Energetyka w obliczu zmiany klimatu i rekordowych temperatur

W czerwcu i lipcu br., w niektórych europejskich krajach, termometry wskazywały ponad 40^oC. Te fale upałów są coraz częstsze i intensywniejsze, a ich powodem jest zmiana klimatu. Źródła energii muszą więc starać się sprostać coraz trudniejszym wyzwaniom.

Wydajność sieci podczas upałów

Ekstremalne upały nie tylko w różny sposób wpływają na wszystkie źródła, ale także zwiększają zapotrzebowanie na energię elektryczną. Jak podaje portal Carbon Brief, „na przykład we Francji dzienne zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrosło o prawie 20% podczas dwutygodniowej fali upałów w czerwcu 2026 roku”. Wpływa to m.in. na wzrost cen energii.

Jeśli chodzi o energetykę atomową, wpływ upałów na jej funkcjonowanie jest dobrze udokumentowany. Jak czytamy w Carbon Brief, ok. 70% energii elektrycznej we Francji pochodzi właśnie z atomu, co ma czynić kraj podatnym na skutki wysokich temperatur. Podczas fali upałów w lipcu 2026 roku, nastąpił tam spadek produkcji energii o prawie 9%.

Susza a funkcjonowanie elektrowni atomowych

To jednak nie tylko problem Francji – jak czytamy, „niski poziom wody w Dunaju uderzył tego lata w działanie reaktorów jądrowych w Rumunii i Węgrzech, a szwajcarski reaktor został zamknięty z powody wysokich temperatur rzeki”.

Elektrownie jądrowe, wykorzystujące wodę rzeczną do chłodzenia reaktorów, są najbardziej narażone na fale upałów i susze. (...) Około 60 z 440 reaktorów na świecie korzysta z chłodzenia przepływowego wodą z rzek, z czego osiem znajduje się we Francji.
Carbon Brief

Gdy więc temperatura wody wzrasta, wydajność chłodzenia elektrowni atomowych spada. Mechanizm ten wpływa na ogólną sprawność instalacji. W takiej sytuacji instalacja może jednak dość szybko wrócić do standardowego funkcjonowania.

Jeśli jednak z powodu suszy brakuje wody, która umożliwiałaby skuteczne chłodzenie infrastruktury elektrowni, problem jest znacznie większy. Niski stan wód w rzekach może bowiem utrzymywać się dłużej.

Firmy z sektora atomowego szukają rozwiązań, które pozwoliłyby im dostosować się do rekordowych temperatur. Celem jest minimalizacja wpływu atmosferycznych anomalii na „bezpieczeństwo energetyczne i koszty energii”. Carbon Brief przytoczył opisany w Bloombergu przykład francuskiego operatora EDF, który rozważa instalację dodatkowych chłodni kominowych w lokalizacjach, które są aktualnie najbardziej narażone na druzgocące skutki ocieplenia klimatu.

Czy gaz jest rzeczywiście niezawodny?

Choć elektrownie gazowe uchodzą za „niezawodne i gotowe do uruchomienia w dowolnym momencie”, jako rodzaj wytwarzania ciepła są one narażone – podczas upałów – na wiele podobnych do energetyki jądrowej obciążeń. Rzekoma zdolność elektrowni gazowych do ciągłej dostępności do wytwarzania energii elektrycznej, szczególnie wtedy, gdy sieć najbardziej jej potrzebuje, jest coraz bardziej kwestionowana.

Z punktu widzenia fizyki, sprawność elektrowni gazowych spada wraz ze wzrostem temperatury. Według Electric Insights, przy temperaturze 40^oC, elektrownia gazowa może spodziewać się spadku mocy o 13% i sprawności o 7% w porównaniu z pracą w temperaturze 20 ^oC.
Carbon Brief

Niektóre elektrownie gazowe wymagają chłodzenia, a w tym celu najczęściej wykorzystują pobliskie zbiorniki wodne. Dodatkowo, turbiny gazowo-parowe działają w oparciu o spalanie mieszanki gazu i powietrza – przy niższej gęstości powietrze zajmuje więcej miejsca, zostawiając go mniej dla gazu. Jak czytamy: „Ostatecznie oznacza to, że gdy powietrze jest gorące, elektrownie gazowe nie mogą wytwarzać tak dużo energii elektrycznej, jak normalnie”.

Carbon Brief przypomina, że nie jest to jedynie teoria – w ciągu dwóch sierpniowych nocy roku 2020, w amerykańskiej Kalifornii wystąpiły przerwy w dostawie prądu, ponieważ popyt przekroczył podaż podczas fali upałów. I choć nie możemy mówić wyłącznie o jednym czynniku powodującym tę sytuację – „elektrownie gazowe stanowiły ok. 79% mocy, która spadła z systemu 14 sierpnia”. Podobny był wskazany odsetek dnia następnego.

Kiedy wiatr wieje słabiej?

