Rozwój OZE utrudnia sterowanie energetyką. Operator sieci chce zmian w systemie

Im więcej zielonej energii, tym mniej emisji CO2 i tym niższe ceny prądu na giełdzie. Jednak nagły wzrost instalacji OZE w Polsce w ostatnich latach zrodził również problemy w sterowaniu systemem energetycznym. Krajowy system przez dekady oparty był na elektrowniach węglowych, które dziś – choć wciąż kluczowe dla bezpieczeństwa dostaw prądu – ustępują stopniowo miejsca farmom wiatrowym i słonecznym. Coraz częściej zdarza się, że w słoneczne i wietrzne dni energii w sieci jest za dużo i nie ma kto jej odebrać, albo jest jej za mało, by pokryć potrzeby polskich odbiorców – gdy niebo jest pochmurne, wiatr nie wieje, a część bloków węglowych pozostaje wyłączona z powodu remontów lub jeszcze nie zdążyła wrócić do pracy.

Problemów tych nie dostrzegają odbiorcy energii, dopóki mają prąd w gniazdkach. Walka o utrzymanie stabilności sieci toczy się natomiast w siedzibie Polskich Sieci Elektroenergetycznych pod Warszawą. To tam specjaliści dbają o to, by energia nieprzerwanie płynęła do polskich mieszkań i firm, niezależnie od pory dnia czy roku. A zasada jest prosta: w każdej chwili ilość energii elektrycznej wprowadzanej do sieci musi odpowiadać jej zużyciu. W przyszłości, gdy na większą skalę zostaną wdrożone magazyny energii, sytuacja może ulec zmianie, ale obecnie to rozwiązanie jest jeszcze poza zasięgiem.

– W systemie energetycznym dynamicznie rośnie moc zainstalowana odnawialnych źródeł energii, co zmniejsza udział pozostałych jednostek. Jeszcze kilka lat temu 60-70 proc. mocy wytwórczych w krajowym systemie stanowiły tzw. jednostki wytwórcze centralnie dysponowane, pozostające pod kontrolą operatora, który mógł nimi zarządzać, aby bilansować system energetyczny. Dziś, w związku z rosnącymi mocami wiatrowymi i fotowoltaicznymi, odsetek mocy dyspozycyjnych wynosi zaledwie 40 proc. – wyjaśnia Konrad Purchała, dyrektor Departamentu Zarządzania Systemem w Polskich Sieciach Elektroenergetycznych (PSE).

Oznacza to, że większość mocy wytwórczych jest poza kontrolą operatora, a ich praca zależy od sygnałów cenowych na rynku.

– To tzw. źródła niedysponowane centralnie – OZE, elektrociepłownie, źródła przemysłowe oraz inne źródła rozproszone. Mają one bardzo istotny wpływ na funkcjonowanie całego systemu. Obecnie coraz mniejsza część mocy dyspozycyjnej odpowiada za bilansowanie krajowej sieci. Można więc powiedzieć, że ogon macha psem. Jest to sytuacja, która wymaga pilnego uporządkowania, ponieważ w kwestii bilansowania systemu dochodzimy już do ściany – dodaje Konrad Purchała.

Farmy wiatrowe czy słoneczne co prawda przesyłają tzw. plany pracy, ale – jak podkreśla Purchała – mówiąc eufemistycznie, nie zawsze ich przestrzegają. To powoduje, że nie można przewidzieć, ile z nich będzie pracowało na pełnej mocy, a ile wyłączy się nagle z powodu np. ujemnych cen energii elektrycznej. W takich warunkach efektywne zarządzanie systemem staje się niezwykle trudne.

– Ten proces wymaga ciągłego planowania, analiz i jeszcze raz planowania, aby zapewnić techniczną wykonalność planów pracy i bezpieczne funkcjonowanie systemu. Wszystko to robimy po to, aby energia elektryczna nieprzerwanie trafiała do odbiorców – tłumaczy przedstawiciel PSE.

Reforma rynku niewystarczająca?

Co się dzieje, gdy elektrownie planują zbyt dużą lub zbyt małą produkcję? Sytuację ratuje rynek bilansujący prowadzony przez PSE. To właśnie tam rozliczana jest energia, która nie została wcześniej sprzedana lub kupiona na giełdzie ani zakontraktowana w inny sposób. Głównym zadaniem rynku bilansującego jest równoważenie popytu i podaży na energię elektryczną.

W połowie czerwca tego roku weszła w życie reforma rynku bilansującego, która miała poprawić zachęty dla wytwórców i odbiorców energii, aby lepiej bilansowali swoje potrzeby energetyczne. Oznacza to dostarczanie do systemu takiej ilości energii, jaka jest faktycznie potrzebna odbiorcom. Rozliczanie się na rynku bilansującym stało się mniej korzystne finansowo, co miało skłaniać uczestników rynku do samodzielnego bilansowania swoich portfeli energetycznych.

