Stanislav Chvála: flexibilitu najdete všude, s chytrou sítí nám bude stačit méně velkých zdrojů

Česká společnost Nano Energies obchoduje s obnovitelnou elektřinou, dlouhodobě se věnuje nejnovějším trendům v energetice a inovativní nápady z ČR i ze zahraničí letos druhým rokem představila na konferenci Share Your Energy. S jejím generálním ředitelem Stanislavem Chválou jsme udělali rozhovor.

Pojem chytré sítě – smart grids – se v ČR skloňuje méně často, než výstavba nových zdrojů. Lze si budoucí energetiku představit bez chytrých sítí?

Ano, ale efektivita takové sítě by byla výrazně nižší. Bez chytrých sítí nebudeme mít přesná data, kdy se co v síti děje, nebudeme moci pracovat s tisíci malých zdrojů a příkonů, jako třeba s nabíjením elektromobilů. Zvládli bychom fungovat i bez chytrých sítí, ale pak by celá decentralizovaná energetika byla z poloviny zbytečná.

Tak, jak funguje energetika dnes, funguje už desítky let a není zde pocit, že by mohla jednotlivým hráčům přinést cokoliv navíc. Ale podle mě je to přesně naopak. Teprve s příchodem chytrých sítí se energetika posune dál. Teprve potom budeme mít možnost dodávat zákazníkům a firmám produkty, které budou mít vyšší přidanou hodnotu než samotné kilowatthodiny.

Teď se nám možná zdá, že se energetika začala rychle měnit, ale já bych to spíš přirovnal k situaci, kdy dlouho stojíte s autem v koloně, která se teď konečně aspoň trochu rozjela. Nicméně, až budeme mít k dispozici více detailních dat, tak teprve budeme moct mluvit o plynulé jízdě po čtyřproudé dálnici. Data a digitalizace energetiky znamená, že začnou vznikat návazné produkty a služby a v energetice budeme stále častěji potkávat firmy a hráče, kteří jsou skvělí ve zpracování dat, ale s naším oborem dosud nic společného neměli.

Jaké produkty to budou?

Představte si, že máte podrobná data spotřeby domu. Z nich můžete vytvořit produkty typu „elektřina je informace.“ Například máte-li příbuznou osobu, daleko od místa, kde bydlíte a chcete vědět, jestli je v pořádku, můžete podle spotřeby elektřiny vzdáleně zjistit, zda se v bytě nebo domě neděje něco neobvyklého. Stejně tak můžete monitoring spotřeby použít pro sledování svého bytu třeba, když jste na dovolené.

Budete mít detailní data o spotřebě své domácnosti, ze kterých dokážete vystopovat spotřebu až na úroveň jednotlivých zařízení. Zároveň budete moci na základě analýzy dat zjistit, že dané zařízení nepracuje optimálně. Pak se může odeslat zpráva výrobci zařízení, což může mít vliv na záruku, nebo na nabídku služeb. Přijde vám mailem upozornění, že staré zařízení se při současné míře chybovosti nevyplatí provozovat.

To ale zároveň znamená mít domácnost prošpikovanou senzory až na úroveň jednotlivých spotřebičů. Potřebujeme takhle detailní data?

My si nebudeme instalovat dodatečná čidla, ta už budou vestavěna v jednotlivých spotřebičích a budou potřebná data odesílat. Když ne rovnou výrobci, tak třeba do domácího hubu, který s nimi bude dále pracovat. Již dnes fungují zařízení, které na základě odečtu celkové spotřeby elektřiny v každé vteřině dokáží určit, které zařízení bylo zapnuto či vypnuto a zda funguje optimálně.

To bude klást daleko větší nároky na zabezpečení těchto dat. Pokud by se k nim někdo dostal, věděl by úplně přesně, co zrovna doma dělám.

