Modelowanie dekarbonizacyjne w strategiach firm

jm

16.02.2023 14:01
Strona główna Energetyka, OZE Modelowanie dekarbonizacyjne w strategiach firm

Partnerzy portalu

Modelowanie dekarbonizacyjne w strategiach firm - ZielonaGospodarka.pl
Fot. Enmaro

Walka z wysoką emisyjnością wszystkich sektorów gospodarki UE i USA nabiera tempa. Zagadnienia związane z potrzebą dekarbonizacji aktywów i przestawieniem produkcji na niskoemisyjne technologie przechodzą gwałtownie z „odległej w czasie alternatywy” do koniecznych do wdrożenia rozwiązań w najbliższej możliwej przyszłości. Poziom wykorzystania OZE wzrasta w prawie każdym sektorze. Dynamika zmian oraz ilość dostępnych technologii i rozwiązań na rynku także utrzymuje się na wysokim poziomie. Jak podejmować strategiczne decyzje inwestycyjne w takim otoczeniu? Jak opracowywać świadome i odporne na dynamiczne zmiany otoczenia plany strategiczne dla przedsiębiorstw?

O zagadnieniach modelowania dekarbonizacyjnego opowiadał inż. Łukasz Kreft, Inżynier B+R w ENMARO.

Z początkiem roku 2023 na pierwszy plan wkracza ustawa o redukcji inflacji w Stanach Zjednoczonych (IRA 2022), która wywołała wielkie poruszenie europejskiego biznesu i Komisji Europejskiej. Nakłada ona realne kary na największych emitentów gazów cieplarnianych zliczając i taryfikując każdą tonę wyemitowanego dwutlenku węgla już od 2024 roku. Obok narzędzi wywierania wpływu pojawiają się również nagrody dla producentów OZE i nisko- bądź zeroemisyjnego wodoru gratyfikując każdy kilogram wyprodukowanego ekologicznego gazu. 

Cokolwiek KE postanowi, powołane przez nią podmioty służące do egzekwowania dyrektyw będą miały w swoim arsenale dane z satelitów umożliwiających identyfikację lokalizacji i intensywności emisji z dokładnością do 25 metrów. 

Metan jako czynnik o około 80 krotnie większym wpływie na zmiany klimatyczne niż dwutlenek węgla również zyskuje na rozgłosie. Konieczność reakcji przedsiębiorstw wykorzystujących gaz naturalny w procesach technologicznych określają już nie tylko programy i projekty, ale także globalne inicjatywy i akty legislacyjne. Zawiązane w 2021 Global Methane Pledge, którego sygnatariuszem w ramach członkostwa w UE jest również Polska zakłada ograniczenie do 2030 roku globalnej rocznej emisji metanu o 30% względem poziomu z roku 2020. Perspektywa na przyszłość wykorzystania paliw kopalnych z wychwytem CO2 tzw. „niebieskich” nie jest już tak pewna.

Sytuacja staje się dynamiczna


Choć pozornie brzmi to jak wstęp do powieści Science Fiction już jest to nasza rzeczywistość. Przewiduje się, że opisane inicjatywy i regulacje w dużym stopniu zmienią funkcjonowanie  w pierwszej kolejności sektora energetycznego, przemysłu wytwórczego, ale także równolegle transportu i rolnictwa. Obecnie wiele czynników takich jak: zwiększona potrzeba monitoringu emitowanych gazów, systemów dofinansowań oraz krótkie ramy czasowe dostosowania się do nowego środowiska legislacyjnego stanowią nie tylko szansę na szybki rozwój nowych proekologicznych nośników energii ale również olbrzymie ryzyko podjęcia nieoptymalnych lub błędnych decyzji.

Jednym z najczęstszych problemów jest brak dostosowania procesu podejmowania strategicznych decyzji do dynamicznie zmieniających się warunków działalności w związku z OZE, historyczną transformacją energetyczną i dynamiką zmian cen na rynku energii. Ponadto perspektywa przetwarzania i wykorzystania energii pochodzącej z paliw kopalnych wykazuje rok do roku tendencję spadkową i nic nie wskazuje, żeby miała się poprawić. Utrwala się ona wraz z Global Methane Pledge i IRA. Pojawia się również więcej wątpliwości wobec tzw. niebieskiego wodoru pochodzącego najczęściej z przetwarzania gazu naturalnego w procesie reformingu parowego z wychwytem dwutlenku węgla (CCS/CCU). Utrzymanie nieskazitelnej szczelności wydobycia i przetwarzania oraz odpowiednie gospodarowanie odpadowym CO2 jest wyzwaniem zarówno technicznym jak i operacyjnym.

