Drago Babič

V zadnjih letih se je v svetu pospešila izgradnja sončnih elektrarn (foto napetostnih elektrarn), tudi v Evropi, kjer letno raste po dvoštevilčnih stopnjah, v letu 2023 je dosegla kapaciteto 257 TWh in še kar raste. Evropska komisija v Strategiji EU za sončno energijo  predvideva, da bi proizvodnja iz sončnih elektrarn do leta 2030 porasla na 600 TWh letno,  kar bi predstavljalo 20% vse proizvedene električne energije v Evropi, sončna energija bi prevzela vodilno mesto med viri za proizvodnjo elektrike. Podobno gre pri nas, v zadnjih dveh letih smo praktično vsako leto podvojili proizvodnjo. Lani smo imeli zgrajenih za 1,1 GW sončnih elektrarn, letos bo moč porasla na 1,5 GW. Slovenski Nacionalni energetsko podnebni načrt predvideva do leta 2030 porast na 3,7 GW, do leta 2050 naj bi v scenariju OVE postalo sonce glavni vir za proizvodnjo elektrike s kapaciteto 13,5 GW.

Postavlja se vprašanje, ali bo taka strma rast možna in smiselna.

Največja težava te tehnologije je, da je proizvodnja odvisna od spremenljive moči sončnih žarkov, ki  sijejo le podnevi (če ni pretirane oblačnosti) in pri naši geografski širini pozimi le z desetino poletne moči.

Dodatna težava je neenakomerna dnevna intenziteta proizvodnje, saj večina dnevne proizvodnje nastane med 10. in 15. uro, torej v petini dneva. Ko delež proizvodnje iz sončnih elektrarn  v celotnem sistemu preseže 10 %,  bo v teh opoldanskih poletnih urah delež v celotni proizvodnji (in porabi) dosegel polovico, ko doseže delež 20 % v celotnem sistemu, pa bo med 10 in 15 dosegel 100 % vse proizvodnje/porabe. Če nimamo v celotnem sistemu dovolj hranilnikov, kot so pri nas hidroelektrarne, ki bi te kratkotrajne viške shranili za večer/noč, se to odraža kot višek ponudbe na kratkoročnih trgih električne energije in cene strmo padejo. Ko pa ta presežek zvečer izgine, cene strmo narastejo. Razlika med dnevno ceno, ki je lahko tudi negativna, in večerno ceno električne energije lahko znaša več kot 200 eur/MWh, kot kažejo podatki na ljubljanski borzi BSP South Pool za dan 7.6.2024, ko je znašala najnižja dnevna cena ob 15 uri 25 eur/MWh, najvišja ob 21 uri pa 253 eur/Mwh.

Vir: Borza BSP, South Pool, Ljubljana

Taka gibanja kratkoročnih cen nam povedo, da je na slovenskem tržišču električne energije iz sončnih elektrarn (ob odsotnosti drugih ukrepov) že preveč. S pretirano ponudbo električne energije v dnevnem času in izrazitim padcem zvečer, dobimo tipično obliko »račjega vratu«, dobro poznano iz Kalifornije, z velikimi problemi, kako zvečer/ponoči zagotoviti hitro dovolj energije. Nizke dnevne cene, po kateri proizvajalci električne energije iz sončnih elektrarn lahko prodajo svojo proizvodnjo, ne zadoščajo za pokritje investicije in drugih obratovalnih stroškov sončne elektrarne, tako da novih sončnih elektrarn ne bo (več) smiselno graditi.

Drug učinek teh poletnih, dnevnih viškov električne energije z drastičnimi padci cen pa je, da se tako iz trga izrinjajo drugi proizvajalci, ki energijo lahko dobavljajo konstantno oziroma lahko dobave prilagajajo potrebam. Ti so prisiljeni čez dan ob nizkih cenah proizvodnjo ustavljati in jo zvečer/ponoči ponovno zaganjati, kar je težje in dražje, kot če bi obratovali kontinuirano. Zato je cena večerne elektrike za 230 eur dražja od dnevne in razlika se bo še povečevala. Za jedrsko elektrarno, ki najraje deluje v pasu, pa je tako poslovanje sploh neprimerno, poiskati si mora druga tržišča oziroma prodajati energijo po drugačnih principih.

Take učinke sončnih elektrarn, ki onemogočajo svojo nadaljnjo rast in obenem rušijo ekonomičnost ostalih obratov, imenujemo kanibalski učinek sončnih elektrarn. In tega se bomo v bližnji bodočnosti v EU in pri nas še nagledali.

Prvi ukrep, ki deloma rešuje to situacijo, je dodajanje hranilnikov. Za male proizvajalce so primerne baterije, vendar postavitev dodatnih 5 KWh baterij k 1 KW sončne elektrarne celotno investicijo in s tem ceno elektrike podvoji. Dokler sami proizvajalci skupaj s svojimi partnerji, ki so zgradili sončno elektrarno (velja tudi za shemo net meteringa), tega ne bodo naredili, bo to raj za pametne špekulante, ki so to situacijo predvideli in pravočasno zgradili hranilnike. Se pa že slišijo pozivi nekaterih partnerjev pri shemi net meteringa, ki morajo sedaj razliko med dnevno in nočno ceno sami pokriti, da bi izgradnjo hranilnikov morala plačati država, ki je shemo net meteringa brez hranilnikov tudi vpeljala.

Kot smo navedli, lahko to pomanjkljivost proizvodnje elektrike iz sončnih elektrarn  premagujemo z dodajanjem hranilnikov v obliki baterij, hidroelektrarn in črpalnih hidroelektrarn z ustreznim ojačevanjem prenosnega in distribucijskega omrežja. Tako prirejen elektroenergetski sistem lahko kratkoročno prenaša in hrani dnevne presežke, ki jih sprošča ponoči ali v oblačnem vremenu. Shranjevanje poletnih presežkov električne energije za zimo z obstoječimi tehnologijami ni smiselno, saj bi zahtevalo ogromne in predrage naprave in postopke. Zato smo pri skupni kapaciteti/moči sončnih elektrarn omejeni, saj ta ne more presegati poletne porabe električne energije, za pokrivanje zimskih potreb pa moramo zagotoviti dodatne elektrarne na fosilne vire. Vendar se moramo zavedati, da tako ne bomo mogli doseči podnebne nevtralnosti proizvodnje električne energije, saj bomo dobili kombiniran proizvodni sistem iz sonca in plina (ali premoga), ki bo še proizvajal toplogredne pline.

Predno pogumno zakoračimo v tak sistem, kot nam predlagajo sestavljalci NEPN v OVE scenariju, bi se morali preračunati, kakšni bodo na koncu skupni stroški (tudi stroški zajema CO2 iz fosilnih virov) in kakšna bo končna cena električne energije iz sonca in plina  v primerjavi z drugimi viri.

Tak izračun sva z J. Damijanom naredila, zaključke sva podala v tem članku.