Ciepłownictwo rozgrzewa polską transformację. Sector coupling uzupełnia układankę

„W 2025 r. ograniczono szacunkowo 1,4 TWh energii z OZE, co stanowi dwukrotność skali z 2024 r. Według publikowanych danych aż 97,8% ograniczeń wynikało z przyczyn bilansowych (…), a nie z fizycznych ograniczeń sieci” – czytamy we wstępie do raportu „Sector Coupling w Polsce. Wykorzystanie nadwyżek w ciepłownictwie poprzez Power-to-Heat i magazyny ciepła”. W tym samym czasie liczba godzin z cenami ujemnymi zwiększyła się do 315. Przyczyną takiego stanu rzeczy miał być przede wszystkim brak elastyczności.

Sector coupling to brakujący puzzel transformacji

Jak podczas premiery raportu mówił jego współautor Szymon Kowalski, wiceprezes Fundacji RE-Source Poland Hub, ciepłownictwo jest tematem, o którym dyskutuje się od lat. Jego zdaniem, to właśnie sector coupling jest punktem wartym szczególnej uwagi w tym kontekście.

„Dzięki sector couplingowi jesteśmy w stanie zamknąć koło transformacji” – jedno ze zdań, którymi Kowalski otworzył wydarzenie, wybrzmiało szczególnie mocno. Pokazuje bowiem, że zastosowanie konkretnych technologii może być brakującym puzzlem układanki jaką jest transformacja energetyczna kraju.

Czym właściwie jest sector coupling? Według twórców analizy jest to integracja sektorów energii elektrycznej, ciepła gazu, transportu i przemysłu „przez techniczne oraz rynkowe mechanizmy konwersji energii”.

W kontekście ciepłownictwa systemowego najważniejsze jest sprzężenie elektroenergetyki i ciepłownictwa: energia elektryczna z OZE, zamiast być redukowana lub sprzedawana po cenach ujemnych, zostaje przekształcona w ciepło i magazynowana.
Sector Coupling w Polsce. Wykorzystanie nadwyżek w ciepłownictwie poprzez Power-to-Heat i magazyny ciepła

Dzięki opisanej synergii technologii, ta sama infrastruktura może realizować trzy cele: redukcję emisji z ciepłownictwa, zwiększenie lokalnej absorpcji OZE i obniżenie kosztów blinasowania systemu elektroenergetycznego.

Jak czytamy w publikacji przygotowanej przez RE-Source Poland Hub, Horizons Power-to-Heat (HP2H) i Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej (PSEW), „nadwyżki energii odnawialnej stały się materialnym zasobem systemowym”. Tym samym przestały być „jedynie krótkookresową anomalią rynku dnia następnego”, za to pokazują wyraźniej niedobór elastyczności, magazynowania i pracy źródeł konwencjonalnych.

Najważniejszym pytaniem nie jest więc wyłącznie to, ile nowych mocy OZE można przyłączyć, ale jak zwiększyć zdolność systemu do ich lokalnego i efektywnego wykorzystania.
Sector Coupling w Polsce. Wykorzystanie nadwyżek OZE w ciepłownictwie poprzez Power-to-Heat i magazyny ciepła

Jeden z twórców raportu, prezes HP2H Filip Jankun, uświadomił słuchaczom, że sieć ciepłownicza w Polsce ma łącznie długość 25,9 tys. km. Jak można było przeczytać w jego prezentacji, „gdyby ją (tę sieć – przyp. red.) połączyć w jedną linię, sięgnęłaby ze Świnoujścia do Sydney. To ok. 65% obwodu Ziemi”.

Jankun podkreślił, że ciepłownictwo nie jest niszą, ale infrastrukturą skali systemowej. Nadwyżki w sektorze odnawialnych źródeł energii stały się z kolei sterowalnym, lokalnym popytem, który może być przetwarzany na energię cieplną.

Co ważne, przedstawiciel HP2H zaznaczył, że nie chodzi o zastąpienie innych źródeł energii. Z raportu wynika, że technologie Power-to-Heat dają możliwość zamiany chwilowej nadpodaży energii elektrycznej na użyteczne ciepło. W dodatku – nie muszą zwracać energii elektrycznej do sieci.

Power-to-Heat jako technologia, bądź sector coupling jako zjawisko, to uzupełnienie, a nie próba zastąpienia któregoś ze źródeł. (...) Power-to-Heat to nie tylko technologia – to infrastruktura elastyczności dla OZE.
Filip Jankun, CEO Horizons Power to Heat

Zauważył także, że Power-to-Heat może zadziałać wyłącznie wtedy, gdy wartość systemowa zgra się z taryfami ciepła i energii. Dla naszego kraju szczególnie istotną kwestią w kontekście ciepłownictwa jest jego charakter – lokalny i taryfowany. W raporcie zaznaczono, że dzięki temu decyzje inwestycyjne „mogą być prowadzone na poziomie konkretnych miast i systemów, a efekty ekonomiczne można mierzyć w taryfie ciepła, zużyciu paliw, emisji CO₂, pracy źródeł szczytowych oraz redukcji energii niezagospodarowanej z OZE”.

