Energia odnawialna nie bierze się z Kany Galilejskiej

29.03.2015
Globalnym liderem w wytwarzaniu zielonej energii, znanej także jako OZE, jest Europa. W strukturze odnawialnych źródeł energii nie dominują jednak wiatraki i panele fotowoltaiczne. Europejskie OZE to głównie dym i popioły ze spalania drewna oraz śmieci. Na tym tle, a także w świetle przyjętej ostatnio nowej ustawy o OZE, próbować można formułować praktyczne wnioski dla Polski.

(infografika Dariusz Gąszczyk/CC by ricketyus)


Ostatnie, zbiorcze dane Eurostatu opisują sytuację w 2012 r., ale są miarodajne, bowiem przez ostatnie dwa, trzy lata w strukturze OZE zmieniło się niewiele. Produkcja energii ze źródeł odnawialnych wyniosła w 2012 r. w Unii Europejskiej 177,3 mln toe, czyli ton ekwiwalentu ropy (1 toe = energia ze spalenia 1 tony ropy = ok. 42 gigadżule lub 11,63 MWh). W 2002 r. z OZE wygenerowano w 28 państwach europejskich (sporo z nich nie należało wówczas do UE) łącznie 97,8 mln toe, a więc przez dekadę wzrost wyniósł 82 proc.

OZE zapewniają równowartość ok. 11 proc. zużycia energii brutto w UE-28 lub prawie jedną czwartą rocznej konsumpcji energii elektrycznej na Starym Kontynencie (uwaga: energia to nie tylko prąd elektryczny, ale także paliwa). Tzw. zielona energia ma już zatem znaczący udział w zaspokajaniu potrzeb energetycznych Europy. Europejskie OZE nie są jednak takie czyste i cacy pod każdym względem, jak mówi się na salonach poprawności politycznej i klimatycznej.

Europejskim królem wśród OZE jest tzw. biomasa, tj. drewno, odpady rolne (np. słoma) oraz śmieci. Udział tych surowców w produkcji energii „zielonej” wynosi 65,5 proc. Na drugim miejscu są elektrownie wodne (16,2 proc.), a dopiero na trzecim i czwartym miejscu energia wiatrowa (10 proc.) i słoneczna (5,1 proc.). Dopełnieniem są gorące źródła, czyli geotermia (3,1 proc.). Gdy myślimy o OZE, roją się więc nam w głowach wiatraki, a majaczyć powinny kominy.

Używane jest słowo biomasa, ale masa wcale nie jest bio (od greckiego bios, czyli życie), ponieważ jest to głównie drewno, a więc drzewo nieżywe dokładnie tak samo jak nieżywa była Maria Antonina Austriaczka po egzekucji z użyciem gilotyny. Manipulacja ze strony promotorów biomasy polega na przekonywaniu, że razem z węglem spalane są w elektrowniach i ciepłowniach odpady drzewne, takie jak np. trociny, ścinki, czy chrust, podczas gdy stanowią one jedynie ułamek tzw. biomasy.

W Unii liderami w wykorzystaniu biomasy do celów energetycznych są: Estonia (96,1 proc.) oraz Litwa i Polska – oba państwa po 92,8 proc. udziału w krajowej strukturze OZE. Niemcy maszerujące w awangardzie tzw. czystej energii też nie mają się czym chwalić, bo w strukturze ich OZE palenie drewnem i śmieciami stanowi aż 72,3 proc.

Energetyczne mniejsze zło i jego skutki

Argumentacja za biomasą odwołuje się do zasady mniejszego zła. Węgiel i ropa to wyłącznie czarna rozpacz w postaci pyłów i popiołów ze spalania, a także CO2 i całej gamy innych wyziewów. Drewno jest natomiast przynajmniej neutralne, bo wprawdzie też zawiera chemiczny węgiel, ale wcześniej było przecież drzewem dającym cień, utrzymującym wodę w glebie i pochłaniającym dwutlenek węgla.

Zawiązała się zatem trójstronna koalicja na rzecz biomasy. Oprócz ugrupowań proekologicznych (ale na szczęście nie wszystkich), przystąpiły do niej koncerny energetyczne oraz rządy. Biznes uznał, że promocja biomasy zmniejszy nacisk na ograniczanie działalności elektrowni węglowych, które dzięki opalaniu kotłów w jakiejś części drewnem zdobędą „żelazny list” ekologiczny. Rządy uznały natomiast, że tzw. współspalanie węgla i biomasy to najlepsza, a w praktyce jedyna, szansa na wypełnienie celu na 2020 r. wyznaczonego kiedyś przez UE na poziomie 20 proc. udziału energii odnawialnej w konsumpcji energii brutto.

