poniedziałek, grudnia 27, 2021

Największe zdziwienie 2021 roku – genialny plan, przypadek czy cud statystyczny w energetyce odnawialnej?

Wiele wydarzeń z końca 2021 roku można było przewidzieć już rok wcześniej, np. czwartą falę pandemii, inflację, ale zapewne nikt nie przewidywał, że Polska z dużym zapasem spełni swoje międzynarodowe zobowiązanie uzyskania minimum 15 proc. udziału energii z OZE w 2020 roku.

Wg przekazanego w grudniu Komisji Europejskiej raportu GUS pt. „Energia ze źródeł odnawialnych w 2020 r.”, Polska w 2020 roku uzyskała 16,13% udziału energii z OZE w finalnym zużyciu energii brutto i w świetnym stylu (tzw. „rzutem na taśmę”) wypełniła swój przyjęty  jeszcze w 2009 roku cel, przekraczając minimalne zobowiązania aż o 1,13 punku procentowego (pp.). Komisja Europejska, z pomocą Eurostat, już zastawiła dane z krajowych urzędów statystycznych i okazało się że prawie wszyscy mają powody do zadowolenia. Cała Unia (UE-27) przekroczyła swój ogólny cel - 20 proc. udziału energii z OZE w 2020 roku - o niemal 2,1 pp. Jedynie 4 kraje członkowskie (Francja, Holandia, Belgia i Słowenia) nie spełniły swoich celów i nie wypełniły międzynarodowych zobowiązań.

O ile spełnienie celów przez UE i brak szans Francji i Holandii na wywiązanie się ze zobowiązań były spodziewane, to Polska zaskoczyła. Dane GUS za poprzedni rok wskazywały, że Polska miała udział OZE wynoszący 12,16% i do spełnienia 15 proc. celu wiele brakowało. Nawet jak w 2019 roku udział OZE został rekordowo podniesiony o niemal 0,7 punktu procentowego (pp.), to do osiągnięcia wymaganych za zaledwie 12 miesięcy 15 proc. było beznadziejnie daleko – aż 2,8 pp.!

Pewnie większość czytelników pomyśli, że o sukcesie mogły zdecydować takie czynniki jak  spowodowany pandemią spadek zapotrzebowania na energię (mniejszy mianownik) lub sukces fotowoltaiki w 2020 roku. Nie są to tezy, które dałyby się potwierdzić. To prawda że w 2020 roku spadło zapotrzebowanie na wszystkie nośniki energii razem wzięte o 3,6% r/r (rok do roku 2020/2019; nb. w latach 2019/2018 był odnotowany analogiczny spadek 1,9% r/r), ale nie jest to kluczowy czynnik. Gdyby zapotrzebowanie na energię nie spadło, dalej cieszylibyśmy się  sukcesem z udziałem OZE wynoszącym 15,6% (zysk rzędu 0,6 pp.). Również fotowoltaika wniosła znikomy wkład w realizację ogólnego  krajowego celu- zaledwie 0,23 pp. W zużyciu energii elektrycznej brutto (OZE dostarczyły 16,2% energii elektrycznej) udział PV był już zauważalny  i wynosił 1,15  pp. Tu wynik dała przede wszystkim energetyka wiatrowa z wkładem 8,8 pp., czyli grubo powyżej 50% całości zielonej energii elektrycznej.

Jak GUS wyjaśnia przyczyny i rozmiary sukcesu

Ogólnie, cel OZE Polska zrealizowała tak łatwo dzięki spalaniu drewna (ogólnie biomasy) w gospodarstwach domowych, która podniosła udziały energii z OZE o ponad 2 pp., choć nikt zmasowanych inwestycji w wykorzystanie biomasy na cele grzewcze nie widział. Zdaniem GUS energia pozyskiwana z OZE  w 2020 r. (w odniesieniu do krajowego zużycia całości energii finalnej brutto: tj. łączne zużycie energii elektrycznej+ ciepła+ paliw transportowych) pochodziła odpowiednio z biopaliw stałych (71,61%), energii wiatru (10,85%) i z biopaliw ciekłych (7,79%).

