Portal przetwórców tworzyw sztucznych

Zielona energia w Tworzywach

Przyszłość energetyczna przemysłu na przykładzie polskich inwestycji w hybrydowe źródła zasilania

Energetyczne inspiracje

Zakład Elemental w Zawierciu fotowoltaika farma OZE BESS

Zakład Elemental w Zawierciu. Fot. YT

Podziel się:
Facebooktwitterlinkedinmail

Odnawialne źródła energii (OZE) stają się kluczowym elementem transformacji energetycznej. Jednym z wyzwań, które towarzyszy rozwijaniu OZE, jest zarządzanie niestabilną produkcją energii wynikającą z naturalnych cykli pogodowych i dobowych. Rozwiązaniem tego problemu jest integracja magazynów energii, które pozwalają na gromadzenie nadwyżek energii oraz jej wykorzystanie w momentach większego zapotrzebowania.

W Polsce istnieje wiele przykładów efektywnego wykorzystania magazynów energii w połączeniu z OZE. Poniżej opisujemy niektóre z nich: farma fotowoltaiczna na Górze Żar, magazyn energii na stacji Garbce, instalacja OZE w Zawierciu realizowana przez firmę Elemental oraz system OZE w Gaju Oławskim. To tylko kilka przykładów inwestycji, które doskonale sprawdziły się przemyśle energetycznym, transportowym, recyklingowym i produkcyjnym. Wnioski z tych wdrożeń mogą pomóc przedsiębiorcom w podejmowaniu decyzji o inwestycji w hybrydowy system zasilania na potrzeby własnej działalności gospodarczej.

PGE EO była pierwsza czyli farma fotowoltaiczna i magazyn na Górze Żar

Góra Żar, położona w Beskidzie Małym, jest jednym z ciekawszych miejsc w Polsce, gdzie technologia odnawialnych źródeł energii została zintegrowana z otoczeniem przyrodniczym. Na zboczach tej góry zainstalowano farmę fotowoltaiczną o mocy 600 kW, która w pełni wykorzystuje sprzyjające warunki nasłonecznienia regionu. Co ważne, farma ta współpracuje z magazynem energii, co pozwala na efektywne zarządzanie niestabilną produkcją energii słonecznej.

Po trwających półtora roku badaniach zakończonych w połowie 2023 r. poznaliśmy efekty pracy należącego do PGE Energia Odnawialna, z Grupy PGE, magazynu energii na górze Żar. Wyniki testów jednoznacznie pokazały, że tego typu instalacje mogą w pełni świadczyć usługi systemowe, zwiększając elastyczność pracy współpracujących z nimi obiektów oraz stabilizując i regulując pracę sieci dystrybucyjnych średniego napięcia. Magazyn energii o mocy 500 kW i pojemności użytkowej 750 kWh powstał w 2021 r. obok należącej do PGE EO farmy fotowoltaicznej. Składa się z dwóch kontenerów wyposażonych w układy bateryjne w technologii NMC (litowo-niklowo-magnezowo-kobaltowej) i przekształtniki AC/DC (przekształcające prąd stały w przemienny) oraz stacji transformatorowej nN/SN. Przygotowany został on do pracy bezobsługowej w ramach systemu zdalnego nadzoru i sterowania PGE Energia Odnawialna.

Zgodnie ze strategią, Grupa PGE do 2030 r. wybuduje magazyny energii o łącznej mocy co najmniej 800 MW. Największy projekt – o mocy 205 MW – powstanie w Żarnowcu. Dodatkowo PGE Energia Odnawialna zamierza uruchomić tego typu obiekty przy swoich farmach wiatrowych. Wyniki projektu oraz infrastruktura testowa pomogą wdrożyć nowoczesne rozwiązanie jakim jest cable pooling, czyli współdzielenie infrastruktury i mocy przyłączeniowej pomiędzy aktywami OZE.

