Dr Marija Vujačić, alumnistkinja Univerziteta Crne Gore (UCG) i globalni menadžer proizvoda za baterijsko skladištenje energije u kompaniji Hitachi Energy za sajt UCG sa njom smo razgovarali o ličnom profesionalnom razvoju, istraživanjima u njenoj sferi, perspektivi za mlade naučnike u ovoj oblasti.
Diplomirala je na UCG 2013. godine, master studije završila na Univerzitetu u Beogradu 2014. godine, a doktorsku disertaciju iz oblasti energetske elektronike odbranila na Univerzitetu u Bolonji 2019. godine. Tokom 2018. bila je gostujući istraživač na Liverpool John Moores, Univerzitetu, dok je u periodu 2022-2023. bila gostujući profesor na Univerzitetu u Bolonji, gdje je predavala kurseve iz oblasti obnovljive energije i zelenih tehnologija. Prethodno je radila kao inženjer za istraživanje i razvoj u kompaniji Engie EPS.
Vaše istraživanje fokusira se na mrežno-formirajuće baterijske sisteme za skladištenje energije (BESS) kao ključni element za integraciju obnovljivih izvora energije. Šta vas je inspirisalo da istražujete ovu oblast i zašto je ona važna za budućnost globalnih elektroenergetskih sistema?
Moje istraživanje je najprije bilo fokusirano na energetsku elektroniku, koja igra ključnu ulogu u omogućavanju efikasne konverzije energije iz jednog oblika u drugi – najčešće iz jednosmjerne (DC) u naizmjeničnu (AC) energiju koja se koristi u mreži, ali i obrnuto. Tokom rada na različitim topologijama pretvarača i razvoju sistema za njihovo upravljanje, bavila sam se i njihovom primjenom u različitim oblastima. Jedna od njih bila je integracija sistema za skladištenje energije iz litijumskih baterija (BESS), koji su od suštinskog značaja za integraciju obnovljivih izvora energije.
Sa sve većim udjelom vjetra i sunca u proizvodnji električne energije, BESS sistemi postaju ključni za balansiranje proizvodnje i potrošnje, održavanje stabilnosti mreže i osiguranje pouzdanog pristupa energiji. Kako se globalni energetski sistemi sve više okreću obnovljivim izvorima energije, zbog smanjenja emisije štetnih gasova i očuvanja prirodnih resursa, sistemi za skladištenje energije postaju ključni za budućnost održivog elektroenergetskog sistema. Stoga sam i ja proširila svoj fokus interesovanja na ove sisteme i počela se intenzivnije baviti različitim temama koje su od značaja za sigurno i bezbjedno funkcionisanje ovih sistema.
Radili ste i u akademskim i u industrijskim okruženjima, uključujući i vrijeme provedeno kao inženjer za istraživanje i razvoj u kompaniji Engie EPS. Kako se rad u industriji razlikuje od akademskog istraživanja i kako su oba iskustva doprinijela vašem razumijevanju tehnologija skladištenja energije?
Moje iskustvo u industriji i akademiji značajno se razlikuje, pri čemu svako od njih nudi specifične prednosti i nedostatke. Rad u industriji je dopunio moje razumijevanje tehnologije tako što mi je omogućio uvid u aspekte koji prevazilaze isključivo razvoj tehnologije. Na primjer, teme kao što su sigurnosni sistemi za litijumske baterije, usklađivanje proizvoda sa standardima i regulativama, kao i uticaj ambijentalnih uslova na performanse i dimenzionisanje sistema, veoma su važni faktori za realizaciju i pozicioniranje rješenja na tržištu.
S druge strane, akademsko istraživanje mi je pružilo dubok fokus i temeljnost u analitičkoj analizi, što su vještine koje se razvijaju u istraživačkom okruženju. Ova rigoroznost omogućava detaljno razumijevanje teorijskih osnova tehnologija i njihove primjene, što je esencijalno za razvoj inovativnih rješenja.
