Przegraliśmy walkę o przyszłość węgla – co dalej?

17 kwietnia 2015
Rozmowę prowadzi Marcin Wandałowski, Redaktor Centrum Strategii Energetycznych w Instytucie Badań nad Gospodarką Rynkową

Jakie są najważniejsze uwarunkowania, od których zależy kształt polskiego sektora energetycznego w najbliższych latach?


Zewnętrzne ramy funkcjonowania polskiej energetyki wyznacza polityka klimatyczno-energetyczna Unii Europejskiej. Jest ona dla nas dość kłopotliwa, jednak pamiętajmy, że sami z własnej woli wstąpiliśmy do Wspólnoty, a następnie podpisaliśmy trzeci pakiet klimatyczny. Był rok, dwa lata temu okres, gdy Günther Oettinger – ówczesny komisarz ds. energii – starał się oddzielić unijną politykę energetyczną od klimatycznej. Polska była gorącym zwolennikiem tego pomysłu. Nie zakończył się on jednak powodzeniem, a wręcz przeciwnie – azymut, który obrała Bruksela, kierując się interesami najsilniejszych państw członkowskich oraz pod dużym naciskiem gazowego i „zielonego” lobby – został jeszcze mocniej ustawiony na komponent klimatyczny z ewidentnym naciskiem na dekarbonizację. Kwestie stricte energetyczne, wyraźniej uwzględniające również aspekt ekonomiczny, związane m.in. z obniżaniem kosztów wytwarzania energii, zepchnięte zostały na dalszy plan. UE podąża dziś nie tylko w kierunku proklimatycznym, ale i generuje politykę antywęglową. Bądźmy świadomi tego, że Polska walkę o węgiel na szczeblu europejskim przegrała i nie ma od tego odwrotu. Nie załamujmy nad tym rąk, lecz dostosujmy do tego nasze działania w energetyce – nie stać nas na razie, by kolidowały one lub były sprzeczne z polityką unijną.


Zewnętrzne ramy funkcjonowania polskiej energetyki wyznacza polityka klimatyczno-energetyczna Unii Europejskiej. Uświadommy sobie, że Polska przegrała w Brukseli walkę o węgiel i nie ma od tego odwrotu.

O trendach dekarbonizacyjnych forsowanych przez Brukselę mówi się od dawna, jednak w ostatnim czasie można było odnieść wrażenie ich złagodzenia. Przedstawiony w lutym projekt Unii Energetycznej promuje wykorzystanie przez państwa Wspólnoty rodzimych surowców w energetyce oraz gwarantuje neutralność technologiczną wytwarzania energii.


Od węgla, szczególnie w polskiej energetyce, nie da się odejść szybko – instalacje opalane tym surowcem nie zostaną zamknięte z dnia na dzień, a do utrzymania ich pracy konieczne będzie zapewnienie odpowiedniej ilości paliwa. Unijne dążenie do dekarbonizacji będzie bardziej widoczne w średnim i długim okresie, głównie poprzez działania na rzecz ograniczania emisji spalin oraz restrykcyjną politykę wymuszającą ich czystość. W tym kontekście istotną rolę odgrywa system handlu emisjami EU ETS. W sposób bardzo skuteczny, choć coraz mniej rynkowy, zmusza on największych producentów CO2 do zredukowania emisji. Następną kwestią, o której mówi się zdecydowanie mniej, są działania zmniejszające emisję innych, znacznie bardziej szkodliwych składników spalin, jak np. tlenków azotu, pyłów i sadz. Obecnie przygotowywane jest w tym celu wdrożenie tzw. konkluzji BAT (Best Available Technology), która za punkt odniesienia przy ocenie emisyjności poszczególnych instalacji obiera najbardziej efektywne spośród dostępnych technologii energetycznych. Co istotne – nie ma ona statusu dyrektywy unijnej, co oznacza, że będzie mogła być wprowadzana decyzjami Komisji Europejskiej bez konieczności uzgodnień z poszczególnymi państwami członkowskimi. Można się zatem spodziewać, że KE, posiadając tak silne narzędzie w ręku, będzie dążyła do podniesienia standardów czystości spalin i niewątpliwie obejmie nimi również średnią i niską emisję. Z polskiej perspektywy jest to o tyle niepokojące, że najpewniej dotyczyć to będzie m.in. naszych średnich oraz małych ciepłowni, które w zdecydowanej większości stosują kotły z płaszczem wodnym opalane węglem. Dodajmy do tego jeszcze plany ograniczenia szkodliwych emisji z indywidualnych palenisk domowych, także wykorzystujących ten surowiec. O ile duże elektrownie węglowe – nawet te stare, z lat 70. – po dokonaniu modernizacji będą w stanie osiągnąć wymagany poziom czystości spalin, o tyle dla średnich, małych oraz indywidualnych instalacji ciepłowniczych będzie to dramatyczny problem, trudny do udźwignięcia zarówno od strony technicznej, jak i ekonomicznej. A pamiętajmy, że nasze ciepłownictwo wykorzystuje ilość węgla porównywalną ze zużyciem elektroenergetyki zawodowej.


