Energetyczne zamki na piasku, czyli o konieczności modernizacji sieci przesyłowych [KOMENTARZ]

Czwartek, 11 Maja 2017, 9:19

Blackout. Termin ten, oznaczający długotrwałą i rozległą awarię zasilania, od prawie dwóch lat powraca na forum debaty publicznej. W sierpniu 2015 roku wielu usłyszało o nim po raz pierwszy- stało się tak ze względu na wprowadzenie ograniczeń w poborze energii elektrycznej dla odbiorców przemysłowych. Wtedy też, wielu ekspertów twierdziło, że Polsce grozi paraliż systemu elektroenergetycznego spowodowany niedoborem mocy. Choć prognozy ekspertów z roku na rok są coraz mniej optymistyczne, to istnieje rozwiązanie, które może dać rządzącym parę cennych lat na wdrożenie bardziej skomplikowanych koncepcji- wystarczy poprawić stan sieci przesyłowych, które od lat ciążą polskiej energetyce.

Rozwijająca się polska gospodarka generuje coraz to większy popyt na energię elektryczną. Jednakże, moce wytwórcze nad Wisłą powoli przestają nadążać z jej produkcją. Prognozy dla kraju nie są zbyt optymistyczne- niektóre z nich zakładają poważne niedobory (sięgające nawet 2 tys. godzin) już w 2021 roku. Ograniczone możliwości wytwórcze głównie węglowych, wysłużonych elektrowni to tylko część powodów takiego stanu rzeczy. Dużą rolę odgrywają też sieci przesyłowe, które generują bardzo wysokie straty.

Utrata części energii podczas jej przesyłu od jednostki wytwórczej do odbiorcy końcowego to rzecz normalna. Jednakże, polskie straty, sięgające poziomu nawet 12%, znacząco odbiegały od średniej unijnej. Taki stan rzeczy wynika z wielu czynników. Przede wszystkim, w grę wchodzi wiek i charakterystyka sieci. Polską sieć przesyłową energii elektrycznej tworzy 257 sieci o łącznej długości 14 069 km. Przeważają w nim linie o napięciu 220 kV. Do tego doliczyć trzeba rozbudowaną sieć niskiego napięcia (nN, czyli 230 V), która dostarcza energię elektryczną do indywidualnych odbiorców. To właśnie linie niskiego napięcia przodują w generowaniu strat przesyłowych. W Polsce jest ich znacznie więcej niż w krajach Europy Zachodniej. Dodatkowo, swoją- negatywną- rolę odgrywa wiek infrastruktury (głównie transformatorów). Choć pod tym względem kraje zachodnie nie wypadają znacznie lepiej, to jednak tam zużycie infrastruktury rekompensowane jest przez np. gęstość sieci.

Do zapobiegania stratom sieciowym zobowiązuje Polskę m.in. Protokół z Kioto, który w swym artykule 2 stanowi, że wszystkie państwa uznające jego moc wdrożą lub będą rozwijać kierunki polityki i środki właściwe dla warunków krajowych, takie jak poprawa efektywności energetycznej w odpowiednich sektorach gospodarki krajowej. Usprawnienie działania sieci przesyłowej jest możliwe, lecz wymagać będzie odpowiednich nakładów i szeroko zakrojonych prac.

Zobacz także: Klimatyzacja zwiększa efekt cieplarniany

Jako pewne rozwiązanie jawi się tu energetyka rozproszona. Szczególnie istotne mogą okazać się jednostki produkujące energię z biomasy. Podstawowym atutem tej infrastruktury jest względnie niewielka odległość od miejsc poboru. Dodatkowo, w warunkach polskich, modernizacja części sieci przesyłowych w oparciu o biomasę łączy się z promowaną przez rząd Beaty Szydło ideą tzw. klastrów energetycznych.

