Analiza perspektyw rozwoju klastrów energetycznych w Polsce
Analysis of prospects for development of energy clusters in Poland
W artykule przedstawiono analizę perspektyw rozwoju klastrów energetycznych w Polsce.
Rys. redakcja EI
Klastry energetyczne to skupiska wzajemnie powiązanych ze
sobą podmiotów zajmujących się wytwarzaniem, bilansowaniem i obrotem
energią głównie z odnawialnych źródeł. To obiecująca idea, która na
świecie jest już praktykowana od lat. Odpowiednio wdrożona ma szansę przynieść
wymierne korzyści wszystkim uczestnikom. W warunkach krajowych jednak
dopiero co zaczyna się rozwijać. Artykuł jest próbą dokonania analizy
perspektyw rozwoju klastrów energetycznych w Polsce.
Zobacz także
homelook.pl Poznaj 5 sposobów jak skutecznie walczyć z wysokimi rachunkami za prąd
Masz dość wysokich rachunków za prąd? Szukasz sposobu, jak zaoszczędzić, nawet jeśli masz w domu sporo urządzeń elektrycznych? Na wysokość taryfy za prąd nie zawsze mamy wpływ. Istnieje jednak parę sposobów,...
Masz dość wysokich rachunków za prąd? Szukasz sposobu, jak zaoszczędzić, nawet jeśli masz w domu sporo urządzeń elektrycznych? Na wysokość taryfy za prąd nie zawsze mamy wpływ. Istnieje jednak parę sposobów, dzięki którym zyskasz pewność, że wina za wysokie rachunki nie leży po Twojej stronie. Sprawdź, jak możesz obniżyć koszt comiesięcznych rachunków za energię.
BayWa r.e. Solar Systems Maraton szkoleniowy – uzyskaj certyfikat instalatora!
Mamy przyjemność ogłosić, że już 1 czerwca 2022 firma BayWa r.e. Solar Systems organizuje maraton szkoleniowy dla instalatorów PV, czyli cały dzień wypełniony ciekawymi oraz przydatnymi panelami spotkań.
Mamy przyjemność ogłosić, że już 1 czerwca 2022 firma BayWa r.e. Solar Systems organizuje maraton szkoleniowy dla instalatorów PV, czyli cały dzień wypełniony ciekawymi oraz przydatnymi panelami spotkań.
Redakcja Jak oszczędzać prąd, korzystając ze zmywarki?
Czy wiesz, że zmywarka do naczyń pomoże ci nie tylko oszczędzać cenny czas, lecz także płacić w przyszłości niższe rachunki za wodę i prąd? Oczywiście pod warunkiem, że wybierzesz odpowiedni model, a następnie...
Czy wiesz, że zmywarka do naczyń pomoże ci nie tylko oszczędzać cenny czas, lecz także płacić w przyszłości niższe rachunki za wodę i prąd? Oczywiście pod warunkiem, że wybierzesz odpowiedni model, a następnie będziesz korzystać z urządzenia we właściwy sposób. Jak to zrobić?
W artykule:• Klastry energetyczne – koncepcja zdecentralizowanej energetyki• Bilans energii elektrycznej w skali mikro – gospodarstwo domowe wykorzystujące OZE • Perspektywy budowy nowych klastrów energetycznych • Klastry energetyczne – korzyści i zagrożenia |
Klastry energetyczne – koncepcja zdecentralizowanej energetyki
W ostatnim dziesięcioleciu koncepcja scentralizowanej energetyki opartej na elektrowniach dużych mocy zdaje się stopniowo wyczerpywać [9]. Wynika to głównie z powolnego procesu zmniejszania się zasobów złóż paliw kopalnych oraz postępu technologicznego, pozwalającego na bardziej elastyczne zarządzanie produkcją poprzez wykorzystanie źródeł energii z generacji rozproszonej opartej głównie na bezemisyjnych i niewyczerpywalnych odnawialnych źródłach energii (OZE).
Nie oznacza to oczywiście końca dużej energetyki, a jedynie zmianę w sposobie postrzegania zasad funkcjonowania tego sektora oraz wzajemnych układów na linii wytwórca-odbiorca. Dynamicznie zmniejszające się jednostkowe koszty produkcji energii z OZE oraz rozwój myśli technicznej rodzi perspektywę, w której energia ta ma szansę stać się konkurencyjna także bez konieczności dotowania w długiej perspektywie [9].