Wysoki udział biopaliw stałych (niemal 72%) w realizacji celu ogólnego OZE nie musi od razu budzić zdziwienia. Polska zawsze miała wysokie udziały biomasy w wytwarzaniu energii z OZE. Np. w 2017 roku udział biopaliw stałych w pozyskaniu energii z OZE wynosił 67,9%,  w UE – 42%, ale np. Finlandia i Litwa przekraczały odpowiednio 73 i 78%. Zdziwienie mogą budzić trendy z lat 2018-2020 prowadzące do sukcesu, które - zdaniem GUS - tak się prezentowały w odniesieniu do roku referencyjnego (2010) – kluczowy rysunek z raportu statystycznego.

Przełamanie niekorzystnego dla OZE trendu nastąpiło w 2018 roku. Jak wyjaśnia GUS, dane za lata 2018 i 2019 zostały skorygowane w stosunku do wcześniej opublikowanych w zakresie zużycia biopaliw stałych przez gospodarstwa domowe (skorygowane zostały trzy pozycje bilansowe dotyczące biopaliw stałych, tj.: pozyskanie, zużycie krajowe oraz zużycie finalne w gospodarstwach domowych), w efekcie rewizji metodologii obliczania ilości zużycia biopaliw stałych przez gospodarstwa domowe, która polegała na poszerzeniu zakresu danych wykorzystywanych do obliczania bilansu o dodatkowe źródła danych.

Zmiana metodologii w zakresie zużycia biopaliw stałych spowodowała zdecydowaną zmianę trendu obserwowanego jeszcze niedawno w poprzednich raportach GUS za lata 2018 i 2019.

Nie jest łatwo wyjaśnić co się stało w 2018 roku i dokładnie na czym polegała głęboka korekta w statystyce publicznej.  Metodologia zastosowana do przeprowadzenia korekty jest słabo udokumentowana w publicznie dostępnych źródłach informacji, brak także dostępu do danych źródłowych wykorzystanych w celu jej dokonania, w tym ich weryfikacji. Raporty GUS za lata 2020 i 2019 są bardzo lakoniczne. Wcześniejsze raporty 2012-2018 były bardzo szczegółowe (70-90 stron), także od strony metodologicznej, podczas gdy raporty za ostatnie dwa lata publikowane są w formie 7-stronicowych syntez.

Kluczem do zrozumienia sukcesu w rozwoju OZE w ostatnich latach jest policzenie ilości biomasy stałej zużytej w paleniskach gospodarstw domowych i jej kaloryczności. Metodyka liczenia celów OZE wg poprzedniej dyrektywy o OZE (2009/28/WE) i szczegółowa implementacja zasad liczenia celu wdrożona przez Eurostat zakładają, że w przypadku obliczania ilości ciepła z niekomercyjnych OZE liczy się wsad energetyczny biomasy, a nie faktyczna ilość ciepła z niej wytworzonej (innego rodzaju uproszczenia, bazujące na zakładanych współczynnikach wydajności zastosowano w przypadku pomp ciepła). Różnica zasadniczo nie jest aż tak duża, gdyż dobrej jakość kocioł automatyczny na biomasę ma sprawność ponad 90% (gorzej w przypadku kotłów wielopaliwowych starego typu i kominków bez płaszcza wodnego, a jeszcze gorzej jeżeli spalane drewno jest zawilgocone, nie jest w stanie powietrzno-suchym). Czyli do faktycznej oceny ilości ciepła z OZE w danym roku trzeba znać dobrze stan i strukturę urządzeń grzewczych oraz rodzaj i wilgotność zużywanej biomasy w każdym z kotłów, piecyków lub trzonów kuchennych

Na potrzeby sprawdzania realizacji celów OZE liczy się wsad, czyli powinniśmy znać zużycie różnego rodzaju biomasy w m3, wilgotność i wartość o kaloryczność. GUS kieruje się wytycznymi („Zasady metodyczne badań statystycznych z zakresu OZE” z 2016r.) jeśli chodzi o ciężar właściwy (od 10,5 do 0,8 t/m3) i wartość kaloryczną zużytej biomasy – tabela (wartości przeliczono na MWh/t).  Jak widać poruszamy się w bardzo dużym zakresie zmienności. Przyjmiemy dla ustalenia uwagi i uproszczenia, że zużyta biomasa miała uśrednione parametry:  gęstość średnio 0,64 t/m3 i wartość opałową równą 3,64 MWh/t.

