حمایت قانون‌گذاری از انرژی پروسومر در چارچوب امنیت برق شبکه: چالش‌ها و راه‌حل‌ها

چکیده

پروسومریسم (Prosumerism) در本质上 ابزاری است که برای کاهش بار بر شبکه الطاقه طراحی شده است. با این حال، هر پروسومی (prosumer) نمایه مصرف خود را با الگوی تولید انرژی در نصب‌های فتوفولتایک هم‌سازگار نمی‌کند. به همین دلیل، توسعه سریع منابع انرژی تجدیدپذیر (Renewable Energy Sources – RES) در لهستان، به‌ویژه نصب‌های فتوفولتایک، ساختار تولید انرژی را دگرگون کرده و شرایط کاری شبکه را تحت تأثیر قرار داده است. هدف از این پژوهش، شناسایی نحوه تأثیر حمایت‌های قانون‌گذاری جاری بر سودآوری OZE و تعیین چگونگی تنظیم آن‌ها برای تشویق سرمایه‌گذاری در گروه‌های مناسب گیرندگان از منظر امنیت شبکه انرژی است.

خلاصه (به لهستانی)

Prosumeryzm jest z założenia narzędziem, mającym na celu odciążenie sieci energetycznej. Jednakże, nie każdy prosument dostosowuje swój profil zużycia do profilu wytwarzania energii w instalacjach fotowoltaicznych. Dlatego też, wzmożony rozwój Odnawialnych Źródeł Energii (OZE) w Polsce, zwłaszcza instalacji fotowoltaicznych, zmienił strukturę wytwarzania energii, co wpłynęło na warunki pracy sieci. Celem tej pracy jest zidentyfikowanie, w jaki sposób obecne wsparcie legislacyjne wpływa na opłacalność OZE i określenie, w jaki sposób należy je dostosować, aby energię wytwarzały właściwe, z punktu widzenia bezpieczeństwa sieci energetycznej, grupy odbioców.

کلمات کلیدی

• پروسومرها (Prosumers)
• مصرف انرژی (Energy consumption)
• تعرفه‌های پویا (Dynamic tariffs)
• فتوفولتایک (Photovoltaics)

کلمات کلیدی (به لهستانی)

• prosumenci
• zużycie energii
• taryfy dynamiczne
• fotowoltaika

مقدمه

ناشی از «اهداف انرژی سبز اتحادیه اروپا»، تعداد نصب‌های فتوفولتایک در لهستان به‌صورت پیوسته افزایش یافته است. تا ژانویه ۲۰۲۳، ظرفیت نصب‌شده این سامانه‌ها به ۱۲.۱ گیگاوات [۱] رسیده بود که معادل ۵۰٪ حداکثر تقاضای قدرت در سیستم انرژی لهستان در سال ۲۰۲۲، یعنی ۲۴.۹ گیگاوات [۲] می‌باشد. ظرفیت نصب‌شده پنل‌های خورشیدی از انتظارها و پیش‌بینی‌ها بسیار فراتر رفته است.

هدف سال ۲۰۳۰، مطابق با «سیاست انرژی لهستان تا ۲۰۴۰» [۳]، رسیدن به سهم ۳۲٪ برای تمام منابع انرژی تجدیدپذیر (OZE) و حداقل ۴۰٪ تا ۲۰۴۰ در تولید برق بود. این هدف از پیش محقق شده است، بفضل برنامه‌های متعددی از حمایت مالی [۴]، از جمله «Mój Prąd»، «Czyste Powietrze»، «Stop Smog»، «Agroenergia» برای خانوارها، و «Energia Plus»، «Przemysł energochłonny OZE»، «Gwarancja Biznesmax» برای کسب‌وکارها. این تشویقات، به‌ویژه برای خانوارها، معمولاً به‌صورت اعطای کمک‌های مالی هستند که تا ۵۰٪ از هزینه‌های سرمایه‌گذاری را پوشش می‌دهند، که منجر به رشد چشمگیر فتوفولتایک در این گروه شده است.

