Umarł węgiel, niech żyje... no właśnie, co? [ANALIZA]

1 marca 2021, 15:37
coal-471903_1920
Fot. Pixabay
Energetyka24
Energetyka24

DOTYCZY:


Polska stanęła przed koniecznością przeprowadzenia kompleksowej transformacji energetycznej, polegającej de facto na budowie drugiego, niskoemisyjnego systemu elektroenergetycznego. Perspektywa ta rodzi jednak pytanie: czym zastąpić dominujący w polskim miksie węgiel?

Czas dominacji węgla w polskiej energetyce dobiega końca. Wynika to nie tylko z presji tworzonej przez europejską politykę klimatyczną, ale również z przyczyn ekonomiczno-technicznych. Polskie kopalnie węgla kamiennego, będące bazą surowcową, nie są w stanie pokryć krajowego zapotrzebowania, w dodatku w większości (poza wyjątkami pokroju Bogdanki) wydobywają niekonkurencyjny surowiec o słabej jakości. Przekłada się to na wysokie koszty generacji energii elektrycznej, które i tak podbijane są przez system handlu emisjami. Z kolei duża część parku polskich elektrowni węglowych, wyposażonych na ogół w bloki 200 MW, zbliża się do kresu swej żywotności, tj. dochodzi wiekiem do projektowej granicy czasowej.

Tymczasem, polska energetyka wciąż w przeważającej części opiera się właśnie na węglu (kamiennym i brunatnym). Z ogółu mocy zainstalowanych w polskim systemie elektroenergetycznym (ok. 50 GW) aż 31 GW stanowią jednostki zasilane tymi dwoma paliwami. Ze źródeł węglowych podchodzi ponad 70% generowanej w Polsce energii elektrycznej.

Taka sytuacja stwarza konieczność głębokiej transformacji polskiej energetyki w kierunku nowych, znacznie mniej emisyjnych, a przy tym ekonomicznie opłacalnych mocy. Skala wyzwań wskazuje, że celem jest w zasadzie budowa drugiego, równoległego systemu, który pozwoli zasilić gospodarkę w ramach unijnej polityki klimatycznej. Równolegle należy wygaszać jednostki węglowe. Cały proces powinien odbywać się na tyle sprawnie, by nie wystąpiło zagrożenie dla bezpieczeństwa energetycznego kraju.

Pozostaje jednak pytanie: czym zastąpić tę węglową monokulturę, jaką widać w polskim miksie energetycznym? Odpowiedź na nie jest złożona.

Przede wszystkim, zauważyć należy, że moce węglowe – przy całym swoim braku zbilansowania środowiskowego – to moce stabilne. Generują one energię elektryczną bez względu na porę dnia czy warunki atmosferyczne. Są sterowalne. Stanowią więc kontrolowalny fundament systemu. Ich wygaszenie będzie się wiązało z powstaniem bardzo zauważalnej luki (zwłaszcza biorąc pod uwagę polskie uwarunkowania). Dlatego też węgiel należy zastąpić – w dużej mierze – również stabilnym mocami.

Biorąc pod uwagę rygory stawiane nowym jednostkom przez unijną politykę klimatyczną, paleta możliwości zawęża się do energetyki gazowej lub jądrowej.

W przypadku tej pierwszej trzeba brać pod uwagę, że opiera się ona na paliwie kopalnym – gaz ziemny jest o ok. 50% mniej emisyjny od węgla, ale wciąż w porównaniu do atomu czy źródeł odnawialnych jest surowcem szalenie emisyjnym. Co więcej, Polska nie jest w stanie samodzielnie zaspokoić własnych potrzeb gazowych – wydobywa bowiem zbyt mało błękitnego paliwa w stosunku do konsumpcji (krajowe wydobycie to ok. 4 mld metrów sześciennych rocznie, a zużycie – ok. 18 mld metrów sześciennych). Dlatego też znaczne pogłębienie zapotrzebowania na gaz to de facto uzależnienie Polski od zewnętrznych dostawców – co w przypadku Europy Środkowej wiąże się z narażeniem na ryzyko importu niepewnego politycznie gazu z Rosji. Warto w tym momencie zaznaczyć, że elektrownia gazowa o mocy 1 GW zużywa ok. miliarda metrów sześciennych paliwa rocznie. Choć polskie władze intensywnie rozbudowują możliwości zdywersyfikowanego importu gazu (np. za pośrednictwem infrastruktury do odbioru LNG czy Baltic Pipe), a nawet krajowe źródła jego pozyskiwania (np. z biomasy w formie biometanu), to jednak „naturalny” wzrost konsumpcji tego paliwa związany ze wzrostem gospodarczym oraz takimi programami, jak inicjatywy w zakresie wymiany przydomowych źródeł ciepła czy plan gazyfikacji Polski znacznie uszczuplają nadwyżkę błękitnego paliwa, którą można przeznaczyć na cele energetyczne.

