czwartek, listopada 22, 2007

Rozmyślania przy ocenie wielkości odnawialnych zasobów energii w Polsce

Morduję się, nie po raz pierwszy zresztą, z szacowaniem wielkości odnawialnych zasobów energii i ich potencjału, i mam okazję wrócić do roboty, którą wykonałem 8 lat temu przy okazji przygotowywania Strategii rozwoju energetyki odnawialnej. Wtedy wydawało mi się, że to już będzie raz ostatni raz kiedy z poziomu kraju taki bilans zasobów jest wykonywany, a pozostało tylko doprecyzowanie ich wielkości na szczeblu lokalnym/regionalnym. Uważałem bowiem, że po wcześniejszych akademickich analizach potencjałów odnawialnych zasobów energii , należało przestać gadać o „możliwościach ich wykorzystania”, ale zwyczajnie zacząć je wykorzystywać. Myślałem też, że potencjały techniczne tych zasobów są ówcześnie na tyle dobrze określone (choćby przez analogie do skali udokumentowania zasobów paliw kopalnych) i stabilne (nie zmniejszające się przynajmniej w takim zakresie jak zasoby geologiczne paliw kopalnych), że nie będzie uzasadnienia do ich szybkiej weryfikacji. Myliłem się zarówno co do jakości oceny statystycznej jak i dynamiki zmian wielkości realnie dostępnych odnawialnych zasobów energii.

Niektóre z rozbieżności z rzeczywistością są mi sympatyczne, w takim sensie ze nawet cieszę się, że się myliłem. Cieszę się np. z tego, że potencjał biogazu rolniczego jest większy niż nawet myślałem. Już wtedy w Niemczech pojawiały się pierwsze biogazownie czysto rolnicze (w przeciwieństwie do różnych „utylizacyjnych”) na substraty w postaci kiszonek z upraw rolniczych, ale nie mogłem uwierzyć, że w sytuacji gdy jest tyle niewykorzystanych mokrych odpadów organicznych (możliwych do pozyskania po „”ujemnym” koszcie), komukolwiek na dłuższą metę i bez specjalnego wsparcia będzie się opłacało jako hodować specjalne rośliny jako substytut tego co może być dostępne za darmo. Przeceniałem wielkość podaży biomasy z lasów a nie doceniałem (z różnych powodów zresztą) możliwości rolnictwa. Największym problemem metodycznym było sprowadzenie do wspólnego mianownika oceny różnych rodzajów odnawialnych zasobów energii, a w szczególności tych odnawialnych w cyklu rocznym z tymi o charakterze długookresowym i zakumulowanych jakimi są zasoby geotermalne. Ten problem zresztą nie jest rozwiązany do dzisiaj i jest źródłem wielu kontrowersji, nieporozumień i dysproporcji w priorytetach i promocji wykorzystania poszczególnych zasobów. Największym moim przeoczeniem, było chyba jednak niedocenianie możliwych ograniczeń przestrzennych i środowiskowych. Sądziłem, że dostęp do potencjału odnawialnych zasobów energii nie jest barierą a przeszkód w wykorzystaniu tego bezkresnego oceanu energii upatrywałem tylko w kosztach technologii i ich wtedy niższych niż obecnie sprawnościach. Okazuje się że koszty technologii nie tylko że się obniżyły, ale stały się europejskie a nawet światowe i nie ma konieczności ich głębokiego badania w Polsce, ale zasoby trzeba policzyć od nowa.

Myliłem się też w ocenie możliwości wykorzystania zasobów do 2010r. Co prawda udziały energii ze źródeł odnawialnych jakie przewidywałem na 2010r. zarówno w produkcji energii pierwotnej (7,5%) jak i w produkcji energii elektrycznej (też 7,5%) oraz to, że biomasa zapewni prawie 95% ww. udziałów nie będą znacząco odbiegały od stanu jaki prawdopodobnie będzie miał miejsce za 2-3 lata, ale w innych miejscach prognozy rozbieżności ze stanem faktycznym będą znaczące. Nie chciało mi się wierzyć, że komukolwiek przyjdzie do głowy współspalać biomasę z węglem w elektrowniach i wykorzystywać jedynie 30% (lub mniej) jej wartości energetycznej. Nie sądziłem, że z jeszcze niższą efektywnością biomasa (rzepak) w znacznie większym zakresie będzie wykorzystywana do produkcji biodiesla i że to wpłynie na osłabienie wykorzystania dużo większego potencjału surowcowego i gospodarczego bioetanolu.

