Prąd tani jak wiatr: 8 eurocentów za kilowatogodzinę
W 2018 roku niemieccy naukowcy z Fraunhofer Institute przeprowadzili badania, które dotyczyły kosztów produkcji prądu z różnych OZE [1]. Wyniki okazały się jednoznaczne: turbiny wiatrowe dostarczają najtańszy prąd.
Najlepiej w badaniach wypadają lądowe farmy wiatrowe: w ich przypadku LCOE (ang. levelized cost of electricity), czyli uśredniony koszt wytwarzania energii wynosi zaledwie 4-8 eurocentów/kWh.
To cena porównywalna z produkcją prądu w elektrowniach węglowych oraz na dużych farmach fotowoltaicznych czy biogazowniach. Jednak turbiny wiatrowe nie zatruwają środowiska – w przeciwieństwie do klasycznych elektrowni na węgiel brunatny. Ponadto turbiny wiatrowe rokują dalszy spadek LCOE. Natomiast koszty prądu z innych instalacji OZE mają tendencję wzrostową.
Dotyczy to również niewielkich turbin wiatrowych, przeznaczonych do zastosowań prywatnych. Więcej informacji na temat opłacalności produkcji prądu ze światła znajdziesz w artykule Przydomowa elektrownia wiatrowa – czy to się opłaca?
Czym jest farma wiatrowa?
Farma wiatrowa (ang. wind farm) to zespół turbinoraz mniej widocznych, lecz niezwykle ważnych stacji transformatorowych. Prąd powstaje w turbinach wiatrowych, które zamieniają energię kinetyczną napędzanych przez wiatr wirników na energię elektryczną. Aby zapewnić jak najlepsze warunki wiatrowe, turbiny są instalowane na wysokich wieżach na wysokości od kilkunastu do nawet 160 metrów.
Energia elektryczna wytworzona przez generatory w wiatrakach trafia do stacji transformatorowych. Zmieniają one parametry prądu w taki sposób, aby możliwe było wprowadzenie go do sieci elektroenergetycznej.
Określenie „farma” sugeruje, że turbin powinno być przynajmniej kilka. Taka konfiguracja pozwala oszczędzić na kosztach budowy i eksploatacji. Jednak w polskim prawie na miano elektrowni wiatrowej zasługuje nawet jedna turbina z odpowiednią infrastrukturą.
Farmy wiatrowe lądowe i morskie
Farmy wiatrowe dzielą się na lądowe (ang. onshore) i morskie lub przybrzeżne (ang. offshore). Oba rozwiązania mają mocne i słabe strony.
Turbiny onshore
Turbiny stawiane na lądzie są tańsze od morskich odpowiedników. Ich zaletą jest dostępność i łatwość eksploatacji, a co za tym idzie niższe koszty konserwacji i napraw. Są też mniej narażone na uszkodzenia i destrukcję pod wpływem działania czynników środowiskowych.
Wśród wad wiatraków onshore na pierwszym miejscu znajdują się mniej dogodne warunki wiatrowe. Na drugim miejscu znajdują się problemy prawne związane ze znalezieniem odpowiedniego miejsca i uzyskaniem niezbędnych pozwoleń na realizację inwestycji.
Turbiny offshore
Wiatraki offshore produkują więcej prądu, ponieważ warunki wiatrowe nad morzem są znacznie korzystniejsze: wiatr wieje częściej i z większą siłą niż na lądzie. Ponadto znacznie łatwiej znaleźć odpowiednie miejsce, uniknąć komplikacji prawnych i protestów lokalnych społeczności lub organizacji ekologicznych.
O wpływie turbin wiatrowych na środowisko i otoczenie społeczne poświęciliśmy artykuł Prawda o elektrowniach wiatrowych – rozwiewamy wątpliwości!
Największą przeszkodą w rozwoju farm wiatrowych na morzu są wysokie koszty inwestycji. Według danych WindEurope w latach 2020-2021 roku 1 MW mocy zainstalowanej w turbinach wiatrowych offshore kosztował średnio 3,5 mln euro [2]. Tymczasem na lądzie elektrownię o mocy 1 MW można było zbudować już za 1,1 mln euro (w Polsce 1,2 mln euro).
Problemem jest też utrudniony dostęp oraz zwiększone zużycie wiatraków, w tym szczególnie fundamentów naruszanych przez prądy morskie. W efekcie rosną koszty eksploatacji i prac serwisowych. Z powodów technicznych i ekonomicznych wiatraki nie powstają w miejscach, w których głębokość morza przekracza 80 metrów. Nowoczesnym sposobem na ominięcie tych trudności są pływające turbiny wiatrowe.
