V Warsztaty Energetyki Wiatrowej

"Integracja energetyki wiatrowej w sieci"

21 października 2015, Radisson Blu Centrum, Warszawa

PODSUMOWANIE

CZAS NA NOWE REGUŁY GRY NA EUROPEJSKIM RYNKU ENERGII

Rynek energetyczny w Europie czekają ogromne zmiany. Reorganizacja, wynikająca przede wszystkim z planowanego nowego Modelu Rynku Energetycznego UE, będzie tak głęboka, że warto ją poddać analizie już teraz. Zmiany reguł gry dotkną nie tylko wytwórców energii, ale też operatorów sieci przesyłowej i dystrybucyjnej, choćby w związku z wprowadzeniem ogólnoeuropejskich instrukcji mających ujednolicić zasady bilansowania i korzystania z sieci energetycznych. Polska musi też zdawać sobie sprawę, że nasze spółki energetyczne będą zmuszone konkurować na coraz bardziej otwartym i liberalizującym się rynku.

Niektórzy eksperci i przedstawiciele branży energetycznej dostrzegają kierunek i konsekwencje nadchodzących zmian już dzisiaj.  Koncern energetyczny EDF, który opracował raport pt. „Analiza techniczna i ekonomiczna europejskiego rynku energii z 60% udziałem OZE”[1] zwraca uwagę na kilka aspektów planowanego zwiększenia integracji OZE z systemem energetycznym.

Potrzeba bezwzględnej współpracy. Zmienne OZE są kluczem do rozwoju gospodarki niskoemisyjnej, ale system energetyczny długo będzie jeszcze potrzebował mocy rezerwowych dla zapewnienia bezpieczeństwa dostaw. Eksperci koncernu EDF wskazują jednak również jak ważny jest efekt skali – przykładowo pojedyncze elektrownie wiatrowe są źródłami zmiennymi, ale wraz ze wzrostem obszaru, na którym rozpatrujemy ich wpływ na system elektroenergetyczny stabilność ich funkcjonowania istotnie się zwiększa. Bezsprzecznie jednak stochastyczne OZE oraz generacja konwencjonalna będą się nawzajem uzupełniać, zaś w celu zapewnienia bezpieczeństwa dostaw i stabilności systemu niezbędny będzie też rozwój generacji cieplnej.


OZE motorem konkurencyjności
. Z badania EDF wynika, że gdyby w 2050 roku farmy wiatrowe i fotowoltaiczne stanowiły 40% mocy zainstalowanej w europejskim systemie elektroenergetycznym, to nowy model rynku działałby optymalnie. Taki udział energetyki wiatrowej w systemie gwarantuje konkurencyjność z perspektywy wspólnego rynku energii. Aby zrealizować ten plan będą konieczne jednak bardzo duże nakłady na rozwój sieci, szczególnie w takich krajach jak Polska. Niezbędne są także nowe połączenia międzysystemowe.

Zmienne OZE regulują system. Jak pokazują wyniki badań EDF, nie tylko generacja konwencjonalna, ale i zmienne OZE przyczynią się do bilansowania i świadczenia usług systemowych. OZE charakteryzują się elastycznością redukcyjną oraz mogą świadczyć usługi systemowe, przy czym warto zauważyć, że farmy wiatrowe mają ku temu znacznie większe możliwości niż fotowoltaiczne. Nowoczesne turbiny wiatrowe wyposażone są w zawansowane systemy sterowania. Charakteryzują się również techniczną możliwością świadczenia usług w zakresie szybkiej rezerwy częstotliwościowej (zwanej również inercją syntetyczną).

W ocenie Fransa van Hulle, eskperta firmy XP Wind, w różnych systemach energetycznych paleta usług, jakie elektrownie wiatrowe mogą świadczyć jest coraz szersza i skorelowana ze wzrostem udziału energetyki wiatrowej w sieci. Im większy udział, tym konieczność zastosowania regulacji z farm wiatrowych również się zwiększa. Wiatraki nie tylko wytwarzają więc energię elektryczną, ale mogą też być wykorzystywane do regulacji częstotliwości i napięcia, redukcji mocy czynnej, kompensacji mocy biernej oraz wykonywania niektórych funkcji w ramach przywracania zdatności systemowej.

Według prof. Krzysztofa Madajewskiego z Instytutu Energetyki, szczególnie istotne jest wykorzystanie usług regulacyjnych w przypadku mało elastycznego systemu energetycznego, który tak jak w Polsce, bazuje na starych jednostkach cieplnych. Szczegółowe i jasne specyfikacje mają kluczowe znaczenie dla zaistnienia tych usług. Usługi systemowe z farm wiatrowych mogłyby bowiem funkcjonować na podobnej zasadzie jak te oferowane przez jednostki konwencjonalne. Czyli być odpłatne i świadczone dla operatora sieci, co podniosłoby możliwość integracji źródeł zmiennych w systemie (możliwości przyłączeniowe) a z drugiej strony podniosłyby poziom bezpieczeństwa KSE.