Modernizacja i rozbudowa sieci przesyłowej są jednak konieczne, choćby ze względu na plan rozwoju polskiego sektora energetycznego. Szczególnie istotne są tu potrzeby planowanej elektrowni atomowej. Biorąc za dobrą monetę słowa ministra energii na temat powstania takiej infrastruktury nad Wisłą, trzeba pamiętać, że pociągnie to za sobą przymus budowy dodatkowych połączeń. Według wyliczeń ekspertów, elektrownia jądrowa o mocy 3,2 tys. MW wymagać będzie powstania dodatkowych 1500 km linii 400 kV.

W rozbudowie sieci przesyłowych pomóc może znowelizowana tzw. specustawa przesyłowa. Ten akt prawny, uchwalony w 2015 roku, ma zwiększyć tempo prac nad sieciami energetycznymi o strategicznym znaczeniu. W praktyce dotyczy on linii największych napięć.

Nowe prawo ma rozwiązać problem protestów względem budowy nowych połączeń elektroenergetycznych. Niektóre z nich eksperci określili mianem postaw NIMBY (od angielskiego Not In My Backyard- Nie Na Moim Podwórku). Są to takie protesty, które sprzeciwiają się zbudowaniu pewnej infrastruktury tylko w bezpośrednim sąsiedztwie protestujących, choć ci widzą generalną potrzebę jej powstania. W Polsce szczególnie widoczne były na przykładzie linii Kozienice – Ołtarzew. W 2008 roku elektrownia Kozienice zdecydowała o budowie nowego bloku o mocy 1075 MW, który powiększy jej moc zainstalowaną o ponad 30 proc. Jednak - zdaniem operatora - istniejący układ sieci przesyłowej nie zapewnia niezawodnego wyprowadzenia mocy z rozbudowywanej elektrowni. Stąd konieczność budowy nowego połączenia.

Zobacz także: Koniec „bizancjum” w Enerdze

Przebieg linii do Ołtarzewa był wytyczany wielokrotnie i od początku budził gwałtowne protesty. Jeszcze w maju ub.r. PSE zaprezentowały wyniki tzw. analizy wielokryterialnej pięciu wariantów korytarzy dla budowy linii 400 kV. Grupa robocza, której ekspertem był prof. Andrzej Kraszewski z Politechniki Warszawskiej wskazała, że najlepszy do realizacji inwestycji i najlepiej uwzględniający interesy społeczne i środowiskowe będzie przebieg wzdłuż autostrady A2 i drogi krajowej nr 50. Przeciwko budowie linii w tej lokalizacji protestowali mieszkańcy, m.in. gmin Wiskitki, Baranów, Mszczonów, Pniewy oraz miasta Żyrardów. Prace nad tym połączniem osiągnęły w pewnym momencie niebezpieczny impas. Tymczasem, chodzi m.in. o zapewnienie niezawodnego zasilania aglomeracji warszawskiej oraz północno-wschodniej Polski. Ma korzystać z niego około 8 milionów osób.

Poprawa stanu polskich sieci przesyłowych nie rozwiąże definitywnie problemów ze zbilansowaniem popytu i podaży energii elektrycznej. Jednakże, ma szanse dać rządzącym dodatkowy czas na wdrożenie bardziej skomplikowanych rozwiązań. Modernizacja poszczególnych połączeń, możliwa do względnie szybkiego wykonania, może oddalić widmo blackoutu, które nieustannie krąży nad Polską.  

Dziękujemy! Twój komentarz został pomyślnie dodany i oczekuje na moderację.

