poniedziałek, stycznia 07, 2008

Ewolucja czy rewolucja energetyczna, czyli w co długoterminowo inwestować?

Patrząc w energetyczną przyszłość nasza uwaga jest obecnie skupiona, przez analogię do socjalistycznych „planów pięcioletnich”, na unijnych „dziesięciolatkach”. Przemysł patrzy na realizacje zobowiązań do roku 2010, Komisja Europejska za parę dni przedstawi projekt dyrektywy z celami dla energetyki odnawialnej i efektywności energetycznej oraz redukcji emisji CO2 na 2020 rok i zaczynie się dyskusja o sposobach ich realizacji w drugiej dekadzie, ale na horyzoncie pojawiają się wstępne wizje sięgające 2050 r., jak choćby perspektywa z jakiej na problematykę ograniczenia zmian klimatu patrzono na szczycie w Bali (50% ograniczenia emisji gazów cieplarnianych do roku 2050 r., w stosunku do roku 1990).

Długookresowe cele wydaja się mieć niewielkie znaczenie praktyczne. Zazwyczaj jednak jest łatwiej je uzgodnić niż te krótkookresowe (to kwestia taktyki i polityki), a ponadto dzięki nim lepiej zrozumieć znaczenie techniki, innowacji, czy zdolności naszej psychiki do akceptacji daleko idących zmian w przełomowym momencie w jakim niewątpliwe się już znajdujemy. Okres w który weszliśmy próbuje się od kilku lat nazwać jako „oil peak” (nawet nie przesądzając czy moment przekroczenia odkrywania nowych zasobów paliw węglowodorowych w stosunku do ich zużycia rzeczywiście już nadszedł). Dyskusje tego typu trudno byłoby jednak podjąć i szerzej zainteresować, gdyby nie dodatkowe i trochę doraźne czynniki psychologiczne i ekonomiczne, takie jak np. przekroczenie magicznego progu 100 USD za baryłkę ropy, z którą to ceną weszliśmy w 2008 r. i która będzie ciągnęła w górę ceny innych paliw. W krajowych warunkach pewnym szokiem dla odbiorców energii od 1 stycznia 2008 jest też próba odejścia od taryfowania cen energii elektrycznej, a dla wytwórców energii z węgla – ograniczanie limitów emisji CO2 do 2012 o 26% w stosunku do wcześniejszych rządowych planów. Najprostsza i logiczna zarazem konstatacja tego faktu prowadzi do wniosku, że o tyle właśnie procent powinien wzrosnąć obecny udział energii z OZE w sprzedaży energii elektrycznej, aby nie trzeba było kupować uprawnień do emisji zagranicą. To jest z pewnością temat do poważnej dyskusji. W tym kontekście merytorycznej krytyki wymagają tez formułowane w różnych środowiskach scenariusze rozwoju krajowej energetyki nazywane jako „czystego węgla”, „gazowy”, „jądrowy” czy nawet „importu energii”. Choć jeszcze nie udało się do świadomości energetyków i świadomości społecznej wprowadzić scenariusza np. „wiatrowo-biogazowego”, to wydaje się że jest dobry moment aby tego typu inicjatywy w sposób przemyślany zgłaszać i w świetle krytyki umacniać je, jako realną alternatywę gospodarczą.

Z tego typu problemami, nie tylko od strony merytorycznej, ale i psychologicznej, zmagałem się jeszcze w grudniu 2007 r., próbując z zespołem określić w ekspertyzie dla Ministerstwa Gospodarki zarówno możliwości jak i uwarunkowania osiągnięcia ok. 20% udziału energii z OZE w zużyciu energii finalnej w Polsce w 2020 r.. Zresztą o „cierpieniach” z tego powodu pisałem już w wcześniej na blogu http://odnawialny.blogspot.com/2007/11/. Teraz napiszę tylko tyle, że takie wyzwanie otwiera i daje możliwości opcjom technologicznym, które w krótkiej perspektywie i „normalnym” myśleniu opartym na kontynuacji trendów a nie na przełomie, też wymuszeniu prawnym i uwzględnieniu swego rodzaju rewolucji technologicznej i kryzysu energetycznego, nie byłyby wzięte poważnie pod uwagę.

