Zrównoważenie rozwoju energetyki

Czy warto pracować nad poszukiwaniem zrównoważonego rozwoju energetyki?

Robię to od dłuższego czasu na forum publicznym. Cieszą mnie komentarze specjalistów dostrzegających sens moich wysiłków oraz pozytywne opinie komentatorów z mojego grona, czyli tzw. zwykłych ludzi. Do pamięci dodaję uzasadnione przez komentatorów opinie pozytywne. O wszystkich atakach i próbach odciągania mojej uwagi od głównego nurtu myślenia prowadzącego do zbliżenia się do celu - znalezienia obszaru zrównoważonego rozwoju energetyki w Polsce - staram się szybko zapomnieć. 

Niepokoi mnie brak zainteresowania innych blogerów danymi zgromadzonymi w bazie PSE. Dane te mogą do nas przemówić tak modnymi obecnie rysunkami, które odpowiednio wykonane mogą wołać do czytelnika: Patrz na mnie, bo w rzeczywistości jestem bardzo podobny do tego co widzisz.

Tak, to co widzimy na rysunkach jest bardzo zbliżone do prawdy, ale praktycznie, nigdy prawdą nie bywa. Każdy z nas pamięta o błędach pomiarowych, błędach wynikających z zaokrągleń liczb zbyt długich, możliwości popełnienia błędów przy przepisywaniu liczb lub nadaniu im jednostek, czyli miana. Mam tu na myśli to, co w ostatnich zmianach na portalu S24 zrobiono z informacją oglądalności, kiedyś podawaną z dokładnością do jednostki, obecnie w tysiącach wyrażonych skrótem k (kilo)  dodanym po liczbie. 

Tworzenie planów zapotrzebowania na energię oraz źródeł ich pokrycia

Plany zapotrzebowania na energię oraz plany ich pokrycia z konkretnych źródeł energii można zaleźć w dokumentach dostępnych w różnych formatach na stronach PSE. Nie będę w tej notce ponawiać adresów do danych, aby nie wytrącać siebie oraz czytelników z głównego nurtu mojego przesłania o charakterze opisowym. Najważniejszą informacją w tej notce ma być planowany udział OZE w planach pokrywania zapotrzebowania na  moc.  

W planie rocznym przyjęto dla energetyki wiatrowej moc zainstalowaną równą mocy dyspozycyjnej wynoszącą 5835 MW. Natomiast zakładana w planach generacja energii wiatrowej wynosi w marcu 298 MW, tj. 5% mocy zainstalowanej. Tylko tę ilość można zapisać, przy obecnym sposobie planowania bezpiecznego pokrycia rzeczywistego zapotrzebowania na energię dla ludności oraz gospodarki polskiej ze źródeł krajowych. Wykorzystywaniem realnych mocy  elektrowni wiatrowych zawiadują dyspozytorzy sieci, w ramach bieżących operatorskich środków zaradczych. Wypaść musi z dostaw energii dostawca planowy, by w jego miejsce wszedł dostawca uprzywilejowany. 

Plany roczne i dzienne nie uwzględniają mocy znamionowych oraz mocy bieżących dostaw z instalacji fotowoltaicznych. Po takie dane trzeba sięgać w inne miejsca. Ja najchętniej obserwuję i opisuję pojedyncze instalacje. W Polsce nie ma zatem wiarygodnych danych do przedstawienia fotowoltaicznej kaczej krzywej, które są bytem zdarzającym się w pewnym procencie dni słonecznych i bezwietrznych. Stroma krzywa zaniku działania słońca może być szczególnie przykra dla operatorów sieci, w przypadku dużego udziału instalacji nadążających za słońcem i rozmieszczonych wzdłuż linii południkowych. 

a) Planowany i rzeczywisty udział OZE w pokryciu zapotrzebowania na energię

Według rocznego bilansu mocy z różnych źródeł (wg stanu na 30.11.2018), w marcu 2019 r. średnie miesięczne w szczytach dobowych dni roboczych wynosić mają 24,5 GW, a maksymalne 26,1 GW. Udział mocy wiatrowej wg planów stanowi zaledwie 1,2%. Rzeczywiste pozyskanie energii z wiatru w ciągu doby jest dużo wyższe od 7,15 GWh (298MWx24h) i wynosiło w marcu 2018 r ponad 35 GWh na dobę, czyli około pięciokrotnie więcej. 

Brak danych historycznych o pracy instalacji fotowoltaicznych podanych w arkuszach Excel utrudnia ocenę udziału tych źródeł w ogólnym bilansie energetycznym kraju. Robiłam co mogłam, aby pokazać rezultaty osiągane przez te instalacje w okresach kwartalnych i półrocznych. Charakterystyki pracy instalacji PV są znacznie bardziej przewidywalne od wiatrowych. Wiemy wszystko o terminie wschodu i zachodu słońca nad instalacją. Na tej podstawie możemy określić godzinę wstawania i zasypiania naszej instalacji, powiązanych dodatkowo z topografią terenu, zadrzewieniem oraz urbanistyką. Prognozy pogody też są coraz lepsze. Trzeba powrócić do robienia prac domowych w pogodne dni, aby maksymalnie wykorzystać własną energię bez płacenia 20% podatku za jej przechowywanie. Doświadczenia z Australii wskazują, że należy się spodziewać znacznych podwyżek tego podatku. Chomikowanie własnej energii we własnych magazynach też ma kolosalną przyszłość. 

b) Próby opisu przyszłości na podstawie analizy danych historycznych

Dokonałam już kilku prób opisania sytuacji energetyki krajowej po zwiększeniu mocy zainstalowanej w energetykę wiatrową. Rysunki opisujące rzeczywiste zużycie energii w każdej godzinie dnia oraz podaży energii wiatrowej zwiększonej 5-krotnie są przywołane w notce z 20 marca br. Na rysunkach widać jakie ilości energii nadmiarowej powinno się magazynować oraz jaką mocą trzeba dysponować w urządzeniach niezbędnych do załadunku, a potem do opróżnienia magazynu, który musi być wolny przed kolejną dostawą nadwyżek. O takich sprawach trzeba rozmawiać przed inwestowaniem, a nie po przeinwestowaniu. 

