Odnawialne źródła energii (OZE) z jednej strony pomagają obniżyć ceny hurtowe energii elektrycznej, z drugiej wywierają presję na operatorze systemu energetycznego (Polskie Sieci Elektroenergetyczne), aby ten znalazł narzędzia elastycznego zarządzania nadwyżkami zielonej energii w ciągu dnia i deficytem stabilnej mocy do produkcji energii, kiedy nadchodzi wieczór. W takich okolicznościach jakiekolwiek narzędzia pozwalające lepiej zarządzać systemem energetycznym są na wagę złota.
Elastyczność systemu energetycznego
Unijne rozporządzenie z 2024 r. w sprawie struktury unijnego rynku energii elektrycznej wprowadziło pojęcie elastyczności systemu energetycznego, dzięki czemu możemy zobrazować to zjawisko. To cecha systemu energetycznego, sposób zachowania, który pozwala długoterminowo zarządzać wahaniami pracy pogodozależnych źródeł odnawialnych.
Po latach oczekiwań uczestnicy rynku wreszcie doczekali się prawnego punktu odniesienia w kwestii elastyczności. W rozporządzeniu w sprawie rynku energii elektrycznej napisano, że elastyczność to zdolność systemu elektroenergetycznego do dostosowania się do „zmienności modeli wytwarzania i zużycia oraz dostępności sieci w odpowiednich przedziałach czasowych rynku”. Innymi słowy to zestaw narzędzi, który pozwala bezpiecznie zarządzać systemem w sytuacji, w której dochodzi do dużej zmienności w produkcji energii elektrycznej.
Wymaga to konkretnych zachowań po stronie zarządcy systemów energetycznych, ale przede wszystkimi samych producentów energii i w coraz większym stopniu także samych konsumentów. Aby jednak konkretne zachowania wprowadzić – zwłaszcza po stronie producentów energii – potrzebne są zmiany w prawie dostosowujące zachowania uczestników rynku energii do nowego otoczenia, zupełnie innego niż jeszcze 20 lat temu. – Nowe, unijne rozporządzenia oznaczają nowe podejście do projektowania rynków zdolności wytwórczych i mechanizmów wsparcia dla technologii elastycznych – czytamy w czerwcowym raporcie Forum Energii „Moc i elastyczność. Jakiego rynku mocy potrzebuje nowoczesny system energetyczny?”. Obecnie elastyczność rozpatrywana jest w wymiarach zapewnienia niezawodności systemu, planowania strategicznego, wystarczalności mocy czy stabilności funkcjonowania systemu.
Skąd wynika potrzeba dopasowania?
Unijna reforma rynku energii elektrycznej wprowadziła w 2024 r. nowe przepisy mające na celu zaspokojenie (przyszłych) potrzeb w zakresie elastyczności systemu elektroenergetycznego przez kraje członkowskie. Zgodnie z przyjętą metodyką państwa członkowskie będą zobowiązane do oceny potrzeb w zakresie elastyczności, przekładania jej wyników na krajowe cele w tym obszarze oraz – w razie potrzeby – wprowadzania systemów wsparcia elastyczności.
Analitycy Forum Energii przypominają, że unijne rozporządzenie w sprawie struktury unijnego rynku energii elektrycznej zakłada opracowanie specjalnej metodologii oceny potrzeb w zakresie elastyczności (ang. Flexibility Needs Assessment Methodology, FNA), a także przekładanie wyników tych ocen na krajowe cele elastyczności oraz możliwość wprowadzania mechanizmów wsparcia elastyczności (ograniczonych do zasobów pochodzących z paliw niekopalnych).
W efekcie rosnącej mocy OZE do produkcji energii, która wedle danych na początek czerwca wynosi już ponad 34 GW (11 GW energetyka wiatrowa, 23 GW fotowoltaika), przy jednoczesnym planie zamykania elektrowni węglowych ze względu na ich wiek, rośnie zapotrzebowanie na elastyczność systemu energetycznego. Tej jednak brakuje, a jej potencjał pozostaje ograniczony przez kilka czynników.
Forum Energii wskazuje m.in. na małą dostępność zasobów – dotyczy to dyspozycyjnych elektrowni, jak i odbiorców zdolnych do elastycznej pracy – jeszcze do niedawna nie były one potrzebne, a obecne regulacje i mechanizmy wsparcia nie dały impulsu do ich powstania. Mowa także o ograniczonej dostępności sieci oraz warunkach przesyłu i dystrybucji, które mogą ograniczać skuteczność elastycznych rozwiązań.
– Na ograniczoną liczbę nowych rozwiązań elastyczności wpływają m.in. czynniki ekonomiczne i rynkowe. Opłacalność elastycznych usług zależy od istniejących mechanizmów cenowych – tego, czy będą wynagradzały lepiej pracę elastyczną, czy „pod sznurek”. Jednocześnie, aby móc tworzyć takie mechanizmy, trzeba mieć wystarczającą podaż technologii, które o to zwiększone wynagrodzenie będą zabiegać – czytamy w analizie.
