Wykorzystanie metody foresight u technologicznego do przewidywania przyszłości energetycznej Europy Projekt EURENDEL

Transkrypt

1 Tło projektu Wykorzystanie metody foresight u technologicznego do przewidywania przyszłości energetycznej Europy Projekt EURENDEL Liberalizacja sektora energetycznego w UE, rosnące znaczenie badań naukowych prowadzonych na skalę międzynarodową, jak również szybki postęp techniczny wymagają większej integracji i spójności strategii innowacyjnych w odniesieniu do kluczowych technologii wytwarzania energii. Z drugiej strony, strategie innowacji technologicznych powinny być pochodną prognoz i scenariuszy rozwoju sektora energetycznego. Dotychczas podstawową metodą tworzenia scenariuszy zaopatrzenia w energię były coraz bardziej zaawansowane modele energetyczne, oparte na bilansowaniu potrzeb energetycznych i możliwości ich zaspokojenia z uwzględnieniem dostępnych zasobów i technologii energetycznych, charakteryzujących się określoną sprawnością i wskaźnikami kosztów. W dobie decentralizacji systemów, żywiołowego rozwoju i dywersyfikacji technologii energetycznych oraz wprowadzania mechanizmów rynkowych jako narzędzia spajania podaży i popytu na energię, modelowanie matematyczne i symulacja scenariuszy rozwoju sektora energetycznego stają się coraz trudniejszym zadaniem. Poszukiwane są inne metody przewidywania przyszłego modelu zaopatrzenia w energię i identyfikacji kluczowych technologii, które mogłyby wesprzeć proces przewidywania przyszłości energetycznej UE. Wydaje się także, że w warunkach rynkowych, obok prognoz zapotrzebowania na poszczególne nośniki, polityka energetyczna powinna bardziej koncentrować się na prognozach rozwoju nowych technologii. W ramach 5 Programu Ramowego Badań i Rozwoju Technologicznego UE (5 PR) przeprowadzono po raz pierwszy na skalę europejską badanie wykorzystujące foresight technologiczny do przewidywania przyszłości sektora energetycznego. W projekcie oszacowane zostały długoterminowe tendencje rozwoju nowych i wchodzących na rynek technologii energetycznych, ich potencjał oraz spodziewane społeczne skutki ich wdrożenia w perspektywie 30-u lat. Foresight proces osiągania konsensusu w ramach zainteresowanej grupy społecznej lub zawodowej, dotyczący mogących pojawić się w przyszłości szans i zagrożeń w danej dziedzinie. Wyniki foresight u mogą być istotnym elementem procesu decyzyjnego dotyczącego działań średnio- i długoterminowych. Najczęściej spotykanym rodzajem foresight u jest foresight technologiczny dotyczący procesu rozwoju technologii. Metoda delficka metoda badań polegająca na zbieraniu informacji na dany temat w ramach wybranej grupy społecznej lub zawodowej. Badania te są najczęściej przeprowadzane za pomocą ankiet przesyłanych drogą pocztową lub elektroniczną, ale możliwe są również badania o charakterze bardziej interaktywnym z wykorzystaniem np. komputerowych list dyskusyjnych. Bardzo często spotykanym elementem metody delfickiej jest przeprowadzanie badania z wykorzystaniem tych samych pytań w kilku turach, po uprzednim poinformowaniu uczestników o wynikach badania z poprzednich tur.

