Rosnąca liczba OZE to nie tylko korzyści, ale też wyzwania spadające na operatora. Polska chce mu dać odpowiednie narzędzia do działania.
Świat coraz więcej inwestuje w odnawialne źródła energii, szczególnie w fotowoltaikę i farmy wiatrowe, więc powstają problemy z integracją tych źródeł w systemie elektroenergetycznym. – Ostatnie problemy z przyjęciem nadmiaru produkcji z odnawialnych źródeł energii, jakie zaczynają występować w Polsce i innych krajach, w których rosną moce zainstalowane odnawialnych źródeł energii powodują pytania: co dalej? Czy jest sens inwestować miliardy w budowę nowych instalacji OZE, kiedy już obecnie system nie jest w stanie przyjąć ich produkcji? Jak spełnić cele polityki energetycznej stanowiące cel udziału OZE w produkcji energii elektrycznej na poziomie 32 procent w 2030 roku, kiedy obecnie przy produkcji niewiele większej od 20 procent operatorzy sieci muszą wyłączać źródła energii odnawialnej. W Polsce tylko w kwietniu 2023 roku operatorzy sieci dwukrotnie byli zmuszenie do redukcji generacji energii przez źródła odnawialne – podkreśla prof. Władysław Mielczarski w komentarzu dla BiznesAlert.pl.
23 kwietnia 2023 roku Polskie Sieci Elektroenergetyczne ogłosiły zagrożenie bezpieczeństwa dostaw energii w Polsce. Musiały ograniczyć odnawialne źródła energii na czele z fotowoltaiką przez wielką podaż i niewielkie zapotrzebowanie. Wszystko w celu stabilizacji systemu, który nie radził sobie z rosnącą ilością OZE.
Profesor Mielczarski ocenia, że dyskusja, która rozwinęła się w mediach po przymusowych włączeniach OZE, sprowadzała się do wskazywania prostych rozwiązań, ale mało skutecznych. – Postulowano przede wszystkim rozwój sieci elektroenergetycznej, budowanie magazynów energii oraz szerszy zakres stosowania sterowania odbiorami (Demand Side Management). Wszystkie te rady są proste, bo wynikają z uproszczonego postrzegania zasad funkcjonowania systemów elektroenergetycznych lub zupełnego braku wiedzy o zasadach działania elektroenergetyki – pisze.
– Sieć elektroenergetyczna to system linii przesyłowych, dystrybucyjnych, transformatorów, przekładników prądowych i napięciowych oraz odpowiednich zabezpieczeń. Sieć może przesłać energię elektryczną ale nie jest w stanie jej magazynować. Jej rozwój będzie sprowadzał się do przesyłania nadmiaru energii z jednego miejsca do drugiego, gdzie również ten nadmiar występuje. Nie można spodziewać się istotnych redukcji strat związanych z przesyłem energii elektrycznej. Straty energii w systemie przesyłowym najwyższych napięć to 2,3 procent całej przesyłanej energii, a w systemach dystrybucyjnych to z reguły 6-8 procent. Mówiąc bardziej prosto: sieć elektroenergetyczna to tylko „druty”, a transformatory to też „druty” tylko w oleju i nie można po nich wiele się spodziewać. Niewiele też pomoże „przytulanie” słupów energetycznych, jak radzi znany tygodnik The Economist – tłumaczy Władysław Mielczarski.
Jego zdaniem, magazyny energii, którymi Polska może dysponować też nie są rozwiązaniem dla nadmiaru energii ze źródeł odnawialnych. – Energii elektrycznej nie można magazynować bezpośrednio, ponieważ to ruch elektronów, a ruchu nie można zmagazynować. Istnieją magazyny chemiczne czy mechaniczne, jednak są to magazyny o małej pojemności i krótkim czasie działania, a dla magazynowania energii z OZE są potrzebne wielkoskalowe magazyny o pojemości dziesiątków TWh, które byłyby w stanie magazynować energię w okresie kilku miesięcy. Takich magazynów nie ma i raczej nie będzie, bo nadzieje na wielkoskalowe magazyny wodorowe w sytuacji, w której byliśmy w stanie zbudować magazyny gazu ziemnego o pojemności zaledwie 15 procent całego zapotrzebowania są w kategoriach myślenia życzeniowego. Próby z DSR wskazały na możliwości w zakresie 1GW i do tego bardzo kosztowne – czytamy w komentarzu prof. Mielczarskiego.
Wiceminister klimatu i środowiska Anna Łukaszewska-Trzeciakowska podkreśla, że nowe OZE wchodzące do systemu muszą być sterowalne. – Operatorzy muszą mieć możliwość reagowania na sytuację. Operator PSE dzięki zmianie prawa energetycznego będzie mógł wypłacać odszkodowania chętnym w momencie, w których będzie zmuszony do ograniczania pracy źródeł wytwórczych, a także oprócz aukcji będzie możliwość wypłacania pieniędzy za zapowiedziane odcinanie źródeł sterowalnych. Takie działanie może być zatem zaplanowanym elementem biznesu – mówi w rozmowie z BiznesAlert.pl.
Jednak zdaniem Władysława Mielczarskiego, podstawowym źródłem problemów w relacji polityka energetyczna i system elektroenergetyczny jest nieodpowiednie ustanawianie celów OZE. – Są one formułowane w wielkości energii jaka powinna być wprowadzona do systemu elektroenergetycznego. Jednak cechy fizyczne działania elektroenergetyki powodują, że aby energia elektryczna została wyprodukowana system musi przyjąć odpowiednią moc i ta moc nie może przekraczać możliwości przyjęcia jej przez system elektroenergetyczny. W teorii nadmiar energii można by magazynować ale przy braku magazynów jedyną możliwością zostaje wyłączanie instalacji OZE, powoduje marnotrawstwo zasobów – pisze.
