Elektrownie szczytowo-pompowe w Polsce – krok ku zielonej przyszłości

Bez magazynów energii nie ma szans na zieloną transformację. I wiedzą o tym najwięksi gracze na rynku – na najbardziej zaawansowanym etapie, jeśli chodzi o rozwój wielkoskalowych magazynów, są USA, Wielka Brytania oraz Australia. Według wyliczeń BloombergNEF w 2022 r. padł rekord i globalnie do użytku oddano 16 GW mocy, co stanowiło wzrost o 68% rok do roku. Prognozy pokazują, że w kolejnych latach rynek ma rosnąć w średniorocznym tempie 23%.

Ponad 99% magazynów energii na świecie to elektrownie szczytowo-pompowe (ESP). Całkowita ich moc przekracza 100 GW. Dla porównania całkowita moc wszystkich pozostałych magazynów energii nie przekracza 1 GW. W czym tkwi siła ESP? Czy Polska wykorzystuje ich potencjał?

Znaczenie magazynów energii

Zacznijmy od tego, że magazyny energii są zabezpieczeniem krajowych systemów elektroenergetycznych. Elektrownie szczytowo-pompowe PGE w Polsce pomogły np. uniknąć blackoutu, do którego mogło dojść w maju 2021 r. na skutek awarii elektrowni w Bełchatowie. Ale magazyny energii są też gwarantem sprawnego działania sektora elektroenergetycznego, w którym przybywa coraz więcej OZE zależnych od pogody. Dzięki nim bilansowany jest popyt i podaż energii oraz ustabilizowane są parametry pracy sieci.

Ta druga rola magazynów energii będzie coraz istotniejsza, także w Polsce. Co prawda w 2020 r. udało nam się osiągnąć wyznaczony cel dotyczący udziału OZE, ale unijne regulacje stają się coraz bardziej wyśrubowane. Pakiet Fit for 55 zakłada m.in. że do 2030 r. udział OZE w miksie energetycznym w UE zwiększy się z 32% do 45%.

Na ile Polska jest gotowa na transformację energetyczną? Sytuację analizujemy w tekście „Transformacja energetyczna – czy gaz nadal będzie paliwem przejściowym?”

Czym są elektrownie szczytowo-pompowe?

To największe magazyny umożliwiające długookresowe przechowywanie nadwyżek energii elektrycznej oraz uwalnianie ich w czasie zwiększonego zapotrzebowania (nawet nagłego), którego nie potrafiłby pokryć jednostki wytwórcze. Aktualnie największą ESP na świecie może pochwalić się Fengning, w Chinach (3,6 GW), z kolei w Europie palmę pierwszeństwa dzierży elektrownia Grand’Maison we francuskich Alpach (1,8 GW).

Nieocenioną zaletą ESP jest możliwość osiągnięcia pełnej mocy w zaledwie kilka minut. Przykładowo polska ESP Porąbka-Żar do rozruchu swoich turbin potrzebuje jedynie 180 sekund.

Sprawność elektrowni szczytowo-pompowych rozpina się między 65% a 85%. Oznacza to, że 1 MWh pobrana z sieci przekłada się na od 0,65 do 0,85 MWh wygenerowanej energii elektrycznej.

Jak działa elektrownia szczytowo-pompowa?

Elektrownia szczytowo-pompowa zasady działania
(źródło: https://www.odnawialne-firmy.pl/wiadomosci/pokaz/34,elektrownia-wodna-szczytowo-pompowa-zasada-dzialania)

Polskie plany magazynowania energii elektrycznej – ESP i nie tylko

W Polsce największymi magazynami energii są w tej chwili ESP oraz elektrownie wodne zbiornikowe. Według raportu „Polska ścieżka transformacji energetycznej” ich moc w 2021 r. sięgała 1,5 GW. Na ten moment mamy 6 głównych ESP, z czego największa elektrownia znajduje się w pomorskim Żarnowcu (moc 716 MW). 

Plany na rozbudowę systemu magazynowania są jednak ambitne:

• ma powstać ESP w małopolskim Rożnowie (moc 700 MW),
• do 2030 r. Grupa PGE chce wybudować jednostki magazynowania o łącznej mocy co najmniej 800 MW,
• budowany przez PGE bateryjny magazyn energii w Żarnowcu – o mocy powyżej 200 MW i pojemności powyżej 820 MWh – będzie największą jak dotąd instalacją tego typu w Europie.

W Polsce dopiero od 2021 r. legislacja uwzględnia magazyny energii, więc można powiedzieć, że powoli budzimy się z letargu.

Nadal potrzeba stabilizatora

Budowa wielkoskalowych magazynów energii elektrycznej przyspiesza zarówno na świecie, jak i w Polsce. Jednak w Polsce do udanego przepisu na bezpieczną transformację energetyczną, oprócz dostępnych OZE i magazynów, długo będzie potrzeba głównego składnika – stabilizatora. Jak podaje portal Rynek energetyczny w lipcu 2023 r. 30% mocy z polskich elektrowni pochodziło z odnawialnych źródeł energii, głównie fotowoltaiki. Ta ilość była wyższa o prawie 18% rok do roku. OZE coraz bardziej zazieleniają polski miks energetyczny, ale w tym momencie nie dość, że nie są wystarczającym źródłem energii, to jeszcze krajowa infrastruktura póki co nie pozwala na dynamiczniejszy rozwój alternatywnych źródeł. Energetyka gazowa, a wkrótce biometanowa, stanowi nadal potrzebny (i opłacalny) stabilizator.

Źródła:
https://www.odnawialne-firmy.pl/wiadomosci/pokaz/34,elektrownia-wodna-szczytowo-pompowa-zasada-dzialania
https://swiatoze.pl/polska-stawia-na-elektrownie-szczytowo-pompowe-jedna-z-nich-chce-wybudowac-tauron/
https://www.europarl.europa.eu/news/pl/headlines/economy/20171124STO88813/energia-odnawialna-wyznaczanie-ambitnych-celow-dla-europy?at_campaign=20234-Green&at_medium=Google_Ads&at_platform=Search&at_creation=DSA&at_goal=TR_G&at_audience=&at_topic=Renewables&gclid=Cj0KCQjwz8emBhDrARIsANNJjS5Cm8lUdcwIbF2DXRKaiuv8f8GyCGtiS-zpvavbnzg65aFcfQ88IMUaAuyeEALw_wcB 
https://www.rynekelektryczny.pl/energia-elektryczna-ze-zrodel-odnawialnych/ 
Raport „Polska ścieżka transformacji energetycznej”, Polski Komitet Energii Elektrycznej & EY, 2022