EEF_Magazyny_cz_I - Forum Energia – Efekt – Środowisko

Rola magazynowania energii
z perspektywy
Operatora Systemu Przesyłowego
Wojciech Lubczyński
Dyrektor Projektu „Smart Grid”
PSE Operator S.A.
Energia – Efekt - Środowisko
Warszawa, 25 listopad 2011
Energia w dobrych rękach
Obszary wykorzystania technologii magazynowania
energii elektrycznej
• Wykorzystanie magazynu energii do jej gromadzenia w okresie
pozaszczytowym i oddawanie jej do systemu w okresie szczytu
zapotrzebowania – działalność na konkurencyjnym rynku energii
elektrycznej
• Łagodzenie skutków pracy farm wiatrowych poprzez skojarzenie
magazynu energii z farmą wiatrową - w sytuacji wysokich cen sprzedaż
a w sytuacji niskich cen praca „na magazyn”. W szczególności przy
„nadprodukcji” w dolinie nocnej – magazynowanie energii - działalność
na konkurencyjnym rynku energii elektrycznej. Ponadto ograniczenie
mocy wprowadzanej do systemu, ograniczenie zmienności generacji.
• Świadczenie usług systemowych na rzecz OSP
• Magazyn energii wykorzystywany na potrzeby OSP – kompensacja
mocy biernej, zmniejszenie strat sieciowych i odłożenie inwestycji w
sieć przesyłową
2
Energia w dobrych rękach
Rozważane technologie magazynowania energii możliwe
do wykorzystania przez OSP
• Zasobniki bateryjne – zapewniają moc instalacji do kilkudziesięciu MW
– sodowo-siarkowe NaS
– kwasowo-ołowiowe LA
– litowo-jonowe Li-ion
• Zasobniki sprężonego powietrza (CAES) – zapewniają moc instalacji do
kilkuset MW
– z rekuperacją
– w technologii adiabatycznej (po jej skomercjalizowaniu)
Technologia CAES dużej mocy wymaga zbiornika podziemnego o
odpowiednich parametrach geologicznych a ponadto sieci gazowej
(technologia adiabatyczna nie wymaga paliwa gazowego).
3
Energia w dobrych rękach
Zestawienie możliwości technicznych wykorzystania zasobników
bateryjnych do świadczenia usług systemowych na rzecz OSP
Technologia zasobnika bateryjnego
Lp
Nazwa usługi systemowej
sodowosiarkowa
(NaS)
litowo-jonowa
(Li-ion)
Uwagi
kwasowoołowiowa (LA)
1
Operacyjna rezerwa mocy
– /X
– /X
–
2
Udział w regulacji pierwotnej
– /X
– /X
–
3
Udział w regulacji wtórnej
–/X
– /X
–
4
Praca z zaniżeniem i z
przeciążeniem
–
–
–
–
5
Udział w automatycznej
regulacji napięcia i mocy
biernej
–/X
– /X
–
możliwość wykorzystania zasobników przy mocach
jednostkowych ponad 50 MW
6
Uruchomienie
–
–
–
–
7
Rezerwa interwencyjna
X /–
X/ –
X/ –
Zastosowanie ograniczone obszarowo. Możliwość wykorzystania
w skali systemowej zasobników przy mocach jednostkowych
ponad 50 MW
8
Generacja wymuszona
względami sieciowymi
–
–
–
–
9
Odbudowa systemu
elektroenergetycznego
X
X
X
–
możliwość wykorzystania zasobników przy mocach
jednostkowych zasobników ponad 50 MW (regulacja pierwotna
i wtórna tylko przy oddawaniu energii elektrycznej do sieci)
Źródło: oprac. własne.
Objaśnienia: „X” – celowość wykorzystania, „–” – brak celowości wykorzystania.
