Energjia e ripërtëritshme, bateritë dhe Kosova

Shkruar nga Adhurim Haxhimusa (FHGR, Zvicër), Kristian Sevdari (DTU, Danimarkë) 

Në natyrën njerëzore është që të korrurat (p.sh. drithërat) të vendosen nëpër depo (hambar) të mëdha dhe të ruhen për konsum të më vonshëm. Në të njëjtën kohë, pothuajse çdo plan shtëpie/banesë e ka një depo të vogël për të mbajtur/ruajtur miellin, vajin, orizin, pijet, e shumë gjëra të tjera ushqimore. Thjeshtë, familjet planifikojnë dhe duan të kenë të siguruar mirëqenien e tyre për një kohë të caktuar.

Mirëpo jo çdo produkt kemi mundësi ta ruajmë lehtë, lirë, dhe shpejtë. Energjia elektrike është një prej produkteve të tilla. Në dhjetë vitet e fundit kemi pasë furnizim shumë më të qëndrueshëm me energji elektrike si rezultat i eliminimit të problemeve teknike nga mirëmbajtja e rregullt dhe menaxhim i mirëfilltë i blloqeve të termocentraleve të thëngjillit të Kosovës A dhe B.

Problemi i prodhimit të energjisë elektrike me termocentrale të thëngjillit është se ato shkaktojnë ndotje të lartë të ambientit në nivelin lokal, por që në të njëjtën kohë po ndikon edhe në ndryshimet klimatike në nivel global. Si rezultat, vendet anë e mbanë botës kanë vendosë të bëjnë një tranzicion energjetik duke kaluar nga përdorimi i burimeve të energjisë që ndotin ambientin (p.sh. thëngjilli, gazi, derivatet e naftës) në burime të ripërtëritshme të energjisë (BRE) (p.sh. erës, diellit, gjeotermale) në dy dekadat e ardhshme. Një tranzicion të tillë energjetik e ka obligim edhe Kosova si nënshkruese e Traktatit të Energjisë. Kosova ka në plan por edhe ka filluar të investoj në diverzifikimin e burimeve të energjisë me anë të BRE-ve, ku edhe para pak ditësh u bë edhe futja në funksion e parkut tjetër të erës me 105 megavat (MW) kapacitet të energjisë elektrike në veri të Kosovës.

Mirëpo, BRE-të kanë një varësi të lartë nga kushtet atmosferike. Është e thjeshtë, mullinjtë e erës rrotullohen rreth boshtit të tyre dhe prodhojnë energji elektrike varësisht nga intenziteti i erës. Po ashtu panelet diellore prodhojnë energji elektrike vetëm gjatë ditës dhe varësisht nga intenziteti i rrezeve të diellit. Pra, varësisht nga kapaciteti gjenerues, në disa orë të ditës prodhimi nga BRE-të mund të kaloj konsumin, ndërsa në orë të tjera konsumi mund të jetë më i lartë se prodhimi. Kjo bën që furnizimi i qëndrueshëm me energji elektrike i bazuar vetëm në BRE bëhet sfidues.

Prandaj është e nevojshme që gjatë kohës kur kemi teprica të energjisë elektrike të ruajmë atë, për ta përdorur gjatë orëve kur konsumi është më i lartë se prodhimi. Ky është koncepti i fleksibilitetit (në konsum dhe prodhim). Pra, për furnizim të qëndrueshëm të energjisë është e domosdoshme që të bëjmë një kombinim të BRE-ve me teknologjitë më të besueshme dhe eficiente të ruajtjes së energjisë.

Gjatë dekadës së fundit, me rritjen e përdorimit të BRE-ve është rritë edhe aktiviteti shkencorë për gjetjen e metodave të ndryshme për të ruajtur energjinë në sasi të mëdha. Një sistem energjetik 100% i bazuar në BRE kërkon me doemos kapacitete relativisht të mëdha për ruajtje të energjisë. Këto kapacitete ndahen sipas apilikimeve:

a) rregullim frekuence (energji deri 15 min);

b) operim i rrjetit (energjji deri 4 orë) dhe

c) ruajte energjie (energji deri 6 muaj).

Gjatë këtij artikulli do të analizojmë disa teknologji, me fokus të veçantë në teknologjitë me potencialin më të madh.

