Polska energetyka wobec Europejskiego Ładu Klimatycznego 2020

Polska energetyka stanęła przed egzystencjalnym wyzwaniem: Polska nie zakwestionowała celu osiągniecia neutralności klimatycznej EU do roku 2050 ale też nie zadeklarowała przyjęcia odpowiednich zobowiązań wysuwając m.in. kwestię finansowania.

Całkowicie akceptuję to, że Polska potrzebuje bliżej się przyjrzeć naszej propozycji Funduszu Sprawiedliwej Transformacji – mówiła po zakończeniu rozmów szefowa KE Ursula von der Leyen. – Polska jest krajem, który musi dogonić resztę, potrzebuje więcej czasu, żeby przejść przez szczegóły, ale to nie zmieni harmonogramu Komisji – dodawała.

Wyjątkowe stanowisko Polski może dobrze uzasadnić wykres i zestawienie na rys. 1¹. Jeśli wierzyć zaprezentowanym tu danym² Polska wyróżnia się w EU negatywnie jeśli chodzi o emisję CO2 na 1 KWh wyprodukowanej energii elektrycznej. Sytuacja wymaga natychmiastowej mobilizacji. Inaczej pozostaje tylko (dość popularne obecnie w kraju) obalanie związku emisji CO2 z globalnym ociepleniem.

Moje wielomiesięczne studia problematyki zmian klimatycznych przekonały mnie, że jest małe prawdopodobieństwo aby obecnie masowo akceptowane międzynarodowo oszacowanie wpływu działalnosci człowieka na klimat było błędne. W szczególności trudno np. przypuszczać, że dysponując największym na świecie zapleczem technicznym NASA myli się w swoich obserwacjach https://climate.nasa.gov/causes/ Działalność ludzka ma, ze względu na globalny charakter rozwoju cywilizacyjnego, coraz większy wpływ na zmiany klimatyczne. Agencje i organizacje energetyczne całego świata uwględniają to w swoich programach.

Również ze względu na powszechny w Europie konsensus co do tego wpływu nie wolno pod żadnym pozorem lekceważyć bardzo specyficznej na w/w wykresie pozycji polskiej producji energii elektrycznej. Ślad CO2 jest zdecydowanie większy od wszystkich pozostałych państw EU. Powstaje pytanie czy nie jest to objaw nieszczęśliwego splotu okoliczności, w tym pewnego niedorozwóju perspektywicznego myślenia o gospodarce. Taki obraz b. łatwo przekonuje gospdarczych ekspertów, że Polska wybrała tragiczną drogę izolacji. Taki stan wymaga oczywiście pomocy ale wywołuje też znane z międzynarodowej historii postawy wielkiego wspołczucia. Ta pozycja odzwierciedla izolację technologiczną ale też i poważne opóźnienie rozwojowe polskiej energetyki.

Z kolei tak znaczne odstępstwo od polityki energetycznej UE stwarza silne pokusy krajowego i europejskiego konsensusu co do wyjątkowości Polski, istotnych różnic kultury przemysłowej i niezbędnych decyzji multirateralnych tak w zakresie wspópracy jak i jej ograniczania.

R ys. 1. Jednostkowa intensywność emisji CO2/KWh odniesiona do całkowitej produkcji energii elektrycznej.

Dlatego niezbędna jest masowa skoordynowana mobilizacja polskich ekspertów ds. energetyki dla sprostania wyzwaniu przygotowania dla Komisji UE do czerwca 2020 roku szczegółowego harmonogramu modernizacji polskiej energetyki. Dokładne przyswojenie powyższego wykresu przez polskich ekspertów wyzwoli kreatywność niezbędną dla wydajnej jakosciowo realizacji tego zadania.

Wydaje się, że dalsze preferowanie coraz bardziej kosztownej, ze względu na masową krytykę oraz coraz niższe poziomy urobku, energetyki węglowej będzie ograniczać możliwości rozwojowe polskiej gospodarki. Polska wykorzystuje dochody z handlu uprawnieniami ETS do celów transformacji energetycznej jedynie w 52%³ co dalej hamuje wdrożenia nowych technologii w energetyce.

Prognozy sytuacji geopolitycznej

Niezależnie od potrzeby zachowania rezerwowych mocy w energetyce węglowej na wypadek różnego rodzaju zewnętrznych i wewnetrznych kryzysów izolacjonizm energetyczny wymaga szczególnie starannych, wariantowych prognoz rozwoju sytuacji geopolitycznej. Geopolityka nie może ograniczać się tylko do szczegółowej analizy geograficznych uwarunkowań obronności i ekspansji. W dobie masowego globalnego rozwoju komunikacji oraz mediów społecznych jest niezmiernie ważne odpowiadanie i aktywne uczestnictwo w rozwoju światowej myśli naukowej, społecznej i politycznej.

