Jako stoimy energetycznie? Leżymy...

Transkrypt

1 Jako stoimy energetycznie? Leżymy... Autor: Szymon Kuczyński - Instytut Technologii Elektronowej, Kraków ( Energia Gigawat - marzec 2010) Energia elektryczna produkowana w Polsce oparta jest niemal wyłącznie na węglu pochodzącym z zasobów krajowych, a jego udział jest największy z pośród krajów Unii Europejskiej. Obserwowany wzrost zużycia energii elektrycznej w kraju, może wkrótce zostać zahamowany przez niewielki przyrost nowych mocy wytwórczych, konieczność wyłączania starzejącej się infrastruktury, oraz zaostrzających się wymogów dotyczących ochrony środowiska. W artykule przedstawiono całkowitą moc osiągalną netto w Polsce (lata ), całkowitą produkcję energii elektrycznej brutto ( ) oraz końcowe zużycie energii elektrycznej ( ) i porównano z wybranymi wskaźnikami ekonomicznymi oraz sytuacją w innych krajach. Poziom produkcji energii elektrycznej w kraju może uniemożliwić jego dalszy rozwój gospodarczy. Konieczne staje się uruchomienie nowych inwestycji w sektorze elektroenergetycznym uwzględniając budowę elektrowni jądrowej. Obserwując zmiany zużycia energii elektrycznej można ocenić poziom życia społeczeństwa, jak i stan gospodarki danego kraju. Dla krajów, których gospodarki są na wysokim poziomie rozwoju, można z dużym prawdopodobieństwem określić wzrost zużycia energii elektrycznej. Analizując gospodarkę Polski, która od początku lat 90. podlega transformacji, można jedynie szacować zmiany w sektorze elektroenergetycznym. Wprowadzenie gospodarki rynkowej i uwolnienie cen energii, zakłóca analizę tego problemu i wymaga bardzo dokładnego podejścia do zagadnienia. Jednym z wielu skutków tego procesu są postępujące zmiany ilości oraz struktury zużywanej energii elektrycznej. Pokazuje to jak ważną rolę w życiu ekonomiczno społecznym odgrywa elektroenergetyka. Moc osiągalna Zapotrzebowanie na energię elektryczną w Polsce wzrasta, a starzejące się bloki wytwórcze, obniżają poziom bezpieczeństwa energetycznego. Trwające inwestycje nie gwarantują, że w niedalekiej przyszłości, popyt na energię elektryczną zostanie zrównoważony jej podażą. Elektrownie muszą dostosować się unijnym regulacjom prawnym w zakresie ochrony środowiska. Konieczność wyłączania starych, nieefektywnych i wysoce zanieczyszczających źródeł rodzi więc realne zagrożenia. Ratunkiem przed deficytem energii jest rozpoczęcie poważnego programu inwestycyjnego i przygotowanie przez rząd - zgodnie z zapisami Polityki energetycznej Polski do 2030 roku" - mechanizmów wspomagających takie przedsięwzięcia. Wkrótce zainstalowana moc osiągalna netto w polskim systemie energetycznym (32,4 GW e ) okaże się niewystarczająca. Całkowitą moc osiągalną netto w latach oraz przyrost r/r przedstawiono na rys. 1. Nieznaczny, 16% przyrost osiągalnych mocy zainstalowanych w Polsce w latach przypadał głównie na elektrownie cieplne. Pomimo rosnącego zainteresowania odnawialnymi źródłami energii, w najbliższych latach elektrownie cieplne będą stanowiły główne źródło energii elektrycznej.

