Title Analiza i kriteriji ekonomsko-energetske izvodljivosti nadolazećih tehnoloških rješenja u hrvatskom elektroenergetskom sustavu Title (english) Analysis and criteria of economic and energy feasibility of upcoming technological solutions in the Croatian power system Author Toni Brajković Mentor Alfredo Višković (mentor)Committee member Rene Prenc (predsjednik povjerenstva)Committee member Alfredo Višković (član povjerenstva)Committee member Zlatan Car (član povjerenstva)Granter University of Rijeka Defense date and country 2020-04-03, Croatia Scientific / art field, TECHNICAL SCIENCES Abstract Elektroenergetski sustavi razvijaju se s mrežama s većom ulogom obnovljivih izvora energije
kako bi iskoristili svoje okolišne i ekonomske prednosti. Međutim, od presudne je važnosti
upravljanje brzo rastućom i velikom varijabilnošću u planiranju i radu elektroenergetskog sustava
zbog stohastičke prirode obnovljivih izvora energije. Ovaj rad predstavlja sveobuhvatan pregled
fleksibilnosti elektroenergetskog sustava kao učinkovit način održavanja ravnoteže snage u
svakom trenutku. Definicije fleksibilnosti elektroenergetskog sustava objašnjene su iz različitih
aspekata kako bi se dostiglo pouzdano i ekonomsko planiranje i rad elektroenergetskog sustava.
Proučavaju se učinci visokog prodiranja varijabilnih izvora energije na elektroenergetske sustave
i na razvoj fleksibilnosti u odgovoru na obnovljive izvore energije. Raspravlja se i o različitim
resursima tijekom evolucijske fleksibilne tranzicije. Kao utjecajno rješenje fleksibilnosti u
sadašnjim elektroenergetskim sustavima integriranim s obnovljivim izvorima, široko se razmatra
poboljšanje dizajna tržišta, a istražuju se potrebne izmjene mehanizama tržišnog oblikovanja koji
se odnose na različita vremenska razdoblja.
Ovaj rad također analizira trenutačno stanje obnovljivih izvora energije u Hrvatskoj i predlaže
što se može učiniti za ubrzavanje procesa tranzicije prema povećanju potrošnje obnovljivih izvora
energije u Hrvatskoj. Proces tranzicije analizira se iz perspektive tri glavna sudionika koja su
relevantna za proces: akademska istraživanja, vlada kao kreatori politike i investitori. U radu se
otkriva da je akademsko istraživanje postiglo značajan napredak u smjeru obnovljivih izvora
energije i temeljito je istražilo mnoge mogućnosti za obnovljive izvore energije u Hrvatskoj, ali
nedostatak jasno definirane vladine politike ometao je investitore i nove projekte. U nekoliko su
slučajeva pravila zastarjela ili nedefinirana. Potrebne su brze i usredotočene vladine akcije. Zbog
kratkog vremenskog razdoblja potrebno je izbjegavati strategije velikih razmjera i provoditi
politike usmjerene na projekte. Ovaj rad predlaže nekoliko aktivnosti koje bi se mogle provesti u
kratkom roku kako bi se ubrzao hrvatski prijelaz na obnovljive izvore energije.
Ovdje smo predstavili jedan scenarij za stopostotni sustav obnovljivih izvora energije do
2050. godine. Korz niz koraka analizira se tranzicija iz sadašnje situacije u stopostotnu obnovljivu
energiju u 2050. godini. Svaki korak odražava jednu veliku tehnološku promjenu. Za svaki je
korak učinak predstavljen u smislu energije (primarna opskrba energijom), okoliša (emisija
ugljičnog dioksida) i ekonomičnosti (ukupni godišnji društveno-ekonomski troškovi). Koraci su
poredani u smislu njihove znanstvene i političke sigurnosti, kako slijedi: razgradnja nuklearne
energije (odnosno neovisnost u odnosu na nuklearne elektrane), provedba velike količine toplinske
uštede, pretvaranje voznog parka u električnu energiju, opskrba toplinskim pumpama u ruralnim
područjima, opskrba toplinom u urbanim područjima s daljinskim grijanjem, pretvaranje goriva u
teškim vozilima u obnovljivo elektro gorivo i zamjena prirodnog plina metanom. Rezultati će
pokazati je li, korištenjem pristupa Smart Energy System sustava, tehnički moguć 100% obnovljivi
energetski sustav bez trošenja neodržive količine bioenergije. Zbog dodatne fleksibilnosti koja se
stvara povezivanjem sektora električne energije, grijanja, hlađenja i prometa zajedno omogućava
se prodor povremenih obnovljivih izvora od preko 80% u elektroenergetskom sektoru. Trošak
scenarija Smart Energy je za otprilike 10-15% viši od uobičajenog scenarija poslovanja, ali budući
da se konačni scenarij temelji na lokalnim ulaganjima umjesto uvezenim gorivima, stvorit će
dodatnih izravnih radnih mjesta.
