Dlaczego prąd bywa tani w dzień, a drogi wieczorem?

Cena energii elektrycznej coraz częściej zależy od godziny, w której prąd jest produkowany i zużywany. W słoneczne południe energii może być dużo, bo intensywnie pracuje fotowoltaika. Wieczorem, gdy produkcja ze słońca spada, a zapotrzebowanie rośnie, system musi korzystać z innych, często droższych źródeł.

To dlatego prąd może być tani w dzień, a drogi wieczorem. Nie jest to przypadek ani wyłącznie decyzja sprzedawcy energii. To efekt działania całego systemu elektroenergetycznego: produkcji, popytu, pogody, sieci, magazynów energii i rynku hurtowego.

W klasycznym modelu odbiorca przez lata widział głównie jedną stawkę za energię. W nowoczesnym systemie coraz większe znaczenie ma jednak czas zużycia prądu. Ta sama kilowatogodzina może mieć inną wartość o 13:00, gdy świeci słońce, i inną o 19:00, gdy miliony odbiorców wracają do domów.

Energia elektryczna musi być bilansowana na bieżąco

Energia elektryczna różni się od wielu innych towarów. Nie można jej w prosty sposób przechowywać w ogromnych ilościach bez dodatkowej infrastruktury. System elektroenergetyczny musi więc utrzymywać równowagę między produkcją a zużyciem praktycznie w każdej chwili.

Jeśli odbiorcy zużywają więcej energii, system musi zapewnić większą produkcję. Jeśli zapotrzebowanie spada, część źródeł ogranicza pracę. W praktyce oznacza to, że cena energii reaguje na sytuację w systemie.

Na cenę w danej godzinie wpływają między innymi:

• zapotrzebowanie na energię,
• produkcja z OZE,
• dostępność elektrowni konwencjonalnych,
• ceny paliw,
• import i eksport energii,
• stan sieci,
• możliwości magazynowania energii,
• pogoda i sezon.

Szerzej o tym, co wpływa na ceny prądu, pisaliśmy w artykule: od czego zależą ceny energii elektrycznej.

Dlaczego prąd może być tańszy w środku dnia?

Najważniejszym powodem jest rosnąca produkcja z fotowoltaiki. Panele słoneczne produkują najwięcej energii wtedy, gdy świeci słońce — zwykle w okolicach południa i wczesnego popołudnia.

W słoneczne dni system może mieć dużo energii z instalacji PV:

• z dużych farm fotowoltaicznych,
• z instalacji przemysłowych,
• z dachów domów,
• z instalacji prosumenckich,
• z obiektów firmowych i publicznych.

Fotowoltaika ma bardzo niski koszt zmienny. Gdy instalacja już działa, nie musi kupować paliwa, takiego jak węgiel czy gaz. Dlatego w godzinach wysokiej produkcji słonecznej energia może wypierać droższe źródła z rynku.

Efekt jest prosty: jeśli w systemie pojawia się dużo taniej energii z OZE, cena hurtowa może spadać.

Krzywa kaczki, czyli problem środka dnia i wieczoru

W energetyce często mówi się o zjawisku znanym jako duck curve, czyli „krzywa kaczki”. To obrazowy sposób pokazania, jak duża produkcja z fotowoltaiki zmienia profil zapotrzebowania na energię z innych źródeł.

W ciągu dnia, gdy świeci słońce, fotowoltaika pokrywa znaczną część zapotrzebowania. System potrzebuje wtedy mniej energii z elektrowni konwencjonalnych.

Wieczorem sytuacja się zmienia:

• słońce zachodzi,
• produkcja z fotowoltaiki gwałtownie spada,
• ludzie wracają do domów,
• rośnie zużycie energii,
• system musi szybko uruchamiać inne źródła.

To właśnie ten szybki wzrost zapotrzebowania na energię z innych źródeł jest jednym z powodów, dla których ceny wieczorem mogą być wyższe.

Dlaczego wieczorem energia bywa droższa?

Wieczór to jedna z najtrudniejszych części doby dla systemu elektroenergetycznego. Z jednej strony kończy się produkcja z fotowoltaiki. Z drugiej strony rośnie zużycie energii w gospodarstwach domowych.

Wieczorem wiele osób jednocześnie:

• włącza oświetlenie,
• gotuje,
• korzysta z pralek, zmywarek i piekarników,
• ładuje telefony, laptopy i inne urządzenia,
• korzysta z ogrzewania lub klimatyzacji,
• ogląda telewizję i używa internetu,
• ładuje samochody elektryczne.

