Dlaczego Polska potrzebuje magazynów energii? Stan rynku

Magazynowanie energii w Polsce polega na przesuwaniu prądu w czasie: magazyn ładuje się, gdy fotowoltaika i farmy wiatrowe dają nadwyżkę, i oddaje energię wieczorem, gdy zaczyna jej brakować. Bez takiego bufora PSE musi w słoneczne godziny ograniczać pracę źródeł OZE, a wieczorny szczyt pokrywają bloki konwencjonalne. Kolejne gigawaty paneli tylko pogłębiają ten rozjazd. Magazyn nie wytwarza ani kilowatogodziny, ale decyduje, kiedy energia trafi do odbiorców.

Czym jest magazyn energii i jakie formalności go dotyczą?

Magazyn energii pobiera prąd, gdy w sieci jest go za dużo, i oddaje go, gdy zaczyna brakować. Przesuwa energię w czasie, ale jej nie wytwarza. Prawo energetyczne traktuje więc magazynowanie energii elektrycznej jako osobną działalność, inną niż wytwarzanie w elektrowni.

Ta sama zasada działa w każdej skali. Elektrownia szczytowo-pompowa przy nadwyżce pompuje wodę do górnego zbiornika, a w szczycie spuszcza ją przez turbiny. W domu z fotowoltaiką tę rolę pełni bateria przy falowniku hybrydowym. EMS, czyli system zarządzania energią, steruje jej ładowaniem i rozładowaniem. W firmie bateria ogranicza pobór z sieci w godzinach szczytu, od których zależy opłata mocowa.

Formalności zależą od mocy zainstalowanej, a zasady koncesjonowania magazynów wyznaczają trzy przedziały.

• Do 50 kW – ani wpisu do rejestru, ani koncesji. W tym przedziale mieszczą się domowe baterie.
• Powyżej 50 kW do 10 MW – tylko wpis do rejestru magazynów energii prowadzonego przez operatora systemu.
• Ponad 10 MW – koncesja Prezesa URE na magazynowanie energii.

Poza rejestrem zostaje osobna kwestia: zgłoszenie magazynu energii operatorowi sieci dystrybucyjnej, do której przyłączona jest mikroinstalacja.

Powody, dla których polska sieć potrzebuje magazynów

Pierwszy mechanizm to nadwyżki. W słoneczne i wietrzne godziny Krajowy System Elektroenergetyczny może wytworzyć więcej energii, niż odbiorcy są w stanie zużyć. Redysponowanie nierynkowe OZE PSE zleca obecnie z powodów bilansowych: możliwa produkcja przewyższa zapotrzebowanie odbiorców. Elektrownie systemowe (JWCD) pracują wtedy już na minimum i nie da się ich dalej zdławić, więc redukuje się generację farm wiatrowych i instalacji PV. Rekordowa chwilowa produkcja tych źródeł doszła do ok. 16 GW. Energia, której nie ma kto odebrać, przepada.

Drugi mechanizm działa o innej porze dnia. Skąd wziąć moc wieczorem, gdy fotowoltaika już nie produkuje, a ludzie wracają do domów i włączają odbiorniki? Dziś głównie z bloków konwencjonalnych. W upały zapas jest jeszcze mniejszy, bo rośnie pobór na chłodzenie. Magazyn naładowany w południe oddaje energię dokładnie w tych godzinach.

Trzeci mechanizm dotyczy tego, co bloki węglowe dają systemowi oprócz samej energii. Duży blok zapewnia moc dyspozycyjną, którą można zaplanować na dowolną porę. Daje też inercję, czyli wirujące masy turbin, które hamują gwałtowne zmiany częstotliwości po awarii. Źródła przyłączone przez falowniki inercji nie wnoszą, więc wycofywanie bloków otwiera lukę w inercji. Magazyn z odpowiednim falownikiem reaguje na zaburzenie w ułamku sekundy i może częściowo przejąć tę rolę. Bez magazynów kolejne gigawaty fotowoltaiki powiększają tylko nadwyżki w południe, a wieczornego bilansu mocy prawie nie poprawiają.

Jak czytać dane o magazynach energii w Polsce?

