Dlaczego tu nie ma OZE?!

Mnóstwo przestrzeni w Polsce poświęcamy na projekty infrastrukturalne, jak autostrady czy linie kolejowe. Nie planujemy ich mądrze, nie planujemy ich z wyprzedzeniem, przez co ich budowanie marnuje nam przestrzeń.

Świetnym przykładem może być na przykład planowana linia kolejowa w ramach Kolei Dużych Prędkości (KDP) z Warszawy do Centralnego Portu Komunikacyjnego (CPK). Gdy przed 2012 rokiem kończono autostradę A2 do Warszawy, nie przewidziano rezerwy terenu dla KDP wzdłuż autostrady, albo chociaż wzdłuż wylotu S8/A2 z Warszawy, choć CPK ma powstać całkiem niedaleko od A2. Zwrócił na to uwagę niedawno na Twitterze/X Krzysztof Ruciński, który pisze tam m.in. o mobilności i urbanistyce. Pozostawienie tam rezerwy terenu pozwoliłoby uniknąć budowy tunelu, co znacznie obniżyłoby koszt inwestycji (oraz wpłynęłoby też pozytywnie na skrócenie czasu jej trwania).

No ale skoro już przez naszą bezmyślność krótkowzroczność marnujemy przestrzeń i publiczne pieniądze na wykup gruntów, to czy przynajmniej nie możemy jakoś ich zacząć efektywniej wykorzystywać?

Dziś na przykład, też na Twitterze/X, inny autor piszący o planowaniu i transporcie, Daniel Radomski, zwrócił uwagę na możliwość zabudowania pustej przestrzeni na węzłach drogowych instalacjami OZE.

Weźmy dla przykładu węzeł Salomea, na którym krzyżuje się wylotówka na południe z Warszawy, której przedłużeniem jest droga S8, z południowym odcinkiem obwodnicy miasta w ciągu drogi A2/S2. I tylko jeden mały kawałek tego węzła, wnętrze jednego łuku (fot. za Google Maps)…

Jak widać, zaznaczony przeze mnie fragment ma powierzchnię ponad 1,3 hektara, co pozwoliłoby na zbudowanie instalacji fotowoltaicznej o mocy w przybliżeniu 1 MWp (w sieci znalazłem przeliczniki rzędu 800-900 kWp na 1 ha powierzchni instalacji).

Taka instalacja rocznie produkowałaby w przybliżeniu 1 GWh energii elektrycznej. Jeśli nawet przyjmiemy, że całość jej produkcji przypadłaby w okresie, gdy emisyjność polskiej energetyki jest najmniejsza i wynosi ok. 600 kg CO2/MWh, czyli w okresie maksymalnej produkcji energii z PV, i tak oznaczałoby to 600 ton unikniętej emisji CO2 do atmosfery.

Dlaczego tego nie robimy? Bo pewnie nikomu się nie chce. Szkoda. Zawsze byłoby to dodatkowe źródło energii do elektryfikacji transportu… 🙁

Generator wodoru do ogrzewania domu: czy ma sens?

Ogrzewanie domu przy użyciu wodoru to stosunkowo nowa i eksperymentalna koncepcja, która wiąże się z konwersją wodoru na ciepło. Proces ten może być realizowany przy użyciu kotła opalanego wodorem, ale pierwszym elementem procesu musi być generator wodoru do ogrzewania domu.

Czy to w ogóle ma sens? Jeśli tak, to w jakiej skali? W dużym skrócie, proces ogrzewania domu wodorem mógłby wyglądać w skali domu jednorodzinnego następująco.

Czytaj dalej…

Energetyka wiatrowa: wyzwania i perspektywy

Polska jest jednym z krajów Unii Europejskiej, który aktywnie stawia na rozwój farm wiatrowych jako część swojej strategii energetycznej. Aktualny stan rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce jest wypadkową nie zawsze dobrych działań rządu oraz inwestycji mniej lub bardziej prywatnych firm energetycznych.

Intensywna rozbudowa elektrowni wiatrowych to ważny krok w kierunku zrównoważonego rozwoju i stworzenia czystego źródła energii, ale wiąże się z wieloma różnymi wyzwaniami. Chciałbym o nich dziś trochę napisać.

To szczególnie ważne w sytuacji, gdy regularnie notujemy rekordy produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Tydzień temu OZE zaspokajało 97% zapotrzebowania na prąd w Polsce, ceny spadły poniżej zera, a dużo energii eksportowaliśmy za granicę. A potencjał produkcji wynosił 107%. Więcej na ten temat przeczytasz w artykule w serwisie wysokienapiecie.pl.

Złe skutki zasady „10 H”

Zasada „10 H” dotyczyła planów rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce i polegała na ustaleniu minimalnej odległości między nowymi farmami wiatrowymi a zabudowaniami mieszkalnymi na poziomie co najmniej 10-krotności wysokości wiatraka. Oznacza to, że na przykład, jeśli wiatrak miał wysokość 150 metrów, to musiałby być zlokalizowany co najmniej półtora kilometra od najbliższego budynku mieszkalnego!

