Najazd OZE w Polsce to „żywioł”, który można okiełznać. PSE daje propozycje

W elektroenergetyce rok 2023 r. może przypominać rok poprzedni. Problemy z gazem się nie skończyły, zaś węgla w Polsce przybywa, co może być prognostykiem, że nasz kraj i w tym roku będzie eksportem energii netto.

Publikacja: 02.02.2023 18:25

Najazd OZE w Polsce to „żywioł”, który można okiełznać. PSE daje propozycje

Foto: Adobe Stock

Eksportowana energia z węgla będzie jednak coraz mocniej mieszać się z energią zieloną, której produkujemy coraz więcej. Operator systemu mówi jednak wprost: bez zmian na rynku, zwiększenia elastyczności elektrowni i odbiorców, a także magazynów energii i elektrolizerów, skokowy wzrost mocy instalacji OZE będzie skutkował coraz częstszym ograniczaniem generacji tych źródeł. Najazd OZE to jednak nie inwazja, której nie da nie kontrolować.

Najazd energii z OZE

Produkcja energii elektrycznej z OZE rośnie z roku na rok i to coraz szybciej. Przykładem są ostatnie dane za 2022 r. Polskich Sieci Elektroenergetycznych (PSE), operatora systemu energetycznego w Polsce. Jeśli w 2020 r. produkowaliśmy z OZE - głównie z wiatraków i coraz mocniej z fotowoltaiki - 19 TWh energii, to rok później było to już 21,8 TWh, zaś w 2022 r. lawinowy przyrost mocy fotowoltaiki pozwolił na osiągnięcie wyniku 30,4 TWh energii, co stanowi ponad 17% krajowego zużycia. Tak rosnąca moc to efekt coraz większego parku wytwórczego zielonej energii. Moc zainstalowana farm wiatrowych w 2020 r. wynosiła 6,6 GW, zaś już na początku 2023 r. – zgodnie z danymi PSE – było to 9,18 GW. Jeszcze większy i skokowy wzrost widzimy w fotowoltaice. W 2020 r. było to ledwie 1,18 GW, zaś już 30 listopada 2022 r. było to 11,85 GW. Zdecydowana większość (ok. 80 proc.) to mikroinstalacje prosumenckie. Skumulowana moc obu źródeł już pokazała swoje możliwości 4 kwietnia 2022 r., gdy słońce i wiatr wyprodukowały 174 GWh energii zaspokajając niemal 34 proc. krajowego zapotrzebowania na energię w tym dniu.

Czytaj więcej

Padł kolejny rekord w produkcji prądu z wiatru w Polsce

Co mówią prognozy?

Jak wynika z danych operatora, obecnie moc farm wiatrowych na lądzie przekracza 9 GW, zaś moc instalacji fotowoltaicznych to prawie 12 GW. Ile będzie mocy do produkcji prądu w przyszłości? PSE wskazują, że zgodnie z wydanymi warunkami przyłączenia oraz wynikami rozstrzygnięć aukcji dla źródeł OZE, można szacować, że do 2030 przybędzie kolejne 7,6 GW mocy w lądowych FW i aż 14,3 GW w fotowoltaice. Patrząc zaś na watr na morzu jest to kolejne 8,4 GW. Łącznie do 2030 r. – wedle szacunków PSE – moce te mogą osiągnąć odpowiednio 14,9 GW dla wiatru na lądzie, 8,4 GW na morzu, i 22,1 GW dla fotowoltaiki. Dane dotyczące wiatru na lądzie budzą szczególne emocje, zwłaszcza w sytuacji, kiedy trwa dyskusja o odblokowaniu budowy nowych farm wiatrowych. Czy zatem, niezależnie od tej ustawy, do 2030 r. może powstać ponad 7 GW mocy? PSE nie weryfikują, czy inwestor składający wniosek o warunki przyłączenia do sieci danej instalacji, chce ją wybudować w taki sposób, aby mieściła się dystansie 500, 700 metrów czy 10 h. „To nie nasza rola. Przepisy prawne nie umożliwiają nam sprawdzania na etapie wydawania warunków przyłączenia czy dany projekt spełnia zasadę 10h” – mówi Konrad Purchała, dyrektor departamentu zarządzania systemem w PSE.

OZE pozwalają oszczędzać węgiel i zmniejszyć opłaty za CO2

Tak duża moc w systemie ma także swoje wymierne korzyści dla zmniejszenia zapotrzebowania na węgiel, którego to surowca w ostatnich miesiącach w Polsce brakowało. Jeśli łączna produkcja OZE w 2021 r. wynosiła ok. 21 TWh, i pozwoliło to na oszczędności węgla rzędu ok. 10 mln ton, to w 2022 r., kiedy energii z OZE było już ponad 30 TWh, udało się zaoszczędzić już ok. 14 mln ton węgla. To niemal tyle, ile wynosi ilość zaimportowanego do Polski w 2022 r. węgla energetycznego - szacunki Ministerstwa Aktywów Państwowych mówią nawet o 14,8 mln ton surowca zakupionego z importu w 2022 r.