Możliwość produkcji energii na lokalnym obszarze w sposób możliwie skoordynowany z bieżącym zapotrzebowaniem spowoduje, że wyższe jednostkowe koszty produkcji (z OZE) zostaną skompensowane niższymi kosztami sieciowymi wynikającymi z redukcji zapotrzebowania na energię pochodzącą z Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) [9].
Klastry energetyczne są trendem dążącym do budowy nowoczesnej gospodarki energetycznej, opartej na wykorzystaniu ekologicznych technologii produkcji energii i racjonalizacji wykorzystania zasobów [9].
Według ustawy z dnia 22 czerwca 2016 r. [10] klaster energii to: „cywilnoprawne porozumienie, w skład którego mogą wchodzić osoby fizyczne, osoby prawne, jednostki naukowe, instytuty badawcze lub jednostki samorządu terytorialnego, dotyczące wytwarzania i równoważenia zapotrzebowania, dystrybucji lub obrotu energią z odnawialnych źródeł energii lub z innych źródeł lub paliw, w ramach sieci dystrybucyjnej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kV” [10].
Zatem klastry energetyczne można zdefiniować jako geograficzne skupiska wzajemnie powiązanych podmiotów współpracujących ze sobą [1].
Podmioty tworzące klaster koncentrują się na wzmacnianiu konkurencyjności klastra poprzez ukierunkowanie rozwoju oraz wzrost specjalizacji kooperujących przedsiębiorstw i instytucji, by osiągnąć korzyści skali i zakresu, podział pracy, także kreację wyspecjalizowanych czynników produkcji. Zatem klaster jako grupa społeczna może niwelować słabe punkty pozostałych członków, rozdzielać zadania zgodnie z kompetencjami, unikać dublowania wysiłków oraz brać wspólną odpowiedzialność za osiągnięte efekty lub też ich brak.
Funkcjonowanie klastrów energetycznych w Polsce to również wyzwanie pod postacią konieczności budowy nowych, specjalistycznych systemów informatycznych, tzw. zautomatyzowanych Systemów Bilansowania Obszarów (SBO).
System Bilansowania Obszaru powinien być przeznaczony dla klastrów oraz spółdzielni energetycznych. Jest to rozwiązanie niezbędne do jak najbardziej optymalnego funkcjonowania Lokalnych Obszarów Bilansowania (LOB).
LOB stanowi wydzielony obszar systemu, gdzie zachodzi wzajemne bilansowanie się wytwarzania z zapotrzebowaniem. Oprócz tego może on pracować synchronicznie z systemem elektroenergetycznym lub też działać w ramach pracy wyspowej. Dzięki niemu możliwa będzie automatyzacja Lokalnych Obszarów Bilansowania.
Rys. 2. Grupy aktywnie uczestniczące w klastrze energetycznym oraz powiązane z nim; rys. P. Piotrowski, P. Kapler
Systemy tego typu obsługują koordynatorzy klastrów energetycznych obejmujących jeden powiat lub obszar do pięciu gmin. Koordynatorzy wykorzystują system w celu realizacji określonych przez niego funkcji (m.in. bieżącego bilansowania podaży i popytu na energię w klastrze), rozliczania producentów i odbiorców energii oraz w przyszłości analiz aktualnych potrzeb, a także możliwości i dostępności energii na rynku w określonej cenie). Klasyczny schemat organizacyjny klastra przedstawia rys. 1.
Istnieje liczna grupa uczestników klastra energetycznego (poza koordynatorem klastra), którzy osiągają określone korzyści dzięki funkcjonowaniu Systemu Bilansowania Obszaru w klastrze energetycznym (rys. 2.).
Najważniejsze oczekiwania to:
- redukcja kosztów opłat za energię elektryczną,
- możliwość sprzedaży nadwyżek produkowanej energii,
- wzrost niezawodności sieci energetycznej
- lokalne zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska.
Redukcja opłat za energię elektryczną wynikać będzie m.in. z lokalnej produkcji energii z OZE (w tym możliwości odsprzedaży), jak również z możliwości zastosowania odpowiednich taryf za energię elektryczną wewnątrz klastra w różnych okresach doby.
