ORIGINAL PAPER
A simulation-based approach for assessing long- term curtailment levels in variable renewable sources in Poland
1
AGH University of Krakow, Poland
2
Zespół Szkół im. Komisji Edukacji Narodowej w Kalwarii Zebrzydowskiej, Poland
Submission date: 2025-09-12
Acceptance date: 2025-09-29
Publication date: 2025-12-19
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2025;28(4):5-20
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
This study investigates the implications of growing weather-dependent, variable renewable energy sources (VRES) for the Polish power system by 2040, with a particular focus on non-market redispatch. Using a simulation-based approach, six scenarios were developed, combining projected capacities of photovoltaics, onshore wind, and offshore wind with varying electricity demand levels and assumptions on system flexibility. Hourly generation and demand profiles were modeled to estimate both the number of redispatch hours and the curtailed energy volume. Results indicate that without appropriate systemic measures, redispatch could occur for several hundred hours annually, with energy losses reaching tens of TWh. Raising electricity demand in line with ENTSO-E’s NT+ and GA projections substantially lowers curtailment. Nevertheless, in the most optimistic GA scenario with an 80% redispatch threshold, curtailment remains above 1300 hours per year. The findings highlight that electrification of end-use sectors, together with flexible demand technologies and thermal storage, is essential to absorb renewable surpluses and mitigate curtailment. Without these actions, redispatch may become a barrier to the energy transition in Poland, limiting both system security and the profitability of renewable investments. At the same time, ensuring adequacy requires maintaining dispatchable low-emission generation, including planned nuclear investments, to cover approximately 140 TWh of residual demand, equivalent to around 16 GW of continuous capacity.
CONFLICT OF INTEREST
The Authors have no conflicts of interest to declare
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Podejście symulacyjne do oceny długoterminowych ograniczeń generacji w pogodowo zależnych OZE w Polsce
pogodowo zależne odnawialne źródła energii, symulacja, ograniczanie generacji, system elektroenergetyczny, adekwatność
Niniejsze badanie analizuje implikacje rosnącego udziału pogodowo zależnych odnawialnych źródeł energii (VRES) dla krajowego systemu elektroenergetycznego w Polsce do 2040 roku, ze szczególnym uwzględnieniem zjawiska nierynkowego redysponowania. Wykorzystując podejście symulacyjne, opracowano sześć scenariuszy łączących prognozowane moce zainstalowane fotowoltaiki, lądowej i morskiej energetyki wiatrowej z różnymi poziomami zapotrzebowania na energię elektryczną oraz założeniami dotyczącymi elastyczności systemu. Na podstawie godzinowych profili generacji i zapotrzebowania oszacowano zarówno liczbę godzin z redysponowaniem, jak i wolumen energii podlegającej ograniczeniom. Wyniki wskazują, że bez odpowiednich działań systemowych redysponowanie może występować przez kilkaset godzin rocznie, a straty energii sięgać dziesiątek TWh. Zwiększenie zapotrzebowania zgodnie z projekcjami ENTSO-E (scenariusze NT+ i GA) znacząco ogranicza skalę redukcji generacji. Jednak nawet w najbardziej optymistycznym scenariuszu GA, przy progu redysponowania wynoszącym 80%, konieczność redukcji występuje w ponad 1300 godzinach rocznie. Wyniki wskazują, że elektryfikacja sektorów końcowych wraz z wykorzystaniem elastycznych technologii po stronie popytu oraz magazynów ciepła są niezbędne do absorpcji nadwyżek produkcji z OZE. Bez podjęcia tych działań redysponowanie może stać się barierą dla transformacji energetycznej w Polsce, ograniczając zarówno bezpieczeństwo systemu, jak i opłacalność inwestycji w odnawialne źródła energii. Jednocześnie zapewnienie adekwatności wymaga utrzymania dyspozycyjnych źródeł niskoemisyjnych, w tym planowanych inwestycji jądrowych, aby pokryć około 140 TWh zapotrzebowania rezydualnego, co odpowiada około 16 GW mocy pracującej w trybie ciągłym.
REFERENCES (14)
2.
Bird et al. 2016 – Bird, L., Lew, D., Milligan, M., Carlini, E.M., Estanqueiro, A., Flynn, D., Gomez-Lazaro, E., Holttinen, H., Menemenlis, N., Orths, A., Eriksen, P.B., Smith, J.C., Soder, L., Sorensen, P., Altiparmakis, A., Yasuda, Y. and Miller, J. 2016. Wind and solar energy curtailment: A review of international experience. Renewable and Sustainable Energy Reviews 65, pp. 577–586, DOI: 10.1016/j.rser.2016.06.082.
