Energetika je čím dál chytřejší i zranitelnější

Téměř polovina elektřiny vyrobené v Evropské unii by v roce 2030 měla pocházet z obnovitelných zdrojů energie (OZE). To také znamená výrazný nárůst decentralizované výroby z menších zařízení, která nebudou zapojena do velké přenosové soustavy jako klasické zdroje, ale do sítí distribučních. Rozvoj decentralizované výroby může přispět k lepšímu využití distribučních sítí díky fyzickému sblížení výroby a spotřeby elektřiny. Zároveň to ovšem přinese také vyšší nároky na řízení a regulaci energetické soustavy. Decentralizovanou výrobu často zajišťují zdroje závislé na aktuálním počasí, hůře lze tedy předvídat její objemy. Aby se dařilo v celé soustavě udržovat rovnováhu, musí na to umět flexibilně reagovat klasické centrální zdroje i strana spotřeby.

Ukládání energie

Zásadní roli v chytrých energetických systémech hrají technologie pro ukládání elektřiny, které se už i v České republice začínají pomalu, ale jistě rozvíjet. Firmy postupně začínají nabízet domácnostem chytrá řešení spojená s akumulátory, na která je nyní možné čerpat i dotace z programu Nová zelená úsporám. A například společnost Solar Global nedávno spustila i velké bate­riové úložiště energie s kapacitou okolo 1,2 megawatthodiny MWh.

Podobné projekty plánují nebo již realizují společnosti E.ON a ČEZ. Očekává se také novela energetického zákona, která by měla poprvé obsahovat pravidla právě pro akumulaci energie. Tato oblast totiž zatím není legislativou pokryta.

Chytré sítě

Chytré sítě (nazývané také "inteligentní", anglicky "smart grids") jsou schopné efektivně propojit chování a akce všech uživatelů, kteří jsou k nim připojeni. Smart grids mimo jiné zahrnují přenosové a distribuční soustavy vybavené jistým stupněm inteligence − tedy schopností automatizace, komunikace a regulace.

Chytré sítě propojují výrobce elektřiny, provozovatele sítí, obchodníky s elektřinou, spotřebitele i prosumery a vytvářejí systém, v němž mohou jednotliví účastníci vzájemně komunikovat a spolupracovat. Měly by tedy do menšího měřítka malých spotřebitelů a výrobců přenést systém, který dnes probíhá na velkoobchodním trhu mezi velkými výrobci, velkými spotřebiteli a obchodníky.

Výhodou takové komunikace a práce s daty je ekonomicky efektivní využívání energetické soustavy, které vede k nižším ztrátám a zvyšuje energetickou účinnost. Spotřebitelům například umožňuje snadněji sledovat svou spotřebu a také využívat elektřinu ve chvílích, kdy je to nejvýhodnější.

Zároveň bude zavádění chytrých sítí potřebné pro zajištění spolehlivého provozu elektrizační soustavy. Bude to nezbytné kvůli rostoucímu podílu zdrojů, jejichž výrobu lze dopředu hůře odhadovat, například slunečních a větrných elektráren. Více elektřiny se bude vyrábět také v malých zdrojích. Proto bude nutné proměnit dosavadní systém řízení sítí tak, aby bylo možné sladit objem vyrobené a spotřebované elektřiny pro zachování stability.

Chytré obchodování − blockchain

Na zajišťování rovnováhy v soustavě se například bude do budoucna více podílet i strana spotřeby, která může díky inteligentním technologiím poskytovat provozovateli sítě potřebnou flexibilitu. A zatímco v současné době se řízení rovnováhy kryje nákupem rezervního výkonu z velkých klasických zdrojů, v budoucnu se tohoto procesu budou účastnit i decentrální zdroje. Díky tomu budou moci hrát jednotliví účastníci trhu aktivnější roli a mohou vznikat nové obchodní modely.

Hovoří se například o vzniku takzvaných virtuálních elektráren, které umožňují propojování malých zdrojů dodávajících malé objemy energie společnosti, která virtuální elektrárnu provozuje. Díky tomu může vzniknout nový složený "větší zdroj", který dokáže ve chvílích potřeby poskytnout regulační elektřinu. Službu flexibility, tedy schopnosti reagovat na přebytky či nedostatky elektřiny v soustavě, nabízejí i další agregátoři sdružující tyto menší objemy výroby se schopností některých zákazníků přesouvat svou spotřebu v čase. Dalšími účastníky trhu pak mohou být provozovatelé bateriových úložišť.

