W jakich branżach najlepiej sprawdzają się magazyny energii?

Nie branża, lecz profil zużycia decyduje o opłacalności

Ostatecznej odpowiedzi nie znajdziemy w kodzie PKD. Dwa podobne zakłady mogą mieć zupełnie inny profil energetyczny. Jeden pracuje równomiernie, drugi uruchamia kilka energochłonnych maszyn jednocześnie. To w drugim magazyn może codziennie redukować kosztowne szczyty mocy.

W praktyce najwyżej oceniam inwestycje, w których jedno urządzenie przejmuje nadwyżki z fotowoltaiki, ogranicza szczyty poboru i utrzymuje kluczowe odbiory podczas awarii. Łączenie korzyści zwykle daje lepszą ekonomię niż projekt oparty tylko na autokonsumpcji.

Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej koszty baterii spadły o ponad 90 proc. między 2010 a 2025 rokiem. Systemy bateryjne stają się ważnym źródłem krótkoterminowej elastyczności sieci [1].

Chcesz wiedzieć więcej o samych magazynach energii? Przejdź tutaj: Przemysłowe magazyny energii dla firm. W tym artykule kompleksowo wyjaśniam najważniejsze kwestie techniczne i biznesowe. 

1. Zakłady produkcyjne

Przemysł jest jednym z najbardziej naturalnych obszarów zastosowania magazynów energii. Linie technologiczne, sprężarki, pompy, piece, chłodzenie, wentylacja i silniki dużej mocy potrafią tworzyć wysokie, krótkotrwałe szczyty poboru. Magazyn może wówczas dostarczyć brakującą moc bez zwiększania chwilowego poboru z sieci. To właśnie redukcja szczytów, a nie samo kupowanie energii taniej i zużywanie jej drożej, często stanowi najważniejszy element wyniku finansowego.

Drugim zastosowaniem jest ochrona procesu. W niektórych fabrykach kilkusekundowy zanik napięcia oznacza utratę partii produktu lub wielogodzinny przestój. Magazyn z odpowiednim falownikiem i automatyką może podtrzymać wybrane odbiory do czasu uruchomienia agregatu. Sam fakt posiadania baterii nie oznacza jednak, że instalacja będzie pracowała podczas zaniku napięcia w sieci.

Najwięcej zyskują zakłady, które mają jednocześnie własną instalację OZE, zmienne obciążenie i wysoki koszt nieplanowanego zatrzymania. Dotyczy to między innymi przetwórstwa tworzyw, obróbki metali, produkcji opakowań, przemysłu drzewnego, chemicznego oraz zakładów korzystających z wielu napędów elektrycznych.

2. Chłodnie, mroźnie i branża spożywcza

Chłodnictwo pracuje przez wiele godzin, a zapotrzebowanie rośnie między innymi w upalne dni, czyli wtedy, gdy fotowoltaika może produkować dużo energii. To tworzy dobre warunki do bezpośredniego wykorzystania prądu z OZE, a magazyn pomaga zagospodarować pozostałą nadwyżkę i ograniczyć pobór wieczorem.

W chłodniach warto analizować baterię razem z bezwładnością cieplną obiektu. Część chłodzenia można wykonać wcześniej, w dopuszczalnym zakresie, gdy energia jest tania lub dostępna z fotowoltaiki. Bateria przejmuje wtedy zadania, których nie da się bezpiecznie przesunąć. Może to zmniejszyć jej wymaganą pojemność.

Wysoka jest również wartość zasilania rezerwowego. Przerwa w pracy chłodni może doprowadzić do utraty towaru i naruszenia wymogów dotyczących łańcucha chłodniczego. Należy jednak policzyć, które urządzenia muszą działać natychmiast, jak długo mają być zasilane i czy magazyn ma współpracować z agregatem. Próba podtrzymania całego obiektu przez wiele godzin często prowadzi do przewymiarowania i niepotrzebnego wzrostu kosztu.

3. Centra logistyczne i magazyny towarowe

Duże dachy hal sprzyjają montażowi fotowoltaiki, ale zapotrzebowanie obiektu nie zawsze pokrywa się z produkcją. Magazyn pozwala przenieść część energii na późniejsze godziny, zasilić oświetlenie, wentylację, automatykę magazynową i ładowanie urządzeń transportu bliskiego.

Szczególnie interesujące są obiekty z elektrycznymi wózkami, robotami mobilnymi lub flotą samochodów elektrycznych. Gdy wiele pojazdów ładuje się po zakończeniu zmiany, bateria może spłaszczyć szczyt i ograniczyć potrzebę zwiększania mocy przyłączeniowej.

4. Handel wielkopowierzchniowy i parki handlowe

Supermarkety, galerie i parki handlowe mają znaczne zużycie w ciągu dnia. Energia jest potrzebna do chłodnictwa, klimatyzacji, oświetlenia, wentylacji, gastronomii i coraz częściej do ładowania samochodów klientów. Produkcja z instalacji fotowoltaicznej może więc być zużywana na miejscu, a magazyn pomaga obsłużyć popołudniowy szczyt oraz gwałtowne zmiany obciążenia.

