Odnawialne źródła energii w Polsce

Globalne ocieplenie to nie fikcja

Przeprowadzone dotychczas badania modeli zmian klimatu trafnie przewidują globalne ocieplenie. Według jednego z nich, który opublikowany został w ubiegłym roku przez NASA, średnia globalna temperatura na świecie tylko do końca stulecia wzrośnie o ok. 2,5 stopnia Celsjusza (w najbardziej dotkniętych regionach Ziemi może być ona wyższa nawet o 4°C). Należy tu podkreślić, że w wyniku zmiany klimatu spowodowanej przez ludzi, średnia temperatura powierzchni Ziemi już do tej pory wzrosła o ponad 1°C powyżej wartości z epoki przedprzemysłowej. Jeśli zatem szybko nie zredukujemy emisji gazów cieplarnianych to jak wskazuje portal Nauka o Klimacie, w latach 30-tych XXI wieku, wzrost temperatury może sięgnąć 1,5°C, a do 2100 roku - powyżej 4°C, (później nawet 2-3 razy tyle), co będzie miało dla ludzkości katastrofalne i trudne w oszacowaniu skutki.

Mapa przedstawiająca potencjalne zagrożenie suszami wyrażone samokalibrującym wskaźnikiem Palmera sc-PDSI w scenariuszu wysokich emisji gazów cieplarnianych (źródło: Nauka o klimacie na podstawie Dai 2012)

Niestety trwający od dekad trend wzrostu emisji gazów cieplarnianych jest kontynuowany i w 2019 roku osiągnął rekordowy poziom 59,1 ± 5,9 GtCO2e, z czego zdecydowana większość (rekordowe 38 ± 1,9 GtCO2), to dwutlenek węgla pochodzący ze spalania paliw kopalnych. Za tę sytuację w największym stopniu odpowiadają najbogatsze państwa. Wszyscy członkowie G20 są bowiem łącznie odpowiedzialni za aż 78% gazów cieplarnianych, które wyemitowane zostały w ostatniej dekadzie. Przy czym największymi trucicielami są Chiny, Stany Zjednoczone, Indie, kraje UE i Wielka Brytania, które odpowiedzialne są za emisję 55% gazów cieplarnianych.

Globalna emisja gazów cieplarnianych w latach 1990-2019 ze wszystkich źródeł, w tym emisja ze zmiany użytkowania gruntów (Land-use change, LUC). Źródło: Nauka o klimacie na podstawie Emissions Gap Report 2020

Świat musi osiągnąć zerową emisję CO2 we wszystkich sektorach gospodarki do 2050 roku

Aby uniknąć katastrofalnych zmian klimatycznych, świat musi osiągnąć zerową emisję CO2 we wszystkich sektorach gospodarki do 2050 roku. Mają w tym pomóc podjęte przez wiele państw działania. Jednym z nich jest Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 roku w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, która zobowiązuje wszystkie kraje członkowskie UE do zapewnienia określonego udziału energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu energii brutto w 2020 roku.

Cele ogólne składały się na założony 20% udział energii z OZE w końcowym zużyciu energii brutto we Wspólnocie (do końca 2032 roku ma to być co najmniej 32% energii z OZE). Przy czym każde państwo członkowskie ma swój własny plan. Jak wynika z danych Eurostatu, tylko w 2017-2018 udział OZE w krajowych miksach energetycznych zwiększyło 21 z 28 państw, z czego 12 państw już osiągnęło cele, do których realizacji zobowiązało się w roku 2020. Mowa tu o Szwecji, Finlandii, Danii, Estonii, Grecji, Bułgarii, Czechach, Chorwacji, Włochach, Łotwie, Litwie i Cyprze. Również w 2015 roku w Porozumieniu paryskim, do którego przystąpiło prawie 190 krajów (w tym kraje członkowskie UE), narody świata uzgodniły cel:

Ograniczenia wzrostu średniej temperatury powierzchni Ziemi na poziomie znacznie poniżej 2 stopni Celsjusza ponad poziom przedindustrialny i kontynuowanie wysiłków na rzecz ograniczenia wzrostu temperatury do 1,5 stopnia.

Było to pierwsze w historii uniwersalne, prawnie wiążące porozumienie w dziedzinie klimatu. W celu realizacji ustalonych założeń, Porozumienie zakłada, że wszystkie państwa, począwszy od 2020 roku, będą ogłaszać dobrowolne cele redukcji emisji gazów cieplarnianych, przy czym cele te będą nie tylko poddawane rewizji, ale i będą zwiększane co pięć lat.