W tym samym czasie produkcja słoneczna szybko maleje. Jeżeli nie ma wystarczającej ilości energii z wiatru, magazynów lub importu, system musi korzystać z droższych źródeł.

Często są to elektrownie, które mają wyższy koszt pracy, bo muszą kupować paliwo i ponosić koszty emisji. W efekcie cena energii w godzinach wieczornego szczytu może być wyraźnie wyższa niż w środku dnia.

Nie chodzi tylko o fotowoltaikę

Fotowoltaika jest bardzo ważna, ale nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na różnice cen w ciągu doby. Znaczenie ma także wiatr, praca przemysłu, temperatura, import, awarie i ograniczenia sieciowe.

Prąd może być tani, gdy:

• jest dużo produkcji z OZE,
• zapotrzebowanie jest niskie,
• dostępny jest tani import,
• działają stabilne źródła o niskich kosztach,
• sieć nie jest przeciążona,
• magazyny oddają energię w odpowiednim momencie.

Prąd może być drogi, gdy:

• produkcja z OZE spada,
• zapotrzebowanie gwałtownie rośnie,
• drożeje gaz lub węgiel,
• występują awarie elektrowni,
• import jest ograniczony,
• system potrzebuje drogich jednostek szczytowych,
• sieć ma ograniczoną przepustowość.

Dlatego cena energii w danej godzinie jest sygnałem z całego systemu, a nie tylko informacją o tym, czy świeci słońce.

Czym są godziny szczytu?

Godziny szczytu to okresy, w których zapotrzebowanie na energię jest szczególnie wysokie. W wielu systemach występuje poranny i wieczorny szczyt zapotrzebowania.

Poranny szczyt pojawia się, gdy:

• zaczyna działać przemysł i usługi,
• ludzie przygotowują się do pracy,
• uruchamiane są biura, szkoły i sklepy,
• rośnie zapotrzebowanie transportu i infrastruktury.

Wieczorny szczyt pojawia się, gdy:

• odbiorcy wracają do domów,
• wzrasta zużycie energii w gospodarstwach domowych,
• spada produkcja z fotowoltaiki,
• system potrzebuje szybkiego uzupełnienia mocy.

Właśnie wieczorny szczyt jest szczególnie istotny w systemie z dużym udziałem fotowoltaiki, bo następuje wtedy gwałtowne przejście od dużej produkcji słonecznej do jej niemal całkowitego zaniku.

Jak działa mechanizm merit order?

Różnice cen między dniem a wieczorem można wyjaśnić przez mechanizm merit order. To zasada, według której źródła energii są uruchamiane od najtańszych do najdroższych pod względem kosztu zmiennego.

Najpierw do systemu wchodzą źródła o niskich kosztach zmiennych, np.:

• fotowoltaika,
• energetyka wiatrowa,
• część źródeł wodnych,
• źródła stabilne o niskich kosztach operacyjnych.

Gdy zapotrzebowanie rośnie albo taniej energii brakuje, potrzebne są kolejne jednostki. Mogą to być elektrownie węglowe, gazowe lub inne źródła szczytowe. Jeśli ostatnia potrzebna jednostka jest droga, cena dla całego rynku może wzrosnąć.

Dlatego w środku dnia cena może spadać, gdy system ma dużo taniej energii z OZE. Wieczorem może rosnąć, gdy trzeba uruchamiać droższe źródła.

Czy tania energia w dzień oznacza niższy rachunek?

Nie zawsze. To zależy od tego, jaką taryfę ma odbiorca i w jaki sposób jest rozliczany.

Jeżeli ktoś ma stałą cenę energii, nie odczuje bezpośrednio każdej zmiany cen godzinowych na rynku hurtowym. Płaci według swojej umowy lub taryfy.

Inaczej wygląda to w przypadku:

• taryf dynamicznych,
• ofert z ceną godzinową,
• części odbiorców biznesowych,
• dużych firm kupujących energię na rynku,
• prosumentów rozliczanych według wartości energii,
• odbiorców korzystających z magazynów energii.

Wraz z rozwojem liczników zdalnego odczytu i taryf dynamicznych coraz więcej odbiorców będzie widziało, że godzina zużycia energii ma znaczenie.

Czym są ceny dynamiczne energii?

Ceny dynamiczne energii to model, w którym cena energii zmienia się w czasie, zwykle w zależności od cen na rynku hurtowym. Odbiorca może płacić inną cenę za energię w różnych godzinach.

Taki model może być korzystny dla osób, które potrafią przesuwać zużycie energii na tańsze godziny.