Duke përfituar nga teknologjia e maturuar dhe aftësia për të ruajtur sasi të mëdha energjie, hidrocentralet reverzibile përbëjnë në nivel botërorë rreth 99% të kapaciteteve për ruajtje të energjisë, pasi bateritë janë teknologji që ka filluar së fundmi të aplikohet.

Në parim ky lloj hidrocentrali ka dy bazene, njërin në një kodër lartë, ndërsa tjetrin për shembull në ndonjë lugajë poshtë. Gjatë orëve kur ka tepricë të energjisë elektrike uji pompohet lartë duke e mbushur bazenin e epërm, ndërsa gjatë orëve kur konsumi i energjisë elektrike është më i lartë se prodhimi, uji lëshohet nga bazeni i epërm në bazenin e poshtëm dhe prodhon energji elektrike.

Bateritë (Li-ion) janë një tjetër teknologji shumë premtuese për ruajtjen e energjisë. Kryesisht për shkak të densitetit energjetik që ofrojnë (75-200 Wh/kg) krahasuar me hidrocentralet reverzibile (0.5-1.5 Wh/kg). Për këtë arsye bateritë shihen si zgjidhja për sektorin e transportit, duke shkuar drejt transportit elektrik.

Në këtë aspekt projektohet për 2030 se mbi 90%  e prodhimit të baterive do të shkoj për makinat elektrike. Por, planeti ynë ka rezerva të kufizuara të materialeve për të prodhuara bateritë (Li-ion) në masë të gjerë, që sjell një tjetër sfidë se në cilin sektor duhet t`i shfrytëzojmë ato rezerva së pari.

Ndryshimi themelor midis hidrocentraleve reverzibile dhe Li-ion është shpejtësia e reagimit, rezerva energjetike dhe degradimi në kohë.

Li-ion reagojnë shumë shpejt (ms), mirëpo ato ofrojnë një rezervë në maksimum deri në disa ditë, dhe kanë një jetëgjatësi relativisht të shkurtë deri në 15 vite, e cila varet edhe nga numri i cikleve të përdorimeve dhe sasisë të përdorimit për cikël, që nënkupton se sa më i shpeshtë përdorimi aq më e shkurtër është jetëgjatësia, si dhe kanë kosto relativisht të lartë për kW dhe kWh.

Në anën tjetër, hidrocentralet reverzibile reagojnë brenda disa sekondave, kryesisht basenet projektohen të ofrojnë një rezervë energjetike deri në disa muaj (p.sh. duke e optimizuar në kohë më të gjatë shfrytëzimin e ujit, por dhe duke mbajtur atë më gjatë në bazenin e epërm në bazë të nevojave të sistemit energjetik), kanë një jetëgjatësi relativisht të gjatë (deri 50 vite), nuk varet nga ciklet e përdorimit, dhe kanë një kosto relativisht të ulët për €/kW dhe €/kWh.

Këto janë disa prej rekomandimeve për dy sisteme, ku njëri operon si një ishull, e tjetri është i lidhur me linja të interkonjeksionit me vendet fqinje, dhe të dy sistemet kanë të instaluar sasinë maksimale të BRE-ve.

• Për sistemet ishull (sikurse ai në Bornholm, Australi, Britania e Madhe, Japoni):
  • Li-ion të përdoret në rregullimin super të shpejtë të frekuencës.
  • Hidrocentralet reverzibile të përdoren në rregullimin primare ose sekondar të frekuencës.
  • Hidrocentralet reverzibile të përdoren në ruajtjen e energjisë në periudhe afat-mesëm (ditor) dhe afat-gjatë (mujor).
  • Hidrocentralet reverzibile dhe Li-ion të përdoren në menaxhimin e kongjestioneve dhe zhvendosjen e ngarkesës.
  • Hidrocentralet reverzibile dhe Li-ion të përdoren në kontrollin e rampës së konsumit.
  • Hidrocentralet reverzibile dhe Li-ion të përdoren në projekte hibride (PV-bateri; Wind-bateri)
• Për sistemet e ndërlidhura (sikurse i Kosovës si pjesë e Evropës Kontinentale)
  • Nuk parashihet të nevojitet rregullim super i shpejtë i frekuencës.
  • Hidrocentralet reverzibile të përdoren në rregullimin primare ose sekondare të frekuencës.
  • Hidrocentralet reverzibile të përdoren në ruajtjen e energjisë në periudhë afat-mesëm (ditor) dhe afat-gjatë (mujor).
  • Hidrocentralet reverzibile dhe Li-ion të përdoren në menaxhimin e kongjestioneve dhe zhvendosjen e ngarkesës.
  • Hidrocentralet reverzibile dhe Li-ion të përdoren në kontrollin e devijimeve të konsumit.
  • Hidrocentralet reverzibile dhe Li-ion të përdoren në projekte hibride (PV-bateri; Wind-bateri)

