Jednym z najbardziej rozpowszechnionych mitów wśród wyznawców religii klimatycznej jest przekonanie, że energetyka wiatrowa i słoneczna mogą być jedynym źródłem energii dla systemu energetycznego, o ile tylko uzupełni się dostawy energię o tę zaoszczędzoną w magazynach energii przechowujących nadwyżki wyprodukowane w innych okresach. Jednak rzadko kto ma okazję na poważnie zastanowić się, ile energii miałby przechowywać takie magazyny i ile mogłoby to wszystko kosztować. To są ważne pytania, gdyż dotykają one istoty problemów z rzekomo-odnawialnymi źródłami energii. Niestety ignorowanie praw fizyki i termodynamiki przez ideologów klimatycznej zagłady sprawia, że narzucają oni rozwiązania, które nie mają prawa zadziałać w praktyce. Dlatego m.in. uważamy, że energetyka wiatrowa nie ma żadnej przyszłości, gdyż jej zwolennicy próbują udawać, że w ich przypadku prawa fizyki nie działają. Na nasze szczęście w tej sprawie żadne unijne dyrektywy czy rozporządzenia niewiele mogą zmienić.
Można i należy wręcz stawiać pytania dotyczące tego, jak zachowywałby się polski system energetyczny, gdyby był w 100% zasilany energetyką wiatrową i słoneczną. Skoro taki jest oficjalny cel polityczny i gospodarczy Unii Europejskiej skrzętnie ukrywany pod hasłami „neutralności klimatycznej” lub „gospodarki zeroemisyjnej”, to warto zmierzyć się z tym problemem po inżyniersku i odpowiedzieć sobie na pytanie czy to może zadziałać. Dlatego też dzisiaj omawiamy niezwykle istotną publikację amerykańskiego zespołu naukowców pod redakcją Balázs’a Fekete pt. „Storage requirements to mitigate intermittent renewable energy sources: analysis for the US Northeast”, który został opublikowany w czasopiśmie „Frontiers of Environmental Science” we wrześniu 2023 r. a opisujący techniczne warunki magazynowania energii na konkretnym przykładzie sieci energetycznej w północno-wschodniej części USA działającej na obszarze dwunastu stanów. [1]
W zasadzie w tej publikacji dokonuje się obliczeń deficytu/nadwyżek energii niezbędnych do pokrycia deficytu lub upłynnienia nadwyżek, tak aby zapewnić sprawne funkcjonowanie całej sieci energetycznej. Sami autorzy tej publikacji opisują to jako „zmodyfikowanym obliczaniem nadwyżki/deficytu, którego uczono inżynierów budownictwa wodnego, by dobierać rozmiary zbiorników w celu zaspokojenia zapotrzebowania na wodę, gdyż jej zasoby są zmienne. Jeśli występuje nadwyżka produkcji, dodaje się ją do zbiornika, a gdy występuje deficyt produkcji, to obniża się stan magazynu. W ten sposób po zsumowaniu pomiarów za rok, dwa lub więcej lat łatwo jest policzyć, ile miejsca potrzeba w magazynie (zbiorniku).” [2]
Zdjęcie: Erich Westendarp z Pixabay
Wnioski i konkluzje
Zasadniczy wniosek płynący z przeprowadzonej przez Fekete i in. analizy jest prosty. Przy założeniu, że w systemie energetycznym 100% wytwarzania energii pochodzi z wiatru lub Słońca, to by wyeliminować chaotyczną i niepewną pracę niekopalnych źródeł energii niezbędne jest zapewnienie pojemności magazynowej (rezerwy energii) na poziomie ok. 25% rocznego zużycia energii i to stale dostępnego oraz gotowego do natychmiastowego użycia (dyspozycyjnego). Mówiąc inaczej, by mieć pewność, że energia elektryczna będzie zawsze dostępna bez względu na porę dnia i roku, w magazynach energii musimy jej przechowywać tyle by starczyło jej na ok. 3 miesiące zużycia dla całej sieci energetycznej. Biorąc pod uwagę m.in. to, że na dzisiaj nie dysponujemy żadną technologią umożliwiającą magazynowanie energii na taką skalę, nie mówiąc już o ewentualnych kosztach takiej technologii, to niepaliwowe źródła energii nie są żadną rozsądną alternatywą dla energetyki opartej o paliwa kopalne, także i dla energetyki jądrowej. Innymi słowy mrzonki i złudzenia nie zapewnią nam efektywnej technologii do produkcji energii energetycznej. Co więcej, ten właśnie argument – dodajmy czysto inżynierski – obala cały sens tzw. „transformacji energetycznej” udowadniając, że system energetyczny oparty w 100% o OZE technicznie nie będzie zdolny do pracy. Poniższe zdanie jest najlepszym podsumowaniem całej sprawy.
