To jest jeden z najczęściej powtarzanych mitów w debacie o transformacji energetycznej, który wymaga dogłębnego wyjaśnienia. Krótka odpowiedź brzmi: nie, to nie jest prawda, że odnawialne źródła energii (OZE) z natury prowadzą do częstych przerw w dostawie prądu.

Jednak, jak w każdym micie, jest w nim ziarno prawdy, które dotyczy charakterystyki tych źródeł, a nie ich niezawodności w nowoczesnym systemie.

W czym tkwi problem z OZE? Zmienność, nie niestabilność

Faktem jest, że źródła takie jak energetyka wiatrowa i fotowoltaika są zmienne (czasem określane jako pogodozależne lub przerywane). Oznacza to, że produkcja energii zależy od warunków atmosferycznych – słońca i wiatru. Produkcja może gwałtownie wzrastać lub spadać, co stwarza wyzwania dla operatora systemu energetycznego (w Polsce to Polskie Sieci Elektroenergetyczne – PSE).

Główne wyzwania związane ze zmiennością OZE to:

1. Utrzymanie równowagi: W każdej sekundzie system musi utrzymywać idealną równowagę między produkcją a zużyciem energii. Nagłe wahania produkcji z OZE utrudniają to zadanie.
2. Regulacja parametrów sieci: Dynamiczne zmiany generacji mogą powodować trudności w utrzymaniu stałej częstotliwości i napięcia w sieci, co jest kluczowe dla jej stabilności.

Jak nowoczesna energetyka radzi sobie ze zmiennością OZE?

Kluczem do obalenia mitu o niestabilności OZE jest zrozumienie, że transformacja energetyczna to nie tylko budowa farm wiatrowych i słonecznych, ale przede wszystkim modernizacja i uelastycznienie całego systemu energetycznego.

Nowoczesne systemy energetyczne są projektowane tak, aby skutecznie zarządzać zmienną produkcją OZE, wykorzystując zestaw zaawansowanych narzędzi:

1. Magazyny energii

To absolutny "święty Graal" nowoczesnej energetyki. Magazyny (głównie bateryjne, ale też elektrownie szczytowo-pompowe) działają jak bufor:

• Gromadzą nadwyżki: Ładują się, gdy słońce świeci najmocniej lub wiatr wieje, a zapotrzebowanie jest niskie.
• Oddają energię: Wprowadzają zgromadzoną energię do sieci, gdy produkcja z OZE spada (np. wieczorem) lub w godzinach szczytu zapotrzebowania.
• Stabilizacja: Mogą bardzo szybko reagować na zmiany, pomagając w stabilizacji częstotliwości i napięcia w sieci.

2. Elastyczne źródła konwencjonalne

Systemy energetyczne wykorzystują źródła, które można szybko włączać i wyłączać, aby wypełnić luki po OZE. Najczęściej są to elektrownie gazowe, a także elektrownie wodne (w tym szczytowo-pompowe), które mogą szybko dostosować swoją moc.

3. Inteligentne sieci (Smart Grids)

Inteligentne sieci to zaawansowane systemy cyfrowe, które monitorują i zarządzają przepływem energii w czasie rzeczywistym. Dzięki nim operator może przewidywać produkcję z OZE (na podstawie prognoz pogody) i odpowiednio planować pracę innych źródeł oraz zarządzać popytem.

4. Zarządzanie popytem (Demand Side Response)

Polega to na dostosowywaniu zużycia energii przez dużych odbiorców do aktualnej dostępności mocy w systemie. Na przykład, w momencie dużej produkcji z wiatru, odbiorcy mogą być zachęcani do zwiększenia zużycia, a w przypadku deficytu – do jego ograniczenia.

Fakty kontra mity: Spójrzmy na kraje z wysokim udziałem OZE

Praktyka pokazuje, że kraje o bardzo wysokim udziale OZE w miksie energetycznym, takie jak Dania, Niemcy czy Hiszpania, utrzymują bardzo wysoki poziom niezawodności dostaw, często wyższy niż państwa, które wciąż opierają się głównie na paliwach kopalnych.

Badania naukowe, np. te prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Tennessee, sugerują nawet, że systemy z wysokim udziałem OZE mogą być mniej narażone na poważne awarie energetyczne w porównaniu z tradycyjnymi systemami.

Co naprawdę powoduje przerwy w dostawie prądu?

Częste przerwy w dostawie prądu (tzw. blackouty) rzadko są bezpośrednią winą samych paneli słonecznych czy turbin wiatrowych. Najczęstsze przyczyny awarii to:

• Przestarzała infrastruktura: Wiele sieci przesyłowych i dystrybucyjnych w Europie (w tym w Polsce) zostało zbudowanych dekady temu i nie jest przystosowanych do dwukierunkowego przepływu energii, jaki wymusza duża liczba rozproszonych OZE.
• Ekstremalne warunki pogodowe: Silne wiatry, burze, intensywne opady śniegu lub szadź uszkadzają linie przesyłowe. Co ciekawe, długotrwałe susze i upały mogą również zagrażać elektrowniom konwencjonalnym, ograniczając dostępność wody do chłodzenia.
• Brak inwestycji w elastyczność: Problem pojawia się, gdy rozwój OZE jest zbyt szybki w stosunku do inwestycji w magazyny energii i modernizację sieci.

Ciekawostka: W Polsce wskaźnik niezawodności dostaw (SAIDI), który mierzy czas trwania przerw w dostawie prądu, jest jednym z najniższych w Europie, co jest często wiązane z niedoinwestowaniem infrastruktury. Wzrost liczby przerw w latach 2020-2023 jest sygnałem, że szybki rozwój OZE wymaga natychmiastowych i solidnych inwestycji w modernizację sieci i magazyny energii.

Podsumowując, odnawialne źródła energii są zmienne, ale nie muszą być niestabilne. Kluczowe jest, aby ich rozwój szedł w parze z rozwojem nowoczesnej infrastruktury, magazynów energii i inteligentnych systemów zarządzania. W dobrze zarządzanym systemie OZE nie zwiększają ryzyka blackoutów, a wręcz mogą zwiększać odporność systemu na kryzysy.