Blog
Na całym świecie trwa aktualnie transformacja energetyczna. To nie jest coś, co się zbliża. Jesteśmy w samym jej środku. Zmiany klimatyczne, którym nie sposób zaprzeczyć, zmuszają organy legislacyjne do coraz ściślejszych regulacji dotyczących dekarbonizacji. Produkcja nowych samochodów spalinowych jest na ten moment obciążona coraz większymi restrykcjami dotyczącymi spełniania norm emisji CO2 stawianych przez UE. Producenci energii elektrycznej muszą ograniczać emisję gazów cieplarnianych. Na przedsiębiorstwach spoczywa obowiązek raportowania ESG. Wszystko wskazuje na konieczność stopniowego odejścia od paliw kopalnych i skupienia się na niskoemisyjnych lub całkiem neutralnych klimatycznie, odnawialnych źródeł energii.
Nasza gospodarka przygotowuje się, z coraz większym sukcesem, na wielką transformację energetyczną. Dostępne technologie pozyskiwania, przetwarzania i magazynowania energii już pozwalają nam na uniezależnienie się od importowanych paliw kopalnych i zwiększenie efektywności energetycznej. OZE – czyli odnawialne źródła energii – grają kluczową rolę w aktualnych realiach, ale do zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego wymagają wsparcia. Dopiero przy wykorzystaniu energetyki wodorowej i magazynów energii można mówić o zrównoważonej modernizacji przemysłu energetycznego.
Wodór jest pod wieloma względami wyjątkowym gazem. Jest to jedyne znane nam obecnie paliwo, które jesteśmy w stanie wyprodukować jedynie przy pomocy wody i prądu. W związku z tym jego produkcja jest zeroemisyjna w przypadku wytwarzania go za pomocą elektrolizera. Ponieważ podczas spalania czystego wodoru powstaje wyłącznie woda, transformacja energetyczna skupiona na dekarbonizacji szybko zwróciła na niego uwagę świata. Energetyka wodorowa przedstawia potencjał całkowitej neutralności klimatycznej. Oczywiście wiele zależy od tego, w jaki sposób ten gaz jest produkowany.
Wiele przedsiębiorstw stopniowo wprowadza wodór w swoich zakładach, korzystając z jego mieszanek z gazem ziemnym. Inne decydują się na wodorowe wózki widłowe, które są praktyczną alternatywą dla elektrycznych pojazdów, których ładowanie trwa dłużej od tankowania wodorem. Kolejne postępy technologiczne w zakresie przechowywania i transportu wodoru mogą uczynić go wkrótce dominującym paliwem w transporcie spalinowym. Energetyka wodorowa będzie tylko umacniała swoją pozycję podczas transformacji energetycznej. Do wykorzystania jej pełnego potencjału dekarbonizacji przemysłu i transportu potrzebne jest dalsze rozpowszechnianie odnawialnych źródeł energii.
Znaczenie zielonego wodoru w energetyce będzie w najbliższych latach stale rosło
Pomimo tego że wodór sam w sobie nie ma żadnej barwy, do wyselekcjonowania procesów i surowców wykorzystanych do jego produkcji, podzielono go na różne kolory. Tym, który zyskał sobie największą uwagę ze względu na jego praktycznie bezemisyjny proces wytwarzania, jest tzw. zielony wodór. Produkuje się go przede wszystkim w procesie elektrolizy wody z wykorzystaniem OZE. Całkowita bezemisyjność czyni go jednym z najszybciej rozwijanych rozwiązań energetycznych w Europie. Zielony wodór jest obecnie tym, który wyznacza standardy zachowania dobrej ekologii i dbania o planetę. Jednak w najczęstszym użyciu wciąż jest szary wodór, który otrzymuje się poprzez reforming parowy gazu ziemnego i innych węglowodorów. Odpowiednio pozyskany wodór jest ekologiczną alternatywą dla tradycyjnych paliw i jest coraz powszechniej wykorzystywany do produkcji ciepła i w pojazdach. Do Polski wielkimi krokami zbliża się produkcja energii z atomu, co również może być korzystne dla energetyki wodorowej. Wodór wyprodukowany za pomocą elektrolizera przy pomocy prądu pochodzącego z atomu nazywa się wodorem różowym.
Dostępne w Polsce odnawialne źródła energii nie są najwydajniejszymi na świecie. W porównaniu do południowych części świata, położenie geograficzne Polski nie oferuje tak dużej ilości energii słonecznej. Nie posiadamy również dostępu do tak bogatego zasobu źródeł geotermalnych jak na przykład Islandia. Nie oznacza to jednak, że nie możemy produkować z OZE wystarczająco dużo energii. Po prostu nie zawsze produkujemy ją wtedy, kiedy jest najbardziej potrzebna. Morskie farmy wiatrowe stanowią ogromne źródło energii elektrycznej i są jednym z filarów, na których opiera się transformacja energetyczna. Wykorzystanie ich pełnego potencjału jest jednym z najefektywniejszych sposobów na dekarbonizację i zrównoważoną modernizację polskiej energetyki, biorąc pod uwagę czynniki wynikające z położenia geograficznego Polski.
Morskie farmy wiatrowe mogą zaspokoić znaczną część potrzeb energetycznych kraju
Panele fotowoltaiczne są doskonałym wyborem przede wszystkim dla przedsiębiorstw, które chcą zmniejszyć rachunki za prąd i uniezależnić się od awarii sieci. Własne odnawialne źródło energii nie oznacza jeszcze całkowitej samowystarczalności, ale oferuje dużą dozę bezpieczeństwa energetycznego. Szczególnie w połączeniu z magazynami energii fotowoltaika może odmienić pozycję przedsiębiorstwa na rynku energetycznym. Wpływa na to brak konieczności oddawania do sieci nadmiaru wyprodukowanej energii słonecznej, ale możliwość zmagazynowania jej i wykorzystania wtedy, gdy ta energia jest potrzebna. Zwiększa to efektywność instalacji fotowoltaicznej oraz oszczędności przez nią generowane.
Możliwość magazynowania energii stanowi podstawę transformacji energetycznej. Najczęściej wykorzystywanym rodzajem magazynu energii jest elektrownia szczytowo pompowa, która w rzeczywistości magazynuje energię potencjalną. Za pomocą turbiny wodnej i generatora może przekształcić ją w energię elektryczną. Przy generowaniu prądu woda jest spuszczana z wysoko położonego zbiornika wodnego do niżej położonego, dlatego później – najlepiej gdy mamy do dyspozycji nadmiar energii elektrycznej z OZE – woda musi być z powrotem wpompowana ze zbiornika dolnego do górnego.
Z kolei największą popularność w ostatnich latach zyskują magazyny bateryjne wykorzystujące ogniwa litowo-jonowe. Posiadają one bardzo wysoką sprawność przez długi czas i mogą pochwalić się dobrą gęstością energetyczną (nie zajmują dużo miejsca w porównaniu do innych zeroemisyjnych sposobów magazynowania energii). Oczywiście nie są pozbawione wad, jak każda technologia. Podstawową z nich jest wyzwanie w zapewnieniu stabilności (m.in. temperaturowej) ich działania. Jednak korzyści to rekompensują. Nie są to też jedyne metody magazynowania energii.
Warte wspomnienia są również magazyny energii cieplnej, które ze względu na prostszą konstrukcję niż magazyny bateryjne charakteryzują się niższym kosztem zmagazynowanej energii na kWh. Dzięki temu magazyny energii cieplnej mają potencjał do bycia wykorzystanymi na większych instalacjach niż magazyny energii elektrycznej. Przykładowo, elektrociepłownie wykorzystują duże zbiorniki wypełnione wodą do magazynowania ciepła, gdy ich produkcja ciepła jest większa niż zapotrzebowanie na nie. W przypadku zapotrzebowania na wysokotemperaturowe ciepło, istnieją spopularyzowane w krajach południowych magazyny ciepła w roztopionych solach. Rozwiązanie to polega na ogrzaniu soli za pomocą luster słonecznych (możliwe tylko w klimacie pustynnym) lub grzałek elektrycznych (możliwe w każdych warunkach) i odebraniu zmagazynowanego w soli ciepła za pomocą generatora pary. Rozwiązanie to pierwotnie powstało do ustabilizowania pracy elektrowni słonecznych typu CSP (ang. Concentrated Solar Plant – elektrownia słoneczna wykorzystująca lustra słoneczne). Transformacja energetyczna stworzyła zapotrzebowanie na wielkoskalowe magazyny energii. Z tego powodu technologia ta przeszła również w zimniejsze regiony świata, a lustra słoneczne zostały zastąpione wcześniej wspomnianymi grzałkami elektrycznymi.
Podobnie pozyskiwanie wodoru poprzez elektrolizę lub reforming parowy pozwala przekształcić energię elektryczną tak, by później odzyskać ją podczas spalania tego gazu. Energetyka wodorowa również gra kluczową rolę w transformacji energetycznej kraju, a produkcja wodoru na własny użytek jest coraz powszechniej praktykowana. Jednak rynek prywatny w ostatnich czasach dominują litowo-jonowe magazyny energii, ze względu na wysoką sprawność przy zachowaniu najbardziej użytecznej formy energii – elektrycznej.
Korzyści płynące z magazynów energii są większe, niż mogłoby się z początku wydawać. Oczywiście doskonale się spisują jako dopełnienie OZE. Na przykład nadmiar wyprodukowanej w południe przez panele fotowoltaiczne energii może zostać wykorzystany w nocy, kiedy akurat będzie potrzebna. Opłacalność magazynu energii nie jest jednak zależna od posiadania jakiegokolwiek własnego źródła energii. Transformacja energetyczna napędzana jest również faktem, że zapotrzebowanie energetyczne przemysłu i indywidualnych konsumentów stale rośnie. Nie każda część sieci jest odpowiednio szybko modernizowana. Ta sytuacja może generować awarie, na które niektóre przedsiębiorstwa nie mogą sobie pozwolić. Magazyn energii może zatem stanowić zabezpieczenie w przypadku krótkotrwałych przerw w dostawie prądu.
Dodatkowo magazyny energii umożliwiają korzystanie z sieci w większości lub w całości podczas najniższych stawek. Tymczasowe zwiększenie poboru podczas godzin nocnych, kiedy prąd jest tańszy, żeby naładować magazyn, pozwala znacznie obniżyć pobór podczas szczytowych stawek. W ten sposób magazyn energii w pojedynczym kontenerze potrafi dać nawet do 10 tys. zł miesięcznie. I nie są to liczby teoretyczne, sprawdziliśmy to u siebie, na terenie ASE Grupy Technologicznej.
Nawet pojedynczy magazyn energii oznacza duże oszczędności dla każdego przedsiębiorstwa
W ASE Grupie Technologicznej od lat na różne sposoby angażujemy się w zmiany zachodzące w przemyśle w ramach transformacji energetycznej kraju. Wiedząc, że najlepiej prowadzić własnym przykładem, oraz, oczywiście, chcąc samemu na tym zyskać, zbudowaliśmy w 2021 roku własny magazyn energii. Zaprojektowała i wykonała go firma Elmech-ASE, ekspert z 35-letnim doświadczeniem w branży energetycznej oraz najnowszy członek rodziny ASE. Nasz magazyn energii współpracuje z panelami fotowoltaicznymi, ale jego głównym zadaniem jest obniżanie kosztów prądu. Osiągamy to dzięki sprawnemu zarządzaniu poborem energii. Cały układ jest dodatkowo wyposażony w filtr aktywny Xinus, również autorstwa Elmechu. Filtr ten odpowiada za poprawę jakości energii elektrycznej oraz kompensację mocy biernej.
Nie zapominajmy jednak, że transformacja energetyczna to coś, czym ASE Grupa Technologiczna żyje na co dzień. Magazyn energii, choć zarabia dla nas nawet więcej, niż przewidywaliśmy, pełni przede wszystkim funkcję demonstracyjną. Niemal wszystkie spółki grupy aktywnie napędzają zmiany, jakie zachodzą w polskim przemyśle energetycznym. Projmors zwiększa udział OZE w energetyce kraju poprzez projektowanie morskich farm wiatrowych. Biproraf rozbudowuje energetykę wodorową swoimi licznymi projektami dla klientów z branży energetycznej i spoza niej. Eko-Konsult przeprowadza analizy środowiskowe zakładów przemysłowych i szkoli polskich inżynierów w zakresie bezpieczeństwa przemysłowego, w tym wodorowego. Nie są to oczywiście jedyne przykłady tego, jak ASE Grupa Technologiczna prowadzi przemysł w przyszłość podczas trwającej transformacji energetycznej. Tematyką tą obecnie zajmuje się Dział Rozwoju w ASE odpowiedzialny m.in. za wprowadzenie na polski rynek wcześniej wspomnianych technologii magazynowania energii cieplnej dla przemysłu. Jeśli chcesz wiedzieć, jak możemy pomóc i Tobie, skontaktuj się z jednym z naszych wielu ekspertów.