To bardzo dobra informacja dla przedsiębiorców planujących inwestycje we własne odnawialne źródła energii. Powstanie licznych magazynów energii w Polsce jest koniecznością m.in. ze względu na dynamiczny rozwój rozproszonych źródeł energii. Ponieważ produkcja z wiatraków czy fotowoltaiki jest zależna od zmiennych warunków atmosferycznych, coraz bardziej niezbędne staje się dodatkowe stabilizowanie pracy sieci elektroenergetycznych. Stosowane dotychczas metody, wykorzystujące elastyczność dużych jednostek wytwórczych, są niewystarczające, a dodatkowo nie odpowiadają potrzebom lokalnym na poziomie sieci średniego i niskiego napięcia. Dlatego, aby obniżyć straty energii oraz koszty z tym związane, kluczowe okazuje się stworzenie rozwiązań, które pozwolą stabilizować generację jak najbliżej źródeł OZE oraz dostosowywać ją automatycznie do lokalnych warunków panujących w sieci. Dzięki magazynom energii można łagodzić skutki włączania do Krajowego Systemu Elektroenergetycznego źródeł odnawialnych o zmiennej dyspozycyjności, a także zwiększyć zdolności przyłączeniowe nowych wolumenów mocy z OZE i poprawić charakterystykę pracy sieci. Dzięki temu zwiększone zostaną moce przyłączeniowe co otwiera nowe możliwości przed firmami planującymi inwestycje w OZE.

Energia z magazynu dla Pendolino czyli magazyn energii na stacji Garbce

Magazyn energii, który powstał na potrzeby kolei na przystanku kolejowym w Garbcach, w gminie Żmigród (50 km od Wrocławia), może jednorazowo zasilić przejazd pociągu poruszającego się z prędkością 160 km na godzinę. Umożliwiają to cztery kontenery bateryjne zawierające łącznie 4240 nowoczesnych ogniw litowo-jonowych. Magazyn wzmocni bezpieczeństwo i jakość dostaw energii dla kolei, zbilansuje moc pobieraną z Krajowego Systemu Energetycznego oraz pozwoli na efektywniejsze wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w ramach Programu Zielona Kolej. Wartość projektu to prawie 20 mln zł. Magazyn powstał we współpracy z Uniwersytetem Zielonogórskim co jest dodatkowo ciekawym przykładem kooperacji biznesu ze środowiskiem naukowym.

Instalacja w Garbcach o mocy 5,5 MW i pojemności użytecznej 1,2 MWh jest największym magazynem energii pracującym na potrzeby trakcyjne w Europie. W czterech kontenerach znajdują się baterie litowo-jonowe wykonane w technologii NMC. To rozwiązanie uwzględnia specyfikę zasilania kolei, umożliwiając powolne ładowanie magazynu i szybkie oddanie zgromadzonej energii, kiedy przejeżdża pociąg. Magazyn w ciągu kilku sekund jest w stanie zasilić nawet najszybsze pociągi, w tym Pendolino. Sercem magazynu jest przekształtnik energoelektroniczny DC/DC, który pracuje bezpośrednio na napięciu stałym, co jest nowatorskim rozwiązaniem na skalę Europy. W innych systemach kolejowych, zasilanych napięciem stałym, magazyny trakcyjne dają na wyjściu prąd przemienny, co wymusza dodatkową konwersję DC/AC/DC. Pominięcie tej transformacji znacząco usprawnia pracę magazynu i skutkuje oszczędnością energii, której nie traci się na etapach przejściowych.

Garbce to pierwszy z planowanych ok. 300 „power banków” dla polskich kolei. Każdy z nich będzie elementem szerszego ekosystemu zasilania, na który składać się także będzie podstacja trakcyjna oraz docelowo farma fotowoltaiczna lub inne odnawialne źródło energii – tworząc Lokalny Obszar Bilansowania (LOB). Magazyn jest w pełni opomiarowany oraz zautomatyzowany, co pozwala na zdalne sterowanie oraz konfigurację wybranych parametrów pracy adekwatnie do potrzeb. Cały system stworzyła i wdrożyła polska firma PKP Energetyka. Powstało rozwiązanie, które jest unikatowe na skalę europejską. Uwzględnia specyfikę polskiej kolei i krajowego systemu zasilania poprzez określenie optymalnych wartości mocy i pojemności.

Recykling zasilany zieloną energią: Jak to zrobił Elemental Strategics Metal.