Unijne dążenie do dekarbonizacji widać w jej działaniach na rzecz ograniczania emisji szkodliwych spalin oraz zwiększania ich czystości. Duża energetyka z tymi obostrzeniami sobie poradzi, lecz dla średnich, małych oraz indywidualnych instalacji ciepłowniczych, które są w Polsce opalane głównie węglem, będzie to problem nie do udźwignięcia.

Jakie działania powinniśmy zatem podjąć, by dostosować polski sektor ciepła do ram narzucanych przez UE?


Być może w bardziej odległej przyszłości, w horyzoncie np. 50 lat, nie będzie już wielkich systemów sieciowego ogrzewania miast, a w ich miejsce pojawi się ekologiczne ciepłownictwo rozproszone. Póki co jednak powinniśmy skoncentrować się na modernizacji istniejących systemów ciepłownictwa oraz pomyśleć nad wdrożeniem konsekwentnych i przemyślanych działań, które skutecznie ograniczą emisję pochodzącą z małych jednostek. Jak wspominałem, zwiększenie efektywności obecnie funkcjonujących średnich oraz małych ciepłowni wykorzystujących węgiel (szczególnie tych będących własnością komunalną), a także indywidualnych palenisk jest praktycznie niemożliwe. Potrzebna jest tu istotna zmiana jakościowa, jaką byłoby upowszechnienie zastosowania gazu do celów ciepłowniczych. W przypadku najmniejszych instalacji można byłoby go uzupełniać energią z przydomowych kolektorów fotowoltaicznych. Małe i średnie ciepłownie mogłyby zostać natomiast przekształcone w kierunku – preferowanej przez UE – kogeneracji gazowej. Nowe instalacje sprostałyby standardom BAT – emitowałyby nie tylko mniej CO2, lecz również tlenków azotu oraz pyłów. Sęk w tym, że natrafiamy tu na barierę ekonomiczną – rozwiązanie to byłoby bardzo kosztowne dla odbiorców ciepła. Aby móc się na nie zdecydować państwo musiałoby powołać program modernizacji tego sektora, a społeczeństwa wyrazić powszechną zgodę na to, że dla podniesienia jakości naszego życia oraz sprostania standardom unijnym jesteśmy w stanie płacić za ogrzewanie znacznie więcej niż dotychczas. Bez tych dwóch rzeczy nie przeprowadzimy istotnych zmian w polskim ciepłownictwie.


W polskim sektorze ciepła potrzebna jest istotna zmiana jakościowa, jaką byłoby upowszechnienie zastosowania gazu. Rozwiązanie to wiązałoby się jednak z wielkimi kosztami – szczególnie dla średnich i małych instalacji ciepłowniczych, w tym palenisk domowych. Aby móc się na nie zdecydować konieczne byłoby powołanie przez państwo programu modernizacji tego sektora, a także powszechna zgoda Polaków na to, że dla podniesienia jakości naszego życia oraz sprostania standardom unijnym jesteśmy w stanie płacić za ogrzewanie znacznie więcej niż dotychczas.

Jak natomiast do komunikatu, że walka o węgiel została przegrana, powinna dostosować się polska elektroenergetyka?


