Bezpieczniej i taniej. Ciepłownictwo na ratunek KSE

Krajowy System Elektroenergetyczny (KSE) gwałtownie się zmienia. Coraz więcej energii pochodzi z wiatru i słońca, co sprawia, iż jej produkcja staje się zmienna – zależy od pory dnia i roku. W takich warunkach coraz trudniej utrzymać stabilną pracę systemu, a jednocześnie potrzebne są bardziej elastyczne sposoby wytwarzania i zużywania energii, dopasowane do momentów, gdy jest jej najwięcej. W tym pozornym impasie wsparciem może być sektor ciepłowniczy. Nowy raport Forum Energii Bezpieczniej i taniej. Ciepłownictwo na ratunek KSE pokazuje, w jaki sposób ciepłownictwo może pomagać stabilizować system elektroenergetyczny. Na podstawie danych autorzy analizują także opłacalność takiego elastycznego podejścia i porównują je z dotychczasowym modelem pracy ciepłowni.

Raport Forum Energii szczegółowo analizuje, jak połączyć potencjał ciepłownictwa z potrzebami KSE. Rosnąca zmienność w systemie energetycznym, choć stanowi wyzwanie, jednocześnie otwiera nowe możliwości dla sektora ciepłowniczego. Wprowadzane reformy rynku energii oferują zachęty do bardziej elastycznego dostosowywania produkcji i zużycia energii. Nasza analiza pokazuje, iż ciepłownictwo i elektroenergetyka mogą wzajemnie sobie pomóc: ciepłownictwo jest w stanie dostarczyć niezbędną elastyczność, zwiększając bezpieczeństwo funkcjonowania KSE, a jednocześnie poprawić swoje wyniki finansowe i stworzyć przestrzeń do obniżania cen ciepła dla odbiorców. Jest to możliwe do osiągnięcia stosunkowo niewielkim kosztem – poprzez usprawnienie planowania, dostosowanie regulacji i systemów wsparcia, inwestycje w magazyny ciepła oraz stopniową zmianę modelu działania przedsiębiorstw: z pracy opartej głównie na długoterminowych kontraktach na model lepiej reagujący na dynamiczne sygnały z rynku energii. Dzięki temu elektrociepłownie mogą aktywnie wspierać KSE również poza sezonem grzewczym.

Ciepłownictwo w pułapce przeszłości – czas na zmiany

Polski sektor ciepłowniczy, ogrzewający blisko połowę gospodarstw domowych w kraju, stoi przed kumulacją wyzwań. Wysokie ryzyko związane z kosztami paliw, konieczność modernizacji przestarzałych źródeł ciepła oraz presja na poprawę rentowności i konkurencyjności cenowej to tylko niektóre z nich. Dotychczasowy model, oparty głównie na nieelastycznych jednostkach węglowych bez magazynów ciepła, utrudniał rozdzielenie produkcji energii elektrycznej i cieplnej, czyniąc sektor nieprzydatnym dla stabilizacji pracy KSE.

– KSE potrzebuje mocy dyspozycyjnej do stabilizacji sieci elektroenergetycznej, którą można zwiększyć dzięki elastyczności w ciepłownictwie – zauważa dr inż. Arkadiusz Musiał, jeden z autorów raportu. – Nie będzie to jednak możliwe, dopóki ciepłownictwo będzie sprzedawać wytworzoną energię elektryczną w sposób „z góry ustalony”, po stałych cenach, czyli na Rynku Transakcji Towarowych (RTT), gdzie ceny są ściśle określone i oderwane od bieżącej sytuacji w systemie elektroenergetycznym. Takie podejście nie daje bodźców do zmiany sposobu działania – dodaje.

