fot: Bartłomiej Szopa/ARC
Walka ze smogiem jest korzystna dla powietrza, ale już nie bardzo dla sprzedających węgiel
fot: Bartłomiej Szopa/ARC
Jak na razie w Polsce nie ma sprecyzowanej strategii energetycznej, tylko jej projekt ("Polityka energetyczna Polski do 2050 r.ˮ), opublikowany latem 2015 r. przez Ministerstwo Gospodarki i na dodatek nieskonsultowany, bo proces ten przerwały wybory parlamentarne. Przedstawiono w nim trzy możliwości rozwoju krajowej energetyki.
W pierwszym obowiązuje dominująca rola węgla (kamiennego i brunatnego), a udział w bilansie energetycznym gazu, energii jądrowej i odnawialnych źródeł energii (OZE) oszacowano na poziomie ok. 15-20 proc.
W drugim wariancie prym w bilansie wiedzie energetyka atomowa, z udziałem od 45 do 60 proc. Udział pozostałych nośników energii, czyli węgla, ropy naftowej, gazu ziemnego i OZE, określono na poziomie ok. 10-15 proc.
I trzeci scenariusz: tu wiodącymi nośnikami, na których utrzymuje się bilans energetyczny kraju, są gaz ziemny i OZE, których udział wynosić miałby od 50 do 55 proc. Udział węgla miałby wynieść ok. 30 proc., ropy naftowej - ok. 15-20 proc., atomu - ok. 12 proc.
Czy możliwa jest przebudowa struktury energetycznej w Polsce w sposób taki, by udział węgla w produkcji energii był zredukowany do minimum? Przyjrzyjmy się, jakimi nośnikami można byłoby lub nie można byłoby (lub byłoby to wielce utrudnione) zastąpić węgiel.
I pamiętajmy, że w 2015 r. elektrownie zawodowe na węgiel kamienny wyprodukowały 81883 GWh energii (o 1,99 proc. więcej niż w 2014 r.), a oparte na węglu brunatnym - 53564 Gwh (o 1,2 proc. mniej niż rok wcześniej).
A zatem...
Energetyka gazowa
Elektrownie, elektrociepłownie zasilane gazem, najczęściej ziemnym, wykorzystują układ turbiny gazowej i turbiny parowej do pozyskiwania energii elektrycznej i cieplnej ze spalania gazu ziemnego. Kto ma tani gaz ziemny, ten może budować energetykę na nim opartą. Czy Polska ma dostęp do taniego gazu, wydobyciem którego z krajowych źródeł pokryje w pełni zapotrzebowanie gospodarki narodowej?
Elektrownie gazowe buduje się szybko (do 36 miesięcy; węglowe - do 50, a jądrowe - do 80 miesięcy). Polska w 2015 r. wydobyła z własnych złóż 4,63 mld m sześc. gazu ziemnego i zaimportowała (głównie z Rosji) 9,45 mld m (elektrownie mogą być zasilane gazami technologicznymi, ale te produkowane są przede wszystkim z węgla).
W Polsce elektrownie i elektrociepłownie gazowe wyprodukowały 4193 Gwh (ok. 5 proc. udziału w rynku produkcji energii), zużywając ok. 11 proc. paliwa. Według Agencji Rynku Energii udział ten ma wzrosnąć w 2030 r. do 10 proc. Koszt budowy bloku gazowego o mocy prawie 500 MW, zużywającego rocznie ok. 700 mln m sześc. gazu (np. EC Włocławek PKN Orlen), wynosi ok. 1,4 mld zł netto.
"Wytwarzanie energii w elektrociepłowniach gazowych jest i było nieopłacalne, dlatego dostają one specjalne dopłaty, tzw. żółte certyfikaty, których koszt jest wliczany do cen prądu dla gospodarstw domowych i firm. Po uwzględnieniu tych dopłat elektrociepłownia może wyjść na swoje i spłacić kredyt na budowę zakładu. Bez tego wsparcia elektrociepłownie gazowe byłyby niekonkurencyjne i nikt nawet nie rozważałby ich budowyˮ - puentuje Bernard Swoczyna na stronach portalu energiaimy.pl.
Elektrownie gazowe zamiast węglowych? Jeszcze trzeba będzie poczekać, kiedy będzie to nie tylko możliwe, ale i opłacalne.
Tania ropa zamiast węgla?
Gdybyśmy mieli tyle ropy co Arabia Saudyjska albo Rosja, to taka alternatywa mogłaby wchodzić w grę (97 proc. rocznego zapotrzebowania Polski na ropę pokrywa import, z krajowych źródeł w 2015 r. pozyskano 1,429 mln t).
Elektrownie wytwarzające energię poprzez spalanie pochodnych ropy naftowej to krańcowy margines polskiej energetyki. Tak krańcowo mało istotny dla systemu, że w miesięcznych wykazach funkcjonowania Krajowego Systemu Elektroenergetycznego i Rynku Bilansującego, sporządzanych przez Polskie Sieci Energetyczne, nie uwzględnia się udziału tego surowca w rynku produkcji energii.
