Przyszłość energii: rozpoczyna się transformacja energetyczna

Pięć obszarów, pięciu ekspertów – pięć wywiadów na temat przyszłości przed Europejskim Kongresem Gospodarczym.

Za trzy tygodnie, na Europejskim Kongresie Gospodarczym w Katowicach, rozpocznie się dyskusja o trendach, problemach i przyszłości. ABB również zabiera głos w debacie, prowadząc ją wokół hasła „The future of…” i skupiając się na pięciu kluczowych obszarach: transporcie, pracy, energii, miastach i przemyśle. Do rozmowy zapraszamy ekspertów, którzy uchylają rąbka tego, co będzie można usłyszeć podczas kongresu.

Tym razem dyskutujemy o energii elektrycznej i energetyce – o starciu prądu stałego i przemiennego, farmach wiatrowych na Bałtyku, zielonym świetle dla energetyki prosumenckiej oraz nieuchronnych zmianach w ciągu kilku najbliższych lat rozmawiamy z Grzegorzem Wiśniewskim*.

Grzegorz Wiśniewski, fot. PTWP.

Czy zgodzi się pan z tezą, że energia elektryczna jest jednym z największych i najważniejszych wynalazków ludzkości?

Z historii znamy większe wynalazki, ale jeśli chodzi o rozwój cywilizacji, społeczeństw, gospodarki i innych technologii nie sposób przecenić energii elektrycznej. Przełom kojarzymy przede wszystkim z maszyną parową i rewolucją przemysłową, natomiast ja uważam, że prawdziwy przełom nastąpił ponad sto lat temu w Nowym Jorku, kiedy zaczęto budować pierwsze elektrownie i kiedy zaczęła się konkurencja pomiędzy Edisonem a Teslą o prymat prądu stałego lub przemiennego. Od tego momentu energia elektryczna zaczęła docierać do odbiorców prywatnych, indywidualnych i stała się dobrem cywilizacyjnym, a nie tylko przemysłowym.

A co zmieniło się w oczekiwaniach ludzi wobec energii elektrycznej? Czego oczekiwali sto lat temu, a czego oczekują dzisiaj?

Ludzie nie potrzebują energii elektrycznej, ludzie potrzebują usług, które tę energię wykorzystują. Na początku myśleli o oświetleniu, potem o korzystaniu z AGD, ogrzewaniu i chłodzeniu, teraz mówią o elektromobilności. Dodatkowo, „zwycięstwo” Tesli w starciu z prądem stałym Edisona spowodowało odseparowanie użytkowania energii od procesów jej wytwarzania. Gdybyśmy mieli mikrosieci prądu stałego, mielibyśmy większy kontakt z całym łańcuchem dostaw energii, a w tej chwili korzystamy z niej w sposób wręcz bezwiedny, zauważając jedynie rachunki za prąd i ewentualny brak zasilania, choć pokolenie, które zaczyna właśnie samodzielne życie raczej nie ma jeszcze takich dojmujących doświadczeń.

Z energią elektryczną związane są trzy elementy – jakość, dostępność i cena. Który z nich jest najważniejszy i jak one ze sobą korelują?

Dzisiaj głównym problemem w Polsce wydaje się rosnąca cena, dlatego że już kilkadziesiąt lat temu zapewniliśmy powszechną dostępność energii. Jeśli chodzi o jakość, to powoli cały czas ją poprawiamy, chociaż jesteśmy na samym końcu Unii Europejskiej pod względem dostępności usług. U nas wciąż średni czas braku napięcia „w gniazdku” w ciągu roku przekracza 400 minut. Natomiast, z powodu błędów w krajowej strategii energetycznej, problemem w Polsce staje się cena energii i koszty zaopatrzenia w energię. O ile w Unii ona spada, to u nas rośnie.

Z czego to się bierze?

