Smart metering – czy przemysł może na tym zyskać?

Smart metering – czym jest?

Smart metering to inteligentny system pomiarowy, czyli kompleksowe rozwiązanie informatyczne obejmujące urządzenia (inteligentne liczniki energii elektrycznej), infrastrukturę telekomunikacyjną niezbędną do dwukierunkowej transmisji danych (do i z urządzeń), a także oprogramowanie będące bazą danych i systemem zarządzającym w jednym.

Smart metering powszechnie kojarzony jest przede wszystkim z energetyką, ale umożliwia on pomiar dowolnego medium, np. wody, gazu ziemnego, ciepła, sprężonego powietrza czy innych gazów technicznych. Inteligentne systemy pomiarowe umożliwiają komunikację z licznikami w czasie rzeczywistym, czyli zdalny odczyt zużycia z dokładnością co do minuty.

Smart metering – cel wprowadzenia?

Smart metering wprowadzony na masową skalę ma zapewnić znaczne oszczędności w zarządzaniu energią elektryczną oraz przysłużyć się ochronie środowiska naturalnego, poprzez ograniczenie emisji gazów cieplarnianych i pyłów zawieszonych.

Smart metering ma ponadto zapewnić większą wiedzę w zakresie tego jak zużywana jest energia elektryczna i jaki jest jej udział w ogólnym koszcie wytworzenia produktu, a także umożliwić zmianę sposobu korzystania z niej, (np. poprzez zmiany godzin pracy energochłonnych urządzeń), w celu zapewnienia większej stabilności sieci w godzinach największego zapotrzebowania na energię.

Wielu ekspertów przewiduje jednak, że koszty przedsięwzięcia będą ogromne i nie zrównoważą ich potencjalne korzyści. Czy zatem przedsiębiorstwa mają szansę zyskać na systemach smart metering? Wprowadzenie inteligentnych liczników minister Michał Kurtyka uzasadnia następująco – „Zaproponowane w nowelizacji regulacje korzystnie wpłyną na zarządzanie popytem na rynku energii i obniżenie szczytowego zapotrzebowania. To także umożliwienie operatorom wykonania milowego kroku w kierunku stworzenia nowych standardów rynku energii w Polsce. Korzyści z instalacji inteligentnych liczników zdecydowanie przewyższą koszty związane z ich wdrożeniem, a co najważniejsze dla odbiorców, znajdą finalnie swoje odbicie w niższych rachunkach za energię elektryczną”.

Smart metering – jakie są korzyści dla odbiorcy?

Smart metering, poza zapewnieniem zdalnych pomiarów i prognozowanych niższych rachunków za energię elektryczną, może również dostarczyć wielu istotnych danych, jak już wspomniano, o sposobie korzystania z energii, jej wpływie na koszt produktu czy ogólne koszty funkcjonowania przedsiębiorstwa. Ponadto, dzięki ogromnej ilości danych zgromadzonych w chmurze, można w dowolnej chwili dokonać analiz, pozwalających na podejmowanie strategicznych decyzji. Smart metering może zapewnić także redukcję kosztów operacyjnych czy automatyzację obsługi i utrzymania sieci. Dodatkowo umożliwia wczesne wykrycie anomalii, takich jak wycieki, przekroczenia mocy umownej itp.

Smart metering wzmacnia pozycję odbiorcy, czyli konsumenta, wobec dostawcy energii. Przejawia się to w wielu aspektach, od rozwiązania banalnego wydawałoby się problemu, nieczytelności rachunku za energię, poprzez możliwość dostosowania taryf do indywidualnych potrzeb, do perspektywy łatwiejszego otrzymywania bonifikaty za niedotrzymanie poziomu napięcia czy przerwy w dostawach energii elektrycznej.

Smart metering gwarantuje również, niezmiernie ważną z punktu widzenia odbiorcy, możliwość rozliczania się za energię elektryczną zgodnie z rzeczywistym jej zużyciem. Pozwala to chronić odbiorców wrażliwych, eliminując przedpłaty czy błędnie obliczane perspektywy zużycia. Smart metering zapewnia ponadto możliwość korzystania z dodatkowych usług, związanych z sygnalizowaniem stanu zasilania czy komunikacją zwrotną, np. monitorowanie bezpieczeństwa. Pozwoli także uprościć procedurę zmiany sprzedawcy energii, co z kolei przełoży się na zwiększenie konkurencyjności przedsiębiorstw na rynku.

