Magazyny energii to kolejny etap w rewolucji energetycznej
O przebudowie przestarzałej sieci energetycznej w Polsce i potrzebie szerokiego uwzględnienia w tych działaniach prosumenckiej energetyki odnawialnej z Bernardem Swoczyną, który zajmuje się tematem magazynowania energii w Fundacji WWF Polska, rozmawia Przemysław Stępień.
Przemysław Stępień: Wielkimi krokami zbliża się reforma systemu prosumenckiego. Przynajmniej takie są zapowiedzi, ale nie do końca wiadomo, co jeszcze z tego wyniknie. Widać wielki ruch na rynku i firmy fotowoltaiczne mnożą się jak grzyby po deszczu. Tymczasem rząd chce teraz wcisnąć hamulec. Na ile obawy o wpływy PGE czy o stabilność sieci są uzasadnione?
Bernard Swoczyna: Obawy o wpływy PGE są uzasadnione, ale z zupełnie innego powodu. Fotowoltaiki ciągle mamy w Polsce mało, a panele produkują prąd tylko przez niewielką część czasu. Natomiast wpływy PGE są zagrożone przede wszystkim dlatego, że w tej chwili PGE ma bardzo dużo elektrowni węglowych, które po prostu będą przynosiły straty. Wynika to wprost z tego, że węgiel powoduje duże emisje dwutlenku węgla, a cena uprawnień do emisji dwutlenku węgla rośnie. Zwłaszcza że już coraz mniej tych uprawnień jest przekazywanych spółkom energetycznym za darmo. Zatem PGE ma większy kłopot z węglem niż z fotowoltaiką. W tej chwili zresztą próbuje pozbyć się tych elektrowni węglowych poprzez oddanie ich do nowej państwowej spółki zwanej NABE.
Jeśli chodzi o stabilność sieci, to owszem, w niektórych miejscach jest problem z nadmiarem rozproszonej generacji, ale ten problem jest bardzo lokalny. Problem występuje na poziomie sieci niskiego napięcia, na poziomie krótkich odcinków kabli, tych, które doprowadzają prąd bezpośrednio do domów albo wyprowadzają z domu. Czyli mówiąc krótko: na niektórych obszarach, np. na osiedlach domków jednorodzinnych, jeśli na każdym domku jest panel fotowoltaiczny, sieć nie jest przystosowana do tego, żeby każdy jednocześnie odprowadzał do sieci maksymalną moc przyłączeniową. Sieć jest zaprojektowana tak, że nie wszyscy zużywają maksimum prądu naraz. Albo nie wszyscy produkują maksimum prądu na raz. Natomiast w momencie, gdy na każdym domu się pojawi panel fotowoltaiczny, to lokalnie – powtarzam, lokalnie – może być to problemem.
Niestety, nasza sieć energetyczna jest przestarzała, niedoinwestowana, i to powinno się zmienić. Powinniśmy inwestować w naszą sieć nie tylko po to, żeby móc szerzej korzystać z fotowoltaiki, ale też po prostu żebyśmy mieli niezawodne dostawy prądu. A z tym jest problem na wielu obszarach Polski.
PS: W swoim ostatnim artykule w Wysokim Napięciu wspominałeś o dotowaniu magazynów energii, które byłyby wsparciem dla sieci. Trochę też wynikałoby z tego, co mówi PGE, że oni by chcieli zachęcić ludzi do budowania magazynów energii i żeby funkcjonowały w tandemie z fotowoltaiką. W Niemczech takich prosumentów z własnymi magazynami mamy już kilkaset tysięcy, a w Polsce praktycznie jeszcze nie istnieją. Jak widzisz rozwój tej branży w Polsce? I jaka powinna być rola rządu?
BS: Przede wszystkim w Niemczech są zupełnie inne warunki wsparcia prosumentów. To znaczy w Niemczech nigdy nie wprowadzono takiego jak w Polsce systemu „upustów”, który dla prosumentów jest prosty i korzystny. Polski system wsparcia powoduje, że magazynowanie energii u siebie po prostu się nie opłaca, bo można „magazynować energię w sieci”. Poza tym w Niemczech cena prądu jest wyższa, a to wynika z tego, że prąd jest obłożony wyższymi podatkami. Dlatego w Niemczech korzystanie z własnego prądu po prostu bardziej się opłaca.