Realizacja celów energetycznych w Europie

Powyższe cele oznaczają dla państw absolutną konieczność zmiany polityki dotychczasowego myślenia względem energetyki. Przy czym kraje członkowskie porozumiały się co do tego, że będą dostosowywać ustalenia do sytuacji aktualnej oraz postępu naukowego, biorąc pod uwagę obecną sytuację (z technicznego punktu widzenia całkowite przejście na odnawialne źródła energii jest już strukturalnie możliwe). Świadczyć o tym mogą chociażby przykłady niekwestionowanych liderów w europejskim sektorze OZE, jakimi są kraje skandynawskie, które większość zapotrzebowania na energię pokrywają z odnawialnych źródeł energii.

Dla przykładu, już w 2015 roku Norwegia i Szwecja deklarowały wspólny cel na rok 2020, jakim była regularna produkcja zielonej energii na poziomie 28,4 TWh. Według zapowiedzi instytutów doradczych rządu w Oslo, kraina fiordów ma szansę na rezygnację z paliw kopalnianych do roku 2050 (obecnie 97% krajowego miksu opiera się na energetyce wodnej). Natomiast Szwecja, podobnie zresztą jak Dania, w dużej mierze wykorzystuje nie tylko potencjał farm wiatrowych, ale elektrowni wodnych i biomasy (tylko w 2015 roku 99% szwedzkich odpadów wykorzystano do produkcji energii, gdzie w Polsce współczynnik ten sięga obecnie zaledwie ok. 6%).

W ostatnich latach dużą dynamiką wzrostu w sektorze OZE mogą pochwalić się również mniejsze gospodarki, takie jak Estonia, która już dwa lata temu posiadał 30% udziału energii z odnawialnych źródeł w końcowym zużyciu energii brutto i Łotwa, której sektor OZE z wynikiem 35,2% jest trzecim pod względem udziału energii odnawialnej w całej Unii Europejskiej. Należy tu jednak podkreślić, że ogromny wpływ na kulturę polityczną (w tym i energetyczną) tych państw ma Finlandia, która pod względem wielkości udziału OZE w końcowym zużyciu energii brutto (ze współczynnikiem 38,7%) zajmuje w Europie drugie miejsce ze współczynnikiem 38,7%. Nieco w tyle z kolei pozostaje centrum i południe Starego Kontynentu. Na tym tle wyróżnia się przede wszystkim Austria, której produkty z OZE, bazują głównie na elektrowniach wodnych obejmujących 73% zużywanej energii elektrycznej.

Jakie są źródła energii odnawialnej?

Warto tu przypomnieć, że odnawialne źródła energii to takie, które są praktycznie niewyczerpalne, ponieważ ich zasoby uzupełniają się w sposób naturalny, w szybkim czasie. Takimi źródłami są m.in. słońce, woda, wiatr, biomasa, czy biogaz. Przy czym energia odnawialna uzyskiwana jest najczęściej dzięki:

• elektrowniom wiatrowym;
• fotowoltaice;
• elektrowniom wodnym;
• elektrowniom geotermalnym;
• spalarniom biomasy i biogazowni.

Przeciwieństwem źródeł odnawialnych są nieodnawialne źródła energii, których zasoby odtwarzają się bardzo powoli lub też wcale. Należą do nich m.in. węgiel, gaz ziemny, czy ropa naftowa. W Polsce zdecydowana większość energii elektrycznej pochodzi właśnie z nieodnawialnych źródeł energii, a konkretnie jednego z nich jakim jest węgiel.

Odnawialne źródła energii w Polsce

Pomimo tego, że prym w rozwijaniu OZE wiedzie Azja, która odpowiada obecnie za ponad połowę przyłączonych w poprzednim roku mocy, to jak można zauważyć, również Stary Kontynent coraz mocniej stawia na zieloną energię. W działaniach tych nie przeszkodziła państwom członkowskim nawet szalejąca w Europie pandemia COVID-19. Ostatni raport Komisji Europejskiej dowodzi bowiem, że w I kwartale 2020 roku odnawialne źródła energii zanotowały swój rekordowy wynik, jakim było 40% udziału w europejskim koszyku energetycznym. W całej Wspólnocie najpopularniejszym źródłem czystej energii jest wiatr i woda (36% łącznej energii elektrycznej wyprodukowanej z OZE pochodziło z elektrowni wiatrowych, a 33% z elektrowni wodnych). Natomiast pozostała jedna trzecia została wygenerowana z energii słonecznej (nieco ponad 12%), biopaliw stałych (9,5%) i innych źródeł odnawialnych (9,2%).

