Żyjemy w bardzo ciekawym okresie dla rozwoju polskiego sektora energetycznego.

Starsze elektrownie na paliwa kopalne mają być stopniowo wycofywane z eksploatacji, w tym samym czasie, gdy "elektryfikacja" systemu transportowego będzie rozwijała się dynamicznie (mniej lub bardziej), znacznie napędzając wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną. Nic dziwnego, że „margines mocy”, czyli bufor między podażą i popytem na energię elektryczną, będzie się zmniejszał. 

Ponadto, wraz z pojawieniem się odnawialnych źródeł energii, równoważenie podaży i popytu w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym staje się coraz trudniejsze, w związku z występowaniem nieregularnych szczytów i dolin uzależnionych od warunków pogodowych.

Rozwój domowych magazynów energii

W Europie po raz pierwszy zaczęto instalować systemy magazynowania energii dla właścicieli domów kilka lata temu. W tamtym czasie funkcjonalność systemów była ograniczona jak i nie było tak wielu systemów do wyboru. Zasadniczo magazynowanie kWh energii elektrycznej ze słońca kosztowało więcej niż kupienie jej z sieci. Tylko najbardziej ekologiczni „pierwsi użytkownicy” byli przygotowani do podpisania się na kropkowanej linii.

Od tego czasu duzi gracze energetyczni (tacy jak Shell, BP, E.ON i EDF) motoryzacyjni (Nissan, Tesla) i samych baterii (Duracell, LG Chem, Panasonic) weszli na rynek magazynowania energii, ceny spadły, a całość krajobrazu się zmieniła. Najbardziej interesujące dla właściciela domu jest to, że akumulatory mają teraz systemy zarządzania umożliwiające wiele potencjalnych zastosowań:

• przechowywanie nadwyżki energii wytwarzanej przez system słoneczny

• właściciel domu kupuje tanią energię elektryczną w nocy i przechowywanie jej do użytku w ciągu dnia

• integracja z siecią w celu zapewnienia usług bilansowania sieci i hurtowy obrót energią elektryczną

• zapewnia zasilanie rezerwowe w przypadku awarii zasilania.

Wszystko to jest możliwe dzięki wprowadzeniu inteligentnych liczników, które umożliwiają dwukierunkowy pomiar energii elektrycznej (import i eksport) oraz obowiązywaniu szeregu taryf „strefowych”, zgodnie z którymi właściciele domów płacą różne stawki za energia elektryczna zakupiona o różnych porach dnia.

Przechowywanie nadmiaru energii w miejscu wytwarzania

W ciągu ostatnich kilku lat zainstalowano tysiące domowych systemów słonecznych w ramach systemu "Prosument" dla energii słonecznej. Systemy zazwyczaj eksportują około 60–70% energii elektrycznej z powrotem do sieci operatora. Przy zastosowaniu netmeteringu odbiorcy mogą wykorzystać 80% (w instalacjach do 10kWp) lub 70% (w instalacjach powyżej 10kWp) wyeksportowanej energii w ramach bilansowania na fakturze. Czy mechanizm ten jest uczciwy i kto na nim korzysta piszemy tuta "Netmetering - dobrodziejstwo czy złodziejstwo".  Dlatego, naprawdę warto zużywać w miejscu wytwarzania jak największą ilości energii słonecznej. Odpowiednio dobrany system magazynowania zwiększy udział energii słonecznej konsumowanej na miejscu z około 35% do 75%.

Innymi, lecz równie dobrymi metodami magazynowania energii jest ogrzewanie wody oraz ładowanie samochodu energetycznego. Na marginesie, samochód elektryczny może równie dobrze pełnić role magazynu energii, gdzie pomału pod strzechy trafiają rozwiązania ładowania samochodów EV prądem stałym DC bezpośrednio z instalacji fotowoltaicznej.  

Kupuj tanio, zużywaj w szczycie

W systemie energetycznym popyt na energię elektryczną osiąga wysoki poziom pod koniec popołudnia w dni powszednie (16–19), a następnie spada z godziny na godzinę do bardzo niskiego poziomu tzw doliny nocnej. Jednak do tej pory większość nieruchomości płaci jednolitą taryfę energii elektrycznej, która nie odzwierciedla wzrostów i spadków popytu. Część nieruchomości mieszkalnych posiada taryfę G12 lub G12w ze stawką „szczytową” (37-43 grosze za kWh) i stawką „poza szczytem” (17 groszy za kWh). Z mojego doświadczenia (bazującego głównie na klientach biznesowych i taryfach C11 i C12) wynika, że spora część tych grup taryfowych jest niewłaściwie dobrana przez odbiorców!. Aby średnia cena energii w taryfie dwustrefowej była niższa od "płaskiej" zużycie energii w strefie poza szczytowej powinno wynosić ponad 65% (w zależności od stawek sprzedawcy energii). Jeżeli gospodarstwo domowe nie ma np. ogrzewania elektrycznego lub podgrzewania elektrycznego, to dość ciężko w godzinach nocnych jest zużyć większość energii. I tutaj świetnie sprawdzi się magazyn energii.

