Grzywacz: Polska w obliczu blackoutu
Grzywacz: Polska w obliczu blackoutu
Po decyzji Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki jesteśmy pewni podwyżek cen za energię elektryczną i gaz na przyszły rok kalendarzowy. Przez co pojawia się pytanie, czy wzrost cen to nasze jedynie zmartwienie? Sytuacja z 6 grudnia bieżącego roku rodzi poważne wątpliwości co do ciągłości dostaw nośnika energii przy wysokim zapotrzebowaniu. To z kolei sprawia, że blackout, jest coraz bardziej realny.
6 grudnia otrzymaliśmy komunikat PSE o braku rezerw mocy, który przekraczał w pewnych godzinach 1000 MW. Powodem tej sytuacji był brak generacji energii z wiatru oraz wyłączenie niektórych jednostek wytwórczych w Opolu i Kozienicach. Na szczęście pomocy udzielili nam operatorzy systemów Litwy, Szwecji, Niemiec i Ukrainy.
Czym jest blackout?
Blackout jest to zjawisko, w którym dochodzi do nagłej i rozległej awarii zasilania w systemie elektroenergetycznym na danym obszarze. Zjawisko to jest bardzo niebezpieczne, ponieważ przerwa w dostawie energii elektrycznej do odbiorców końcowych może potrwać kilka godzin, a samo przywrócenie systemu elektroenergetycznego do stabilnej pracy nie jest łatwym zadaniem. Żyjąc w świecie zdominowanym przez elektronikę, wizja braku energii elektrycznej budzi duży lęk wśród społeczeństwa. Nawet krótka przerwa w dostawie prądu może zaburzyć funkcjonowanie niemal każdego gospodarstwa domowego i większości przedsiębiorstw. Aby takie zjawisko wystąpiło, musi nastąpić splot wielu niekorzystnych zdarzeń, jak wyłączenia elektrowni lub linii dystrybucyjnych i przesyłowych ze względu na awarie, planowane wyłączenia bloków (remonty, przeglądy) czy niekorzystne warunki atmosferyczne. Przykładem takiej sytuacji jest właśnie 6 grudnia, w którym z wyżej wymienionych przyczyn nastąpił spadek produkcji energii oraz dostępnych rezerw mocy.
Przykłady z przeszłości
Sytuacja z początku grudnia to nie jedyny przypadek, gdy Krajowy System Elektroenergetyczny stanął na krawędzi swoich możliwości. Kilka miesięcy wcześniej – 22 maja, w Elektrowni Bełchatów zapalił się taśmociąg do podawania węgla, powodując tym samym wyłączenie bloku węglowego o mocy 858 MW. Niespełna tydzień wcześniej awaria stacji rozdzielczej PSE Rogowiec spowodowała zanik 3,6 GW mocy z systemu. W dniu 22 czerwca 2020 roku z sieci ubyło nagle około 4 GW mocy z powodu odłączenia kilku jednostek wytwórczych. Ponad 6 lat temu, 10 sierpnia 2015 roku, fala letnich upałów spowodowała gwałtowne obniżenie się poziomu wód w rzekach, co poskutkowało problemami w systemach chłodzenia niektórych elektrowni konwencjonalnych. Sytuacja stała się na tyle poważna, że podjęto decyzję o wprowadzeniu tzw. 20 stopnia zasilania.
Powyższe przykłady można zaliczyć do grupy sytuacji zagrożenia o pozytywnym zakończeniu. Niestety nie zawsze się tak dzieje, o czym przekonali się mieszkańcy północno – zachodniej części Polski, w szczególności Szczecina i terenów przyległych. 8 kwietnia 2008 roku w wyniku silnych wiatrów i gwałtownych opadów śniegu dostęp do energii elektrycznej straciło ponad 500 tysięcy osób. Tego dnia całe miasto zatrzymało się w miejscu. Na ulicach nie było oświetlenia, nie funkcjonowały stacje benzynowe, sklepy, transport kolejowy, placówki bankowe, a nawet szkoły i urzędy. Dopiero po kilkunastu godzinach przywrócono zasilanie i ostatecznie udało się uporać z awarią. Szacuję się, że szczeciński blackout przyniósł straty w wysokości ok. 50 mln zł.
Mechanizmy makroskalowe
W celu zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju wprowadzone zostały pewne mechanizmy, dzięki którym obawa wystąpienia blackoutu staje się mniejsza. Mowa tutaj o rynku mocy. Jest to mechanizm rynkowy mający za zadanie zapewnić bezpieczeństwo energetyczne kraju oraz ciągłość dostaw energii elektrycznej. Do tej pory rynek energii był jednotowarowy, co oznacza, że można było na nim zawierać umowy dotyczące tylko wytworzonej energii elektrycznej. Wdrożenie rynku mocy powoduje możliwość handlowania również mocą dyspozycyjną netto, czyli gotowością do dostarczenia energii do sieci. Wprowadzone rozwiązanie w pewien sposób przedłuża życie elektrowniom konwencjonalnym, na których oparty jest nasz system elektroenergetyczny. Oczywiście nic za darmo. Koszt funkcjonowania rynku mocy ponosi każdy odbiorca energii elektrycznej w postaci tzw. opłaty mocowej. Gospodarstwa domowe obarczone są stosunkowo niewielką stałą stawką miesięczną uzależnioną od rocznego zużycia energii. Zaś duże, energochłonne przedsiębiorstwa mogą w większym stopniu odczuć kolejną pozycję na rachunku za energię elektryczną. Zebrane środki przeznaczane są na budowę nowych mocy wytwórczych oraz utrzymanie i modernizację obecnych jednostek, tym samym zwiększając bezpieczeństwo energetyczne państwa.
Kolejnym środkiem zaradczym wspomagającym bilansowanie sieci jest usługa DSR, czyli Demand Side Response. DSR to dobrowolne i czasowe obniżenie przez odbiorców zużycia energii elektrycznej lub przesunięcie w czasie jej poboru na polecenie OSP (Operator Sieci Przemysłowych), czyli PSE, w zamian za oczekiwane wynagrodzenie. DSR przyczynia się do zachowania stabilności w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym w przypadku wystąpienia trudnej sytuacji bilansowej, w szczególności w godzinach szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Wspomniane wynagrodzenie dla wykonawców usługi zależy od indywidualnej umowy, liczby wezwań do redukcji poboru mocy, wielkości i czasu trwania redukcji poboru mocy oraz stopnia jej realizacji.
Ostatnią deską ratunku systemu przed wystąpieniem rozległej awarii systemu elektroenergetycznego jest wprowadzenie tzw. stopni zasilania. Jest to nic innego jak ograniczenie wielkości w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej przez odbiorców, których wielkość mocy umownej została ustalona powyżej 300 kW. Stopnie zasilania określone są w skali od 11 do 20, przy czym: 11 stopień zasilania określa, że odbiorca może pobierać moc do wysokości mocy umownej – co w praktyce oznacza brak ograniczeń; stopnie od 12 do 19 zapewniają równomierne obniżenie mocy elektrycznej pobieranej przez odbiorcę; 20 stopień zasilania określa, że odbiorca może pobierać moc o wysokości ustalonego minimum, niepowodującego zagrożenia bezpieczeństwa osób oraz uszkodzenia lub zniszczenia obiektów technologicznych.