2 Podstawowe informacje o projekcie Akronim i tytuł EurEnDel: Technologiczne I społeczne wizje przyszłości energetycznej Europy. Studium delfickie o zasięgu europejskim. Źródło finansowania 5 Program Ramowy B+R UE, podprogram: Energy, instrument (instrument) Accompanying Measures Okres realizacji wrzesień wrzesień 2004 Liczba partnerów 5 Koordynator IZT - Institute for Futures Studies and Technology Assessment, Niemcy Instytucja Europejskie Centrum Energii Odnawialnej EC BREC/IBMER reprezentująca Polskę Inni kluczowi uczestnicy Nr kontraktu Kontakt IEFE - University Bocconi,, (Włochy) Prospektiker European Institute for Future Studies and Strategic Planning, (Hiszpania) RISØ National Laboratory (Dania) ENG1-CT oniszk@ibmer.waw.pl Cel projektu Najważniejszym zadaniem w projekcie EurEnDel było dwuetapowe badanie kwestionariuszowe metodą foresight u, do którego zaproszono ponad 3000 ekspertów europejskich. Celem tego badania było udzielenie odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób czynniki technologiczne oraz społeczno-gospodarcze wpływają lub mogą wpływać na tempo i siłę wdrażania strategii innowacyjnych i które z opcji technologicznych są szczególnie atrakcyjne dla przyszłego modelu zaopatrzenia w energię. Dodatkowym celem projektu było także potwierdzenie praktycznej przydatności metody foresight u technologicznego do badań nad przyszłością sektora energetycznego. Zgromadzona wiedza ma pomóc w sformułowaniu prawdopodobnej przyszłej struktury europejskiego systemu energetycznego sprzyjającej polepszeniu jakości życia w Europie. Wyniki projektu wykorzystane zostaną także do sformułowania przyszłych priorytetów prac badawczych realizowanych w Komisji Europejskiej. Wyniki projektu Kwestionariusz delficki był kluczowym elementem projektu. Wybór zagadnień i technologii, które były objęte badaniem kwestionariuszowym poprzedzony został przeglądem licznej literatury, analizą wyników innych studiów delfickich na poziomie krajowym, panelami eksperckimi oraz analizą strukturalna wpływów różnych możliwych zdarzeń w obszarze sektora energetycznego (cross-impact analysis). Powyższe działania miały na celu identyfikację kluczowych elementów systemu energetycznego oraz tendencji społecznogospodarczych do roku Wyniki bezpośrednich badań kwestionariuszowych W rezultacie zidentyfikowano 22 wschodzące technologie oraz trzy wizje rozwoju społecznego (wizja wyboru indywidualnego, wizja równowagi ekologicznej, wizja równości społecznej). Wyżej wspomniane technologie zostały ocenione nie tylko pod kątem ewentualnego czasu osiągnięcia dojrzałości rynkowej, ale również pod kątem wpływu na warunki życia społeczeństwa, środowisko i gospodarkę oraz pod kątem możliwości podjęcia ewentualnych działań, które mogłyby spowodować przyśpieszenie penetracji rynkowej danej technologii.

3 Niektóre z wyników analizy zebranego materiału są znamienne, a wnioski, które można z nich wyciągnąć wykraczają znacząco poza powszechnie spotykane opinie w różnych szczegółowych obszarach tematycznych. Z ankiet dostarczonych przez około 600 ekspertów z większości krajów Europy wynika, że aż 99% z nich uważa, że w perspektywie roku 2030 aż 50% nowo budowanych budynków w Europie może być obiektami o bardzo niskim zapotrzebowaniu na energię z zainstalowanymi systemami zarządzania energią elektryczną. Niewiele mniej, bo aż 98% jest zdania, że w perspektywie najbliższych lat możliwe jest zmniejszenie zapotrzebowania na energię w przemyśle aż o 50%. Co więcej, aż 99% respondentów uważa, że do około 2030 roku samochody napędzane ogniwami paliwowymi mogą stanowić aż 20% wszystkich sprzedanych samochodów. Taka sama część respondentów sądzi, że w latach technologie magazynowania energii mogą być już szeroko stosowane do poprawy charakterystyki wytwarzania energii elektrycznej przez źródła odnawialne. Nie mniej, tylko 96% ekspertów, którzy odpowiedzieli na ankietę myśli, że możliwe jest osiągnięcie w Europie w perspektywie następnych 30 lat, 25 procentowego udziału energii pierwotnej z zasobów odnawialnych, ale jednocześnie 85% ekspertów sądzi, że możliwe jest osiągnięcie przez biopaliwa 25 procentowego udziału w rynku paliw transportowych i to bez względu na perspektywę czasową. Aż 96% respondentów jest zdania, że systemy rozproszone mogą w perspektywie najbliższych lat dostarczać nawet 30% energii elektrycznej. W zakresie produkcji ciepła, 95% odpowiadających na ankietę uznało, że już w następnej dekadzie biomasa może być szeroko rozpowszechnionym w Europie nośnikiem do produkcji ciepła sieciowego i ciepła użytecznego produkowanego w instalacjach centralnego ogrzewania w budynkach. Znacząco mniej, bo 81% ekspertów, wierzy w powodzenie badań nad nową, bezpieczniejszą generacją technologii wykorzystujących proces rozszczepienia. Jeszcze mniej, bo tylko 78% ekspertów wierzy w sukces badań naukowych w zakresie produkcji energii z wykorzystaniem syntezy jądrowej, niezależnie od horyzontu czasowego. Wyniki analiz opcji technologicznych W wyniku analizy szerszego kontekstu wypowiedzi ekspertów na temat poszczególnych technologii, udało się je podzielić na dwie kategorie tzw. pewne oraz warunkowe. Pewne są to technologie, które z dużym prawdopodobieństwem będą odgrywały znaczącą rolę w systemie energetycznym, niezależnie od zmieniających się warunków społecznoekonomicznych, opcji politycznych etc. Wszelkie decyzje związane z planowaniem strategicznym powinny uwzględniać rosnące znaczenie takich technologii, ponieważ są one w stanie zaspokoić potrzeby zarówno ekonomiczne, ekologiczne jak i społeczne, w kontekście zrównoważonego rozwoju. Technologie te powinny być traktowane priorytetowo. Do takich pewnych technologii należą: technologie mające na celu zmniejszenie zużycia energii w sektorze mieszkaniowym oraz w przemyśle, niektóre odnawialne źródła energii (np. biomasa do celów energetycznych, energetyka wiatrowa), technologie magazynowania energii, w szczególności w połączeniu z odnawialnymi źródłami energii charakteryzującymi się niestabilnością dostaw, ogniwa paliwowe.

