Magazyny energii wypłaszczają kalifornijską „kaczkę”

Magazyny energii pomagają uporać się z jednym z najpoważniejszych problemów energetyki odnawialnej – produkcją energii nie wtedy, kiedy rzeczywiście jest na nią zapotrzebowanie, ale wtedy, kiedy panują sprzyjające warunki – świeci słońce lub wieje wiatr. Dzięki magazynom bateryjnych, które zyskały popularność w Kaliforni, udaje się wypłaszczyć tak zwaną krzywą kaczki. O co chodzi i czy przykład amerykańskiego stanu można przełożyć jakoś na sytuację w Polsce?

Krzywa kaczki

Szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną pojawia się zwykle w godzinach wieczornych. W godzinach przedpołudniowych i wczesnego popołudnia jest niższe. Produkcja energii elektrycznej z fotowoltaiki wygląda odwrotnie – największą zauważyć można koło południa, z kolei wieczorem jest niska lub zupełnie się nie pojawia. Ta nierównowaga, pomiędzy szczytowym zapotrzebowaniem na energię a produkcją energii odnawialnej w ciągu dnia, szczególnie w regionach z dużą ilością energii słonecznej, nazywana jest często krzywą kaczki (ang. duck curve), ponieważ kształt wykresu przypomina sylwetkę ptaka. Pojęcie dotyczy głównie sieci energetycznych i ilustruje, jak integracja energii słonecznej wpływa na dzienne zapotrzebowanie na energię elektryczną.

Magazyny z zachodniego wybrzeża

Kalifornia to stan, który przoduje w USA, jeżeli chodzi o energetykę słoneczną. Jak podaje SEIA (Solar Energy Industries Association) działa tam 46 874 MW instalacji fotowoltaicznych, a w ciągu najbliższych pięciu lat ta liczba ma wzrosnąć o dodatkowe 19 872 MW. Energia pochodząca z fotowoltaiki może zasilić tam ponad 13,9 miliona domów i pokrywa jedną piątą zapotrzebowania stanu na energię elektryczną. 

Dużo fotowoltaiki może powodować oczywiście pewne problemy (jak na przykład coraz częstsze w Polsce ograniczenia mocy wytwórczej PV w godzinach szczytowej produkcji), jednak Kalifornia znalazła sposób, żeby poradzić sobie z krzywą kaczki. Na stronie gubernatora stanu, Gavina Newsoma czytamy, że Kalifornia może pochwalić się obecnie ponad 10 000 MW mocy zainstalowanej w bateryjnych magazynach energii. W 2019 roku ta liczba wynosiła jeszcze jedynie 770 MW, więc w ciągu pięciu lat urosła o 1250%. Magazyny energii są konieczną infrastrukturą, która ma umożliwić Kaliforni przerzucenie się w całości na energetykę odnawialną już w 2045 roku. Żeby to osiągnąć, będą jednak konieczne dalsze inwestycje – magazynów energii ma tam przybyć. Żeby wypełnić cele klimatyczne, za 20 lat mają mieć moc 52 000 MW. 

Dzięki magazynom energii w Kaliforni udaje się wypłaszczyć krzywą kaczki – energia produkowana przez instalacje fotowoltaiczne magazynowana jest w akumulatorach i oddawana do sieci w momencie najwyższego zapotrzebowania. Głowa kaczki się obniża, a plecy wypychane są w górę – system pracuje wydajniej, a energia z OZE zastępuje tradycyjne źródła. 

Polska: dramatycznie potrzebujemy magazynów

Na temat magazynów energii w Polsce wypowiedział się dla serwisu 300gospodarka.pl prezes zarządu PSE Grzegorz Onichimowski. W rozmowie z Kamilą Wajszczuk mówił o tym, że moc magazynów, jaka byłaby wskazana w Polskim systemie w jego obecnej formie to 10 GW. Przypominamy, że według danych PIME pod koniec 2023 roku bateryjne magazyny energii w Polsce miały łączną moc 276 MW (za 1767,6 MW odpowiadały elektrownie szczytowo-pompowe). Według prezesa PSE w projekcie rozwoju systemu elektroenergetycznego przewidziana jest moc magazynowa na poziomie 15,2 GW w 2034 roku. Prezes PSE wypowiedział się także o sytuacji w Kaliforni, gdzie magazyny się dużo bardziej powszechne niż w Polsce:

„Dzięki nim rozwiązywany jest największy problem – kiedy wieczorami gwałtownie ubywa generacji ze źródeł fotowoltaicznych, system musi pobierać duże wolumeny energii z importu z innych stanów. Dziś zamiast tego uruchamiane są magazyny” – powiedział prezes PSE w rozmowie z 300gospodarka.pl i podkreślił, że wprawdzie moc źródeł fotowoltaicznych jest w Kalifornii znacznie większa niż w Polsce, ale problem dobowych zmian w generacji fotowoltaiki jest podobny, a w Polsce wyjątkowo trudny. Wniosek nasuwa się sam: musimy wziąć przykład z Kaliforni i intensywnie inwestować w magazyny energii. \

Źródło: gov.ca.gov, SEIA, 300gospodarka.pl