Niemiecki właściciel paneli dostaje bardzo niewiele za prąd oddany do sieci, a jednocześnie za pobór z sieci płaci dwa razy więcej niż Polak. Więc w Niemczech konsumentom opłaca się inwestować magazyny energii na własne potrzeby i szacuje się, że tylko w tym roku przybędzie tam tych magazynów energii ok. 150 tysięcy. Czyli to się naprawdę dobrze rozwija, a przy okazji ceny magazynów spadają. W Polsce te magazyny energii też by się przydały. Natomiast jaki powinien być rozwój tej branży i jaka powinna być rola rządu? W Niemczech rozpoczęto od tego, że były dotacje do zakupu magazynów energii, choć nie były one zbyt duże. W Polsce przynajmniej na początku też nie obędzie się bez dotacji, bo rynek musi jakoś wystartować, a przecież ceny prądu dla zwykłych odbiorców są niższe niż w Niemczech.
Jeszcze zwróćmy uwagę na to, że w Niemczech te magazyny energii służą przede wszystkim do tego, żeby odbiorca prądu zużywał swój prąd na własne potrzeby. A w Polsce można dodatkowo by pomyśleć o tym, żeby świadczyły usługi dla sieci, jeśli w tejże sieci wydarzy się coś niespodziewanego. Weźmy na przykład sytuację sprzed kilku tygodni, gdy w ułamku sekundy awaria odcięła od sieci prawie całą elektrownię Bełchatów. Albo występujące normalnie w ciągu doby duże skoki zapotrzebowania. Praktycznie codziennie jest tak, że w ciągu dnia ta fotowoltaika daje dużo energii, natomiast wieczorem słońce zachodzi, a ludzie ciągle potrzebują dużo prądu. W tej chwili operator sieci przesyłowej, czyli PSE, na te kilka godzin każe zwiększać produkcję prądu w elektrowniach węglowych, ale można by pomyśleć o takim rozwiązaniu, w którym domowe magazyny byłyby sterowane przez PSE i dawały prąd na te kilka wieczornych godzin, gdy włączamy światło i siadamy przed telewizorem. Wtedy operator sieci miałby z tego korzyść i konsumenci też potencjalnie mogliby mieć z tego korzyści.
PS: W Australii coraz szerzej upowszechniane jest rozwiązanie wspólnotowych magazynów energii. Nawiązywał też do tego twój artykuł. Czy byłaby to jakaś opcja, żeby stawiać takie magazyny osiedlowe czy dzielnicowe? To operator sieci dystrybucyjnej budowałby takie lokalne magazyny energii, a nie prosument. Czy pomogłoby to zwiększyć przepustowość?
BS: Pomogłoby, jednak zgodnie z prawem Unii Europejskiej operatorowi systemu dystrybucyjnego nie wolno posiadać magazynów energii, bo jako właściciel sieci byłby naturalnym monopolistą. I z nikim by się nie chciał dzielić odpowiedzialnością. Natomiast operator na pewno może kontraktować tego typu usługi u innych firm czy osób. W związku z tym jest to jak najbardziej dobre rozwiązanie. Zwłaszcza że w Polsce największy problem z siecią energetyczną mamy w tej chwili na tych ostatnich kilometrach kabla, które doprowadzają prąd bezpośrednio do naszych domów. Więc im mniejsze są te magazyny energii, im bliżej nas, tym bardziej pomagają.
PS: W pokrewnym temacie: jak pan widzi kierunki rozwoju ciepłownictwa w Polsce? Jak będzie wyglądać proces dekarbonizacji? Wielkoskalowe pompy ciepła, geotermia, magazyny cieplne? Na razie w Polsce wszystko idzie siłą rozpędu prywatnie u prosumentów, w domach i mieszkaniach, gdzie już dosyć masowo ludzie sami inwestują i przerzucają się na pompy ciepła.
BS: No właśnie. Nie ma żadnych rozwiązań systemowych, a polski system ciepłowniczy wymaga praktycznie całkowitej zmiany. W tej chwili większość miejskich systemów ciepłowniczych – małych czy dużych – wykorzystuje węgiel lub gaz ziemny. Wiadomo, że ciepłownie i elektrociepłownie będą musiały odejść od tych paliw. W przypadku małych ciepłowni mamy produkcję ciepła bez produkcji prądu, co jest nieefektywne. Więc jeszcze trzeba pomyśleć o skojarzeniu tej produkcji prądu z produkcją ciepła. No i wreszcie wśród osób indywidualnych, które nie są podłączone do żadnej sieci ciepłowniczej, większość ciągle korzysta z węgla i gazu.
Stanowi to więc trudne wyzwanie, ale zwróćmy uwagę, że można je bardzo ułatwić po pierwsze poprzez termomodernizację, dzięki czemu ciepła potrzeba znacznie mniej, a po drugie dzięki wykorzystaniu przede wszystkim lokalnych surowców. W wielu miejscach w Polsce jest dość dobry potencjał do rozwoju geotermii: m.in. Podhale, zachodnia Polska i część Wielkopolski. Więc tam, gdzie są do tego warunki, jest to bardzo dobre źródło ciepła.
