„Eficiență Energetică în case inteligente, clădiri inteligente și rețele inteligente” este un proiect finanțat cu sprijinul granturilor acordate de Islanda, Liechtenstein și Norvegia prin mecanismele financiare SEE România 2014-2021, în cadrul Programului de Energie din România.

Finanțat de

Norway Grants

Comunități inteligente

De unde vine energia pe care o folosim zilnic? Răspunsul poate fi destul de complicat. În sistemul energetic, curentul electric, respectiv electronii rezultați din producția diferitelor surse se amestecă pur și simplu, așa că nu se poate determina precis de la ce producător anume ajunge energia la noi și dacă aceasta este energie regenerabilă. Dacă însă alegeți să vă produceți propria energie fie individual, în calitate de prosumator, fie în comun cu alții, în comunități energetice, veți putea răspunde la această întrebare foarte simplu. Energia vine de la noi!

Comunitățile de energie, soluție pentru costuri mai mici în tranziția energetică

Modurile în care producem, gestionăm și folosim energia se transformă. Până acum modelul unidirecțional al sistemului energetic ne purta pe ruta producător, transportator, distribuitor, furnizor, consumator. Dar odată cu tranziția energetică se produce și o transformare a consumatorului de energie, care face trecerea de la rolul pasiv la cel activ, de producător de energie pentru autoconsum.

Sursele regenerabile creează oportunități pentru fiecare dintre noi de a deveni producători de energie. Se estimează că, până în 2050, jumătate dintre cetățenii europeni ar putea produce până la 50% din energia regenerabilă a UE[1]. În România, numărul prosumatorilor este așteptat să crească la 200.000 până la finalul lui 2024[2]. Din punct de vedere tehnic, aproape fiecare cetățean din UE poate deveni un prosumator și poate fi integrat în lanțul valoric al energiei. Iar în tot mai multe locuri, cetățenii se reunesc în comunități pentru a juca un rol activ în această tranziție. 

Aceste noi comunități se dezvoltă pe viziunea unui consum sustenabil de energie electrică. Ele nu doar că își produc local energia din surse regenerabile. O componentă la fel de importantă este și promovarea eficienței energetice. Astfel, ele se asigură că sunt autosuficiente din punct de vedere al aprovizionării cu energie și își reduc totodată semnificativ impactul asupra mediului. Oricine poate acționa ca prosumator. 

O companie, o autoritate locală sau o persoană fizică  își instalează sisteme de producere a energiei din surse regenerabile, cum ar fi panouri fotovoltaice, centrale eoliene sau centrale în cogenerare de înaltă eficiență pe bază de combustibili alternativi (biomasă, biogaz, energie geotermală etc.), cu sau fără baterii pentru stocare, și produc pentru activitățile lor. Acești prosumatori folosesc ceea ce au nevoie și pot să împartă surplusul cu membrii comunității locale. Beneficiile sunt de ambele părți. Fiecare membru al comunității beneficiază de prețuri accesibile la energie electrică și de o mai mare independență energetică, iar prosumatorii valorifică integral energia produsă. Totul, protejând mediul înconjurător.

Comunitățile de energie pot contribui la soluționarea celor mai stringente provocări cu care se confruntă sistemele energetice în procesul de racordare a noilor surse de producție regenerabile, inclusiv pierderile, congestia rețelei și necesitatea de a echilibra producția și consumul. În cadrul unei comunități de energie, împreună cu vecinii, prietenii din zonă sau alți cetățeni, se poate produce energie mai ieftină și mai curată, care să fie accesibilă în mod egal. Un studiu publicat în revista științifică Nature[3] a cartografiat comunitățile de energie din 29 de țări europene, dintre care 26 sunt state membre ale UE. În țările UE există 9.252 de comunități de energie, deși putem observa diferențe mari între state: mai mult de jumătate dintre acestea se regăsesc în Germania, care are 4.848 de astfel de comunități.

