Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na energię elektryczną na świecie, napędzanym nowymi technologiami, elektryfikacją różnych sektorów oraz dynamicznym rozwojem sztucznej inteligencji, fińskie sieci energetyczne stoją przed poważnymi wyzwaniami. Jednocześnie Finlandia konsekwentnie zwiększa udział odnawialnych źródeł energii w swojej gospodarce energetycznej. Choć jest to krok w stronę zrównoważonego rozwoju, rozproszona produkcja energii stawia nowe wymagania przed infrastrukturą elektroenergetyczną. Jakie kroki należy podjąć, aby zapewnić stabilność sieci w obliczu tych zmian? Przyjrzyjmy się bliżej problemowi i potencjalnym rozwiązaniom.
Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) prognozuje, że globalne zużycie energii elektrycznej będzie rosło o około 4% rocznie w najbliższych latach. Główne czynniki napędzające ten trend to rozwój centrów danych, sztucznej inteligencji (AI), a także elektryfikacja transportu i przemysłu. Na przykład, raport IEA Electricity 2024 szacuje, że centra danych w 2022 roku zużyły 460 terawatogodzin (TWh) energii, a do 2026 roku liczba ta może przekroczyć 1000 TWh. Firma konsultingowa Gartner przewiduje, że centra danych zoptymalizowane pod kątem AI w 2027 roku będą wymagały aż 500 TWh, co oznacza niemal trzykrotny wzrost w porównaniu z 195 TWh w 2023 roku.
W Finlandii zapotrzebowanie na energię również rośnie, choć kraj ten wyróżnia się na tle innych dzięki wysokiemu udziałowi odnawialnych źródeł energii. Według danych Ministerstwa Zatrudnienia i Gospodarki, ponad 40% końcowego zużycia energii w Finlandii pochodzi już z odnawialnych źródeł, a strategia energetyczno-klimatyczna zakłada podniesienie tego wskaźnika do ponad 50% do 2030 roku. Kluczową rolę w tym procesie odgrywa szybki rozwój energetyki wiatrowej, której moc zainstalowana w ostatnich latach znacząco wzrosła.
Wyzwania związane z rozproszoną produkcją energii
Tradycyjny model produkcji energii opierał się na dużych, centralnych elektrowniach, w których łatwo było kontrolować wielkość wytwarzanej energii i dostosowywać ją do bieżącego zapotrzebowania. Jednak rozwój rozproszonych źródeł energii odnawialnej, takich jak turbiny wiatrowe i panele słoneczne, wprowadza nową dynamikę.
– Produkcja energii wiatrowej i słonecznej zmienia się w zależności od pogody, co zakłóca tradycyjny układ i stwarza wyzwania w równoważeniu systemu elektroenergetycznego – zauważa Jani Vahvanen, dyrektor generalny Schneider Electric Finland.
Energia wiatrowa jest szczególnie problematyczna ze względu na swoją zmienność i nieprzewidywalność. Nagłe wahania w produkcji mogą prowadzić do problemów z napięciem i częstotliwością w sieci, co zagraża jej stabilności. W efekcie, bez odpowiednich modernizacji, sieci elektroenergetyczne mogą stać się nieefektywne, podatne na awarie, a nawet narażone na kary za niespełnianie regulacji.
Czy równowaga sieci jest zagrożona?
Wraz z rosnącym udziałem odnawialnych źródeł energii pojawia się pytanie: czy fińska sieć energetyczna jest w stanie utrzymać równowagę między produkcją a zużyciem? Odpowiedź nie jest jednoznaczna. Z jednej strony, Finlandia dysponuje jedną z bardziej zaawansowanych i zrównoważonych infrastruktur energetycznych w Europie. Z drugiej strony, brak proaktywnych działań może doprowadzić do destabilizacji systemu. Kluczowe wyzwania obejmują:
- Zmienność produkcji: Energia wiatrowa i słoneczna zależy od warunków atmosferycznych, co utrudnia precyzyjne planowanie.