Z dużo większą zatem ostrożnością muszę teraz podchodzić do oceny zasobów i zakresu ich wykorzystania w drugiej dekadzie XXI wieku. Wiem, że część z moich ówczesnych niedopatrzeń wynikła z mało zoptymalizowanego systemu pomocy publicznej i instrumentów wsparcia, które wypaczyły racjonalne proporcje. Sądzę że system ten się zmieni, a w raz z wykorzystaniem tych najprostszych rezerw odnawialnych zasobów energii zwycięzcami przyszłej dekady stanie się właśnie biogaz rolniczy i rolniczo-utylizacyjny (wykorzystany do produkcji energii elektrycznej ciepła i jako paliwo w transporcie) oraz energia słoneczna termiczna. Czyli ostatni będą pierwszymi? Z przyczyn środowiskowych i efektywnościowych „nie lubię” biodiesla. Zaczynam jednak też wątpić w teoretycznie znacznie efektywniejsze biopaliwa drugiej generacji. Sporo dała mi do myślenia krótka synteza wstępnych wyników oceny LCA (w całym cyklu życia) biopaliw drugiej, uzyskana od Pani Ewy Gańko – osoby biorącej bezpośredni udział w ww. badaniach ramach projektu UE RENEW. Okazuje się że znane mi osobiście z początkowego etapu projektu entuzjastyczne tezy dotyczące rzekomo znikomego wpływu biopaliw drugiej generacji na środowisko niekoniecznie znajdują potwierdzenie i konieczna jest kolejna korekta moich wcześniejszych przemyśleń. Będzie to zapewne ostatnia dekada boomu na energetykę wiatrową, kiedy niezwykle rozwinięta technologia będzie się starała skompensować coraz trudniejszy w sensie przestrzennym dostęp do zasobów energii wiatru.

Czy jednak ktoś kto tak często się myli jak ja może prognozować? Może czasami warto się mylić? W jednym z poprzednich postów pisałem, że dotacja NFOSiGW na wiercenia geotermalne w Wyższej Szkole Medialnej w Toruniu stanie się nie odblokowaniem finansowania, ale antypromocją geotermii. Nie dalej jak dzisiaj usłyszałem dowcip: „obecny premier pyta poprzednią wicepremier dlaczego zostawiła tak dużą dziurę budżetową; wicepremier odpowiada: to nie dziura, to odwierty geotermalne”. Miałem rację? Pewnie tak, ale jakoś tak całkiem wesoło z tego powodu mi nie jest. Pamiętam też jak poprzedni premier mówił o poprzednim prezesie banku centralnego, że „to osoba która zawsze się myliła”. Ale ja przynajmniej bardziej wierzyłem temu co się mylił i robił swoje niż temu nieomylnemu, który przez okres mojej poprzedniej nieprecyzyjnej prognozy niewiele robił tylko krytykował. Analogicznie w biznesie; jest taka niepisana (choć nie zawsze stosowana w praktyce) zasada, że warto przyjmować do pracy managerów którzy popełnili poważne błędy w innej firmie, nawet doprowadzili ją do bankructwa, bo będą ostrożniejsi i wzbogaceni już praktyczną nauką w tej nowej.

A może jakaś rozmowa czy szansa na szerszą wymianę poglądów ze specjalistami, których te wieczorne dywagacje zainteresują zmniejszy nie tylko mój ból głowy, ale i pozwoli na wypracowanie lepiej wyważonego poglądu na kwestie ocen zasobów i realnych możliwości ich wykorzystania do 2020r? Zapraszam zatem i do narażenia się na krytykę i nie bania się popełnienia błędów, przynajmniej na etapie teoretycznej analizy.

5 komentarzy:

NDR pisze...