„Aby smart metering przynosił korzyści wszystkim aktorom rynku energii, powinien być oparty na komunikacji, a nie tylko na pomiarach” – zauważa Borys Tomala, Dyrektor Generalny Lerta SA, firmy od lat zajmującej się wdrożeniami inteligentnych rozwiązań dla biznesu. „Konieczna jest możliwość przesyłania danych w obie strony – zarówno do, jak i od sprzedawcy. Ważna jest również technologia liczników. Powinny one dawać możliwość odczytu przynajmniej co 15 minut, choć ideałem byłby odczyt jeszcze częstszy, np. minutowy. Dane powinny być prezentowane w taki sposób, by osoby nie będące specjalistami, nie miały problemów z ich zrozumieniem i interpretacją. Sam wyświetlacz pokazujący aktualne zużycie to za mało. Potrzebny jest panel lub aplikacja, pozwalające na aktywność odbiorców na rynku, szczególnie w sytuacji, gdy liczba prosumentów dynamicznie rośnie, a planowane są zmiany modelu rozliczania energii ze źródeł odnawialnych na bardziej rynkowe” – podkreśla Borys Tomala.

Smart grid – rola systemu pomiarowego w inteligentnej sieci

Smart grid, czyli inteligentna sieć energetyczna, stanowi obecnie jeden z głównych celów rozwojowych wielu podmiotów zajmujących się budową i eksploatacją sieci energetycznych. Na tego typu rozwiązania przeznacza się znaczne nakłady inwestycyjne, co wynika z różnych czynników.

Szacuje się, że tempo wzrostu globalnego popytu na energię wynosi ok. 2,2% rocznie, z czego większa część przypada na przemysł i transport (udział transportu, który wynosi 10% światowej konsumpcji energii, będzie dynamicznie rósł wraz z rozwojem samochodów elektrycznych i koniecznych do ich funkcjonowania stacji ładowania). Sytuacja klimatyczna z roku na rok wywiera coraz większą presję na wdrażanie efektywnych rozwiązań wykorzystywania energii i zmniejszanie emisji. Stąd coraz większe inwestycje w inteligentne sieci – smart grids.

Smart grid tradycyjnie definiuje się jako kompleksowe rozwiązania energetyczne pozwalające na łączenie, wzajemną komunikację i optymalne sterowanie elementami infrastruktury energetycznej, zarówno po stronie producentów, jak i odbiorców energii. Wymiana dużej ilości danych i ich analiza przez algorytmy oraz automatyzacja procesów i sterowania urządzeniami, stwarzają możliwość optymalizacji zużycia energii elektrycznej. Inteligentne liczniki i smart metering są kluczowymi elementami tak rozumianej smart grid. Jednak w ciągu ostatnich lat myślenie o inteligentnych sieciach w energetyce przeszło daleko idącą przemianę. Do niedawna w inteligentnych sieciach koncentrowano się głównie na zaawansowanej strukturze opomiarowania – AMI (ang. Advanced Metering Infrastructure), natomiast obecnie równie ważne stały się zastosowania zwiększające efektywność po stronie popytowej (sterowanie mocą czynną i bierną, automatyzacja procesów związanych z poborem energii w godzinach szczytowego zapotrzebowania) oraz funkcjonowanie, umożliwiające wdrażanie przyszłościowych rozwiązań, takich jak integracja smart grid z modułami fotowoltaicznymi czy samochodami elektrycznymi.

Smart metering utracił tym samym wiodącą rolę, przy budowie smart grids, ponieważ oprócz inteligentnych liczników na znaczeniu zyskały nowe elementy sieci – systemy automatyki, sterowania mocą czynną i bierną czy udoskonalone algorytmy zbierania i analizowania dużych ilości danych. Dzięki nim odbiorca biznesowy zyskuje wiedzę nie tylko o tym, jak zużywa energię, ale także możliwość lepszego nią zarządzania, zrównoważenia stosunku koszt/korzyść, jak i pakiet zastosowań zapewniający synergię jakości usług, bezpieczeństwa czy parametrów emisyjnych.

Inteligentne liczniki i inne elementy

Inteligentne liczniki stanowią główny element systemów smart metering. Komunikują się one poprzez koncentratory danych z systemami informatycznymi, magazynującymi, agregującymi i przekazującymi dane, np. do aplikacji użytkownika.

Inteligentne liczniki, oprócz podstawowych funkcji, takich jak pomiar zużycia energii, profile obciążeń czy czas poboru energii, oferują również bardziej zaawansowane opcje, np. odłączanie/włączanie odbiorcy, taryfy strefowo-czasowe, odczyt na żądanie, funkcję przedpłatową, wykrywanie prób włamanie do licznika czy fałszowania pomiarów, a także analizę nawet ponad 50 parametrów jakości energii elektrycznej.

Koncentratory danych stanowią integralny element infrastruktury komunikacyjnej, zapewniając zdalne połączenie ze stacją operatorską. Do ich najważniejszych funkcji należy automatyczne administrowanie licznikami i innymi urządzeniami sieciowymi. Na podstawie zebranych danych pomiarowych, możliwe jest generowanie raportów, włącznie z zużyciem i jakością energii elektrycznej. Oferują też opcję komunikacji w trybie priorytetu czasu, istotną w zarządzaniu usługą DSR.

