Problem przemilczany, a kluczowy. Najsłabsze ogniwo transformacji w energetyce to sieci

Wyobraźmy sobie sytuację, gdy osiedla dużego miasta rozrastają się o kolejne budynki. Do tego powstają zupełnie nowe osiedla, które – zaszalejmy – nie obsługują ruchu samochodowego.

Choć ludzi w mieście znacząco przybywa, a potrzeby transportowe ulegają zmianie, ulice pozostają niezmienione. Nie dość, że drogi dostosowane są w pierwszej kolejności do jazdy autem, to jeszcze samochodów jest tak dużo, że korki robią się niemiłosierne. A że drogi rowerowej ani torowiska tramwajowego nie zbudowano, to osoby mające nadzieję na alternatywę muszą tę nadzieję porzucić.

Sieci: wąskie gardło transformacji

Mniej więcej na tym polega problem z przestarzałymi sieciami elektroenergetycznymi. Z powodu transformacji energetycznej świat i Polska stopniowo odchodzą od paliw kopalnych, w tym węgla. Choć wciąż idzie to wolno, zmiana zachodzi. Mogłaby zachodzić szybciej między innymi wtedy, gdyby do zmieniających się realiów dostosowano sieci.

Kiedyś tworzono je z myślą o energetyce opartej na węglu i przesyle prądu od wielkich wytwórców do mniejszych odbiorców.

Czyli uwzględnić, że obecnie wiele osób może wytwarzać energię elektryczną na własne potrzeby (głównie z fotowoltaiki) oraz nie tylko pobierać prąd z sieci, ale i go do niej oddawać. Na rynku pojawiają się też inne nowe technologie wykorzystywane przez pojedyncze gospodarstwa domowe jak samochody elektryczne, magazyny energii i prądożerne pompy ciepła. Do tego mniejsze społeczności energetyczne, częściowo samowystarczalne, mogą powstawać np. w ramach klastrów i spółdzielni.

Jeszcze większa elektryfikacja naszego życia nie dziwi. Przyszłość bez paliw kopalnych będzie przyszłością na prąd (pozyskiwany czy to z OZE, czy z elektrowni jądrowych). Działania w zakresie sieci są więc jednymi z ważniejszych, choć jednocześnie wciąż pomijanych inwestycji w sektorze energetycznym. I widać to zarówno po Polsce, jak i całym świecie.

Polska: odmowa za odmową

Z powodu kryzysu energetycznego zużycie prądu w Polsce zmaleje w tym roku najpewniej o kilka procent. Elektrownie węglowe zanotują spadek produkcji przynajmniej o kilkanaście procent.

Z kolei OZE czeka rok kolejnego procentowo imponującego wzrostu. W wakacje osiągnęliśmy istotny kamień milowy – moce OZE w polskim systemie elektroenergetycznym przekroczyły 25 GW. Odpowiada to ponad 40 proc. wszystkich zainstalowanych mocy (nie oznacza to jednak, że OZE mają taki udział w produkcji energii w Polsce, bo ten jest o połowę mniejszy – przyp. red.)

W dużej mierze to sukces przydomowej fotowoltaiki, w przypadku której Polska dzięki programowi Mój Prąd stała się jednym z liderów. Nie tylko europejskich, ale i światowych.

Rosnące zainteresowanie energią odnawialną jest jednak brutalnie hamowane przez niewydolne sieci. Urząd Regulacji Energetyki informuje, że w dwóch poprzednich latach otrzymał łącznie prawie 11 tys. powiadomień o odmowach przyłączenia instalacji. Przewidziana w nich moc wynosiła prawie 66 GW, czyli nieco więcej niż obecnie zainstalowana moc w systemie elektroenergetycznym (ok. 63 GW). To olbrzymi, bo niemal dziewięciokrotny wzrost liczby odmów w porównaniu do okresu 2019–2020, kiedy to powiadomień było niewiele ponad 1200 (moc – 5,6 GW).

Zdecydowana większość odmów (w wielu terenowych urzędach – grubo ponad 90 proc.) dotyczy projektów OZE. Oczywiście trudno oczekiwać, by wszystkie one zostały włączone do sieci błyskawicznie. Zapewne nie wszystkie przyłączenia są też zasadne, bo odnawialne źródła do systemu trzeba wprowadzać według przemyślanego i ogólnopolskiego planu transformacji, a nie na zasadzie „kto pierwszy, ten lepszy”. Mimo to wyraźnie widać, że sieci są wąskim gardłem transformacji. I to coraz węższym.

Coraz większy hamulec

Prawnicza fundacja ClientEarth zwraca przy tym uwagę, że odmowy często mają związek z planowanymi morskimi farmami wiatrowymi, którymi będzie zarządzać państwo. Dlatego konieczna jest pilna modernizacja tych sieci, aby z przyłączeń mogły również korzystać instalacje zlokalizowane na lądzie (słoneczne i wiatrowe). „To coraz większy problem dla mniejszych, prywatnych inwestorów, którzy dotychczas napędzali zieloną transformację kraju” – alarmowała organizacja w raporcie z połowy 2022 roku.

