Kto zanieczyszcza naszą planetę? Ochrona środowiska w światowej energetyce cz.1

Transkrypt

1 Kto zanieczyszcza naszą planetę? Ochrona środowiska w światowej energetyce cz.1 Autor: dr. Inż. Andrzej Sikora - Wydział Wiertnictwa Ropy i Gazu AGH w Krakowie ( Energetyka Cieplna i Zawodowa nr 1/2014) Jedni uważają, że winnymi ocieplenia klimatu są ludzie i ich działalność. Inni twierdzą, że to sama natura wywołuje takie skutki, poprzez aktywność słońca i działalność wulkanów. Nie ma zgody w tej kwestii, ale jednomyślności brakuje także w sposobie walki o czyste środowisko. Niektórzy podejmują krucjatę przeciwko domniemanemu winowajcy zanieczyszczenia Ziemi czuli węglowi. Jednak są i tacy, którzy ponad czyste środowisko stawiają własny interes. Czy świat może wypowiadać się w tej kwestii jednym głosem? Listopadowa Konferencja Klimatyczna COP 19 w Warszawie wymusiła na nas chwilę refleksji i zastanowienia czy rzeczywiście wpływ człowieka i prowadzonych przez ludzkość działań na zmiany w krajobrazie ziemskim nie podlega dyskusji? Ten wpływ widać zarówno w długim, liczącym setki, a nawet tysiące lat horyzoncie czasu (badania archeologiczne pokazują zmiany środowiska naturalnego na przykład na skutek nawadniania terenów suchych), jak i w krótkim (np. wycinanie lasów w celu pozyskania terenów rolniczych lub drewna). Od pokolenia co najmniej trwają dyskusje na temat tego, czy działalność ludzi ma większy, globalny wpływ na naszą planetę, a jeśli tak, to jak ma się ona do zmian naturalnych, mających źródło albo w kosmosie (głównie chodzi tu o zmiany aktywności Słońca lub przechodzenie naszego układu słonecznego przez kosmiczne chmury pyłów), albo na powierzchni Ziemi (np. poprzez zmiany prądów morskich czy też działalność wulkaniczną). Te nurtujące ludzkość tematy spowodowały chęć wyjaśnienia kwestii wpływu działań człowieka na środowisko naturalne. W 1988 roku dwie organizacje działające pod egidą Organizacji Narodów Zjednoczonych (ONZ): Światowa Organizacja Meteorologiczna (World Meteorological Organization, WMO) i Program Środowiskowy ONZ (United Nations Environmental Program, UNEP), powołały do życia Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC). IPCC został powołany w celu badania przyczyn i skutków zmian klimatycznych w skali globalnej, propagowania tej wiedzy oraz współpracy przy tworzeniu regulacji mających na celu ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery 1. 1 Efekty prac IPCC są bazą do dyskusji na Konferencjach Narodów Zjednoczonych w Sprawie Zmian Klimatu i stały się np. podstawą uregulowań zawartych w Protokole z Kioto.

2 Efekty prac IPCC zamieszczane są w publikowanych co kilka lat raportach. Do tej pory powstawały one w latach: 1990, 1995, 2001 i Kolejny raport ma zostać wydany w roku 2014, ale pierwsze efekty najnowszych prac IPCC ukazały się we wrześniu Światowe spojrzenie na zmianę klimatu Do dnia dzisiejszego zasadnicze przesłanie pierwszego dokumentu IPCC nie uległo zmianie, chociaż modyfikacji uległo część składowych, a i samo ocieplenie klimatu postępuje wolniej niż oczekiwano w roku Natomiast od początku poglądy IPCC były atakowane przez liczne grono przeciwników teorii wpływu człowieka na zmiany klimatyczne, uzasadniając to znikomością emisji przemysłowych w porównaniu np. do wybuchów wulkanów czy też zmieniającej się aktywności Słońca. Kontrowersje te były zwalczane przez IPCC, który podkreślał szeroką zgodę, jaka istnieje wśród naukowców wybitnych w swoich dziedzinach, odnośnie przesłania wyrażonego w pierwszym i kolejnych raportach. Naukowcy współpracujący w ramach IPCC zgadzają się w kwestii podstawowej wzrost średniorocznych temperatur na Ziemi, w szczególności na półkuli północnej, jest spowodowany (z 90% prawdopodobieństwem) przez działalność człowieka. Ukazanie się piątego raportu IPCC spodziewane jest w październiku 2014, natomiast już 27 września 2103 w Sztokholmie, na 36 sesji IPCC, została zaprezentowana wersja robocza dokumentu przygotowanego przez pierwszą grupę roboczą pracującą nad piątym raportem. Dokument ten 3 przedstawia podstawy naukowe stanowiska IPCC oparte na najnowszych wynikach wieloletnich badań, mających określić przyczyny i konsekwencje zmian klimatycznych. W pełni potwierdza on przesłanie poprzednich raportów IPCC: Ocieplenie klimatu jest niekwestionowane, a zmiany obserwowane od lat 50 XX wieku nie mają precedensu w ciągu ostatnich tysiącleci. ( ) Trzy ostatnie dziesięciolecia miały temperatury wyższe niż jakiekolwiek dziesięciolecie od 1850 roku 4 ; W ciągu ostatnich 20 lat pokrywa lodowa Grenlandii i Arktyki zmniejszyła się, powierzchnia lodowców kurczy się prawie na całym świecie, Atmosferyczna koncentracja dwutlenku węgla, metanu i tlenków azotu wzrosła do poziomu nienotowanego od 800 tysięcy lat. Stężenie CO2 wzrosło o 40% w porównaniu z epoką przedindustrialną, przede wszystkim z powodu spalania paliw kopalnych, ale również z uwagi na zmiany sposobu użytkowania ziemi. Oceany pochłonęły 30% dwutlenku węgla pochodzącego z emisji antropogenicznych, co doprowadziło do wzrostu ich zakwaszenia. Wpływ człowieka na zmiany klimatyczne jest oczywisty. Wpływ człowieka został zauważony we wzroście temperatury atmosfery i oceanów, zmianie globalnego obiegu 2 Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Summary for Policymakers 3 Working Group I, Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report Climate Change The Physical Science Basis. 4 Contribution to the IPCC Fifth Assessment. Summary for Policymakers.