Nie wydaje się zatem bałamutnym zajęciem patrzenie jeszcze dalej, gdyż na 2020 r. świat się nie kończy. W październiku ub. roku, międzyparlamentarna grupa ds. energetyki odnawialnej Parlamentu Europejskiego, zanim podjęła uchwałę i wypowiedziała się w sprawie celów rozwoju energetyki odnawialnej na 2020 r. http://www.eufores.org, zapoznała się ze scenariuszem rozwoju energetyki do 2050 zeprezentowanym przez dr Krewitt’a z DLR www.eufores.org/uploads/media/Wolfram_Krewitt_01.ppt. Zdaniem Krewitt’a potencjał techniczny odnawialnych zasobów energii przekracza 210 EJ i jest trzykrotnie wyższy od obecnego zużycia energii w UE i możliwe jest osiągnięcie już 50% udziału energii elektrycznej z OZE w produkcji energii elektrycznej w UE w 2020 r. i 80% udziału w 2050 r.

Także na bazie studium DLR pod wiele mówiącym hasłem „energy [r]evolution”, Greenpeace International wspólnie z Europejską Rada Energii Odnawianej - EREC, prowadzi kampanię uświadamiająca, że odnawialne źródła energii razem efektywnością energetyczną, mogą zaspokoić połowę światowego zapotrzebowania na energię do 2050. Opracowanie „[R]ewolucja energetyczna - prognoza zrównoważonego rozwoju energii dla świata”, pokazuje, jak w tym czasie można zredukować globalną emisję gazów cieplarnianych o blisko połowę a równocześnie zagwarantować dostawę energii po przystępnej cenie i utrzymać stabilny wzrost gospodarczy www.greenpeace.org/poland/wydarzenia/wiat/rewolucja-energetyczna . W jednej z badanych najbardziej wyrazistych analizowanych scenariuszy, przy współdziałaniu efektywności energetycznej i OZE, możliwe jest całkowite wyeliminowanie paliw kopalnych. Trudno się zapewnie zgodzić ze wszystkimi tezami i wynikami tego raportu, ale szkoda byłoby pominąć go, gdyż brak takich tez zubaża nasze myślenie.

Tego typu koncepcje są inspiracją do innowacji technologicznych, których będzie nam zapewne teraz przybywać w szybkim tempie. I choć w sytuacji przełomu pewnie nastąpi ich dewaluacja i większy nacisk na wrzawę medialną niż spokojną pracę w laboratoriach razem z dalej patrzącym w przyszłość przemysłem, to per saldo przyniosą one rozwiązania nie ujmowane nawet w powyższych radykalnych scenariuszach i wzmocnią szanse realizacji nawet tych najbardziej obecnie szokujących.

Dla przykładu tylko dwie koncepcje, które zmuszają do zastanowienia czy aby nie niedoceniamy w naszych szacunkach wielkości zasobów i roli energetyki wiatrowej, która paradoksalnie uchodzi dzisiaj za tak samo dojrzałą jak technologie oparte na spalaniu paliw kopalnych.
Przywoływana już przeze mnie w jednym i poprzednich wpisów firma Google w ramach badawczej i inwestycyjnej inicjatywy „Odnawialne tańsze niż węgiel” zaskoczyła mnie nieco sięganiem już teraz po większą energię wiatru w wyższych warstwach atmosfery (projekt Makiani) . Jakby w uzupełnieniu do inicjatywy Googli, Gazeta Wyborcza opisała właściwie już praktyczne wdrożenie (u znanego armatora Beluga) dwu innych firm amerykańskich (Kite Ship i Sky Sails) wykorzystania pomysłu innowacyjnych żagli o dużej powierzchni na statkach towarowych pod znamiennym tytułem „Powrót wielkich żagli” . To z kolei poszerza możliwości substytucji oleju napędowego jako paliwa na statkach, którego koszt przy obecnych cenach ropy naftowej stanowi już w niektórych przypadkach ponad 60% kosztów eksploatacji statków. Czy jakiś model prognostyczny może uwzględniać tego typu innowacje?
Albo inaczej, czy nie warto przyjrzeć się pewnym rozwiązaniom sprzed ery intensywnej eksploatacji paliw kopalnych? I nie chodzi tu o to aby generacje rozproszoną sprowadzić do idei rozproszonych ognisk lub kuchenek na trzech kamieniach a napędy statków do galer z niewolnikami ale aby wyobrazić sobie świat bez paliw kopalnych i na te historyczne idee popatrzeć świeżym okiem nowych technologii i możliwości jakie dała nam nauka i technika?

