Bateryjne magazyny energii elektrycznej w światowym systemie elektroenergetycznym

2 tygodni temu

Gwałtowny wzrost wykorzystania OZE w świecie w ostatnich latach sprawia, iż wzrasta też konieczność stosowania magazynów energii elektrycznej. Najczęściej stosowanym dotychczas sposobem magazynowania tej energii są wodne elektrownie szczytowo-pompowe, ale ich główną wadą jest to, iż można je budować tylko w określonych lokalizacjach. Wady tej nie mają bateryjne magazyny energii elektrycznej, a dodatkową ich zaletą jest szeroki zakres możliwych pojemności.

Odgrywają one kluczowa rolę w bilansowaniu krótkoterminowym pracy sieci elektroenergetycznej, podczas gdy bilansowanie sezonowe przez cały czas opiera się na wodnych elektrowniach szczytowo-pompowych. Bardzo istotna jest również rola magazynów bateryjnych jako ogniw łączących źródła energii typu farmy fotowoltaiczne i wiatrowe z siecią elektroenergetyczną. Zarówno o ile chodzi o produkcję, jak i wykorzystywanie tych magazynów dominującą rolę w świecie odgrywają Chiny, które przoduję także o ile chodzi o moce zainstalowane elektrowni fotowoltaicznych i wiatrowych.

OZE w światowym systemie elektroenergetycznym

Stawianie na rozwój energetyki odnawialnej jest widoczne w całym świecie i przyśpieszenie tej tendencji widać w coraz krótszych przedziałach czasowych. Przykładowo w tabeli 1 pokazano przyrosty mocy zainstalowanej OZE ogółem oraz dla elektrowni fotowoltaicznych i wiatrowych w świecie i dla państw przodujących pod tym względem w latach 2015-2024. [1] Jak widać, we wszystkich tych kategoriach dominują Chiny, których moce zainstalowane ogółem, fotowoltaiki i elektrowni wiatrowych stanowiły odpowiednio 41%, 48% i 46% światowej mocy zainstalowanej. W 2024 r. ich moc zainstalowana ogółem była 3,8 razy większa niż w 2015 r., natomiast w przypadku elektrowni fotowoltaicznych 20,4 razy i elektrowni wiatrowych 4 razy większa.

Spektakularne przyrosty mocy zainstalowanej w tym okresie szczególnie o ile chodzi o fotowoltaikę zanotowała Polska (tab. 2), z tym, iż trzeba wziąć pod uwagę bardzo niski poziom wyjściowy w 2015 r., który wynosił zaledwie 103 MW. W każdym bądź razie według raportu KSE2024 [2] moc zainstalowana krajowych elektrowni wynosiła na dzień 31.12.2024 r. 72,188 GW, z czego elektrownie wiatrowe i inne odnawialne (nie ma wyszczególnienia fotowoltaiki i elektrowni wiatrowych) 31,823 GW, co stanowiło 44,08%. Dla porównania moc zainstalowana krajowego systemu elektroenergetycznego Chin wynosiła na koniec listopada 2025 r. 3790 GW, w tym moc elektrowni fotowoltaicznych 1160 GW, a elektrowni wiatrowych 600 GW, co w sumie dawało udział 46%. [3]

Według Światowej Agencji Energii udział odnawialnych źródeł energii w wytwarzaniu energii elektrycznej wzrośnie z jednej trzeciej w tej chwili do ponad połowy w 2035 r. i dwóch trzecich w 2050 r., przy czym główną rolę będą odgrywały elektrownie fotowoltaiczne i wiatrowe wspierane przez bateryjne magazyny energii. [4] W latach 2010-2023 średni koszt energii elektrycznej spadł o 90% w przypadku fotowoltaiki i o 70% w przypadku elektrowni wiatrowych. Przewiduje się dalszy spadek tych kosztów do 2035 r. o ok. 40% dla fotowoltaiki i ok. 10% dla lądowej energetyki wiatrowej. Także spadek kosztów produkcji bateryjnych magazynów energii będzie sprzyjał ich łączeniu z w/w źródłami energii elektrycznej, co w istotnym stopniu wpłynie na poprawę konkurencyjności wytwarzanej w takim układzie energii elektrycznej w porównaniu z pracującymi samodzielnie farmami fotowoltaicznymi i wiatrowymi.

