Jak wygląda ta transformacja w praktyce? Co mówią dane z Agencji Rynku Energii? I dlaczego – mimo wzrostów – wciąż nie możemy zapomnieć o roli stabilnych źródeł konwencjonalnych?

W tym artykule analizujemy dane za lata 2020–2024 i pokazujemy, co naprawdę kryje się za imponującymi przyrostami mocy i jak rozwój OZE wpływa na codzienną pracę systemu elektroenergetycznego. To nie jest tylko historia o wzroście liczbowym – to opowieść o tym, jak bardzo zmieniło się podejście do energii w Polsce – i dlaczego to dopiero początek. 

• W ciągu zaledwie czterech lat Polska potroiła moc zainstalowaną OZE i podwoiła udział energii odnawialnej wprowadzanej do sieci – to skok, jakiego wcześniej nie notowaliśmy.

• Fotowoltaika stała się liderem wśród OZE, choć jej potencjał produkcyjny wciąż nie jest w pełni widoczny w danych – przez autokonsumpcję prosumentów wiele energii nie trafia do sieci.

• Mimo wzrostów udziału OZE, system energetyczny nadal opiera się na konwencjonalnych źródłach – głównie z powodu zmienności produkcji i potrzeby zapewnienia stabilności dostaw.

Początki obfitych lat fotowoltaiki – wzrost mocy PV w 2020 roku

Przy pomocy danych dostarczanych przez Agencję Rynku Energii możemy obserwować, jak zmieniała się struktura wytwarzanej energii w Polsce w ostatnich latach. Za punkt wyjścia możemy przyjąć strukturę mocy zainstalowanej oraz produkcji energii na rok 2020. Nikogo nie dziwi rzecz jasna dominacja węgla w obydwu kategoriach. Surowiec ten od lat stanowi główne źródło energii w naszym kraju, a odchodzenie od niego jest jednym z głównych założeń transformacji energetycznej, czyli modernizacji całego systemu elektroenergetycznego, w celu zwiększenia jego bezpieczeństwa, stabilności, elastyczności oraz przyjazności środowisku. W praktyce proces składa się z wielu różnych typów działań, między którymi bardzo ważną rolę odgrywa wprowadzanie coraz większych ilości energii pochodzącej z odnawialnych źródeł energii do sieci, a także instalowanie magazynów energii w całym kraju. 

Źródło: Agencja Rynku Energetyki

Rok 2020 stanowi dość istotny moment dla rozwoju OZE w Polsce, ponieważ to właśnie wtedy doszło do wzrostu popularności fotowoltaiki. Kluczowym aspektem dla rozpędzenia się rynku modułów PV było wprowadzenie w życie programu “Mój Prąd 1.0”, który ruszył pod koniec sierpnia 2019 roku. Szybkie rozkręcenie się inicjatywy miało spory wpływ na to, że średni miesięczny przyrost mocy zainstalowanej PV wynosił 211 MW. Najkorzystniejszym miesiącem 2020 roku dla fotowoltaiki okazał się październik, w którym zainstalowano systemy  o łącznej mocy 286 MW. W obecnym czasie oznaczało to podniesienie całkowitej mocy PV w Polsce o ponad 9%. Co więcej, ten zaledwie miesięczny przyrost mocy był większy niż w całym 2017 roku, kiedy wyniósł on niecałe 250 MW. Znaczny wzrost popularności fotowoltaiki sprawił, że do końca roku zbliżyła się ona pod kątem mocy do najistotniejszego wtedy sektora OZE w Polsce – energii wiatru. 

Sytuacja wygląda jednak inaczej, jeśli spojrzymy na rozkład energii, jaką dane źródła wprowadziły do sieci w 2020 roku. W tym przypadku udział fotowoltaiki znacząco spada, ale bynajmniej nie jest to spowodowane bardzo pochmurną pogodą w 2020. Musimy pamiętać, że fotowoltaika w Polsce to przede wszystkim prosumenci, a więc niewielkie instalacje domowe, których produkcja w dużej mierze przeznaczana jest na autokonsumpcję - zużycie w ramach danego gospodarstwa domowego. Prosumenci wprowadzają do sieci jedynie nadwyżki wyprodukowanej przez siebie energii, a więc tylko to, czego sami nie są w stanie wykorzystać. Rzeczywistą produkcję energii z modułów PV w Polsce można jedynie szacować, ponieważ nie prowadzi się pomiarów produkcji każdego domu. Dla sieci elektroenergetycznej istotna jest właśnie moc wprowadzona, do której sieć musi się dostosować, a nie wyprodukowana i natychmiast wykorzystana wewnątrz gospodarstwa. 

