Jak wygląda polityka klimatyczna / energetyczna Niemiec z perspektywy ekonomicznej i technicznej racjonalności?
Dr Björn O. Peters jest szefem działu inwestycji infrastrukturalnych i zasobów naturalnych (Investment-Bereichs Infrastruktur und natürliche Ressourcen) w Deutsche Asset & Wealth Management (DAWM). Spółka DAWM należy do grupy kapitałowej Deutsche Bank.
Dr. Peters opublikował 20 kwietnia 2015 r. artykuł, w którym wskazuje jednoznacznie, że niemiecki sektor finansowy nie zamierza finansować dalszego etapu Energiewende i wyjaśnia dlaczego [1].
Tytuł artykułu brzmi: „Dość księżycowej polityki energetycznej”.
NIEMIECKI SEKTOR FINANSOWY NIE CHCE INWESTOWAĆ W INFRASTRUKTURĘ ENERGETYCZNĄ
Pisaliśmy już na stopwiatrakom.eu, że wraz z załamaniem zdolności niemieckiego budżetu do dotowania początkowej formuły strategii Energiewende, przez ostatnie parę lat opłacalność prywatnych inwestycji w tym sektorze staje się coraz bardziej wątpliwa [2].
Analityk DAWM pisze, że pismo branżowe BIZZ opublikowało w grudniu 2014r. sondaż, z którego wynika, że nikt spośród największych graczy niemieckiego sektora finansowego nie chce inwestować w niemiecką infrastrukturę energetyczną. Jest to poważny problem, ponieważ sektor energii nie jest w stanie samodzielnie finansować niezbędnych inwestycji. Analogicznie wygląda sytuacja i w Polsce.
Staje się już jasne, że niemiecka transformacja energetyczna nie została przemyślana. Dane na temat produkcji elektrowni wiatrowych pokazują, że ich możliwości produkcyjne wykorzystywane są przeciętnie sześć miesięcy w roku, a faktyczna efektywność zainstalowanej mocy energii wiatrowej i słonecznej wynosi mniej niż 10 procent.
Firmy, które chcą odnieść sukces w ramach transformacji energetycznej, powinny zdecydować się, czy chcą dalej bazować na energii z wiatru i słońca, czy też chcą rozwijać inne źródła energii.
Warunkiem zaangażowania niemieckiego sektora finansowego jest wypracowanie spójnej i społecznie akceptowalnej koncepcji pozyskiwania energii z OZE.
POGODA RZĄDZI ENERGETYKĄ
Według analityka Deutsche Banku, potrzeba kilku dekad zanim znalezione zostanie rozwiązanie, technicznie wykonalne i ekonomicznie opłacalne, które pozwoli uniezależnić
produkcję elektrowni wiatrowych i słonecznych od warunków meteorologicznych. Ta zależność ma trzy aspekty.
Po pierwsze, wiatr i słońce niekiedy są dostępne, a niekiedy – nie. W tym zakresie lepiej funkcjonuje energetyka słoneczna. Energia ze słońca produkowana jest głównie w okresie, kiedy jesteśmy społecznie i ekonomicznie aktywni. Dzięki temu instalacjom fotowoltaicznym udaje się zasadniczo pokryć szczytowe zapotrzebowanie na elektryczność w środku dnia. Natomiast wiatr wieje, kiedy chce, a nie kiedy my go potrzebujemy.
Korelacja między produkcją wiatru mierzoną w odcinkach godzinnych a godzinowym zapotrzebowaniem sieci energetycznej kształtuje się w zależności od roku na poziomie od 0 do 3 procent. Problem ten jest widoczny w szczególności późną jesienią, kiedy zapotrzebowanie na energię wieczorami w dni robocze sięga 85 GW, słońca już nie ma, a produkcja energii z wiatru w Niemczech spada często zdecydowanie poniżej 5% zainstalowanej mocy elektrowni wiatrowych.
