Modelování energetické transformace
Česko i Evropu čeká v následujících desetiletích zásadní proměna energetiky směrem k menšímu využívání fosilních paliv a větší roli obnovitelných zdrojů elektřiny. A do této proměny budou nejspíše zasahovat i nové technologie (baterie, vodík, CCS, nebo třeba modulární jaderné reaktory).
Pro plánování a informované rozhodování o transformaci energetiky potřebujeme chápat možnosti a limity jednotlivých zdrojů a technologií a také porozumět tomu, jak budou zdroje a technologie fungovat dohromady, jak pokryjí spotřebu energie a jaká bude jejich cena. Pro zodpovězení těchto a dalších otázek vytváříme otevřený a veřejně dostupný model energetiky.
Obsah
Cíle modelování
Fakta o klimatu dlouhodobě usilují o kultivaci veřejné diskuse o klimatické změně a související dekarbonizaci hospodářství. Nejvíce emisí skleníkových plynů v Česku vzniká v sektoru elektroenergetiky, proto je jeho dekarbonizace zásadním úkolem pro naši společnost.
Fakta o klimatu usilují o:
- jednoduchý a srozumitelný otevřený model české (a středoevropské) elektroenergetiky,
- srozumitelnou vizualizaci výstupů modelu.
Chceme, aby se možnosti (a také limity) rozvoje české i evropské elektroenergetiky staly přístupnými pro všechny, kteří se účastní veřejné diskuse: pro novináře, politiky i občanskou společnost.
Naše modely
Vyvíjíme dva modely: didaktický model pro širokou veřejnost a komplexnější optimalizační model pro odbornější veřejnost.
Didaktický model
Tento model je vhodný především pro porozumění možnostem rozvoje solární a větrné energetiky v Česku.
- Pracujeme s veřejnými historickými daty z ENTSO-E Transparency Platform o výrobě a spotřebě elektřiny, nejčastěji v hodinovém rozlišení.
- Model uvažuje pouze výrobu z nízkoemisních zdrojů, které mají nízké provozní náklady (jádro, vodu, slunce a vítr). Ukazujeme, jakou část spotřeby mohou tyto zdroje pokrýt v jednotlivých hodinách, dnech, týdnech a ročních obdobích.
- Výrobu i spotřebu z těchto zdrojů lze navyšovat podle fixních faktorů: můžeme tak zkoumat budoucnost, ve které nainstalujeme například 10× více větrných a 5× více solárních elektráren.
- Poptávku po elektřině, kterou nepokryjí nízkoemisní zdroje, dnes pokrývají zejména fosilní paliva. V budoucnosti ji bude potřeba pokrýt nízkoemisími flexibilními zdroji. Model umožňuje vidět, kolik poptávky zůstává nepokryto a které zdroje potřebujeme rozvíjet, aby zbývající poptávky bylo během celého roku co nejméně.
- Přenosová soustava je modelována velmi zjednodušeně: každý stát je jeden uzel. Modelujeme pouze kapacity interkonektorů, které tyto státy propojují a ztráty při přenosu elektřiny do jiného státu. Distribuční soustava není modelována vůbec.
- Kromě týdenních průběhů ukazujeme i souhrnné statistiky pro jednotlivé týdny v roce a pro celý rok.
Další výstupy didaktického modelu
Optimalizační model
Tento model rozšiřuje základní didaktický model a umožňuje tak navíc:
- Pokrýt zbývající poptávku po elektřině pomocí zadaných flexibilních zdrojů a úložišť elektřiny. Model při tom minimalizuje buď provozní náklady, nebo provozní i investiční náklady celého systému.
- Zachytit základní provázanost s teplárenstvím v Česku.
- Přesněji modelovat spotřebu elektřiny včetně její flexibility.
- Přibližně předpovídat spotové ceny elektřiny na trhu v průběhu celého roku.
- V rámci souhrnné statistiky počítat koeficienty využití a ziskovost jednotlivých zdrojů elektřiny.
Další výstupy optimalizačního modelu
Průběžně zveřejňujeme výstupy modelování, z nich plynoucí vhledy o transformaci energetiky i samotný kód modelu. Stejně jako naše ostatní materiály i model je zveřejněný pod licencí Creative Commons. Studie založené na optimalizačním modelu najdete našimi publikacemi.
Plány na další rozvoj
Model postupně vylepšujeme, přidáváme nové funkcionality a sbíráme zpětnou vazbu. V budoucnu plánujeme do modelu mimo jiné přidat:
- jemnější geografické rozlišení (lepší zachycení možností přenosové soustavy),
- modelování podpůrných služeb.