© mwk
- Rola magazynów ciepła w efektywnym zarządzaniu nadwyżkami energii jest kluczowa dla stabilizacji całego systemu energetycznego – stwierdza wiceministra klimatu i środowiska Urszula Zielińska w przedmowie przełomowego raportu „Mapa drogowa dla rynku magazynów ciepła w Polsce”. Dlaczego przełomowego? Autorzy, Instytut Energetyki Odnawialnej oraz Polska Izba Magazynowania Energii, po raz pierwszy prezentują opracowanie obejmujące magazynowanie ciepła krótko- i długoterminowe oraz nisko- i wysokotemperaturowe, od strony ekonomicznej i technicznej, wraz z badaniem zapotrzebowania potencjalnych klientów (branża ciepłownicza). Całość przedstawiono dla trzech grup: prosumentów (magazyny o pojemności 200-400 l oraz 1-10 tys. l do zabudowy wielolokalowej), ciepłownictwa systemowego (magazyny ziemne o poj. 30-200 tys. m3 oraz stalowe o poj. 10-30 tys. m3), a także przemysłu i energetyki (tu przedstawiono kierunki rozwoju i istniejące koncepcje testowe).
Raport to początek. Powstać ma również zespół ekspercki pracujący nad zmianami prawnymi. – Kreujemy zespół ekspercki, w ramach którego wykonamy mrówczą pracę stworzenia regulacji, które pozwolą na realizację i wykorzystanie inwestycji w magazyny ciepła oraz systemów wsparcia dla magazynów ciepła, by środki wykorzystać optymalnie – by krajowy system elektroenergetyczny odczuł, że środki zostały zainwestowane właściwie – zapowiada Krzysztof Kochanowski, prezes Polskiej Izby Magazynowania Energii.
Czytaj też: Podnieść korzyści ze źródeł odnawialnych. Gminy myślą o spółdzielniach, Tauron zwiększa moce
18 GW OZE magazynowane w cieple
Jeden z obszarów, który jest zaakcentowany przez raport, to rola magazynów ciepła w ciepłownictwie. Sektor ciepłowniczy jako jedyny posiada obecnie cel OZE, póki co udział ten przekracza 20% – Według URE, w 2020 r. udział ciepła z OZE w produkcji ciepła wyniósł 10,1% ciepła odpadowego (z odzysku) 9.79% - głosi prezentacja ukazana na premierze raportu. A potencjał magazynowania ciepła z OZE to nawet 16 TWh rocznie, przy zdolności absorbcji chwilowej (godzinowej) generacji OZE do 18 GW. Potencjał magazynów ciepła na 2030 r. obejmuje 6,6 mln buforów CWU, zdolnych zmagazynować blisko 4,2 TWh nadwyżek energii z OZE oraz 200 sezonowym magazynów typu PTES w ciepłownictwie, zdolnych do przeniesienia z lata na sezon grzewczy blisko 11,5 TWh.
System przyjmuje tylko 56% OZE
Grzegorz Wiśniewski, prezes IEO, wskazał też, że szczególnie istotnym wątkiem jest sector coupling (rozdz. 8.) i zestawił koszty magazynów ciepła i bateryjnych. – Koszty i długość okresu magazynowania i rozładowania jest bardzo ważna (…). Technologia magazynowania ciepła jest znana od lat – mówił. Podał, że w 2023 r. mieliśmy 23,7% udziału źródeł pogodozależnych OZE w krajowym systemie elektroenergetycznym.
Instytut obliczył przy jakim pułapie produkcji OZE następują curtailmenty. Do 22 sierpnia br. zachodziły przy przekroczeniu 56% udziału energii z OZE, a dotyczyły aż 3% generacji OZE (661 GWh). Wiśniewski wskazał, że do 2030 r. te ograniczenia mogą wynieść 17% generacji OZE. Dodał, że w kwietniu br. ceny energii elektrycznej były niższe niż ceny ciepła z węgla. – Mając te wszystkie argumenty, chcę pokazać przykłady zastosowania ciepła w ciepłownictwie systemowym, w rozproszonym indywidualnym i oczywiście w przemyśle i energetyce – mówił. Te właśnie przykłady wylicza szczegółowo raport, nie wykluczając różnych technologii.
