Dekarbonizacja na Azorach: magazynowanie energii w bateriach i mikrosieci

Terceira, jedna z dziewięciu azorskich wysp, przekształca cyfrowo swoją sieć, aby znacznie zwiększyć odporność sieci i udział odnawialnych źródeł energii.

Łączenie świata rzeczywistego i cyfrowego

Azory, znane już z bujnej fauny i flory, stają się „bardziej zielone” także w innym wymiarze – poprzez uczynienie systemu energetycznego czystszym i mniej zależnym od generatorów opartych na paliwach kopalnych. Aby to osiągnąć, wyspa Terceira rozbudowała lokalne moce wytwórcze energii odnawialnej, a centralną rolę odgrywa inteligentna mikrosieć. We współpracy z Fluence, Siemens wdraża system zarządzania mikrosiecią oraz duży, autonomiczny system magazynowania energii w bateriach, aby przyspieszyć transformację wysp w kierunku bardziej zrównoważonej sieci elektroenergetycznej.

Azory, wulkaniczny archipelag położony 1400 kilometrów od kontynentalnej Portugalii, zamieszkują gatunki występujące nigdzie indziej na świecie. Od 2023 roku wyspy oferują nową atrakcję, choć zapewne bardziej interesującą dla osób związanych z technologią niż dla miłośników przyrody: na Terceirze, jednej z dziewięciu zamieszkanych wysp archipelagu, zbudowano jeden z największych w Europie systemów magazynowania energii w bateriach.

External view of Terceira power plant on a hill

Energia odnawialna dla Terceiry

Stolica Terceiry, Angra do Heroísmo, posiada stare miasto i fortyfikacje wpisane na listę światowego dziedzictwa UNESCO. Nowa mikrosieć oraz system magazynowania energii w bateriach umożliwią teraz dostarczanie większej ilości energii odnawialnej do tego historycznego miasta, a także do wszystkich pozostałych miejscowości na wyspie Terceira.

Najważniejszymi odnawialnymi źródłami energii na wyspie są:

energia geotermalna
energia wiatrowa
energia wodna
energia słoneczna

Historia wykorzystywania energii odnawialnej na Azorach sięga kilkudziesięciu lat wstecz. Pod koniec lat 80. XX wieku zainstalowano pierwsze turbiny wiatrowe na archipelagu, a niedługo później uruchomiono pierwszą elektrownię geotermalną. Obecnie wszystkie zamieszkane wyspy produkują energię z odnawialnych źródeł. Około 40% zapotrzebowania archipelagu na energię elektryczną pokrywane jest ze źródeł odnawialnych. Energia geotermalna ma szczególne znaczenie i odpowiada za 60% całkowitej produkcji energii elektrycznej z OZE; pozostała część pochodzi głównie z elektrowni wiatrowych i wodnych.

Zagrożony raj na wyspie

Podobnie jak wszystkie wyspy, Azory są szczególnie narażone na zmiany klimatu. Wzrost poziomu mórz zagraża osadom przybrzeżnym. Badacze przewidują również, że w nadchodzących dekadach wiele wysp będzie musiało zmierzyć się ze wzrostem częstotliwości susz, co stanowi potencjalne zagrożenie dla zaopatrzenia w wodę pitną.

Oczywiście wyspy nie mogą rozwiązać tego problemu samodzielnie, ale mogą wnieść swój wkład w ograniczenie globalnej emisji CO₂.

Energia z wysp dla wysp

Na Azorach dekarbonizacja jest realizowana jako element kompleksowej strategii energetycznej, która zakłada systematyczne zwiększanie udziału energii odnawialnej oraz szereg innych działań, takich jak wspieranie elektromobilności.

Poprzez rozwój lokalnej produkcji energii odnawialnej Azory jednocześnie rozwiązują dwa problemy. Większy udział energii ze źródeł odnawialnych oznacza redukcję emisji gazów cieplarnianych. Jednocześnie lokalna produkcja zmniejsza zależność od kontynentu – ponieważ około 60% potrzebnej energii nadal jest importowane na wyspy w postaci paliw kopalnych.

A map of the Azores archipelago highlighting wind energy production.

A solar panel installation in the Azores, Portugal, with a clear blue sky and a mountain range in the background.