Można zatem wywnioskować, że aby zbudować niskoemisyjny system - niskoemisyjną energię, trzeba będzie wyprodukować ją samemu (autogeneracja), kupić od jej wytwórców (np. PPA) lub pozyskać w korzystnych przedziałach czasowych i zmagazynować. Co najważniejsze - energia może występować nie tylko w dobrze wszystkim znanej postaci energii elektrycznej, ale także w formie alternatywnych nośników energii.

Ilość możliwości przytłacza


Pula rozwijających się i nowych technologii rośnie z każdym rokiem. Z czego skorzystać? Energia z OZE magazynowana w bateriach elektrochemicznych, czy może wodór uwięziony w postaci alternatywnych nośników wykorzystywany z ogniwami paliwowymi? Jeśli wodór, to w formie jakiego nośnika? Z czyjej technologii skorzystać? Importować, czy może rozsądniej produkować samemu? Jeśli produkować, to gdzie? U siebie, u klienta, czy może istnieje inna alternatywa? W przypadku zagłębienia się w tematykę dekarbonizacji aktywów, ilość pytań namnaża się w zatrważającym tempie, a to tylko jeden z etapów budowania koncepcji. Po drodze trzeba się również zmierzyć z kunsztownie przygotowanymi materiałami promocyjnymi dostawców technologii, kwestiami integracji, metodami finansowania i wieloma innymi zagadnieniami. Potrzebny zatem będzie udział wieloosobowego zespołu. Koordynacja i łączenie wyników prac takich zespołów nacechowana jest dużą bezwładnością i złożonością. Nieuchronnie kształtować się będą wewnątrz organizacji subiektywne opinie mogące mieć negatywny wpływ na zachowanie obiektywnego procesu ewaluacji. Nawet najbardziej konserwatywne i zachowawcze podejście obarczone jest ryzykiem zapętlenia się w implikacjach wydłużając proces lub wręcz uniemożliwiając skuteczne podjęcie decyzji strategicznych. Pewnym jest natomiast, że w czasie prowadzenia prac warunki na rynku i technologie będą w dalszym ciągu zmieniać się dynamicznie i rozwijać, nierzadko prowadząc do konieczności zmiany i ponownego sprawdzenia poprawności założeń zmuszając w ten sposób członków projektu do rozpoczęcia procesu od nowa.

Nowe podejście do procesu podejmowania decyzji


Popularność stosowania różnego rodzaju metod modelowania i symulacji rośnie. Niemniej sposoby modelowania mogą drastycznie różnić się pod względem interpretacji i przeznaczenia wyników oraz samej metodologii. Ich porównanie i zinterpretowanie zostaje więc nieuchronnie obarczone czynnikiem ludzkim i subiektywnymi opiniami członków zespołu.

Gospodarka Morska
Fot. Enmaro


Wraz z ilością zagadnień, którym należy się przyjrzeć, rośnie również liczba obsługiwanych modeli. W klasycznym ujęciu za migrację, nadzór i interpretację danych odpowiedzialny jest użytkownik modelu. W dynamicznym środowisku zmiana w jednym obszarze wywoła konieczność manualnego dostosowania założeń pozostałych modeli generując przy tym dodatkową bezwładność i szansę na błędy. Nakład pracy i ryzyko popełnienia błędu oddalają od celu jakim jest uzyskanie wniosków i podjęcie adekwatnej decyzji strategicznej. 

Podejście jakie stosuje ENMARO przy wsparciu procesu podejmowania strategicznych decyzji można określić jako modelowanie zintegrowane. Jego zastosowanie jest szczególnie korzystne w przypadku prac realizowanych w wielu interdyscyplinarnych zespołach, dla złożonych systemów oraz przy opracowywaniu planów strategicznych. Modelowanie zintegrowane pozwala lepiej zorganizować prace zespołu. Minimalizuje to szeroko rozumiane ryzyko. Modelowanie zintegrowane to punkt dla wszystkich członków projektu. Pełni funkcję wielowariantowego modelowania i symulacji systemów wraz z holistyczną analizą techniczno-ekonomiczną. Modelowanie dekarbonizacyjne jest rozszerzeniem modelowania zintegrowanego o bardziej szczegółowo uwzględnione istniejące procesy w przedsiębiorstwach. Jego głównym celem jest minimalizacja śladu węglowego, kosztów z tym związanych oraz maksymalizacja rentowności.

