Preveč sonca za evropska omrežja - kakšne so posledice?

V zadnjem desetletju je bilo od Sicilije do Laponske nameščenih več sto milijonov sončnih panelov, s čimer se je tehnologija, ki je bila nekoč nišna, v poletnih mesecih preoblikovala v največji vir električne energije v Evropi. A hitra širitev je zdaj trčila ob novo težavo: sistem, ki jo obdaja, ji ni sledil. Rast zmogljivosti se upočasnjuje, finančni donosi padajo, rekordne količine električne energije pa se izgubljajo, ker omrežja ne zmorejo obvladati skokov proizvodnje.

Z daljšimi dnevi je sezona sončne energije v polnem razmahu. Zmogljivosti, dodane v zadnjem letu, so razširile proizvodno osnovo, rekordi pa so bili to pomlad že doseženi na večjih trgih, med drugim v Nemčiji, Združenemu kraljestvu in Franciji. V prihodnjih mesecih jih je pričakovati še več.

To je več električne energije, kot je regija lahko porabi, zato so proizvajalci ob sončnih dneh vse pogosteje prisiljeni za več ur ustavljati elektrarne, kar je praksa, znana kot omejevanje proizvodnje. V prihodnjih mesecih bi lahko šlo v nič približno 40 teravatnih ur električne energije, kar bi zadostovalo za enoletno oskrbo širšega Londona. To je za četrtino več kot leta 2025.

Zato lahko že tako obremenjeni evropski potrošniki na koncu plačajo dvakrat: najprej za subvencije, ki so spodbudile razcvet sončne energije, nato pa še za nadomestila proizvajalcem, ko morajo zaradi prevelike ponudbe in preobremenjenega omrežja ustaviti proizvodnjo. Presežek električne energije v urah največje sončne proizvodnje, ko proizvodnja preseže povpraševanje, potiska cene elektrike globoko pod ničlo. Projekti, ki so še pred nekaj leti veljali za varne stave, so zdaj predmet ponovne presoje.

"Predpostavke, na katerih so temeljile naložbe v sončno energijo med energetsko krizo in takoj po njej, ne držijo več," je dejal Axel Thiemann, izvršni direktor družbe Sonnedix BV, ki ima projekte po Evropi. "Negativne cene in omejevanje proizvodnje zmanjšujejo donose."

Sončna energija je bila prvič komercializirana v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, njen uspeh pa so v veliki meri poganjale subvencije. Danes sončne elektrarne pokrivajo strehe in polja po vsej celini, tudi na Windsorskem gradu in v Vatikanu. Tehnologija ima v regiji največjo nameščeno zmogljivost, približno 490 gigavatov, s čimer prekaša plin, veter, jedrsko energijo in premog. Širitev se bo nadaljevala, čeprav počasneje. Samo letos naj bi dodali približno 80 gigavatov zmogljivosti, kar ustreza namestitvi približno šestih panelov na sekundo.

Na trgu temu pravijo učinek kanibalizacije sončne energije. Do njega pride, ko velike količine sončne elektrike v sončnih obdobjih povzročijo strm padec cen, s tem pa zmanjšajo prihodke in vrednost projektov. Več, ko je dodanih zmogljivosti, močnejši je ta učinek.

To se že začenja kazati pri številu sončnih parkov, ki se gradijo. Po letih hitre širitve naj bi se skupna evropska namestitev novih sončnih zmogljivosti nekoliko zmanjšala glede na lanski rekord, po napovedih BloombergNEF pa naj bi nadaljnji upadi sledili skoraj vsako leto vsaj do sredine prihodnjega desetletja.

Velike količine sončne energije lahko otežijo upravljanje tako frekvence kot napetosti. Prva je nekakšen ritem omrežja, druga pa določa, kako močno električna energija teče do gospodinjstev in podjetij.

Tradicionalno so to ravnotežje pomagale vzdrževati velike vrteče se turbine, sončne elektrarne pa običajno delujejo drugače. Sistem je zato občutljivejši na nenadne spremembe v proizvodnji in porabi ter zahteva dejavnejše upravljanje.

Nihanja napetosti so bila eden ključnih vzrokov za najhujši izpad elektrike v Evropi v zadnjih desetletjih, ki je lani prizadel Španijo in Portugalsko. Zgodil se je v času, ko je bilo v sistemu veliko sončne energije. Od takrat je operater omrežja Red Electrica previdnejši: plinske elektrarne ohranja v obratovanju kot rezervo in se manj zanaša na sončno energijo.

Negativne cene so bile to pomlad izrazitejše, saj so urne cene v Nemčiji in Franciji padle na približno minus 500 evrov za megavatno uro. Najnižje negativne cene se običajno pojavijo, ko se visoka proizvodnja iz obnovljivih virov združi z nižjim povpraševanjem od običajnega. Tako je bilo letos med veliko nočjo in 1. majem, ki je praznik v številnih evropskih državah.