در شبکه‌های توزیع ولتاژ پایین موجود، جریان قدرت به‌صورت سنتی یک‌جهته بوده است. در نتیجه، شبکه و سیستم‌های حفاظتی آن برای اطمینان از تأمین برق قابل اعتماد برای مصرف‌کنندگان طراحی شده بودند. با این حال، منظر متغیر تولید انرژی شرایط کاری را در حال تغییر قرار داده که به دلیل تاخیر در مدرن‌سازی شبکه، چالش‌های گوناگونی را به وجود آورده است. همانطور که Kacejko و همکاران [۵] گزارش داده‌اند، این چالش‌ها شامل فراتر رفتن از آستانه‌های کیفی انرژی، نظیر هارمونیک‌های مرتبه بالاتر، نوسانات ولتاژ، و شاخص‌های فلکر (flicker) می‌شود. همچنین مواردی از تجاوز از مقادیر مجاز جریان در خطوط قدرت و ترانسفورماتورها، عبور از محدودیت‌های ولتاژ در گره‌های شبکه، عملیات کنترل‌نشده میکرو نصب‌ها در حالت جزیره‌ای (islanding)، و عملکرد نامناسب تجهیزات حفاظتی وجود داشته است.

در میان این مسائل، مهم‌ترین مشکل برجسته‌شده توسط Kacejko و همکاران [۵]، خطر اوج‌های ولتاژ (voltage surges) است. این مسئله به‌صورت رو به‌افزوده‌ای در نشریات علمی [۶، ۷] و توسط کاربران چنین نصب‌هایی [۸] مشاهده شده است. قطع نصب‌ها در اثر اوج‌های ولتاژ [۸] این مسئله را از منظر پروسومر به‌ویژه مهم کرده است، که منجر به شکایات متعدد شده است [۹].

در پاسخ به این مسائل، تلاش‌ها بر روی عملیات شبکه و اطمینان از شرایط کاری مناسب و ایمنی متمرکز است. راهکارهای گوناگینی برای بیشینه‌سازی اثربخشی در حین کمینه‌سازی هزینه‌های سرمایه‌گذاری بررسی می‌شوند [۵]. برای مثال، Rafał، Bielecki، و Skoczkowski [۱۰]، تنظیم پویای ولتاژ در شبکه توزیع با استفاده از اینورترها را پیشنهاد می‌کنند. در همین حال، Cieślik پیشنهاد می‌کند از ذخیره‌سازی قدرت در ایستگاه‌ها برای تنظیم توان فعال استفاده شود [۱۱]. با این حال، حل این مسائل در مقیاس ملی زمان و سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی را خواهد کرد.

علاوه بر مشکلات محلی اوج‌های ولتاژ، مسئله افزایشی بیش‌تر تولید انرژی در شبکه در طول ساعات اوج نور خورشید وجود دارد [۱۲، ۱۳]. Olczak و همکاران [۱۴] بر ضرورت تعادل تقاضا با بیش‌تر تولید موقت در ساعات بیشینه نور خورشید تأکید کرده‌اند.

پروسومرها باید بر روی انتخاب ظرفیت نصب متناسب با تقاضای واقعی و تنظیم مصرف خود با الگوی تولید تمرکز کنند. این تنظیم می‌تواند از طریق مدیریت انرژی فردی، نظیر جابجایی بار در زمان با استفاده از تجهیزات هوشمند یا ذخیره‌سازی انرژی به جای بازگرداندن انرژی اضافی به شبکه، حاصل شود. خانوارها به‌صورت گسترده این اقدامات را اتخاذ نمی‌کنند، زیرا آن‌ها شامل دشواری‌ها، ضرورت تغییر عادات، یا هزینه‌های مالی اضافی قابل توجه می‌باشد.

تغییرات قانونی مهم

تغییرات قانونی چهره‌سازی که به منظور بهبود امنیت عملیاتی شبکه برق به اجرا درآمده‌اند، از دسامبر ۲۰۲۲ تأثیرات قابل توجهی بر نظام توزیع انرژی داشته‌اند. این اصلاحات، انتقال از یک سیستم koliities به یک سیستم مالی به منظور تسویه‌حساب انرژی تأمین‌شده به شبکه را به همراه داشته و بدین ترتیب مصرف‌کنندگان را به سمت هم‌راستایی مصرف با تولید انرژی تشویق می‌کند.

در این راستا، مفهوم «پروسومر» جمعی در قانون جدید معرفی شده است که به مصرف‌کنندگان فردی این امکان را می‌دهد تا انرژی تولیدی خود را در مکان تولید مصرف کنند.

