Wielokrotnie pisaliśmy o społecznych i gospodarczych efektach „zielonej transformacji” energetyki w Australii. Do tej pory zajmowaliśmy się wyłącznie południowo-wschodnią częścią tego kraju, gdzie postawiono głównie na rozbudowę farm wiatrowych. Tymczasem okazuje się, że zachodnia część kontynentu (stan Australia Zachodnia) dość szybko wyrasta na modelowy przykład, jak funkcjonuje energetyka w pełni zależna od słońca (fotowoltaika) w ramach modelu bardzo przypominającego polskie koncepcje „energetyki prosumenckiej”.

Szybki rzut oka na mapę Australii pokazuje, że stan Australia Zachodnia to niemal jedna trzecia powierzchni całego kontynentu australijskiego. Stan ten zajmuje obszar ponad 2,5 mln km², przy przeciętnym zaludnieniu 0,98 osoby na km² (dla porównania, powierzchnia Polski to zaledwie 312,7 tys. km² a gęstość zaludnienia wynosi 123 osób/km²). Ponadto, Australia Zachodnia cechuje się koncentracją mieszkańców stanu na jej południo-zachodnim cyplu, wokół stolicy Perth — w efekcie czego, jak pisze australijski bloger, „niemal wszyscy mieszkają w promieniu 100 km od siebie”. [1]

rys. Podział administracyjny Australii/ Źródło: Wikipedia

W drugiej połowie zeszłego wieku w stanie Australia Zachodnia — podobnie jak i w skali całego kraju — na bazie naturalnych bogactw kontynentu (przede wszystkim węgla) powstał sprawny system energetyczny, zapewniający stabilne i tanie dostawy energii elektrycznej. Był to jeden z czynników składających się na australijski sukces gospodarczy i przewagę konkurencyjną na rynkach światowych.

Ze względu na ogromne odległości pomiędzy Australią Zachodnią a pozostałymi ośrodkami aktywności gospodarczej w tym kraju (położonymi głównie na wschodnim i południowowschodnim skraju kontynentu – Sydney, Melbourne, Adelaide), system energetyczny zachodniej części Australii rozwinął się praktycznie w izolacji od energetyki w pozostałych stanach. Brak konieczności budowy „magistrali kontynentalnych” umożliwiał niskie ceny energii, a lokalna generacja z paliw kopalnych zapewniała dyspozycyjność i stabilność jej dostaw. W efekcie, jak pisze australijski analityk energetyczny, „sieć zachodnioaustralijska stanowi odrębną wyspę w stosunku do reszty kraju. System ten dostarcza 2,5 GW energii elektrycznej dla 2,5 mln ludzi”. [1]

Australia Zachodnia stawia na słońce i „prosumentów”

Kilkanaście lat temu w Australii nastała moda na posiadanie „ambicji klimatycznych”, które objawiły się przyjęciem regulacji wspierających zastępowanie tradycyjnej energetyki „odnawialnymi źródłami energii”. W przypadku Australli Zachodniej, ze względu na jej znakomite nasłocznienie, naturalnym, „inteligentnym” wyborem była fotowoltaika. Skontruowano system subsydiowania instalacji fotowoltaicznych na dachach domów prywatnych. W praktyce sprowadzało się to do subsydiowania właścicieli domów (w polskiej terminologii - „prosumentów”) przez resztę społeczeństwa, czyli tych którzy nie byli producentami energii słonecznej, lecz wyłącznie jej odbiorcami. System ten okazał się bardzo skuteczny. Im więcej było instalacji fotowaltaicznych, tym szybciej rosły ceny energii dla jej odbiorców, co z kolei skłaniało dodatkowych właścicieli domów do inwestowania w (subsydiowane) panele. Przy okazji sektor fotowoltaiczny wypychał z rynku (czyli niszczył) alternatywnych, tradycyjnych wytwórców energii elektrycznej. Krótko mówiąc, pasożyt (fotowaltaika) powoli zabija swojego żywiciela (dotychczasowa energetyka), jak to wyjaśnimy szerzej poniżej.

