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.

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:

  1. jednoduchý a srozumitelný otevřený model české (a středoevropské) elektroenergetiky,
  2. 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 datyENTSO-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.
  • 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

Plány na další rozvoj

Model postupně vylepšujeme, přidáváme nové funkcionality a sbíráme zpětnou vazbu. Průběžně budeme zveřejňovat výstupy modelování, z nich plynoucí vhledy o transformaci energetiky i samotný kód modelu.

Stejně jako naše ostatní materiály i model zveřejníme pod licencí Creative Commons.

V budoucnu plánujeme do modelu přidat:

  • základní provázanost s teplárenstvím,
  • přesnější modelování spotřeby včetně její flexibility,
  • modelování systémových služeb.

Podpořte vývoj modelů energetiky