Liczby o magazynach często sobie przeczą, bo dotyczą różnych rzeczy. Pierwsze rozróżnienie dotyczy kategorii: elektrowni szczytowo-pompowych, sieciowych magazynów bateryjnych (BESS) i magazynów prosumenckich. Drugie dotyczy jednostki. Moc w MW mówi, ile magazyn odda naraz. Pojemność w MWh mówi, jak długo utrzyma tę moc.

Proporcje w rejestrze są wyraźne. Z danych URE o magazynach wynika, że w maju 2024 r. elektrownie szczytowo-pompowe miały 85 proc. łącznej mocy zarejestrowanych magazynów. Po zmianie przepisów praca w cyklu pompowym mieści się w definicji magazynu energii. Dlatego elektrownie te trafiają do tej puli. W Polsce działa sześć takich elektrowni. Cztery z nich dostały koncesję na magazynowanie w 2022 r. Domowe baterie do rejestru nie trafiają. Jest ich wielokrotnie więcej, ale każda ma moc rzędu kilku kilowatów.

Ile zatem brakuje? To zależy, z czym porównujemy. Według ministry klimatu warunki przyłączenia PSE dla magazynów obejmują blisko 40 GW. Nie wszystkie są potem realizowane. Część inwestorów rezerwuje bowiem przyłącze, zanim zamknie finansowanie projektu. Magazyn Energii Elektrycznej Żarnowiec, bateryjna inwestycja PGE budowana na Pomorzu, ma mieć moc 262 MW i pojemność ok. 981 MWh. Jedna budowa nie zamyka jednak luki, którą część szacunków liczy w gigawatach.

Technologie na polskim rynku od szczytowo-pompowych po przydomowe baterie

Technologie nazywane wspólnie magazynem energii różnią się przede wszystkim czasem rozładowania. Trzy z nich magazynują energię elektryczną:

• Elektrownia szczytowo-pompowa – oddaje moc przez kilka godzin i wciąż daje największą pojemność. Wyznacza ją objętość górnego zbiornika.
• Bateria litowo-jonowa – rozładowuje się zwykle w 1–4 godziny. W nowych instalacjach dominuje chemia LFP, tańsza i stabilniejsza termicznie od NMC.
• Bateria przepływowa – trzyma elektrolit w zewnętrznych zbiornikach, co pozwala na pracę dłuższą niż cztery godziny. Na rynku to wciąż nisza.

Żadna z tych technologii nie przechowa energii z lata na zimę, wszystkie przesuwają ją o godziny. Przesunięcie o doby to domena magazynów ciepła. Najprostsze magazynowanie energii cieplnej to woda w zasobniku przy pompie ciepła.

Dotacje dla domów i rynek mocy dla inwestorów

Pieniądze na magazyny płyną dwiema osobnymi drogami. U prosumenta decyduje net-billing: nadwyżkę oddaną do sieci rozlicza się po cenie rynkowej, zwykle niższej niż cena prądu kupowanego wieczorem. Dodatkowym bodźcem jest program Przydomowe Magazyny Energii NFOŚiGW, który daje do 16 tys. zł na magazyn w net-billingu. Łącznie na jeden punkt poboru energii przypada najwyżej 19 000,00 zł. Magazyn musi mieć co najmniej 10 kWh. Nabór ruszył 20.10.2026 i potrwa do 01.10.2027. Parametry mogą się zmieniać między naborami.

Inwestor dużego magazynu liczy na rynek mocy, w którym nowa jednostka może dostać kontrakt mocowy nawet na 17 lat. Kontrakt obejmuje jednak tylko część mocy, przemnożoną przez współczynnik dyspozycyjności. Według analizy Forum Energii współczynnik ten odzwierciedla, jak dostępna jest dana technologia w ciągu roku. Ustala się go co roku na podstawie danych z ostatnich 5 lat.

Niższy współczynnik oznacza mniejsze wynagrodzenie za każdy posiadany megawat. W 9. aukcji wynosił on 93,79% dla układów gazowo-parowych i 13,79% dla lądowych elektrowni wiatrowych. W aukcji na rok 2030 współczynnik magazynów spadł do 13,39%, z 61,3% rok wcześniej. Drugą barierą są przyłączenia. Częściowo omija ją cable pooling, czyli wspólne przyłącze dla farmy OZE i magazynu.