Magazyny energii to nie przyszłość, a teraźniejszość - pierwsze inwestycje realizowane są już w Polsce
Przy założeniach obranych przez rząd w PEP2040, magazyny energii powoli przestają być w Polsce pieśnią przyszłości, a zaczynają być teraźniejszością.
Zwiększający się udział OZE w miksie energetycznym zaczyna ukierunkowywać rozwój technologii, który przekłada się na innowacyjne pomysły i nowe patenty. Jeszcze niedawno mało kto mógł rozważać implementację magazynów energii – była to technologia droga i nierentowna. Obecnie sytuacja zaczyna się odwracać, a coraz więcej rządów wspiera rozwój magazynów energii. Bardzo możliwe, że jest to droga, którą każde państwo będzie musiało przejść.
Zobacz także: Koniec z węglem, czas na OZE. Rząd uchwalił jak będzie wyglądać polityka energetyczna Polski w latach 2021-2040
Magazyny energii to obecnie już konieczność
W ubiegłym tygodniu pisaliśmy o ambitnych planach energetycznych Rady Ministrów, które określono w „Polityce energetycznej Polski do 2040 roku”. Dokument, choć obecnie przedstawiony w mocno okrojonej formie, zakłada duży nacisk na Badania i Rozwój, w ramach których jako pierwszy punkt wyszczególniono rozwój technologii magazynowania energii. Jednym z wielu filarów, na których będzie opierała się transformacja energetyczna Polski, będą prosumenci – Rząd pokłada olbrzymie nadzieje w rozwoju energetyki rozproszonej, która, dzięki kolejnym edycjom programu Mój Prąd, ma się naprawdę dobrze. Rozwój energetyki opierającej się na schemacie rozproszonym ma jednak swoje limity, a jednym z nich jest brak taniego sposobu na magazynowanie energii – jak wiemy, zieloną energię cechuje uzależnienie od czynników zewnętrznych, które mocno ograniczają stabilne i przewidywalne gospodarowanie energią. Dostępność zielonej energii ulega dużym wahaniom nie tylko w ciągu doby, ale także z miesiąca na miesiąc.
O ile prosumenci w pewnym stopniu potrafią zaakceptować pewne niedogodności związane z korzystaniem z odnawialnych źródeł energii, kwestia ograniczonej dostępności zielonej energii bardzo mocno ogranicza nie tylko państwo, ale także przedsiębiorców, którzy znacznie częściej niż konsumenci potrzebują dużych ilości energii w szczytach zapotrzebowania oraz stabilnego przepływu energii przez całą dobę – niezależnie od warunków i czasu. Przedstawiona przez rząd transformacja energetyczna ukierunkowana w kierunku początkowo nisko-, a docelowo zeroemisyjności będzie niemożliwa, jeśli nie wezmą w niej udziału zarówno prosumenci, jak i przedsiębiorstwa uzależniające swoje zużycie energii od farm słonecznych i wiatrowych. „Zielonych farm” jest w Polsce coraz więcej, a wszystko – w tym PEP2040 – wskazuje na to, iż odsetek OZE w miksie energetycznym będzie tylko rósł. Aby Polska infrastruktura OZE działała w sposób efektywny, konieczne jest utworzenie rozproszonej sieci magazynów pozwalających na zgromadzenie większych ilości zielonej energii, która wykorzystana będzie w momentach szczytowego zużycia energetycznego. Momenty takie to zwykle okolice poranka, popołudnia i wieczora, podczas gdy instalacje PV największe ilości energii produkują z reguły w południe. Co więcej, instalacje słoneczne i wiatrowe są podatne na niekorzystne warunki zewnętrzne, które bardzo ograniczają dostępność energii, a to może być przyczyną znacznych wahań w dostawie energii lub, w skrajnych przypadkach, powodem całkowitego przerwania dostaw. Rozwiązaniem tego problemu – dostrzeżonym także przez Radę Ministrów – wydają się być magazyny energii.
Zobacz także: Rozpoczęła się bitwa o farmy wiatrowe na Bałtyku, które spółki z GPW starują w wyścigu?
Świetne perspektywy dla magazynów energii
W minionym tygodniu Krajowa Izba Klastrów Energii ogłosiła rozpoczęcie współpracy z Polskim Stowarzyszeniem Magazynowania Energii (PSME). Porozumienie instytucji opiera się na połączeniu sił, wiedzy i technologii w stworzeniu 300 klastrów energii na przestrzeni 10 lat. Zgorzelecki klaster energii ZKlaster już teraz wdraża pilotażowy projekt mikrosieci łączącej odbiorców posiadających magazyny energii. Jak zaznacza prezes zarządu PSME, do wykorzystania pełnego potencjału magazynów energii potrzebne są daleko idące zmiany legislacyjne, które pozwolą na rozwój instalacji tego typu we wszystkich segmentach rynku.
Pierwsze kroki w masowej implementacji magazynów energii podjęła PGE, która stworzyła na Podkarpaciu magazyn nadmiarowej energii produkowanej z OZE. Instalacja ma moc nieco ponad 2 MW energii, a jej pojemność to 4,2 MWh – to niewiele, w porównaniu z największymi magazynami gromadzącymi między 100 a 200 MW, jednak bez wątpienia jest to krok w dobrą stronę. PGE nie składa broni i przygotowuje się do budowy magazynu w Żarnowcu, który powinien mieć 205 MW mocy i liczyć aż 820 MWh pojemności. Jeśli ambitne plany spółki się powiodą, będzie to największy magazyn energii w Europie – obecnie największy magazyn energii tego typu ma moc około 200 MW i mieści się w Chinach. Wielkoskalowe magazyny to tylko jedna strona medalu, jednak do zrealizowania celów PEP2040 potrzebne są także mniejsze, lokalne magazyny energii.
