Przyczajony kryzys, uśpiona moc

W Polsce stopniowo przybywa mocy do produkcji energii elektrycznej, ale nie słychać, by bezpieczeństwo dostaw rosło. Jeśli chodzi  bezawaryjność i dostępność źródeł, to dotknął nas jeden z europejskich trendów – duża część mocy pozostaje niedostępna, inaczej mówiąc – uśpiona.

Mamy w kraju już ponad 41 tys. MW zainstalowanych mocy, które przynajmniej w teorii są zdolne wytwarzać energię elektryczną. Zapotrzebowanie na tę moc jeszcze nigdy nie przekroczyło 26 tys. MW, a coraz częściej słychać, że rezerwy w systemie są już niewystarczające. Mało tego, przy popycie niespełna 23 tys. MW w sierpniu 2015 r. ogłoszono 20 stopień zasilania. Gdzie w takim razie są te brakujące moce? Zostały uśpione.

Spójrzmy na dane za wrzesień 2016 r. Moc osiągalna elektrowni krajowych to prawie 41 tys. MW. Rzecz w tym, że średnio prawie jedna trzecia z nich była z różnych powodów niedyspozycyjna. Jak podają PSE, czyli operator systemu przesyłowego, 5 tys. MW było w planowanym lub nieplanowanym remoncie. Kolejne 7 tys. MW nie pracowało ze względu na warunki eksploatacyjne. Co to znaczy? Za ten ubytek odpowiadały głównie farmy wiatrowe, które pracowały z mocą niespełna 1000 MW, chociaż zainstalowanych jest ponad 5700 MW. Nie pracowała też część elektrowni przemysłowych – wytwarzają energię wtedy, gdy potrzebują tego zasilane przez nie fabryki, a nie gdy potrzebuje system energetyczny. Również elektrociepłownie pracują z największą mocą wtedy, gdy jest zbyt na ich drugi produkt – ciepło. Poza sezonem grzewczym produkcja energii elektrycznej spada nawet o 80%.  Obecnie jedynie wysokie ceny energii skorelowane z niskimi cenami paliw pozwalają na produkcję energii w lecie, w trybie kondensacyjnym. Są to głównie jednostki gazowe, których elastyczny charakter pracy pozwala na odpalanie instalacji jedynie na godziny szczytowe.

Problemem Polski są stare, wyeksploatowane bloki, które zostały uśpione i nie da się ich obudzić na zawołanie. Cześć polskich elektrowni nie spełnia coraz bardziej wyśrubowanych norm emisyjnych UE (np. IED), co zmusza firmy do stopniowego wygaszania produkcji. Co ciekawe, dotyczy to nie tylko jednostek nieefektywnych ekonomicznie, ale i takich, w których eksploatacja byłaby nadal rentowna. Oprócz tego uruchamiane są rozwiązania regulacyjne, czyli np. Interwencyjna Rezerwa Zimna, przez co część trudnych do utrzymania bloków jest niejako wynajmowana operatorowi.

Uśpione moce w Polsce to także efekt ich niedyspozycyjności – stare bloki wymagają coraz częstszych i dłuższych remontów. Część elektrowni przeszła co prawda modernizacje, lecz z powodu niestabilności OZE będzie zwiększała się zmienność obciążenia jednostek JWCD (jednostki wytwórcze centralnie dysponowane – centralnie, czyli przez PSE), która skróci żywotność bloków. Zdarzają się tez przypadki, gdy niedyspozycyjność bloków bierze się ze specyfiki systemu chłodzenia – wykorzystując wodę z rzek w okresach niskiego stanu wód muszą ograniczać produkcję.

Coraz więcej mocy jest uśpionych

Czy Polska jest pod tym względem wyjątkiem? Zdecydowanie nie. Świat coraz mocniej skręca w stronę energetyki odnawialnej, ale – pomimo życzeń entuzjastów zielonej energii – nowe moce czyli instalacje słoneczne czy wiatrowe nie zastępują tradycyjnych elektrowni w stosunku 1:1. Dlatego wraz z rozwojem zielonej energetyki stare elektrownie nie są likwidowane, a jedynie wygaszane – jak uśpione olbrzymy, które czekają na sygnał, kiedy znów będą potrzebne.

