Jak ekonomicznie używać energii elektrycznej?
Włączaj pralkę w odpowiednim momencie – czyli jak można wesprzeć rozwój odnawialnych źródeł energii i zmniejszyć zużycie węgla przez tradycyjne elektrownie. Propozycja projektu społecznego:
Wietrzna i słoneczna pogoda w czerwcu przyniosła kolejne rekordy w produkcji energii elektrycznej przez elektrownie wiatrowe i słoneczne. Według portalu WysokieNapiecie.pl tylko w niedzielę, 19 czerwca br., zaoszczędzono dzięki temu około tysiąca wagonów z węglem oraz adekwatną ilość emisji pyłów i CO₂ do atmosfery. OZE pokryły wtedy ponad 60 proc. zapotrzebowania na moc w kraju. Mimo że była to niedziela i zużycie było mniejsze – bo nie pracowały komputery i klimatyzacja w biurach – to taki udział OZE w ogólnokrajowej mocy robi wrażenie. Jeszcze 20 lat temu były to pojedyncze procenty.
Na tym samym portalu znajdziemy ciekawy opis tego, jak regulator mocy w krajowej sieci – Polskie Sieci Elektroenergetyczne – radzi sobie z bilansowaniem popytu i podaży na prąd. Codziennie, godzina po godzinie, żongluje produkcją lub konsumpcją elektrowni szczytowo-pompowych, sprzedaje lub kupuje moc do sieci innych krajów, a w ostateczności prosi operatorów większych farm wiatrowych o wyłączenie części wiatraków, gdy energii jest już zbyt dużo. Te ostatnie działania wynikają z tego, że produkcję z wiatraków można zmniejszać niejako „od ręki” – na żądanie, w przeciągu zaledwie kilku minut – zmieniając kąty natarcia śmigieł i spowalniając ich obroty.
Nie da się jednak skutecznie niwelować wahań w produkcji prądu z odnawialnych źródeł energii, sterując elektrowniami węglowymi. Włączenie turbiny parowej opalanej węglem to wielogodzinny proces, który musi być wcześniej zaplanowany. Nieregularność mocy przekazywanej do sieci krajowej przez OZE zawsze była barierą w ich rozwoju. Stąd też współczesna popularność i potrzeba inwestycji we wszelkie formy buforowania energii – banki energii, elektrownie szczytowo-pompowe czy technologie wytwarzania wodoru.
Nieregularne OZE
Trochę tylko szkoda, że bilansując moc w sieci, musimy „przykręcać” wiatraki, a kominy elektrowni dymią dalej. Szczególnie wieczorem, gdy wiatr i słońce często słabną, a zapotrzebowanie ze strony gospodarstw domowych zazwyczaj wzrasta.
Pytanie: jak jeszcze można reagować na nieregularność OZE?
W Polsce od zawsze, jeszcze w PRL-u, funkcjonowała nocna taryfa na prąd i dwutaryfowe liczniki, które pozwalały uruchamiać w nocy ogrzewanie elektryczne (piece akumulacyjne, bojlery), ponieważ nocą zawsze był nadmiar prądu i był on tani. Z tych samych powodów pociągi towarowe często przemieszczały się również nocą – i robią to nadal.
W tamtych czasach elektrownia wodna w Solinie była uruchamiana codziennie około 17:00, raptem na godzinę lub dwie, aby sprostać zapotrzebowaniu na prąd w czasie „Teleexpressu” nadawanego zawsze o 17:15. Na dłużej nie można jej było włączać, bo dopływ wody był zbyt mały, aby pracowała w trybie ciągłym.
Te spostrzeżenia prowadzą do wniosku, że kluczowe jest nie tylko to, jak produkujemy prąd, ale również kiedy go konsumujemy. Skoro popularność „Teleexpressu” w PRL-u zmuszała do włączania elektrowni w Solinie, to współcześnie ma znaczenie, w jakich godzinach włączamy pralki, zmywarki, żelazka, bojlery i klimatyzację w milionach domów. Ważne jest również, kiedy ładujemy nasze rowery czy samochody elektryczne.
Można przeprowadzić kilka prostych kalkulacji, które prowadzą do ciekawych wniosków. Celem obliczeń było oszacowanie dobowego zużycia prądu w gospodarstwach domowych, jeśli skomasujemy ich pracę do kilku godzin. Uwzględniliśmy tylko te urządzenia, których porę uruchomienia możemy regulować bez zaburzania funkcjonowania naszego domu i rodziny.
Łącznie różne warianty tych obliczeń doprowadziły nas do wartości rzędu 10 GWh zużycia w ciągu doby.
Gdyby całe to zużycie skoncentrować na przestrzeni kilku godzin, oznaczałoby to zmianę w pobieranej mocy na poziomie kilku GW – czyli około 10 proc. mocy, z jaką funkcjonuje zazwyczaj cały kraj. To oznacza, że regulując pory używania części domowych odbiorników, można obniżyć zużycie prądu w domach, przerzucając je na czas, gdy wieje wiatr lub jest słonecznie. To w zupełności wystarczy, aby odebrać nadwyżki od farm wiatrowych. Wyniki tych oszacowań są dość obiecujące – moce zużywane przez domowe odbiorniki są wystarczająco duże, aby mogły stabilizować krajową produkcję mocy z odnawialnych źródeł.
Jest nadwyżka? To pierzemy!
Jak to zrealizować w praktyce?
Gdyby technologia „Internetu rzeczy” była powszechna, moglibyśmy zlecać naszej pralce czy zmywarce podłączonej do internetu, aby wykonała swoją pracę niekoniecznie „teraz”, ale np. w przeciągu najbliższych sześciu godzin lub „do jutra rana” – z dodatkowym warunkiem, aby zrobiła to wtedy, gdy prąd będzie najtańszy. Centralny regulator mógłby przesyłać informację: „mam nadwyżki mocy, włączajcie pranie”.
Wdrożenie takich rozwiązań umożliwiłoby operatorowi stałe sygnalizowanie milionom odbiorników, jaki jest obecnie stopień zasilania – czy mamy nadwyżki, czy też niedobory.
Istotna część urządzeń w gospodarstwach domowych mogłaby automatycznie dopasowywać czas swojej pracy do poziomu dostępnej mocy w sieci krajowej – nie przeciążać jej, gdy są braki, i korzystać z nadmiaru, gdy jest silne słońce lub wiatr.
Oczywiście, w idealnym świecie to wszystko powinno być regulowane ceną prądu, zmieniającą się nawet co godzinę – w granicach bezpiecznych widełek czasowych i cenowych – aby pranie rozpoczęte przy niskiej cenie prądu nie kończyło się przy znacznie wyższej.
Fundacja Demokracji Bezpośredniej przygotowuje się do pilotażowego uruchomienia tego systemu. Obecnie poszukujemy wsparcia partnerów strategicznych z branży OZE. A ponieważ projekt jest społecznościowy, to – internetowym zwyczajem – zapraszamy również wszystkich do „zrzutki” na jego „rozkręcenie”: www.oze-razem.pl.
Artykuł autorstwa Piotra Krupy po raz pierwszy opublikowany w miesięczniku Aura, nr 7/2022. Publikacja za zgodą autora, bez zmian w treści.
Powiązane artykuły
Jeśli nie zaznaczono inaczej, materiał nie może być powielany bez zgody redakcji.