OZE w systemie i co dalej?
Jednym z głównych zadań wynikających z pakietu energetyczno-klimatycznego jest dekarbonizacja technologii energetycznych. Zadanie to planuje się wykonać poprzez zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii (OZE) w technologiach produkcji ciepła i elektryczności, który w roku 2050 powinien stanowić 57% globalnego zapotrzebowania na energię (przy udziale energii z wiatru i słońca na poziomie 15%). To duże wyzwanie dla systemu energetycznego, w którym kluczową rolę odegrają układy magazynowania energii.
Przewiduje się, że w nowoczesnych systemach energetycznych podstawowymi źródłami zasilania będą farmy wiatrowe, panele fotowoltaiczne, kolektory słoneczne, elektrownie opalane biomasą, ogniwa paliwowe, elektrownie wodne, a także elektrociepłownie wyposażone w turbiny gazowe oraz hybrydowe układy zasilania. Niestety, zastąpienie paliw kopalnych źródłami odnawialnymi stanowi ogromne wyzwanie dla całego systemu energetycznego. Wynika to z dużego rozproszenia tego typu źródeł oraz stochastycznej natury wiatru i insolacji, które powodują dużą zmienność dostaw elektryczności do sieci. Z tego względu, w nowoczesnych systemach energetycznych kluczową rolę odgrywać będą układy magazynowania energii (UME), które pozwalają skutecznie stabilizować nierównomierną charakterystykę dostaw prądu do sieci, jak również zapewniać ciągłość jego dostawy w chwilach podwyższonego zapotrzebowania [2,3,4]. Pierwotnie ich zadaniem było efektywne deponowanie energii w okresach jej nadprodukcji lub zmniejszonego zapotrzebowania. Obecnie, zakres potencjalnych zastosowań UME jest znacznie szerszy, a ich zadania wynikają z poziomu, na którym układy te zostają zintegrowane z systemem energetycznym i obejmują m.in.:
• poprawę efektywności wykorzystania zasobów energetycznych,
• zwiększenie wykorzystania źródeł odnawialnych o zmiennej charakterystyce dostaw energii,
• zwiększenie dostępu do samodzielnych systemów energetycznych (np. systemów fotowoltaicznych),
• poprawę stabilności i niezawodności sieci energetycznych,
• zwiększenie elektryfikacji sektora odbiorców energii (np. poprzez rozwój elektryfikacji transportu).
Zainteresowanie UME wynika nie tylko z konieczności realizacji polityki „20-20-20” [7], ale przede wszystkim z prognozowanego wzrostu zapotrzebowania na elektryczność, które w roku 2050 szacowane jest na poziomie 39% [8]. W tym czasie całkowita produkcja energii elektrycznej będzie oparta w większości na źródłach odnawialnych zintegrowanych z magazynami energii. Jednak o tym, która z technologii magazynowania okaże się najbardziej odpowiednia, zadecydują czynniki techniczne i ekonomiczne, wśród których najczęściej wymienia się: dojrzałość techniczną, wydajność, moc znamionową, sprawność, dostępność, okres zwrotu oraz koszty inwestycyjne i eksploatacyjne.
Więcej przeczytacie Państwo w numerze 4/2015 magazynu "Energetyka Cieplna i Zawodowa".
Fot. photogenica
