Ekologicznie, tanio i bezpiecznie

W Krajowym Systemie Elektroenergetycznym rośnie udział źródeł odnawialnych. Dzięki magazynom energii oraz elektrowniom szczytowo-pompowym, które również pełnią funkcję magazynowania, będzie możliwe uzupełnianie niestabilnej, zależnej od warunków pogodowych produkcji energii elektrycznej z farm wiatrowych i fotowoltaicznych. W ten sposób Grupa PGE planuje zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego swoim odbiorcom w warunkach przyszłego, zeroemisyjnego sektora energetyki.

Energia z kontenera

Powstałe dotychczas w Polsce magazyny energii były projektowane i wykonywane głównie w celach badawczych. PGE pod koniec 2020 roku oddała jednak do użytku pierwszą inwestycję, będącą odpowiedzią na konkretne potrzeby odbiorców prądu, związane z poprawą jakości energii oraz zapewnieniem zasilania rezerwowego na wypadek awarii lub prac planowych. Budowa magazynu w Rzepedzi na Podkarpaciu to również pierwszy w Polsce modułowy magazyn energii elektrycznej z wykorzystaniem modułów Powerpack Tesla. – Modułowy magazyn energii w podkarpackiej Rzepedzi to pierwsza inwestycja w Europie Środkowej i Wschodniej wykorzystująca rozwiązania modułowe Tesla w lokalnej sieci elektroenergetycznej. Zastosowane rozwiązanie zapewni elastyczną pracę systemu elektroenergetycznego i zwiększy możliwości przyłączania źródeł odnawialnych – mówił Wojciech Dąbrowski, prezes zarządu PGE Polskiej Grupy Energetycznej. Inwestycja w Rzepedzi dała początek realizacji długofalowego programu magazynowania energii Grupy PGE, zapowiedzianego w strategii Grupy PGE, opublikowanej w październiku 2020 r. Program ten zakłada wybudowanie do 2030 roku co najmniej 800 MW nowych magazynów energii. Pozwoli to na zwiększenie możliwości przyłączania odnawialnych źródeł energii, poprawiając niezawodność zasilania.

Inwestycja w Rzepedzi to okazja do sprawdzenia pracy bateryjnego magazynu energii w rzeczywistych warunkach eksploatacji sieci elektroenergetycznej. Przeciętne gospodarstwo domowe zużywa dziennie około 7 kWh. Magazyn energii zbudowany w Rzepedzi ma pojemność 4200 kWh i jest w stanie samodzielnie zapewnić dostawy prądu dla tysiąca gospodarstw domowych przez około 2 godziny. W tym czasie brygady eksploatacyjne PGE Dystrybucja Oddział Rzeszów będą mogły usunąć awarię i przywrócić odbiorcom zasilanie z systemu elektroenergetycznego. Dzięki temu klienci nawet nie odnotują przerwy w dostawie energii.

Kolejne kroki

Działania związane z kolejnymi inwestycjami w magazyny energii PGE postępują. Rozpoczęto prace przewidziane w drugim etapie, czyli budowę bliźniaczego magazynu w Cisnej. Powiązanie pracy magazynów w Rzepedzi i Cisnej z Farmą Wiatrową Bukowsko oraz Elektrownią Wodną Myczkowce znacznie poprawi pewność zasilania dla całego obszaru Bieszczad.

Kolejny magazyn energii PGE został uruchomiony w lipcu tego roku na Górze Żar. Został zbudowany obok należącej do PGE Energia Odnawialna farmy fotowoltaicznej. Składa się z dwóch kontenerów wyposażonych w układ bateryjny w technologii LFP (litowo-żelazowo-fosforanowej) oraz przekształtnik AC/DC (przekształcający prąd stały w zmienny). Jego moc to 500 kW, a pojemność 750 kWh. Całość jest zdalnie nadzorowana przez układ sterowania. Zbudowana została też stacja transformatorowa wraz z rozdzielnicą, siecią światłowodową oraz przyłączem elektroenergetycznym. To instalacja demonstracyjna, służąca realizacji projektu badawczo-rozwojowego, którego celem jest zweryfikowanie możliwości świadczenia usług systemowych mających na celu stabilizację i regulację pracy sieci dystrybucyjnych średniego napięcia za pomocą magazynów energii opartych na ogniwach litowo-jonowych.

Magazyn energii zostanie włączony do sieci średniego napięcia i poddany testom pod kątem współpracy z siecią elektroenergetyczną. Umożliwi to opracowanie modelu rozliczeń z Operatorem Sieci Dystrybucyjnej.

