Zrozumieć efektywność energetyczną
Dzisiaj, kiedy za zmiany klimatyczne wini się działalność człowieka – tzw. czynnik antropogeniczny jest odpowiedzialny za nadmierną emisję gazów cieplarnianych do atmosfery – obrońcy klimatu rolę największego szkodnika przypisują emitującej ok. 30% dwutlenku węgla (CO2) energetyce opartej na paliwach kopalnianych. Już pod koniec XIX w. szwedzki chemik i fizyk Svante Arrhenius jako pierwszy sformułował hipotezę o możliwym wpływie CO2 w atmosferze na ocieplanie się klimatu. Uważał, że spalanie dużej ilości węglowodorów, zwłaszcza węgla, mogłoby uratować ludzkość przed – jak myślał – nadchodzącą nieuchronnie nową epoką lodowcową.
Klimatolodzy, choć nie wszyscy, przyjęli tę hipotezę za główną przyczynę obecnego nadmiernego ocieplania się naszego globu. Czy została ona dostatecznie udowodniona? Odpowiedź na to pytanie stanowi – jak się wydaje – jeszcze otwartą kwestię.
A może ocieplanie się klimatu odsuwa od nas w czasie prognozowane wcześniej ochłodzenie?
Decydenci unijni, bazując na raportach Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatu przy ONZ (IPCC), dając wiarę przesłaniom tych raportów, ponadto słusznie kierując się zasadą przezorności, zaczęli pod koniec ubiegłego wieku prowadzić politykę klimatyczną. Czy była to jedyna przyczyna, zważywszy, że udział Unii w światowej emisji CO2 to jedynie 8%? Myślę, że nie tylko, gdyż polityka ta jest prowadzona pod kątem działań mających wpływ na gospodarki krajów członkowskich.
Zgodę Polski na tę politykę wyraził prezydent Lech Kaczyński, podpisując w 2007 r. akceptację zobowiązania do ograniczenia do 2020 r. emisji CO2 przez nasz kraj o 20%, wzrostu udziału odnawialnych źródeł energii (OZE) w produkcji energii pierwotnej do 20% i zwiększenia efektywności energetycznej o 20%.
W grudniu 2008 r. premier Donald Tusk podpisał zgodę naszego kraju m.in. na Europejski System Handlu Emisjami (ETS) – chodzi o pozwolenia na emisje CO2 do atmosfery. Jako europoseł przed tym przestrzegałem. Ale stało się…
Handel ten początkowo miał funkcjonować w ramach unijnego systemu energetycznego, później niestety został przekształcony w instrument spekulacji na rynkach finansowych. Cena tony emitowanego CO2 z kilku euro skoczyła nagle na giełdzie unijnej do 70, a nawet 100 euro. A trzeba wiedzieć, że spalenie tony węgla to ok. 2,5 tony tego produktu ubocznego. Spalanie gazu o ekwiwalentnej kaloryczności to od ok. 40% do 60% emisji. Staliśmy się tym samym, jako odbiorcy energii elektrycznej w 70% wytwarzanej w Polsce z węgla, zakładnikami międzynarodowych spekulantów, którzy szukają szybkiego zysku kosztem polskich odbiorców energii.
Szybowanie kosztów energii elektrycznej w naszym kraju może jeszcze przyśpieszyć, kiedy przyjmiemy najnowsze oczekiwania niektórych polityków unijnych, tzw. Fit for 55 (Gotowi na 55), co oznacza ograniczenie emisji CO2 o 55% do 2030 r. w odniesieniu do stanu z roku 1990. A przecież w porozumieniu paryskim uzgodniono, że rok 2050 będzie rokiem osiągnięcia przez UE neutralności klimatycznej.
O ile zobowiązania wcześniejsze, czyli 3 x 20, można było zrealizować, np. przenosząc energochłonną produkcję poza Unię lub – jak to się stało w Polsce – likwidując energochłonne branże przemysłu, o tyle dzisiaj, kiedy wyczerpały się te proste rezerwy, winniśmy wrócić do niezrealizowanego zobowiązania z przeszłości. Czyli do zwiększenia efektywności energetycznej. Dlaczego to zobowiązanie nie zostało zrealizowane? Skąd ta niecierpliwość komisarza Timmermansa?
Główną przyczyną tego był brak zrozumienia urzędników Komisji Europejskiej, jak i wielu eurodeputowanych, kiedy przyjmowaliśmy „pakiet zimowy”, że jedynym sposobem na zrównoważony rozwój energetyki w krajach unijnych jest faktyczny, a nie deklarowany wzrost efektywności energetycznej, liczony kompleksowo w całych łańcuchach przepływu energii, tj. od źródła jej pozyskiwania do użytkownika. Efektywności energetycznej nie da się bowiem zmierzyć wskaźnikiem zaoszczędzonej energii końcowej, gdyż jest to jedynie skutek efektywności. Gdyby było tak, jak chciała Komisja, to każde awaryjne wyłączenie energii elektrycznej mogłoby zostać odnotowane jako wzrost efektywności.
Jak zatem brzmi prawdziwa definicja efektywności energetycznej? Jest to stosunek uzyskanych wyników, tj. ilości wytworzonej wtórnie energii, a także usług i towarów, do pierwotnego wkładu energii.
W skali państw sprawność energetyczna jest wskaźnikiem poziomu ich rozwoju cywilizacyjnego, co można określić jako stosunek użytkowanej w nich energii końcowej do skumulowanej energii pierwotnej będącej w dyspozycji tych państw.