„Wobec braku technologii magazynowania energii, która byłaby w stanie magazynować energię przez kilka miesięcy, należy wycofać się ze wszelkich badań mających na celu ustalenie, że energia słoneczna lub wiatrowa są konkurencyjne cenowo w stosunku do innych form pozyskiwania energii, ponieważ bez magazynowania żadna z nich nie jest w stanie zastąpić innych form wytwarzania energii. [3]
Autorzy analizy w sposób niebudzący wątpliwości podważają cały polityczny program promujący odnawialne źródła energii (przede wszystkim energię wiatrową i słoneczną) jako podstawowy element transformacji energetycznej. Ten system się nie bilansuje ani energetycznie, ani tym bardziej finansowo. Już dzisiaj – przy zaledwie kilkunastoprocentowym udziale OZE w systemie energetycznym – występują gigantyczne problem z bilansowaniem systemu oraz z kosztami tych operacji. Każdy procent więcej udziału OZE w systemie, to co raz większe problemy w utrzymaniu sieci energetycznej w sprawności oraz w prawidłowym działaniu.
Obsesja na punkcie dwutlenku węgla czy też świadoma polityka powstrzymywania rozwoju krajów bogatych w paliwa kopalne?
Warto w tym miejscu zadać pytanie w jakim celu podejmowany był ten cały wysiłek finansowy i inwestycyjny związany z budową niepaliwowych źródeł energii? Pomocą w udzieleniu odpowiedzi przyszła Judith Curry, która podjęła się recenzji publikacji Balázs’a Fekete i innych. Curry pisze tak: „Przez ponad trzydzieści lat redukcja emisji dwutlenku węgla była główną motywacją do promowania przejścia od paliw kopalnych na alternatywne źródła energii. Obawy dotyczące nieuniknionego wyczerpywania się paliw kopalnych rozważano szczególnie podczas kryzysów energetycznych, ale obawy te szybko ucichły wraz z odkryciem nowych złóż paliw kopalnych, takich jak paliwa łupkowe w USA, które zdawały się zabezpieczać dostawy energii. (…)
W ramach transformacji energetycznej zalecano następujące rozwiązania: 1) zmniejszone zużycie energii oraz 2) zastąpienie paliw kopalnych źródłami odnawialnymi. [Rozwiązania te – red.] stały się głównymi narzędziami przyjętymi przez decydentów w traktatach klimatycznych, takich jak Protokół z Kioto i Porozumienie paryskie. W rzeczywistości Protokół z Kioto opierał się na założeniu, że „kryzysu klimatycznego” można uniknąć, jeśli kraje rozwinięte ograniczą część emisji, a kraje rozwijające się pozostaną biedne (…).