Stan rozwoju i perspektywy bateryjnych magazynów energii elektrycznej

Głównym wyzwaniem światowej elektroenergetyki przy jej odchodzeniu od paliw kopalnych i gwałtownym rozwoju energetyki odnawialnej, szczególnie fotowoltaiki i energetyki wiatrowej, a więc źródeł pracujących okresowo zarówno w ciągu doby, jak i sezonowo, jest zapewnienie stabilności pracy systemu elektroenergetycznego. Coraz większą rolę odgrywają w związku z tym bateryjne magazyny energii, ponieważ można je zainstalować w dowolnym miejscu w szerokim zakresie pojemności. Takie zadanie pełnią m.in. duże (10 MW do kilku GW) bateryjne magazyny energii współpracujące z siecią elektroenergetyczną (przesyłową lub dystrybucyjną).

Jeszcze do niedawna podstawowym rozwiązaniem stosowanym do magazynowania energii elektrycznej w systemie były wodne elektrownie szczytowo-pompowe. [5] Według Międzynarodowej Agencji Energii mają one ciągle znaczący potencjał rozwojowy w niektórych regionach świata. Rzeczywiście ciągle powstają nowe obiekty tego typu, jednak głównie w Chinach, o czym świadczą dane zamieszczone w tabeli 3.

O rosnącej roli magazynów bateryjnych zadecydowała możliwość ich instalowania w dowolnej lokalizacji i szerokim zakresie pojemności, ale przede wszystkim spadek kosztów ich produkcji. W stosowanych w tej chwili rozwiązaniach dominują baterie litowo-jonowe, których koszty produkcji spadły o 90% w stosunku do 2010 r. [6] Dodatkowo charakteryzują się wyższą gęstością energii i dłuższymi czasami życia w porównaniu z innymi rodzajami akumulatorów. W 2023 r. ponad połowa bateryjnych magazynów energii pracowała w Chinach, 30% w UE i USA, na dalszych miejscach znajdowały się Wielka Brytania, Korea Południowa i Japonia. W produkcji baterii dominowały Chiny z 83% udziałem, dalej były EU i USA – 13%, Korea Południowa i Japonia – 4%. [6]

Koszty produkcji bateryjnych magazynów energii elektrycznej i stosunkowo niski udział OZE w elektroenergetyce światowej sprawiał, iż bardzo długo były stosowane rzadko i tylko w wyjątkowych sytuacjach. Jeszcze w 2013 r. ich moc zainstalowana wynosiła ok. 1 GW, ale później wzrosła wykładniczo do 89 GW w 2023 r. [7] Tylko w 2024 r. w skali świata podłączono do sieci bateryjne magazyny energii o mocy ok. 62 GW, co dawało na koniec tego roku w sumie ok. 151 GW. [4] Międzynarodowa Agencja Energii prognozuje dalszy intensywny wzrost mocy sieciowych bateryjnych magazynów energii elektrycznej do 900 GW w 2030 r. i od 1400 GW do 1700 GW w 2035 r. Przewiduje się przy tym, iż dotychczasowe ich lokalizacje zostaną rozszerzone także na Indie, Bliski Wschód i Azję Południowo-Wschodnią. Chiny ciągle przodują pod względem przyrostu mocy bateryjnych magazynów energii elektrycznej, za nimi plasują się USA i Europa.

Chociaż w USA opracowywanych jest szereg dużych projektów [8], to jednak w Chinach 26. czerwca 2025 r. oficjalnie rozpoczęto budowę największego w świecie bateryjnego magazynu energii elektrycznej w Ulan Chab/ Inner Mongolia. [9] Właścicielem obiektu o parametrach 1 GW/ 6 GWh jest państwowa firma PowerChina. Do jego budowy przewidziano wykorzystanie baterii LiFePO4 (LFP), na całość ma się składać 1200 jednostek, każda o pojemności 5,016 MWh. Czas budowy określono na sześć miesięcy.