Nie wiadomo jak głębokimi danymi z badań o strukturze zużycia drewna opływowego GUS dysponuje, ich wyniki nie są publicznie dostępne. Najpełniejsze dane mógł dostarczyć tegoroczny Narodowy Spis Powszechny, który co prawda nie pytał o rodzaj lub ilość zużytego drewna, ale wśród pytań  o  główny sposób ogrzewania mieszkania wystąpiły piece. Niemniej jednak na liście pytań NSP trudno doszukać się takiej pozycji, która pozwoliłaby w sposób ilościowy udokumentować  deklarowane wykorzystanie biomasy. Pełne, końcowe wyniki NSP będą dostępne dopiero w marcu ‘2024, po tzw. „consensus hub”. Poza tym badania dotyczyły roku 2021, a nie 2018, 2019 i 2020. Podjęcie próby zrozumienia istoty sukcesu w OZE wymaga oparcia się cząstkowych badaniach na małych próbkach (być może GUS takimi, poza dotychczas publikowanymi, dysponuje), a zasadniczo na szacunkach, założeniach i uproszczonych analizach.

Czy faktycznie mamy biomasę energetyczną – drewno opałowe ?

Przyjmując jako wartość referencyjną średnią wartość opałową drewna (3,64 MWh/t) można łatwo wyliczyć, że ze korekta metodologiczna za 2018 oznacza, że polskie gospodarstwa domowe (w zasadzie domy jednorodzinne) zużyłyby 26,3 mln ton biomasy drzewnej, czyli o 10 mln ton/rok więcej niż przed korektą – rysunek.


Są to olbrzymie ilości. Polska ma stosunkowo niskie wykorzystanie biomasy w systemach ciepłowniczych, stąd warto zrobić eksperyment myślowy w odniesieniu wyłącznie do ogrzewania indywidualnego. Ile drewna zużywałoby gospodarstwo domowe na potrzeby grzewcze i czy mamy w kraju wystarczająco drewna opałowego ? Założenie, że całość drewna na cele grzewcze jest zużywana bezpośrednio w gospodarstwach domowych  i tak zaniża zapotrzebowanie na drewno, gdyż w przypadku ciepłowni wg wymagań dyrektywy, do energii z OZE zalicza się faktyczna  ilość ciepła wytworzonego pomniejszona o sprawność, a nie wsad w postaci jego wartości opałowej.    

Ostatni spis powszechny z 2011 roku zatwierdzonymi wynikami wykazał, że było wtedy 4,346  mln domów jednorodzinnych (ogółem było wtedy 6 mln wszystkich budynków mieszkalnych), w tym na wsi 3,269 mln. Gdyby dla uproszczenia przyjąć, że wykorzystana w 2020 roku biomasa była używana do ogrzewania we wszystkich domach na wsi (wg stanu na 2011r.), średnie jej zużycie wyniosłoby 8 ton/budynek. Ale jak jest naprawdę?

Wg wcześniejszych  publikacji GUS („Zużycie energii w gospodarstwach domowych”), w 2018 roku paliwa stałe były wykorzystywane przez 45,4% gospodarstw domowych. Dwa najważniejsze i najpowszechniej stosowane paliwa stałe to węgiel kamienny i drewno opałowe. GUS podkreślał, że węgiel kamienny i drewno opałowe „zużywane są zazwyczaj jednocześnie lub zamiennie w tych samych kotłach i piecach”[podkreślenie aut.] Mniej gospodarstw domowych zużywało wyłącznie węgiel (15,3% gospodarstw) lub wyłącznie drewno (7,3%)

Jeżeli bardziej realistycznie przyjąć, że 30% domów jednorodzinnych spalało wyłącznie drewno na potrzeby grzewcze, to roczne zużycie w wiejskim domu jednorodzinnym wyniosłoby 26.8 ton/budynek, czyli 41 m3 na sezon grzewczy (ok. 57 metrów przestrzennych!). Osobom, które w praktyce ogrzewają się wyłącznie drewnem takie ilości mogą wydać się nierealne. Oczywiście gdyby założyć, że wszystkie paleniska w 2018 roku zużywały wyłącznie drewno w stanie wysuszonym (powietrznio suchym, wilgotność 15%), ilość drewna zużytego w 2018 roku wg nowej metodologii GUS spadłaby z 26,6 do 23,3 mln ton (sama korekta podniosłaby zużycie drewna o 8 mln ton/rok), a zużycie na jeden budynek mieszkalny wyniosłoby 7,1 tony czyli 36,5 m3 w sezonie grzewczym  (to też olbrzymia ilość drewna).