Wycinanie drzew, żeby palić „ekologicznym” drewnem w piecach nie jest mądre. Uzupełnianie wysokoenergetycznego węgla litym drewnem przerabianymi na tzw. pellety (granulat) obniża znacznie wydajność cieplną instalacji, a to oznacza straty. Elektrownie europejskie ich nie ponoszą, ponieważ z tytułu spalania biomasy otrzymują sowite, choć mniejsze niż jeszcze niedawno, dopłaty. Koszt użytkowania biomasy wzrasta również w sposób umykający codziennej uwagi. W imię zielonej (rzekomo) rewolucji tworzyć i utrzymywać trzeba m.in. bataliony kontrolerów środowiskowo-finansowych, czy „Krajowy System Uwierzytelniania Biomasy”.

Zużycie pelletów w elektrowniach i ciepłowniach rośnie w Europie błyskawicznie. European Pellet Council podaje, że licząc od początku stulecia roczny średni wskaźnik wzrostu tego zużycia wynosi aż 25 proc. Kiedyś, na biomasę składać się mogły rzeczywiście głównie odpady leśne i tartaczne, rolne (np. słoma) i miejskie (śmieci), ale ok. 10 lat temu zaczęło ich brakować w Europie, więc sięgnąć trzeba było po pierwsze, po lite drewno, a po drugie, ratować się trzeba było importem. W samym 2010 r. import pelletów do Europy wzrósł o 50 proc. Według prognoz, światowe zużycie tego surowca, napędzane głównie popytem unijnym i chińskim, wzrosnąć ma z ponad 20 milionów ton w 2014 r. do 50 mln ton dziesięć lat później.

W 2013 r. udział węglowodorów kopalnych w produkcji energii wyniósł aż 83 proc. Od początku obecnego stulecia wskaźnik ten nie zmienił się w żaden istotny sposób, ludność świata wzrosła w tym czasie o cały jeden miliard ludzi, a tymczasem spadł wskaźnik emisji CO2 przypadający na jednostkę wytwarzanej w świecie energii.

Wbrew słusznym nadziejom proekologicznym, nie jest to jednak skutek rozpowszechniania OZE, a głównie efekt zastępowania „brudnego” węgla, znacznie „czystszym” gazem ziemnym. Stały wzrost produkcji z OZE jest oczywiście niezaprzeczalny, ale dobre tego skutki wystarczyły jedynie na wyrównanie strat ekologicznych wywołanych spowolnieniem, a niekiedy wręcz odwrotem (Niemcy) od energii nuklearnej. Udział produkcji pochodzącej z elektrowni jądrowych w globalnej konsumpcji energii spadł z 6 proc. w 2003 r. do 4 proc. obecnie, a amerykańska agencja Energy Information Agency sądzi, że w 2035 r. wskaźnik ten może wzrosnąć do zaledwie 6,7 proc.

Trudno obejść się bez energii

Każde kolejne pokolenie zużywa coraz więcej energii. Według EIA, globalne zużycie tzw. energii pierwotnej wyniosło w 2000 r. 398 biliardów BTU, a w 2012 r. już 524 biliardy BTU, a to oznacza, że ziemskie zużycie per capita urosło w tym samym czasie z ok. 66 mln BTU do ok. 75 mln BTU rocznie.

Biliard to jedynka, a za nią piętnaście zer. Biliard to zatem milion miliardów. Uwaga: w krajach anglosaskich liczba z piętnastoma zerami to kwadrylion (quadrillion). W Polsce i Europie kwadrylion to 1 i dwadzieścia cztery zera, więc w razie pomyłki nomenklaturowej różnica będzie naprawdę duża.

BTU to British thermal unit, czyli brytyjska jednostka cieplna. 1 BTU to energia potrzebna do podgrzania (oziębienia) jednego funta wody o jeden stopień Fahrenheita. Jak na współczesne wymagania, jest to miara nieprecyzyjna, bo jest jednak pewna różnica energetyczna np. między podgrzewaniem ciepłej i zimnej wody lub wody pod różnym ciśnieniem. Dlatego 1 BTU równa się od 1054 do 1059 dżuli.