Plně souhlasím, kyberbezpečnost se bude muset v energetice výrazně zlepšit. Na druhou stranu, když se v energetice bavíme o práci s daty nebo kyberbezpečnosti, tak se na to koukáme jako na něco, co je třeba teprve vymyslet. Přitom kdybyste se zeptal v Avastu, řekli by, že většina toho, co energetika potřebuje, už je dávno vymyšleno z jiných odvětví, jen je potřeba to chytře implementovat. S daty se pracuje například ve finančnictví nebo v jiných oborech. Není to tedy tak, že bychom museli vynalézat kolo. Spíše je to o využití znalostí, které již máme.

Jakým přínosem bude chytrost sítí pro jejich bezpečnost, provoz a servis? Distributoři a provozovatelé přenosové soustavy se budou potýkat s rostoucím podílem elektromobilů, s rostoucím počte OZE v soustavě. A výměnou za kolísající frekvenci a proměnlivou výrobu jim bude v první řadě spousta dat…

S chytrými sítěmi můžeme obnovitelné zdroje a elektromobily, které jsou nyní soustavou vnímány jako problém, naopak začít využívat ve velkém k zajišťování bezpečnosti sítě. Dnes se k udržování stabilní soustavy používají zdroje nad 10 megawattů. Využití menších zdrojů přitom přináší další možnosti, které jsme dosud neměli. Příklady jsou v zahraničí, v Belgii, Velké Británii, Německu, Francii a dalších zemích, kde kromě velkých elektráren využívají agregátory flexibility. Ti mají připojené různé druhy výrobních nebo spotřebních zařízení a díky tomu, že je těchto zdrojů víc, mají flexibilitu dostupnější. Dosáhnou na mnohem víc flexibility, bez dalších investic.

Agregátoři umožňují interakci mezi nejmenšími hráči na trhu s provozovatelem přenosové soustavy. Nejmenší hráči jsou motivováni odměnou, dostávají za to zaplaceno a bezpečnost sítí se zvýší. Protože, jaká je pravděpodobnost, že vám vypadne jeden stomegawattový blok? Rozhodně vyšší, než že vám vypadne najednou 100 jednomegawattových zdrojů. Bude-li flexibilita rozdrobenější, mohlo by se zdát, že taková soustava bude hůře předvídatelná a méně bezpečná. Ale to tak nebude, pokud budeme dostatečně dobře odečítat data z jednotlivých zařízení a budeme s nimi adekvátně pracovat.

Zmínil jste agregátory v Belgii. Znamená to, že tam už chytrou síť mají?

Se starou sítí by stávající úroveň agregace nebyla možná, museli dodatečně instalovat další druhy zařízení, i třeba podružných. Těmi měří, často i po vteřinách, výrobu a spotřebu jednotlivých zařízení a zároveň s nimi dokáží vzdáleně komunikovat. To vede mimo jiné k tomu, že množství dat, se kterým pracují, se dramaticky zvedlo. Když vám zařízení dodává podpůrnou službu, je rozdíl jestli dostáváte informace jednou za hodinu nebo každou vteřinu. To množství dat je obrovské.

V ČR už dnes ale máme terabyty dat ze současných sítí od jednotlivých distributorů i od provozovatele přenosové soustavy. Dá se s tím, co už máme k dispozici, nějak pracovat, nebo by bylo potřeba naši infrastrukturu ještě upgradovat, abychom se dostali řekněme na belgickou úroveň služby agregátora?

Po „hardwaru“ chceme akorát dvě věci – mít data a možnost nechat se vzdáleně ovládat. Nic víc. Na úroveň Belgie nebo i dalších zemí bychom se dokázali dostat okamžitě a s pomocí zařízení, která jsou na trhu běžně k dispozici. Jejich nástup samozřejmě může být postupný, ale pokud bychom chtěli, máme možnost se ihned dostat na úroveň, jakou mají v zahraničí.

Je pravda, že z energetiky máme velké množství dat, ale jelikož je to velmi konzervativní obor, tak s těmito daty nepracujeme tak efektivně. Dám příklad, který je nám blízký: trading spotové elektřiny. Ten je založený na aktuálních datech – toho, co se děje v síti, na počasí a dalších souvisejících datech – jaký je den v týdnu, jestli je počátek školního roku nebo se třeba koná fotbalový zápas. A s lepšími informacemi máte i lepší představu o aktuální hodnotě elektřiny a dokážete na těchto věcech vydělávat.

