KONČAR je poznat po izgradnji hidroelektrana, sunčanih i vjetroelektrana, transformatorskih stanica, vlakova i tramvaja, ali je malo poznata činjenica da u svom portfelju ima jedan od najuspješnijih istraživačko-razvojnih timova u domeni nove generacije elektroenergetskih sustava. Prilog tomu su uspješni rezultati u značajnom broju i sudjelovanju u elitnim znanstveno-istraživačkim projektima iz programa Obzor. Dr. sc. Leila Luttenberger Marić jedna je od ključnih članica KONČAR – Digital istraživačkog tima koja je uspješno završila i vodi nekoliko projekata.
Nedavno ste obranili doktorsku disertaciju na Fakultetu elektrotehnike i računarstva Sveučilišta u Zagrebu i stekli akademski stupanj doktorice znanosti iz područja tehničkih znanosti, znanstvenog polja elektrotehnike. Naslov teme je Modeliranje agregiranih energetskih ušteda kućanstva uz korištenje minimalnoga skupa potrebnih podataka. Možete li nam reći što Vas je potaknulo na istraživanje teme i koja je moguća primjena takvog modela?
Zahvaljujući istraživačkim projektima na kojima radim već dugi niz godina, došla sam do zaključka da bi se fleksibilnost potrošnje kućanstava mogla valorizirati s ciljem ostvarivanja ušteda u krajnjoj potrošnji energije. Ostvarivanje ciljeva uštede energije do 2030., a kasnije i do 2050. na razini EU, neće biti moguće bez aktivnog uključivanja svih kategorija kupaca električne energije u energetsku tranziciju. Popularizacija uštede energije dodatno je napredovala predstavljanjem REPowerEU plana prošle godine, kao odgovor na globalne izazove tržišta energije i potrebe za smanjenjem ovisnosti o fosilnim gorivima iz uvoza. Prema posljednjim podacima Eurostata, udio kućanstava u krajnjoj potrošnji energije je 27%, a više od 60% te potrošnje odnosi se na grijanje prostora, što ukazuje na potrebu aktivnog uključivanja kućanstva u proces ispunjenja ciljeva niskougljične tranzicije.
U okviru doktorske disertacije razvijen je model koji s relativno malo prikupljenih podataka daje mogućnost procjene učinka programa fleksibilnosti potrošnje. Model je prilagođen tipičnim obrascima korištenja kućanstava u mediteranskim zemljama, gdje je dostupnost daljinskog grijanja uobičajeno manjkava te je valoriziran stvarnim podacima na skupu kućanstava na otoku Krku. Krk je posebno zanimljiv jer nema daljinski sustav grijanja, već se uglavnom koriste toplinske pumpe i klima uređaji, kako za grijanje, tako i za hlađenje, a specifičan je jer se radi o otoku koji teži samoodrživosti. Na temelju podataka o tomu u koje vrijeme korisnici koriste koji uređaj, model omogućava procjenu ušteda.
Možete li nam detaljnije pojasniti ulogu fleksibilnosti potrošnje u kućanstvima?
Tradicionalno, programi odziva potrošnje bili su usmjereni na industriju jer su industrijski potrošači imali dovoljno veliku snagu da mogu samostalno sudjelovati u njima. Potencijal promjene opterećenja od nekoliko kilovata za jedno kućanstvo nije bilo dovoljno zanimljivo, a ni pogodno za sudjelovanje na tržištima energije. Kućanstva su priliku za sudjelovanje u programima odziva potrošnje dobila pojavom agregatora. Agregirana kućanstva mogu imati veći potencijal fleksibilnosti potrošnje od industrije jer su trošila koja posjeduju, kao i načini njihova korištenja, fleksibilnija od industrijskih gdje troškovi prekidanja uobičajenih procesa mogu biti značajni. Međutim, u slučaju većih industrijskih postrojenja i komercijalnih zgrada, aktiviranu fleksibilnost jednostavnije je procijeniti zbog veće količine podataka koje takvi entiteti produciraju.