Niestety w odróżnieniu od np. niemieckiego programu rozwoju energetyki polski program nie uwzględnia żadnych alternatywnych scenariuszy rozwoju sytuacji geopolitycznej. Ten niedostatek powinien być usunięty i warianty programu rozwoju energetyki powinny być poddane odpowiednim uzupełnieniom.

Huby przemysłowo-energetyczne

Ponieważ polska energetyka jest w 78% oparta na węglu to jeśli traktować poważnie światowy polityczny konsensus w kwestii zmian klimatu należy roważyć rozbudowę ma Śląsku hubów przemysłowo-energetycznych używających technlogii IGCC⁴. W celu opanowania technologii należy wykorzystać wszelkie możliwe europejskie fundusze badawcze i klimatyczne przygotowując do tego celu własne modele przepływów finansowych. Dobrze opracowane modele finansowania bedą jednocześnie ważnym narzędziem pozyskania kapitału inwestycyjnego. Huby przemysłowo-energetyczne muszą uwzględniać transformację z węgla na gaz, gdyż użycie tego pierwszego będzie musiało być drastycznie zmniejszane.

Geotermia

Programy badawczo-wdrożeniowe muszą zbadać i opracować procesy technologiczne dla wykorzystania geotermii tak jako żródła energii jak i sposóbu składowania CO2⁵ ⁶ ⁷.

Zbalansowanie produkcji i zużycia energii elektrycznej

Elementem kreatywnego rozwiązywania problemów produkcji i wykorzystania energii elektrycznej w Polsce jest dogłębna analiza dobowego, rocznego oraz lokalnego rozkładu zapotrzebowania na energię elektryczną.

Powinna ona stymulować specjalistów do opracowywania inowacyjnych programów operacyjnych i finansowych jak również technologii dla optymalizacji wytwarzania, zużycia i przesyłu energii elektrycznej. Chodzi o to aby maksymalnie zgrać okresy wytwarzania i zużycia energii. Jest to szczególnie ważne przy włączaniu fotowoltaiki i farm wiatrowych do systemu energetycznego.

Wiadomo np. że baterie litowo-jonowe (obecny koszt za kwh pojemności – 100$) nadają się do przechowywania energi bez znaczących strat do 4 godz. Tak więc elektromobilność powinna przyczynić do zmniejszenia zużycia paliw płynnych i bardziej zbilansowanego wykorzystania sieci energetycznych (ładowanie w nocy zuzywanie w dzień).

Ogniwa fotowoltaiczne są najefektywniejsze w zasilaniu chłodni, klimatyzacji i nawadniania w okresach wysokiego nasłonecznienia.

Energetyka wiatrowa w górach lub na obszarach pokopalnianych może używać magazynów pompowo-szczytowych (wysoka sprawność). Ciągły postęp techniczny powoduje, że również energetyka wiatrowa może obejść się bez dotacji. Wiosną 2019 uruchomiono w Finlandii pierwszą lądową farmę wiatrową na całkowicie komercyjnych warunkach.

Energetyka H2

W polskim programie rozwoju energetyki do r. 2040 nie wspomina się o energetyce H2. Tak można nazwać wytwarzanie, magazynowanie i wykorzystanie wodoru do napędu środków transportu, magazynowania energii i produkcji energii elektrycznej. W Niemczech energetyka H2 ma stanowić ważne uzupełnienie Energiewende. Szczegółowy plan rozwoju tej branży ma być przedstawiony w marcu 2020⁸.

Jest to bardzo wszechstronna wielowariantowa technologia. Wobec wzrastającej presji na posiadanie przez elektrownie OZE własnych magazynów energii jest istotne, że wiatrowa i fotowoltaiczna energia elektryczna może być przetwarzana poprzez elektrolizę w energię chemiczną w postaci wodoru i w ten sposób magazynowana. Wodór może być następnie wykorzystywany do generacji energii elektrycznej w okresie największego zapotrzebowania. Jednocześnie może byc dystrybuowany w formie płynnej lub gazowej i wykorzystywany w stacjach paliwowych dla transportu, generatorach energii czy w mikro elektrociepłowniach.

Wodór może byc produkwany z metanu lub węgla. Jednak ze względu na potrzeby energetyczne (wzrost zapotrzebowania do 25%) i koszty związane z wychwytywaniem dwutlenku węgla wytwarzanie wodoru w procesach elektrolizy opartej na taniej energii OZE jest tańsze. Wiele opracowań wskazuje, że energetyka H2 jest ważną, wszechstronną technologią dla osiągnięcia neutralności energetycznej.