Sončni park Las Rozas v bližini Seville v Španiji. Foto: Angel Garcia/Bloomberg

Ko cene padejo globoko pod ničlo, upravljavci sončnih parkov običajno sami ustavijo proizvodnjo, da jim ne bi bilo treba plačevati odjemalcem za prevzem elektrike. To pomeni, da ne ustvarijo nobenih prihodkov. Kadar pa sončne parke iz omrežja izključijo operaterji omrežja, podjetja praviloma prejmejo nadomestilo. V Nemčiji, največjem evropskem trgu sončne energije, ti stroški na koncu bremenijo potrošnike, čeprav jih trenutno za lajšanje bremena krije zvezni proračun.

Nemčija je ena od držav, kjer se je omejevanje proizvodnje pojavilo najprej. Sprva je bilo povezano z vetrno energijo na severu države, ki je zaradi omejitev omrežja ni bilo mogoče prenesti na jug. V zadnjem času pa se po veliki širitvi z isto težavo sooča tudi sončna energija na jugu, je dejal Leonhard Gandhi, raziskovalec na inštitutu Fraunhofer.

Bavarska, eden od gospodarskih motorjev Nemčije, se je označila za "solarland", deželo sončne energije, z nameščenimi zmogljivostmi, primerljivimi s španskimi. Zvezna dežela ima zdaj toliko sončne energije, da občasno proizvede več elektrike, kot jo omrežje lahko sprejme, kar zahteva pogoste posege in jo uvršča med najbolj obremenjene regije v Nemčiji, takoj za severom, kjer prevladuje vetrna energija.

Na ključnih trgih se težava zaostruje. V Španiji je bilo v prvem četrtletju omejenih približno 16 odstotkov proizvodnje sončne energije, kar je približno dvakrat več kot leto prej. V Nemčiji se je delež po ocenah London Stock Exchange Group povečal s sedmih na približno 13 odstotkov.

Za elektroenergetska podjetja in vlade je bil glavni izziv nekoč zgraditi dovolj zmogljivosti, zdaj pa se mora panoga nujno osredotočiti na področja, ki so zaostala, kot so močnejša omrežja in baterijski hranilniki. Evropska komisija ocenjuje, da bo do leta 2040 potrebnih približno 1,2 bilijona evrov oziroma 1,4 bilijona dolarjev naložb v omrežja. Po napovedih BNEF naj bi se zmogljivosti za shranjevanje energije v Evropi do leta 2030 povečale za štirikrat.

Nemška vlada načrtuje spodbude za povezovanje sončnih parkov z baterijskimi hranilniki. Švedsko elektroenergetsko podjetje Vattenfall AB je eno od podjetij, ki to že počne. Na prvovrstnih kmetijskih zemljiščih v zvezni deželi Mecklenburg-Predpomorjanska se pod 146.000 moduli na eni od sončnih elektrarn podjetja prosto sprehaja na tisoče kokoši in piščancev. Podjetje namerava prihodnje leto dodati baterijske hranilnike, ki bodo prevzemali presežno električno energijo.

Sočasna širitev proizvodnih zmogljivosti, omrežij in hranilnikov energije je pomembna, saj vojna v Iranu grozi z novo energetsko krizo. Odvisnost regije od uvoženih fosilnih goriv je znova razgaljena.

"Edini način, da se rešimo te odvisnosti in cenovnih skokov, ki smo jim priča, je več proizvodnje električne energije, več omrežne infrastrukture in več prožnosti v Evropi," je dejala izvršna direktorica Vattenfalla Anna Borg ter pozvala k "uravnoteženemu tempu" širitve teh treh področij.

V času največje proizvodnje lahko sončna energija ponekod skoraj sama pokrije celotno porabo. V Nemčiji se lahko preostalo povpraševanje, torej poraba, ki ostane po proizvodnji iz obnovljivih virov, poleti okoli poldneva približa ničli. To kaže tako na prevlado sončne energije kot na težave pri njenem upravljanju brez zadostne prožnosti sistema.

Oblikovalci politik se že začenjajo prilagajati z zmanjševanjem nekaterih oblik podpore, da bi omejili tržna izkrivljanja. Subvencije za ure z negativnimi cenami bodo postale manj pogoste, kar bi lahko pomenilo manj izrazite negativne cene, je dejal Michael Schrettle, analitik pri Volue.

Dokler pa se naložbe v hranilnike energije in omrežja ne bodo pospešile, bo vse več čiste električne energije še naprej ostajalo neizkoriščene.

Kot je dejal Leonhard Birnbaum, izvršni direktor nemškega elektroenergetskega podjetja EON SE: "Sončni paneli, ki elektrike ne morejo oddajati v omrežje, ne zmanjšajo izpustov CO2 niti za eno tono."