Zgodnie z logiką polityki klimatycznej, prosumencki sektor energetyki fotowoltaicznej stopniowo uzyskał coraz większy udział w zaopatrzeniu Australii Zachodniej w energię elektryczną. Nie jest całkiem jasne, ile wynosi ten udział na chwilę obecną. Jak pisze Jo Nova, bloger analizujący problemy energetyki w Australii [1] (dalsze cytaty pochodzą z tego artykułu), udział „fotowaltaiki to obecnie…. mniej więcej 850 MW (co odpowiada wielkości generacji jednej elektrywni węglowej). ABC [tj. australijski nadawca publiczny – red.] nie mówi nam, ile dokładnie ten udział wynosi (według AEMO [tj. operatora australijskiego rynku energii] wynosi on ok. 1300 MW i rośnie w tempie 120 MW każdego roku).”

Według raportu AEMO cytowanego by Jo Nova:

„Prognozy mówią, że roczne tempo wzrostu mocy fotowaltaicznej energii słonecznej (PV) wynosi 7,6% (122 MV), przy czym dzięki szybszemu przyrostowi dodatkowej mocy, który ma nastąpić na początku okresu objętego prognozą, moc zainstalowana osiągnie szacunkowy poziom 2500 MW do 2028-2029 roku.”

Oznacza to, że prosumencki sektor fotowoltaiki zaczyna dominować w systemie energetycznym Australli Zachodniej (całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną wynosi w tej chwili właśnie 2,5 GW).

Studium przypadku: Co się dzieje, kiedy największe żródło energii elektrycznej zależy od chmur na niebie?

Jak już wskazano, system energetyczny Australii Zachodniej stanowi wyizolowaną wyspę w stosunku do reszty kraju. Wynika to z całkowicie racjonalnych przesłanek jego budowy w przeszłości (tania energia, dyspozycyjna lokalna baza wytwórcza oparta na dostępnych paliwach kopalnych). Teraz jednak nieprzewidywalna energia słoneczna jest największym źródłem energii w sieci zachodnio-australijskiej.

„Jest to zła sytuacja nie tylko dlatego, że nie ma możliwości „zrzucenia” nadmiarowej produkcji w innych stanach [Australii], ani też w przeciwnym przypadku nie mogą one poratować [stanu Australii Zachodniej, tj. w przypadku raptownego spadku produkcji energii ze słońca], ale także z tego powodu, że — pomimo ogromnych rozmiarów [tego stanu] — niemal cała ludność mieszka w promieniu ok. 100 km (60 mil) od siebie. W efekcie, kiedy słońce najsilniej operuje w jednym miejscu, to samo dzieje się wszędzie indziej. Kiedy napływają chmury, zwłaszcza te miłe skoordynowane fronty atmosferyczne z północy na południe, to przykrywają większość infrastruktury [fotowoltaicznej] w ciągu kilku minut.”

Sytuację mogłaby poprawić intergracja systemu Australii Zachodniej z resztą kraju. Koszt takich „interkonektorów” o długości kilku tysięcy kilometrów — który musiałby ponieść albo australijski podatnik, albo odbiorcy energii elektrycznej, który i tak już płacą dużo więcej za energię niż w przeszłości — jest jednak niesłychanie wysoki.

Urzędnicy i media nagle dostrzegły katastrofalne zagrożenia nadmiarem fotowoltaiki

Konsekwencje „sukcesu” prosumenckiej energetyki słonecznej zaczynają docierać do mainstreamowych mediów, które dotychczasach jedynie kibicowały rozbudowie „zielonej energii”. Komentator serwisu informacyjnego australijskiego nadawcy publicznego sensacyjnie przyznał właśnie, że: „rozwój energetyki słonecznej zagraża sieci energetycznej Australii Zachodniej (AZ), i to jest nauka dla całej Australii”.

- „Operator australijskiego rynku energetycznego Operator (AEMO), który zarządza hurtowym rynkiem energii elektrycznej w AZ (WEM), powiedział, że odizolowany charakter sieci w WZ czyni ją szczególnie narażoną na techniczne wyzwania, jakie rodzi energetyka słoneczna.”

Audrey Zibelman, dyrektor generalna AEMO, powiedziała, że wyzwania te występują w szczególnie ostrej formie w okresach, kiedy wysoki poziom produkcji energii ze Słońca nakłada się na niski poziom zapotrzebowania — typowo w słoneczne dni o łagodnej temperaturze na wiosnę i na jesieni, kiedy ludzie nie używają klimatyzatorów.

