W 2009 roku energetyka na całym świecie staje wobec bodaj najbardziej dramatycznych zmian w swojej historii. Perspektyw dla globalnej, europejskiej i pomorskiej energetyki należy szukać, biorąc pod uwagę trzy punkty w czasie:
· 2020 rok – perspektywa charakterystyczna ze względu na rozwiązania unijnego Pakietu Energetyczno-Klimatycznego,
· 2030 rok – perspektywa ważna z punktu widzenia komercjalizacji czystych technologii węglowych,
· 2050 rok – perspektywa konieczna ze względu na amerykańskie/unijne deklaracje polityczne dotyczące budowy społeczeństwa wodorowego/bezemisyjnego.
Odpowiedź na pytanie o perspektywy energetyki otrzymamy już za kilka lat. Zadecydują o niej wyniki programu ratunkowego dla gospodarki amerykańskiej, w którym rozwój innowacyjnej energetyki (w tym podwojenie, w ciągu zaledwie trzech lat, produkcji energii ze źródeł odnawialnych) ma najbardziej fundamentalne znaczenie. Jest nadzieja, że energetyka (bezpieczeństwo energetyczne) przestanie być na świecie żerowiskiem dla polityków i sposobem „sprzedaży kosztów” przez korporacyjne przedsiębiorstwa.
Globalny kryzys gospodarczy (i amerykański sposób na jego pokonanie, mianowicie przeznaczenie 250 mld USD na innowacyjną/odnawialną energetykę z ogólnej wartości pakietu ratunkowego wynoszącej 787 mld USD), uruchamiający zmiany strukturalne, ma w całej historii energetyki status przypadku brzemiennego w skutki. Trafia on na grunt wytworzony przez dziesięciolecia przygotowań technologicznych, przyśpieszonych w USA i Europie w ostatnich kilkunastu latach przez reformy rynkowe w elektroenergetyce, polegające na odchodzeniu od formuły użyteczności publicznej i wprowadzaniu zasady dostępu do infrastruktury sieciowej – czyli na wyzwalaniu konkurencji.
Innowacyjność w energetyce
Sprawa powiązania ochrony środowiska naturalnego i innowacyjnej energetyki wymaga odrębnego komentarza. Konferencja Klimatyczna ONZ w Poznaniu (grudzień 2008) uwypukliła bardzo mocno spór o rzeczywisty wpływ CO2 na efekt cieplarniany. Konstruktywny wniosek z punktu widzenia bezpieczeństwa energetycznego jest taki, że efekt cieplarniany – niezależnie od tego, czy jest, czy go nie ma – napędza innowacje w energetyce (daje społeczne przyzwolenie na koszty związane z innowacyjnością). Innowacje w energetyce są zaś dobre same w sobie (w perspektywie etyki użyteczności), zwłaszcza kiedy kurczy się przyzwolenie dla wojen stanowiących w przeszłości poligon innowacyjności.
Dotychczasowy system bezpieczeństwa, ufundowany na imporcie przez rozwinięty świat ropy naftowej i gazu ziemnego z krajów mniej rozwiniętych oraz na wielkoskalowych technologiach węglowych stanowiących jedno z największych źródeł emisji CO2, musi być zastąpiony innym.