Wyżej wymienione ograniczenia reguluje ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. – Prawo energetyczne, zgodnie z którą w przypadku powstania zagrożenia w ciągłości dostaw energii elektrycznej dyspozytor może wprowadzić ograniczenia w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej na terytorium kraju lub jego części do czasu rozwiązania problemu niedoboru energii elektrycznej, lecz nie dłużej niż na okres 72 godzin. Zapis ten dotyczy wszystkich przedsiębiorstw, których moc umowna przekracza 300 kW, za wyjątkiem budynków administracji publicznej oraz obiektów szczególnego znaczenia dla funkcjonowania państwa. Do takich obiektów należą m. in. szpitale i obiekty ratownictwa medycznego, porty lotnicze, obiekty wojskowe i energetyczne, obiekty wykorzystywane do obsługi środków masowego przekazu o zasięgu krajowym, obiekty międzynarodowej komunikacji kolejowej oraz obiekty dysponujące środkami technicznymi służącymi zapobieganiu lub ograniczeniu emisji, negatywnie oddziałujących na środowisko. Za niedostosowanie się do zaleceń Operatora Sieci Przesyłowych Prezes URE ma prawo nałożyć na podmiot wysoką karę finansową.
Blackout – czy da się mu zapobiec?
Elektrownie węglowe, na których opieramy funkcjonowanie naszego systemu elektroenergetycznego, stają się coraz starsze, przez co coraz bardziej awaryjne i wymagające częstszych prac remontowych. Nałożenie się w czasie planowanych, bądź nieplanowanych wyłączeń jednostek wytwórczych z niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi powoduje niebezpieczną sytuację w systemie. O ile na warunki atmosferyczne nie mamy wpływu, to na elektrownie i infrastrukturę sieci już tak. Chcąc zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne państwa, należy niewątpliwie inwestować w nowe moce wytwórcze spełniające wymogi emisyjne UE.
Powinna zostać również przeprowadzona modernizacja i rozbudowa sieci przesyłowych i dystrybucyjnych oraz innych elementów wchodzących w skład infrastruktury systemu. Inwestycja w magazyny energii pozwoli zminimalizować problem niesterowalności OZE i ułatwić bilansowanie sieci. Zwiększenie efektywności energetycznej przedsiębiorstw oraz zlikwidowanie barier prawnych i regulacyjnych rozwoju OZE również w pozytywnym stopniu wpływa na bezpieczeństwo energetyczne Polski. Wpływ na to mają nie tylko duży odbiorcy, ale również gospodarstwa domowe. Przykładem takiego działania jest wymiana urządzeń elektrycznych na energooszczędne. Jak widać, środków zaradczych jest wiele i są one skuteczne. To od nas zależy, czy w dobry sposób je wykorzystamy.
Autor: Michał Grzywacz
6 grudnia otrzymaliśmy komunikat PSE o braku rezerw mocy, który przekraczał w pewnych godzinach 1000 MW. Powodem tej sytuacji był brak generacji energii z wiatru oraz wyłączenie niektórych jednostek wytwórczych w Opolu i Kozienicach. Na szczęście pomocy udzielili nam operatorzy systemów Litwy, Szwecji, Niemiec i Ukrainy.
Czym jest blackout?
Blackout jest to zjawisko, w którym dochodzi do nagłej i rozległej awarii zasilania w systemie elektroenergetycznym na danym obszarze. Zjawisko to jest bardzo niebezpieczne, ponieważ przerwa w dostawie energii elektrycznej do odbiorców końcowych może potrwać kilka godzin, a samo przywrócenie systemu elektroenergetycznego do stabilnej pracy nie jest łatwym zadaniem. Żyjąc w świecie zdominowanym przez elektronikę, wizja braku energii elektrycznej budzi duży lęk wśród społeczeństwa. Nawet krótka przerwa w dostawie prądu może zaburzyć funkcjonowanie niemal każdego gospodarstwa domowego i większości przedsiębiorstw. Aby takie zjawisko wystąpiło, musi nastąpić splot wielu niekorzystnych zdarzeń, jak wyłączenia elektrowni lub linii dystrybucyjnych i przesyłowych ze względu na awarie, planowane wyłączenia bloków (remonty, przeglądy) czy niekorzystne warunki atmosferyczne. Przykładem takiej sytuacji jest właśnie 6 grudnia, w którym z wyżej wymienionych przyczyn nastąpił spadek produkcji energii oraz dostępnych rezerw mocy.
