Polska energetyka na rozdrożu

Jeszcze kilka lat temu przyszłość polskiej energetyki nie budziła większych dyskusji. Wszyscy wiedzieli bowiem, że ziemia nasza posiada ogromne pokłady węgla kamiennego i brunatnego i te paliwa będą nadal naszym strategicznym źródłem energii w całym XXI wieku, zapewniając nam samowystarczalność w produkcji energii elektrycznej i cieplnej przy zachowaniu niskich kosztów wytwarzania energii. Wszelkiego typu odnawialne źródła energii traktowano jedynie jako margines, bez szans na szersze wykorzystanie.

Dzisiaj ten prosty, optymistyczny scenariusz jest już w dużej mierze nieaktualny. W ostatnich pięciu latach miały bowiem miejsce fakty, które spowodowały jego komplikację, a zatem i zmianę paradygmatu.

Koncerny energetyczne coraz bardziej zdają sobie sprawę z tego, że scentralizowana energetyka powoli przechodzi do przeszłości

Co się zmieniło

Pierwszym ważnym wydarzeniem była jednogłośna decyzja Rady Europejskiej (a więc poparta także przez Polskę) o konieczności 20-proc. udziału odnawialnych źródeł w wytwarzaniu energii już w 2020 r. w całej Unii Europejskiej. Dla Polski udział ten powinien wynosić w 2020 r. co najmniej 15 proc., a to już nie jest marginesem.

Jednocześnie przyjęto, że w 2020 r. nastąpi redukcja emisji dwutlenku węgla w UE o 20 proc. w stosunku do 1990 r. Założono, że cel ten będzie można osiągnąć przez system kupowania na europejskich aukcjach uprawnień do emisji CO2 przez wszystkie elektrownie i elektrociepłownie, emitujące ten gaz do atmo- sfery. Już w tym roku polskie elektrownie będą musiały kupić takie uprawnienia na 30 proc. swojej emisji CO2, ale od 2020 r. począwszy tego rodzaju zakupy będą obejmować już całe 100 proc. emisji tego gazu.

Co prawda obecnie ceny uprawnień są bardzo niskie, ale w miarę upływu lat będą one niewątpliwie wzrastały, powodując wzrost kosztów wytwarzania energii elektrycznej z węgla.

Dalszą komplikacją dla długofalowej strategii energetycznej stała się wiadomość o wielkich zasobach gazu ziemnego z łupków, jakie zalegają na znacznych obszarach naszego kraju. Jeżeli by się okazało, że można te zasoby wykorzystać po opłacalnych kosztach, może to znacznie zmienić nasz koszyk nośników energii w nadchodzących dekadach.

Tak więc obecnie polska energetyka stanęła na rozdrożu, bowiem zamiast jasnej strategii w oparciu o zasoby węgla, musi uwzględnić, że ceny energii z węgla w perspektywie 30–40 lat będą rosły, a jednocześnie trzeba wziąć poważnie pod uwagę takie nowe czynniki, jak energia jądrowa, odnawialne źródła energii oraz gaz z łupków. Sytuacja jest bardzo trudna, bowiem właśnie teraz trzeba podejmować kluczowe decyzje inwestycyjne i finansowe, które będą skutkować przez kilkadziesiąt lat, zdając sobie sprawę z tego, że jest jeszcze wiele niewiadomych, a decyzje błędne rzutować będą na obniżenie konkurencyjności całej gospodarki i poziomu życia obywateli przez całe dziesięciolecia.

Czy atom jest potrzebny

Trudność ta potęgowana jest przez fakt, że obecnie istnieją dwa różne modele rozwoju energetyki:

– model skrajnie scentralizowany z XX wieku, oparty na wielkich elektrowniach węglowych i jądrowych,

– model skrajnie zdecentralizowany XXI wieku, oparty na odnawialnych źródłach energii i wykorzystaniu gazu w inteligentnych sieciach energetycznych, optymalizujących zużycie energii.

Zasadnicze pytanie brzmi: który kierunek rozwoju polskiej energetyki na następne 40 lat należy preferować, aby uniknąć bardzo bolesnych, kosztownych błędów.

Elektrownie węglowe długo jeszcze będą odgrywały strategiczną rolę, pracując „w podstawie", a więc przez całą dobę i przez cały rok dostarczając prąd do sieci w możliwie równomierny sposób, bo tylko wtedy można w pełni wykorzystać wysoką sprawność energetyczną najnowszych bloków energetycznych pracujących na najwyższych parametrach. Jednak dywersyfikacja źródeł energii jest nieunikniona. Czy planowana przez rząd dywersyfikacja w kierunku budowy elektrowni jądrowej dużej mocy idzie we właściwym kierunku?

Pierwsza elektrownia jądrowa, o mocy 3 tys. MW, może być gotowa do pracy nie wcześniej niż w latach 2022–2025. Wtedy moc naszego systemu energetycznego powinna mieć co najmniej 45 tys. MW, więc widać, że jej znaczenie będzie raczej marginalne.

Co więcej, ze względu na konieczność zapewnienia ogromnych ilości wody chłodniczej elektrownia ta ma być zlokalizowana na wybrzeżu, ale tam nie potrzeba tak dużych ilości energii i już rozwija się energetyka wiatrowa. Stworzyłoby to wielką nadpodaż energii w regionie nadmorskim, którą trzeba by było przesyłać do Polski południowej, a to pociąga za sobą ogromne koszty na nowe sieci przesyłowe o najwyższym napięciu.