Musimy umieć wyciągnąć z tego wnioski – nie brońmy pozycji, których nie da się obronić, lecz postarajmy się zminimalizować straty. Tak samo jak pewna jest dekarbonizacja europejskiej energetyki, oczywistym jest też to, że nasz krajowy system nie jest w stanie szybko odejść od węgla. Nie możemy nagle wyeliminować z niego wielkich bloków opalanych tym surowcem i zastąpić ich układem źródeł rozproszonych choćby dlatego, że nie dysponujemy odpowiednio do tego przygotowaną strukturą sieci elektroenergetycznych. W szczególności dotyczy to sieci przesyłowej najwyższych napięć i mocy. Zdecydowana większość instalacji rozproszonych nie ma zdolności synchronizacyjnych i wymaga dość złożonych mechanizmów przekształcania wytwarzanego przez nie przebiegu elektrycznego na napięcia sieciowe. Podstawą naszego systemu, pozwalającą na utrzymanie jego stabilnej pracy, muszą być zatem duże, regulowalne bloki synchroniczne. Ich łączna moc powinna oscylować w granicach minimum 12-13 GW. W innym wypadku rozsypie się on, nie będąc w stanie utrzymać odpowiednich parametrów częstotliwościowo-napięciowych, które swoją drogą są bardzo rygorystycznie przestrzegane przez UE. Znajdujemy się zatem między młotem polityki europejskiej a kowadłem obecnego kształtu polskiej energetyki. Uważam, że w takiej sytuacji potrzebujemy przede wszystkim finezyjnej, długofalowej oraz konsekwentnej polityki energetycznej państwa. Powinna się ona poruszać w pewnych stałych, wypracowanych na szczeblu krajowym ramach – być może ujętych w postaci doktryny energetycznej – i być niezależna od partykularnych interesów partii politycznych oraz innych zaangażowanych w energetykę grup.


Polska energetyka, choćby przez wzgląd na strukturę sieci elektroenergetycznych, jeszcze przez długi czas będzie oparta na węglu. W takiej sytuacji – by wpisać się w unijne wymogi – potrzebujemy niezwykle finezyjnej, konsekwentnej oraz długofalowej polityki energetycznej państwa, być może ujętej w postaci doktryny energetycznej.

Co jeszcze – oprócz struktury sieci elektroenergetycznych – w sposób szczególnie istotny definiuje wewnętrzne ramy funkcjonowania polskiej energetyki?


Dość dobrze znamy harmonogram funkcjonowania wielkich bloków węglowych, na których pracy oparty jest nasz system. Dzięki rozpoczęciu budowy elektrowni w Opolu oraz w Kozienicach rzutem na taśmę udało nam się zażegnać niebezpieczeństwo jego niezbilansowania w latach 2016-2020. W tym momencie stoimy natomiast przed kolejnym wyzwaniem, związanym z wyłączaniem bloków węglowych o mocy 200 MW, które nastąpi w latach 2023-2035. Takich jednostek mamy w Polsce około 70. Jest to w sumie kilkanaście tysięcy megawatów, których uzupełnienie nie będzie proste. Wiedząc, ile trwają projekty inwestycyjne w energetyce, decyzje dotyczące nowych realizacji powinniśmy zacząć podejmować już teraz. W innym przypadku może nas czekać poważny kryzys. Gdybyśmy do tego problemu podeszli czysto bilansowo, zakładając, że w naszym systemie znajdzie się miejsce dla każdej nowej instalacji, byle tylko osiągnąć pewien pułap dostępnej mocy, sprawa byłaby znacznie prostsza. Podkreślę jednak jeszcze raz, że w najbliższym czasie nie będzie możliwości „puszczenia energetyki na żywioł”, gdyż równocześnie musielibyśmy w sposób szybki i radykalny przebudować sieci, co jest niemożliwe.


Dzięki rozpoczęciu inwestycji w Opolu i w Kozienicach udało nam się zażegnać ryzyko niezbilansowania systemu energetycznego w latach 2016-2020. Przed nami jednak kolejne wyzwanie, związane z wygaszaniem około 70 bloków węglowych o mocy 200 MW, jakie nastąpi w perspektywie najbliższych 10-20 lat.

Czym zatem powinniśmy zastąpić moce przeznaczone do wygaszenia w horyzoncie 10-20 lat?