Abstract (english) Electricity systems are being developed with grids with a greater role of renewable energy
sources to reap their environmental and economic benefits. However, it is crucial to manage the
rapidly growing and large variability in the planning and operation of the power system due to the
stochastic nature of renewable energy. This paper presents a comprehensive overview of power
system flexibility as an effective way to maintain power balance at any moment. The definitions
of power system flexibility have been explained from various aspects in order to achieve reliable
and economical planning and operation of the power system. The effects of high penetration of
variable energy sources on power systems and on the development of flexibility in responding to
renewable energy sources are studied. Various resources are also discussed during the evolutionary
flexible transition. As an influential solution to flexibility in current electricity systems integrated
with renewable energy sources, improvements in market design are widely considered, and the
necessary changes to market design mechanisms related to different time periods are explored.
This paper also analyzes the current state of renewable energy in Croatia and proposes what
can be done to accelerate the transition process towards increasing the consumption of renewable
energy in Croatia. The transition process is analyzed from the perspective of three major
stakeholders relevant to the process: academic research, government as policy makers and
investors. The paper reveals that academic research has made significant progress towards
renewable energy and has thoroughly explored many options for renewable energy in Croatia, but
the lack of a clearly defined government policy has hampered investors and new projects. In a few
cases, the rules are outdated or undefined. Rapid and focused government action is needed. Due
to the short timeframe, large-scale strategies and project-oriented policies need to be avoided. This
paper proposes several activities that could be implemented in the short term to accelerate Croatia's
transition to renewable energy.
Here we also present one scenario for a 100% renewable energy system by 2050. A series of
steps analyzes the transition from the current situation to 100% renewable energy in 2050. Each
step reflects one major technological change. For each step, the impact is presented in terms of
energy (primary energy supply), environment (carbon dioxide emissions) and cost-effectiveness
(total annual socio-economic costs). The steps are arranged in terms of their scientific and political
security, as follows: decommissioning of nuclear energy (ie independence from nuclear power
plants), implementation of a large amount of thermal savings, conversion of rolling stock into
electricity, supply of heat pumps in rural areas, heat supply in urban districts with district heating,
converting heavy vehicle fuel into renewable electricity, and replacing natural gas with methane.
The results will show whether, using the Smart Energy System approach, a 100% renewable
energy system is technically possible without consuming unsustainable amounts of bioenergy. The
additional flexibility created by linking the electricity, heating, cooling and transport sectors
together enables the penetration of occasional renewable sources of more than 80% in the
electricity sector. The cost of the Smart Energy scenario is about 10-15% higher than the usual
business scenario, but since the final scenario is based on local investments instead of imported
fuels, it will create additional direct jobs.
Keywords
elektroenergetski sustav
tržište električne energije
obnovljivi izvori energije
projektiranje obnovljivog energetskog sustava
elektroenergetski sustav Istre
TE Plomin
Language croatian URN:NBN urn:nbn:hr:190:517119 Study programme Title: Graduate University Study of Electrical Engineering Type of resource Text File origin Born digital Access conditions Access restricted to students and staff of home institution Terms of use Repository Repository of the University of Rijeka, Faculty of Engineering Created on 2020-12-14 07:57:22