- Rosnące obciążenie: Elektryfikacja i rozwój technologii, takich jak AI, zwiększają zapotrzebowanie na energię w tempie, które może przewyższyć możliwości obecnej infrastruktury.
- Potrzeba elastyczności: Sieć musi być zdolna do szybkiego reagowania na zmiany w podaży i popycie.
Droga do stabilnej sieci: Trójfazowe podejście
Aby sprostać tym wyzwaniom, eksperci, w tym Jani Vahvanen, proponują trójfazowe podejście do modernizacji sieci elektroenergetycznych. Każdy etap ma na celu przygotowanie infrastruktury na przyszłość, w której rozproszona produkcja energii będzie dominować.
Pierwszym krokiem jest analiza, jak duży udział rozproszonej produkcji energii sieć może obsłużyć bez konieczności gruntownych zmian. Narzędzia programowe, takie jak te oferowane przez Schneider Electric, umożliwiają elastyczne i modułowe podejście do oceny. Dzięki temu operatorzy mogą zidentyfikować słabe punkty i określić priorytety modernizacji.
Drugi etap koncentruje się na planowaniu i prognozowaniu. Nowoczesne strategie projektowania sieci powinny uwzględniać zarówno wzrost produkcji rozproszonej, jak i zmieniające się wzorce zużycia. Celem jest zapewnienie stabilności i efektywności nawet w trudnych warunkach. Ostatnia faza obejmuje wprowadzenie rozwiązań takich jak mikrosieci, technologie reagowania na zapotrzebowanie (demand response) oraz systemy zwiększające efektywność energetyczną. Te innowacje pozwalają sieci na większą elastyczność i lepsze dostosowanie do przyszłych potrzeb.
Nowe technologie i sztuczna inteligencja. Problem czy rozwiązanie?
Sztuczna inteligencja, choć sama w sobie zwiększa zapotrzebowanie na energię, może również odegrać kluczową rolę w zarządzaniu siecią. Zaawansowane algorytmy AI mogą przewidywać wahania w produkcji energii odnawialnej i optymalizować jej dystrybucję, minimalizując ryzyko destabilizacji. Z drugiej strony, rosnące zapotrzebowanie centrów danych na energię wymaga budowy nowych mocy wytwórczych – najlepiej opartych na odnawialnych źródłach.
Transformacja energetyczna wymaga nie tylko nowych technologii, ale także fizycznej rozbudowy sieci. W Finlandii oznacza to zarówno wzmacnianie istniejących linii przesyłowych, jak i budowę nowych, aby sprostać rosnącemu udziałowi energii wiatrowej i słonecznej.
– Rozwiązywanie problemów wymaga dokładnego planowania. Ważne jest zrozumienie obecnych wyzwań i oczekiwań związanych z wymiarowaniem sieci elektroenergetycznych – podkreśla Vahvanen.
Fińska sieć elektroenergetyczna stoi na rozdrożu. Z jednej strony, kraj ten jest liderem w wykorzystywaniu odnawialnych źródeł energii, co wspiera zrównoważony rozwój i walkę ze zmianami klimatycznymi. Z drugiej strony, rosnące zapotrzebowanie na energię i zmienność rozproszonej produkcji stawiają przed systemem nowe wyzwania. Kluczem do sukcesu jest proaktywne podejście: inwestycje w infrastrukturę, wdrożenie nowoczesnych technologii i staranne planowanie.
Dzięki trójfazowemu podejściu i współpracy między sektorem publicznym a prywatnym, Finlandia ma szansę nie tylko zachować stabilność swojej sieci, ale także stać się wzorem dla innych krajów przechodzących transformację energetyczną.
– Gdy kroki te zostaną starannie wykonane, możliwe będzie zbudowanie sieci przyszłości w sposób, który będzie wspierał zarówno zrównoważony rozwój, jak i rosnące zapotrzebowanie na energię – podsumowuje Vahvanen.
Źródło: Schneider Electric
Fot. Schneider Electric
