Stanowisko Prezydium KPE PAN w sprawie zapewnienia sterowalnej rezerwy mocy w KSE przy rosnącym wytwarzaniu z energii elektrycznej z pogodozależnych źródeł odnawialnych

W połowie 2024 r. moc pogodozależnych źródeł odnawialnych (słonce, wiatr) zainstalowanych w krajowym systemie elektroenergetycznym (KSE) przekroczyła 28 GW (18 GW w źródłach fotowoltaicznych i 10 GW w lądowych elektrowniach wiatrowych), co oznacza, że w niektórych godzinach zapewniają one moc większą niż krajowe zapotrzebowanie i możliwości eksportu energii elektrycznej. W najbliższych latach zgodnie z polityką energetyczną następował będzie dalszy znaczny przyrost mocy w źródłach wiatrowych i fotowoltaicznych, co w kolejnych latach spowoduje zwiększenie różnicy między zapotrzebowaniem a zdolnościami wytwórczymi tych źródeł.

Aktualnie i w najbliższej przyszłości, ze względu na brak dostępności wielkoskalowych magazynów energii umożliwiających magazynowanie nadmiarowej energii elektrycznej, w godzinach, gdy zapotrzebowanie na moc jest niższe niż zapotrzebowanie, konieczna jest redukcja wytwarzania. Sytuacja taka występuje w wielu krajach europejskich i jest z konieczności akceptowalna. Akceptacja nie może jednak oznaczać zaniechania działań, które pozwoliłyby zminimalizować czasowe ograniczanie mocy źródeł odnawialnych.
Do czasu wyposażenia systemów energetycznych w wielkoskalowe magazyny energii, a więc na pewno w perspektywie do lat 2030–2035, w Polsce sterowalną rezerwę systemu mogą stanowić źródła konwencjonalne, głównie węglowe oraz nowobudowane elektrownie gazowe. Istotna zmiana w tym zakresie nastąpi dopiero po uruchomieniu pierwszych elektrowni jądrowych.

Zwiększenie ilości energii elektrycznej ze źródeł pogodozależnych wprowadzonej do krajowego systemu możliwe jest w efekcie polepszenia elastyczności KSE poprzez uelastycznienie popytu, zwiększenia zdolności magazynowych, w tym magazynowania ciepła, elektryfikacji niektórych sektorów gospodarki (sector coupling), a także zwiększenia zdolności regulacyjnych istniejących jednostek konwencjonalnych.
KPE PAN, po przeanalizowaniu trendów w zakresie zmian struktury mocy w KSE i istniejących zasobów konwencjonalnych, wobec możliwości wykorzystywania bloków zasilanych węglem do realizacji usług systemowych, dla uelastycznienia KSE proponuje:

    • wykorzystanie metod wypracowanych w ramach Programu „Bloki 200+”, sfinansowanego ze środków NCBiR; należy zauważyć, że uzyskane efekty w pracy elastycznej zmodernizowanych bloków klasy 200 MW porównywalne są z parametrami jakimi dysponują nowe bloki parowo-gazowe klasy 500 MW, a korzystniejsze niż. bloki węglowe na parametry nadkrytyczne klasy 1000 MW;

    • podjęcie przez właścicieli bloków węglowych klasy 200, 360 i 500 MW działań mających na celu określenie zakresu niezbędnych modernizacji dla ograniczenia kosztów i czasu, po wcześniejszym uzgodnieniu z PSE parametrów potrzebnych usług systemowych;

    • przygotowanie krajowego planu utrzymania/wyłączania bloków węglowych zapewniającego funkcjonowanie niezbędnej wielkości mocy sterowalnej dla bezpiecznej pracy KSE.

Efektem harmonogramu wyłączania/utrzymania bloków węglowych mógłby być plan przeznaczenia poszczególnych bloków węglowych do czterech grup:

    1. Pierwsza grupa bloków (nowe bloki na parametry nadkrytyczne) przeznaczonych do pracy rynkowej.
    2. Druga grupa bloków (wybrane ok. 10 szt. klasy 200) to bloki zmodernizowane z wykorzystaniem np. metod z Programu „Bloki 200+” i dostosowane do pracy elastycznej, świadczące za odpowiednim wynagrodzeniem niezbędne usługi regulacyjne dla operatora sytemu (PSE SA).
    3. Trzecia grupa bloków (wybrane ok. 10 szt. klasy 200) to jednostki wytwórcze przeznaczone do utrzymania w rezerwie, pozostające w dyspozycji PSE SA.
    4. Czwarta grupa bloków, zbędnych z punktu widzenia operatora, przeznaczona do sukcesywnego trwałego wyłączenia, zgodnie z planem wynikającym z warunków technologicznych i ekonomicznych poszczególnych bloków.

W przypadku bloków, które z punktu widzenia operatora systemu nie Są konieczne do pracy regulacyjnej, celowe jest rozpatrzenie możliwości ich przystosowania do zasilania zrównoważoną biomasą (zgodnie z odpowiednią dyrektywą UE) lub do kompensacji mocy biernej w KSE zapewnienia inercji systemu.

Podsumowując: warunkiem dalszego rozwoju pogodozależnych źródeł odnawialnych, z jednoczesną zdolnością wprowadzania energii elektrycznej przez nie produkowaną do sieci, powinno być zwiększenie elastyczności krajowego systemu zarówno po stronie popytu jak i podaży. W okresie przejściowym, po stronie podażowej, za elastyczność i regulacyjność KSE powinny odpowiadać źródła konwencjonalne, w większości węglowe. Zaniechanie działań modernizacyjnych dla niezbędnej dla systemu ilości jednostek węglowych może skutkować niewydolnością KSE, z ograniczeniami dostaw energii elektrycznej dla odbiorców końcowych włącznie.

Do pobrania

Stanowisko Prezydium Komitetu Problemów Energetyki PAN w sprawie zapewnienia sterowalnej rezerwy mocy w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym przy rosnącym wytwarzaniu z energii elektrycznej z pogodozależnych źródeł odnawialnych (słońce, wiatr)

SCAN_2020_10_22_13_04_28_925

pdf / 1.85MB
Pobierz plik