Magazynowanie energii elektrycznej

Obecnie, w wyniku postępu w badaniach nad akumulatorami litowo-jonowymi, zaczyna pojawiać się szansa na rozwój technologii magazynowania energii elektrycznej w ilościach mogących mieć wpływ na funkcjonowanie hurtowego rynku energii elektrycznej. Główną ideą jest magazynowanie energii wyprodukowanej z OZE. Wzrosłaby wówczas niezależność systemu elektroenergetycznego od wytwarzania energii w elektrowniach opalanych paliwami kopalnymi – stałyby się one niepotrzebne dla zapewnienia bezpieczeństwa zasilania. Odpowiednio wielkie magazyny energii elektrycznej będą konieczne przy dalszym wzroście produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych i fotowoltaicznych bez równoległego rozwijania elektrowni konwencjonalnych. Na koniec 2014 r. łączna moc magazynów energii elektrycznej na świecie wyniosła ok. 500 MW (0,5 GW)[1]. 

Magazynowanie energii elektrycznej może w przyszłości zmniejszyć zapotrzebowanie na produkcję energii elektrycznej w elektrowniach spalających paliwa kopalne. Skalę wyzwań ilustruje sytuacja w Niemczech w 2013 r., kiedy spalono tam więcej węgla niż pięć lat wcześniej. Energetyka węglowa w 2013 r. zapewniła bezpieczeństwo zasilania w krajowym systemie elektroenergetycznym, pokrywając 45% produkcji energii elektrycznej (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, muszą one bowiem stale utrzymywać gotowość produkcji, aby móc dostarczyć energię elektryczną w każdej chwili, kiedy nie robią tego elektrownie wiatrowe czy słoneczne (np. nie wieje wiatr czy nie świeci słońce). Są to dodatkowe, znaczne koszty. 

W latach 2010-2013 zużycie węgla w niemieckiej elektroenergetyce wzrosło o 68%, z czego część tego wzrostu została spowodowana koniecznością stałego utrzymywania rezerw mocy w sieci. Innym czynnikiem był spadek cen EUA, co zwiększyło konkurencyjność elektrowni opalanych węglem brunatnym (niski koszt paliwa, duża emisyjność CO2 skompensowana niską ceną EUA). Więcej w Porażka Energiewende, Centrum Informacji o Rynku Energii. Pięć krajów spośród grupy G7 zwiększyło zużycie węgla; Wielka Brytania, Niemcy, Włochy, Japonia i Francja odnotowały w 2013 r. wzrost o 16% w porównaniu z 2009 r., Stany Zjednoczone nie znalazły się na tej liście tylko dlatego, że zwiększyły zużycie ropy naftowej i gazu (rewolucja łupkowa). 

Znaczne zwiększenie możliwości magazynowania energii elektrycznej rozwiązałoby ten problem, neutralizując konieczność zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego bazującego na najtańszych elektrowniach węglowych. Potwierdzeniem powyższego stwierdzenia jest program rozwoju magazynowania energii elektrycznej przygotowany przez Europejską Sieć Operatorów Elektroenergetycznych Systemów Przesyłowych (European Network of Transmission System Operators for Electricity, ENTSO-E), która będzie wspierać rozwój instalacji magazynowania energii elektrycznej w ramach dziesięcioletniego planu – instalacja o mocy minimum 225 MW i wydajności 250 GWh rocznie[2]. Według ENTSO-E 80% inwestycji w magazyny energii elektrycznej powinno wynikać z rozwoju OZE w systemach elektroenergetycznych. Z technicznego i ekonomicznego punktu widzenia realne wdrożenie projektu 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”, nr 12, 2014 r. 

[2] Charakterystyka potencjalnie wspieranych instalacji wskazuje zatem na projekty o znaczącej mocy, mające znaczenie dla hurtowego rynku energii elektrycznej w Europie, raczej w skali regionalnej niż krajowej. Jeszcze w 2015 r. należy oczekiwać ogłoszenia dziesięcioletniego planu, który będzie realizowany od 2016 r. Elementem oceny projektów będzie ich wpływ na: dobrobyt społeczeństwa w UE, bezpieczeństwo zasilania, integrację rynków OZE w UE, redukcję emisji CO2, ograniczenie strat sieciowych i elastyczność systemu elektroenergetycznego.