Przykładowo można wtedy:

• ładować samochód elektryczny w tańszych godzinach,
• uruchamiać zmywarkę lub pralkę poza szczytem,
• podgrzewać wodę wtedy, gdy energia jest tańsza,
• ładować magazyn energii w czasie niskich cen,
• ograniczać zużycie w godzinach drogich.

Ale ceny dynamiczne oznaczają też ryzyko. Jeśli odbiorca zużywa dużo energii w drogich godzinach, rachunek może wzrosnąć.

Rola magazynów energii

Magazyny energii mogą zmniejszać różnice między tanimi i drogimi godzinami. Ich zadanie polega na przesuwaniu energii w czasie.

W uproszczeniu:

• magazyn ładuje się wtedy, gdy energii jest dużo i jest tania,
• oddaje energię wtedy, gdy energii brakuje i jest droga.

Magazyny mogą działać na różnych poziomach:

• w domu jednorodzinnym,
• w firmie,
• przy farmie fotowoltaicznej,
• przy farmie wiatrowej,
• w sieci dystrybucyjnej,
• jako duże magazyny systemowe.

Im więcej magazynów i elastyczności w systemie, tym łatwiej wykorzystać tanią energię z OZE i ograniczać skoki cen w godzinach szczytu.

Autokonsumpcja, czyli zużywanie własnej energii

Dla właścicieli instalacji fotowoltaicznych ważnym pojęciem jest autokonsumpcja. Oznacza ona zużywanie energii wyprodukowanej we własnej instalacji bezpośrednio na miejscu.

Jeśli dom lub firma produkuje energię w południe i od razu ją zużywa, zmniejsza pobór z sieci. To może być korzystniejsze niż oddawanie energii do sieci i późniejsze kupowanie jej wieczorem po innej cenie.

Autokonsumpcję można zwiększać przez:

• przesunięcie części zużycia na godziny słoneczne,
• montaż magazynu energii,
• wykorzystanie pompy ciepła,
• ładowanie samochodu elektrycznego w dzień,
• automatyczne sterowanie urządzeniami,
• zarządzanie energią w budynku.

W systemie z dużą ilością fotowoltaiki autokonsumpcja staje się jednym z kluczowych sposobów ograniczania kosztów.

Dlaczego prąd może mieć ujemną cenę?

W niektórych sytuacjach cena energii na rynku hurtowym może spaść nawet poniżej zera. Dzieje się tak wtedy, gdy w systemie jest więcej energii niż zapotrzebowania, a ograniczenie produkcji niektórych źródeł jest trudne lub kosztowne.

Ujemne ceny mogą wystąpić, gdy:

• zapotrzebowanie jest niskie,
• produkcja z OZE jest bardzo wysoka,
• część elektrowni nie może łatwo ograniczyć pracy,
• brakuje magazynów energii,
• eksport jest ograniczony,
• sieć ma ograniczoną przepustowość.

Dla odbiorcy końcowego nie oznacza to zwykle, że ktoś dopłaci mu do całego rachunku. Rachunek zawiera także dystrybucję, podatki i opłaty. Ujemna cena hurtowa jest jednak ważnym sygnałem: system potrzebuje większej elastyczności.

Co może zrobić odbiorca?

Odbiorca nie ma wpływu na ceny paliw, koszty CO₂ czy sytuację na rynku hurtowym. Może jednak częściowo dostosować własne zużycie energii.

Najprostsze działania to:

• sprawdzić swoją taryfę,
• przesuwać część zużycia poza godziny szczytu,
• uruchamiać energochłonne urządzenia w tańszych godzinach,
• zwiększać autokonsumpcję z fotowoltaiki,
• rozważyć magazyn energii,
• monitorować zużycie prądu,
• inwestować w efektywne urządzenia,
• ograniczać zużycie w godzinach drogich.

Nie każde gospodarstwo domowe ma takie same możliwości. Dużo zależy od trybu życia, ogrzewania, urządzeń, pracy zdalnej, fotowoltaiki, samochodu elektrycznego i rodzaju taryfy.

Czas staje się nową ceną energii

Przez wiele lat odbiorcy myśleli o energii głównie w kategoriach ilości: ile kilowatogodzin zużyliśmy w miesiącu. Teraz coraz większe znaczenie ma także czas: kiedy tę energię zużyliśmy.

To jedna z najważniejszych zmian w nowoczesnej energetyce. System z dużą ilością OZE, magazynów, pomp ciepła, samochodów elektrycznych i liczników zdalnego odczytu będzie coraz bardziej zależny od elastyczności.

Dlatego pytanie „ile kosztuje prąd?” będzie coraz częściej miało drugą część: o której godzinie?