Magazyny energii i OZE

W ostatnich latach Unia Europejska sukcesywnie przenosi ciężar pozyskiwania energii elektrycznej z paliw kopalnych na zrównoważone źródła energii. Ilość energii możliwa do pozyskania z OZE jest ściśle powiązana ze źródłem jej pochodzenia (solarna, wiatrowa, pompy ciepła), warunkami pogodowymi oraz porą roku. Bez dodatkowych technologii, uniezależniających dostępność energii od czynników zewnętrznych, trudno mówić o skutecznej transformacji energetycznej.

Konieczny element transformacji energetycznej przedsiębiorstwa

Posłużmy się prostym do zobrazowania przykładem pojedynczego gospodarstwa domowego. Inwestycja w montaż paneli fotowoltaicznych będzie miała najszybszy zwrot przy maksymalizacji zużycia energii solarnej. W tym celu stosowane są praktyki wykonywania energochłonnych czynności w dni słoneczne oraz w godzinach największego nasłonecznienia. Takie rozwiązanie wymaga od domowników reorganizacji i planowania podporządkowanego warunkom atmosferycznym. Rozwiązanie możliwe do wdrożenia, opłacone „jedynie” brakiem komfortu domowników. Ciężko sobie jednak wyobrazić, żeby taką praktykę zastosowano w zakładach produkcyjnych, osiedlach mieszkalnych, czy galeriach handlowych. Energia z OZE powinna zacząć charakteryzować się stabilnością, aby mogła stanowić poważną alternatywę dla energii wytwarzanej z paliw kopalnych.

Magazyny energii są niezbędne dla efektywnego wykorzystania odnawialnych źródeł energii cechujących się zmiennością produkcji. Umożliwiają przechowywanie nadwyżek energii wytwarzanej w okresach wysokiej produkcji (np. w trakcie słonecznych dni w przypadku paneli fotowoltaicznych) i jej użycie w momentach obniżonej produkcji (w trakcie niesprzyjających warunków pogodowych). Magazyny energii pozwalają na gromadzenie nadmiaru energii w okresach niższego zapotrzebowania oraz wykorzystanie jej w godzinach szczytu lub w przypadku awarii sieci.

Rozwiązanie generujące oszczędności

W przypadku wygenerowania nadwyżki energetycznej przez OZE, bez instalacji magazynowej, trafi ona do sieci. Sprzedaż energii do sieci odbywa się po najniższych cenach hurtowych. W momencie wzmożonego zapotrzebowania, większego niż zdolność produkcyjna OZE, energia jest z powrotem pobierana z sieci, lecz tym razem po wyższej cenie detalicznej. Zastosowanie magazynów energii pozwala więc nie tylko na zniwelowanie kosztów przesyłu energii do sieci, lecz również zaoszczędzenie na różnicy między ceną detaliczną a hurtową. Instalacja magazynowania energii elektrycznej pozwala podmiotom wykorzystywać energię zgodnie z ich profilem zapotrzebowania, bez ponoszenia dodatkowych kosztów.

Magazyny energii świetnie sprawdzają się w parze z energią pozyskaną ze zrównoważonych źródeł. Duet ten może w znaczący sposób zredukować koszty, które przedsiębiorstwo przeznacza na zakup energii elektrycznej w skali całego roku. Korzystanie z OZE nie jest jednak koniecznością przy instalacjach magazynowych. Generowanie oszczędności z pomocą magazynów jest możliwe również w przypadku korzystania z energii z sieci, ponieważ umożliwiają one zmagazynowanie tańszej, niezagospodarowanej energii i wykorzystanie jej później w godzinach szczytowego poboru. W sytuacji wystąpienia nadwyżek energetycznych, zmagazynowaną energię można również w dogodnym czasie sprzedać.

Magazyn energii elektrycznej może też stanowić awaryjne źródło zasilania w nagłych przypadkach. Niezależnie od tego, czy mówimy o biurowcach z serwerowniami, mroźniach, czy o zakładach produkcyjnych z sektorów przemysłu ciężkiego, zapewnienie nieprzerwanego zasilania jest konieczne dla ich prawidłowego funkcjonowania. Postój produkcyjny i przerwy w ciągłości dostaw energii, we wszystkich powyższych przykładach wiązałby się z ogromnymi stratami finansowymi, a nawet wizerunkowymi, które trudno jest wycenić, lecz często potrafią zachwiać całą strukturą przedsiębiorstwa.