System informatyczny jako element smart metering, to narzędzie służące do wdrażania, konfigurowania, nadzorowania, diagnozowania i przetwarzania danych pochodzących z inteligentnych liczników oraz innych urządzeń pomiarowych, zainstalowanych w systemie pomiarowym, czy szerzej, w inteligentnej sieci – smart grid. W zależności od rodzaju systemu informatycznego, mogą w nim zostać zaimplementowane różne algorytmy, odpowiedzialne, np. za redukcję wielkości przesyłanych danych, ich analizę oraz monitoring, proste i zautomatyzowane zarządzanie nimi (zużycie, zdarzenia, alarmy, parametry jakości energii, profile obciążenia) czy zapewnienie bezpiecznej, szyfrowanej komunikacji.

Nowoczesne systemy, takie jak Lerta Energy Intelligence, dzięki inteligentnym, samouczącym się algorytmom analizują sytuację w czasie rzeczywistym i automatyzują szereg powtarzalnych czynności, np. zarządzają urządzeniami energochłonnymi czy ogrzewaniem i chłodzeniem. Warto tu zaznaczyć, że automatyczne sterowanie procesami jest znacznie bardziej efektywne i tańsze, dzięki wyeliminowaniu udziału człowieka.

Smart Metering w obiektach przemysłowych

Smart metering przynosi ze sobą wiele korzyści, szczególnie w przemyśle, który co do zasady potrzebuje dużych ilości energii do prawidłowego funkcjonowania. Wszystkie prognozy wskazują, że zapotrzebowanie na nią będzie rosło, co nadaje pomiarom i optymalizacji zużycia priorytetowego znaczenia. Smart metering w przemyśle przynosi przede wszystkim bezcenną wiedzę na temat zużycia mediów, która stanowi podstawę do rozpoczęcia procesów optymalizacji.

Badania rynku z 2017 r., przeprowadzone przez Kantar Milward Brown pokazują, że aż 93% firm potwierdza, że koszty związane ze zużyciem energii elektrycznej stanowią istotną część całkowitego kosztu produkcji. Większość z nich, nie jest jednak w stanie określić rzeczywistego kosztu produkcji z perspektywy zużycia mediów. Raport wskazuje ponadto, że 57% najbardziej energochłonnych przedsiębiorstw produkcyjnych mierzy zużycie energii na poszczególnych etapach produkcji, ale tylko 7% z nich instaluje liczniki konkretnym maszynom, a 30% ma tylko jeden w całym zakładzie. Te dane pokazują, jak dużą barierę w zwiększeniu efektywności produkcji stanowi brak odpowiednich danych.

Smart metering, a w zasadzie inteligentna sieć zarządzająca pomiarami i zużyciem energii pozwala zmniejszyć do 25% koszty operacyjne oraz o 20–40% zwiększyć ich wydajności na poziomie bezpieczeństwa, niezawodności czy relacji z klientami. Wybrane korzyści, wynikające z wdrożenia systemu smart metering i właściwego wykorzystania pozyskanych w ten sposób danych z inteligentnych liczników:

• szybkie i łatwe sprawdzenie, ile energii zużywa firma w ujęciu nie tylko całościowym (jeden licznik na przedsiębiorstwo), ale także przez konkretne procesy czy maszyny,
• wiedza o tym, kiedy i jak firma zużywa najwięcej energii, a tym samym – dostosowanie taryfy, która najlepiej odpowiada potrzebom przedsiębiorstwa,
• możliwość analizy zdarzeń w sieci energetycznej przedsiębiorstwa realizowana w czasie rzeczywistym, która jest podstawą nie tylko działań doraźnych, ale także wypracowania długofalowych planów poprawy efektywności energetycznej,
• eliminacja marnotrawstwa mediów, dzięki wdrożeniu programów oszczędności zużycia oraz wczesnemu wykrywaniu anomalii, w tym możliwość rozliczenia efektów optymalizacji oraz kontrola jej długofalowych rezultatów,
• możliwość bieżącego rozliczania budżetu, dzięki rachunkom bazującym na rzeczywistym zużyciu, a nie szacunkach dostawcy,
• automatyczne rozliczanie/fakturowanie, zapewniające automatyzację obsługi i dużą oszczędność czasu,
• automatyzacja wewnętrznych rozliczeń mediów energetycznych,
• stały monitoring poziomu mediów technicznych, minimalizacja ryzyka nagłego ich braku, kontrola dostawców zewnętrznych,
• zmniejszenie zużycia energii, a tym samym emisji dwutlenku węgla, a także wysokości rachunków za energię.