Elastyczność – klucz do niższych cen i większej odporności systemu

Raport Forum Energii podkreśla, iż przejście na elastyczny model eksploatacji, w którym elektrociepłownie nie pracują według stałego planu, ale na bieżąco dostosowują produkcję energii do sytuacji na rynku (Rynek Dnia Następnego, RDN), jest nie tylko możliwe, ale i finansowo opłacalne. jeżeli elektrociepłownie produkują więcej wtedy, gdy ceny są wyższe, a mniej gdy są niższe — mogą działać bardziej efektywnie i jednocześnie zwiększać swoje przychody. Jest to w tej chwili także technologicznie możliwe, bo nowe jednostki kogeneracyjne, kotły elektrodowe czy pompy ciepła, wspierane magazynami ciepła, pozwalają gwałtownie reagować na sygnały z sieci, maksymalizując zyski ze sprzedaży energii elektrycznej w okresach wysokich cen i odbierając nadwyżki energii z OZE, gdy energia jest tania lub choćby ujemna.

Elastyczna praca jednostek to droga do bardziej zróżnicowanego miksu ciepła

Chociaż dane historyczne i prognozy wskazują na wzrost mocy zainstalowanej w kogeneracjach gazowych, raport jednoznacznie zaznacza, iż gaz ziemny nie jest docelowym paliwem dla ciepłownictwa. Jest on jednak kluczowym elementem przejściowym, który pozwala na szybkie zwiększenie elastyczności systemu. Strategicznym kierunkiem pozostają odnawialne źródła energii i ciepło odpadowe, które zapewnią bezpieczeństwo energetyczne w oparciu o lokalne, nisko- i zeroemisyjne zasoby.

– Zwiększenie roli gazu w ciepłownictwie oznacza większą ekspozycję na import i wahania cen. Dlatego kogeneracja gazowa powinna być jedynie rozwiązaniem przejściowym. W dłuższej perspektywie celem nie jest zamiana jednego paliwa na inne, ale budowa elastycznego systemu, który integruje OZE, ciepło odpadowe, magazyny ciepła i technologie elektryczne – mówi Piotr Kleinschmidt, Autor Raportu.

Magazyny ciepła – fundament elastyczności

Kluczowym elementem umożliwiającym elastyczną pracę elektrociepłowni i czerpanie korzyści z dynamiki rynku są magazyny ciepła. Analiza Forum Energii wykazała, iż bez nich elastyczna praca okazuje się mniej opłacalna niż konwencjonalna strategia eksploatacji. Magazyny ciepła zwiększają elastyczność i pozwalają podążać za zapotrzebowaniem KSE bez zakłóceń dostaw ciepła do odbiorców. Co więcej, wspieranie systemu elektroenergetycznego to dodatkowe zyski dla elektrociepłowni, które w 2025 r. pozwoliłyby obniżyć cenę ciepła aż o 23%.

– Dziś ciepłownictwo stoi przed wyborem: pozostać w przewidywalnym, ale sztywnym modelu sprzedaży energii albo wykorzystać zmienność rynku do zwiększenia swojej roli w systemie. Nasza analiza pokazuje, iż elastyczność może się opłacać – zarówno systemowo, jak i biznesowo – mówi Andrzej Rubczyński, Autor Raportu.

Rekomendacje dla decydentów i branży

Raport Forum Energii przedstawia szereg rekomendacji, które mają na celu przyspieszenie transformacji polskiego ciepłownictwa:

• Wsparcie inwestycji w magazyny ciepła i systemy sterowania: Niezbędne jest wspieranie inwestycji w technologie zwiększające elastyczność, a także rozwój kompetencji kadr w zakresie handlu energią elektryczną.
• Dodatkowe punkty w konkursach grantowych: Inwestycje w kogenerację, które wykazują elastyczne podążanie za cenami energii i zapotrzebowaniem na ciepło, powinny być premiowane.
• Zmiany legislacyjne: Zmiany legislacyjne: modyfikacja mechanizmu kształtowania taryf, tak aby zachęcał do inwestycji w czyste technologie oraz do elastycznej pracy ciepłownictwa.
• Wsparcie zewnętrzne: Nie wszystkie zakłady ciepłownicze muszą samodzielnie rozwijać kompetencje w handlu energią. Mogą szukać partnerów, takich jak spółki obrotu czy agregatorzy, którzy komercyjnie wspierają elastyczną eksploatację.

Autorzy: dr inż. Arkadiusz Musiał, Piotr Kleinschmidt, Andrzej Rubczyński

Źródło: Forum Energii