NOWY KWARTALNIK O ENERGII, GOSPODARCE I NOWYCH TECHNOLOGIACH polish energy brief

Magazyny energii elektrycznej – przegląd najważniejszych inwestycji w obszarze

Analiza 28 sierpnia 2019, 15:28
Magazyny energii elektrycznej – przegląd najważniejszych inwestycji w obszarze

Wprowadzenie

Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie zarządzania unią energetyczną i działaniami w dziedzinie klimatu[1] na państwa członkowskie Unii Europejskiej nałożony został obowiązek opracowania i przedłożenia Komisji Europejskiej Zintegrowanych krajowych planów na rzecz energii i klimatu. Plany te mają przedstawiać ścieżki dojścia do osiągnięcia celów unii energetycznej w obszarach takich jak emisyjność, udział energii ze źródeł odnawialnych, efektywność energetyczna i bezpieczeństwo energetyczne. Projekty ww. planów musiały zostać przekazane Komisji Europejskiej najpóźniej do końca roku 2018. 28 lutego 2019 treść planów pochodzących ze wszystkich państw członkowskich została przez Komisję Europejską opublikowana.

W większości planów przewiduje się stopniowe zwiększanie udziału odnawialnych źródeł w całkowitej krajowej produkcji energii elektrycznej[2]. Zwiększający się udział odnawialnych źródeł energii w krajowych miksach spowoduje konieczność pracy znacznej części konwencjonalnych źródeł wytwórczych do stabilizowania i bilansowania pracy tychże. Docelowo, do celów tych mogą być wykorzystywane również magazyny energii elektrycznej, w coraz większej ilości wchodzące globalnie w fazę projektów inwestycyjnych. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie najważniejszych z perspektywy globalnej inwestycji w magazyny energii elektrycznej.

Magazyny energii elektrycznej w Australii

Australijski system elektroenergetyczny składa się w zasadzie z kilku mniejszych, niepołączonych ze sobą systemów elektroenergetycznych i ciągle znajduje się w fazie rozwoju. Wiodącym problemem, z którym konfrontują się elektroenergetycy na antypodach są różnej długości przerwy w dostawie energii, wynikające z problemów ze stabilnością generacji, bądź też sieciowych. Obydwa czynniki, tj. niższy niż w Europie stopień rozwoju systemu elektroenergetycznego oraz problemy z zapewnieniem stabilnych dostaw, wsparte stosunkowo dużym udziałem odnawialnych źródeł energii w krajowym miksie, czynią australijski system wyjątkowo podatnym na absorpcję nowych technologii w zakresie magazynowania energii.

To właśnie w Australii zbudowany został aktualnie największy na świecie magazyn energii elektrycznej. Instalację Hornsdale Power Reserveo mocy 100 MW i pojemności 129 MWh oddano do użytku pod koniec roku 2017. Za budowę odpowiedzialna była Tesla Elona Muska. Urządzenie ma za zadanie reagować na wahania częstotliwości w systemie elektroenergetycznym i, w zależności od potrzeb, pobierać bądź oddawać do niego energię elektryczną. W ocenie Tesli, działanie magazynu obniżyło koszty bilansowania odnawialnych źródeł energii w stanie Południowa Australia o ponad 90%.Dla odbiorców końcowych oznaczało to oszczędność wynoszącą ok 35 mln dolarów australijskich (ok. 21 mln euro). Wcześniej działania te były realizowane głównie przez konwencjonalne elektrownie zasilane paliwami kopalnymi, zatem działalność magazynu wpływa w sposób pozytywny na emisyjność energetyki. Działanie instalacji jest w pełni zautomatyzowane.