1. Mnie najbardziej frapuja roznice w oszacowaniu potencjalu geotermalnego Polski, gdzie zaleznie od opracowania zdarza sie, ze pojawia sie kilka dodatkowych zer i wartosci setek EJ. Z nie do konca oczywistych dla mnie powodow jest to dziedzina wyjatkowo kontrowersyjna i pelna kreatywnych zabiegow ksiegowych.
2. Odnosnie biopaliw to ciezko nie mowic tu o samym transporcie, poniewaz zapomina sie o kolejnym ogniwie w tym wysoce nieefektywnym lancuchu, a mianowicie silniku spalinowym. Pojazdy elektryczne nawet napedzane elektrycznoscia wyprodukowana z tej samej biomasy (chocby wlasnie poprzez zgazowanie) beda duzo wydajniejsze glownie ze wzgledu na mniejszy koszt energetyczny wyprodukowania paliwa, wyzsza sprawnosc silnika elektrycznego i mozliwosc odzysku energii podczas hamowania. Za tym idzie takze oszczednosc na wszystkich czesciach potrzebnych jedynie w pojazdach spalinowych (filtrach, olejach, skrzyniach biegow, etc), eliminacja potrzeby utrzymywania kolejnej sieci dystrybucji energii (przy okazji warto pamietac, ze etanol ma inne wlasciowosci fizyncze niz benzyna) . Dla pojazdow elektrycznych wymagana bylaby jedynie rozbudowa infrastruktury przesylowej, jednak funkcjonowanie w trybie Vehicle-to-grid czesciowo rekompensuje taka inwestycje.
3. Czy CSP w Polsce ma szanse na wiekszy rozwoj? Prawde mowiac watpie, aby klimat mial sie zmienic na mniej pochmurny.
4. Odnosnie energetyki wiatrowej, to wprawdzie obecnie faktycznie widac pewien okres wyhamowania postepu i dojrzewania tej dziedziny, ale bardzo mozliwe, ze badania nad wykorzystaniem wiatrow na duzych wysokosciach przyniosa pozytek i po raz kolejny trzeba bedzie zmieniac wyliczenia potencjalu. ;)

Grzegorz Wiśniewski pisze...

Doczekalem sie w koncu ciekawego komentarza! W szczegolnosci ciekawy do dalszej dyskusji wydaje mi sie p. 2. Chyba rzeczywiscie silniki Otto i Diesla, obecnie usprawnione przez przemysl motoryzacyjny, ktory nie szczedzi grosza na badnia naukowe, prawie do granic swoich teoretycznych możliwości (sprawności swoich cykli termodynamicznych), niewiele juz można dalej poprawić, choć ich ogolna sprawność w calym cyklu (well to wheel, a nawet -road) dalej niewiele przekracza 10%. Otwarte jest tylko pytanie, czy w przyszlosci (ale nie 5-10 lat, tylko raczej 15-20, albo i dalej) zostana zastapione napedami elektrycznymi, slonecznymi czy ogniwami wodorowymi.

Ale skoro temat dotyczy oceny zasobow, to na razie porzuce wątak transportowy i wroce do meritum, czyli p. 1 i p. 4 powyszego komentarza. Brak jest w kraju systematycznej ewidencji odnawialnych zasobów energii i ich rozmieszczenia, a różne grupy interesu nie są zainteresowane rzetelnym podawaniem informacji. Powoduje to z jednej strony podważanie szacunków, dotyczących całkowitej wielkości zasobów, jak i np. wyolbrzymianie wielkości poszczególnych ich rodzajów, choćby ze względu na chęć przyciągnięcia kapitałów publicznych (np. w postaci dotacji czy innych instrumentów wsparcia) oraz prywatnych. Stad wynikaja zasadnicze klopoty interpretacyjne i w konsekwencji brak zaufania do energetyki odnawialnej, bo "skoro te zasoby takie wielkie to dleczego nie sa wykorzystywane?".
Ale tkwi tu tez realny problem metodyczny: rozróznienie zasobow teoretycznych, technicznych, ekonomicznych i rynkowych. Zdarza sie bowiem, ze "kilogramy sa porownywane z metrami", a wtedy mozna miec tylko awanture, a nie dyskusję i podstawe do podejmowania decyzji. Pomimo mojej niecheci do ciagłych, "papierowych" ocen, jest to niezbedne, do podejmowania jakiejkolwiek odpowiedzialnej decyzji politycznej, strategicznej czy inwestorskiej. Zreszta nie znam zadnego rzadu czy powaznego inwestora, ktory podjalby decyzje o budowie np. kopalni jezeli nie ma udokumentowanych zasobow. To co moglbym w tej sprawie (ocen odnawialnych zasobow energii) poradzic, to raczej zwolnic z tego obowiazku rządy (to nie na ich głowy, za trudne), a poprosic o pomoc loklane i regionalne samorzady terytorialne, ktore zrobią to lepiej, z poszanowaniem wymogow ochorny srodowiska, a krajowa mapa zasobow, moglaby byc suma tych lokalnych mapek. To bylaby tez doskonala pomoc dla inwestorow i jednoczesnie droga do poprawienia efektywnosci i konkurencyjnosci OZE.
Grzegorz Wisniewski

NDR pisze...

Pelna zgoda co do roli gmin. Mysle, ze nawet element konkurencji pomiedzy poszczegolnymi gminami moglby zaowocowac rywalizacja na polu "kto ma wiekszy potencjal". Czesto to wlasnie male gminy wykazuja sie wizjonerstwem, ktorego oczekiwalibysmy po politykach na najwyzszych szczeblach wladzy.

Odnosnie biopaliw to pozwole sobie delikatnie rozwinac ten temat na kwestie "ile ha ziemi potzeba, aby napedzic pojazd" i porownanie wydajnosci fotosyntezy do fotowoltaiki.
Przyjmijmy za wikipedia (en.wikipedia.org/wiki/Biodiesel#Yields_of_common_crops), ze z soji uda sie uzyskac 375 kg/ha oleju, ze slonecznika 800 kg/ha z rzepaku 1000 kg/ha a olej palmowy da nam rekordowa produkcje 5000kg/ha. W porownaniu do fotowoltaiki daje to wydajnosc energia slonca/energia paliwa rzedu 0,01-0,06% i jedynie olej palmowy ma wydajnosc rzedu 0,23%. Nawet "zwykle" panele PV osiagaja 15%, a CSP moga osiagac nawet 30% i wiecej . W ten sposob wracamy do transportu i kwestii wiekszej wydajnosci pojazdow elektrycznych. Czy warto poswiecic 500ha rolnej ziemi na uprawe rzepaku, jesli ta sama ilosc energii ("na kolach") uzyskalibysmy z 1ha paneli fotowoltaicznych (ktore zamontowac mozemy praktycznie wszedzie). Mysle, ze rosnace ceny zywnosci sa wystarczajaca odpowiedzia na to pytanie.
Nie chcialbym byc zle zrozumiany. Biomasa ma ogromny potencjal, ale z pewnoscia uzywanie produktow roslinnych do napedzania samochodow jest ogromnym marnotrastwem. Biogaz tak, spalanie biomasy i odpadow produkcyjnych (chocby w microCHP) tak, ale biopaliwa do napedu pojazdow nie powinny byc traktowane jako przyjazne srodowisku rozwiazanie.
Nie chcialbym odbiegac zbytnio od tematyki "potencjalu", wiec z pozostalymi przemysleniami na temat transportu chwilowo sie wstrzymam.

GDP pisze...

Witam!

Czy ceny zywności mają jakikolwiek związek z areałem upraw skoro podobno mamy w Europie nadprodukcję żywności?

Moje obawy przed wprowadzaniem upraw energetycznych to raczej intensyfikacja eksploatacji ziemi, kosztem jej wyjałowienia oraz zanieczyszczania środowiska pestycydami (ochrona monokultur) i nawozami. Czy nie lepiej, z punktu widzenia rozwoju zrównowazonego, zostawić nadmiat ziemi odłogiem, w celu umożliwienia odbudowy struktury gleby i wzrostu bioróznorodności?

Grzegorz Wiśniewski pisze...

Witam, w szczególności GDP i przepraszam, ze nie moglem wczesniej wrócić do tego juz nie najnowszego wpisu z "rozmyślaniami" i pytań w ostatnim komenatrzu. A pytania są pierwszej klasy i sam jakbym tylko mógł (i chciał kogoś zagonić do cieżekij pracy:) to bym je jako pierwszy zadał :).

