Czy cementownie staną się magazynami energii?

Potrzebne są jednak instrumenty wsparcia i uwzględnienie potencjału cementowni - apelowali przedstawiciele sektora podczas posiedzenia Parlamentarnego Zespołu ds. Rozwoju Przemysłu Cementowego w Polsce, które odbyło się 9 października 2024 r.

Przemysł potrzebuje tańszej energii 

Do początku września 2024 r. średnie notowania na Rynku Dnia Następnego wyniosły ok. 92 € w Polsce, 70 € w Niemczech, 52 € w Hiszpanii i 49 € we Francji. Na dzień 9 września 2024 r. dla kontraktów rocznych na 2025 r. było to ok. 103 € w Polsce, 91 € w Niemczech, 77 € we Francji i 76 € w Hiszpanii. Notowania prognozowane na 2028 r. wynoszą: 107 € w Polsce, 71 € w Niemczech, 64 € we Francji, 55 € w Hiszpanii.
– Przemysł energochłonny walczy w tej chwili o przetrwanie – komentował Henryk Kaliś, Prezes Forum Odbiorców Energii Elektrycznej i Gazu. Cementownie cechują się bowiem dużym udziałem kosztów energii w kosztach produkcji.

– Średnio na wyprodukowanie jednej tony cementu zużywamy 100 - 110 kWh – mówił Janusz Miłuch, Członek Zarządu SPC i Dyrektor Zarządzający CRH w Polsce. W 2022 r., gdy ceny energii były wysokie, stanowiły one nawet ponad 40% kosztu produkcji cementu.

Branża cementowa jest ogromnym odbiorcą energii elektrycznej w Polsce. Podczas gdy PKP zużywa 1,3 TWh energii rocznie, zapotrzebowanie przemysłu cementowego sięga 2 TWh. Dodatkowo zużycie energii zwiększy wdrożenie technologii CCS, kluczowej dla utrzymania konkurencyjności cementowni.

– Technologie wychwytywania CO2 spowodują, iż zapotrzebowanie na energię wzrośnie dwukrotnie – podkreślił Andrzej Reclik, Członek Zarządu SPC i Prezes Zarządu Heidelberg Materials Polska.
Przewodniczący SPC, Krzysztof Kieres, wskazał, iż w oczekiwaniu na harmonogram opracowania strategii CCS i związanych z nim prac legislacyjnych, branża chciałaby rozmawiać o produktowych magazynach energii.

Jak zmagazynować energie w cemencie?
 
Pomysł na magazynowanie energii w cemencie przy wykorzystaniu nadmiarowych mocy OZE jest prosty. Gdy w systemie wystąpi nadmiar energii cementownie uruchomią dodatkową produkcję, która zagospodaruje tę nadwyżkę. Niestety wymaga nakładów finansowych, związanych z przygotowaniem zwiększenia mocy produkcyjnych cementowni, a także zmian legislacyjnych.

Magazynowanie energii w cemencie umożliwiłoby zwiększenie mocy przemiałowych cementowni. Stowarzyszenie Producentów Cementu dysponuje analizą techniczno-ekonomiczną dla takiego rozwiązania, możliwego do wdrożenia w każdej z cementowni.

– Celem było wsparcie i stabilizacja krajowego systemu elektroenergetycznego właśnie poprzez produkcję cementu, jednak do tego potrzebne jest uznanie produktowych magazynów energii jako możliwego działania – opisywał Zbigniew Pilch, Dyrektor Marketingu i Public Affairs SPC.

Analiza biura projektowego ALIT zakłada inwestycję w nową linię przemiału, która obejmuje układ dozowania, przemiału, a także transportu oraz budowę nowego silosu. Główny element inwestycji - młyn kulowy - charakteryzuje się wydajnością 200 t/h. Cały układ ma moc zainstalowaną na poziomie 9 MW i zużycie energii elektrycznej jest na poziomie 90% mocy zainstalowanej, co przekłada się na roboczą moc 8,1 MW i zużycie energii 64,8 MWh/dobę (przy założeniu 8 godzin nadmiaru energii z OZE).

Analizowany model inwestycji kosztuje ok. 243 mln zł przy budowie od podstaw. Gdyby jednak wykorzystać istniejącą infrastrukturę cementowni, koszt ten znacząco spada, nawet do 100 mln zł. Potencjał magazynowania energii przez polski sektor cementowy sięga nawet 200 - 300 MWh na dobę - przy założeniu, że kilka zakładów cementowych będzie świadczyć taką usługę.

