Możliwości i niemożliwości baterii podczas przerw w dostawie prądu

Niedawne przerwy w dostawie prądu w Hiszpanii i Portugalii stawiają pytania o stabilność sieci elektroenergetycznej, w tym także w Holandii. W kilku artykułach wspomniano o wykorzystaniu magazynowania energii, zwłaszcza baterii [1] , jako o możliwym rozwiązaniu zapobiegającym przerwom w dostawie prądu.

Niezależnie od konkretnej sytuacji przerw w dostawie prądu w Hiszpanii i Portugalii, których przyczyna jest wciąż badana, ryzyko przerw w dostawie prądu wzrasta. W tym artykule wyjaśniamy, jaką rolę akumulatory mogą i jakiej (na razie) nie mogą odgrywać w zapobieganiu przerwom w dostawie prądu w Holandii.

Prawdopodobieństwo przerw w dostawie prądu w Holandii

Według TenneT ryzyko poważnej przerwy w dostawie prądu może wystąpić również w Holandii. Dzieje się tak częściowo w wyniku przejścia na całkowicie zrównoważony system energetyczny. Przyszły system wymaga nowych i innych amortyzatorów, aby zachować stabilność siatki. Tennet przewiduje, że w okresie po roku 2030 bezpieczeństwo dostaw energii elektrycznej, które w Holandii jest wyjątkowo wysokie i wynosi 99,9996%, może zostać zagrożone. TenneT co roku bada tę kwestię w Raporcie dotyczącym monitorowania bezpieczeństwa dostaw. Elastyczne źródła energii – takie jak baterie – będą mogły odegrać ważną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa dostaw. Chociaż TenneT nie podaje żadnych informacji na temat tego, ile baterii jest do tego potrzebnych, to jednak w Raporcie monitorującym wyraźnie monitoruje rozwój ilości energii zużywanej przez baterie, aby zmierzyć konsekwencje dla standardu bezpieczeństwa dostaw. Oznacza to, że baterie są postrzegane jako jedno z ważniejszych rozwiązań umożliwiających monitorowanie bezpieczeństwa dostaw w perspektywie krótkoterminowej, a tym samym utrzymanie działania systemu elektroenergetycznego.

Rola baterii w przypadku przerw w dostawie prądu: zapobieganie i ponowne uruchamianie

Akumulatory mogą odgrywać istotną rolę podczas przerw w dostawie prądu na dwa sposoby. Z jednej strony akumulatory mogą zapobiegać ewentualnym przerwom w dostawie prądu poprzez stabilizację sieci, a z drugiej strony, jeśli przerwa w dostawie prądu wystąpi, mogą przyczynić się do szybkiego ponownego uruchomienia systemu.

Dzięki magazynowaniu lub dostarczaniu energii we właściwym czasie i miejscu, gdy występuje nieoczekiwany szczyt zapotrzebowania na energię elektryczną lub nieoczekiwany spadek dostaw energii elektrycznej, baterie mogą utrzymać równowagę systemu z dokładnością do milisekundy. Zapobiega to zakłóceniom na szczeblu lokalnym, które mogą wywołać efekt domina i wywołać problemy na szczeblu regionalnym, a nawet krajowym.

W przypadku przerwy w dostawie prądu akumulatory mogą również (potencjalnie) odegrać istotną rolę w ponownym uruchomieniu sieci elektroenergetycznej. Baterie mogą być „formowane w strukturę siatki” za pomocą dodatkowego oprogramowania. Akumulatory wykorzystujące to oprogramowanie mają na celu zapewnienie zasilania awaryjnego podczas przerw w dostawie prądu oraz integrację odnawialnych źródeł energii z siecią. Jedną z najważniejszych funkcji jest „tryb wyspowy”, w którym energia elektryczna jest nadal dostarczana z akumulatora, podczas gdy napięcie sieciowe w danym obszarze zanika z powodu awarii zasilania. Inną funkcją jest „czarny start”, w którym akumulatory nadal zasilają część sieci, gdy reszta sieci energetycznej zawiedzie. Akumulatory mogą również zapewniać inne usługi związane z tworzeniem żwiru, takie jak „bezwładność”, która powoduje sztuczne opóźnienia w systemie i zapewnia natychmiastową rezerwę mocy [2] .

Czy potencjał baterii jest już wykorzystywany podczas przerw w dostawie prądu?

Na rynku są już dostępne baterie posiadające funkcje formowania siatki. Dzięki temu akumulatory mobilne pracujące w trybie wyspowym mogą nadal działać niezależnie, natomiast akumulatory używane jako zapasowe mogą służyć jako awaryjne źródło zasilania np. w szpitalach, zapewniając ciągłość podstawowych usług. Na rynku pojawiają się również nowe modele akumulatorów domowych, które automatycznie stają się domowym źródłem energii w przypadku awarii sieci energetycznej.

