OZE - odnawialne źródła energii. Ile ich jest, ile energii zapewniają?
Zgodnie z najnowszymi źródłami, 30% energii elektrycznej globalnie dostarczają źródła odnawialne i liczba ta rośnie. Tu nie należy mylić danych z ogółem wytwarzanej energii: elektryczna stanowi jedynie cząstkę (23%), zużywamy olbrzymie ilości energii cieplnej wprost ze spalania, by ogrzać wodę, domy, w przemyśle, ale też transporcie. Należy jednak podkreślić, iż energia elektryczna ma we wszystkich tych dziedzinach rosnący udział, największy w odniesieniu do przemysłu i budynków (ok. 1/4)
Inny popełniany błąd, to utożsamianie odnawialnych źródeł energii tylko z wytwarzaniem prądu. Tak nie jest, bo za odnawialne uznaje się np. spalanie biomasy, wytwarzanie biopaliw, biogazownie, geotermia. Dlatego udział odnawialnych źródeł w ogóle wytwarzanej energii to co innego niż ich udział w produkcji energii elektrycznej. OZE w ogóle wytwarzanej energii to mniej niż 10%, a największa luka dotyczy transportu. I zarazem najwyższa dynamika udziału OZE dotyczy właśnie transportu i rolnictwa.
OZE i energia elektryczna. Co to za źródła?
Głównymi źródłami odnawialnej energii elektrycznej są: elektrownie wodne, elektrownie wiatrowe i elektrownie słoneczne. Poza nimi są inne, rzadsze czy bardziej eksperymentalne, których rola globalnie jest drugoplanowa. Udział tych trzech źródeł w dużym uproszczeniu na dziś to jak proporcje 4:1:1,
gdzie najwyższy udział to elektrownie wodne.
Ten stan jednak się zmienia, bo elektrownie wodne powstają powoli i ograniczone są możliwości ich tworzenia, a dużo szybciej przyrastają pozostałe: 92% nowych mocy to wiatr i słońce, przy czym fotowoltaika ma tu udział około 70%!
W Polsce komentowanym i rozwijanym źródłem poza wymienionymi są biogazownie. W 2022 roku wyprodukowano w nich 795 GWh energii elektrycznej. Dla porównania, instalacje PV wprowadziły do sieci 8,7 TWh energii elektrycznej (wygenerowały więcej, bo część pozostała u prosumentów).
Czy możliwe jest wytwarzanie choćby 80% energii elektrycznej z OZE?
O ile globalny tak wysoki udział będzie trudny do osiągnięcia w bliskiej przyszłości, to wszystko wskazuje na to, iż tak, bo są już kraje z takim udziałem, osiągniętym z pomocą elektrowni wodnych, jak Albania, Brazylia, Islandia. Ale w dążeniu do produkcji energii są też kraje z bardziej zmiennymi źródłami, np. Dania z 60% udziałem. Postępy w tej dziedzinie są dość szybkie, i wcale poszczególne kraje nie muszą zatrzymywać się na produkcji do 100% zapotrzebowania, bo nadwyżki można sprzedawać sąsiadom. Nie wątpię, iż sukcesy ekonomiczne sprawią, iż udane projekty będą powielane i skalowane, niczym w tej chwili produkcja pojazdów Tesli.
Ale przecież nie ma takiej możliwości magazynowania energii OZE!
Energię można po prostu zużywać np. na chłodzenie i ogrzewanie, sprzedawać innym czy też kumulować w postaci sprężania gazów i pompowania wody w elektrowniach szczytowych. A to nie koniec możliwości, bo nowe perspektywy to ładowanie aut elektrycznych, które mogą służyć jako mobilna rozproszona bateria uzupełniająca system w obu kierunkach. Jest to perspektywa bardzo ciekawa, bo daje zastosowanie dla baterii szersze niż jako akumulatory stacjonarne. Inną opcją rozważaną przez specjalistów jest produkcja wodoru. prawdopodobnie do tego dojdzie wiele innych pomysłów (kto pamięta, jak niedawno energię zużywano na kopanie kryptowalut?). Duża ilość energii będzie sprawiać, iż z czasem pojawi się wyścig do taniej akumulacji energii w dużych ilościach, na razie to raczkujący trend, gdyż udział OZE w produkcji przez cały czas jest niski i choćby podwojenie go nie wyeliminuje jeszcze paliw kopalnych i tradycyjnych technologii.
