Instytut Jagielloński ocenia, że skokowy rozwój OZE zwiększy zapotrzebowanie na elastyczną pracę energetyki przez zmienność podaży mocy zależnych od pogody. To ważne w kontekście polskiej strategii energetycznej.
Rzeczpospolita ustaliła, że szkic zaktualizowanej Polityki Energetycznej Polski do 2040 roku (tzw. strategia energetyczna) zakłada skokowy rozwój odnawialnych źródeł energii: 27 GW fotowoltaiki oraz 14 GW lądowych farm wiatrowych do 2030 roku, a oprócz tego 9 GW energetyki jądrowej do 2040 roku. Według IJ, wysoki udział fotowoltaiki i lądowych farm wiatrowych ma przynosić duże skoki podaży przez to, że te źródła pracują w uzależnieniu od zmiennych warunków pogodowych. Tymczasem sterowalne elektrownie węglowe zostaną uszczuplone o 3 GW do 2030 roku ze względu na stan techniczny.
4/x KSE z wysokim udziałem mocy PV oraz LEW będzie cechować się wyższą godzinową penetracją energii z tych źródeł przy jednoczesnym spodziewanym (w oparciu o dane Rz) wycofaniu do 2030 roku ok. 3 GW sterowalnych mocy cieplnych z uwagi na wiek i stan techniczny.
— Jagiellonski Research (@IJ_Research) March 22, 2023
Instytut Jagielloński wskazuje na konieczność uelastycznienia pracy takiego systemu, a także inne wyzwania, jak „niższe poziomy inercji i podwyższone wskaźniki rate of change of frequency (RoCoF) rodzące potencjalne problemy z utrzymaniem częstotliwości w obliczu awarii jednostek wytwórczych bądź problemy z utrzymaniem kształtu krzywej napięcia (tzw. system strength) po awarii, a także możliwe problemy w pokrywaniem szczytów zapotrzebowania (gdy nie wieje i nie świeci)”.
– Wysoka penetracja fotowoltaiki i lądowej energetyki wiatrowej, ew. morskich farm wiatrowych, to nie tylko zjawisko duck curve (niskie poziomy zapotrzebowania rezydualnego w godzinach solarnych, szybki wzrost zapotrzebowania po południu i wieczorem) wymagającego większej elastyczności źródeł rezerwowych, ale także na szereg innych wyzwań technicznych z prowadzeniem pracy systemu, obserwowanych w innych systemach z wysoką penetracją pogodowych OZE – ostrzega Instytut.
– Z drugiej strony mogą pojawić się problemy z wyższymi niż obecnie wolumenami „nadmiarowej” energii z OZE (obserwowane choćby w 2023 roku i skutkujące koniecznością redukcji wytwarzania z lądowej energetyki wiatrowej – tzw. curtailment) – informuje Instytut. – Co ciekawe, duck curve stanie się silnie widoczny także zimą, gdzie historycznie (np. rok 2022) produkcja z fotowoltaiki był niska z uwagi na relatywnie niską moc zainstalowaną i słabsze nasłonecznienie. Przy 27 GW mocy fotowoltaiki, nawet zimą można spodziewać się 6-8 GW produkcji – dodaje na Twitterze projektu Jagielloński Research.
Oznacza to, że energetyka Polska w 2030 roku będzie musiała pracować bardziej elastycznie i szybciej reagować na zmiany podaży mocy z rosnącej ilości OZE. Atom ma zaś znaleźć się w stabilnej podstawie generacji zastępując stopniowo węgiel. Źródło najbardziej elastyczne to gaz.
– Systemy elektroenergetyczne wielu krajów (np. Australia, Niemcy, Wielka Brytania) od lat doświadczają bardzo wysokich dobowo-godzinowych udziałów produkcji z pogodowych OZE, które czasami z kolei nie wytwarzaja prawie wcale – tłumaczy Kamil Moslwik z IJ. – Jest to jakościowa zmiana miksu wytwórczego, niosąca ze sobą wiele wyzwań technicznych w zakresie bieżącej pracy systemu. Polska, celując w 27 GW fotowoltaiki oraz 14 GW wiatru w 2030 roku nie uniknie tych wyzwań, lecz ma szansę wykorzystać doświadczenie innych krajow.
– W obliczu OZE, kluczowymi kwestiami powinien być rozwój sieci i magazynowania energii oraz podejmowanie decyzji w oparciu o wiedzę zamiast techniczną i analitykę – podkreśla Moskwik.
Instytut Jagielloński/Wojciech Jakóbik