Opsionet për Kosovën

Situata energjetike e Kosovës për 10-vitet e ardhshme kërkon investime afatgjata dhe masive në BRE, pasi ka një varësi të lartë nga thëngjilli i cili nuk është ashtu kështu i mjaftueshëm për të mbuluara konsumin në çdo kohë, si dhe ka një varësi të lartë nga importi.

Prodhimi vendor nga thëngjilli shkakton një ndotje të lartë të ambientit me rreth 700-750g CO2 eq/kWh (sipas electricityMap), që është më i ndoturi i Europës. Prandaj, investimet në kapacitete të reja energjetike ndikojnë drejtpërsëdrejti në uljen ndotjes së ambientit, rritjen e sigurisë së furnizimit, si dhe uljen e varësisë nga importet.

Për sa i përket sfidës së disbalancave në frekuencë, kryesisht që vije prej katër komunave me shumicë serbe që vazhdojnë mos me pagu energjinë që shpenzojnë, hapja e bursës energjetike ALPEX dhe planet për investime të reja në linja të reja të interkonjeksionit me Shqipërinë do t`i jepnin një zgjidhje të shpejtë.

Në aspektin financiarë, ne mund të themi se për momentin, kostot e ndërtimit të Li-ion baterive janë relativisht të larta. Por hulumtimet e reja tregojnë se këto teknologji do të pësojnë një ulje të madhe të kostos në dhjetëvjeçarin e ardhshëm – kuptohet se kjo vlen nëse nuk kemi ndonjë përshkallëzim të luftërave dhe konfliketeve midis fuqive të mëdha që jemi duke i përjetuar tani.

Për më tepër, Li-ion bateritë karakterizohen edhe me një cikël jetësor relativisht të shkurtër që varet shumë nga cikli dhe sasia e përdorimit – ngarkim-shkarkim. Prandaj, vendet në zhvillim siç është Kosova, nuk janë në pozitë të favorshme për të bërë investime në integrimin e teknologjive që ende nuk e kanë arrit nivelin më të lartë të pjekurisë dhe nuk ka evidencë empirike se janë teknologji të besueshme, dhe se të gjitha efektet anësore dhe ambientale afatshkurtra dhe afatgjata janë evidentuar. Në këto kushte, bateritë Li-ion si teknologji për ruajtje të energjisë në shkallë të lartë janë një opsion jo edhe shumë i volitshëm për Kosovën.

Kohëve të fundit flitet shumë për grantin e dhënë nga MCC për ndërtimin e impiantit të parë për ruajtjen e energjisë elektrike me anë të baterive në Kosovë. Vlerësimi i këtij projekti kërkon të dhëna të ndryshme dhe të detajuara. Neve na mungojnë të dhëna p.sh. me çfarë kushte do të merret ky grant; në cilën teknologji të baterive do të investohet; kush do të operoj me atë impiant, a do të jetë KEK-u, apo do të formohet ndonjë entitet i ri publik apo privat; a ekziston ekspertizë vendorë për operim eficient të këtij impianti. Përderisa kemi mungesë të të dhënave të projektit ne nuk mund të marrim përgjegjësinë të vlerësojmë leverdinë e tij.

____

Adhurim Haxhimusa, profesor dhe hulumtues në Univerzitetin e Shkencave të Aplikuara të Grizonit në Zvicër.

Kristian Sevdari, doktorant për mirëpërdorimin e baterive (Li-ion) dhe energjive të rinovueshme pranë DTU: E-mobility and Prosumer Integration. Gjithashtu, ndihmës-lektor i kursit të masterit “Integration of ëind power in the power system” pranë DTU-Wind and Energy Systems.