V Nano Energies v tom nejsme jediní, je to tzv. dánská škola tradingu. Firmy typu Dánská komoditní (Danske Commodities, pozn. red) vznikly na základě toho, že rostl instalovaný výkon obnovitelných zdrojů, elektřina byla volatilnější a práce s daty byla klíčová, aby tyto zdroje začaly vydělávat. A to se bude dít v budoucnu. Bude daleko větší množství dat a noví inovativní hráči se budou vzdalovat od firem, kde s daty nepracují efektivně. Data znamenají hodnotu, druh peněz pro zákazníky i distributory. Malé množství dat vnímáme jako hlavní překážku, kvůli které se energetika neposouvá tak rychle, jak by mohla.

Proč se tyto postupy v ČR více nerozvíjejí?

Česká soustava je řízena pomocí malého množství velkých zdrojů. K tomu nepotřebujete komplikovanou datovou analýzu. V případě, že do soustavy připojíte velké množství malých zdrojů, potřebujete daleko víc dat, abyste zvládl využívat jejich flexibilitu. A přesně to dělají agregátoři.

V zemích, kde byl umožněn vznik agregátorů, tak to nebyly původní energetiky, které si vybudovaly svého vlastního agregátora, ale byly to všechno startupy. Přes 90 % agregátorů v Evropě jsou firmy, které nikdy předtím neexistovaly. Vznikly na zelené louce. Dali se dohromady lidi, kteří měli nějakou zkušenost z energetiky, třeba i z větších firem, přibrali k sobě analytiky, ale hlavně velmi schopné lidi ohledně IT. Vybudovali agregátory, kteří byli z pohledu řízení soustavy daleko konkurenceschopnější, než velké firmy, které by chtěly dělat to samé. Sice pak dochází k tomu, že ty velké firmy je začnou kupovat, ale trend v energetice je jasný.

Jakmile se objeví něco nové a inovativní, trh se začne otevírat. Ale nestane se, že velké firmy začnou rychle inovovat, ale velmi efektivně začnou vznikat firmy nové, které nastoupí na trh. Nyní jsou v Evropě desítky agregátorů. A kdybyste se podíval na zdroje flexibility v jejich portfoliu, mají tam zařízení od kogeneračních jednotek přes řízení spotřeby pecí, mrazáků, baterií, někteří jdou i do úrovně malých podniků nebo domácností. Když mají poskytnout třeba 50 MW z desítek a stovek různých zařízení, tak musí soustavě dodat produkt s tak přesnými parametry, že by je bez detailní analytiky a IT nikdy neposkládali.

Zvládnou agregátoři při vyrovnávání soustavy suplovat tradiční zdroje?

Při tradingu předpovídáte, co se v soustavě stane dřív, než se ta situace projeví na trhu a dokážete na to reagovat. Stejně to může fungovat i na úrovni přenosové soustavy. Hráči, kteří obchodují rychlou elektřinu, fungují tím způsobem, že sesbírají různé typy dat, vyhodnotí, jaký je stav v soustavě a udělají takové akce, které soustavu vyrovnají ještě před tím, než dojde k zapojení podpůrných služeb na úrovni přenosové soustavy. Přitom žádný z těchto traderů nevlastní výrobní nebo spotřební zařízení, jediné, co mají, jsou data. A díky těmto datům dokáží soustavu vyrovnávat, aniž by to byl hlavní důvod jejich činnosti. Jejich prvotní smysl je vydělávat peníze a přesto dokáží soustavu vyrovnávat.

Dá se na to do budoucna spolehnout? Lze se při odstavování zdrojů a předpokládaném nárůstu spotřeby opřít o smart grids?