Wyliczone szacunkowe zużycie drewna wydaje się też niezwykle ambitne, jeżeli porównać je do globalnego pozyskania drewna w lasach publicznych (jest to gro pozyskiwanego drewna i najlepiej udokumentowane). Dla porównania całkowite pozyskanie drewna w lasach publicznych w  2018 roku wyniosło 45,6 mln m3 , w  tym pozyskanie całości drewna opałowego (grubizna liściasta i iglasta oraz drewno małowymiarowe) wynosiło tylko  5,1 mln m3.  Tymczasem  wyliczone powyżej zużycie drewna  wyłącznie na cele grzewcze (26,3 mln ton) w 2018 roku  jest równoważne 42 mln m3 .

Rok 2018 był ciepły, o małej liczbie stopniodni grzania, ale oczywiście można zakładać, że właściciele domów jednorodzinnych przez kilka lat gromadzili zapasy drewna na 2018 rok lub nastąpił masowy import drewna opałowego (niestety baza danych handlu zagranicznego też nie jest publicznie dostępna). Niezależnie od różnych hipotez, dane o zużyciu drewna na cele grzewcze w Polsce były imponujące, a po korekcie metodologicznej w 2018 roku mogą zaskakiwać


Implikacje nadzwyczaj dobrych wiadomości w segmencie OZE

Polska powinna walczyć o wykazanie w raporcie końcowym z realizacji dyrektywy 2009/28/WE każdą, wyprodukowaną w 2020 roku, kilowatogodzinę energii z OZE, a w szczególności z biomasy, skoro polskie OZE biomasą stoi. Taki jest interes gospodarczy kraju. Być może niektóre kraje wykorzystują brak precyzji dyrektywy (nie powinna powodować zbytnich obciążeń administracji) lub luki w systemach statystycznych (brak pełnego wdrożenia przepisów UE). Niech to weryfikuje Komisja, za to jej płacimy. Ale tym bardziej należy mieć nadzieję, że GUS opublikuje szerszy raport z danymi źródłowymi i rozwieje wątpliwości oraz uzyska potwierdzenie swojej metodologii w Komisji Europejskiej (póki co KE traktuje wszystkie dane jako wstępne - „provisional”). Jednak nikt (zwłaszcza rząd i branża OZE) po zakończeniu 10 letniego okresu wdrażania i rozliczania dyrektywy nie powinien być zaskakiwany dokonywaną już post factum, tak głęboką, korektą danych. Na rewizję metodologii lub zgłaszanie do Komisji ew. odstępstw od wymagań był czas (inne kraje to robiły).

Dlatego sam fakt głębokiej korekty w momencie rozliczania z obowiązku może budzić największe wątpliwości. Oznacza to bowiem, że rząd i inwestorzy przez dekadę działali nieracjonalnie i ponosili nadmierne koszty lub nie skorzystali z możliwości. Wcześniejsza wiedza o szykującej się nadwyżce mogła też przynieść dodatkowe przychody  budżetowe w postaci tzw. „transferu statystycznego” (mogliśmy sprzedać np. Holandii  1,16 proc nadwyżkę, czyli 9,7 TWh za co najmniej 800 mln zł; ceny transferów wynosiły ok. 20 Euro/MWh). GUS, wiedząc o rezerwach statystycznych w energetycznym wykorzystaniu biomasy powinien znacznie wcześniej wdrożyć procedury, które poprawiłyby wiarygodność danych statystycznych w zakresie biopaliw stałych.  W krajach, które stawiają  na biomasę na cele grzewcze dane statystyczne zbierają np. kominiarze (Austria).