Uključivanje u programe fleksibilnosti potrošnje najučestalije je među korisnicima u industriji i tercijarnom sektoru, tj. u komercijalnim zgradama. Iako su zemlje članice EU otvorile pristup inicijativama agregatora i lokalnih energetskih zajednica, potencijal fleksibilnosti potrošnje u kućanstvima još je uvijek značajno neiskorišten. Čak i kada su regulatorni uvjeti zadovoljeni i lokalni agregator može sudjelovati na veleprodajnom tržištu ili tržištu pomoćnih usluga, on nailazi na tehnološke i društveno-ekonomske prepreke – poteškoće uvjetovane dostupnošću ulaznih podataka sa željenom rezolucijom koji su potrebni za preliminarnu procjenu potencijala fleksibilnosti potrošnje te rješavanju pitanja održivosti poslovnog modela. Riječ je o ograničavajućim čimbenicima s kojima se suočavaju inicijative formiranja lokalnih energetskih zajednica za iskorištavanje potencijala fleksibilnosti potrošnje svojih članova.
Na koji se način novi dionici mogu uključiti u energetsku tranziciju?
Uključivanje novih dionika u sustav je proces koji se ne može dogoditi ekspeditivno. Tradicionalno su uloge u elektroenergetskom sustavu jasno postavljene pa se svaka promjena doživljava gotovo kao kulturološka promjena. Riječ je o složenom sustavu koji besprijekorno mora obavljati svoje zadatke te svako odstupanje od poznatog modus operandi povećava stupanj nereda u sustavu. Osim tehnoloških rješenja bez kojih je nemoguće govoriti o energetskoj tranziciji, potrebno je postaviti odgovarajući regulatorni okvir koji prepoznaje uloge i odgovornosti novih dionika te može odgovoriti na njihova društveno-ekonomska pitanja. Motivacija korisnika u početnoj fazi, primjena adekvatnih strategija i pružanje tehničke podrške važni su čimbenici u fazi implementacije, kao i pronalaženje dugoročne koristi za uključivanje novih dionika u nove poslovne modele. Tehnološki se razvoj odvija relativno brzo i tu ne zaostajemo za svjetskim trendovima, dok je za integraciju novih dionika u sustav potrebno prilagoditi regulatorni okvir i aktivno raditi na njihovoj motivaciji, a to je nešto što se događa puno sporije od tehnološkog razvoja.
Strategije koje potiču potrošače na uključivanje u napredni elektroenergetski sustav mogu biti povećanje energetske učinkovitosti, vlastito uravnoteženje (kada je dostupna vlastita proizvodnja), smanjivanje računa za električnu energiju, povećana pouzdanost sustava, povećana mogućnost odabira tako da korisnici imaju veću mogućnost upravljanja troškovima električne energije, ekološki i sociološki aspekti itd. Sudjelovanje krajnjih potrošača ili aktivnih kupaca u programima fleksibilnosti potrošnje može, ali i ne mora biti uvjetovano financijskim aspektom. Oba motivacijska čimbenika mogu biti jednako vrijedna pa moraju biti ravnomjerno podržana adekvatnim strategijama u osmišljavanju, planiranju i implementaciji programa fleksibilnosti potrošnje.
Primjerice, kroz projekt frESCO iz programa Obzor 2020 smo, zajedno s lokalnim partnerom Smart Island Krk, uspjeli kroz otvoreni poziv uključiti zainteresirane korisnike. Odabrani korisnici pokrivaju različite uporabe stambenih objekata na Krku i različite energetske performanse objekata. Ključnu ulogu za uključivanje privatnih korisnika ima prepoznavanje individualne koristi koja se očituje i u boljitku za lokalnu zajednicu na putu do samoodrživosti.
Spominjali ste energetsku tranziciju, a jedan vrlo važan čimbenik tranzicije je digitalna transformacija. Možete li nam reći kako ju provodite u KONČAR – Digitalu, u okviru istraživačkih projekata na kojima radite?
