Wyszukiwarka

OŹE: dobry kierunek na przyszłość

Odnawialne źródła energii – ekologiczny wybór czy gospodarcza konieczność? Dr Arkadiusz Dyjakon o znaczeniu OŹE i ich przyszłości.
  12 grudnia 2016 roku

Energetyka odnawialna to obecnie jedna z najszybciej rozwijających się gałęzi sektora energetycznego na świecie, także w Polsce. Powodów takiego stanu rzeczy jest wiele, a najważniejsze z nich to: konieczność ograniczenia emisji CO2 do atmosfery i zużycia paliw kopalnych, zobowiązanie do zwiększenia udziału energii odnawialnej w produkcji energii elektrycznej, zwiększenie efektywności energetycznej poprzez dywersyfikację źródeł energii, strategia ukierunkowana na wzrost wykorzystania potencjału lokalnego, a także trend konsumentów (klientów końcowych) do osiągnięcia niezależności energetycznej. Oprócz wymienionych powyżej argumentów, należy jeszcze pamiętać, że wzrost demograficzny na Ziemi oraz ciągłe zwiększanie się zapotrzebowania na energię elektryczną (w 2050 roku ludzkość będzie jej zużywała 2-2,5 razy więcej, niż obecnie), w tym również przez kraje rozwijające się, także wymusza intensywny rozwój tanich i dostępnych technologii niskoemisyjnych dla zachowania bezpieczeństwa energetycznego. W przeciwnych razie, kraje mniej rozwinięte będą potrzeby energetyczne zaspokajały przy wykorzystaniu paliw konwencjonalnych.

Więcej ekologicznej energii


W efekcie, w najbliższej przyszłości zakłada się sukcesywny wzrost udziału energii odnawialnej (Rys. 1) w produkcji energii elektrycznej, ciepła czy chłodu. Konsekwencją tego jest obserwowany intensywny rozwój i integracja nowych technologii, które stopniowo zmieniają zachowania konsumenckie i światową gospodarkę.

rys._1_dyjakon
Rys. 1. Prognozowany rozkład wykorzystania energii (źródło: solarwirtschaft.de)

Sektor energetyczny w wielu krajach przechodzi już głęboką transformację związaną nie tylko z samym przesunięciem środka ciężkości z energetyki konwencjonalnej w stronę energii odnawialnej, ale przede wszystkim z przystosowaniem sieci elektroenergetycznej do pracy w nowych warunkach.

Scenariusze obniżania emisyjności sektora energetycznego przedstawione przez Unię Europejską w planie działania wskazują, że do 2030 r. udział energii ze źródeł odnawialnych powinien kształtować się na poziomie 30%. Podkreśla się jednocześnie w szczególności znaczenie stabilnych ram regulacyjnych sprzyjających inwestycjom w odnawialne źródła energii, potrzebę zastosowania bardziej europejskiego (wspólnego) podejścia do polityki w zakresie energii odnawialnej przy pełnym wykorzystaniu istniejących rozwiązań w zakresie współpracy, a także istotne znaczenie rozproszonego wytwarzania energii i mikrogeneracji.

Dostrzega się zatem możliwości i potrzebę wykorzystania ogromnego potencjału obywateli w samodzielnym wytwarzaniu energii w małej skali, a pomóc w osiągnięciu tego celu powinno wprowadzenie odpowiednich narzędzi (zachęt) w postaci dopłat, ulg czy innych udogodnień.

Polska bardziej „zielona”?