3 wody, zmniejszeniu pokrywy śnieżnej, globalnym wzroście poziomu mórz i wzroście niektórych anomalii klimatycznych. Prawdopodobieństwo tego, że wszystkie powyższe zmiany są powodowane przez działalność człowieka IPCC określa na 95% (co oznacza wzrost o 5 punktów procentowych w porównaniu do poprzedniego raportu). Niezależnie od wątpliwości pierwszy raport IPCC z 1990 roku wywołał bardzo silny odzew w Organizacji Narodów Zjednoczonych. Postanowiono wdrożyć plany zapobiegające globalnemu ociepleniu, również na skalę globalną. Stąd pojawiło się KIOTO W 1997 r. pojawiło się pierwsze i w zasadzie jedyne porozumienie w skali globalnej, mające na celu ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Odpowiedzialność za zmniejszanie emisji wzięły na siebie kraje uprzemysłowione, w imię odkupienia win (historyczna odpowiedzialność za emisje, bardziej zasobne portfele, chęć przewodzenia światu w marszu ku lepszej zeroemisyjnej przyszłości) Dziś wiemy z pewnością, że Kraje Unii Europejskiej wypełniły swoje zobowiązania zapisane w KIOTO w nadmiarze, a obecnie nie ma chętnych na przyłączenie się do krucjaty anty-co2. W latach globalny udział krajów UE w emisji GHG spadł z ok. 35% do 13%, i jest już prawie trzykrotnie mniejszy niż emisja Chin (będzie gorzej). Czy dalsze wysiłki UE mogą przynieść realne efekty? Samodzielnie - bez szans ale Ale co po KIOTO? W zasadzie NIC. 5 Kolejne konferencje klimatyczne kończą się praktycznie niczym. Kraje rozwijające się chcą konkretnych deklaracji finansowych od krajów uprzemysłowionych, bez jakichkolwiek zobowiązań odnośnie redukcji emisji GHG. Kraje uprzemysłowione, w obliczu spowolnienia gospodarczego, nie są skłonne do dalszych zobowiązań finansowych na rzecz krajów trzecich. Chiny chcą robić to co chcą, bez oglądania się na oczekiwania międzynarodowe. Ameryka Północna nie weźmie na siebie żadnych zobowiązań, jeśli nie wezmą ich również Chiny. Ale za to Unia Europejska przejawia ochotę (???) do wdrożenia gospodarki zeroemisyjnej. Pakiet energetyczno klimatyczny UE Pakiet oparty na kilku fundamentach: 3x20 (a może więcej?), EU ETS, CCS, biopaliwa, wsparcie CDM. Ale: 5 Kioto Opisałem bardziej szczegółowo w 9/2013 por. Sikora A., Nowa polityka energetyczna. Energetyka Cieplna i Zawodowa. 9/2013 (557). Str