Niedostrzegana korzyść
Jakie jest zainteresowanie tą technologią? Spore - wynika z szeregu „wyjątkowych korzyści”. Magazynowanie ciepła przede wszystkim pozwala oddzielić bieżące zapotrzebowanie na ciepło od natychmiastowej produkcji energii z OZE i dostępności energii z konwencjonalnych źródeł wytwórczych. To daje z kolei możliwość pochłaniania większej ilości energii z OZE oraz elastyczność w cyklach godzinowych, dobowych, tygodniowych i sezonowych. Technologia Thermal Energy Storage (TES) wspomaga też system energetyczny jako całość: redukując konieczność inwestowania w kosztowne wzmocnienia sieci oraz ułatwiając przestawienie polskiej gospodarki na zasilanie zieloną energią. A jest od czego odchodzić. – W Polsce na potrzeby grzewcze spalane jest rocznie 24 mln ton węgla i 4,5 mld m3 gazu, z czego indywidualne gospodarstwa domowe zużywają 12 mln ton węgla przy zapotrzebowaniu 850-950 PJ/rok z czego 150-200 PJ/rok w przemyśle – czytamy w raporcie.
100% ciepłowników na tak
Autorzy raportu przeprowadzili ankiety wśród przedsiębiorstw ciepłowniczych, na podstawie których stwierdzono, że 100% ankietowanych zamierza oprzeć rozwój systemu ciepłowniczego o magazynowanie ciepła oraz OZE. 54% z nich wyraziło zainteresowanie inwestycjami w dobowe magazyny ciepła, a 46% w sezonowe. To wzrost względem badania z 2018 r., gdy w pierwszej kategorii zainteresowanie inwestycjami utrzymywało się na poziomie 39%, a w drugiej – 46%.
Raport wskazuje też na zróżnicowanie w zainteresowaniu technologiami OZE ze strony ciepłowników. Prym wiodą kotły biomasowe (39%), dalej technologia P2H (24%) oraz kolektory słoneczne (22%). Listę zamyka geotermia (16%). Wszystkie mogą współpracować z magazynami ciepła.
Osiem takich instalacji krótkoterminowych już funkcjonuje: EC Toruń (12 tys. m3), Elektrownia Ostrołęka (13 tys. m3), EC Białystok (13 tys. m3), EC Czechnica (13 tys. m3), EC Kraków (18 tys. m3), EC Bielsko Biała (20 tys. m3), EC Poznań (24 tys. m3) oraz EC Siekierki (30 tys. m3).
- Ciepło systemowe ma olbrzymie znaczenie, zwłaszcza jeśli chodzi o odbiorców indywidualnych - podkreślił Grzegorz Wiśniewski. Jako jedno z najbardziej atrakcyjnych rozwiązań wyliczył PTES, czyli magazyny ziemne o pojemności min. 50 tys. m3, do nawet 300 tys. m3, przy czym ich koszt wraz z objętością „spada niemal wykładniczo”.
OZE musi znaleźć sobie klientów
Wracając do pierwotnego pytania: dlaczego? Autorzy raportu podkreślają m.in., że magazyny ciepła są naturalnym wyborem przy łączeniu sektorów (ang. sector coupling), które jest wyraźnym trendem na rynku (patrz: ramka). 
