Świrski: Blackout w Kalifornii to lekcja z OZE dla Europy i Polski

26 sierpnia 2020, 07:30 Atom
Flaga Kalifornia USA
Flaga USA i Kalifornii. Fot. Flickr

Od kilku dni Kalifornia zmaga się z niedoborem energii elektrycznej oraz odłączaniem odbiorców. Nazywane jest to blackout – ale w rzeczywistości jest to rodzaj „kontrolowanego blackoutu”. Na razie nie nastąpiły niekontrolowane wyłączenia i zapaść systemu, ale wobec braków w generacji energii odcięto od dostaw ponad 3 mln użytkowników. Należy pamiętać, że w Kalifornii trwa bezprecedensowa fala upałów powodująca zwiększenie użycia klimatyzacji i zwiększenie zapotrzebowania na energię elektryczną. Klimat bardzo silnie zmienia życie Kalifornijczyków – pisze prof. Konrad Świrski, prezes Transition Technologies.

Na dziś, według fragmentarycznych danych, brakuje w okresach największego zapotrzebowania nawet do 4,5 GW mocy chwilowej. To oczywiście skutkuje gwałtownym wzrostem cen w godzinach szczytu do rekordowych poziomów ok 3800 $/MWh. (kilkadziesiąt razy więcej niż średnia cena, ponad kilkanaście razy więcej niż dotychczasowe ceny w szczycie).

Za problem w Kalifornii obwiniani są wszyscy uczestnicy rynku, a zwłaszcza główne koncerny energetyczne działające na tym terenie. Z niekompletnych informacji i nie do końca czytelnych wyjaśnień Operatora Systemu wynika, że jak zawsze „nastąpił splot niekorzystnych okoliczności i nieszczęśliwych wypadków”. 

System energetyczny Kalifornii w dużej mierze zależy od źródeł odnawialnych (inwestycje w ostatnich latach i plan przejścia na 100 % OZE już w 2045 roku) i problemy generowania energii występowały głównie popołudniami – wraz z końcem warunków pracy dla ogniw fotowoltaicznych i szczytem zapotrzebowania. Tym razem do tego chwilowo osłabł wiatr, co radykalnie zmniejszyło generację energii, i jednocześnie nastąpiła awaria lub jakieś nieokreślone problemy w dużej elektrowni gazowej zapewniającej backup produkcji. Na dodatek ekstremalne temperatury (prawdopodobnie jedna z przyczyn awarii technicznych) spowodowały konieczność wyłączenia niektórych linii przesyłowych. Istniało zagrożenie pożarem, który mógłby dołożyć kolejną cegiełkę do już szalejącego żywiołu. 

Po 20 latach od pierwszej takiej sytuacji, nastąpił więc kolejny „kalifornijski kryzys” tym razem znów spowodowany głównie problemem ze zbyt małymi możliwościami produkcyjnymi w szczycie i brakiem inwestycji sieciowych. Po raz kolejny Kalifornia nie miała odpowiednich dostaw rezerwowych energii z innych stanów ponieważ wszędzie jest rekordowe zapotrzebowanie. Problem potrwa maksymalnie dzień, dwa, kilka – aż do powrotu pogody bilansującej produkcję z OZE (z silniejszym wiatrem) i po raz kolejny spowoduje dyskusję o błędach w organizacji kalifornijskiego rynku. 

Dlaczego po raz kolejny? Pierwszy problem Kalifornia miała w roku 2000 kiedy pośpiesznie wprowadziła wolny handel energią elektryczną i nie zabezpieczyła u wytwórców wystarczającego, dla potrzeb odbiorców, poziomu generacji mocy elektrycznej. Kalifornia – wąski pasek lądu od wschodu okolony pustynią – ma cały czas słabe połączenia sieciowe z innymi stanami, linie z Meksykiem i większymi źródłami na północy nie są najmocniejsze.  Od zawsze szczyt zapotrzebowania występuje tam w miesiącach letnich (klimatyzacja) i im jest cieplej tym większe jest zużycie energii. Pokrycie zapotrzebowania zapewnia się częściowo poprzez: generację prądu w elektrowniach wodnych (czerpią z zimowych opadów w górach) plus w elektrowniach gazowych – dawniej węglowych (2000 rok), które ze względów rynkowych nie były utrzymywane, a następnie zostały zamknięte. 

W 2000 roku nie padało wystarczająco w zimie, a nastąpił też problem z dostawą gazu (efektem był brak backupu elektrowni gazowych) i tak powstał problem. Wyglądało to bardzo podobnie jak dziś i ceny skoczyły w 2000 roku też kilkunastokrotnie. Wtedy skończyło się to bankructwem stanowego dostawcy energii, a następnie całego stanu. Kalifornia podawana była jako przykład pośpiesznego i nieprzemyślanego wdrażania reformy wolnego rynku – na tych błędach uczył się dotąd m.in. rynek europejski i Polska. 

Teraz Kalifornia prowadzi program intensywnych inwestycji w energetykę odnawialną: kierunek 100 procent OZE ma osiągnąć w jak najkrótszym czasie. Przypomina to znowu pośpieszną i nieprzemyślaną strategię, bez właściwej rozbudowy i modernizacji sieci, a przede wszystkim bez zapewnienia odpowiednich mocy rezerwowych. Problem „kontrolowanych blackoutów”  2020 roku jest bardzo podobny do tego sprzed 20 lat – spadek mocy dyspozycyjnej z OZE i jakiś problem techniczny w działaniu mocy gazowych. Teraz jeszcze dodatkowo wzmacniany rekordową falą upałów z pożarami i problemami sieciowymi. Efekt widzimy dokładnie taki sam – wyłączenia odbiorców prywatnych i wysokie ceny w godzinach deficytu energii i pewnie, finalnie, kolejne bankructwa dostawców, którzy nie będą mogli przerzucić wysokich kosztów z rynku hurtowego na rachunki odbiorców z rynku detalicznego. 

Kalifornia 2020 roku będzie kolejną lekcją dla innych rynków jak Europa i Polska pokazującą, że rozwój OZE musi być skorelowany z odpowiednim zabezpieczeniem systemu energetycznego. W Europie na pewno będzie to działało lepiej, a przypadek kalifornijski będzie impulsem do gwałtownego rozwoju technologii magazynowania na świecie. Właśnie ogłoszono, że w Kalifornii zaczyna działać największy bateryjny magazyn o mocy ok 250 MW, nieznana całkowita pojemność, ale jest to jednostka rekordowej wielkości. Dzisiejszy problem będzie rozwiązywany m.in. szerokim wprowadzaniem magazynów energii i gospodarką wodorową (trwają perspektywiczne prace). 

Bezpieczna (ciągłość dostaw) energia elektryczna pochodząca w 100 procent z OZE jest możliwa, jednak wymaga dokładnego planowania, bilansowania, dbałości o infrastrukturę oraz magazynowania – co składa się na backup w przypadku zwiększenia zużycia. Wszystko wskazuje na to, że 100 procent OZE wydarzy się w wybranych, bogatych krajach i najwcześniej w okolicach 2050-60 roku.