Ostanie lata to okres efektownego rozwoju OZE. Moc zainstalowana w OZE przekroczyła 27 GW, co stanowi blisko czterokrotnie więcej niż w 2015 r. Dzisiaj OZE stanowią ok. 42% mocy zainstalowanej w systemie elektroenergetycznym. Jednak ich przyrost stanowi olbrzymie wyzwanie dla systemu sieciowego. Kluczowym wzywaniem jest zapewnienie jego stabilnej pracy przy jednoczesnym dalszym rozwoju OZE. Jedną z odpowiedzi na to wyzwanie jest zwiększenie elastyczności systemowej, zarówno po stronie podażowej, jak i popytowej.
Charakterystyka pracy technologii OZE, w szczególności bazującej na potencjale wiatru i słońca, powoduje, że generacja energii realizowana jest w określonych warunkach pogodowych. Coraz częściej dochodzi w Polsce do sytuacji, że przy niezwykle sprzyjających okolicznościach pogodowych i braku zbilansowania popytu z podażą energii, niezbędne są działania doraźne ze strony operatów sieci dystrybucyjnej i przesyłowej. Polegają one na wyłączaniu instalacji OZE (tzw. redysponowanie) oraz ograniczeniu pracy jednostek węglowych sięgające poziomu minimum technologicznego, co zdecydowanie przyspiesza poziom ich wyeksploatowania. Pociąga to z jednej strony konieczność ponoszenia kosztów rekompensat dla wytwórców OZE (co jest nieefektywne i drogie z systemowego punktu widzenia) oraz wpływa negatywnie na opłacalność źródeł energetyki konwencjonalnej pracujących w podstawie systemu elektroenergetycznego i odpowiadających za jego stabilność.
Jak wskazują eksperci Fundacji Instrat, obecnie produkcja energii elektrycznej przez tzw. źródła niesynchroniczne, do których należą turbiny wiatrowe i moduły fotowoltaiczne, ograniczana jest po osiągnięciu przez nie ok. 55-60% udziału w chwilowym miksie elektroenergetycznym kraju – a więc gdy część elektrowni i elektrociepłowni konwencjonalnych dalej pracuje.
Z obliczeń analityków Fundacji wynika, że zwiększenie zdolności polskiego systemu elektroenergetycznego do przyjmowania produkcji źródeł niesynchronicznych do ok. 80-85% pozwoliłoby na zaoszczędzenie w 2030 r.5-6 mld zł w scenariuszu bazowym oraz aż 10-14 mld zł w scenariuszu ambitnym. Odpowiada to średniej oszczędności 25–50 zł na każdej skonsumowanej w KSE megawatogodzinie energii elektrycznej.
Dalsze zwiększenie udziału OZE w KSE przy jednoczesnym zapewnieniu jego stabilnej pracy wymaga odpowiedniego dostosowania systemu do zmienności generacji w zależności od warunków atmosferycznych. Dlatego w procesie transformacji energetycznej nie tylko ważne są kolejne GW nowych mocy w OZE, ale również elastyczność zarówno po stronie popytowej jak i podażowej.
Sieci, sieci i jeszcze raz sieci
Nie uciekniemy przed koniecznością dalszych inwestycji w modernizację istniejących i budowę nowych sieci. Jest to jednak proces długotrwały, a wyzwania dla operatorów pojawiają się już dzisiaj. Energetyka w coraz większej mierze opiera się na źródłach rozproszonych, których będzie stale przybywać – instalacje PV, lądowe farmy wiatrowe czy biogazownie. Aby ograniczyć wyzwania sieciowe niezbędne jest z jednej strony zagospodarowanie nadwyżek energii, ale z drugiej jej zmagazynowanie zarówno w magazynach przydomowych, jak i wielkoskalowych. Dlaczego magazynowanie energii jest tak ważne, szczególnie w przypadku gospodarstw domowych? Ze względu na charakterystykę pracy mikroinstalacje PV generują najwięcej energii w dzień, podczas gdy zużywamy ją popołudniu lub wieczorem, gdy generacja z takich instalacji jest zerowa lub bardzo mała. To oznacza większe zapotrzebowanie na energię z gniazdka, co nie pozostaje bez znaczenia dla pracy systemu energetycznego. Dlatego prosument posiadający również magazyn energii mógłby być źródłem elastyczności systemu.
Pomoże inteligencja. Sieci i systemów
To nie jedyne sposoby na poprawę elastyczności sieci. Jak wskazują eksperci Politechniki Białostockiej i krakowskiej Akademii Górniczo-Hutnicznej, niezbędne jest również stosowanie inteligentnych sieci elektroenergetycznych (smart grids), wdrażanie systemów zarządzania energią w budynkach i instalacjach przemysłowych, ale zachęcanie do zmiany zachowań konsumentów w celu ograniczenia zużycia energii w godzinach szczytu. Według ich szacunków wdrażanie elastyczności może wygenerować inwestycje rzędu co najmniej 0,5 bln zł w perspektywie 2040 r.
Transformacja energetyczna bez zapewnienia elastyczności nie będzie możliwa. W przeciwnym wypadku czeka nas gwałtowne hamowanie rozwoju OZE i konieczność poniesienia w niezwykle krótkim czasie inwestycji w infrastrukturę przesyłową, co wszyscy odczujemy na rachunkach za energię. Ważne to jest także z punktu widzenia inwestorów, którzy mogą ograniczyć inwestycje zniechęceni nieefektywnością produkcji energii oraz we wprowadzaniu jej do sieci.
