PRL-owskie linie energetyczne zderzają się z technologią XXI wieku. Dlatego prąd z paneli zdrożeje

Przebieg majowej sesji Rady Gminy Złotów był dość burzliwy – przynajmniej jeśli wierzyć lokalnym mediom. Powodem nie były wcale ideologiczne spory czy afery z udziałem złotowskich urzędników. Radni rozmawiali na temat problemów z fotowoltaiką. Wójt gminy Piotr Lach chwalił mieszkańców za korzystanie z odnawialnych źródeł energii. W końcu dzięki panelom zamontowanym na ich dachach wielkopolska gmina uniknęła emisji równowartości ponad 1,2 tys. ton dwutlenku węgla.

Przepalone żarówki

Niestety, fotowoltaika w niektórych miejscach ma padać ofiarą własnego sukcesu. Zwrócił na to uwagę radny Jacek Januszewski. W Radawnicy (630 mieszkańców) panele produkują już tyle prądu, że sieć staje się niewydolna.

„Informacje mam od osoby, która jest zawodowym elektrykiem. (…) Napięcie dochodzi tam do 270 wolt w słoneczne dni, przy czym transformator przewidziany jest na 240 wolt” - mówi cytowany przez portal Złotowskie.info Januszewski. Do sieci pompowany był dodatkowy prąd, bo panele w czasie swojej „nadprodukcji” zasilają nim sieć energetyczną. Dochodzi do tego w słoneczne dni, poza szczytem zużycia energii, gdy gospodarstwo domowe nie jest w stanie wykorzystać całej wyprodukowanej przez panele energii. Radny dodał, że radawniczańskie instalacje w lecie uczestniczą w swego rodzaju „wyścigu”.

„Podobno nagminną rzeczą jest przepalanie żarówek” - mówił Januszewski.

„Jeżeli nie powstaną jakieś sposoby magazynowania czy dystrybucji, w oparciu o nowe linie energetyczne, okaże się, że cała proekologiczna polityka, namawianie do niej obywateli i korzystanie z dotacji będzie strzałem w kolano. (…) Będzie słoneczny dzień, do tego prąd będą produkowały wiatraki, a my usmażymy się w naszych domach od instalacji elektrycznych” - odpowiadał wójt gminy.

„Sieć nie jest z gumy”

Przepalanie się żarówek i awarie sprzętów raczej nam nie grożą – twierdzą eksperci. Co innego z „wyścigiem” paneli, który nie jest jedynie miejską legendą. Rzeczywiście, w momencie największego dociążenia sieci niektóre instalacje są od niej odłączane. Tak działają falowniki, który prąd stały zamienia w prąd zmienny – czyli ten, który bierzemy ze swoich gniazdek. Wytworzona przez panele energia zwyczajnie się marnuje.

„Może do tego dochodzić, gdy przy jednej ulicy wiele domów jest wyposażonych w fotowoltaikę” - mówi Paweł Czyżak, specjalista od energetyki z think-tanku Instrat. „Nie ma natomiast zagrożenia »wybuchowymi« efektami, o które niektórzy się obawiają. Jeśli mamy dobrej jakości falownik, to dba on o stabilizację napięcia w domu. Tam zawsze powinien płynąć prąd o napięciu 230 V.”

Dlatego w ostatnich miesiącach wielokrotnie słyszeliśmy od rządzących, że „sieć nie jest z gumy”. Z tego powodu Sejm zdecydował o przyhamowaniu rozwoju polskiej fotowoltaiki, rezygnując z systemu opustów.

W ich myśl przekazana do sieci energia może potem być z niej odebrana na preferencyjnych warunkach. Zdecydowana większość użytkowników paneli bezpłatnie może użyć 80 proc. mocy przesłanej do niej jak do „wirtualnego magazynu” energii. Tu pojawia się kolejny problem – bo odłączona instalacja nie przekazuje prądu do sieci, a prosument (właściciel paneli, zlepek słów „producent” i „konsument”) musi potem skupować ją od operatora po zwyczajnych, detalicznych stawkach. Tym samym obniża się opłacalność fotowoltaiki.