4 Technologie pewne Technologie warunkowe Synteza jądrowa Fotowoltaika (5% en. elektrycznej) Produkcja wodoru z różnych źródeł Biopaliwa dla transportu (25% rynku) Bezpieczne rozszczepienie Nadprzewodniki Sekwestracja CO2 Transport kolejowy towarów (15% rynku) Rozproszona produkcja energii elektrycznej (30% rynku) Samochody na ogniwa paliwowe (20%) Magazynowanie energii dla systemów OZE Badania podstawowe Międzynarodowe sieci przesyłowe do przesyłu energii z OZE Zaawansowana struktura do transportu gazu ziemnego Technologie oceaniczne Produkcja ciepła z biomasy Nowe energooszczędne technologie w przemyśle (redukcja o 50% na jedn. produktu) Inteligentne, energoszczędne budynki (50% nowych) OZE ogółem (25% en. pierwotnej) Badania stosowane Mechanizmy finansowe Regulacje Akceptacja społeczna po Rys. 1. Możliwy czas występowania i mechanizmy wsparcia dla technologii pewnych i warunkowych. Inne technologie, których dotyczyło badanie delfickie zostały uznane za technologie warunkowe. W grupie tej znalazły się: nowa, bardzo rozbudowana infrastruktura do przesyłu gazu ziemnego, nowa, bardzo rozbudowana infrastruktura linii wysokiego napięcia mogąca służyć między innymi do przesyłu zielonej energii pomiędzy poszczególnymi krajami i regionami Europy, nadprzewodniki stosowane w urządzeniach energetycznych, produkcja wodoru (produkcja ogółem, produkcja z odnawialnych źródeł energii i produkcja w procesach biochemicznych), niektóre odnawialne źródła energii (produkcja biopaliw dla transportu, fotowoltaika, technologie wykorzystania energii mórz i oceanów), technologie nuklearne (bezpieczne technologie rozszczepienia i syntezy termojądrowej), sekwestracja dwutlenku węgla.