Rozhodně ano a v plánování budoucích kapacit to zatím zásadně chybí. Plánuje se na základě klasické bilance, že když staré zdroje odstavíme, budeme potřebovat stejnou novou kapacitu, abychom je nahradili. To je v zásadě výpočet s jasným zadáním. Pokud byste do toho chtěl zahrnout koncepty chytrých sítí, prosumerů, obnovitelných zdrojů a toho, jak je ovládáte, tak se stane analýza mnohem složitější. Navíc se bavíme o době třeba deset a více let dopředu. Proto raději děláme zkratkovitá rozhodnutí typu „postavíme nový blok“, protože je to jediný druh řešení, které známe. Ty ostatní věci jsou natolik tržně závislé a pro některé lidi natolik složité, že se je neodvažujeme odhadovat.

Vyrovná se agregátor klasickému zdroji? Jinak řečeno, dokáže v zimě dodat třeba dva gigawatty výkonu?

Takovou analýzu lze udělat velmi jednoduše. Když se podíváte na země, kde agregátoři využívají flexibilitu z malých zařízení na straně výroby nebo spotřeby a kolik výkonu nebo poklesu spotřeby do sítě dodávají, tak si můžete snadno spočítat, jaký je to ekvivalent nových výrobních kapacit. V každé zemi je to trochu jinak, ale ta data jsou veřejně přístupná. Takže i v ČR se dá spočítat, kolik flexibility tady máme.

Závisí to i na tom, jaká máte odvětví. Pokud jste v Británii, kde není tolik průmyslu, tak využíváte flexibilitu primárně z existujících zdrojů, třeba z budov. Potom přijdete do Francie nebo do Belgie, kde je průmyslu o něco víc a kde se strana spotřeby – těžký průmysl, velké pece a podobně – využívá daleko více. Takže v každé zemi je to trochu jinak, ale ten výpočet není tak složitý, abychom nedokázali říct, kolik flexibility dokážeme posbírat v podmínkách České republiky.

Co všechno spadá do flexibility? Jen strana výroby a akumulace, nebo i řízení poptávky?

Patří sem strana výroby i spotřeby, jsou to dvě strany téže mince. Zvýšit výrobu nebo snížit spotřebu je vlastně to samé. Ale řídit malou výrobu je jednodušší než řídit malou spotřebu. Malá výroba, jako například kogenerační jednotky, by se tak dala v podmínkách ČR využívat na řízení soustavy prakticky okamžitě. U ní přesně víte, jak se ta zařízení chovají, a máte přehled, kdy je můžete zapnout, vypnout a kolik energie vám dodají.

Strana spotřeby je v tomto náročnější, když v jedné čtvrthodině odběr vypnete, můžete mít problém v další čtvrthodině, když odběr nabíhá zpátky, říká se tomu rebound effect. Zároveň nevidíte do všech motivací na straně spotřeby, které jsou hůře čitelné, než na straně výroby. Nicméně není to zase tak složité, v zahraničí se strana spotřeby často využívá. Dám příklad: na Slovensku jsme schopni v okamžiku snížit spotřebu velké pece na kovy v řádu desítek megawattů, a tuto flexibilitu zhodnotit na velkoobchodních trzích. Kdybyste se podíval do Belgie, tak zjistíte, že většina malé flexibility je ze strany průmyslu, budov a podobně.

Pod řízením spotřeby si většina lidí představí, že když přijde ze sítě požadavek na vyrovnání, operátor sítě nebo agregátor v ten moment může vypnout nasmlouvaný objem spotřeby. Probíhá to takto, nebo se pracuje i s nějakou predikcí stavů v síti v nejbližší době?