Glavne okosnice energetske tranzicije su dekarbonizacija, decentralizacija i digitalizacija. Bez podrške digitalizacije nećemo moći uvesti nove dionike na tržište električne energije, a ni ispuniti ambiciozne niskougljične ciljeve koji se temelje na visokom stupnju decentralizacije i širokom uvođenju obnovljivih izvora energije. Uvođenjem sustava za gospodarenje energijom u zgradama, električnih punionica i obnovljivih izvora energije, zgrade postaju izvor velike količine podataka i njih je moguće valorizirati u svrhu ostvarenja određenih optimizacijskih ciljeva na tržištu električne energije ili na tržištu pomoćnih usluga prema operatorima sustava. Naravno, od postojećih se dionika očekuje sposobnost razmjene, obrade i pohrane velike količine podataka. Elektroenergetski sustav danas postaje podatkovno kompleksniji ekosustav gdje se transakcije mogu događati gotovo u stvarnom vremenu.
KONČAR – Digital vrlo uspješno provodi mnogobrojne istraživačke projekte na temu digitalizacije elektroenergetskog sustava i pametne elektroenergetske tranzicije u sklopu programa Obzor 2020, koji su financirani izravno od strane Europske Komisije i iz nacionalnog programa istraživanja, razvoja i inovacija. U međunarodnim projektima ponajviše sudjelujemo u konzorcijima zajedno s tvrtkama, institutima i sveučilištima koji su predvodnici inovacija u tom području na europskoj razini. Naša se rješenja uspješno testiraju na pilot projektima u Grčkoj, Španjolskoj, Portugalu, Njemačkoj, Francuskoj i naravno Hrvatskoj.
Prema izvještaju Joint Research Centre (JRC) Smart Grids and Beyond – An EU research and innovation perspective koji pruža pregled europskih inovacijskih projekata povezanih s temama pametnih mreža iz okvira Sedmog okvirnog programa (FP7) i Obzor 2020, KONČAREV tim istraživačko-razvojnih projekata nalazi se na prestižnom drugom mjestu u Europi među svim tvrtkama koje se bave inženjeringom. Promatraju se projekti koji se bave energetskom tranzicijom u širem smislu, a ne samo tehnološka rješenja za pametne mreže.
Koja biste rješenja u okviru nekog projekta posebno izdvojili?
S obzirom na to da više projekata u kojima sudjelujemo podrazumijevaju izradu platformi za razmjenu velikih količina podataka, osim informacijsko-komunikacijskih rješenja i informacijskih modela, danas se inovativnost reflektira i u jednostavnosti odnosno pragmatičnosti neke platforme ili aplikacije. Težnja prema decentralizaciji elektroenergetskog sustava i uvođenju novih dionika na tržište energije ujedno znači da ćemo sutra imati mnogobrojne korisnike koji nužno nemaju sveobuhvatnu tehničku podlogu da bi se mogli služiti kompleksnim aplikacijskim rješenjima, ali ni ne moraju pratiti sve parametre koji se uobičajeno prate i podižu složenost sustava. Pragmatična rješenja s intuitivnim sučeljima i prikladnim analitikama danas postaju vrlo zanimljiva jer otvaraju mogućnost novim dionicima, kao što su praćenje portfelja potrošnje ili proizvodnje i valoriziranje njihove vrijednosti na tržištu. Primjerice, na projektu BEYOND iz programa Obzor 2020 razvijamo upravo takvu aplikaciju koja upraviteljima zgrada omogućuje da analitički prate potrošnju svojih imovina i aktivaciju konfiguracije virtualne elektrane na temelju zahtjeva koji dolaze s tržišta. Inovativnost rješenja nalazi se i u izradi novih poslovnih modela. Primjerice, na projektu frESCO agregator koji okuplja fleksibilnost potrošnje svojih korisnika je ESCO tvrtka, odnosno tvrtka za pružanje energetskih usluga. ESCO tvrtka u sklopu mjera za poboljšanje energetskog učinka koristi i aktivaciju fleksibilnosti potrošnje te na taj način reducira vremenski period ciklusa financiranja. Naravno, kako bi se željeni cilj ispunio, razvijena je cjelovita arhitektura koja podrazumijeva mjerne uređaje, senzore koji prikupljaju podatke i aktuatore, platforme koje omogućavaju razmjenu, interpretaciju i pohranu podataka.
