Енергетски систем

Енергетски систем представља систем који је пре свега намењен обезбеђивању енергетских услуга крајњим корисницима. Основна намера при пројектовању енергетских система јесте да се губици енергије сведу на занемарљив ниво, уз истовремено обезбеђивање ефикасног коришћења енергије. У Петом извештају о процени Међувладиног панела за климатске промене (IPCC), енергетски систем се дефинише као „сви елементи повезани са производњом, трансформацијом, испоруком и коришћењем енергије“.

Прве две наведене дефиниције омогућавају укључивање мера на страни потражње, као што су коришћење дневног светла, додатна изолација постојећих зграда и пасивни соларни дизајн објеката, као и друштвено-економских фактора, укључујући управљање потражњом за енергијом и рад на даљину. Насупрот томе, трећа дефиниција не обухвата ове аспекте, нити узима у обзир неформалну економију засновану на традиционалној биомаси, која је значајна у многим земљама у развоју.

Анализа енергетских система обухвата дисциплине инжењерства и економије. Повезивање концепата из обе области у јединствен оквир, посебно када су у питању макроекономске динамике, представља методолошки изазов.^[1]

Појам енергетског система се временом развија, услед увођења нових прописа, технологија и пракси. Примери укључују трговину емисијама, развој паметних електроенергетских мрежа и ширу примену управљања потражњом за енергијом.^[1]

Лечење

Са структурне тачке гледишта, енергетски систем се може посматрати као сваки други систем, састављен од међусобно повезаних компоненти које делују у одређеном окружењу. Те компоненте произилазе из инжењерских и економских концепата.^[1] Са процесног аспекта, енергетски систем се описује као „интегрисан скуп техничких и економских активности који функционише унутар сложеног друштвеног оквира“. Идентификација компоненти и начина њиховог функционисања зависи од контекста, циља анализе и истраживачких питања. Због тога је појам енергетског система апстракција која обично претходи рачунарским анализама, као што је развој и примена одговарајућих енергетских модела.

У инжењерском смислу, енергетски систем се често представља као мрежа токова, при чему чворови представљају енергетске објекте попут електрана и цевовода, а везе интерфејсе између њих.^[1] Овај приступ омогућава груписање сличних или просторних блиских компоненти ради поједностављења модела, након чега се могу применити алгоритми за анализу мрежа токова. Појединачне компоненте могу се посматрати и као једноставни динамички системи.^[1]

Економско моделирање

С друге стране, економски модели често користе секторски приступ, уз ограничен ниво техничких детаља. За такве анализе често се користе секторске и подсекторске класификације које објављује Међународна агенција за енергију. Истраживања су, на пример, упоређивала детаљне технолошке моделе са секторским моделима стамбеног фонда у Уједињеном Краљевству.^[1]

Подаци

Међународна енергетска статистика се обично приказује према носиоцу енергије, сектору, подсектору и држави. Носиоци енергије се даље деле на примарну, секундарну и, у неким случајевима, крајњу енергију. Објављени скупови података се прилагођавају тако да буду унутрашње уравнотежени, односно да залихе и токови енергије буду у међусобној равнотежи.^[1] Међународна агенција за енергију редовно објављује енергетску статистику, билансе енергије и средњорочне пројекције засноване на тим подацима. Појам носиоца енергије у енергетској економији разликује се од физичке дефиниције енергије.^[1]

Опсези

Обим енергетског система може варирати од локалног и општинског нивоа, преко националног и регионалног, до глобалног, у зависности од предмета истраживања. Укључивање мера на страни потражње зависи од дефиниције коју истраживачи користе. IPCC, на пример, укључује ове мере, али их разматра у засебним поглављима која се односе на транспорт, зграде, индустрију и пољопривреду.^[1]

Одлуке домаћинстава у вези са потрошњом и инвестицијама могу такође бити део анализе енергетског система. Иако су такви приступи мање заступљени због сложености моделирања људског понашања, уочљив је тренд укључивања људских фактора. Одлуке домаћинстава могу се представљати применом концепата ограничене рационалности и агентно заснованих модела. Америчко удружење за унапређење науке наглашава значај укључивања понашајних фактора који нису искључиво засновани на ценама и дохотку.