Jednak większość obecnie stosowanych akumulatorów, od domowych po wielkoskalowe, nie posiada jeszcze oprogramowania umożliwiającego budowę sieci. Oznacza to, że jeśli sieć energetyczna zawiedzie, akumulator także ulegnie awarii (co ciekawe, dotyczy to również większości konwencjonalnych elektrowni). Dzieje się tak, ponieważ oprogramowanie do tworzenia siatki zwiększa cenę akumulatora, mimo że obecnie nie istnieje konkretny rynek, na którym można by zrekompensować te koszty. Oczekuje się, że sytuacja ta ulegnie zmianie w miarę przechodzenia na całkowicie zrównoważony system energetyczny, przy czym dużą niepewność będzie wiązała się z zależnością od pogody.

Z tego właśnie powodu Komisja Europejska naciska na wprowadzenie funkcjonalności oprogramowania do tworzenia siatki. Na przykład Europejska Agencja Regulacji Energetyki (ACER), działająca na zlecenie Komisji Europejskiej, rozpoczęła wprowadzanie zmian w kodeksach sieciowych, aby umożliwić jednostkom produkcyjnym o mocy większej niż 10 MW, które są podłączone do poziomu (bardzo)wysokiego napięcia lub bezpośrednio do stacji transformatorowej SN/WN, wspieranie sieci w procesie jej tworzenia. Okres wdrożenia przewidziano na trzy lata od daty publikacji (przewidywany rok 2025).

Co trzeba zrobić?

Akumulatory mogą potencjalnie odgrywać istotną rolę w częściowym zapobieganiu awariom sieci elektroenergetycznej i ponownym jej uruchamianiu w przypadku zaniku zasilania. Co jest do tego potrzebne?

Przede wszystkim kluczowe jest zwiększenie ilości magazynowanych baterii w Holandii. W roku 2025 nie osiągniemy jeszcze 1 GW pojemności baterii. Operatorzy sieci zakładają, że do 2050 r. w systemie energetycznym znajdzie się maksymalnie 70 GW [3] mocy akumulatorów. Biorąc pod uwagę szybki rozwój energii wiatrowej i słonecznej w systemie oraz planowane wycofywanie elektrowni gazowych i węglowych w krótkim okresie, przyspieszenie rozwoju akumulatorów – a także magazynowania ciepła i molekularnego – jest konieczne, aby utrzymać system w równowadze. Chociaż zapowiadane są kolejne projekty dotyczące baterii, ESNL uważa za nierealne, że dzięki obecnej polityce uda się osiągnąć moc dziesiątek gigawatów, mimo że zdaniem operatorów sieci energetycznych w niedalekiej przyszłości system już by to zapewnił.

Dlatego też istotne jest, aby na szczeblu krajowym uzyskać lepszy wgląd w wymaganą ilość magazynowanej energii w całkowicie zrównoważonym systemie energetycznym i wdrożyć politykę opartą na tych informacjach. Przykładowo poprzez określenie strategicznych lokalizacji, w których należy umieścić magazyny baterii, aby ograniczyć ryzyko i zależności. Należy również rozważyć, w jaki sposób można poprawić sytuację finansową producentów akumulatorów. Obecnie brak opłacalnego uzasadnienia biznesowego – głównie ze względu na wysokie stawki transportowe – uniemożliwia przyspieszenie magazynowania w Holandii, podczas gdy systemy te mają ogromne znaczenie społeczne.

ESNL popiera również rozwój mechanizmu zdolności wytwórczych. Mechanizm zdolności wytwórczych to środek zapewniający, że popyt na energię elektryczną i jej podaż mogą być w każdej chwili zrównoważone, w celu zagwarantowania bezpieczeństwa dostaw i zapobiegania przerwom w dostawie prądu. Kraje sąsiednie wprowadziły już mechanizm zdolności produkcyjnych, ale Holandia jeszcze tego nie zrobiła. ESNL nalega, aby w pełni opracować zasady projektowania mechanizmu zdolności produkcyjnych, tak aby taki mechanizm był przynajmniej odłożony na półkę, gdyby zaszła taka potrzeba.

Jak wspomniano, na poziomie europejskim promowane jest wykorzystanie oprogramowania do tworzenia sieci elektroenergetycznych, a przepisy muszą zostać dostosowane tak, aby baterie mogły świadczyć te nowe usługi. Energy Storage NL chciałoby rozpocząć rozmowy z operatorami sieci i ministerstwem, aby ustalić, jakie kroki należy podjąć, aby przyspieszyć wdrożenie tego oprogramowania.

[1] www.bloomberg.com/opinion/articles/2025-04-30/spanish-blackout-shouldn-t-trigger-a-green-retreat [2] www.energystoragenl.nl/2024/09/09/rwe-builds-ultra-fast-innovative-battery-storage-system-in-the-netherlands-for-net-stabilization/ [3] www.netbeheernederland.nl/publicatie/rapport-ii3050-scenarios