Wpływ upałów na energetykę wiatrową wydaje się być mniej bezpośrednim niż w przypadku innych technologii. Tutaj jednak należy wspomnieć o prędkości wiatru, która w takich warunkach często spada.

Według jednego z niedawnych badań, obejmujących dane z lat 1980-2023, wysokie temperatury są powiązane z niską prędkością wiatru w trzech czwartych globu. Wykazano, że w rezultacie, w Australii, północnej Azji i w Europie moc wiatru spadała średnio o 30-50% podczas fal upałów.
Carbon Brief

Nie można jednak mówić o skali globalnej tego zjawiska, gdyż „w Amazonii, Wielkich Równinach Ameryki Północnej i Afryce Środkowej obserwuje się niewielki wzrost siły wiatru w okresach wysokich temperatur”.

I choć energii z wiatru rzeczywiście produkuje się mniej podczas upałów, operatorzy systemów elektroenergetycznych mają nie postrzegać tego jako problemu. W artykule czytamy: „Wynika to z faktu, że energetyka wiatrowa podąża za ugruntowanymi wzorcami sezonowymi – latem generuje się mniej energii niż zimą – a także stanowi uzupełnienie dla innych technologii odnawialnych źródeł energii, takich jak energetyka słoneczna”.

Zbyt wiele słońca a fotowoltaika

Szczególną uwagę podczas upałów przykuwa energetyka słoneczna, której wydajność ma być wtedy niższa. Czytamy jednak, że fale upałów zbiegają się z długimi bezchmurnymi dniami, kiedy produkcja energii ze słońca jest stale powyżej średniej.

Chociaż upały rzeczywiście obniżają wydajność ogniw słonecznych, efekt ten jest stosunkowo niewielki i powszechnie znany. Według najnowszych badań, każdy 1 ^oC wzrostu temperatury zmniejsza wydajność instalacji o ok. 0,4-0,5%.
Carbon Brief

Warto przy tym zauważyć, że energetyka słoneczna wygenerowała w czerwcu 2026 r. rekordowe 52 TWh na terenie całej Unii Europejskiej. W maju było to 47 TWh – poprzedni rekord. Jak mówi cytowany przez Carbon Brief dr Chris Rosslove, „energetyka słoneczna, magazynowanie energii i klimatyzacje to wysoce uzupełniające się podczas fal upałów technologiczne trio”.

Chociaż upały rzeczywiście wpływają na wydajność słonecznych źródeł energii, technologia ta „doskonale nadaje się do wspierania systemów energetycznych” w takich okresach. Ma ona obniżać ceny energii w ciągu dnia – wciąż jednak występują wyzwania związane ze spadkiem produkcji w godzinach wieczornych, kiedy zwykle występuje wzrost zapotrzebowania na tę energię.

Czas uelastycznić system

Coraz ważniejszą rolę w zarządzaniu wpływem fal upałów na systemy elektroenergetyczne odgrywają magazyny energii. Jak czytamy w artykule Carbon Brief, „w tej kategorii technologii dominują baterie, a według Międzynarodowej Agencji Energii (IEA) w samym 2025 roku liczba ta miała wzrosnąć o ponad 108 GW”.

Z baterii już korzysta się do wykorzystywania wzrostów produkcji energii słonecznej w ciągu dnia, w okresach wysokich letnich temperatur. Jest to szczególnie przydatne w przypadku wieczornych szczytów zapotrzebowania na energię elektryczną, a także w przypadku konieczności korzystania z klimatyzacji w nocy, gdy temperatura nie spada.
Carbon Brief

Jak przytoczył Carbon Brief, dyrektor programu europejskiego w Ember Paweł Czyżak stwierdził w oświadczeniu, że „fale upałów nie znikną – w przyszłości będą się tylko nasilać”. Jego zdaniem, kluczowym elementem planowania sieci i projektowania rynku energii, powinny stać się rozwiązania mogące łagodzić wpływ tych temperatur: magazynowanie energii, połączenia międzysystemowe, elastyczność i taryfy dynamiczne.

Nie można powiedzieć, że baterie nie stoją przed wyzwaniami gorących dni – ich wydajność również spada, gdy temperatura przekracza optymalny poziom. W dodatku taki stan pogody może przyspieszać degradację podzespołów akumulatorów litowo-jonowych, które dominują w tym sektorze. Elektrownie szczytowo-pompowe mogą z kolei zaliczać spadki podczas suszy.

Jednak to właśnie magazynowanie energii pomaga rozszerzyć możliwości wykorzystywania odnawialnych źródeł energii do zaspokajania zapotrzebowania na energię elektryczną podczas fal upałów. Jak czytamy, to właśnie połączenie magazynowania energii ze słońca i akumulatorów „utrzymywało światło” w Kalifornii podczas fali upałów w 2024 r.

Dzięki magazynowaniu dużych ilości energii w ciągu dnia, można ją rozładować w godzinach wieczornego szczytu – to sposób na minimalizację ograniczeń w wytwarzaniu energii, a przy tym – na obniżanie jej cen.