Klimatyzatory działają jeszcze długo po zachodzie słońca. Fotowoltaika już wtedy nie pomaga, więc system musi sięgać po droższą energię.
Upał działa na energetykę jak stres test. W dzień fotowoltaika potrafi ratować sytuację, bo słońce produkuje ogromne ilości prądu dokładnie wtedy, gdy klimatyzatory zaczynają pracować najmocniej. Prawdziwy problem pojawia się jednak kilka godzin później. Budynki przez cały czas są nagrzane, ludzie wciąż chcą chłodu, sklepy i biura przez cały czas ciągną energię, a produkcja ze słońca nagle spada. Wtedy ceny prądu potrafią zrobić coś, co wygląda jak giełdowy atak paniki.
Najdroższa robi się godzina, w której słońce znika
W upalny dzień wszystko zaczyna ciągnąć prąd naraz: klimatyzatory wyją w mieszkaniach i biurach, chłodnie pracują pełną parą, sklepy i hale produkcyjne też nie zwalniają. W południe sytuację ratuje słońce – fotowoltaika pompuje do sieci ogromne ilości energii i potrafi zbić ceny naprawdę nisko, czasem aż do poziomów, które jeszcze niedawno wydawały się absurdalne.
Jednak po zachodzie słońca panele przestają produkować, a popyt nie znika razem z nimi. Mieszkania, biura, hotele i sklepy są przez cały czas rozgrzane. Klimatyzatory nie wyłączają się tylko dlatego, iż zrobiło się ciemno. Wręcz przeciwnie: często właśnie wieczorem wiele osób wraca do domów i uruchamia chłodzenie.
W efekcie system musi bardzo gwałtownie zastąpić tanią energię słoneczną innymi źródłami. Najczęściej są to elektrownie gazowe, węglowe, import, magazyny energii albo redukcja popytu. jeżeli część źródeł ma awarie, wiatr słabnie, a sieci są przeciążone, cena skacze. I to nie jakoś symbolicznie, tylko gwałtownie.
Niemcy pokazały, jak wygląda cenowy rollercoaster
Chyba najbardziej obrazowy przykład przyszedł właśnie z Niemiec. W środku dnia giełdowe ceny energii utrzymywały się tam na umiarkowanym poziomie, bo system korzystał z dużej produkcji słonecznej. Wieczorem, gdy fotowoltaika gwałtownie zniknęła z miksu, a zapotrzebowanie pozostało wysokie, cena energii skoczyła o ponad 558 proc.
To sytuacja, w której rynek w kilka godzin przechodzi od względnego komfortu do nerwowego szukania każdej dostępnej megawatogodziny. I właśnie dlatego sama informacja mamy dużo fotowoltaiki po prostu nie wystarcza. Ważne pozostało pytanie, co dzieje się wtedy, gdy tej fotowoltaiki już nie ma.
Pisaliśmy o tym w tekście: Rekord za rekordem. Ceny prądu w Polsce na minusie. Tam problemem był nadmiar taniej energii w okresie dużej produkcji OZE i niższego popytu. Teraz widzimy drugą stronę tej samej układanki: kilka godzin później może brakować dokładnie tej energii, która jeszcze przed chwilą spychała ceny w dół.
Upał podbija popyt, ale osłabia część źródeł
Fala upałów działa tak naprawdę na system energetyczny z dwóch stron. Po pierwsze, zwiększa zapotrzebowanie. Każdy kolejny stopień temperatury oznacza więcej klimatyzacji, chłodzenia i wentylacji. Francuski operator sieci RTE wskazuje, iż w czasie upałów każdy dodatkowy stopień może podnosić zapotrzebowanie na moc o około 0,7-1 GW, zależnie od pory dnia.
Ponadto, wysokie temperatury mogą ograniczać produkcję. Elektrownie jądrowe i cieplne potrzebują chłodzenia. jeżeli woda w rzekach robi się zbyt ciepła albo jej poziom spada, trzeba zmniejszać moc, żeby nie przegrzewać ekosystemów i nie naruszać norm środowiskowych. W Wielkiej Brytanii problemem były również elektrownie gazowe, które przy bardzo wysokich temperaturach ograniczały pracę z powodu problemów technicznych.