W pozostałych miejscach – częściowo właśnie wielkoskalowe pompy ciepła, a częściowo wykorzystanie jakichś surowców opartych o biomasę czy biogaz. Pamiętajmy, że tutaj trzeba szczególnie zwracać uwagę, żeby to była biomasa zrównoważona, np. z wykorzystaniem odpadów z rolnictwa, a nie dedykowanej produkcji rolniczej w monokulturach. Najważniejsza jednak jest oszczędność ciepła. Każde ciepło kosztuje, czy to z węgla, gazu, biomasy czy geotermii, więc im mniej tego ciepła potrzebujemy, tym po prostu mniej będzie to nas kosztowało.
PS: Spójrzmy teraz w przyszłość. Dużo się mówi o tym, że magazynów energii nie ma albo nie ma ich na wymaganą skalę. Obserwując zmiany na rynku magazynów energii, jakie stawiasz prognozy na najbliższe 5-15 lat? Sceptycy mówią, że nie da się tego przeskalować na potrzeby transformacji energetycznej i pozostajemy zależni od energetyki konwencjonalnej, szczególnie gazu jako rezerwy mocy. A twoim zdaniem?
BS: Popatrzmy na to, co już się dzieje: ceny magazynów spadają na łeb na szyję, i to od 20-30 lat. Na początku tego stulecia magazyny energii były zaporowo drogie i samochody elektryczne, jeśli były, albo wykorzystywały mało wydajne akumulatory kwasowo-ołowiowe i miały osiągi Melexa, albo były kosmicznie drogie. Dziesięć lat temu, gdy Tesla wprowadziła pierwszy nowoczesny samochód elektryczny, czyli Tesla Roadster, kosztował on 100 tysięcy dolarów. Obecnie Tesla Model 3 kosztuje 50 tysięcy dolarów, a przy tym jest większy, bardziej komfortowy i ma nieporównanie lepsze osiągi w większości kategorii. Ten postęp jest naprawdę gigantyczny. Cena spadła dokładnie o połowę za większe auto. Sama cena baterii musiała spaść przynajmniej kilkakrotnie.
W tej chwili w Chinach paczka baterii do autobusu elektrycznego kosztuje na poziomie 100 dolarów za kilowatogodzinę pojemności. Małe domowe magazyny energii – już łącznie z montażem i podłączeniem – kilka lat temu w Niemczech kosztowały 1000 euro za kWh, teraz 700. Czyli widzimy, że te ceny spadają bardzo szybko, a najbardziej cena samego urządzenia.
Czy w przypadku samochodów elektrycznych, czy w przypadku magazynów zainstalowanych w domach, coraz większą część kosztów stanowi cena samych pozostałych komponentów samochodowych czy robocizny. Czyli widać, że cena samego magazynu energii spada niezwykle szybko. Za 10-15 lat cena magazynu energii będzie na tyle niska, że również w krajach takich jak Polska opłacać się będzie ich stawianie na masową skalę, i to bez dopłat. Dotyczy to zarówno dużych magazynów sieciowych, jak i takich małych u odbiorców końcowych, choć zależy to od tego, jaki będzie system rozliczeń. Te magazyny po prostu będą opłacalne.
Podobnie było na przykład z energią wiatrową i słoneczną, najpierw się do niej dopłacało, a potem staniała na tyle, że dziś opłaca się z niej korzystać nawet bez dopłat. Te źródła energii stają się już powszechne również w Ameryce Południowej, w krajach Bliskiego Wschodu, w Indiach, Australii… Nie dlatego, że wszystkie te kraje nagle chcą być ekologiczne. Weźmy Rosję czy Arabię Saudyjską: one raczej nie patrzą na ochronę środowiska, ale po prostu na korzyści biznesowe.
Tak samo będzie z magazynami energii. Na pewno będą stosowane na coraz większą skalę. Natomiast jeśli chodzi o węgiel czy gaz, to w przeciągu 10-15 lat nie znikną całkowicie ze świata. Zwłaszcza w krajach rozwijających się będą ciągle wykorzystywane. Jednak ich cena jest dość wysoka i będzie rosła, bo zawsze najpierw zaczyna się eksploatację od najlepszych złóż, po czym sięga się po te trudniej dostępne, a więc droższe. To będzie jakimś hamulcem w rozwoju tych krajów biedniejszych. W Polsce powinniśmy dbać o to, żeby znaleźć się wśród tych, którzy będą korzystać na transformacji energetycznej, a nie biedniejszych krajów, które na zapóźnieniu energetycznym stracą.