Postawienie na innowacyjność w energetyce w istniejących uwarunkowaniach (kryzys gospodarczy, wymagania dotyczące ochrony środowiska) oznacza potrzebę zmiany doktryny bezpieczeństwa energetycznego. Dotychczasowy system bezpieczeństwa ufundowany na imporcie przez rozwinięty świat ropy naftowej i gazu ziemnego z krajów mniej rozwiniętych oraz na wielkoskalowych technologiach węglowych, stanowiących jedno z największych antropogenicznych źródeł emisji CO2, musi być zastąpiony innym systemem. W nowym systemie podstawą będą lokalne zasoby odnawialne (w Polsce głównie zasoby rolnictwa energetycznego, gdzie istnieje ogromny potencjał wzrostowy związany z biotechnologiami, w obszarze zarówno zwykłego postępu uprawowego roślin energetycznych, jak i technologii GMO). Będą to także innowacyjne technologie służące wykorzystaniu lokalnych zasobów (ich przetwarzaniu do postaci energii wykorzystywanej na trzech rynkach końcowych – energii elektrycznej, ciepła i transportu) oraz umożliwiające intensyfikację wykorzystania istniejących w energetyce systemów technicz­nych (w szczególności sieci elektroenergetycznych). Taki kierunek jest bardzo prawdo­podobny, bo jest w interesie USA, które są (potencjalnie) absolutnym liderem w innowacyjnej energetyce. Tylko na tej ścieżce Stany Zjednoczone mogą bronić swojej pozycji zagrożonej przez Chiny i Indie, a jednocześnie podciąć finansowanie terroryzmu i niedemokratycznego świata
Relokacja ryzyka
Inną ważną sprawą, która nabiera szczególnego znaczenia w świetle bieżących doświadczeń, jest relokacja ryzyka z obszaru energetyki odnawialnej (rozproszonej, innowacyjnej) na obszar tradycyjnej elektroenergetyki wielkoskalowej, wysokoemisyjnej, o niskiej efektywności wykorzystania paliw kopalnych, z charakterystycznymi wielkimi przedsiębiorstwami. W nowych uwarunkowaniach dotychczasowe duże ryzyko regulacyjne związane z energetyką odnawialną (ograniczonym dostępem technologii umożliwiających efektywne wykorzystanie tych zasobów) szybko maleje. Natomiast ryzyko regulacyjne związane z energetyką wysokoemisyjną i importem paliw węglowodorowych szybko rośnie. W odniesieniu do energetyki węglowej ryzyko to wzrasta zwłaszcza ze względu na niepewność regulacji dotyczących sposobu internalizacji kosztów zewnętrznych emisji CO2. Z kolei elektrownie atomowe są obciążone wielkim ryzykiem związanym z regulacjami dotyczącymi bezpieczeństwa atomowego („Time”, 12 stycznia 2009).
Potrzebę uwzględnienia alokacji ryzyka unaocznia kryzys gospodarczy, zmieniający wyobrażenie o finansowaniu inwestycji w energetyce. Stało się jasne, że ryzyko udzielenia kredytu wielkiemu przedsiębiorstwu może być bardzo duże, bo przedsiębiorstwo takie nie jest, przy braku pomocy państwa, wolne od ryzyka bankructwa. Sytuacja rosyjskiego Gazpromu i amerykańskich gigantów samochodowych, takich jak General Motors, Chrysler i Ford, są tu bardzo pouczające. Przypadek amerykańskich gigantów samochodowych trzeba zresztą obecnie rozpatrywać nie tylko w aspekcie nieefektywności zarządzania wielkimi przedsiębiorstwami, ale także zmian strukturalnych w energetyce w ogóle. Wiąże się to w szczególności z tym, że rząd amerykański chce wykorzystać restrukturyzację przedsiębiorstw samochodowych do modernizacji technologicznej transportu i uniwersalizacji technologii energetycznych w ogóle (nowy samochód hybrydowy/elektryczny jest jej istotną częścią).