W sprawie związku ceny żywności z areałem upraw energetycznych, wypowedziało sie już wiele instytucji, w tym kilka tak "szcownych" jak OECD (to w tym opracowaniu bodajże pojawiło sie łatwo rozprzestrzeniajace się stwierdzenie, że "od biopaliw w UE i USA to ludzie w krajach rozwijających sie z głodu umierają) czy Komisja Rolnictwa Parlamentu Europejskiego (jak bedzie potrzeba to poszukam linków). Ale pytanie GDP jest tu o tyle zasadne, ze w tych róznych opracowaniach i uchwałach itp, nie ma zacytowanych wyników bardziej całościowych badań naukowych na ten temat. Chyba najabrdziej udokumentowany jest tu raport Lestera Browna z Washington's Earth Policy Institute, ktorego fragmenty były też publikowane w Europie (w "Agra Europe", chyba w ubiegłym roku) i z tego opracowania w jakims zakresie korzystał też Parlament Europejski (tu opieram sie też na wypowiedzi p. Posła Janusza Wojecechowskiego, na seminarium w ramach projektu REFUEL w październiku '2007; niektóre materialy z tego semianrium sa dostępne pod adresem http://www.ieo.pl/downloads.html). Brown dowodził miedzy innymi, że w latach 2000-2006 zapotrzebowanie na zboża konumpcyjne i paszowe na swiecie wzrosło o 24 mln ton, a popyt na zboża do produkcji bioetanolu tylko w USA zwiększył sie w tym czasie o 2 mln ton, co w efekcie np. roczne skoki cen zbóż wynisły nawet powyzej 20%, rocznie, a jeszcze bardziej spektakularne są wzrosty ceny kukurydzy ze 100 do 150 USD/t), a t to np. bardzo silnie przekałada sie na wzrost cen pasz i np. ceny drobiu, itd. Choc pytanie GDP dotyczy UE, to w systemie handlu swiatowego jest proste przełozenie cen pasz i zywnosci w USA na te w UE.

UE tez nie jest "bez grzechu" w sprawie wzrost cen żywnosci, ale głownie z powodu biodiesla rzepakowego. W związku z rosnacym zapotrzebowaniem na to biopaliwo, rosnie uzalezenienie UE od importu olejow roslinnych. Mowi sie (jeden z ostatnich numerow Przemysłu Spożywczego), ze w latach 2006/2007import ten wzrosł do 10 mln ton (50% zapotrzebowania), a ceny wzrosly z ok. 480 do 650 Euro/tonę.
Czyli także z "nadprodukcją żywności" w UE jest różnie w różnych okresach i w różnych asortymentach (to już taka specyfika rynków rolnych, a może nawet wszytskich rynków), a jednocześnie jest wiele przesłanek (i brak 100% pewności) że zwiększanie areału plantacji energetycznych w takich zakreach jak dotychczas, już wplywa na ceny żwyności (nawet jeżeli jeszcze trudno o jakieś poważniejsze uogólnienia).

Co do odłogowania ziem; to co zostalo opisane przez GDP, to w zasadzie model gospodaratwa ekologicznego, kiedy ziemia co jakiś czas "odpoczywa", aby odbudować swoją strukturę i żyzność. Jesli dobrze pamietam nomenklaure, takie czasowe odłogowanie stanowi "ugory" i mamy ich w Polsce ok 400 tys ha (podobnie jak nieuzytkow, ktore jest już niezwykle trudno wykorzystac na cele energetyczne. Czytam nieraz na roznych forach, jak entuzjasci wykorzystania bioamsy na cele energetyczne na szersza skale (3-4 mln ha) są zgorszeni że "tyle ziemi sie marnuje" i zdaje sie że mysla w ten sam sposob o nieuzytkach i o ugorach, podczas gdy te pierwsze do proukcji biopaliw sie nie nadaja, a te drugie idelanie wpisuja sie w model rolnictwa ekologicznego i bardziej ekstensywnego. Rzeczywscie, ich areał może się bardzo skurczyć w modelu rolnictwa intensywnego i nastawionego na biopaliwa. Zmiejszenie powierzchni ugorów, to niestety nie tylko mozliwosc pewnego (to nie najlepsze gleby) zwiększenia produkcji rolnej i to niekoniecznie do utrzymania w dłuższym okresie, ale też powazne straty zasobow glebowych i bioróżnorodności.
Niestety w prosty sposob tych zysków i strat nie potrafię wycenic, ale skłanialbym sie do odpowiedzenia "tak" na pytanie czy nie lepiej zostawić ugory, przynajmniej do czasu az nie bedzie takiej konieczności (odpukać, walka o ropę przy braku alernatywy).