Dodaj komentarz

7 komentarzy

samsam Czwartek, 11 Maja 2017, 23:33
to tak gwoli sprostowania, bo autor tego artykułu potraktował chyba temat trochę z przymrużeniem oka:

1. Jeśli podajemy napięcia linii przesyłowych "NN" (najwyższych napięć) 220kV i 400kV to napięcie linii dystrybucyjnych "nN" (niskiego napięcia) powinniśmy podawać jako 0,4kV (400V), bo są to napięcia międzyprzewodowe (międzyfazowe) natomiast napięcie 230V, to napięcie pomiędzy fazą i przewodem neutralnym w sieciach "nN"

2. Problem strat na liniach nN (0,4kV) jest tylko czystą teorią ponieważ sieci te nie służą do przesyłu dużych mocy i działają w układzie otwartym, a ich wpływ na działanie KSE jest zaniedbywalny

3. W centrach dużych miastach, gdzie potencjalnie mamy najwięcej indywidualnych odbiorców EE problem strat linii nN (0,4kV) praktycznie w ogóle nie występuje ponieważ do większości budynków wielorodzinnych (od czasu mrówkowców Gierka) oraz komercyjnych doprowadzane jest zasilanie z linii SN (15kV), często w układzie zamkniętym, a sieć nN ogranicza się tylko do instalacji odbiorczych wewnątrz tych budynków

4. Na obrzeżach miast jest może troszkę gorzej, ale tutaj również sieć SN i nN jest dosyć gęsta a odległości do trafo SN/nN nie przekraczają zazwyczaj kilkuset metrów

5. Schody zaczynają się dopiero poza miastami, na przysłowiowej "wsi" - tam z kolei linie SN (15kV) w układzie otwartym ciągną się kilometrami, odbiorcy indywidualni często zaniżają moc deklarowaną, co skutkuje źle dobraną mocą stacji trafo oraz przekrojem przewodów, a niepożądanych zjawisk energetycznych mamy całe mnóstwo (regularne i powtarzalne spadki napięć w porach "szczytu", asymetria napięciowa, częste wyłączenia i przerwy związane z uszkodzeniami linii, a nawet asymetria częstotliwościowa), więc straty nie są aż tak istotne (zwłaszcza, że sumaryczna moc pobierana w tych rejonach nie jest duża)

6. Teoretycznie w przypadku zwiększonego zapotrzebowania (zagrożenia blackoutem) moglibyśmy "pożyczać" energię od naszych sąsiadów poprzez interkonektory (nawet spełniamy z nawiązką kryteria UE odnośnie % łącznej mocy połączeń w stosunku do produkcji krajowej), problemem z realizacją takiego scenariusza jednak nie okazał się w aż w tak dużym stopniu stan sieci przesyłowych NN, ale wręcz fatalna infrastruktura energetyczna wokół największej w Polsce aglomeracji, czyli Warszawy, która była oparta głównie na liniach dosyłowo-rozdzielczych 110kV WN (wysokiego napięcia) z zaledwie kilkoma wyprowadzeniami mocy na liniach 220kV NN (najwyższych napięć) ... i to stąd się wzięła potrzeba budowy stacji Ołtarzew (z wyprowadzeniem mocy 400kV, podciągnięta pod projekt LitPolLink) oraz dodatkowej linii 220kV do EC Siekierki

7. Odnośnie mieszkania w pobliżu linii NN (220kV lub 400kV) to minimum tyle metrów od osi linii, ile wynosi napięcie międzyprzewodowe wyrażone w kV, czyli jak mamy linię 220kV to względnie bezpieczna odległość to 200m (a najlepiej 2x tyle). Nikomu tego nie życzę, jak to wygląda, to wystarczy się przejechać do Radzymina pod gierkowską linię 2x400kV, którą stawiano ludziom nad głowami - liczniki głupieją, żarówki energooszczędne świecą po wyłączeniu, itd. (są też filmiki w sieci pokazujące jak las świetlówek liniowych rozłożonych pod linią NN gaśnie gdy przechodzi obok nich człowiek - można sobie zaobserwować jak dobrym przewodnikiem i uziemieniem jesteśmy). Ryzyko białaczki (zwłaszcza u dzieci) z uwagi na wysokie natężenie zmiennego pola elektrycznego jest też znacznie podwyższone.
małe be Czwartek, 11 Maja 2017, 18:28
Sensowne się wydaje (w kolejności):