A jak w Polsce przedstawia się sytuacja sektora OZE? Zgodnie z celami unijnego pakietu klimatyczno- energetycznego, udział OZE w finalnej konsumpcji energii dla Polski do 2020 roku powinien był wynieść 15%, a do 2030 roku 21% (pod koniec zeszłego roku udział OZE w krajowej produkcji energii elektrycznej wynosił ok.14%). Jak podaje ministerstwo klimatu, cel unijny udziału OZE w miksie energetycznym wyznaczony do 2020 roku może zostać spełniony przez Polskę dopiero w 2021 lub 2022 roku.

Jednak pomimo tego, moc odnawialnych źródeł energii w naszym kraju z każdym kolejnym rokiem jest coraz wyższa (tylko w 2019 roku przyrost ten był 9 razy większy niż w roku 2018). Natomiast na koniec 2020 roku instalacje OZE w Polsce miały łączną moc 9.979,176 MW:

Łączna moc instalacji OZE w Polsce - wg stanu na 31.12.2020 rok (opracowanie: enerad.pl, źródło URE)

Energia odnawialna w Polsce - które instalacje OZE produkują najwięcej energii?

Na ten moment, według danych Urzędu Regulacji Energetyki, na koniec 2020 roku, w Polsce najwięcej energii odnawialnej produkowały instalacje wykorzystujące energię wiatru (6.347,111 MW) i instalacje wykorzystujące biomasę (1.512,885 MW). Następne w kolejności były: instalacje wykorzystujące hydroenergię (976,047 MW), instalacje wykorzystujące energię promieniowania słonecznego (887,434 MW) i instalacje wykorzystujące biogaz (255,699 MW):

Moc zainstalowana (MW) w poszczególnych rodzajach instalacji OZE wg stanu na 31.12.2020 rok (opracowanie: enerad.pl, źródło: URE)

Należy tu jednak zaznaczyć, że realnie na drugim miejscu powinna zostać zakwalifikowana fotowoltaika. Dlaczego? Ponieważ według danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych (PSE) moc fotowoltaiki w polskim systemie elektroenergetycznym wyniosła 1 grudnia 2020 roku dokładnie 3.661,7 MW z uwzględnieniem mikroinstalacji PV, których w swoim corocznym zestawieniu nie uwzględnił jednak Urząd Regulacji Energetyki. Dane opublikowane przez URE dotyczą bowiem tylko tych instalacji OZE, które uzyskały:

• koncesję na wytwarzanie energii elektrycznej;
• wpis do rejestru działalności regulowanej prowadzonego przez prezesa URE (rejestru wytwórców energii w małej instalacji);
• wpis do rejestru działalności regulowanej prowadzonego Dyrektora Generalnego Krajowego Ośrodka Wsparcia Rolnictwa (rejestr wytwórców biogazu rolniczego).

Natomiast w zakresie mikroinstalacji, dane podane przez URE, dotyczą wyłącznie tych z nich, które wytwarzają energię elektryczną objętą systemem świadectw pochodzenia, systemem taryf gwarantowanych albo aukcyjnym systemem wsparcia. Oznacza to zatem, że Urząd Regulacji Energetyki nie bierze pod uwagę w tym zestawieniu ani mikroinstalacji prosumenckich korzystających z systemu opustów ani tych instalacji, których właściciele sprzedają nadwyżki energii.

Udział węgla w miksie energetycznym spadł w Polsce do rekordowo niskiego poziomu

Warto tu jednak podkreślić, że zgodnie z danymi, które opublikowane zostały przez Agencję Rynku Energii i następnie przeanalizowane przez portal WysokieNapiecie.pl., w 2020 roku zużycie energii elektrycznej w Polsce spadło kolejny rok z rzędu (o 2%, czyli 3,5 TWh, do 171 TWh). W efekcie tego zmniejszyła się również krajowa produkcja energii elektrycznej (o 3,8%, czyli 6,2 TWh, do 157,7 TWh). Największy spadek, podobnie zresztą, jak w 2019 roku odnotowały elektrownie i elektrociepłownie opalane węglem kamiennym (o 9%) i brunatnym (o 8%). W efekcie tego, udział węgla kamiennego w produkcji prądu spadł w 2020 roku do 46%, natomiast udział węgla brunatnego skurczył się do 24%:

Udział poszczególnych źródeł energii w produkcji prądu w Polsce - luty 2021 (opracowanie: enerad.pl, na podstawie danych ARE)

Tak więc łącznie, najbardziej emisyjne źródła węglowe odpowiadały za 70% krajowej generacji prądu, co oznacza najniższy od 1918 roku łączny udział węgla w produkcji prądu w Polsce. Gwoli przypomnienia, jeszcze w 1990 roku wynosił on 98%, a w 2010 roku - 90%. Wciąż rośnie za to produkcja energii elektrycznej i ciepła z gazu ziemnego, bowiem bloki opalane tym paliwem dostarczyły w 2020 roku do systemu elektroenergetycznego o 12% więcej prądu niż przed rokiem.

