Wzrost węgla, spadek OZE – spowolnienie transformacji energetycznej? Komentarz do danych ENTSOE-E o krajowym i europejskim rynku energii we wrześniu 2021

We wrześniu 2021 struktura produkcja energii elektrycznej nieco różniła się od miesiąca poprzedniego pod względem źródeł wytwórczych. Coraz krótsze jesienne dni ograniczają produkcję z fotowoltaiki. Elektrownie, ale w tym okresie elektrownie wiatrowe tradycyjnie zwiększają produkcję. Ich udział we wrześniu wzrósł w stosunku do sierpnia o 0,6 proc., oraz o 16,2 proc. r/r, na co wpływa oddawanie nowych mocy wiatrowych zakontraktowanych w aukcjach na energie z OZE w 2018 i 2019 r. W dniu 23 września odnotowano najwyższą w historii efektowaną moc farm wiatrowych w KSE – 6,05 GW. Niestety wzrost udziału energii z wiatru i energetyki wodnej (mały udział w bilansie) nie uchroniły całej generacji OZE przed wrześniowym spadkiem generacji o 2,2 proc. – pisze Grzegorz Wiśniewski, Prezes Instytutu Energetyki Odnawialnej.

Niestety spadek generacji OZE miał miejsce w całej UE i m.in. z tego powodu wzrastały ceny energii. We wrześniu cała Europa odczuła również niespotykany od ponad dekady wzrost cen surowców energetycznych, głównie gazu ziemnego i węgla, co - przy stałym wzroście cen uprawnień do emisji CO2 (EUA) i wzroście zapotrzebowania na energię, jak również zdecydowanie wyższej generacji z węgla i gazu (rzędu 30 proc. m/m) - przełożyło się na ogromne wzrosty cen energii elektrycznej w krajach europejskich.

Dane ENTSO-E pokazują, że, w Polsce, w UE, jak i sposób najbardziej spektakularny w Niemczech wzrasta ilość energii z węgla, co jest niepokojące względem planów transformacji energetycznej i redukcji emisji gazów cieplarnianych. W całej Europie mniejszą produkcję energii z OZE zbilansować musiały elektrownie na węgiel. W Polsce odnotowano podobną, ale nie identyczną strukturę wytwarzania jak w sierpniu, co przedstawia rysunek poniżej. Jak w całej UE wzrósł udział węgla kamiennego, natomiast spadek odnotował węgiel brunatny, co w sumie we wrześniowym bilansie węglowym przełożyło się na 7-proc. wzrost (m/m) i drugi w ciągu ostatniego roku (po styczniu 2021 r.) wynik w generacji węglowej.

We wrześniu fotowoltaika w Polsce wyprodukowała 471 GWh energii, co przełożyło się na spadek o 14 proc. względem miesiąca ubiegłego, natomiast o 98 proc. więcej niż rok wcześniej (r/r). Na koniec lipca 2021 r. moc zainstalowana w fotowoltaice przekroczyła 5,6 GW a we wrześniu pracowała już z mocą zainstalowaną rzędu 6 GW. Natomiast moc zainstalowana w elektrowniach wiatrowych na dzień 1 sierpnia 2021 r. przekroczyła 7 GW, dokładnie 7,065 GW. Energia wiatru i słońca stawiły łącznie 81,1 proc. całości energii z OZE, wobec 82,5 proc. w ostatnich 12-tu miesiącach. Natomiast wszystkie OZE we wrześniu stanowiły 16,1 proc. w finalnym zużyciu energii brutto (przy 15 proc. udziale w całym 2020 r.). Jak można zauważyć, źródła pogodowo-zależne stanowią główną produkcję zielonej energii, dlatego potrzeba wzrostu większego rozwoju elektrowni fotowoltaicznych, a szczególnie elektrowni wiatrowych na lądzie, aby poprawiać bilansowanie systemu energetycznego i podążać w stronę transformacji energetycznej i odchodzić od węgla.

Współczynnik miesięcznej korelacji Pearsona dla generacji wiatrowej i słonecznej w ciągu ostatniego roku był ujemy i wynosił -0,68 (b. silna korelacja ujemna) co potwierdza zasadność równoległego rozwoju tych źródeł energii. W przypadku rozdzielczości godzinowej siła ujemnej korelacji spada, ale jest też istotna za poprawy balansowania pracy hybryd wiatrowo-słonecznych, zarówno fizycznej (generacja on-site) jak wirtualnej (dwie uzupełniające się umowy PPA).

We wrześniu w Polsce różnica salda wymiany międzynarodowej wynosiła 444 proc. względem sierpnia br. Jest to już drugi miesiąc z rzędu gdzie saldo to jest ujemne czyli więcej energii zostało wyeksportowane niż zaimportowane. Export energii był zwiększony z powodu niższych cen energii w Polsce niż innych krajach sąsiednich, za wyjątkiem Skandynawii. Problem z transformacją energetyczną ma nie tylko Polska, ale cała UE. Dlatego warto analizować całość produkcji energii z OZE (i stan mocy wytwórczych) w szerszym kontekście międzynarodowym.

W Niemczech, we wrześniu pomimo rosnących cen węgla i gazu ziemnego nastąpił bardzo duży wzrost produkcji energii elektrycznej z elektrowni węglowych (aż o 125 proc. na węgiel kamienny i o 15 proc. na węgiel brunatny m/m) i elektrowni gazowych (38 proc. m/m). Miesiąc ten był pierwszym od stycznia 2019 r., gdzie miesięczna produkcja energii z węgla kamiennego przekroczyła 25 TWh i pierwszym od stycznie tego roku gdzie z węgla brunatnego wyprodukowano powyżej 34 TWh energii elektrycznej. Jak w całej Europie, tak i w Niemczech we wrześniu spadła produkcja energii z farm wiatrowych o 27 proc. w porównaniu do miesiąca ubiegłego z 24,6 TWh do 17,9 TWh. Sytuacja podobna miała miejsce w przypadku farm PV, gdzie krótsze dni spowodowały spadek miesięczny o 9 proc. Biorąc pod uwagę wszystkie źródła OZE w Niemczech stanowiły one 34,4 proc. w finalnym zużyciu energii, a 39,7 proc. stanowił węgiel (brunatny i kamienny). Na poniższym rysunku została przedstawiona miesięczna zmiana struktury produkcji energii w Niemczech od stycznia 2021 r.

Na tle całej UE można również potwierdzić niższą wietrzność w wrześniu w całej Europie, gdzie spadek produkcji energii z farm wiatrowych wyniósł ponad 18 proc. (m/m). Podobnie z fotowoltaiką, gdzie miesięczny spadek wyniósł prawie 13 proc., natomiast biorąc pod uwagę analogiczny okres roku ubiegłego nastąpił wzrost o 9 proc., co widać w rozwoju tego rynku w całej Europie. Niepokojące w kontekście odchodzenia UE od paliw kopalnych jest wzrost wykorzystania węgla kamiennego (o 58 proc. m/m i aż o 78 proc. z ostatnich 10 miesięcy) i węgla brunatnego (o 10 proc. m/m i o 36 proc. z ostatnich 10 miesięcy). Pomimo wzrostu cen gazu ziemnego również on zaliczył miesięczny wzrost o 27 proc., natomiast analizując ostanie 10 miesięcy nastąpił spadek 6,5 proc.. Zmiany m/m oraz r/r w produkcji energii elektrycznej we wrześniu 2021 r. w Polsce w Niemczech na tle UE zestawiono w tabeli poniżej.

Zwiększona produkcja energii z paliw kopalnych zbiegła się z globalnym wzrostem cen węgla i gazu w ostatnim czasie całej Europie jak i na świecie co doprowadziło do nagłych i gwałtownych wzrostów cen energii. Najbardziej odczuły to kraje opierające swój system energetyczny na elektrowniach gazowych, gdzie cena gazu od początku roku wzrosła o 250 proc.

Stawia to pytanie o słuszność polskiej strategii wykorzystania gazu przede wszystkim w kogeneracji. To nie tylko rozwiązanie kosztowne. Ucierpi na tym bowiem także elastyczność systemu energetycznego i nasza odporność na wstrząsy podobne do obecnego. Czy w obliczu napięć na rynku gazu i wysokich cen EUA nie byłoby lepiej, gdyby budować małe gazowe elektrownie szczytowe, które służyłyby do bilansowania generacji OZE, niezależne od zapotrzebowania na ciepło (i oddzielnie, duża tańsze kotły ciepłownicze)?

Obecna sytuacja uczy nas tego, że rozbudowa OZE musi mieć charakter planowy i zrównoważony. Powinniśmy równolegle rozwijać moce wiatrowe i słoneczne, które w dużym stopniu wzajemnie się bilansują. Kolejnym krokiem jest rozbudowa mocy magazynowych w cieple i elektryfikacja ciepłownictwa a w dalszej perspektywie – trzeba do elektroenergetyki, transportu i ciepłownictwa wprowadzać zielony wodór. Chwilowa poprawa pozycji Polski na rynku cen hurtowych jest epizodem i nie powinna przysłaniać realnych problemów, w tym nieuchronny wzrost cen energii dla odbiorców końcowych (patrz opłata mocowa). Podstawowym problemem naszego systemu energetycznego jest wieloletnie zapóźnienie w transformacji i spowodowany tym deficyt elastyczności, pogarszany regulacjami (rynek mocy) lub ich brakiem (taryfy dynamiczne) oraz silosowym myśleniem uniemożlwiającym korzyści „secor coupling”.

Grzegorz Wiśniewski, Prezes Instytutu Energetyki Odnawialnej

Czytaj również:

W stosunku do sierpnia br., wrzesień z minimalnie większym zużyciem i produkcją energii elektrycznej oraz wysokim eksportem w transgranicznym handlu energią