Inteligentna elektryfikacja z wykorzystaniem zasobów odnawialnych: wspieranie zrównoważonej transformacji energetycznej
Zapotrzebowanie na elektryfikację jest wyższe niż kiedykolwiek w mocno zautomatyzowanym i zelektryfikowanym świecie. Wszechstronne, dostosowane do potrzeb i regulowane zasilanie ma kluczowe znaczenie dla przedsiębiorstw, struktur i infrastruktur ze względu na wyjątkowe wymagania i trudności związane z każdym zastosowaniem. Ponieważ energia jest dźwignią zwiększającą dostępność i rentowność oraz jest niezbędna do wspierania transformacji cyfrowej, staje się to jeszcze ważniejsze w erze cyfryzacji. Od rozdzielnic, tablic rozdzielczych, systemów dystrybucji i systemów szyn zbiorczych po urządzenia zabezpieczające i poprawiające jakość energii, urządzenia przełączające i pomiarowe, przemysłowe technologie przełączania i sterowania oraz urządzenia do instalacji elektrycznych – urządzenia te obejmują szeroki zakres zastosowań.
INTELIGENTNA ELEKTRYFIKACJA Z WYKORZYSTANIEM ZASOBÓW ODNAWIALNYCH
PODSTAWOWE ZROZUMIENIE TRANSFORMACJI ENERGETYCZNEJ
Mówiąc najprościej, transformacja energetyczna oznacza znaczącą przemianę systemu energetycznego. Wprowadzane są poważne zmiany w podaży energii, sposobie jej wytwarzania, przetwarzania, dostarczania i konsumpcji, a także w różnorodnych rynkach i przepisach prawnych. Ma to również istotne implikacje i konsekwencje dla innych aspektów gospodarki, kultury i środowiska, które wykraczają daleko poza sam system energetyczny.
SIŁY NAPĘDOWE AKTUALNEJ TRANSFORMACJI ENERGETYCZNEJ
W XXI wieku stało się coraz bardziej oczywiste, że powszechne wytwarzanie i wykorzystanie paliw kopalnych przyczynia się do poważnych problemów, w tym zmian klimatycznych oraz szkód ekologicznych i środowiskowych. Nowa transformacja energetyczna oparta na efektywności energetycznej i energii odnawialnej może być wyobrażona i stworzona w wyniku przyspieszenia globalnych innowacji w badaniach i technologiach energetycznych.
PRZEJŚCIE DO INTELIGENTNEJ ELEKTRYFIKACJI PRZYNOSI WIELE ISTOTNYCH KORZYŚCI
- Inteligentna elektryfikacja może zwiększyć elastyczność i odporność sieci energetycznych, a jednocześnie zwiększyć bezpieczeństwo i zmniejszyć zależność od paliw kopalnych w całym systemie energetycznym. Zapewnia również znaczny wzrost efektywności wykorzystania energii w tym samym czasie. Inteligentna elektryfikacja w rzeczywistości obniży całkowite zapotrzebowanie na energię przy tej samej ilości usług energetycznych i zwiększy produktywność gospodarczą, ponieważ wykorzystanie energii elektrycznej do zastosowań końcowych, takich jak transport i systemy ogrzewania budynków, jest bardziej wydajne niż wykorzystanie paliw kopalnych. Dodatkowo zmniejsza zanieczyszczenie, co poprawia zarówno jakość powietrza, jak i zdrowie.
- Umożliwia również nowe synergie między inteligentną elektryfikacją a samymi odnawialnymi źródłami energii.
- Inteligentna elektryfikacja tworzy zupełnie inny system. Dzięki temu systemowi nastąpi ogromny wzrost całkowitego zapotrzebowania na energię w budynkach, przemyśle i transporcie, co otwiera nowe rynki. Głównymi dostawcami na te nowe rynki będą energia słoneczna i wiatrowa.
Dlatego inteligentna elektryfikacja z wykorzystaniem energii odnawialnej tworzy pozytywną pętlę sprzężenia zwrotnego, w której elektryfikacja stymuluje nowe zastosowania i rynki dla energii odnawialnej, co z kolei przyspiesza przejście na energię elektryczną do zastosowań końcowych, otwierając możliwość większej elastyczności i stymulując dalszy rozwój energii odnawialnej i postęp technologiczny.
INTELIGENTNA ELEKTRYFIKACJA W RÓŻNYCH SEKTORACH
BUDYNKI
Obecnie budynki zużywają 30% światowej konsumpcji końcowej. Ponadto połowa tej energii pochodzi z biomasy, gazu ziemnego lub ropy naftowej. Około 70% energii zużywanej w budynkach jest zużywane przez domy i inne mieszkania, a pozostałe 40% trafia do budynków komercyjnych i rządowych. Obecnie 51% energii zużywanej w budynkach komercyjnych i publicznych pochodzi z energii elektrycznej, w porównaniu z 24% w przypadku budynków mieszkalnych.
PRZEMYSŁ
Około 28% z 119 EJ energii zużywanej jako energia elektryczna zostało wykorzystane do zasilania energią, co stanowi całkowitą globalną konsumpcję końcową sektora przemysłowego. Około 60% przemysłowego zapotrzebowania na energię przypada na cztery energochłonne surowce przemysłowe: cement, żelazo i stal, amoniak i etylen. Paliwa kopalne są jedynym źródłem zużycia pozapaliwowego; z czego 70% jest wykorzystywane jako surowiec do produkcji etylenu (głównie przy użyciu ropy naftowej), a pozostałe 30% jest wykorzystywane do produkcji metanolu i amoniaku (głównie przy użyciu gazu ziemnego).
TRANSPORT
Obecnie tylko około 1% z około 121 EJ energii wymaganej na transport — w tym ruch osób i towarów lądem, powietrzem i morzem — jest dostarczane przez energię elektryczną (IEA, 2020a). Globalnie ponad dwie trzecie tej energii elektrycznej jest wykorzystywane do transportu kolejowego, a tramwaje i metro zużywają większość pozostałej części.
PODSUMOWANIE
Aby zilustrować atrakcyjne synergie między energią odnawialną a elektryfikacją w różnych sektorach, niniejszy dokument zakresowy nakreślił podstawy inteligentnej elektryfikacji z wykorzystaniem zasobów odnawialnych w sektorach transportu, budownictwa i przemysłu. Badanie opisuje również strategie wykorzystania tych synergii i stworzenia przyszłości z lepszymi systemami energetycznymi, lepszym zdrowiem, wyższym standardem życia i mniejszym ryzykiem potencjalnie katastrofalnych zmian klimatycznych. Aby dokonać tej zmiany, potrzeba starannego planowania, woli politycznej oraz kompleksowych krajowych strategii i map drogowych dotyczących energii, ponieważ oferowanie skutecznych ścieżek elektryfikacji z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii może być trudne.
Autor: Sachetanand