MIĘDZYNARODOWA INTEGRACJA ENERGETYKI WIATROWEJ
Drugi aspekt uzależnienia od warunków meteorologicznych wiąże się z korelacją między produkcją energii z wiatru a pokrywą chmur na dużej przestrzeni. Takie same warunki wiatrowe występują na dystansie do 600 km. Problemu tego nie da się rozwiązać wewnątrz Niemiec, ani też na połączonym obszarze Niemiec i Francji.
Poprawę w produkcji energii z wiatru daje dopiero integracja produkcji i dystrybucji energii z wiatru w ramach obszaru obejmującego Portugalię, Czad i Azerbejdżan.
Na marginesie, wynika z tego także poważny argument przeciwko rozbudowie morskich farm wiatrowych na Bałtyku wzdłuż wybrzeża Niemiec. Występowanie tych samym warunków meteorologicznych oznacza, że turbiny morskie dostarczać będą energię jedynie w okresach nadprodukcji tej energii przez lądowe farmy wiatrowe na wybrzeżu. Tymczasem koszt morskich farm wiatrowych, jeśli uwzględnimy koszt podłączenia do sieci energetycznej, wyniesie cztery razy tyle co koszt lądowych farm wiatrowych. Jest to więc ekonomicznie nieefektywne, podobnie jak budowa w chwili obecnej elektrowni wiatrowych na terenach o słabych warunkach wietrznych.
Budowa sieci energetycznej w skali europejskiej, która umożliwiałaby teoretycznie kompensację ograniczeń meteorologicznych dla produkcji z wiatru nie będzie łatwa.
Jakiś czas temu zbadano możliwość budowy linii energetycznej z południowej Sycylii do niemieckiego miasta Aachen, która miała służyć do przesyłania energii ze słońca. Badacze z Uniwersytetu Aachen obliczyli, że dla zbudowania linii energetycznej o pojemności 1 GW z południowej Sycylii do Aachen (tzw. projekt Desertec) wymagane byłoby 2000 urzędowych zezwoleń. W dodatku należałoby uwzględnić komplikacje związane z protestami lokalnych społeczności wzdłuż takiej linii energetycznej.
Dla wyrównania produkcji z wiatru w skali całej Europy niezbędne byłoby dziesiątki takich linii przesyłowych, biegnących we wszystkich kierunkach i o długości tysięcy kilometrów.
Geograficzne bilansowanie energii słonecznej może udać się jedynie w kierunku wschód-zachód, a realizacja wspomnianego projektu Desertec nic by w tej dziedzinie nie dała. Takie przedsięwzięcie musiało by objąć wiele stref czasowych.
Trzeba by było przeprowadzić ogromne linie energetyczne przez całą Azję i Północny Atlantyk, co wymagałoby dramatycznych zmian w obecnej polityce energetycznej.
MAGAZYNOWANIE ENERGII
Nadwyżki energii produkowanej przez elektrownie słoneczne i wiatrowe rozkładają się bardzo nierównomiernie w ciągu roku. W związku z tym zastosowanie instalacji składowania energii w celu skompensowania nieregularnej produkcji energii z wiatru i słońca nie jest w tej chwili możliwe do realizacji pod względem ekonomicznym. Istniejące obecnie elektrownie szczytowo-pompowe zostały zbudowane – mówiąc żartobliwie - po to, by pompować tanią elektryczność z elektrowni jądrowych na górę tak, aby była dostępna w trakcie południowego i wieczornego zapotrzebowania szczytowego. Takie elektrownie na terenie Niemiec i w Alpach zostały zaprojektowane odpowiednio do magazynowania energii przez 4-8 godzin. Ponieważ szczytowe zapotrzebowanie w południe jest obecnie pokryte przez systemy solarne, elektrownie szczytowo-pompowe nie zarabiają obecnie dostatecznie dużo pieniędzy.
Co gorsze: aby skompensować wahania energii z wiatru, należałoby zaprojektować systemy składowania energii przez okresy kilkuset godzin, tzn. o pojemności 50 razy większej niż obecnie dostępna.
