W  dyskusji  o  perspektywach  rozwoju  pozyskiwania  energii  ze  źródeł  odnawialnych  jedną  z  najczęściej  poruszanych kwestii jest niestałość oraz nieprzewidywalność wielkości produkcji. Ten argument chętnie używany jest przez  przeciwników zielonej energii dla potwierdzenia ich tezy, że gwarantem bezpieczeństwa energetycznego, również   w długiej perspektywie czasu, pozostaną elektrownie konwencjonalne lub jądrowe.

W ich ocenie zielona energia może stanowić jedynie  uzupełnienie,  ale  z  pewnością  nie  fundament  systemu energetycznego rozwiniętych gospodarek. Tymczasem już teraz realizowane są projekty dowodzące,  że możliwe jest stabilne funkcjonowanie sieci energetycznej,  w  której  energia  w  całości  pochodzi  z  elektrowni OZE.  

energetyka odnawialna

Energia z OZE – wahania dobowe i sezonowe

Nawet najbardziej zagorzali zwolennicy uzyskiwania  energii ze Słońca czy z wiatru nie mogą zaprzeczyć,  że podaż z tych źródeł podlega wahaniom zarówno  sezonowym,  jak  też  w  ciągu  doby.  W  naszej  strefie  klimatycznej  przeważająca  część  produkcji  energii  z systemów PV przypada na wiosnę i lato (miesiące  kwiecień–wrzesień),  natomiast  większość  energii  wiatrowej w instalacjach na lądzie wytwarzana jest  jesienią i zimą. Przykładowo, wartości te dla Fryburga  (Badenia-Wirtembergia,  Niemcy)  wynoszą  odpowiednio  69%  produkcji  prądu  fotowoltaicznego  w  miesiącach  kwiecień–wrzesień  oraz  62%  prądu   z  elektrowni  wiatrowych  jesienią  i  zimą  (źródło:  Fraunhofer ISE, Aktualne fakty odnośnie fotowoltaiki  w Niemczech, 2.11.2012). (…)

Czy elektrownie OZE destabilizują  publiczną sieć elektroenergetyczną?

Obecnie istniejące sieci elektroenergetyczne  nie  są  przystosowane  do  współpracy   z  elektrowniami  opartymi  na  odnawialnych  źródłach  energii.  Były  one  projektowane  na  potrzeby  nielicznych  dużych  elektrowni  konwencjonalnych  lub  jądrowych,  zaopatrujących  w  prąd  wielu,  często  bardzo  odległych  terytorialnie  odbiorców  końcowych.  Dzięki  rozwojowi  zielonej  energetyki,  dotychczasowi  odbiorcy  energii  stają  się  często  również  jej  producentami,  tak  więc  przepływ  energii  w  sieci  z  jednokierunkowego  zmienia  się  na  dwukierunkowy. sieć energetyczna Z  kolei  budowa  dużych  elektrowni  OZE,  np.  farm  wiatrowych  na  wybrzeżu,  wymusza  budowę  sieci  przesyłowych,  pozwalających  na  przesył  energii  z  miejsca  jej  wytwarzania  w  regiony,  gdzie  jest  zużywana.  W  przypadku  kiedy  budowa  tras  przesyłowych  nie  nadąża  za  nowymi  inwestycjami  w  duże  elektrownie OZE,  może  dochodzić  do  sytuacji,  kiedy  produkowany  przez  nie  prąd  nie  może  zostać przyjęty do sieci. Tak dzieje się na  przykład  w  Niemczech.  Według  raportu  firmy  doradczej  Ecofys,  opracowanego  na zlecenie Federalnego Związku Energii  Wiatrowej  z  sierpnia  2012  roku,  jedynie  w  2011  roku  w  ten  sposób  zostało  utraconych w Niemczech do 407 GWh prądu   z wiatru. Jest to ilość wystarczająca do zaspokojenia zapotrzebowania na prąd około   116  tysięcy  gospodarstw  domowych  przez cały rok! Jednak nieprzystosowanie  sieci  elektroenergetycznej  w  Niemczech  do  nowej  struktury  produkcji  energii   w  elektrowniach  OZE  to  nie  tylko  problem wyprodukowanej, a nie przyjętej do  sieci  energii  elektrycznej.  Konsekwencje  tego  odczuwają  również  kraje  sąsiednie,  przede  wszystkim  Polska  i  Czechy.  Prąd   z wiatru wytwarzany na północy Niemiec  przesyłany jest na południe kraju okrężną  drogą,  przez  wschód.  Aby  utrzymać  stabilność sieci, w obu krajach konieczna jest  interwencyjna  redukcja  mocy  własnych   elektrowni. (…)

Przyszłość możliwa już dziś

Opisane  powyżej  tendencje  mogłyby  wydawać  się  mrzonką  ,  gdyby  nie  to,  że  już  teraz  projekty  pilotażowe  potwierdzają  ich  realność. Dla przykładu wspierane przez Federalne  Ministerstwo  Środowiska  projekty  pilotażowe „Kombikraftwerk1” oraz „Kombikraftwerk 2” dowodzą, że możliwe jest stabilne zaopatrzenie w energię jedynie w oparciu  o źródła odnawialne, bez potrzeby elektrowni  konwencjonalnych  czy  jądrowych  (więcej  informacji  na:  www.kombiwerk.de).   W  opłacalność  ekonomiczną  zaopatrzenia  w energię elektryczną w pełni opartą na źródłach odnawialnych wierzą inwestorzy skupieni wokół firmy Younicos, zaangażowani w  projekt na wyspie Graciosa (Azory). Zamiast  dotychczasowych pięciu agregatów prądotwórczych,  zaspakajających  potrzeby  całej  wyspy, tj. 4,5 tysiąca mieszkańców, administracji, farm oraz mleczarni, prąd dostarczać  będą wiatraki oraz instalacje fotowoltaiczne,  w  połączeniu  z  bateriami  magazynującymi  energię. Przez pewien czas dla bezpieczeństwa zachowany zostanie jeden agregat prądotwórczy. W ciągu 20 lat od przejścia na zaopatrzenie w prąd wyspy w pełni oparte na  źródłach odnawialnych, koszty tego zaopatrzenia mają być o 1,5 miliona euro niższe niż  w sytuacji pozostania przy produkcji prądu  przez  agregaty.  Opłacalność  ekonomiczna  zaopatrzenia w prąd w 100% pochodzący ze  źródeł odnawialnych wyspy nie oznacza automatycznie  podobnego  rachunku  ekonomicznego dla obszaru, gdzie alternatywą nie  jest jedynie drogi prąd z agregatów. Jednak,  jeżeli  praktyka  wykaże  możliwość  stabilnej  pracy systemu w pełni opartego na źródłach  odnawialnych  w  warunkach  wyspiarskich,  będzie stanowić to potwierdzenie możliwości  zaopatrzenia  w  energię  elektryczną  całego  kraju  jedynie  ze  źródeł  odnawialnych.  Paradoksalnie,  utrzymanie  stabilności  sieci   w  warunkach  wyspiarskich  jest  obciążone  dużo większym ryzykiem niż sieci większej,  posiadającej większe możliwości dynamicznego reagowania.

Barbara Adamska ADM Poland

Czytaj całość w 2/2013
Wersja elektroniczna lub drukowana
GLOBEnergia 2013 2