Energetyka zmienną jest, a będzie jeszcze bardziej w 2030 roku według ekspertów IJ

23 marca 2023, 07:00 Alert

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.

Turbina wiatrowa. Fot. Pixabay.
Turbina wiatrowa. Fot. Pixabay.

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.

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.

Symulacja IJ Research. Grafika: Instytut Jagielloński.

Symulacja IJ Research. Grafika: Instytut Jagielloński.

– 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

Aktualizacja strategii energetycznej jest gotowa