Енергетске услуге

Разматрање енергетских услуга по глави становника и њиховог доприноса благостању и квалитету живота има значајно место у расправама о одрживој енергији.^[2] Док би повећање потрошње енергетских услуга могло донети корист становништву у сиромашнијим регионима, исти закључак се не може нужно применити на подручја са већ високом потрошњом.

Појам енергетских услуга довео је и до развоја компанија за енергетске услуге (ESCo), које се уговорно обавезују да ће клијентима током дужег периода обезбеђивати одређене услуге, уз слободу избора најприкладнијих техничких решења.^[2]

Међународни стандарди

Међународни стандарди ISO 13600, ISO 13601 и ISO 13602 чине скуп докумената који се односе на техничке енергетске системе. Иако су повучени пре 2016. године, ови стандарди и даље пружају корисне дефиниције и оквир за формализацију енергетских система, који се приказују као повезани сектори понуде и потражње, повезани токовима енергетских производа.^[2]

Редизајн и трансформација енергетског система

Пројектовање енергетских система обухвата њихово прилагођавање ради постизања одрживости и испуњавања циљева климатске политике, укључујући обавезе из Париског споразума. Истраживачи развијају моделе и трансформационе путеве за прелазак на системе засноване у потпуности на обновљивим изворима енергије, који се најчешће објављују у научним часописима.^[2]

Приликом пројектовања разматрају се бројни фактори, укључујући управљање варијабилношћу, загађење ваздуха, различите ризике, стабилност система, потребе за ресурсима, технолошке захтеве, трошкове, изводљивост, утицаје на друге системе, емисије угљеника, расположиве количине енергије и динамику енергетске транзиције.^[2]

Пројектовање енергетског система може такође узети у обзир потрошњу енергије, као што је апсолутна потражња за енергијом, смањење отпада и потрошње (нпр. путем смањене потрошње енергије, повећане ефикасности и флексибилног времена), побољшање ефикасности процеса и рекуперацију отпадне топлоте .^[2] Једна студија је указала на значајан потенцијал за врсту моделирања енергетских система да „превазиђе јединствене дисциплинарне приступе ка софистицираној интегрисаној перспективи“. ^[1]

Контролна запремина – концепт из механике и термодинамике
Електроенергетски систем – мрежа електричних компоненти које се користе за производњу, пренос и коришћење електричне енергије
Развој енергетике – напор да се друштвима обезбеди довољно енергије уз смањен друштвени и еколошки утицај
Енергетско моделирање – процес изградње рачунарских модела енергетских система
Енергетска индустрија – страна понуде у енергетском сектору
Острвски енергетски систем - где је енергетски систем изолован од других оближњих енергетских система
Математички модел – представљање система коришћењем математике и често решавано помоћу рачунара
Објектно оријентисано програмирање – парадигма рачунарског програмирања погодна за представљање енергетских система као мрежа
Наука о мрежама – проучавање сложених мрежа
Отворене базе података енергетског система – пројекти база података који прикупљају, чисте и поново објављују скупове података везаних за енергију
Модели отворених енергетских система – преглед модела енергетских система који су такође отвореног кода
Санкијев дијаграм – користи се за приказивање токова енергије кроз систем

Референца

^ ^а ^б ^в ^г ^д ^ђ ^е ^ж ^з ^и Clifford, Catherine (21. 12. 2021). „U.S. can get to 100% clean energy with wind, water, solar and zero nuclear, Stanford professor says”. CNBC (на језику: енглески). Приступљено 16. 1. 2022.
^ ^а ^б ^в ^г ^д ^ђ O'Malley, Eoin; Sorrell, Steve (2004). The Economics of Energy Efficiency. Edward Elgar Publishing. ISBN 978-1-84064-889-8. Приступљено 20. 6. 2022.

[:1-1] а ^б ^в ^г ^д ^ђ ^е ^ж ^з ^и Clifford, Catherine (21. 12. 2021). „U.S. can get to 100% clean energy with wind, water, solar and zero nuclear, Stanford professor says”. CNBC (на језику: енглески). Приступљено 16. 1. 2022.

[:2-2] а ^б ^в ^г ^д ^ђ O'Malley, Eoin; Sorrell, Steve (2004). The Economics of Energy Efficiency. Edward Elgar Publishing. ISBN 978-1-84064-889-8. Приступљено 20. 6. 2022.

[1]

[2]