Nie widzę już w naszym systemie miejsca dla kolejnych wielkich i mało regulowalnych bloków węglowych o parametrach nadkrytycznych. Tego typu instalacje w elektrowniach: Opole, Kozienice czy wcześniej Bełchatów rozwiązały nam problem niezbilansowania systemu w najbliższych latach, lecz w dalszej perspektywie stawiajmy na jednostki mniejsze, które zachowują wysoką sprawność nawet przy niskich obciążeniach. Mając na uwadze potrzeby naszego systemu oraz unijne obwarowania uważam, że w miejsce wyłączanych starych generatorów powinniśmy wybudować wysoko regulowalne bloki o mocy 200-400 MW. W większości byłyby to bloki węglowe nowej generacji, lecz ich uzupełnieniem mogłyby być także bloki gazowe, najlepiej – tam gdzie jest to możliwe – pracujące w układzie kogeneracyjnym. Tego typu instalacje potrafią w razie potrzeby samodzielnie utrzymać sieć, a równocześnie mają wystarczający zapas regulowalności, żeby kompensować niestabilną pracę źródeł odnawialnych, w szczególności wiatrowych i fotowoltaicznych.


W miejsce wyłączanych z eksploatacji starych bloków wybudujmy nowe, wysoko elastyczne instalacje węglowe oraz gazowe średniej mocy. W razie potrzeby potrafią one samodzielnie utrzymać sieć, a równocześnie mają wystarczający zapas regulowalności, żeby kompensować niestabilną pracę źródeł odnawialnych.

Budowa nowych bloków węglowych wymagałaby jednak zabezpieczenia dostaw tego surowca. Jak to uczynić, skoro wydobycie węgla kamiennego w Polsce należy do najdroższych na świecie, a jego import mógłby nie obronić się politycznie?


W energetyce zawsze na początku jest paliwo pierwotne. Dominacja węgla w naszym systemie jest oczywista i nie ma wątpliwości, że będzie trwała jeszcze przez wiele lat. W polskich realiach nie ma więc możliwości rozwiązania problemów sektora energetycznego bez rozstrzygnięcia problemu przyszłości węgla. Uważam, że potrzebny nam jest narodowy plan pozyskiwania tego surowca, w którym określimy, jaką jego ilość będziemy chcieli w pewnej perspektywie wykorzystać do poszczególnych celów: zarówno elektroenergetycznych, ciepłowniczych, jak i nieenergetycznych. Istotną trudnością w tym względzie będzie fakt, że nie wystarczy tu naukowe wyliczenie naszego zapotrzebowania – środowisko związane z wydobyciem węgla tworzy mocny układ oddziaływania politycznego, z którym trzeba będzie się zmierzyć. Jeśli jednak uda nam się pokonać tę barierę, to wiedząc ile surowca potrzebujemy, postaramy się zabezpieczyć sobie jego rezerwy. Można będzie wówczas wytypować kopalnie biorące udział w normalnej grze rynkowej oraz takie, które będą stanowiły rezerwę strategiczną. Do tej drugiej grupy należałyby obiekty przygotowane do eksploatacji (posiadające podstawową załogę i gotowe do uruchomienia w przeciągu 1-2 tygodni), lecz na co dzień nieeksploatowane. Istnienie takiej rezerwy zwiększałoby nasze bezpieczeństwo energetyczne, umożliwiając nam np. zastąpienie produkcji energii w generatorach gazowych przez węglowe na wypadek kryzysu dostaw gazu lub też zastąpienie dostaw węgla z rynków zewnętrznych, gdyby ich dostawa została zablokowana lub byłaby niekonkurencyjna. Warto tu wziąć pod uwagę oczywisty fakt, że gdy zamknie się już definitywnie kopalnię, trudno jest ją ponownie uruchomić. A nie wiemy, czy za kilka lat nie będziemy chcieli rozwinąć np. technologii zgazowywania węgla lub czy węgiel z kopalni rezerwowych nie będzie ponownie konkurencyjny.