Przykłady z przeszłości
Sytuacja z początku grudnia to nie jedyny przypadek, gdy Krajowy System Elektroenergetyczny stanął na krawędzi swoich możliwości. Kilka miesięcy wcześniej – 22 maja, w Elektrowni Bełchatów zapalił się taśmociąg do podawania węgla, powodując tym samym wyłączenie bloku węglowego o mocy 858 MW. Niespełna tydzień wcześniej awaria stacji rozdzielczej PSE Rogowiec spowodowała zanik 3,6 GW mocy z systemu. W dniu 22 czerwca 2020 roku z sieci ubyło nagle około 4 GW mocy z powodu odłączenia kilku jednostek wytwórczych. Ponad 6 lat temu, 10 sierpnia 2015 roku, fala letnich upałów spowodowała gwałtowne obniżenie się poziomu wód w rzekach, co poskutkowało problemami w systemach chłodzenia niektórych elektrowni konwencjonalnych. Sytuacja stała się na tyle poważna, że podjęto decyzję o wprowadzeniu tzw. 20 stopnia zasilania.
Powyższe przykłady można zaliczyć do grupy sytuacji zagrożenia o pozytywnym zakończeniu. Niestety nie zawsze się tak dzieje, o czym przekonali się mieszkańcy północno – zachodniej części Polski, w szczególności Szczecina i terenów przyległych. 8 kwietnia 2008 roku w wyniku silnych wiatrów i gwałtownych opadów śniegu dostęp do energii elektrycznej straciło ponad 500 tysięcy osób. Tego dnia całe miasto zatrzymało się w miejscu. Na ulicach nie było oświetlenia, nie funkcjonowały stacje benzynowe, sklepy, transport kolejowy, placówki bankowe, a nawet szkoły i urzędy. Dopiero po kilkunastu godzinach przywrócono zasilanie i ostatecznie udało się uporać z awarią. Szacuję się, że szczeciński blackout przyniósł straty w wysokości ok. 50 mln zł.
Mechanizmy makroskalowe
W celu zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju wprowadzone zostały pewne mechanizmy, dzięki którym obawa wystąpienia blackoutu staje się mniejsza. Mowa tutaj o rynku mocy. Jest to mechanizm rynkowy mający za zadanie zapewnić bezpieczeństwo energetyczne kraju oraz ciągłość dostaw energii elektrycznej. Do tej pory rynek energii był jednotowarowy, co oznacza, że można było na nim zawierać umowy dotyczące tylko wytworzonej energii elektrycznej. Wdrożenie rynku mocy powoduje możliwość handlowania również mocą dyspozycyjną netto, czyli gotowością do dostarczenia energii do sieci. Wprowadzone rozwiązanie w pewien sposób przedłuża życie elektrowniom konwencjonalnym, na których oparty jest nasz system elektroenergetyczny. Oczywiście nic za darmo. Koszt funkcjonowania rynku mocy ponosi każdy odbiorca energii elektrycznej w postaci tzw. opłaty mocowej. Gospodarstwa domowe obarczone są stosunkowo niewielką stałą stawką miesięczną uzależnioną od rocznego zużycia energii. Zaś duże, energochłonne przedsiębiorstwa mogą w większym stopniu odczuć kolejną pozycję na rachunku za energię elektryczną. Zebrane środki przeznaczane są na budowę nowych mocy wytwórczych oraz utrzymanie i modernizację obecnych jednostek, tym samym zwiększając bezpieczeństwo energetyczne państwa.
Kolejnym środkiem zaradczym wspomagającym bilansowanie sieci jest usługa DSR, czyli Demand Side Response. DSR to dobrowolne i czasowe obniżenie przez odbiorców zużycia energii elektrycznej lub przesunięcie w czasie jej poboru na polecenie OSP (Operator Sieci Przemysłowych), czyli PSE, w zamian za oczekiwane wynagrodzenie. DSR przyczynia się do zachowania stabilności w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym w przypadku wystąpienia trudnej sytuacji bilansowej, w szczególności w godzinach szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Wspomniane wynagrodzenie dla wykonawców usługi zależy od indywidualnej umowy, liczby wezwań do redukcji poboru mocy, wielkości i czasu trwania redukcji poboru mocy oraz stopnia jej realizacji.