- Elektryfikacja ciepłownictwa jest wskazywana jako szansa na zwiększenie wykorzystania energii elektrycznej z OZE. W tym celu rozważane jest wdrożenie technologii Power to Heat, która opiera się na konwersji energii elektrycznej na ciepło, bądź chłód za pomocą pomp ciepła i kotłów elektrodowych. Kluczową rolę przewiduje się dla magazynów ciepła, których znaczenie będzie rosło wraz z rozwojem rozproszonych źródeł odnawialnych w sieci. Magazyn ciepła ma szansę stać się ważnym elementem stabilizującym pracę sieci, tym bardziej że jak wskazują analizy jest to rozwiązanie wielokrotnie tańsze od magazynów energii – mówi Dorota Zawadzka-Stępniak, prezes Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej we wstępie do raportu. - Magazynowanie ciepła jest wskazany jako jeden z priorytetów tego zarządu – wskazała na konferencji, prezentując programy NFOŚiGW w tym obszarze.
Czytaj też: Sieci niskotemperaturowe. Na czym to polega?
Co robić, kiedy wieje i świeci w nadmiarze?
- Ważnym aktywem Polski na drodze transformacji są istniejące w naszym kraju sieci ciepłownicze. Jak zaopatrzyć je w tanie i bezemisyjne ciepło? Autorzy niniejszego raportu dają na to pytanie szereg ciekawych odpowiedzi – dodaje Grzegorz Onichimowski, prezes Polskich Sieci Energetycznych. Podkreśla, że wkrótce moc zainstalowana OZE będzie wyższa niż źródeł konwencjonalnych, a już dziś łączna moc fotowoltaiki i elektrowni wiatrowych przekracza maksymalny poziom zapotrzebowania. - Inwestorzy realizują i planują kolejne projekty – według ich deklaracji za 10 lat w polskim systemie może być ponad 70 GW OZE. Ponad połowa zużywanej w Polsce energii elektrycznej będzie wówczas pochodziła ze źródeł odnawialnych. Jednocześnie coraz częściej będą zdarzać się okresy, gdy te źródła będą konkurowały na rynku nie z węglem czy gazem, lecz ze sobą nawzajem. Kluczowe jest zatem, by każdy wytwórca zadbał o to, aby zawsze mieć klientów na produkowaną przez siebie energię. Nikt za nich nie znajdzie odbiorców na ich produkt. Takim nowym, obiecującym klientem może być ciepłownictwo – podpowiada.
- Kiedy podczas sejmowych debat sceptycy transformacji do znudzenia powtarzają pytanie: „a co zrobić, kiedy nie wieje i nie świecie?”, ja odpowiadam, że znacznie większym dziś wyzwaniem jest pytanie zgoła inne: „co robić, gdy wieje i świeci w nadmiarze?”. – wskazuje z kolei wiceministra klimatu i środowiska Urszula Zielińska. Zaprezentowane na konferencji prasowej dane wskazują, że bufory ciepła jedynie w obszarze prosumenckim mogłyby pozwolić na ograniczenie curtailmentu o 5 GW.
Momentum – NZIA i polski local content
Grzegorz Wiśniewski odniósł się na konferencji do Net Zero Industry Act, które sprawia, że teraz jest przełomowy moment, by wzmocnić również polski przemysł. W przypadku magazynów ciepła chodzi o rynek producentów, wykonawców, usług sterowania itp.
PSE podają, że może to być ponad 73,6 GW mocy przyłączonych w wietrze i fotowoltaice w 2030 r. Wiśniewski wskazał, że w Danii - która ma ponad 70% energii OZE w systemie - to duże sezonowe magazyny ciepła przejmują energię przy niskiej cenie energii.
- Magazyny ciepła sezonowe (...) w okresie letnim mogłyby przejmować maksymalnie do 12,7 GW mocy OZE. Pozwoliłyby przejąć całość energii z okresu letniego na okres grzewczy – mówił ekspert.
Czytaj też: Ciepło odpadowe i z OZE obligatoryjnie przyłączane do sieci. Jest rozporządzenie
Marta Wierzbowska-KujdaRedaktor naczelna, sozolog