5 Warto podkreślić fakt, że zakres ankiety dotyczył technologii nie w pełni dojrzałych i dlatego brak jest w powyższym zestawieniu technologii tradycyjnych, choć z całą pewnością wiadomo, że w perspektywie roku 2030 wiele z nich będzie nadal odgrywać bardzo ważną rolę w systemie energetycznym. Potwierdzanie dotychczasowych tez i identyfikacja nowych paradygmatów rozwoju sektora energetycznego Badania prowadzone w ramach projektu EurEnDel potwierdziły niektóre z funkcjonujących już od jakiegoś czasu w środowisku eksperckim opinii. Badanie potwierdziło m.in., że długoterminowa strategia budowania niezależności energetycznej Europy powinna bazować na wysokim udziale odnawialnych źródeł energii w bilansie energetycznym przy jednoczesnej intensyfikacji działań w zakresie podniesienia efektywności wykorzystania energii. Potwierdzono również potencjalnie dużą rolę biomasy w przyszłym systemie energetycznym, jednakże ważnym problemem pozostaje ograniczenie występowania jej zasobów jedynie do niektórych rejonów europejskich. Rezultaty projektu są jednak miejscami bardziej zaskakujące. Wskazują na przykład na potencjalnie bardzo dużą rolę ogniw paliwowych w transporcie w perspektywie kolejnych lat i to niezależnie od prowadzonej polityki społeczno-gospodarczej i zmieniających się warunków zewnętrznych. Paliwem przejściowym dla ogniw paliwowych mógłby być początkowo gaz ziemny, stopniowo zastępowany biopaliwami i wodorem ze źródeł energii odnawialnej. Innym istotnym wnioskiem z projektu jest konstatacja, że rozwojowi energetyki odnawialnej musi towarzyszyć rozwój technologii magazynowania energii. Dotychczas grupa technologii z obszaru magazynowania energii była raczej postrzegana tylko jako jeden z wielu czynników mogących przyspieszyć tempo rozwoju i wdrażania technologii produkcji energii odnawialnej. Innym ciekawym odkryciem projektu było stwierdzenie zagrożenia niewystarczającego wsparcia dla technologii racjonalnego wykorzystania energii, wynikające z wysokich oczekiwań dotyczących tego typu działań i ograniczonego zakresu potencjalnych mechanizmów wsparcia dla upowszechniania technologii energooszczędnych. Spostrzeżenia dotyczace wykorzystanej metody prognostycznej Badania metodą foresight u technologicznego, w porównaniu z modelowaniem ilościowym wykazują kilka zalet takich jak: umożliwiają przewidywanie rozwoju wschodzących technologii, których obecność na przyszłym rynku energetycznym często nie jest w pełni uwzględniana przez zespoły ekspertów zajmujących się prognozowaniem za pomocą modeli ilościowych. Powodem tego jest brak dostępu do dokładnych danych techniczno-ekonomicznych w małych grupach badawczych oraz duża dynamika zmian wynikająca z postępu technologicznego w tej dziedzinie. pozwalają na lepsze uwzględnienia wpływu technologii na społeczeństwo i środowisko - przy pomocy kwestionariusza można bowiem sformułować pytania, które nie mogłyby być uwzględnione w modelu ilościowym. pozwalają na minimalizację subiektywnego charakteru badania przez większą liczbę ekspertów biorących w nim udział. Metoda foresight u wykorzystana do przewidywania rozwoju technologii charakteryzuje się jednak także pewnymi wadami w porównaniu z metodą modelowania ilościowego. Uzyskane informacje są zazwyczaj ogólne, w przypadku kwestionariusza ograniczeniem jest ilość pytań, którą można zadać ekspertom. Im szerszy obszar tematyczny objęty badaniem (a

6 taka sytuacja miała miejsce w projekcie EurEnDel), tym mniejsza jest możliwość uzyskania bardzo szczegółowych informacji. Eksperci są zazwyczaj bardziej optymistycznie nastawieni odnośnie przyszłego rozwoju wschodzących technologii w porównaniu z wynikami modelowania i symulacji komputerowych (przyczyną może być fakt, iż pojedynczo odpowiadają na pytania dotyczące poszczególnych technologii nie musząc się jednocześnie odnosić do pozostałych technologii systemu energetycznego. Pomimo stosunkowo wysokiego (z założenia) poziomu ogólności oraz tendencji do potwierdzania pewnych ogólnych kierunków, wyniki badania delfickiego prowadzą niekiedy do ciekawych wniosków i pozwalają szerzej spojrzeć na wschodzące i nowe technologie energetyczne oczami ekspertów z całej Europy. Mgr inż. Anna Oniszk-Popławska Mgr inż. Łukasz Jaworski Europejskie Centrum Energii Odnawialnej EC BREC/IBMER