W najbliższych dniach sejm zadecyduje o przyszłości energetyki odnawialnej w Polsce. Poparcie dla rozwoju tych technologii wyraża aż trzy czwarte społeczeństwa. Polacy mają więc świadomość znaczenia jakie odgrywa rozwój OZE. Czy mamy szansę na transformację energetyczną? Kraje rozwinięte dostrzegły już potencjał tych technologii, a inwestycje w OZE wprowadzają je na nową ścieżkę rozwoju gospodarczego.

Warto prześledzić fakty i trendy związane z wykorzystaniem energii słonecznej na świecie.

Aktualne plany energetyczne Polski do 2050 roku (projekt Polityki Energetycznej Polski do roku 2050) opierają się głównie na wykorzystaniu zasobów węgla kamiennego i brunatnego oraz energetyki atomowej. Wg. nieoficjalnych informacji udział OZE w bilansie energetycznym w 2050 r. planowany jest na 15%, co ciekawe OZE w Polsce mają osiągnąć taki poziom już w roku 2020. Na przestrzeni 30 lat nie przewiduje się ich rozwoju w Polsce.

Biorąc pod uwagę, że Polska to jedyny kraj w Europie, w którym do ogrzewania używa się blisko 4 mln kotłów i pieców stałopalnych, opalanych głównie węglem (szacuje się, że blisko 95% z nich nie spełnia norm emisji zanieczyszczeń) nie dziwi, że polskie powietrze należy do najbardziej zanieczyszczonych w Europie. Można śmiało zaryzykować twierdzenie, że cofa to w planach Polskę niemal do połowy XX wieku.

Postęp technologiczny sprawia, że przyszłość gospodarki niskoemisyjnej jest już przesądzona. Prestiżowy amerykański portal internetowy „Business Insider” opublikował serię artykułów, w których udowadnia, że tradycyjna energetyka wchodzi na „spiralę śmierci”.
Naukowcy nie zastanawiają się już czy zasoby energii są wystarczające dla ludzkości. Kluczową kwestią jest w tym momencie zagadnienie magazynowania energii. Dzięki rozwojowi fotowoltaiki i technologii magazynowania energii elektrycznej otwierają się nowe możliwości dla gospodarki niskoemisyjnej.

Połączenie tych technologii pozwala nie tylko na magazynowanie niestabilnej „zielonej energii” ale również przyczynia się do rozwoju niskoemisyjnego transportu (samochody energetyczne). Przewidywany jest szybki rozwój technologii budynków niemal zeroenergetycznych, jak również plus energetycznych (ilość energii wyprodukowanej i zużytej w tego typu budynkach będzie się bilansować). Dzięki temu możliwe będzie spełnienie wymogów Unii Europejskiej w zakresie budowy budynków niemal zeroenergetycznych od 2021 roku.

Rys. 1 Przyszłość niskoemisyjnej gospodarki jest już przesądzona (źródło: BWP/PORT PC)

Ilość energii słonecznej docierająca na Ziemię w czasie niespełna 2 godzin odpowiada obecnym rocznym potrzebom energetycznym całej ludzkości. Szacuje się, że wszystkie istniejące na Ziemi złoża węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego zawierają łącznie około 430 ZJ energii (1 zettadżul =1021 J), co odpowiada energii jaka dociera ze Słońca do Ziemi w ciągu około 56 dni. W przeciwieństwie do zasobów kopalnych energii - zasoby energii słonecznej w długoterminowym okresie wydają się być niewyczerpalne i co najważniejsze coraz bardziej dla nas dostępne.

Panele fotowoltaiczne (panele PV) należą do najszybciej rozwijającej się technologii pozyskiwania energii odnawialnej na świecie. Optymistycznie nastawieni eksperci twierdzą, że energia słoneczna stanie się konkurencyjna bez subsydiowania jeszcze w tej dekadzie (2017 r.), a pesymiści uważają, że nastąpi to po 2020 r. - podaje Business Insider. Kluczowe pytanie brzmi dzisiaj: nie „czy” – a „kiedy” to nastąpi?