Elektrické sítě by v budoucnu mohly být řízeny automaticky, na základě chytrých kontraktů prostřednictvím blockchainu. Zákazník by tak mohl spotřebovávat jenom "zelenou" elektřinu nebo odebírat elektřinu jen z konkrétní elektrárny.

Blockchain je technologie, která v sobě spojuje prvky databáze, šifrování prostřednictvím soukromých a veřejných klíčů a distribuované (peer-to-peer neboli od klienta ke klientovi) organizační struktury. Jeho potenciální využití je široké, protože může sloužit jako úložiště pro veškeré hodnoty, které lze vyjádřit digitální formou (proto je tak oblíbený v případě kryptoměn).

Jednou z hlavních oblastí, kde se využití blockchainu předpokládá, je například sledování a řízení dodavatelského řetězce u komodit, mezi které patří i elektřina a další energie. Energie jako taková samozřejmě v digitální formě uchovávána být nemůže. Blockchain proto bude sloužit pouze pro zaznamenávání informací o transakcích s ní souvisejících − zejména o výrobě, prodeji a spotřebě.

Blockchain má nést totiž informaci o původu každé vyrobené kilowatthodiny elektřiny. V zahraničí už jsou podobné projekty v pokročilé fázi. Jedná se například o virtuální baterii německé firmy Sonnen. Ta pomocí umělé inteligence propojuje tisíce německých domácností vybavených akumulátory od téže firmy. Jakmile stoupne či klesne poptávka po elektřině, akumulátory, jež zrovna nebudou využívané pro domácí účely, začnou automaticky dodávat elektřinu do sítě. V opačném případě si zase začnou elektřinu ukládat.

Prosumer

Výraz vznikl spojením slov (producer + consumer) a je takto zakotven v zimním energetickém balíčku. Oficiální český překlad pracuje s výrazem samospotřebitel. Jde o vůbec první pokus o zakotvení právního rámce pro spotřebitele energie, kteří jsou zároveň jejími výrobci, a to s cílem usnadnit prodej přebytků do distribuční sítě a podpořit tak decentralizaci výroby energií.

Zahrnuje spotřebitele nebo skupinu spotřebitelů, kteří nejen spotřebovávají, ale také vyrábějí, skladují a prodávají energii vyráběnou z OZE v rámci svých prostor, aniž by tyto činnosti představovaly jejich hlavní obchodní nebo profesní činnost. Nemusí se přitom jednat jen o domácnosti a soukromá obydlí, ale také o bytové domy, obchodní zóny, výrobní podniky nebo jiné organizace a uskupení.

Foto: Shutterstock

Jak funguje chytré obchodování

Technologie blockchainu umožňuje i přímé transakce bez jakéhokoliv prostředníka. Jak to vlastně funguje?

Do blockchainu se hned několikrát ukládají data generovaná v rámci transakcí. Data se ukládají do databází na decentralizovaných a vzájemně nezávislých počítačích, jejichž výpočetní výkon využívají účastníci blockchainu − soukromé osoby, iniciativy i obchodní společnosti. Při vygenerování datového záznamu se blockchain aktualizuje na všech počítačích, takže v každé databázi je neustále uložen záznam o všech transakcích. Pokud by někdo chtěl s daty neoprávněně manipulovat, musel by "hacknout" obrovský počet počítačů. Díky tomu je tato technologie mimořádně bezpečná. Blockchain může kromě toho výrazně zlevnit obchodní transakce, protože odbourává nutnost prostředníků.

Ve srovnání s konvenčními, centrálně organizovanými systémy zaručují blockchainy podstatně vyšší úroveň zabezpečení dat. "Blockchain nastoluje důvěru mezi obchodními partnery," vysvětluje Tobias Federico, výkonný ředitel poradenské společnosti Energy Brainpool. Zároveň jsou s ním − prozatím alespoň na papíře − svázány jen minimální transakční náklady. "Blockchain je díky tomu velmi zajímavý pro stále decentralizovanější energetický trh," říká Federico. Na energetickém trhu budoucnosti podle něj nebudou jako dnes dominovat obrovské elektrárny obchodující s gigawatty nebo megawatty elektřiny, nýbrž menší výrobci, jejichž produkce se pohybuje v řádu kilowattů, či dokonce wattů. "Malé decentralizované jednotky vyrábějí a spotřebovávají minimum elektrické energie. Transakční systém navržený pro velkoobchod u nich prostě nefunguje. Blockchainy by pro tyto případy naopak byly velmi efektivním řešením," vysvětluje ­Federico.

Článek byl publikován v komerční příloze Hospodářských novin a týdeníku Ekonom.