Czym jest ograniczenie generacji energii elektrycznej?

Dlaczego i kiedy ogranicza się generację energii elektrycznej?

W zależności od regulacji krajowych lub regionalnych, generacja lub zużycie energii elektrycznej są zazwyczaj ograniczane, gdy sieć elektroenergetyczna znajduje się pod nieprzewidzianym obciążeniem i nie ma innych możliwości zrównoważenia jej pracy, np. gdy wyczerapała się możliwość zaniżania pracy elektrowni konwencjonalnych

Należy zauważyć, że redukcję generacji (curtailment) można podzielić na ograniczenia rynkowe i nierynkowe. Oba z tych mechanizmów są wykorzystywane do rozwiązywania różnych problemów.

Pierwszym problemem jest nadwyżka produkcji energii elektrycznej z OZE, dużo wyższa niż zapotrzebowanie w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE). W przypadku występowania takiej nadwyżki Polskie Sieci Elektroenergetyczne powinny, przede wszystkim, zmniejszyć wytwarzanie energii elektrycznej przez źródła konwencjonalne. Jednakże, z technicznego punktu widzenia, elektrowniami węglowymi nie można dowolnie sterować, a najstarsze bloki węglowe są w stanie ograniczyć produkcję maksymalnie do połowy wartości dla jakiej zostały zaprojektowane. Dlatego, by zapewnić wystarczający poziom ujemnej rezerwy mocy, tj. potencjału do zmniejszenia wytwarzania energii przez pracujące źródła wytwórcze, PSE decyduje się na zaniżenie generacji źródeł wiatrowych ze względu na sytuację bilansową KSE. W większości przypadków przyczyną ograniczeń nie jest zmienność generacji energii odnawialnej, ale raczej brak możliwości magazynowania energii na potrzebną skalę oraz niezdolność obecnych sieci elektroenergetycznych do transportowania nadmiaru energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych do odbiorców.

Innym przykładem nierynkowego ograniczania generacji energii elektrycznej z OZE jest konieczność ominięcia lokalnego wąskiego gardła ("congestion") na poziomie sieci dystrybucyjnej. Takie rozwiązanie działa jak zamknięcie przez służby drogowe dojazdu do autostrady, gdy na drodze jest zator spowodowany wypadkiem kilometr przed nim. Czasami ograniczenie jest też stosowane na poziomie przesyłu, aby przywrócić częstotliwość sieci, kiedy inne środki, takie jak rezerwy regulacyjne czy rezerwy wirujące, są wyczerpane.

Zdarzają się też (choć jeszcze nie w Polsce) przypadki rynkowego ograniczenia generacji energii z OZE, czyli sytuacje, kiedy sprzedawca lub podmiot odpowiedzialny za bilansowanie producenta energii sam decyduje się ograniczyć wytwarzanie energii. Dzieje się tak, gdy ceny na rynkach krótkoterminowych, np. Rynku Dnia Następnego lub Rynku Dnia Bieżącego, są bardzo niskie lub ujemne. W tym ostatnim przypadku operator jednostki wytwórczej straciłby pieniądze, gdyby nie ograniczył wytwarzania energii.

Kto inicjuje ograniczanie mocy wytwórczych?

W większości krajów lokalni operatorzy systemów dystrybucyjnych (OSD) i/lub krajowi operatorzy systemów przesyłowych (OSP) są odpowiedzialni za inicjowanie, wykonywanie, a czasem także wynagradzanie wymaganych działań ograniczających generację energii elektrycznej. Czasem (w Polsce nie) odnawialne źródła energii są prawnie zobowiązane do podłączenia ich do systemów sterowania OSD lub OSP, co umożliwia operatorom sieci zdalne wyłączanie ich wytwarzania energii. Kiedy OSD lub OSP ograniczają wytwarzanie energii z wiatru lub słońca, następuje utrata potencjalnej energii, ponieważ farmy słoneczne lub wiatrowe oczywiście nie mogą nadrobić straconych godzin wiatru lub słońca. W niektórych krajach ta strata energii na niekorzyść producenta energii jest rekompensowana przez zapłatę za ograniczone (potencjalne) dostawy energii. Na przykład niemieccy operatorzy sieci energetycznych zapłacili w 2020 roku 761 milionów euro, aby zrekompensować producentom energii elektrycznej straty w dostawach prądu.

Innym wariantem ograniczenia jest sytuacja, w której operatorzy jednostek wytwórczych sami ograniczają produkcję energii w swoich obiektach. Zdarza się to jednak rzadko i najczęściej z powodów środowiskowych, takich jak obecność ptaków lub nietoperzy w pobliżu wiatraka. Planowane prace konserwacyjne, ale także spontaniczne awarie, które prowadzą do przestojów w wytwarzaniu energii, nie są uznawane za ograniczenie (curtailment).