Podobną skalę oszczędności widać także na emisjach CO2. Łącznie w latach 2014 – 2022 dzięki energii ze źródeł odnawialnych uniknięto w Polsce ok. 104 mln ton emisji CO2. Roczna ilość bezemisyjnej energii ze źródeł OZE odpowiada energii produkowanej przez 4 duże bloki węglowe klasy 1000 MW.

Moc versus energia

Eksperci PSE podkreślają: „OZE są bardzo dobrym źródłem energii, ale ich produkcja jest uzależniona od warunków pogodowych i odbiorcy nie zawsze mogą zostać zasileni tą energią. Ciągłość dostaw wymaga zapewnienia niezakłóconej dostępności mocy, czyli zdolności do produkcji w każdym momencie czasu. OZE są źródłem zapewniającym energię, ale nie zapewniają mocy. Zastępowalność jednych OZE przez drugie jest niestety zbyt niska dla zachowania ciągłości dostaw na poziomie wymaganym dla dynamicznie rozwijającej się gospodarki. Musimy mieć źródła rezerwowe gwarantujące zdolność do pokrycia zapotrzebowania nawet w okresach suszy klimatycznej, tj. kiedy nie wieje wiatr i nie świeci słońce. Innymi słowy, źródła rezerwowe zapewniające ciągłość mocy, które będą być może produkowały mniejsze ilość energii, ale będą dawały pewność, że w momencie ich przywołania będą mogły zawsze uruchomić produkcję zasilając w ten sposób odbiorców.

Czytaj więcej

Prosumenci zużywają za mało prądu w swoim domu

Najazd mocy OZE, to także… najazd niestabilności

Operator sieci przesyłowej stoi na stanowisku, że aby w przyszłości zagospodarować rosnącą produkcję energii z OZE musimy posiadać na nowe możliwości zagospodarowania nadwyżki zielonej energii. Chodzi m.in. o magazyny energii i inne technologie przyszłości np. technologie wodorowe. Jeśli rozwój OZE będzie dotyczył tylko samej produkcji energii – jak zaznaczają Polskie Sieci Elektroenergetyczne – ograniczenia w produkcji energii z OZE mogą zdarzać się znacznie częściej, niż to ma miejsce obecnie.

Skąd biorą się ograniczenia generacji odnawialnej? Wynika to wprost z charakteru pracy tych źródeł, których produkcja jest uzależniona od pogody, a nie od zapotrzebowania odbiorców. Stąd w sytuacjach wysokiej wietrzności i niskiego zapotrzebowania odbiorców pojawiają się okresy znacznej nadpodaży energii, tzn. okresów kiedy produkcja energii elektrycznej znacząco przewyższa zapotrzebowanie odbiorców. Całkowite wyłączenie jednostek konwencjonalnych nie jest możliwe, ponieważ są one niezbędne dla zachowanie technicznej stabilności pracy systemu i zdolności regulacyjnych. W polskich warunkach te minimum systemowe wynosi zimą ok. 9 GW w elektrowniach i elektrociepłowniach konwencjonalnych, a latem ok. 7 GW. Jeśli nie jest także możliwe wyeksportowanie nadwyżek energii do sąsiadów, ponieważ sami borykają się z podobnym problemem, wtedy jedynym wyjściem jest czasowe ograniczanie produkcji źródeł OZE.

Wysoka generacja OZE przyczynia się do obniżenia cen hurtowych, w wielu krajach są to spadki nawet do zera lub cen ujemnych. „Powstają jednak dodatkowe koszty bilansowania po stronie systemu energetycznego. Widzimy je w taryfach” – przypomina Purchała. Kiedy rośnie generacja energii z OZE, okresowo wszyscy mają nadwyżkę, której nie można zaabsorbować, nie ma też możliwości jej wyeksportowania do krajów sąsiednich, bo ceny na innych rynkach także są niskie. „Powstaje systemowa nadwyżka mocy, którą trzeba zredukować, co stanowi koszt dla odbiorców” – mówi Purchała i wskazuje, że im więcej źródeł OZE w UE, tym większe wyzwania i koszty bilansowania systemu oraz redukcji OZE i dlatego należy szukać rozwiązań zarówno w elastyczności generacji, jak i odbioru energii elektrycznej. Pojawia się także potencjał do zmiany profilu poboru energii przez odbiorców celem zagospodarowania nadwyżek OZE, w tym do rozwoju magazynów energii elektrycznej lub innych nośników energii wytworzonej na bazie energii elektrycznej.

Jak sobie radzić z żywiołem?