Korzyścią dla Operatorów Systemów Dystrybucyjnych wynikających z funkcjonowania klastrów będzie niewątpliwie obniżenie wielkości technicznych strat sieciowych w związku ze wzrostem zaspokajania popytu na energię ze źródeł w klastrze, czyli lokalnie.
Dzięki klastrom prosumentami staną się również np. szkoły, szpitale i inne obiekty użyteczności publicznej do tej pory wykluczone z rynku.
Przykładowo, w lipcu oraz sierpniu w praktyce niemal cała produkcja energii z elektrowni słonecznej może być źródłem zysków dla szkoły.
Sektor naukowo-badawczy to z kolei silny impuls do badań i rozwoju nowych technologii, w tym na potrzeby klastrów energetycznych.
Bilans energii elektrycznej w skali mikro – gospodarstwo domowe wykorzystujące OZE
Rys. 3. Bilans energii elektrycznej gospodarstwa domowego z 10 sierpnia 2010 r. Energia elektryczna produkowana przez przydomową elektrownię słoneczną oraz przydomową elektrownię wiatrową. [Źródło: opracowanie własne]; rys. P. Piotrowski, P. Kapler
Rys. 3. przedstawia bilans energii elektrycznej z 10 sierpnia 2010 r. dla typowego gospodarstwa domowego z grupy taryfowej G11 (dobowe zapotrzebowanie na energię około 10 kW), wykorzystującego przydomową elektrownię wiatrową o mocy 3 kW oraz elektrownię słoneczną o mocy 3 kW.
Pomiędzy godziną 10:00 a 22:00 rozważanej doby występuje nadprodukcja energii, jedynie w okresie od godziny 22:00 do 10:00 bilans energii jest bardzo nieznacznie ujemny i istnieje konieczność zakupu dodatkowej ilości energii.
W porach dniach o największym zapotrzebowaniu na energię w analizowanym dniu gospodarstwo domowe jest w praktyce samowystarczalne energetycznie.
Nadprodukcja dobowa wyniosła 16,6 kWh (około 516 kWh w przeliczeniu na 1 miesiąc).
Oczywiście nie można tych danych uogólniać na okres pozostałych dni w roku. Nie każdego dnia prędkość wiatru jest dostatecznie duża, aby elektrownia wiatrowa produkowała energię elektryczną w ilości potrzebnej dla danego odbiorcy.
Z kolei nasłonecznienie jest silnie uzależnione od pory roku (w okresie zimowym produkcja energii elektrycznej z elektrowni słonecznej jest bardzo mała). Zastosowanie elektrowni słonecznej oraz elektrowni wiatrowej jest najbardziej optymalnym rozwiązaniem, gdy odbiorcy zależy na maksymalnej nadprodukcji.
Rys. 4. Bilans energii elektrycznej gospodarstwa domowego z 10 sierpnia 2010 r. Energia elektryczna produkowana przez przydomową elektrownię słoneczną. [Źródło: opracowanie własne]; rys. P. Piotrowski, P. Kapler
W przypadku produkcji energii elektrycznej tylko z elektrowni słonecznej (rys. 4.) w godzinach wieczornych bilans energii jest znacznie bardziej ujemny niż w przypadku zastosowania elektrowni słonecznej i elektrowni wiatrowej (rys. 3.). Jest to spowodowane brakiem możliwości produkcji energii elektrycznej przez elektrownię słoneczną pomiędzy zachodem a wschodem słońca oraz brakiem wspomagania elektrownią wiatrową, która w godzinach wieczornych analizowanego dnia produkowała energię elektryczną.
Rys. 5. Bilans energii elektrycznej gospodarstwa domowego z 10 sierpnia 2010 r. Energia elektryczna produkowana przez przydomową elektrownię wiatrową. [Źródło: opracowanie własne]; rys. P. Piotrowski, P. Kapler
W przypadku produkcji energii elektrycznej tylko z elektrowni wiatrowej (rys. 5.) w godzinach wieczornych bilans energii jest podobny jak dla wariantu dwóch elektrowni, ale nadprodukcja energii pomiędzy godziną 11:00 a 21:00 jest znacznie mniejsza niż dla wariantu dwóch elektrowni (brak elektrowni słonecznej).
