Monika Ciaś
Inżynier ekolog
DSR jako narzędzie zarządzania energią w przedsiębiorstwie – wyzwania i korzyści z wdrożenia usług elastyczności
Rynek mocy i DSR – korzyści dla przedsiębiorstw z usług elastyczności
Usługi DSR (ang. Demand Side Response) odgrywają wraz z rynkiem mocy coraz większą rolę w zapewnieniu elastyczności i bezpieczeństwa systemu energetycznego. W ramach usług DSR podmiot zainteresowany udziałem w programie określa, jaką część swojego zużycia energii jest w stanie ograniczyć. Deklaracja obejmuje maksymalny poziom redukcji oraz warunki jej realizacji. W momencie, gdy system elektroenergetyczny jest przeciążony lub istnieje ryzyko pojawienia się niedoboru mocy, operator systemu wydaje sygnał do uczestników programu z wezwaniem do ograniczenia poboru mocy zgodnie z wcześniej zadeklarowanym poziomem. W zamian przedsiębiorstwo zarabia na gotowości do świadczenia usługi oraz za faktycznie wykonane ograniczenia w poborze energii1. Usługi te dają możliwość uzyskania dodatkowego źródła przychodu bez konieczności zwiększenia mocy przerobowych zakładu, jednocześnie umożliwiając optymalizację kosztów energii. Programy DSR są szczególnie atrakcyjne dla większych przedsiębiorstw produkcyjnych, centrów logistycznych, chłodni oraz innych dużych obiektów komercyjnych. Mniejsze przedsiębiorstwa również mają możliwość świadczenia usług DSR, nawet jeśli samodzielnie nie dysponują wymaganym potencjałem redukcji mocy. Jest to możliwe za pośrednictwem agregatora, który łączy potencjał wielu odbiorców energii w jeden większy zasób.
Wszystkie rodzaje jednostek DSR są uprawnione do uczestnictwa w hurtowych rynkach energii elektrycznej, w tym w rynkach dnia następnego i dnia bieżącego. Jednostki DSR mogą również uczestniczyć w rynku bilansującym i świadczyć usługi bilansowania. Jednostki rynku mocy DSR uczestniczą i zawierają na bieżąco umowy w aukcjach głównych na rynku mocy2.
Elastyczność energetyczna przedsiębiorstw: dlaczego DSR zyskuje na znaczeniu?
Znaczenie usług Demand Side Response (DSR) systematycznie rośnie. Systemy energetyczne na całym świecie mierzą się z wyzwaniem utrzymania stabilności sieci. W dzisiejszych realiach elastyczność odbiorców końcowych energii jest równie cenna jak budowa nowych jednostek wytwórczych. DSR ogranicza pobór energii z sieci w godzinach największego obciążenia sieci energetycznej, dzięki czemu zmniejsza ryzyko wystąpienia lokalnych niedoborów mocy i zwiększa bezpieczeństwo dostaw energii.
Z perspektywy operatora systemu przesyłowego DSR stanowi efektywne narzędzie bilansowania systemu. Operator może wykorzystać potencjał elastyczności odbiorców końcowych, co generuje mu oszczędności z tytułu inwestycji w kosztowne rezerwy i nowe mocy wytwórcze. Strategia ta pozwala zwiększyć odporność systemu na zakłócenia.
Jakie przedsiębiorstwa mogą świadczyć usługi elastyczności DSR?
Świadczenie usług elastyczności DSR jest atrakcyjne przede wszystkim dla przedsiębiorstw, których procesy pozwalają na czasowe zarządzanie zużyciem energii bez istotnego wpływu na ciągłość i efektywność działalności. Możliwość świadczenia usług DSR jest skierowana głównie do podmiotów zużywających znaczne ilości energii tj. co najmniej 300 kW mocy przyłączeniowej lub zużycia minimum 2 GWh prądu rocznie. Są to podmioty o istotnym poborze mocy, które mają możliwość ograniczenia czasowego procesów, przesunięcia ich w czasie i zoptymalizowania bez istotnego wpływu na ciągłość działania. Jeśli chodzi o branże, to nie ma żadnych ograniczeń3. Tego typu usługi elastyczności, np. z rynku mocy są zatem atrakcyjnym rozwiązaniem dla przedsiębiorstw z branży spożywczej, hutniczej, recyklingu, zakładów produkcyjnych, meblarskich czy wielkopowierzchniowych obiektów komercyjnych4.
DSR – czym jest i jak działa w przedsiębiorstwie?
DSR to usługa polegająca na czasowym ograniczeniu poboru mocy z sieci elektroenergetycznej na okres zazwyczaj od kilkudziesięciu minut do kilku godzin. W czasie ograniczeń poboru stosuje się uruchamianie agregatów rezerwowych, magazynów energii lub zmienia się harmonogram pracy kogeneracji. W praktyce proces realizacji usługi zależy od charakteru procesów technologicznych w przedsiębiorstwie.