Jesteśmy w okresie kształtowania nowego modelu energetyki i czeka nas raczej nie ewolucja ale rewolucja w energetyce. A jeżeli tak, to czy warto inwestować dzisiaj w technologie XIX wieku tworząc nowe moce wytwórcze na XXI wiek i nowy garb kosztów, które zostaną „kosztami osieroconymi” już dla pokolenia naszych dzieci i za które będą musiały płacić (a nie z nich korzystać) jeszcze nasze wnuki? I jak długo okres przejściowy potrwa, bo rewolucja w technice to nie kwestia jednej nocy i czy na ten okres przejściowy wystarczy nam energii z historycznych już, ale dających nam poczucie bezpieczeństwa energetycznego źródeł energii?

8 komentarzy:

Chris pisze...

Poprawna pisownia to 'peak oil' a nie 'pick oil'. Świetne artykuły.

Grzegorz Wiśniewski pisze...

Witam, dziękuję za korektę pisowni- już poprawiłem. Trochę za dużo w tym co piszę literówek i automatycznych zamienników tego co mam na mysli:). W tym przypadku, nawet jako początkujący blogger, powinienem wiedzieć, że jak edytor mi zamieni "peak" na "pick", to co najwyżej zbieracze kwiatów mnie w internecie znajdą, a nie energetycy-analitycy zinteresowani peak oil. Tym bardziej się cieszę że ten tekst jednak Pan znalazł. Dzieki temu mogłem zerknąć na ciekawy dorobek na ten tamat zgromadzony na Pańskim blogu, pewnie gdzieś za oceanie. Gratuluje i pozdrawiam.

bogadn pisze...

Czytając pańskiego bloga zastanawiam się czy faktycznie istnieją realne możliwości osiągnięcia poziomów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych na poziomach wyznaczanych przez unijne dyrektywy. Biorąc pod uwagę ze dyrektywa nie przedstawia kompleksowych rozwiązań dojścia do poziomów produkcji czystej energii a jedynie ustala jej poziom jest to bardziej pobożne życzenie unii niż akt normatywny. Wspominał Pan o energetyce wiatrowej, która rzeczywiście jest już bardzo dobrze rozpoznana jednak czy jest to rzeczywiście dobre rozwiązanie dla Polski. I na jaki poziom pokrycia energii możemy liczyć. Do tej pory w Polsce nie są wykonane dokładne mapy wietrzności w oparciu wieloletnie obserwacje? Dodatkowo energetyka wiatrowa nie spowoduje uniezależnienia od paliw kopalnych gdyż będą musiały być utrzymywanie konwencjonalne źródła energii w celach zabezpieczających system w okresie bez wiecznym.
Nawiązując jeszcze do tytułu ewolucja czy rewolucja myślę, że zdecydowanie potrzebujemy rewolucji informacyjnej. Już dawno inżynierowie architektury czy budownictwa powinni nieć wprowadzone elementy energetyki odnawialnej tak, aby mogli ją wdrażać w realizowane projekty. Moim zdaniem to w dużej mierze brak wiedzy blokuje niektóre rozwiązania z zakresu energetyko odnawialnej. Mam tu na myśli np. budownictwo, bowiem w ilu nowo budowanych budynkach korzysta się kolektorów słonecznych, których cena przy całkowitych kosztach są naprawdę znikome a przy liczbie budowanych obiektów ilość zaoszczędzonej energii była by olbrzymia. Oraz jak rzadko korzysta sięga się po odnawialne źródła energii planując ogrzewanie domu. Wielu moich kolegów po studiach związanych z budownictwem nawet nie słyszało o peletach nie mówiąc już o biogazie.

bogdan szymanski

NDR pisze...