Innymi słowy – jeśli odbiorcy zależy na jedynie nadprodukcji w godzinach wieczornych lub pokryciu zapotrzebowania, to zastosowanie elektrowni słonecznej nie ma sensu. Szczegóły bilansu energetycznego gospodarstwa domowego 10 sierpnia 2010 r. przedstawia tab. 1.
W przypadku kolumny „nadprodukcja miesięczna” przyjęto identyczną nadprodukcję jak z 10 sierpnia 2010 r. – jest to oczywiście uproszczenie, ponieważ warunki meteorologiczne nie są identyczne każdego dnia danego miesiąca.
Nadprodukcja dobowa energii elektrycznej jest wynikiem sumy bilansu energii obliczonej osobno dla każdej godziny z rozważanej doby.
Warto również podkreślić, że obliczenia dotyczą miesiąca letniego, czyli największej produkcji energii przez elektrownię słoneczną. W miesiącach zimowych ewentualna nadprodukcja energii elektrycznej będzie wynikała w zdecydowanej większości dni z produkcji energii przez elektrownię wiatrową.
Perspektywy budowy nowych klastrów energetycznych
Klaster energetyczny nie jest pomysłem krajowym. Przykładowo, działające już klastry znajdują się np. w Landskronie oraz Malmö (Szwecja) oraz w Valle Camonica (Włochy).
W Niemczech funkcjonują z kolei tzw. „wioski energetyczne”.
W przypadku miejscowości Landskona występuje tam w produkcja i dystrybucja ciepła, zaś w Malmö w ramach klastra podmioty w nim zrzeszone zajmują się promocją innowacyjnych rozwiązań energetycznych a samo zaś miasto rozwija korzystanie z OZE (słońce, wiatr, woda) w jednej ze swoich portowych dzielnic – Western Harbour [11]. Komunikacja miejska jest tam oparta na autobusach napędzanych biometanem z żywnościowych odpadów.
Szacuje się, że do roku 2030 Malmö może stać się miastem bezemisyjnym.
Włoski klaster Valle Camonica skupia w sumie 41 gmin znajdujących się w północnych rejonach kraju.
Niemcy z kolei wyspecjalizowali się w ramach klastrów w ciepłownictwie. Odbiorcy komunalni korzystają z kolektorów słonecznych oraz elektrociepłowni używających biometanu [12]. Takie „wioski energetyczne” stanowią również doskonały przykład łączenia idei klastrów energetycznych z mechanizmem Demand Side Management (DSM) – w efekcie lepiej dba się o poszanowanie energii elektrycznej.
Szacowanie liczby nowych klastrów w Polsce w perspektywie kilku najbliższych lat jest trudne z uwagi na fakt, że rynek krajowy jest w początkowej fazie wzrostu.
Impulsem do powstawania klastrów energetycznych są niewątpliwie elementy wsparcia finansowego. Środki na tworzenie nowych klastrów energetycznych pochodzą np. z regionalnych programów operacyjnych oraz Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko [2].
Ministerstwo Energii poprzez uruchomienie projektów pilotażowych klastrów energetycznych zamierza wypracować model ich wsparcia poza środkami unijnymi oraz wytyczne dla podmiotów zamierzających realizować tego typu inicjatywy.
W Polsce są dwa funkcjonujące klastry: Klaster Zielone Podhale oraz Ostrowski Klaster Komunalny. Natomiast pierwszą samowystaraczalną energetycznie gminą w Polsce są Kisielice. Działająca tam elektrownia wiatrowa oraz lokalna biogazownia zapewniają całej gminie samowystarczalność energetyczną opartą na OZE.
Teoretyczny potencjał budowy klastrów na terenach wiejskich jest ogromny – 314 powiatów, 1570 gmin wiejskich oraz 600 gmin wiejsko-miejskich w Polsce [3].
Charakterystykę klastra referencyjnego (powiatowego) wykorzystuje się jako podstawę modelowania docelowych rozwiązań w horyzoncie 2040 [3]. Dynamika procesu, która zapewniłaby realizację tak postawionego celu, nie jest mała, ale realistyczna (roczna dynamika zmian wynosząca 10% zapewniłaby w ciągu 25 lat przebudowę 92% rynku.