Ciekawym przykładem może być system niemiecki, który dysponuje ponad 190 tys. MW zainstalowanej mocy przy szczytowym zapotrzebowaniu ok. 85 tys. MW. Niemcy stawiani są jako przykład jeśli chodzi o bezpieczeństwo dostaw i poziom rezerw, ale szacowana na poziomie operatorskim moc dyspozycyjna to ok. 100 tys. MW. Za zachodnią granicą już dzisiaj można spotkać się z szacunkami, że do 2022 r. trzeba będzie dobudować 10-15 GW nowych mocy, które będą mogły pracować w podstawie.

Na czym polega ten trend?

Niedawno pisaliśmy o ważnym trendzie widocznym dziś w Europie, a oczekiwanym również i w Polsce: W Europie zaczynają straszyć zombie grids

Zjawisko uśpionych mocy to drugi z takich trendów. W ciągu ostatniej dekady moc zainstalowana w Europie zwiększyła się o ponad 220 tys. MW.  Odpowiadają za to głównie źródła oparte na energii z wiatru i słońca. Ale odnawialne źródła energii produkują energię jedynie wtedy, gdy wieje wiatr lub świeci słońce. Z tego powodu elektrownia wiatrowa może pracować ok. 2500h rocznie, podczas gdy elektrownia na węgiel – nawet ponad 8000 godzin rocznie (>90% czasu). Ponieważ zielona energia jest niestabilna, na dobrą sprawę przyrost mocy jest prawdziwy tylko na papierze.

Każdy entuzjasta zielonej energii życzyłby sobie, żeby wraz z dodatkową jednostką mocy „czystej” ubywała jednostka mocy źródeł „emisyjnych”. Energetyczna arytmetyka jest jednak brutalna. Jak wskazują przedstawiciele firmy doradczej BCG, 1000 MW mocy zainstalowanych farm wiatrowych pozwala na wyłączanie jedynie 200-300 MW zainstalowanych w elektrowniach konwencjonalnych. W rezultacie elektrownie konwencjonalne pracują ze zredukowanym obciążeniem lub stoją w rezerwie. Powstaje paradoks, bo elektrownie stanowią rezerwę pod niestabilną produkcję OZE, a dalszy rozwój źródeł odnawialnych będzie wymagał ogromnych inwestycji w utrzymanie lub budowanie nowych elektrowni konwencjonalnych działających w rezerwie.

Uśpione moce to również skutek tego, ze prognozy zapowiadające skokowy wzrost zużycia energii okazały się mocno przeszacowane. Winny jest kryzys gospodarczy, który zmusił zakłady przemysłowe do ograniczenia produkcji i ograniczył ich zapotrzebowanie na energię. Dzisiaj okazuje się, że część nowozbudowanych mocy konwencjonalnych stoi bezużytecznie, bo ich uruchomienie byłoby nieopłacalne. Słynnym przypadkiem, (o którym pisaliśmy np. tu: Europę czeka zmierzch energetyki konwencjonalnej? Marzec, Pilch i Skowroński w odpowiedzi Grzegorzowi Górskiemu), były elektrownie GDF Suez (obecnie Engie) w Rotterdamie i Wilhelmshaven, które firma spisała na straty jeszcze przed oddaniem do komercyjnej eksploatacji. Z praktycznego punktu widzenia, moc zainstalowana w elektrowniach węglowych jest mocą uśpioną i w razie potrzeby można ją wykorzystać.

Problem mogłoby rozwiązać zarządzanie zużyciem, większa elastyczność stabilnych źródeł OZE oraz magazynowanie energii. Żaden z tych trzech kierunków nie jest na razie na większą skalę rozwijany w Polsce.