Źródła energii elektrycznej w Polsce - luty 2021 (opracowanie: enerad.pl, na podstawie danych ARE)

W Polsce nastąpił wzrost produkcji z OZE

Jak już wiemy, kolejny rok z rzędu nastąpił wzrost odnawialnych źródeł w Polsce w produkcji energii. Przy czym najbardziej spektakularny z nich odnotowała w 2020 roku fotowoltaika (zwłaszcza prosumencka), dostarczając do systemu o 176% więcej energii rok do roku. Kolejne miejsca zajęły:

• współspalanie biomasy z węglem (wzrost o 20%);
• biogazownie (wzrost o 10%);
• elektrownie wodne (wzrost o 8%);
• elektrownie wiatrowe (wzrost o 4%);
• biomasa (wzrost o 4%).

Ponadto częściej (o 16%) w 2020 roku wykorzystywane były też elektrownie wodne szczytowo-pompowe, które są największymi w Polsce magazynami energii (wszystko przez zwiększony udział zmiennych źródeł energii, które operator systemu przesyłowego musiał częściej bilansować zmagazynowaną energią).

W Polsce prawdziwy boom przeżywa fotowoltaika

Rozwiązaniem, które doskonale odpowiada na rosnące zapotrzebowanie na wykorzystanie OZE w Polsce jest fotowoltaika. Dzięki bowiem własnej instalacji fotowoltaicznej jej właściciel nie tylko zyskuje niezależność energetyczną (samemu produkując prąd), ale i przyczynia się do poprawy sytuacji ekologicznej. Pierwszy impuls w kierunku rozwoju fotowoltaiki w Polsce nastąpił w 2016 roku, kiedy to ustalony został system opustów, który sprawił, że instalacje PV zaczęły być opłacalne również dla klientów indywidualnych. W kolejnych latach rosła liczba inwestorów zainteresowanych własną instalacją fotowoltaiczną (zapraszamy do naszego rankingu firm fotowoltaicznych, w którym znajdziecie przedsiębiorstwa oferujące najwyższej jakości usługi). Przy czym nie bez znaczenia był tutaj również wzrost cen prądu, różnego rodzaju zachęty w postaci dotacji do OZE ze środków unijnych i krajowych oraz kolejna nowelizacja ustawy o odnawialnych źródłach energii, która przyznała status konsumenta także przedsiębiorcom. Prawdziwym przełomem był jednak rok 2019, kiedy to pojawił się program Mój prąd gwarantujący bezpośrednie dopłaty do mikroinstalacji PV dla gospodarstw domowych.

Na jego efekty nie trzeba było długo czekać, bowiem już na koniec 2020 roku moc zainstalowanej fotowoltaiki wzrosła o 259%, osiągając poziom 3,96 GWp. Liczba prosumentów w ciągu ostatniego roku wzrosła natomiast o blisko 300.000 do poziomu ponad 457.000. Ze względu jednak na tak dużą popularność program Mój prąd ma być również kontynuowany w 2022 roku. że Rozpoczęcie kolejnego naboru wniosków na Mój prąd planowane jest na pierwszy kwartał 2023 roku.

Rok 2020 to również dynamiczny wzrost rynku pomp ciepła w Polsce

Należy tu również podkreślić, że coraz więcej właścicieli instalacji fotowoltaicznych decyduje się na montaż pompy ciepła. Dlaczego? Ponieważ panele fotowoltaiczne i pompa ciepła to połączenie idealne, które jest obecnie najbardziej ekologicznym i ekonomicznym pod względem rocznych kosztów eksploatacyjnych systemem grzewczym (rachunki za ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody użytkowej można wówczas zminimalizować praktycznie do zera). Popularność w Polsce pomp ciepła, które wykorzystują nieograniczone źródła energii, zawartej w powietrzu, gruncie czy wodzie, szybko rośnie.