Oprócz Rzepedzi i Góry Żar PGE ma kolejne plany. – Pracujemy nad projektem magazynu w Żarnowcu o mocy 205 MW, który będzie jedną z największych tego typu instalacji na świecie – mówi Wojciech Dąbrowski.

Dodatkowym walorem magazynów energii jest ich mała inwazyjność dla krajobrazu. W terenach górskich, na obszarach leśnych i wokół jezior niechętnie akceptujemy konstrukcje słupów wysokiego napięcia. Z pomocą przyjdą z czasem właśnie magazyny energii elektrycznej, które w niektórych sytuacjach ograniczą rozbudowę linii energetycznych i przyspieszą proces inwestycyjny. Przykładowo magazyn energii w Rzepedzi umożliwił odroczenie w czasie budowy 44 km linii wysokiego napięcia w otulinie Bieszczadzkiego Parku Krajobrazowego na wiele lat. Poza oszczędnością Grupa PGE zmniejsza w ten sposób oddziaływanie na środowisko i poprawia komfort lokalnych odbiorców energii. Bateryjne magazyny energii możemy budować w każdym terenie i nie wymagają one znacząco dużej powierzchni. Magazyn energii w Rzepedzi zajmuje zaledwie 40 metrów kwadratowych.

ESP to ważne ogniwo

Funkcję magazynów energii pełnią też elektrownie szczytowo-pompowe (ESP). Czym są? To funkcjonująca w Polsce od lat technologia wielkoskalowego magazynowania energii elektrycznej. Dokonuje się w nich zamiana tej energii elektrycznej w potencjalną energię grawitacyjną wody. Proces polega na wpompowaniu wody ze zbiornika dolnego do górnego, w czasie gdy produkcja prądu jest większa niż zapotrzebowanie (na przykład w nocy), a następnie gdy pobór energii elektrycznej jest duży (w godzinach szczytu), zachodzi proces odwrotny. Elektrownie szczytowo-pompowe stanowią potężny akumulator o ogromnej pojemności i sprawności energetycznej.

PGE już teraz jest liderem na krajowym rynku ESP. Posiada około 90 proc. mocy w tej technologii. Dysponuje 4 takimi elektrowniami o mocy 1543 MW i magazynuje w nich 6679 MWh energii elektrycznej, zdolnej do uruchomienia w ciągu kilku minut w razie wystąpienia awarii. Elektrowni szczytowo-pompowych nie możemy jednak budować wszędzie, potrzebne są do tego szczególne warunki terenowe, stąd ważnym elementem strategii PGE są opisane powyżej magazyny energii.

Pod koniec października Ministerstwo Klimatu i Środowiska (MKiŚ), Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (NFOŚiGW) oraz PGE Polska Grupa Energetyczna podpisały list intencyjny w sprawie powstania nowych elektrowni szczytowo-pompowych oraz gruntownej modernizacji już istniejących. Walorem porozumienia jest to, że jego sygnatariuszami są zarówno instytucje publiczne kluczowe w prowadzeniu polityki klimatycznej oraz środowiskowej Polski, jak i największa spółka energetyczna w kraju.

W przyjętej przez rząd „Polityce Energetycznej Polski do 2040 roku” zaznaczona została bardzo ważna rola elektrowni szczytowo-pompowych jako jednostek, które mogą zapewnić stabilną pracę polskiego systemu elektroenergetycznego w sytuacji transformacji energetycznej i dynamicznego wzrostu udziału odnawialnych źródeł energii. Elektrownie tego typu cechuje duża elastyczność w procesie wytwarzania energii oraz zdolność do jej magazynowania, co daje szerokie możliwości regulacyjne i pozwala na rezerwowanie zasobów energii dla Krajowego Systemu Elektroenergetycznego, uzupełniając stabilny rozwój odnawialnych źródeł, a w przyszłości również energetyki jądrowej.

Współpraca MKiŚ, NFOŚiGW i PGE, zadeklarowana w liście intencyjnym, będzie realizowana głównie poprzez wymianę wiedzy i doświadczeń w zakresie budowy, modernizacji i eksploatacji elektrowni szczytowo-pompowych. Strony porozumienia zamierzają również dążyć do stworzenia optymalnych warunków (organizacyjnych, kosztowych, finansowych, technicznych itp.) dla prowadzenia przedsięwzięć, których efektem będzie rozwój ESP.•