Echilibrarea sistemului energetic: provocările și soluțiile pentru tranziția către surse regenerabile în România

Echilibrarea sistemului energetic: provocările și soluțiile pentru tranziția către surse regenerabile în România. Parcurile eoliene și fotovoltaice au ajuns să constituie un sfert din capacitatea netă instalată în energie, conform celui mai recent draft al Strategiei energetice naționale. Conform acestuia, creșterea investițiilor în surse regenerabile exercită presiuni și creează dezechilibre tot mai mari în sistem.

Dezechilibrele pot provoca „declanșări în lanț ale liniilor electrice, care pot duce la „fragmentarea” sistemului energetic european în mai multe subsisteme sau chiar la apariția unui blackout (n.red. pană majoră de curent)”, se arată în document.

Strategia energetică 2025-2035, având perspectiva anului 2050, este în curs de elaborare la Ministerul Energiei și urmează să fie supusă dezbaterii publice în scurt timp.

Eolienele – aproape de limita maximă pentru siguranța funcționării sistemului energetic

În anul 2023, capacitatea instalată în centralele electrice eoliene a fost de 3.027 MW sau 16% din capacitatea netă instalată. Cu toate acestea, acestea contribuie cu doar 13% la producția totală de electricitate din cauza variabilității.

Capacitatea instalată în prezent în centralele eoliene este aproape de un maximum tehnic posibil pentru funcționarea sigură a sistemului energetic național, în configurația sa actuală.

Piața de echilibrare este pusă în dificultate de variabilitatea ridicată a surselor de energie eoliene. Conform datelor de la Transelectrica, există contracte de racordare pentru eoliene totalizând circa 1.895 MW, care nu au termene de punere în funcțiune stabilite.

În ceea ce privește energia fotovoltaică, la începutul anului 2024, capacitatea instalată netă din surse solare era de 1.624 MW, în creștere față de 1.185 MW în 2023. Astfel, centralele fotovoltaice constituiau 8% din capacitatea netă instalată în 2023. Totuși, din cauza variabilității, această sursă de energie a contribuit cu doar 3% la producția totală de energie.

Piața de echilibrare este mai puțin afectată de variațiile de producție ale centralelor fotovoltaice, care au o funcționare mai predictibilă comparativ cu centralele eoliene.

Transelectrica indică existența contractelor de racordare pentru fotovoltaice totalizând circa 1.020 MW, care nu au termene de punere în funcțiune stabilite.

Anul 2023 s-a remarcat și printr-o creștere abruptă a capacității instalate a prosumatorilor, de la 478 MW la începutul anului 2023, la 1.443 MW la sfârșitul anului. Acest fenomen a condus la o reducere a consumului dispecerizabil, tendință care va continua pe fondul reformelor și investițiilor prevăzute în PNRR.

Pe fondul creșterii accelerate a investițiilor în surse regenerabile din ultimii ani, dezvoltarea capacităților eoliene și fotovoltaice pune presiune asupra sectorului energetic pentru a echilibra cererea și oferta de energie.

Volatilitatea producției și cererii de energie în centralele eoliene și fotovoltaice stresează întregul sistem electroenergetic.

Conform documentului, sistemul este deja în mare parte excedentar, cu o frecvență tot mai mare a dezechilibrelor sistemului între 50 și 200 MWh (respectiv între 200 și 800 MW). Volumul mare de energie tranzacționată pe piața de echilibrare, în încercarea de a reduce excedentul de producție la nivel de sistem, duce din ce în ce mai des la prețuri negative și la reducerea puterii, înregistrându-se anul trecut valori record de -9.000 lei/MWh.

Astfel de situații sunt observate mai ales în zilele de sfârșit de săptămână, când excedentul producției programate de energie electrică comparativ cu consumul intern este foarte mare, iar volumul ofertelor disponibile pe piața de echilibrare este insuficient în anumite intervale.

Documentul subliniază că dezechilibrele de producție cauzate de energia regenerabilă pot genera, pe lângă abateri ale frecvenței de funcționare față de cea nominală, declanșări în lanț ale liniilor electrice, care pot duce la „fragmentarea” sistemului energetic european în mai multe subsisteme sau chiar la apariția stării de „blackout”.