Wątpliwości Fundacji budzi również „wysoce nieprzejrzysty” sposób wydawania odmów. Oraz brak możliwości dokładnego sprawdzenia, czy na danym obszarze będzie możliwość przyłączenia się do sieci.

„Możliwości czy raczej »niemożliwości« przyłączeniowe sieci stanowią coraz większy hamulec polskiej transformacji energetycznej. Odczuwają to głównie profesjonalni inwestorzy, jednak problem ten zaczyna dotykać również prosumentów, których instalacje zaczynają być wyłączane w okresach przeciążenia sieci” – zauważa Wojciech Modzelewski, autor raportu.

To pokazuje, że potrzebne jest nie tylko dostosowanie jej do nowych realiów, ale i przeprowadzenie zwykłych prac modernizacyjnych.

Miliardowe potrzeby

W ostatnich latach na modernizację sieci wydawano 7-9 mld zł rocznie. Tymczasem w poprzednim roku najwięksi dystrybutorzy energii i Urząd Regulacji Energetyki podpisali Kartę Efektywnej Transformacji Sieci Dystrybucyjnych. Zakłada ona inwestycje za 130 miliardów złotych tylko do 2030 roku. 52 miliardy z tego to koszty przyłączania OZE (ponad 40 proc. kwoty). Inne priorytety to m.in. cyfryzacja, automatyzacja usług i zwiększenie elastyczności sieci.

Zapisy Karty zakładają nieco ponad 50 GW zainstalowanej mocy OZE i nieco ponad 50 proc. udziału odnawialnych źródeł w miksie energetycznym na koniec tej dekady. Bardzo podobne były też wstępne plany rządu PiS, z których wycofano się podczas kampanii wyborczej. Wynikało z nich również, że koszty modernizacji sieci do 2040 roku wyniosą aż 500 miliardów złotych (w rzeczywistości może to być mniej, o czym piszemy niżej). Choć są to zmiany naprawdę duże, ze względu na m.in. bezpieczeństwo energetyczne, ochronę klimatu i rosnące koszty emisji CO2 transformacją można i warto przeprowadzić szybciej.

Co ważne, takie były też deklaracje Koalicji Obywatelskiej podczas kampanii, która zapowiedziała, że do 2030 roku Polska zmniejszy emisje CO2 o 75 proc. Żeby to osiągnąć, wydatki na modernizacje sieci będą musiały być imponujące.

Kto za to zapłaci? Na pewno olbrzymie pieniądze może wyłożyć Unia Europejska – mogę one pochodzić również z Krajowego Planu Odbudowy, który może zostać odblokowany. Do tego doliczyć można wydatki rządowe i inwestycje samych dystrybutorów. Zapewne w jakimś stopniu koszty transformacji odzwierciedlą się jednak w cenie rachunków za prąd. Tak czy inaczej, będą one jednak niższe niż koszty bezczynności. Na podtrzymywaniu na siłę energetyki opartej na węglu ucierpiałaby bowiem potężnie również polska gospodarka i konkurencyjność.

Przede wszystkim koszty wcale nie muszą być jednak aż tak wysokie. Ale do tego niezbędna jest zmiana podejścia.

Możliwe oszczędności

Dobry przykład?

Niedawna nowelizacja prawa umożliwia przyłączenie do sieci bez dodatkowych inwestycji wielu gigawatów z OZE. Chodzi o umożliwienie tzw. cable pooling, czyli sytuacji, gdy z jednego przyłącza korzysta jednocześnie kilka źródeł wytwórczych, np. farmy wiatrowe i elektrownie słoneczne (a także magazyny energii oraz elektrolizery do produkcji wodoru). Niektóre analizy wskazują, że dzięki temu bezkosztowo można dodać 5 GW mocy, ale Forum Energii wskazuje nawet na 25 GW. „To oszczędność ok. 40 miliardów złotych, które w innym razie musiałyby zostać wydane na nowe moce przyłączeniowe” – komentuje think tank w swej analizie.

Istotne są również inne zmiany, jak na przykład ułatwienie budowy linii bezpośrednich, które połączą wytwórców „zielonej” energii bezpośrednio z odbiorcami (a więc z pominięciem ogólnopolskiego systemu). „Byłoby to szczególnie korzystne dla krajowego przemysłu, który duszą rekordowo wysokie ceny energii” – zaznacza ClientEarth.

Osobną sprawą pozostaje to, czy w Polsce wystarczy wykonawców, materiałów i urządzeń.

Do tego sieci przyszłości, podobnie zresztą jak cały system elektroenergetyczny, muszą być dostosowane do elastyczności. Czyli do pełnego wykorzystywania potencjału OZE, gdy wieje wiatr i grzeje słońce oraz produkowania czystej energii wtedy, gdy jest ona najtańsza.