Sprzedawcy energii posiadają taryfę pasmową tzw "płaską" (G11) odzwierciedlającą krajowy profil popytu i podaży oraz prawdziwy (jednak aż chciało by się napisać mało prawdziwy - ze względu na "gmeranie" przy cenach energii przez polityków) „koszt podstawowy” energii elektrycznej. W chwili pisania tego tekstu struktura taryf u sprzedawcy ENEA jest następująca:

Przy wprowadzaniu w przyszłości taryf trzy lub czterostrefowych (tak jak w przypadku biznesu) - cena w godzinach poza szczytowych (dolina nocna) będzie niższa a w godzinach szczytowych, będzie wyższa. W roku 2018 na Towarowej Giełdzie Energii incydentalnie ceny w hurcie przekraczały 1000 PLN/MWh netto (1 PLN/kWh). Wraz z pojawieniem się inteligentnych liczników, które są w stanie rejestrować zużycie energii elektrycznej co 15 minut, rynek prawdopodobnie będzie świadkiem stopniowego wprowadzania wielu innych takich taryf „na czas użytkowania”. Większość systemów akumulatorowych pozwala właścicielowi domu ustawić czasowe okna ładowania i rozładowania, dzięki czemu system może „tanio kupić” (tj. ładować w nocy) i „wykorzystać szczyt” (rozładowanie w ciągu dnia), unikając wyższych stawek dziennych. Jeśli właściciel domu ma samochód elektryczny, może ustawić, aby samochód ładował się przez noc z niską stawką (0,1731 PLN za kWh dla G12as), a na podstawie typowej wydajności 5,5 km/kWh ich elektryczne paliwo do samochodu będzie kosztowało około 3 groszy za kilometr czyli ok. 3,2 PLN/100 km. Mnie na dzień dzisiejszy tradycyjny benzyniak kosztuje ponad 50 PLN/100 km.

Usługi sieciowe: DSR i rynek energii elektrycznej

Program Bieżący Uproszczony (tzw. PBU) adresowany głównie do średnich, małych i mikroprzedsiębiorstw, zainteresowanych uzyskaniem dodatkowych przychodów z redukcji zapotrzebowania na moc, które podlegają ograniczeniom w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej. W odróżnieniu do innych programów DSR w PBU odbiorcy nie ponoszą kar w przypadku nieudanej redukcji swojego zapotrzebowania na energię w wyznaczonym przez OSP terminie. Poza uproszczeniem sposobu wyznaczania profilu bazowego w stosunku do innych programów DSR wydłużono okres od aktywacji do realizacji redukcji. Dodatkowo PSE S.A. wprowadziły w DSR PBU parametr lokalizacyjny i zmniejszyły dolną granicę mocy redukcji do 1 MW, która umożliwia zawarcie umowy bezpośrednio z PSE S.A.

PSE musi zrównoważyć podaż i popyt na energię elektryczną. Aby to zrobić, uiszcza opłaty za aktywa „reagujące na zapotrzebowanie”, takie jak m.in.baterie, które może wezwać do rozładowania (zwiększając w ten sposób podaż) lub ładowania (zwiększając w ten sposób popyt) zgodnie z wymaganiami. Użytkownicy mogą uzyskiwać dostęp do dochodów z tych usług sieciowych, umożliwiając zdalne sterowanie ich baterią przez osobę trzecią (zwykle takią rolę pełni oRED) i łączenie ich z innymi bateriami, aby stworzyć wystarczająco duży zasób, aby ubiegać się o kontrakty PSE.

Zasilanie rezerwowe

Wiele osób uważa, że zasilanie rezerwowe jest podstawowym wymogiem domowego systemu magazynowania energii i oczywiście dobrze byłoby zasilać oświetlenie czy czajnik w przypadku awarii zasilania. Na przykład, jeśli właściciel domu zarezerwuje 33% baterii 12 kWh (4 kWh) jako rezerwę, powinien móc oglądać telewizję, korzystać z laptopa i utrzymywać oświetlenie i zamrażarkę przez prawie cztery godziny, jednocześnie ciesząc się kilkoma filiżankami zaparzonej kawy. Jednak koszt takiego „ubezpieczenia" od awarii zasilania polega na tym, że przez 365 dni w roku 4 kWh pojemności akumulatora nie będzie dostępne w przypadku innych aplikacji opisanych powyżej. Inwestycja początkowa jest bardzo kosztowna. To, czy warto ponieść ten koszt, zależy od tego, jak często zdarzają się przerwy w dostawie prądu, jak długo one trwają i ile kłopotów odczuwa właściciel domu. W dobie coraz powszechniejszej systemów automatyki domowej, zabezpieczeń elektronicznych, systemów dostępowych czy ogrzewania elektrycznego brak zasilania dla niektórych to prawdziwa katastrofa. Podobnie jak brak internetu.

Czy magazynowanie energii ma uzasadnienie ekonomiczne?

Z powyższego artykułu wynika, że ekonomiczna korzyść z przechowywania akumulatorów zależy od kilku rzeczy:

• od tego, czy dom ma nadmiar energii słonecznej;

• wybór taryfy energii elektrycznej;

• dostępne dochody z umożliwienia wykorzystania baterii do bilansowania sieci i obrotu energią elektryczną;

• czy właściciel domu jeździ samochodem elektrycznym lub spodziewa się jeździć samochodem elektrycznym, który mógłby korzystać z taniej energii elektrycznej w nocy, wykorzystując w ten sposób „taryfę poza szczytem”;

• wielkość nieruchomości i obciążenie elektryczne - istnieją większe korzyści skali dzięki większym systemom fotowoltaicznym i akumulatorowym.

W przypadku większych nieruchomości magazynowanie energii w bateriach ma na ogół uzasadnienie ekonomiczne. W przypadku mniejszych nieruchomości czynniki określone powyżej określą rentowność ekonomiczną. Istnieją jednak narzędzia twierdzące, że połączenie energii słonecznej, akumulatorów, taryfy i usługi sieciowych może obniżyć średni rachunek za energię elektryczną nawet o 70%.