2 Jedna trzecia bloków energetycznych w Polsce ma blisko 40 lat i powinno się je zastąpić nowymi mocami. Ostatnie bloki 120 MW zainstalowano w Polsce ponad 35 lat temu. Ponad 35 lat ma 7 bloków o mocy 200 MW, a 27 nieco młodszych eksploatuje się już od ponad 30 lat. Bloki o mocy 500 MW przekroczyły ćwierćwiecze swojego istnienia. Z upływem czasu starzeją się kolejne bloki, co przy rosnącym zapotrzebowaniu na prąd grozi przerwami w jego dostawie. Rys.1 Całkowita moc osiągalna netto w latach oraz przyrost r/r [1] Wiek polskich elektrowni wymaga inwestycji w wymianę i modernizację mocy wytwórczych. W ciągu najbliższej dekady powinniśmy rocznie wycofywać bloki o mocy ok. 700 MW. W takiej sytuacji jedynym rozwiązaniem jest budowa nowych oraz modernizacja przedłużająca żywotność starych bloków. Dodatkowym problemem energetyki są restrykcyjne wymagania dotyczące ochrony środowiska. Od 2008 r. Polskę obowiązuje Dyrektywa w sprawie ograniczenia emisji zanieczyszczeń z tzw. dużych źródeł spalania paliw, która może doprowadzić do zamknięcia niektórych bloków energetycznych. Traktat Akcesyjny oraz dyrektywy unijne wymuszają w okresie przejściowym redukcję emisji dwutlenku siarki do poziomu ok. 426 tys. ton w 2010 r. i 358 tys. ton w 2012 r., tlenków azotu do poziomu 254 tys. ton w 2010 i 239 tys. ton w 2012 oraz pyłów. Dostosowanie urządzeń do wymogów ekologicznych jest niezbędne. CAŁKOWITA PRODUKCJA ENERGII ELEKTRYCZNEJ BRUTTO Produkcja energii elektrycznej brutto w latach oparta niemal wyłącznie na węglu pochodzenia krajowego, wzrosła o 16% z poziomu 136 TWh do 159 TWh. Udział węgla w produkcji energii elektrycznej jest najwyższy z pośród krajów Unii Europejskiej. Zwiększa się również udział innych źródeł energii (gazu, ropy naftowej i źródeł odnawialnych), lecz nadal pozostaje bardzo mały. Strukturę produkcji energii elektrycznej brutto w Polsce w 2007 roku przedstawiono na rys. 2 W strukturze produkcji w 2007 roku, ponad 90 TWh energii elektrycznej (~57%) pochodziło z elektrowni opalanych węglem kamiennym, 55 TWh (34%) opalanych węglem brunatnym. Udział energii elektrycznej z elektrowni wodnych w Polsce, w całkowitej jej produkcji w wynosił 1,84% (2,9TWh). W ostatnich latach nastąpił spadek produkcji spowodowany wstrzymaniem rozwoju

3 większych elektrowni wodnych. Potencjał techniczny wodno-energetyczny jest niewielki (12,1 TWh/rok) z uwagi na małe spadki terenów, niezbyt obfite opady i duże przepuszczalności gruntów. Niewielki udział w strukturze produkcji przypada na elektrownie wiatrowe 0,5 TWh (0,33%). Uzależnienie energetyczne od węgla, którego potwierdzone rezerwy na koniec roku 2008 wynosiły 7,5*10 9 ton i wystarczą na okres ~52 lat (ewentualne przedłużenie tego okresu zależeć będzie od możliwości wykorzystania zasobów bilansowych w polach niezagospodarowanych) oraz uzależnienie dostaw gazu i ropy naftowej z Rosji, stwarza konieczność dywersyfikacji źródeł wytwarzania energii elektrycznej oraz zwiększenia bezpieczeństwa dostaw energii pierwotnej. Rys.2 Struktura produkcji energii elektrycznej brutto w 2007 roku Zużycie energii Na początku lat 90., całkowite zużycie energii elektrycznej w Polsce systematycznie malało. Było to spowodowane transformacją ustrojową, jaką przechodziła Polska w latach 90. Dopiero w 2000 roku udało się osiągnąć poziom z 1990 roku. Całkowite zużycie energii elektrycznej w latach i prognozę zużycia na lata na tle produktu krajowego brutto przedstawiono na rys.3. Rys. 3 Całkowite zużycie energii elektrycznej w Polsce w latach i prognoza zużycia na lata na tle produktu krajowego brutto.