Dlatego potrzebne są też takie narzędzia jak tzw. taryfy dynamiczne. Dzięki temu ludzie zaczną zwracać uwagę, kiedy korzystają z prądu i czy aby na pewno muszą akurat wtedy. Jeśli taniej będzie zrobić pranie o godzinie 14:00 niż o 19:00, kiedy to krajowe zapotrzebowanie na energię elektryczną jest najwyższe, to nagle okaże się, że w wielu gospodarstwach włączenie pralki o wcześniejszej porze jest jak najbardziej wykonalne. Skorzystają na tym i portfele ludzi, i krajowy system elektroenergetyczny, który będzie mniej obciążony, bardziej stabilny i mniej zależny od paliw kopalnych.

Sieci zupełnie po nowemu

A jakie są te wspomniane globalne potrzeby?

Jak wynika z niedawnej analizy Międzynarodowej Agencji Energetycznej (pierwszej na taką skalę), do 2040 roku na świecie trzeba dodać lub wymienić 80 milionów kilometrów sieci. Czyli tyle, ile jest ich obecnie.

MAE przestrzega przy tym, że sieci nie nadążają za „szybkim rozwojem kluczowych technologii czystej energii”, takich jak energia słoneczna, wiatrowa, elektryczna samochody i pompy ciepła. Jeśli sytuacja nie ulegnie poprawie, cel ograniczenie globalnego ocieplenia do 1,5°C stanie się nieosiągalny, a bezpieczeństwo energetyczne państw będzie zagrożone.

Do tego niezbędne są poważne zmiany w sposobie działania sieci i ich regulacji.

To naprawdę ważne, bo do przyłączenia do sieci ustawiła się już kolejka projektów dotyczących energii odnawialnej. W skali globalnej na dodanie czeka aż 1500 gigawatów z OZE. To pięciokrotność mocy fotowoltaicznej i wiatrowej, która została dodana na całym świecie w zeszłym roku.

„Niedawny postęp w zakresie czystej energii, jaki zaobserwowaliśmy w wielu krajach, jest bezprecedensowy i daje powód do optymizmu. Ale może być zagrożony, jeśli rządy i przedsiębiorstwa nie połączą siły, aby zapewnić, że światowe sieci elektroenergetyczne będą gotowe na nową globalną gospodarkę energetyczną, która rozwija się szybko” – komentuje Fatih Birol, dyrektor wykonawczy MAE Fatih Birol.

Jak cztery lata emisji

„Rola energii elektrycznej będzie w dalszym ciągu silnie rosnąć, zwiększając wymagania stawiane sieciom. Przyjęcie nowych technologii, takich jak samochody elektryczne i pompy ciepła, oznacza, że ​​energia elektryczna wkracza w obszary wcześniej zdominowane przez paliwa kopalne” – zauważa Agencja.

Co by się stało, gdyby inwestycje w sieci nie zostały odpowiednio szybko zwiększone, a regulacje wprowadzano zbyt wolno? Wówczas niskoemisyjna energia z OZE nie mogłaby być podłączona do sieci i zastąpić w wymaganym stopniu wysokoemisyjne paliwa kopalne. W rezultacie w latach 2030-2050 emisje CO2 wzrosłyby o ilość odpowiadającą całkowitej emisji dwutlenku węgla z globalnego sektora energetycznego w ciągu ostatnich czterech lat.

To z kolei spowodowałoby nie tylko wzrost globalnej temperatury znacznie powyżej docelowego poziomu 1,5°C, ale i 40 proc. szans na przekroczenie progu 2°C. Oznaczałoby to realne zagrożenie dla zdrowia, dobytku i życia setek milionów, jeśli nie kilku miliardów ludzi.

Co robić?

W raporcie wskazano kilka strategicznych działań, które mogą naprawić sytuację.

Chodzi na przykład o rozbudowę i wzmocnienie wzajemnych połączeń sieciowych w obrębie krajów, między krajami i między regionami. To zwiększyłoby odporność systemów elektroenergetycznych i umożliwiło im lepszą integrację rosnącego udziału energii słonecznej i wiatrowej.

W raporcie zaleca się też, aby rządy wspierały projekty przesyłowe na dużą skalę. Zapewni to przygotowanie sieci na dalszy silny wzrost energii odnawialnej. MAE wzywa także właścicieli i operatorów sieci do wykorzystania cyfryzacji, aby sieci przyszłości były bardziej odporne i elastyczne.

„Konieczność podjęcia zdecydowanych działań jest pilna ze względu na długi czas realizacji modernizacji i rozbudowy sieci” – podkreśla Agencja. Podkreśla słusznie, bo zaplanowanie, wydanie pozwolenia i ukończenie nowej infrastruktury sieciowej zajmuje często od 5 do 15 lat. Z kolei w przypadku nowych projektów OZE to zazwyczaj okres 1-5 lat, a w przypadku nowej infrastruktury dla pojazdów elektrycznych – mniej niż 2 lata.

Gospodarki wschodzące i rozwijające się, z wyjątkiem Chin, odnotowały w ostatnich latach spadek inwestycji w sieci. I to pomimo znacznego wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną oraz dążenia do dostarczenia prądu wszystkim ludziom na Ziemi. Jak widać, choć problem staje się coraz większy, chęci rozwiązania go nie przybywa.