Wprowadzenie tej zasady niesie ze sobą szereg negatywnych skutków.

Wprowadzenie zasady „10 H” poważnie ograniczyło dostępne obszary do budowy nowych farm wiatrowych, zwłaszcza w gęsto zaludnionych regionach Polski. Wielu miejscowych inwestorów i firm energetycznych miało trudności ze znalezieniem odpowiednich terenów, które spełniałyby te kryteria. Czasami było to po prostu niemożliwe.

Zasada ta w ogromnym stopniu zwiększyła koszty inwestycji w energetykę wiatrową, ponieważ konieczne było szukanie i zakup bardziej oddalonych działek, co z kolei wpłynęło na opłacalność projektów. Do każdej takiej działki trzeba było przecież zorganizować dojazd w celu zainstalowania turbiny wiatrowej, co mogło się wiązać na przykład z koniecznością utwardzenia odcinka gruntowej drogi. Po stronie zakładów energetycznych wymusiło zaś wykonywanie dłuższych przyłączy energetycznych, co też nie dzieje się za darmo.

Ostatecznie uważa się, że wprowadzenie zasady „10 H” spowodowało spowolnienie rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce. Warto jednak zaznaczyć, że przyczyny i skutki wprowadzenia tej zasady były kontrowersyjne i różne grupy interesów miały odmienne zdania na ten temat. Dla niektórych była to próba ochrony mieszkańców przed potencjalnymi negatywnymi skutkami dla zdrowia i środowiska, podczas gdy inni uważali, że zasada „10 H” była zbyt restrykcyjna i ograniczała rozwój odnawialnych źródeł energii w Polsce. Ostatecznie, w marcu 2023 roku zdecydowano się zmniejszyć restrykcje związane z tą zasadą. W dużym skrócie, minimalna odległość elektrowni wiatrowej od budynków mieszkalnych ma wynosić teraz 700 metrów (choć postulowano obniżenie tej odległości do 500 metrów).

Autor tego artykułu był kiedyś na rowerowej wycieczce w Holandii i spał na polu namiotowym 200 metrów od pracującego wiatraka. Dlatego jest zwolennikiem dalszego skrócenia wspomnianej wyżej odległości.

Infrastruktura przesyłowa

Rozwój energetyki wiatrowej niesie ze sobą wyzwania związane z infrastrukturą przesyłową, która jest kluczowym elementem umożliwiającym przesyłanie wyprodukowanej energii z farm wiatrowych do odbiorców. Będziemy to obserwować szczególnie dlatego, że planujemy rozwój energetyki wiatrowej na Bałtyku, a większość dużych (przemysłowych) odbiorców prądu znajduje się na południu kraju.

Istniejące sieci przesyłowe często nie były projektowane z myślą o obsługiwaniu energii wiatrowej. Konieczne jest dostosowanie infrastruktury do przyjęcia większej ilości energii wiatrowej. To może wymagać modernizacji i rozbudowy istniejących linii przesyłowych oraz stacji przesyłowych.

Sieci przesyłowe muszą być niezawodne i odporne na awarie. Wprowadzenie dużej ilości energii wiatrowej do sieci może wprowadzać dodatkowe ryzyko powstawania różnych stanów nadzwyczajnych. Jeśli chcemy unikać wyłączania elektrowni wiatrowych, musimy zapewnić możliwość efektywnego odbierania od nich energii i przesyłania jej nawet do bardzo oddalonych, zagranicznych odbiorców.

Modernizacja i rozbudowa sieci przesyłowych wiążą się z dużymi kosztami. Konieczne jest znalezienie odpowiedniego finansowania, a także ustalenie, kto ponosi te koszty – czy inwestorzy w farmy wiatrowe, operatorzy sieci czy ostateczni klienci. Chociaż gdy się nad tym zastanowić, to te koszty zawsze i tak poniosą klienci końcowi, odbiorcy energii elektrycznej, bo zostaną na nich przeniesione w cenach prądu lub opłatach przesyłowych.

Pewnym rozwiązaniem tego problemu mogą być zachęty do lokowania energochłonnych instalacji bliżej źródła, na Pomorzu albo Mazurach. Wiadomo, że trudno może być tam przenieść huty, ale serwerownie i centra obliczeniowe, dla przykładu, już znacznie łatwiej. Więcej informacji na ten temat znajdziecie w tym artykule w serwisie wysokienapiecie.pl, z którego zaczerpnąłem powyższą grafikę.