Co więcej:

„Wcześniej w tym roku AEMO podniosło „larum”, że jeśli nie zrobi się niczego, aby zabezpieczyć sieć, wówczas począwszy od 2022 roku [czyli już za trzy lata] pojawi się realna groźba ciągłych przerw w dostawach energii elektrycznej [rolling blackouts], kiedy gwałtowny napływ energii z OZE powodować będzie okresowe przeciążenia systemu. W najgorszym razie, ostrzegła AEMO, może powstać „realne zagrożenie” awarią całego systemu energetycznego [system-wide blackout].”

Zagrożenia dotyczą także finansów publicznych Australii Zachodniej. Skutkiem działań urzędniczej machiny administracji stanowej jest stopniowa utrata wartości i eliminacja z rynku spółek energetycznych będących własnością stanu. Między innymi, stanowy dostawca energii elektrycznej w Australli Zachodniej ogłosił właśnie, że zanotował największą stratę w całej historii przedsiębiorstw publicznych w tym stanie.

Kalifornijska kaczka jest coraz bardziej tłusta, czyli diagnoza i poszukiwanie dróg wyjścia

Jak wskazuje bloger Jo Nova, ostatnie wypowiedzi przedstawicieli operatora sieci AEMO wskazują, że negatywne efekty funkcjonowania niedyspozycyjnej energii słonecznej w systemie energetycznym Australii Zachodniej osiągnęły kolejny, wyższy poziom. Do tej pory obawy dotyczące stabilności systemu energetycznego nigdy nie dotyczyły okresów niskiego popytu na energię elektryczną, lecz jedynie okresów największego zapotrzebowania w lecie.

„Obecnie ryzyko wiąże się zarówno z dniami wysokiego, jak i niskiego zapotrzebowania: „gratulacje”. To szczytowe dni lata i zimy powodowały największy ból głowy w AEMO, teraz muszą się martwić także o słoneczne dni wiosną i jesienią. Cóż za „osiągnięcie”.

Generalnie Australia Zachodnia wydaje się poruszać po tej samej ścieżce, na której poprzedzała ją Kalifornia, stawiając na fotowoltaikę. Sytuację w Kaliforni obrazuje niesławna „krzywa kaczki” (Duck Curve).

Jak widać, „brzuch kaczki” powiększa się tam z każdym rokiem, w miarę wprowadzania dodatkowych mocy fotowoltaiki. Wykres ten, sporządzony na bazie faktycznych danych, obrazuje, jak funkcjonuje cały system produkcji energii elektrycznej w obecności generacji energii ze Słońca. Produkcja ze źródeł kopalnych dramatycznie spada w środku dnia, kiedy fotowaltaika dostarcza maksimum energii, po czym tradycyjne elektrownie zmuszone są gwałtownie zwiększać swoją produkcję, kiedy zachód Słońca pokrywa się z największym zapotrzebowaniem gospodarstw domowych. Jeśli dodać do tego brak zużycia prądu do klimatyzacji w słoneczne lecz chłodne dni wiosenne lub jesienne, okazuje się, że system wymaga ciągłego stabilizowania przez cały rok.

Tak na marginesie, stosowanie klimatyzatorów w prywatnych domach mieszkalnych w takich regionach, jak Kalifornia czy Australia Zachodnia okazuje się być ważnym wsparciem dla „odnawialnej energetyki”. Kiedyś dla ekologów był to przykład na nadmierną eksploatację środowiska naturalnego dla komfortu człowieka na Zachodzie. Być może takich zaskoczeń można byłoby uniknąć, gdyby ktoś zadał sobie trud przemyślenia reform energetycznych przed ich wprowadzeniem.

Taki system funkcjonowania systemu energetycznego jest też oczywiście źródłem dodatkowych kosztów zużycia energii elektrycznej dla końcowych odbiorców energii elektrycznej. Inne „osiągnięcia” transformacji energetycznej to produkcja dużych ilości niepotrzebnej energii oraz utrata zdolności do elastycznego sterowania jej podażą w zależności od zmieniających się potrzeb. Jednak najbardziej paradoksalnym aspektem funkcjonowania energetyki w Australii Zachodniej, że sektor fotowoltaiki systematycznie podcina gałąź, na której siedzi:

„W miarę jak „losowa” produkcja energetyki wiatrowej wypycha tanią, stabilną energię z węgla, przed systemem energetycznym Australii Zachodniej wyłania się trudno do rozgryzienia dylemat, że energetyka wiatrowa niszczy dokładnie to, co czyni fotowoltaikę przystępną cenowo dla ludzi.”