În România, un raport realizat de Greenpeace a identificat 21 de comunități de energie în diferite faze de implementare. Cum din ce în ce mai mulți optează să își instaleze propriile surse de energie, este probabil ca numărul lor să crească.

 Mai sunt în curs de clarificare elemente de reglementare și de pus la punct mijloace de informare și sprijin pentru cei care doresc să constituie comunități de energie în țara noastră. Procesul este însă în desfășurare, iar unii chiar au reușit să le facă operaționale în proiecte pilot, furnizând o serie de avantaje semnificative atât comunității, cât și mediului.

Reduceri de costuri.

Comunitățile de energie oferă, din punct de vedere financiar, o eficiență mai mare decât în cazul soluțiilor de autoconsum individuale. Recuperarea investiției, în funcție de tehnologia folosită, se poate face între 2 și 7 ani, iar economiile anuale la factura de energie electrică pot ajunge la 62%, potrivit raportului Greenpeace[4].

Un alt beneficiu este cel al sustenabilității. O comunitate utilizează surse regenerabile de energie. Astfel, diminuează dependența de sursele de energie fosilă și contribuie la reducerea emisiilor de carbon și a poluării.

Creștere economică locală. Dezvoltarea infrastructurii energetice locale poate stimula economia locală prin crearea de locuri de muncă și investiții.

Îmbunătățirea calității vieții. O comunitate de energie poate contribui la îmbunătățirea calității vieții prin reducerea poluării și a impactului asupra mediului înconjurător, precum și prin promovarea unui mediu mai curat și mai sănătos pentru locuitorii săi.

Însă cel mai mare beneficiu, pe lângă producerea energiei regenerabile și scăderea în timp a costurilor, este colaborarea și asocierea dintre oameni, gândirea unor soluții optime și implicarea constantă către direcția stabilită în comun. Astfel, energizăm comunitatea!

Cum putem reduce necesarul de investiții pentru tranziția energetică prin intermediul comunităților de energie

Un oraș precum Târgu Mureș poate economisi aproape 30% din investițiile necesare tranziției  energetice prin intermediul comunităților de energie, comparativ cu opțiunea investițiilor individuale, în care consumatorii casnici, companiile, instituțiile publice își instalează panouri fotovoltaice, panouri solare, baterii pentru stocare, pompe de căldură și/sau unități în cogenerare de înaltă eficiență, după caz.
În studiul realizat în cadrul proiectului Eficiența energetică pentru case, clădiri, rețele inteligente, derulat de Federația ACUE, scenariul optim al tranziției energetice la nivel local pune pe primul loc comunitățile de energie, în cadrul cărora persoanele fizice, persoanele juridice, autoritățile, distribuitorii de energie, pun în comun echipamente și instalații.

Conform analizei efectuate, în vederea  atingerii neutralității climatice, pentru trei scenarii diferite de instalații și consum, costurile privind implementarea soluțiilor cu sprijinul comunităților de energie variază între 340 și 512 milioane de euro, în timp ce adoptarea de soluții individuale ar însemna un efort financiar între 440 și 656 milioane de euro. 

Tranziția spre neutralitate climatică necesită investiții semnificative. Până în 2030, Europa va trebui să implementeze proiecte de peste 1,5 trilioane de euro în fiecare an* doar pentru a reduce emisiile generate de utilizarea combustibililor fosili din clădiri, din sistemele energetice și din transport. Astfel, îndeplinirea obiectivelor ambițioase de decarbonizare asumate prin Pactul Verde European nu este fezabilă fără transformarea rețelelor de distribuție și, deloc neglijabilă, contribuția comunităților care reunesc consumatori de energie și prosumatori.

 

Accentul se pune din ce în ce mai mult pe necesitatea de a informa și mobiliza cetățenii pentru acțiuni concrete, în scopul atingerii țintelor climatice și sprijinirea tranziției către un sistem energetic mai curat și mai eficient. Astfel, comunitățile de energie pot, în ansamblul lor, să contribuie substanțial la decarbonarea sistemelor energetice și integrarea eficientă a energiei produse local din surse regenerabile în rețelele de distribuție. 