Modelowanie dekarbonizacyjne, modelowanie zintegrowane, modelowanie systemów


Zadaniem holistycznej analizy techno-ekonomicznej i wielowariantowego modelowania i symulacji systemów jest znalezienie takiej kompozycji oraz konfiguracji systemu, która w sposób możliwie najlepszy i najbezpieczniejszy spełnia założenia i wymagania firmy oraz pozwala rozwinąć skuteczny rynkowo model biznesowy lub wskazać na jego brak. Celem ENMARO nie jest sprzedaż konkretnego rozwiązania lub systemu. Firma zachowuje niezależność w tym zakresie i jest to fundament jej działalności.

Gospodarka Morska
Fot. Enmaro


W ramach analizy i modelowania weryfikowane są m.in.:

  • technologie wytwarzania, przetwarzania lub konwersji, magazynowania oraz transportowania lub transferu niskoemisyjnych nośników energii,
  • warianty działania systemu w celu wyłonienia najlepszej możliwej opcji działania operacyjnego systemu,
  • koordynacja dyskretnych elementów systemu, jak na przykład: elementy floty serwisowej MFW, taboru autobusów, samochodów ciężarowych, podnośników magazynowych, itd.

Ponadto uwzględniane są m.in.: dane meteorologiczne, zmienność produkcji OZE w czasie, zmienność pracy systemu w czasie, degradacja systemu w czasie, dynamika systemu, czas trwania inwestycji, ceny energii, zapotrzebowanie rynku na energie lub nośnik, ceny nośników, CAPEX, OPEX oraz TRL (ang. Technology Readiness Level) wszystkich podsystemów. 

Modelowanie i symulacja pozwalają na uzyskanie wyników i parametrów operacyjnych systemu w zależności od założonych parametrów technicznych i ekonomicznych oraz sygnałów wejściowych warunkujących generację lub pozyskiwanie energii odnawialnej. Symulacja wielu różnych wariantów pozwala na lepszą identyfikację oraz porównanie w sposób ścisły najbardziej prawdopodobnego i optymalnego wariantu kompozycji i działania systemu, które często wynikają ze zjawisk stochastycznych lub niedeterministycznych, takich jak zmienne warunki pogodowe. W zależności od specyficznych wymagań systemów współpracujących z rozpatrywanym środowiskiem i założeń wynikających z działalności firmy, identyfikowany jest najlepszy możliwy tryb operacji i kompozycji systemu.

Wspiera to zatem podejmowanie strategicznych decyzji inwestycyjnych poprzez:

  • organizację procesu poszukiwania i weryfikacji technologii oraz wariantów systemu,
  • przyspieszenie realizacji etapu przygotowania i ewaluacji w procesie decyzyjnym,
  • uodpornienie procesu decyzyjnego na materiały marketingowe dostawców technologii,
  • sprowadzenie wszystkich dostępnych technologii i wariantów do wspólnego mianownika,
  • umożliwienie ewaluacji wysoce złożonych i niedeterministycznych wariantów systemu,
  • wczesną identyfikację ryzyka operacyjnego i inwestycyjnego,
  • weryfikację odporności inwestycji na różne zdarzenia na rynku lub zmienne otoczenie,
  • optymalizację nakładów inwestycyjnych (CAPEX) i operacyjnych (OPEX),
  • umożliwienie sprawniejszej weryfikacji i monitorowania aktualności procesu decyzyjnego i inwestycyjnego na późniejszych etapach realizacji projektu,
  • identyfikację przekroczenia dopuszczalnego zakresu odchyleń od przewidywań i założeń przyjętych do ostatecznej decyzji inwestycyjnej na późniejszych etapach realizacji projektu.