System EMS może ustalać priorytety pomiędzy baterią, ładowarkami, klimatyzacją i innymi odbiorami. Dopiero połączenie magazynu z prognozą produkcji, ceną energii i bieżącym poborem tworzy skuteczne narzędzie optymalizacji.

5. Transport elektryczny i operatorzy stacji ładowania

Szybkie ładowarki potrzebują dużej mocy, choć nie zawsze wykorzystują ją przez cały dzień. To klasyczny przypadek, w którym moc wymagana w krótkich okresach jest znacznie większa niż średnie zapotrzebowanie obiektu. Magazyn może ładować się spokojniej z sieci, a następnie wspomagać ją podczas ładowania pojazdu.

Rozwiązanie jest szczególnie wartościowe w bazach autobusowych, firmach kurierskich i flotach dostawczych. Nie zawsze zastąpi rozbudowę przyłącza, ale może ją odsunąć w czasie lub zmniejszyć jej zakres.

Tu kluczowe jest modelowanie rzeczywistych sesji. Średnie miesięczne zużycie mówi niewiele. Potrzebne są godziny przyjazdu pojazdów, wymagany stan naładowania przed wyjazdem, moc poszczególnych ładowarek i prawdopodobieństwo ich jednoczesnej pracy.

6. Centra danych, telekomunikacja i infrastruktura cyfrowa

W centrach danych najważniejsza jest ciągłość działania i jakość energii. Baterie są obecne w systemach UPS, ale magazyn może również ograniczać szczyty poboru. Departament Energii USA wskazuje elastyczność popytu i rozproszone zasoby jako sposób ograniczania obciążenia szczytowego centrów danych [2].

Magazyn nie powinien automatycznie zastępować UPS i agregatów. Architektura musi uwzględniać redundancję, czas przełączenia, bezpieczeństwo pożarowe i wielogodzinną awarię. Podobnie jest w serwerowniach i telekomunikacji, gdzie największą wartością bywa uniknięcie przerwy w świadczeniu usług.

7. Hotele, biurowce, szpitale i obiekty usługowe

W dużych budynkach szczyty tworzą klimatyzacja, pompy ciepła, kuchnie, windy i ładowarki. Magazyn może zarządzać mocą, zwiększać zużycie energii z PV i podtrzymywać wybrane urządzenia. W szpitalach bateria musi być częścią zgodnego z przepisami układu zasilania rezerwowego. Zwykle lepiej wydzielić obwody krytyczne, niż próbować długo zasilać cały obiekt.

8. Rolnictwo i przetwórstwo rolne

Gospodarstwa wykorzystują energię między innymi do chłodzenia mleka, wentylacji budynków inwentarskich, suszenia, nawadniania, przygotowania pasz i pracy pomp. W części z nich brak zasilania szybko przekłada się na straty produkcyjne lub zagrożenie dla zwierząt. Magazyn może współpracować z fotowoltaiką, biogazownią i agregatem, zapewniając lokalny system zarządzania energią.

Trzeba jednak uważać na sezonowość. Duża instalacja PV nie zawsze oznacza, że duży magazyn będzie opłacalny. Jeżeli nadwyżka powstaje latem, a największe zużycie przypada kilka miesięcy później, bateria dobowa nie rozwiąże problemu sezonowego. Magazyny litowo-jonowe najlepiej przesuwają energię o godziny, ewentualnie o część doby, a nie z lata na zimę. To jeden z najczęściej pomijanych wniosków w uproszczonych analizach.

9. Farmy fotowoltaiczne, wiatrowe i przedsiębiorstwa energetyczne

Przy dużych źródłach OZE magazyn może przesuwać sprzedaż energii, ograniczać skutki redukcji generacji i świadczyć usługi systemowe. Przychody zależą jednak od cen, przyłącza, parametrów technicznych oraz kontraktów z uczestnikami rynku.

PSE uwzględniają magazyny świadczące usługi bilansujące w danych o mocy dyspozycyjnej [3]. NFOŚiGW podał natomiast, że zatwierdzono wsparcie dla 172 projektów, które mają powstać do końca 2028 roku [4].

Co dokładnie może dać magazyn energii firmie?

Pięć głównych korzyści to zwiększenie autokonsumpcji z PV, redukcja szczytów, przesuwanie zakupu na tańsze godziny, zasilanie rezerwowe i świadczenie elastyczności przez agregatora. Każdą trzeba wycenić osobno. Arbitraż musi pokryć straty energii i degradację baterii, a prognozowane przychody z usług systemowych nie powinny być traktowane jako pewne bez konkretnego modelu współpracy. Z kolei wartość jednej unikniętej awarii może przewyższać roczne oszczędności na różnicach cen energii.