Do toczącej się dyskusji na temat wspólnego europejskiego rynku energii wartościowy głos wniósł także projekt badawczy dotyczący usług wspierania sieci ze źródeł wiatrowych i fotowoltaicznych o nazwie „REserviceS - przegląd potrzeb systemowych, opcji technologicznych, korzyści ekonomicznych oraz odpowiednich mechanizmów rynkowych”[2]. Pokazał on jak wiele zalet, poza samym wytwarzaniem energii, mają farmy wiatrowe i fotowoltaiczne w odniesieniu do całego systemu elektroenergetycznego.

Aktywne uczestnictwo klienta na rynku energii. Autorzy raportu z EDF podkreślają, że poza mocami rezerwowymi należy również rozwinąć mechanizmy reakcji strony popytowej, znane w anglojęzycznej literaturze jako Demand Side Response (DSR). Koncepcja wdrożenia mechanizmów DSR dla krajowego rynku energii elektrycznej wpływa na redukcję występujących ograniczeń systemowych w sieci dystrybucyjnej oraz przesyłowej, a tym samym lepsze zarządzanie zdolnościami przesyłowymi. Zapewnienie bezpieczeństwa systemu elektroenergetycznego oraz redukcja kosztów bilansowania systemu, związana z uruchamianiem drogich źródeł szczytowych, wymaga aby sterowanie popytem było traktowane jako jeden z elementów planowania rozwoju systemu elektroenergetycznego pod kątem nadchodzących zmian. Autorzy raportu z EDF podkreślają, że DSR nie będzie w stanie poradzić na zmienność generacji OZE, dlatego konieczne jest skorzystanie z pozostałych opisanych w Raporcie rozwiązań umożliwiających sprawne zarządzanie systemem.

Magazyny energii elektrycznej. Z toczącej się dyskusji wynika również, że biorąc pod uwagę istniejące pojemności magazynowe w europejskim systemie elektroenergetycznym, wydaje się, że w perspektywie najbliższych 15 lat nie nastąpi wdrożenie systemów przechowywania energii na szeroką skalę jako środka zarządzania zmiennością. Wynika to z bardzo dużych kosztów budowy takich źródeł. Oczywiście magazyny energii przyczyniają się do wzrostu elastyczności wymaganej do bilansowania, ale nie zastępują potrzeby generacji rezerwowej. Badania EDF pokazują, że znacznie bardziej opłaca się modernizować i rozbudowywać sieci przesyłowe oraz inwestować w bardziej elastyczne jednostki wytwórcze niż inwestować w magazyny energii.

Zmiany, jakie szykują się na rynku energii w Europie w ogromnej mierze wpłyną więc m.in. na Polskie Sieci Energetyczne. Ten operator sieci przesyłowej wydaje się jednak mieć pełną świadomość wyzwań, które przed nim stoją.

Integracja rynku energii UE. Postępująca integracja europejskiego rynku energii wymusza na PSE transgraniczny handel energią, co de facto stabilizuje ceny na rynku energii elektrycznej i zwiększa pewność dostaw.

Budowa sieci. Konieczny jest ze strony PSE rozwój połączeń transgranicznych co ułatwiłoby handel miedzy sąsiadami, również by móc wykorzystywać możliwości eksportowe. Jednak istotne jest również wzmocnienie i budowa sieci wewnątrz Polski tak, aby można było przesyłać energię z miejsc, w których w danym momencie jest ona najtańsza.

Nieplanowane przepływy. Wymianę transgraniczną utrudniają tzw. nieplanowane przepływy kołowe, z którymi mamy do czynienia na granicy z Niemcami. Nasz zachodni sąsiad wykorzystuje polskie zdolności przesyłowe do transportu energii z farm wiatrowych z północy na południe swojego kraju. Usprawnienia mechanizmów rynkowych i zwiększenia zdolności przesyłowych nawet do 3 000 MW w 2020 r. jest oczekiwane wraz z instalacją tzw. przesuwników fazowych.

Market Coupling. Docelowo wszystkie kraje Europy mają działać w systemie Market Coupling, czyli łączenia rynków energii elektrycznej z zastosowaniem mechanizmu Flow Based Alocation, co wymaga od operatorów zawansowanego mechanizmu wyznaczania alokacji transgranicznych zdolności przesyłowych. Dużym ograniczeniem jest jednak w tym zakresie powolny proces rozbudowy sieci.