Wykazany przez GUS „sukces dekady” w OZE może, równie nieoczekiwanie, stać się początkiem innego rodzaju kłopotów w kolejnej dekadzie. UE zakłada dalszy szybki wzrost OZE w latach 2021-2030 i coraz bardziej ogranicza niezrównoważone wykorzystanie biomasy  i oczywiście dostosowuje metodologię. Pierwszy punkt kontrolny postępów w rozwoju OZE wg nowej dyrektywy OZE  to udziały energii z OZE w 2022 roku (KE będzie weryfikowała dane w 2023 roku).  Do końca 2022 roku Polska powinna utrzymać stan z 2020 roku i dodatkowo osiągać 20% nowego celu z lat 2021-2030. Jeżeli nawet faktyczne w 2020 roku doszło do zbiegu wielu niezwykle korzystnych zjawisk, to trudno zakładać, że trend wzrostu wykorzystania biomasy bez realnych inwestycji w dedykowane kotły najwyższej klasy i pozyskanie dobrej jakości drewna się utrzyma, będzie raczej odwrotnie- nastąpi regres.

W ramach Fit-for-55 UE planuje objąć opłatami za emisję CO2 dotychczasowy sektor „non-ETS”, w tym m.in. indywidualne ogrzewanie domów jednorodzinnych i wielorodzinnych. Cele emisyjne w tym segmencie na 2030 rok będą liczone na zasadzie tzw. burden sharing, biorąc pod uwagę emisje w referencyjnym 2005 roku i ostatnie dostępne dane (prawdopodobnie za 2020 rok). Świetnym wynikiem za 2020 rok w wykorzystaniu biomasy w ogrzewnictwie wykazaliśmy olbrzymi postęp w redukcji emisji CO2 (wzrost ilości biomasy o 50% w latach 2005-2020) w sektorze non-ETS i zapewne czynnik ten będzie wzięty pod uwagę przy wyznaczaniu nowych, równie ambitnych celów. 

Możemy dowcipkować (co zresztą ma miejsce na forach branżowych) nt. „cudu statystycznego”, jednak byłoby to nie na miejscu wobec powagi sytuacji. Stajemy jako kraj wobec wątpliwości co do faktów, ale i niepewności co do dalszych trendów i skali wyzwań, które nas czekają. Dlatego w interesie nas samych leży wyjaśnienie być może największego zaskoczenia w całej energetyce w 2021 roku.


2 komentarze:

Konrad pisze...

Bardzo dobre śledztwo dziennikarskie. Jak widać w tak dużym bycie jak system energetyczny można zyskać kilka punktów procentowych ze zwykłego faktu występowania niepewności pomiarowych (tutaj dużych ze względu na segment indywidualny, który nie jest dobrze "opomiarowany"). Zobaczymy czy Komisja Europejska to łyknie (czy tam muszą przekazywać raporty bardziej detaliczne, z dokładnie opisaną metodologią?). Gdyby tak, to dla nas dobrze, bo ceny transferowe mogłyby być bardzo dotkliwe, ale jeśli to przejdzie, to w niedalekiej przyszłości metodologia będzie pewnie usuwała wszystkie "dowody anegdotyczne" i do wyliczeń będą brane tylko te wartości na które nie będą oparte o szacunki - czy w związku z tym mamy spodziewać się jakiegoś rejestru sprzedaży drewna do celów opałowych w Polsce?

"Odnawialny" Blog pisze...

Tak, rejestr sprzedaży drewna do celów opałowych w Polsce to dobra teza.
Zbiegają się jednocześnie trzy czynniki które w ciągu zaledwie kilku lat mogą skończyć się dla nas statystyczną katastrofą:
(1) System statystyczny UE w zakresie biomasy staje się coraz bardziej restrykcyjnym. Brak rejestracji/certyfikacji oznacza szybki spadek udziałów OZE w kluczowym elemencie miksu OZE (biomasa to ponad 70% całości OZE)
(2) Bezkompromisowa walka ze smogiem (niska emisja. ma którą jest zgoda i opozycji i koalicji (b. prawdopodobny scenariusz), bez zwracania uwagi na cele OZE i cele klimatyczne będzie eliminować kotły piece i komuniki klasy niższej niż 5
(3) Coraz bardziej dojmujący brak wysokiej jakości drewna opałowego

Musimy:
(a) wdrożyć nowy system statystki biomasy na cele energetyczne
biomasę certyfikować pod względem niewzruszoności środowiskowej
(b) wprowadzić rejestr handlowy (a możne i rejestr zużycia)
(c) przywrócić rejestr eksportu i importu i ograniczyć eksport wysokojakościowych sortymentów biomasy energetycznej.

Pewnie taniej będzie rozwijać energetykę wiatrowa na lądzie....