4 Handel emisjami, z uwagi na nadpodaż certyfikatów (bo emisje CO2 spadły nadspodziewanie szybko) chyba się właśnie załamał, w UE nie ma zgody, co robić dalej (awantura w Brukseli o backloading przegrana przez Polskę). CCS to chyba ślepa uliczka, w efekcie spadku cen ETS i problemów technologicznych. Wysokie ceny energii powodują przenoszenie produkcji (głównie branż energochłonnych, ale nie tylko) poza Unię, dzięki czemu rośnie bezrobocie w krajach UE i emisje w krajach rozwijających się (bo mają mniej zieloną energię i gorsze normy ). Jak to się ma do promowania redukcji emisij w skali globalnej? Masowe wprowadzenie biopaliw spowodowało wzrost cen żywności na świecie. Dalsze wdrażanie polityki klimatycznej spowoduje znaczne koszty, wzrost cen energii i dalszą ucieczkę przemysłu. Co dalej z węglem? Dziś w przede dniu wyborów do Parlamentu Europejskiego trzeba w końcu zadać włodarzom UE ale przede wszystkim społeczeństwu UE - czy to jest właściwa droga? Zadajemy to pytanie bo jasno trzeba skonstatować, że polskie górnictwo węgla (zarówno kamiennego i brunatnego) stoi przed szeregiem poważnych wyzwań, wynikających z dynamicznie zmieniających się warunków, w jakich funkcjonuje ten sektor, a jego długoterminowa rola w polskiej gospodarce jest uzależniona od wielu czynników, mających swoje źródło zarówno na szczeblu krajowym, jak i międzynarodowym. W Polsce górnictwo jest podstawowym dostawcą paliw pierwotnych do gospodarki, zapewniającym RP jeden z najwyższych w Europie wskaźników bezpieczeństwa energetycznego. Zdajemy sobie sprawę, że to uwarunkowania historyczne doprowadziły do ukształtowania się struktury wytwarzania energii ( także cieplnej, ale przede wszystkim elektrycznej) bazującej na węglu. Kolejnym wyzwaniem, przed którym stoi krajowy sektor paliwowo-energetyczny, jest opisana wyżej europejska polityka klimatyczna. Jej gwałtowna i samodzielna implementacja może bezpośrednio wpłynąć na pozycję polskiego (nie importowanego z Rosji czy USA!) węgla jako paliwa dla energetyki, a w konsekwencji na całą gospodarkę. Rewolucja łupkowa w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie powoduje zmianę światowych trendów i zmienia energetyczny obraz świata. Pojawiają się zarzuty, że Polska jest za mało aktywna w szukaniu dobrych rozwiązań dla przyszłości węgla A to Polska właśnie zaczyna implementować bardzo radykalny program efektywnościowy i oszczędnościowy w naszych kopalniach. Warto podkreślić, że od kilkunastu lat jednym z głównych skutków prowadzonej przez państwa wysoko uprzemysłowione, głównie kraje członkowskie Unii Europejskiej, polityki klimatycznej jest w rzeczywistości transfer emisji z obszarów państw UE do krajów

5 rozwijających się głównie Chin, gdzie obwiązują (i to od niedawna) znacznie niższe standardy w zakresie ochrony środowiska i przeciwdziałania zanieczyszczeniom. Problemem jest carbon leakage Efekt netto w skali całej planety wydaje się ujemny, bo przy produkcji tych samych dóbr, czy też energii potrzebnej do ich wytworzenia w Unii Europejskiej emituje się znacznie mniej CO2 niż np. w Chinach, nawet jeżeli będziemy brali pod uwagę te same paliwa wykorzystywane do generacji, a dochodzą do tego jeszcze zwiększone emisje gazów cieplarnianych związane z rosnącym transportem wytworzonych w Chinach czy pozostałych krajach Azji Płd.-Wschodniej produktów na rynki Europy czy Stanów Zjednoczonych. W perspektywie 2050 roku który określa ramy czasowe prowadzonych obecnie prognoz i analiz występuje wiele elementów niepewności, wynikających z możliwych zmian w zakresie uwarunkowań ekonomicznych, technicznych, technologicznych, finansowych, prawnych i politycznych, które mogą wpływać na podejmowane decyzje. Obecnie w Europie ale i na świecie, podobnie jak w Polsce, zauważalna jest wyraźna nadpodaż węgla energetycznego. Nie oznacza to jednak, że sytuacja taka będzie się utrzymywać w długim terminie, a pokonanie kryzysu ekonomicznego i powrót na ścieżkę wzrostu gospodarczego przyczyni się do zwiększenia popytu na energię i paliwa. Trzeba pamiętać, że dostęp do własnych zasobów węgla pozwala w istotny sposób zmniejszyć ryzyko wystąpienia negatywnych skutków gospodarczych, będących skutkiem ewentualnych wysokich cen na międzynarodowych rynkach węgla. Jak potwierdzają wyniki badań prowadzonych w Polsce rozwój energetyki odnawialnej, a zwłaszcza polityka klimatyczna Unii Europejskiej wpływać będą w pewnym stopniu na obniżenie zapotrzebowania na węgiel. Z drugiej strony rosnący popyt na energię elektryczną w Polsce, ale także w innych krajach tych z najniższym poziomem zużycia energii elektrycznej w przeliczeniu na jednego mieszkańca, wpływać będzie na utrzymanie lub nawet wzrost zapotrzebowania na węgiel do produkcji energii elektrycznej i ciepła. Tendencji takiej należy oczekiwać nawet przy założeniu systematycznej poprawy efektywności energetycznej gospodarki. Europa kontra reszta świata Europa nie ma niestety dużego potencjału dla elektrowni wodnych a niedostatki biomasy uzupełniamy dziwnym importem (stanowi to 20% inwestycji), więc kieruje swe wysiłki na mniej efektywne i droższe opcje (słońce, geotermia, morze), które zajmują 1/3 wydatków na OZE i uzupełnia to mało wydajną (ale tańszą) energetyką wiatrową. Widać zatem, że poważnym ograniczeniem dla scenariusza zeroemisyjnego w Europie może okazać się brak odpowiedniego potencjału OZE. (stąd próba na przykład na farmy solarne w Afryce )

