Karolina Baca-Pogorzelska (text also available in English)
Rozkręcająca się w Polsce susza budzi obawy, czy wytwórcy prądu tym razem sobie poradzą. Niemniej jednak polska infrastruktura energetyczna jest teraz lepiej przygotowana niż pięć lat temu.
– Wytwórcy nie sygnalizują, by obecna sytuacja hydrologiczna miała znaczący wpływ na produkcję energii elektrycznej. Problem niskiego stanu wód w rzekach dotyczy elektrowni o otwartym obiegu chłodzenia – mówi nam Beata Jarosz-Dziekanowska, rzeczniczka Polskich Sieci Energetycznych.
Jarosz-Dziekanowska tłumaczy, że Polska ma pięć takich jednostek: stare bloki elektrowni w Kozienicach, a także elektrownie Połaniec, Ostrołęka, Dolna Odra i Stalowa Wola. W Dolnej Odrze nie zdarzają się takie problemy, bowiem jest on położona w dolnym biegu rzeki i dotychczas nie notowano tam niskich poziomów. Ponadto w Elektrowni Stalowa Wola wkrótce zostanie uruchomiony blok gazowo-parowy, więc dwie stare jednostki po 125 MW chłodzone przez San przestaną mieć większe znaczenie.
Zatem nie wliczając 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. Problem suszy dotyczy więc nieco ponad 10 proc. mocy.
Może się wydawać, że to niewiele, ale w 2015 r. w lecie okazało się, że jest to realny problem. Konieczne było wprowadzenie zapomnianego w zasadzie w Polsce od czasów PRL tzw. dwudziestego stopnia zasilania. Czym są stopnie zasilania i dlaczego dwudziesty jest najsłynniejszy?
Stopnie zasilania w Polsce
11 stopień zasilania to nasza podstawa, odbiorca może pobierać moc do poziomu mocy określonej w umowie, co w praktyce oznacza brak ograniczeń. 12-19 stopień zasilania to równomierne obniżenie mocy pobieranej przez odbiorcę, w praktyce niekoniecznie nawet odczuwalne.
I wreszcie 20 stopień zasilania, który polega na tym, że odbiorca może pobierać moc do ustalonego minimum niepowodującego zagrożeń bezpieczeństwa oraz uszkodzenia lub zniszczenia obiektów technologicznych. W praktyce na przykład oznacza to na przykład znacznie mniej świateł w hipermarketach i sklepach wielkopowierzchniowych, co wiele osób pamięta z 2015 r.
To właśnie w związku z pojawiającym się od lat problemem niskiego poziomu wody w rzekach właściciele instalacji przeprowadzili inwestycje, które pozwalają na np. spiętrzenie wody. Dzięki temu udaje się utrzymać produkcję nawet, gdy poziom wody w rzekach jest niski.
Tegoroczne lato będzie jednak wyjątkowe – to pierwszy rok, gdy moc zainstalowana w fotowoltaice, czyli w wytwarzaniu energii ze słońca zbliży się do 2000 MW. Z danych PSE wynika, że 1 kwietnia 2020 r. w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym było 1695 MW mocy fotowoltaicznej. To przyrost o ponad 180 proc. rok do roku, a do lata z pewnością przybędzie więcej 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 w lecie pracują z pełną mocą.
– Mamy także do dyspozycji środki zaradcze pozwalające na łagodzenie problemów bilansowych, m.in. zakontraktowane usługi DSR (usługa polegająca na redukcji poboru energii na polecenie operatora systemu przesyłowego) – tłumaczy Jarosz-Dziekanowska.
– No i wreszcie dostępny jest import energii elektrycznej – połączenia międzynarodowe od feralnego 2015 r. zostały znacząco rozbudowane.
Obowiązkiem PSE wynikającym z prawa jest wyznaczenie zdolności przesyłowych na połączeniach międzysystemowych oraz udostępnienie ich uczestnikom rynku. Wielkość importu i eksportu energii do Polski to wynik swobodnej gry rynkowej uczestników rynku na europejskim rynku energii elektrycznej, który został uwolniony i poddany grze konkurencyjnej już kilkanaście lat temu. Analogiczne zasady obowiązują we wszystkich krajach UE.
