Τα τελευταία χρόνια γίνεται πολύς λόγος για την ψηφιοποίηση της ενέργειας ή την ψηφιοποίηση των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας. Ο όρος δημιουργεί εύλογα παρανοήσεις, δεδομένου ότι η ψηφιοποίηση είναι συνυφασμένη με την πληροφορική και τη μεταφορά σημάτων μέσω τηλεπικοινωνιών, ενώ η ηλεκτρική ενέργεια με τη μεταφορά και διανομή ηλεκτρικού ρεύματος με φυσική μεταφορά ηλεκτρονίων.
Έτσι, πολλοί θεωρούν ότι η ψηφιοποίηση περιορίζεται στην αυτοματοποίηση και μηχανογράφηση των λογιστικών λειτουργιών μιας επιχείρησης ηλεκτρισμού, π.χ. λειτουργιών γραφείου, λογιστηρίου, θεμάτων προσωπικού, κλπ., καθώς και την παροχή ψηφιακών υπηρεσιών για μείωση της γραφειοκρατίας και καλύτερη εξυπηρέτηση των καταναλωτών, π.χ. μέσω του διαδικτύου. Άλλοι θεωρούν ότι η ψηφιοποίηση των δικτύων περιορίζεται στην εγκατάσταση και λειτουργία έξυπνων μετρητών, ώστε να μειωθούν οι ρευματοκλοπές και πιθανά σφάλματα στους λογαριασμούς, καθώς και το κόστος και ο χρόνος καταμέτρησης των καταναλώσεων.
Στην πραγματικότητα, οι έξυπνοι μετρητές αποτελούν όντως μια βασική συνιστώσα στην πορεία της ψηφιοποίησης των δικτύων, καθώς μπορούν να παρέχουν σε σχεδόν πραγματικό χρόνο μετρήσεις της κατανάλωσης ενέργειας σε κάποιο κέντρο συλλογής δεδομένων. Παράλληλα όμως, και περισσότερο σημαντικό, είναι ότι μπορούν να προσφέρουν δεδομένα για την κατάσταση του δικτύου για τον εντοπισμό ανωμαλιών, την ποιότητα ισχύος, την παραγωγή των διεσπαρμένων μονάδων ενέργειας, τις μεταβολές των φορτίων, κλπ. Σε πιο εξελιγμένες εφαρμογές οι έξυπνοι μετρητές διαθέτουν αμφίδρομη επικοινωνία και μπορούν να εμφανίζουν πληροφορίες ή να δεχθούν εντολές, ακόμα και να συνδεθούν με έξυπνες οικιακές συσκευές για διαχείριση ενέργειας.
Οι έξυπνοι μετρητές χωρίς την αξιοποίηση αυτών των δυνατοτήτων, δεν προσφέρουν ουσιαστικά στην ψηφιοποίηση, απλά διευκολύνουν την καταμέτρηση. Πέρα από αυτά, η σύγχρονη τεχνολογία διαθέτει έξυπνους αντιστροφείς για τη διασύνδεση μονάδων ενέργειας και φορτίων κατανάλωσης που μπορούν να στείλουν δεδομένα για τη λειτουργία τους και τις ανάγκες συντήρησής τους. Κυρίως, μπορούν να δεχθούν εντολές από ένα απομακρυσμένο κέντρο ελέγχου που ανήκει στο διαχειριστή του δικτύου ή σε έναν φορέα σωρευτικής εκπροσώπησής τους και να παρέχουν υπηρεσίες στο σύστημα ενέργειας έναντι αμοιβής ή μέσω συμμετοχής τους σε τοπικές αγορές ευελιξίας. Η παραγωγή των διεσπαρμένων μονάδων ΑΠΕ μπορεί επίσης να ελεγχθεί κατάλληλα εξ αποστάσεως σε περιόδους συμφορήσεων στα δίκτυα ή προβλημάτων υπερτάσεων, ώστε να αποσυνδέονται για μικρό χρονικό διάστημα και να μην δημιουργούν ή να μην συμβάλλουν στα σχετικά προβλήματα λειτουργίας. Με αυτό τον τρόπο μπορεί να αλλάξει ο σημερινός συντηρητικός τρόπος υπολογισμού της χωρητικότητας των δικτύων και να αυξηθεί σημαντικά ο ηλεκτρικός χώρος για την εγκατάσταση τους, χωρίς να απαιτούνται επιπλέον επενδύσεις στις υποδομές των δικτύων.