PS: Twój wywód zainspirował mnie do zadania pytania o kraje globalnego południa. Czy nie może być jednak tak, że dojdzie do jakiegoś skoku cywilizacyjnego? Ominą ten etap węglowy i od razu przejdą na energetykę słoneczną i wiatrową? W końcu wiele z tych krajów ma do tego idealne warunki.
BS: Zdecydowanie tak. Na przykład w Afryce na dużą skalę już się tak dzieje, w miejscach, gdzie nie ma struktury energetycznej. Tam ludzie po raz pierwszy w życiu otrzymują dostęp do prądu właśnie dzięki odnawialnym źródłom energii. Najważniejszą technologią jest oczywiście fotowoltaika. Oprócz tego dobudowywane są małe magazyny energii wystarczające do zasilenia najbardziej podstawowych urządzeń: lodówek, telefonów komórkowych. Oczywiście ludzie w Afryce zużywają mniej prądu niż my, więc można powiedzieć, że im jest łatwiej, bo nie muszą od razu osiągać tak wysokiego poziomu zużycia prądu. Natomiast tam rozwija się to od podstaw, i to w charakterze off-grid.
Podobnie było z telefonami. Są kraje w Afryce, w których w ogóle nie ma telefonii stacjonarnej, ale jest telefonia komórkowa. Albo np. nie ma w ogóle w obiegu tradycyjnej waluty, a ludzie płacą impulsami do telefonii komórkowej. Wymieniają się minutami czy SMS-ami, i w ten sposób płacą za warzywa na targu. Mamy więc tutaj do czynienia z regionami, które wydają się mało rozwinięte pod względem rozwiązań cyfrowych czy energetycznych, a de facto są w absolutnej awangardzie współczesnego świata.
PS: Czy są jakieś technologie magazynowania, które budzą twoją szczególną nadzieję? Dlaczego?
BS: Jest kilka takich technologii, ale na pewno bardzo duże znaczenie będą miały technologie, które już znamy i które już są wykorzystywane, np. baterie litowo-jonowe. Te same, które mamy w telefonach komórkowych, laptopach czy w samochodach elektrycznych. One bardzo szybko tanieją i w zasadzie już stały się podstawową technologią magazynowania energii. W najbliższych latach na pewno jeszcze się rozwiną, jeszcze bardziej stanieją, zwłaszcza pewna ich odmiana – tzw. baterie LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe). To jest w tej chwili jedna z najtańszych technologii, a w dodatku te ogniwa mają bardzo dużą żywotność – od 2 tysięcy do nawet 10 tysięcy cykli! Wielokrotnie więcej, niż klasyczne. Można sobie wyobrazić, że gdybyśmy mieli telefon z taką baterią, który byśmy ładowali co dwa dni, miałby on żywotność od 12 do 60 lat. Mówimy tutaj o naprawdę nadzwyczaj długiej żywotności.
Tego typu baterie mogą być stosowane np. w autobusach elektrycznych, gdzie sama bateria przeżyje autobus, albo właśnie do magazynowania energii z fotowoltaiki. Wtedy taka bateria starcza na 15 i więcej lat. Można powiedzieć, że wtedy faktycznie jest ona podporą systemu energetycznego na przyszłość.
Jeśli chodzi o inne technologie, duże nadzieje wiążę z bateriami przepływowymi, np. wanadowymi, dlatego że one mają dość prostą konstrukcję i dużą pojemność. Co ważne, można je bardzo łatwo rozbudowywać. Mamy do czynienia z dwoma zbiornikami z ciekłym elektrolitem: w jednym zbiorniku gromadzimy elektrolit naładowany, a w drugim rozładowany. Pomiędzy nimi jest ogniwo, które dostarcza prąd lub go odbiera przy przepływie w jedną lub drugą stronę. Na dobrą sprawę, jeśli chcemy powiększyć taką baterię, wystarczy dostawić dodatkowy zbiornik i już mamy więcej tego elektrolitu. Więc to jest taka technologia, która jest łatwa do rozbudowy, a jej produkcja jest bardzo elastyczna. Wyobraźmy sobie, że gdzieś potrzebujemy nagle więcej energii, bo trwa sezon turystyczny, odbywa się jakiś festiwal, który wymaga dużo zasilania, a nie mamy tam mocnego przyłącza energetycznego. Przyjeżdża taka bateria o odpowiedniej pojemności, która zasila miasteczko przez dzień lub dwa. Jeśli potrzeba więcej energii, przyjeżdża dodatkowa cysterna z elektrolitami, a potem to wszystko można zapakować na ciężarówki i przewieźć w inne miejsce. Pod tym względem jest to technologia, która jest naprawdę bardzo wygodna.
