Τετάρτη, 22 Αυγούστου 2012

Προσφορά και ζήτηση σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο

http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=7590

http://www.realclearenergy.org/charticles/2012/08/20/the_dispatch_curve_106672.html

Σε συνέχεια του προηγούμενου (δηλαδή της εκτίμησής μου ότι τα αιολικά δεν υποκαθιστούν σημαντικό ποσοστό από συμβατικά καύσιμα -- και επομένως το πραγματικό κόστος τους ανά μεγαβατώρα, βάσει του "τι εξοικονομούν", είναι ...θεόρατο), και μετά και από το σχόλιο του spiral και ανώνυμου που ανέφεραν την πολύπλοκη διαχείριση του δικτύου και κόστη κλπ, βρήκα, κατά σύμπτωση, κάτι σχετικό, που απομυθοποιεί την ...πολυπλοκότητα:  Την καμπύλη που δείχνει πώς καλύπτει ένα υποθετικό δίκτυο τις ανάγκες του (μεγαλώνει με κλικ).

Αυτή την καμπύλη (dispatch curve, καμπύλη κατανομής) την καταλαβαίνουν υποτίθεται μόνο ειδικοί, αλλά δεν είναι τόσο πολύπλοκη. Λέει ότι οι ανάγκες ενός δικτύου καλύπτονται από πολλές πηγές, και αρχίζουν οι διαχειριστές από αυτές με το φτηνό μεταβλητό λειτουργικό (οι ΑΠΕ έχουν δωρεάν καύσιμο), και πάνε στα ακριβά (το πετρέλαιο είναι το ακριβότερο). Λέει επίσης ότι ένα δίκτυο έχει μπελά στην διαχείρισή του και ότι οι διαχειριστές κρατάνε και ένα 20% καβάτζα, σε περίπτωση που η ζήτηση είναι μεγαλύτερη από την προσφορά.  Σωστά επιλέγουν με βάση το μεταβλητό κόστος, αν και το συνολικό κόστος είναι καθοριστικο τόσο στο κόστος του ρέυματος, όσο και στην αρχική επιλογή των εναλλακτικών πηγών για την τροφοδοσία. Οι ΑΠΕ πχ, έχουν χαμηλό λειτουργικό αλλά είναι πανάκριβες. Κατά την γνώμη μου δεν θα έπρεπε να είναι καν στην επιλογή για να συμπεριληφθούν στο δίκτυο, άσχετα εάν είναι "φτηνές" στην χρήση.  Η Πορτογαλία και η Δανία έχουν πολλές ΑΠΕ αλλά πανάκριβο ρεύμα (με τις γνωστές συνέπειες).

Σε μεταβλητό κόστος, οι ΑΠΕ λοιπόν είναι τσάμπα, τα πυρηνικά σχεδόν τσάμπα, τα Υ/Η θαύμα (αν έχουν νερά) και μετά πάμε σε κάρβουνο, αέριο διπλού κύκλου (τουρμπίνες συν ατμοστρόβιλοι), αέριο ανοιχτού κύκλου (τουρμπίνες αεροπλάνου), και, τέλος, πετρέλαιο.

Το αέριο, δεν είναι πάντα στις επιλογές, και εξαρτάται από την διαθεσιμότητα και την τιμή. Αυτόν τον καιρό υπάρχει πολύ αέριο (έφτασε να εξάγει LNG η Αμερική). Άλλους καιρούς το αέριο είναι πολύτιμη πρώτη ύλη για ...πλαστικά. Όταν το αέριο είναι φτηνό, δεν αξίζει να παιδεύεται κανείς με ΑΠΕ, όταν το αέριο είναι ακριβό, δεν πρέπει να έχεις αέριο (και επομένως ούτε ΑΠΕ).

Εάν η προσφορά του ρεύματος στο δίκτυο δεν φτάνει για την ζήτηση, πάει σε brownout (πτώση τάσης) ή blackout, και εάν η προσφορά υπερβαίνει την ζήτηση, εάν δεν έχετε αυτό το μαύρο κουτί μεταξύ πρίζας και PC, σάς καίει το PC (και άλλα πράγματα).

Οι "φτηνές" (βάσει μεταβλητού κόστους) ΑΠΕ δεν είναι αδιάλειπτες, δεν είναι προβλέψιμες, και δεν υπάρχουν, συχνά όταν το δίκτυο χρειάζεται ισχύ.  Αυτό σημαίνει ότι εάν υπάρχουν στο δίκτυο, πρέπει να συνυπάρχει και εφεδρεία, που δεν μπορεί να είναι παρά Υ/Η (αυτό σε εμάς θέτει θέματα ενεργειακής ασφάλειας, στην Αμερική θίγεται η μετακίνηση ...ψαριών)  ή αέριο ανοικτού κύκλου -- ακριβό και αναποτελεσματικό).  ΠΟΙΟΣ πληρώνει αυτή την εφεδρεία;  Κανονικά θα έπρεπε να την πληρώνει αυτός που την απαιτεί ή την προκαλεί:  Οι ΑΠΕ.  Αλλά, φυσικά, την πληρώνουμε εμείς. Αυτή η ανάγκη για εφεδρεία λόγω της περιστασιακής ...ανυπαρξίας των ΑΠΕ όταν τις θες, είναι ο λόγος που οι μεγαβατώρες από ΑΠΕ δεν αντιστοιχούν σε υποκατάσταση καυσίμου. Καις (ακριβό) καύσιμο ούτως ή άλλως, όταν έχεις ΑΠΕ, και το καις αναποτελεσματικά.