Szybki wzrost zużycia energii w gospodarkach krajów rozwijających się doprowadził do zaniku nacisku na ograniczanie zużycia energii. Transformacja energetyczna jest obecnie popychana do przodu przede wszystkim poprzez cele w zakresie „zerowej emisji netto” CO2 przy nieokreślonym poziomie udziału źródeł odnawialnych w rynku. Cel zerowej netto nie oznacza całkowitego wyeliminowania użytkowania paliw kopalnych. Zamiast tego oczekuje się, że pozostałe zużycie paliw kopalnych zostanie zrekompensowane poprzez jakąś formę sekwestracji dwutlenku węgla.” [3]
Zespół naukowców pod redakcją Balázs’a Fekete zdaje się zresztą podzielać niepokój o zmiany klimatyczne mające być wywołane nadmiernymi emisjami dwutlenku węgla stąd też ich badanie jest motywowane przekonaniem, by „zrównoważony rozwój” został przeprowadzony na poważnie i skutecznie. Piszą o tym sami wprost: „Przejście na zrównoważone systemy zielonej energii opierające się na odnawialnych źródłach energii jest motywowane przede wszystkim przewidywanymi katastrofami wynikającymi ze zmian klimatycznych. Gwałtowny spadek kosztów odnawialnych źródeł energii – zwłaszcza energii słonecznej i wiatrowej – doprowadził do rosnącego optymizmu co do realnej przyszłości opartej w 100% na odnawialnych źródłach energii. Porównując jednak ich koszty z innymi formami energii, zwyczajowo albo zaniedbuje się okresy niestabilności odnawialnych źródeł energii, albo zakłada, że kilka godzin magazynowania energii wystarczy, aby zrównoważyć okresy, w których odnawialne źródła energii nie dostarczają wystarczającej ilości energii.” (…)
„Analizy przedstawione w tym badaniu zostały uzupełnione międzynarodową perspektywą dotyczącą krajów o wysokim udziale energii odnawialnej w wytwarzaniu energii w Europie i potwierdziły one nasz wniosek, że odnawialne źródła energii można wdrożyć w systemie energetycznym tylko wtedy, gdy dostępne są wystarczające rezerwowe źródła energii, które są obecnie dostarczane przez źródła oparte o paliwa kopalne.
Gaz ziemny jest często postrzegany jako „paliwo pomostowe” w procesie przechodzenia na zrównoważoną ekologiczną gospodarkę, w której gaz ziemny razem z wychwytywaniem i sekwestracją dwutlenku węgla odgrywa rolę magazynu energii. Same odnawialne źródła energii nie są obecnie w stanie zaspokoić wszystkich potrzeb energetycznych. Dopóki nie pojawią się opłacalne rozwiązania w zakresie magazynowania energii na skalę masową, które będą w stanie zmagazynować jedną czwartą lub więcej rocznego zużycia energii, odnawialne źródła energii oraz paliwa kopalne, takie jak gaz ziemny (wraz z wychwytywaniem i sekwestracją dwutlenku węgla lub bez) będą drogą donikąd.” [1]
Niekończące się zalety paliw kopalnych
Argument o wyczerpywaniu się paliw kopalnych na świecie byłby trafny, gdyby nie fakt, że od ponad 30 lat ich wydobycie i zużycie rośnie. Gospodarki Chin oraz Indii są tutaj świetnym przykładem trafności tej tezy, gdyż państwa te wciąż inwestują w wydobycie chociażby węgla. [4] Poniżej aktualny wciąż wykres obrazujący produkcję węgla na świecie.
Wykres: Produkcja węgla na świecie w latach 2002 - 2026
Źródło: Raport IEA – Coal 2023
Oczywiście to, że część złóż węglowodorów na świecie została już wybrana i wykorzystana, tak jak to się stało np. w Europie Zachodniej, nie może oznaczać, że zasoby paliw kopalnych skończyły się wszędzie na świecie. Co najwyżej część krajów, np. niektóre państwa europejskie, będą dalej zmuszone kupować węglowodory, by dalej funkcjonować. Stąd też biorą się polityczne naciski wysoko uprzemysłowionych państw Europy Zachodniej na szybką transformację energetyczną, by nie zostać się uzależnionym od importu węglowodorów. Kwestia rozpowszechnionej medialnej narracji o zmianach klimatu wywołanych dwutlenkiem węgla jest jedynie retorycznym argumentem przykrywającym fakt całkowitego uzależnienia współczesnej gospodarki od ropy naftowej, węgla oraz gazu ziemnego. To uzależnienie od węglowodorów nie bierze się znikąd, gdyż koszty ich wydobycia, transportu, magazynowania i użytkowania są łatwe do przewidzenia i sterowania. Mówiąc wprost, węgiel na hałdzie może leżeć rok i dwa, i dalej będzie tym samym węglem nadającym się do użytkowania, jak w dniu zakupu. Można go od razu użyć w każdym czasie i w zależności od potrzeb. Tak samo da się magazynować ropę naftową i gaz ziemny. Pełna przewidywalność to najlepsza cecha węglowodorów na każdym etapie ich użytkowania.