Udział ludności i rolnictwa na obszarach wiejskich w końcowym rynku energii elektrycznej wynosi obecnie około 15% (około 20 TWh/rok).
Przeciętny roczny rynek w gminie (wiejskiej, wiejsko-miejskiej) wynosi w tym segmencie około 9 GWh.
Jednak z punktu widzenia klastra bilans gminy powinien uwzględniać zapotrzebowanie przedsiębiorców przyłączonych do sieci rozdzielczej SN/nn, a także zapotrzebowanie związane z realizacją zadań własnych gminy. Zatem roczne zapotrzebowanie referencyjne gminy to około 18 GWh.
Tak więc potencjał klastrów energetycznych można szacować na poziomie około 30% końcowego rynku energii elektrycznej w Polsce. Natomiast zapotrzebowanie około 120 GWh/rok.
Warto również zwrócić uwagę na spory potencjał miejski. Spółdzielnie mieszkaniowe (4,5 tysiąca na terenie Polski) potencjalnie również mogą spełniać funkcję klastrów energetycznych, jeśli będą zintegrowane z lokalnymi elektrowniami OZE) [3].
Funkcjonowanie klastrów wymaga, aby na danym obszarze znajdowały się lokalne elektrownie OZE. Pożądany jest również smart metering do przesyłu informacji o energii pobranej oraz wyprodukowanej przez odbiorcę energii – systemy zdalnego odczytu są obecnie dynamicznie wdrażane.
Analiza referencyjnego klastra energetycznego (źródła prosumenckie: mikroźródła PV oraz mikroelektrownie biogazowe), elektrownie wiatrowe o mocy 3 MW, elektrownie biogazowe o mocy 1 MW oraz elektrownia z zasobnikiem gazu syntezowego o mocy 5 MW), który obejmowałby cały powiat, wykazała, że potencjalna roczna produkcja energii elektrycznej (233 GWh) przekroczyłaby dwukrotnie potencjalne zapotrzebowanie (120 GWh) [3]. Wskazuje to na duży potencjał zysków ze sprzedaży energii elektrycznej poza klaster energetyczny.
Ogólna pula środków przeznaczona na OZE do 2020 r. wynosi około:
- Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko – ok. 1,2 mld zł,
- Regionalne Programy Operacyjne – ok. 4,5 mld zł,
- Program Rozwoju Obszarów Wiejskich – ok. 0,5 mld zł.
System dofinansowania zawsze kreuje wzrost popytu. Brak jest danych na temat tempa wzrostu liczby klastrów energetycznych w Polsce, ponieważ powstały dopiero dwa klastry energetyczne i jednocześnie nie ma danych historycznych. Prognozować można zatem tylko przez analogię do dynamiki wzrostu technologii stosowanych w klastrach.
W przypadku systemu dofinansowania do samochodów elektrycznych przeciętny wzrost procentowy sprzedaży samochodów elektrycznych wynosi około 30% (wahania od 7 do 65% wg opracowania [4])
Jeszcze większe roczne przyrosty występują w przypadku elektrowni słonecznych. Ministerstwo Energii chce do 2020 roku zwielokrotnić moc elektrowni słonecznych w Polsce. Resort przekonały m.in. analizy PSE, które od dawna zwracały uwagę, że rozwój fotowoltaiki może mieć pozytywny wpływ na bezpieczeństwo energetyczne kraju.
Aktualna moc elektrowni fotowoltaicznych w Polsce wynosi ponad 150 MW, podczas gdy 5 lat temu było to zaledwie 2 MW [5].
Do 2020 roku chcielibyśmy mieć nie mniej niż 1000 MW w fotowoltaice – powiedział Andrzej Kaźmierski, dyrektor Departamentu Energii Odnawialnej w Ministerstwie Energii.
Informacje te są zapowiedzią dynamicznego rozwoju rynku elektrowni słonecznych, które potencjalnie mogą stanowić w sporej cześci element klastrów energetycznych. O ile w roku 2013 moc zainstalowanych paneli fotowoltaicznych wynosiła w Polsce tylko 1,9 MW, to w kolejnych latach było to 21 MW (rok 2014), 71 MW (rok 2015) i ponad 150 MW (rok 2016).