Zintegrowany rynek, czyli czego potrzebuje Polska
W nowej sytuacji w interesie Polski jest działanie na rzecz systematycznej budowy zintegrowanego rynku podażowo-popytowego, na którym będą konkurować inwestycje w: budowę elektrowni węglowych, atomowych i odnawialnych oraz użytkowanie energii elektrycznej. Trzeba przy tym uwzględnić, że cena energii elektrycznej z elektrowni węglowych, bez instalacji CCS (separacji i magazynowania CO2) u odbiorcy końcowego, to około 150 USD/MWh (są to szacunki własne, przy koszcie uprawnień do emisji CO2 – 40 euro/tonę). Cena energii elektrycznej z elektrowni atomowych u odbiorcy końcowego to około 180 do 230 USD/MWh (dane z przywołanego czasopisma „Time”, uzupełnione o szacunki własne w zakresie kosztów sieciowych). Natomiast cena energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych u odbiorcy końcowego to około 150 USD/MWh (szacunki własne). Prognozowana w USA wycena inwestycji zapewniająca zwiększenie efektywności energetycznej użytkowania energii elektrycznej to około 10 do 30 USD/MWh („Time”).
Jak podaje „Time”, obecny potencjał redukcji amerykańskich rynków końcowych energii, związany z inwestycjami w jej użytkowanie (przy zastosowaniu już istniejących/skomercjalizowanych technologii użytkowania), wynosi 50% w przypadku rynku ciepła, 50% w przypadku rynku transportu oraz 75% w przypadku rynku energii elektrycznej. Oczywiście w Polsce nie można wykorzystać bezpośrednio amerykańskiego oszacowania potencjału redukcji rynku energii elektrycznej. Po pierwsze, zużycie energii elektrycznej (chodzi o energię zużytą przez odbiorców końcowych, a nie wyprodukowaną) na mieszkańca w USA (12 MWh/rok) jest czterokrotnie większe niż w Polsce (3 MWh/rok). Po drugie, elektrochłonność amerykańskiego PKB jest dwukrotnie mniejsza od polskiej. Uwzględniając te dwa czynniki, można uznać, że polski potencjał redukcji rynku końcowego energii elektrycznej kształtuje się na poziomie około 40%. Jak widać, jest znacznie większy niż odpowiedni cel w Pakiecie Energetyczno-Klimatycznym 3 x 20.
Budowa zintegrowanego rynku podażowo-popytowego bardzo szybko wprowadzi Polskę na ścieżkę intensyfikacji wykorzystania sieci elektroenergetycznych. Ma to krytyczne znaczenie, bo doniesienia o rewolucji technologicznej nadchodzące z USA dotyczą nie tylko wytwarzania i użytkowania energii elektrycznej. Obejmują one coraz częściej obszar, który był omijany przez dziesięciolecia przez jakościowy postęp techniczny, czyli obszar sieciowy. Spektakularnym przykładem takiego potencjalnego postępu technicznego są koncepcje przekształcania linii prądu przemiennego (na wszystkich poziomach napięciowych) w linie prądu stałego za pomocą przekształtników tyrystorowych. Trzeba jednakże podkreślić, że uzyskany za pomocą takiego przekształcenia wzrost zdolności przesyłowych linii staje się tylko jednym z wielu dodatkowych rozwiązań innowacyjnych, umożliwiających przezwyciężanie kolejnych ograniczeń w elektroenergetyce i wykorzystywanie pojawiających się nowych szans.
W świetle przedstawionych danych i światowych trendów trzeba w Polsce skoncentrować się na stworzeniu podstaw pod integrację energetyki rozproszonej (wytwórczej) z elektroenergetycznymi rozdzielczymi sieciami w kontekście budowy nowej struktury bezpieczeństwa elektroenergetycznego: lokalnego (miast, gmin wiejskich) oraz indywidualnego odbiorców końcowych (przedsiębiorców i ludności). W nowej strukturze jest na przykład miejsce na biogazownie zintegrowane technologicznie ze źródłami kogeneracyjnymi, stanowiące drugi filar bezpieczeństwa elektroenergetycznego gminy wiejskiej, a dla operatora dystrybucyjnego jednocześnie źródło usługi zastępowalności inwestycji sieciowych. To oznacza, że innowacyjna energetyka nie tylko stwarza w Polsce warunki do nowoczesnej reelektryfikacji wsi, ale ponadto umożliwia jej efektywne zarządzanie.