Oprocz pisowni wypadaloby takze uzupelnic definicje "peak oil". "moment przekroczenia odkrywania nowych zasobów paliw węglowodorowych w stosunku do ich zużycia rzeczywiście już nadszedł" to akurat nie jest peak oil i od mniej wiecej lat osiemdziesiatych nowe odkrycia sa mniejsze niz konsumpcja. Peak oil to maksymalna produkcja ropy z danego zloza, obszaru, panstwa, czy tez calego swiata z przyczyn przede wszystkim geologicznych, a w mniejszym stopniu takze technicznych, finansowych i organizacyjnych.
Jesli chodzi o stopien zaspokojenia potrzeb przez OZE wiekszy niz 20% to bez przelomu w technologiach magazynowania energii, wymagalby on przebudowy calej infrastruktury i zmiany dystrybucji energii. Z wyjatkiem szeroko rozumianej biomasy, hydroenergetyki i geotermii pozostale OZE charakteryzuja sie znacznymi wahaniami poziomu produkcji energii . Osobiscie uwazam, ze taka zmiana infrastruktury jest konieczna (przede wszystkim decentralizacja), ale nie jest to zadanie na 10 czy 15 lat, a na wiele dekad.
Druga sprawa komplikujaca tak szybki rozwoj to nie tylko kwestia inwestycji kapitalowych, ale takze energetycznych. Tzw. energy payback time dla fotowoltaiki wynosi okolo 3 lat, co przy zywotnosci tych instalacji liczonych na 30 lat, oznacza, ze nie jestesmy w stanie zwiekszac mocy tych instalacji np. o 100% czy nawet 50% rocznie, bo wiecej energii zuzyjemy na ich produkcje, niz uzyskamy z nowych instalacji. Z powyzszego wynika pewna gorna granica tempa wzrostu lacznej mocy elektrowni wiatrowych czy fotowoltaiki.

Grzegorz Wiśniewski pisze...

Na pocztek sprobuje sie odniesc do spraw poruszonch jednczesnie przez Pana Bogdana i "NDR", dotyczacych realnosci osiagniecia 20% udziału energii z OZE w 2020r i roli w tym energetyki wiatrowej (jak rozumiem jest to jedna z ważniejszych podnoszonych watpliwosci). W zasadzie już wiadomo, ze dla Polski to moze byc ok. 15% http://gospodarka.gazeta.pl/gospodarka/1,42564,4844247.html i pewnie nawet owe 15% bedzie w neocjacjach Rzadu RP z Komisją Europejską kwestionowane przez strone polska. Ale jak rozumiem Panów wątpliwości dotycza nie technik negocjacji, ale czy my w ogóle jestesmy w stanie od strony czysto technicznej na takie cele sie porawać. Po pierwsze chce zwrocic uwage ze chodzi tu o to umowne 20% ale liczone jako udział energii ze źrodeł odnawialnych w bilansie zuzycia energii koncowej, por. tzw. "RES road map": http://ec.europa.eu/energy/energy_policy/doc/03_renewable_energy_roadmap_en.pdf. Wg tego dokumentu oczekuje sie ze aby w skali calej UE osiagnac 20% jest mozliwe, tak jak mozliwy jest 50% udzial zielonego ciepła (chłodu) w zuzyciu ciepla (chlodu), 33% udzial zielonej energii elekrycznej w zużyciu energii elektrycznej i 10-20% udzial biopaliw w zuzyciu biopaliw. Czyli tak naprawde decydujace jest zielone ciepło a nie zielona energia elektryczna i skupianie sie na energii elektrycznej, zwlaszcza z elektrownii wiatrowych troche zafalszowuje obraz. Wracajac jednak do elektrowni wiatrowych, nietrudno sie niezgodzic, że powodują one pewne problemy srodowiskowe (dyskutowane przy okazji innych wpisow na tym blogu) ale tez problemy infrastrukturalne, do ktorych obudwie powyzsze wypowiedzi sie odwołują. Trudno tu o teretyczne wyznaczenie granicy, definiowanej np. udziałem mocy zainstalowanej w elektrowniach wiatrowych w systemie enrgetycznym, przy której należaloby diametralnie rozbudowac infrastrukturę przesyłową/dystrybcyjna i ja wzbogacić np. o systemy magazynowania energii i inteligentnego sterowania. Najlepiej patrzeć na inne kraje, ktore zdobyly juz wieksze doswiadczenie w tym zakresie. Niektóre kraje intensywnie rozwijające energetykę wiatrową wykazują porównywalny jej udział w systemie (osiągnięty bez poważniejszych inwestycji sieciowych) i planują jego powiększenie (np. Hiszpania – obecnie ponad 20%, planowane ponad 50%, Dania – 23%, planowane 50%, Niemcy – planowane 39%. Należy jednak wziąć pod uwagę fakt, że równocześnie ze wzrostem "penetracji" systemu krajowego przez energię wiatrową, kraje te planują z reguły udział w transeuropejskich inicjatywach rozwoju sieci elektroenergetycznych pod kątem optymalnej integracji energetyki wiatrowej. Trudno obecnie stwierdzić jakie inwestycje i zmiany byłyby niezbędne w polskim systemie elektroenergetycznym w celu osiągnięcia tak wysokiego (czy zbliżonego stopnia udziału energetyki wiatrowej. Studium przygotowane przez Instytut Energetyki w Gdańsku w 2005 roku na zlecenie PSE Operator odnosi się tylko do rozwoju energetyki wiatrowej na terenach obejmującego obszar Polski północnej i częściowo zachodniej, uwzględnia tez tylko ówczesny stan rozpatrywania wniosków o warunki przyłączenia do sieci. W szczególności stwierdza we wnioskach, że „Inwestycje sieciowe związane z przyłączeniem generacji wiatrowej 5 250 MW powodują globalny wzrost ceny energii z farm wiatrowych o mniej niż 1%, przy założeniu 20 letniego okresu eksploatacji instalacji wytwórczych”. To tyle w sprawie oczekwianej szybkiej ewolucji infastruktury energetycznej (moim zdaniem zdecydowanie szybciej niż w ocenie "NDR"), ale tu moze miec miejsce tez rewolucja, poprzez wchodzenie "od dołu" źrodeł rozporoszonych, w tym mikroźródeł, w tym takich sposobow ich wspolpracy i rozliczania jak "net metering". Zgdadzam, ze jednak z tym ze infrastruktura w obecnej postaci bedzie dłuzej uzyteczna dla zaopatrzenia bardziej energochlonnego przemyslu w energię.