Modelowanie systemów po podjęciu decyzji inwestycyjnej


Przydatność modelowania nie kończy się jedynie na fazie koncepcyjnej, czy też projektu wstępnego (FEED, ang. Front End Engineering Design). Wykorzystanie modelowania możliwe jest również w fazie realizacji projektu i budowy, gdzie nie są jeszcze dostępne dane z rzeczywistej pracy. W miarę postępów w projektowaniu systemu lub doborze jego elementów można sukcesywnie wprowadzać obliczeniowe parametry. Umożliwia to weryfikację podtrzymania pierwotnych założeń i decyzji oraz może służyć jako wczesne ostrzeżenie o odejściu od lub przedawnieniu założeń. To ważne sygnały dla minimalizacji i monitorowania ryzyka projektu. 

Dodatkowo, raz przygotowany model przy odpowiednim zwiększeniu poziomu szczegółowości może stopniowo zostać przekształcony w tzw. Digital Twin. Przydatność modeli z tej kategorii została już wielokrotnie potwierdzona w przemyśle i fazie operacyjnej informując między innymi o zmianie prognoz żywotności elementów systemu i przewidując z dobrymi wynikami okresy przeglądów lub napraw prewencyjnych.

Zadanie ENMARO


„Najważniejsza jest wiarygodność danych i informacji służących do podejmowania strategicznych decyzji inwestycyjnych i dekarbonizacyjnych” – mówi Adam Wachowski, Dyrektor Departamentu Badań i Rozwoju w firmie ENMARO. 

„Przy wczesnych etapach projektowania i przy tak dynamicznie zmieniającym się otoczeniu projektów niestety mogą pojawić się błędy w założeniach. Naszym celem jest wychwycenie ich jak najszybciej. Tradycyjne metody ewaluacji nie są przystosowane do tak dynamicznych systemów. Modelowanie zintegrowane zawsze będzie obarczone mniejszym ryzykiem. Decydując się zatem na „stare sprawdzone metody” już na samym początku fazy koncepcyjnej projektu stawiamy się na bardziej ryzykownej pozycji. Ponadto, modelowanie często dopiero umożliwia podjęcie decyzji, które wcześniej nie były wykonalne przez wysoką złożoność projektu.”

„To co proponujemy naszym Klientom to współpraca od samego początku, to znaczy od pojawienia się potrzeby zmian, bo daje to najlepsze rezultaty i chroni naszych partnerów przed ryzykiem, opóźnieniami i kosztami. Wierzymy, że współpraca musi być oparta o bliską integrację prac zespołu ENMARO i Klienta. To zespół Klienta najlepiej rozumie istniejące procesy w firmie."

O firmie


ENMARO (Energy Market Observer Sp. z o.o.) posiadając doświadczenie zdobyte podczas realizacji kilkudziesięciu projektów offshore w Azji, Afryce, Europie i Australii chce wnieść zdobyte know-how do procesu transformacji energetycznej w Polsce. Spółka specjalizuje się w doradztwie przy morskich elektrowniach wiatrowych, magazynach energii, projektach stoczniowych i wielu innych sektorach powiązanych. Zapewniakompleksowe wsparcie inwestora na każdym etapie inwestycyjnym.

Firma ENMARO jest jednym z liderów w dziedzinie holistycznej analizy techno-ekonomicznej i wielowariantowego modelowania i symulacji. Zapewnia gotowość do pomocy Klientom w dostosowaniu się do nowego, zmieniającego się środowiska i nowych wymogów legislacyjnych oraz rynkowych związanych z dekarbonizacją. Dzięki swojemu doświadczeniu i specjalistycznemu know-how ENMARO jest w stanie pomóc innym przedsiębiorstwom w przygotowaniu odpowiedniej strategii rozwoju oraz wesprzeć podejmowanie strategicznych decyzji inwestycyjnych.

Gospodarka Morska
Fot. Enmaro

Partnerzy portalu

ase_390x150_2022

Surowce

 Ropa brent 83,76 $ baryłka  1,33% 11:11
 Cyna 23110,00 $ tona 0,64% 29 lis
 Cynk 2507,00 $ tona -0,87% 29 lis
 Aluminium 2177,00 $ tona 0,60% 29 lis
 Pallad 1021,53 $ uncja  -1,54% 11:10
 Platyna 936,30 $ uncja  -0,31% 11:11
 Srebro 25,06 $ uncja  0,08% 11:11
 Złoto 2038,40 $ uncja  -0,33% 11:11

Dziękujemy za wysłane grafiki.