Ce este o microrețea? Definiție, aplicații și beneficii

O microrețea este o rețea electrică la scară mică care conectează consumatorii la o sursă de electricitate. O microrețea poate avea un număr de resurse energetice distribuite conectate, cum ar fi panouri solare, turbine eoliene sau generatoare pe bază de combustibili, pentru a produce:

• electricitate
• baterii mari și vehicule electrice pentru stocarea acelei electricități
• hardware și software pentru monitorizarea și distribuția acesteia, și
• utilizatori finali, cum ar fi locuințe, industrii sau clădiri de birouri, pentru a o consuma.

O microrețea poate funcționa independent („în spatele contorului”) sau poate fi conectată la rețeaua mai mare („în fața contorului”), dar are capacitatea de a menține fluxul de electricitate în cazul unei pene de curent.

Dezvoltarea microrețelelor

Microrețelele nu sunt ceva nou. Spitale, baze militare, penitenciare, stații de pompieri și lanțuri de magazine alimentare au instalat frecvent microrețele pentru a-și reduce vulnerabilitatea la pene de curent.

Deși 80% din microrețele erau susținute de combustibili fosili în 2020, acest procent este așteptat să scadă pe măsură ce mai multe organizații prioritizează energia regenerabilă.

Cu scopul de a deveni neutru din punct de vedere al emisiilor de carbon, centrul medical Kaiser Permanente din Richmond, California, a implementat în 2020 o microrețea alimentată cu energie regenerabilă, înlocuind sistemul său de alimentare de rezervă pe bază de motorină. De asemenea, în octombrie 2021, Laboratorul Național din Idaho al Departamentului de Energie al SUA a lansat un program Net-Zero Microgrid pentru a integra surse de energie curată și regenerabilă în microrețelele existente și nou dezvoltate.

Creșterea microrețelelor a fost alimentată de scăderea drastică a prețurilor pentru tehnologiile eoliene, solare și de baterii în ultimul deceniu. Deși microrețelele „în spatele contorului”, cum ar fi cele din campusuri, sunt supuse unor reglementări guvernamentale mai puține, cele „în fața contorului” sunt supuse aceluiași cadru de reglementare și supravegherii comisiei de utilități publice ca orice alt furnizor de energie conectat la rețea. Multe state sunt încă în procesul de stabilire a unor reglementări specifice pentru microrețelele „în fața contorului”.

Pentru o mai bună integrare a microrețelelor în sistemul energetic al SUA, Comisia Federală de Reglementare a Energiei (FERC) a emis noi reglementări în 2020 care impun companiilor de utilități să permită microrețelelor să furnizeze energie rețelei, la fel ca orice centrală electrică mai mare. Ordinul 2222 al FERC urmărește „reducerea costurilor pentru consumatori prin concurență sporită, o mai mare flexibilitate și reziliență a rețelei, și mai multă inovație în industria energiei electrice”.

Costurile și beneficiile microrețelelor

Costurile pentru microrețelele la scară mai mare pentru campusuri, industrii sau comunități întregi se pot ridica la milioane de dolari, cu costuri medii între 2,1 și 4 milioane de dolari. Dar proiectele la scară mai mică pot fi de doar câteva sute de dolari.

Dacă beneficiile depășesc costurile depinde de nevoile utilizatorilor finali. Pentru unii, microrețelele sunt ca niște polițe de asigurare: dacă sunt norocoși, nu trebuie niciodată să le folosească. Pentru alții, însă, ele pot oferi servicii esențiale care îi conectează la lumea exterioară. Iată câteva beneficii cheie.

Electrificarea lumii în curs de dezvoltare

La nivel mondial, 770 de milioane de oameni nu au acces la electricitate. Mai important, 3,5 miliarde de oameni nu au acces la electricitate fiabilă, creând bariere în calea educației, internetului și a altor forme de dezvoltare economică. Marea majoritate a acestor oameni locuiesc în comunități rurale, unde construirea de rețele energetice extinse este prea costisitoare pentru economiile în curs de dezvoltare.

Investiția în microrețele alimentate cu energie solară este o parte în creștere a efortului de a spori accesul la electricitate fiabilă în economiile în curs de dezvoltare. Microrețelele vor ajuta țările cu venituri mici și medii să sară direct de la lipsa de electricitate sau electricitate nefiabilă la electricitate curată, regenerabilă, fără a trece printr-o etapă bazată pe combustibili fosili.

Costuri mai mici

Spre deosebire de centralele electrice tradiționale, microrețelele sunt amplasate mai aproape de utilizatorii finali, adăugând electricitate la rețea fără a adăuga costul (și timpul) care ar fi fost necesare pentru a construi linii de transport către clienți—reducând astfel costurile electricității pentru toți clienții rețelei. Bateriile din microrețele pot fi, de asemenea, folosite pentru a stoca electricitate atunci când prețurile electricității sunt scăzute și pentru a o vinde rețelei atunci când prețurile sunt ridicate—scăzând costurile electricității din rețea și generând venituri pentru microrețea.

Servicii pentru rețea

Pentru majoritatea clienților de electricitate, liniștea sufletească pe care o oferă microrețelele poate fi costisitoare. Ordinul 2222 al FERC permite proprietarilor de microrețele să vândă „servicii pentru rețea” companiilor de utilități publice și astfel să recupereze o parte din costurile mari ale construirii microrețelei. Bateriile lor mari pot fi folosite pentru a ajuta la stabilizarea rețelei, asigurându-se că electronii curg la frecvența și tensiunea corecte, mai rapid și mai flexibil decât marile centrale electrice care oferă de obicei aceste servicii.

Securitatea rețelei

Operatorii de rețea și legiuitorii sunt din ce în ce mai preocupați de atacurile cibernetice asupra sistemului lor electric—o nouă formă de război cibernetic. O rețea electrică mai descentralizată, construită în jurul microrețelelor, oferă mai multă securitate, făcând mai dificil pentru criminalii cibernetici să dezactiveze o întreagă rețea electrică cu doar câteva surse de energie. O armată de gherilă descentralizată este întotdeauna mai greu de învins decât o țintă imobilă.

Reziliența climatică

O rețea descentralizată este, de asemenea, mai capabilă să reziste dezastrelor naturale. În interiorul Australiei, unde incendiile de vegetație au distrus 20% din pădurile națiunii, comunitățile rurale s-au îndreptat către microrețele pentru a-și crește reziliența. În Statele Unite, penelor majore de curent cauzate de evenimente legate de vreme au crescut cu 67% din 2000, ducând la un interes mai mare pentru microrețele. Și după ce uraganul Maria a lăsat întreaga insulă Puerto Rico fără curent în 2017, Comisia Energetică din Puerto Rico a mandatat adoptarea microrețelelor ca parte a reconstrucției rețelei insulei.

O microrețea poate fi chiar folosită pentru a realiza „pornire la rece” (blackstart) a unei rețele electrice mai mari dacă rețeaua este forțată să se oprească complet în timpul unui dezastru natural.

Adoptarea mai rapidă a energiei curate

Pe principiul că proiectele mari durează mai mult să se dezvolte decât cele mai mici, microrețelele pot accelera tranziția către energia curată. Cu amprente mai mici și impacturi asupra mediului reduse, microrețelele sunt supuse unor reglementări mai puține și mai puțină opoziție din partea comunității, accelerând dezvoltarea. Cartierele sau afacerile locale își pot forma propriile rețele și pot adopta energie curată fără a fi nevoie să aștepte ca proiectele solare sau eoliene la scară mare (utility-scale) să devină operaționale.