Jako provozovatel sítě nevíte dlouho dopředu, kdy budete flexibilitu potřebovat, víte to v řádech minut nebo sekund. U flexibility to ale neprobíhá tak, že by celý podnik najednou vypnul spotřebu elektřiny. Jsou to jednotlivá zařízení, u kterých víte, že je můžete vypnout. Když snímáte data spotřeby toho zařízení, třeba každou vteřinu, tak víte v každý moment, jestli to zařízení vyrábí nebo ne a jestli ho můžete okamžitě vypnout. A ti, kdo flexibilitu poskytují, dostávají zaplaceno za to, že jsou k dispozici. Když ji k dispozici nedají, tak jsou s tím naopak spojeny pokuty. Takže ten, kdo poskytuje flexibilitu na straně výroby i spotřeby, musí zajistit, aby dohodnutou flexibilitu dodal, jinak by se mu to nevyplatilo.

Budeme schopni s lepšími daty a jejich analýzou schopni předvídat vývoj v síti a tím i potřebu flexibility i na delší dobu, třeba na dva dny?

S rozvojem obnovitelných zdrojů bude výroba hůře předvídatelná než teď, kdy máte drtivou většinu elektřiny z konvečních zdrojů, které jsou na predikce jednodušší. Dostatek dat a jejich pokročilá analýza nám tento stav umožní dohnat. Ano, při tradingu dokážeme odhadovat stav v síti na delší dobu dopředu, ale s přibýváním obnovitelné energie budeme více závislí například na počasí. Abychom mohli lépe předvídat výrobu obnovitelných zdrojů, bude se muset nejprve výrazně zpřesnit předpověď počasí. Na základě dobrých dat naše predikce zlepšíme, ale spíše než v řádu dnů to bude v rámci nejbližších hodin. Osobně si myslím, že než abychom byli schopni vývoj v síti dlouhodobě předvídat, budeme díky datům schopni lépe reagovat na okamžitý stav.

V České republice se nakupuje většina flexibility klidně na několik let dopředu, v zahraničí je to na mnohem kratší dobu – na týden, den, nebo i v rámci dne. Díky tomu mohou flexibilitu poskytovat i menší hráči, kteří si na rozdíl od velké elektrárny nemohou dovolit říct, že budou za rok k dispozici.

Je pro provozovatele sítě výhodnější využívat flexibilitu, než standardní zdroje?

Z hlediska řízení soustavy je určitě jednodušší mít malý počet velkých zdrojů. Kdybych chtěl mít jako provozovatel přenosové soustavy jednodušší život, tak dám pokyn, ať se postaví několik velkých zdrojů. Nebudu se muset učit pracovat s daty, nepotřebuji řešit certifikaci malých zařízení, nepotřebuji řešit měření, nepotřebuju vůbec vyjít ze své komfortní zóny. Ale není to nákladově efektivní. Všichni platíme na faktuře náklady na to, že síť musí být vyrovnaná. A čím víc flexibility v soustavě bude a zvýší se nabídka, tím bude vyrovnávání levnější.

Pokud byste teď hned potřeboval stovky megawattů výkonu, tak máte dvě možnosti – buď postavíte novou elektrárnu, nebo nebudete stavět nic, ale začnete využívat flexibilitu, která je k dispozici. Zjistí-li se, že je potřeba nová elektrárna, tak ji postavme, ale udělejme to až poté, co využijeme možnosti, které jsou teď k dispozici.

My se novým zdrojům nevyhýbáme, ani si nemyslíme, že za několik let budou ve světě jen obnovitelné zdroje a budeme využívat jenom flexibilitu ze spotřeby a velké zdroje potřebovat nebudeme. Ony dále potřeba budou, ale měli bychom k tomu přistupovat tak, že budeme stavět nové zdroje, až když budou skutečně potřeba. Protože flexibilita je v každé budově, v každém podniku. Někde je malá, někde velká, ale dá se využít.

Můžete dát více příkladů „malé“ flexibility?

Například pomocí elektromobilů můžete flexibilitu dodávat už teď. Ne tedy formou, že byste z baterie dodával elektřinu do sítě, ale můžete nabíjet auta v momentě, kdy se to síti nejvíce hodí. Když přijedete večer domů a víte, že auto budete potřebovat nabité v 8 ráno, tak je vám úplně jedno, kdy v noci se to auto nabije. To zvládne ovládat jednoduchý algoritmus, který bude řídit nabíjení auta podle ceny elektřiny nebo podle potřeb sítě. Není na to potřeba žádný sofistikovaný hardware a funguje to už dnes.

