Systemy ciepłownicze przyszłości będą elementem inteligentnego systemu energetycznego powstałego w wyniku współdziałania systemów dystrybucji energii elektrycznej, gazu, ciepła i chłodu. Koncepcja inteligentnego systemu energetycznego jest wizją przyszłościową, jednak elementy tej koncepcji są znane od lat, a wiele z nich jest już praktycznie realizowanych bądź obecnie testowanych i wdrażanych.

Inteligentny system energetyczny

Inteligentny system energetyczny Inteligentny system energetyczny jest systemem obejmującym produkcję, transport i użytkowanie mediów energetycznych, przede wszystkim sieciowych, takich jak energia elektryczna, gaz, ciepło i chłód, który jednocześnie pozwala integrować działania jego użytkowników: wytwórców (producentów energii), odbiorców (konsumentów energii) i tych, którzy łączą obie funkcje (tzw. prosumentów). W przypadku systemu ciepłowniczego traktowanego jako element inteligentnego systemu energetycznego, nadrzędnym celem jest wytwarzanie, dystrybucja i odbiór ciepła w sposób efektywny energetycznie, przy minimalizacji wpływu procesów na środowisko naturalne i zachowując wysokie bezpieczeństwo oraz jakość dostaw ciepła. Wysoką efektywność energetyczną gwarantują nowoczesne wysokosprawne technologie wytwarzania, transportu i magazynowania ciepła. Wykorzystanie rozproszonych źródeł ciepła, w tym także rozwiązań prosumenckich, podnosi bezpieczeństwo i niezawodności dostaw ciepła12. Stosowanie „inteligentnych” rozwiązań w energetyce rozpoczęto najpierw w systemach elektroenergetycznych, a następnie  w systemach gazowniczych i ciepłowniczych, począwszy od odbiorców końcowych (inteligentne opomiarowanie, zarządzanie popytem), poprzez rozwiązania w przesyle i dystrybucji (sieci inteligentne), aż po źródła zasilania i elementy współpracujące z siecią, takie jak magazyny energii. Podobnie jak „smartphone” oznacza połączenie funkcjonalności telefonu i komputera, termin „smart grid” oznacza funkcjonowanie sieci dzięki rozwiązaniom informatycznym i telekomunikacyjnym, czyli cyfrowym technikom dwukierunkowej łączności z obiektami na sieci, komputerowym systemom zdalnego sterowania i układom automatyki. Urządzenia zainstalowane na sieci posiadają możliwość zbierania i przetwarzania danych pomiarowych oraz komunikowania się z systemem dyspozytorskim operatora sieci. Wykorzystanie układów automatycznego sterowania jest podstawową cechą sieci inteligentnych, umożliwiających operatorowi indywidualne bądź grupowe sterowanie urządzeniami przyłączonymi do sieci. Wśród podstawowych cech inteligentnej sieci ciepłowniczej należy wymienić:

• wysoką jakość dostaw ciepła, dzięki odpowiedniemu monitorowaniu stanu sieci, zapewniającemu odporność na uszkodzenia fizyczne oraz ataki cybernetyczne,
• możliwość zarządzania popytem (wpływ na reakcję strony popytowej),
• możliwość zagospodarowania wielu źródeł ciepła, w tym źródeł odnawialnych,
• możliwość magazynowania ciepła w sieci,
• samodzielną reakcję w przypadku stanów awaryjnych sieci (automatyczne zarządzanie awariami),
• możliwość świadczenia nowych usług, rozwój rynku, optymalizację zarządzania aktywami.

Przedstawiona charakterystyka systemu może być zapewniona głównie dzięki oprogramowaniu wspomagającemu zarządzanie siecią345: pakietom do symulacji i optymalizacji sieci oraz oprogramowaniu do prognozowania zapotrzebowania na ciepło. Ważną rolę odgrywają także systemy inteligentnego opomiarowania6, umożliwiające m.in. zarządzanie popytem, opomiarowanie netto, a także technologie teleinformacyjne oparte na układach transmisji danych i serwerach realizujących przechowywanie oraz przetwarzanie dużych zbiorów danych (technologie Big Data).

RYS. 1 Ideowy Schemat zintegrowanej hybrydowej sieci energetycznej (źródło: Sterner, 2009)