Jednak największy w Polsce i najnowocześniejszy w Europie bateryjny magazyn energii w technologii Li-ion został uruchomiony w zakładzie Elemental Strategic Metals w Zawierciu. Posiada pojemność 14 MWh i moc 7 MW. Generuje oszczędności od 2 do ponad 5 mln zł rocznie. A zbudowała go spółka z kapitałem założycielskim 10 tyś. złotych! I to powinno być argumentem przemawiającym do każdego przedsiębiorcy!

Powstały w Zawierciu BESS (Battery Energy Storage Systems) został zaprojektowany i wykonany w technologii kontenerowej. Magazyn jest podłączony do sieci średniego napięcia zakładu. W skład systemu wchodzi siedem kontenerów zawierających baterie litowo-jonowe wyprodukowane w technologii LFP (Lithium Iron Phosphate – LiFePO4). Każdy z nich zawiera ogniwa o pojemności 2 MWh i mocy 1 MW. Te ostatnie nadzorowane są przez BMS (Battery Management System). BMS odpowiada za monitorowanie stanu i bezpieczeństwa poszczególnych elementów składowych i kontroluje między innymi takie parametry jak napięcie, temperatura, SoC (State of Charge), SoH (State of Health) oraz prąd ładowania i rozładowania akumulatorów. System BMS komunikuje się z nadrzędnym systemem EMS (Energy Management System) magazynu, który odpowiada za zarządzanie pracą tej placówki oraz instalacji PV o mocy 12M Wp, kontrolując przepływ energii pomiędzy siecią, instalacją PV a odbiornikami fabryki zgodnie z ustawionymi scenariuszami pracy.

Modułowa konstrukcja magazynu pozwoliła na jego funkcjonalny podział jako trzy, pracujące równolegle, niezależne elementy MBME (Moduł Bateryjnego Magazynu Energii). Każdy MBME wchodzący w skład systemu może funkcjonować samodzielnie i składa się z: kontenerów bateryjnych z systemem BMS, grupy przekształtników PCS, systemu zasilania potrzeb własnych oraz stacji transformatorowych STS.

Dzięki magazynowi energii możliwe jest gromadzenie nadwyżek produkcji w czasie, gdy generacja energii z paneli fotowoltaicznych przewyższa bieżące zapotrzebowanie zakładu, a następnie jej wykorzystanie w godzinach szczytu. W ten sposób firma nie tylko zmniejsza emisję gazów cieplarnianych, ale także zwiększa swoją konkurencyjność na rynku poprzez obniżenie kosztów energii.

Spektakularny Gaj Oławski

W 2012 r. firma produkcyjna Promet-Plast zajmująca się wytwarzaniem produktów medycznych z tworzyw sztucznych stanęła przed wyzwaniem obniżenia kosztów wytwarzania przez redukcję kosztów energii. Dziś zakład oprócz swojej wytwórczej działalności (całkowicie już zautomatyzowanej) prowadzi dywersyfikacyjną działalność w zakresie OZE, poprzez produkcję energii elektrycznej wytwarzanej z odnawialnych źródeł energii. Farmy wiatrowej, składającej się z: 10 turbin wiatrowych – 21MW i AHE ( AgroHydroEnergy) 10 MW. AHE to system, który wykorzystuje panele fotowoltaiczne, turbiny wiatrowe oraz systemy zbierania i wykorzystywania wody deszczowej, by zintegrować produkcję rolną z generowaniem zielonej energii. Na ogromnym terenie pod panelami PV firma produkuje również rośliny wykorzystywane do produkcji biogazu. Całość wspierają magazyny energii 12 MWh. Do tego dochodzi Elektrolizer 5 MW. Na farmie stosuje się trigenerację wodorową ( 1 MW / 1,2 MWe i metanową ( 1 MW /1,2MWe ). Trigerencja jest to jednoczesne lub sekwencyjne wytwarzanie ciepła, energii elektrycznej oraz chłodzenia, w jednym zintegrowanym procesie. System trigeneracji pozwala na obniżenie ilości i kosztów energii pierwotnej, która konieczna byłaby do wygenerowania każdego z tych trzech produktów odrębnie.

