Energia elektryczna ze źródeł odnawialnych (OZE) odgrywa, i nadal będzie odgrywała, wiodącą rolę w transformacji energetycznej: wszystkie scenariusze planu działania UE w zakresie energii do roku 2050 zakładają zdecydowanie wielkoskalową elektryfikację systemu energetycznego.
Elektryfikacja systemu energetycznego ma być napędzana poprzez wdrażanie odnawialnych źródeł energii i zwiększanie ich udziału w zainstalowanej mocy wytwórczej netto do 53% (w zachowawczym “scenariuszu odniesienia”) do 86% w “Scenariuszu wysokiego udziału energii ze źródeł odnawialnych”.
Większość technologii wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych to technologie miedziochłonne, szczególnie przybrzeżna energetyka wiatrowa, instalacje morskie i oceaniczne. W porównaniu z konwencjonalną generacją, wymagają one do 12-krotnie większych ilości miedzi ze względu na:
- rozproszony charakter ich rozmieszczenia, co wymaga zużycia czterokrotnie większej ilości miedzi na MW mocy zainstalowanej; oraz
- zależność od warunków pogodowych, co wymaga trzykrotnie większej mocy zainstalowanej dla skompensowania nieciągłości ich pracy.
Przewiduje się, że w wyniku tego, wytwarzanie energii elektrycznej, które w latach 90- ych stanowiło niewielki rynek miedzi, osiągnie do roku 2050 6,2 Mt. Za poziom odniesienia dla tych estymacji przyjęliśmy scenariusz wysokiego udziału energii ze źródeł odnawialnych wg planu działania UE w zakresie energii do roku 2050, jako rozwiązanie prawdopodobne w perspektywie politycznej, przy znaczącym wzroście całkowitej mocy zainstalowanej.
Wdrażanie energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych będzie również napędzało dekarbonizację pozostałych sektorów takich, jak grzejnictwo, transport i przemysł, albo przez bezpośrednie wykorzystywanie energii elektrycznej, albo pośrednio, poprzez produkcję paliw syntetycznych. Obydwie te drogi stwarzają duże możliwości dla stosowania miedzi. Ponadto, potrzeba zwiększenia elastyczności systemu, dla zapewnienia lepszej integracji wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych, będzie siłą napędzającą dla reakcji strony popytowej i magazynowania energii, które także są głównymi czynnikami napędzającymi zapotrzebowanie na miedź.
Technologie magazynowania energii elektrycznej
Sieci przesyłowe: instrument łączności z wytwarzaniem energii elektrycznej
Zintegrowanie z siecią zwiększonego udziału energii z rozproszonych źródeł odnawialnych, wymaga inwestycji w infrastrukturę przesyłową. W scenariuszu wysokiego udziału energii ze źródeł odnawialnych EU2050, spodziewane inwestycje w modernizację sieci przesyłowych w latach 2011-2050 sięgają 420 mld EUR. Ocena potrzebnej ilości miedzi jest jednak mniej oczywista. Ilość ta będzie zależała od różnych wyborów o charakterze politycznym i regulacyjnym oraz od ich – czasami przeciwstawnych – implikacji. Jednakże, jeśli chodzi o zastosowanie miedzi, wytwarzanie i przesył zdają się działać jako instrumenty łączności.
Weźmy, jako przykład, zużycie energii na potrzeby własne przez źródła energii odnawialnej (OZE). Stymulowanie zużycia energii na potrzeby własne, prowadzi do zmniejszenia przepływów energii, wymaga zatem mniejszej zdolności przesyłowej sieci. Jednocześnie zwiększa liczbę zdecentralizowanych instalacji wytwórczych, co z kolei wymaga mocniejszych sieci w celu opanowania fluktuacji. Rozwiązanie poprawy stabilności sieci polega po części na usprawnieniu połączeń międzysystemowych między krajami europejskimi. Większe przesyły energii pomiędzy regionami umożliwiają zagwarantowanie równowagi i przeciwdziałanie fluktuacjom; ułatwiają także dostęp do tańszej energii i lepsze wykorzystanie pracujących w sposób nieciągły OZE w dogodnych miejscach w Europie.
Alternatywą dla przesyłania energii elektrycznej może być lokalne przetwarzanie energii odnawialnej na wodór, metan lub paliwa syntetyczne, jako forma magazynowania energii, należy jednak liczyć się wtedy ze stratami konwersji 30-50%.
W przypadku modernizacji sieci przesyłowej na lądzie, linie napowietrzne i kable podziemne będą nadal wykonywane z aluminium. Natomiast połączenia podmorskie służące integracji przybrzeżnej energetyki wiatrowej z systemem elektroenergetycznym, mogą być silnym czynnikiem wzrostu zużycia miedzi, szczególnie, gdy chodzi o bardziej miedziochłonne linie stałoprądowe (DC) i przekształtniki.
Biorąc pod uwagę tylko modernizację sieci podmorskich w ramach działania Unii Europejskiej do roku 2050 wg scenariusza wysokiego udziału energii ze źródeł odnawialnych, przesył energii będzie wymagał dodatkowo 1,3 Mt miedzi.
W zakresie transformacji energetycznej przed Polską spore wyzwania