Η άμεση πληροφόρηση για την κατάσταση του συστήματος ενέργειας και η εφαρμογή προγραμμάτων διαχείρισης της ζήτησης μπορούν να παίξουν κεντρικό ρόλο και για την εκμετάλλευση της ευελιξίας των φορτίων και τη συνολική αύξηση της αποδοτικότητας, η οποία αποτελεί και βασικό στόχο της Ευρωπαϊκής πολιτικής (Energy Efficiency First – EE1st). Σύγχρονες συσκευές κλιματισμού, θέρμανσης νερού, αντλίες θερμότητας, κλπ. μπορούν να ελεγχθούν ή να ρυθμιστούν κατάλληλα ώστε να μειώνουν την κατανάλωση τους σε περιόδους αιχμών, ανάλογα και με τις τιμές της ενέργειας και να συμμετέχουν σε προγράμματα μείωσης φορτίου έναντι οικονομικών κινήτρων, αυξάνοντας την αποδοτικότητα της λειτουργίας του συστήματος. Οι φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων, που αναμένεται να αποτελέσουν ένα σημαντικό τμήμα του ηλεκτρικού φορτίου όταν αναπτυχθεί η ηλεκτροκίνηση, αποτελούν μια χαρακτηριστική περίπτωση ευέλικτου φορτίου.
Στα σύγχρονα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, ένας μεγάλος αριθμός αισθητήρων και επεξεργαστών εγκατεστημένων σε υποσταθμούς, μετασχηματιστές, γραμμές, κλπ. του δικτύου, παρέχει ένα πλήθος δεδομένων και πληροφοριών, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εποπτεία, τον έλεγχο και την αυτοματοποίηση των λειτουργιών του. Με την εφαρμογή εξελιγμένων τεχνικών επεξεργασίας και ανάλυσης δεδομένων, όπως τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης, μηχανικής μάθησης, ψηφιακών αντιγράφων, κλπ. μπορεί να μειωθεί δραστικά το κόστος και να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα και η ποιότητα της λειτουργίας των δικτύων. Μπορούν π.χ. να εντοπίζονται και να επιδιορθώνονται άμεσα ανωμαλίες σε συνιστώσες του δικτύου, να απομονώνονται σφάλματα και να αποκαθίστανται βλάβες, καθώς και να επαναφέρεται το σύστημα αυτόματα σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας, βελτιώνοντας την αξιοπιστία λειτουργίας του. Μπορεί να γίνεται έλεγχος των ροών ενεργού και αέργου ισχύος, βελτιώνοντας την ασφάλεια και ποιότητα, να εφαρμόζονται στοχευμένες και προληπτικές συντηρήσεις του εξοπλισμού με εξοικονόμηση σημαντικού κόστους, να λαμβάνονται μέτρα ενίσχυσης της ανθεκτικότητας και ταχύτερης επαναφοράς του συστήματος σε περιπτώσεις ακραίων καιρικών φαινομένων, κλπ.
Μπορεί ακόμη με χρήση ακριβέστερων προβλέψεων καιρού και παραγωγής τοπικών μονάδων ΑΠΕ, να βελτιστοποιείται η εκμετάλλευση των ΑΠΕ, δηλαδή να αντιμετωπίζονται περίοδοι χαμηλής παραγωγής, ακόμη και σε περιπτώσεις μεγάλης διείσδυσης ΑΠΕ, και να αποφεύγονται περικοπές ανανεώσιμης ενέργειας σε περιόδους υψηλής παραγωγής. Η χρήση ψηφιακών τεχνικών για την εκμετάλλευση της ευελιξίας των διεσπαρμένων ενεργειακών πόρων, δηλαδή μικρών διεσπαρμένων μονάδων, ευέλικτης ζήτησης και αποθήκευσης είναι το «κλειδί» για την εκμετάλλευση αυτών των δυνατοτήτων.
