Wielokrotnie podkreślałem, że światowy system energetyczny znajduje się na rozdrożu. Nie wszyscy zgadzają się z tym stwierdzeniem. Z jednej strony są to obrońcy status quo, z drugiej ci, którzy uważają, że właściwsze byłoby zastąpienie określenia „na rozdrożu” stwierdzeniem „na krawędzi przepaści”.

Świat paliw kopalnych

Oto obraz światowego systemu energetycznego w pigułce.

Rysunek 1. Światowe zużycie energii z podziałem na źródła. Po prawej stronie powiększenie przedziału 12 000-13 000 Mtoe.. Źródło Przegląd statystyczny zasobów i zużycia energii British Petroleum (BP) 2014.

Trwa wykładniczy wzrost zużycia energii – z drobniutkim ząbkiem przerwy we wzroście w 2008 roku, od której w ciągu 5 lat zwiększyliśmy zużycie energii o blisko 1400 Mtoe, do poziomu prawie 13 000 Mtoe.

Pomijając prymitywnie spalaną w biednych krajach biomasę paliwa kopalne dają nam blisko 90% energii.

Zwolennicy status quo stwierdzają, że trwające od pokoleń trendy wzrostu wykładniczego da się utrzymywać kolejne dekady, dorzucając „do pieca” kolejne złoża , gazu łupkowego, ropy łupkowej, piasków roponośnych, podziemnej gazyfikacji węgla, kerogenu czy hydratów metanu.

Do miksu energetycznego dochodzi trochę energii wodnej (w 2013 roku 3782 TWh, czyli 316 mtoe) oraz jądrowej (2489 TWh, czyli 207 mtoe). Żeby w ogóle dostrzec źródła energii uważane za źródła energii przyszłości, trzeba wziąć solidną lupę (powiększenie po prawej na Rys. 1). Aby zobaczyć coś więcej, umieśćmy energię uzyskiwaną z atomu, wiatru i słońca na osobnym wykresie. W sumie jest to niecałe 280 Mtoe z całości zużycia blisko 13 000 Mtoe – raptem 2,2%.

Rysunek 2. Atom, wiatr, słońce - zużycie energii z podziałem na źródła. Źródło Przegląd statystyczny zasobów i zużycia energii British Petroleum (BP) 2014.

Przyglądając się „pod lupą” energii z atomu, wiatru i słońca dostrzegamy, że od dekady ilość energii wytwarzanej z atomu spada. Wynika to z szeregu czynników. Warto zauważyć, że jedynym krajem, nie posiadającym wcześniej reaktorów atomowych, który w XXI wieku zdecydował się na ich budowę jest Iran – zamyka się znacznie więcej starych reaktorów niż oddaje do użytku nowych, a ze względu na małą liczbę reaktorów w budowie trend spadku ilości energii z atomu w najbliższych latach będzie się pogłębiał, nie tylko pod względem udziału procentowego, ale nawet w wartościach bezwzględnych.

Ilość energii wytwarzanej z wiatru i słońca co prawda rośnie, jednak od bardzo niskiego poziomu - źródła te dają łącznie tylko 0,5% całości energii.
Postrzegana z tej perspektywy przyszłość energetyczna świata, zarówno punktu widzenia wyczerpywania zasobów paliw kopalnych, coraz trudniejszej sytuacji rejonów importujących paliwa, a także zmiany klimatu wygląda paskudnie. Czy więc nasz świat opartego na paliwach kopalnych wzrostu wykładniczego jest skazany na twarde zderzenie z rzeczywistością?

Świat alternatywny

Większość świata siłą bezwładu i różnorodnych interesów podąża drogą status quo. Są jednak miejsca, w których podejmowane są wysiłki w celu przestawienia systemu energetycznego na inne tory. Jednym z takich miejsc są Niemcy. Tak wygląda niemiecki miks źródeł produkcji energii (elektrycznej, nie całości!) z ostatnich 7 miesięcy.

Rysunek 3. Produkcja energii elektrycznej w Niemczech w pierwszych siedmiu miesiącach 2014 roku w podziale na źródła. Źródło Fraunhofer Institute.

Łączna produkcja energii z wiatru, słońca, biomasy i wody wyniosła w tym okresie 93,5 TWh, co w przeliczeniu rocznym przekłada się na ponad 160 TWh energii.

Dużo to, czy mało? Porównajmy to z polskim zużyciem elektryczności. Pierwsza osoba, która napisze w komentarzach, ile ono wynosi i jak ma się do niemieckiego, wygrywa nagrodę! Owszem, Niemcy są ludniejszym krajem i o wyższym zużyciu elektryczności na osobę, ale to pokazuje, że w podobnych warunkach geograficzno-klimatycznych można stworzyć zrównoważony system energetyczny oparty o odnawialne źródła energii.
Malkontenci mogą zauważyć, że Niemcy wciąż spalają więcej węgla niż Polska. To prawda, ale trend zmian jest wyraźny. Zobaczmy, co maleje, a co rośnie.

Rysunek 4. Zmiany produkcji energii elektrycznej w Niemczech w pierwszych siedmiu miesiącach 2014 roku względem pierwszych siedmiu miesięcy 2014 roku. Źródło Fraunhofer Institute.

Biorąc pod uwagę eksplozję odnawialnych źródeł energii, planowane masowe zamykanie starych elektrowni węglowych w najbliższych latach oraz niewielką liczbę budowanych nowych, trend będzie się utrzymywał.

Tu mogą pojawić się wątpliwości. Trzy najczęściej spotykane to:

• czy nie jest to zbyt drogie? Może i Niemcy na to stać, ale czy inne kraje (na przykład Polskę) też?
• czy zbyt wysoki udział w systemie energetycznym wiatru i słońca nie spowoduje, że okresowo nie będzie dość prądu?
• to tylko zmiany w produkcji prądu – w ogóle nie dotyka się tu zużycia energii w innych sektorach, w szczególności transporcie i ogrzewaniu mieszkań.

Czy nie jest to zbyt drogie? Może i Niemcy na to stać, ale czy inne kraje (na przykład Polskę) też?

W Niemczech ceny prądu dla gospodarstw domowych są o ok. 60% wyższe niż w Polsce. Instalacje prosumenckie (słońce, wiatr, biogaz) już teraz są cenowo konkurencyjne i to nawet bez dopłat. Wynika to nie tylko z dość wysokich cen prądu z sieci, ale też z niskich cen instalacji. Dlaczego np. system fotowoltaiczny, który w USA kosztuje 20 000$, w Niemczech można sobie kupić i zainstalować za 8 000$?

Ceny np. paneli słonecznych i innego ‘hardware’ są zbliżone. Skąd więc różnice?

Rysunek 5. Porównanie kosztów zakupu i podłączenia dachowej instalacji słonecznej o mocy 4 kW w USA i Niemczech. Źródło Forbes.

Badania National Renewable Energy Laboratory i University of California, Berkeley pokazują że wyższe ceny w USA prawie w całości wynikają z kosztów „papierologii” niezbędnej, by otrzymać wszelki niezbędne pozwolenia i na końcu szczęśliwie „oficjalnie” podłączyć się do sieci.

Marcin Popkiewicz