Przy obecnej wiedzy i rozwoju technicznym wszelkie uwagi o "niestabilności OZE" należy tonować. Zmienność generacji sprawia, iż jest to wyzwanie organizacyjne, ale nie bariera nie do przejścia. Struktura produkcji energii odnawialnej wskazuje, iż w podejściu hybrydowym pozostało duży potencjał rozwiązań, podobnie jak w uelastycznieniu rynku i tzw. stabilnych źródeł.
Ale koszty, utylizacja itd...
Miarą całkowitych krańcowych kosztów wytworzonej energii jest LCOE (Levelized Cost of Electricity). Ten wskaźnik bierze pod uwagę całkowite koszty, począwszy od budowy, a skończywszy na środowisku i utylizacji. I od lat spada on dla energii słońca i wiatru, a rośnie dla paliw kopalnych, a także energii atomowej.
Rachunek jest prosty: węgiel się nie opłaca, atom także, przyszłość należy do OZE. Tym bardziej iż postęp technologiczny trwa, a nowo wytwarzane panele PV są lepsze niż te sprzed trzech lat. Postęp sprawia, iż poprzednio nieopłacalne OZE stały się opłacalne, i przez cały czas nauka eksploruje tę dziedzinę. Pojawiają się pomysły hybrydowych elektrowni (np. szczytowo-fotowoltaicznych), nowe technologie fotowoltaiczne, nowe konstrukcje. Warto spojrzeć także na nie pod tym kątem, iż uśrednienie ceny 2-3 źródeł OZE nie zmienia faktu, iż to się opłaca, a choćby stabilizuje niskie ceny.
Przyszłość jest w OZE i praktycznie cały świat zmierza w ich kierunku. 174 kraje wyznaczyły sobie cele przy implementacji tych technologii. Rola fotowoltaiki jest tu dość szczególna, nie wydaje się, by duża skala produkcji np. wyczerpała tu jakieś zasoby, natomiast implementacja i zastosowanie w różnej skali są powszechne. Widoczny jest boom inwestycyjny, w krótkim czasie kilku lat nakłady globalnie wzrosły trzykrotnie.
Dlaczego więc kraje, takie jak Chiny, trują i przez cały czas spalają węgiel?
Jeden z argumentów przeciwko OZE wskazuje na inwestycje w bloki węglowe. Takie inwestycje miały i mają miejsce, wymiana starych bloków na nowe poprawia sprawność i emisję CO2, a do tego jest niezbędna, by utrzymać moc elektrowni wytwarzaną do czasu, aż technologie OZE rozwiną się i przejmą tę rolę. Taka, opóźniona względem Zachodu, była strategia Chin, planowana jeszcze wtedy, gdy fotowoltaika stawała się coraz tańsza. Teraz gdy jest tania, a przemysł wokół niej rozrósł się, Chiny mocno przyspieszyły na tym polu. Są światowym producentem paneli, najszybciej na świecie dodają nowe moce i konkurują z Indiami na polu największych elektrowni fotowoltaicznych. Są zdecydowanie liderem transformacji w liczbach bezwzględnych, pomimo dochodów per capita skromniejszych niż Zachód. Przez dłuższy czas nie zrezygnują jednak z węgla, co tłumaczę poniżej.
Jaka jest więc przyszłość energetyki prądu elektrycznego?
Budowa nowych mocy potrwa, podwojenie roli OZE na tym polu jest możliwe w tej dekadzie. Jednak pamiętajmy: rosnący udział energii elektrycznej w całości zużytej energii sprawia, iż potrzeba jej coraz więcej, a więc te nowe przyrosty idą głównie na wyparcie spalania paliw kopalnych w transporcie i ciepłownictwie, a w mniejszym stopniu na wyparcie ich z segmentu produkcji energii elektrycznej. Nie mniej i na to przyjdzie czas, tj. na całkowite wygaszenie węgla, a prawdopodobnie i odejście od energii atomowej jako zbyt kosztownej. Jedynie nowe wynalazki, jak opanowanie reakcji syntezy termojądrowej może tu zmienić nastawienie do kosztów.
Szereg państw planuje zwiększenie mocy elektrowni PV choćby trzykrotnie do 2027 roku, w tym Polska.
To, iż polski lider produkcji prądu, PGE, wyszedł z oświadczeniem o odejściu od węgla pomimo partyjnych deklaracji, jest najlepszym znakiem tego, jaki wyścig się toczy i iż jest to absolutnie realne.
Politycy, którzy chcą zatrzymać postęp w tej dziedzinie, działają wbrew interesom kraju i obywateli, są zdrajcami, jakich należy osądzić i ukarać. Dotowanie kopalni, które są niewydajne, jest podwójnie karygodne, bo trwoni środki publiczne na trujące technologie z jednej strony, z drugiej oznacza przepłacanie za węgiel.
