Dynamiczny rozwój technologii OZE staje się fundamentem nowoczesnej gospodarki energetycznej. Jednak, mimo postępów, Polska nadal stoi przed wieloma wyzwaniami, które utrudniają pełne wykorzystanie potencjału energii odnawialnej. Jednym z nich jest zarządzanie zmiennością produkcji prądu z rozproszonych źródeł i zapewnienie stabilności systemu elektroenergetycznego.
O problemach na rynku energii odnawialnej oraz strategiach, które mogą wspierać dalszy rozwój OZE w Polsce będą debatować eksperci podczas 40. Konferencji Energetycznej EuroPower & OZE Power, która odbędzie się w dniach 7-8 listopada b.r. w The Westin Warsaw Hotel w Warszawie. Szczegółowa agenda wydarzenia oraz zapisy: konferencjaeuropower.pl/europower/program.
Fluktuacyjny charakter produkcji energii ze źródeł odnawialnych, zwłaszcza fotowoltaicznych, stanowi jedno z największych wyzwań w procesie transformacji energetycznej. Luka mocy, czyli różnica między zapotrzebowaniem na energię elektryczną a jej dostępnością w danym momencie, jest zjawiskiem szczególnie nasilonym w przypadku energii słonecznej. Magazyny energii, choć nie są panaceum na wszystkie problemy związane z integracją OZE do sieci, stanowią niezbędne narzędzie do stabilizacji systemu elektroenergetycznego. Gromadzenie energii wytworzonej w godzinach szczytu produkcji, a następnie wykorzystanie jej w okresach deficytu nie tylko zwiększa elastyczności sieci, ale także stabilizuje ją i redukuje ryzyko wystąpienia przerw w dostawach prądu. Ponadto, właściwe wykorzystanie magazynów energii może znacznie ograniczyć konieczność inwestowania w jednostki wytwórcze działające tylko w okresach szczytowego zapotrzebowania. Z perspektywy stabilności systemu, do szybkiego reagowania na nagłe zmiany w popycie najlepiej nadają się technologie magazynowania energii w czasie rzeczywistym, takie jak cewki nadprzewodzące i superkondensatory. Technologie te są jednak nadal w fazie rozwoju i mają swoje specyficzne zastosowania i ograniczenia w porównaniu do bardziej powszechnych rozwiązań takich jak baterie litowo-jonowe.
Magazyny energii nie są jednak w stanie w pełni wyeliminować luki mocy, zwłaszcza podczas długotrwałych okresów bez słońca. Ich pojemność jest wciąż ograniczona, co oznacza, że są skuteczne jedynie w krótkoterminowym bilansowaniu mocy i nie stanowią wystarczającego zabezpieczenia na wypadek przedłużających się okresów o niskiej produkcji prądu z OZE. Kolejnym wyzwaniem są wysokie koszty zarówno inwestycyjne, jak i eksploatacyjne magazynów energii, co może stanowić barierę szczególnie dla mniejszych podmiotów i gospodarstw domowych. Co więcej, technologia ta nie rozwiązuje problemu niedopasowania produkcji energii do zapotrzebowania na nią w skali godzinowej i minutowej.
Dlatego, aby osiągnąć pełną stabilność sieci elektroenergetycznej, konieczne jest połączenie magazynów energii z innymi rozwiązaniami, takimi jak elastyczne zarządzanie popytem (Demand Side Response), rozwój inteligentnych sieci (smart grids) oraz integracja z konwencjonalnymi źródłami energii, które mogą zapewnić szybki i stabilny dopływ mocy w krytycznych momentach.
Nadprodukcja energii z OZE wyzwaniem dla polskiej sieci przesyłowej
Wraz ze wzrostem udziału energii pochodzącej z OZE w sieci coraz częściej zachodzi zjawisko tzw. „backflow”, czyli przepływu zwrotnego prądu w kierunku sieci przesyłowej, co może destabilizować system elektroenergetyczny i prowadzić do lokalnych wyłączeń lub obniżenia jakości dostarczanej energii. Dlatego niezbędne jest wdrożenie rozwiązań, które zabezpieczą sieć przed przeciążeniami oraz umożliwią maksymalne wykorzystanie energii z OZE. Magazyny energii, jak już wspomniano, są jednym z narzędzi, które mogą pomóc w zarządzaniu nadprodukcją prądu ze słońca. Jednakże, aby w pełni wykorzystać potencjał fotowoltaiki należy podjąć także działania na poziomie infrastruktury. Obecnie, polska sieć przesyłowa i dystrybucyjna nie jest przystosowana do obsługi dużych ilości energii wytwarzanej w sposób rozproszony. Konieczna jest zatem jej szybka modernizacja, która powinna uwzględniać budowę nowych linii przesyłowych, zwiększenie przepustowości istniejących linii, wdrożenie inteligentnych systemów zarządzania siecią oraz integrację z magazynami energii. Bez odpowiednich inwestycji w infrastrukturę przesyłową i dystrybucyjną wyzwania związane z nadprodukcją energii słonecznej mogą stanowić poważną przeszkodę w dalszym rozwoju sektora fotowoltaicznego w Polsce.