Pionierem w implementacji magazynów energii może stać się Wielka Brytania, gdzie w przygotowaniu są jednostki o łącznej mocy ponad 16 GW. Rząd brytyjski znacznie uprościł proces zatwierdzania instalacji tego typu, dzięki czemu obecna moc magazynów energii na terenie Zjednoczonego Królestwa (1,12 GW) może wzrosnąć niemal czternastokrotnie.
Zobacz także: ESCO, Mój Prąd i umowy CPPA – jak wpłyną na rynek OZE od strony prawnej
Rozwiązanie problemu niskiej rentowności magazynów energii
Obecnie koszt nowoczesnych baterii, z których mogą składać się magazyny energii, jest bardzo wysoki, dlatego na szeroką implementacje tej technologii mogą pozwolić sobie jedynie instytucje zdeterminowane oraz dysponujące dużym kapitałem – jednak w najbliższej przyszłości ma się to zmienić. Spółka akcyjna Impact Clean Power Technology zaproponowała, aby w fazie przejściowej stworzyć magazyny energii ze zużytych ogniw stosowanych w motoryzacji. Zamiast poddawać baterie po zakończonym procesie eksploatacji kosztowej utylizacji, przedsiębiorstwo chce budować z nich magazyny energii. Według prezesa zarządu spółki, będzie to rozwiązanie tanie oraz – przy odpowiedniej skali – efektywne, a same baterie, nawet pomimo ograniczonej sprawności, powinny służyć jeszcze przez wiele lat.
Nawet pomimo ambitnych planów spółki Impact Clean Power Technology, zarówno rentowność magazynów energii, jak i ich źródła finansowania są kwestią, w której wiele można poprawić. Tu, ponownie, wszystkie pary oczy zwrócone są ku ustawodawcy, który powinien zachęcać spółki do tworzenia instalacji tego typu – bardzo pomocne byłyby regulacje prawne pozwalające na lepsze wykorzystanie funduszy unijnych w transformacji energetycznej. Założenie to pozostawałoby w zgodzie z „Polityką energetyczną Polski do 2040 roku”, która opiera się na wielkoskalowych farmach zielonej energii i rozproszonym systemie prosumenckim, a te jeszcze przez wiele lat – a być może nigdy – nie osiągną swojego pełnego potencjału bez magazynów energii. Rząd zakłada samobilansowanie się nowego systemu energetycznego przy użyciu magazynów energii, dlatego wiele wskazuje na to, że zarówno prosumenci, jak i przedsiębiorcy mogą liczyć na programy wsparcia.
Power-to-X, akumulatory przepływowe i Tesla
Duże nadzieje rząd pokłada także w technologii Power-to-X (PTX) – choć jest to rozwiązanie nieco inne, niż omawiane powyżej magazyny energii, wciąż jest z nimi ściśle powiązane. PTX zakłada konwersję nadwyżek energii elektrycznej, które zostają zmienione w inny czynnik, przykładowo: wodór czy metan, który z kolei ma być wykorzystany poza przemysłem energetycznym, na przykład w transporcie czy sektorze chemicznym. Pionierami rozwiązań tego typu są obecnie Dania i Niemcy, jednak niewykluczone, że przy dużym udziale OZE w całościowym miksie energetycznym Power-to-X będzie koniecznością. Potencjał PTX jest niemal nieograniczony, jednak w obecnej formie rozwiązanie to najczęściej wykorzystywane jest do zamiany nadwyżek energetycznych w wodór, który napędza pojazdy zasilane tym pierwiastkiem.
Duży potencjał drzemie także w akumulatorach przepływowych, które ostatnio zostały znacznie usprawnione dzięki pracy naukowców z University of Warwick i Imperial College London. Dzięki nowemu patentowi urządzenia te mają być o 20% tańsze od klasycznych, litowo-jonowych jednostek, a przy tym znacznie wydajniejsze oraz umożliwiające magazynowanie energii o wiele dłużej.
Dużym beneficjentem boomu na magazyny energii jest Tesla – spółka założona przez Elona Muska dostarczyła w 2020 roku magazynów energii o łącznej pojemności aż 3022 MWh. Biznes magazynów energii urósł w Tesli rok do roku aż o 83%, a perspektywy dla instalacji tego typu są coraz lepsze. Tesla sprzedaje konstrukcje bateryjne „Megapack” o pojemności 3 MWh i mocy 1,5 MW – przedsiębiorstwo utrzymuje, że z pomocą tych instalacji możliwe jest utworzenie magazynu energii o mocy 250 MW w zaledwie 3 miesiące. Według ostatniego raportu Tesli, moce produkcyjne spółki wciąż są poniżej popytu rynkowego, a apetyt na sektor energetyczny jest wielki – według Muska ma on być równie duży, co samochodowa część Tesli. Warto wspomnieć, że opisana powyżej instalacja PGE opiera się na magazynach dostarczonych właśnie przez tego producenta.