4
Energia w dobrych rękach
Zestawienie możliwości technicznych wykorzystania zasobników
sprężonego powietrza do świadczenia usług systemowych na rzecz OSP
Układ pracy zasobnika sprężonego powietrza
Lp
Nazwa usługi systemowej
Układ pracy z
rekuperatorem
Układ pracy
adiabatyczny
Uwagi
1
Operacyjna rezerwa mocy
X
X
–
2
Udział w regulacji pierwotnej
X
X
3
Udział w regulacji wtórnej
X
X
Tylko przy oddawaniu
energii elektrycznej do sieci
4
Praca z zaniżeniem i z przeciążeniem
–
–
–
5
Udział w automatycznej regulacji
napięcia i mocy biernej
X
X
–
6
Uruchomienie
–
–
–
7
Rezerwa interwencyjna
X
X
–
8
Generacja wymuszona względami
sieciowymi (GWS)
–
–
–
9
Odbudowa systemu
elektroenergetycznego
X
X
–
Źródło: oprac. własne.
Objaśnienia: „X” – celowość wykorzystania, „–” – brak celowości wykorzystania.
5
Energia w dobrych rękach
Zastosowanie technologii magazynowania energii
• Zasobniki bateryjne
– Lokalizacje w Stacjach Elektroenergetycznych NN w których wystąpi
duża koncentracja generacji wiatrowej
– Analizie poddano 6 możliwych lokalizacji z których wybrano 3 w
północnej części Polski
• Zasobniki sprężonego owietrza (CAES)
– Lokalizacje uwzględniające:
• Dostęp do zbiorników podziemnych bądź dostęp do struktury
geologicznej pozwalającej na budowę zbiornika
• Dostęp do sieci gazowej
• Odległość od infrastruktury przesyłowej
– Analizie poddano 4 możliwe lokalizacje z których rekomenduje się
jedną w północnej części Polski (dwie kolejne są mniej atrakcyjne)
6
Energia w dobrych rękach
Efektywność ekonomiczna inwestycji w instalacje
magazynowania energii
• Zasobniki bateryjne
– Wszystkie analizowane projekty instalacji zasobników bateryjnych
cechują się ujemną stopą zwrotu (NPV) i nieakceptowalną wewnętrzną
stopą zwrotu (IRR)
– Najbliższa uzyskania pozytywnego wyniku jest technologia kwasowoołowiowa
– Uzyskanie pozytywnych wyników ekonomicznych dla tej technologii
wymagałoby dofinansowania zewnętrznego na poziomie od 46,5% do
66,5% (zależnie od założeń dotyczących poziomu kosztów
inwestycyjnych)
• Zasobniki sprężonego owietrza (CAES)
– Większość scenariuszy cechuje się ujemną stopą zwrotu (NPV) i
nieakceptowaną wewnętrzną stopą zwrotu (IRR)
– Dla technologii z rekuperacją uzyskano stopę zwrotu IRR wyższą od
wartości założonej wyłącznie przy dodatkowym założeniu świadczenia
usług mocy interwencyjnej
7
Energia w dobrych rękach
Problemy związane z zastosowaniem technologii
magazynowania energii elektrycznej
• Bariery prawne
– Brak definicji w prawie magazynowania energii (czy jest to generacja ??)
(Traktowanie jako źródła wytwórczego ogranicza możliwość wykorzystania
technologii magazynowania energii przez PSE Operator)
– Brak rozstrzygnięć odnośnie energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych w
odniesieniu do jej magazynowania
• Bariery ekonomiczne
– Wysokie ceny zakupu technologii
• Bariery technologiczne
– Najbardziej efektywne technologie (np. CAES – metoda adiabatyczna) nie są
stosowane na skalę przemysłową
• Bariery organizacyjne
– Brak sprawdzonych modeli biznesowych
Wniosek:
Konieczne jest wprowadzenie mechanizmów wsparcia dla rozwoju
instalacji magazynowania energii
8
Energia w dobrych rękach
Dziękuję za uwagę
[email protected]
9
Energia w dobrych rękach