Magazyny energii to technologia, z której mogłaby korzystać polska energetyka, ale jej rozwój wymaga wsparcia.
W raporcie „From cradle to grave: e-mobility and the French energy transition”, którego podstawę stanowiły badania, prowadzone lokalnie między majem 2016 roku a listopadem 2017 roku, wyraźnie widoczny jest trend związany z rozwojem magazynowania energii. Przedstawione wykorzystanie i cykl życia baterii montowanych w samochodach, domowych magazynach energii czy przemyśle będą ściśle związane z gospodarką o obiegu zamkniętym i kierunku, w którym ma przebiegać transformacja miast. Według autorów opracowania, nie można mówić o planowaniu długofalowych działań bez refleksji na temat tego, co stanie się z ogniwami, z których powstają baterie. Punktami zwrotnymi w Polskiej transformacji w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym, jak i realizacji Planu Rozwoju Elektromobilności, miały być odpowiednie regulacje prawne, które będą za tymi trendami podążać. Polska, będąc w strukturach Unii Europejskiej, musi realizować spójne, wspólne działania. Jednym z nich jest ograniczenie emisji w procesie wytwarzania energii oraz ograniczenie emisji pochodzącej z transportu. Zarówno pierwszy jak i drugi element jest ściśle związany z elektromobilnością. Magazyny energii pozwolą wspierać nieelastyczne źródła energii, jakimi są bloki węglowe (które jeszcze przez wiele lat prawdopodobnie będą podstawą polskiej energetyki) i uelastycznią tworzony rynek mocy. Najbliższe możliwe zmiany w energetyce przewidziane są na lata trzydzieste, kiedy wsparcie dla elektrowni węglowych powinno skończyć się definitywnie, a koszty związane z emisjami staną się tak wysokie, że trudno będzie ekonomicznie uzasadniać utrzymywanie energetyki węglowej. Rynek będzie się zmieniał, zgodnie z przewidywaniami dr Christiana Schnella, zawartymi w raporcie wydanym przez Instytut Jagielloński w 2018 roku pt.: „Mapa drogowa polskiej elektroenergetyki 2030+”. Schnell uważa, że po 2026 roku będzie miała miejsce zwiększona konkurencja między różnymi technologiami, choć system wsparcia dla rynku mocy powinien pozostać neutralny technologicznie. Doświadczenia innych krajów pokazują już teraz kierunki transformacji. Włączenie w system elektroenergetyczny magazynów energii będzie zmianą, która pozwoli w maksymalnym stopniu wykorzystać odnawialne źródła energii. Będzie to wprost związane z reformą Unii Energetycznej, która po 2031 roku przewiduje gruntowną zmianę rynków energetycznych i upowszechnienie technologii magazynowania energii.
Polski miks energetyczny
Toczone od wielu lat rozmowy, dotyczące kształtu polskiego miksu energetycznego, powinny opierać się o kalkulacje zapotrzebowania na energię elektryczną. Jednym z jego elementów jest przewidywanie wzrostu rynku samochodów elektrycznych. W raporcie Instytutu Jagiellońskiego czytamy: „Eksperci wychodzą z założenia, że zapotrzebowanie netto rośnie co 5 lat o 5 TWh rocznie. Efekt nadmiernego wzrostu zapotrzebowania brutto, z powodu elektryfikacji transportu (elektromobilność) oraz ciepłownictwa (pompy ciepła, grzanie elektryczne), powinien być częściowo złagodzony przez działania na rzecz efektywności elektrycznej i wzrostu ilości prosumentów”. Rozbudowa elektrowni wiatrowych (w Polsce prawdopodobnie głównie morskich) będzie pociągała za sobą potrzebę magazynowania energii, której poziomów wytwarzania nie będzie można precyzyjnie przewidzieć. Tak samo upowszechnienie fotowoltaiki będzie wymagało zamontowania magazynów energii, pozwalających prosumentom wytwarzać i konsumować energię, nawet bez konieczności podłączania się do sieci. Sposobem na jej transport może być wykorzystanie samochodów elektrycznych i ich baterii. Tam, gdzie sieć jest zmodernizowana, może następować odsprzedaż energii bezpośrednio z samochodów. Systemy wsparcia powinny zachęcać, zdaniem dr Christiana Schnella, do inwestowania w magazyny energii. Na najwyższych szczeblach ministerialnych i międzynarodowych już toczą się rozmowy na podobne tematy. Ich efektem jest powołanie EU Battery Alliance.