3.
Blount et al. n.d. – Blount, P., Carton, J.G., Forde, C., Lynn, P. and Mullan, R. n.d. Identifying the relative and combined impact and importance of a range of curtailment mitigation options on high RES-E systems in 2030 & 2040.
4.
Bunodiere, A. and Lee, H.S. 2020. Renewable Energy Curtailment: Prediction Using a Logic-Based Forecasting Method and Mitigation Measures in Kyushu, Japan. Energies 13(18), DOI: 10.3390/en13184703.
5.
Chaves‐Avila et al. 2017 – Chaves‐Avila, J.P., Banez‐Chicharro, F. and Ramos, A. 2017. Impact of support schemes and market rules on renewable electricity generation and system operation: the Spanish case. IET Renewable Power Generation 11, pp. 238–244, DOI: 10.1049/iet-rpg.2016.0246.
6.
De Felice, M. 2021. ENTSO-E Pan-European Climatic Database (PECD 2021.3) in Parquet format. Zenodo, DOI: 10.5281/zenodo.5780185.
7.
Hurtado et al. 2023 – Hurtado, M., Kërçi, T., Tweed, S., Kennedy, E., Kamaluddin, N. and Milano, F. 2023. Analysis of Wind Energy Curtailment in the Ireland and Northern Ireland Power Systems. 2023 IEEE Power & Energy Society General Meeting (PESGM), pp. 1–5, DOI: 10.1109/PESGM52003.2023.10253224.
8.
Joos, M. and Staffell, I. 2018. Short-term integration costs of variable renewable energy: Wind curtailment and balancing in Britain and Germany. Renewable and Sustainable Energy Reviews 86, pp. 45–65, DOI: 10.1016/j.rser.2018.01.009.
9.
Kies et al. 2016 – Kies, A., Schyska, B. and Von Bremen, L. 2016. Curtailment in a Highly Renewable Power System and Its Effect on Capacity Factors. Energies 9(7), DOI: 10.3390/en9070510.
10.
Kozlovas et al. 2024 – Kozlovas, P., Gudzius, S., Jonaitis, A., Konstantinaviciute, I., Bobinaite, V., Gudziute, S. and Giedraitis, G. 2024. Price Cannibalization Effect on Long-Term Electricity Prices and Profitability of Renewables in the Baltic States. Sustainability 16(15), DOI: 10.3390/su16156562.
11.
Li et al. 2015 – Li, C., Shi, H., Cao, Y., Wang, J., Kuang, Y., Tan, Y. and Wei, J. 2015. Comprehensive review of renewable energy curtailment and avoidance: A specific example in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews 41, pp. 1067–1079, DOI: 10.1016/j.rser.2014.09.009.
12.
Schermeyer et al. 2018 – Schermeyer, H., Vergara, C. and Fichtner, W. 2018. Renewable energy curtailment: A case study on today’s and tomorrow’s congestion management. Energy Policy 112, pp. 427–436, DOI: 10.1016/j.enpol.2017.10.037.
13.
Stiewe et al. 2025 – Stiewe, C., Xu, A.L., Eicke, A. and Hirth, L. 2025. Cross-border cannibalization: Spillover effects of wind and solar energy on interconnected European electricity markets. Energy Economics 143, DOI: 10.1016/j.eneco.2025.108251.
14.
Yasuda et al. 2022 – Yasuda, Y., Bird, L., Carlini, E.M., Eriksen, P.B., Estanqueiro, A., Flynn, D., Fraile, D., Gómez Lázaro, E., Martín-Martínez, S., Hayashi, D., Holttinen, H., Lew, D., McCam, J., Menemenlis, N., Miranda, R., Orths, A., Smith, J.C., Taibi, E. and Vrana, T.K. 2022. C-E (curtailment – Energy share) map: An objective and quantitative measure to evaluate wind and solar curtailment. Renewable and Sustainable Energy Reviews 160, DOI: 10.1016/j.rser.2022.112212.
Share
RELATED ARTICLE
| eISSN: | 2720-569X |
| ISSN: | 1429-6675 |
© 2006-2025 Journal hosting platform by Bentus
We process personal data collected when visiting the website. The function of obtaining information about users and their behavior is carried out by voluntarily entered information in forms and saving cookies in end devices. Data, including cookies, are used to provide services, improve the user experience and to analyze the traffic in accordance with the Privacy policy. Data are also collected and processed by Google Analytics tool (more).
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
