Nowy charakter pracy bloków –…

Nowy charakter pracy bloków – czy więcej mocy to mniej mocy?
EWiR nr 1(22) 2020, s. 32

O ile do około 2025 roku nie powinno być problemu z zapewnieniem mocy w systemie, m.in. dzięki funkcjonowaniu rynku mocy, o tyle sytuacja pod koniec dziesięciolecia może okazać się nieco bardziej skomplikowana. Wynika ona z kilku czynników, a jednym z najistotniejszych jest czas, który już przepracowały bloki klasy 200 MW. Ich łączna moc zainstalowana w KSE wynosi około 12 GW.

Wciąż jednak bloki zarówno klasy 200 MW, jak i 360 MW są w większości sprawne i możliwe do użytkowania, a część specjalistów twierdzi, że mogłyby pracować jeszcze nawet 50 tys. h lub więcej. W czym zatem tkwi problem tych bloków i dlaczego po roku 2025 mogą wystąpić pierwsze problemy z dostępnością mocy w KSE? Na trudności związane z funkcjonowaniem najstarszych bloków w KSE wpływa wiele czynników. Większość z nich jest wzajemnie powiązana i dotyczy europejskiej transformacji energetycznej oraz idącej za nią nowych wymagań i celów, zarówno środowiskowych, jak i prawnych.

Analiza sytuacji starych bloków opiera się na stwierdzeniu, że zarówno odnawialne źródła energii, jak i nowe bloki węglowe są tańsze, niż te stare. Sytuacja ta wynika z różnicy w kosztach krańcowych nowych bloków, a dla uproszczenia analizy możemy stwierdzić, że w zmiennych. Analogiczna sytuacja dotyczy elektrowni wiatrowych i fotowoltaiki, jednak w tych przypadkach koszty zmienne są prawie zerowe. Z tego powodu jednostki te wchodzą jako pierwsze do systemu. Natomiast sam niższy koszt zmienny w nowych blokach wynika przede wszystkim z ich większej sprawności, a w konsekwencji mniejszej ilości paliwa potrzebnej do wyprodukowania MWh energii elektrycznej oraz mniejszej emisji, która w ostatnim czasie stanowi istotny składnik kosztu wytworzenia energii.

Najnowocześniejszych bloków energetycznych jest coraz więcej w KSE, a kolejne (Jaworzno, Turów, Stalowa Wola) zostały i zostaną w tym roku oddane do użytku. Będzie to kolejne 2000 MW, które dzięki swojej specyfikacji kosztowej będzie wypychało stare bloki węglowe ze stosu i ograniczały ich produkcję.

Przyczyną wspomnianych już odstawień może być niskie zapotrzebowanie na energię elektryczną, jednak z reguły jest to niskie zapotrzebowanie przy jednoczesnej produkcji elektrowni wiatrowych. Niemalże wszystkie bloki klasy 100 MW pracują w trybie regulacyjnym lub są przywoływane do pracy raz na jakiś czas. Mimo tak rzadkiego przywoływania, wciąż średnia liczba rozruchów wynosi około 26 rocznie. Zatem biorąc pod uwagę niski współczynnik wykorzystania mocy, można wnioskować, że część tych bloków przywoływana jest do pracy raz na 1 czy 2 tygodnie.
Dla bloków klasy 200 MW sytuacja wygląda inaczej, ponieważ w ich przypadku należy rozróżnić bloki opalane węglem brunatnym oraz kamiennym. Węgiel brunatny jest znacznie tańszy, w związku z czym bloki opalane tym paliwem są rzadziej odstawiane. Roczna średnia liczba ich odstawień wynosi około 16, podczas gdy dla tych opalanych węglem kamiennym jest to około 30. Różnica jest zatem znacząca. Podobną zależność można zauważyć wśród bloków klasy 360 MW. W przypadku tych największych sytuacja jest już zgoła inna, ponieważ średnia ich odstawień w ciągu roku zwykle oscyluje w okolicach 10.

Na wykresie przedstawiono dystrybuantę częstotliwości odstawień bloków w funkcji skumulowanej mocy elektrowni wiatrowych. Mówi nam on, jakie jest prawdopodobieństwo (wartość na osi Y), że blok zostanie odstawiony, gdy moc elektrowni wiatrowych jest mniejsza niż (wartość na osi X). Widać, że krzywa odnosząca się do bloku nr 3 w elektrowni Rybnik (225 MW) jest zbliżona do linii prostej. Co z tego wynika? Mianowicie fakt, że niezależnie od tego, jaka jest moc elektrowni wiatrowych, szansa na to, że blok ten będzie odstawiony, jest prawie identyczna. Zatem moc elektrowni wiatrowych nie determinuje częstości odstawień tego bloku. Sytuacja jest przeciwna w przypadku bloku nr 14 elektrowni Bełchatów (858 MW). Widać wyraźnie, że wraz ze wzrostem mocy elektrowni wiatrowych, szansa na odstawienie bloku również rośnie. Można zatem wnioskować, że blok ten jest odstawiany jedynie, gdy pozostałe możliwości zostały wyczerpane. Jeżeli już wieje i produkcja jest coraz większa, to szanse na odstawienie bloku w Bełchatowie rosną. Natomiast dla bloku nr 3 w elektrowni Rybnik, szanse są niemalże takie same w całym zakresie. Zależność ta może również służyć jako potwierdzenie faktu, że to właśnie najstarsze bloki jako pierwsze zostają odstawione, co jest zgodne z intuicją. Zatem, o ile malejąca wielkość produkcji energii w ostatnich latach wynika przede wszystkim z coraz większej liczby nowych bloków w systemie, o tyle powodem coraz częstszych odstawień i regulacyjnej pracy bloków są elektrownie wiatrowe. Oczywiście nie da się ukryć, że nowe bloki mają również w tym swój udział, jednak jest to udział „wtórny”. Mam tutaj na myśli fakt, że nowe bloki poprzez swoją obecność w systemie powodują, że te stare są szybciej odstawiane, w związku z tym również częściej, ponieważ te nowe stanowią o podstawie systemu. Zatem nawet w przypadku braku produkcji z elektrowni wiatrowych, charakter zapotrzebowania na energię elektryczną powodowałby, że część tych najstarszych bloków musiałaby się coraz częściej odstawiać, właśnie z powodu tych najnowszych, które zajmują ich miejsce.

W Polsce, pomimo wprost wskazanych celów unijnych, nie ma pomysłu na okres przejściowy. Buduje się więcej OZE z uwagi na konieczność wypełniania celów. Odstawia się elektrownie węglowe z powodu ich coraz mniejszej konkurencyjności na rynku. Jednocześnie próbuje się przeforsować, jak się okazało, nierentowny projekt elektrowni w Ostrołęce. Coraz więcej powstaje elektrowni gazowych, które wydają się dobrym rozwiązaniem w okresie przejściowym, jednak wciąż jest problem z dywersyfikacją dostaw gazu i uzależnieniem energetycznym od innych krajów. Coraz częściej wraca się do tematu elektrowni atomowej.

Nieuniknione jest w najbliższych kilku latach odstawienie bloków klasy 100 i 200 MW, które odpowiadają za kilkanaście GW mocy w systemie. Czymś będzie trzeba je zastąpić. Trudno wskazywać, która technologia jest lepsza, a która gorsza, ponieważ każda ma swoje wady i zalety. Konieczne jest jednak określenie tej ścieżki poprzez dyskusję ponad podziałami.

#energetyka #elektroenergetyka #oze #polska #gospodarka #ekonomia