Comunitățile ar trebui să faciliteze trecerea de la rolul de simplu consumator la consumator și producător, adică prosumator, și implicit utilizator activ de rețea, oferind în același timp oportunitatea cetățenilor, firmelor și autorităților locale de a-și regândi, în parteneriat cu distribuitorii și furnizorii de energie, sistemele energetice locale. 

Eficiența economică poate crește semnificativ, de până la 7 ori**, atunci când proiectele de energie regenerabilă sunt administrate de către comunități de energie. În mod caracteristic, aceste comunități nu urmăresc profit financiar, ci se concentrează mai degrabă pe beneficiile colective – în special pe reducere de costuri, cele de mediu, economice și sociale – pentru zona pe care o deservesc.

Opțiunile de valorificare a energiei curate în comunități

Cu trei sferturi din populația europeană trăind în zonele urbane, cea mai mare parte a consumului de energie are loc pe teritoriul orașelor – aproximativ 80% la nivelul Uniunii Europene***. Orașele sunt, practic, în prima linie a tranziției energetice, iar energia solară este doar una dintre soluțiile fiabile pe care le au la dispoziție. De exemplu, acoperișurile din orașele României**** au un potențial fotovoltaic estimat de 128,3 TWh/an. Pentru valorificarea potențialului de energie curată, o comunitate de energie are diverse alte opțiuni.

De exemplu, pentru sistemele de încălzire centralizată, pot fi adoptate sisteme de cogenerare de înaltă eficiență care reprezintă o opțiune cu un cost sustenabil. Cogenerarea poate prelua producția volatilă a sistemului fotovoltaic. Dacă brusc scade producția fotovoltaică, cand nu e soare, turbinele de cogenerare își pot crește imediat nivelul de putere generată pentru a compensa fluctuația de putere. Astfel, se asigură o predictibilitate și un control sporit în raport cu rețeaua electrică, prevenind dezechilibrele. În completare, capacitățile de stocare și pompele de căldură funcționează simbiotic cu producția rezultată din cogenerare. 

De asemenea, pompele de căldură reprezintă o opțiune viabilă pentru încălzirea și răcirea eficientă a locuințelor colective. Acestea folosesc o tehnologie similară cu cea care se găsește într-un frigider sau într-un aparat de aer condiționat, dar în sens invers, extragând căldură dintr-o sursă, apoi amplificând și transferând căldura acolo unde este nevoie. 

Integrarea sistemelor de stocare termică cu pompe de căldură îmbunătățește eficiența energetică a clădirilor și, în extenso, a comunităților. Acest lucru permite stocarea unor cantități mari de energie termică, menținând în același timp o temperatură constantă, reducând costurile pentru proprietarii de case și companii, precum și pentru sistemele de încălzire și răcire centralizată. 

Foarte important, însă, pe lângă producerea energiei din surse regenerabile și reducerea costurilor, comunitatea de energie oferă oportunitatea colaborării și asocierea dintre oameni, gândirea unor soluții comune sustenabile și implicarea directă și constantă a cetățenilor, în scopul reducerii emisiilor și încetarea dependenței noastre de combustibilii fosili.

Într-o lume tot mai preocupată de schimbările climatice, comunitățile de energie sunt o opțiune viabilă pentru atingerea unui viitor energetic mai curat.

Aceste comunități reprezintă grupuri de prosumatori sau producători locali de energie care colaborează pentru a produce, împărți și gestiona resursele de energie regenerabilă în mod colectiv. Ele pot acționa independent sau în parteneriat cu furnizorii tradiționali de energie, oferind o serie beneficii.

Opțiuni

Microrețele:

Comunitățile pot crea microrețele, sisteme energetice locale independente care permit producția, distribuția și gestionarea energiei în mod autonom. Această abordare asigură un mai mare control și asupra resurselor energetice si un grad mai mare de flexibilitate

Proiecte de energie distribuită:

Comunitățile pot investi în proiecte colective de energie din surse regenerabile. Membrii unei comunități pot participa astfel la producția comună de energie, contribuind în același timp la reducerea impactului asupra mediului.