Jeśli zaś chodzi o energetykę jądrową, to cechuje ją jeden, kolosalny atut – jest ona stabilnym i praktycznie bezemisyjnym źródłem energii. Oznacza to, że może ona z powodzeniem zastąpić węgiel spełniając zarówno kryteria bezpieczeństwa energetycznego, jak i wymogi klimatyczne. Jednakże, atom cechuje też wysoka cena inwestycji w nowe jednostki, długi czas budowy elektrowni oraz coraz mniej sprzyjające otoczenie regulacyjne w ramach UE. Pewnym rozwiązaniem części tych problemów mogą być małe reaktory jądrowe (Small Modular Reactor, SMR), które przyciągnęły już uwagę niektórych przedsiębiorców. Póki co są to jednak projekty istniejące wyłącznie na papierze – choć nie można odmówić obiecujących perspektyw, jakie kreśli ta technologia.

Według Polskiego Programu Energetyki Jądrowej pierwszy blok jądrowy nad Wisłą ruszyć ma w 2033 roku. Docelowo powstać ma 6-9 GW w atomie. Do tego czasu potrzeba będzie jednak szeregu inwestycji w moce, by z jednej strony zastępować węgiel, a z drugiej pokrywać wciąż rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną (Polska od 2016 roku jest importerem netto).

Pozostałą do wypełnienia lukę załatać można technologiami odnawialnymi. Ich zaletami są szybki czas budowy, spadająca stale cena, wsparcie ze strony mechanizmów legislacyjnych UE, praktyczna bezemisyjność, a wadą – niesterowalność. Najpopularniejsze OZE (czyli energetyka wiatrowa i słoneczna) pracują w sposób uzależniony od warunków pogodowych, które można przewidywać, ale których nie można kontrolować. Przekłada się to na względnie niski współczynnik wykorzystania tych mocy (tzw. capacity factor) i oznacza konieczność utrzymywania w rezerwie pewnych dodatkowych źródeł, mogących w razie czego uzupełnić braki generacyjne.

Rozwiązaniem problemu niesterowalności OZE mają być magazyny energii. Te jednak wciąż nie posiadają dostatecznie dużej pojemności, by pozwolić na budowę systemu opartego wyłącznie na źródłach odnawialnych. Największe dostępne magazyny energii dysponują pojemnością ok. 1,2 GWh – tyle wystarczy, by zasilić Warszawę i przyległości przez ok. godzinę.

Biorąc powyższe uwarunkowania pod uwagę, postawić można następującą diagnozę: Polska będzie potrzebowała sięgnąć po wszystkie powyższe rozwiązania i stworzyć z nich kompletną i kompleksową odpowiedź na problem zastępowania źródeł węglowych. Tylko odpowiednie zbilansowanie wszystkich dostępnych technologii generacyjnych umożliwi sprawne, bezpieczne i zbilansowane ekonomicznie przechodzenie na energetykę niskoemisyjną.

Energetyka24
Energetyka24
KomentarzeLiczba komentarzy: 11
Niuniu
środa, 10 marca 2021, 23:56

formaldehyd - fajnie by było jeśli tak jak piszesz "szary człowiek na prowincji nadal dzień w dzień pali w piecu właśnie węglem". Niestety tego szarego człowieka nie stać nawet na porządny węgiel i pali czym popadnie. Nie dla tego, że kocha węgiel i jego podróbki tylko dla tego, że nie ma alternatywy. To taka radocha zasuwać o 5 rano z wiaderkiem "węgla" aby napalić w piecu? Pali tym szajsem bo nie stać go na wymianę pieca na olejowy/gazowy zresztą pewnie i tak sieci gazowej brak, instalacja fotowoltaniczna + grzejniki elektryczne i piec na wodę to też dla niego za drogo. Przeciętnego "szarego" Polaka na tzw "prowincji" nie stać na nic innego co ma. A ma stary piec w którym pali węglem jak ma na to kasę. Nie znaczy to, że kocha węgiel.

formaldehyd
środa, 3 marca 2021, 20:16

Umarł węgiel hmm....odważne twierdzenie. Jak na razie to został skreślony przez polityków z różnych względów a szary człowiek na prowincji nadal dzień w dzień pali w piecu właśnie węglem czyli....jest pewna rozbieżność między tym co marzy się redaktorowi a czym żyją zwykli ludzie.

po trzecie sankcje
środa, 3 marca 2021, 08:52

"Polskie kopalnie węgla kamiennego, będące bazą surowcową, nie są w stanie pokryć krajowego zapotrzebowania, w dodatku w większości (poza wyjątkami pokroju Bogdanki) wydobywają niekonkurencyjny surowiec o słabej jakości. " Dlaczego Bogdanka ma lepszy surowiec i jest konkurencyjna kosztowo? Bo pracuje na złożu ciągnącym się z okolic Parczewa aż na Ukrainę, gdzie na końcówce złoża powstało Zagłębie Lwowsko - Wołyńskie. Z powodu tego złoża 15.02.1951 ZSRR narzucił nam korektę granicy, żeby część złoża w okolicy Sokala pozostała po ukraińskiej stronie. Złoże Lubelskie to około 60% polskich zasobów węgla. Do tego położonych płytko, pod terenami niezurbanizowanymi, z dużym udziałem węgla koksującego.

