Raport: Jak połączyć energetykę konwencjonalną i OZE?
Energetyka odnawialna, w tym wiatrowa staje się szybką i tanią odpowiedzią na wyzwania systemu energetycznego w procesie transformacji. W ciągu kilkunastu lat najstarsze elektrownie węglowe zostaną zamknięte. Sukcesywnie muszą zastępować je elektrownie bardziej przyjazne środowisku – przekonują eksperci z Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej i Dolnośląskiego Instytutu Strategii Energetycznych w raporcie pt. „Współpraca konwencjonalnych źródeł wytwórczych i wielkoskalowe OZE”.
– Biorąc pod uwagę sytuację energetyczną Polski, rozsądne wydaje się połączenie wielkoskalowego OZE i energetyki konwencjonalnej. Mamy stare bloki węglowe, które sukcesywnie będą wyłączane i nowe o dużo wyższej sprawności, które jednak nie będą pracowały tak jak kiedyś, na poziomie co najmniej 7000 godzin rocznie. Zmienia się struktura pracy w systemie elektroenergetycznym i to OZE zajmuje pierwsze miejsce w jego podstawie. Mamy jednak rynek mocy, który pozwoli utrzymać moce konwencjonalne o charakterze źródeł regulacyjnych, których praca w systemie pozwoli wspierać dalszy rozwój OZE – komentuje Remigiusz Nowakowski, prezes Dolnośląskiego Instytutu Strategii Energetycznych (DISE).
Autorzy raportu „Współpraca konwencjonalnych źródeł wytwórczych i wielkoskalowe OZE” zwracają uwagę, że polskie elektrownie są u kresu swojego życia. Ponad połowa dziś pracujących jednostek wytwórczych (ok. 54 proc.) działa od ponad 30 lat. To oznacza, że do 2035 r. z eksploatacji zostaną wycofane bloki o łącznej mocy blisko 20,5 GW.
Tymczasem budowane dziś elektrownie nie wypełnią tej luki. Choć jednostki węglowe, które będą oddawane do eksploatacji w najbliższym czasie, produkują energię ze znacznie wyższą sprawnością niż ich poprzednicy (nawet 46 proc. wobec 30-33 proc.), to i tak będą w stanie pokryć jedynie około 20 proc. szczytowego zapotrzebowania na moc w kraju.
– To nie wystarczy, jeśli weźmiemy pod uwagę systematyczny wzrost zapotrzebowania na energię, oscylujący w granicach 1,6 proc. każdego roku. By zapewnić wystarczającą ilość energii do rozwoju gospodarczego potrzebujemy dziś każdego rodzaju energii – zarówno tej zielonej, by wypełnić unijne zobowiązania, i tej z paliw kopalnych stanowiącej dziś zabezpieczenie pracy odnawialnych źródeł, czyli tzw. backup – stwierdza Janusz Gajowiecki, prezes Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej (PSEW).
Autorzy raportu wskazują, że wyłączanie bloków węglowych i brak decyzji o budowie nowych mocy jest skutkiem zaostrzających się na poziomie unijnym norm środowiskowych, w tym tzw. konkluzji BAT (od ang. Best Available Technology), nakazujących stosowanie najlepszych dostępnych na rynku technologii.
Dodatkowo rosną koszty eksploatacji elektrowni węglowych ze względu na drożejące paliwo i uprawnienia do emisji CO2. We wrześniu za tonę węgla w europejskich portach płacono ponad 100 dolarów (co oznacza wzrost o 11 proc. rok do roku), a cena praw do emisji tony CO2 dochodziła do 25 euro. Oba czynniki mają szczególnie silny wpływ na ceny energii w Polsce, gdzie 70,3 proc. mocy zainstalowanej w systemie stanowią źródła wykorzystujące paliwa kopalne (dane z 2016 r.).
O ile cenami węgla na rynkach światowych rządzą prawa popytu i podaży, to ceny uprawnień do emisji CO2, wskutek reformy europejskiego systemu handlu emisjami, powinny być nadal w trendzie wzrostowym. Stąd po 2030 r. wskazany w raporcie scenariusz węglowy, zakładający sukcesywną modernizacją starych jednostek węglowych i budowę kolejnych bloków na czarne paliwo, jest droższy od pozostałych wariantów rozwoju systemu.
– Polska musi szybko zmieniać swój miks energetyczny, aby zapewnić pokrycie rosnącego zapotrzebowania na energię w przyszłości oraz utrzymać konkurencyjność gospodarki. Uzależnienie w ok. 80 proc. od jednego rodzaju paliwa jest wysoce ryzykowne, ponieważ ekspozycja ryzyka na zmiany cenowe tego paliwa na rynkach globalnych jest ogromna. Niezależnie od tego, czy zgadzamy się z polityką klimatyczną UE, musimy brać pod uwagę trendy globalne, w szczególności zmiany oczekiwań ludzi względem czystości powietrza, rewolucję technologiczną w segmencie OZE, a także rozwój nowych technologii jak np. magazynowanie energii na dużą skalę – podkreśla Remigiusz Nowakowski.
Nadzieję na tańszą energię daje energetyka odnawialna, w tym wiatrowa i słoneczna. Autorzy raportu podkreślają, że koszty tych technologii spadają najszybciej ze względu na olbrzymi przyrost mocy na całym świecie. W energetykę wiatrową inwestują dziś największe gospodarki m.in. Chiny (posiadały 187,7 GW w wietrze pod koniec 2017 r.), Stany Zjednoczone (88,9 GW) czy Niemcy (56,2 GW).
