Nowoczesne sieci elektroenergetyczne odgrywają kluczową rolę w transformacji energetycznej z kilku powodów. Zapewniają skuteczną integrację rozproszonych źródeł energii oraz umożliwiają sprawne zarządzanie popytem i podażą energii. Polska zbliża się do poziomu 30 GW mocy zainstalowanej w OZE i jest to jeden z sukcesów kraju kojarzonego głównie z energetyką węglową. Aby osiągnąć cele transformacji, potrzebne są pilne inwestycje w sieci elektroenergetyczne oraz przyspieszenie już realizowanych. Sieci potrzebują znacznie więcej digitalizacji, a sam sektor – wyspecjalizowanych pracowników.
Sieci stanowią swojego rodzaju „kręgosłup” sektora energetycznego, będący podstawą całej architektury energetycznej kraju. To od kondycji sieci dystrybucyjnych i przesyłowych zależy sprawne zarządzanie systemem elektroenergetycznym oraz przepływami energii. W powszechnej dyskusji argumentem dominującym za inwestycjami w sieci jest możliwość przyłączenia nowych instalacji OZE. Inwestorzy OZE od wielu lat napotykają barierę techniczną w postaci niedoinwestowanych sieci. Wiele podmiotów otrzymuje odmowy przyłączenia nowych urządzeń do sieci, w tym nawet magazynów energii.
Nie tylko możliwość przyłączenia nowych instalacji OZE
Nowoczesne sieci są kluczowe przez wzgląd na efektywność energetyczną i niezawodność pracy całego systemu elektroenergetycznego. Co najważniejsze, ułatwiają realizację procesu integracji technicznej instalacji OZE z systemem.. Nowoczesne sieci, często określane mianem inteligentnych (smart grids), wykorzystują zaawansowane technologie informatyczne, sensory i automatyzację w celu monitorowania i optymalizacji przepływu energii, co znacząco poprawia efektywność energetyczną i niezawodność dostaw energii. Kolejny element to cyfryzacja i bezpieczeństwo – nowoczesne systemy elektroenergetyczne wykorzystują cyfryzację do poprawy efektywności operacyjnej, przewidywania i reagowania na awarie oraz zwiększania ogólnego bezpieczeństwa systemu energetycznego.
Inwestycje w sieci przynoszą korzyści nie tylko samej branży OZE. Operatorzy mogą sprawniej zarządzać popytem - zaawansowane sieci elektroenergetyczne umożliwiają implementację rozwiązań do jego popytu, które pozwalają na dostosowanie konsumpcji energii do jej aktualnej dostępności, co jest szczególnie ważne w kontekście pogodozależnej produkcji energii z OZE.
Rozwój technologii sieciowych umożliwia coraz większej liczbie użytkowników nie tylko konsumpcję, ale także produkcję energii (tzw. prosumeryzm). Zdigitalizowane systemy umożliwiają bezpieczne włączanie prosumentów do systemu, zarówno w zakresie dostarczania nadwyżek wyprodukowanej energii, jak i poboru energii z sieci.
Nie zapominajmy o megatrendzie elektryfikacji gospodarki, w tym wdrażaniu takich technologii jak elektromobilność. Jej rozwój stanowi ważny element transformacji energetycznej. Nowoczesne sieci są niezbędne do obsługi rosnącej liczby pojazdów elektrycznych, zarówno w zakresie infrastruktury ładowania, jak i zarządzania dodatkowym obciążeniem sieci (np. w ramach systemu Vehicle-to-Grid)
Relikt przeszłości
Sieci dostarczają energię do gospodarstw domowych, firm i przemysłu - tak naprawdę - od ponad 100 lat. Osiągnięcie celów transformacji energetycznej oznacza również dodanie lub odnowienie łącznie ponad 80 milionów kilometrów sieci do 2040 roku, co stanowi równowartość całej istniejącej globalnej sieci.
Jak zauważa Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) w raporcie „Modern, smart and expanded grids are essential for successful energy transition”, aby osiągnąć krajowe cele energetyczne i klimatyczne, zużycie energii na świecie może rosnąć o 20% szybciej w następnej dekadzie niż w poprzedniej. Rozbudowane sieci mają kluczowe znaczenie dla umożliwienia takiego wzrostu, międzynarodowe środowisko inwestorów i praktycznie wszystkie już gospodarki światowe wdrażają więcej zelektryfikowanego transportu, instalują więcej elektrycznych systemów ogrzewania i chłodzenia oraz zwiększają produkcję wodoru przy użyciu elektrolizy.