„Sieć elektroenergetyczna ma ograniczoną elastyczność. Nie może być magazynem dla coraz większej liczby prosumentów. Niepodjęcie zmian może prowadzić do katastrofy” - mówił wiceminister klimatu Ireneusz Zyska w wywiadzie z „Dziennikiem Gazetą Prawną".

Dlatego Sejm w czwartek 2 grudnia zdecydował o odrzuceniu senackiego veta wobec nowelizacji ustawy o OZE. W jej myśl od kwietnia przyszłego roku prosumenci będą rozliczać się z energii sprzedając je po hurtowych, a skupując po detalicznych stawkach – o czym pisaliśmy już w OKO.press. Do wejścia zmian w życie pozostał więc jedynie podpis prezydenta.

Fizyczne magazyny energii mało opłacalne

Ograniczenia w elastyczności systemu dotyczą również elektrowni węglowych. Te wciąż stanowią lwią część polskiego miksu energetycznego. To z nich pochodzi około 70 proc. prądu. Gdy fotowoltaika pompuje go do sieci, trzeba nieco zmniejszyć możliwości „węglówek”, by zwiększyć udział czystego prądu w zużyciu i nie wyłączać kolejnych mikroinstalacji. A to wcale nie jest proste.

„Nie można tego zrobić pokrętłem, by po kilku sekundach dopływ energii do sieci się zmniejszył. Elektrownie węglowe nie są najlepiej dostosowane do elastycznej pracy, nie mogą schodzić poniżej pewnych minimów mocy, które są dość wysokie. Zmniejszenie i zwiększenie mocy trwa nawet kilka godzin” - mówi Czyżak.

Dlatego wykorzystanie pełnego potencjału fotowoltaiki jest trudne. Sytuację mogłoby zmienić szersze stosowanie magazynów energii – tych rzeczywistych, nie wirtualnych. Problem w tym, że takie urządzenia o zadowalającej dla gospodarstwa domowego pojemności potrafią kosztować nawet 14-16 tys. złotych. Rządowe dotacje do ich zakupu są na razie jedynie w planach. Wiceminister Zyska zapowiadał, że dopłaty mogą pojawić się w zapowiadanym na przyszły rok programie Mój Prąd 4.0 i wynieść nie więcej niż połowę poniesionych kosztów.

Przestarzałe linie to „trzon sieci”

Póki magazyny nie są powszechne, trzeba radzić sobie z niewydolną, awaryjną i wysłużoną siecią. Specjalistyczne artykuły i raporty organizacji pozarządowych na jej temat publikowane są praktycznie co kilka miesięcy. Diagnozy zawsze są podobne: polskiej energetyce potrzebne będą zmiany – szybkie i kosztowne.

Są one konieczne, bo linie energetyczne projektowano kilkadziesiąt lat temu. Prąd płynął w jedną stronę, z elektrowni do użytkownika.

„Aż 76 proc. linii wysokich i średnich napięć ma ponad 25 lat, a od 37 do 42 proc. nawet ponad 40 lat” - czytamy w raporcie „Sieć do zmiany” opublikowanym przez think-tank Polityka Insight. -„Dziś stanowią one trzon infrastruktury przesyłowej i dystrybucyjnej w kraju. Tylko 26 proc. linii średnich napięć jest skablowana (znajduje się pod ziemią); reszta jest na powierzchni, więc może zostać zniszczona przez intensywne opady śniegu lub trąby powietrzne. Przy obecnym poziomie wydatków operatorów osiągnięcie optymalnego poziomu skablowania zajmie 50 lat. A anomalii pogodowych będzie przybywać” - diagnozują autorzy dokumentu z końcówki 2019 roku.