Γενικά, μπορούμε να πούμε ότι ο όρος ψηφιοποίηση της ενέργειας είναι η αναβάθμιση της λειτουργίας των δικτύων ενέργειας μέσω σύγχρονων ψηφιακών τεχνολογιών, η οποία προσφέρει πολλαπλά πλεονεκτήματα για τους καταναλωτές και τους διαχειριστές του δικτύου. Τέτοια πλεονεκτήματα είναι η μεγαλύτερη ασφάλεια λειτουργίας και η ανθεκτικότητα των συστημάτων, η μείωση του συνολικού κόστους λειτουργίας και η καλλίτερη εκμετάλλευση των υποδομών. Όμως παρά τα προφανή σημαντικά και πολλαπλά οφέλη και τα θαυμαστά επιτεύγματα της τεχνολογίας, η ψηφιοποίηση των δικτύων δεν προχωρά, ή τουλαχιστον δεν προχωρά με τους επιθυμητούς ρυθμούς. Αυτό δεν συμβαίνει μόνο στην Ελλάδα, αλλά και σε πολλές άλλες αναπτυγμένες χώρες. Στη συνέχεια, θα προσπαθήσουμε να εντοπίσουμε κάποιες από τις αιτίες της βραδυπορίας αλλά και να συζητήσουμε βήματα επιτάχυνσης της ψηφιοποίησης των δικτύων.
Κατ’ αρχήν θα πάρουμε υπόψη μας ότι τα δίκτυα είναι φυσικά μονοπώλια, αφού είναι παράλογο και αντιοικονομικό να υπάρχουν παράλληλες ανταγωνιστικές υποδομές που να μεταφέρουν το ρεύμα στους ίδιους καταναλωτές. Άρα και οι δραστηριότητες των διαχειριστών δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας δεν εκτίθενται στον ανταγωνισμό της αγοράς και είναι εκ φύσεως μονοπωλιακές. Τα έξοδα των διαχειριστών των δικτύων έχουν πρακτικά μηδενικό ρίσκο ανάκτησης και επιβαρύνουν εξ ολοκλήρου τους καταναλωτές μέσω των λογαριασμών ρεύματος, και συγκεκριμένα μέσω των τελών χρήσης των Δικτύων Διανομής και Συστήματος Μεταφοράς.
Τα έξοδα των διαχειριστών χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη, λειτουργία και συντήρηση των δικτύων, και καλύπτουν δύο κατηγορίες α) τα λειτουργικά έξοδα (OPEX) που αντανακλούν το κόστος λειτουργίας και β) τα σταθερά έξοδα (CAPEX) τα οποία αντανακλούν τις αποσβέσεις των κεφαλαίων που επενδύονται για υποδομές (νέες εγκαταστάσεις, νέες γραμμές, νέοι υποσταθμοί, αναβαθμίσεις εξοπλισμών κλπ.) και για έργα εκσυγχρονισμού. Λόγω του μονοπωλιακού χαρακτήρα τους, οι ενέργειες και αποφάσεις των διαχειριστών τους, καθώς και τα έσοδα τους, υπόκεινται στην εποπτεία και τον έλεγχο των ρυθμιστικών αρχών ενέργειας, οι οποίες θα πρέπει να εξασφαλίζουν ότι τα λειτουργικά έξοδα είναι λελογισμένα και οι επενδύσεις αποσκοπούν στη βελτίωση της εξυπηρέτησης των χρηστών του δικτύου και στη μεσοπρόθεσμη μείωση του κόστους λειτουργίας τους. Είναι προφανές ότι το ρυθμιστικό πλαίσιο -ιδιαίτερα δε οι κανόνες που καθορίζουν τον τύπο των επενδύσεων και τον τρόπο με τον οποίο οι εταιρείες μπορούν να ανακτήσουν τα κόστη τους-καθορίζει τις επενδύσεις τους.
Ο παραδοσιακός τρόπος ρύθμισης έχει ως βάση το κόστος υπηρεσιών (cost-of service or rate of return regulation). Αυτό στοχεύει στην ανάκτηση των σταθερών εξόδων (CAPEX) των διαχειριστών με ένα ρυθμιστικά οριζόμενο ποσοστό ανάκτησης του κεφαλαίου των επενδύσεων τους σε βάθος χρόνου, ενώ τα λειτουργικά έξοδα (OPEX) περνούν απευθείας στα τιμολόγια των καταναλωτών. Τα τιμολόγια για την ανάκτηση των λειτουργικών εξόδων από τους καταναλωτές βασίζονται κυρίως στο κόστος ανά kWh που διακινείται. Είναι προφανές ότι αυτό το πλαίσιο δίνει κίνητρα για τη μεγιστοποίηση της διακινούμενης ενέργειας, αφού αυτή αυξάνει τα έσοδα των διαχειριστών, σε πλήρη αντίθεση με τις πολιτικές εξοικονόμησης ενέργειας και αύξησης της αποδοτικότητας. Στο ιδιο πνεύμα, ένα μεγάλο ύψος του επιτοκίου αποπληρωμής των επενδύσεων κεφαλαίου ενθαρρύνει τους διαχειριστές να εκτελούν έργα εντάσεως κεφαλαίου, όπως οι επενδύσεις σε υποδομές δικτύου, για την επίλυση ενός προβλήματος (π.χ. συμφόρησης του δικτύου ή αύξησης του ηλεκτρικού χώρου), έναντι εναλλακτικών λύσεων με την υλοποίηση έργων ευελιξίας ή εξοικονόμησης ενέργειας, ακόμα και όταν οι εναλλακτικές αυτές λύσεις εξοικονομούν χρήματα για τους διαχειριστές και συνεπώς για τους καταναλωτές.