Jaka powinna pojemność instalacji składowania energii, aby umożliwić zaopatrzenie Niemiec wyłącznie w energię z wiatru i słońca, można łatwo wyliczyć na podstawie obecnych danych dotyczących produkowanej energii. Niemcy zużywają przeciętnie ok. 63 GW elektryczności. Te potrzeby mogłyby zaspokoić instalacje wiatrowe i solarne o mocy ok. 125 GW. W rzeczywistości farmy wiatrowe i solarne wytwarzają nadwyżki przez jedną szóstą godzin w roku, a przez pozostałe pięć szóstych czasu produkują mniej elektryczności niż jest zużywana, co musiałyby skompensować instalacje składowania energii. Hipotetyczna pojemność takiej instalacji składowania energii byłaby ogromna.
Jeśli w chwili obecnej wszystkie większe instalacje składowania energii w Europie Środkowej mają pojemność 60 tysięcy MWh, to w hipotetycznym scenariuszu umożliwiającym korzystanie tylko z energii z wiatru i słońca, niezbędna pojemność musiała by wynosić 80 milionów MWh, czyli tysiąc razy więcej.
Elektrownia szczytowo-pompowa o takiej mocy musiałaby zajmować obszar równy powierzchni Jeziora Bodeńskiego [3] a wysokość zbiornika wodnego wynosić 600 metrów.
Koszt takiej instalacji stanowi prawdopodobnie przeszkodę nie do pokonania. Najlepsza technologia składowania energii kosztuje dzisiaj 100 euro za 1 kWh.
Oznacza to wydatek 8000 (ośmiu tysięcy) miliardów euro dla gospodarki Niemiec.
Ponadto składowana energia, która nie zostanie wykorzystana, będzie musiała być rozproszona jako ciepło odpadowe. W związku z tym rozsądnym rozwiązaniem byłoby budowanie masowych instalacji składowania energii na miejscu dzisiejszych elektrowni jądrowych, co pozwoliłoby użyć istniejących chłodni kominowych do usuwania ciepła odpadowego.
IDEOLOGICZNE PODEJŚCIE DO POLITYKI ENERGETYCZNEJ
W społecznej debacie na temat niemieckiej transformacji energetycznej nie uwzględnia się niestety w dostatecznym stopniu powyższych trzech problemów wynikających ze statystyki pogodowej, która znajduje odzwierciedlenie w nierównomiernym rozkładzie produkcji energii z wiatru i słońca.
Na politykę energetyczną patrzymy od dziesięcioleci przez okulary ideologiczne. Energię nuklearną widziano najpierw jako rozwiązanie dla wszystkich przyszłych problemów, później zaczęto ją demonizować i akceptować tylko OZE.
Każda technologia produkcji energii w takiej czy innej formie wspierana była zawsze przez Państwo i być może jest to zasadne. Jeśli teraz uda nam się wypracować koncepcję energetyki, która przedstawi uczciwą odpowiedź na pytanie, ile energii z wiatru i słońca zniesie niemiecki rynek energii elektrycznej, niemiecki sektor finansowy będzie znowu gotowy zapewnić długookresowe finansowanie dla transformacji energetycznej.
PRZYPISY
[1] http://www.vernunftkraft.de/analysten-senken-daumen-wolkenkuckucksheim-in-finanzierungsnot/
[2] http://stopwiatrakom.eu/194-wiadomo%C5%9Bci-z-zagranicy/1431-niemcy-nie-op%C5%82aca-si%C4%99-budowa%C4%87-konwencjonalnych-elektrowni-%E2%80%93-czy-systemowi-energetycznemu-grozi-zapa%C5%9B%C4%87.html
[3] Jezioro Bodeńskie ma powierzchnię 538,5 km2 i jest trzecim pod względem wielkości jeziorem w Europie - https://pl.wikipedia.org/wiki/Jezioro_Bode%C5%84skie
PODZIĘKOWANIA
Dziękujemy niemieckiemu portalowi vernuftkraft.de za wskazanie artykułu dr Petersa!