Elektrownie zasilane ropą naftową? Tak, ale nie w Polsce, tylko w Arabii Saudyjskiej. I nie na długo, bo wg serwisu worldometers.info ropy w świecie starczy na niespełna 14 tysięcy dni, a węgla kamiennego na 150 tysięcy!
Z wiatru, wody i słońca
Odnawialne źródła energii mogą zastąpić paliwa kopalne? Mogą. Prędzej w Unii Europejskiej niż w reszcie świata. W elektrowniach wodnych (2042 MW łącznej mocy) w 2015 r. wytworzono 2261 Gwh (ok. połowę tego, co wyprodukowano w systemach opartych na gazie ziemnym). A może energetyka wiatrowa zamiennikiem węglowej? To diament w koronie energetyki Unii Europejskiej, choć w świecie energia z wiatru pokrywa 2,7 proc. zapotrzebowania.
W 2015 r. polskie wiatraki dały 10041 Gwh energii elektrycznej (o 31 proc. więcej niż rok wcześniej). Na koniec czerwca 2015 r. moc farm wiatrowych wynosiła 4,1 GW (przy całkowitej mocy zainstalowanej w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym ok. 38,1 GW).
Farmy wiatrowe w przeciwieństwie do elektrowni zasilanych paliwami kopalnymi potrzebują przestrzeni. Największa w Polsce farma wiatrowa - Margonin (Wielkopolska) zajmuje w sumie ok. 100 km kw. Na tym obszarze wybudowano w 2009 r. (za 126 mln euro) 60 wiatraków o łącznej mocy 120 MW (268,5 Gwh rocznie). Modernizowana elektrownia Kozienice (obecnie 2880 MW mocy) zajmuje powierzchni ponad 120, ale hektarów.
Pamiętać należy, że "w Polsce średnia prędkość wiatrów wynosi 2,8 m/s w porze letniej i 3,8 m/s w zimie, tylko w niewielu miejscach sezonowo prędkość wiatru przekracza 5 m/s, co stanowi absolutne minimum do zasilania turbin wiatrowych. Konsekwencją niskiej wietrzności jest to, że elektrownia wiatrowa wybudowana w Danii dostarczy 100 kW, podczas gdy taka sama elektrownia wybudowana w rejonie Szczecina dostarczy tylko 17,3 kWˮ - stwierdza się w portalu energiaodnawialna.net.
Energetyka wiatrowa zamiast węglowej? W przypadku energetyki zawodowej (a nie prosumenckiej) z technicznego punktu widzenia, jak widać, byłoby to - bez wsparcia politycznego i finansowego - niezmiernie trudne.
A może energetyka słoneczna? Największa elektrownia słoneczna w Polsce (Czernikowo k. Torunia) ma moc 4 MW i rocznie daje 3500 Mwh energii elektrycznej (budowa kosztowała 86 mln zł) z 16 tys. paneli rozłożonych na 24 tys. m kw. gruntu. Moc zainstalowanych w Polsce instalacji fotowoltaicznych według danych Urzędu Regulacji Energetyki wynosi ok. 36 MW.
Za mało mamy słońca, dużo mamy biomasy, więc czy można nią zastąpić węgiel? W Polsce 36 elektrowni zasilanych wyłącznie biomasą ma moc 1008 MW (budowany w Kozienicach supernowoczesny blok węglowy produkcji Hitachi ma mieć 1075 MW mocy). Co ciekawe, przez jakiś czas współspalanie biomasy z węglem było jak najbardziej ekologiczne i opłacalne. Teraz jest już mniej opłacalne. Zatem systemy oparte na spalaniu biomasy mogą być uzupełnieniem energetyki węglowej, a nie alternatywą dla niej.
Elektrownie jądrowe zamiast węglowych?
Program Polskiej Energetyki Jądrowej zakłada uruchomienie pierwszego bloku pierwszej elektrowni jądrowej do końca 2024 r. Może się to opóźnić, bo jeszcze nie wybrano lokalizacji siłowni. Szacuje się, że koszt jej budowy będzie wynosił 40-60 mld zł. Za te pieniądze powstać (może) siłownia o mocy 3000 MW. Podobną moc mają zakłady energetyczne Enei (ze sztandarowymi Kozienicami), pokrywające 8 proc. krajowego zapotrzebowania na prąd.
Łatwo wyliczyć, ile trzeba byłoby wybudować takich siłowni jądrowych, by zastąpić w 100 proc. energetykę opartą na węglu kamiennym.
Zamiast podsumowania
W warunkach gospodarczych Polski i przy jej możliwościach finansowych oraz uwarunkowaniach politycznych obecnie i względnie szybko (maksimum w pięć lat, bo tyle najdłużej trwa budowa elektrowni alternatywnej wobec węglowej) nie można całkowicie zastąpić w energetyce węgla innymi źródłami pozyskania energii elektrycznej i cieplnej. Nie oznacza to, że inne źródła energii nie mają racji bytu. Mają i to jak najbardziej wszędzie tam, gdzie jest ku temu podstawa ekonomiczna.
Detronizacji węgla w energetyce można spodziewać się (poza przyczynami natury politycznej) tylko wówczas, gdy skończą się jego zasoby lub też alternatywne systemy energetyczne będą tak tanie, jak tanie są teraz te oparte na węglu. Lub jeszcze tańsze.
