"Sektor energetyczny przechodzi od kilku lat głęboką transformację związaną ze zmniejszeniem udziału energetyki konwencjonalnej opartej na węglu na rzecz nowych technologii jej wytwarzania i znaczącego udziału energii odnawialnej. Zmiany idą od wytwarzania scentralizowanego w stronę technologii rozproszonych. Odnawialne źródła energii stają się coraz bardziej opłacalne. Pomimo mniejszego wsparcia zaczynają one konkurować na rynku z tradycyjnymi technologiami wytwarzania energii, co z kolei napędza rozwój i innowacje. To wszystko wymusza zmianę funkcjonowania operatorów systemu dystrybucyjnego energii elektrycznej oraz intensyfikację ich działań w kierunku regulacyjnym i integracyjnym energetyki rozproszonej z konwencjonalną" - czytamy w raporcie.
Autorzy zwracają uwagę, że rosnący udział OZE wpływa też na zmianę charakteru pracy bloków konwencjonalnych. Bloki dotychczas pracujące w podstawie krzywej obciążenia są przesuwane w kierunku pracy jako źródła podszczytowe zarówno pod względem współczynnika wykorzystania mocy zainstalowanej, jak i liczby uruchomień w roku. Stare bloki o niskiej sprawności wytwarzania wypierane są przez nowe, niskoemisyjne technologie pracujące w oparciu o bloki energetyczne na parametry nadkrytyczne i ultra-nadkrytyczne o sprawnościach wytwarzania sięgających 46% i zakresie regulacyjności 40-100% obciążenia. Są to więc bloki charakteryzujące się dużą elastycznością, co ma ogromne znaczenie dla obecnego profilu zapotrzebowania na moc i energię elektryczną, podano również.
"Trzeba jednak mieć na uwadze, że w przypadku obciążenia takiego bloku w granicach od 100% do 40% jego mocy znamionowej następuje spadek sprawności brutto bloku o ok. 3-4%, a to z kolei oznacza zwiększenie emisji CO2 z bloku wynikające bezpośrednio ze zwiększonego zużycia węgla na jednostkę wyprodukowanej energii. Elastyczność bloku jest zatem okupiona obniżeniem jego parametrów ekologicznych i ekonomicznych. Najlepsza z punktu widzenia zachowania zarówno ekonomiki wytwarzania energii elektrycznej, jak i obostrzeń emisyjnych dotyczących CO2 jest praca bloku nadkrytycznego w warunkach jego ciągłego obciążenia mocą nominalną, tzn. taką, dla której blok został zaprojektowany i przy której osiąga on optymalną dla siebie sprawność wytwarzania energii" - czytamy dalej.
W związku z powyższym większość elektrowni powinna działać w trybie regulacyjnym, czyli posiadać zdolność do szybkiego reagowania na zmiany obciążenia, które zależy od pory dnia i roku. Cel ten można osiągnąć dzięki zwiększaniu operacyjnej elastyczności elektrowni konwencjonalnych m.in. poprzez rozszerzanie możliwości skokowego zwiększania i zmniejszania poziomu wytwarzania energii elektrycznej oraz obniżanie minimów technicznych.
Redukcja emisji CO2 w sektorze wytwarzania polskiej elektroenergetyki w najbliższych latach może być osiągnięta m.in. przez zwiększenie sprawności elektrowni opalanych węglem, zwiększenie udziału gazu ziemnego i energii ze źródeł odnawialnych, w tym energii wiatru, biomasy i słońca, w produkcji energii elektrycznej, oraz zwiększenie udziału skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w tej produkcji, a w dalszej perspektywie przez udział energii jądrowej w produkcji energii elektrycznej, wskazano.
"Można zatem stwierdzić, że przyrost mocy energetyki wiatrowej (oraz całego sektora OZE) wpływa na zmianę charakteru węglowych jednostek wytwórczych na regulacyjny, co w dalszej perspektywie może wydłużyć okres eksploatacji paliw kopalnych oraz okres funkcjonowania całego sektora węglowego w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym" - podkreślono.
Nieuchronnym zmianom na rynku energii są w stanie sprostać odnawialne źródła energii. Rosnący udział OZE, w tym instalacji wiatrowych i fotowoltaicznych, w europejskim systemie elektroenergetycznym w najbliższych latach wymusi dostosowanie w sposobie zarządzania sieciami przesyłowymi i dystrybucyjnymi - powstaną regionalne rynki bilansujące. Taka transformacja da impuls do rozwoju usług regulacyjnych, które mogą świadczyć farmy wiatrowe.
"Z doświadczeń krajów z dużym udziałem OZE oraz na podstawie wyników projektów badawczych należy jednoznacznie wnioskować, że elektrownie wiatrowe mogą świadczyć usługi regulacji pierwotnej częstotliwości, regulacji wtórnej częstotliwości i mocy czynnej, regulacji trójnej czy regulacji napięcia i mocy biernej na rzecz systemu elektroenergetycznego. Po odpowiednim dostosowaniu turbin wiatrowych możliwe jest także świadczenie usług szybkiej odpowiedzi na zmianę częstotliwości, szybkiej generacji prądu biernego czy też regulacji napięcia i mocy biernej w warunkach braku generacji mocy czynnej. Nowoczesne turbiny wiatrowe są w stanie zaoferować standard świadczonych usług zgodny z wymaganiami stawianymi przez Operatora Systemu Przesyłowego w Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Przesyłowej" - czytamy dalej.
Świadczenie usług regulacyjnych przez farmy wiatrowe wpisze się we współpracę z węglowymi jednostkami wytwórczymi, mogąc zmniejszyć liczbę odstawień Jednostek Wytwórczych Centralnie Dysponowanych w cyklu dobowym, co wpłynie na obniżenie awaryjności oraz jednoczesny wzrost długoterminowej dyspozycyjności takich jednostek, a to z kolei może mieć istotne znaczenie dla planów pokrycia szczytowego zapotrzebowania na moc w KSE w dłuższej perspektywie. Świadczenie usług regulacyjnych przez elektrownie wiatrowe poprawi bezpieczeństwo funkcjonowania KSE oraz wprowadzi konkurencję, co z kolei przyczyni się do obniżania kosztów zarówno przez źródła wiatrowe, jak i elektrownie węglowe. Rozproszony charakter energetyki wiatrowej korzystnie wpłynie również na zmniejszenie strat, a w efekcie ograniczenie kosztów związanych z przesyłaniem energii elektrycznej, podkreślono w raporcie.
"Wzajemne współistnienie oraz uzupełnianie się energetyki wiatrowej i energetyki węglowej wymaga kontynuowania rozwoju odnawialnych źródeł energii. Dalszy intensywny rozwój farm wiatrowych zarówno na lądzie, jak i na morzu, biorąc pod uwagę całą gospodarkę narodową, może być istotnym łańcuchem wartości. Należy przy tym mieć świadomość, że składowymi łańcucha wartości są projektowanie i planowanie, produkcja turbin, produkcja infrastruktury przyłączeniowej i fundamentów, ich późniejsza instalacja, a na koniec eksploatacja i utrzymanie. Wszystkie te kwestie łącznie będą wywierać określone skutki dla zatrudnienia oraz rozwoju gospodarczego. Ocenia się, że w okresie organizowania morskich farm wiatrowych - do 2030 r. - rozwój morskiej energetyki wiatrowej w Polsce może zapewnić średniorocznie 77 tys. miejsc pracy oraz wytworzyć dodatkowe 60 mld zł produktu krajowego brutto" - podsumowano.