Energia pierwotna to energia spalania paliw pierwotnych liczona według ich wartości opałowej oraz energia bezpośrednio uzyskana z przyrody, m.in. energia wiatru, spadku wód, energia geotermiczna.

Zużycie energii rośnie z dwóch głównych powodów. Pierwszy to stopniowa emancypacja i rosnące aspiracje kilku miliardów ludzi spoza cywilizacji euroatlantyckiej żyjących dotychczas w nędzy i biedzie. Kiedyś mieli za lokum szałasy, lepianki i schronienia z tektury, dziś chcą korzystać z opartego na wielkim wydatku energetycznym dorobku ludzkości, tak jak nadająca ton mniejszość, żyjąca w bezwzględnym i relatywnym dostatku. Drugi powód to niesłychane wręcz marnotrawstwo energii, w czym tzw. Zachód przegonił resztę świata o nawet dziesiątki długości i czego nie umieją lub – co gorsza – nie chcą zauważyć „zieloni” głównego nurtu.

Pocieszający jest jedynie fakt, że zużycie energii pierwotnej przypadające na głowę mieszkańca państw najbogatszych jest wprawdzie nadal wielkie, ale spada dzięki lepszej efektywności zużycia. Z drugiej strony popyt na energię będzie rósł jeszcze długo. Według Banku Światowego, nadal 1,2 mld ludzi nie ma dostępu do gniazdka elektrycznego, a 2,8 mld gotuje i ogrzewa się, dzięki piecom opalanym drewnem i biomasą.

(infografika Dariusz Gąszczyk)

(infografika Dariusz Gąszczyk)

Zastrzeżenia do OZE w obecnym wydaniu zasadzają się na ich nieefektywności ekonomicznej, słabej wydajności i zależności od kaprysów pogody. Każda kilowatogodzina ze słońca i wiatru jest droższa lub nawet znacznie droższa od 1 kWh wytwarzanej w sposób konwencjonalny. W Wielkiej Brytanii energia elektryczna z wiatraków jest dwukrotnie droższa od konwencjonalnej, a słoneczna jest jeszcze kosztowniejsza. Jednym zdaniem, OZE są tanie w eksploatacji, lecz bardzo drogie w budowie.

Sporo jednak zależy od metody liczenia. W celu uwzględnienia wszystkich elementów kosztowych wypracowano metodę pn. levelized cost of electricity (LCOE), czyli zbilansowanego kosztu jednostki energii elektrycznej. LCOE obejmuje wszelkie policzalne koszty zbudowania i eksploatacji urządzeń w pełnym cyklu, aż do ich biznesowego i fizycznego zużycia. Wskaźnik ten nie jest doskonały, więc badane są także inne, lecz w tym przeglądzie chodzi wyłącznie o rzut oka. Okazuje się m.in., że niektóre OZE wyraźnie przegrywają z paliwami konwencjonalnymi.

(infografika Dariusz Gąszczyk)

(infografika Dariusz Gąszczyk)

Nawet najtańsza i jak najbardziej przyjazna na pierwszy rzut oka energetyka wodna może być potencjalnie niebezpieczna i wywoływać straty, które skumulują się i ujawnią w przyszłości. Przykładem szkód ekologicznych trudnych do oszacowania, ale raczej nie do odwrócenia są wielkie projekty hydroenergetyczne w rodzaju zapory Trzech Przełomów na rzece Jangcy. Także w Polsce już niedługo będziemy mieć zapewne bardzo kosztowne kłopoty z zaporą na Wiśle i zbiornikiem pod Włocławkiem.

Warto policzyć wszystko

W argumentacji trzeba zatem brać również pod uwagę tzw. zewnętrzne koszty zastosowania poszczególnych źródeł energii. W samym tylko 2012 r. miałyby one wynieść w UE-28 aż 200 mld euro. („Subsidies and costs of EU energy, Final report”, listopad 2014, Komisja Europejska). Według metodologii przyjętej w tej publikacji, składają się na nie przede wszystkim (w 50 proc.) koszty wynikające ze zmiany klimatu, a ponadto koszty w postaci zużywania zasobów naturalnych (22 proc.), emisji cząsteczek materii do atmosfery (15 proc.), podtruwania ludzi (8 proc.) i parę innych pozycji. Za gros tych kosztów odpowiadają oczywiście paliwa kopalne. Problem polega na tym, że podstawą tego szacunku są bardzo arbitralne założenia dotyczące kosztów klimatycznych (choć kiedyś okazać się może, że i tak zostały one niedoszacowane). Z drugiej strony nie uwzględnia on kosztu zagłady cywilizacji w hipotetycznej sytuacji nagłego pozbawienia już dziś ludzkości dostępu do węgla, ropy i gazu, tudzież drewna, którego spalanie powoduje podobno aż 4,3 mln zgonów rocznie.

