W ramach obowiązującego Pakietu klimatycznego wszystkie państwa członkowskie UE od 2030 roku muszą zredukować efekt cieplarniany o 55 %, by zyskać neutralność klimatyczną. To jeden z nadrzędnych celów UE. Wiąże się to z koniecznością spełnienia również pozostałych obowiązków, które dotyczą m.in. zwiększenia bezpieczeństwa i efektywności energetycznej. Jaką rolę odgrywają w tym alternatywne źródła energii i wykorzystanie nowoczesnych magazynów energii?
Małgorzata Kalbarczyk-Leonczuk
Jakie są główne cele UE związane z bezpieczeństwem energetycznym i wykorzystaniem OZE?
Jednym z najważniejszych celów dla Unii Europejskiej jest neutralność klimatyczna Europy jako pierwszego kontynentu na świecie do 2050 roku. W związku z tym celem wszystkie państwa członkowskie muszą zmniejszyć efekt cieplarniany o 20 % i są zobowiązane by zwiększyć swoją niezależność energetyczną.
Kolejnym wymogiem UE jest zmotywowanie każdego państwa europejskiego do zwiększenia swojego udziału w zakresie wykorzystania OZE o min. 20 % przy jednoczesnym założeniu zwiększenia efektywności energetycznej. Dlaczego to tak istotne? Ze względu na konieczność osiągnięcia niezależności energetycznej, zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego i wymogi UE w zakresie ochrony środowiska ekologicznego. Sposobem na realizację tego celu jest inwestowanie w alternatywne źródła energii np. instalacje fotowoltaiczne, korzystanie z nowoczesnych magazynów energii oraz liczne programy, które pomagają obywatelom państw uzyskać dofinansowania do systemów fotowoltaicznych.
Ponadto ambicją UE jest to, by Europa była pierwszym kontynentem na świecie, który osiągnie neutralność klimatyczną do 2050 roku. To tłumaczy motywację państw członkowskich w zakresie wykorzystania nowoczesnych technologii i zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego.
Główne cele UE związane z OZE to:
1. Redukcja emisji gazów cieplarnianych o min. 55% do 2030 roku oraz realizacja celów neutralności klimatycznej do 2050 roku.
2. Zgodnie z zasadą „„efektywność energetyczna przede wszystkim” UE nakazuje wszystkim państwom europejskim stosowanie alternatywnych źródeł energii. To przekłada się na zainteresowanie obywateli państw europejskich wykorzystaniem alternatywnych źródeł energii np. montażem instalacji fotowoltaicznych czy magazynowaniem energii.
3. Inwestowanie w alternatywne źródła energii zapewnia bezpieczeństwo energetyczne i pozwala skutecznie zabezpieczyć się przed awariami prądu z sieci czy klęskami żywiołowymi (burze, powodzie, awarie linii energetycznych).
Wykorzystanie magazynów energii na świecie i w Polsce
Statystyki GreenTechMedia jednoznacznie wskazują, że najwięcej magazynów energii wykorzystuje USA i Australia, czyli państwa, dla których priorytetem jest niezależność i efektywność energetyczna.
W Niemczech znajduje się ponad 400 magazynów energii, które są wykorzystywane w gospodarstwach domowych. Ciekawostką jest fakt, że w 2021 roku zainstalowano kolejne 141 tysiące magazynów energii w Niemczech. Według danych ARE (Agencji Rynku Energii) z listopada 2021 roku liczba prosumentów w Polsce wyniosła 791.751 osób, którymi byli właściciele domów jednorodzinnych i przedsiębiorcy.
Świadczy to o wysokiej świadomości ludzi w zakresie wykorzystania alternatywnych źródeł energii i związanych z tym możliwości: niezależności energetycznej i możliwości wykorzystania alternatywnej energii z magazynów w dowolnej chwili.
Jak dawniej wykorzystywano energię?
Już w czasie Epoki Kamienia nasi przodkowie szukali sposobów, by magazynować energię i w tym celu składowali drewno, by wykorzystać je później do rozpalenia ogniska. Z czasem nauczyli się wykorzystywać energię słoneczną, by bezpiecznie przechowywać żywność.
Zmiany technologiczne na przestrzeni wieków w magazynowaniu energii sprawiły, że stosowano np. koło zamachowe w maszynach parowych, a płytki cynkowe i miedziane były źródłem energii elektrycznej.
Dziś w instalacjach fotowoltaicznych stosowane są ogniwa fotowoltaiczne, które nadal wykorzystują krzem i umożliwiają przekształcanie energii słonecznej na elektryczną. Natomiast magazyny energii ułatwiają przechowywanie nadwyżek energii i pozwalają w pełni uniezależnić się od energii z zakładów energetycznych.
Jakie są rodzaje magazynów energii?
Nowoczesne magazyny energii to głównie przydomowe urządzenia, które pozwalają magazynować nadwyżki wyprodukowanej energii z systemu fotowoltaicznego i wykorzystać je w momencie nagłego zapotrzebowania gospodarstwa domowego na energię elektryczną.
