Magazyny energii to przyszłość naszej gospodarki

Magazyny energii mają do odegrania ważną rolę w transformacji energetycznej oraz dla właściwego funkcjonowania Krajowego Systemu Elektroenergetycznego i szerzej – systemu energetycznego w Polsce. Zapewniają stabilizację i elastyczność, ułatwiając zarządzanie energią wobec zmiennych potrzeb odbiorców oraz nieregularnej pracy jej odnawialnych źródeł, instalacje fotowoltaiczne i turbiny wiatrowe są zależne od pogody.

Magazyny energii mają zastosowanie na różnych poziomach systemu energetycznego, od instalacji mających strategiczne znaczenie w skali kraju, po takie, z których mogą korzystać bezpośrednio prosumenci, a więc konsumenci produkujący energię. W tym ostatnim przypadku mogą to być nawet samochody elektryczne (rozwiązanie "vehicle to grid").

Inwestycje w całym kraju

Największy gracz na rynku energii w kraju, PGE Polska Grupa Energetyczna realizuje obecnie projekt budowy magazynu energii w Żarnowcu, który będzie największą tego typu instalacją w Europie. Ma on pracować z mocą ok. 263 MW i osiągać pojemność co najmniej 900 MWh. Jak informuje inwestor, pozwoli na świadczenie regulacyjnych usług systemowych na rzecz operatora sieci przesyłowej, jak również na bilansowanie lokalnych, lądowych farm wiatrowych i przyszłych farm PGE na Morzu Bałtyckim. Zgodnie z planem ma zostać oddany do użytku w 2026 r.

Do 2029 r. PGE planuje uruchomić magazyn w Gryfinie o mocy 400 MW. Realizuje również postępowanie przetargowe na budowę 26 rozproszonych magazynów energii o mocy od 2 MW do 10 MW. Ich łączna moc wyniesie 107 MW, a pojemność 214 MWh. Magazyny znajdą się terenie województw: mazowieckiego, podkarpackiego, łódzkiego, lubelskiego i podlaskiego i wesprą istniejące już instalacje w Rzepedzi na Podkarpaciu (2,1 MW) i na Górze Żar (0,5 MW).

Jak informują przedstawiciele PGE, inwestycje w magazyny są odpowiedzią na zapotrzebowanie lokalnych systemów dystrybucyjnych na możliwość przechowywania nadwyżek energii odnawialnej, a następnie jej użycia, kiedy zapotrzebowanie przekroczy jej podaż. Wpływa to nie tylko na stabilną pracę sieci, lecz także przyczynia się do optymalizacji cen na rynku energii.

Do końca tej dekady PGE planuje mieć magazyny o łącznej mocy 800 MW. Jak wynika z informacji firmy, sprawa technologii, w jakich będą realizowane, jest otwarta. Na świecie nadal testuje się bowiem różne technologie magazynowania energii w poszukiwaniu nowych, efektywnych rozwiązań innych niż bateryjne.

PGE prognozuje również wzrost znaczenia magazynów energii cieplnej, dających podobne korzyści jak w przypadku energii elektrycznej, a więc pozwalających na lepsze wykorzystanie odnawialnych źródeł i stabilizację systemu.

Magazyn ciepła może też posłużyć do optymalizacji pracy elektrociepłowni, jak będzie to miało miejsce w realizowanej przez PGE w Siechnicach pod Wrocławiem Czechnicy-2, gdzie powstaje magazyn ciepła o pojemności 13 mln l wody i pojemności cieplnej akumulatora prawie 700 MWh. Odpowiada to dobowemu zapotrzebowaniu sieci ciepłowniczej obsługiwanej przez elektrociepłownię w okresie letnim. Taki magazyn wyrówna prace elektrociepłowni, ograniczy ilość spalanego paliwa i emisyjność oraz poprawi efektywność.

Wielkie i efektywne

Myśląc o transformacji i przyszłości energetyki, trzeba też docenić rolę i potencjał elektrowni szczytowo-pompowych w magazynowaniu energii. Są one wykorzystywane na świecie jako najbardziej efektywne i niezawodne magazyny ogromnej ilości energii. Wykorzystują naturalne ukształtowanie terenu i są uruchamiane w okresie zwiększonego zapotrzebowania na prąd, stabilizując system.

W tego typu elektrowniach energia elektryczna jest zamieniana w potencjalną energię grawitacyjną wody (pompuje się ją ze zbiornika dolnego do górnego) i następuje przemiana odwrotna, pozwalająca odzyskać energię elektryczną. Pierwszy proces przeprowadza się, gdy produkcja prądu jest większa od zapotrzebowania.

Elektrownie szczytowo-pompowe ze swej natury mogą magazynować bardzo duże ilości energii przez długi czas. Pełną moc osiągają w czasie do kilku minut, co pozwala szybko reagować na zmiany zapotrzebowania na energię. Mogą np. bardzo szybko zastąpić wyłączony blok energetyczny albo zadziałać w przypadku awarii bądź zakłóceń w funkcjonowaniu sieci przesyłowej.

Dodatkowo pełnią funkcję zbiorników retencyjnych, chroniących przed powodzią.

90 proc. udziału, jeśli chodzi o elektrownie szczytowo-pompowe w Polsce, ma PGE. To daje pozycję lidera w magazynowaniu energii, na co składają się elektrownie: Żarnowiec (716 MW), Porąbka-Żar (500 MW), Solina (200 MW) i Dychów (90 MW). Są one wykorzystywane coraz intensywniej w związku z przyrostem OZE w Polsce. W latach 2018–2023 czas pracy elektrowni szczytowo-pompowych w Grupie PGE wzrósł o 8348 godzin (28 proc.), a liczba uruchomień o 7623 (52 proc.). Jak wskazuje PGE, wobec rozwoju zależnych od pogody OZE, istniejące elektrownie szczytowo-pompowe, czyli jedyne wielkoskalowe magazyny energii w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym, dochodzą do granicy maksymalnego wykorzystania. Obecnie koncern wraz z Narodowym Funduszem Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej przygotowuje się do realizacji projektu „Młoty”, o mocy 1050 MW. Jego sprawność na pełnym cyklu wyniesie ok. 80 proc., a żywotność nawet 80 lat. Bateryjne magazyny charakteryzują się obecnie sprawnością na poziomie 84–90 proc. oraz żywotnością do 15 lat. Nakłady na funkcjonowanie elektrowni szczytowo-pompowych pozostają mniejsze, są one uznawane za najbardziej dojrzałą technologię magazynowania energii elektrycznej.

Projekt "Młoty", zlokalizowany w Bystrzycy Kłodzkiej, znajduje się na etapie pozyskania decyzji środowiskowej. We wrześniu PGE otrzymało zakres do raportu oddziaływania na środowisko. Dalszym krokiem jest przedłożenie raportu i uzyskanie decyzji środowiskowej, od której zależy dalszy harmonogram projektu.

Czytaj więcej w dodatku DGP | Inwestycje infrastrukturalne