Punkt, w którym znalazła się Australia Zachodnia, sprowokował głosy — w australijskich mediach głównego nurtu — że to, co miało być „smart”, czyli „inteligentne” (funkcjowanie energetyki odnawialnej), okazało się być „głupie” (stupid). Co należy zrobić więc, by to co jest „głupie” stało się w końcu „inteligentne”?

Rząd stanowy potraktował sprawę poważnie, zamówił szereg analiz i powołał grupę zadaniową. Póki co jednak, rząd widzi ratunek w uruchomieniu inwestycji w magazynowanie energii, które chce osiągnąć „usuwając przestarzałe przepisy, które stanowły barierę dla inwestowania w urządzenia do magazynowania energii, takich jak baterie lokalne lub na skalę sieciową”.

Doświadczenia z Australii południowo-wschodniej, gdzie problemem jest niedyspozycyjna produkcja farm wiatrowych, zdają się jednak wskazywać, że — przy obecnych cenach i możliwościach takich urządzeń — jedynym praktycznym rozwiązaniem są przenośne generatory dieslowskie, co oczywiście jest dokładnym przeciwieństwem światowych zmagań w kwestii ograniczenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery.

Bloger Jo Nova przedstawia własne propozycje rozwiązań kłopotów z fotowoltaiką:

„- A co jak by tak wyeliminować przestarzałe regulacje, które uniemożliwiają konsumentom kupowanie energii elektrycznej z dowolnego wybranego przez nich źródła?

- A co gdybyśmy tak przestali niszczyć gospodarkę rynkową?

- A co gdybyśmy tak zaczęli obciążać prosumentów bardziej sprawiedliwymi cenami za utrzymanie stabilności sieci, zarówno pod względem napięcia, jak i częstotliwości (…)? Ale to nie wydaje się uczciwe wobec prosumentów, których przekonano do tego wszystkiego przy pomocy nieuczciwych zapewnień.

- A więc, co jakbyśmy tak zbadali, kto odpowiada za te wszystkie decyzje?

- A co jak by tak natychmiast uniemożliwić ludziom dodawanie dalszych mocy fotowaltaiki, chyba że całkowicie odłączą się od sieci?”

[Nasz komentarz] Australijski przykład świetnie dowodzi tezy, że niby-odnawialne źródła energii generują więcej kłopotów niż rozwiązują problemów. Nowoczesna energetyka jest dojrzałym rynkiem, w którym stabilne źródła wytwarzania energii (węgiel, atom) są w stanie, przy wsparciu elektrowni szczytowo -pompowych zapewniać stałe i bezpieczne dostawy taniej energii dla całego systemu elektroenergetycznego. Próby wymyślania nowego modelu biznesowego dla energetyki z udziałem OZE – bez względu na szerokość geograficzną, kończą się mniejszą lub większą porażką. Ideologicznie motywowane zmiany w energetyce (ideologia „walki z klimatem”) napotykają trudne do przezwyciężenia kłopoty w postaci … praw fizyki czy oczywistych faktów astronomicznych. Tak długo, jak entuzjaści OZE będą kreowali się na mądrzejszych od praw fizyki, tak długo będą marnowali czas i pieniądze podatników na skonstruowanie czegoś, co i tak nie zadziała. Czy to będzie w Europie, USA czy też w Australii. Wszędzie poniosą oni spektakularną porażkę. Jak mawiał klasyk: „Praw fizyki Pan nie zmienisz i nie bądź Pan głąb.”

Tłumaczenie, opracowanie i komentarz

Redakcja stopwiatrakom.eu

Przypisy:

[1] Jo Nova, „Jeopardy: What happens when your single largest generator is uncontrolled and coordinated by clouds? Watch Western Australia Roof solar - unreliability / intermittancy in an isolated regional system”, 1.12.2019, Jo Nova Blog — http://joannenova.com.au/2019/12/jeopardy-what-happens-when-your-single-largest-generator-is-uncontrolled-and-coordinated-by-clouds-watch-western-australia/