W polskich realiach nie da się rozwiązać problemów sektora energetycznego bez rozstrzygnięcia problemów związanych z węglem. Potrzebny jest nam narodowy plan pozyskiwania tego surowca, w którym określimy, jaką jego ilość będziemy chcieli w pewnej perspektywie wykorzystać do poszczególnych celów: zarówno elektroenergetycznych, ciepłowniczych, jak i nieenergetycznych.

Modernizując energetykę mamy przy okazji szansę na znalezienie swoich specjalizacji w tym sektorze. Nowoczesne technologie węglowe będą jedną z nich?


W sektorze energetycznym następują dziś na świecie ogromne zmiany. Warto byśmy potrafili w tym nowym układzie znaleźć miejsce dla siebie. Do niedawna byliśmy jednym ze światowych liderów w zakresie energetyki węglowej. Obecnie, mając na uwadze trendy dekarbonizacyjne, postarajmy się poszukać nieenergetycznych zastosowań tego surowca, np. w sektorze chemii. Jeżeli chodzi natomiast o rozwiązania stricte energetyczne, musimy zastanowić się, które z nich byłoby innowacyjne, zgodne z unijnymi wymogami oraz zdolne do przetrwania przez wiele lat. Ja taki potencjał widzę w dużych panelach fotowoltaicznych. Do tej pory ich produkcja była ograniczona właściwie do jednego rozmiaru, a dzięki nowym technologiom będziemy mogli tworzyć je w znacznie większych formatach. Trójwarstwowe panele z potrójnym załamaniem się światła osiągną w najbliższych latach sprawność do 30 proc. Dodajmy do tego, że w przewidywalnym czasie na rynku pojawią się prawdopodobnie nowe technologie magazynowania energii, w efekcie czego jej ceny ulegną obniżeniu. Energia pochodząca z polskich paneli PV mogłaby wówczas z powodzeniem konkurować cenowo na połączonym rynku kilku państw. Mimo więc, że nie jesteśmy krajem o najwyższym poziomie nasłonecznienia, to przy wykorzystaniu naszych uzdolnionych fizyków i informatyków rozwój fotowoltaiki mógłby być dla Polski dużą szansą.


Polska, wykorzystując swoich uzdolnionych fizyków i informatyków, mogłaby postawić na rozwój dużych paneli fotowoltaicznych. Jest to innowacyjna technologia, zgodna z unijnymi wymogami oraz zdolna do utrzymania się na rynku przez wiele lat.

Kontekst utalentowanych polskich informatyków pojawia się często również w odniesieniu do smart grid.


Uważam, że także w tym sektorze polskie firmy informatyczne mogą odegrać bardzo istotną rolę. Inteligentne sieci nie są jeszcze w tej chwili do końca dobrze rozpoznanym obszarem. Wynika to w znacznej mierze z zawłaszczenia ich przez energetyków, którzy przykrawają je do istniejącego stanu rzeczy. Jest to mechanizm, który swego czasu dobrze objaśnił wielki myśliciel oraz znawca procesów cywilizacyjnych i przemysłowych, autor wręcz profetycznej książki pt. „Nowa rzeczywistość” – Peter Drucker: jeżeli pojawia się wynalazek, który wnosi całkowity element nowości, to na początku wykorzystuje się z niego to, co pasuje do obecnej rzeczywistości. Dopiero następne pokolenie, po 20-30 latach dostrzega jego prawdziwą istotę. Energetycy nie widzą dziś, że inteligentne sieci są de facto potężnymi systemami informatyczno-telekomunikacyjnymi, które nakładają się na sieć elektroenergetyczną i prędzej czy później wymuszą rewolucyjne wręcz zmiany w elektroenergetyce. Takie połączenie energetyki i technik ICT daje nam ogromne możliwości: jesteśmy dzięki temu w stanie m.in. śledzić synchronicznie i w trybie czasu rzeczywistego zarówno czynne, jak i bierne przepływy energii czy też złagodzić albo nawet rozwiązać problem występowania w sieci źródeł o różnych charakterystykach i mocach, do których dotychczasowe metody bilansowania sieci nie były w ogóle przygotowane. Energetyka już w tej chwili jest mocno nasycona informatyką, jednak dopiero przed nami jest stworzenie sieci, w której przepływy energii elektrycznej otoczone będą zintegrowaną warstwą IT. Przyszła sieć elektroenergetyczna będzie więc zwirtualizowana, a jej użytkownicy będą widzieli tylko jej informatyczny komponent. Znajdująca się pod spodem warstwa fizyczna, odpowiedzialna za przesył energii, będzie mało kogo interesowała, tak samo jak użytkownicy internetu nie skupiają się już dziś na kablach czy światłowodach, lecz na przenoszeniu, przetwarzaniu i wykorzystywaniu informacji, które są za ich pomocą przesyłane. Oddając inteligentne sieci elektroenergetyczne w ręce specjalistów od informatyki i telekomunikacji spowodujemy nadejście „nowej rzeczywistości” w energetyce.