Magazyny jako kluczowy element nowoczesnej energetyki

Wszystkie opisane wyżej zależności odnoszą się bezpośrednio do jednego podmiotu lub grupy współpracujących ze sobą podmiotów. Rola powstających magazynów jest znacznie większa i sięga daleko poza interesy pojedynczego przedsiębiorstwa. Spójrzmy na ten temat z szerszej perspektywy.

Magazyny energii odgrywają kluczową rolę we wszystkich elementach rynku energii, zwiększając jego elastyczność, stabilność i efektywność. Można je traktować jako bufor między produkcją a konsumpcją energii, a także jako element poprawiający działanie różnych mechanizmów rynkowych zwiększających bezpieczeństwo dostaw. Podmioty zarządzające magazynami mogą kupować tańszą energię w godzinach nadwyżek i sprzedawać ją drożej w okresach wyższego zapotrzebowania, co minimalizuje ryzyko ujemnych cen oraz stabilizuje rynek dnia następnego (RDN – patrz ramka).

Magazyny pełnią również ważną funkcję odbiorcy elastycznego (Demand Side Response – DSR), pobierając energię wtedy, gdy jest jej nadmiar, i zmniejszając zapotrzebowanie, gdy system jest obciążony. W ten sposób umożliwiają lepszą integrację odnawialnych źródeł energii (OZE), które charakteryzują się nieregularną produkcją. Dodatkowo stanowią rezerwę energetyczną, dostarczając energię w sytuacjach kryzysowych, zmniejszając konieczność uruchamiania kosztownych elektrowni szczytowych. Ich wykorzystanie jako źródła mocy rezerwowej przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa systemu i zmniejszenia emisji CO₂.

Dzięki swojej wszechstronnej roli stanowią fundament nowoczesnego systemu elektroenergetycznego, zwiększając jego stabilność, elastyczność i efektywność. W miarę rozwoju technologii i rosnącego udziału OZE ich znaczenie będzie systematycznie wzrastać, prowadząc do bardziej zrównoważonego i odporniejszego rynku energii oraz do poprawy stabilności polskiej sieci elektroenergetycznej.

Rodzaje magazynów energii

Jak możemy przeczytać na stronie Ministerstwa Klimatu i Środowiska [1], magazyny energii rozróżniamy ze względu na ich wielkość (przydomowe i przemysłowe) oraz wykorzystywane technologie, wśród których główne to: baterie elektrochemiczne, elektrownie szczytowo-pompowe, superkondensatory, ogniwa paliwowe, nadprzewodnikowe zasobniki energii, kinetyczne i pneumatyczne zasobniki energii, zasobniki skroplonego powietrza, zasobniki wykorzystujące pompy ciepła oraz magazyny wodoru. Charakterystyczne cechy różnych technologii magazynowania skrótowo przedstawiono w tabeli.

Kwestia doboru właściwej instalacji magazynowania energii elektrycznej do profilu działalności przedsiębiorstwa, w tym do jego zapotrzebowania energetycznego oraz do źródła wytwórczego to najtrudniejszy etap inwestycji w taką instalację. Decyzja ta wpływa bowiem na efektywność działania systemu i czas zwrotu z inwestycji.
Wybór odpowiedniego rodzaju magazynu energii zależy od wielu czynników, w tym celów zastosowania, dostępności zasobów, kosztów, efektywności i specyficznych wymagań energetycznych. W celu podjęcia świadomej decyzji, konieczne jest przeprowadzenie szczegółowej analizy kosztów, korzyści oraz możliwych scenariuszy rozwoju technologii i infrastruktury.