Οι ΑΠΕ (πλην Υ/Η) δεν μπορούν να συνυπάρξουν με συμβατική ισχύ βάσης. Τα λιγνιτικά, το κάρβουνο, τα πυρηνικά, αυτά που τροφοδοτούν τον πλανήτη με ρεύμα, δεν προσφέρονται ούτε για εφεδρεία, ούτε για load following. Το αέριο προσφέρεται, αλλά με αναποτελεσματικές, και ακριβές σε μεταβλητό κόστος μονάδες ανοιχτού κύκλου. Λαϊκά, "κερατιάτικα".

Η λύση είναι, φυσικά, περισσότερη φτηνή ισχύ βάσης. Κάρβουνο ή λιγνίτης (ή σε πολιτισμένες και πλούσιες χώρες, πυρηνική -- Γαλλία, Γερμανία, Σουηδία, Φινλανδία, Αγγλία...). Και για αυτό οι πλασιέ των ΑΠΕ (γκρηνπης και ζόμπυς) είναι κατά της ισχύος βάσης... Δεν θα έχουν λόγο ύπαρξης.

Το ότι επιδοτούμε περίεργους για καύση φυσικού αερίου, στην Ελλάδα, δεν αναιρεί τα παραπάνω... Την στιγμή που ξεφεύγεις από την λογική (που λέει ότι επιλέγεις με βάση τι συμφέρει τον καταναλωτή και την βιομηχανία), είσαι ...παράλογος.  Αλλά ξεχνάω... ο μπαμπούλας, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, οι καρκίνοι... Πάω για τσιγάρο... αγχώθηκα.

Έβαλα και ένα σχόλιο εδώ, να δω αν θα πάρω καμία σοβαρή απάντηση στην ...Αμερική. Και από την Ελλάδα, περιμένω... Ή αντίλογο, ή, καλύτερα, να μου πει η ΡΑΕ. ή το ΥΠΕΚΑ, πόσο συμβατικό καύσιμο έχουμε εξοικονομήσει τους τελευταίους 12 μήνες από τα 1600-1700 αιολικά μεγαβάτ. Και μετά θα σας πω αν ισχύει το 300-750 ευρώ την αιολική μεγαβατώρα... Ισχύει και λέει και τραγούδι... Οι μπακαλίστικοι υπολογισμοί δεν λένε ψέματα όσον αφορά σε τάξεις μεγέθους...


Πόσο πιο λιανά μπορώ να το πω;

7 σχόλια:

archaeopteryx είπε...

Και με αντλησιοταμίευση, πράγματι, οι τεχνικές αδυναμίες των αιολικών μειώνονται. ΑΛΛΑ, ΤΙ ΚΑΝΕΙ ΤΟ ΑΡΧΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ!;; Το 1,5-2 γίνεται κάτι ...άλλο, άσε τα externalities του νερού από γεωτρήσεις, αν είναι δυνατόν!... σε μεσογειακό κλίμα...

spiral architect είπε...

[...] Λέει επίσης ότι ένα δίκτυο έχει μπελά στην διαχείρισή του και ότι οι διαχειριστές κρατάνε και ένα 20% καβάτζα, σε περίπτωση που η ζήτηση είναι μεγαλύτερη από την προσφορά. [...]

Kάπως έτσι είναι τα πράματα. Υπάρχουν πρότυπες εποχικές καμπύλες ζήτησης (που ανά τακτά διαστήματα αναθεωρούνται) ούτως ώστε ο διαχειριστής να έχει μια εικόνα της πρόβλεψης ζήτησης και ανάλογα να πράξει βάζοντας (και βγάζοντας) πηγές Η.Ε. στο σύστημα.
Η διαχείριση Η.Ε. θαρρώ ότι, είναι ακόμα πιο δύσκολη δουλειά από την διαχείριση κυκλοφορίας στο JFK ή στο Gatwick. Ειδικά σε μεγάλες χώρες τα κέντρα διαχείρισης Η.Ε. (στο δίκτυο Μεταφοράς) είναι διάσπαρτα και η επικοινωνία μεταξύ τους (με scada και ... τηλέφωνο) είναι εκ των ων ουκ άνευ.