Tymczasem w przypadku energetyki wiatrowej lub słonecznej podstawowym problemem związanym z ich użytkowaniem jest ciągłe dostosowywanie zużycia energii do niepewnej produkcji uzależnionej od zawsze losowej dostępności wiatru lub nasłonecznienia w miejscu wytwarzania energii (brak sterowalności produkcją) i opisywany tutaj brak możliwości magazynowania energii elektrycznej. Jest to dylemat inżynierski, który można streścić następująco – wiemy, ile zużyjemy, nie wiemy, ile wyprodukujemy i czy w związku z tym nam starczy. W przypadku paliw kopalnych podaż energii (produkcja) zawsze nadąża za popytem (zużycie). W przypadku niekopalnych źródeł energii podaż energii (produkcja) technicznie nie jest w stanie nadążać za jej popytem (zużyciem).
Pozorna obfitość energii słonecznej i wiatrowej przykrywana jest argumentem, że Słońce zawsze „gdzieś” świeci a wiatr zawsze „gdzieś” wieje. Kluczowe jest tutaj słowo „gdzieś”, gdyż dyskretnie przemilcza się w ten sposób kwestię transportu „gdzieś tam” wytworzonej energii, tam, gdzie jest ona potrzebna i to niezbędnej ilości oraz o właściwych parametrach technicznych. Idąc dalej za tym przykładem możemy powiedzieć, że nawet gdyby na Saharze, powszechnie znanej z dużej dostępności energii słonecznej zainstalować gigantyczne farmy fotowoltaiczne, to w dalszym ciągu pozostaje problem, jak przesłać wyprodukowaną tam energię np. do Polski, Szwecji lub Niemiec, a potem ją zmagazynować. No i ile by to wszystko kosztowało w porównaniu z energetyką węglową. To nie są błahe pytania, gdyż koncentracja danej formy energii w jednym miejscu, nie oznacza automatycznie jej dostępności setki, jak nie tysiące kilometrów dalej. Tymczasem miłośnicy OZE piejąc z zachwytu nad zaletami niekopalnych źródeł energii pomijają konieczność jednoczesnej rozbudowy i utrzymania infrastruktury sieciowej (sieci przesyłowe i dystrybucyjne) niezbędnej do przyłączenia wielkopowierzchniowych farm wiatrowych i słonecznych przerzucając ten obowiązek i koszty na konsumentów i podatników. Do tego wszystkiego dochodzi jeszcze koszt magazynowania nadwyżek energii i zarządzania dostawami do i z magazynu. Biorąc pod uwagę konkluzję z analizy Fekete i in., że potrzebujemy magazynów energii zdolnych dla zmagazynowania nadwyżek energii ze Słońca lub wiatru o pojemności ok. 25% rocznego zużycia energii, a nie tylko o pojemności kilku godzin pracy, to dochodzimy do sedna problemu z „transformacją energetyczną” w oparciu o niekopalne źródła energii.