6 Na przestrzeni ostatnich dwudziestu lat poziom emisji ze spalania paliw w Chinach wzrastał średniorocznie o 6%, w pozostałych rozwijających się krajach azjatyckich o prawie 5%, podczas gdy w Unii Europejskiej jako całości spadał o 0,5%. W 1971 kraje obecnej Unii Europejskiej emitowały 1,5-raza więcej CO 2 z tytułu spalania paliw od wszystkich państw Azji i Oceanii i 4,5-raza więcej od Chin. Dzisiaj całość rocznej emisji dwutlenku węgla pochodzącego ze spalania paliw (sektor odpowiadający za 70-80% globalnej emisji GHG) Unii Europejskiej to tylko 25% wyemitowanego CO 2 przez państw Azji i Oceanii i połowa emisji Chin. Założony przez Unię cel (inicjatywa ) w postaci 20% redukcji rocznej emisji GHG w odniesieniu do bazy z 1990 roku do roku 2020 to zaledwie 10,3% rocznej emisji Chin w 2011 i zapewne nie więcej niż 8-8,5% w roku 2020 równowartość emisji z jednego miesiąca. U podstaw rozwoju gospodarczego Chin stoi, miedzy innymi, tania energia oparta o jedyne paliwo jakim dysponuje w dostatecznych ilościach Chińska Republika Ludowa węgiel. W efekcie głównym źródłem emisji dwutlenku węgla w Chinach stał się oparty na węglu sektor energetyczny (53%), a w następnej kolejności przemysł (32%). Po realokacji energii i ciepła wytworzonego przez elektrownie zawodowe jedynym winowajcą pozostaje odpowiadający za 2/3 emisji sektor przemysłowy. W Unii Europejskiej energetyka wraz z przemysłem generuje tylko 55% całościowej emisji CO 2, a po sektor przemysłowy po realokacji jedynie 27%. Mimo to główny ciężar proponowanych ograniczeń w emisyjności ma spoczywać na europejskiej energetyce i przemyśle. Warto się zastanowić, czy zamiast pogłębiać jeszcze bardziej deindustrializację gospodarek krajów członkowskich Unii, nie lepiej zwrócić większą uwagę na redukcję emisji (zużycia paliw) w gospodarstwach domowych (energooszczędność) oraz transporcie (wydajniejsze silniki, promocja biopaliw), a przede wszystkim zwiększyć naciski na poczynania głównych konkurentów gospodarczych Unii na świecie: Chin i Stanów Zjednoczonych. Gdyby bowiem dostosować urządzenia wytwórcze energii elektrycznej i ciepła w Chinach do norm europejskich w zakresie emisji to udałoby się zredukować wielkość emisji GHG w 2010 o około 200 mln ton CO 2 /rok tj. 4,3% całkowitej emisji GHG Unii Europejskiej (5,5% emisji ze spalania paliw). Uzyskanie przez chińską energetykę poziomu emisyjności unijnego energy-mix pozwoliłoby w 2010 uniknąć emisji na poziomie 1763 mln ton CO 2 /rok, co stanowi 37% całkowitej emisji GHG UE w tym roku (47% emisji ze spalania paliw) równowartość całkowitej emisji Niemiec, Polski, Holandii, Czech i Węgier. Druga część artykułu ukaże się w kolejnym numerze magazynu