Jak wynika z danych PORT PC, tylko od 2017 rynek pomp ciepła typu powietrze/woda wzrósł ponad 5 krotnie, przy czym najbardziej spektakularne wzrosty sprzedaży pomp ciepła typu powietrze woda osiągnięto w 2020 roku (sprzedano wówczas 42.000 sztuk tych urządzeń grzewczych, co stanowi wzrost o +108% w stosunku do wyniku z 2019 roku). Łącznie zaś (zarówno powietrznych pomp ciepła, jak i pomp ciepła gruntowych oraz pomp ciepła do cwu) sprzedano w Polsce w 2020 roku ok. 56,5 tys. sztuk. Co oznacza, że liczba pomp ciepła do ogrzewania budynków po raz pierwszy nie tylko przekroczyła liczbę sprzedanych kotłów węglowych w 2020 roku w Polsce, ale i przykładowo liczbę sprzedanych pomp ciepła w Wielkiej Brytanii w tym samym roku.

Sprzedaż różnych typów pomp ciepła w Polsce w latach 2010-2020 (źródło: PORT PC)

Wpływ na to ma nie tylko wielozadaniowość tych urządzeń, ale ich wysoka sprawność i mała awaryjność. Istotny czynnik stanowi również możliwość znacznego obniżenia kosztów całego przedsięwzięcia poprzez skorzystanie z ulgi termomodernizacyjnej i różnego rodzaju dofinansowania na pompę ciepła (w tym programu Czyste Powietrze). Ponadto ogromne znaczenie dla rozwoju rynku pomp ciepła w naszym kraju ma także zapowiedź w projekcie Długoterminowej Strategii Renowacji z lutego 2021 roku, dotycząca odejścia od stosowania źródeł opartych na gazie ziemnym przy renowacji budynków mieszkalnych i niemieszkalnych do 2030 roku. Co ważne, pompa ciepła z rekuperacją i fotowoltaiką pozwala również spełnić wprowadzone w styczniu 2021 roku wymogi wynikające z nowych warunków technicznych 2021.

Rozwój odnawialnych źródeł energii szansą dla Polski

Odnawialne źródła energii ograniczają uzależnienie danego państwa od importu paliw oraz przyczyniają się do zmniejszenia wpływu sektora energii na środowisko, dzięki znikomej emisji zanieczyszczeń. Choć udział OZE w wytwarzaniu energii jest w Polsce nadal niewielki, to jak wynika z analizy Instytutu Jagiellońskiego, wzrośnie on w Polsce z obecnych 14-15% do ok. 40% w roku 2030 oraz ok. 68% w roku 2050. Co więcej, eksperci IJ szacują, że transformacja energetyczna w długim horyzoncie przyczyni się do obniżenia kosztów wytwarzania energii elektrycznej. Efektem tego będzie spadek średnich cen hurtowych względem obecnego poziomu (w 2030 roku mają być one niższe o 5%, a w 2050 roku już o 26%). Co istotne, wszystkie inwestycje związane z przebudową polskiego miksu wytwórczego energii elektrycznej mogą przełożyć się na ponad 600.000 nowych miejsc pracy w horyzoncie 2050 roku.

Transformacja energetyczna to obecnie główny cel polskiej polityki, rząd skupia się bowiem na budowaniu nowego systemu energetycznego o mocy ok 40 GW do 2040 roku, który w dużej mierze stanowić będzie zielona energetyka, w tym fotowoltaika, biogazownie i przede wszystkim energetyka wiatrowa (zarówno morska, jak i lądowa), która wg Agencji IAE otwiera drogę do pełnej dekarbonizacji zarówno w krajach UE, jak i w Polsce. Należy tu również przypomnieć, że zgodnie z Polityką Energetyczną Polski do 2040 roku, udział węgla w strukturze zużycia energii osiągnie nie więcej niż 56% w 2030 roku (przy podwyższonych cenach uprawnień do emisji CO2 może spaść nawet do poziomu 37,5%), a do 2040 do 28%. Zakłada się, że do końca 2030 roku udział odnawialnych źródeł energii w Polsce w końcowym zużyciu energii brutto wyniesie co najmniej 23%:

• 28% w ciepłownictwie;
• 14% w transporcie (z dużym wkładem elektromobilności);
• nie mniej niż 32% w elektroenergetyce. Głównie w energetyce wiatrowej na morzu (ok. 5,9 GW w 2030 roku i ok. 8-11 GW w 2040 roku), energetyce wiatrowej lądowej (ok. 8-10 GW w 2030 roku) i fotowoltaice (ok. 5-7 GW w 2030 roku i ok. 10-16 GW w 2040 roku).