Magazynowanie energii elektrycznej dla bardziej stabilnej sieci

Każda wyspa posiada własną, niezależną sieć elektroenergetyczną. Oznacza to, że system zasilania nie może być modernizowany dla całego archipelagu jednocześnie, lecz wymaga indywidualnych rozwiązań dla poszczególnych wysp, na przykład dla Terceiry. Tutaj portugalski operator energetyczny Electricidade dos Açores (EDA) inwestuje w innowacyjne technologie: system magazynowania energii w bateriach o mocy 15 megawatów (MW), połączony z inteligentnym systemem zarządzania mikrosiecią dostarczanym przez Siemens. System magazynowania dostarczony przez Fluence sprawia, że żadna samodzielnie wytworzona energia elektryczna nie jest marnowana i może być wykorzystywana w możliwie najbardziej efektywny sposób. System ten pochłania nadwyżki energii, a następnie oddaje je z powrotem do sieci, aby pokryć zapotrzebowanie w momentach, gdy produkcja jest zbyt niska.

Myślę, że możemy udowodnić koncepcję mikrosieci tutaj na Terceirze.

Joao Aleixo, Kierownik działu inwestycji w podstacje, EDA (Eletricidade dos Açores)

System magazynowania energii umożliwia Terceirze przejście na nowy miks energetyczny.

Fernando Silva, Prezes i dyrektor Smart Infrastructure, Siemens Portugal

Można zwiększyć odsetek energii odnawialnej, ograniczyć zużycie paliw kopalnych, a emisje gazów cieplarnianych znacznie zmniejszyć. Ponadto system sprawi, że zasilanie wysp będzie bardziej niezależne, z większą elastycznością sieci, przepustowością, odpornością i autonomią sieci.

Fernando Silva, Prezes i dyrektor ds. inteligentnej infrastruktury, Siemens Portugal

System magazynowania energii w bateriach ma jeszcze dwie zalety:

Reguluje częstotliwość
Stabilizuje napięcie w sieci elektroenergetycznej wyspy, tym samym zwiększając jej stabilność systemu

Dzięki modułowej konstrukcji system dostarczony przez Fluence pochłania nadwyżki energii, a następnie oddaje ją z powrotem do sieci w momentach, gdy produkcja jest zbyt niska, aby pokryć zapotrzebowanie.

Storage facility for grid energy on Azorean island of Terceira

Inteligentny system zarządzania mikrosiecią zapewnia efektywnść

Inteligentny system zarządzania mikrosiecią gwarantuje pełną równowagę między wytwarzaniem energii, jej magazynowaniem oraz zużyciem. Umożliwia monitorowanie i sterowanie całej infrastruktury w czasie rzeczywistym, a także pozwala na prognozowanie w ujęciu godzinowym lub dobowym produkcji, zużycia oraz wykorzystania magazynów energii na podstawie szerokiego zakresu danych, w tym warunków pogodowych.

System może włączyć dodatkowe 6 megawatów do miksu energetycznego, pochodzące ze źródeł odnawialnych lub endogenicznych, takich jak energia geotermalna. Oznacza to, że dzięki nowemu systemowi magazynowania energii w bateriach wyspa będzie w średnim terminie mogła zwiększyć udział energii odnawialnej do około 60%.

Plan wysp energetycznych

Po osiągnięciu celu 60% udziału energii odnawialnej modułowy system magazynowania energii w bateriach może być dalej rozbudowywany w razie potrzeby. Podobne podejście stosują inne szybko dekarbonizujące się systemy energetyczne wysp, takie jak Irlandia, która szybko dąży do osiągnięcia 70% udziału energii odnawialnej w produkcji energii elektrycznej do 2030 roku i również inwestuje w magazyny energii, aby wspierać realizację tych celów.

Już obecna konfiguracja przynosi jednak wymierne korzyści dla Terceiry. Roczne zużycie oleju napędowego na wyspie zostało zredukowane o 1150 ton metrycznych, ponieważ mniej energii elektrycznej musi być wytwarzane w generatorach. Odpowiada to ograniczeniu emisji CO₂ o ponad 3500 ton rocznie, co w przybliżeniu odpowiada emisjom generowanym przez 1500 pojazdów pokonujących 20 000 kilometrów rocznie. W efekcie nowy system zarządzania mikrosiecią prawdopodobnie przypadnie do gustu nie tylko entuzjastom technologii, ale także miłośnikom przyrody.