Zgodnie z informacjami Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) od 2000 roku globalna moc instalacji PV zwiększyła z 1,5 GW do obecnie ok. 136 GW. W okresie ostatnich 35 lat cena paneli fotowoltaicznych spadła 100 krotnie! W latach 1977 - 2013 ceny paneli fotowoltaicznych spadły z 77 USD/Wat do poziomu 0,74 USD/Wat, co oznacza średni roczny spadek cen około 10% rocznie. W ostatnich kilku latach dzięki hojnym, państwowym dotacjom, (głównie w krajach rozwiniętych) mającym na celu promowanie czystej energii nastąpiło dalsze przyśpieszenie spadku cen. W latach 2008-2014 ceny paneli fotowoltaicznych spadły prawie 5 krotnie, co oznacza przyśpieszenie spadku cen paneli z 10% do około 15% rocznie.

Rys. 2 W ciągu ostatnich 35 lat ceny paneli fotowoltaicznych spadły 100 krotnie, a w ciągu lat 2008-2013 5 krotnie. (źródło PORT PC, BI)

W ciągu ostatnich lat nastąpił też istotny wzrost sprawności paneli PV. Sprawność paneli fotowoltaicznych z krzemu monokrystalicznego kształtuje się obecnie na poziomie od 14% do 17%, a panele multikrystaliczne na poziomie od 13% do 16%. Na rynku występują również w niewielkiej ilości panele monokrystaliczne o specjalnej konstrukcji o sprawności 20%.

W ostatnim czasie widać również wyraźny spadek cen systemów i przyśpieszenie technologiczne magazynowania energii elektrycznej. W 2013 roku niemiecki rząd wprowadził system dopłat do zakupu domowych magazynów energii. W efekcie rynek magazynowania energii w Niemczech zaczął szybko się rozwijać, co zaowocowało spadkiem cen oferowanych urządzeń o około 25%.

„Business Insider” zwraca uwagę, że rozwojowi czystych technologii w energetyce słonecznej towarzyszy rozwój czystych technologii w motoryzacji. Cena baterii litowo-jonowych spadła z 800 dol./kWh w roku 2009 do 600 dol./kWh w roku 2014 i wg wiarygodnych prognoz powinna spaść poniżej 300 dol./kWh do roku 2020, a także poniżej 150 dol./kWh w drugiej połowie następnej dekady. Wtedy, kiedy cena baterii spadnie poniżej 250 dol./kWh, całkowity koszt posiadania i eksploatacji samochodu elektrycznego będzie niższy niż auta z napędem spalinowym (przy założonej cenie benzyny 3,5 dol./galon) - zapewnia portal Business Insider.

Rys. 3 Historyczne i przewidywane ceny magazynów energii elektrycznej (źródło PORT PC, BI)

Niemal idealnym dopełnieniem fotowoltaiki i magazynowania energii w budynkach są pompy ciepła. Mogą one efektywnie (tanio) ogrzewać czy chłodzić budynki oraz przygotowywać ciepłą wodę. Warto podkreślić, że pompy ciepła również korzystają z energii słonecznej zgromadzonej w otoczeniu (w gruncie, wodzie lub powietrzu). W przypadku powietrza, wody i poziomych i częściowo pionowych gruntowych wymienników ciepła jest to energia promieniowania słonecznego zakumulowana w formie ciepła.

Technologia pomp ciepła to jedna z niewielu, dojrzałych technologii grzewczych, dzięki której energię promieniowania słonecznego zgromadzoną w ciągu lata można wykorzystać także zimą z wysoką efektywnością! W przyszłości, gdy coraz większa część energii elektrycznej będzie pochodzić z odnawialnych źródeł, stosowanie pomp ciepła będzie automatycznie zbliżać się do celu idealnego - korzystania tylko z odnawialnych źródeł energii.

Rozwój technologii niskoemisyjnych może chwilowo osłabić ogólnoświatowy spadek cen paliw, ale wydaje się, że przyszłość niskoemisyjnej gospodarki jest już przesądzona. Jak widzą to decydenci w Polsce dowiemy się już niebawem. W tym roku powinniśmy poznać projekt Polityki Energetycznej Polski do roku 2050. Jednak jak zapowiada polski rząd - do połowy XXI wieku elektrownie węglowe zachowają dominujący wkład w produkcję energii w naszym kraju.

Czy Polska doczeka się rewolucji w energetyce? Dużą szansą na zmiany byłoby wprowadzenie do zapisów Ustawy o OZE „poprawki prosumenckiej” zaproponowanej przez posła Artura Bramorę. Poprawka ta jest szansą dla rozwoju energetyki obywatelskiej opartej na mikroinstalacjach OZE. Za kilka dni posłowie zadecydują o ostatecznym kształcie Ustawy o OZE, czy znajdzie się w niej miejsce dla obywatela – prosumenta?

Źródło: PORT PC na podstawie „Business Insider”