Pozytywne są również prognozy zmian cen. Międzynarodowa Agencja Energetyczna przewiduje 25-procentowe obniżenie kosztów produkcji energii z elektrowni słonecznych. Międzynarodowa Agencja Energetyki Odnawialnej spodziewa się natomiast spadku kosztów produkcji energii z elektrowni słonecznych w granicach od 43 do 65% [6].
W przypadku elektrowni słonecznych system dotacji również kreuje wzrost sprzedaży tych systemów (dotacje mogą wynosić nawet 40% kosztów zakupu).
Przytoczone fakty związane z dużą dynamiką rozwoju rynku OZE oraz systemami dotacji wskazują, że należy spodziewać się wzrostu liczby nowo powstających klastrów energetycznych w Polsce w najbliższych latach. Z uwagi na to, że idea klastrów energetycznych jest zupełnie nowa, brak jest opracowań, które podawałyby konkretne statystyki dotyczące zmian popytu w czasie oraz tempa tych zmian.
Zainteresowanie tematyką klastrów energetyczncych jest wynikiem bieżących zmian i tendencji w krajowej elektroenergetyce. Nowelizacja ustawy o odnawialnych źródłach energii (OZE) weszła w życie z 1 lipca 2016 r. Wprowadzenie nowych regulacji w niej zawartych było impulsem do organizacji konferencji tematycznych.
27 października 2016 roku w Warszawie odbyło się seminarium „Rola klastrów i magazynów energii w systemie elektroenergetycznym”, zorganizowane przez CMS i Polską Izbę Magazynowania Energii.
Ministerstwo Energii 16 grudnia 2016 r. zorganizowało w Warszawie Konferencję „Koncepcja Klastrów Energii w ramach POIiŚ 2014–2020”. Zwrócono m.in. uwagę na rolę klastrów jako mechanizmu stabilizacji udziału OZE w systemie energetycznym, zaprezentowano dwa funkcjonujące już w Polsce klastry: Klaster Zielone Podhale oraz Ostrowski Klaster Komunalny, przedstawiono również kryteria dofinansowania projektów klastrów energii w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko 2014–2020.
Lista Projektów Strategicznych (LPS) dla infrastruktury energetycznej, w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko 2014–2020 wskazuje następujące obszary wsparcia [7]:
- Wspieranie inwestycji dotyczących wytwarzania energii z odnawialnych źródeł wraz z podłączeniem tych źródeł do sieci dystrybucyjnej/przesyłowej,
- Wspieranie budowy inteligentnych sieci elektroenergetycznych o charakterze pilotażowym i demonstracyjnym,
- Rozwój inteligentnych systemów magazynowania, przesyłu i dystrybucji energii.
Wszystkie inwestycje wymienione w ramach LPS planowane są do wsparcia na zasadach pomocy publicznej określonych w Wytycznych w sprawie pomocy państwa na ochronę środowiska i cele związane z energią w latach 2014–2020 lub na podstawie przepisów rozporządzenia w sprawie wyłączeń blokowych nr 651/20142. Budżet POIiŚ na lata 2014-2020 wynosi niemal 12 mld. zł na wsparcie sektora energetycznego.
Na konferencji przedstawiono również zarys programu NFOŚiGW „Samowystarczalność energetyczna”. Program dotyczyć ma m.in. [8]:
- wsparcia dla infrastruktury produkcji energii zgodnie z lokalnym potencjałem (np. źródła geotermalne, MEW, biogazownie rolnicze, kogeneracja),
- wsparcia dla inwestycji w lokalną infrastrukturę dystrybucji energii,
- wykorzystania wytworzonej energii na potrzeby własne lokalnych społeczności,
- integracji systemów z krajowym systemem elektroenergetycznym
- budowy inteligentnych mikrosystemów i samobilansujących się obszarów.
W maju 2017 roku pojawiło się na stronie Ministerstwa Energii, liczące 343 strony opracowanie pt. „Koncepcja funkcjonowania klastrów energetycznych w Polsce – ekspertyza”, wykonane na zlecenie Skarbu Państwa – Ministra Energii [9].