Kraje unijne od lat 90. rozwijają odnawialne źródła energii. To specyficzne inwestycje, charakteryzujące się wysokimi, ale spadającymi nakładami inwestycyjnymi, natomiast prawie zerowymi kosztami eksploatacyjnymi, co powoduje, że po zamortyzowaniu kosztów inwestycyjnych energia jest niemalże darmowa. Natomiast w źródłach konwencjonalnych, wykorzystujących proces spalania, koszty inwestycyjne są relatywnie niższe, ale rosną z biegiem czasu ze względu na konieczność dostosowania tych źródeł do wymogów środowiskowych, a jednocześnie te źródła mają bardzo wysokie i ciągle rosnące koszty eksploatacyjne przez rosnące ceny paliw. Poza tym, elektrownie konwencjonalne trzeba modernizować, co kosztuje, przez cały czas płacić opłaty środowiskowe obciążając gospodarkę i społeczeństwo skutkami zanieczyszczeń. W związku z tym, energia staje się droga i raczej w tym systemie tańsza nie będzie.

Jak zatem będzie wyglądała przyszłość polskiej elektroenergetyki?

W sytuacji pojawienia się problemów z deficytem dostaw energii w szczytach zapotrzebowania i rosnącymi cenami, tworzy się przestrzeń dla energetyki rozsianej, prosumenckiej. I nie chodzi tylko o indywidualnych Kowalskich, którzy są taryfowani w sposób specyficzny – korzystny dla dostawców – ale w szczególności chodzi o prosumentów biznesowych, małe i średnie firmy. Dlatego że to głównie one w aktualnym systemie taryfowania ponoszą koszty niskiej efektywności systemu energetycznego. To będą źródła prosumenckie, nieco większe niż indywidualne, ale chyba od tego zacznie się transformacja. Polska jest dużym krajem o stosunkowo małej gęstości zaludnienia, a więc łatwo o tereny pod budowę odnawialnych źródeł energii. Mamy wszystkie odnawialne zasoby, w najmniejszym stopniu energetykę wodną, ale mamy sporo energetyki słonecznej i wiatrowej, a także biomasę i geotermię niskotemperaturową. To są zasoby, które powinniśmy wykorzystywać. Dzisiaj robimy to w ułamku procenta, a w przypadku biomasy – w sposób wysoce nieefektywny. Jedyną rozsądną drogą jest szybkie nadrabianie straconych lat.

Wynika z tego, że odnawialne źródła energii nie są alternatywą, ale nieuchronną koniecznością. Czy zatem słońce i wiatr zdominują przyszłość energetyki?

W Instytucie Energetyki Odnawialnej przygotowaliśmy wiele scenariuszy, jak będzie wyglądał polski sektor elektroenergetyczny w przyszłości i nigdy nie udało nam się całkowicie wyeliminować węgla do 2050 roku. Pozostawało go niewiele – do 10 proc. – ale zawsze był w miksie energetycznym. Natomiast dwa lata temu pojawił się bardzo ciekawy scenariusz z Uniwersytetu Stanforda, według którego Polska po 2050 roku może całkowicie odejść od procesów spalania paliw kopalnych, bazując jedynie na energetyce wiatrowej, słonecznej, wodnej i w małym zakresie geotermalnej. Na potrzeby analizy poczyniono dwa główne założenia. Po pierwsze musi nastąpić całkowita integracja rynków ciepła, energii elektrycznej oraz transportu, co spowoduje, że branże te mogą się bilansować i wspierać. Natomiast drugim elementem są magazyny energii. I co ciekawe, wcale nie tylko magazyny energii elektrycznej, ale znacznie tańsze potężne magazyny ciepła – krótkoterminowe, dobowo-godzinowe i średnioterminowe, a także – magazyny sezonowe, gdzie można gromadzić olbrzymie ilości energii. Magazyny ciepła są w przeliczeniu na megawatogodzinę o trzy rzędy wielkości tańsze niż magazyny elektryczne. Wszystkie scenariusze pokazują jednak, że nawet przy intensywnym procesie inwestycyjnym w OZE, po 2030 roku energia będzie tańsza. Mało tego, naukowcy ze Stanford udowodnili, że ceny energii wcale nie muszą w tym czasie wzrosnąć, co w pełni zgadza się z naszymi prognozami. Natomiast nasze ostatnie rachunki za energię odzwierciadlają obecną przykrą rzeczywistość. Tak więc transformacja z każdym rokiem staje się coraz bardziej realna i coraz bardziej możliwa, a nawet konieczna, o ile chcemy zachować konkurencyjność naszej gospodarki.

