FE: Elastyczność KSE i gotowość do magazynowania nadwyżek energii będą istotne w 2050 roku

19 czerwca 2020, 09:45 Alert
energetyka energia fot. Pixabay
fot. Pixabay

Forum Energii przygotowało analizę sector couplingu tj. łączenia sektorów i ich elektryfikacji, w której przedstawia wizję systemu energetycznego Polski do 2050 roku. Joanna Pandera i Andrzej Rubczyński z Forum Energii mówią o wnioskach płynących z analizy.

Istotą jest elastyczność systemowa

Integracją sektorów jest inteligentne połączenie zelektryfikowanych dziedzin gospodarki – transportu i budynków z elektroenergetyką. Efektem tego procesu ma być optymalne wykorzystanie zasobów energii pierwotnej, racjonalizacja kosztów, zapewnienie elastyczności KSE, redukcja emisji CO2 oraz zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego. Prezes Forum Energii Joanna Pandera podkreśliła podczas webinaru, że łączenie sektorów ma sens wtedy, gdy mówimy o pełnej dekarbonizacji. Elastyczność KSE i gotowość do magazynowania nadwyżek energii będą najważniejsze w 2050 roku.

Dekarbonizacja wymaga przebudowy KSE. Niezbędne jest podwojenie mocy szczytowej KSE, czterokrotne zwiększenie mocy zainstalowanej, instalacje 5 GWe mocy w sektorze OZE każdego roku, zastąpienie gazu ziemnego wodorem. Jednostki węglowe powinny służyć jako rezerwa.

Według Forum Energii, pełna elektryfikacja ciepłownictwa i transportu w oparciu o krajowe OZE uniezależni Polskę od dostaw energii z innych krajów. Wyzwaniem będzie jednak zbilansowanie KSE w okresach niskiej wydajności zmiennych OZE np. w przypadkach bezwietrznych zimowych dni, podczas których popyt na energię przewyższy podaż. Teoretycznie może nastąpić deficyt mocy w niektórych godzinach na poziomie 18 GWe (32 procent mocy szczytowej). Deficyty mocy i energii mogą pokryć magazyny energii, import oraz aktywny DSM i inne rozwiązania. Elastyczność KSE mogą zwiększyć połączenia transgraniczne, magazynowanie ciepła, zarządzanie popytem oraz dynamiczne taryfy na energię. Forum Energii wskazuje, że polski sektor energetyczny może stać się neutralny klimatycznie do 2050 roku.

Łączenie sektorów

Elektryfikacja sektorów zwiększy zapotrzebowanie na energię. Zużycie energii do 2050 roku wzrośnie o 78 procent. Dzięki łączeniu sektorów, jednostkowa emisja sektora energetyki spada o 95 procent (z 799 do 42 kg CO2/MWh). Produkcja wodoru zmniejsza emisje CO2 o 7-9 milionów ton. W transporcie przewidywany jest spadek emisji CO2 o 65 procent do 2050 roku. Forum Energii przewiduje 85-procentowy spadek łącznej emisji z transportu, elektroenergetyki i ciepłownictwa.

Elektryfikacja i dekarbonizacja zmniejszy koszty operacyjne. Tania energia elektryczna w scenariuszu 100 procent źródeł odnawialnych obniża o 73 procent roczny koszt operacyjny zdekarbonizowanych sektorów.

Ciepłownictwo

80 procent ogrzewania indywidualnego i osiem procent ciepła systemowego będą oparte o technologię Power-to-heat. Poprawa efektywności energetycznej oraz przejście na ciepło systemowe zmniejszy strumień ciepła w grupie budynków ogrzewanych indywidualnie. Roczne zużycie ciepła spadnie z poziomu 160 TWh w 2018 roku do poziomu ponad 40 TWh.

W przypadku ciepła systemowego, Forum prognozuje niewielki spadek zużycia ciepła wynikający z przyłączeń nowych budynków. Zużycie ciepła spadnie z poziomu 70 TWh w 2016 roku do około 55 TWh w 2050 roku.

42 procent zapotrzebowania na gaz będzie pokrywane przez zielony wodór, także w kogeneracji. Wodór jako magazyn energii może rozwiązać problem niedoborów.

Według Forum Energii, 85 procent energii w 2050 roku będzie pochodzić z OZE. Koncepcja stu procent OZE w 2050 roku oznacza nadpodaż tj. 51 TWh. W przypadku łączenia sektorów, nadwyżkę można zmagazynować np. w postaci wodoru.

W 2050 roku transport będzie zużywał 57 TWh energii elektrycznej, a import paliw spadnie o 65 procent. 82 procent samochodów będą stanowiły pojazdy elektryczne.

Samochody elektryczne mają być narzędziem łagodzenia szczytów energii. Rozwój elektromobilności wymaga jednak dużej elastyczności mocy systemu energetycznego ze względu na sposób ładowania akumulatorów. Zmiana wzorca zachowań użytkowników i elastyczne ładowanie pozwala na obniżenie mocy szczytowej systemu do 2,5 GWe (4,4  procent) przy stuprocentowej elastyczności ładowania.

Patrycja Rapacka

Polska rozmawia z Niemcami o rozwoju elektromobilności