Transformacja energetyczna w Polsce i Europie to proces, który zmienia sposób wytwarzania i zużywania energii. Coraz większy udział odnawialnych źródeł energii (OZE), głównie energii wiatrowej i słonecznej, jest kluczowy dla realizacji celów klimatycznych i redukcji kosztów związanych z emisją gazów cieplarnianych. Jednak ta zmiana niesie ze sobą wyzwania, których nie znał tradycyjny system elektroenergetyczny. System, który powstał kilkadziesiąt lat temu, był projektowany w czasach, gdy energia płynęła w jednym kierunku: od dużych elektrowni do odbiorców. Dziś ten porządek został odwrócony. Wytwarzanie energii jest rozproszone, a energia płynie także w drugim kierunku. Ten odwrócony przepływ energii stanowi ogromne wyzwanie dla stabilnej pracy sieci. Z kolei Operatorzy Systemów Dystrybucyjnych (OSD) i Operator Systemu Przesyłowego muszą nie tylko na bieżąco monitorować, ale też aktywnie zarządzać siecią nasyconą OZE. Najważniejszym jednak dalej pozostaje zapewnienie bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej, niezależnie od źródła i kierunku przepływu, a to wymaga nowego podejścia jakim jest elastyczność systemu i sieci.
Wyzwania współczesnej energetyki
W Polsce i Europie obserwujemy dynamiczny wzrost mocy zainstalowanej w OZE. To ogromny krok w stronę zrównoważonego rozwoju, ale jednocześnie duże wyzwanie dla sieci elektroenergetycznej. Dlaczego?
- OZE są niestabilne i pogodozależne. Produkcja energii z wiatru czy słońca zależy od warunków atmosferycznych, których nie możemy w pełni kontrolować.
- Cele klimatyczne UE wymuszają szybkie tempo transformacji – do 2050 roku Europa chce osiągnąć neutralność klimatyczną.
- Rynek energii się zmienia. Pojawiają się nowe modele współpracy, regulacje i technologie.
System, który kiedyś był prosty i jednokierunkowy, dziś musi radzić sobie z przepływami energii w obie strony. To powoduje problemy, które jeszcze kilka lat temu były marginalne.
Problemy wynikające z generacji rozproszonej
Kiedy w sieci pojawia się wiele małych źródeł energii, zmienia się jej charakter. Oto najważniejsze skutki:
- Zmiana rozpływu mocy – sieci mogą się przeciążać, rosną straty energii.
- Wzrost napięcia – im większa moc oddawana do sieci przez lokalne źródła, tym większy problem z regulacją napięcia.
- Wyższe prądy zwarciowe – mogą przekroczyć dopuszczalne wartości dla urządzeń.
- Zagrożenie stabilności generatorów – w przypadku awarii mogą się wyłączać.
- Problemy z zabezpieczeniami – zmiana kierunku przepływu prądu wymaga nowych nastaw lub wymiany urządzeń.
- Spadek jakości energii – migotania napięcia, harmoniczne od falowników.
To wszystko sprawia, że tradycyjne podejście do zarządzania siecią przestaje działać. Potrzebujemy czegoś więcej – elastyczności.
Czym jest elastyczność energetyczna?
To pojęcie stało się kluczowe w dyskusji o przyszłości energetyki, ponieważ obejmuje zarówno aspekty techniczne, jak i rynkowe. Elastyczność to zdolność systemu elektroenergetycznego do dostosowania się do zmiennych warunków, zarówno w wytwarzaniu, jak i w zużyciu energii.
W dokumentach Unii Europejskiej pojęcie to opisuje się jako zdolność systemu do adaptacji wobec zmiennych wzorców produkcji i konsumpcji energii oraz dostępności sieci w ramach określonych czasów reakcji. W praktyce oznacza to, że sieć musi być gotowa na szybkie zmiany, zarówno przewidywalne (np. zmiana pory dnia), jak i nieprzewidywalne (np. nagły spadek produkcji z OZE). Elastyczność energetyczna funkcjonuje jednak na dwóch różnych poziomach — systemowym i sieciowym.