Krótki przedział czasu – spore zmiany

Rok 2020 dał bardzo dobry impuls branży źródeł odnawialnych. Oczywiście był najbardziej przełomowy dla fotowoltaiki, ale inne źródła również nie stały w miejscu, co doskonale obrazuje niemalże liniowy wzrost ich mocy. Cztery lata pozwoliły na trzykrotne zwiększenie mocy OZE, przy nieznacznym spadku w przypadku paliw kopalnych, spowodowanym powolnym obniżaniem udziału węgla, zarówno kamiennego, jak i brunatnego. Spadek nie jest znaczny ze względu na gaz ziemny, który uznawany jest za najmniej szkodliwego przedstawiciela paliw kopalnych. Nierównomierność przyrostu mocy OZE i spadku mocy paliw kopalnych jest jednak dodatkowo potęgowana faktem zwiększania się ogólnego zapotrzebowania na energię, co obrazuje wykres energii wprowadzanej do sieci na przestrzeni ostatnich lat. W 2020 roku łącznie wykorzystaliśmy niecałe 150 tyś. GWh, natomiast pod koniec zeszłego roku było to już ponad 165 tyś. GWh. Wprowadzanie do sieci nowych OZE pozwala nam na spełnianie nieustannie wzrastającego zapotrzebowania na energię przy nieznacznym obniżeniu udziału paliw kopalnych w końcoworocznej produkcji. 

Źródło: Agencja Rynku Energetyki

Źródło: Agencja Rynku Energetyki

Dodatkowym powodem podtrzymywania wysokiej mocy elektrowni węglowych i gazowych, jest ich stabilność. Najistotniejsze w Polsce źródła odnawialne, a więc słońce i wiatr, cechują się wysoką zmiennością produkcji energii w zależności od pory dnia czy też pory roku. Fotowoltaika w najlepszym miesiącu 2024 roku wprowadziła do sieci ponad 2300 GWh energii, a w styczniu, który okazał się najmniej korzystny, było to zaledwie 213 GWh – ponad 10 razy mniej. W przypadku energetyki wiatrowej różnice są nieco mniejsze, ale wciąż znaczne, przez co nie jesteśmy w stanie polegać na pełnej mocy tych OZE przez cały rok. Obecnie problem nierówności produkcji jest wypłaszczany przez instalowanie magazynów energii, ale wciąż jesteśmy skazani na konwencjonalne źródła energii w okresach niekorzystnych dla części źródeł odnawialnych. 

Na czym obecnie stoimy?

Nierównomierność produkcji przekłada się na końcoworoczny wynik produkcji elektrowni wiatrowych w 2020 roku, gdzie patrząc na rozkłady mocy i energii może się wydawać, że turbiny wiatrowe nie spełniły pełni oczekiwań. W 2024 roku sytuacja wyglądała już znacznie lepiej, a stosunek mocy do produkcji był niemalże równy. Co warto jednak zaznaczyć, to wyniki jakie prezentują biogaz i biomasa, będące dość niedocenianym źródłem energii. Stanowią one bardzo niewielki procent całego miksu energetycznego, ale zarówno w 2020 jak i 2024 roku zanotowały większy udział w całkowitej produkcji energii niż w mocy zainstalowanej. Jest to oczywiście spowodowane tym, że dostawy biomasy nie są tak mocno zależne od chwilowych i okresowych wahań pogodowych, a także można ją składować w postaci gotowej do obróbki, jak drewno czy słoma, czy nawet już obrobionej, jak pelety i brykiety. 

Źródło: Agencja Rynku Energetyki

Choć zmiany na wykresie energii wprowadzanej do sieci, jakie wystąpiły na przestrzeni 4 lat, mogą nie wydawać się bardzo imponujące, to nie mówią nam one całej prawdy o obecnym stanie Polskiej energetyki. Obecna moc fotowoltaiki, dominująca wśród OZE, nie sprowadza się jedynie do 9% produkowanej energii w skali roku. Autokonsumpcja energii z modułów PV gospodarstw domowych czy firm ma znaczny wpływ na redukowanie całkowitego zapotrzebowania na energię wprowadzoną do sieci elektroenergetycznej. Odnotowane zużycie na poziomie 165 tyś. GWh nie jest całkowitym zużyciem energii w kraju, a pomniejszonym o udział prywatnych instalacji PV, których produkcja nie została zmierzona. Świadomość tego stanu sprawia, że bardziej można docenić strukturę mocy zainstalowanej poszczególnych źródeł mimo tego, że ona sama również nie jest w pełni precyzyjna ze względu na charakter pracy niektórych źródeł energii oraz zapotrzebowanie systemu, w którym przykładowo elektrownie wodne, szczególnie szczytowo pompowe, nie pełnią funkcji dostarczyciela tak dużych ilości energii, jak to tylko możliwe. Zamiast tego energetyka wodna stanowi elastyczny regulator systemu i jego zabezpieczenie zdolne do najszybszego dostosowywania swojej pracy do potrzeb systemu. W związku z tym, elektrownie wodne jako strategiczne elementy systemu nie generują tak dużych ilości energii, jak byłyby w stanie. 

Transformacja systemu elektroenergetycznego to wyjątkowo skomplikowany proces, w którym należy połączyć ze sobą bardzo wiele czynników, od zapewnienia odpowiednich ilości energii, przez stabilność ich dostaw i bezpieczeństwo sieci, po ograniczanie zanieczyszczeń generowanych przez cały system, a także utrzymywanie opłacalności wytwarzania energii z danego źródła. Mimo tego Polska energetyka stale postępuje do przodu, a wprowadzane zmiany przybliżają nas do odciążenia środowiska i w dłuższej perspektywie, obniżenia cen energii.