Opłata mocowa ma znaczenie, ale nie przesądza o inwestycji

Dla odbiorców innych niż gospodarstwa domowe stawka opłaty mocowej w 2026 roku wynosi 0,2194 zł za kWh pobraną w określonych godzinach [5]. Magazyn może ograniczyć pobór w tych okresach, lecz sama oszczędność na tej opłacie rzadko powinna być jedyną podstawą decyzji. Trzeba sprawdzić, ile energii firma rzeczywiście pobiera w godzinach objętych opłatą i jak często bateria będzie wtedy dostępna.

Ta sama energia może być potrzebna do kilku celów. Po porannym rozładowaniu może jej zabraknąć na wieczorny szczyt lub awarię. Sterowanie powinno więc wybierać zastosowanie o najwyższej wartości i pilnować wymaganej rezerwy.

Jak ocenić, czy dana firma jest dobrym kandydatem?

Analizę należy zacząć od danych z licznika w rozdzielczości 15 minut, najlepiej za pełny rok. Faktury ukrywają krótkie szczyty, które mogą decydować o wyniku. Potrzebne są też dane z PV, harmonogram pracy, taryfa, moc przyłączeniowa oraz koszty przestojów.

Następnie definiujemy zadanie magazynu. Moc, podawana w kW lub MW, określa, jak duże obciążenie system może w danej chwili przejąć. Pojemność, wyrażana w kWh lub MWh, mówi, jak długo może to robić. Firma z krótkimi, wysokimi pikami może potrzebować dużej mocy i relatywnie małej pojemności. Obiekt wymagający kilkugodzinnego zasilania potrzebuje znacznie większego zasobu energii.

Model finansowy powinien uwzględniać sprawność, głębokość rozładowania, degradację, gwarancję, serwis, ubezpieczenie i finansowanie. Konieczna jest też analiza pożarowa, właściwa lokalizacja oraz ocena możliwości bezpiecznej pracy wyspowej.

W jakich firmach magazyn może się nie opłacić?

Słabym kandydatem jest zwykle obiekt o niewielkim i niemal stałym zużyciu, bez fotowoltaiki, bez drogich szczytów oraz bez istotnych strat powodowanych przez awarie. Ostrożność jest potrzebna także wtedy, gdy główny problem występuje sezonowo, firma zamierza się przenieść, dachowa instalacja PV jest przewymiarowana względem letniego zużycia albo prognoza zwrotu opiera się na jednym niepewnym źródle przychodów.

Nie zawsze bateria jest pierwszą inwestycją, którą warto wykonać. Czasami większy efekt przynosi zmiana harmonogramu maszyn, kompensacja mocy biernej, modernizacja chłodzenia, automatyczne sterowanie ładowarkami lub usunięcie niepotrzebnego szczytu. Magazyn powinien obsługiwać zoptymalizowany obiekt, a nie finansować energetyczne błędy, które można usunąć taniej.

Gdzie magazyny energii sprawdzają się najlepiej? Wniosek

Największy potencjał mają zakłady produkcyjne, chłodnie, logistyka, handel wielkopowierzchniowy, floty elektryczne, infrastruktura cyfrowa, duże obiekty usługowe, gospodarstwa rolne oraz operatorzy OZE. Nie jest to jednak ranking automatycznej opłacalności.

Z mojego doświadczenia wynika, że najlepsze projekty łączą kilka efektów: autokonsumpcję, ograniczenie szczytów, bezpieczeństwo zasilania oraz reagowanie na ceny lub potrzeby sieci. Decyzję należy więc oprzeć na analizie danych, a nie na mocy fotowoltaiki czy średnim rachunku.

W odpowiednio dobranej firmie magazyn rozwiązuje kilka problemów jednocześnie. Bez dobrej analizy może pozostać drogą i niewykorzystaną baterią.

Źródła

1. International Energy Agency: https://www.iea.org/commentaries/battery-storage-is-scaling-up-and-taking-on-a-larger-system-role

2. U.S. Department of Energy: https://www.energy.gov/oe/clean-energy-resources-meet-data-center-electricity-demand

3. Polskie Sieci Elektroenergetyczne: https://www.pse.pl/dane-systemowe/plany-pracy-kse/plan-koordynacyjny-5-letni/wielkosci-podstawowe/opis

4. Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej: https://www.gov.pl/web/nfosigw/wspieramy-rozwoj-magazynowania-energii

5. Urząd Regulacji Energetyki: https://www.ure.gov.pl/pl/energia-elektryczna/ceny-wskazniki/9165%2CStawki-oplaty-mocowej.html

O autorze

Jan Jakubowski jest dyrektorem generalnym w 3 OZE. Zajmuje się rozwiązaniami z zakresu odnawialnych źródeł energii i poprawy efektywności energetycznej przedsiębiorstw, ze szczególnym uwzględnieniem doboru instalacji do rzeczywistych potrzeb oraz profilu zużycia energii.