A jeśli odnawialne źródła energii, to czy powinniśmy inwestować w duże przemysłowe scentralizowane źródła, czy raczej stawiać na mikroinstalacje i rynek prosumencki?

Mamy za słabe i dość rozległe sieci elektroenergetyczne, aby stawiać na potężne instalacje OZE rzędu kilkuset megawatów. Są oczywiście miejsca, gdzie taka inwestycja miałaby sens, zwłaszcza wtedy, gdy wychodzimy z infrastruktury węglowej – chociażby teren Pątnów-Adamów-Konin – gdzie jest miejsce na potężne źródła OZE i jest odpowiednia infrastruktura, jednak największe projekty mają sens na Bałtyku jako morskie farmy wiatrowe. Natomiast topologia naszej sieci elektroenergetycznej powoduje, że najlepszym rozwiązaniem są źródła rozproszone, prosumenckie. One wymagają pewnych zmian, jeśli chodzi o warunki dostępu do sieci, ale unijny Pakiet Zimowy „Czysta energia dla wszystkich Europejczyków” mówi nie tylko o prosumentach, ale też o zrównoważonych społecznościach energetycznych, o spółdzielniach energetycznych, mówi o energetyce rozproszonej. I te przepisy, wbrew utartym schematom myślenia i wygodnym, ale szkodliwym planom życia energetyków z tzw. „renty zacofania”, będą wdrażane, co powinniśmy umieć wykorzystać.

Podczas tegorocznego EKG w Katowicach będzie omawiana kwestia morskiej energetyki wiatrowej. Mówi się o tym od wielu lat, ale na razie nie widać realnych efektów. Niemcy udowodnili, że to dobry kierunek, a jak wygląda to u nas?

Bałtyk jest doskonały dla morskiej energetyki wiatrowej, bo ma bardzo duże zasoby energii wiatru oraz dość płytkie i łagodne dno, na którym można stosunkowo tanio budować. Niestety ustawa o obszarach morskich RP nadal zakazuje budowy farm wiatrowych na morzu terytorialnym, tzn. 16 mil morskich od brzegu, co oznacza niepotrzebny wzrost kosztów, zwłaszcza w przypadku pierwszych inwestycji. Ale ja generalnie się nie zgadzam z takim myśleniem, że morskie farmy wiatrowe nas zbawią, dlatego że w pierwszej kolejności powinno się wykorzystywać technologie najtańsze i odnawialne źródła energii najłatwiejsze do szybkiego wdrożenia. Dalekosiężne i jedynie mgliste plany można odbierać jako chęć dalszego, niczym nieskrępowanego i bezalternatywnego spalania węgla. Niemcy wychodzą na morze ponieważ w dużym zakresie, dalece wykorzystali zasoby na lądzie. Morskie farmy wiatrowe są droższe i my je oczywiście powinniśmy budować, tylko nie jest to panaceum na nasze problemy związane z energetyką. Najpierw musimy spożytkować tańszy potencjał na lądzie, tu przecież  korzystamy z miliardowych dotacji UE na rozwój sieci pod przyłączenie OZE, a nowych przyłączeń jest ciągle niewiele. Poza tym, trudno jest rozwijać morskie farmy wiatrowe bez własnego przemysłu, który zarabia na dostawach czy serwisie, a konkurencyjnego potencjału przemysłu wysokich technologii nie tworzy się z dnia na dzień.

