Świat się zmienia, a modelowanie musi za tym nadążać
Pierwsza wersja modelu PyPSA-PL powstała w roku 2021 i dostarczyła argumentów za tezą, że 70% produkcji energii elektrycznej z OZE w roku 2030 jest celem wykonalnym – co pozwoliłoby znacznie ograniczyć emisje gazów cieplarnianych i włączyć się w realizację unijnych celów klimatycznych. Świat się jednak szybko zmienia, co wymusza by nasze narzędzia były w sposób ciągły aktualizowane. Szoki cenowe na rynkach paliw kopalnych spowodowane rosyjską inwazją na Ukrainę muszą prowadzić do rewizji założeń na temat kosztów i dalszych perspektyw dla konwencjonalnych źródeł energii. Tak samo, polski system elektroenergetyczny zmienił się od roku 2021 – mimo nieprzychylnej OZE legislacji, widzimy wyraźny trend wzrostu zainstalowanych mocy OZE w krajowym miksie. Jednocześnie, nasze narzędzia muszą odpowiadać na potrzeby wynikające z aktualnej debaty publicznej. Jednym z ważnych tematów są wyzwania związane z elastycznością systemu elektroenergetycznego: poniżej piszemy, w jaki sposób uwzględniamy tę kwestie w najnowszej wersji modelu PyPSA-PL.
Nowe opcje elastyczności w PyPSA-PL
Pierwszym istotnym ulepszeniem modelu PyPSA-PL jest bardziej szczegółowa reprezentacja systemów elektroenergetycznych w krajach sąsiednich uwzględniająca podział na technologie wytwarzania. Pozwala nam to na modelowanie dwustronnej wymiany handlowej zależnej od warunków pogodowych i chwilowego zapotrzebowania na energię. Transgraniczna wymiana energii elektrycznej nie tylko zwiększa bezpieczeństwo polskiego systemu energetycznego poprzez możliwość importu w sytuacji zbyt niskiej produkcji krajowej, ale poprawia także rentowność naszych instalacji OZE, gdyż nadwyżki produkcji mogą być sprzedawane za granicą. Bardziej realistyczna reprezentacja wymiany handlowej energii w modelu PyPSA-PL jest szczególnie istotna w kontekście roku 2030, w którym spodziewamy się, że import netto energii elektrycznej może wypełniać aż 10-15% krajowego zapotrzebowania.
Drugą nową funkcjonalnością w modelu PyPSA-PL jest uwzględnienie konieczności ciągłego zapewnienia rezerwy mocy w wysokości 9% chwilowego zapotrzebowania. Warunek 9% rezerwy mocy jest standardem wyznaczonym przez operatora polskiej sieci przesyłowej – Polskie Sieci Energetyczne – i, co ważne, rezerwa ta może pochodzić tylko od działających dużych jednostek konwencjonalnych (obecnie głównie na paliwa kopalne i w niewielkim stopniu na biomasę) oraz magazynów energii (obecnie elektrownie szczytowo-pompowe). Warunek na tak zdefiniowaną rezerwę mocy powoduje, że w systemie muszą działać sterowalne jednostki konwencjonalne nawet w sytuacji, gdy OZE mogłoby pokrywać całe chwilowe zapotrzebowanie na energię elektryczną. Jest to bariera dla rozwoju OZE, która mogłaby być złagodzona poprzez stworzenie regulacji umożliwiających dostarczenie usługi rezerwy mocy przez sterowalne jednostki OZE jak małe elektrownie na biogaz lub biomasę, a także przez źródła wiatrowe i słoneczne, które na zlecenie dyspozytora mogłyby pracować z mocą niższą od chwilowo osiągalnej.
Integracja sektorów kluczem do efektywnej transformacji energetycznej – zaproszenie do współpracy
Nasze dotychczasowe modelowanie skupione było na krajowym systemie elektroenergetycznym. Sukces transformacji energetycznej będzie jednak możliwy tylko, jeżeli sektor elektroenergetyczny zostanie zintegrowany z innymi sektorami gospodarki, takimi jak ciepłownictwo, transport czy przemysł ciężki. Chcemy, by dalszy rozwój modelu PyPSA-PL podążał więc w kierunku uwzględnienia kolejnych sektorów i analizy przepływu energii między nimi godzina po godzinie. Unikatową zaletą naszego modelu jest jego transparentność oraz otwarty dostęp do danych wejściowych i kodu źródłowego*, co sprzyja wymianie wiedzy i rzeczowej dyskusji. Zapraszamy zatem modelarzy energetycznych oraz ekspertów sektorowych – szczególnie w obliczu naszych planów rozszerzenia modelu – do dzielenia się swoimi propozycjami i uwagami na temat naszej pracy, a nawet do bardziej aktywnego włączenia się w rozbudowę PyPSA-PL.
* Kod źródłowy oraz dane wejściowe do najnowszej wersji modelu PyPSA-PL zostaną udostępnione w lutym 2023.
Kontakt
Patryk Kubiczek, Ekspert ds. modelowania energetycznego, patryk.kubiczek@instrat.pl