– Po wdrożeniu reformy ceny na rynku bilansującym lepiej odzwierciedlają relacje między podażą a popytem na energię elektryczną oraz zachęcają wytwórców do lepszego bilansowania produkcji. Mimo to nadal nie widzimy wystarczającej reakcji ze strony producentów i odbiorców energii. Obserwując skalę niedokontraktowania i przekontraktowania systemu, sięgającą nierzadko kilku tysięcy megawatów, można dość do wniosku, że uczestnicy rynku wolą ponosić straty związane z wprowadzaniem do systemu niezakontraktowanej energii rozliczanej po niekorzystnych cenach, niż pracować nad precyzyjnym bilansowaniem swoich portfeli zakupowo-sprzedażowych. Jest to dla nas niezrozumiałe – mówi Konrad Purchała.

Niezbilansowanie systemu niesie za sobą poważne ryzyko. W czarnym scenariuszu może doprowadzić do nieplanowanych wyłączeń energii, a w skrajnych przypadkach – do rozległej awarii, skutkującej utratą zasilania na dużym obszarze.

Przeczytaj: Druga tura farm wiatrowych na Bałtyku wciąż niepewna. Wyścig z czasem trwa

Operator podkreśla, że błędy i niedokładności w prognozowaniu pracy systemu są naturalne i nieuniknione, zwłaszcza przy wysokim udziale OZE. Podobnie jest z awariami elektrowni. Każdy operator sieci w Europie jest na to przygotowany i dysponuje narzędziami pozwalającymi zarządzać odchyleniami od normy na poziomie około 500 MW, zarówno w górę, jak i w dół.

Problem zaczyna się, gdy odchylenia sięgają 2–3 tys. MW i utrzymują się nieprzerwanie przez kilkanaście godzin w ciągu doby. To wyraźny sygnał, że uczestnicy rynku nie podejmują nawet prób bilansowania swoich potrzeb energetycznych. Co gorsza, tak duże niezbilansowanie często przekracza możliwości interwencji operatora. W takich sytuacjach zmuszony jest do podejmowania drastycznych kroków, takich jak redukcja mocy OZE. Oznacza to wydanie odgórnych poleceń zmniejszenia produkcji energii w farmach wiatrowych, słonecznych lub obu jednocześnie. W tym roku takie działania były już podejmowane wielokrotnie, gdyż brakowało odbiorców dla nadwyżek zielonej energii.

Sąsiedzi już nie są chętni do pomocy

Do tej pory w trudnych sytuacjach polski system energetyczny często wspierały kraje sąsiednie. Albo przejmowały nadmiar zielonej energii z Polski, albo dostarczały nam energię w chwilach deficytu. Taka pomoc awaryjna, choć kosztowna, pozwalała uniknąć poważniejszych problemów. Jednak rok 2024 okazał się wyjątkowo trudny pod względem braku zbilansowania polskiego systemu, co sprawiło, że zagraniczni operatorzy nie są już skłonni pomagać za każdym razem. Skala pomocy awaryjnej, o którą Polska zwracała się do zagranicznych operatorów, była tak duża, że zaczęła destabilizować rynki sąsiednie. W związku z tym PSE alarmuje, że utrzymanie takiej współpracy na dotychczasowym poziomie jest niemożliwe w dłuższej perspektywie.

– Tak duże poziomy niezbilansowania są wyjątkiem w Europie. W krajach takich jak Niemcy, Belgia czy Holandia uczestnicy rynku działający w sposób, jaki obserwujemy w Polsce, ponieśliby tak ogromne konsekwencje finansowe, że już po jednym dniu braku dokładnego planowania musieliby ogłosić bankructwo – podkreśla ekspert PSE.

Przeczytaj: Wielki test dla polskiej energetyki. Druga taka sytuacja w historii

Zarządzanie systemem energetycznym staje się dla operatora coraz większym wyzwaniem i generuje coraz wyższe koszty, które finalnie przekładają się na wyższe rachunki za prąd. W odpowiedzi operator proponuje wzmocnienie zachęt dla wytwórców i odbiorców do bilansowania ich potrzeb energetycznych. Jednym z rozwiązań mogłoby być bardziej dotkliwe finansowo rozliczanie nieplanowanej energii wprowadzanej lub pobieranej z systemu. Zmiany te są potrzebne pilnie, ponieważ już w przyszłym roku, wraz z uruchomieniem kolejnych farm wiatrowych i słonecznych, zarządzanie krajową siecią stanie się ekstremalnie trudne.

Główne wnioski

1. Dynamiczny rozwój elektrowni wykorzystujących odnawialne źródła energii spowodował, że większość mocy wytwórczych w Polsce jest poza kontrolą operatora sieci przesyłowej, a sposób ich pracy zależy od sygnałów cenowych na rynku.
2. Coraz mniejsza część mocy dyspozycyjnej jest obecnie odpowiedzialna za bilansowanie krajowej sieci. Można więc powiedzieć, że ogon macha psem. Jest to sytuacja, która musi zostać uporządkowana, bo w kwestii bilansowania systemu dochodzimy już do ściany – ostrzega Konrad Purchała, ekspert Polskich Sieci Elektroenergetycznych.
3. Operator proponuje wzmocnienie zachęt dla wytwórców i odbiorców do bilansowania ich potrzeb energetycznych, np. poprzez bardziej dotkliwe finansowo rozliczenie nieplanowanej energii pobieranej lub wprowadzanej do systemu. Wyjaśnia, że tak działają rynki energii w Niemczech, Belgii czy Holandii, gdzie wytwórcy energii po jednym dniu mocnego niezbilansowania produkcji musieliby ogłosić bankructwo.