Jeszcze dekadę temu na wykładach o rynku energii słyszeliśmy, że energii elektrycznej nie da się ekonomicznie magazynować. Dziś to stwierdzenie jest nieaktualne – technologia magazynowania energii rozwija się w imponującym tempie, a jej znaczenie dla bezpieczeństwa i stabilności systemu elektroenergetycznego rośnie.
Dlaczego magazyny są tak ważne?
Energia ze źródeł odnawialnych jest tania i czysta, ale niestabilna – zależy od warunków pogodowych. W słoneczne dni wytwarzamy jej bardzo dużo, często część marnując, bo operator systemu musi wyłączać źródła OZE ze względu na ograniczenia sieci i brak elastyczności jednostek konwencjonalnych. Elektrowni węglowej czy jądrowej nie wyłączymy na kilka godzin, bo jej ponowne uruchomienie jest kosztowne i niepewne. Magazyny energii rozwiązują ten problem – pozwalają zagospodarować nadwyżki i oddać energię w godzinach szczytu, gdy jest najbardziej potrzebna.
Co więcej, magazyny pełnią funkcję regulacyjną i awaryjną. Reagują bardzo szybko, co jest kluczowe w sytuacjach kryzysowych, np. przy awaryjnym wyłączeniu dużego bloku. Magazyn o mocy 200 MW może przejść od stanu spoczynku do pełnej mocy w ułamku sekundy. Jeśli w tym momencie byłby ładowany, przechodzi ze stanu -200 MW do +200 MW równie szybko, co daje 400 MW regulacyjności. Dla porównania – elektrownie wodne reagują w minutach, a jednostki cieplne jeszcze wolniej. To elastyczność, której nie zapewni żadna konwencjonalna jednostka.
Technologia – od NMC do LFP
W ostatnich latach nastąpił przełom w technologii ogniw litowo-jonowych. Przeszliśmy z chemii NMC (nikiel, mangan, kobalt), która miała wyższe ryzyko pożarowe i wymagała metali ziem rzadkich, na ogniwa LFP (fosforan żelaza). LFP są bezpieczniejsze, bardziej ekologiczne i czystsze pod względem surowcowym. Obecnie stanowią zdecydowaną większość zastosowań stacjonarnych i zdobywają coraz większy udział w motoryzacji – wielu producentów samochodów przechodzi na LFP.
Równolegle rozwijają się systemy zarządzania magazynami – kontrola temperatury, napięcia, chłodzenia, a także zaawansowane algorytmy sterowania. To zwiększa bezpieczeństwo i wydłuża żywotność instalacji.
Co dalej?
Na horyzoncie są nowe technologie chemiczne, nieoparte na licie, oraz baterie przepływowe. W tej technologii część magazynująca energię jest oddzielona od części konwersyjnej, a zbiorniki z elektrolitem można rozbudowywać praktycznie bez ograniczeń – poza ekonomią. To otwiera drogę do magazynów 10-, 20-, a nawet 100-godzinnych. Na razie jednak dużo tańszym rozwiązaniem w przypadku długotrwałych niedoborów energii w okresach bez wiatru i słońca, które mogą trwać nawet dwa tygodnie, są źródła szczytowe, głównie gazowe. Dlatego jako Grupa PGE budujemy zarówno magazyny, jak i elektrownie gazowe – to gwarancja bezpieczeństwa systemu.
Ekonomia i perspektywy
Magazyny energii są dziś „nietanie, ale taniejące”. Krzywa uczenia się jest wciąż stroma – z moich obserwacji wynika, że magazyny są mniej więcej 10 lat za fotowoltaiką, jeśli chodzi o tempo spadku kosztów. W najbliższych latach spodziewamy się:
- rozwoju mocy regulacyjnej – szybkie reakcje są priorytetem, zwiększania pojemności istniejących instalacji – dla lepszego wykorzystania infrastruktury przyłączeniowej,
- dywersyfikacji lokalizacji – magazyny będą instalowane przy źródłach wytwórczych, w węzłach sieci przesyłowej i dystrybucyjnej oraz u odbiorców końcowych, pełniąc u nich dodatkowo funkcję UPS.
Magazyny energii to fundament nowoczesnej energetyki. Bez nich nie zbudujemy systemu opartego na OZE i atomie. Ich rola w stabilizacji sieci, bezpieczeństwie i optymalizacji kosztów będzie rosła, a spadek cen i rozwój technologii sprawią, że w ciągu dekady staną się równie powszechne jak fotowoltaika dziś.
Partnerem publikacji jest PGE