Sieci muszą zarówno działać w nowych modelach, jak i wykorzystywać zalety rozproszonych zasobów, takich jak energetyka słoneczna na dachach, oraz wszystkich źródeł elastyczności. Obejmuje to wdrażanie technologii zwiększających elastyczność sieci i uwalnianie potencjału reagowania na popyt i magazynowania energii poprzez cyfryzację. Jak wskazuje IEA, co najmniej 3 000 GW mocy zainstalowanej w projektach OZE, z czego 1 500 GW na zaawansowanym etapie rozwoju, czeka w kolejkach do podłączenia do sieci - co odpowiada pięciokrotności mocy fotowoltaicznej i wiatrowej dodanej w 2022 r. Pokazuje to, że sieci stają się wąskim gardłem dla przejścia na zerową emisję netto – stwierdza agencja.
- Liczba projektów oczekujących na podłączenie na całym świecie jest prawdopodobnie jeszcze wyższa, ponieważ dane dotyczące takich kolejek są dostępne dla krajów odpowiadających za połowę globalnej mocy elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych. Podczas gdy inwestycje w OZE szybko rosną, niemal podwajając się od 2010 r., globalne inwestycje w sieci energetyczne prawie się nie zmieniły, pozostając na stałym poziomie około 300 mld dolarów rocznie – czytamy w opracowaniu IEA.
Aby osiągnąć krajowe cele klimatyczne, inwestycje w sieci energetycznej muszą niemal podwoić się do 2030 r. do ponad 600 mld dolarów rocznie po ponad dekadzie stagnacji na poziomie globalnym, z naciskiem na cyfryzację i modernizację sieci dystrybucyjnych.
Grid Delay Case, czy wskaźnik opóźnienia rozwoju sieci
Agencja na potrzeby raportu opracowała scenariusz opóźnienia sieci (ang. Grid Delay Case), aby zbadać wpływ ograniczonych inwestycji w sieci, ich modernizacji, cyfryzacji i zmian operacyjnych. Jak czytamy, przypadek opóźnienia sieci pokazuje zahamowanie przemian w energetyce i gospodarce, wolniejsze wykorzystanie OZE i wyższe zużycie paliw kopalnych. Skumulowane emisje dwutlenku węgla (CO2) z sektora energetycznego do 2050 r. byłyby o 58 gigaton wyższe w przypadku opóźnienia sieci w scenariuszu dostosowanym do celów klimatycznych. Odpowiada to całkowitej globalnej emisji CO2 w sektorze energetycznym z ostatnich czterech lat. Oznaczałoby to również, że globalny długoterminowy wzrost temperatury znacznie przekroczyłby poziom 1,5°C, z 40% szansą na przekroczenie 2°C.
W scenariuszu opóźnienia budowy sieci, globalny import gazu jest o ponad 80 mld m3 rocznie wyższy po 2030 r. niż w scenariuszu dostosowanym do krajowych celów klimatycznych. Z kolei import węgla jest o prawie 50 mln ton wyższy. Opóźnienie rozwoju sieci zwiększa również ryzyko mnożenia się szkodliwych ekonomicznie przestojów. Obecnie takie przerwy kosztują już około 100 mld dolarów rocznie, czyli 0,1% globalnego PKB.
Potrzebne usprawnienie permittingu w procesach rozwoju sieci
Zaplanowanie, uzyskanie pozwoleń (ang. permitting) i ukończenie nowej infrastruktury sieciowej często zajmuje od 5 do 15 lat, w porównaniu z okresem 1-5 lat w przypadku nowych projektów OZE i mniej niż 2 lata w przypadku nowej infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych. IEA przekonuje, że plany sieciowe muszą uwzględniać dane z długoterminowych planów transformacji energetycznej w różnych sektorach, przewidując i umożliwiając rozwój zasobów rozproszonych, łącząc regiony bogate w zasoby, w tym morską energetykę wiatrową, oraz odzwierciedlając powiązania z innymi sektorami, w tym transportem, budynkami i przemysłem oraz paliwami, takimi jak wodór.
Budowa sieci wymaga bezpiecznych łańcuchów dostaw i wykwalifikowanej siły roboczej. Rządy mogą wspierać ekspansję łańcuchów dostaw poprzez tworzenie solidnych i przejrzystych planów projektowych oraz standaryzację zamówień i instalacji technicznych. Istnieje również duże zapotrzebowanie na wykwalifikowanych specjalistów w całym łańcuchu dostaw, a także u operatorów i w instytucjach regulacyjnych. Jak zauważa IEA, niezbędne będzie wykształcenie odpowiedniej kadry ekspertów, zapewnienie integracji umiejętności cyfrowych z programami nauczania w branży energetycznej oraz zarządzanie wpływem skutków transformacji energetycznej (np. pojawienie się nowych zawodów) i zwiększonej automatyzacji na pracowników poprzez przekwalifikowanie i szkolenia w miejscu pracy.
Źródło danych: Międzynarodowa Agencja Energetyczna
