Συστηματική Οικονομική Αξιολόγηση του κόστους και των οφελών από την εγκατάσταση του ευφυούς δικτύου

Abstract

Στο σημερινό ηλεκτρικό δίκτυο, η επικοινωνία είναι μονόπλευρη, οι εγκαταστάσεις παλαιωμένες και κεντρικά ελεγχόμενες ενώ η διείσδυση της καθαρής ενέργειας περιορισμένη. Αυτά έχουν ως αποτέλεσμα οι ηλεκτροπαραγωγές επιχειρήσεις να μην μπορούν πάντα να ανταποκριθούν στις ανάγκες και να ανακύπτουν προβλήματα στο σύστημα, όπως διακοπές στην ηλεκτροδότηση. Όμως, στη σύγχρονη ψηφιακή εποχή όπου έχει αυξηθεί ραγδαία η ζήτηση ηλεκτρισμού και ιδιαιτέρως αξιόπιστων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, επιβάλλεται μετάβαση σε ένα ταχύτερο, περισσότερο ευφυές ηλεκτρικό δίκτυο, που θα παρέχει καλύτερη ποιότητα ρεύματος με δυνατότητα αμφίδρομης επικοινωνίας, θα εξισορροπεί την προσφορά και τη ζήτηση σε πραγματικό χρόνο εξομαλύνοντας τις αιχμές, και θα καθιστά τους πελάτες ενεργούς συμμέτοχους στην παραγωγή και κατανάλωση ηλεκτρισμού. Το ευφυές δίκτυο επιτρέπει την αποδοτικότερη χρήση της υπάρχουσας εγκατεστημένης ισχύος και της υποδομής μεταφοράς και διανομής ενέργειας, με μείωση των απωλειών στις ηλεκτρικές γραμμές και χρήση τοπικής, αποκεντρωμένης ηλεκτροπαραγωγής σε μεγαλύτερο βαθμό. Καθώς αυξάνεται το μερίδιο παραγωγής από ποικίλες ανανεώσιμες πηγές, ένα ευφυές δίκτυο μπορεί να διαχειριστεί καλύτερα τις αυξομειώσεις του ρεύματος όταν η ταχύτητα του ανέμου μειώνεται ή τα σύννεφα κρύβουν τον ήλιο. Θα επιτρέψει επίσης στα ηλεκτρικά οχήματα να αποθηκεύουν ρεύμα για τις μετακινήσεις τους ή να το πωλούν πίσω στο δίκτυο όταν αυτό απαιτείται. Οι έξυπνες τεχνολογίες -συμπεριλαμβανομένων των έξυπνων μετρητών, των αυτόματων συστημάτων ελέγχου και των ψηφιακών αισθητήρων- θα δείχνουν στους καταναλωτές την τιμολόγηση σε πραγματικό χρόνο και θα τους επιτρέπουν να εξοικονομούν χρήματα και ενέργεια διακόπτοντας ηλεκτρικές συσκευές, συστήματα θέρμανσης και ψύξης ολόκληρων κτιρίων, ή βιομηχανικά φορτία για συγκεκριμένες χρονικές περιόδους ή όταν η τιμή του ρεύματος υπερβαίνει ένα προκαθορισμένο όριο ή όταν υπάρχει πτώση παραγωγής στις μεγάλες αιολικές μονάδες. Μπορούν να βοηθήσουν στη μεταφορά φορτίων σε περιόδους χαμηλής ζήτησης, όταν οι απώλειες των ηλεκτρικών γραμμών είναι μικρότερες και δεν λειτουργούν τα περισσότερο ρυπογόνα και λιγότερο αποδοτικά εργοστάσια. Το καίριο ερώτημα, ωστόσο, σχετικά με τα ευφυή δίκτυα είναι σε ποιες περιπτώσεις και κατά πόσο αξίζει να χρηματοδοτηθεί αυτή η επένδυση. Η συζήτηση επικεντρώνεται κυρίως γύρω από το ποιοί θα είναι αυτοί που τελικά θα επωφεληθούν και σε ποιό βαθμό. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η περιγραφή του ευφυούς δικτύου και η οικονομική αποτίμηση των οφελών του. Συγκεκριμένα, στις ενότητες 1 και 2 αναφέρονται οι λόγοι που καθιστούν αναγκαία την ανάπτυξη ενός ευφυούς δικτύου ενώ στις ενότητες 3 και 4 παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά και οι άξονες υλοποίησής του. Τέλος, στις ενότητες 5 και 6 παρέχεται ένα μεθοδολογικό πλαίσιο για την ανάλυση κόστους-οφέλους ως βάση για τη διεξαγωγή μιας συνεκτικής, αξιόπιστης και διαφανούς οικονομικής αξιολόγησης του μακροπρόθεσμου κόστους και των οφελών της εμπορικής εξάπλωσης των ευφυών δικτύων.

In today's grid, communication is one-sided, facilities are outdated and centrally controlled while penetration of clean energy is limited. As a result, utilities are not able to respond to energy needs and problems arise in the system, such as power outages. However, in the modern digital age, demand for energy and reliable electricity systems has grown rapidly allowing the switch to a faster, smarter electricity grid, which provides better quality current with bi-directional communication, strikes a balance between supply and demand in real time streamlining spiking, and makes customers active participants in the production and consumption of electricity. Smart grid allows more efficient use of installed capacity, transmission and distribution infrastructure with reduced losses in electrical lines through the use of local, decentralized power to a greater extent. With the increasing share of production from various renewable sources, a smart grid can better handle the fluctuations of power when the wind subsides or clouds hide the sun. It will also enable electric vehicles to store electricity for transportation or to sell back to the grid when needed. Smart technologies - including smart meters, automatic control systems and digital sensors - will show consumers the real-time pricing and will allow them to save money and energy by closing electrical appliances, heating and cooling of entire buildings or industrial loads at certain times or when the value exceeds a specified stream or when there is a drop in production in large wind plants. They can help transfer loads during periods of low demand, when the losses of power lines are smaller and more polluting and less efficient plants do not work. The key question, however, about smart networks is whether it is worth funding this investment. The discussion focuses mainly on who will ultimately benefit and to what extent. The purpose of this diploma thesis is the description of smart grid and the economic valuation of its benefits. Specifically, sections 1 and 2 refer to the reasons why the development of a smart network is necessary while sections 3 and 4 present the basic characteristics and priorities of implementation. Finally, sections 5 and 6 provide a methodological framework for cost-benefit analysis as a basis for conducting a coherent, credible and transparent economic evaluation of the long-term costs and benefits of commercial deployment of smart grids.