از تاریخ ۱ ژوئن ۲۰۲۴، تغییرات جدید ممکن است امکان تسویه‌حساب انرژی بر مبنای نرخ‌های ساعت‌مند (hourly rates) (فصل ۲، ماده ۴ب.۲ [۱۶]) را فراهم کنند که می‌تواند به بازتاب بهتر تقاضای واقعی شبکه کمک کند.

در حال حاضر، قیمت متوسط ماهانه انرژی تولیدشده از منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) که در زمان توزیع برق تولید می‌شود، از ۱ ژوئیه ۲۰۲۲ تا ۳۰ ژوئن ۲۰۲۴ (فصل ۲، ماده ۴ب.۱ [۱۶]) محاسبه می‌شود.

هدف پژوهش

این مطالعه به تحلیل تأثیرات پشتیبانی‌های قانونی کنونی و آینده بر سودآوری منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) در گروه‌های مختلف مصرف‌کننده می‌پردازد. همچنین، با هدف ارتقاء پایداری و امنیت شبکه، نحوه تنظیم این پشتیبانی‌ها برای تشویق به سمت گروه‌های مناسب مورد بررسی قرار می‌گیرد.

روش‌شناسی

برای تخمین انرژی تولیدشده، ابزاری به نام «سیستم اطلاعات جغرافیایی فن‌آوری خورشیدی» [۱۷] در سایت کمیسیون اروپا استفاده گردید. سپس پروفایل‌های مصرف سه شرکت مختلف تحلیل شدند و یک مکان واحد برای همه اشیاء انتخاب گردید.

در تحلیل شرکت‌ها، ابتدا انرژی تولیدشده توسط یک نصب کوچک ۵۰kWp در جنوب شرق لهستان محاسبه شد.

شرکت الفvoltaco تقاضای انرژی پایداری در طول روز و سال دارد (شکل ۱). تقاضای میانگین آنها تقریباً ۶۳۰ MWh در سال است.

شرکت ب با تقاضای انرژی حدود ۱۰۰ MWh در سال، نوسانات قابل توجهی دارد که بالاترین تقاضای آن در روزهای کاری بین ساعت ۶ صبح تا ۴ بعدازظهر (حداکثر در ۱۱ صبح) بروز می‌کند و در تعطیلات آخر هفته تقاضا حدود ۳۰٪ کاهش می‌یابد (شکل ۱).

شرکت جیک صد انرژی مصرفی معادل ۴۰۰ MWh در سال دارد و به‌صورت ۲۴ ساعته فعالیت می‌کند که بیشترین تراکم مصرف آن بین ساعت ۸ صبح تا ۱۰ شب مشاهده می‌شود (شکل ۱).

شکل ۱. داده‌های مصرف و تولید شرکت‌های الف، ب و ج (متوسط سالانه برای هر ساعت). نصب ۵۰kWp

سیستم‌های مالی پشتیبانی‌کننده

دریافت حمایت از منابع تجدیدپذیر برای شرکت‌ها معمولاً شامل وام‌های کم‌نرخ یا مجموعه‌ای از ابزارهای مالی است. در سال ۲۰۲۳، رایج‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• Energy plus – به منظور بازسازی و اتصال نصب‌های منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) (وامی تا ۸۵٪ از هزینه‌های قابل‌تعیین: از ۰.۵ میلیون تا ۵۰۰ میلیون زلوتی [۱۸])
• Energy-intensive RES industry [۱۹] – پشتیبانی از ساخت و تعمیر نصب‌های RES به همراه اتصال به شبکه یا مکان، یا با یک محل ذخیره‌سازی (وامی تا ۱۰۰٪ از هزینه‌های قابل‌تعیین با مبلغ بین ۵ تا ۳۰۰ میلیون زلوتی، و امکان دریافت بونوس تا ۳۰٪ از مبلغ پرداختی، مشروط به استفاده حداقل ۸۰٪ از انرژی تولید شده برای خود)
• تغییرات استخدام تم schiف در تاریخ ۱۰ مه ۲۰۲۳، بنابراین این ابزار در تحلیل لحاظ نشد.
• FENG ecological loan – یارانه‌ای بین ۲۰ تا ۷۰٪ برای بازپرداخت بخش سرمایه وام – کمک‌های ELENA (مدرنیزاسیون باید منجر به کاهش مصرف انرژی حداقل به میزان ۳۰٪ گردد) [۲۰]
• White certificates – مربوط به ساخت نصب‌های RES و دیگر فعالیت‌های بهبود بهره‌وری (امکان فروش گواهی‌های به‌دست‌آمده، با توجه به قیمت فعلی گواهی‌ها و مقدار انرژی صرف شده)
• مقدار حداقل لازم ۱۱۶.۳ MWh برابر با ۱toe؛ هزینه جایگزینی در سال ۲۰۲۳ به میزان ۲,۰۱۰ زلوتی به ازای هر ۱toe) [۱۶]
• میزان مالی از KPO
• در تحلیل‌های پژوهشی، فعالیت‌های نوظهور یا بی‌نظمی که در حال توافق هستند، در نظر گرفته نشدند.