Niuniu
wtorek, 2 marca 2021, 04:02

Ponieważ gaz może być traktowany jedynie jako paliwo przejściowe docelowo pozostaje jedynie energetyka atomnowa w miksie z odnawialną. W jakiej proporcji to już decyzje specjalistów. Nic innego się nie wymyśli. Oczywiście możliwe, że w okresie przejściowym wcale nie trzeba budować od nowa elektrowni gazowych. Może da się tak zmodernizować tradycyjne bloki węglowe aby można było istniejące kotły opalać gazem. To by przyspieszyło transformację i znacznie obniżyło koszty. Natomiast wydaje się, że idea małych reaktorów jądrowych to temat wyjątkowo dyskusyjny. Zapewne elektrownię opartą na 100 Mw reaktorze mozna zbudować szybciej i taniej niż elektrownię z reaktorem 1000 Mw. Ale czy 10x taniej? i 10x szybciej? Mocno w to wątpie. Na pewno 10 elektrowni jądrowych 100 megawatowych będzie droższe w budowie i eksploatacji niż jedna elektrownia 1000 megawatowa. Również bezpieczeństwo 10 małych elektrowni będzie niższe niż jednej dużej. Zwykła statystyka i rachunek prawdopodobieństwa. W polskiej sytuacji braku kasy i braku czasu nie możemy pozwolić sobie na eksperymenty. Powinniśmy jak najszybciej rozpocząć budowę pierwszej ej w sprawdzonej technologii - najlepiej jednak europejskiej, jesteśmy częścią UE i tylko Unia może zapewnić Nam odpowiednie wsparcie i stabilność partnerstwa. USA nic Nam nie zafunduje tym bardziej Korea Południowa. Do tego raczej trudno prorokować jak będzie wyglądała sytuacja polityczna, państwowa Korei Południowej za kilka dekad. Istnieje tu na pewno większe ryzyko nieprzewidywalności niż w przypadku Europejskiego kraju.

rob ercik
poniedziałek, 1 marca 2021, 18:09

Energetyka jądrowa nie emituje CO2 ale jest bardzo radioaktywna, bardzo droga w budowie, składowaniu i rozbiórce oraz całkowicie nas UZALEŻNI. Pomijam aspekty techniczne takie jak chłodzenie czy podłączenie do jeszcze Nie istniejących linji przesyłowych etc etc.

suawek
piątek, 12 marca 2021, 15:08

Energetyka węglowa jest badziej radioaktywna niż jądrowa.

Alchemik
wtorek, 2 marca 2021, 09:42

Nie jest ani bardzo radioaktywna, ani bardzo droga w budowie, składowaniu i rozbiórce (w przeliczeniu na generowaną moc). UZALEŻNI nas całkowicie od kogo? Bardziej niż gaz? Pomijam już bełkot o chłodzeniu czy podłączeniu...

Jerzy Lipka
poniedziałek, 1 marca 2021, 20:48

A co do kosztów budowy, Koreańczycy stawiają w tej chwili 4 bloki jądrowe w Barakhan w ZEA w cenie łącznej 24 mld USD. Przy Ramadanie oraz czasie budowy 6 lat. W Polsce bez Ramadanu i takich temperatur jak tam, będzie to 5 lat na jeden blok. Czyli w przypadku 6 bloków jądrowych mamy kwotę, jaką podał Rząd 133 - 150 mld zł, porównywalną z kosztem wiatraków morskich. Ale atom daje dużo więcej energii, przy takiej samej mocy. Energii kiedy my chcemy, nie kiedy wieje!

Jerzy Lipka
poniedziałek, 1 marca 2021, 20:44

Uzależni w stopniu DUŻO MNIEJSZYM niż gaz ziemny. Ile potrzeba rocznie paliwa jądrowego dla EJ o mocy 1 GW? Ok 30 ton, czyli niecałe dwa metry sześcienne, przy jednorazowym załadunku w momencie rozruchu 130 ron. A ile do takiej samej elektrowni gazowej? MILIARD metrów sześciennych gazu ziemnego! To szęścian o boku KILOMETRA. Argument o promieniowaniu jest niepoważny w świetle elektrowni jądrowej III generacji. To bardziej trzeba by się "obawiać" tła naturalnego, czy różnych naturalnych źrodeł promieniowania. A odpady z atomu są najlepiej zabezpieczone spośród wszelkich odpadów ze wszystkich elektrowni. I jest ich równie mało, co zużywanego paliwa jądrowego. Taka prawda. Budujmy atom jak najszybciej!

Dajaman
wtorek, 2 marca 2021, 18:06

Popieram przedmówcę w pełni. Tylko atom nas uniezależni i da nam tyle mocy ile potrzebujemy

rob ercik
wtorek, 2 marca 2021, 10:24

Nigdy Nie pisałem o gazie ziemnym, są inne metody

suawek
piątek, 12 marca 2021, 15:11

Nie ma innych metod. Przestań powtarzać bzdury o hydroelektrowniach/regulacji rzek, geotermii i zgazowaniu węgla. Czy co tam masz jeszcze w zanadrzu (a o czym nie wiedzą fachowcy).

Tweets Energetyka24