W skali globalnej łączna moc zainstalowana w elektrowniach wiatrowych sięgnęła 540 GW pod koniec 2017 r. Coraz większy udział ma w tym morska energetyka wiatrowa. W tym sektorze od 2011 do 2017 r. widać wyraźny przyrost mocy. U progu 2030 r. łączna moc morskich turbin na świecie miałaby wzrosnąć do 125 GW, czyli prawie 7-krotnie wobec stanu na koniec 2017 r.
Dynamicznemu rozwojowi sektora towarzyszą nie tylko spadające koszty produkcji energii, ale też postęp technologiczny. Największe turbiny instalowane na morzu osiągają dziś nawet moc 9,5 MW, czyli są pięciokrotnie większe niż instalowane kilkanaście lat temu. Na lądzie w powszechnym użyciu są już turbiny o mocy 3-4 MW, a najnowocześniejsze elektrownie tego typu osiągają sprawność nawet 45-50 proc., podczas gdy w jeszcze kilka lat temu taką produktywność przypisywano jedynie morskim wiatrakom.
– Mocniejsze turbiny są bardziej przyjazne dla środowiska i otoczenia. Nie tylko zapewniają niższe koszty jednostkowe produkcji, ale też można postawić ich mniej, by uzyskać zakładaną ilość energii – stwierdza Janusz Gajowiecki.
Po wyłączeniach wyeksploatowanych elektrowni węglowych część luki mogłyby zapełnić farmy wiatrowe. Do tej pory energetyka wiatrowa w Polsce rozwijała się najdynamiczniej ze wszystkich alternatywnych sposobów wytwarzania energii.
W przyszłości rząd chce dać szansę ich rozwoju na Bałtyku. W projekcie „Polityki energetycznej Polski do 2040 r.”, którą rząd przedstawił w ubiegłym tygodniu do konsultacji, przewidziano ponad 10 GW mocy z morskich farm do 2040 r. Ich włączenie do struktury wytwarzania energii będzie stymulować wzrost gospodarczy, a rozwój tego sektora miałby dać dodatkowe 60 mld zł z podatków do budżetu państwa – wyliczają autorzy raportu.
PSEW i DISE podkreślają, że skorzysta też rodzimy przemysł, który już dziś jest gotowy dostarczać elementy morskich turbin i infrastruktury o wartości odpowiadającej połowie kosztów inwestycji w morskie wiatraki. W najbliższych latach ten potencjał miałby urosnąć nawet do 90 proc., a wokół sektora mogłoby powstać 77 tys. nowych miejsc pracy.
– Cieszy nas uwzględnienie w projekcie polityki energetycznej państwa morskiej energetyki wiatrowej. W naszej ocenie równie ważny jest dalszy rozwój lądowych farm wiatrowych, które są obecnie najbardziej konkurencyjną cenowo technologią. Koszt produkcji energii z farmy na lądzie spadł średnio poniżej 200 zł/MWh, co pokazała tegoroczna aukcja. Tym bardziej cieszą mnie słowa ministra Grzegorza Tobiszowskiego, że rząd nie będzie wycofywał się z lądowej energetyki wiatrowej, która dobrze działa, lecz będzie starał się stwarzać warunki rynkowe dla rozwoju wszystkich technologii. W mojej ocenie, gdyby przepisy pozwalały na instalowanie najnowocześniejszych turbin, koszt każdej MWh energii z wiatru na lądzie można by jeszcze obniżyć o dodatkowe 20 zł – szacuje Janusz Gajowiecki z PSEW.
Zmiana charakteru jednostek węglowych na regulacyjny (wymuszona przyrostem OZE) wydłuży okres eksploatacji złóż kopalnych i funkcjonowanie sektora w krajowym systemie elektroenergetycznym. Z kolei turbiny wiatrowe, po rozszerzeniu o dodatkowe urządzenia, mogą świadczyć szereg usług systemowych. Najbardziej spektakularny przypadek wykorzystania elektrowni wiatrowych w celach regulacji miał miejsce w 2008 r. po szczecińskim blackoucie. Przywrócono wtedy zasilanie na obszarze miasta, wykorzystując turbiny zlokalizowane w gminie Wolin.
– Na transformację energetyczną nie możemy patrzeć w oderwaniu od kluczowego pojęcia, które determinuje całą dyskusję, mianowicie bezpieczeństwa energetycznego. Dlatego pytanie o to, jak taką transformację przeprowadzić, jest całkiem zasadne. Powinna ona uwzględniać: bezpieczeństwo energetyczne, konkurencyjność gospodarki, zrównoważony rozwój i efektywność. A to wszystko osadzone w konkretnych okolicznościach: stale zwiększającej się elektryfikacji transportu, ciepłownictwa i innych segmentów. Oznacza to, że uzależnienie od energii elektrycznej będzie rosło, czyli priorytet stabilności jej wytworzenia i dostarczenia będzie jeszcze wyższy niż do tej pory – ocenia Nowakowski.
– Energetyka konwencjonalna i odnawialna muszą i powinny współpracować. W przyszłości warto zastanowić się więc nad stworzeniem takiego modelu współpracy, gdzie elektrownie węglowe i wiatrowe przyłączone do jednego punktu sieci współpracowałyby na zasadach biznesowych – dodaje Gajowiecki.
– Przewidywany wzrost zapotrzebowania na energię do roku 2040, przy równoczesnym wzroście zapotrzebowania szczytowego redukuje znacząco przewidywane problemy bilansowania generacji konwencjonalnej, wielkoskalowej energetyki wiatrowej oraz rozproszonej fotowoltaiki z zapotrzebowaniem. Elastyczność nowoczesnych jednostek konwencjonalnych i udział OZE w procesach regulacyjnych ogranicza mityczny nadmiar „zbędnej” energii odnawialnej do okresu 100 – 200 godzin w skali roku, co z pewnością jest możliwe do opanowania – wskazuje prof. Piotr Kacejko z Politechniki Lubelskiej.
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
