Czy światu wystarczy energii

Zalew urządzeń mobilnych, „inteligentne" miasta, samochody napędzane prądem – to już nie tylko modny trend, ale rzeczywistość. Przemysł rozwija się w szybkim tempie, wzrasta liczba ludności, a miasta rozrastają się i puchną. Aby sprostać tym wyzwaniom potrzebujemy coraz więcej energii. Dlatego władze wielu państw już dziś bezpieczeństwo jej dostaw traktują jako priorytet na najbliższe dziesięciolecia. Podobnie jak walkę o czyste powietrze. Te dwa czynniki wymuszają rewolucję energetyczną, która już się rozpoczęła i ma globalny zasięg.

Globalne zapotrzebowanie na energię z roku na rok wzrasta. Analitycy Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) tłumaczą, że dzieje się tak za sprawą kilku czynników. Przede wszystkim globalna gospodarka rozwija się średnio o 3,4 proc. rocznie. Rośnie też liczba ludności, która z obecnych 7,4 mld przekroczy w 2040 r. 9 mld. Wyraźnie postępuje też proces urbanizacji. Co cztery miesiące miastom przybywa mniej więcej tylu mieszkańców, ilu zamieszkuje Szanghaj.

Rośnie przy tym znaczenie energii elektrycznej. Miliony gospodarstw domowych zaopatrują się w kolejne urządzenia oraz instalują systemy chłodzenia. Według IEA w samych Chinach do 2040 r. zapotrzebowanie na energię elektryczną służącą tylko do chłodzenia przekroczy całe obecne zapotrzebowanie na prąd Japonii. Gwałtownie przyspiesza elektryfikacja motoryzacji. W 2040 r. po drogach na całym świecie może jeździć już 280 mln elektrycznych pojazdów, podczas gdy dziś jest ich zaledwie 2 mln. Na rozwój elektromobilności stawia też Polska.

– Wyznaczyliśmy sobie ambitne cele, aby w perspektywie 2025 r. po naszych drogach poruszało się milion pojazdów elektrycznych. Mamy świadomość, że okrągłe liczby są pewnym uproszczeniem, kluczowy jest jednak kierunek, który wytyczają – chcemy postawić na nowoczesność w polskim transporcie – zapowiedział wiceminister energii Michał Kurtyka na tegorocznych targach Motor Show w Poznaniu. – W ustawie o elektromobilności i paliwach alternatywnych przyjęliśmy, że do 2028 r. co najmniej 30 proc. autobusów w polskich miastach będzie elektrycznych – dodał.

Koniec ery węgla

Sposób, w jaki świat zaspokaja rosnące potrzeby energetyczne zmienia się diametralnie. Wiele państw głowi się nad tym, jak sprostać rosnącemu popytowi na prąd, a jednocześnie walczyć z zanieczyszczeniem powietrza. Skala inwestycji musi być ogromna. Aby w pełni zaspokoić zapotrzebowanie, Chiny muszą do 2040 r. dodać do swojej infrastruktury moc równą tej, którą wytwarza obecnie cały system energetyczny Stanów Zjednoczonych. W przypadku Indii ta niezbędna, dodatkowa moc równa jest obecnej produkcji Unii Europejskiej.

Nie uda się tego zrobić wykorzystując węgiel. Era tego surowca w energetyce dobiega końca. Kreślone wcześniej wizje wychwytywania dwutlenku węgla z elektrowni opalanych czarnym paliwem, a następnie wykorzystywanie tego gazu lub składowanie go pod ziemią pozostały w dużej mierze w sferze marzeń. Nie doczekaliśmy się takich komercyjnych instalacji na większą skalę, a bez tego wzrost zużycia węgla nie będzie już tak dynamiczny jak dotychczas. Technologię tę testowano także w Polsce, ale okazała się ona zbyt droga i zderzyła się z oporem lokalnych społeczności, które nie chciały mieszkać blisko tykającej „bomby ekologicznej".

Węgiel pozostanie istotnym paliwem, ale jego znaczenie nieubłaganie spada. Jak szacuje IAE, od 2000 r. moc zainstalowana w elektrowniach węglowych wzrosła o 900 gigawatów (GW), natomiast od teraz do 2040 r. przybędzie już „tylko" 400 GW mocy z tych źródeł. Sporą część z tego dostarczą elektrownie znajdujące się już w budowie.

