Energia prosto z magazynu zapewni odbiorcom bezpieczeństwo

Takie magazyny już w Polsce powstają. Przykładem jest tutaj PGE Polska Grupa Energetyczna, która uruchomiła w grudniu 2020 r. w Rzepedzi na Podkarpaciu pierwszy w Polsce magazyn energii elektrycznej z wykorzystaniem modułów Powerpack Tesla. PGE jest największym krajowym producentem energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, posiadając 10 proc. udział w rynku. W kolejnych latach PGE stawia na rozwój OZE – w szczególności w oparciu o energię wiatru i słońca.

– Modułowy magazyn energii w podkarpackiej Rzepedzi to pierwsza inwestycja w Europie Środkowej i Wschodniej, wykorzystująca rozwiązania modułowe Tesla w lokalnej sieci elektroenergetycznej. Zastosowane rozwiązanie zapewni elastyczną pracę systemu elektroenergetycznego i zwiększy możliwości przyłączania źródeł odnawialnych

– wyjaśnia Wojciech Dąbrowski, prezes zarządu PGE Polska Grupa Energetyczna. –

Powodem do satysfakcji jest to, że rozpoczynamy realizację programu magazynowania energii w oparciu o technologię o światowej renomie, która zastosowana w naszej inwestycji przyniesie wymierne oszczędności dla segmentu dystrybucji PGE, i stanowi tańszą i szybszą w realizacji alternatywę dla rozbudowy sieci elektroenergetycznej – dodaje prezes Dąbrowski.

Pierwsze inwestycje w polskiej części Bałtyku

Jak podkreśla wiceminister klimatu Ireneusz Zyska, w zakresie polityki klimatyczno-energetycznej zachodzą u nas szybkie zmiany. – W ciągu 3–4 lat wolumen mocy zainstalowanej w odnawialnych źródłach energii sięgnie w Polsce ok. 20 GW – ocenił pełnomocnik rządu ds. OZE. Przypomniał też, że w 2015 r. w Polsce było zaledwie 4 tys. prosumentów, czyli jednoczesnych wytwórców i konsumentów energii, zaś obecnie – m.in. dzięki rządowemu programowi Mój prąd – ich liczba przekroczyła 600 tys. – Moc zainstalowana instalacji fotowoltaicznych – zarówno tych mikroinstalacji prosumenckich, jak i dużych – to już 4,7 tys. MW. Do tego dochodzą źródła w wietrze na lądzie, których już jest ok. 6,5 tys. MW. Ponadto w kolejnych aukcjach OZE, organizowanych od roku 2018, państwo polskie, poprzez prezesa Urzędu Regulacji Energetyki, zakontraktowało aż 9 GW mocy odnawialnych źródeł energii. To wielka wartość – zaznaczył.

Dzięki wejściu w życie ustawy offshore wind otworzyła się droga do realizacji pierwszych inwestycji w polskiej części Morza Bałtyckiego – ma to być 5,9 GW do 2030 r., a następnie kolejnych 5 GW do 2040 r. Regulacje zawarte w tzw. ustawie offshore, które stanowią podwalinę rozwoju dla farm wiatrowych w polskiej części Bałtyku, będą wspierać przez kolejne dekady proces transformacji Polski w kierunku niskoemisyjnym, a uruchomienie inwestycji wartych około 130 mld zł pomoże zniwelować negatywne skutki spowolnienia wywołanego przez pandemię. Ustawa offshore jest ważna również z praktycznego punktu widzenia, reguluje bowiem sposób pozyskiwania wsparcia publicznego przez inwestorów zainteresowanych budową morskich farm wiatrowych. Pierwsze takie decyzje już zapadły.

Farmy wiatrowe i fotowoltaika

Priorytetem dla PGE jest właśnie Program Offshore Grupy PGE, który zakłada wybudowanie do 2030 r. dwóch morskich farm wiatrowych o łącznej mocy do 2,5 GW oraz kolejnych 4 GW do 2040 r. Program inwestycyjny Grupy PGE do 2030 r. obejmie również 3 GW w fotowoltaice oraz rozbudowę portfela lądowych farm wiatrowych o co najmniej 1 GW.

– Zgodnie z nową Strategią Grupy PGE do 2030 r. planujemy budowę co najmniej 800 MW nowych magazynów energii. Inwestycja w Rzepedzi to pierwszy krok w realizacji tego celu. Kolejne projekty są już w fazie planowania

– dodaje prezes Dąbrowski.

Przetarg na magazyn w Rzepedzi został przeprowadzony w oparciu o Ustawę Prawo Zamówień Publicznych, ogłoszony w Biuletynie Unii Europejskiej. W wyniku przetargu wybrana została najkorzystniejsza oferta ze względu na najniższą cenę oraz technologię z najwyższej półki. Tesla ma bardzo duże doświadczenie w tego typu rozwiązaniach. W 2017 r. został oddany do użytku pierwszy komercyjny i największy na świecie wówczas magazyn energii w Australii, oparty właśnie o technologię Tesla Powerpack o mocy 100 MW i pojemności 129 MWh. Warto tu dodać, że największymi magazynami energii w systemie elektroenergetycznym są elektrownie szczytowo-pompowe. Grupa PGE posiada 4 takie elektrownie o mocy 1543 MW i magazynuje w nich 6679 MWh energii elektrycznej, zdolnej do uruchomienia w ciągu kilku minut w razie wystąpienia awarii. Elektrowni szczytowo-pompowych nie można jednak budować wszędzie, potrzebne są do tego szczególne warunki terenowe. Natomiast bateryjne magazyny energii można budować w każdym terenie i nie wymagają one znacząco dużej powierzchni. Dla przykładu, magazyn energii w Rzepedzi zajmuje zaledwie 40 metrów kwadratowych, a w miarę rozwoju przemysłu bateryjnego magazyny energii elektrycznej będą zajmowały coraz mniej miejsca i będą tanieć z korzyścią dla konsumentów energii.