Bez prądu coraz dłużej – mimo inwestycji

Nawałnice, śnieżyce i wichury pozbawiają nas dostępu do prądu wyjątkowo często. Przez cały 2016 rok odbiorcy energii w Polsce musieli liczyć się z przerwami w dostawach energii przez średnio 205 min. W tym samym czasie w Niemczech czas ten wyniósł zaledwie 14 minut. Po kilku latach sytuacja wcale się nie poprawiła. Przerwy w dostawach prądu od Energi (operatora działającego na północy Polski) wyniosły w sumie 209 minut na użytkownika. Jeszcze gorzej jest na południu, gdzie prąd dostarcza Tauron – klienci bez dostępu do niego pozostają średnio przez aż 222 minuty – w tym ponad półtorej godziny przez katastrofy. Najlepiej pod tym względem wygląda działające w aglomeracji warszawskiej Innogy – tam średni czas przerw wyniósł „zaledwie” 90 minut.

Wiąże się to ze największym stopniem skablowania sieci tego operatora. Dla sieci średniego napięcia wynosi on powyżej 96 proc. Oznacza to, że właśnie tyle przewodów znajduje się pod ziemią.

Według Polityki Energetycznej Polski do roku 2040 powinniśmy osiągnąć ten pułap na koniec dekady. Trzeba będzie na to wydać ponad 47 miliardów złotych.

Inwestycje w energetykę kosztują, dlatego sytuacja znacząco nie poprawia się mimo ogromnych środków, które w ostatnich latach na sieć przeznaczają operatorzy. Na przykład spółka PGE Dystrybucja (część Grupy PGE) w jej rozbudowę i modernizację od 2016 do 2019 roku zainwestowała 7 mld złotych. Tauron Dystrybucja na poprawę niezawodności dostaw w samym 2019 roku wydała 1,8 mld.

Za mało linii i transformatorów

Mimo to polska sieć przesyłowa i dystrybucyjna nadal nie jest wystarczająco gęsta – oceniają analitycy Forum Energii w swoim raporcie „Sieci dystrybucyjne. Planowanie i rozwój”. „Na 1 tys. km2 w Polsce przypada 41 km sieci elektroenergetycznej. Dla porównania w Niemczech jest to 100 km, a w Szwajcarii nawet 161 km” - czytamy w raporcie. Za mało jest również stacji transformatorowych, znajdujących się pomiędzy sieciami wyższego i niższego napięcia. A przecież to do nich przekazywany jest prąd z fotowoltaiki.

Radni gminy Złotów być może błędnie przewidują zagrożenia wynikające z nadmiaru energii z fotowoltaiki. Jej wójt ma jednak rację – niedługo „do tego prąd będą produkowały wiatraki”. Dziś są one marginalną częścią rynku energetycznego. Jest tak głównie przez ustawę 10 H, w praktyce uniemożliwiającej stawianie elektrowni wiatrowych na większości powierzchni kraju. Skutki jej działania opisywaliśmy już w OKO.press.

Rządzący co jakiś czas zapowiadają jednak liberalizację tego prawa, a w Polityce Energetycznej Polski do 2040 roku wiatraki na morzu (tzw. offshore wind) są wymienione jako jedno z najważniejszych przyszłych odnawialnych źródeł. Pierwsze mają ruszyć w 2025 i 27 roku.

Do miksu energetycznego dojdzie więc kolejny element, który przez jakiś będzie produkował prąd równolegle do wciąż działających bloków węglowych – i ten prąd będzie musiał się gdzieś pomieścić.

„Nadzieją napawa to, że krajowe plany przewidują wzrost wydatków na modernizację sieci dystrybucyjnych – z obecnych sześciu miliardów do dziewięciu miliardów rocznie. Polskie Sieci Energetyczne też planują inwestycje na kolejnych 10 lat, ich skala jest bardzo duża” - mówi Paweł Czyżak.

Według niego konieczne jest szybkie skablowanie sieci, co zwiększy jej przepustowość. To szczególnie ważne na północy kraju, która przyjmować będzie prąd z farm wiatrowych, i w pobliżu aglomeracji miejskich – czyli najbardziej „prądochłonnych” obszarów. Ważne jest też wprowadzanie do użytku inteligentnych liczników prądu do polskich domów. To urządzenia podobne do tradycyjnych liczników, jednak ich funkcje pozwalają dostosować dostawy energii do jej rzeczywistego zużycia.

„Na razie właśnie niewydolność sieci największym zagrożeniem dla rozwoju OZE w Polsce.” - podsumowuje Czyżak.