Fotowoltaika zwiększyłaby bezpieczeństwo energetyczne Polski

W tym tygodniu energetycy będą w najwyższej gotowości. Zbliżymy się do marginesu bezpieczeństwa polskiego systemu elektroenergetycznego. Byłoby inaczej, gdyby politycy słuchali osób odpowiedzialnych za to bezpieczeństwo, zamiast kierować się stereotypami.

Chociaż Ministerstwo Energii, a wcześniej resort gospodarki, nie ujawniły do tej pory raportu powstałego po wprowadzeniu 20 stopnia zasilania w sierpniu 2015 roku, to dziennikarzom portalu WysokieNapiecie.pl udało się ustalić, że jednym z jego elementów była rekomendacja rozwoju energetyki rozproszonej (małych źródeł energii rozsianych po całym kraju) i fotowoltaiki (produkcji energii elektrycznej z promieniowania słonecznego).

Raport Polskich Sieci Elektroenergetycznych trafił na biurka ministra gospodarki, premiera i najważniejszych osób w państwie odpowiedzialnych za bezpieczeństwo energetyczne jesienią. Politycy przez ponad pół roku niewiele jednak zrobili w tej sprawie, a zamrożenie nowego systemu wsparcia dla energetyki odnawialnej zadziałało wręcz negatywnie na tegoroczny stan bezpieczeństwa. Nie jest także pewne, czy sytuację poprawi przyjęta w piątek przez Senat nowelizacja ustawy o odnawialnych źródłach energii (OZE), którą ponownie zajmie się jeszcze Sejm.

Tymczasem, jak wynika z raportu ENTSO-E, organizacji zrzeszającej europejskich operatorów sieci przesyłowych energii elektrycznej, tego lata Polska będzie jedynym krajem w Europie, który latem ponownie może mieć problemy z zapewnieniem dostaw energii wszystkim odbiorcom.

Większość specjalistów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo całego systemu elektroenergetycznego, z którymi rozmawialiśmy, zwraca uwagę, że system powinien być złożony z pasujących do siebie elementów. Energetyka rozproszona i fotowoltaika mają być tylko jednymi z nich.

„Potrzebujmy 2000 MW w fotowoltaice”

– Potrzebujemy ok. 2000 MW w fotowoltaice ze względów bezpieczeństwa, bo pracuje wtedy, gdy rośnie nam obciążenie sieci latem ze względu na klimatyzację – mówi nam jedna z osób bezpośrednio odpowiedzialnych za bezpieczeństwo polskiego systemu elektroenergetycznego.

Jej zdanie podzielają zresztą zarówno osoby z obecnego zarząd PSE, jak i poprzedniego, chociaż nie wszyscy. Od lat o takie rozwiązania apelowali także dawni prezesi PSE – prof. Jan Popczyk i zmarły w ub. r. prof. Krzysztof Zmijewski. – Małe instalacje mają tę zaletę, że są w stanie powstać w ciągu roku, natomiast budowa nowego dużego bloku energetycznego z sieciami to dziesięć lat. A problem z zapewnieniem odpowiednich mocy będziemy mieć już za chwilę – argumentował w 2015 roku w rozmowie z portalem WysokieNapiecie.pl prof. Żmijewski.

Fotowoltaika rzeczywiście jest źródłem energii, które może się rozwijać najszybciej. Przygotowanie, zakup i montaż domowej instalacji może się zamknąć w 2-3 tygodniach. Na formalności i budowę instalacji PV w skali przemysłowej potrzebnych jest najwyżej kilka miesięcy. Równać mogą się z nimi tylko niewielkie instalacje kogeneracyjne na biomasę lub przydomowe turbiny wiatrowe. Inwestycja w duże elektrownie konwencjonalne zajmuje przynajmniej 7-10 lat. Z kolei wg ostatniego raportu PSE Polska może mieć problem z zapewnieniem odpowiednich mocy już w przyszłym roku, a od 2020 może się to już dziać regularnie, mimo oddania do użytkowania budowanych właśnie nowoczesnych bloków węglowych w Kozienicach, Jaworznie i Opolu.

Skąd 2000 MW?

Dlaczego, według wyliczeń eksperta zajmującego się bezpieczeństwem pracy polskiego systemu elektroenergetycznego, potrzebujemy akurat 2000 MW w panelach słonecznych? Bo to mniej więcej tyle, o ile rośnie zapotrzebowanie w słoneczne upalne dni. Według wyliczeń portalu WysokieNapiecie.pl różnica zapotrzebowania na moc między dniami ze średnią temperaturą w najgorętszym miesiącu – lipcu (17 st. C), a zdarzającymi się coraz częściej letnimi upałami (pow. 30 st. C) wynosi ponad 1500 MW. Ten wzrost zużycia generowany jest przez zwiększone zapotrzebowanie klimatyzacji, wentylacji i chłodzenia, wliczając w to choćby domowe lodówki, które przy wyższej temperaturze otoczenia muszą zużywać więcej energii.