Polscy energetycy nie są dziś świadomi, jak ogromne możliwości przyniesie rozwój inteligentnych sieci elektroenergetycznych. Oddajmy je w ręce specjalistów od informatyki i komunikacji, a „nowa rzeczywistość” nadejdzie do nas znacznie szybciej.

Czy jedną z barier rozwoju nowoczesnej energetyki w Polsce nie jest wobec tego ta mentalna, związana z naszym przyzwyczajeniem do pewnego stanu rzeczy?


Nie da się ukryć, że w polskim sektorze energetycznym nadal dominuje pokolenie inżynierów, którzy zostali wychowani w duchu wielkoskalowej energetyki węglowej i są do niej bardzo mocno przywiązani. Nawet najbardziej światli z nich nie za bardzo wiedzą, co może powstać w jej miejsce. Nie ma wśród nich wewnętrznego motoru do przeprowadzenia zmian. Niebawem ta szeroka rzesza osób, urodzonych jeszcze w czasach powojennego wyżu, zostanie zastąpiona nowymi kadrami. Jaki będzie tego skutek? Energetykom młodego pokolenia nie można odmówić dobrego przygotowania do zarządzania energetyką od strony ekonomiczno-projektowej. Uważam jednak, że brakuje u nich myślenia całościowego, na bazie którego mogliby zaprojektować nowoczesny system energetyczny, spełniający wymogi ram, w których się poruszamy, a jednocześnie realizowalny z ekonomicznego punktu widzenia. Wówczas moglibyśmy w Polsce, przy wykorzystaniu inteligentnych sieci, rozwijać na szeroką skalę energetykę rozproszoną. Aby dokonać takiej zmiany trzeba mieć jednak pewną wyobraźnię oraz przekonanie, że warto to zrobić. Być może decydujący jest ten drugi czynnik – starsze pokolenie nie ma przekonania, że można odejść od aktualnego stanu rzeczy, tym bardziej, że jest dumne z obecnego systemu, który pomimo że zbudowany w czasach głębokiego komunizmu, był całkowicie niezależny od systemu radzieckiego. Młode z kolei pokolenie nie wykazuje ducha rewolucyjnego i nie do końca chyba wierzy, że warto obecny system przebudować, bo skoro coś teraz działa dobrze, to po co się wysilać?


Rozwój energetyki rozproszonej przy wykorzystaniu inteligentnych sieci będzie w Polsce możliwy dopiero, gdy uda nam się skonstruować nowoczesny system energetyczny. Tymczasem energetycy zarówno starego, jak i młodego pokolenia nie mają przekonania, że warto to zrobić.

O autorze:

dr inż. Wojciech Myślecki
Ekspert ds. energetycznych

Prezes Zarządu spółki doradczej Global Investment Corporation Sp. z o.o. Wieloletni pracownik naukowo-dydaktyczny na Wydziale Elektroniki Politechniki Wrocławskiej, wykładowca w Studium Podyplomowym „Inteligentne Sieci Elektroenergetyczne”, autor kilkudziesięciu publikacji naukowych z zakresu telekomunikacji, informatyki przemysłowej i energetycznej, zagadnień politycznych oraz gospodarczych. W 1998 r. pełnił funkcję Prezesa Zarządu PSE S.A. Członek Rad Nadzorczych m.in. PSE S.A., PSE Operator S.A. i ENERGA Wytwarzanie S.A.

Inne artykuły tego autora:
12/10/2015 Doktryna energetyczna dla Polski 17/05/2013 Energetyczny pat