W Polsce, udział „zielonej” energii elektrycznej w 2015 roku wyniósł około 13,6%, a łączna moc zainstalowanych źródeł osiągnęła poziom prawie 7000 MW (Tabela 1). Co więcej, zaobserwowano wyraźny wzrost zainteresowania instalacjami opartymi na odnawialnych źródłach energii. Dynamika wzrostu w przypadku elektrowni fotowoltaicznych (PV), liczona rok do roku, wyniosła aż 238%, co przełożyło się na przyrost mocy o 50 MW w 2015 roku. Największy jednak przyrost pod względem nowo zainstalowanej mocy nastąpił w energetyce wiatrowej. W całym 2015 roku postawiono w Polsce turbiny wiatrowe o łącznej mocy 748 MW, co przełożyło się na wzrost rok do roku o blisko 20%. Z kolei moc nowych elektrowni zasilanych biomasą wyniosła 114 MW, zwiększając łączną moc instalacji tego typu w porównaniu z rokiem 2014 o 11%.

tab.1.dyjakon
Tabela 1. Łączna moc odnawialnych źródeł energii w Polsce (rok 2015)

Uzyskane wyniki można uznać za bardzo dobre (zwłaszcza w przypadku instalacji PV), pokazują one także potencjał inwestycyjny i chłonność rynku na technologie oparte na odnawialnych źródłach energii (OŹE). Do 2020 roku Polska zobowiązała się do uzyskania 15% udziału OŹE, jest zatem nadal dużo do zrobienia. Trzeba jednak podkreślić, że na sukces końcowy duży wpływ ma polityka energetyczna rządu. Dotychczasowy system wsparcia/promocji oraz przepisy prawne były stosunkowo przyjazne zarówno dla dużych inwestorów, jak i indywidualnych małych producentów (prosumentów). Niestety, obecna sytuacja i proponowane zmiany w ustawie o odnawialnych źródłach energii są niepokojące (szczególnie dotyczące nowych wytycznych dla elektrowni wiatrowych czy zasad giełdy energii dla małych elektrowni wodnych). Należy mieć nadzieję, że zostanie jednak osiągnięty właściwy kompromis, który pozwoli na dalszy rozwój energetyki odnawialnej. Zwłaszcza, że ceny niektórych instalacji systematycznie maleją i stwarzają możliwość osiągnięcia oczekiwanego progu rentowności.

Przyszłość dla świata


Wszelkie prognozy wskazują, że do 2050 roku niskoemisyjne odnawialne źródła energii będą miały znaczny udział w wytwarzaniu energii elektrycznej, co będzie wspomagać dalszą redukcję negatywnego wpływu na klimat. Szacuje się, że w 2050 roku odnawialne źródła energii mogą zaspokajać ponad 75% światowego zapotrzebowania na energię (w Polsce udział ten wyniesie szacunkowo 50-60%). Według ekspertów, jeśli potencjał odnawialnych źródeł energii zostanie w pełni wykorzystamy, powinno się udać utrzymać stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze na poziomie nieprzekraczającym 450 ppm, który jest określany przez naukowców jako bezpieczny dla uniknięcia nieodwracalnych i katastrofalnych zmian w ziemskim klimacie oraz wzrostu temperatury powyżej 2°C.

Można więc założyć, że najbliższe 15-20 lat będą należeć do odnawialnych źródeł energii i związanych z nimi sektorów gospodarki. Bardzo dobrym przykładem jest budownictwo mieszkaniowe, które również czeka pewnego rodzaju rewolucja w projektowaniu i budowaniu.
Od 1 stycznia 2021 roku wszystkie nowo budowane budynki będą musiały być wykonane w systemie pasywnym.
W dalszej kolejności należy się spodziewać rozwoju budownictwa zero-energetycznego i plus-energetycznego. To stwarza bardzo duży rynek dla zastosowań rozwiązań bazujących na odnawialnych źródłach energii.

Ekonomia nie tylko domowa


Spadek cen podzespołów instalacji fotowoltaicznych, wzrost sprawności paneli PV w połączeniu z realną perspektywą rosnących cen energii elektrycznej to kolejny argument dla stosowania domowych instalacji opartych na odnawialnych źródłach energii.