Gdyby wielbiciele niekopalnych źródeł energii mieli rację, że możemy uznać argument o gęstości energii za nieistotny, to zadajmy im proste pytanie, ile energii rocznie może wyprodukować elektrownia wiatrowa o mocy 3 MW a ile elektrownie słoneczna o tej samej mocy 3 MW zlokalizowana w Polsce. W tym równaniu szerokość geograficzna ma znaczenie, gdyż cykl dnia i nocy dobitnie ogranicza zdolności produkcyjne elektrowni słonecznych. Poprawne rozwiązanie powyższego zadania wyraźnie pokazuje, że gęstość energii ma bardzo istotne znaczenie przy badaniu efektywności danej formy wytwarzania energii, a bardziej skoncentrowana energia wiatrowa i wodna są nadal ekonomicznie bardziej opłacalne niż pozyskiwanie większej ilości energii słonecznej.
Koszty, koszty, koszty …
Fekete i in. nie wnikają w szczegóły kosztów jakiegokolwiek możliwego rozwiązania w zakresie magazynowania energii, gdyż wszystkie możliwe do wyobrażenia koszty są tak astronomiczne, że z góry można i należy zrezygnować z dalszego rozwijania potencjału niekopalnych źródeł energii koncentrując cały wysiłek na źródłach kopalnych.
Korzystając z danych Polskich Sieci Energetycznych (PSE) zarządzających polskim systemem elektroenergetycznym możemy podjąć się oszacowania niezbędnej pojemności magazynów energii, gdyby np. politycy wpadli na pomysł zaopatrywania polskiej gospodarki w energię elektryczną wyłącznie z wiatru i Słońca w ramach przyspieszania transformacji energetycznej w Polsce. Według PSE całkowite zużycie energii elektrycznej w Polsce w 2022 r. wyniosło: 173.478 GWh zaś w 2023 r. wyniosło: 167.518 GWh. Zatem uśredniając zużycie energii na 170.000 GWh rocznie to 25% zużycia wynosi ok. 42.500 GWh rocznie. Ten rząd wielkości powinien być pułapem odniesienia do oceny jaki powinien być poziom rezerwy mocy dla sieci energetycznej w Polsce. Dzisiaj PSE przyjmuje, że jest poziom 9% zużycia energii.
Źródło danych: https://www.pse.pl/dane-systemowe/funkcjonowanie-kse/raporty-miesieczne-z-funkcjonowania-rb/raporty-miesieczne
Zapytajmy się zatem o szacunkowe koszty budowy systemu magazynowania energii w Polsce o pojemności ok. 42.500 GWh rocznie. Przeglądając Internet udało nam się dowiedzieć, że działająca w Polsce spółka Columbus planuje na lata 2024 – 2026 budowę „wielkoskalowych magazynów energii”. [5] Jeden o pojemności 250,8 MWh (koszt budowy ok. 500 mln zł) a drugi o pojemności 532 MWh (koszt budowy ok. 1 mld zł).
Przyjmując zatem za punkt odniesienia te informacje to wychodzi nam na to, że koszt samej budowy magazynu energii o pojemności 1 GWh wynosiłby ok. 2 mld zł. Oznacza to, że koszt wybudowania magazynów o pojemności 42.500 GWh wyniósłby ok. 85.000 mld zł i to według cen z 2022 r. Do tego należy oczywiście jeszcze policzyć roczne koszty zakupu samej energii elektrycznej do wypełnienia takiej pojemności oraz koszt samej usługi bilansowania z użyciem magazynu energii. Żeby matematyce stało się zadość to dodajmy, że polska gospodarka zużywa średnio na dobę ok. 450-500 GW energii elektrycznej w zależności od pory roku. Pokazuje to skalę przedsięwzięcia w zakresie magazynowania energii.
Tytułem porównania koszt budowy elektrowni jądrowej w Pątnowie (projekt we współpracy z Koreą Południową) o mocy ok. 2,8 GW zdolnej do produkcji ok. 22.000 GWh energii rocznie szacowany był na ok. 100 mld zł. [6] To wszystko pokazuje jaka jest skala wyzwań technicznych oraz finansowych związanych z budową systemu energetycznego opartego o tzw. „odnawialne” źródła energii. Alternatywa jest banalnie prosta – natychmiastowy powrót do elektrowni węglowych bez oglądania się na innych.