W takim razie, jak będzie wyglądała polska elektroenergetyka w 2030 roku, zarówno z perspektywy dostawców, jak i odbiorców energii?

Nastąpi potężna zmiana organizacyjna w funkcjonowaniu przedsiębiorstw energetycznych, a te modele biznesowe, które obserwujemy dzisiaj, znikną z powodu niekonkurencyjności. Nastąpi odejście od koncentracji na potężnej infrastrukturze, a pojawi się koncentracja na odbiorcy energii, który znacznie zyska na znaczeniu. Największe zmiany pojawią się w sektorze wytwarzania, ponieważ źródła węglowe, związane z dużymi kosztami za emisje CO₂, staną się źródłami szczytowymi, bo inaczej nie będą w stanie funkcjonować na rynku. Pojawi się potrzeba przejścia na inne nośniki energii, ale trzeba pamiętać, że po roku 2021 żadne paliwo kopalne, z energetyką jądrową włącznie, nie będzie mogło być wspierane z pieniędzy publicznych. Środki publiczne będą przeznaczane na efektywność energetyczną i OZE. W latach 2020-2021 grozi nam gwałtowny wzrost cen energii, co wyzwoli pewne mechanizmy efektywności energetycznej, zmusi nas do budowy połączeń międzynarodowych i zwiększenia importu tańszej i czystej energii oraz otworzy rynek dla energetyki prosumenckiej. Jednocześnie likwidacja wsparcia dla paliw kopalnych przyspieszy budowę dużych źródeł energetyki odnawialnej, które wkrótce też nie będą już mogły liczyć na żadne systemy wsparcia, po prostu będą działały na warunkach rynkowych. Z punktu widzenia konsumenta czeka nas wzrost cen energii spowodowany przeinwestowaniem w paliwa kopalne, co spowoduje zainteresowanie rozwiązaniami obniżającymi koszty energii i generalnie będzie to miało pozytywne skutki, zarówno w sensie efektywności, jak i budowy źródeł prosumenckich. Uważam, że rokiem przełomu będzie rok 2020, a faktyczne zmiany pod wpływem różnych czynników rozpoczną się w roku 2021.

Rozmawiał Sławomir Dolecki

*Grzegorz Wiśniewski, prezes zarządu EC BREC Instytut Energetyki Odnawialnej, były dyrektor Europejskiego Centrum Energii Odnawialnej (EC BREC), członek Narodowej Rady Rozwoju.

 Przyszłość w liczbach

• Elektryczność odpowiada obecnie za ok. 19% globalnej konsumpcji energii. W 2040 roku udział ten ma się zwiększyć do 24% (New Policies Scenario, IEA – Międzynarodowa Agencja Energetyczna).
• Do 2040 roku odnawialne źródła energii staną się głównym źródłem elektryczności na świecie – wiatr, słońce i inne tego typu źródła będą odpowiadać za ok. 30% światowych dostaw elektryczności. W Europie wartość ta osiągnie ok. 50% (BP).
• Jeszcze przed 2030 roku łączna moc zainstalowana energii pochodzącej ze spalania gazu ma być większa niż łączna moc zainstalowana energii pochodzącej ze spalania węgla (IEA).
• Bardzo dynamiczny rozwój czeka energetykę słoneczną, która biorąc pod uwagę łączną moc zainstalowaną wyprzedzi energetykę wiatrową do 2025, a węglową do połowy lat 30. tego wieku (IEA).
• Zainstalowana moc na światowym rynku skoncentrowanej energii słonecznej (CSP) w 2018 roku wyniosła 5,6 GW, a do 2030 roku ma wzrosnąć do 22,4 GW. Największy wkład w ten wzrost będą mieć Chiny, Chile, a także regiony Bliskiego Wschody i Afryki Północnej (GlobalData).
• W 2017 roku globalny rynek mikrosieci wart był ok. 15 mld USD. Do 2022 roku wartość rynku ma osiągnąć ok. 30 mld USD (GlobalData).