Oba iskustva su mi omogućila da sagledam tehnologije iz različitih perspektiva, čime sam razvila sveobuhvatnije razumijevanje njihovih mogućnosti i izazova, što će mi, vjerujem, koristiti u budućim projektima i poslovnim angažmanima.
Kao globalna menadžerka za proizvode za skladištenje baterijske energije u kompaniji Hitachi Energy, kako primjenjujete svoja istraživanja i ekspertizu u unapređenju rješenja za skladištenje energije u vašoj trenutnoj ulozi?
Moja trenutna pozicija kao globalne menadžerke za proizvode za skladištenje baterijske energije omogućava mi pristup najnovijim informacijama i trendovima koje nameću najrazvijeniji elektroprenosni sistemi, sa kojima blisko sarađujemo. Zajedno sa timom imamo mogućnost da testiramo algoritme na gotovo svim softverskim platformama koje se danas koriste, što direktno doprinosi unapređenju rješenja. Osim toga, u okviru strateškog planiranja radim na osiguravanju tehničkog i poslovnog vođstva kroz tehničko-ekonomske analize različitih rješenja. Takođe, fokusiramo se na standardizaciju i optimizaciju postojećih rješenja kako bismo podstakli njihovu širu primjenu na tržištu. Ova kombinacija različitih pristupa omogućava mi da osiguram da su naša rješenja ne samo inovativna, već i u skladu sa potrebama i očekivanjima korisnika.
Vaša karijera obuhvata uloge istraživača, inženjera i gostujućeg profesora. Kako su ova raznolika iskustva oblikovala vaš pristup razvoju i primjeni tehnologija za skladištenje energije?
Veoma sam zahvalna na prilikama koje sam imala da se oprobam u različitim ulogama, koje su svaka na svoj način značajno oblikovale moj pristup razvoju i primjeni tehnologija. Ova iskustva omogućila su mi da svakom problemu pristupim iz više uglova, što doprinosi potpunijem razumijevanju i efikasnijem rješavanju. Moj doktorat i istraživački rad pomogli su mi da usavršim analitičke vještine, razvijem kritičko mišljenje i shvatim važnost preciznosti i dosljednosti u interpretaciji rezultata. Uloga gostujuće profesorice bila je i privilegija i prilika da podijelim stečeno znanje i iskustvo, ali i izazov da približim kompleksne teme studentima, primjenjujući inovativne pristupe poput design thinking-a na teme iz oblasti zelenih tehnologija. Na kraju, uloga inženjerke podsjeća me na važnost praktičnosti i uticaja drugih aspekata, kao što su ekonomski i geopolitički faktori, kao i značaj „soft skills“ za uspjeh i napredak u korporativnom okruženju.
Po vašem mišljenju, koji su najperspektivniji budući razvojni pravci u oblasti skladištenja energije i kako oni mogu dalje podržati integraciju obnovljivih izvora energije u elektroenergetsku mrežu?
Sistemi za skladištenje energije su ključni za uspješnu integraciju obnovljivih izvora energije u mrežu, a budući razvojni pravci u ovoj oblasti obećavaju raznovrsna rješenja. Medijumi za skladištenje mogu biti različiti, uključujući tehnologije baterija kao što su litijumske, natrijum-jonske, ali i vodonik, superkondenzatori i druge inovativne opcije. Svaka od ovih tehnologija ima svoju specifičnu ulogu u tranziciji ka održivijim energetskim sistemima.
Energetska elektronika igra ključnu ulogu u omogućavanju fleksibilnosti i kontrolabilnosti ovih sistema. Ona, zajedno sa digitalizacijom, predstavlja centralne teme i buduće razvojne pravce u oblasti skladištenja energije. Ove tehnologije ne samo da pružaju rješenja za trenutne izazove u integraciji obnovljivih izvora energije, već takođe omogućavaju i prilagodljivost u različitim scenarijima mreže dok se krećemo ka cilju neto nule.
S obzirom na sve brže promjene u globalnom energetskom sistemu, važnost naprednih sistema za skladištenje postaje sve očiglednija, a investicije u ove oblasti će sigurno doprinijeti održivijoj i efikasnijoj budućnosti elektroenergetskih sistema.
Koji su neki od ključnih izazova u velikoj primjeni mrežno-formirajućih BESS sistema i kako razvoj snažnih performansnih standarda i tržišnih mehanizama može pomoći u prevazilaženju ovih izazova?
Ključni izazovi u širokoj primjeni mrežno-formirajućih sistema obuhvataju nedovoljno jasno definisana očekivanja u vezi sa performansama, koja nisu adekvatno regulisana mrežnim kodovima. Ova situacija otežava njihovu implementaciju na većem nivou. Takođe, ekonomska isplativost BESS sistema zavisi od tržišnih mehanizama koji još uvijek nisu dovoljno razvijeni u svim dijelovima svijeta. Iako se globalno tržište brzo mijenja, trenutni standardi i regulative ne zadovoljavaju potrebe tržišta. U tom kontekstu, inicijative poput Stability Pathfinder u Velikoj Britaniji i mehanizama koje definiše AEMO u Australiji predstavljaju značajne korake ka rješavanju ovih izazova. Stability Pathfinder se fokusira na razvoj i testiranje novih pristupa i tehnologija za očuvanje stabilnosti mreže u uslovima sve veće penetracije obnovljivih izvora energije, čime se promovišu nove tehnologije i unapređuju mrežni kodovi. NG ESO je bio prvi operator prenosnog sistema koji je formalizovao tehničke zahtjeve, definišući očekivano ponašanje mrežno-formirajućih sistema (uključujući i BESS ). S druge strane, AEMO u Australiji implementira razne mehanizme, kao što su frequency control ancillary services , i podržava razvoj mrežno-formirajućih tehnologija. Kombinovanjem ovih pristupa i jačanjem tržišnih mehanizama, može se stvoriti okruženje koje će olakšati brzu i efikasniju integraciju ovih sistema, što je ključno za budućnost modernih održivih elektroenergetskih sistema.
Možete li nam, jednostavnim riječima, objasniti kako mrežno-formirajući BESS pomaže u održavanju stabilnosti mreže i kvaliteta električne energije, posebno pri integraciji obnovljivih izvora poput vjetra i sunca?
Mrežno-formirajući (grid forming) BESS predstavlja naprednu tehniku upravljanja koja se oslanja na VSG (virtuelni sinhroni generator) algoritam. Ovaj algoritam omogućava BESS -u ne samo da skladišti energiju, već i da aktivno učestvuje u održavanju stabilnosti mreže i kvaliteta električne energije. Zahvaljujući ovom algoritmu, BESS se ponaša kao sinhrona mašina u različitim mrežnim uslovima, pružajući napredne funkcije kao što su regulacija napona, frekvencije i inercije. Ovo omogućava sistemu da funkcioniše povezano sa mrežom i drugim generatorima, ali i da nesmetano funkcioniše u ostrvskom režimu kao jedini generator. Tranzicija između različitih režima rada, kao što je prelazak iz ostrvskog u mrežni rad, takođe je moguća. Jedna od posebno značajnih karakteristika ovog sistema je njegova sposobnost da nadmaši konvencionalne sinhrone mašine u pogledu inercije i stabilnosti. Pošto kontrola funkcioniše digitalno, fizička ograničenja rotacionih masa koja definišu tradicionalne sinhrone mašine više nisu prisutna, što omogućava veću fleksibilnost, skalabilnost i brži odziv. Dodatno, količina „virtuelne inercije“ u mrežno-formirajućem sistemu poput BESS -a može se digitalno podesiti prema potrebama sistema, čime se dodatno osigurava fleksibilnost koja nije dostupna tradicionalnim mašinama.