Zdaniem autorów raportu ciepłownictwo jest brakującym ogniwem polskiego systemu energetycznego. Bo choć polski rynek ciepła systemowego jest co do wielkości drugim w Europie, to wciąż jest silnie zależny od paliw kopalnych. Czytamy, że „według URE w 2024 r. udział paliw węglowych w energii chemicznej paliw zużywanych w koncesjonowanych źródłach ciepła wyniósł 57,4%, choć spadł z 81,7% w 2002 r.”.

Z punktu widzenia P2H (Power-to-Heat – przyp. red.) ważna jest nie tylko skala, ale także struktura systemów. W Polsce istnieje wiele średnich i małych ciepłowni miejskich, które mają zapotrzebowanie na ciepło, wolumeny taryf i często ograniczone możliwości dalszego opierania transformacji wyłącznie na gazie lub biomasie.
Sector Coupling w Polsce. Wykorzystanie nadwyżek OZE w ciepłownictwie poprzez Power-to-Heat i magazyny ciepła

To właśnie w sektorze ciepłowni 10-50 MW ma występować spory potencjał replikacyjny dla kotłów elektrodowych, pomp ciepła i magazynów ciepła – zarówno dobowych, jak i sezonowych.

Czas na dekarbonizację

Dr Konrad Wojnarowski, wiceminister energii, zwrócił uwagę na to, jak dużo dzieje się obecnie w sektorze ciepłownictwa. Nawiązał przy tym do niedawno przedstawionej publicznie „Strategii Transformacji Ciepłownictwa do 2040 r.”, za której stworzenie jest odpowiedzialny.

Zdaniem Wojnarowskiego, proces dekarbonizacji ciepłownictwa powinien opierać się na trzech głównych filarach: dobrych strategiach, właściwej legislacji i finansowaniu. Jak mówił, „OZE i energetyka jądrowa to dwie nogi, na których (polska – przyp. red.) energetyka ma szansę stanąć w najbliższej przyszłości”.

A to właśnie dekarbonizacja jest jedną z „presji” nałożonych legislacyjnie na unijne systemy ciepłownicze.

Po pierwsze, rośnie koszt emisji CO₂ i ryzyko utrzymania źródeł opartych na węglu. Po drugie, dyrektywa EED zmienia definicję efektywnego systemu ciepłowniczego i chłodniczego, zaostrzając w czasie wymagania dotyczące udziału OZE, ciepła odpadowego i wysokosprawnej kogeneracji. Po trzecie, RED III wzmacnia cele OZE w ogrzewaniu i chłodnictwie, wskazując potrzebę corocznego wzrostu udziału energii odnawialnej w tych sektorach.
Sector Coupling w Polsce. Wykorzystanie nadwyżek OZE w ciepłownictwie poprzez Power-to-Heat i magazyny ciepła.

Power-to-Heat ma być odpowiedzią na opisane potrzeby transformacji, obejmując technologie konwersji energii elektrycznej na ciepło. Istotną zaletą P2H jest także możliwość wdrażania technologii w oparciu o europejski łańcuch dostaw.

Kluczowe jest więc pojęcielocal contentu, które należy rozumieć szerzej niż wyłącznie przez pryzmat kraju pochodzenia głównego urządzenia. Chodzi bowiem o „udział lokalnych lub europejskich komponentów, usług projektowych, robót budowlano-montażowych, integracji automatyki, systemów zarządzania energią, serwisu oraz miejsc pracy tworzonych w całym cyklu życia inwestycji”.

W odróżnieniu od strategii dekarbonizacji opartych głównie na imporcie paliw lub urządzeń spoza Europy, projekty Power-to-Heat mogą w dużej części tworzyć wartość dodaną w Unii Europejskiej. (...) Oznacza to, że transformacja ciepłownictwa może być nie tylko kosztem dostosowawczym, ale także narzędziem budowy europejskich konkurencji przemysłowy.
Sector Coupling. Wykorzystanie nadwyżek OZE w ciepłownictwie poprzez Power-to-Heat i magazyny ciepła

Tutaj należy zwrócić uwagę także na unijną politykę przemysłową, a w szczególności na Net-Zero Industry Act (NZIA), w której określono cel zwiększenia europejskich zdolności produkcyjnych dla technologii net-zero do poziomu co najmniej 40% rocznych potrzeb wdrożeniowych Unii Europejskiej do końca tej dekady. Według twórców raportu, „rozwój Power-to-Heat wpisuje się nie tylko w politykę klimatyczną, ale również w europejską politykę bezpieczeństwa gospodarczego i odbudowy konkurencyjności przemysłu”.