در تحلیل حاضر، یک وام اکولوژیکی (با ۴۰٪ از بخش سرمایه) و گواهی سفید به عنوان ابزارهای مالی پشتیبانی‌کننده مورد استفاده قرار گرفت. فرض بر این بود که شرکت‌ها سرمایه‌گذاری را از منابع خود تأمین کنند.

در خصوص شرکت‌های الف و جیک، که تمام انرژی تولیدشده را مصرف می‌کنند، صرفه‌جویی برابر با هزینه انرژی است که نتوانسته‌اند خریداری کنند. در مقابل، شرکت ب از طریق تنظیم مالی (net billing) و با یا بدون بهره‌برداری از قیمت پویا (dynamic price) مورد بررسی قرار گرفت.

تحلیل هزینه‌گذاری سرمایه

هزینه سرمایه‌گذاری برآورد شده به میزان ۳۰۰,۰۰۰ زلوتی بوده است. برای این ارزیابی، از پیشنهادات شرکت‌های خارجی استفاده شد.

قیمت خرید انرژی در سه حالت متفاوت محاسبه شد: I – ۷۹۴ زلوتی به ازای هر MWh (قیمت متوسط دومه‌سری ۲۰۲۳)؛ II – ۱,۵۰۰ زلوتی به ازای هر MWh؛ III – ۲,۰۰۰ زلوتی به ازای هر MWh. هزینه‌های توزیع برحسب میانگین در شرکت‌ها محاسبه گردید.

قیمت فروش برق به شبکه تحت سه وضعیت: ثابت و برابر با قیمت خرید، ثابت و کمتر از قیمت خرید، و متغیر ماهانه [۲۱] که وابسته به زمان روز و فصل است، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین قیمت پویا [۲۱] که وابسته به زمان روز و فصل تعیین می‌شود. با توجه به نوسان بازار انرژی، ممکن است این مقادیر هم زیر- یا هم فوق‌تخمین باشند؛ بنابراین انواع مختلفی در نظر گرفته شد.

موقفیت خانگی

برای تحلیل‌های مربوط به مصارف خانگی، یک مرکز در همان شهر شرکت‌های مورد بررسی انتخاب گردید. مصرف سالانه انرژی الکتریکی برای یک کاربر خانگی معادل ۴.۱ MWh است. الگوی مصرف این کاربر به‌صورت فصلی (فصول مختلف) و روزانه (بیشترین مصرف بین ساعت ۳ بعدازظهر تا ۱۰ شب) متفاوت است (شکل ۲).

شکل ۲. مصارف خانگی. داده‌های مصرف و تولید (متوسط سالانه برای هر ساعت روز). نصب ۵kWp

فرضیات و روش محاسبه برای خانوارها

الگو و میزان مصرف در روزهای کاری و پایان‌هفته‌ها یکسان در نظر گرفته شده است. برای مزرعه سه حالت نصب فرض شده بود: ۵ کیلووات‌پیک، ۳ کیلووات‌پیک و ۱۰ کیلووات‌پیک. حالت ۱۰ کیلووات‌پیک به‌منظور بررسی اینکه آیا بزرگ‌سازی بیش از حد در نصب‌های پروسومر (prosumer) مزیت دارد، بر اساس تسویه‌های فعلی انتخاب گردید — ۱۲ ماه برای جمع‌آوری و واریز وجوه به صورت حجم انرژی خریداری شده، و پس از آن ۲۰٪ بازگشت وجوه، طبق فصل ۲، ماده ۱۰الف بخش ۲ [۱۶]. داده‌های تولید و مصرف با هم مقایسه شدند، میزان انرژی وارد شده به شبکه برآورد شد، و دوره بازگشت سرمایه با در نظر گرفتن انواع پشتیبانی محاسبه گردید. از آنجا که خانوار از کل حجم انرژی در لحظه تولید استفاده نمی‌کند، و همان‌طور که در مقدمه اشاره شد، این پدیده از منظر شبکه می‌تواند ناخوشایند باشد، حالت نصب کامل‌شده با ذخیره‌سازی انرژی (energy storage) نیز در محاسبات گنجانده شد.