Na przykład: duży zakład produkcyjny może posiadać kilka linii technologicznych pracujących równolegle. W przypadku wezwania do ograniczenia mocy firma może wyłączyć urządzenia o wysokim poborze mocy i przesunąć część procesów na godziny pozaszczytowe. Maszyny, których nie da się wyłączyć ze względu na konieczność podtrzymania procesów technologicznych pozostają pod napięciem. Dzięki odpowiedniemu planowaniu firma zrealizuje zobowiązania DSR bez istotnego wpływu na realizację zamówień.
W nowoczesnych centrach logistycznych największy udział w poborze energii mają systemy wentylacji i klimatyzacji, ładowanie elektrycznych wózków widłowych i automatyka magazynowa. W momencie ogłoszenia redukcji część aktywności przedsiębiorstwa można przesunąć w czasie, np. ładownie wózków widłowych lub praca niektórych urządzeń pomocniczych.
Również zakłady chłodnicze dysponują dużym potencjałem elastyczności energetycznej. Podczas aktywacji DSR agregaty chłodnicze zostają częściowo wyłączone lub pracują z ograniczoną mocą przez wymagany czas. Dzięki zgormadzonej rezerwie chłodu temperatura produktów pozostaje w bezpiecznym zakresie, a firma otrzymuje wynagrodzenie za świadczenie usług elastyczności5.
Korzyści i wyzwania biznesowe z wprowadzenia usług elastyczności w przedsiębiorstwie
W każdym z omówionych wcześniej przykładów przedsiębiorstw, które mogą świadczyć usługi DSR kluczowe znaczenie ma wcześniejsza analiza procesów technologicznych i identyfikacja obszarów,
w których możliwe jest elastyczne zarządzanie poborem energii. Operatorzy sieci energetycznych wynagradzają uczestników systemu DSR już za samą gotowość do redukcji zużycia prądu. Za deklarację możliwości czasowego ograniczenia poboru energii o 1 MW, zarządcy sieci są w stanie zapłacić nawet 200 000 złotych rocznie6. Poniżej przedstawiono niektóre korzyści i wyzwania związane z uczestnictwem w systemie DSR.
Korzyści:
- Dodatkowe źródło przychodów za gotowość do redukcji poboru energii oraz za faktyczne wykonanie redukcji niezależnie od podstawowej działalności firmy;
- efektywniejsze zarządzanie kosztami operacyjnymi przez ograniczenie poboru energii w godzinach najdroższych cen;
- wdrożenie DSR często wiąże się z wykonaniem głębokiej analizy zużycia energii co przyczynia się do optymalizacji procesów i zwiększenia efektywności energetycznej przedsiębiorstwa;
- dostosowanie procesów do zmiennych warunków rynkowych często wiąże się z poprawą odporności zakładu na zakłócenia i zwiększa jego konkurencyjność na rynku;
- korzyści wizerunkowe: udział w DSR wpływa na postrzeganie spółki jako nowoczesnej i odpowiedzialnej środowiskowo7.
Wyzwania:
- Dostępność do programów DSR dla przedsiębiorstw o niskim zużyciu energii jest ograniczona. Mogą oni jednak uczestniczyć w programie dzięki instytucji agregatora;
- ograniczenia poboru mocy mogą wpływać na ciągłość operacyjną przedsiębiorstw, zwłaszcza tych o niskiej elastyczności operacyjnej zakładu co może zwiększać ryzyko zakłóceń w produkcji;
- dodatkowe koszty inwestycyjne związane z wdrożeniem systemów monitorowania i sterowania zużyciem energii w zakładzie;
- złożoność organizacyjna i planistyczna: udział w DSR wymaga przeprocesowania formalności związanej ze świadczeniem usług elastyczności oraz koordynacji pracy między działami planowania i operacyjnymi;
- konieczność spełnienia wymogów formalnych i kontraktowych, a także niektórych warunków technicznych i prawnych, co może stanowić wyzwanie dla niektórych rodzajów przedsiębiorstw;
- niepewność co do częstotliwości i czasu aktywacji usług DSR wiąże się z utrudnieniami w precyzyjnym planowaniu harmonogramu pracy i może wymagać konieczności utrzymania rezerw operacyjnych8.