Stacje transformatorowe na lądzie i na dnie morza
Niezależnie od tego, czy farma jest zlokalizowana na lądzie, czy na morzu, wymaga transformatorów, które podnoszą napięcie prądu. Dzięki temu możliwa jest sprawna dystrybucja energii – najpierw w obrębie farmy, a następnie do sieci elektroenergetycznej.
Stacje transformatorowe zazwyczaj znajdują się na lądzie – nawet w przypadku turbin offshore. Innowacyjnym rozwiązaniem są stacje transformatorowe posadowione na fundamencie, w bezpośrednim sąsiedztwie wiatraków. Dokonują one wstępnych przekształceń prądu i przesyłają go na ląd za pośrednictwem kabla poprowadzonego po morskim dnie.
Jaką moc mają elektrownie wiatrowe w Polsce?
Turbiny wiatrowe w Polsce są drugim co do wielkości źródłem czystej energii elektrycznej czerpanej z OZE. W 2024 roku działało około 1400 małych instalacji i dużych farm wiatrowych. W styczniu 2024 roku dostarczały ponad 9,4 GW.[3] Udział energii wytwarzanej z wiatru sięgnął 14,2% ogółu mocy zainstalowanej w Polsce.
Imponować może też dynamika wzrostu sektora energetyki wiatrowej. W okresie 12 miesięcy (między styczniem 2023 roku i styczniem 2024 roku) moc zainstalowana w wiatrakach wzrosła o blisko 13%.
Pierwsza turbina wiatrowa w Polsce
Pierwsza polska turbina wiatrowa powstała przy elektrowni wodnej w Żarnowcu w 1991 roku. Urządzenie o mocy 150 kW obecnie wchodzi w skład Farmy Wiatrowej Lisewo. Z kolei tytuł pierwszej komercyjnej elektrowni wiatrowej przypadł w udziale Elektrowni Wiatrowej Barzowice, uruchomionej w 2001 roku. To pełnoprawna farma, w której skład weszło sześć turbin o łącznej mocy zainstalowanej 5 MW.
Elektrownie wiatrowe w Polsce – gdzie są największe farmy?
Najlepsze warunki wiatrowe w Polsce panują w pasie przybrzeżnym Morza Bałtyckiego oraz na terenie Suwalszczyzny. Z danych za 2023 rok wynika, że największa polska farma wiatrowa znajduje się w Potęgowie.[4] Tworzy ją 81 turbin wiatrowych o łącznej mocy zainstalowanej ponad 219 MW. Kolejne miejsca na podium zajmują farmy Margonin (60 turbin o mocy 120 MW) i Banie (53 turbiny o mocy 106 MW).
11 farm wiatrowych TAURONA
Największa farma wiatrowa TAURONA liczy 50 turbin o mocy 100 MW. Zlokalizowana w Marszewie (woj. zachodniopomorskie) instalacja jest czwartą pod względem mocy zainstalowanej elektrownią wiatrową w Polsce.
W portfolio TAURONA znajduje się ogółem 11 elektrowni wiatrowych o łącznej mocy zainstalowanej 416 MW. Firma stale rozwija nowe inwestycje. W perspektywie dekady prąd z wiatru będzie odgrywał kluczową rolę w miksie wytwórczym TAURONA.
Szczegółowy opis energetyki wiatrowej TAURONA znajdziesz w zakładce Elektrownie wiatrowe.
Energia z wiatru – podsumowanie
Czerpanie energii elektrycznej z OZE jest strategicznym trendem w polskiej, europejskiej i światowej energetyce. Wykorzystanie energii wiatru to obecnie technologia, która najlepiej rokuje. Jej mocną stroną są koszty inwestycji, które regularnie spadają oraz relatywnie krótki czas realizacji. To również zachęta dla inwestorów instytucjonalnych i prywatnych, którzy postrzegają farmy wiatrowe jako bezpieczną lokatę kapitału. Opisane okoliczności wskazują, że turbiny wiatrowe staną się w najbliższych latach najlepszą alternatywą dla elektrowni konwencjonalnych.
Źródła:
[1] https://globenergia.pl/ktora-technologia-wytwarzania-energii-bedzie-najtansza-a-ktora-najdrozsza/ (odczyt: 02.07.2024)
[2] https://www.gramwzielone.pl/energia-wiatrowa/107842/ile-kosztuje-budowa-farmy-wiatrowej (odczyt: 02.07.2024)
[3] https://www.rynekelektryczny.pl/moc-zainstalowana-farm-wiatrowych-w-polsce/ (odczyt: 02.07.2024)
[4] https://www.rynekelektryczny.pl/najwieksze-farmy-wiatrowe-w-polsce/ (odczyt: 02.07.2024)