Analiza danych Eurostatu dotyczących użytkowania energii w krajach unijnych, której ilość wyrażona (przeliczona) na paliwo wzorcowe (olej) w Mtoe, tj. tej skumulowanej energii pierwotnej, jak i końcowej, pozwala na stosowne przeliczenia. Wynika z nich, że średnia unijna efektywność energetyczna w 1990 r. wynosiła 69%, a w roku 2020 ok. 73%. Wzrosła więc o ok. 4%, a nie o postulowane jeszcze w 2007 r. 20%.
Tab. 1 przedstawia, jak wskaźnik procentowy efektywności energetycznej kształtował się w 2020 r. dla głównych gospodarek światowych. Dane te zostały wyliczone na podstawie publikacji Eurostatu z 2022 r.
Tab. 1. Efektywność energetyczna głównych gospodarek świata
UE 73,45%
USA 71,85%
Rosja 66,75%
Chiny 62,39%
Reszta świata 65,64%
Według powyższego zestawienia UE wyraźnie dominuje nad pozostałymi konkurentami gospodarczymi. Wynika to z gorszego dostępu do surowców energetycznych. Zapotrzebowanie w tym zakresie Unia zmuszona jest zaspokajać w 60% poprzez import z krajów spoza jednolitego rynku. To ciążące na jej gospodarce uzależnienie energetyczne ciągle maleje za sprawą unijnej polityki klimatycznej.
A jak w ramach jednolitego rynku skupiającego państwa unijne kształtuje się ten problem? Na przykładzie wybranych państw ilustruje to tab. 2.
Tab. 2. Efektywność energetyczna niektórych krajów UE w 2020 r.
Dania 85,48%
Holandia 79,36%
Szwecja 78,93%
Finlandia 77,81%
Niemcy 76,90%
Belgia 76,18%
Polska 75,23%
Hiszpania 70,28%
Słowacja 68,88%
Czechy 64,83%
Francja 64,06%
Bułgaria 57,85%
Z zestawienia widać, że najlepiej energia pierwotna jest wykorzystywana w Danii i Holandii, co może się wiązać ze znacznym udziałem turbin wiatrowych w jej generowaniu. Wpływać na to może również struktura energetyki rozproszonej w tych krajach, co skutkuje minimalizacją strat przepływu w sieciach dystrybucyjnych. Może to być także do pewnego stopnia efektem importu energii elektrycznej z krajów sąsiednich, w których powstają efekty uboczne rozproszenia części energii pierwotnej do środowiska podczas jej konwersji (przemiany) w energię końcową. Także zanieczyszczenie termiczne środowiska naturalnego następuje poprzez „zrzut” znacznej ilości ciepła pochodzącego z ochłodzenia reaktorów jądrowych. Dotyczy to zwłaszcza krajów, które dysponują tego typu energetyką. Tłumaczy to jednoznacznie niższą efektywność energetyczną Francji, Bułgarii czy Słowacji. Elektrownie jądrowe wprawdzie uwalniają nas od nadmiernej emisji CO2, ale zarazem rodzi się pytanie, w jakim stopniu ich ograniczona efektywność energetyczna jest podyktowana jedynie względami bezpieczeństwa.
Elektrownie jądrowe nie tylko stanowią potencjalne zagrożenie radiacyjne, lecz mogą też wpływać niekorzystnie na środowisko oddziaływaniem termicznym. Nie bez powodu większość dużych elektrowni jądrowych zlokalizowano nad akwenami.
Poczynając od skumulowanej energii pierwotnej, obserwuje się w istocie trzy strumienie jej przepływu w kierunku użytkowników, tj. rynku energii końcowej. Są to:
– przepływ bezpośredni do użytkowników energii elektrycznej,
– przepływ energii w celu grzania lub ochłodzenia budynków, w tym z zastosowaniem pomp ciepła,
– przepływ energii zawartej w paliwach napędowych stosowanych w transporcie.
Na łączny strumień energii od jej producenta, tj. elektrowni czy elektrociepłowni, a także rafinerii oraz zakładów wydobywczych, składa się suma tych strumieni.
Konkludując, należy stwierdzić, że narzucane limity pozwoleń na emisje CO2 to rzecz wtórna, ściśle zależna od stanu technicznego systemów energetycznych, tj. od efektywności energetycznej procesów technologicznych uwalniania (wytwarzania) energii i jej przesyłu.
Komisja Europejska w swojej polityce klimatycznej w pierwszym rzędzie powinna oprzeć się na działaniach prowadzących do wzrostu efektywności jako celu zrównoważonej transformacji energetycznej. Działania te wymagają konkretnych inwestycji długoterminowych, na które nie mogą mieć wpływu niekorzystne spekulacje w handlu emisjami CO2.
Tak więc, zgadzając się z potrzebą ograniczenia emisji CO2 jako celem Fit for 55, zrealizujmy wreszcie w Unii, tj. na jednolitym rynku, zobowiązanie, które dotyczyło wzrostu efektywności energetycznej. Dopiero spełnienie tak ambitnie sformułowanego celu unijnego uruchomiłoby z jednej strony technologie OZE, z drugiej – dążenia do budowania tzw. domów pasywnych. Będzie to wyznacznikiem właściwej metody prowadzenia polityki klimatycznej Unii Europejskiej. Przedstawiony powyżej wywód zawiera uproszczenie – zakładam w nim bowiem, że wszystkie technologie OZE charakteryzują się jednakową, 100-procentową efektywnością generowania energii. A oczywiście tak nie jest, co stanowi inny temat.
Adam Gierek jest profesorem nauk technicznych, w latach 2004-2019 był posłem do Parlamentu Europejskiego
Fot. Krzysztof Żuczkowski
Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy