Mielczarski: Polska stoi przed widmem wojny falowników przez problemy OZE (ANALIZA)
– Wzrost produkcji energii ze źródeł odnawialnych, przy braku długoterminowych i wielkoskalowych magazynów energii będzie prowadzić do przymusowego wyłączania OZE, czego skutkiem będzie ograniczenie możliwość zwiększenie produkcji ze źródeł odnawialnych i niezrealizowanie celów transformacji energetycznej. To co dzieje się już obecnie w systemach niskich napięć, tzw. „wojny prosumenckich falowników”, to tylko przedsmak tego z czym będziemy wkrótce mieli do czynienia w całym systemie elektroenergetycznym – ostrzega prof. Władysław Mielczarski w komentarzu dla BiznesAlert.pl.
Błędne koło inwestycji w OZE
System elektroenergetyczny może przyjąć tylko określoną ilość energii elektrycznej, która musi być przez ten system natychmiast zużyta. Zastosowanie magazynów energii, jakimi dysponujemy obecnie może przesunąć zużycie energii elektrycznej w czasie o kilka godzin, co pozwala zwiększyć wielkość energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego ale w niewielkim stopniu.
Tworzy się rodzaj błędnego koła: im więcej mocy w instalacjach OZE, tym większa produkcja, którą system elektroenergetyczny nie jest w stanie w danej chwili przyjąć, co skutkuje przymusowymi włączeniami OZE, czego rezultatem jest mniejsza, niż zakładano, produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawianych.
W miarę narastania mocy zainstalowanych OZE będzie wzrastała konieczność przymusowego wyłączania (curtailment) tego typu instalacji i zmniejszenie produkcji w stosunku do wielkości oczekiwanej. Będzie to wpływało nie tylko na opłacalność, ale również na konieczność znacznego zwiększenie mocy zainstalowanych OZE w celu osiągnięcia celów polityki klimatycznej. Prowadzi to również do marnotrawstwa kosztów, jakie są ponoszone aby zwiększyć produkcję z OZE.
Rys. 1. Niewykorzystanie pełnych mocy źródeł odnawialnych. Grafika: Władysław Mielczarski.
Ile jeszcze mocy OZE?
Zwiększenie wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego energii ze źródeł odnawialnych powoduje zmniejszenie produkcji z innych źródeł. Jednak takie zmniejszanie ma pewne granice. Elektrownie systemowe (JWCD) powinny pracować z mocą nie mniejszą niż 5000MW (must-run sieciowy), a elektrownie typu nJWCD pracują w lato z mocą około 2500MW, podczas gdy w zimę nJWCD pracują z mocą około 5500MW, ze względu na produkcję ciepła przez elektrociepłownie.
W celu zilustrowania problemu nadmiaru mocy OZE wykonano obliczenie na bazie zmodyfikowanych danych[1][2] dla 19.06.2022r. oraz prognozowanych wielkości mocy OZE w końcu 2022 roku. W obliczeniach bierze się pod uwagę tylko moce i energię z wiatru i paneli PV, ponieważ inne technologie OZE są wliczone w generację nJWCD.
Wielkości mocy odnawialnych źródeł energii możliwych do przyjęcia przez system elektroenergetyczny są na poziomie około 14700MW w okresie letnim i 16500MW w okresie zimowym – Tabela 1. Są to wielkości mniejsze od mocy OZE zainstalowanych w połowie 2021r. i wynoszących tylko dla wiatru i paneli PV ponad 18GW, co oznacza, że już obecnie występuje pewien nadmiar mocy OZE w stosunku do możliwości systemu elektroenergetycznego.
Tabela 1 Szacunkowe wielkość możliwości pracy systemu elektroenergetycznego oraz elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych w MW. Tabela: Władysław Mielczarski.
Gdyby chciano w pełni wykorzystać moce zainstalowane w wiatrakach i panelach PV, to nadmiar mocy wynosiłby około 3300MW w czerwcu 2022 i około 3500MW w końcu roku. Ponieważ moce zainstalowane zarówno paneli PV, a po spodziewanym liberalizacji ustawy 10H, również i wiatraków będą narastać, to również dalej będzie narastać niewykorzystana nadwyżka mocy OZE.
Magazyny energii?
Jednym rozwiązaniem problemu niewykorzystania mocy odnawialnych źródeł energii są jej magazyny, które byłyby w stanie przechować energię w okresie kilku miesięcy i miały moc rzędu 10-20GW, przy pojemnościach pozwalającej na pracę z pełną mocą w ciągu kilku bezwietrznych zimowych dni. Musiała by tam zostać zmagazynowana energia prosumentów wyprodukowana w okresie letnim przez panele PV, a zużywana w zimie przez pompy ciepła. Zatrudnianie hałd węglowych do magazynowania energii prosumentów powinno mieć ograniczony zakres.
Niestety nie ma obecnie znanych technologii, które pozwalałyby budować długoterminowe i wielkoskalowe magazyny energii. Nie ma nie tylko technologii, ale nie ma nawet pomysłów jak taki magazyn energii można by zbudować, bo o zastosowaniach technologii wodorowych w wielkoskalowej energetyce można tylko pomarzyć, zresztą już to było przerabiane.
[1] „Praca KSE – dane podstawowe”, PSE SA www.pse.pl, 19.06.2022r.
[2] „Generacja źródeł wiatrowych i fotowoltaicznych”, PSE SA, www.pse.pl, 19.06.2022r.
