Elveţienii au avertizat că încărcarea maşinilor electrice simultan cu pompele de căldură poate deveni o problemă de ţară şi au propus un sistem inteligent

Acum o săptămână, scriam că proprietarii de maşini electrice din Suedia au aflat cu stupoare că vor plăti penalităţi dacă-şi încarcă maşinile acasă simultan cu pompele de căldură sau cuptoarele electrice. Problema e în presiunea prea mare pusă pe sistem când toate aceste consumatoare funcţionează simultan, iar această problemă s-a suprapus în Suedia cu o deficienţă temporară de electricitate. Totuşi, noul sistem de calcul suedez îi penalizează pe proprietari şi dacă îşi folosesc simultan maşinile şi pompele de căldură la ore nocturne, în afara vârfurilor de consum din sistem, întrucât el identifică puterea maximă prea mare folosită de o gospodărie. Ei bine, dacă atunci ne miram cu toţii că o asemenea problemă a apărut într-una din ţările europene cu un sistem energetic exemplar, cu multă energie regenerabilă în mixul său, iată că acum aflăm şi că şi elveţienii au avertizat că încărcarea maşinilor electrice simultan cu pompele de căldură poate deveni o problemă de ţară şi au propus un sistem inteligent care să minimizeze efectul.

Avertizarea se bazează pe un studiu detaliat al sistemului energetic, cu luarea în calcul a noilor surse de consum major de electricitate, precum maşinile electrice şi pompele de căldură, şi a fost gestionat de reputata universitate ETH Zurich.

Toată această avertizare a elveţienilor vine şi în contextul în care Elveţia are un program amplu în plină derulare, prin care sistemele vechi de încălzire pe bază de păcură sau diesel din case sunt înlocuite cu pompe de căldură. Scopul e ca un număr majoritar de case şi blocuri să ajungă să fie încălzite cu pompe de căldură, pentru a minimiza impactul de CO2, iar acest program are deja mai mult de un an de când e activ, cu finanţare de stat. Respectiv, asta înseamnă că există şi o claritate absolută despre faptul că aceste pompe de căldură vor deveni mai multe la număr şi vor constitui o sursă adiţională de consum.

Acest consum adiţional al pompelor de căldură a fost estimat şi luat în considerare încă de la etapa de aprobare a programului. Elveţia a făcut şi studii de rezilienţă a sistemului său energetic şi a ajuns la concluzia că va trebui să-şi crească cifra totală a consumului de electricitate în ţară de la 58,5 TWh anual în prezent la 76 TWh în 2050. A concluzionat că ar avea nevoie de noi hidrocentrale pentru a putea face faţă solicitărilor adiţionale, dar potenţialul noilor hidrocentrale a rămas unul prin care se pot adăuga centrale mai mici, cu investiţii mai mari, întrucât cele mai prolifice locuri au deja asemenea centrale construite. Se recomanda atunci nu doar menţinerea centralelor nucleare actuale, dar şi construirea uneia noi până în 2050, pentru a nu deveni prea dependenţi de importuri de energie.

Ei bine, noile avertizări vin în contextul în care sistemul energetic ar putea face faţă la creşteri mai mare de consum total de electricitate, dar simte deja presiunea pe consumul momentan prea mare la orele de vârf. Se pare că foarte mulţi oameni îşi pun maşinile electrice seara la încărcare, când ajung acasă, şi tot atunci şi pompele de căldură funcţionează mai intens, pentru un confort climateric sporit în orele cele mai active de timp petrecut acasă. Iar asta pune presiune pe reţeaua electrică deja în prezent, fără a ajunge la acel consum crescut cu 30% din 2050.

Multe din liniile electrice din prezent şi transformatoarele locale, la nivel de localităţi şi cartiere, nu sunt prevăzute să facă faţă acestor solicitări simultane. Dacă într-un orăşel seara ajung acasă 2.000 de proprietari de automobile, iar 200 dintre ei au deja maşini electrice, pe care le conectează la încărcare cu o putere cuprinsă între 7 şi 11 kW, la o medie de 9 kW, doar aceste maşini generează un consum de 1,8 MW în acel orăşel. Şi dacă în acelaşi orăşel are deja 400 pompe de căldură pentru case de diferite suprafeţe, care sunt incluse seara şi consumă în mediu 2,5 kW, atunci se mai adaugă 1,0 MW. Pe lângă asta, acel orăşel mai avea un consum de bază de 3 MW, spre exemplu. Iar astfel, în loc ca micuţul orăşel să consum 3 MW la ora de consum maxim, acum poate ajunge să consume 4,8 MW. Şi asta se întâmplă la o rată încă incipientă de adopţie a maşinilor electrice. Iar când se extrapolează la nivel de ţară, asta poate însemna câţiva GW de putere în plus necesară în orele de vârf.