Czy koncerny energetyczne są przygotowane na suszę?
Ostatnie ulewne deszcze w przeważającej części Polski nie wpłynęły znacząco na sytuację hydrologiczną. Prawdziwe lato, a więc i prawdziwe fale upałów, dopiero przed nami. Sprawdziliśmy, jak na suszę przygotowuje się „wielka czwórka”, czyli cztery największe spółki energetyczne w Polsce kontrolowane przez Skarb Państwa.
– Nasze elektrownie wodne oraz bloki konwencjonalne chłodzone wodą są przygotowane na sytuację spowodowaną suszą, gdy mogą występować w rzekach niskie stany poziomu wody. W Ostrołęce Energa zbudowała na Narwi specjalny jaz piętrzący wodę w miejscu poboru. Nie ma także obecnie zagrożenia w funkcjonowaniu elektrowni wodnych – zapewnia Krzysztof Kopeć, rzecznik gdańskiej spółki.
Obecny poziom wody w rzece Narew na wysokości miasta Ostrołęka nie utrudnia pracy elektrowni konwencjonalnej Elektrownia B w Ostrołęce o mocy 690 MW (3 bloki po 230 MW chłodzone wodą). Monitorowany na bieżąco poziom wody jest wyższy od ostrzegawczego o ok. 30 cm. Elektrownia jest odpowiednio przygotowana na wypadek niskiego stanu wody ponieważ Energa wdrożyła, jako pierwsza w Polsce, jaz spiętrzający wodę w miejscu poboru z rzeki.
– Należące do Grupy Enea elektrownie są przygotowane do pracy przy niższych stanach wody – mówi nam z kolei Piotr Ludwiczak, rzecznik poznańskiej Enei.
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.
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 – tłumaczy Ludwiczak. Otwarte chłodzenie w Enei ma również jej elektrownia w Połańcu. Jak zapewnia Ludwiczak ta jednostka też jest przygotowana na potencjalne kłopoty, jakie sprawia susza.
– 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 – tłumaczy.
Tauron również przekonuje, że jest przygotowany na suszę. Przy czym kwestia otwartego chłodzenia w tej spółce jest najmniejszym problemem patrząc na jej zainstalowane moce.
– Nasze bloki energetyczne korzystają w ponad 90 proc. z zamkniętych układów chłodzenia, czyli nie pobierają wody wprost z rzek. W układzie zamkniętym do chłodzenia czynnika obiegowego wykorzystywane są chłodnie kominowe – pobrana woda jest przepompowywana i chłodzona w chłodni kominowej, po czym znów wraca do obiegu w elektrowni – mówi nam Łukasz Zimnoch, rzecznik Taurona.
Chłodzenie otwarte ma tylko jedna jednostka Tauron, w Stalowej Woli. Parametry rzeki San w Stalowej Woli znajdują się w normie, wynosząc obecnie 146 cm – minimalny poziom wody, przy którym pracuje elektrownia to około 50 cm, uspokaja Zimnoch.
Największa z krajowych spółek, czyli PGE, również monitoruje stan wód. Trzy elektrownie – w tym te największe, a więc Bełchatów, Opole i Turów – pracują w zamkniętym obiegu chłodzenia bloków energetycznych, co daje gwarancję ich stabilnego funkcjonowania i niezakłóconych dostaw energii elektrycznej do odbiorców.
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. Dzięki zastosowanemu rozwiązaniu zakład może produkować energię w okresie wysokich temperatur oraz potencjalnej suszy.
Natomiast we wspomnianej wcześniej Dolnej Odrze 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 elektrownia jest przystosowana do pracy w trudnych warunkach hydrologicznych mogących wystąpić w okresie suszy.
Jak twierdzi PGE, susza nie zagraża również funkcjonowaniu elektrociepłowni wchodzących w skład spółki córki PGE Energia Ciepła, bo nawet tam, gdzie układy chłodzenia są otwarte, czy półotwarte zastosowano środki mające niwelować potencjalne zagrożenia.
Niebezpieczeństwa suszy
– W Polsce mamy kilka elektrowni i elektrociepłowni węglowych z otwartym obiegiem chłodzenia, a więc takich, które pobierają ogromne ilości wody z rzek lub jezior, a następnie muszą tę wodę ponownie do nich wpuścić, mówi nam Bartłomiej Derski z portalu Wysokienapiecie.pl.
