W artykule weryfikowane są założenia Kompleksu Energetycznego Drzonowo (KED) za pomocą modelowania i symulacji Monte Carlo przy użyciu narzędzi AI na dokładnym profilu 365-dniowym PV i wiatru. Pokazane zostało, że przy mocy AI Data Center (AIDC) 150 MW oraz hybrydowym magazynowaniu (BESS + H₂) roczny bilans energii pobieranej z PSE może być bliski zeru, a model autokonsumpcji wodoru istotnie poprawia lokalny bilans energii i pracę sieci elektroenergetycznej minimalizując utratę nadwyżek generacji OZE.
Potrzeba weryfikacji projektów energetycznych
Projekty energetyczne cechuje duża złożoność i towarzyszący temu wielokryterialny proces decyzyjny. Konkurs BGK[1] – B2.1.1. Inwestycje w technologie wodorowe, wytwarzanie, magazynowanie i transport wodoru w formie udzielania wsparcia bezzwrotnego, miał na celu wyłonienie projektów wspierających rozwój rynku zielonego wodoru RFNBO. Kryteria wyboru obejmowały m.in. zgodność z zasadami DNSH, wykonalność finansową i technologiczną, potencjał do osiągnięcia celów klimatycznych UE oraz zgodność
z RED III. Projekt KED wypadł szczególnie dobrze pod względem koncepcji technologicznej i kompleksowości podejścia. Pomimo braku rekomendacji do finansowania, pozytywnie oceniono jego zgodność z programem KPO, innowacyjność oraz strategiczne znaczenie dla regionu. Model przyjęty przez autorów „Studium wykonalności KED”[2] zakłada wykorzystanie elektrolizera i sezonowego magazynu H₂, który w okresach nadwyżek OZE akumuluje energię, a zimą umożliwia rekonwersję (H₂→en.el.), ograniczając import energii
z PSE do zera.
Model KED: dane wejściowe i logika sterowania
W projekcie KED założono budowę zintegrowanego systemu: PV (400 MW), wiatr (300 MW), elektrolizer PEM (20 MW), magazyny H₂ (1,2 GWh) oraz bateryjny (0,7 GWh). Umożliwia to lokalne bilansowanie i stabilizowanie sieci energetycznej, zgodnie z wymogami PSE. System ma produkować 1200 GWh zielonej energii rocznie, z czego część zasili strefę przemysłową w Zielonym Parku Przemysłowym w Drzonowie, a większość trafi bezpośrednio do AI Data Center w Turowie. Zintegrowanie wodoru jako bufora i magazynu energii stanowi odpowiedź na wyzwania transformacji energetycznej i potrzeby niezawodnego zasilania dla dużych, wielkoskalowych centrów danych. Model KED przedstawiono na rys. 1.
Rys. 1. Uproszczony schemat modelu KED (dokumentacja projektowa)
Do weryfikacji narzędziami AI (algorytm Monte Carlo Chat GPT5) założono moce OZE zgodnie z dokumentacją projektową KED: PV ~400 MW (≈440 GWh/r.) i wiatr ~300 MW (≈1060 GWh/r.). Zasilanym odbiorcą kotwiczącym jest AIDC o wariantach mocy 120/150/200 MW ze stałym poborem 24/7. Magazynowanie jest hybrydowe: BESS 1,5-6,0 GWh (naładowanie/rozładowanie 95%/95%) oraz magazyn H₂ między 4-12 GWh. Elektrolizer (EL) 40-80 MW (wariantowany) i rekonwersja H₂→en.el. przyjęta na ten sam limit mocy dobowej, ze sprawnościami odpowiednio ~70% i ~50%.
Sterowanie: nadwyżka → BESS → EL→H₂ → eksport; niedobór → BESS → H₂→en.el. → import. Dzienny rozkład PV/wiatru w roku oparto na dostarczonym profilu 365-dniowym[3] i przeskalowano do wolumenów rocznych jak w dokumentacji projektowej. Idea bilansu rocznego względem PSE w KED przedstawiono na rys. 2, przedstawiając symulację stochastyczną zaczerpniętą z dokumentacji projektowej.
Rys. 2. Symulacja bilansu rocznego względem PSE w KED (dokumentacja projektowa)
Symulacje Monte Carlo na profilu 365 dni
Dla każdego scenariusza (AIDC × EL × BESS × H₂) wykonano 300 losowań dziennej produkcji (PV σ≈10%, wiatr σ≈15%) oraz dostępności zasobów (awaryjność elektrolizera ~2% dni, BESS ~1% dni) metodą Monte Carlo. Kluczowe metryki to: import/eksport [GWh/r.], bilans netto względem PSE, samowystarczalność [%], liczba dni bez importu, współczynnik wykorzystania EL oraz wytworzony H₂ [GWh]. Wyniki symulacji algorytmami AI przedstawiono na rys. 3.