Latem prądu nie dostarczają z kolei elektrociepłownie o łącznej mocy ok. 1500-2000 MW (z 5000 MW mocy zainstalowanej), a dodatkowych nawet 1000 MW pracuje tylko po to, by zapewnić bezpieczeństwo energetyczne największych aglomeracji, wyrzucając ciepło do rzek.

W poniedziałek, 20 czerwca, nadwyżka mocy ponad bezpieczny margines wymagany przez operatora systemu przesyłowego wyniesie niespełna 50 MW

Efekt? Dzisiaj, tj. w poniedziałek, 20 czerwca, nadwyżka mocy ponad bezpieczny margines wymagany przez operatora systemu przesyłowego wyniesie niespełna 50 MW, i to przy ponad 1000 MW generacji w turbinach wiatrowych. Do końca tygodnia sytuacja w Polsce będzie równie napięta. To wszystko pomimo, że temperatura w wysokości ok. 20 st. C jest daleka od upalnej. W Niemczech przy podobnej pogodzie prognozuje się dzisiaj dostawę niemal 20 GW mocy z paneli słonecznych, a więc dokładnie połowę ich całkowitej mocy zainstalowanej i niemal tyle samo, ile wyniesie dzisiaj maksymalne zapotrzebowanie polskich odbiorców. O godzinie 13:00, a więc w porze największego promieniowania słonecznego, sięgnie ono ok. 21,5 GW. Mając w systemie 2 GW w fotowoltaice margines bezpieczeństwa przesunąłby się z 50 MW na ponad 1000 MW, a to kolosalna poprawa komfortu operatora systemu przesyłowego.

Droga fotowoltaika może być najtańszym rozwiązaniem

Wbrew stereotypom, którymi dość często posługują się polscy politycy, kontrolowany rozwój fotowoltaiki może być przy okazji najtańszym rozwiązaniem polskich problemów z letnim szczytem zapotrzebowania na moc.

Produkcja energii z dużych (pow. 1 MW) instalacji fotowoltaicznych kosztuje w Polsce ok. 400 zł/MWh (jeszcze kilka lat temu było to pow. 600 zł/MWh). To znacznie więcej, niż ok. 170 zł/MWh, po ile kontraktowana jest na TGE energia w godzinach dziennego szczytu zapotrzebowania (godz. 7-22). To zwykle te ceny zestawiają ze sobą laicy przekonujący, że fotowoltaika jest kilkukrotnie droższa, niż energia np. z elektrowni węglowych.

Sęk w tym, że pełne koszty produkcji energii z nowych elektrowni węglowych (przy założeniu utrzymywania produkcji stale w parametrach najwyższej sprawności i to niemal non-stop dzień i noc) to przynajmniej 280 zł/MWh (stąd prace nad nowym mechanizmem – rynkiem mocy – który ma pokryć tę różnicę przynajmniej dla nowobudowanych elektrowni). Rzeczywista różnica wynosi więc dzisiaj 120 zł/MWh, a wg prognoz spadnie w Polsce do zera najdalej w ciągu dekady.

Gdybyśmy chcieli pokrywać letni wzrost zapotrzebowanie na moc w wysokości 2000 MW związany z chłodzeniem, potrzebowalibyśmy co roku dotować producentów energii z fotowoltaiki kwotą niespełna 450 mln zł. Gdybyśmy chcieli zamiast nich wybudować 2 GW elektrowni węglowych, potrzebowalibyśmy dopłacać do nich co roku 2 mld zł, bo chociaż produkują energię taniej, to wymagają wsparcia przez 8 tys. godzin w roku, zamiast niespełna 1 tys. godz. produkcji energii ze słońca (to umowna liczba godzin powstająca przez kumulację godzin z mniejszą i większa produkcją do liczby godzin z pełnym obciążeniem). Oczywiście elektrownie węglowe przydadzą się także zimą, ale po pierwsze będą wtedy konkurować z elektrociepłowniami, a po drugie latem zwykle przypada czas ich remontów.

Doświadczenia wielu krajów na świecie pokazują, że fotowoltaika komponuje się dokładnie ze wzrostem zapotrzebowania na moc z klimatyzacji i chłodzenia i prawdopodobnie jest najtańszą technologią rozwiązującą ten konkretny problem. Wbrew pozorom produkcja energii ze słońca w Polsce nie jest wcale dużo niższa, niż na słonecznym południu Europy. Podczas gdy w Polsce obciążenie systemów PV wynosi ok. 950 godz., to we Włoszech jest to ok. 1200 godz., a więc tylko o 20% więcej. W północnej Afryce wskaźnik ten dochodzi do 1600 godz.

Fotowoltaika jest jednym z puzzli, z których powstają na całym świecie nowoczesne systemy elektroenergetyczne. Chociaż są tego świadome osoby bezpośrednio odpowiedzialne za pracę systemu, to nadal nie widać zrozumienia złożoności tego problemu wśród osób kształtujących politykę energetyczną kraju. Tymczasem czasu do powtórzenia się kolejnego 20 stopnia zasilania mamy coraz mniej.