Konieczne zagospodarowanie nadmiarowej energii z OZE

Z punktu widzenia przemysłu rozwój OZE jest korzystny, gdyż zmniejsza się ślad węglowy energii elektrycznej. Jednak źródła OZE charakteryzują się dużą niestabilnością produkcji. Ze względu na ich rosnący udział w polskim miksie energetycznym, coraz trudniej dopasować produkcję do zużycia i w konsekwencji zbilansować Krajowy System Elektroenergetyczny. W słoneczne i wietrzne dni, kiedy generacja z OZE jest zbyt duża w stosunku do potrzeb systemu, konieczny jest nakaz redukcji energii wprowadzanej do systemu.

Właściciele farm fotowoltaicznych czy wiatrowych mogą wówczas starać się o rekompensaty za niewyprodukowaną energię. To gwałtownie rosnący problem - niezbilansowanie (nadmiar energii w systemie, a w konsekwencji odłączanie wytwórców OZE) rośnie z roku na rok w tempie wykładniczym: w 2022 r. było to ok. 8,4 GWh, w 2023 r. - już ponad 74 GWh, a do końca września 2024 r. - ok. 692 GWh. Szacunki po I półroczu 2024 r. mówiły, że do końca roku może to być nawet 1000 GWh - to tyle energii, ile rocznie zużywają cztery średniej wielkości cementownie.

Produktowe magazyny energii alternatywą dla magazynów bateryjnych 

W dobie zwiększania udziału OZE w polskim miksie energetycznym należy przygotować się na duże nadwyżki energii elektrycznej w systemie. W takich sytuacjach wydaje się polecenie zaniżenia generacji w OZE. Skutkuje to wypłatą odszkodowań dla producentów energii za nieodebraną energię. Odpowiedzią przemysłu energochłonnego jest koncepcja produktowego magazynu energii. Opiera się ona na przewymiarowaniu zdolności produkcyjnych zakładów poprzez utrzymanie części procesu w tzw. stand-by’u, co pozwoli na bieżące reagowanie na nadwyżki energii dzięki czasowemu zwiększeniu produkcji.
Zaletą produktowych magazynów energii jest ich 100% sprawność. Publiczne finansowanie zwiększenia zdolności produkcyjnych czy magazynowych jest uzasadnioną alternatywą dla bateryjnych magazynów energii. Włodzimierz Chołuj, Członek Zarządu SPC i Prezes Zarządu Cemex Polska, mówił o koniecznym wsparciu dla branż energochłonnych. Magazynowanie energii przez sektor cementowy mogłoby się wpisać w te założenia, stanowiąc wartość dodaną z punktu widzenia stabilności systemu elektroenergetycznego.

Takie rozwiązanie jest bowiem korzystne dla wszystkich uczestników procesu. Krajowy System Energetyczny zostaje ustabilizowany, nie ma konieczności wypłat rekompensat dla wytwórców. Producenci energii z OZE nie muszą być wyłączani i występować o ewentualne rekompensaty za niewyprodukowaną energię, a przemysł cementowy korzysta z taniej zielonej energii, jednocześnie zmniejszając swój ślad węglowy.

Trzeba wyjść poza obowiązujące schematy 

Podobnie jak w przypadku technologii CCS, w sprawie magazynowania energii w produkcie branża cementowa - wraz z Forum Odbiorców Energii Elektrycznej i Gazu - inicjuje debatę publiczną. Na forum Parlamentarnego Zespołu ds. Rozwoju Przemysłu Cementowego w Polsce padały postulaty, iż należy zaproponować instrumenty wsparcia dla przemysłu energochłonnego, co jest możliwe m.in. w ramach konsultacji publicznych Krajowego Planu na Rzecz Energii i Klimatu.

Urząd Regulacji Energetyki rozmawia z różnymi sektorami o usługach elastyczności, czyli możliwości wykorzystania potencjału odbiorców końcowych, między innymi z branżą spożywczą. Stąd apel ze strony przemysłów energochłonnych. – Nie znajdziemy rozwiązań w ramach tych regulacji, które znamy, w ramach tych procedur, które znamy i w ramach zasad funkcjonowania tych rynków, które znamy. Musimy wyjść z tych schematów. Oczekujemy oferty, która pozwoli wykorzystać nasze możliwości regulacyjne zgodnie ze specyfiką naszych firm – mówił Henryk Kaliś.