Rys. 3. Samowystarczalność vs AIDC (H₂=8 GWh, BESS=3,0 GWh; EL 60/80 MW, AIDC 120/150/200 MW)
Wyniki symulacji algorytmem Monte Carlo AI
1) AIDC 120 MW. Nadwyżka roczna OZE nad poborem AIDC wynosi ~450 GWh. Przy mocy EL 60-80 MW, BESS 3 GWh i H₂ ≥8 GWh system osiąga samowystarczalność ~98-99%, z setkami dni bez importu i dodatnim bilansem netto (eksporter). Zwiększanie EL powyżej 60 MW przynosi już malejące korzyści.
2) AIDC 150 MW. Nadwyżka roczna maleje do ~186 GWh. Przy BESS 3-6 GWh i H₂ 8-12 GWh można utrzymać bilans roczny blisko zera oraz 280-320 dni bez importu. Wariant EL 80 MW poprawia jedynie o dziesiąte punktu procentowego – wąskim gardłem staje się zasób sezonowy (H₂).
3) AIDC 200 MW. Roczne OZE (~1500 GWh) nie pokrywa zapotrzebowania (≈1750 GWh). Sam wzrost EL lub BESS nie wystarcza; potrzebny jest dodatkowy wolumen OZE (rząd + 250-300 GWh/r.) i/lub większy zasób H₂, aby realnie zbliżyć się do bilansu ≈0.
Mapa pracy EL, magazyn H₂ i rola BESS
„Mapa” dobowej mocy EL pokazuje długie pasma pracy w okresach letnio‑wiosennych (PV) i epizody zimowe napędzane wiatrem, co przedstawiono na rys. 4[4].
Rys. 4. Mapa pracy elektrolizera (MW) – scenariusz 150/80/3,0/8,0
Krzywa SOC magazynu H₂ rośnie wiosną-latem i przewidywalnie maleje zimą, zapewniając uzupełnienie braków sezonowych, co przedstawiono na rys. 5. BESS redukuje głównie dołki dobowo‑tygodniowe, co przekłada się na mniejszą liczbę krótkich importów – to ważne operacyjnie dla sieci.
Rys. 5. Stan magazynu H₂ [GWh] – scenariusz 150/80/3,0/8,0
Wyniki symulacji AI wskazują, że przy AIDC ≤150 MW i H₂ ≥8-12 GWh bilans ≈ 0 jest osiągalny, co jest zgodne z dokumentacja projektową.
Rola AI Data Center
Raport „Grids for Data Centres in Europe”[5] jednoznacznie wskazuje, że kraje z mniejszym zatłoczeniem sieci
i krótszym czasem przyłączeń mogą przyciągnąć nawet dwukrotnie więcej inwestycji w centra danych, niż tradycyjne rynki (FLAP-D). Polska, a szczególnie woj. zachodniopomorskie, oferuje wolne moce przyłączeniowe i sprzyjającą lokalizację – w tym bliskość SE Żydowo i nowej linii 400 kV. Inwestycje takie jak KED mogą stać się magnesem dla relokacji infrastruktury IT z Europy Zachodniej.
Rosnący popyt na moce obliczeniowe AI (AIDC) wymusza projektowanie centrów danych jako aktywnych uczestników rynku energii. KED pokazuje, że połączenie OZE + BESS + H₂ pozwala zasilać AIDC zieloną energią, ograniczać ślad węglowy i koszty sieciowe, a jednocześnie kreuje lokalny popyt na wodór (zasilanie AIDC vs. sprzedaż H₂)[6].
Zapotrzebowanie na moc obliczeniową AI rośnie lawinowo. Trening modeli jak GPT-5, czy obsługa usług LLM wymaga dziesiątek megawatów zasilania. Typowe AI Data Center zużywają od 100 MW do nawet 500 MW (czyli 1-5 TWh rocznie). KED – dzięki lokalnej produkcji energii i wodoru – oferuje model energetyczny oparty na OZE i inteligentnym zarządzaniu, z opcją „off-grid” lub „Island mode”. AI Data Center Turowo jako część KED to infrastruktura nowej generacji: wysoka gęstość mocy, pełna redundancja, chłodzenie cieczą, wykorzystanie AI do predykcji i optymalizacji (LSTM, GRU, RL). Takie połączenie pozwala nie tylko na efektywność, ale także na bezpieczeństwo cyfrowe i energetyczne.
Rola technologii wodoru w bilansowaniu sieci
Analizy europejskie z 2024 r.[7] wskazują na szybkie formowanie się rynku H₂: kontrakty długoterminowe, rosnące wolumeny zielonego H₂ i spadek kosztów CAPEX elektrolizerów[8]. Włączenie autokonsumpcji H₂
w KED stabilizuje system i buduje strumień towarowy dla hubów H₂ (przemysł, mobilność ciężka).