تامین مالی برای منابع تجدیدپذیر در بخش خانوارها عمدتاً شامل جبران هزینه و یارانه‌ها می‌شود. علاوه بر برنامه‌های منطقه‌ای، برنامه پایه حمایت از انرژی تجدیدپذیر در خانوارها «الکتریسیته من (My Electricity)» نامیده می‌شود.

تغییرات برنامه در سال ۲۰۲۳

در سال ۲۰۲۳ این برنامه به‌شکل قابل‌توجهی بازنگری گردید [۲۱]. قانون‌گذار کلیه فعالیت‌هایی را که هدف‌شان تشویق مصرف‌ذاتی (self-consumption) است، تشویق می‌کند. یارانه پایه برای خودِ نصب تا ۶،۰۰۰ زلوتی (PLN) در نظر گرفته شده، اما می‌توان وجوه اضافه برای پمپ حرارتی (heat pump) (تا ۲۸،۰۰۰ زلوتی)، ذخیره‌سازی انرژی (تا ۱۶،۰۰۰ زلوتی)، جمع‌آورهای خورشیدی (solar collectors) (تا ۳،۵ هزار زلوتی)، و حتی سیستم مدیریت انرژی (energy management system) (تا ۳،۰۰۰ زلوتی) دریافت کرد. مشارکت مالی نمی‌تواند از ۵۰٪ هزینه‌های واجد شرایط فراتر رود. این مقاله حالت دریافت وجوه برای نصب و ذخیره‌سازی را فرض کرده است. ضمناً حداکثر финансиング ممکنِ دریافت‌شده در نظر گرفته شده است. هزینه نصب و مبالغ یارانه بر اساس میانگین پیشنهادهای entités externe، همان‌گونه که در جدول ۱ آمده، محاسبه شده‌اند.

هزینه خرید انرژی با فرض قیمت متوسط فعلی برای هر مگاوات‌ساعت (شامل توزیع) محاسبه شده است: یعنی ۱،۰۰۰ زلوتی بر مگاوات‌ساعت به‌عنوان حالت I و ۱،۵۰۰ زلوتی بر مگاوات‌ساعت به‌عنوان حالت II. قیمت فروش انرژی دقیقاً همان‌گونه که برای شرکت‌ها اتخاذ شده بود، در نظر گرفته شد. تصمیم به محاسبه دوره بازگشت سرمایه ساده (simple payback period) گرفته شد؛ با این حال، اعمال نرخ تخفیف (discount rate) در دوره‌های تحلیل‌شده توصیه می‌شود. خودِ دوره بازگشت سرمایه موضوع بررسی نیست، بلکه تنها مقایسه‌ی آن بین حالات مختلف است. عامل زمان به دلیل ماهیت پویا و دشواری برآورد تغییرات در طول سال گذشته در نظر گرفته نشد.

تحلیل

در مورد شرکت‌ها، دوره بازگشت سرمایه بیشترین حساسیت را نسبت به قیمت خرید برق دارد (شکل ۳). همین دلیل است که در سال ۲۰۲۲ شرکت‌ها به‌ویژه تمایل به سرمایه‌گذاری در انرژی تجدیدپذیر داشتند. با افزایش این قیمت، دوره بازگشت سرمایه کوتاه‌تر می‌شود. برای قیمی معادل ۲،۰۰۰ زلوتی (سطح قیمتی از سه‌ماهه سوم ۲۰۲۲)، دوره بازگشت سرمایه تا ۲.۵ سال می‌رسد. پایین‌ترین قیمت ثبت‌شده ۷۹۴ زلوتی بر مگاوات‌ساعت بوده است؛ برای قیمت‌های پایین‌تر، دوره بازگشت سرمایه طولانی‌تر خواهد شد.

وقتی قیمت فروش متغیر است (قیمت‌های پویا)، بسته به ساعت روز و فصل، دوره بازگشت سرمایه افزایش می‌یابد، هرچند به میزان اندک (۱۲٪، یعنی هشت ماه)، زیرا شرکت ۷۰٪ از انرژی تولیدی خود را مصرف می‌کند.