Także stopień wykorzystania ciepła Ziemi, zwłaszcza płytkiej geotermii, powinien znacząco wzrosnąć. Szczególnie w obszarze wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń, gdzie nadal dominują pobierające dużo energii elektrycznej urządzenia klimatyzacyjne. W tym zakresie, można się spodziewać, że znaczący wzrost w zastosowaniu gruntowych wymienników ciepła (chociaż jest to rozwiązanie znane już od lat) dopiero nastąpi.

Wykorzystanie biomasy dla celów energetycznych na obszarach wiejskich będzie nadal powszechne, stopniowo powinien jedynie wzrastać udział w pełni zautomatyzowanych kotłów grzewczych, które charakteryzują się wyższą sprawnością oraz mniejszą emisją zanieczyszczeń do atmosfery.

oze
fot. Shutterstock

Niektóre rozwiązania technologiczne, takie jak wytwarzanie energii z odnawialnych źródeł i jej magazynowanie doprowadzi do trwałych zmian w modelach biznesowych firm z branży energetycznej. W połączeniu z dalszym rozwojem sieci inteligentnych (tzw. smart grid) zmieni się całkowicie relacja między klientami a dostawcami energii, gdyż w zależności od zapotrzebowania w danej chwili, my sami będziemy konsumentami i/lub producentami energii. Zmianie ulegnie cały system zarządzania energią i jej przepływem.

Rynki, konkurencja i regulacje


Rozwój OŹE nie następuje samoistnie, potrzebne jest intensywne wsparcie regulacyjne, a nawet finansowe, aby zwiększyć popyt i wywołać stopniowy spadek cen dostarczanej technologii. Finalnie, energetyka odnawialna będzie z pewnością skutecznie i w pełni samodzielnie konkurować na rynku energetycznym.

Należy pamiętać, że rozwój sektora odnawialnych źródeł energii to jednocześnie możliwość rozwijania polskich technologii, potencjał do tworzenia lokalnych rynków pracy (dla przykładu, w Niemczech w obszarze OŹE pracuje około 360 000 osób) oraz uruchomienia znacznych kapitałów prywatnych i samorządowych.

Wzrost udziału energii odnawialnej to jednak duże wyzwanie techniczne, polityczne i społeczne. Jednym z problemów dla rozwoju energetyki jest dopasowanie wytwarzania do poziomu zużycia. Wzrost wytwarzania energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii o charakterze zmiennym i nie w pełni przewidywalnym sprawia, że także magazynowanie energii staje się coraz istotniejsze, nie tylko w tradycyjnej roli bilansowania mocy.
Przyszłość energetyczna Europy to elektrownie słoneczne, wiatrowe i wodne, a rolą systemów magazynowania energii w różnej postaci i formie (sprężone powietrze, piece akumulacyjne, akumulatory, wodór itp.) będzie wspieranie rozwoju w tym kierunku.
Sukcesywnie rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną i jej pokrywanie ze źródeł odnawialnych będzie wymagało także ciągłej rozbudowy infrastruktury elektroenergetycznej sieci. Mimo że początkowy wpływ wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł rozproszonych (domowe instalacje PV, mikro CHP) na sieć jest/będzie niewielki, to w dłuższej perspektywie, energetyka prosumencka będzie miała istotne znaczenie. Stąd zmiany w sieci elektroenergetycznej i wdrożenie inteligentnych technologii kontrolno-sterujących są nieuniknione.

Podsumowując, mając na względzie ochronę klimatu oraz stan i kierunek rozwoju technologii energetycznych, nie ma możliwości odejścia i odwrócenia się od energetyki odnawialnej. Jedyną niewiadomą jest tylko, w jak dużym stopniu będzie pokrywać nasze potrzeby energetyczne. Obserwowany spadek cen systemów i urządzeń wykorzystujących energię odnawialną sprzyja tylko temu procesowi. Jest to więc teraz, i będzie w najbliższej przyszłości, bardzo chłonny na specjalistów w tej branży rynek pracy. Należy jednak pamiętać, że o sukcesie zawodowym decydują odpowiednie kompetencje, umiejętności i wiedza.

Arkadiusz Dyjkon