Kolejnym przykładem jest magazynowanie energii cieplnej. Jak ogrzewamy dom pompą ciepła, przez większą część sezonu grzewczego ta pompa nie musi działać z maksymalną mocą. Dobrze by było, żeby była uruchomiona wtedy, kiedy prądu w sieci mamy nadmiar, czyli np. w nocy, i wtedy to ciepło mogłoby być przechowywane w kubaturze budynku. Dostosowanie poboru do możliwości sieci jest jedną z najważniejszych rzeczy. Na pewno bardzo nam to pomoże przy przejściu w większym stopniu na odnawialne źródła energii czy podczas ostatecznego wycofywania energetyki węglowej i gazowej z Polski.
PS: A jaka tu rola dla bioenergii?
BS: Na pewno bardzo pożyteczne byłoby lepsze zarządzanie energią z biomasy: biogazem, biomasa energetyczną czy bioetanolem. W tej chwili większość elektrowni na biomasę czy biogaz działa przez cały czas z maksymalną mocą. To jest może tańsze pod względem kosztów inwestycyjnych, natomiast w ten sposób nie pomagają one w bilansowaniu sieci. Nie dostosowują swojej produkcji do zapotrzebowania. Tę odnawialną energię musimy wykorzystywać bardzo rozsądnie.
Pamiętajmy, że nie mamy jej za dużo, bo musimy zachować znaczną część powierzchni kraju pod uprawę żywności czy też poszerzać obszary chronione przyrodniczo. Dobrze by było, żeby ta cenna bioenergia, która ma wiele zalet, bo jest np. dostępna na żądanie, była wykorzystywana do produkcji prądu wtedy, kiedy jest najcenniejsza i kiedy tego prądu potrzebujemy najwięcej. To jest taka kolejna technologia magazynowania energii, która byłaby bardzo przydatna.
PS: Magazynowanie energii jest więc konieczne dla dekarbonizacji?
BS: Trzeba szeroko podkreślać, że magazynowanie energii jest potrzebne. A im szybciej się tę branżę rozwinie w Polsce, tym po prostu bardziej na tym skorzystamy, zarówno technologicznie, jak i w kontekście osiągania celów klimatycznych.
PS: A czy widać w tym zakresie jakąś zmianę podejścia u decydentów?
BS: Na razie zapowiedzi dotyczą innego sposobu rozliczania prosumentów. Ci, którzy podłączą instalacje fotowoltaiczne do końca roku, jeszcze skorzystają z korzystnego i wygodnego systemu upustów. Potem będzie można tylko sprzedawać nadwyżki energii do agregatora po cenie znacznie niższej niż cena późniejszego poboru energii z sieci.
PS: Wydaje się, że do serca sobie wzięli zakładane w PEP 2040 osiągnięcie 5-7 GW fotowoltaiki do 2030 roku i w związku z tym zamierzają włączyć hamulce z końcem roku.
BS: Wygląda na to, że niestety tak. Nadwyżka energii od właściciela paneli ma być sprzedawana do tak zwanego „agregatora”. Rząd bardzo mocno ogranicza możliwość stania się takim agregatorem. Można powiedzieć, że narzuca dość mocne ograniczenie na to, które firmy mogą zajmować się obrotem energią elektryczną. To trochę dusi ten rynek. Niedługo może być tak, że energią będą mogli handlować tylko ci, którzy już to robią, czyli wielkie spółki energetyczne. W tym zakresie przydałoby się uproszczenie przepisów.
PS: Tym bardziej, że w najbliższym czasie nie ma żadnych innych perspektyw na nowe źródła energii, więc zamiast utrudniać rozwój alternatywnych źródeł energii i rozwiązań wspierających, powinni je upraszczać.
BS: Będzie duży problem po 2025 roku. Wtedy kończy się obecne wsparcie z rynku mocy, więc na dobrą sprawę większość elektrowni węglowych z dnia na dzień przestanie być opłacalna. Jeśli pozostaną one w strukturze spółek energetycznych, to spółki te będą zagrożone bankructwem. Jeśli z kolei zgodnie z zapowiedziami zostaną przeniesione do NABE, okaże się, że od 2025 roku musimy rokrocznie dopłacać jakieś ogromne sumy do elektrowni węglowych, które będą własnością Skarbu Państwa.
PS: Dziękuję bardzo za rozmowę.
Powiązane artykuły
Jeśli nie zaznaczono inaczej, materiał nie może być powielany bez zgody redakcji.