Ostatnią deską ratunku systemu przed wystąpieniem rozległej awarii systemu elektroenergetycznego jest wprowadzenie tzw. stopni zasilania. Jest to nic innego jak ograniczenie wielkości w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej przez odbiorców, których wielkość mocy umownej została ustalona powyżej 300 kW. Stopnie zasilania określone są w skali od 11 do 20, przy czym: 11 stopień zasilania określa, że odbiorca może pobierać moc do wysokości mocy umownej – co w praktyce oznacza brak ograniczeń; stopnie od 12 do 19 zapewniają równomierne obniżenie mocy elektrycznej pobieranej przez odbiorcę; 20 stopień zasilania określa, że odbiorca może pobierać moc o wysokości ustalonego minimum, niepowodującego zagrożenia bezpieczeństwa osób oraz uszkodzenia lub zniszczenia obiektów technologicznych.
Wyżej wymienione ograniczenia reguluje ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. – Prawo energetyczne, zgodnie z którą w przypadku powstania zagrożenia w ciągłości dostaw energii elektrycznej dyspozytor może wprowadzić ograniczenia w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej na terytorium kraju lub jego części do czasu rozwiązania problemu niedoboru energii elektrycznej, lecz nie dłużej niż na okres 72 godzin. Zapis ten dotyczy wszystkich przedsiębiorstw, których moc umowna przekracza 300 kW, za wyjątkiem budynków administracji publicznej oraz obiektów szczególnego znaczenia dla funkcjonowania państwa. Do takich obiektów należą m. in. szpitale i obiekty ratownictwa medycznego, porty lotnicze, obiekty wojskowe i energetyczne, obiekty wykorzystywane do obsługi środków masowego przekazu o zasięgu krajowym, obiekty międzynarodowej komunikacji kolejowej oraz obiekty dysponujące środkami technicznymi służącymi zapobieganiu lub ograniczeniu emisji, negatywnie oddziałujących na środowisko. Za niedostosowanie się do zaleceń Operatora Sieci Przesyłowych Prezes URE ma prawo nałożyć na podmiot wysoką karę finansową.
Blackout – czy da się mu zapobiec?
Elektrownie węglowe, na których opieramy funkcjonowanie naszego systemu elektroenergetycznego, stają się coraz starsze, przez co coraz bardziej awaryjne i wymagające częstszych prac remontowych. Nałożenie się w czasie planowanych, bądź nieplanowanych wyłączeń jednostek wytwórczych z niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi powoduje niebezpieczną sytuację w systemie. O ile na warunki atmosferyczne nie mamy wpływu, to na elektrownie i infrastrukturę sieci już tak. Chcąc zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne państwa, należy niewątpliwie inwestować w nowe moce wytwórcze spełniające wymogi emisyjne UE.
Powinna zostać również przeprowadzona modernizacja i rozbudowa sieci przesyłowych i dystrybucyjnych oraz innych elementów wchodzących w skład infrastruktury systemu. Inwestycja w magazyny energii pozwoli zminimalizować problem niesterowalności OZE i ułatwić bilansowanie sieci. Zwiększenie efektywności energetycznej przedsiębiorstw oraz zlikwidowanie barier prawnych i regulacyjnych rozwoju OZE również w pozytywnym stopniu wpływa na bezpieczeństwo energetyczne Polski. Wpływ na to mają nie tylko duży odbiorcy, ale również gospodarstwa domowe. Przykładem takiego działania jest wymiana urządzeń elektrycznych na energooszczędne. Jak widać, środków zaradczych jest wiele i są one skuteczne. To od nas zależy, czy w dobry sposób je wykorzystamy.
Autor: Michał Grzywacz