Rozwój potencjału magazynowania energii elektrycznej

Obecnie następuje rozwój technologii magazynowania energii elektrycznej w ilościach mogących mieć wpływ na funkcjonowanie hurtowego rynku energii elektrycznej dzięki postępowi w badaniach nad akumulatorami litowo-jonowymi. Główną ideą jest połączenie magazynowania energii z jej produkcją w OZE, co sprawia, że system staje się w coraz większym stopniu uniezależniony od wytwarzania w elektrowniach opalanych paliwami kopalnymi – stają się one niepotrzebne dla zapewnienia bezpieczeństwa zasilania w systemie elektroenergetycznym. Odpowiednio wielkie magazyny energii elektrycznej będą zatem związane ze stałym rozwojem produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych i fotowoltaicznych. Na koniec 2014 r. łączna moc magazynów energii elektrycznej na świecie wyniosła ok. 500 MW (0,5 GW)[1]. 

Magazynowanie energii elektrycznej pozwoli na realne ograniczenie zapotrzebowania na produkcję energii elektrycznej w elektrowniach spalających paliwa kopalne. Potwierdzeniem jest sytuacja z rynku niemieckiego w 2013 r., kiedy spalono w Niemczech więcej węgla niż pięć lat wcześniej i co tworzy ryzyko dla osiągnięcia przez Niemcy celów klimatycznych 2020 – energetyka bazująca na spalaniu węgla zapewniła bezpieczeństwo zasilania w krajowym systemie elektroenergetycznym, pokrywając 45% produkcji energii elektrycznej, osiągając najwyższy poziom od 2007 r. pomimo gwałtownego rozwoju mocy zainstalowanych w OZE. Elektrownie węglowe kompensowały niedobory zasilania spowodowane niestabilnością pracy elektrowni wiatrowych i słonecznych, wywołujących gwałtowne spadki napięcia w sieci. Jednakże konwencjonalne elektrownie nie są przystosowane do takiego trybu pracy i muszą stale utrzymywać gotowość produkcji, aby móc dostarczyć energię elektryczną, kiedy nie wieje wiatr, czy nie świeci słońce. Jest to dodatkowy, znaczny koszt. 

• W latach 2010-2013 zużycie węgla w niemieckiej elektroenergetyce wzrosło o 68%, z czego część tego wzrostu została spowodowana koniecznością zapewnienia wymaganego poziomu mocy w sieci. Innym czynnikiem była redukcja cen EUA, co zwiększyło konkurencyjność elektrowni opalanych węglem brunatnym (niski koszt paliwa, duża emisyjność CO2 skompensowana niską ceną EUA). (więcej). 
• Globalnie dla 5 z 7 członków grupy G7 zwiększyło się zużycie węgla: Wielka Brytania, Niemcy, Włochy, Japonia, Francja odnotowały zwiększenie o 16% w 2013 r. w porównaniu do 2009 r., kiedy to miał miejsce szczyt klimatyczny w Kopenhadze. Stany Zjednoczone tylko dlatego nie znalazły się na tej liście, że zwiększyły zużycie ropy naftowej i gazu (rewolucja łupkowa). 

Rozwój mocy magazynów energii elektrycznej rozwiązałby ten problem, neutralizując konieczność zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego bazującgo na najtańszych elektrowniach węglowych. 

Potwierdzeniem powyższego stwierdzenia jest program wsparcia rozwoju magazynowania energii elektrycznej przez Europejską Sieć Operatorów Elektroenergetycznych Systemów Przesyłowych (European Network of Transmission System Operators for Electricity, ENTSO-E), która ogłosiła poszukiwanie rozwoju instalacji magazynowania energii elektrycznej w ramach dziesięcioletniego planu – instalacja o minimum 225 MW mocy i wydajności 250 GWh rocznie. Charakterystyka potencjalnie wspieranej instalacji wskazuje zatem na projekty o znaczącej mocy, mające znaczenie dla hurtowego rynku energii elektrycznej w Europie, raczej w skali regionalnej niż krajowej. We wrześniu 2015 r. należy oczekiwać ogłoszenia wspomnianego, dziesięcioletniego planu, który będzie realizowany od 2016 r. Elementem oceny proponowanych projektów będzie wpływ na następujące zagadnienia: dobrobyt społeczeństwa w UE, na bezpieczeństwo zasilania, integrację rynków OZE w UE, redukcję emisji CO2, ograniczenie strat sieciowych i elastyczność systemu elektroenergetycznego. 

ENTSO-E wskazuje równocześnie, że 80% inwestycji w magazyny energii elektrycznej powinno odnosić się do zagadnień związanych z rozwojem OZE w systemach elektroenergetycznych. Z technicznego i ekonomicznego punktu widzenia realne zastosowanie dużych magazynów energii jest jednak bardzo odległe i w najbliższych latach tego rodzaju rozwiązań raczej nie należy się spodziewać. Jednym z kluczowych elementów determinujących możliwości rozwoju magazynów energii są po prostu ogromne koszty.

[1] A. Hołdys: Pełna rezerwacja, w „Polska Energia” 2014, nr 12.