Bardzo spektakularnym przykładem integracji uniwersalizujących się technologii energetycznych z rozdzielczymi sieciami elektroenergetycznymi jest przyszła sytuacja indywidualnego odbiorcy posiadającego samochód elektryczny. Samochód taki, wykorzystany jako źródło awaryjnego zasilania przy braku zasilania z sieci, może stać się drugim filarem indywidualnego (odbiorcy) bezpieczeństwa elektroenergetycznego. Jednakże potrzebne będzie zbudowanie sieci publicznych i indywidualnych (prywatnych) stacji ładowania samochodów elektrycznych, z wykorzystaniem do tego celu elektroenergetycznych sieci rozdzielczych. Stanie się to możliwe tylko wtedy, gdy ich wykorzystanie zostanie zintensyfikowane.
Pomorska asymetria
Przyszłość energetyczna Pomorza w dużym stopniu jest zależna od konsolidacji elektroenergetyki przeprowadzonej w Polsce w latach 2006–2007 i utrwalonej w 2008 roku. Generalnie konsolidację tę, zwłaszcza w świetle amerykańskiego programu pobudzenia gospodarki za pomocą energetyki innowacyjnej/odnawialnej, trzeba oceniać jednoznacznie negatywnie. Od początku było widoczne, że przyczyn jej wprowadzenia trzeba szukać nie gdzie indziej, jak tylko w interesach politycznych i korporacyjnych.
Teza o potrzebie stworzenia narodowego silnego przedsiębiorstwa w postaci Polskiej Grupy Energetycznej, zdolnego do konkurencji z przedsiębiorstwami unijnymi i ochrony polskiego rynku przed konkurencją, nie miała żadnego uzasadnienia. Za brakiem zasadności tej tezy przemawiają praktyczny brak transgranicznych importowych zdolności przesyłowych już około 2012 roku (poza potencjalnymi zdolnościami na przekroju wschodnim) i narastający wewnętrzny deficyt Polski w zakresie mocy wytwórczych oraz paliw dla elektroenergetyki. Natomiast bardzo szybko PGE osiągnęła dominującą pozycję na rynku krajowym, ze wszystkimi negatywnymi konsekwencjami tego faktu (wzrostem cen hurtowych energii elektrycznej).
Wielka asymetria skonsolidowanych przedsiębiorstw (duża nadwyżka zdolności wytwórczych w PGE, bardzo duży ich deficyt w Enerdze), stanowiąca w gruncie rzeczy poważny błąd metodyczny, stworzyła jakościowo nową sytuację, która oprócz negatywnych konsekwencji ma uboczną stronę pozytywną. Mianowicie, po raz pierwszy w historii polskiej elektroenergetyki korporacyjnej powstały przedsiębiorstwa o bardzo różniących się interesach. W wyniku tego pojawiło się przedsiębiorstwo (ENERGA), którego interes polega na przyspieszaniu rozwoju energetyki rozproszonej w terenie, na którym ono działa. A to oznacza dla Pomorza szansę, której dotychczas nie było.
Dwie zasygnalizowane wyżej sytuacje (biogazownia, samochód elektryczny) pokazują, że tracą na znaczeniu technologie dedykowane tylko bezpieczeństwu elektroenergetycznemu (awaryjne agregaty prądotwórcze, redundantne linie elektroenergetyczne, transformatory oraz inne urządzenia rozdzielczo-sieciowe). Zyskują technologie integrujące zdolność do pracy podstawowej z użytecznością w stanach awaryjnych. Źródło kogeneracyjne zasilane z biogazowni, mające dyspozycyjność ponad 8000 h/rok, jest pod względem niezawodności porównywalne z zasilaniem z wiejskiej sieci elektroenergetycznej nN (niskiego napięcia). Z kolei samochód elektryczny będzie dobrym źródłem zasilania w wyjątkowych sytuacjach – wtedy, gdy odbiorcy będzie to najbardziej potrzebne, np. w czasie blackout -u. Koszty takiej struktury bezpieczeństwa łatwo minimalizować na poziomie wynikającym z „przeciwbieżnych” działań.
„Złoty trójkąt” – energetyczna szansa dla regionu
To wszystko sprawia, że Pomorze musi, razem z ENERGĄ, rozpocząć (pilnie) poszukiwanie nowego paradygmatu budowy bezpieczeństwa zasilania odbiorców w energię elektryczną, konwergentnie powiązanego z systemem bezpieczeństwa energetycznego w całości. Jest już zrozumiałe, że regionalny rynek bezpieczeństwa energetycznego musi obejmować: paliwa (i zasoby energii odnawialnej), technologie wytwórcze (i ogólnie przetwórcze), sieci elektroenergetyczne, sieci gazowe, zasobniki energii (w tym energii elektrycznej), użytkowanie energii. Rynek bezpieczeństwa energetycznego musi ponadto łączyć, a nie dzielić trzy rynki końcowe: energii elektrycznej, ciepła i paliw transportowych.
Pomorze musi rozpocząć (pilnie) poszukiwanie nowego para dyg ma tu budowy bezpieczeństwa zasilania odbiorców w energię elektryczną, konwergentnie powiązanego z systemem bezpieczeństwa energetycznego w całości. Rynek bezpieczeństwa energetycznego musi ponadto łączyć, a nie dzielić trzy rynki końcowe: energii elektrycznej, ciepła i paliw transportowych.
Po okresie konwergencji nastąpi zapewne nowy podział rynku bezpieczeństwa energetycznego i ukształtuje się inny od dotychczasowego segment bezpieczeństwa elektroenergetycznego. Zadanie to trzeba podjąć w ramach „złotego trójkąta” (biznes, samorządy, nauka), z odpowiedzialnym (na nowo ukształtowanym) udziałem polityków i mediów. Pod tym względem Pomorze ma na pewno dużą szansę, jedną z największych w Polsce. Gminne centra energetyczne, wykorzystujące lokalne zasoby energii odnawialnej, powinny się wkrótce stać znakami firmowymi bezpieczeństwa energetycznego pomorskich gmin. Centra te należy widzieć jako sposób na aktywizację gospodarczą gmin rolniczych, zwłaszcza w okresie kryzysu (na wzór strategii amerykańskiej).
Gminne centra energetyczne, wykorzystujące lokalne zasoby energii odnawialnej, powinny się wkrótce stać znakami firmowymi bezpieczeństwa energetycznego pomorskich gmin.
Trzeba pamiętać, że w przypadku innowacyjnej energetyki i rolnictwa energetycznego 90% przychodów ze sprzedaży energii elektrycznej pozostanie w regionie i przychody te są osiągalne bardzo szybko, co wynika z krótkiego okresu inwestycji. Ponadto, innowacyjna energetyka i rolnictwo energetyczne stanowią obszar najszybszego rozwoju technologicznego osiągalnego w regionie (w segmencie dóbr inwestycyjnych, biotechnologii, paliw drugiej generacji oraz zarządzania sieciowego wykorzystującego technologie internetowe). W przypadku elektrowni atomowych 80% przychodów ze sprzedaży energii elektrycznej trafi z wyprzedzeniem kilkunastoletnim poza Polskę, głównie do dostawców dóbr inwestycyjnych. Ponadto inwestycje te nie spowodują w Polsce żadnego istotnego postępu technologicznego (wywołają go w innych krajach – tych, w których są zlokalizowane przedsiębiorstwa dostarczające dobra inwestycyjne i paliwo dla elektrowni atomowych).
Pomorze ze swoją szansą na wytworzenie „złotego trójkąta” (z biznesem w postaci przedsiębiorstw takich jak: ENERGA, Pomorska Spółka Gazownictwa, a także LOTOS) może stworzyć pierwszą w Polsce regionalną infrastrukturę paliw drugiej generacji (gazowych i płynnych). W tym obszarze, szczególnie w zakresie upraw energetycznych, nauka musi pilnie i znacznie lepiej zbadać potencjał fotosyntezy. Produkcję roślin energetycznych i technologie ich przetwarzania na paliwa należy uznać za jeden z najbardziej obiecujących kierunków rozwojowych w energetyce. Na razie nawet tak podstawowe badania, jak te dotyczące wpływu liści roślin zielonych na ich zdolność do asymilacji węgla z dwutlenku węgla, są dopiero w początkowej fazie.
Proste koncepcje – dalekosiężne skutki
Z bardzo prostych koncepcji mogą wynikać dalekosiężne skutki dla Pomorza – regionu o dużym potencjale w obszarze innowacyjnej energetyki i rolnictwa energetycznego. Jedną z takich koncepcji jest potraktowanie ogniwa fotowoltaicznego i biomasy jako przetworników energii słonecznej i porównanie ich wydajności energetycznej. Jednostkową roczną energię słoneczną charakterystyczną dla Pomorza można szacować na około 9 GWh/ha; przy tym osiągalna obecnie efektywność wykorzystania tej energii za pomocą ogniw fotowoltaicznych wynosi około 10%. Z kolei osiągalna w procesie zgazowania, z wykorzystaniem fermentacji biologicznej, produkcja energii pierwotnej z roślin energetycznych (np. buraka energetycznego) wynosi około 80 MWh/ha i ma bardzo wielki potencjał wzrostowy (w kontekście zjawiska fotosyntezy). Dalej, sprawność energetyczna wykorzystania biometanu w produkcji skojarzonej (energii elektrycznej i ciepła) wynosi około 85% (35% + 50%), czyli jest 8,5 razy większa niż efektywność wykorzystania energii słonecznej za pomocą ogniw fotowoltaicznych. To dowodzi, że nauka musi w najbliższym czasie wskazać użyteczne dla praktyki gospodarczej Pomorza kierunki rozwojowe o podstawowym znaczeniu w obszarze innowacyjnej energetyki i rolnictwa energetycznego.
Pozostają jeszcze regulacje prawne, w szczególności te wychodzące poza obszar ustawy – Prawo energetyczne, potrzebne do realizacji nowych koncepcji, stymulujących zarówno budowę oddolnego bezpieczeństwa energetycznego, jak i równowagę popytowo-podażową. Jedna z takich koncepcji mogłaby polegać na wykorzystaniu formuły inwestycji pożytku publicznego występującej w ustawie – Prawo budowlane. Za pomocą tej formuły można by znacznie uprościć problemy lokalizacyjne w odniesieniu do źródeł odnawialnych, stanowiących oddolny filar bezpieczeństwa elektroenergetycznego miast i gmin wiejskich oraz umożliwiających ich indywidualny zrównoważony rozwój (w kontekście celów Pakietu 3×20 nałożonych na kraje członkowskie).
Podkreśla się, że dopiero taki rozwój energetyki odnawialnej – rozłożony w miarę równomiernie na miasta i gminy wiejskie – jest właściwy z punktu widzenia upodmiotowionego społeczeństwa (społeczeństwa wiedzy). Jest on całkowicie przeciwny do realizowanego obecnie w Polsce współspalania biomasy w wielkich elektrowniach kondensacyjnych czy też do planów budowy elektrowni atomowych, Do operacjonalizacji omawianego zastosowania formuły inwestycji pożytku publicznego można by wykorzystać benchmarking elektrochłonności/energochłonności (województw, miast i gmin wiejskich). Benchmarking taki, w powiązaniu z zasobami energii odnawialnej województw, miast i gmin wiejskich, powinien być w szczególności bazą do skonstruowania (już w 2009 roku) rządowego dokumentu, który określi zasady (model biznesowy) alokacji polskich celów Pakietu 3×20.