Artikkel ilmus teadusportaalis Novaator.

Teoreetilisest vaatest on üheks selle protsessi oluliseks tagajärjeks tarbijate lahkumine põhivõrgust. „See võimalus on muutumas realistlikumaks ning poliitikakujundajad ja sidusrühmad peavad sellega kindlasti tegelema,“ nendib Belikov, kes koos Aviad Navon’i, Ron Ofir’i, Yael Parag’i, Ariel Orda ja Yoash Levron’iga avaldas samateemalise teadusartikli väljaandes iScience.

Miks tekitab tarbijate võrgust lahkumine probleeme?

Belikovi sõnul näitas uuringu tulemus, et tarbijad lahkuvad võrgust seepärast, sest neil on odavam ise elektrit toota. Samas on kohalikud energiasüsteemid, nagu mikrovõrgud ja energiakogukonnad, ka taastuvatele ja hajutatud energiasüsteemidele üleminekul üliolulised.

„Suures plaanis võib see suundumus ehk tarbijate lahkumine tuua kaasa olulisi muutusi elektrivõrkude toimimises, mida tuleb paremini mõista ja hallata.“

Näiteks Euroopas on enam kui 7700 energiakogukonda, kus on üle 2 miljoni liikme, kes võtavad kasutusele DER-e (ingl distributed energy resources) ja kus on sageli oma liikmetele põhivõrgust sõltumatud elektrihinnad. „Kuna kulud vähenevad, võivad need kohalikud süsteemid arendada piisavalt võimekust, et muutuda kesksest süsteemist sõltumatuks,“ selgitab Belikov.

Karm tõde: taastuvenergia ei saa (veel) hakkama ilma elektrivõrguta

Nii võivad tarbijate lahkumisel ja isetootmisel olla suured negatiivsed tagajärjed kohalikele elektrivõrkudele. „See võib aeglustada üleminekut vähese CO2-heitega majandusele, muutes taastuvenergia toetamiseks vajaliku võrgu laiendamisse investeerimise põhjendamise raskemaks,“ loetleb Belikov.

Tema sõnul viitavad hiljutised aruanded, et taastuvenergia integreerimise toetamiseks laiendatakse tohutult võrku, mille ülemaailmsed kulud ulatuvad hinnanguliselt sadadesse miljarditesse dollaritesse aastas. „Võrgust lahkumine ohustab või mõjutab selliste projektide kulude katmist. Veelgi enam, kui liiga palju tarbijaid võrgust lahkub, võivad ülejäänud elektriarved suureneda, mis toob kaasa majandusliku ebavõrdsuse. See võib juhtuda siis, kui osa tarbijatest lahkub võrgust ja need, kes on maha jäänud ja kellel pole ehk võimalust ise elektrit toota, maksavad oluliselt suuremaid elektriarveid,“ selgitab Belikov.

Teadustöö keskendub tekkivale „surmaspiraalile“

Veel üks kaugeleulatuv tagajärg, mis elektrivõrgust lahkumisele järgneb, võib Belikovi sõnul olla "kommunaalteenuste surmaspiraal", kus elektriettevõtted seisavad silmitsi rahalise kokkuvarisemisega positiivse tagasiside ahela tõttu: kui tarbijad võrgust lahkuvad, tõuseb elektri hind, mis põhjustab veelgi rohkem lahkumisi võrgust. „Kui see tsükkel jätkub, võib tsentraliseeritud elektrisüsteemi asendada vähem stabiilse detsentraliseeritud struktuuriga, mis seab ohtu energiajulgeoleku, süsteemi töökindluse ja hinnastabiilsuse,“ nendib Belikov.

Mänguteooria tuleb appi probleemi lahendama

Nende probleemide lahendamiseks pakubki Belikov koos oma kolleegidega välja uudse mänguteoreetilise raamistiku elektrivõrgu lahkumise protsesside uurimiseks. „See lähenemisviis võtab arvesse tarbijate strateegilist mõtlemist ja nende vastandlikke huve,“ tutvustab Belikov.

Nende analüüs näitas, et otsused, mis on tehtud ilma tarbijate omavahelist sõltuvust arvesse võtmata, võivad viia mitte optimaalse tulemusteni, kuna need ei suuda ennustada võimalikke lahkumisi. „Tarbijate vastuoluliste huvide eiramine võib märkimisväärselt mõjutada üldist sotsiaalset heaolu.“

Teoreetilise analüüsi ja juhtumiuuringute kaudu jõudis Belikovi meeskond mitme olulise järelduseni:

1) esimene on kompleksne dünaamika, mis tähendab, et tarbijate vastuolulised huvid toovad kaasa keeruka võrgust lahkumiste dünaamika.

2) doominoefekt: väiksemate tarbijaklastrite lagunemine võib põhjustada suuremate klastrite lahkumist, luues doominoefekti, mis aja jooksul levib üha edasi.

3) võrgu haavatavus: „Leidsime, et jaotusvõrgud on tavaliselt küll nn lahkumiskindlad, kuna tarbijad saavad kasu elektrivõrgu jagamisest naabruskonna või linna tasandil. Kuid ülekandevõrkudes varieeruvad need sõltuvalt nende pikkusest, keerukusest ja koormuse jaotusest.“

Arvestada tuleks tarbijate vastastikust sõltuvust

Belikov lisab, et tulemused kinnitasid, et tarbijate vastastikune sõltuvus võib suurendada võrgust lahkumist ja selle arvesse võtmine võib paljastada sellise eeldusega piirkondi, mida varem ei suudetud tuvastada. Kuna praeguste võrgu arendamise plaanide investeeringute tasuvus põhineb eeldusel, et kõik tarbijad on endiselt ühendatud võrku, võivad võrgust lahkumised nende täitmist edasi lükata või isegi takistada.

Kaasates aga planeerimisprotsessi eelnimetatud prognoosid, saab võrgu laiendamist tõhusamaks muuta. „Näiteks saavad poliitikakujundajad julgustada sõltumatute mikrovõrkude väljaarendamist piirkondades, kus on suur tõenäosus, et need võivad tekkida, vältides samas tarbetut laienemist. Lisaks võiksid kommunaalettevõtted pakkuda valikuliselt võrguväliseid teenuseid, kui on majanduslikult kasulik vältida tarbijate võrgust lahkumist.“

Niisiis soovitavad teadlased kaaluda nõudluse prognoosimismudelites neid protsesse ja arvestada tarbijate vastastikust sõltuvust, et saaks teha teadlikumaid planeerimisotsuseid.

Kui lahkumiste dünaamikat hakatakse põhjalikumalt mõistma, saavad Belikovi sõnul nii poliitikakujundajad kui ka kommunaalettevõtted töötada välja strateegiad selle nähtuse efektiivseks haldamiseks, tagades samal ajal stabiilse ülemineku detsentraliseeritumale ja jätkusuutlikumale energiatulevikule.