Magazyny energii nie zastąpią gazu. Niemiecka lekcja systemowego bezpieczeństwa

Najnowsza analiza Thema Consulting Group wskazuje, że same magazyny bateryjne nie wystarczą do pełnego zastąpienia elektrowni gazowych w Niemczech do 2035 roku. Badanie „The Interplay Between Batteries and Gas in Dunkelflaute Events” dowodzi, że przy braku nowych inwestycji po 2027 roku, rynek może czekać nawet 400 godzin ekstremalnych skoków cen (do 1000 EUR/MWh) w okresach niskiej generacji z OZE.

Ograniczenia technologii bateryjnej w ekstremalnych warunkach pogodowych

Analiza oparta na danych pogodowych z historycznego roku 1985 wykazuje, że efektywność magazynów energii w zapewnianiu bezpieczeństwa dostaw maleje wraz ze wzrostem ich mocy. Naukowcy zaobserwowali zjawisko malejących przychodów krańcowych. Po przekroczeniu progu 70 GW mocy zainstalowanej w bateriach, kolejne jednostki nie wnoszą już wymiernej poprawy dla stabilności systemu. Wynika to z faktu, że typowy czas rozładowania (w modelu przyjęto mix 2, 4 i 6-godzinny) jest niewystarczający, by pokryć wielodniowe przestoje wietrzne i słoneczne, znane jako Dunkelflaute.

Dla porównania inwestycja w 20 GW nowych mocy gazowych mogłaby zredukować liczbę godzin z ekstremalnymi cenami z 400 do zaledwie 100. Analogiczny efekt przy użyciu wyłącznie baterii wymagałby instalacji aż 90 GW mocy, a i tak pozostawiłby około 200 godzin z niestabilnymi cenami. Aby magazyny mogły realnie konkurować z elastycznością gazu w tym obszarze, ich czas pracy musiałby zostać drastycznie wydłużony ponad obecnie stosowane standardy rynkowe.

Synergia gazu i magazynów jako optymalny model 2035

Mimo że gaz pozostaje niezbędny, jego rola w systemie ulegnie transformacji. Według obliczeń Thema Consulting, optymalnym rozwiązaniem dla eliminacji skoków cen do zera jest kombinacja 30 GW nowej mocy gazowej oraz co najmniej 50 GW w magazynach energii. W takim układzie:

• Elektrownie gazowe pracowałyby rzadko, głównie w okresach niedoboru mocy, osiągając współczynnik wykorzystania na poziomie zaledwie 8–14%.
• Instalacja 90 GW magazynów obok 30 GW gazu pozwoliłaby zredukować zużycie błękitnego paliwa o 14 TWh rocznie, gdyż baterie przejmowałyby część obciążeń szczytowych.
• Nowoczesne bloki gazowe w Niemczech mogłyby wypierać z europejskiego rynku starsze, bardziej emisyjne jednostki węglowe z krajów sąsiednich.

Wpływ magazynów na dekarbonizację jest wymierny. Każda zainstalowana megawatogodzina pojemności mogłaby przełożyć się na redukcję emisji o około 140 do 200 ton CO2, co przy skali 90 GW daje łącznie oszczędność rzędu 10 mln ton dwutlenku węgla rocznie.

Analitycy podkreślają paradoksalną zależność – w okresach Dunkelflaute to właśnie elektrownie gazowe będą częściowo wykorzystywane do ładowania magazynów bateryjnych, aby te mogły wspierać sieć w momentach najtrudniejszych. To sprawia, że obie technologie należy postrzegać nie jako konkurencję, lecz jako nierozerwalny, zbalansowany miks niezbędny do przeprowadzenia transformacji energetycznej bez narażania gospodarki na drastyczne koszty energii.