Sporą popularność uzyskały również akumulatory, które czerpią energię z wiatru i pozwalają na odzysk energii po zachodzie słońca. Termiczne magazyny energii pozwalają np. podgrzewać wodę za pomocą prądu i służą głównie w dużych sieciach ciepłowniczych.
Nowoczesne magazyny energii dzielą się następująco na:
- elektryczne (np. kondensator),
- elektrochemiczne (np. akumulatory samochodowe, ładowalne baterie, które umożliwiają odzysk energii na poziomie 90 %)
- termiczne (np. służące do magazynowania wody lub innych substancji)
- chemiczne (np.
- mechaniczne (np. elektrownie szczytowo-pompowe o mocy powyżej 50 kW wykorzystywane przez duże zakłady produkcyjne).
Przykład: Pod względem mocy magazyny energii dzielą się na małe, przydomowe magazyny, których moc zwykle nie przekracza 10 kW i najbardziej odpowiada instalacjom fotowoltaicznym o mocy do 7 kWp.
W przypadku większych potrzeb energetycznych np. zakładów przemysłowych stosuje się magazyny energii o większej mocy od 50 do 100 kWh. Korzyścią magazynu energii w formie elektrowni szczytowo-pompowej jest możliwość utrzymania tzw. mocy znamionowej, która ma wpływ na odpowiednie parametry pracy elektrowni, co wpływa na wydajność elektrowni. Jednak warto pamiętać, że w polskim prawie energetycznym jest obowiązek rejestracji magazynów energii o mocy znamionowej większej niż 50 kW.
Jak działają nowoczesne magazyny energii?
Magazyny energii (z ang. energy storage) to specjalne urządzenia, których głównym celem jest magazynowanie energii elektrycznej i nadwyżek energetycznych, gdy pobieranie energii elektrycznej w momencie zapotrzebowania.
Wymogi UE w tym zakresie i ludzka motywacja do ekologicznego trybu życia, a także chęć uniezależniania się od zakładów energetycznych sprawiają, że coraz więcej mieszkańców państw europejskich do inwestowania w alternatywne źródła energii. To tłumaczy popularność systemów fotowoltaicznych i magazynów energii. Najczęściej na potrzeby niewielkich gospodarstw domowych są stosowane niewielkie magazyny energii o mocy do 10 kwp.
Natomiast na potrzeby większych zakładów przemysłowych czy produkcyjnych wykorzystuje się magazyny energii w postaci elektrowni szczytowo-pompowych (ESP), w których przetwarzana jest energia elektryczna na energię wodną.
Regularne pompowanie wody przez elektrownię pozwala utrzymać najlepsze parametry pracy nawet w chwili najmniejszego zapotrzebowania takiego magazynu na energię. Ponadto w momencie zwiększonego zapotrzebowania energetycznego taki magazyn energii umożliwia natychmiastowy odzysk energii elektrycznej z wody.
Jakie są korzyści magazynowania energii?
Magazynowanie energii to wiele korzyści:
- możliwość uzyskania pełnej niezależności energetycznej od zakładu energetycznego i rosnących cen energii;
- możliwość odzyskiwania 80 % energii jako prosument i korzyści ekonomiczne oraz możliwość uzyskania dofinansowań na zakup systemów fotowoltaicznych;
- forma zabezpieczenia energii w przypadku rozmaitych klęsk żywiołowych (burze, powodzie, wichury) – w takim przypadku własna zmagazynowana energia może być wykorzystana w sytuacji, gdy zakład energetyczny będzie miał przerwę w dostawie prądu.
Nowoczesne magazyny energii – sposób na niezależność energetyczną i życie zgodnie z ekologią
Obecnie coraz więcej ludzi z powodu zwiększonej świadomości ekologicznej i korzyści związanych z wykorzystaniem OZE decyduje się na instalacje fotowoltaiczne i budowę przydomowych magazynów energii. Rola OZE jest dziś znacząca, a ich wykorzystanie w codziennym życiu – konieczne, by osiągnąć pełną niezależność energetyczną, zmniejszyć zanieczyszczenia i efekt cieplarniany oraz żyć zgodnie z ekologią i wymogami UE.
Źródła:
- Magazyny energii po zmianach prawa energetycznego, Angelika Babiarz, Piotr Kolasa, Kancelaria Polowiec i Wspólnicy sp. j, Nowa Energia, nr 2 (78)/2021.
3. Chmielewski A., Kupecki J., Szabłowski Ł., Fijałkowski K.J., Zawieska J., Bogdziński K., Kulik O. i Adamczewski T., Dostępne i przyszłe formy magazynowania energii, wyd. Fundacja WWF Polska, ISBN: 978-83-60757-55-0, 2020.
4. https://ieo.pl/pl/raport-pv-2021
5. Raport Instytutu Energetyki Odnawialnej z 2021: https://aviasolar.pl/wp-content/uploads/2021/05/Raport-Rynek-Fotowoltaiki-w-Polsce-2021.pdf
6. https://enerad.pl/aktualnosci/fotowoltaika-w-polsce-podsumowanie-2021-roku/
7. https://optimalenergy.pl/aktualnosci/magazyny-energii/jak-dziala-magazyn-energii/
8. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/HTML/?uri=CELEX:52020DC0950&from=GA