To brzmi paradoksalnie, iż w momencie, gdy potrzebujemy więcej energii, część systemu może dostarczać jej mniej, ale właśnie wtedy ceny robią się najbardziej nerwowe.
Fotowoltaika pomaga, ale nie rozwiązuje wszystkiego
Fotowoltaika jest w upały bardzo potrzebna. Bez niej dzienne ceny prądu byłyby znacznie wyższe, a system musiałby mocniej opierać się na drogich źródłach konwencjonalnych. Problem polega na tym, iż słońce nie pracuje według rytmu ludzkiego komfortu, tylko według astronomii.
Największa produkcja PV przypada zwykle na godziny około południa. Największy dyskomfort cieplny w budynkach potrafi przeciągać się do wieczora. To oznacza, iż między krzywą produkcji a krzywą popytu powstaje coraz bardziej kłopotliwa luka. W energetyce mówi się o tzw. krzywej kaczki: w dzień zapotrzebowanie na energię z innych źródeł spada, a wieczorem nagle rośnie bardzo stromo.
W praktyce ta kaczka oznacza jednak konieczność szybkiego uruchamiania źródeł rezerwowych albo importu. jeżeli wszystko działa idealnie, system sobie radzi. jeżeli jednocześnie trwa fala upałów, wiatr jest słaby, część elektrowni ma ograniczenia, a sąsiedzi też potrzebują energii, cena zaczyna wariować.
Polska na razie jest spokojniejsza, ale zna ten problem
Polskie Sieci Elektroenergetyczne zapewniają, iż krajowy system elektroenergetyczny jest stabilny. Według operatora obecna sytuacja nie wymaga podejmowania ponadstandardowych działań, w tym wprowadzania stopni zasilania, czyli administracyjnych ograniczeń poboru prądu. To ważna informacja, bo ostatni raz podobne ograniczenia w Polsce pojawiły się latem 2015 r.
Pisaliśmy o aktualnej sytuacji w tekście: Polska sieć szykuje się na klimatyzatory. Mamy zapewnienie władz. PSE podkreśla, iż system jest przygotowany, a dostępne dane nie wskazują w tej chwili na konieczność sięgania po drastyczne środki.
To nie znaczy jednak, iż Polska jest poza tym trendem. Mamy coraz więcej klimatyzacji, coraz więcej fotowoltaiki i coraz większy problem z dopasowaniem produkcji do zapotrzebowania. Już dziś w słoneczne dni operator musi czasem ograniczać pracę instalacji PV, bo energii w systemie jest zbyt dużo w nieodpowiednim momencie.
W południe za dużo, wieczorem za mało
To jest chyba najważniejszy paradoks nowej energetyki. W tym samym systemie możemy mieć nadmiar taniej energii w południe i bardzo drogą energię wieczorem. Nie dlatego, iż fotowoltaika jest zła. Dlatego, iż sama fotowoltaika bez magazynów, elastycznego popytu, sieci i źródeł bilansujących nie wystarczy.
Pisaliśmy o tym w tekście: Fotowoltaika przycięta do zera. W Polsce wyłączamy ją co dwa dni. Operatorzy nie ograniczają OZE dlatego, iż nie lubią zielonej energii, tylko dlatego, iż system musi być zbilansowany w każdej sekundzie. Prądu nie może być ani za mało, ani za dużo. Oba problemy są groźne.
Właśnie dlatego rekordowo niskie ceny w dzień i rekordowo wysokie ceny wieczorem to nie sprzeczność. To objaw tego samego zjawiska: energetyka coraz bardziej zależy od godzinowej zmienności pogody, popytu i dostępności sieci.
*Źródło grafiki wprowadzającej: Vitalina Nakonechna, Canva Pro / własne