Klastry energetyczne – korzyści i zagrożenia
Należy się spodziewać, że klastry energetyczne przyczynią się do zaspokojenia wielu potrzeb rynkowych. W obrębie klastra funkcjonować będą bowiem bardzo różnorodni jego uczestnicy o różnych, często odmiennych potrzebach. Należą do nich: producenci energii (lokalne elektrownie wykorzystujące energię słoneczną, energię wiatru oraz biomasę), odbiorcy energii różnej wielkości (gospodarstwa domowe, gospodarstwa rolne, różnej wielkości przedsiębiorstwa oraz obiekty użyteczności publicznej) oraz prosumenci będący zarówno producentami, jak i odbiorcami energii.
Rys. 6. Pozytywne aspekty klastrów energii. [Opracowano na podstawie: Kujda K.: Wieloaspektowy system wsparcia klastrów, Konferencja: Koncepcja Klastrów Energii w POIiŚ 2014-2020, Ministerstwo Energii, Warszawa, 16.12.2016 r.]; rys. P. Piotrowski, P. Kapler
Tab. 2. Lista korzyści wynikających z funkcjonowania klastrów energetycznych wspomaganych przez System Bilansowania Obszaru
Istnieje wiele korzyści istotnych dla uczestników klastra i pożądanych społecznie dzięki funkcjonowaniu klastrów energetycznych (rys. 6., tab. 2.). Skuteczna realizacja tych potrzeb jest silnie powiązana z zastosowaniem specjalistycznych zautomatyzowanych Systemów Bilansowania Obszaru.
Wymienić można również szereg innych pozytywnych korzyści, które są istotne z punktu widzenia uczestników klastra energetycznego oraz krajowej polityki energetycznej:
- ograniczenie strat przesyłowych energii (lokalna produkcja energii z OZE ograniczy niekiedy znaczne odległości, na które przesyłana jest energia elektryczna – wielkość strat przesyłowych zależy bezpośrednio od odległości przesyłu oraz przekrojów linii),
- przyczynienie się do globalnej redukcji emisji dwutlenku węgla do atmosfery,
- istotny element planów równomiernego rozmieszczenia źródeł energii w kraju,
- wykorzystanie lokalnych surowców (np. biogazownie),
- współpraca gmin, przedsiębiorstw, mieszkańców integrująca lokalne społeczności,
- rozwój lokalnego rynku pracy oraz wzmocnienie lokalnej gospodarki,
- dostosowanie sieci elektroenergetycznych do zmiennych przepływów mocy w gałęziach (wzrost udziału OZE, praca on-grid itp.). Problem jednokierunkowości działania automatyki zabezpieczeniowej (EAZ),
- ciągły wzrost liczby źródeł OZE może w przyszłości utrudniać bilansowanie systemu. Rozwiązaniem tego problemu mogą być LOBy,
- alternatywa do modernizacji sieci – lokalne wytwarzanie i przesył na nie duże odległości zamiast budowy/modernizacji linii. Oznacza to również potencjalne zmniejszenie wartości spadków napięcia w danym odcinku sieci,
- pokrycie części szczytów obciążenia z OZE, np. fotowoltaika w lecie. Generalnie, wzrost mocy źródeł wytwarzających energię elektryczną ma szansę na zmniejszenie ilości importu paliw [9],
- wykorzystanie pracy wyspowej jako środka poprawiającego niezawodność zasilania. Szczególnie ważne w przypadku działających w ramach klastra obiektów użyteczności publicznej (szkoły, sklepy),
- wsparcie ośrodków naukowych i przemysłowych w celu realizacji wspólnej idei, wymiana doświadczeń (możliwe dodatkowe zatrudnienia np. w ramach prac badawczych, rozwojowych), rozszerzenie wzajemnej współpracy,
- dostęp do doświadczeń innych podmiotów zrzeszonych w podobnych klastrach, wymiana poglądów, możliwość uniknięcia złych decyzji,
- większe zaangażowanie społeczne – ludzie łączą się dla wspólnych celów, razem osiągają większe korzyści niż w pojedynkę. Możliwość przyciągnięcia nowych uczestników. Projekty zrealizowane w ramach klastra cechują się obniżonym ryzykiem projektowym [9],
- członkostwo w klastrze energetycznym to szansa za tańszy zakup energii.