Co ważne, o czym w debacie publicznej się zapomina, jeśli pojawia się temat elastyczności systemu energetycznego, potrzebna jest także zmiana zachowań konsumentów. Wykorzystanie elastyczności w systemie energetycznym może być związane także z odbieraniem energii elektrycznej w danym momencie przez klientów. Zachętą mają być niższe ceny w momencie poboru energii. Innymi słowy, chodzi o taryfy dynamiczne lub pochodne, takie jak sprzedaż energii w danych strefach czasowych (np. taryfy nocne).
Czytaj więcej
Dekarbonizacja krajowej gospodarki, w tym sektorów energetyki i przemysłowego, jest konieczna. Że...
Potrzebne odpowiednie usługi
Forum Energii sufluje przykłady potrzeb systemu, w przypadku których wykorzystywana jest elastyczność. Istotne – zwłaszcza w kontekście przyczyn blackoutu w Hiszpanii – jest dostarczanie inercji. Co kryje się pod tym sformułowaniem?
Usługa inercji wspiera utrzymanie częstotliwości w sieci. Jest ona zapewniana przez wirujące generatory w konwencjonalnych elektrowniach, które naturalnie dostarczały inercję w trakcie swojej pracy. Obecnie, w związku z rosnącym udziałem zmiennych odnawialnych źródeł energii w miksie energetycznym, rośnie potrzeba aktywnego zarządzania inercją. Forum Energii wskazuje, że ta usługa może być realizowana przy użyciu różnych technologii, takich jak elektrownie konwencjonalne (węglowe, gazowe, jądrowe, wodne), ale i bateryjne systemy magazynowania energii (BESS), kompensatory synchroniczne, OZE z falownikami ze zdolnością kształtowania sieci. Obecnie w Polsce tego rodzaju usługi nie są zamawiane przez operatora systemu przesyłowego.
Kolejny element to tzw. energia bilansująca, czyli energia wykorzystywana przez operatorów sieci przesyłowych do bilansowania i dostarczana przez dostawcę usług bilansujących. To forma działania podejmowanego na rynku energii elektrycznej w celu zapewnienia równowagi między produkcją a zużyciem energii w systemie. Operator systemu przesyłowego kupuje lub sprzedaje energię na rynku bilansującym, aby zrekompensować różnice między planowaną a rzeczywistą produkcją i zużyciem. To już się dzieje na rynku energii elektrycznej.
Docelowy unijny model rynku energii elektrycznej zakłada międzystrefowy i rynkowy zakup energii bilansującej za pośrednictwem specjalnych platform w skali europejskiej. Obecnie jednak energia bilansująca jest zamawiana wyłącznie w polskiej strefie cenowej.
Równie ważne – lub nawet najważniejsze – jest utrzymanie stabilnych poziomów napięcia w sieci, co wymaga działań operatorów sieci przesyłowych i dystrybucyjnych. Reakcje operatorów na nagłe wzrosty lub spadki napięcia mogą być konieczne lokalnie. Usługi regulacji napięcia mogą być świadczone przez technologie, takie jak odpowiedź strony popytowej, systemy magazynowania energii, energia rozproszona oparta na falownikach, technologie stosowane przez operatorów sieci dystrybucji w podstacjach i transformatorach. Obecnie usługi te nie są zamawiane w sposób rynkowy w Polsce.
Dostępność elastycznych zasobów może wpływać na zmniejszenie konieczności ograniczania generacji OZE (poprzez nierynkowe redysponowanie). Jak wynika z danych Forum Energii i PSE, w ciągu pierwszych sześciu miesięcy 2025 r. zmarnowaliśmy w Polsce potencjał wytworzenia blisko 800 GWh energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych – to więcej niż przez cały 2024 r. – Niedostosowanie poboru energii do pracy elektrowni wiatrowych i słonecznych z miesiąca na miesiąc zwiększa koszty funkcjonowania systemu – uważa FE. Aby złagodzić efekt tych wyłączeń, potrzebne są inwestycje w magazyny chemiczne, magazyny cieplne (Power-to-Heat, P2H), elektromobilność czy elektrolizery. Te inwestycje postępują, ale ich efekt zobaczymy najwcześniej pod koniec lat 20.
Czytaj więcej
Polski przemysł nadal cieszy się dużym uznaniem w Europie, głównie ze względu na wciąż konkurency...
Forum Energii zwraca uwagę na zapobieganie długoterminowym deficytom dostaw. Długoterminowe zapotrzebowanie na moc w Polsce jest zabezpieczane w ramach rynku mocy.
Elastyczne technologie są niezbędne w systemie, żeby zapobiec problemowi deficytu, który może trwać od kilku godzin do tygodnia lub dłużej. Usługa dostępu do potrzebnej mocy jest obecnie realizowana dzięki elektrowniom konwencjonalnym, węglowym, gazowym, a także elektrowniom wodnym czy magazynom energii. Jak przypomina Forum Energii, w Polsce rynek mocy nadal wspiera elektrownie węglowe (w ramach zawartych kontraktów). Formalnie nie ma też ograniczeń do kontraktowania mocy w elektrowniach jądrowych.