Wiele rządów wspiera bateryjne magazyny energii poprzez odpowiednią politykę i dotacje. Także w Polsce podjęto tego typu działania. W ramach programu „Magazyny energii elektrycznej i związana z nimi infrastruktura dla poprawy stabilności polskiej sieci elektroenergetycznej” przewidziano budżet na jego realizację w wysokości do 4,150 mld zł, przy czym dla bezzwrotnych form dofinansowania przeznaczono do 3,735 mld zł. [10] Wnioski można było składać w dniach 4.04.-30.05.2025 r., a ich naborem zajmował się NFOŚiGW. 19. września 2025 r. zainaugurowano budowę bateryjnego Magazynu Energii Elektrycznej w Żarnowcu o parametrach 262 MW/ 981 MWh, największego tego typu obiektu w Polsce. [11] Inwestorem jest Polska Grupa Energetyczna, która złożyła wniosek o finansowanie inwestycji z KPO. Jej oddanie przewidziano na drugi kwartał 2027 r. Jak podkreśla Prezes Polskiego Stowarzyszenia Magazynowania Energii Barbara Adamska [12]: „niski współczynnik dyspozycyjności, brak jasnych sygnałów lokalizacyjnych i wysokie koszty finansowania utrudniają rozwój magazynów energii w Polsce, mimo rosnącej potrzeby ich wdrożenia w systemie”.

Podsumowanie

Rosnący udział okresowo zmiennych odnawialnych źródeł energii w systemach energetycznych zwiększa popyt na bateryjne magazyny energii elektrycznej. Przewiduje się dalszy spadek kosztów, a wiele rządów wspiera tego typu magazynowanie energii poprzez odpowiednią politykę i dotacje. Chiny przodują w rozbudowie wszelkich form magazynowania energii, co wynika z ich dominującej roli, o ile chodzi o nowe inwestycje w energetykę wiatrową i słoneczną. Także w Polsce dostrzega się rosnącą potrzebę wdrożenia na szerszą skalę w systemie elektroenergetycznym bateryjnych magazynów energii, na efekty podjętych działań trzeba będzie jednak jeszcze poczekać.

Tab. 1. Moc zainstalowana OZE (ogółem, elektrownie fotowoltaiczne i wiatrowe) w latach 2015-2024 w świecie i wybranych krajach oraz w Unii Europejskiej

Źródło danych: Renawable Energy Statistics 2025 [1]

OZE ogółem [GW]
	2015	2020	2024	2024/2015
Świat	1849,073	2808,097	4442,755	2,4
Chiny	479,103	896,412	1817,956	3,8
EU	369,356	475,543	702,582	1,9
USA	194,900	292,548	427,886	2,2
Fotowoltaika [GW]
Świat	220,869	713,258	1858,725	8,4
Chiny	43,538	253,414	886,120	20,4
EU	84,293	132,878	302,105	3,6
USA	21,684	74,046	176,114	8,1
Elektrownie wiatrowe [GW]
Świat	416,385	733,362	1132,657	2,7
Chiny	131,048	281,993	521,266	4,0
EU	127,174	177,072	231,267	1,8
USA	72,573	118,478	152,653	2,1

Tab. 2. Moc zainstalowana OZE (ogółem, elektrownie fotowoltaiczne i wiatrowe) w latach 2015-2024 w Polsce

Źródło danych: Renawable Energy Statistics 2025 [1]

	2015	2020	2024	2024/2015
Ogółem [GW]	6,914	12,115	32,423	4,7
Fotowoltaika [GW]	0,103	3,795	20,199	196,1
Elektrownie wiatrowe [GW]	4,886	6,298	10,059	2,1

Tab. 3. Moc zainstalowana wodnych elektrowni szczytowo-pompowych w latach 2015-2024 w świecie i wybranych krajach oraz w Unii Europejskiej [GW]

Źródło danych: Renawable Energy Statistics 2025 [1]

	2015	2020	2024	2024/2015
Świat	111,902	122,319	150,074	1,34
Chiny	23,030	31,490	58,690	2,55
EU	23,091	22,654	23,024	~1
USA	18,866	19,227	18,925	~1
Polska	1,406	1,423	1,359	~1

Literatura:

https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2025/Jul/IRENA_DAT_RE_Statistics_2025.pdf (15.12.2025).

https://www.pse.pl/dane-systemowe/funkcjonowanie-kse/raporty-roczne-z-funkcjonowania-kse-za-rok/raporty-za-rok-2024 (12.01.2025).

https://english.www.gov.cn/archive/statistics/202512/26/content_WS694e2779c6d00ca5f9a0846f.html (12.01.2026).

https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2025 (18.12.2025).

Moryń-Kucharczyk E.: Rola magazynowania energii w integracji OZE z systemem elektroenergetycznym = The Role of Energy Storage in RES Integration with a Power System – Energetyka, 2017, nr 12 (762), s. 833-836.