© sam
Wpływ pogody na funkcjonowanie OZE to w ujęciu analizy "Transformacja (elektro)energetyczna. Jak rozwikływać zagadki i łączyć kropki?" zagadnienie o charakterze funkcjonalnym – odnosi się bowiem do bieżącej pracy systemów energetycznych w sposób, który pozwala zachować techniczne parametry związane z bezpieczeństwem dostaw energii. W przypadku źródeł fotowoltaicznych i wiatrowych wyzwaniem dla stabilnej produkcji energii jest zmienna pogoda. W zależności od panujących warunków możemy mierzyć się z „klęskami urodzaju”, kiedy wytworzonej mocy jest więcej niż potrzebujemy albo z „suszami OZE”, które zmuszają do poszukiwania energii gdzie indziej.
Czytaj także: Skonsolidować zaplecze transformacji energetycznej. Fundacja Instrat mówi o stworzeniu nowej agencji rządowej
Gdy energii jest za dużo…
Pierwsza z tych problematycznych sytuacji następuje zwłaszcza latem. Dotyczy przede wszystkim fotowoltaiki i określa się ją anglojęzycznym mianem duck curve, czyli „krzywej kaczki”. Dobowogodzinny profil zapotrzebowania na moc w systemie elektroenergetycznym układa się wówczas w kształt przypominający kaczkę. Wskutek dużego nasłonecznienia następuje wzrost produkcji energii i w tzw. godzinach solarnych (okołopołudniowych) maleje zapotrzebowanie na moc z innych źródeł; OZE pokrywa jego coraz większą część. Sprawy mają się jednak inaczej rano i wieczorem, kiedy słońca jest mniej i zapotrzebowanie rezydualne (inne niż na moc z OZE) przyjmuje większe tempo zmian. Wahania w ciągu jednego dnia rodzą problemy techniczne. Operatorzy muszą zadbać o stabilność częstotliwościową i napięciową, zatory sieciowe, obniżenie poziomu prądów zwarciowych czy o elastyczność. Kiedy dochodzi do nadpodaży energii, sieć może zostać przeciążona. W skrajnych przypadkach stosowane jest tzw. narzędzie ostatniej szansy, czyli redukcja generacji OZE (ang. curtailment). Jak pisaliśmy 23 kwietnia 2023 r., redukcję generacji w Polsce po raz pierwszy zastosowano w przypadku źródeł fotowoltaicznych. Metoda ta rodzi komplikacje ekonomiczne, ponieważ przy „zmarnowaniu” energii inwestor traci swoje przychody i może domagać się rekompensat. Instytut Jagielloński wskazuje jednak, że przy odpowiednich uwarunkowaniach technicznych oraz regulacjach rynkowych redukcja generacji w jednostkach pracujących poniżej chwilowej produkcji maksymalnej może tworzyć dodatkowe źródło pieniędzy.
…i gdy jest jej za mało
Do Dunkelflaute, czyli „suszy OZE” dochodzi przy braku wiatru lub słońca, a więc przede wszystkim w dniach „typu zimowego”. Źródła pogodozależne nie są wtedy w stanie zaspokoić zapotrzebowania na energię. Przy wielodniowych lub wielogodzinnych zastojach w generacji mocy system elektroenergetyczny jest zmuszony do sięgania po rozwiązania alternatywne, takie jak poleganie na energetyce konwencjonalnej, magazynach o wysokiej mocy i długim czasie pracy, o ile zostały one wcześniej naładowane do wymaganych poziomów, importu energii czy redukcji poboru. Analiza przytacza trwający ponad tydzień okres „suszy OZE” od 23 do 31 stycznia 2023 roku. „Pomimo ok. 12,3 GW mocy zainstalowanej w fotowoltaice oraz ok. 9,1 GW mocy zainstalowanej w lądowej energetyce wiatrowej niska wietrzność oraz typowe zimą niskie nasłonecznienie sprawiły, że chwilowe współczynniki wykorzystania (tzw. capacity factor) obu technologii nie przekraczały 8%” – czytamy. Krajowy System Energetyczny opierał się wtedy o sterowalne źródła cieplne.
Jak przypomina analiza, funkcjonalne i operacyjne wyzwania związane z duck curve oraz Dunkelflaute przekładają się na horyzont strategiczno-inwestycyjny. Niedobory energii przy braku słońca i wiatru skazują systemy elektroenergetyczne na konieczność posiadania odpowiedniej ilości mocy sterowalnych lub importowych, a także programów Demand Side Response – czasowej redukcji poboru mocy. Odpowiedzią na letnią nadpodaż są odpowiednie ilości elastycznych mocy cieplnych i mocy magazynowych, możliwości eksportu, a także programów Demand Side Response, zdolnych do zagospodarowania nadwyżek. Instytut Jagielloński przekonuje, że uwzględniające oba wyzwania inwestycje infrastrukturalne muszą dotyczyć zasobów wytwórczych (a więc źródeł energii, takich jak gaz, gaz z sekwestracją dwutlenku węgla, atom, biopaliwa albo wodór), magazynowych (np. elektrowni szczytowo-pompowych albo magazynów bateryjnych czy grawitacyjnych) i sieciowych (m.in. w postaci linii przesyłowych i dystrybucyjnych) oraz reakcji po stronie popytowej.
Szymon MajewskiDziennikarz