Tłumaczenie, opracowanie i komentarz
Redakcja stopwiatrakom.eu
Przypisy:
(1) Oryginalny tekst analizy dostępny jest tutaj: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2023.1076830/full - publ. z dn. 18.09.2023 r.
(2) Korzystamy tu z omówienia tekstu zawartego na portalu Manhattan Contrarian autorstwa Francisa Mentona: https://www.manhattancontrarian.com/blog/2023-12-3-another-critical-thinker-reaches-the-obvious-conclusion-intermittent-renewables-cant-work-on-their-own - publ. z dn. 03.12.2023 r.
(3) https://judithcurry.com/2023/11/14/net-zero-targets-sustainable-future-or-co2-obsession-driven-dead-end/#more-30698 – publ. z dn. 14.11.2023 r.
(4) O rosnącym zużyciu węgla na świecie pisaliśmy niedawno tutaj: http://stopwiatrakom.eu/aktualnosci/3047-klimatyczny-teatr-absurdu-wci%C4%85%C5%BC-gra-a-zu%C5%BCycie-w%C4%99gla-na-%C5%9Bwiecie-wci%C4%85%C5%BC-ro%C5%9Bnie.html – publ. z dn. 03.01.2024 r.
(5) Informacje zaczerpnęliśmy z oficjalnej strony spółki: https://group.columbusenergy.com/columbus-postawi-magazyn-energii-o-mocy-63-mw/ - publ. z dn. 21.09.2022 r. oraz https://group.columbusenergy.com/columbus-wybuduje-najwiekszy-prywatny-magazyn-energii-w-polsce/ - publ. z dn. 18.08.2022 r.
(6) https://forsal.pl/biznes/energetyka/artykuly/8676656,elektrownia-jadrowa-w-patnowie-koszt-budowy.html – publ. z dn. 07.03.2023 r.
Wszechobecna propaganda klimatyczna w mediach głównego nurtu oparta jest o kilka mitów, które są nieustannie promowane wbrew oczywistym faktom i elementarnej wiedzy naukowej, zwłaszcza mit o szkodliwości dwutlenku węgla i jego szczególnej roli gazu cieplarnianego. Poglądy przeciwne i poddające w wątpliwość „ustaloną naukę o klimacie” są zaciekle eliminowane z obiegu publicznego, wszystko po to, by nie dopuścić do powstania nawet najmniejszych wątpliwości wśród polityków, dziennikarzy i wyborców, a już szczególnie dzieci i młodzieży w wieku szkolnym. W ten sposób bełkot klimatyczny rozlewa się po infosferze publicznej i uniemożliwia rzetelną debatę o przyczynach, skutkach i kosztach „walki z klimatem”. Skala manipulacji i dezinformacji jest na tyle duża, że konieczne jest posługiwanie się zupełnie innymi pojęciami umożliwiającymi prawidłowe nazwanie rzeczywistości bez jej przeinaczania. Prawda sama się nie obroni i wymaga codziennej pracy a zwłaszcza posługiwania się innym językiem niż klimatyczni histerycy i naciągacze. Dlatego misją naszego portalu jest obrona prawdy naukowej i polskich interesów politycznych oraz gospodarczych w czasach inwazji post-prawd, kłamstw i przeinaczeń.
Wszystkim naszym darczyńcom serdecznie dziękujemy. Portal utrzymuje się wyłącznie z prywatnych datków i nie korzystamy z żadnych publicznych pieniędzy. Takie finansowanie gwarantuje nam pełną niezależność a Czytelnikom publikacje, których nie znajdziecie nigdzie indziej. Prosimy o wpłaty na konto w PKO BP SA: 53 1020 2791 0000 7102 0316 5867
Tytuł wpłaty: "Darowizna na stopwiatrakom.eu"
Dziękujemy Państwu za życzliwe wsparcie!