Działalność w zakresie OZE zdecydowanie obniża koszty produkcji zasadniczej branży, jaką jest wytwarzanie produktów z tworzyw sztucznych (produkcja energochłonna), a tym samym umożliwiając realizację bardzo ważnego, strategicznego celu firmy jakim jest produkcja w konwencji zeroenergetycznej i zeroemisyjnej Co2. Jest to bowiem w obecnych czasach warunek konieczny do realizacji eksportu produktów na rynki Unii Europejskiej, a w szczególności Niemiec. Promet-Plast jest pierwszym w Polsce zakładem produkcji artykułów medycznych w technologii zerowej emisji CO2.

Integracja odnawialnych źródeł energii z magazynami energii staje się kluczowym elementem nowoczesnych systemów energetycznych. Jak to często bywa szlak przecierają zwykle duże podmioty. To ich doświadczenia stały się wskazówką dla innych branż przemysłowych. Bezpośrednie doświadczenia z Góry Żar i Garbców wykorzystał np. Elemental. Spółka o kapitale 10 tyś. PLN pozyskała finansowanie na budowę swojego zakładu recyklingu baterii z pojazdów elektrycznych na poziomie 74 mln EUR. Wybudowała nowoczesny zakład z hybrydowym systemem energetycznym OZE i oszczędza od 2 do ponad 5 mln PLN rocznie na kosztach energii.

Z kolei Promet-Plast, spółka cywilna założona przez małżeństwo Elżbiety i Andrzeja Jeżewskiego w 1982 r., stworzyła pierwszy zeroemisyjny zakład produkcji artykułów medycznych z tworzyw sztucznych w Polsce. Dziś oprócz swojej podstawowej działalności jest liderem klastra energetycznego Gaj Oławski. Dzięki temu zyskała nie tylko firma ale cały region. Klaster zapewnia bowiem niezależność i bezpieczeństwo energetyczne, niskie ceny energii w regionie, nowe miejsca pracy związane z innowacyjnością i rozwojem, a także wpływa na modernizację obszarów wiejskich i pobudzenie energetyki prosumenckiej.

Przykłady z Gór Żar, Garbców, Zawiercia i Gaju Oławskiego pokazują, że inwestycje w hybrydowe OZE, wspierane magazynami energii przynoszą korzyści zarówno dla dużych jak i mniejszych firm z sektora MSP oraz dla społeczności lokalnych. Rozwój takich projektów w Polsce udowadnia, że technologia magazynowania energii staje się nieodzowną częścią transformacji energetycznej, zwiększając stabilność dostaw, redukując emisje i wspierając zrównoważony rozwój.

Autor jest specjalistą firmy BAAK Structured Finance, specjalizującej się w doradztwie finansowym w obszarze transformacji energetycznej i ESG.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się na nasz newsletter:

DOBOWE CENY ENERGII* (TGeBase) - PLN/MWh
Produkcja energii elektrycznej w Polsce

26 grudnia 2024: łączna produkcja w Polsce 16,83 GW

Udział w produkcji dla poszczególnych źródeł energii elektrycznej.

Udział w produkcji energii w podziale na źródła emisyjne i bezemisyjne.

Kliknij wybrany fragment wykresu, aby zobaczyć szczegóły. Dane w GW.

Artykuły
Newsy
Chcesz wiedzieć więcej?

Masz pytanie dotyczące optymalizacji zużycia energii w Twojej firmie, poprawienia wskaźników ESG, wykorzystania OZE, BESS?

Zadzwoń albo wyślij swoje pytanie, a my przekażemy je naszemu ekspertowi!​

+48 22 378 3 378

Indeks TGeBase jest średnią arytmetyczną ze średnich ważonych cen godzinowych energii elektrycznej kontraktowanej na dany dzień dostawy na Rynku Dnia Następnego (RDN) Towarowej Giełdy Energii. Indeks obejmuje wszystkie rodzaje kontraktów w danym dniu dostawy – godzinowe, blokowe, weekendowe (dostawa w poszczególnych godzinach, w okresie doby lub w weekend).

Dzienna produkcja energii elektrycznej w Polsce – moc netto w gigawatach (GW)

Dane: Towarowa Giełda Energii, ENTSO-e za PSE

×