Energetyka rozproszona, oparta o zależne pogodowo źródła energii, determinuje konieczność zbudowania wydajnego i bezpiecznego systemu, który umożliwi wykorzystanie pełnego potencjału generacji ze źródeł fotowoltaicznych oraz wiatrowych, przy zapewnieniu stabilnego przepływu energii przez całą dobę. By osiągnąć ten cel, niezbędny jest rozwój sieci magazynów energii, które umożliwią elastyczne zarządzanie dostępną energią w zależności od poziomu jej produkcji i potrzeb mieszkańców oraz gospodarki.
Czym są magazyny energii?
Magazyny energii to zaawansowane systemy, które gromadzą energię w różnych formach do późniejszego wykorzystania. Wśród najpopularniejszych technologii znajdują się akumulatory, które przechowują energię elektryczną oraz zbiorniki wodne w elektrowniach szczytowo-pompowych, które magazynują energię w postaci potencjalnej. Inne rozwiązania to np. magazynowanie ciepła w systemach termicznych czy sprężone powietrze.
Dlaczego są nam potrzebne magazyny energii?
Rosnący udział odnawialnych źródeł energii (OZE) w krajowym miksie energetycznym, których wydajność jest silnie uzależniona od warunków atmosferycznych i podlega wahaniom, powoduje rosnące trudności w utrzymaniu stabilności dostaw energii elektrycznej oraz mocy w systemie elektroenergetycznym.
Budowa magazynów energii ma na celu zapewnienie stabilności i elastyczności w dostawie energii elektrycznej, umożliwiając zarządzanie zmiennością produkcji, zwłaszcza w przypadku odnawialnych źródeł energii, które są zależne od warunków pogodowych.
Dzięki magazynom, energia może być gromadzona w okresach niskiego zapotrzebowania i wykorzystywana wtedy, gdy popyt jest wysoki, co przyczynia się do optymalnego wykorzystania zasobów energetycznych i redukcji emisji gazów cieplarnianych.
Jakie technologie są wykorzystywane w magazynowaniu energii?
Akumulatory chemiczne: przechowują energię elektryczną w chemicznej formie i są powszechnie stosowane w pojazdach elektrycznych oraz jako magazyny energii do zastosowań przemysłowych i domowych.
Zbiorniki wodne: magazynują energię elektryczną w tak zwanych elektrowniach szczytowo-pompowych poprzez pompowanie wody z dolnego zbiornika do górnego w czasie niskiego zapotrzebowania na energię, następnie uwalniając ją poprzez przepuszczanie wody przez turbiny w okresach wysokiego zapotrzebowania.
Elektroliza wodoru: proces, w którym woda jest rozkładana na wodór i tlen za pomocą prądu elektrycznego, pozwalając na magazynowanie energii elektrycznej w postaci wodoru, który może być później wykorzystany do produkcji energii elektrycznej lub do napędu pojazdów.
Magazynowanie ciepła: wykorzystuje różne materiały, takie jak kamienie czy beton, do przechowywania energii cieplnej ze źródeł takich jak energia słoneczna lub ciepło odpadowe, które może być następnie wykorzystane do ogrzewania budynków lub do produkcji energii elektrycznej.
Sprężone powietrze: energię mechaniczną magazynuje się poprzez sprężanie powietrza i przechowywanie go w zbiornikach pod wysokim ciśnieniem, by następnie uwolnić je i przepuścić przez turbinę do generacji energii elektrycznej.
Jak wygląda rozwój magazynów w Polsce?
Według danych Ministerstwa Klimatu i Środowiska, moc magazynów energii w Polsce wynosi lekko powyżej 2 GW mocy (2 027 MW), na co składa się 1 767,6 MW w formie elektrowni szczytowo – pompowych, 160 MW w postaci dużych magazynów przemysłowych oraz 100 MW w formie magazynów przydomowych, które są własnością najczęściej prosumentów energii odnawialnej.
Dla porównania, łączne moce wytwórcze z samych tylko instalacji fotowoltaicznych i wiatrowych, wedle stanu na kwiecień 2023 r., wynoszą w Polsce ok. 13 GW.
Niemniej, stan ten w najbliższych latach może ulec poprawie. Według danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych S.A., przedstawionych w raporcie Plan rozwoju w zakresie zaspokojenia obecnego i przyszłego zapotrzebowania na energię elektryczną na lata 2025 – 2034, na koniec 2023 r. wydano warunki przyłączenia na magazyny energii o łącznej mocy wynoszącej ponad 16 GW, z czego około 9,7 GW ma zostać przyłączone do sieci przesyłowej, zaś 6,5 GW do sieci dystrybucyjnej (z wyłączeniem magazynów prosumenckich).
Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A., w zależności od scenariusza, prognozują, że do 2034 r. w Polsce mogą funkcjonować magazyny energii o łącznej mocy od 3 750 MW do nawet 15 207 MW, włączając w to magazyny wielkoskalowe i przydomowe, zaś łącznie z elektrowniami szczytowo – pompowymi mogą one odpowiadać nawet aż za 12,5% dostarczanej w Polsce energii elektrycznej!
Podsumowanie
Zakładając opisywane trendy i inwestycje, rozwój magazynów energii staje się kluczowym elementem przyszłościowej infrastruktury energetycznej. Ich rozbudowa pozwoli na lepsze wykorzystanie potencjału odnawialnych źródeł energii oraz zapewni stabilność i elastyczność systemów elektroenergetycznych. Dalsze inwestycje w ten obszar mogą przyspieszyć transformację energetyczną, której celem jest zrównoważona produkcja zeroemisyjnej energii elektrycznej.