Zagospodarowanie nadwyżek i magazynowanie energii

To chyba największe wyzwanie…

Energetyka wiatrowa jest uzależniona od warunków atmosferycznych, co oznacza, że produkcja energii wiatrowej jest niezbyt stabilna. Wiatr nie zawsze wieje z równą siłą, co skutkuje fluktuacjami w dostawie energii. Skutki tego zjawiska pozwala w pewnym stopniu ograniczyć rozbudowa elektrowni wiatrowych na obszarze całego kontynentu, bo niemal zawsze gdzieś intensywnie wieje. Niemal zawsze, ale nie zawsze.

Z drugiej strony, zużycie energii przez odbiorców nie jest zawsze zsynchronizowane z produkcją w elektrowniach wiatrowych. Dlatego istnieje potrzeba magazynowania nadmiaru energii w okresach, gdy jest ona dostępna, aby dostarczyć ją w okresach, gdy zapotrzebowanie jest wyższe.

Co więcej, w celu zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii w krajowym bilansie energetycznym i redukcji emisji gazów cieplarnianych, istotne jest optymalne wykorzystanie energii wytwarzanej przez elektrownie wiatrowe, nawet gdy nie jest ona w danym momencie potrzebna. Niestety, wprowadzanie dużej ilości energii wiatrowej do sieci może wprowadzać niestabilność i przeciążenia, co może prowadzić do awarii. Magazynowanie nadmiaru energii może więc pomóc w równomiernym rozkładzie dostaw energii.

Z kolei z perspektywy odbiorców, magazynowanie energii może pomóc w wykorzystaniu tańszej energii w okresach, gdy jest ona dostępna w nadmiarze i dostarczanie jej w okresach, gdy ceny energii są wyższe. Posiadanie magazynów energii może też pozwolić na zapewnienie ciągłości dostaw energii w przypadku awarii w elektrowniach wiatrowych ale także uszkodzeń sieci przesyłowej lub dystrybucyjnej (czyli blackoutu). Więcej na temat przygotowań na blackout powiedziałem w materiale o 10 najpotrzebniejszych rzeczach na awarię zasilania, opublikowanym na blogu Domowy Survival. Można go też obejrzeć w formie wideo na YouTube.

Magazyny energii nie są tanie, ale być może nie są jedynym rozwiązaniem. Może dałoby się zdalnie włączać i wyłączać urządzenia elektryczne, aby zagospodarować nadwyżkę, gdy się pojawia. Przykładowo, w szczycie lata, gdy temperatury są wysokie i klimatyzatory muszą pracować, można byłoby uruchamiać je wcześniej i na dłużej, aby zagospodarować nadmiar energii z fotowoltaiki. Analogicznie, w zimowe noce można byłoby pozwolić na dłuższą pracę pomp ciepła, aby skonsumować nadmiar prądu z elektrowni wiatrowych, a później je wyłączyć, gdy prąd zaczną pobierać inne urządzenia. O takim zdalnym zarządzaniu popytem i magazynowaniu prądu w formie ciepła w domu pisałem dwa lata temu.

Samochody elektryczne rozwiązaniem na blackouty

Na początku kwietnia brałem udział w panelu dyskusyjnym na temat blackoutów i przyszłości naszego systemu elektroenergetycznego, organizowanym przez gdańskie Hevelianum w ramach cyklu spotkań Nauka Mówi. W spotkaniu oprócz mnie wziął udział Marcin Popkiewicz, znany popularyzator nauki w zakresie energetyki i zmian klimatu, autor kilku książek na ten temat, dr hab. Sylwia Mrozowska, prof. Uniwersytetu Gdańskiego oraz Jarosław Kumięga, kierownik Referatu Planowania Energetycznego z Urzędu Marszałkowskiego Województwa Pomorskiego.

Rozmawialiśmy między innymi o tym, jak można byłoby w skali całego kraju ale też w skali mniejszych społeczności dbać o bezpieczeństwo energetyczne i minimalizować ryzyko blackoutu. Rozmawialiśmy też trochę o tym, jak przestawić nasz system elektroenergetyczny, jeśli motoryzacja też zacznie być w całości elektryczna. Zapis z tego panelu znajdziecie tutaj.

Czytaj dalej…

Zimowe rekordy produkcji z OZE

Nie dalej jak latem pisałem o rekordowym udziale odnawialnych źródeł energii w produkcji prądu w polskim systemie elektroenergetycznym. Latem mamy dużo prądu z fotowoltaiki, więc takie rekordy nie dziwią.

W czerwcu momentami nawet 2/3 prądu pochodziło z OZE. Tymczasem bardzo dobre wyniki udało nam się wykręcić na przełomie 2022 i 2023 roku.

W czasie świąteczno-noworocznej przerwy, gdy zapotrzebowanie na prąd spada, konieczne było nawet ograniczanie produkcji energii elektrycznej z turbin wiatrowych, ponieważ była zwyczajnie zbyt duża do bezpiecznego zagospodarowania w kraju.

Czytaj dalej…