Strona główna » energia elektryczna » Polska energetyka w przyszłości

Polska energetyka w przyszłości

Archiwum

Czas na bardzo poważny wpis: jak widzę polska energetykę. Wcześniej już napisałem, że uważam za słuszne i rozsądne oprzeć się w jak największym stopniu na energetyce słonecznej. Zdanie podtrzymuje, ale jest to droga na dziś dość radykalna, wymagająca jakiegoś składowania energii i zaawansowanego zarządzania popytem. Ale skoro w Polsce jest nowy rząd, jakaś szansa na radykalne zmiany, to może czas na przedstawienie propozycji na tu i teraz?

Zacznijmy od określenia położenia wyjściowego. Polska energetyka węglem stoi, to wiadomo. Wypada rozróżnić węgiel brunatny — spalany przy kopalniach, w elektrowniach pracujących ze stała mocą non-stop i węgiel kamienny — przywożony do elektrowni skąd jest wygodnie, spalany w elektrowniach mogących w pewnym stopniu regulować moc i reagować na potrzeby sieci.

Oprócz tego spalanie węgla brunatnego jest tańsze (bo w praktyce nie trzeba go kupować ani przywozić) oraz emituje największe ze wszystkich sposobów przekształcania energii ilości dwutlenku węgla.

Poza tym są w polskiej energetyce niewielkie ilości energetyki wodnej i wiatrowej, nawet jakaś energetyka słoneczna, choć ta ostatnia w ilościach na skalę sieci bez znaczenia.

Od technicznej strony współczesne elektrownie wiatrowe dostarczają prąd w cenie około 55 €/MWh, trochę mniej, trochę więcej, zależnie od lokalnych warunków wiatrowych, sprzętu oraz przepisów i ryzyka które mogą zwiększyć koszta budowy i eksploatacji.  Te koszty maleją w miarę postępu technicznego, a także co bardzo ważne, zwiększa się liczba godzin pracy w ciągu roku. W dzisiejszym sprzęcie możemy spodziewać się średnio 35% procent czasu pracy w przeliczeniu na pełną moc, a w razie potrzeby można kupić sprzęt, który dostarczy łącznie nieco mniej prądu, ale będzie pracował w przeliczeniu na pełną moc ponad połowę czasu.

Jest to o tyle istotne, że jeśli w kraju powstanie ilość energetyki wiatrowej odpowiadająca 100% średniego zapotrzebowania, to energetyka wiatrowa dostarczy odpowiednio 35%, albo i 50% średniego zużycia. Do tego dochodzą jednak następne czynniki. Po pierwsze: średnie zuzycie nie jest stałe, zmienia się zarówno w ciągu doby, jak też w ciągu roku. W polskim klimacie szczytu produkcji energetyki wiatrowej są zwykle bardzo ładnie skorelowane z wieczornymi szczytami zużycia oraz popytem jesiennym i zimowym. To w praktyce oznacza, że bez ryzyka marnowania prądu spokojnie można zainstalować moc gdzieś w okolicach rocznego maksimum zapotrzebowania, a nawet trochę więcej i nadal przypadki nadmiaru prądu z sieci będą bardzo sporadyczne.  Przy odrobinie, ale naprawdę odrobinie kierowania popytem, czyli np. dostosowaniu urządzeń grzejnych do podaży prądu, sprawa powinna być całkowicie załatwiona.  To „dostosowanie” to po prostu załączanie bojlera do grzania wody w zależności od taryfy, co i tak już jest robione w sporej części polskich domów. Co najwyżej kwestia drobnych komplikacji technicznych przy przejściu z regulacji wyłącznie czasowej na dynamiczne taryfy.