Analizy, których wykonanie warto rozważyć przed zainwestowaniem w magazyny energii to:

• LCOE (Levelized Cost of Energy) – pokazuje średni koszt wytwarzania energii przez cały okres eksploatacji danej technologii, obliczany jako stosunek całkowitych kosztów inwestycji (CAPEX, OPEX) do ilości energii, którą ta technologia ma wyprodukować lub przechować w tym czasie,
• IRR (Internal Rate of Return) i NPV (Net Present Value) – te wskaźniki bardziej odpowiadają na pytanie o rentowność projektu, uwzględniając przychody z różnych źródeł (handel energią, DSR, rynek mocy),
• Analiza przychodów z usług elastyczności – wyliczenie możliwych przychodów z udziału w rynku bilansującym czy mechanizmach rezerwy mocy,
• Analiza ROI (Return on Investment) – określenie, jaki zysk przyniesie inwestycja w stosunku do poniesionych kosztów.

Program dofinansowania magazynów energii

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (NFOŚiGW) opracował program dofinansowujący budowę magazynów energii elektrycznej. Szeroko zakrojona inicjatywa, która ma na celu poprawę stabilności polskiej sieci elektroenergetycznej, opiera się na budżecie wynoszącym ponad 4 miliardy złotych. Fundusze na realizację projektu pochodzą z unijnego Funduszu Modernizacji.

Program pod nazwą „Magazyny energii elektrycznej i związana z nimi infrastruktura dla poprawy stabilności polskiej sieci elektroenergetycznej” ruszył w kwietniu 2025 roku. Będzie wspierać budowę magazynów energii elektrycznej o mocy co najmniej 2 MW i pojemności nie mniejszej niż 4 MWh. Wszystkie instalacje objęte dotacjami muszą spełniać standardy unijne dotyczące bezpieczeństwa, ochrony przeciwpożarowej oraz homologacji.

Dotacja będzie również obejmować prace związane z budową przyłączy do sieci elektroenergetycznej, rozbudową infrastruktury towarzyszącej, konfiguracją i adaptacją magazynu energii oraz certyfikacją zgodnie ze standardami Unii Europejskiej. Program został zaprojektowany zgodnie z obowiązującą legislacją UE, w tym art. 10d dyrektywy 2003/87/WE Parlamentu Europejskiego i Rady oraz rozporządzeniem wykonawczym Komisji (UE) 2020/1001, ustanawiającym szczegółowe zasady funkcjonowania Funduszu Modernizacyjnego.

Budżet programu przewiduje przeznaczenie ok. 3,6 miliarda złotych na bezzwrotne dotacje, które pokryją do 45% całkowitych kosztów kwalifikowanych inwestycji. Ponadto, pożyczki objęte programem będą mogły pokrywać do 100% kosztów kwalifikowanych inwestycji na preferencyjnych warunkach (WIBOR 3M + 50pb, nie mniej niż 1,5% w skali roku) lub na warunkach rynkowych.
Finalna wersja programu po ostatecznej akceptacji przez Radę Nadzorczą Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej została opublikowana w zakładce „Oferta Finansowania” na stronie NFOŚiGW [2].

Inicjatywa NFOŚiGW stanowi ważny krok w kierunku stabilizacji i modernizacji polskiego systemu elektroenergetycznego, wspierając jego rozwój w zgodzie z europejskimi standardami oraz normami.

Magazyny energii integrują wszystkie elementy rynku

Choć inwestycja w magazyny wymaga dokładnych analiz finansowych i technicznych, ich rola w transformacji energetycznej jest niezaprzeczalna.

• Stabilizują ceny i redukują straty wynikające z nadpodaży.
• Poprawiają elastyczność sieci i umożliwiają efektywne wykorzystanie OZE.
• Zmniejszają zależność od elektrowni konwencjonalnych, wspierając dekarbonizację.

Dzięki możliwości integracji z odnawialnymi źródłami energii, magazyny stają się kluczowym elementem strategii zarządzania energią w różnych sektorach, przyczyniając się do obniżenia kosztów, zwiększenia efektywności energetycznej i poprawy niezawodności dostaw energii.

W przyszłości ich rola będzie rosła, a integracja z rynkiem energii sprawi, że system elektroenergetyczny stanie się bardziej odporny, elastyczny i ekologiczny.