Ujemne ceny energii elektrycznej – paradoks rynku energetycznego

Rynek energetyczny staje w obliczu zjawiska, które jeszcze niedawno wydawało się mało prawdopodobne, czyli ujemnych cen energii. Choć na pierwszy rzut oka może wydawać się to paradoksalne, że producenci energii są gotowi dopłacać za odbiór energii, lecz fenomen ten jest efektem dynamicznych zmian w strukturze produkcji energii elektrycznej, wynikających głównie z rosnącego udziału odnawialnych źródeł energii (OZE). Jakie wyzwania i możliwości niesie ze sobą ten trend dla sektora energetycznego?

Jak powstają ujemne ceny energii?

Ujemne ceny energii pojawiają się, gdy podaż energii przewyższa popyt na nią, co zmusza producentów do „płacenia” odbiorcom za zużycie energii. Taka sytuacja ma miejsce zazwyczaj w okresach niskiego zapotrzebowania na energię, np. w weekendy, gdy jednocześnie produkcja z OZ (farmy wiatrowe czy fotowoltaika) jest wysoka. W takich warunkach tradycyjne elektrownie, zwłaszcza te o ograniczonej elastyczności produkcji, mogą generować nadwyżki, które destabilizują rynek. Brak elastyczności tradycyjnych elektrowni, które nie mogą szybko zmniejszyć produkcji bez ponoszenia wysokich kosztów, prowadzi do sytuacji, w której bardziej opłacalne jest oferowanie energii po ujemnych cenach niż zatrzymanie produkcji.

W jakich godzinach i okresach występuje najwyższe prawdopodobieństwo pojawienia się ujemnych cen importowanej energii?

Poniżej przedstawiono typowe wykresy stawek dynamicznych obowiązujących na rynku dnia następnego.

Tradycyjne elektrownie muszą sprzedawać energię po ujemnych cenach

Dla konwencjonalnych elektrowni, ujemne ceny energii stanowią poważne wyzwanie. Elektrownie węglowe czy jądrowe, które charakteryzują się wysokimi kosztami stałymi i długim czasem reakcji, często nie mogą szybko dostosować poziomu produkcji do zmieniającego się popytu. W rezultacie, są one zmuszone do sprzedaży energii po ujemnych cenach lub nawet zatrzymania produkcji, co generuje dodatkowe koszty.

Aby zwiększyć swoją elastyczność i lepiej dostosować się do zmieniających się warunków rynkowych, tradycyjne elektrownie muszą wprowadzić szereg zmian technologicznych i operacyjnych. Modernizacja infrastruktury jest kluczowa – nowoczesne turbiny i technologie kogeneracji mogą zwiększyć szybkość reakcji elektrowni na zmieniające się zapotrzebowanie na energię. Ważna jest również integracja systemów magazynowania energii, takich jak baterie przemysłowe oraz pompy ciepła, która pozwala na przechowywanie nadwyżek energii i wykorzystanie ich w okresach wzmożonego popytu. Ponadto, zastosowanie inteligentnych systemów zarządzania energią, które wykorzystują zaawansowane algorytmy i sztuczną inteligencję, może znacząco poprawić efektywność operacyjną. Automatyzacja procesów umożliwiających szybkie dostosowanie produkcji do bieżącego zapotrzebowania, także odgrywają istotną rolę w zwiększaniu elastyczności elektrowni.

System energetyczny wymaga nowoczesnych technologii zarządzania energią

Z drugiej strony, ujemne ceny energii mogą stanowić szansę dla OZE i nowoczesnych technologii zarządzania energią, podczas gdy interes konsumentów może być zbieżny z potrzebami przedsiębiorstw użyteczności publicznej w zakresie modernizacji sieci dystrybucji. Rozproszone systemy magazynowania energii, takie jak baterie domowe, mogą odegrać kluczową rolę w stabilizacji rynku. Na przykład w okresach nadprodukcji energii słonecznej, energia może być przechowywana, aby następnie zostać wykorzystana w czasie wzmożonego popytu. Takie rozwiązania zwiększają efektywność energetyczną i mogą przyczynić się do obniżenia kosztów operacyjnych dla właściciela systemu, a także pomóc zminimalizować obciążenie sieci elektrycznej.

Inteligentne systemy zarządzania energią, które wykorzystują zaawansowane algorytmy sztucznej inteligencji do zarządzania energią, są teraz w stanie dostosować się do zmian rynkowych, a nawet pogodowych w czasie rzeczywistym, aby automatycznie zoptymalizować zużycie energii i zminimalizować koszty energii. Przykłady z rynków zachodnich pokazują, że odpowiednie zarządzanie energią może przynieść znaczne oszczędności.

Systemy solarne wykorzystujące inteligentne systemy zarządzania energią, takie jak SolarEdge ONE, są w stanie automatycznie wstrzymywać produkcję energii poprzez falownik w okresach ujemnych cen, jednocześnie magazynując energię do późniejszego wykorzystania.

Po wprowadzeniu taryf dynamicznych, właściciele instalacji fotowoltaicznych SolarEdge będą mieć dostęp do specjalnej funkcji w aplikacji mySolarEdge – optymalizacja stawek ujemnych. Funkcja ta monitoruje tempo eksportu energii i dostosowuje pracę falownika w czasie rzeczywistym, aby zapobiec sprzedaży energii po niekorzystnych cenach. Co więcej, system fotowoltaiczny może wstrzymać dostarczanie prądu AC do sieci, jednocześnie umożliwiając ładowanie magazynów energii po stronie DC. To pozwala na magazynowanie nadwyżek energii, które mogą być wykorzystane w okresach wyższych cen, maksymalizując tym samym oszczędności.

Ujemne ceny energii elektrycznej są katalizatorem rozwoju infrastruktury energetycznej

Choć obecnie ujemne ceny energii nie mają bezpośredniego wpływu na koszty energii dla odbiorców indywidualnych, sytuacja ta może ulec zmianie wraz z wprowadzeniem taryf dynamicznych, planowanych na 1 lipca 2024 roku w Polsce. Prosumenci, czyli właściciele instalacji fotowoltaicznych, odczują skutki ujemnych cen poprzez system net-billingu, w którym nadwyżki energii są rozliczane zgodnie z wartością z giełdy energii.

Zastosowanie magazynów energii pozwoli prosumentom na maksymalizację zysków, umożliwiając magazynowanie energii w okresach ujemnych cen i jej sprzedaż, gdy ceny są wyższe.

W perspektywie długoterminowej, ujemne ceny energii mogą stać się katalizatorem transformacji energetycznej. Wzrost udziału OZE i rozwój technologii magazynowania energii mogą przyczynić się do stworzenia bardziej zrównoważonego i elastycznego systemu energetycznego. Jednocześnie, konieczne są inwestycje w modernizację infrastruktury energetycznej oraz rozwój inteligentnych systemów zarządzania energią, które umożliwią efektywne wykorzystanie nadwyżek produkcji.

Michał Marona, Country Manager, SolarEdge Technologies Poland