Nebo třeba v této budově, kde teď jsme, je klimatizace. Když ji na 15 minut vypneme, nebo snížíme její výkon, tak to nikdo z nás nepozná. Budova přitom sníží svůj odběr a pomůže soustavě. A takových případů je všude spoustu. I tam, kde se to může zdát složité. Pokud máte třeba firmu, kde je pásová výroba, tak prostor na to, kde lze přidat nebo ubrat, je velmi malý. Ale i tam mohou mít klimatizaci, drtičku odpadu nebo se tam budou nabíjet elektromobily a to všechno jsou odběry, které se dají v čase posouvat. Flexibilita je všude.

Jsou tyto věci při plánování budoucí české skladby zdrojů brány v úvahu?

Zatím vůbec. Jsou ale náznaky a několik pozitivních kroků. První je, že provozovatel přenosové soustavy se tímto tématem zabývá a vznikl projekt Dflex. V rámci něho konsorcium firem ČEPS, Nano Energies, PRE a ČVUT propočítává a navrhuje koncept agregátora na straně spotřeby v podmínkách České republiky. Takže to je pozitivní krok, ale je to jen jeden z mála kroků, které probíhají.

Bude využívání chytrých sítí, dat a rozšířených služeb flexibility pro někoho nevýhodné?

Všeobecná ambice je v Česku co nejdéle využívat současnou energetiku i kvůli tomu, že poskytování podpůrných služeb je v tuto chvíli velký zdroj peněz. Jakmile na trh vstoupí agregátoři a malá výroba, zvětší se trh i nabídka a sníží se cena podpůrných služeb. A jsou hráči na trhu, kteří kvůli tomu budou mít menší příjmy. To znamená, že využívání flexibility je technicky náročnější a zároveň to některým současným hráčům sníží příjmy. Tedy nic příjemného.

Systémy budou sofistikovanější a stávající hráči budou muset vyjít ze své komfortní zóny. Opustit to, jak provozují byznys teď a na co jsou léta zvyklí a fungovat jiným způsobem. Budou muset být komerčnější, učit se nové věci, využívat data, investovat do nových technologií, prostě celkově změnit přístup.

To, co je tlačí, jsou zatím převážně externí podněty, v tuto chvíli třeba zimní balíček EU. Ale v České republice vidíme, že pokud je nám přikázáno něco uvést do praxe, tak to opravdu zavedeme až v nejposlednější možný okamžik a změny oddalujeme, co to jde.

Lze tyto hráče motivovat i nějak pozitivně? Vyplatí se jim to ve finále?

Pokud se bavíme o regulovaných odvětvích, kde nelze mít větší zisk, než umožňuje regulace, tak půjdou do diskomfortu, i když na tom budou finančně stejně. Ale to je princip regulovaného odvětví. Větší motivaci mají hráči, pro které to znamená nějakou obchodní příležitost.

Nová energetika je určitá forma hedgingu, finančních výsledků v budoucnosti. Kdybyste se měl komerčně rozhodnout, co je nejlepší v tuto chvíli, tak nebudete řídit flexibilitu malých zdrojů a výroby či malé spotřeby, nebudete řídit malé baterky a nebudete budovat malé OZE, protože je z toho méně peněz, než když máte velkou uhelnou elektrárnu, prodáváte z ní elektřinu a poskytujete podpůrné služby. Z pohledu statusu quo je lepší být vlastníkem velké elektrárny. Ale pokud uvažujete v delším horizontu, tak je dobré investovat do odvětví a technologií, které teď sice nejsou nejvýnosnější, ale v budoucnosti budou. To je ta motivace, kterou by měli mít. Aby si v budoucnu zachovali profit. A to jsem vůbec nemluvil o tom, že by nám všem mělo záležet i na uhlíkové stopě energetiky a tedy na naší planetě.