دریافت گواهی سفید (white certificate) با سرمایه‌گذاری ۵۰ کیلووات‌پیک تأثیر قابل‌توجهی بر دوره بازگشت سرمایه ندارد (شکل ۴)، صرف‌نظر از شرکت مورد تحلیل. مهم‌ترین حمایتی که یارانه برای بازپرداخت بخشی از سرمایه فراهم می‌کند، اقدام FENG و وام النا (Elena grant — قرضه‌ی اکولوژیک) است. با این حال، مدرن‌سازی باید حداقل ۳۰٪ پس‌انداز انرژی به همراه داشته باشد؛ بنابراین تنها شرکت B توانست از آن بهره‌مند شود. بسته به финансиング دریافت‌شده، دوره بازگشت سرمایه به‌صورت متناسب کاهش می‌یابد.

شرکت‌ها، به‌عنوان پروسومر، می‌توانند بخش بیشتری از انرژی تولیدی نصب‌های خود را مصرف کنند. از این رو، دوره بازگشت سرمایه تحت تأثیر قیمت فروش مجدد انرژی به شبکه قرار ندارد. به دلیل حجم قابل‌توجه انرژی مصرفی، آنها در درجه اول به قیمت خرید وابسته‌اند. برای شرکت‌ها، یارانه‌های نصب بیشترین تأثیر را بر دوره بازگشت سرمایه دارند، که بهترین تشویق در کنار افزایش قیمت‌های انرژی محسوب می‌شوند.

شکل ۳. دوره بازگشت سرمایه برای شرکت‌های A، B، و C بسته به قیمت برق، توان نصب ۵۰ کیلووات‌پیک

شکل ۴. دوره بازگشت سرمایه برای شرکت‌های A، B، و C بسته به شکل حمیت، توان نصب ۵۰ کیلووات‌پیک

در مورد خانوارها و شرکت‌ها، دوره بازگشت سرمایه (بدون عوامل تشویقی اضافه) مشابه است. با این حال، خانوارها اغلب در حین تولید انرژی در نصب‌های فتovoltaیک انرژی مصرف نمی‌کنند (برخلاف شرکت‌ها). این امر آن‌ها را بسیار حساس‌تر نسبت به نوسانات قیمت انرژی و مکانیسم‌های حمایت مالی می‌کند. افزایش قیمت خرید انرژی دوره بازگشت سرمایه را حدود ۳۰٪ کوتاه می‌کند. این قیمتی تنظیم‌شده تا سه‌ماهه اول ۲۰۲۴ است، اما می‌تواند حتی ۱۰۰٪ افزایش یابد. در مورد خانوارها، تغییر به صورتحساب‌گذاری خالص (net billing) تأثیر قابل‌توجهی بر دوره بازگشت سرمایه ندارد (این را چند ماه افزایش می‌دهد — شکل ۵). با این حال، با کاهش قیمت‌ها در شرایط پیش‌بینی اضافه‌تولید در سال‌های آتی، این سیستم می‌تواند به‌شکل قابل‌توجهی دوره بازگشت سرمایه را افزایش دهد. محاسبات از داده‌های ۲۰۲۲ استفاده کرده‌اند که از منظر تاریخی بالا بوده‌اند. خانوارها حجم کمی از انرژی را مجدداً فروش می‌کنند، و قیمت‌ها بین ساعات فروش مجدد حدود ۳۰٪ متغیر است. پیش‌بینی نحوه توسعه قیمت‌ها، به‌ویژه با در نظر گرفتن سطوح ساعتی قیمت، دشوار است.

شکل ۵. دوره بازگشت سرمایه برای خانوارها بسته به سیستم صورتحساب‌گذاری و قیمت انرژی

مکانیسم تسویه حساب

مکانیسم تسویه حساب مورد نظر به‌خوبی وظیفه‌اش را انجام می‌دهد و مانع از بزرگ‌تر شدن ابعاد نصب می‌شود (Fig. ۵).

با این حال، دورهٔ بازگشت سرمایه در یک نصب ۱۰ کیلوواتی (۱۰ kWp) برای هر کدام از گزینه‌های بررسی‌شده، به‌طرز چشمگیری طولانی‌تر است.

از منظر حفظ عملکرد درست شبکه، ارائهٔ کمک‌های مالی تکمیلی به نصب‌های مجهز به ذخیرهٔ انرژی (storage) گامی کلیدی در جهت حمایت به‌شمار می‌رود.