Krotko tylko sie odniose do definicji "peak oil". Mysle ze jest przejrzysta i do przyjecia, Ale ja patrze na to zagadnie nie jako znawca zasobow geologicznych ropy naftowej, ale przez pryzmat dyskusji jakie na ten temat prowadzone sa na formach zajmujacych sie mozliwa rolą (to kolejny kontrowersyjny temat) biopaliw w sybsytucji ropy naftowej. Problem ten byl w szczegolnosci przedmiotem sporu w ramach dysksuji jaka sie toczyla w 2006 r. Brukseli na formum tzw Biofuel Research Advisory Council (BIOFRAC), ktorego bylem członkiem. Definicja peak oil ktorą skrótowa przytoczylem na wstepie, wyszła od promimentnych i wysoko w hierarchii zarzadzania umocowanych reprezenantow firm naftowych takich jak Shell i Total, czlonkow BIOFRAC. Nie zgodzili sie oni z teza, że przy takiej definicji peak oil zostal juz osiagniety, a podstwa ich tezy była zarowno definicja "zasobow udokumentowanych", troche rózna w roznych krajach, jak o postep jako wystepuje w "dokumentowaniu" zasobow ropy z piaskow bitumicznych i efektywnosci pozykiwania ropy naftowej. Twierdzili też, ze produkcja ropy jest ograniczna sztucznie wzgldami politycznymi, a nie geologicznymi. Sam oczywicie nie sprawdzalem tego, ale choc poglady w tych sprawach byly oczywiscie rozne, to jednak BIOFRAC jako calosc doszedl do wniosku ze dyskusja tego problemu nie ma wiekszego sensu praktycznego w kontekscie osiagniecia celu debaty i sporów, o wazniejsze kwestie. Podaje link do dokumentu http://ec.europa.eu/research/energy/pdf/biofuels_vision_2030_en.pdf , gdyz takze wyniki tego sporu (prognozy) pomiedzy nafciarzami, samochodzarzami, rolnikami i uczonymi (w tym tez pewnie "naukawcami") sa zwiazane z tematem o ktorym tu dyskutujemy.