Dane dotyczące wykorzystania w przyszłości węgla przedstawiły niedawno międzynarodowe organizacje ekologiczne (SierraClub, Greenpeace i CoalSwarm) w raporcie „Boom & Bust". Wynika z niego, że tylko w 2017 r. liczba rozpoczętych inwestycji w nowe siłownie opalane węglem spadła o 29 proc. w porównaniu z 2016 r. i aż o 73 proc. w porównaniu z rokiem 2015. Dużo mniejsza jest też liczba bloków oddanych do użytku oraz liczba planowanych projektów. To nie koniec tego trendu. Zdaniem autorów raportu w 2022 r. liczba wygaszanych elektrowni przekroczy liczbę nowo powstających, pomimo stale rosnącego globalnego zapotrzebowania na energię.

Widoczne będzie to przede wszystkim w Chinach, które odchodzą od węgla. Walka z zanieczyszczeniami powietrza wymusiła na władzach w Pekinie rewolucję energetyczną. Stopniowo zamykane są tam przestarzałe zakłady przemysłowe, które nie są w stanie spełnić surowszych wymogów środowiskowych. Choć Chiny przez kolejne dziesięciolecia skazane są na węgiel, to zdaniem ekspertów szczyt zapotrzebowania na to paliwo nastąpił w tym kraju w 2013 r. W kolejnych latach popyt na węgiel ma tam systematycznie spadać.

– Z punktu widzenia klimatu i zdrowia, spadek liczby elektrowni węglowych na świecie to proces pozytywny, ale nie dzieje się wystarczająco szybko. Na szczęście rosnąca skala produkcji sprawia, że koszty energii słonecznej i wiatrowej maleją znacznie szybciej, niż oczekiwano – podkreśla Ted Nace, dyrektor CoalSwarm.

Czas słońca i wiatru

To właśnie odnawialne źródła energii (OZE) mają być motorem napędzającym inwestycje w energetyce. Głównie dzięki sukcesywnemu spadkowi kosztów takich czystych technologii. Duże nadzieje pokłada się w fotowoltaice. Od 2010 r. instalacje słoneczne potaniały o 70 proc., a wiatrowe o 25 proc. Już w 2016 r. wzrost mocy w elektrowniach słonecznych na świecie był większy niż jakichkolwiek innych źródeł odnawialnych.

– Energetyka słoneczna przoduje, stając się najtańszym źródłem wytwarzania energii elektrycznej w wielu krajach, w tym w Chinach i Indiach – zauważa Fatih Birol, dyrektor wykonawczy IEA.

W Unii Europejskiej natomiast, gdzie OZE stanowią 80 proc. nowych mocy, na znaczeniu zyskują także wiatraki. Nowe instalacje powstają zarówno na lądzie, jak i na morzu. W konsekwencji po 2030 r. farmy wiatrowe mogą stać się głównym źródłem energii elektrycznej. Tym bardziej że poszczególne kraje wspierają rozwój zielonej energii. A klienci coraz chętniej zwracają uwagę na pochodzenie prądu. Wystarczy przekroczyć zachodnią granicę Polski, by zobaczyć jak szybko mieszkańcy Niemiec zmieniają się z typowych odbiorców prądu w producentów energii i jak duża jest determinacja lokalnych samorządów do samowystarczalności energetycznej.

Energia elektryczna ma coraz większe znaczenie w dobie rewolucji cyfrowej, a nawet w dostarczaniu ciepła. Dlatego poszczególne kraje muszą z wyprzedzeniem planować inwestycje. W przeciwnym razie rzeczywistość może je zaskoczyć.

Odcięci od prądu

Widmo katastrofy systemu i wyłączenia prądu całkiem niedawno, bo w sierpniu 2015 r., pojawiło się też w Polsce. Splot kilku czynników, takich jak upały i niski stan wód w rzekach chłodzących elektrownie, sprawiły, że największe spółki energetyczne ograniczyły produkcję. W efekcie ograniczono dostawy prądu dla największych zakładów przemysłowych i w określonych godzinach. Szacuje się, że problemy z poborem prądu mogło mieć wówczas co najmniej 1,6 tys. firm. Niektóre z nich, by się ratować i zrealizować zawarte już kontrakty z klientami, wprowadzały w swoich fabrykach nocne zmiany. Rząd apelował jednocześnie, by wszyscy – także gospodarstwa domowe – w miarę możliwości oszczędzali energię.