نکتهٔ تأسف‌آور اینجاست که حتی با سخت‌تر شدن مقررات برای رسیدن به این هدف، نصب‌های دارای ذخیره‌ساز همچنان دورهٔ بازگشت سرمایهٔ طولانی‌تری نسبت به نصب‌های بدون ذخیره دارند؛ به‌طوری که این دوره دست‌کم یک سال بیشتر می‌شود.

برای آنکه انگیزهٔ پروسیرها به سرمایه‌گذاری در چنین نوع سیستم‌هایی بیشتر شود، باید دسترسی به تأمین مالی گسترده گردد؛ مثلاً تا سقف ۷۰ درصد از کل هزینه‌ها.

[picture_placeholder]

Fig.5. دورهٔ بازگشت سرمایه برای یک خانوار بستگی به شکل حمایت و توان نصب دارد.

نتیجه‌گیری‌ها

بررسی موارد مطرح‌شده در این مقاله نشان می‌دهد که حمایت یکسان برای نصب‌های فتوولتائیک در میان گروه‌های مختلف پروسیرها وجود ندارد. با وجود اینکه دورهٔ بازگشت سرمایه برای نصب‌های بدون حمایت تقریباً یکسان است، خانوارها می‌توانند حمایت بیشتری نسبت به شرکت‌ها دریافت کنند. با نگاهی به سیاست‌های اجتماعی و ظرفیت مالیاتی واحدهای کوچکی چون خانوارها، می‌توان درک کرد چرا حمایت‌های تکمیلی برای آن‌ها ضروری به‌نظر می‌رسد.

با وجود این، از جنبهٔ فنی چنین رویکردی منطقی نیست. هدف از آن، تضمین کارکرد بی‌خطا و پایدار شبکه است. بسیاری از شرکت‌ها زمین‌هایی در اختیار دارند که می‌توان منابع انرژی تجدیدپذیر (renewable energy) را دقیقاً همان‌جایی نصب کرد که انرژی مصرف می‌شود. سرمایه‌گذاری شرکت‌ها در این منابع نه‌تنها مشکلی در تأمین برق پدید نمی‌آورد، بلکه تقاضا را نیز در نقطهٔ تأمین انرژی کاهش می‌دهد. بنابراین، تشویق چنین سرمایه‌گذاری‌هایی از سوی شرکت‌ها منطقی به‌نظر می‌رسد؛ به‌ویژه وقتی حمایت مالی به میزان انرژی تولید‌شده و مصرف‌شده وابسته باشد.

به‌طور خلاصه، باید منابع مالی بیشتری به حمایت از شرکت‌های سرمایه‌گذار در انرژی تجدیدپذیر اختصاص یابد و برنامه‌های تازه‌ای برای گنجاندن حمایت‌ها و جبران خسارت در این بخش طراحی شود. در کنار آن، تخصیص منابع بیشتر برای پشتیبانی از مصرفِ خودِ خانوارها نیز توجیه‌پذیر است. کوتاه کردن دورهٔ بازگشت سرمایه برای نصب‌های دارای ذخیرهٔ انرژی (storage) در مقایسه با نصب‌های بدون ذخیره، راه را برای فراگیر شدن این راه‌حل‌ها باز می‌کند. همچنین ارزشمند خواهد بود که اندازهٔ حمایت بر پایهٔ میزان استفاده از انرژی تولید‌شده برای نیازهای خود تنظیم گردد.

علاوه بر این، برای حمایت از کارآفرینان در احداث منابع انرژی تجدیدپذیر جدید، ضروری است که قوانین مربوط به نرخ‌های دینامیک (dynamic tariffs) اجازهٔ برنامه‌ریزی سرمایه‌گذاری در گذر زمان را بدهند. اگرچه نرخ‌های دینامیک (dynamic tariffs) ممکن است در قیمت‌های کنونی تأثیر چشمگیری بر سودآوری انرژی تجدیدپذیر نداشته باشند، اما پیش‌بینی سود را برای سرمایه‌گذاران دشوار می‌سازند.