4 W latach nastąpił 18% przyrost zużycia energii elektrycznej. Prognozowany na lata wzrost zużycia na poziomie ~3% rocznie, spowoduje dodatkowe trudności wynikające z konieczności wywiązywania się z umów międzynarodowych narzucających ograniczenie emisji substancji szkodliwych dla środowiska. Zapewnienie gospodarce niezbędnej energii wiąże się od roku 2008 z przekroczeniem limitów zapisanych w Traktacie Akcesyjnym, zaś ich dotrzymanie - bez deficytu energii elektrycznej wymagać będzie budowy instalacji oczyszczania spalin, nieracjonalnej ze względów techniczno ekonomicznych. Całkowite zużycie energii elektrycznej przypadające na jednego mieszkańca w roku 2007 na tle innych krajów Unii Europejskiej przedstawiono na rys. 4. Rys.4 Całkowite zużycie energii elektrycznej przypadające na jednego mieszkańca w roku 2007 na tle innych krajów Unii Europejskiej. Na podstawie wskaźnika końcowego zużycia energii elektrycznej na mieszkańca, można dokonać oceny polskiej gospodarki. Z rys. 4 wynika, że na mieszkańca Portugalii (kraju o najmniejszym wskaźniku zużycia energii elektrycznej na mieszkańca starej UE) przypada ok. 35% więcej energii elektrycznej niż na mieszkańca Polski. Nie lepiej wyglądamy na tle 12 nowych krajów członkowskich wyprzedzamy jedynie 3 z nich, zajmując ostatecznie 24 miejsce. * Od początku lat 90. przez cały analizowany czas - do roku 2007, Polska przechodzi okres transformacji ustrojowej związanej ze zmianami gospodarczymi. W energetyce zachodzą szczególnie głębokie zmiany związane: - z prywatyzacją sektora, - z wejściem w życie 4 czerwca 1997 roku ustawy Prawo Energetyczne, - ze zmianami związanymi z uwolnieniem rynku energii w lipcu 2007 roku Istotne znaczenie mają również zobowiązania międzynarodowe Polski w zakresie ochrony powietrza, wynikające z Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu oraz Protokółu z

5 Kioto do tej konwencji, który zobowiązuje Polskę do redukcji gazów cieplarnianych o 6% w latach w stosunku do roku Cele ilościowe określone w dyrektywie Unii Europejskiej o promocji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych nakładają na kraje członkowskie wspólnoty obowiązek, aby udział zielonej energii w bilansie zużycia energii elektrycznej w Unii wzrósł do 22% w 2010 r. Potrzeba rozwoju produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych oraz alternatywnych wynika z konieczności ograniczenia emisji przede wszystkim CO 2, SO 2, NO x, oraz pyłów pochodzących z procesów spalania paliw energetycznych, wyczerpywania się zasobów paliw kopalnych i coraz mniej korzystnych ekonomicznie warunków ich pozyskiwania. W Polskim sektorze elektroenergetyki jest jeszcze sporo do nadrobienia. Straty mocy i energii są na znacznie wyższym poziomie niż w pozostałych krajach Unii Europejskiej, a osiągnięcie poziomu krajów zachodnich zajmie nam jeszcze kilka, kilkanaście lat. Polska polityka energetyczna była i jest nadal realizowana w oderwaniu od problemów globalnych z punktu widzenia wystarczalności źródeł energii pierwotnej. Wydaje się, że w najbliższym czasie środkiem zabezpieczenia podaży energii elektrycznej jest budowa linii elektroenergetycznych łączących Polskę z sąsiadami (z Czechami, Słowacją, Ukrainą i Litwą obok Niemiec i Szwecji). Ponieważ nie możemy mieć gwarancji rezerwy mocy u sąsiadów, w dalszej perspektywie jedyną opcją podniesienia bezpieczeństwa elektroenergetycznego państwa jest zapowiadana w prognozie budowa i uruchomienie pierwszego bloku elektrowni jądrowej w 2020 roku.