Niestety, oprócz powyższych zalet klastry energetyczne w warunkach polskich mogą mieć również i pewne wady:
- ograniczony obszar klastra wytyczony miejscem przyłączenia źródeł i odbiorów, możliwe pojawienie się silnej konkurencji pomiędzy podmiotami (przejmowanie pracowników), możliwość tworzenia się nieformalnych relacji między podmiotami klastra,
- produkcja energii z OZE jest silnie zróżnicowana terytorialnie, co może przekładać się na potencjał różnych klastrów w ramach tego samego kraju (dla warunków polskich preferowane byłby raczej województwa północne – pomorskie, kujawsko-pomorskie i warmińsko-mazurskie, najgorzej może być w województwach południowych np. Lubelskie, Śląskie, Świętokrzyskie). Potencjał przyrodniczy nie zawsze jednak „idzie w parze” z potencjałem przemysłowym i naukowym (np. wiele takich ośrodków jest np. na Śląsku).
Podsumowanie
Podsumowując należy stwierdzić, że Polska posiada potencjał przyrodniczy, naukowo-przemysłowy oraz organizacyjny, który mógłby być wykorzystany do realizacji idei klastrów energetycznych. Przedstawiony artykuł wskazuje potencjalne korzyści z wdrożenia klastrów i wskazuje możliwe perspektywy ich dalszego rozwoju. Jednakże duża waga powinna być przyłożona do zaszczepienia tej nowej wiedzy wśród władz samorządowych oraz jednostek naukowych i podmiotów przemysłowych. Jedynie zacieśnione wzajemne relacje oraz chęć osiągnięcia wspólnych celów mają szansę przyczynić się do umocnienia w naszym kraju już istniejących klastrów energetycznych, jak również stymulować do powstawania nowych.
Literatura
- Kolasiński M, Szmuc T.: Przykłady funkcjonujących klastrów energii, Konferencja: Koncepcja Klastrów Energii w POIiŚ 2014-2020, Ministerstwo Energii, Warszawa, 16.12.2016 r.
- Klastry energetyczne – plany Ministerstwa Energii, https://www.wrotapodlasia.pl/pl/rolnictwo_i_srodowisko/rolnictwo_srodowisko/edukacja_ekologiczna/klastry-energetyczne--plany-ministerstwa-energii.html
- Popczyk J.: Klastry energetyczne – tak. Energetyka jądrowa i rynek mocy – nie. Nowy rynek energii elektrycznej – tak, na ten jest już najwyższy czas !!!, Biblioteka źródłowa energetyki prosumenckiej, http://ilabepro.polsl.pl/bzep/static/uploads/Popczyk_J._Klaster_noweliz._ust._OZE_-_RM_-_IREE.pdf
- Kublik A.: Daleko do miliona aut, Gazeta Wyborcza, 3.02.2017
- 2017 najlepszym rokiem polskiej fotowoltaiki - 4 powody, http://gramwzielone.pl/energia-sloneczna/24070/2017-najlepszym-rokiem-polskiej-fotowoltaiki-4-powody
- Usidus M.: Rosną odnawialne nadzieje, Młody Technik nr 3/2017
- www.wfosigw.katowice.pl/poiis2files/Lista_Projektow_Strategicznych_energetyka.pdf
- Kujda K.: Wieloaspektowy system wsparcia klastrów, Konferencja: Koncepcja Klastrów Energii w POIiŚ 2014-2020, Ministerstwo Energii, Warszawa, 16.12.2016 r.
- Koncepcja funkcjonowania klastrów energetycznych w Polsce - ekspertyza, Opracowanie, na zlecenie Skarbu Państwa – Ministra Energii, http://www.me.gov.pl/files/upload/23203/Koncepcja_funkcjonowania_klastrow_energii_PL_2017.pdf
- Dziennik Ustaw Rzeczypospolitej Polskiej, Warszawa dnia 28 czerwca 2016 r., Poz. 925, Ustawa z dnia 22 czerwca 2016 r., o zmianie ustawy o odnawialnych źródłach energii oraz niektórych innych ustaw,
- https://www.teraz-srodowisko.pl/aktualnosci/Malmo-zrownowazone-miasto-przyszlosci-426.html
- http://biznesalert.pl/schnell-klastry-energetyczne-niemczech-analiza