Stocare de energie: Transelectrica sugerează o acoperire de 8-12 ore

În contextul actual, echilibrarea sistemului electroenergetic a devenit o provocare esențială, conform strategiei naționale. Pentru a răspunde acestei necesități, sectorul energetic trebuie modernizat prin implementarea de sisteme de echilibrare și stocare.

Transelectrica estimează un necesar de 2.000 – 4.000 MW pentru instalațiile de stocare, capabile să acopere o perioadă de 8 – 12 ore.

Un criteriu crucial pentru evaluarea investițiilor în centrale cu acumulare prin pompare sau în instalații de stocare cu baterii este durata de viață: aproximativ 50 de ani pentru centralele cu acumulare prin pompare și aproximativ 10 ani pentru instalațiile de stocare cu baterii. Practic, o instalație de stocare cu baterii trebuie înlocuită de cinci ori pe durata de viață a unei centrale cu acumulare prin pompare.

Documentul mai menționează că obiectivul României este de a avea o capacitate totală instalată de 1,5 GWh până în 2035, atât în baterii, cât și în hidrocentrale cu acumulare prin pompaj.

Nevoia de investiții: 15 miliarde de euro în rețelele de distribuție
Conform strategiei, 83% din lungimea liniilor electrice a devenit operațională între 1960 și 1979, 14% între 1980 și 1999, iar doar 3% au fost construite după anul 2000.

Gradul de îmbătrânire a liniilor de transport indică faptul că cele construite între 1960-1979 au depășit cu 4% durata de viață standard, în timp ce liniile construite între 1980-1999 sunt la 78% din durata de viață standard.

Starea transformatoarelor și autotransformatoarelor este mai bună decât a liniilor, doar 26% dintre ele fiind mai vechi de anul 2000. Aproape toate stațiile de transformare puse în funcțiune înainte de 2000 au depășit durata de viață standard de utilizare.

România estimează un necesar de investiții de aproximativ 15 miliarde de euro în rețelele de distribuție pentru a satisface cerințele tranziției energetice și țintele asumate până în 2030.

Investițiile energetice actuale au valabilitate până în 2050

În 2050, un nou ciclu de investiții va fi necesar pentru înlocuirea capacităților de producție instalate în perioada 2020-2030, care vor ajunge la sfârșitul duratei de viață, se menționează în strategia energetică.

Se așteaptă ca ponderea surselor regenerabile în consumul final brut de energie să crească la 41,1% în 2035 și la 86,1% în 2050, față de 24,4% în 2020. Energia eoliană, solară, hidroenergia și biomasa vor avea cele mai importante contribuții dintre sursele regenerabile în 2035.

Până în 2050, hidrogenul regenerabil ar putea avea, de asemenea, o contribuție semnificativă, atingând o pondere de aproape 30% din consumul final brut de energie din surse regenerabile.

În 2050, producția totală de energie electrică va depăși 100% din consumul final brut, deoarece o parte din energie va fi utilizată pentru producția de hidrogen verde.

Concluzie

Pe fondul creșterii rapide a investițiilor în surse regenerabile, sectorul energetic din România se confruntă cu provocări semnificative în echilibrarea cererii și ofertei de energie. Documentul de strategie națională subliniază necesitatea modernizării sistemului electroenergetic, inclusiv prin implementarea de soluții de stocare a energiei pentru a acoperi perioade de 8-12 ore, cu un necesar estimat de 2.000 – 4.000 MW.

Investițiile în infrastructura de distribuție sunt esențiale, având în vedere gradul de îmbătrânire a liniilor electrice și a stațiilor de transformare, cu un necesar de aproximativ 15 miliarde de euro până în 2030. În plus, este necesară planificarea unor noi investiții pe termen lung, având în vedere că multe dintre capacitățile actuale vor ajunge la sfârșitul duratei de viață până în 2050.

România își propune o creștere semnificativă a ponderii surselor regenerabile în consumul final brut de energie, atingând 41,1% până în 2035 și 86,1% până în 2050. Energia eoliană, solară, hidroenergia, biomasa și hidrogenul regenerabil vor juca un rol major în atingerea acestor obiective.

În concluzie, pentru a asigura un sistem energetic stabil și durabil, este esențial să se investească masiv în modernizarea infrastructurii și dezvoltarea capacităților de stocare, precum și să se planifice din timp pentru înlocuirea viitoarelor capacități de producție. Numai astfel, România va putea să facă față provocărilor tranziției energetice și să își atingă țintele ambițioase de sustenabilitate.