U svom radu spominjete da se inverteri mogu ponašati kao izvori napona kada se kombinuju sa kontrolom virtuelne sinhrone mašine i skladištenjem energije. Po čemu se ovo razlikuje od tradicionalnih sinhronih generatora i koje prednosti pruža za savremene elektroenergetske sisteme?
VSG BESS predstavlja značajan napredak u tehnologiji skladištenja energije, omogućavajući savremenim elektroenergetskim sistemima veću stabilnost, fleksibilnost i integraciju obnovljivih izvora. Ovi sistemi brzo reaguju na smetnje i nestabilnosti u mreži (vrijeme odgovora mjeri se u milisekundama), čime se povećava ukupna otpornost elektroenergetskog sistema na krizne situacije. BESS ima veoma važnu ulogu i u procesu ponovnog pokretanja elektroenergetskog sistema nakon potpunog gubitka funkcije (tzv. „black start“ procedura). Ova procedura može biti izazovna jer se obično gubi stabilnost mreže, a tradicionalni generatori zahtijevaju električnu energiju za pokretanje. Korišćenjem BESS -a smanjuje se potreba za pokretanjem dodatnih generatora na fosilna goriva ili drugih klasičnih generatora, čime se smanjuju troškovi i emisije tokom ovog kritičnog procesa.
Učestvujete na „Danima naučne dijaspore“ na UCG. Kako vidite ulogu ovakvih događaja u povezivanju naučnika i profesionalaca iz industrije, i zašto je ova vrsta saradnje važna za unapređenje energetskih tehnologija?
Uloga ovakvih događaja je od suštinske važnosti. Povezivanje naučnika i profesionalaca iz industrije ne samo da omogućava razmjenu ideja i znanja, već može ubrzati implementaciju dostupnih tehnologija i optimizaciju postojećih rješenja, a isto tako i podstaći inovaciju i podržati istraživanje. Samo zajedničkim radom možemo stvoriti budućnost koju želimo, u kojoj će industrija i nauka biti sinergijski povezane. Da je ovo već trend, potvrđuju brojni memorandumi o razumijevanju i saradnji koji se potpisuju između kompanija i univerziteta. Na nekim evropskim univerzitetima akademski radnici se finansiraju isključivo iz projekata, što dodatno osnažuje povezanost, doprinosi razvoju inovacija i osigurava implementaciju inovativnih rješenja.
Koji bi bio vaš savjet mladim istraživačima i inženjerima koji su zainteresovani za karijeru u skladištenju energije i integraciji obnovljivih izvora? Koje vještine i znanja smatrate ključnim za uspjeh u ovoj oblasti?
Na svjetskom nivou postoji konsenzus o važnosti pitanja energetske efikasnosti i složenosti izazova u stvaranju zdravije i zelenije budućnosti. Uz to, nameće se i pitanje kako osigurati stabilnost napajanja dok se broj potrošača konstantno povećava. Ovi izazovi otvaraju brojne mogućnosti za doprinos i unapređenje trenutnog energetskog sistema. Biti dio ove oblasti je privilegija, jer se njen značaj neprekidno povećava u svjetlu globalnih klimatskih promjena i prelaska na obnovljive izvore energije. Međutim, za uspjeh u ovoj kompleksnoj oblasti potrebni su trud, rad i temeljit pristup. Ključne vještine uključuju tehnička znanja kao što su razumijevanje principa rada i tehnologija, interdisciplinarnost, vještine analize podataka i procjene različitih scenarija za optimizaciju sistema. Zatim inovativno razmišljanje, sistematski pristup koji podrazumijeva razumijevanje sistema i njegovih interakcija, kako bi se mogla efikasno razvijati i implementirati rješenja. Vjerujem da ulaganje u razvoj ovih vještina i znanja može značajno doprinijeti ličnom i profesionalnom uspjehu u oblasti skladištenja energije i integracije obnovljivih izvora.
Izvor/foto UCG