Pojawia się jednak zupełnie inny problem: jeśli chwilowo energetyka wiatrowa dostarcza całość prądu, to pozostałą produkcję trzeba wyłączyć, zmagazynować, albo gdzieś wysłać. Tu pojawia się największy problem. W elektrowniach z obiegiem parowym, czyli wszystkich atomowych i węglowych oraz części pozostałych cieplnych, nie można zmniejszyć mocy pojedynczej turbiny parowej poniżej 35-40% mocy nominalnej. Przy takim ograniczeniu mocy docierająca para ma już tak małe ciśnienie i temperaturę, że mogą pojawić się w niej kropelki wody. Co za problem? Otóż taki, że te kropelki uderzając z dużą prędkością w łopatki turbin powodują ich bardzo szybkie zużycie. Zakładając, że w ogóle istnieje tak duża możliwość regulacji, w dawniej budowanych elektrowniach przystosowanych do ciągłej pracy nawet to nie jest specjalnie możliwe.  Tak były i są budowane bloki w elektrowniach na węgiel brunatny, w elektrowniach atomowych jest jeszcze gorzej, bo ciepło z rozpadu atomów we rdzeniu po prostu gdzieś trzeba odprowadzać i tak na żądanie nie zniknie. Dlatego na liście firm i polityków promujących energetykę atomową bardzo łatwo znaleźć takich, dla których odejście od paliw kopalnych stanowi biznesowe lub ideologiczne zagrożenie.

Drugi rodzaj nowoczesnej energetyki to fotowoltaika. Osobiście ją uważam za przyszłość energetyki w znacznie większym stopniu niż energetykę wiatrową, ale dziś w polskich warunkach koszta produkcji prądu są ciągle wyższe niż z wiatru. Oprócz tego, czasu kiedy energia słoneczna jest dostępna, za bardzo zwiększyć się nie da. Trochę się da, poprzez zróżnicowanie kierunków w których są ustawione panele PV. Przy maksymalnym zróżnicowaniu zarówno nachylenia jak też kierunku świata oraz zainstalowaniu mocy w wysokości maksymalnego rocznego poboru można się spodziewać w polskich warunkach około 20-25% prau z fotowoltaiki. Daleko nawet do większości, ale to nie jest mało. Co całkiem ważne — wysoka produkcja elektryczności z fotowoltaiki w polskich warunkach (i nie tylko) zwykle się znakomicie rozmija z produkcją energetyki wiatrowej. Te dwa źródła energii po prostu świetnie się uzupełniają. Jedynie wiosna, gdy jeszcze są okresy silnych wiatrów, a dnie już długie, można spodziewać się znacznej produkcji naraz z obu tych źródeł. Za to w szczytach zapotrzebowania na klimatyzację zwykle energetyka wiatrowa nie dostarcza żadnych istotnych ilości energii, a słoneczna i owszem. Mniej znanym faktem jest całkiem istotna ilość prądu produkowana przez elektrownie słoneczne w czasie typowego zimowego wyżu. Co prawda dnie są krótkie, ale przejrzystość powietrza zwykle wysoka (o ile w okolicy nie jest spalane zbyt dużo węgla…), a co najważniejsze — sprawność ogniw PV jest odwrotnie skorelowana z temperaturą, to znaczy, że w czasie mrozów wytwarzają więcej prądu niż sugerowałaby to tabliczka znamionowa.

Razem oznacza to jednak że dla zapewnienia ostatnich 25% prądu jest potrzebne coś, co go dostarcza na żądanie. Dobrze się w takiej roli sprawdzają elektrownie wodne, ale równie dobrze mogą to być elektrownie cieplne albo akumulatory. Zresztą te ostatnie są od niedawna stosowane w regulacji częstotliwości i znakomicie się sprawdzają.

W polskich warunkach oznacza to, że pozostawienie wytwarzania 25% elektryczności przez energetykę cieplną jest konieczne (i sensowne, o czym w następnych częściach), ale 75% może zostać dostarczone przez wiatr i wodę bez żadnej radykalnej przebudowy dzisiejszej sieci lub energetyki. Choć wszystko można zmienić. Można na przykład wybudować elektrownię atomową z 4 blokami o mocy po 3 GW i już żadnej energetyki wiatrowej i słonecznej praktycznie nie włączy się do sieci w ogóle. Przynajmniej do czasu zamknięcia elektrowni na węgiel brunatny.

 

 

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s

Follow rewolucja energetyczna on WordPress.com
%d blogerów lubi to: