Temat suszy to nie tylko kwestia zbiorów i cen żywności, ale także energetyki. Woda odgrywa kluczową rolę w elektrowniach konwencjonalnych i jej braki mogą prowadzić do ograniczenia produkcji. To negatywnie może się odbić nie tylko na energetyce, ale i na gospodarce i życiu Polaków. Czy zatem latem grozi na blackout? Spółki póki co uspokajają.
- Zapowiadane niedobory wody mogą doprowadzić do konieczności zmniejszenia bądź nawet zatrzymania wytwarzania energii elektrycznej w niektórych elektrowniach - zwraca uwagę w rozmowie z Bankier.pl dr inż. Łukasz Tomków, pracownik naukowy w CERN-ie. Problem przede wszystkim dotyczy lata, a w zasadzie miesięcy ciepłych. Pełną parą pracują wówczas np. klimatyzatory, co zwiększa zapotrzebowanie na energię elektryczną. To, w połączeniu z ewentualnymi problemami z podażą, prowadzić może w skrajnych przypadkach nawet do tzw. blackoutu, czyli rozległej awarii zasilania.
- Problem związany jest ze sposobem pracy elektrowni węglowej opartym na obiegu Rankine'a. W najprostszym ujęciu obieg ten składa się z czterech procesów przeprowadzanych w zamkniętym cyklu. W pierwszym ciekła woda pod wysokim ciśnieniem odparowywana jest w kotle. Następnie uzyskana para wodna jest rozprężana w turbinie napędzającej generator elektryczny. Po rozprężeniu para jest skraplana w skraplaczu, co prowadzi do wytworzenia podciśnienia. Ostatnim, zamykającym obieg, procesem jest pompowanie skroplonej wody do wysokiego ciśnienia przed ponownym odparowaniem w kotle - tłumaczy dr inż. Łukasz Tomków.
- Skraplacz do prawidłowej pracy wymaga efektywnego odbioru ciepła. Zależnie od lokalnych warunków realizowane jest to z wykorzystaniem chłodni kominowych, miejskich sieci ciepłowniczych, wody morskiej i wody rzecznej. W ostatnim przypadku niedobór wody w rzece może sprawić, że ciśnienie w niedostatecznie chłodzonym skraplaczu zacznie wzrastać. Początkowo powoduje to zmniejszenie mocy turbiny ze względu na niższą różnicę ciśnień pomiędzy jej wlotem a wylotem. W związku z tym moc bloku energetycznego jest zmniejszana, by dopasować się do możliwości odprowadzania ciepła. Jeżeli pomimo tego nadal nie jest możliwy odbiór ciepła, praca bloku zostaje zatrzymana - wyjaśnia Tomków.
Dodatkowym problemem jest też sama temperatura powietrza, która również może obniżać moc w miesiącach letnich. - Działa tutaj taki sam mechanizm, problem ten dotyczy jednak również elektrowni chłodzonych z wykorzystaniem chłodni kominowych. Z tych powodów kombinacja wysokich temperatur i niedoboru wody jest szczególnie niebezpieczna dla systemu energetycznego - tłumaczy ekspert.
Ministerstwo dostrzega ryzyko
Temat problemów z zasilaniem nie jest nowy, w ostatnim czasie wraca bowiem w zasadzie co roku. Susze towarzyszą nam dość regularnie, w systemie zaś wciąż nie brakuje przestarzałych technologii. W ostatniej dekadzie zdarzały się nawet sytuacje, gdy musiały zostać ogłoszone tzw. stopnie zasilania, ograniczające popyt i mające zapobiegać blackoutowi. Tak było np. w 2015 roku, gdy właśnie z powodu stanu rzek wprowadzone musiały zostać ograniczenia w poborze mocy.
W tym roku susza jest jeszcze dotkliwsza niż np. w ubiegłym roku i ostatnie deszcze stanowią tylko częściową ulgę. Minister gospodarki morskiej i żeglugi śródlądowej Marek Gróbarczyk zaznaczył w poniedziałkowej rozmowie z "Dziennikiem Gazetą Prawną", że jeszcze miesiąc temu o obniżonym – poniżej 40 proc. – poziomie wilgotności gleby, było ok. jednej dziesiątej kraju. 15 kwietnia było to już 90 proc. kraju.
W tej samej rozmowie Gróbarczyk podkreślił również, że spadający poziom wody w rzekach, z której korzystają elektrownie węglowe, jest dużym zagrożeniem dla energetyki. - Większość energetyki jest oparta na zasobach wody z rzek. Po doświadczeniach z poprzednich lat zrealizowano pewne inwestycje, które poprawiają sytuację, ale jeśli dojdzie do dużej suszy, to na pewno spotkamy się z problemem ograniczania mocy w największych elektrowniach w wyniku niedoboru wody - ocenił.
W PSE póki co spokój
Beata Jarosz-Dziekanowska, rzeczniczka prasowa Polskich Sieci Elektroenergetycznych, w rozmowie z Bankier.pl wskazuje, że wytwórcy nie sygnalizują, by obecna sytuacja hydrologiczna miała znaczący wpływ na produkcję energii elektrycznej. To częściowo dowodzi odporności systemu na obecny stan wód, warto jednak pamiętać, że wciąż dopiero wchodzimy w okres upałów. Dodakowo obecnie popyt na moc jest nawet niższy, wszystko za sprawą epidemii koronawirusa. Gospodarczy lockdown doprowadził nie tylko do tymczasowego zamknięcia wielu dużych zakładów produkcyjnych, ale także i sklepów oraz biur, które latem zgłaszają istotny dodatkowy popyt związanych choćby ze wspominaną klimatyzacją. Otwieranie gospodarki może jednak wymazać ten zmniejszający obecnie zapotrzebowanie czynnik.
PSE nieustanie prowadzi analizy związane z bezpieczeństwem systemu i suszą. - Problem niskiego stanu wód w rzekach dotyczy elektrowni o otwartym obiegu chłodzenia. W Polsce mamy pięć takich jednostek: stare bloki elektrowni w Kozienicach, a także elektrownie Połaniec, Ostrołęka, Dolna Odra i Stalowa Wola. Należy dodać, że w El. Dolna Odra nie zdarzają się takie problemy, bowiem jest on położona w dolnym biegu Odry i dotychczas nie notowaliśmy tam niskich poziomów rzeki. Ponadto, w Elektrowni Stalowa Wola wkrótce zostanie uruchomiony blok gazowo-parowy, więc 2 stare jednostki (2x125MW) chłodzone Sanem przestaną mieć większe znaczenie w tej kwestii. Zatem, nie wyliczając bloków Dolnej Odry (6x200MW) oraz Stalowej Woli, łączna moc jednostek, na które wpływ ma poziom rzek to ok. 3550 MW. Dla porównania łączna moc wszystkich elektrowni konwencjonalnych w Polsce to ok. 34 000 MW - wyjaśnia Jarosz-Dziekanowska.
Fotowoltaika wesprze system
Rzeczniczka PSE zwraca także uwagę, że wracający temat niskiego stanu wód sprawił, iż wytwórcy przeprowadzili inwestycje, pozwalające na np. spiętrzenie wody, które w niektórych przypadkach pozwalają zniwelować negatywne skutki suszy. Tegoroczne lato ma być też wyjątkowe w związku z ogromnymi inwestycjami fotowoltaicznymi, jakie miały miejsce w ostatnich kilkunastu miesiącach.
- Ze zgromadzonych przez PSE danych wynika, że 1 kwietnia 2020 r. w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym było 1695 MW mocy zainstalowanej w fotowoltaice. To przyrost o ponad 180 proc. rok do roku, a do lata z pewnością przybędzie nowych instalacji. Fotowoltaika jest bardzo „wygodna” dla systemu elektroenergetycznego, bo energia elektryczna jest produkowana wtedy, gdy jest najbardziej potrzebna, czyli w ciągu dnia. To wtedy jest najgoręcej, a klimatyzatory pracują z pełną mocą - tłumaczy w rozmowie z Bankier.pl rzeczniczka Polskich Sieci Elektroenergetycznych.
Jarosz-Dziekanowska przypomina także, że w PSE dysponuje też m.in. umowami DSR, które pozwalają na łagodzenie ewentualnych problemów bilansowych. Według ogłoszonych w styczniu zakontraktowano 612 MW mocy gwarantowanej. O tyle będzie można zredukować pobór z sieci na polecenie operatora systemu przesyłowego. Istotnym wsparciem dla systemu jest także import energii, który odgrywa coraz istotniejszą rolę m.in. ze względu na korzystną różnicę cen. W skrajnym wypadku pozostają w obwodzie wspominane już stopnie zasilania.
Enea deklaruje gotowość
Uspokajajacy ton słyszymy także w spółkach odpowiedzialnych za wspominane elektrownie. - Należące do Grupy Enea elektrownie są przygotowane do pracy przy niższych stanach wody. Sytuacja hydrologiczna jest stale monitorowana a instalacje chłodzenia utrzymywane są w pełnej dyspozycyjności. W Elektrowni Kozienice nowy blok energetyczny o mocy 1075 MW chłodzony jest w oparciu o tzw. układ zamknięty z chłodnią kominową. Wpływ temperatury i poziomu wody w rzece ma zatem znikomy wpływ na pracę tej jednostki. Bloki klasy 200 i 500 MW działają w tzw. otwartym układzie chłodzenia, który w ostatnich latach przeszedł modernizację i jest przygotowany do pracy przy niskim stanie wody. Kolejne inwestycje usprawniające układ są w trakcie realizacji. Przy elektrowni działa również tymczasowy próg stabilizujący poziom wody. Dodatkowo Elektrownia Kozienice wyposażona jest w system chłodni wentylatorowych umożliwiających schłodzenie wody oddawanej do rzeki, który uruchamiany jest przy wzroście temperatur - wyjaśnia Piotr Ludwiczak, rzecznik prasowy Grupy Enea.
- Elektrownia Połaniec również jest przygotowana do pracy przy niższych stanach wody. Jednym z urządzeń jest elastyczny próg stabilizujący poziom rzeki, który zapewnia wymagany napływ wody do instalacji chłodzenia. Próg każdego roku podlega przeglądom okresowym, dzięki czemu jest utrzymywany w pełnej dyspozycyjności. Elektrownia może także zastosować dodatkowe chłodzenie wody powracającej do rzeki poprzez wykorzystanie pomp tzw. obiegu mieszanego wraz z chłodniami rozbryzgowymi - dodaje Ludwiczak.
PGE także uspokaja
Podobnie jest w GiEK-u, czyli spółce-córce Polskiej Grupy Energetycznej, która odpowiada za górnictwo i energetykę konwencjonalną. - Elektrownie należące do spółki PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna są przygotowane na możliwość wystąpienia tzw. suszy hydrologicznej. Trzy elektrownie PGE GiEK: Elektrownia Bełchatów, Elektrownia Opole i Elektrownia Turów pracują w tzw. zamkniętym obiegu chłodzenia bloków energetycznych, co daje gwarancję ich stabilnego funkcjonowania i niezakłóconych dostaw energii elektrycznej do odbiorców. Zamknięty układ chłodzenia, który wykorzystywany jest w blokach energetycznych, sprzyja również ograniczeniu poboru wody na potrzeby procesów technologicznych. W przypadku tego typu układu obiegu wody, uzupełniane są tylko jej straty - wyjaśnia w rozmowie z Bankier.pl Sandra Apanasionek, rzecznikczka PGE GiEK.
- W Elektrowni Rybnik zastosowano dwa układy chłodzenia (zamknięty i otwarty) wykorzystujące wodę ze zbiornika na rzece, co pozwala zwiększyć elastyczność oraz niezawodność produkcji energii elektrycznej, zwłaszcza w porównaniu z podobnymi blokami energetycznymi chłodzonymi wodą z rzek przepływowych. Dzięki zastosowanemu rozwiązaniu zakład może produkować energię w okresie wysokich temperatur oraz potencjalnej suszy. Natomiast w Zespole Elektrowni Dolna Odra zastosowano wyłącznie tzw. otwarty układ chłodzenia, jednak i w tym przypadku obniżony poziom wody w rzekach spowodowany suszą nie wpływa na parametry pracy jednostek wytwórczych. Ze względu na lokalizację w dolnym biegu rzeki Odry oraz konstrukcję ujęć wody powierzchniowej, elektrownie ZEDO są przystosowane do pracy w trudnych warunkach hydrologicznych mogących wystąpić w okresie suszy - tlumaczy Apanasionek.
Ważny test dla systemu
Mimo uspokajającego tonu spółek, fala upałów połączona z suszą nadal pozostaje wyzwaniem dla systemu i jego stabilności. Dowodzi tego zresztą fakt, że wciąż czynione są inwestycje, mające na celu łagodzenie wpływu stanu wód na energetykę. To z kolei sprawia, że energetyczne spółki w każde lato wchodzą z nieco innym uzbrojeniem. Od wspominanego już 2015 roku, gdy system przeżył największy kryzys, sporo zmieniło się także w samym miksie. - Należy zwrócić uwagę na zmianę struktury i wieku jednostek wytwórczych, od sierpnia 2015 roku powstały m.in. nowe bloki na węgiel kamienny (Opole i Jaworzno), a także odnotowano znaczny wzrost zainstalowanej mocy odnawialnych źródłach energii (o ponad 2 GW) – mówi Monika Krasińska, dyrektor działu analityczno-prawnego w Energy Solution.
Jej zdaniem pogoda może sprzyjać ograniczeniom w poborze mocy. Ryzyko, że zabraknie nam prądu tego lata zatem istnieje, choć jest niewielkie. - Jeśli wzrost zapotrzebowania nastąpi gwałtownie oraz poziom wód będzie dalej spadał, wówczas Operator wykorzysta wszelkie możliwe narzędzia, aby zapobiec ograniczeniom w poborze mocy, nim zgłosi okres zagrożenia i wprowadzi podwyższone stopnie zasilania - wskazuje Krasińska.
Kolejną zmienną w równaniu jest pogoda. Obecnie fala deszczów przynosi pewną ulgę, nie wiadomo jednak, jak dużo deszczowych dni przed największymi upałami nas jeszcze czeka. Nie wiemy także, z jakimi temperaturami przyjdzie nam się mierzyć. Zmiany w miksie, nowe inwestycje oraz różnice pogodowe sprawiają, że de facto każde lato jest z punktu widzenia bezpieczeństwa systemu zupełnie osobną historią. To powoduje, że zdania ekspertów na temat możliwych ograniczeń w poborze mocy są podzielone. Powtarza się jednak spostrzeżenie, że przy skrajnie negatywnym scenariuszu temat pogodowych problemów energetyki może powrócić.