Już wtedy eksperci ostrzegali, że problem z dostawami prądu w szczytach zapotrzebowania może powracać zarówno w upalne lato, jak i w czasie ekstremalnie mroźnej zimy. W Polsce systematycznie wyłączane będą wysłużone siłownie, które nie spełniają coraz bardziej rygorystycznych unijnych norm środowiskowych. Ale jednocześnie trwa budowa nowych elektrowni węglowych. Niedawno uruchomiony został blok w Kozienicach, następne duże siłownie powstają w Opolu i Jaworznie. Ich budowa pochłonie łącznie ponad 23 mld zł. A w planach jest jeszcze budowa bloku opalanego węglem w Ostrołęce i pierwszej w kraju elektrowni na gaz z węgla przy kopalni Bogdanka.

Energetycy wyciągnęli lekcję z 2015 r. i są dziś znacznie lepiej przygotowani na to, by reagować na nagły wzrost popytu. Dzięki temu, gdy w lutym tego roku padł rekord zapotrzebowana na moc elektryczną w okresie zimowym, krajowy system poradził sobie z tym znacznie lepiej niż przed trzema laty. Nie oznacza to jednak, że eksperci tryskają optymizmem. Bynajmniej. – Już w najbliższym dziesięcioleciu istnieje ryzyko, że nie nadążymy z produkcją energii elektrycznej – twierdzi Maciej Bukowski, prezes WiseEuropa.

Forum Energii w raporcie „Polski sektor energetyczny 2050" szacuje, że całkowity wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce wzrośnie ze 148 terawatogodzin (TWh) do około 220 TWh w roku 2050. Przy czym szczytowe zapotrzebowanie na moc rośnie szybciej niż całkowity popyt na energię elektryczną.

Atom albo nic

Wizja przyszłości polskiej energetyki jest dziś o tyle niepewna, że nie ma rządowej strategii. Z ostatnich wypowiedzi ministra energii można jednak wnioskować, że skłania się on ku budowie elektrowni jądrowej. Zobowiązania dotyczące redukcji emisji dwutlenku węgla sprawiają, że Polska nie może dłużej opierać energetyki w przeważającej części na węglu. A paliwo to, które dziś odpowiada za około 80 proc. produkcji energii, trzeba czymś zastąpić. – Jeśli obalimy energetykę jądrową, to nie mamy nic – skwitował minister energii Krzysztof Tchórzewski kilka dni temu podczas Ogólnopolskiego Szczytu Energetycznego w Gdańsku.

Barierą mogą być koszty inwestycji w atom, które szacowane są na co najmniej 70 mld zł. Rząd jest jednak zdeterminowany, by zróżnicować paliwa wykorzystywane do produkcji prądu. – Postawienie na rozwój jednokierunkowy, niezależnie, czy miałaby być to energetyka jądrowa, OZE, gazowa czy węglowa, do której Polska jest w sposób naturalny uwarunkowana, nie może być uważane za strategię odpowiedzialną i zrównoważoną. W przygotowywanej przez nas polityce energetycznej Polski jest miejsce na stabilny rozwój wszystkich źródeł energii – zapewnił Tchórzewski.

Już teraz widoczne jest ocieplenie klimatu dla inwestycji w farmy wiatrowe. Rozwój tej technologii został w ostatnim czasie zduszony przez nieprzyjazne dla branży przepisy. Światłem w tunelu są planowane na ten rok duże aukcje m.in. właśnie dla farm wiatrowych, gdzie inwestorzy powalczą o rządowe kontrakty. Państwowe koncerny rysują ponadto śmiałe wizje inwestycji w wiatraki na morzu. Sama tylko Polska Grupa Energetyczna planuje w najbliższych latach budowę 1000 megawatów (MW) takich mocy.

– Dobrze, że w rządzie pojawiła się refleksja nad sytuacją odnawialnych źródeł energii w Polsce, choć wciąż jest ona niedostateczna. Szkoda natomiast, że rządzącym brakuje zaufania do sektora prywatnego. Aby uruchomić inwestycje w energetykę na dużą skalę, potrzebne jest otwarcie się na inwestorów innych niż tylko państwowe spółki. Bo te ostatnie nie dostarczą wystarczającej liczby projektów. Na razie w obszarze energetyki zamiast racjonalnej strategii, czeka nas niepewność – podsumowuje Maciej Bukowski.