1. Modernizacja i doprowadzenie do stanu 100% obecnych linii WN
2. Rozpoznanie obszarów z największym zagrożeniem wyłączeniami
3. Rozpoznanie obszarów najdalszych od elektrowni
4. W obszarze wspólnym 2 i 3 wybudowanie mniejszych elektrowni (biomasa/gaz) powiązanych z dostępnymi lokalnie oze (zbilansowanie lokalne oze i profesjonalnej energetyki)
5. Utworzenie dla każdego licznika przydziału mocy (już jest) oraz przydziału stopnia średniego i minimalnego. W przypadku braku energii w sieci odbiorca automatycznie otrzymywałby niższy przydział mocy. W perspektywie wymagałoby to przeróbek obwodów w instalacjach el. ale dałoby możliwość zdalnego zarządzania pobieraną mocą.
6. Utworzenie dla każdego licznika wzorca poboru i zdefiniowanie potrzeb dobową na moc (w sumie wiele urządzeń można zaprogramować na pracę w określonym czasie.
7. Zróżnicowanie ceny za jednostkę energii w zależności od jej ilości ze źródeł oze i wyposażenie liczników w automatykę załączania konkretnych obwodów w zależności od tego.
8. Analiza ekonomiczna przy budowaniu nowych linni WN - relacja koszt/ilosc odbiorców i budowanie nowych od tych najbardziej opłacalnych. Dla obszarów mniej opłacalnych patrz pkt4. lub wsparcie sumą na lokalną elektrownie solidnymi dopłatami do oze indywidualnego wraz z lokalnie budowanymi liniami SN/NN aby się energią z oze dzielić.
9. Zdefiniowanie obszarów styku z interkonektorami międzynarodowymi i ostre warunki odłączania w przypadku zalewy energią z za granicy (górka oze).
10. Wybudowanie dużej ilości nawet niewielkich el.szczytowo-pomopowych (o obiegu zamkniętym - ekolodzy nie będą wtykać nosa za bardzo - tam gdzie są warunki) dla zapewnienia stabilności sieci oraz jako 'magazyn energii' na sytuację awaryjną.
11. to teraz można zacząć myśleć o milionie samochodów elektrycznych ;-)
stary warystor Piątek, 12 Maja 2017, 5:11
W jaki sposób ograniczyć przydział mocy? Zmniejszyć napięcie dla odbiorcy czy stabilizować mu prąd? Dla grzejników oporowych może zadziała, ale inne urządzenia odmówią współpracy. :D
Male be Piątek, 12 Maja 2017, 11:06
Pisalem o tym. Za licznikiem kilka obwodow. Odlaczanych w zaleznosci od stopnia zasilania (byc moze moglby tym sterowac itneligentny licznik). Czyli np. W pewnych sytuacjach nie wypierzesz ale np lodowka bedzie dzialac.
koziel Sobota, 13 Maja 2017, 13:24
Polak potrafi manipulować kablami,gdy nie tak dawno była susza,w galeriach wyłączano schody ruchome,klimatyzacje itp.teraz jest demokracja wybudowanie czegokolwiek jest problemem,w mojej miejscowości przed i po wojnie była mała lokalna elektrownia,gość chciał ją uruchomić,powstały schody od urzędników,ekoterrorystów po miejscowy ciemnogród,puki co powinniśmy wybudować linię w stronę Białorusi,choć to bardzo niepolityzcne,
Skup Czwartek, 11 Maja 2017, 20:51
@małe be

O Boże! :) :)
Dawno się nie uśmiałem tak bardzo... Choć podejrzewam że ten post był pisany jako poważny.
małe be Wtorek, 16 Maja 2017, 20:23
czyli jak rozumiem nic z sensem nie da się zrobić a nawet nie warto o tym pisać?