Tego rodzaju inwestycji nie wlicza się do kosztów elektrowni jądrowej, które i tak są niezwykle wysokie, wynoszące 50–60 mld zł. Za te pieniądze można zbudować elektrownie węglowe o mocy 3–4 razy większej, a gazowe o mocy nawet pięciokrotnie większej. A do tego dochodzą problemy związane z zapewnieniem skutecznej ochrony przed atakami terrorystycznymi i problemy ze składowaniem odpadów radioaktywnych.

Mitem jest także zapewnienie wielu miejsc pracy w elektrowni jądrowej. Owszem, w fazie jej budowy potrzebne będzie zatrudnienie wielu miejscowych pracowników, jednak w czasie jej eksploatacji załoga będzie nieliczna, złożona z dobrze wyszkolonych fachowców. Lokalny rynek pracy na tym nie skorzysta.

Jedyną korzyścią z budowy w Polsce elektrowni jądrowej byłoby to, że jej emisja CO2 przy wytwarzaniu energii elektrycznej byłaby zerowa.

Nowy model działania

Koncerny energetyczne coraz bardziej zdają sobie sprawę z tego, że scentralizowana energetyka powoli przechodzi do przeszłości i konieczne jest przejście do systemu złożonego z wielu małych elementów, znacznie bezpieczniejszych i wykorzystujących dostępne w danym regionie nośniki energii, takie jak słońce, woda, wiatr, biomasa i ciepło geotermalne. Te właśnie źródła energii charakteryzują się obecnie największą dynamiką rozwoju tak w skali świata, jak i w UE. W Polsce największe szanse na istotny udział w wytwarzaniu energii elektrycznej mają: biomasa, energia wiatru i energia słońca.

Biomasa, która może być wykorzystywana do produkcji energii, powinna stanowić przede wszystkim produkty odpadowe z rolnictwa, leśnictwa, przemysłu drzewnego i przemysłu spożywczego, a także odpady komunalne i osady z oczyszczalni ścieków. Poza tym na terenach wyłączonych z produkcji rolniczej powinno się zakładać plantacje tzw. roślin energetycznych.

Ważne jest też to, że w Polsce istnieje wiele firm produkujących urządzenia do kotłowni i małych elektrociepłowni spalających biomasę, a także biogazowni. Znaczny wzrost inwestycji w tym sektorze oznaczałby rozwój tej branży rodzimego przemysłu, w której dominują małe i średnie przedsiębiorstwa. Byłaby to też szansa na stworzenie dla Polski niszy eksportowej, gdyż wiele krajów rozwijających się ma duże zasoby biomasy, które mogą być użyte do wytwarzania energii.

Drugim ważnym źródłem jest energia wiatru. W Polsce łączna moc farm wiatrowych sięga 2 500 MW. Można założyć, że w 2020 r. moc elektrowni wiatrowych w Polsce będzie na poziomie 5–7 tys. MW, a w 2030 r. moc ta zostanie podwojona.

Nowym, ale obiecującym kierunkiem wykorzystania energii wiatru jako źródła energii są mikroturbiny o mocy poniżej 10 kW, które mogą być instalowane na dachach lub w pobliżu domów. Mogą one być w przyszłości elementem małych, wyspowych, inteligentnych systemów energetycznych, ale na razie ich ceny jednostkowe są wysokie.

Czas pokaże, czy wraz z postępem technicznym i wzrastającą skalą produkcji ceny ich spadną do takiego poziomu, że urządzenia te wejdą do powszechnego użycia. Wiele wskazuje na to, że ten sektor energetyki wiatrowej będzie się dynamicznie rozwijał. Może on mógłby się stać polską specjalnością zarówno w fazie badawczej, jak i produkcyjnej?

Z kolei energia elektryczna wytworzona w panelach fotowoltaicznych (PV) dotąd będzie miała jedynie pomocnicze znaczenie, dopóki nie będzie możliwości jej taniego magazynowania na okres nocy. Postęp technologiczny oraz wzrastająca skala produkcji sprawiają, że już za 2–3 lata można oczekiwać, iż prąd wytworzony w panelach PV będzie tańszy niż prąd z paliw kopalnych w dobrze nasłonecznionych krajach Europy Południowej, a także w Niemczech, gdzie technologie solarne są szczególnie szeroko stosowane. Przewiduje się, że stan konkurencyjności cenowej systemów PV będzie osiągnięty w następnej dekadzie we wszystkich państwach UE, a więc i w Polsce.

Kraj nasz rzeczywiście stoi na rozdrożu. I jak najszybciej powinniśmy odpowiedzieć jednoznacznie na podstawowe pytanie: czy tak jak dotychczas, nadal powinniśmy wspierać budowę wielkich elektrowni węglowych, które w coraz większym stopniu będą pracowały na importowanym węglu, czy tego rodzaju centralnie sterowany system wzmocnić jeszcze niezwykle drogą inwestycją, jaką jest elektrownia jądrowa, czy raczej promować elastyczne i dające bezpieczeństwo energetyczne systemy niewielkie, rozproszone i inteligentne, dające dziesiątki tysięcy miejsc pracy i szansę na rozwój nowych gałęzi przemysłu.

Jest przy tym rzeczą oczywistą, że jeszcze przez długi czas obydwa te systemy będą z sobą współpracować. Jednak istotne jest, w jakich wzajemnych proporcjach, bowiem rozwój w Polsce odnawialnych źródeł energii i sieci inteligentnych nie będzie szybki, a zatem energetyka węglowa długo jeszcze będzie odgrywała rolę strategiczną. Ważne jest jednak, aby tworzyć w Polsce dogodne warunki do rozwoju energetyki rozproszonej XXI w.