Elastyczność systemu to zdolność całego kraju lub regionu do utrzymania równowagi między produkcją, a zużyciem energii w różnych horyzontach czasowych, od sekund po lata. Jej celem jest zapewnić bezpieczeństwo dostaw (stabilna częstotliwość, dostępna moc). Z kolei mówiąc o elastyczności sieci mamy na myśli działania OSP oraz OSD do zarządzania przepływami energii i uniknięcia lokalnych problemów: przeciążeń, napięć poza normą. Obie warstwy muszą działać razem. Bez elastycznej sieci i elastycznego systemu nie da się efektywnie wykorzystać OZE i zapewnić stabilnych dostaw energii w skali kraju czy Europy.
Dlaczego elastyczność jest fundamentem transformacji?
Bez elastyczności nie da się bezpiecznie integrować OZE. Sieć musi być nowoczesna, cyfrowa, wyposażona w narzędzia do:
- predykcji – przewidywania zmian w obciążeniu i generacji,
- obserwowalności – monitorowania pracy w czasie rzeczywistym,
- aktywnego zarządzania – reagowania i kształtowania przepływów energii.
Elastyczność to nie tylko technologia. To także regulacje, modele rynkowe i nowe podejście do współpracy między operatorami, wytwórcami i odbiorcami. W skrócie: elastyczność to narzędzie i cel transformacji energetycznej.
Cztery główne nurty elastyczności
Jak osiągnąć elastyczność? Istnieją cztery podstawowe mechanizmy:
- Podejście regulacyjne
Kodeksy i przepisy wymuszają stosowanie technologii, które zwiększają elastyczność – np. urządzeń sterujących, systemów pomiarowych, komunikacji. Dzięki temu sieć staje się bardziej podatna na integrację nowych źródeł. - Umowy przyłączeniowe
Właściciel źródła zgadza się na ograniczenia – np. czasowe zmniejszenie mocy w okresach przeciążenia sieci. To pozwala lepiej wykorzystać istniejącą infrastrukturę. - Struktury taryfowe
Taryfy zachęcają odbiorców do zmiany zachowań – np. korzystania z energii w godzinach wysokiej produkcji z OZE. Przykładami tego rozwiązania są taryfy dynamiczne. - Zamówienia rynkowe
Operatorzy mogą kupować elastyczność na rynku – np. poprzez kontrakty, platformy. Uczestnicy rynku są wynagradzani za zmianę zachowań (ograniczenie poboru lub generacji), co zwiększa bezpieczeństwo sieci.
Podsumowanie
Elastyczność to fundament nowoczesnej energetyki. Bez niej nie uda się zrealizować celów klimatycznych ani bezpiecznie integrować OZE. To zdolność do dynamicznego dostosowywania się do zmiennych warunków technologicznie, regulacyjnie i rynkowo.
Dzięki elastyczności operatorzy mogą optymalizować rozwój sieci, a użytkownicy korzystać z tańszej energii i wspierać stabilność systemu.
Transformacja energetyczna to nie tylko budowa nowych źródeł, ale też zmiana sposobu myślenia o sieci. Elastyczność to klucz do przyszłości energetyki.
Ewa Przybyłek
Starszy specjalista ds. zarządzania elastycznością w TAURON Dystrybucja S.A. W energetyce pracuję od 12 lat. Zaczynałam w obsłudze klienta, gdzie zajmowałam się rozwiązywaniem codziennych problemów odbiorców, w tym sprawami związanymi z fakturami i reklamacjami technicznymi. Następnie pracowałam z wytwórcami energii, przygotowując i zawierając umowy określające warunki pracy źródeł przyłączonych do sieci oraz wspierając ich w rozwiązywaniu bieżących wyzwań związanych z działalnością wytwórczą. W tym czasie doskonaliłam swoje umiejętności na studiach podyplomowych z zakresu odnawialnych źródeł energii. Dziś organizuję proces obsługi usług elastyczności, od określania wymagań dla dostawców i ich kwalifikacji, przez zawieranie umów, po opracowywanie metod rozliczeń. Pracuję także nad metodyką oceny efektywności usług elastyczności. Wierzę, że energia to nie tylko megawaty, lecz także relacje, współpraca i zaufanie. Z tego powodu dzielę się swoją wiedzą na LinkedIn w ramach Programu Ambasadorskiego TAURON, tworząc cykl „Po ludzku o...". Chętnie tłumaczę zawiłości energetyki w przystępny sposób oraz odpowiadam na pytania osób zainteresowanych branżą. Moim celem jest tworzenie praktycznych rozwiązań, które pomagają stabilizować sieć i angażować kolejne pokolenia w przyszłość energetyki.