Plany rozwoju sieci (OSD/PSE, 2023-2028) wskazują na ograniczenia przyłączeniowe i rosnące koszty bilansowania[9]. Hybryda BESS+H₂ zmniejsza chwilowe i sezonowe przepływy mocy, co redukuje ryzyko zatorów sieciowych i pracę sieci na krańcach możliwości. Projekt KED pokazuje rozwiązania tych problemów.
Wnioski i rekomendacje
- Teza o bilansie ≈0 względem PSE jest potwierdzona przez symulację narzędziami AI dla AIDC 120-150 MW przy BESS ≥3 GWh i H₂ ≥8–12 GWh oraz EL 60-80 MW (z malejącymi korzyściami powyżej 60 MW).
- Dla AIDC 200 MW, przy obecnych OZE (~1500 GWh/r.), potrzeba dodatkowego wolumenu OZE i/lub zwiększenia zasobu H₂; sama moc EL nie wystarczy.
- W ocenie wniosku należy docenić efekt autokonsumpcji H₂ (redukcja wymian z PSE, RFNBO, odciążenie sieci).
- Na podstawie symulacji AI można rekomendować: (1) wariant wdrożeniowy 150 MW AIDC + EL 60-80 MW + BESS 3-6 GWh + H₂ 8-12 GWh; (2) ścieżkę do 200 MW AIDC wraz z dołożeniem ~250-300 GWh/r. OZE; (3) etapowy kontrakt na H₂ z lokalnym przemysłem/transportem przy uwzględnieniu rozwoju europejskiego rynku wodoru[10].
Podsumowanie
Kompleks Energetyczny Drzonowo to przykład zintegrowanej inwestycji odpowiadającej na jednoczesne potrzeby transformacji energetycznej i cyfrowej. Dzięki synergii OZE, wodoru i AI Data Center stanowi on modelowy projekt nowej generacji, który może służyć jako benchmark dla podobnych przedsięwzięć w UE. Nawet jeśli obecnie nie uzyskał dofinansowania, powinien zostać uwzględniony jako projekt o strategicznym znaczeniu dla rozwoju infrastruktury AI w Polsce. KED może stać się wizytówką nowego przemysłu łączącego AI i zieloną energię. Kompetencje cyfrowe, produkcja zielonego wodoru, innowacje w magazynowaniu
i usługi elastyczności dla sieci tworzą czytelny przekaz dla inwestorów i lokalnych społeczności.
[1]https://www.bgk.pl/krajowy-plan-odbudowy/b211-inwestycje-w-technologie-wodorowe-wytwarzanie-magazynowanie-i-transport-wodoru-w-formie-udzielania-wsparcia-bezzwrotnego/
[2] Dokumentacja projektowa, Energetyka Szczecinek sp. z o.o., Poznań, maj 2025.
[3] Entsoe, https://www.entsoe.eu/
[4] Legenda grafiki: pasek barw to moc elektrolizera [MW]; ciemniejsze odcienie = mała moc (ok. 0-10 MW); średnie odcienie = praca umiarkowana (ok. 30-50 MW); najjaśniejsze odcienie = praca blisko maksimum (ok. 70-80 MW); skala jest ciągła, więc płynnie pokazuje, ile MW EL pracuje każdego dnia (oś X: dzień roku 1-365).
[5] Elisabeth Cremona, Pawel Czyzak , Grids for data centres: ambitious grid planning can win Europe’s AI race, EMBER, 19 June 2025, https://ember-energy.org/latest-insights/grids-for-data-centres-ambitious-grid-planning-can-win-europes-ai-race/
[6] The European hydrogen market landscape (XI.2024), https://observatory.clean-hydrogen.europa.eu/sites/default/files/2024-11/The%20European%20hydrogen%20market%20landscape_November%202024.pdf
[7] ACER (2024): Market Monitoring Report – Hydrogen Markets, https://www.acer.europa.eu/sites/default/files/documents/Publications/ACER_2024_MMR_Hydrogen_Markets.pdf
[8] Hydrogen Council (2024): Hydrogen Insights 2024., https://observatory.clean-hydrogen.europa.eu/media/news/hydrogen-council-releases-latest-report-hydrogen-insights-2024
[9] Plan rozwoju sieci 2023–2028 (OSD/PSE, publikacja), https://www.pse.pl/-/projekt-nowego-planu-rozwoju-sieci-przesylowej-na-lata-2025-2034-uzgodniony
[10] State of the European Hydrogen Market Report (2024), https://www.oxfordenergy.org/wpcms/wp-content/uploads/2024/06/2024-State-of-the-European-Hydrogen-Market-Report.pdf
Źródło: Dr inż. Andrzej Węgrzyn, Pomorskie Stowarzyszenie Energii i Wodoru
Artykuł pochodzi z wydania 4/2025 “Nowa Energia”