Stumegawatowy magazyn nie stanowi kresu australijskich ambicji Tesli. ElonMusk zapowiada bowiem budowę instalacji magazynowania energii o pojemności 1 GWh. Jak podkreślają przedstawiciele Tesli, wynik ekonomiczny ma w przypadku inwestycji w australijskie magazyny energii elektrycznej znaczenie drugorzędne. W pierwszej kolejności mają one bowiem stanowić bodziec do rozwoju technologii i sprawdzić jej działanie w praktyce. Nie oznacza to jednak, że inwestycje te są z góry skazane na stratę. Wykorzystanie magazynów przekłada się na spadek cen usług regulacyjnych wykorzystywanych do bilansowania systemu oraz stwarza okazję do zarabiania na arbitrażu cenowym.

Oprócz powyższego, Tesla realizuje w Australii mniejsze zamówienia na magazyny energii, jak chociażby inwestycja o mocy 25 MW i pojemności 52 MWh budowana na zlecenie Infigen Energy. Magazyn ten ma docelowo służyć do bilansowania pracy farmy wiatrowej o mocy 278,5 MW.

Inwestycje w Europie

Inwestycje w magazyny energii elektrycznej są z powodzeniem realizowane również w Europie. Pod koniec września 2018 r. kontynentalne media obiegła informacja o zakończeniu prac innowacyjnym magazynem energii elektrycznej działającym w oparciu o odpowiednio wyselekcjonowane skały wulkaniczne. Magazyn może zgromadzić 120 MWh energii w formie ciepła, z których udaje się odzyskać ok 35 MWh energii elektrycznej. Skały są izolowane tak, by ciepło mogło być w nich utrzymywane przez co najmniej kilka dni. Koszt budowy instalacji wyniósł ok. 25 mln euro. Szczegółowe parametry techniczne magazynu objęte są tajemnicą przedsiębiorstwa.

W oparciu o ogniwa litowo- tytanowe funkcjonował będzie z kolei magazyn zlokalizowany w oddalonej o ok 40 kilometrów od Szczecina miejscowości Carmzow. Moc instalacji wyniesie docelowo ok. 22 MW, przy pojemności ok. 33 MWh. Koszt zrealizowania inwestycji planowany jest na 17 mln euro. Magazyn ma być wykorzystywany do stabilizowania częstotliwości w systemie elektroenergetycznym w ramach usługi regulacji częstotliwości. Magazyn częściowo funkcjonuje już na rynku, oferując testowo swoje usługi na poziomie 2 MW mocy. Warto podkreślić, że Inwestycja była realizowana przez konsorcjum z udziałem polskich przedsiębiorstw Griffin Group Energy i Pile Elbud. Wcześniej obydwie spółki brały udział w budowie magazynu energii o pojemności 15 MWh, zlokalizowanego w Bremie.

Na początku 2018 r. niemieccy operatorzy systemu przesyłowego mieli do dyspozycji 144 MW mocy w magazynach energii w ramach usługi pierwotnej regulacji częstotliwości. Stanowiło to prawie 1/3 całości mocy dostępnych w ramach tego mechanizmu.

Przypomnienia wymaga fakt, że to w niemieckiej miejscowości Schwerin powstał pierwszy w Europie magazyn energii działający na w pełni komercyjnych zasadach. Został od oddany do użytku w 2014 r.

Ambitne plany wobec magazynów energii zdradzają również niemieccy operatorzy systemów przesyłowych. Na rok 2025 TransnetBW zapowiada oddanie do użytku baterii o pojemności 500 MW, zlokalizowanej w miejscowości Kupferzell, stanowiącym główny węzeł sieciowy pomiędzy północą a południem Niemiec. W ocenie inwestorów, magazyny energii mają stanowić alternatywę dla inwestycji w sieci wysokich napięć, oraz znacząco obniżyć koszty redispatchingu, które w 2017 wyniosły w Niemczech ok. 1,4 mld euro.

Z punktu widzenia recyklingu wyeksploatowanych baterii wykorzystywanych do zasilania samochodów elektrycznych niezwykle istotna wydaje się być inwestycja zrealizowana na amsterdamskim stadionie JohanCruijffArenA. Zainstalowano tam bowiem magazyn enenergii o mocy 3 MW i pojemności 2,8 MWh. Instalacja opiera się niemal w całości na bateriach pochodzących z samochodów elektrycznych, które pojedynczo nie mogą już spełniać swojej funkcji. Za realizację przedsięwzięcia odpowiedzialne było konsorcjum Nissana, Eaton, BAM i The Mobility House.

Polska

Bateryjny magazyn energii o mocy przekraczającej  6 MW i pojemności 27 MWh ma zostać uruchomiony również w położonej niedaleko Pruszcza Gdańskiego miejscowości Bystra. Projekt realizowany jest w ramach Smart GridDemonstration Project, w którym biorą udział Energa Operator, Energa Wytwarzanie, Polskie Siec Elektroenergetyczne oraz Hitachi.

Instalacja wykonana w technologii hybrydowej, a więc z wykorzystaniem zespołów baterii litowo – jonowych oraz kwasowo – ołowiowych ma być skorelowana ze zlokalizowaną w miejscowości Bystra farmą wiatrową. Projekt ma charakter przede wszystkim eksperymentalny, a jego celem jest budowa demonstracyjnego systemu ochrony sieci elektroenergetycznej, który docelowo będzie służył do zarządzania farmami wiatrowymi oraz stabilizowania ich pracy. Magazyn energii ma zostać oddany do użytku w drugiej połowie roku 2019.

Spośród działających już w Polsce magazynów bateryjnych na pierwszy plan wybija się działający już w Pucku magazyn o mocy 0,75 MW i pojemności 1,5 MWh. Za jego uruchomienie również odpowiedzialna była Energa. Magazyn stanowi element lokalnego obszaru bilansowania, wspólnie ze zlokalizowanymi nieopodal OZE.


[1]ROZPORZĄDZENIEPARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY (UE) 2018/1999z dnia 11 grudnia 2018 r.w sprawie zarządzania unią energetyczną i działaniami w dziedzinie klimatu, zmiany rozporządzeń ParlamentuEuropejskiego i Rady (WE) nr 663/2009 i (WE) nr 715/2009, dyrektyw Parlamentu Europejskiego i Rady94/22/WE, 98/70/WE, 2009/31/WE, 2009/73/WE, 2010/31/UE, 2012/27/UE i 2013/30/UE, dyrektyw Rady2009/119/WE i (EU) 2015/652 oraz uchylenia rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr525/2013

[2] Por. Niemiecki krajowy plan na rzecz energii i klimatu, rumuński krajowy plan na rzecz energii i klimatu, francuski plan na rzecz krajowej energii i klimatu etc.

Materiał ukazał się w kwartalniku Instytutu Jagiellońskiego:
Krystian Kowalewski Krystian Kowalewski

Prawnik, absolwent Uniwersytetu Warszawskiego. Obecnie w Akademii Leona Koźmińskiego przygotowuje doktorat poświęcony zmianom w organizacji europejskiego rynku kolejowych usług pasażerskich. Pracował w Polskich Sieciach Elektroenergetycznych, gdzie zajmował się regulacjami europejskimi. W przeszłości związany z PKP PLK i wiodącymi kancelariami prawnymi, współpracował również z EY Advisory. Obecnie pełni funkcję dyrektora polskiego biura World Energy Council. Specjalizacja: regulacja sektorowa ze szczególnym uwzględnieniem sektora elektroenergetycznego i kolejowego (organizacja rynku przewozów pasażerskich i towarowych, zarządzanie infrastrukturą), prawo Unii Europejskiej, polityka klimatyczna, ramy prawne prowadzenia działalności gospodarczej w Polsce.

Projekt i wykonanie: Sebastian Safian
Używamy cookies w celach funkcjonalnych, aby ułatwić użytkownikom korzystanie z witryny oraz w celu tworzenia anonimowych statystyk serwisu. Jeżeli nie blokujesz plików cookies, to zgadzasz się na ich używanie oraz zapisanie w pamięci urządzenia.
Polityka Prywatności    Jak wyłączyć cookies?
OK