Gaz

Gaz ziemny jest znacznie bardziej uniwersalnym i łatwiejszym w przetwarzaniu a w rezultacie bardziej przyjaznym dla środowiska żródłem energii i surowcem niż wegiel. Może on być używany jako surowiec w hubach przemysłowo-energetycznych, w których można łatwiej skoordynować procesy chemiczne, wytwarania energii i wyłapywania magazynowania i utylizacji CO2. Wg nowych publikacji. Koszty wychwytywania CO2 mogą być obnizone do 45$/T⁹ dla węgla i 20$/T¹⁰ dla gazu ziemnego. Dlatego jest on gospodarce absolutnie niezbędny aby szybko ograniczyć emisję gazów cieplarnianych. Stąd ważna jest dywersyfikacja dostaw gazu do Polski a w szczególności Baltic Pipe. Dodatkowo w przypadku podpisania przez Polskę Załącznika do Art. 6 Protokołu Londyńskiego o transgranicznym przewozie odpadów można będzie wykorzystać 2 okna czasowe, które będą dostępne dla intensywnego składowania CO2 w powydobywczych odwiertach morza Północnego: 2023-26 oraz 2030-38. Później pojemności tych magazynów w dużym stopniu wyczerpią się. Niezbędna jest pilna analiza czy można by wykorzystywać do tego celu rewers na Baltic Pipe.

Energetyka jądrowa

Należy podjąć europejską inicjatywę powrotu do energetyki jądrowej.

Jak wiadomo, energetyka jądrowa jest skutecznym gwarantem stabilnych dostaw energii o niskim śladzie węglowym. Niestety nie znalazla się ona (mimo intensywnych starań Francji) w Europejskim Zielonym Ładzie¹¹. Prawdopodobnym powodem jest wcześniejsza (błędna wg mnie) eliminacja energetyki atomowej z wytycznych pomocy energetycznej i środowiskowej pomocy państwowej na lata 2014-2020¹² oraz z strategicznego planu badań naukowych¹³ Horyzont Europy. W ten sposób stworzono lukę kompetncyjną i opóźnienie technologiczne w stosunku do reszty świata. Tymczasem eksperci przewidują w związku z walką ze zmianami klimatycznymi możliwość odrodzenia się energetyki jądrowej na świecie ¹⁴.

Jak wiadomo Polska planuje uruchomienie 3 reaktorów do roku 2033 oraz następnych 3 do roku 2045 o łacznej mocy 6 GW, co będzie stanowić 20% krajowych mocy wytwórczychenergii elektrycznej¹⁵. Dominuje koncepcja inwestycji zewnetrznej.

Jednocześnie firma Synthos podpisała w pażdzierniku 2019 memorandum z GE Hitachi Nuclear Energy w sprawie budowy minireaktora (SMR) typu BWRX-300.¹⁶ Jak wyjaśnia Piotr Naimski inicjatywa prywatna w tym zakresie jest mile widziana.¹⁷

Podsumowanie

Raport ZPP z maja 2019 podsumowuje¹⁸:

„Aktualny stan i perspektywy rozwoju polskiej energetyki, w świetle polityki energetycznej Unii Europejskiej i mega trendów ogólnoświatowych, stanowią obecnie największy problem naszego kraju w odniesieniu do konkurencyjności całej gospodarki i w przyszłości mogą znacząco się przyczynić do głębokiej recesji i spadku poziomu życia obywateli. Konieczne jest szybkie wdrożenie polityki zmiany miksu nośników energii. Stopniowe ograniczenie udziału paliw stałych, zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii i pewne zwiększenie udziału paliwa gazowego, głównie jako regulatora pracy źródeł odnawialnych.

Należy mieć jednak na uwadze, że:

➢ Polska energetyka rozproszona może znakomicie współpracować z energetyką zawodową.

➢ Jest stałe miejsce dla polskiego węgla w nowoczesnej energetyce.

➢ Wykorzystując posiadane krajowe zasoby Polska może być najbezpieczniejszym energetycznie krajem w Europie, przy rozsądnym wysiłku inwestycyjnym.”

W kontekście cełów Europejskiego Zielonego Ładu należy dodać:

Polska inicjatywa w zakresie przywrócenia energii jądrowej do europejskiego mixu energetycznego i badan naukowych.
Plan wdrażania krajowej energetyki H2 z magazynowaniem energii.
Tworzenie hubów przemysłowo-energetycznych z użyciem IGCC opartych na węglu i gazie.
Rozwój geotermii dla cełów energetyki i magazynowania CO2.
Rozwój elektromobilności.
Otwarcie na import taniej energii elektrycznej.
Rozwój energetyki wiatrowej i fotowoltaicznej.
Plany opłacalności powinny być szczegółowe i oparte na najnowszych światowych analizach, badaniach i testach oraz gotowe do czerwca 2020. Wstępnie szacowany zakres inwestycji (wraz z 2 reaktorami jądrowymi) 100 mld €. Zespół roboczy powinien obejmować ok. 120 ekspertów.