Jeste li u okviru projekta već razvili platforme za razmjenu podataka koje su testirane u stvarnom okruženju?
Mnogobrojni projekti koji se danas provode iz programa Obzor 2020 upravo rade na razvoju platformi za razmjenu podataka. Primjeri takvih projekata su BEYOND i SYNERGY gdje smo zajedno s našim partnerima razvili platforme za analizu velikih skupina podataka. Projekt BEYOND više je orijentiran na zgrade, ali posebno bih istaknula SYNERGY u sklopu kojeg pomažemo razvoju održivih poslovnih modela temeljenih na podacima na otoku Krku zajedno s našim partnerom, komunalnim poduzećem Smart Island Krk. Riječ je o platformi za analizu velikih skupina podataka iz intervalnih (naprednih) brojila, sunčanih elektrana i javne rasvjete s ciljem stvaranja novih poslovnih modela zasnovanih na podacima. Izravan rezultat ovog projekta je proširenje norme CIM (Common Information Model) za velike skupine energetskih podataka i nadogradnja PROZA NET i MARS sustava za primjenu virtualnih elektrana i energetskih zajednica.
Jesu li za uključivanje potrošača potrebna cjelovita rješenja?
Da, korisnicima nije dovoljno omogućiti praćenje svoje potrošnje kroz zanimljive aplikacije. Korisnici odnosno potrošači danas su svjesni problematike privatnosti podataka i tu tehnološka rješenja moraju osigurati anonimnost u postupku razmjene i obrade podataka. Osim problematike privatnosti podataka, kada govorimo o potrošačima bitno je osigurati minimalne intervencije po pitanju održavanja komfora unutar kućanstva. Također, nezanemariv utjecaj na dostupnost energije za trgovanje ima i energetska učinkovitost pa je vrlo važno da energetsku učinkovitost i fleksibilnost potrošnje promatramo sinergijski.
Digitalizacija, kao jedan od glavnih nositelja energetske tranzicije, može imati vrlo snažan utjecaj na angažiranost potrošača u elektroenergetskom sustavu. Uvođenje energetskih zajednica u elektroenergetskom sustavu je provođenje demokratizacije elektroenergetskog sustava, s obzirom na to da korisnici sudjeluju u razmjeni, zajedničkoj proizvodnji i skladištenju električne energije. Unutar energetskih zajednica aktivni potrošači surađuju s operatorima sustava ili voditeljima bilančnih grupa na tržištu električne energije kako bi optimizirali proizvodnju, distribuciju i potrošnju lokalno proizvedene električne energije s ciljem ostvarenja dobiti – samostalno ili putem posrednika (npr. agregatora).
Kako dolazite do novih digitalnih rješenja za tehnološke izazove s kojima se susrećete?
Uspješno smo završili 3 projekta iz programa Obzor 2020 i jedan iz programa FP7, a trenutno imamo aktivnih 7 Obzor 2020 projekta pa velik broj novih rješenja nastaje upravo sudjelovanjem na istraživačkim projektima gdje smo tehnološki partner. Možemo se pohvaliti da smo danas u Hrvatskoj vodeći partner za razvoj industrijskog softvera. Stečenim znanjem kroz istraživačke projekte nastojimo inovirati i graditi portfelj naših softverskih proizvoda.
Budući da poznajemo tehnološke izazove naših kupaca, zajedno s njima kreiramo prijedlog rješenja koje primjenjujemo u simulacijskim i laboratorijskim uvjetima. U razvoju koristimo moderne tehnologije i znanja koja smo stekli kroz istraživačke i implementacijske projekte. Nova generacija PROZA proizvoda temelji se na potpuno novoj softverskoj platformi otvorene i modularne arhitekture te Pythonu i JavaScriptu, što uvelike olakšava ubrzan razvoj. Koristimo i suvremene tehnike organizacije rada, a naša načela razvoja softvera usmjerena su na visoku raspoloživost, dugotrajnu pouzdanost i jednostavnost korištenja.