Bezpiecznie w razie awarii i bez budowania linii

Rola inwestycji w Rzepedzi jest podwójna. Po pierwsze magazyn energii w Rzepedzi pozwala zapewnić w razie awarii zasilanie odbiorców ze stacji 110/SN Rzepedź przez ok. 2 godziny, co pozwala służbom eksploatacyjnym PGE Dystrybucja Oddział Rzeszów na zmianę układu pracy sieci i przywrócenie zasilania. Nowa inwestycja to jednocześnie okazja do sprawdzenia praktycznych aspektów pracy bateryjnego magazynu energii w rzeczywistych warunkach eksploatacji sieci elektroenergetycznej. PGE wykorzystuje te doświadczenia przy kolejnych inwestycjach. Warto podkreślić, że zostały już rozpoczęte prace przy kolejnej tego typu inwestycji, tj. budowie bliźniaczego magazynu w Cisnej.

Powiązanie pracy magazynów w Rzepedzi i Cisnej z Farmą Wiatrową Bukowsko oraz Elektrownią Wodną Myczkowce znacznie poprawi pewność zasilania dla całego obszaru Bieszczad oraz przesunie w czasie o 15–20 lat budowę linii 110 kV w otulinie Bieszczadzkiego Parku Narodowego oraz na obszarze Natura 2000, których budowa przy obecnych uwarunkowaniach prawnych jest praktycznie niemożliwa w związku ze sprzeciwem mieszkańców i lokalnych samorządów.

Dalsze plany PGE w zakresie budowy magazynów energii są systematycznie realizowane. Na początku lipca 2021 r. zostanie oddany do użytku magazyn energii na górze Żar. Magazyn został zbudowany obok należącej do PGE Energia Odnawialna farmy fotowoltaicznej. Jest to kontenerowy magazyn energii o mocy 500 kW i pojemności 750 kWh. Tym razem jest to instalacja demonstracyjna, służąca realizacji projektu badawczo-rozwojowego pn. „Magazyn energii adaptujący farmę PV do pracy w inteligentnych sieciach elektroenergetycznych”. Celem projektu, który został dofinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, jest zweryfikowanie możliwości świadczenia usług systemowych służących stabilizacji i regulacji pracy sieci dystrybucyjnych średniego napięcia za pomocą magazynów energii, opartych o ogniwa litowo-jonowe.

Więcej mocy, większe wyzwania technologiczne

Jeszcze kilka lat temu magazynowanie energii odbywało się wyłącznie w akumulatorach żelowych lub AGM (to bezobsługowe wersje szeroko znanych baterii kwasowo-ołowiowych). Jednak konieczność ich częstej wymiany oraz spadek cen rozwiązań litowo-jonowych spowodował, że pomimo wyraźnie wyższej ceny to właśnie magazyny litowo-jonowe zaczęły cieszyć się większym zainteresowaniem. Klienci zaczęli patrzeć na nie jako na rozwiązanie, które oferuje lepsze parametry techniczne i porównywalne koszty w perspektywie inwestycji trwającej od 10 nawet do 20 lat. Inwestycja na górze Żar jest właśnie odpowiedzią na potrzeby rynku. Obecnie, o czym wspomnieliśmy, można zaobserwować stały wzrost zainstalowanej mocy w odnawialnych źródłach energii, co wymaga opracowania nowych metod stabilizacji pracy sieci elektroenergetycznych, a w szczególności sieci średniego napięcia. Stosowane dotychczas metody wykorzystujące duże jednostki wytwórcze, posiadające odpowiednie rezerwy mocy, okazały się niewystarczające. Dlatego aby obniżyć straty energii oraz koszty z tym związane, stabilizacja powinna mieć miejsce jak najbliżej niestabilnych źródeł energii oraz dostosowywać się automatycznie do lokalnych warunków panujących w sieci. Magazyn na górze Żar składa się z dwóch kontenerów wyposażonych w układ bateryjny w technologii LFP (litowo-żelazowo-fosforanowej) oraz przekształtnik AC/DC (przekształcający prąd stały w zmienny). Całość jest zdalnie nadzorowana przez układ sterowania. Zbudowana została też stacja transformatorowa wraz z rozdzielnicą, siecią światłowodową oraz przyłączem elektroenergetycznym. Magazyn energii zostanie włączony do sieci średniego napięcia i poddany testom pod kątem współpracy z siecią elektroenergetyczną. Umożliwi to opracowanie modelu rozliczeń z Operatorem Sieci Dystrybucyjnej (OSD).

Zdaniem ekspertów magazyny energii są przyszłością energetyki zeroemisyjnej i podstawą zielonej transformacji, przed którą stoi polska energetyka. W szczególności ich zadaniem będzie bilansowanie systemu elektroenergetycznego w warunkach zmienności wytwarzania. Wynika to z rosnącego udziału źródeł odnawialnych w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym. Dzięki magazynom energii oraz elektrowniom szczytowo-pompowym, które również są magazynami energii elektrycznej, będzie możliwe bilansowanie zapotrzebowania na energię elektryczną z energią produkowaną z farm wiatrowych i fotowoltaicznych, których produkcja jest zależna od warunków pogodowych. W ten sposób Grupa PGE planuje zapewnić bezpieczeństwo energetyczne swoich odbiorców w warunkach przyszłego, zeroemisyjnego sektora energetyki.