Beneficiile

Reducerea costurilor:

Împărțirea costurilor inițiale fac energia din surse regenerabile mai accesibilă pentru membrii comunității. Această abordare reduce costurile financiare individuale și face investițiile în energie verde mai atrăgătoare pentru comunitățile de energie Astfel, și costurile cu energia consumată se reduc considerabil atât la nivelul comunității cât și la nivel individual.

Reziliența:

Microrețelele și sistemele de energie distribuită sporesc reziliența comunităților în fața întreruperilor de energie cauzate de fenomene meteorologice extreme sau alte perturbări.

Implicare locală:

Comunitățile de energie încurajează implicarea locală și promovează solidaritatea între membri. Ele stimulează colaborarea și schimbul de cunoștințe, contribuind la creșterea conștientizării privind importanța energiei din surse regenerabile.

Riscuri:

Gestionare și organizare:

Coordonarea eficientă a resurselor și a membrilor poate reprezenta o provocare pentru comunitățile de energie. Este nevoie de o bună planificare și gestionare pentru asigurarea bunei funcționări a acestor sisteme.

Investiții inițiale:

Dezvoltarea infrastructurii de energie din surse regenerabile necesită investiții inițiale. Comunitățile pot avea nevoie de finanțare pentru a iniția proiecte sau pentru a extinde infrastructura existentă.

Beneficiile și riscurile pot varia în funcție de locație, reglementări și implicarea membrilor comunității.

Înainte de a deveni prosumatori sau de a vă implica în comunități de energie, este recomandat să analizați atent toate aspectele, legislația și să consultați experți în domeniul energiei din surse regenerabile.

Sisteme fotovoltaice și cogenerare în tandem

În drumul nostru către neutralitatea climatică suntem martori la o serie de schimbări semnificative. Criza energetică din 2022 ne-a făcut să reflectăm asupra modului în care ne gestionăm consumurile de energie electrică și de gaze naturale și să căutăm alternative sustenabile pentru controlul costurilor și combustibilii fosili. Valul instalării de panouri fotovoltaice din ultimii 2 ani, de peste 1.400 MW instalați, nu ne oferă doar o sursă alternativă de energie pentru autoconsum, ci transformă și rolul nostru în interacțiunea cu rețeaua energetică, din consumator în prosumator sau uneori în producător net de energie livrată în SEN. Trebuie să ne adaptăm comportamentul pentru a consuma cât mai mult din ceea ce producem și să interacționăm activ cu rețeaua, pentru un efect de eficiență maxim. Rețelele de distribuție nu funcționează pe principiul unei baterii de stocare.

În fața acestor transformări, este bine să avem în vedere și alte surse de energie și soluții, pe lângă panourile fotovoltaice. Sistemele de cogenerare de înaltă eficiență reprezintă o opțiune cu un cost suportabil. Un astfel de sistem nu doar produce pentru autoconsum energia electrică și termică necesară, dar o face adaptativ, controlat automat.. În România există deja experiență în instalarea, punerea în funcțiune și exploatare performantă a 16 turbine Capstone* cu biogaz și gaze naturale pentru consumatori non-casnici.

Prosumator

Cogenerarea pare cenușăreasa uitată, în contextulpanourilor vedete, dar este o opțiune viabilă. Poate produce simultan atât energie electrică pentru autoconsum, cât și energie termică pentru o nevoie constantă și de durată pentru necesarul de consum energetic al unor spitale sau cămine de vârstnici, de exemplu, ori la nivel de locuințe colective alimentate din sistemul centralizat de încălzire (condominii).

Iată o diferența fundamentală între cogenerare și soluția clasică de producere fotovoltaică: disponibilitatea atât a energiei electrice, cât și a celei termice (apă caldă, aer cald sau abur). Mai mult, aceste surse de energie sunt disponibile în mod constant și flexibil pentru autoconsum și nu sunt limitate de prezența soarelui sau a vântului. Utilizează biogaz și gaz natural, considerați combustibili de tranziție. Tehnologia este pregătită să utilizeze și hidrogen. Practic, un sistem de cogenerare poate fi motorul termic de sub capota mașinii noastre sau o turbină de la avion.