Σε στρατηγικό επίπεδο, η υπερβολική έμφαση στο ύψος των επενδύσεων χωρίς κριτήρια αξιολόγησης της αποτελεσματικότητας τους, οδηγεί και σε απώλειες ευκαιριών, αφού επενδύσεις στον εκσυγχρονισμό ή την ψηφιοποίηση των δικτύων μπορεί να ορθολογικοποιήσουν τα έξοδα των διαχειριστών και να μειώσουν τους λογαριασμούς των καταναλωτών. Είναι σημαντικό λοιπόν να εφαρμοστούν τρόποι ρύθμισης που ενθαρρύνουν τις επενδύσεις σε ψηφιακές τεχνολογίες έναντι παραδοσιακών τομέων ενίσχυσης του δικτύου, διατηρώντας ταυτόχρονα την ισορροπία μεταξύ των αναγκαίων επενδύσεων, του κόστους που επιβαρύνει τους καταναλωτές και της αξιόπιστης παροχής ενέργειας.
Ένα πιο σύγχρονο ρυθμιστικό πλαίσιο, που εφαρμόζεται σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες, καθορίζει ένα ανώτατο όριο στα λειτουργικά έσοδα του διαχειριστή (revenue cap regulation) κατά τη διάρκεια μιας συγκεκριμένης ρυθμιστικής περιόδου. Έτσι αφαιρείται το κίνητρο της μεγιστοποίησης της διακίνησης ενέργειας, αφού τα κέρδη δεν αυξάνονται περισσότερο από το ανώτατο όριο, ακόμα και αν αυξηθούν οι ροές. Επιπλέον, η εφαρμογή προγραμμάτων εξοικονόμησης ενέργειας που μειώνουν τις ροές, δεν έχουν αρνητική επίπτωση στα έσοδα. Οι διαχειριστές έχουν κίνητρο βελτίωσης της αποδοτικότητας λειτουργίας τους και αύξησης των κερδών τους, αφού καρπώνονται τη διαφορά μεταξύ του ανώτατου ορίου και των μειωμένων εξόδων λειτουργίας τους για το χρονικό διάστημα που ισχύει η ρύθμιση. Ακόμα και σε αυτήν την περίπτωση όμως, οι διαχειριστές δεν χρησιμοποιούν συνήθως τις δυνατότητες που δίνει η ευελιξία και η διαχείριση φορτίων για την αντιμετώπιση προβλημάτων δικτύων, αφού αυτές επηρεάζουν κυρίως το OPEX, ενώ παραμένει το κίνητρο μεγιστοποίησης των επενδύσεων σε υποδομές δικτύων (CAPEX bias). Αυτό σημαίνει ότι επενδύσεις που χρειάζονται για τον εκσυγχρονισμό και την ψηφιοποίηση των δικτύων, δεν αποτελούν προτεραιότητα, αφού δεν αποφέρουν τόσα έσοδα όσα οι επενδύσεις στις φυσικές υποδομές.