OZE jako źródło „pogodo zależne” to oczywiście żywioł, na którym można jednak zapanować. Jak podkreśla Konrad Purchała, dostosowanie otoczenia techniczno-regulacyjnego do warunków pracy OZE będzie dużym wyzwaniem, ale istnieją rozwiązania poprawiające możliwości integracji OZE. To m.in. rozwój rynku usług systemowych promujących rynkową redukcję produkcji energii i magazynowanie energii, a także zachęty do zmiany zapotrzebowania odbiorców w zależności od aktualnych cen. Niezbędne jest także zwiększanie elastyczności systemu energetycznego poprzez budowę nowych elektrowni, przystosowanych do szybkiej zmiany obciążenia czy częstego wyłączania i włączania, a także modernizacja istniejących bloków węglowych np. w ramach programu 200+. Istotne jednak jest zapewnienie środków finansowych dla realizacji powyższych zadań, w szczególności dla zapewniania niezakłóconej dostępności mocy rezerwujących OZE oraz magazynów pozwalających na przeniesienie nadwyżek energii na inne okresy dnia. Z kolei rozwój technologii wodorowych wymaga rozwiązania szeregu wyzwań, jakim są m.in. komercyjnie dostępne na masową skalę magazynowanie wodoru oraz jego konwersja na energię elektryczną.

Rok 2023 powtórką 2022 r.?

Największa niepewność na ten rok dla systemu energetycznego związana jest z pytaniem czy „błękitnego paliwa” wystarczy Europie na ten rok. Problemy z gazem wraz z końcem tej zimy się nie skończą. W 2022 r. Wprawdzie Europie udało się uniknąć problemów z elektroenergetyką i zachowano niezakłóconą ciągłość dostaw energii, jednak osiągnięto to przede wszystkim dzięki łagodnej zimie i sprzyjającej pogodzie. Nadal mamy lukę w podaży. Jak informował w tym tygodniu Instytut Jagielloński, przy braku działań nakierowanych na oszczędzanie energii i redukcję popytu w samym tylko 2023 r. roku deficyt gazu może wynieść od 25 do 49 mld m3, rosnąc do 50-80 mld m3 w 2027 r. „Możliwe, że w 2023 r. wzrośnie produkcja energii z francuskiego atomu. Jeśli jednak będzie bardzo zimno i bezwietrznie to cała Europa może mieć problem. W minionym roku polskie elektrownie borykały się z trudnościami w zapewnieniu zapasów paliwa i nie oferowały swojej produkcji na eksport, zgłaszając dużą liczbę postojów ze względu na warunki eksploatacyjne i oszczędzając w ten sposób węgiel. To wpłynęło na zmniejszenie eksportu energii, ponieważ zapotrzebowanie na polską energię było w zeszłym roku przeogromne” - wspominał. Obecnie sytuacja z zapatrzeniem elektrowni w węgiel jest znacznie lepsza, aktualnie przy elektrowniach systemowych znajduje się jest ok. 3,5 mln ton węgla. „W lutym i marcu, jak będzie już pewność, że przejdziemy zimę „suchą stopą”, elektrownie zapewne bardziej otworzą się na możliwości eksportowe. Muszą jednak wykazać ostrożność aby nie zakłócić zdolności do produkcji energii elektrycznej w drugiej połowie roku” – wskazał przedstawiciel PSE.

W jego ocenie w tym roku Polska podobnie jak w roku poprzednim może być ponownie eksportem energii elektrycznej netto. Wszystko będzie zależało od ceny paliw energetycznych. Europejski system elektroenergetyczny jest jednak coraz mocniej uzależniony od OZE, więc zmienność warunków pracy będzie płatać figle. Okresy bardzo niskiej generacji OZE i trudnego bilansu mocy będą się przeplatać z okresami wysokiej nadpodaży OZE w momentach doliny zapotrzebowania. Zarówno w pierwszym jak i w drugim przypadku może pojawić się potrzeba uzyskania wsparcia od sąsiadów w ramach wymiany międzyoperatorskiej, czyli awaryjnego importu dla zachowania rezerwy mocy lub awaryjnego eksportu nadwyżek.

Eksportowana energia z węgla będzie jednak coraz mocniej mieszać się z energią zieloną, której produkujemy coraz więcej. Operator systemu mówi jednak wprost: bez zmian na rynku, zwiększenia elastyczności elektrowni i odbiorców, a także magazynów energii i elektrolizerów, skokowy wzrost mocy instalacji OZE będzie skutkował coraz częstszym ograniczaniem generacji tych źródeł. Najazd OZE to jednak nie inwazja, której nie da nie kontrolować.

Pozostało 96% artykułu
OZE
Padł kolejny rekord w produkcji energii ze słońca
OZE
Rolnicy oczekują zmian
OZE
Brakuje magazynów energii z odnawialnych źródeł
OZE
Nadzorca polskiej energetyki znów zredukował OZE. Pojawiły się ceny ujemne
OZE
Słoneczne rekordy jedne po drugim i to mimo interwencji operatora
OZE
Ukraina będzie eksportować LNG do Europy i budować OZE