Sistemele fotovoltaice, cât și cogenerarea contribuie la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră

Cogenerarea, prin furnizarea de energie electrică și termică, aduce în majoritatea cazurilor reduceri de consum de energie primară de peste 30% (în ceea ce privește sursele tradiționale precum cărbunele, petrolul și gazele) și o scădere similară a emisiilor de gaze cu efect de seră, în raport cu nivelul acoperit de consum, potrivit experienței Servelect în urma instalării și funcționării turbinelor în România. Iar tandemul sisteme fotovoltaice și cogenerare nu face decât să sporească satisfacerea nevoilor de consum, aceste două surse de energie operând simultan fără să interfereze una cu cealaltă.

Deja există utilizatori de rețea prosumatori non-casnici care au decis ca pe lângă sistemul fotovoltaic de pe acoperiș să instaleze și o unitate de cogenerare de înaltă eficiență cu turbine pe gaze Capstone.

În plus, cogenerarea poate prelua, prin reglajul flexibil și modular al turbinelor Capstone, funcționarea volatilă și imprevizibilă a sistemului fotovoltaic. Dacă brusc scade producția fotovoltaică, turbinele de cogenerare își pot crește imediat nivelul de putere generată pentru a compensa fluctuația de putere. Astfel, se asigura o predictibilitate și un control sporit în raport cu rețeaua electrică, prevenind dezechilibrele. Acest aspect va deveni din ce în ce mai important, atât în ceea ce privește energia luată din rețea, cât și excedentul dat, cu atât mai mult cu cât se adaugă capacități de stocare și pompe de căldură, care funcționează simbiotic cu cogenerarea.

Așadar, se deschide oportunitatea majoră de a implementa și cogenerarea de înaltă eficientă, în special atunci când avem nevoie de energie termică constant, în procesele tehnologice. Această soluție permite să avem mai multă predictibilitate și control la nivelul consumului de energie pe care îl realizăm, darși la nivel de rețea. Datorită acestui avantaj, cele două surse cogenerarea și panourile fotovoltaice funcționează împreună foarte bine și complementar.

Cum se consumă energia electrică dacă o produc din două surse?

Energia electrică se consumă la fel, fie că vine din cele două surse proprii sau din rețea. Nu există nicio diferență semnificativă. În schimb, dacă producem prea mult față de cât consumăm, cogenerarea fiind o sursă flexibilă își poate modula nivelul de încărcare. Prin asociere cu o soluție de stocare termică eficientă, poate să cumuleze energia necesară în procesele tehnologice asigurând un flux continuu și constant și fără probleme de calitate a energiei (creșterea peste limita maxim admisă a nivelului de tensiune) oferindu-ne energie securitară, la un cost competitiv. Atât sistemele fotovoltaice, cât și cogenerarea de înaltă eficiență au prețuri uniformizate comparabile pentru producerea energiei și au perioade similare de amortizare.

Evaluarea tuturor opțiunilor asupra surselor de energie, în contextul dinamic și evoluția peisajului energetic din România, ne ajută să producem flexibil și controlabil, eficientizează interacțiunea cu rețeaua de distribuție, care trece oricum prin transformări substanțiale și de durată iar costurile pentru clienți pot fi optimizate, dacă ar fi încurajate și astfel de soluții.

Tehnologia de înaltă eficiență Capstone cuprinde o gamă variată de microturbine, care pot funcționa cu o varietate de combustibili, inclusiv: gaz natural, gaz asociat, GPL/propan, gaz de ardere, gaz de depozitare, gaz natural regenerabil, inclusiv amestecuri de combustibil cu gaz și hidrogen. Turbinele produc simultan energie electrică și termică. https://www.capstonegreenenergy.com/products/technology