Korištenje pametnih plinskih brojila u svrhu optimizacije plinskog sustava

Poslijediplomski studij

Autor: Ivan Smajla, mag. ing. naft. rud.

Iako fosilno gorivo, prirodni plin i dalje predstavlja jedan od najvažnijih energenata u Europskoj Uniji obzirom da je u 2020. godini zadovoljio otprilike četvrtinu potreba za energijom. Razvojem zelene politike Europske Unije evidentno je da prirodni plin nema perspektivu kao energent u razdoblju nakon 2050. godini ali će do tada imati važnu tranzicijsku ulogu. Plinski sustav u Europskoj Uniji je najrazvijeniji u svijetu u pogledu opskrbe, organizacije tržišta, distribucije, transporta, itd., ali i dalje ima mjesta za daljnju optimizaciju sustava. Razvoj pametnih plinskih brojila omogućio je prikupljanje podataka o potrošnji prirodnog plina u realnom vremenu koji se zatim na raznovrsne načine mogu koristiti u svrhu optimizacije sustava. Jedan od najznačajnijih načina je svakako predviđanje buduće potrošnje prirodnog plina za neko određeno područje jer točnije predviđanje potrošnje značajno smanjuje potrebu za uravnoteženjem plinskog sustava (Smajla et al., 2021). Isto rezultira smanjenim financijskim troškovima za opskrbljivače, smanjenom potrošnjom energije ali i manjim brojem radnih sati. Osim uravnoteženja, prikupljeni podaci također omogućuju krajnjim korisnicima ažuran uvid u vlastitu potrošnju što u većini slučajeva rezultira smanjenjem potrošnje prirodnog plina u svrhu ostvarivanja financijskih ušteda (Mogles et al., 2017). Provedeno istraživanje se bazira na pilot projektu ugradnje pametnih plinskih brojila provedenom na istoku Republike Hrvatske gdje je ugrađeno nekoliko tisuća pametnih plinskih brojila. Osim tih podataka, u svrhu izračuna financijske isplativosti ugradnje pametnih plinskih brojila, korišteni su i javno dostupni podaci o sličnim projektima na razini Europske Unije (Af Mercados Emi and ICCS-NTUA, 2015 ; European Commission, 2019).

U istraživanju je provedena analiza izvodljivosti u kojoj su uzete u obzir različite uštede energije ostvarene korištenjem pametnih plinskih brojila (uštede od 1,83%, 5,73% i 9,63%). Analiza je pokazala kako je projekt ugradnje isplativ ako se uzmu u obzir energetske uštede od 5,73% i 9,63%. Ono što nadalje poboljšava financijske isplativost ovakvoga projekta su i financijske uštede koje će investitor (najčešće opskrbljivač) zakonski ostvariti jer se ugradnja pametnih plinskih brojila u prvih 5 godina projekta priznaje kao mjera za ostvarivanje energetskih ušteda. U nastavku su na slici 1 sumarno prikazani operativni i investicijski troškovi te benefiti koji se ostvaruju ugradnjom pametnih plinskih brojila.

slika1-odlagalište_hr.jpg

Slika 1 Troškovi i ostvarive uštede na primjeru ugradnje 100 000 pametnih plinskih brojila (Smajla et al., 2022)

U istraživanju je proveden detaljan pregled dosadašnje literature na temu predviđanje potrošnje prirodnog plina. Pregled je pokazao kako suvremene metode za predviđanje potrošnje prirodnog plina najčešće koriste složene metode različitih varijanti strojnog učenja u svrhu ostvarivanja što točnijih rezultata (Smajla et al., 2021).  Literatura je također pokazala da su za kratkoročno predviđanje potrošnje najvažniji ulazni parametri dnevna potrošnja prirodnog plina i vanjska temperatura. Sukladno navedenom i istraženom u literaturi, predložen je dijagram toka za razvoj što točnije metode za predviđanje potrošnje prirodnog plina (slika 2). U dijagramu toka je naznačeno kako je ranije spomenute ulazne parametre potrebno filtrirati i procesuirati u svrhu formiranja kvalitetne baze ulaznih podataka. Takva se baza podataka zatim koristi u modelu za predviđanje potrošnje čiji se rezultati moraju validirati kako bi se odredila uspješnost predviđanja. Ukoliko točnost predviđanja nije zadovoljavajuća model je potrebno modificirati odnosno ugoditi u svrhu bolje točnosti.

20220429 2

Slika 2 Predloženi dijagram toka za definiranje metode za predviđanje kratkoročne potrošnje prirodnog plina (Smajla et al., 2021).

Pregledom literature je također zaključeno da do sada nije razmatrano određivanje najpovoljnije statističke distribucije za distribuciju potrošača na analiziranom području prema kriteriju dnevne potrošnje. Daljnje istraživanje će se temeljiti na određivanju najpovoljnije statističke distribucije potrošača čiji će se parametri dovesti u korelaciju s vanjskom temperaturom. Na taj će se način moći koristiti kratkoročna prognoza vremena za određivanje ukupne potrošnje prirodnog plina na analiziranom distribucijskom području.

Reference:

Af Mercados Emi and Institute of Communication & Computer Systems of the National Technical University of Athens ICCS-NTUA, 2015. Study on cost benefit analysis of smart metering systems in EU member states. https://energy.ec.europa.eu/study-cost-benefit-analysis-smart-metering-systems-eu-member-states_en

European Commission (2019): Benchmarking smart metering deployment in the EU-28 - final report. https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/b397ef73-698f-11ea-b735-01aa75ed71a1/language-en

Mogles N., Walker I., Ramallo-González A.P., Lee J.H., Natarajan S., Padget J., Gabe-Thomas E., Lovett T., Ren G., Hyniewska S., O’Neill E., Hourizi R., Coley R. (2017): How smart do smart meters need to be? Build. Environ. 12, 439–450. http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2017.09.008.

Smajla I., Karasalihović Sedlar D., Vulin D., Jukić L. (2021): Influence of smart meters on the accuracy of methods for forecasting natural gas consumption. Energy Rep. 7, 8287–8297. http://dx.doi.org/10.1016/j.egyr.2021.06.014.

Smajla I., Karasalihović Sedlar D., Jukić L., Vištica N. (2022): Cost-effectiveness of installing modules for remote reading of natural gas consumption based on a pilot project. Energy Rep. 8, 5631-5639. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.04.019.


Ivan Smajla, mag. ing. naft. rud. je doktorand na Zavodu za naftno-plinsko inženjerstvo i energetiku na Rudarsko-geološko-naftnom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu.

E-portfolio Link

CROSBI Link