Technologie wspierające wdrażanie DSR w firmie
Skuteczny udział w programach DSR wymaga odpowiedniej infrastruktury technicznej, która umożliwia monitorowanie, analizę i elastyczne zarządzanie zużyciem energii. Najważniejsze technologie wspierające wdrożenie usług DSR to:
Systemy Zarządzania Energią (ang. EMS – Energy Management System). Systemy te umożliwiają aktualne monitorowanie zużycia energii, identyfikację procesów o największym zużyciu energii oraz automatyczne wdrażanie mechanizmów redukcji. Dzięki tym systemom firma może szybciej, a nawet częściowo automatycznie reagować na wezwania do ograniczenia poboru energii.
Systemy automatyki przemysłowej i SCADA. Systemy operacyjne umożliwiają zdalne sterowanie urządzeniami oraz automatyczne ograniczenia poboru energii. SCADA rozszerza funkcjonalność systemu automatyki o nadzór nad procesami produkcyjnymi. Zbiera dane z sterowników PLC, czujników i linii produkcyjnych, wizualizuje przebieg procesów, generuje alarmy i archiwizuje dane historyczne.
Systemy BMS (ang. BMS – Bulding Management System). BMS odpowiada za zarządzanie mediami i instalacjami. Systemy te stosowane są głównie w budynkach biurowych i obiektach wielkopowierzchniowych, takich jak np. galerie handlowe. System BMS pozwala sterować oświetleniem, wentylacją, klimatyzacją czy ogrzewaniem, dzięki czemu możliwe jest inteligentne ograniczenie zużycia energii bez wpływu na komfort użytkowników9.
Inteligentne liczniki i systemy pomiarowe. Urządzenia te dostarczają szczegółowych danych o zużyciu energii w czasie rzeczywistym. Pozwala to precyzyjnie określić potencjał redukcji oraz rozliczyć wykonane usługi DSR.
Instalacje odnawialnych źródeł energii i magazyny energii. Fotowoltaika jak i elektrownie wiatrowe mogą wpierać świadczenie usług DSR poprzez częściowe pokrycie zapotrzebowania zakładu lokalnie wytworzoną energią. Magazyny energii natomiast pozwalają przesunąć w czasie wykorzystanie energii zgromadzonej w okresie niskiego zapotrzebowania i wykorzystać ją np. w czasie aktywacji usługi DSR.
W praktyce największe korzyści osiągają firmy, które potrafią łączyć kilka z wymienionych wyżej rozwiązań w jeden spójny system zarządzania energią10.
Podsumowanie
Świadczenie usług DSR stanowi dla przedsiębiorstw nie tylko dodatkowe źródło przychodów, ale także jest elementem nowoczesnych strategii zarządzania energią i budowania przewagi konkurencyjnej, także poprzez zwiększenie odporności przedsiębiorstwa na zmiany zachodzące na rynku energii. Udział w programach DSR wspiera także realizację celów ESG firmy, planów dekarbonizacji i przyczynia się do zmniejszenia śladu węglowego w gospodarce.
Dla operatora systemu energetycznego z kolei usługa DSR jest efektywnym narzędziem bilansowania podaży i popytu bez konieczności budowy nowych źródeł wytwórczych. Wdrożenie DSR w zakładzie często wiąże się z cyfryzacją procesów energetycznych i inwestycjami w nowe technologie, takie jak systemy automatyki, systemy zarządzania procesami EMS i BMS czy magazyny energii.
Zdaniem ekspertów usługa DSR, choć staje się coraz bardziej popularna, to wciąż brakuje powszechnej świadomości wśród przedstawicieli przedsiębiorstw na temat jej istoty i korzyści, jakie przynosi.
Przewiduje się, że wraz z transformacją energetyczną znaczenie jednostek DSR będzie wzrastać. Produkcja energii z odnawialnych źródeł jest zmienna, dlatego operatorzy systemów energetycznych będą oczekiwali coraz większej elastyczności po stronie odbiorców.
Najtańsza energia to nie ta, którą sami wyprodukujemy, lecz ta, której nie zużyjemy. W przyszłości przewagę będą budować nie tylko te przedsiębiorstwa, które zużywają najmniej energii, ale również te, które potrafią zarządzać nią elastycznie. DSR przekształca energię z kosztu operacyjnego w aktywo biznesowe, które może generować wymierną wartość dla firmy i całego systemu elektroenergetycznego.
Źródła:
2 https://ochronaklimatu.com/slownik-rynku-energii/434-usluga-redukcji-zapotrzebowania-dsr
4 https://elektrum.com.pl/blog/czym-jest-usluga-dsr-i-jakie-firmy-moga-z-niej-korzystac/
6 https://ecodlabiznesu.pl/czym-sa-uslugi-dsr-zalety-dla-przedsiebiorcow/
7 https://www.brewa.pl/strefa-wiedzy/5-korzysci-ze-swiadczenia-uslugi-dsr-dla-twojej-firmy.html
8 https://switchenergy.pl/blog/dsr-co-to-jest-i-jak-dziala/