Koszty zewnętrzne nie są ujmowane w sprawozdaniach finansowych producentów energii, natomiast subsydia i dopłaty – jak najbardziej. W tej samej publikacji ogłoszono, że wartość wszelkich dopłat do produkcji i zużycia energii wyniosły w 2012 r. w UE 122 mld euro. Wartość energii zużytej w tym samym roku (bez paliw w transporcie) liczona po cenach hurtowych wyniosła natomiast 335 mld euro, a zatem subsydia stanowią ponad jedną trzecią ceny.

Większość subsydiów zasila w Europie OZE, ale paliwa konwencjonalne też z nich korzystają. Jeden z licznych przykładów to emerytury dla polskich górników znacznie wyższe niż wypłacane pozostałym Polakom. W skali globalnej i w wielkościach bezwzględnych, według Międzynarodowej Agencji Energii (IEA), większość (523 mld dol.) subsydiów pochłaniają paliwa kopalne, a na OZE idzie 88 mld dolarów. Nic w tym dziwnego – ludzie muszą się ogrzać, przyświecić sobie, coś wyprodukować na maszynach i pojeździć. Po przeliczeniu na jednostkę uzyskiwanej energii proporcja ulega jednak odwróceniu, bo OZE uzyskują trzy razy więcej wsparcia niż źródła kopalne.

Pora na wnioski. OZE nie zbawią świata i w dającej się przewidzieć perspektywie zależni będziemy od źródeł konwencjonalnych. Nikt przytomny nie odrzuca marzenia o świecie bez dymów i wyziewów, ale też każdy kto rozumny dostrzega, że na obecnym etapie rozwoju technologii odnawialne źródła energii to projekt nazbyt jeszcze kosztowny i groźny niekiedy (sic!) dla środowiska. Spalenie drewna pod przykryciem biomasy to niejedyny przykład. Jest jeszcze m.in. wylesianie i wyjaławianie ogromnych połaci pod uprawy palm oleistych, kukurydzy i trzciny cukrowej na biopaliwa.

W skali globalnej konieczne jest skupienie się na przyczynach. Mnóstwo zależało będzie od tego, czy zdołamy powstrzymać przyrost zaludnienia. Drugi czynnik to otrzeźwienie konsumpcyjne i zahamowanie marnotrawnego zużycia zasobów. Skoro istnieją restrykcyjne ograniczenia prędkości, to jaki jest sens produkowania co roku milionów „potworów” drogowych, w tym ośmio- i 12-cylindrowych? Takich pytań zadawać można tysiące. Nic z tego jednak nie wyniknie, jeśli nie porzucimy w skali globalnej modelu wzrostu ilościowego (w dużej części rabunkowego) i nie znajdziemy formuły, a zwłaszcza powszechnego poparcia, dla rozwoju skupionego na jakości.

Tu w Polsce podchodzić powinniśmy do OZE z dużym umiarem, na takiej samej zasadzie na jakiej produkujemy bardzo udane jachty pełnomorskie, ale nie zabieramy się do organizowania u nas konkurencji dla Boeinga i Airbusa. Rację miał więc ostatnio rząd próbując ograniczyć w nowej ustawie wspomaganie OZE z publicznych pieniędzy, których brakuje przecież stale na inne ważkie cele ekologiczne, np. oczyszczenie z dymu i smogu Krakowa oraz wielu innych polskich miast.

Powinniśmy dużo i dobrze mówić o OZE, chwalić liderów, organizować konferencje, wiele oczekiwać od przyszłości, ale w praktyce postępować tak jak banki, które nie wprowadzały w Polsce czeków, lecz poczekały na doskonalsze rozwiązania.

>>czytaj również: Energetyczne mrówki w ofensywie


Tagi


Artykuły powiązane