Kierunki rozwoju źródeł OZE mające na celu zniwelowanie nierówności podaży energii

a) Doskonalenie turbin umożliwiających wykorzystanie wiatrów o małej mocy

Prognoza z lat 70/80 XX w. zawierała plan zwiększenia wykorzystania turbin wiatrowych o mocy 2 MW do 4500 godzin w roku od roku 2000. Obecnie w projektach budowy farm morskich zakłada się takie wydajności dla turbin o kilkakrotnie większej mocy. W jednej z notek opisałam turbinę 4,5 MW, która w swojej charakterystyce ma mniejszą pracę wejścia oraz znacznie większe wydajności przy wiatrach wiejących kilka metrów na sekundę. Upominam się ciągle o dane produkcyjne pojedynczych wiatraków, ale bez skutku. Jeśli ktoś z czytelników trafi na takie dane proszę o wiadomość. 

Zastępowanie turbin starszych nowymi musi być stopniowe. Turbiny mają gwarancję pracy sięgającą 20-lat, a zatem nikt o zdrowych zmysłach nie będzie się ich pozbywał przed ich zużyciem. Dając koncesję na budowę farm wiatrowych podstawowym wymogiem powinno być instalowanie turbin pracujących przy małych prędkościach wiatru, turbin pracujących już w innych farmach, z zarejestrowaną pracą przynajmniej z pierwszego lub drugiego półrocza. 

b) Praca nad znalezieniem równowagi pomiędzy podażą i popytem na energię z OZE

Zrównoważenie podaży z popytem powinno dotyczyć obu stron równania. Dyrektywy dotyczące wprowadzenia żarówek energooszczędnych oraz innych gadżetów powinny spowodować odpowiedni spadek produkcji energii. Nic takiego nie obserwujemy. Produkcja energii ma rosnąć i rośnie! Produkcja energetycznych kopalin ma rosnąć - i rośnie. Trzeba je skonsumować szybciej, bo zapisaliśmy w planach skończenie korzystania z brudnych kopalin energetycznych do połowy tego wieku. I dlatego moc zainstalowana OZE ma rosnąć - i rośnie, jako nadbudowa kopalnych a nie w zastępstwie tychże. Emisja dwutleneku węgla powinien maleć - a też rośnie. Taka jest rzeczywistość. 

c) Magazynowanie - kosztowna energetycznie konieczność

Obowiązek magazynowania energii z OZE powinien należeć do ich właścicieli. Początki rozwoju tej energetyki są już dość dawno za nami. Zwiększanie udziału OZE w Bilansach energetycznych sieci państwowych wymaga stabilizacji dostaw. Nie można także w nieskończoność przedłużać okresu wypierania z dostaw energii zamówionej przez uprzywilejowaną. Grupy kapitałowe z udziałem skarbu państwa będące wytwórcami energii w jednostkach cieplnych inwestują także w OZE. Można od takich podmiotów wymagać udziału w projektach mających na celu poszukiwanie optymalnych rozwiązań zawierających minimalizację porcji energii magazynowanej w okolicy swoich elektrowni zawodowych, lub nawet w nich samych. Inwestorom  prywatnym trzeba przedstawić ofertę dzierżawy bloków cieplnych o mocy do 200 MW, które można rewitalizować lub zamienić na magazyn energii cieplnej. O takich nowinkach piszą u mnie komentatorzy i będzie je wkrótce omawiał na swoim blogu bloger SNAFU. 

Apel o pojednanie zwolenników OZE ze zwolennikami energetyki konwencjonalnej

Na zakończenie tej przydługiej literacko notki apeluję do blogerów o wyrzeczenie się agresji w wypowiedziach o obu rodzajach energetyki. Bez energetyki konwencjonalnej OZE nigdy by nie zaistniało. Analizy danych o produkcji energii z OZE wykazują, że charakterystyki turbin pracujących w Polsce wymagają zachowania w pełnej gotowości całego zestawu bloków w elektrowniach cieplnych. Zmniejszenie ich mocy będzie możliwe tylko przez inwestowanie w magazyny energii OZE z okresów nadprodukcji lub uzupełnianie ich energią z własnych bloków cieplnych. W okresie trąbienia na cztery strony świata odwrotu od energetyki konwencjonalnej, wiele bloków starszych nie zgłoszono do rewitalizacji, aby sprostały nowym normom ochrony atmosfery. Oferowanie miejsca na inwestycje konieczne dla OZE w elektrowniach zawodowych, dysponujących infrastrukturą sieciową, powinno przyczynić się do bliższej współpracy obu grup zawodowych energetyków, dając tym samym sygnał do pojednania pomiędzy swoimi kibicami.