W jaki sposób zdynamizować rozwój odnawialnych źródeł energii i zintegrować je z systemem energetycznym? Jak zapewnić bezpieczeństwo dostaw energii i zarazem efektywnie przeprowadzić zieloną transformację w Polsce? Czy ograniczenia w dostawach paliw z Rosji oznaczają, że z realizacją celów dekarbonizacji trzeba jeszcze poczekać?

Na te kluczowe w ostatnim czasie pytania odpowiedzią mogą być niekonwencjonalne zasoby, jeszcze słabo znane na polskim rynku energetycznym. Usługa Demand Side Response (DSR) jest jednym z przykładów innowacyjnego podejścia do energetyki, wykorzystującego potencjał drzemiący w redukcji zużycia energii przez odbiorców. Jej roli w zielonej transformacji Polski jest poświęcony raport firmy Enel X Polska i Polityki Insight „Przebudzenie elastycznych mocy, czyli jak DSR może zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne Polski”.

W wyniku wojny w Ukrainie i konieczności uniezależnienia się od rosyjskiego węgla, ropy i gazu, kraje Unii Europejskiej, w tym Polska, są zmuszone do jeszcze szybszego rozwoju odnawialnych źródeł energii. Z punktu widzenia polityki klimatycznej nie jest to nowe wyzwanie, ponieważ cele neutralności klimatycznej i dekarbonizacji UE stawia przed swoimi członkami od dawna.

Wyzwaniem w obecnej sytuacji geopolitycznej jest konieczność przyspieszenia tempa tego procesu. Na przeszkodzie stoją ograniczenia w przyłączaniu nowych źródeł odnawialnych, wynikające w znacznej mierze z braku stabilnych rezerw mocy umożliwiających zbilansowanie produkcji i zapotrzebowania na energię. W asymilacji szybko rosnącego potencjału OZE istotne znaczenie może odgrywać sterowanie zużyciem energii przez odbiorców, czyli programy DSR (ang. Demand Side Response). Polegają one na zmianie zapotrzebowania na energię elektryczną przez odbiorców energii (np. przedsiębiorców, biurowce, szkoły, szpitale) w celu lepszego zrównoważenia popytu i podaży na prąd w sytuacji zagrożenia istnieniem niewystarczających zasobów. W praktyce oznacza to albo przesunięcie możliwości poboru mocy na inne godziny, wykorzystanie generatorów rezerwowych, ewentualnie redukcję poboru mocy albo jego zwiększenie. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej do 2030 r. światowy rynek energii potrzebuje około 500 GW potencjału redukcji popytu na energię, by móc osiągnąć neutralność klimatyczną do 2050 r. Obecnie taki potencjał jest szacowany jedynie na 50 GW.

DSR szansą na rozwój OZE

Tę zależność dostrzegła także Komisja Europejska. W unijnym pakiecie Czysta energia dla wszystkich Europejczyków podkreślono znaczenie DSR jako zasobu niezbędnego do integracji OZE z systemem energetycznym.

Wobec rosnącej liczby odnawialnych źródeł energii w Polsce rozwój DSR będzie kluczowy dla ekspansji OZE. Zaktualizowana „Polityka Energetyczna Polski 2040 r.” przewiduje, że około połowa produkcji energii elektrycznej w 2040 r. ma pochodzić z odnawialnych źródeł. Byłaby to olbrzymia zmiana jakościowa dla polskiego systemu energetycznego, trudna do przeprowadzenia bez udziału mechanizmu DSR, który umożliwi zintegrowanie rosnącej liczby odnawialnych źródeł energii z resztą systemu energetycznego oraz poprawę jego elastyczności i niezawodności.

Jednocześnie DSR jest nieodzowny w zabezpieczeniu po najniższym koszcie stabilnych dostaw prądu w momencie deficytu mocy wytwórczych lub szybkich zmian mocy. Obok magazynów energii będzie stanowić główne źródło elastycznego reagowania na sytuację w systemach energetycznych. DSR powinien też wypełnić część luki, jaka powstanie w Polsce w konsekwencji przyspieszonego zamykania elektrowni na węgiel, które do tej pory stanowią podstawowe źródło regulacyjnych rezerw mocy, ale ich parametry techniczne nie są przystosowane do gwałtownych zmian generacji z OZE.

– Przyspieszenie rozwoju OZE przy spadającej liczbie źródeł dyspozycyjnych będzie tworzyć nowe wyzwania związane z odpowiednim zbilansowaniem systemu. Wymusi to zdecydowane przyspieszenie rozwoju mechanizmów DSR – ocenia Jacek Misiejuk, Prezes Zarządu Enel X Polska. – Wykorzystanie potencjału strony popytowej nie zastąpi konieczności działań dotyczących budowy nowych zeroemisyjnych mocy wytwórczych i magazynów energii, ale może znacząco ułatwić i obniżyć koszt transformacji energetyki oraz ograniczyć ryzyko blackoutu – dodaje Jacek Misiejuk.

Inteligentne magazyny energii, elektryfikacja ciepłownictwa

Wielkość potencjału DSR zależy od założeń w zakresie kosztów, czasu działania i sposobu uruchomienia. Według raportu na rozwiniętych rynkach energii DSR może osiągnąć nawet 10 proc. mocy systemu energetycznego w szczycie zapotrzebowania, co w przypadku Polski oznacza ok. 2,8 GW. W Polsce ok. 10 proc. mocy szczytowych jest wykorzystywanych tylko przez 100-150 godzin w roku. Czas wykorzystania tych mocy maleje wraz ze wzrostem udziału źródeł odnawialnych, dzięki czemu DSR może je łatwiej zastąpić. Przyczynia się tym samym do ograniczenia kosztów utrzymania rezerw mocy, emisji CO2 i strat sieciowych. To szczególnie istotne w kontekście zbliżającej się ekspansji odnawialnych źródeł energii, wynikającej z konieczności osiągnięcia unijnych celów klimatycznych, ale też odejścia od rosyjskich węglowodorów i paliw.

– Postępująca transformacja energetyczna ułatwi aktywizację strony popytowej i rozszerzanie usług DSR na nowe branże i grupy odbiorców – ocenia współautor raportu Robert Tomaszewski z Polityki Insight. – Na przykład auta na prąd mogą być w przyszłości ważnym elementem elastyczności systemu energetycznego jako mobilne magazyny energii skomunikowane z inteligentną siecią. Pomoże w tym rozwój technologii inteligentnego ładowania (Smart Charging) oraz integracji z siecią (Vehicle to Grid). DSR to też szansa dla elektryfikacji ciepłownictwa. Wykorzystanie elektrycznych źródeł grzewczych zdolnych do reagowania na wysokie ceny na rynku energii może znacząco ograniczyć koszty funkcjonowania systemu energetycznego i zwiększyć jego stabilność – prognozuje Robert Tomaszewski.

Zaletą mechanizmu DSR jest to, że aktywizuje odbiorców do udziału w rynku energii, co ma duże znacznie w sytuacji rosnącej liczby rozproszonych i niesterowanych źródeł OZE. Obecna sytuacja na rynku energii może być dobrym czasem na skorzystanie z zasobów, które nie oznaczają dużych inwestycji i są niemal na wyciągnięcie ręki.

Więcej informacji w pełnej wersji raportu Enel X i Polityki Insight „Przebudzenie elastycznych mocy, czyli jak DSR może wzmocnić bezpieczeństwo energetyczne Polski”.