Elveţienii spun că cea mai simplă soluţie e un sistem inteligent care distribuie sarcina în mai multe ore de consum şi interzice efectiv consumul simultan al acestor utilaje la ora de vârf. Ei propun ca atunci când temperatura de afară e de 0 grade Celsius şi mai mult, pompele de căldură să poată fi oprite pe o durată de până la 10 ore, atât cât ar fi suficient ca temperatura interioară să nu scadă la un nivel critic. Spre exemplu, dacă pompa de căldură încălzeşte casa pe timpul zilei, iar pe la ora 16:00 se opreşte şi căldura reziduală din casă ar fi suficientă pentru toată seara. Pompa ar reporni apoi pe la 1-2 noaptea, în orele de consum minim şi ar încălzi din nou casa. Iar dimineaţa ar putea să mai facă o pauză scurtă, consumând astfel când reţeaua e cel mai puţin solicitată.

Dacă majoritatea pompelor de căldură din ţară ar funcţiona după un algoritm similar, atunci ele ar crea o curbă foarte predictibilă şi logică de consum, care nu doar că ar ajuta la evitarea problemelor din orele de vârf, ci va ajuta chiar şi la echilibrarea reţelei în orele de consum minim, pentru că un consum minim mai mare dă posibilitatea sistemului energetic să opereze mai puţine manevre de echilibrare, cu mai puţine pierderi energetice pentru aceste operaţiuni.

În cazul maşinilor electrice, elveţienii spun că cea mai logică perioadă de încărcare a lor e în miezul zilei, cât oamenii stau la muncă, iar maşinile sunt parcate la birou. Atunci electricitatea are un salt de a fi cea mai ieftină datorită panourilor fotovoltaice, atât din Elveţia, cât şi de la vecini. Respectiv, ar fi minunat dacă Elveţia ar putea folosi acest salt de producţie ieftină de electricitate pentru ceva util, cum ar fi încărcarea maşinilor electrice, eventual chiar importând energia ieftină din ţările alăturate. Asta ar face ca aceşti GWh necesari în fiecare zi să fie scoşi de pe povara orelor maxime, şi să nu mai fie nevoie de stocarea lor prin baterii şi hidrocentrale prin pompare.

În cazul Elveţiei, hidrocentralele prin pompare sunt „sfinte” în sistemul lor şi nimeni nu planifică să le diminueze rolul lor ultra important, dar un asemenea sistem inteligent de încărcare a maşinilor electrice pe timp de zi ar elimina o mare parte din presiunea adiţională de stocare pusă pe sistem şi n-ar fi nevoie să se construiască centrale cu baterii mari, care să asigure aceste apogee nedorite la orele de vârf.

Desigur, asta ar însemna şi un sistem de motivare a companiilor să le permită angajaţilor să încarce la muncă, eventual ca aceştia să-şi plătească energia la tarife similare cu cele de acasă.

Elveţienii spun că dacă vor implementa acest sistem cât de curând, importurile de electricitate ale Elveţiei vor scădea cu 20% anual, sau cu 1,8 TWh. Respectiv, mai mulţi bani rămân în ţară, iar sistemul energetic al ţării e mai independent chiar de acum, fără a aştepta anul 2050. Şi aceste reduceri de import sunt valabile chiar şi pe timp de iarnă, când sursele fotovoltaice sunt mai puţin productive.

Sistemul va fi gândit astfel încât să şi motiveze oamenii să urmeze acest program prin stimuli financiari, dar şi să oprească forţat unele consumatoare, precum circuitele pompelor de căldură şi a prizelor pentru automobile de acasă, dacă aceştia vor ignora repetat aceste criterii. E foarte probabil să existe nevoia instalării unor switch-uri inteligente la circuitele acestor consumatoare, care să dirijeze forţat deconectările celor care nu vor face de bună voie asta, dar toate aceste măsuri trebuie definitivate, votate şi acceptate pentru a intra în vigoare.

Autorii studiului spun că au făcut şi un sondaj amplu printre elveţieni şi 70% dintre ei au declarat că sunt de acord să contribuie la stabilitatea sistemului energetic prin acţiuni proprii, atât timp cât asta nu le consumă mult timp din programul zilei şi nu le creează inconvenienţe majore. Dacă această contribuţie ar putea fi făcută automatizat, prin pompe de căldură programabile şi prize de încărcare programabile, atunci şi mai mulţi sunt de acord să contribuie la binele comun al sistemului. Iar elveţienii sunt exact aceeaşi oameni care acum aproximativ un deceniu au votat „nu” la un referendum care propunea un venit garantat universal pentru toţi cetăţenii, de aproximativ 3 mii de franci lunar, înţelegând că asta nu va aduce nimic bun la nivel de ţară, decât nişte beneficii personale iluzorii.

Cert e că elveţienii trag alarma că încărcarea simultană a maşinilor electrice cu folosirea pompelor de căldură pune deja acum presiune foarte mare pe sistemul energetic, la limita rezistenţei sale. Deci, problema nu e una teoretică de viitor, ci e deja actuală, şi creează deja dezechilibre şi presiune enormă pe sistemul energetic.