1. [۱] وزارت آب و محیط زیست (Ministry of Climate and Environment). Agencja Rynku Energii S.A., اطلاعات آماری درباره انرژی. ماهنامه، شماره ۱(۳۴۹)، ژانویه ۲۰۲۳.
2. [2]PSE-https://www.pse.pl/obszary-dzialalnosci/krajowy-systemelektroenergetyczny/zapotrzebowanie-kse, accessed 25.07.2023.
3. [۳] وزارت آب و محیط زیست (Ministry of Climate and Environment), سیاست انرژی پولند تا ۲۰۴۰ ر., واشنگتن، ۲۰۲۱. https://www.gov.pl/web/klimat/polityka-energetyczna-polski, accessed ۲۵.۰۷.۲۰۲۳.
4. [4]https://ener

   [۲۱] http://www.pse.pl، که در تاریخ ۲۵ جولای ۲۰۲۳ (۲۵.۰۷.۲۰۲۳) قابل دسترسی بود

   [۲۲] https://www.gov.pl/web/klimat/rusza-piata-edycja-programumoj-prad، که در تاریخ ۲۵ جولای ۲۰۲۳ (۲۵.۰۷.۲۰۲۳) قابل دسترسی بود

   نویسندگان: دکتر ویکتوریا گریکان، مهندس الکترونیک (dr inż. Wiktoria Grycan)، عضو دانشگاه صنعتی وروتسواف (Politechnika Wrocławska)، بخش انرژی‌الکتریک (Katedra Energoelektryki)، Wybrzeże Wyspiańskiego ۲۷، ۵۰‑۳۷۰ وروتسواف، لهستان؛ ایمیل: wiktoria.grycan@pwr.edu.pl

   شناسهٔ منبع و ناشر: PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY (بررسی مهندسی برق)، ISSN ۰۰۳۳-۲۰۹۷، در سال ۱۰۰، شماره ۲/۲۰۲۴؛ doi:۱۰.۱۵۱۹۹/۴۸.۲۰۲۴.۰۲.۱۲

   منتشر شده توسط PQBlog

   مهندس برق

   برای مشاهده پست‌های بیشتر

   پرسش‌های متداول

   پروسومر (Prosumer) چیست و چه نقشی در شبکه برق دارد؟

   پروسومر مصرف‌کننده‌ای است که همزمان انرژی تولید می‌کند (مثلاً با پنل‌های خورشیدی) و می‌تواند انرژی اضافی را به شبکه بازگرداند. ایده اصلی این است که پروسومریسم بار شبکه را کاهش دهد، اما در عمل همه پروسومرها مصرف خود را با تولید هم‌سازگار نمی‌کنند.

   چرا توسعه سریع فتovoltaیک در Польش چالش‌هایی برای شبکه ایجاد کرده است؟

   ظرفیت نصب شده فتovoltaیک در Польش به ۱۲.۱ گیگاوات رسیده که ۵۰٪ تقاضای اوج است. این باعث تغییر جریان قدرت از یک‌جهته به دوطرفه شده و مشکلاتی مانند پیچش ولتاژ، هارمونیک‌ها، و فراتولید در ساعات اوج نور خورشید را به وجود آورده، در حالی که زیرساخت شبکه به‌روز نشده است.

   برنامه‌های حمایتی مالی در Польش برای پروسومرها کدام‌اند؟

   برنامه‌های اصلی شامل «Mój Prąd»، «Czyste Powietrze»، «Stop Smog»، «Agroenergia» برای خانوارها و «Energia Plus»، «Przemysł energochłonny OZE»، «Gwarancja Biznesmax» برای کسب‌وکارها می‌باشند که معمولاً تا ۵۰٪ هزینه سرمایه‌گذاری را پوشش می‌دهند.

   راهکارهای پیشنهادی برای مدیریت بیش‌تولید و امنیت شبکه چیستند؟

   راهکارها شامل تنظیم پویای ولتاژ با اینورترها، ذخیره‌سازی انرژی در ایستگاه‌ها، مدیریت تقاضا (Load Shifting) با تجهیزات هوشمند، و استفاده از باتری به جای تزریق انرژی اضافی به شبکه می‌باشد. همچنین اصلاح تعرفه‌ها به تعرفه‌های پویا می‌تواند رفتار پروسومرها را هدایت کند.

   چرا خانوارها تمایل کمی به مدیریت انرژی و ذخیره‌سازی دارند؟

   به دلیل نا سازگاری با عادات روزمره، نیاز به تغییر رفتار، هزینه‌های بالای تجهیزات ذخیره‌سازی و سیستم‌های مدیریت هوشمند، و عدم تشویق‌های اقتصادی کافی برای خودمصرف در برابر فروش به شبکه.

   منبع: powerquality.blog