Έτσι, το επόμενο βήμα για την προώθηση της ψηφιοποίησης των δικτύων είναι η εφαρμογή ενός ρυθμιστικού πλαισίου στο οποίο τα έσοδα των διαχειριστών δεν εξαρτώνται από κάποια κατηγορία εξόδων, ενώ παράλληλα τίθεται ένα ανώτατο όριο στα συνολικά έσοδα (TOTEX). Τα συνολικά έσοδα αντισταθμίζουν το σύνολο των εξόδων επενδύσεων μαζί με τα λειτουργικά έξοδα. Με αυτό τον τρόπο ενθαρρύνεται η εφαρμογή της πιο αποδοτικής λύσης μείωσης του κόστους, γεγονός που ευνοεί την εφαρμογή τεχνικών ψηφιοποίησης του δικτύου. Ένα επιπλέον σημαντικό βήμα προς την προώθηση επενδύσεων εκσυγχρονισμού είναι η εισαγωγή στόχων βελτίωσης της αποδοτικότητας [performance-based regulation (PBR)]. Με αυτήν τη ρύθμιση οι διαχειριστές επιβραβεύονται με επιπλέον έσοδα εάν επιτύχουν στόχους απόδοσης ή ζημιώνονται με μείωση των επιτρεπόμενων εσόδων τους, σε περίπτωση αποτυχίας. Το σχήμα αυτό μπορεί να συνυπάρχει με τα μοντέλα ανώτατων ορίων (revenue-cap ή TOTEX). Ιδιαίτερη σημασία έχει βέβαια ο καθορισμός των στόχων μέσω της επιλογής κατάλληλων Κύριων Δεικτών Απόδοσης (KPIs), οι οποίοι καθορίζουν το ρυθμιζόμενο έσοδο των διαχειριστών.
Για τα δίκτυα διανομής, δείκτες από τη διεθνή εμπειρία αφορούν τη μείωση της συχνότητας και διάρκειας διακοπών, τη μείωση των αιχμών, την εκμετάλλευση της ευελιξίας ενώ υφίστανται διάφοροι δείκτες αποδοτικής λειτουργίας, όπως η ακρίβεια προβλέψεων φορτίου και παραγωγής ΑΠΕ, η ποιότητα τάσης, κλπ. Σε κάποιες περιοχές υπάρχουν και δείκτες ευχέρειας πρόσβασης στην ηλεκτρική ενέργεια, που εκφράζονται με τη μείωση των αποκοπών λόγω μη πληρωμής των λογαριασμών ρεύματος. Σε αυτή την περίπτωση οι διαχειριστές θα πρέπει να αποδεικνύουν ότι έχουν λάβει αρκετά προληπτικά μέτρα που να διευκολύνουν τους καταναλωτές να εκπληρώνουν τις υποχρεώσεις τους.
Συμπερασματικά, η ενεργειακή μετάβαση απαιτεί αύξηση της αποδοτικότητας των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας, ώστε να αντιμετωπισθούν οι προκλήσεις της αυξημένης παραγωγής ΑΠΕ και της διαχείρισης των νέων καταναλωτών, της αποθήκευσης, της ηλεκτροκίνησης, κλπ. Η ψηφιοποίηση των δικτύων, δηλαδή η χρήση ψηφιακών τεχνολογιών, μπορεί να συμβάλλει αποφασιστικά στην αύξηση της ασφάλειας και τη μείωση του κόστους λειτουργίας τους, αφού αποτελεί προϋπόθεση για την εκμετάλλευση της ευελιξίας των διεσπαρμένων ενεργειακών πόρων και τη διαχείριση των φορτίων. Καίριο ρόλο για την προώθηση της ψηφιοποίησης παίζει το ρυθμιστικό πλαίσιο και ιδιαίτερα ο τρόπος με τον οποίο οι διαχειριστές ανακτούν τα λειτουργικά και σταθερά κόστη τους. Πέρα από το ύψος των επενδύσεων, εξίσου αν όχι περισσότερο σημαντική είναι η βέλτιστη κατανομή των επενδύσεων μεταξύ έργων ενίσχυσης των υποδομών και έργων εκσυγχρονισμού της λειτουργίας τους.
Η εφαρμογή των κατάλληλων ρυθμιστικών πλαισίων μπορεί να προσανατολίσει τις επενδύσεις των διαχειριστών προς τον εκσυγχρονισμό των δικτύων, ώστε να ικανοποιούνται οι λειτουργικές ανάγκες ασφαλείας χωρίς υπέρμετρη επιβάρυνση των καταναλωτών με σταδιακή μείωση του λειτουργικού τους κόστους.
* Νίκος Χατζηαργυρίου, Ομότιμος Καθηγητής ΕΜΠ, πρώην Πρόεδρος και Διευθύνων Σύμβουλος ΔΕΔΔΗΕ, μέλος Γνωμοδοτικού Συμβουλίου ΕΝΑ–Ανάλυση στο Ινστιτούτο Εναλλακτικών Πολιτικών ΕΝΑ