Z definicji magazyny energii stabilizują i wypłaszają profile energii eksportowanej do sieci ich budowa leży w interesie zarówno inwestorów, poszczególnych OSD jak i PSE. Najlepszym rozwiązaniem jest tu dokonywanie uzgodnień co do maksymalnej mocy wprowadzanej do sieci w danym punkcie bez znaczenia czy energia pochodzi z źródła wytwórczego czy magazynu energii tzw. „black box” od punktu przyłączeniowego. Konieczność przeprowadzania dodatkowego procesu uzgodnień do już raz zdefiniowanych przez OSD możliwości sieciowych niepotrzebnie wydłuża i podnosi koszty inwestycji a przy tym nie zmienia niczego w limicie mocy możliwej do wprowadzenia do systemu elektroenergetycznego o ile inwestor nie wnioskuje o jego zwiększenie.
Najlepszą praktyką jest tu praca w oparciu uzgadniany parametr mocy wprowadzanej do sieci Netto co czyniłoby proces transparentnym i efektywnym czasowo.
Ireneusz Kulka, EDP Comercial, CS Poland
Jak nowelizacje przepisów ułatwiają rozwój OZE i magazynów energii
Dynamiczny rozwój technologii OZE i magazynowania energii, wspierany przez unijne regulacje, stawia przed Polską konieczność aktualizacji istniejącego prawa. Najnowsze zmiany w przepisach dotyczą głównie ustawy z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne, a ich celem jest ułatwienie inwestycji w OZE oraz integracji magazynów energii z krajowym systemem elektroenergetycznym.
Jedną z ważnych zmian jest wprowadzenie rejestru magazynów energii, który pozwala na zbieranie danych dotyczących mocy zainstalowanych magazynów, ich lokalizacji oraz integracji z siecią. Ma to ułatwić m.in. zarządzanie siecią oraz planowanie inwestycji w infrastrukturę przesyłową i dystrybucyjną. Kolejną istotną zmianą z punktu widzenia rozwoju OZE w Polsce jest nowelizacja przepisów prawa budowlanego, która dopuszcza instalację urządzeń OZE o mocy do 150 kW bez konieczności uzyskania pozwolenia na budowę czy zgłoszenia. W rezultacie, inwestorzy mogą instalować magazyny energii bez obowiązku wliczania ich do ogólnej mocy instalacji, co stanowi istotne ułatwienie dla projektów prosumenckich. Ważnym krokiem w kierunku ustabilizowania sieci elektroenergetycznej oraz wspierania integracji odnawialnych źródeł energii jest wyłączenie magazynowania energii elektrycznej z obowiązku sporządzania taryf przez regulatora. Dzięki temu operatorzy magazynów energii mogą kupować prąd w okresach niskich cen i oddawać go do sieci w okresach wysokiego zapotrzebowania. Pozwala to na bardziej elastyczne i efektywne działanie magazynów na rynku.
Wymienione zmiany w przepisach są jednymi z ważniejszych wśród wielu innych nowelizacji prawa energetycznego. I chociaż są to zmiany w dobrym kierunku, to wciąż pozostaje problem braku odpowiednich mocy przyłączeniowych w sieci dystrybucyjnej. Dopóki te techniczne ograniczenia nie zostaną rozwiązane, rozwój rynku magazynów energii w Polsce może być wolniejszy niż zakładano, mimo korzystnych zmian w prawie.
Rola wirtualnych elektrowni oraz magazynów energii w mechanizmach DSR
Wirtualne elektrownie (VPP) pełnią kluczową rolę w mechanizmach Demand Side Response (DSR), działając jako pośrednik między wytwórcami a odbiorcami energii. Dzięki zaawansowanemu zarządzaniu rozproszonymi źródłami energii oraz integracji magazynów energii, VPP znacząco wpływają na bilansowanie systemu elektroenergetycznego. Poprzez inteligentne zarządzanie zużyciem energii, VPP może wygładzać krzywą zapotrzebowania, „ścinając szczyty” w godzinach największego zapotrzebowania i „wypełniając doliny” w okresach mniejszego zużycia. Magazyny energii są tu nieocenione, ponieważ umożliwiają gromadzenie nadwyżek energii w czasie, gdy produkcja przewyższa zapotrzebowanie oraz dostarczanie jej w momentach szczytowych. To z kolei redukuje potrzebę utrzymywania kosztownej rezerwy opartej na węglu i gazie, która tradycyjnie służyła do stabilizacji sieci w czasie szczytów. W efekcie, zmniejsza się zapotrzebowanie na paliwa kopalne, co sprzyja dekarbonizacji sektora energetycznego.
Jednak, aby w pełni wykorzystać potencjał VPP, niezbędne jest wprowadzenie odpowiednich rozwiązań prawnych i technicznych, które będą wspierały rozwój wirtualnych elektrowni oraz systemów magazynowania energii. Przykłady udanych wdrożeń tych technologii w ramach smart grid na świecie pokazują, że integracja VPP i magazynów energii może znacząco poprawić stabilność i efektywność operacyjną systemu elektroenergetycznego.
