Współczynnik wykorzystania mocy elektrowni węglowych w ostatnim czasie wyraźnie maleje. Jedną z przyczyn są rosnące moce OZE. Nie zmienia to jednak faktu, że utrzymywanie mocy węglowych w rezerwie jest wciąż niezbędne dla zapewnienia stabilnych dostaw prądu.
- Jeszcze w 2019 r. bloki węglowe będące jednostkami wytwórczymi centralnie dysponowanymi (bez elektrociepłowni) wyprodukowały tyle energii, jak gdyby pracowały z pełną mocą przez 3278 h, a w 2023 r. już jak gdyby pracowały z pełną mocą przez 3005 h w roku.
- Wśród powodów malejących współczynników wykorzystania mocy bloków węglowych są m.in. rosnące koszty produkcji energii z węgla oraz dynamicznie rosnące moce OZE.
- W 2023 r., przy redukcji zużycia prądu w Polsce, rosnącej produkcji z OZE i znaczącym imporcie netto, energii elektrownie węglowe straciły dużo rynku. I kwartał 2024 r., licząc rok do roku, też przyniósł spadek produkcji prądu z węgla.
W Polsce flota elektrowni węglowych kurczy się, tyle że niezbyt szybko. Z pewnością przyczyniło się do tego wprowadzenie rynku mocy, którego cel to zapewnienie pokrycia zapotrzebowania na moc w systemie.
Ten nowy mechanizm długo nie przynosił inwestycji w nowe moce służące transformacji energetyki.
Jak zauważyło Forum Energii, komentując aukcję główną rynku mocy z 2021 roku z dostawą mocy na 2026 r., dopiero szósta aukcja była pierwszą, w której wśród zakontraktowanych mocy nie było tych węglowych.
To wynikało z regulacji unijnych, ograniczających możliwość wsparcia elektrowni emitujących powyżej 550 g CO2/kWh, czyli węglowych. Wcześniej, przez pierwsze pięć aukcji, w ramach rynku mocy wspieraliśmy jednak głównie elektrownie węglowe.
Na koniec 2023 r. bloki klasy 200 MW stanowiły ponad 40 proc. mocy węglowych centralnie dysponowanych
Według analizy Forum Energii w 2019 r. moc osiągalna źródeł węglowych będących jednostkami wytwórczymi centralnie dysponowanymi (JWCD) przez operatora systemu przesyłowego wyniosła blisko 27,3 GW, a na koniec 2023 r. – około 1 GW mniej.
O ile moc osiągalna węglowych JWCD specjalnie nie topniała w ostatnich latach, o tyle energetyczne bloki węglowe pracowały coraz mniej.
Współczynnik wykorzystania mocy elektrowni węglowych w 2023 r. wyraźnie zmalał
Według analizy (wykonanej przez Marcina Dusiło z Forum Energii) w 2019 r. węglowe bloki JWCD (bez elektrociepłowni – EC) wyprodukowały tyle energii, jak gdyby pracowały z pełną mocą przez 3278 h, a w 2023 r. – jak gdyby pracowały z pełną mocą przez 3005 godzin w roku.
W przypadku bloków węglowych na węgiel kamienny (bez EC) współczynnik wykorzystania mocy wyrażanych w godzinach spadł z 2978 h w 2022 r. do 2617 godzin w zeszłym roku, a dla węgla brunatnego ogółem (bez EC) z 4063 h w 2022 r. do 3949 h w 2023 r.
Przypomnijmy, że rok ma 8760 h, a ten przestępny – 8784 h.
Z analizy współczynników wykorzystania mocy wydzielono elektrociepłownie węglowe, ponieważ ich czas pracy zależy przede wszystkim od pogody, a nie od sytuacji na rynku energii elektrycznej czy też awarii.
Oczywiście nie wszystkie bloki węglowe w poszczególnych latach pracowały tak samo długo. Z analiz Forum Energii wynika, że – zgodnie z przedstawioną wyżej metodologią – w 2019 r. najkrócej pracował należący do ZE PAK blok Pątnów 1 B3 (30 h), a w 2023 r. blok z tej samej elektrowni – Pątnów 1 B5 (441 h).
Marcin Dusiło podkreśla, że na kurczenie się współczynników wykorzystania mocy bloków węglowych składa się wiele przyczyn.
Wymienia wśród nich m.in. rosnące koszty produkcji energii z węgla, wskazując na rekordowo wysokie ceny krajowego węgla kamiennego energetycznego, który w 2023 r. był 2,7 raza droższy niż w 2019 r. (32,7 zł/GJ vs. 12 zł/GJ) oraz wysokie ceny uprawnień do emisji CO2 i dynamicznie rosnące moce odnawialnych źródeł energii. OZE zarówno wypierają źródła emisyjne z tzw. merit order (dzięki niższym kosztom krańcowym), jak i premiują jednostki bardziej elastyczne, takie jak gaz, które mają techniczną możliwość dopasowania profilu pracy do potrzeb bilansowych systemu.
Co to jest merit order? Rynek energii zorganizowany jest w taki sposób, że jednostki o niższym koszcie zmiennym mają pierwszeństwo przed jednostkami o koszcie wyższym. Reguła ta nazywa się właśnie „merit order”.
W 2023 r., przy spadku zużycia prądu w Polsce, rosnącej produkcji z OZE i znaczącym imporcie netto energii, elektrownie węglowe straciły dużo rynku. Według danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych (PSE) w minionym roku produkcja zawodowych elektrowni węglowych na węgiel kamienny spadła o prawie 13 proc., a na węgiel brunatny o ponad 26 proc.
Dla lepszego zobrazowania tego, jak zmieniała się praca bloków węglowych, będących jednostkami wytwórczymi centralnie dysponowanymi (JWCD), w dłuższym czasie na wykresie poniżej przedstawiamy wyniki analizy Forum Energii dla lat 2015-2023, ukazujące współczynniki wykorzystania mocy bloków węglowych w procentach (stosunek wyprodukowanej energii elektrycznej w danym roku do teoretycznej maksymalnej produkcji tej energii w roku).
Zdaniem Marcina Dusiło czas pracy bloków węglowych będzie nieuchronnie coraz krótszy – przede wszystkim ze względu na kwestie technologiczne, bo flota bloków węglowych jest coraz starsza – przybywa jednostek, które przepracowały 300 000 h – i nie będą one w stanie utrzymać wymaganych parametrów niezawodności.
– Na to nakłada się otoczenie ekonomiczne: koszt wydobycia krajowego węgla kamiennego będzie najprawdopodobniej rósł – ze względu na podwyżki dla górników oraz malejącą efektywność wydobycia. Ceny uprawnień do emisji CO2 długofalowo będą rosnąć, koszty zatrudnienia i usług – również – komentuje Marcin Dusiło.
– Oznacza to, że koszt produkcji energii elektrycznej będzie coraz wyższy, tymczasem coraz mniej przestrzeni w systemie będzie pozostawało dla jednostek węglowych – ze względu na dynamicznie rosnącą moc źródeł odnawialnych o niższych kosztach krańcowych – dodaje.
W kolejnych latach należy spodziewać się dalszego wzrostu produkcji energii z OZE kosztem bloków węglowych
Największą flotę bloków węglowych JWCD, jak wynika z przedstawionych już wyżej wykresów, stanowiły w ostatnich latach bloki węglowe klasy 200 MW.
Bloki 200 MW ma m.in. grupa Tauron. W Tauronie Wytwarzanie działa 10 jednostek klasy 200 MW, z czego 6 w Jaworznie, a 4 w Łaziskach Górnych. To, jak podkreśla firma, jednostki JWCD, co oznacza, że pracują na polecenie operatora krajowego systemu elektroenergetycznego, zgodnie ze zgłaszanym zapotrzebowaniem. Sytuacja takich bloków, jak wiadomo, jest trudna.
“Znaczący przyrost mocy zainstalowanej w niesterowanych źródłach OZE powoduje systematyczne pogarszanie się sytuacji ekonomicznej bloków węglowych. W kolejnych latach należy spodziewać się dalszego wzrostu mocy zainstalowanych w farmach wiatrowych i fotowoltaicznych, a co za tym idzie – wzrostu produkcji OZE kosztem bloków węglowych” – przekazała spółka.
Tauronowskie bloki klasy 200 MW uczestniczą w rynku mocy, gdzie większość ma podpisane kontrakty mocowe do końca 2025 roku, stanowiące kluczowe źródło pokrycia kosztów stałych w tej perspektywie.
Spółka akcentuje, że pracuje nad tym, by zapewnić możliwość funkcjonowania tych elektrowni po 31 grudnia 2025 r., kiedy skończą się kontrakty na rynku mocy. Szansy na wydłużenie okresu ich eksploatacji upatruje w przedłużeniu rynku mocy dla elektrowni węglowych do 2028 roku.
– Już dziś większość bloków węglowych nie byłaby w stanie utrzymać rentowności bez przychodów z rynku mocy. Dlatego tak istotne dla polskiego systemu elektroenergetycznego było wynegocjowanie przedłużenia derogacji do 2028 r. dla jednostek emitujących ponad 550 g CO2/kWh. Trudno na tej podstawie prognozować, że w przyszłości, gdy koszty produkcji wzrosną, a czas pracy spadnie, sytuacja trwałej nierentowności miałaby ulec zmianie – uważa Marcin Dusiło.
Z kolei Enea dysponuje blokami klasy 200 MW w elektrowniach Połaniec i Kozienice. Wskazuje, że ważną funkcją bloków węglowych w elektrowni Połaniec pozostaje wspieranie bilansowania mocy w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE) w warunkach rosnącej generacji energii ze źródeł wiatrowych i fotowoltaicznych w Polsce.
“Bloki (klasy 200 MW w elektrowni Połaniec – przyp. red.) najczęściej uruchamiane są w poniedziałki w szczycie porannym, z uwagi na niepewność uruchamiania innych jednostek w KSE po weekendzie, a w pozostałe dni tygodnia w szczycie wieczornym. Praca bloków jest na bieżąco uzgadniana z PSE” – podała Enea.
W Enei Wytwarzanie (elektrownia Kozienice) eksploatowane jest osiem bloków klasy 200MW. Bloki Enei Wytwarzanie są jednostkami wytwórczymi centralnie dysponowanymi. W pewnym stopniu pracują w podstawie (co najmniej cztery bloki), co wynika z warunków eksploatacyjnych elektrowni Kozienice, oraz realizują plany produkcyjne w warunkach ograniczeń, spowodowanych uwarunkowaniami całego systemu elektroenergetycznego. Przy malejącym – na skutek wzrostu OZE – czasie pracy i wolumenie produkcji zmierzają one ku kwalifikacji jako bloki podszczytowe.
“W roku 2023 ok. 1/3 liczby uruchomień stanowiły uruchomienia poweekendowe, do pracy na poniedziałek. Większość uruchomień odbywała się do godziny 8 rano. W 2024 r. (do 26 marca) około połowy uruchomień bloków 200 miało miejsce w poniedziałek i wtorek. Wynika to ze zmniejszonego zapotrzebowania na energię elektryczną w systemie i mniejszą liczbę bloków pracujących w weekendy oraz wzrostu zapotrzebowania w dni robocze” – wyjaśnia Enea.
Mimo notowanych spadków w 2023 r. największy udział w produkcji energii elektrycznej w Polsce, według danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych, zachowały zawodowe elektrownie węglowe. Te na węgiel kamienny miały 46,82 proc. udziału w krajowej produkcji prądu, a na węgiel brunatny – 21,13 proc.
Wyzwaniem ciągle pozostaje, w jaki sposób utrzymać w rynku elektrownie węglowe tak długo, jak będzie to konieczne…
– Jako państwo musimy sobie odpowiedzieć na pytanie, jak utrzymać w systemie moce węglowe, dopóki będą nam potrzebne, a nie będą mogły utrzymać się z samego rynku energii. W grę wchodzi mechanizm rezerwy, którego zasady funkcjonowania trzeba uzgodnić. Niezależnie, jakie rozwiązanie zostanie przyjęte, na pewno będziemy współpracowali z administracją, żeby zachować bezpieczeństwo pracy KSE – akcentuje Grzegorz Onichimowski, prezes PSE.
Żródło: wnp.pl