Na koniec, zgadzam się z pewnymi problemami z fotowoltaiką (sprawnosc i efektywnosc energetyczna output/input), ale chcialbym tylo dodac, że obecna efektywnosc jest ponad 5 krotnie wieksza niz jeszcze 10-15 lat temu, ale tez nikt z bardziej znanaych autorytetow czy osrodkow badawczych nie prognozuje znacacego udzialu fotowoltaiki w "odnawiabym energy mix" w 2020r., ale bylbym jednoczesnie bardzo ostrozny w deprecjonowaniu jej mozliwej roli po 2020 r.
Pozdrawiam serdecznie
Grzegorz Wiśniewski

NDR pisze...

Kwestia czysto akademicka, ale peak oil to dokladnie maksimum produkcji. Kwestia bilansu odkryc i konsumpcji oczywiscie ma wplyw na produkcje, ale dla wyjasnienia roznicy posluze sie przykladem.
Jesli w pewnym momencie zaczne wydawac wiecej niz zarabiam (czyli moje "odkrycia" beda nizsze od "zuzycia"), ale mam pewne oszczednosci (czyli moje "zasoby", ktore zebralem w czasie gdy wiecej zarabialem niz wydawalem), to nadal moge zwiekszac wydatki (czyli zuzycie). Dopiero moment, w ktorym wydatki osiagna maksimum mozna okreslic jako peak. I mniej wiecej od lat 80-tych "zarobki" sa mniejsze od "wydatkow", ale jak do tej pory udawalo sie stopniowo te wydatki powiekszac i dopiero peak oil jest widoczny dla rynku.
Jesli chodzi o reakcje ludzi z Shella to mnie nie dziwia, jednak Total nalezy do nielicznych spolek naftowych, ktore otwarcie mowia o peak oil. Chocby tutaj http://www.total.com/en/corporate-social-responsibility/Future-Energy-1/Interview-Gires_9295.htm

NDR pisze...

Mam nadzieje, ze nie zostane posadzony o zasmiecanie, ale wyglada na to, ze Shell zmienil zdanie.
http://www.shell.com/home/content/aboutshell-en/our_strategy/shell_global_scenarios/two_energy_futures/two_energy_futures_25012008.html
Cytuje: "We are experiencing a step-change in the growth rate of energy demand due to rising population and economic development. After 2015, easily accessible supplies of oil and gas probably will no longer keep up with demand."
W podobnym stylu takze wypowiadal sie niedawno Komisarz Piebalgs. Zajmuje sie ta tematyka kilka lat i mniej wiecej od kilkunastu miesiecy widac ogromna zmiane w podejsciu do tematyki 'peak oil' wsrod politykow. Kto wie moze i w Polsce doczekamy sie potraktowania tego tematu powaznie.

Grzegorz Wiśniewski pisze...

To cenna informacja i dziękuję, ze sie na blogu znalazła. W Polsce, ze zrozumialych względów (własne zasoby wegla i uwarukowania importu ropy, choć niezwykle trudne, to jednak mniej związane bezposrednio z peak oil). Globalizacja sprawia jednak że temat ten nabierać będzie coraz wiekszego znaczenia nad Wisła i dobrze, żeby nie był tak opacznie (czy instrumentalnie) rozumiany jak "bezpieczeństwo energetyczne". Być moze, po troche wypaczonej debacie na ten temat 2006/2007, czeka nas najpierw dyskusja nt. "peak coal" - rozumianego u nas analogicznie - jako maksymalna emisja CO2, ale tak czy inaczej nie da sie temati peak oil pominąc.

Co do firmy Shell, to jest ona w pewnym sensie synonimem epoki olejowej w Europie, ale czasami mnie zaskakuje jeszcze bardziej niż ta ostania zmiana tonu wypowiedzi o peak oil. W 1997 r. opublikowala znamienna i potem wielokrotnie cytowana prognoze (scenariusz) wg ktorej w 2050 r., 60% energii ma pochodzić ze źrodeł odnawialnych. W 2005 r. na spotkaniu grupy BIOFRAC ( o której pisalem wczesniej), jeden z szefow Shell'a podal do wiadomsci, ze wtedy dział Shell - Shell Renewables (działalność badawcza i poszukwianie nowych rynkow) zatruniala 600 osob. Przyznam, że zrobiło to na mnie wtedy wrażenie.