Στην Ελλάδα π.χ. υπάρχουν 2 κέντρα διαχείρισης Η.Ε. στο δίκτυο Μεταφοράς, ένα στον Άγιο Στέφανο (νοτιο συστημα) και ένα κοντά στο ορυχείο Καρδιάς (βόρειο σύστημα και διασυνδέσεις με γείτονες).

Φανταστείτε τι γίνεται στις ΗΠΑ, ή στη Ρωσία ...

spiral architect είπε...

Ένα πρόβλημα που έχει η διαχείριση δικτύου και ιδίως η διαχείριση της Διανομής, (δηλαδή τα δίκτυα χαμηλής και μέσης τάσης) όπου οι πηγές ΑΠΕ είναι διάσπαρτες σε διάφορα σημεία των δικτύων και όχι συνδεδεμένες στους ζυγούς των Υ/Σ Υψηλής προς Μέση Τάση, είναι ότι ο εντεταλμένος διαχειριστής δεν έχει σαφή εικόνα της φόρτισης του δικτύου στα όργανά του.

Π.χ. βλέπει τιμές φόρτισης (σε Αmpere) στο όργανο, γνωρίζει με μια ματιά στον πίνακα, ότι υπάρχουν π.χ Φ/Β που έχουν αναλάβει ένα μέρος του φορτίου της γραμμής και με "μαντεία" (γιατί άμεση τηλεεποπτεία των ΑΠΕ από τον διαχειριστή δεν υπάρχει) θεωρεί ότι η πραγματική φόρτιση της γραμμής είναι μεγαλύτερη απ' αυτή που του δείχνει το αμπερόμετρο.

Αναλαμβάνει λοιπόν την ευθύνη να κάνει χειρισμούς υπό φορτίο, μην ξέροντας πόσα Αmpere εγχέονται τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή του χειρισμού από τα Φ/Β, γιατί βρίσκεται μέσα σε ένα φωτεινό μεν, αλλά ανήλιαγο control room. Απο δω λοιπόν ξεκινά το guessworking με παραδοχή ότι τα Φ/Β εγχέουν στη γραμμή το ονομαστικό τους ρεύμα.

Μην νομίζετε ότι αυτά γίνονται μόνο στην Ελλάδα. Και τα πρωτομαστόρια οι Γερμανοί διαχειριστές, το ίδιο πρόβλημα έχουν!

archaeopteryx είπε...

όσο είναι ασήμαντα, δεν πειράζει, εικάζω. Όταν είναι πολλά?

spiral architect είπε...

... (κλασσικά) τηλέφωνο ή ενδοεπικοινωνία με κάποιον στην περιοχή, αν έχει λιακάδα ή αν φυσάει!
Το μόνο που γνωρίζει σίγουρα ο διαχειριστής μέσα στο ανήλιαγο control room είναι αν το ΑΠΕ είναι "επάνω" στο στο δίκτυο (μπορεί να είναι "εκτός" για διάφορους λόγους, αλλά το γνωρίζει) καθώς και την ονομαστική του ένταση.

Οπότε - όπως καταλαβαίνεις - ή μαντεία συνεχίζεται!
Σε περιπτώσεις μεγάλων συστημάτων (>3-4MW) κόβουν την διεσπαρμένη πηγή (Φ/Β ή Α/Γ) κανουν τον χειρισμό και μετά την επανασυνδέουν.

Έτσι γίνεται παντού ... δυστυχώς!
Η τηλεεποπτεία (των πάρα πολλών μικρών πηγών) κοστίζει!

spiral architect είπε...

Φαντάσου να είσαι εντεταλμένος διαχειριστής μέσα εδώ!
Οι παραπάνω κύριοι βλέπουν ένα ελάχιστο μέρος του δικτύου διανομής της Αττικής.
Δίνουν εντολές μέσω ενδοεπικοινωνίας, κάνουν τηλεχειρισμούς, βλέπουν πίνακες και πολλές οθόνες υπολογιστών "ζυγίζουν" και υπολογίζουν ξέροντας ότι στο δίκτυο μπορεί και να δουλεύουν άνθρωποι, οπότε αποτρέπουν πρωτοβουλίες από "τα κάτω".

Yπ' όψιν: Οσο χαμηλώνει η τάση του δικτύου, (από υψηλή σε μέση και μετέπειτα χαμηλή) τόσο πιο πολύπλοκο γίνεται το δίκτυο!

Multitasking βρομοδουλειά!

archaeopteryx είπε...

ένας απάντησε, δεν βρίσκει λάθος (μην του άρεσε κιόλας), εκεί βέβαι, τώρα, το αέριο είναι πολύ φτηνό (φράκινγκ, και όταν έχεις αέριο δεν ξέρεις τι να το κάνεις και το καις ή το κάνεις ΕλΕνΤζι και το εξάγεις). Περιμένω....