Rekord produkcji = brak sensacji
Aleksander Tretyn, redaktor BiznesAlert.pl ze Stowarzyszenia „Z energią o prawie” zaznacza, że nowe rekordy produkcji energii z fotowoltaiki nie powinny już być sensacją. – Z miesiąca na miesiąc przybywa nowych instalacji a więc rośnie również ich moc, tak samo jak ilość energii pochodzącej z tych instalacji. Należy również przywyknąć do ograniczania produkcji energii źródeł odnawialnych w miesiącach wiosenno-letnich. W kolejną niedzielę kwietnia z rzędu operator ograniczył produkcję energii z farm fotowoltaicznych – podkreśla.
– Po wprowadzeniu taryf dynamicznych odbiorcy energii, w chwilach gdy będzie dużo taniej energii ze źródeł odnawialnych, będą mogli po niższych kosztach wykorzystać ją, planując np. ładowanie samochodu elektrycznego, ustawienia prania czy też zmywania. Zestawiając to z sytuacją niedzielną, w razie obowiązywania taryf dynamicznych, w godzinach popołudniowych odbiorcy mieliby znacznie niższą cenę energię w okolicach największej produkcji energii z OZE. Na rynku bilansującym, cena energii elektrycznej 30 kwietnia w godzinach 11-16 wynosiła około 22 zł/MW. Była niska. Należy jednak zauważyć, iż we wspomnianych godzinach PSE również ograniczyły produkcję. W razie funkcjonowania taryf dynamicznych ograniczenie produkcji mogłoby nie być konieczne, gdyż odbiorcy mając na uwadze iż mogą dokonać oszczędności, wykonując pewne czynność w szczycie produkcji energii z fotowoltaiki i energetyki wiatrowej – chętnie w zamian za obniżenie kosztów mogliby zrobić wspomniane już wcześniej pranie, ładowanie samochodu elektrycznego, czy też zmywanie, reagując na okazję na rynku – czytamy.
Tretyn zaznacza, że model taryf dynamicznych funkcjonuje już w wielu krajach. – Mają go państwa skandynawskie, Niemcy, Portugalia i spisuje się dobrze. Konsumenci w krajach, w których funkcjonuje wspomniany model, uczą się nowych nawyków dzięki którym mogą uzyskać oszczędności i wspomóc bilansowanie krajowego systemu elektroenergetycznego – pisze. Dodaje, że samo wprowadzenie systemu taryf dynamicznych nie wpłynie z dnia na dzień na bilansowanie systemu elektroenergetycznego. – Aby wszystko poprawnie funkcjonowało należy również wprowadzić element edukacyjny dotyczący nowych rozwiązań, tak by jak najwięcej osób mogło z nich korzystać, jednocześnie zwiększając elastyczność systemu elektroenergetycznego – czytamy w komentarzu.
Przed wyzwaniem stanęli również Finowie, gdzie cena rynkowa energii w Finlandii 17 maja wynosiła 0,3 eurocenty za kilowatogodzinę. Operator Fingrid musiał zmniejszyć moc reaktora trzeciego Elektrowni Olkiluoto uruchomionego w kwietniu z czternastoletnim opóźnieniem przez nadpodaż ze źródeł odnawialnych, która groziła cenami negatywnymi i dopłatami do produkcji energii przez producentów.
Warto wspomnieć o cenach energii na giełdzie Epex Spot SE w Amsterdamie. Te były ujemne i wynosiły -739,96 euro za megawatogodzinę między pierwszą a drugą godziną po południu 18 kwietnia. Podaż, głównie ze źródeł odnawialnych, przekraczała popyt na tyle, że sieci elektroenergetyczne nie mogły sobie z nią poradzić. Nieregularna praca OZE utrudnia planowanie pracy systemu elektroenergetycznego. Ceny negatywne pojawiają się najczęściej w okresie mniejszego zapotrzebowania jak święta państwowe i dni wolne przy dużym wietrze lub nasłonecznieniu dającym więcej energii ze źródeł odnawialnych. Operator Tennet ogłosił ostrzeżenie wzywając producentów do zmniejszenia mocy.
Prof. Mielczarski podkreśla, że sytuacje w których system elektroenergetyczny nie jest w stanie przyjąć energii ze źródeł odnawialnych będą występowały coraz częściej. – Nie ma obecnie technicznych sposobów zwiększenia mocy wprowadzanych przez OZE do systemu elektroenergetycznego poza wyłączaniem instalacji, co prowadzi do znacznego marnotrawstwa zainwestowanych środków i subsydiów. Zamiast kolejnych programów „Mój prąd 4.0” czy 5.0, trzeba zastanowić się nad wprowadzeniem regulacji w których wszyscy producenci OZE będą odpowiedzialni za fizyczne bilansowanie swojej produkcji poprzez zagwarantowanie sobie odpowiednich rezerw mocy. Wystarczy w tym celu wdrożyć rozporządzenie Komisji Europejskiej z 2019 roku (2019/943), które w art.5 wymaga fizycznego samobilansowania się instalacji OZE o mocy większej niż 200kW – czytamy w komentarzu.
Opracował Jędrzej Stachura