V2G czyli, energetyka dla obywateli
Połączenie Vehicle-to-grid (V2G) to rozwiązanie, które umożliwia pobór, jak i przesył energii przez pojazd. Aby było to możliwe, konieczne jest wyposażenie pojazdu w specjalne złącze np. CHAdeMO (standard ładowania stosowany przez japońskich producentów samochodów elektrycznych). Rozwój elektromobilności ma silny związek z rozwojem rynku baterii i większym udziałem energii odnawialnej w miksach energetycznych kolejnych krajów. We Francji mówi się wprost o tym, że potencjał jaki niesie za sobą elektryfikacja transportu w obszarach magazynowania energii, to początek zupełnie nowego rozdziału w energetyce. Francuzi zwracają w swoich opracowaniach uwagę na to, że rozwijając elektromobilność, ograniczają emisję i pozwalają w sposób naturalny rozwijać się energetyce odnawialnej. Według francuskich specjalistów, do 2030 roku model magazynowania energii w pojeździe będzie się dynamicznie rozwijał i pozwoli na modernizację lub budowę odpowiednich sieci w racjonalnym tempie. Dostępne są już na rynku rozwiązania, które pozwalają wytwarzać, magazynować i transportować energię przez właścicieli lub użytkowników pojazdów elektrycznych. Pierwsze wdrożenia należały do Tesli. Pomysł na dachy zbudowane z ogniw fotowoltaicznych połączony z montowaniem w garażach magazynów energii (zbudowanych w oparciu o ogniwa, z których powstają baterie do samochodów Tesli) i możliwością ładowania pojazdów bezpośrednio z tych magazynów, to już nie nowość. Obecnie dostępna jest też usługa Nissana, która powtarza model Tesli, ale pozwala także na odsprzedaż wytworzonej w indywidualnej mikrosieci energii, poprzedzoną transportem w baterii samochodowej. Pierwsze, komercyjne wdrożenie tego systemu miało miejsce w Danii w 2016 roku. Dwukierunkowa wymiana energii w specjalnie przygotowanym hubie była możliwa dzięki zainstalowaniu 10 ładowarek Enel, wyposażonych w złącza CHAdeMO o mocy 10 kW każda. Dziś podobna usługa dostępna jest Wielkiej Brytanii, Japonii, a w tym roku będzie także w Polsce.
Blockchain
Aby w pełni wykorzystać potencjał, jaki drzemie w magazynach energii, trzeba mieć na uwadze rozwój jeszcze innego sektora, którym jest IT, a konkretnie technologię blockchain, która będzie w przyszłości pozwalała zdecentralizować bazy i gwarantować bezpieczeństwo transakcji, także na rynku energetycznym. Prezes Virtual Power Plant Grzegorz Nowaczewski o połączeniu elektromobilności i technologii blockchain mówi w następujący sposób: „Share&Charge [red. usługa mająca swoje korzenie w Niemczech] w założeniach pomysłodawców może stać się ogólnoeuropejską platformą dla użytkowników samochodów elektrycznych lub właścicieli punktów ładowania takich pojazdów. Współdzielenie się mocą udostępnianych odpłatnie ładowarek ułatwia planowanie optymalnych tras przejazdu z uwzględnieniem czasu/kosztu ładowania, uruchamia nowe strumienie przychodów dla właścicieli ładowarek, może również porządkować reguły ładowania w funkcji zdolności bilansowania sieci operatorów energetycznych. Tylko w Niemczech na platformie Share&Charge zarejestrowanych jest już ponad 1200 punktów”.
Klastry energii
Polski pomysł na lokalną energetykę, opartą o odnawialne źródła, czyli klastry lub spółdzielnie energetyczne, także będą wykorzystywały magazyny energii, one również skorzystają z technologii blockchain. Barbara Adamska z ADM Poland w czasie posiedzenia parlamentarnego zespołu ds. Górnictwa i Energii, mającego miejsce 21 września 2016 roku w Sejmie mówiła, że „magazynowanie energii, rozumiane bardzo szeroko, będzie odgrywało ważną rolę w budowaniu lokalnych obszarów bilansowania. Ważne jest, aby te rozwiązania był szyte na miarę konkretnego obszaru, konkretnych potrzeb, konkretnych uwarunkowań”. Adamska podkreśliła potrzebę zbadania potencjału Polski w zakresie rozwijania technologii. “Musimy zbadać, gdzie możemy zbudować przewagę technologiczną, bo takie możliwości są. Istotne jest także stworzenie warunków do magazynowania energii w Polsce, w bardzo różnych obszarach, poczynając od prosumentów, poprzez zasobniki o większej pojemności, choćby na poziomie klastrów”.
Europejski alians
Polski rząd od kilkunastu miesięcy mówi wprost, że w związku z rosnącymi potrzebami, wynikającymi z rozwoju elektromobilności oraz potrzeb magazynowania energii chce, aby Polska skorzystała na trendzie i stała się znaczącym producentem baterii w Europie. Dlatego przedstawiciel resortu energii wiceminister Michał Kurtyka po raz kolejny uczestniczył w spotkaniu EU Battery Alliance, 12 lutego 2018 roku. W czasie tego spotkania Michał Kurtyka powiedział, iż uważa, że „Polskie firmy, instytuty naukowe i uczelnie wyższe mają potencjał do tego, żeby nasz kraj odgrywał znaczącą rolę w tworzeniu tego nowego i perspektywicznego sektora”. Dodał także w trakcie spotkania w Brukseli, że „nasz kraj dysponuje zapleczem surowcowym, niezbędnym do produkcji akumulatorów, a polscy przedsiębiorcy mają potencjał do angażowania się w rozwój tego sektora. W Polsce działają już firmy, które wytwarzają akumulatory jako produkt końcowy. Z rozwiązań tych korzystają nie tylko rodzimi producenci, ale i zagraniczne marki” – wyjaśnił. Wiceszef resortu energii dodał, że Ministerstwo Energii utworzyło grupę roboczą, której zadaniem jest zintensyfikowanie prac nad bardziej efektywnymi metodami magazynowania energii w pojazdach i stworzenie polskiej technologii w tym zakresie. Mówił, że jest „przekonany, że nasz kraj może być aktywnym uczestnikiem powstającego w Europie porozumienia na rzecz rozwoju nowoczesnych technologii w obszarze energetyki i elektromobilności. Dlatego też kluczowym zadaniem rządu jest zagwarantowanie polskim przedsiębiorcom i naukowcom możliwości wykorzystania ich potencjału w konkurencji na europejskim rynku”. Komisja Europejska planuje przeznaczenie na rozwój europejskiej technologii baterii w sumie 2,2 mld euro. KE postrzega produkcję baterii na poziomie Unii Europejskiej jako cel strategiczny. Jest przekonana, że najważniejsze decyzje biznesowe w tej kwestii muszą zostać podjęte niezwłocznie.
Recykling
Rynek nie pozostaje bierny i, jak zapewniał po wejściu w życie 8 stycznia 2018 roku Ustawy o rynku mocy Krzysztof Kochanowski, Prezes Zarządu Stowarzyszenia Polskiej Izby Magazynowania Energii, “dla niektórych inwestorów jest interesujące, czy w nowych ramach prawnych znajdzie się zastosowanie dla magazynów energii, a jeśli tak, to jakie magazyny i w jakich konfiguracjach będą najbardziej efektywne. W ocenie Polskiej Izby Magazynowania Energii, Ustawa z dnia 8 grudnia 2017 r. kreuje nowe możliwości dla rozwoju instalacji magazynowania energii – zarówno jako samodzielnych jednostek rynku mocy, jak również elementów instalacji wytwórczych lub należących do odbiorców jednostek fizycznych redukcji zapotrzebowania. Oferowanie na rynku mocy produktu, przy wykorzystaniu magazynów energii, może pozwolić na częściowe sfinansowanie inwestycji magazynowych już z wynagrodzenia za pozostawanie w gotowości do dostarczania mocy do systemu – niezależnie od pozostałych korzyści, związanych z możliwością równoczesnego wykorzystania magazynów energii na potrzeby arbitrażu cenowego, uczestnictwa w rynku bilansującym, czy też zwiększenia pewności zasilania instalacji odbiorców”. Kochanowski w czasie Ogólnopolskiego Kongresu Energetyczno – Ciepłowniczego POWERPOL mówił także o tym, że jako organizacja “widzimy i wspieramy działania, związane z recyklingiem baterii z elektromobilności. Są już firmy technologicznie przygotowane do tego, aby przekształcać i odzyskiwać surowce z baterii. Mówimy o rynku, który dopiero powstaje”.
Polskie wdrożenia
Do tej pory działa w Polsce jeden magazyn energii o mocy 0.75 MW i 1,5 MWh pojemności. Został on uruchomiony we wrześniu 2016 roku w okolicach Pucka na Pomorzu. Za inwestycją stoi Energa. W połączeniu z planowaną farmą fotowoltaiczną i istniejącymi już źródłami wiatrowymi, biogazownią i odbiorcami, utworzył on tzw. lokalny obszar bilansowania (LOB). Była to pierwsza tego typu inwestycja w skali kraju. Kolejne inwestycje są w toku. Jedną z istotniejszych jest budowa pierwszego w Polsce i jednego z pierwszych na świecie hybrydowych bateryjnych magazynów energii wraz z nowoczesną automatyką zabezpieczająca. Testy będą odbywać się na wydzielonym obszarze Krajowego Systemu Elektroenergetycznego. W przedsięwzięcie zaangażowane są Firmy Hitachi, Hitachi Chemical, Sumitomo Mitsui Banking Corporation, Polskie Sieci Elektroenergetyczne oraz spółki Energa-Operator i Energa. Projekt ma wsparcie Ministerstwa Energii oraz japońskiej instytucji rządowej NEDO.
Nie będzie rewolucji bez wsparcia
Powyższe przykłady działań i przytoczone analizy pozwalają sądzić, że obrana przez polski rząd droga związana zarówno z upowszechnianiem idei magazynowania energii w klastrach jak i wsparcia dla badań i rozwoju nad metodami magazynowania energii oraz uczestniczenie w międzynarodowym dialogu jest właściwa. Brakuje jednak narzędzi bezpośrednio przekładających się na możliwość instalacji takich urządzeń u prosumentów. Nie ma promocji rozwiązań skierowanych do wspólnot mieszkaniowych, rolników czy małych i średnich przedsiębiorców, a przecież dla tych grup magazyny energii w pierwszej kolejności będą dostępne. Jeżeli jednocześnie będą promowane rozwiązania z zakresu magazynowania energii i elektromobilności możliwy będzie efekt synergii. Wielu specjalistów mówi, że polskie sieci elektroenergetyczne jeszcze długo nie będą gotowe na większy udział prosumentów. Być może umożliwienie rozwoju usług V2G w wybranych strefach da impuls do powstania modeli biznesowych dla energetyki konwencjonalnej.
