Gaz? Tylko przejściowo. To będzie nasze główne źródło energii [OPINIA]

Opinia Jana Witajewskiego-Baltvilksa, profesora Uniwersytetu Warszawskiego, pracownika naukowego Warszawskiego Ośrodka Ekonomii Ekologicznej, powstała w ramach projektu #RingEkonomiczny money.pl. To format dyskusji na ważne, ale kontrowersyjne tematy społeczne i ekonomiczne. W 15. edycji Ringu debatujemy o tym, czy Polska powinna przyspieszyć wygaszanie energetyki opartej na węglu. Równolegle publikujemy opinię prof. Wojciecha Czakona, kierownika Katedry Zarządzania Strategicznego na Uniwersytecie Jagiellońskim. Wprowadzeniem do dyskusji była sonda na temat przyszłości energetyki węglowej w Polsce wśród ponad 50 ekonomistów.

Odpowiedź na pytanie, jak powinien wyglądać optymalny miks energetyczny dla Polski, możemy… policzyć. W kraju działa kilka zespołów specjalistów i naukowców, które budują modele sektora energetycznego. Taki model to po prostu układ równań opisujących ograniczenia systemu: fizyczne, technologiczne i ekonomiczne. Uwzględnia między innymi to, że system musi zaspokoić zapotrzebowanie na energię elektryczną i moc w różnych godzinach i porach roku, że tempo budowy nowych mocy jest ograniczone, że obowiązują limity lub koszty emisji gazów cieplarnianych, że możemy importować część energii elektrycznej z zagranicy. Bierze również pod uwagę dostępność paliw (np. biomasy). Uwzględniając wszystkie te ograniczenia, model znajduje miks technologiczny, który minimalizuje całkowite koszty wytwarzania energii.

Ze względu na szybkie zmiany technologiczne - zwłaszcza spadek kosztów Odnawialnych Źródeł Energii - oraz oczekiwany wzrost cen uprawnień do emisji w unijnym systemie ETS, projekcje modeli pokazują dość szybką i radykalną transformację sektora energii w Polsce.

Przykładowo, zgodnie z analizami Centrum Analiz Klimatyczno-Energetycznych, w scenariuszu zakładającym realizację celu zerowego bilansu emisji gazów cieplarnianych w UE w 2050 r., udział energii elektrycznej z węgla w Polsce spada w szybkim tempie, a wycofanie jednostek węglowych nastąpi w praktyce w okolicach 2040 r. (przypuszczalnie część jednostek będzie jeszcze jakiś czas pozostawała w rezerwie). Wyniki modelowania sugerują również, że elektrownie gazowe utrzymają się dłużej i będą pełniły istotną rolę w latach 30. XXI w., kiedy źródła węglowe będą wycofywane, a elektrownie jądrowe będą dopiero w budowie. W tym okresie OZE mogą dostarczać ok. 50-60 proc. energii elektrycznej.

Choć udział OZE w polskim miksie może być bardzo wysoki, pełne oparcie systemu na niesterowalnych źródłach - wietrze i słońcu - napotyka dwie grupy ograniczeń. Pierwsza dotyczy podaży. Liczba miejsc nadających się pod budowę farm wiatrowych czy dużych instalacji fotowoltaicznych jest ograniczona, a wraz z rozwojem gospodarczym i postępującą elektryfikacją zapotrzebowanie na energię będzie systematycznie rosło. To oznacza, że aby pokryć wyższy popyt, musielibyśmy budować OZE w tempie, które może okazać się fizycznie lub przestrzennie niemożliwe.

Druga grupa ograniczeń związana jest ze stabilnością systemu. Duży udział źródeł zależnych od pogody utrudnia utrzymanie równowagi w systemie. Istnieją technologie, które mogą częściowo rozwiązać ten problem - na przykład produkcja wodoru w słoneczne, letnie dni i jego późniejsze wykorzystanie zimą. Choć to rozwiązanie jest technicznie możliwe, nadal pozostaje kosztowne.

Dlatego ważne będzie uzupełnianie OZE sterowalnymi, zero- lub niskoemisyjnymi źródłami energii: elektrowniami jądrowymi, biomasą, a okazjonalnie także gazem ziemnym w połączeniu z technologiami wychwytywania CO₂ (CCS). Dzięki nim system może pozostać stabilny, a jednocześnie osiągać bardzo niski poziom emisji.

Patrząc na te wyniki, musimy wciąż pamiętać, czym one są: to liczby wygenerowane przez modele tworzone przez zespoły specjalistów na podstawie wiedzy dostępnej w danym momencie. Modele pokazują optymalne rozwiązanie dla danego scenariusza ale nie są w stanie uwzględnić wszystkich aspektów rzeczywistości – zarówno technicznych, jak i społecznych oraz politycznych.

Analizy modelowe pozwalają uchwycić i zrozumieć złożone interakcje między wieloma elementami systemu energetycznego oraz wysnuć wnioski jakościowe dot. najbardziej efektywnych kierunków rozwoju systemu. Ale model nie jest szklaną kulą, a jego wyniki nie są prawdą objawioną. Dla przykładu, choć w modelach zakładamy spadek kosztów technologii OZE, niemal na pewno tempo tego spadku okaże się inne niż przewidzieliśmy - i niestety dziś nie wiemy, czy będzie szybsze, czy wolniejsze.

Dodatkowo różne zespoły stosują odmienne źródła danych i różne oceny kosztów oraz dostępności technologii, co oznacza, że ich projekcje mogą się radykalnie różnić. Przykładem jest model wykorzystany w analizie opcji dekarbonizacyjnych dla Polski przygotowanej przez Bank Światowy, który w optymalnej ścieżce (zerowy bilans emisji Co2) przewiduje znacznie mniejszą rolę elektrowni jądrowych niż projekcje CAKE. Aby uzyskać możliwie pełny obraz, konieczne jest porównywanie prac kilku zespołów oraz szczegółowa analiza ich założeń.

Krajowy Plan w dziedzinie Energii i Klimatu (KPEiK), czyli główny dokument rządu określający kierunek transformacji energetycznej, również opiera się w dużej mierze na wynikach symulacji modelowych - w tym przypadku przygotowanych przez specjalistów z Agencji Rynku Energii oraz Instytutu Ochrony Środowiska – Państwowego Instytutu Badawczego. W tym procesie jednak założenia modelu, zwłaszcza ograniczenia, o których wspominałem wcześniej, są ustalane wspólnie z ministerstwami. Ostateczne wyniki znajdują się więc pomiędzy ścieżką technicznie optymalną, tym, co administracja uznaje za wykonalne, i tym, co politycy uważają za społecznie i politycznie pożądane. Taki kompromis może być najlepszym rozwiązaniem - pod warunkiem, że cały proces jest transparentny.

Ostatecznie modele nie służą temu, by przewidzieć przyszłość, lecz by pomagać nam podejmować lepsze decyzje tu i teraz. Pokazują, jakie kierunki są prawdopodobne, a które trudne lub kosztowne. Transformacja energetyczna będzie przebiegać w warunkach niepewności, dlatego kluczowe jest, by regularnie aktualizować wiedzę, porównywać różne analizy i zachować gotowość do korekt tam, gdzie wymaga tego rzeczywistość.

Autorem opinii jest dr hab. Jan Witajewski-Baltvilks, profesor Uniwersytetu Warszawskiego, pracownik naukowy Warszawskiego Ośrodka Ekonomii Ekologicznej. Brał udział we wspomnianych pracach CAKE, Banku Światowego oraz aktualizacji KPEiK.