– Największe znaczenie mają tu Kozienice, bo to druga co do wielkości elektrownia w Polsce, a na 4 GW mocy zainstalowanej aż 3 GW pracują w otwartym obiegu chłodzenia korzystającym z Wisły
Jego zdaniem w instalacjach z otwartym układem chłodzenia susza mimo uspokajającego tonu energetyków może utrudniać pobór wody. Większość z nich zainwestowała już jednak w systemy takie jak spiętrzenia i pompy, co powinno umożliwiać pobór wody nawet w przypadku bardzo dużej suszy.
Jednak według Derskiego, drugie zagrożenie pojawia się w chwili zrzutu gorącej wody na końcu tego otwartego obiegu. Elektrownie mają pozwolenia środowiskowe uprawniające je do podwyższenia temperatury wody w rzece czy jeziorze maksymalnie do 35 st. C.
W sytuacji gdy wody w rzece jest mało, a w dodatku mamy bardzo wysokie temperatury utrzymujące się dzień i noc, woda w akwenie może być tak ciepła, że elektrownie będą musiały ograniczyć produkcję, aby nie dopuścić do przekroczenia owych 35 st. C na zrzucie, bo groziłoby to katastrofą ekologiczną i karami.
Jeżeli więc, pomimo suszy, nie dojdzie do wielodniowych upałów, sytuacja tych elektrowni nie powinna wymagać ograniczania produkcji. Natomiast według Derski, jeśli obok suszy wystąpią wielodniowe upały, ograniczenia produkcji mogą sięgać do ok. 2-3 GW, a więc ok. 10 proc. zdolności wytwórczych elektrowni węglowych w Polsce.
Wówczas elektrownie wiatrowe nie pomogą, bo upałom niemal zawsze towarzyszy zaleganie nad Polską strefy wysokiego ciśnienia, czyli niemal całkowita flauta.
Polska jest w lepszej sytuacji energetycznej niż w 2015 roku
Jednak od 2015 roku, gdy mieliśmy w Polsce ograniczenia w poborze mocy, przybyło nam ok. 3 GW w blokach węglowych o zamkniętym obiegu wody, ok. 1 GW w elektrociepłowniach gazowych i już niemal 2 GW we wspomnianych wcześniej elektrowniach słonecznych, które pracują z największą mocą dokładnie podczas największego obciążenia systemu.
Polska ma więc dużo więcej mocy uniezależnionej od warunków hydrologicznych, potwierdza Bartłomiej Derski. Dodatkowo o 1-2 GW zwiększyła się średnia moc z jaką jesteśmy w stanie importować energię elektryczną od sąsiadów. PSE na lato zakontraktowały ponadto blisko 0,8 GW mocy w ramach programu redukcji mocy (DSR).
– Sytuacja energetyczna w Polsce wydaje się więc być całkiem niezła, pomimo spodziewanego wzrostu szczytowego zapotrzebowania o ok. 2 GW w stosunku do sytuacji sprzed pięciu lat, o ile będziemy w dobie koronawirusa mieć do czynienia z wielodniowymi upałami i powrotem ludzi do biurowców i galerii handlowych – podkreśla Derski.
Dodaje, że jak na razie nie spodziewa się ograniczeń dostaw prądu dla przemysłu, choć oczywiście nie można być tego pewnym, jeśli dojdzie do zbiegu niekorzystnych okoliczności takich jak susza, wielodniowe upały, problemy z którymś z połączeń transgranicznych, przeciągające się remonty planowe elektrowni, wystąpienie dużej liczby awarii w elektrowniach konwencjonalnych czy konieczności ograniczania przesyłu energii na części linii ze względu na ich nadmierne rozciąganie się pod wpływem dużego obciążenia, wysokiej temperatury powietrza, braku wiatru i wysokiego nasłonecznienia.
Jednak wystąpienie tych wszystkich problemów w jednym momencie jest naprawdę najczarniejszym scenariuszem dla polskiej energetyki.
Zdjęcie: Wikimedia/Pibwl (under CC BY-SA 3.0)