Czas na zmiany. Postępująca integracja europejskiego rynku energii wymusza na wszystkich uczestnikach rynku energii daleko idące zmiany i zaangażowanie. Konieczne będą duże nakłady inwestycyjne oraz zmiana perspektywy myślenia, w której system elektroenergetyczny to sieć zamknięta w danym obszarze. Te inwestycje mają jednak zasadniczy i ważny cel - obniżenie kosztów funkcjonowania rynku energii w przyszłości. Dodatkowo w ogromnym zakresie wpłyną też na bezpieczeństwo energetyczne. Zwiększą pewność dostaw, ograniczą i ustabilizują ceny za energię elektryczną dla odbiorców końcowych w dłuższej perspektywie oraz zwiększą ilość i jakość dostępnych usług na rynku energii w Polsce i  Europie. Obecnie na poziomie europejskim trwają zaawansowane prace nad tzw. kodeksami sieciowymi ENTSO-E, które mają umożliwić te procesy i nadać im ramy wykonalności technicznej i ekonomicznej. Należy mieć nadzieję, że tempo procedowania i wdrażania zunifikowanych rozwiązań pozwoli na szybkie skorzystanie z zalet nowego rynku energii. Branża energetyki wiatrowej już dziś jest gotowa uczestniczyć w nowym modelu rynku, dając do dyspozycji operatorom sieci pełen wachlarz usług regulacyjnych dla wspomagania pracy sieci, jak i możliwość elastycznego bilansowania dla podmiotów odpowiedzialnych za ten proces w skali kraju czy regionu.

 


[1] “Technical and economic analysis of European electricity system with 60% renewables”, EDF R&D, 2015

[2] http://pliki.psew.pl/WEW/REserviceS-project-recommendations-PO.pdf


INFORMACJA PRASOWA DOT. V WARSZTATÓW ENERGETYKI WIATROWEJ

poniedziałek, 19 października 2015 06:42

INFORMACJA PRASOWA DOT. V WARSZTATÓW ENERGETYKI WIATROWEJ

Energetyka wiatrowa sprzyja stabilizacji

systemu elektroenergetycznego

Paleta usług, jakie elektrownie wiatrowe mogą świadczyć dla całego systemu elektroenergetycznego jest coraz większa. Wiatraki nie tylko wytwarzają energię elektryczną, ale mogą też być wykorzystywane do regulacji częstotliwości i napięcia, redukcji mocy czynnej, kompensacji mocy biernej oraz wykonywania niektórych funkcji w ramach przywracania zdatności systemowej.

- Przykłady krajów, w których farmy wiatrowe stanowią dużą część miksu energetycznego wskazują, że istnieją efektywne sposoby na integrację zielonych mocy w systemach elektroenergetycznych. Już dziś są dostępne narzędzia pozwalające zarządzać OZE w taki sposób, aby zapewnić znaczny udział źródeł odnawialnych w produkcji energii przy pełnym zachowaniu bezpieczeństwa pracy całego systemu. Wielu operatorów dystrybucyjnych i przesyłowych w UE coraz częściej korzysta też ze świadczonych przez zielonych wytwór­ców usług wspierania sieci (zwanych także usługami systemowymi), które póki co w Polsce świadczy się tylko za pomocą dużej mocy sterowanej mówi dr Arkadiusz Sekściński, wiceprezes Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej.

Energetyka wiatrowa i fotowoltaiczna odgrywają kluczową rolę w europejskiej strategii rozwoju gospodarki niskoemisyjnej. Nikogo już nie dziwią opracowania pokazujące przyszłość europejskiego systemu elektroenergetycznego, w którym odnawialne źródła energii będą mieć 60% udziału. Według koncernu EDF, który niedawno opublikował raport pt.: „Technical and economic analysis of European electricity system with 60% renewables”[1] zmienne generacje OZE oraz generacja konwencjonalna będą się nawzajem uzupełniać, gdyż to właśnie istniejąca energetyka konwencjonalna najlepiej nadaje się do bilansowania zmiennej charakterystyki pracy źródeł odnawialnych.

Spodziewany wysoki udział instalacji wiatrowych i foto­woltaicznych w europejskim systemie elektroenerge­tycznym w najbliższych latach będzie wymagał fundamentalnych zmian w sposobie zarządzania siecią przez operatorów przesyło­wych i dystrybucyjnych. Część nowych rozwiązań zdeterminuje również utworzenie Wspólnego Rynku Energii w UE podzielonego na rynki regionalne. Gdy powstaną regionalne rynki bilansujące, usługi regulacyjne, które mogą świadczyć farmy wiatrowe nabiorą znacznej wartości – dodaje Sekściński.

Część odpowiedzi dotyczących przyszłości systemu elektroenergetycznego w Polsce i UE poznaliśmy podczas V Warsztatów Energetyki Wiatrowej, które 21 października odbyły się w Warszawie. Wydarzenie było w całości poświęcone zagadnieniu integracji rynków energii w zakresie zmian zachodzących w Unii Europejskiej.


[1] “Technical and economic analysis of European electricity system with 60% renewables”, EDF R&D, 2015

Organizator



Polskie Stowarzyszenie
Energetyki Wiatrowej

mail: wew@psew.pl


Patron honorowy

PSE S.A.Ministerstwo Gospodarki

Sponsor

Wento

Patron medialny

inzynieriaPEREOOZENowa Energia - D. Kubek i M. Marchwiak s.cOdnawialne Źródła Energiii