sponsorzy
Projekt „Aby dojść do źródeł, trzeba płynąć pod prąd” o wartości całkowitej 433.900 zł dofinansowany jest w kwocie 378.880 zł ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, a jego część pod nazwą „Łodzią po skarb – gra miejska i warsztaty dla uczniów dotyczące ochrony wód” o wartości ogólnej 43.458 zł jest dofinansowana w formie dotacji ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Łodzi w kwocie 25.050 zł (słownie: dwudziestu pięciu tysięcy pięćdziesięciu złotych).Zgodnie z wymogiem WFOŚiGW musimy też podać w tym miejscu link do strony www.zainwestujwekologię.pl
patroni
Energetyka wodna w Polsce
Czy elektrownie wodne mogą w znaczącym stopniu zapewnić Polsce czystą energię? Nie. Hydroenergetyka może stać się jedynie elementem wspomagającym systemy urządzeń rozproszonej energetyki (URE) dla społeczności lokalnych. Dlaczego tak jest?
Samochód na wodę
W pewnych warunkach energetyka wodna może stać się cudownym rozwiązaniem. Doskonałym przykładem takiego cudu jest Norwegia. W tej górzysto-morskiej krainie całkowita produkcja energii elektrycznej w 2012 roku wyniosła 147,8 terawatogodzin (TWh). Większość, bo aż 142,9 TWh Norwegowie wyprodukowali w elektrowniach wodnych, co stanowiło 96,7% całkowitego zużycia energii elektrycznej w Norwegii.
Dla porównania w Polsce całkowita produkcja energii elektrycznej w tym samym roku wyniosła 161,9 TWh, z czego jedynie 1,23% zostało wyprodukowane w elektrowniach wodnych, co stanowiło równowartość 2TWh.
Większa część energii w Polsce jest produkowana w elektrowniach węglowych. Między innymi z tego powodu emisja dwutlenku węgla w Polsce wyniosła w 2012 roku 326 milionów ton, natomiast w znacznie bardziej rozwiniętej gospodarczo Norwegii, gdzie zużycie energii elektrycznej jest na zbliżonym do naszego poziomie, już tylko 44,8 milionów ton. W Norwegii za znaczną emisję dwutlenku węgla odpowiada sektor transportowy. Aby zmniejszyć zanieczyszczenie norweski rząd realizuje obecnie program intensywnego wspierania rozwoju transportu publicznego oraz motoryzacji opartej na silnikach elektrycznych, które mają korzystać z zasilania energetyki wodnej. W takim sensie (i jak na razie tylko w takim) funkcjonowanie „samochodu na wodę” jest technicznie wykonalne. Rozwiązanie to pozwoli wyeliminować znaczną część emisji gazów cieplarnianych i innych zanieczyszczeń.
Dlaczego więc my, Polacy, nie naśladujemy Norwegów?
Wyżyny kontra niziny
Trudno nam naśladować rozwiązania norweskie z dwóch powodów – aby produkować energię w hydroelektrowniach potrzebne są różnice wysokości terenu oraz spore opady deszczu. W Norwegii zarówno tych pierwszych, jak i drugich jest w bród, w Polsce znacznie mniej. Wobec tego nasz kraj ma w porównaniu z Norwegią nikły potencjał hydroenergetyczny. I jest to sytuacja, której nie zmienią żadne uwarunkowania prawne czy dodatkowe fundusze unijne. Energetyka wodna może w Polsce pełnić jedynie rolę wspomagającą system rozproszonych urządzeń energetyki odnawialnej, gdyż daje ona stabilne (w porównaniu np. do wiatru czy słońca) źródło zasilania. Jednak – głównie z uwagi na uwarunkowania geograficzne – może być lokalizowana jedynie w wybranych miejscach w naszym kraju.
Towarzystwo Rozwoju Małych Elektrowni Wodnych szacuje całkowity techniczny (możliwy do wykorzystania przy obecnym poziomie rozwoju technologicznego) potencjał tego rodzaju energetyki w Polsce na 11 950 GWh/rok, co – wobec obecnego poziomu produkcji energii z tego źródła w ilości około 2 000 GWh/rok – mogłoby pozwolić na zaspokojenie 7% obecnego zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce. Z analiz TRMEW wynika także, że potencjał hydroenergetyczny w Polsce jest wykorzystywany mniej więcej w 19%, czyli w ponad dwukrotnie mniejszym stopniu niż wynosi średnia europejska. Towarzystwo wskazuje zarazem, że prawie połowę technicznego potencjału hydroenergetycznego Polski (5050 GWh/rok) mogą stanowić tak zwane Małe Elektrownie Wodne (o mocy poniżej 10 MW).
Marcin Popkiewicz i Marta Śmigrowska w uzupełnieniu do polskiego wydania książki Zrównoważona Energia – Bez Pary w Gwizdek Davida JC MacKaya, szacują, że rzeczywisty potencjał hydroenergetyczny Polski – z uwagi na uwarunkowania geograficzne właśnie – wynosi około 1,6 kWh na osobę na dzień. Odpowiada to energii potrzebnej do zasilania przez godzinę przeciętnego piekarnika (w tym pół godziny na pełnej mocy). Obecna produkcja energii z hydroelektrowni w Polsce jest równa 0,2 kWh na osobę na dzień. W związku z tym polski sektor energetyki wodnej może dokonać ośmiokrotnego zwiększenia swoich mocy.
Skoro jednak maksymalny potencjał tego obszaru energetyki jest tak niski, czy warto go w ogóle rozwijać? W moim przekonaniu tak, ale tylko do ściśle określonych celów. Najpierw jednak przyjrzymy się temu, co stoi na przeszkodzie w rozwoju tego nieznacznego, ale w pewnych warunkach mogącego stanowić sensowne rozwiązanie, sektora energetyki?
Środowisko, polityka, finanse, geografia
Jeszcze do niedawna istotną część wsparcia rządowego na energetykę wodną pochłaniały wielkie elektrownie wodne, które niestety nie inwestowały w rozwój nowych źródeł energii, pieniądze przekazywały natomiast na bieżącą amortyzację, czyli utrzymywanie przy życiu w znacznej mierze przestarzałych i mało wydajnych technologii. Nowe uregulowania prawne (Ustawa o Odnawialnych Źródłach Energii) utrwaliły tę sytuację.
Budowa elektrowni wodnych, wymagających tworzenia dużych zbiorników piętrzących wodę, napotyka na protesty związane z ochroną środowiska. Elektrownie takie powodują spustoszenie w lokalnych ekosystemach, stanowią istotną – najczęściej negatywną – interwencję w lokalne czy regionalne stosunki wodne, wywołują niekorzystne zmiany w mikroklimacie, a w skrajnych przypadkach mogą nawet wywoływać zaburzenia tektoniczne. Posadowione w biegu rzek zapory są także nieprzekraczalną barierą dla migrujących ryb. Ponadto ich budowa jest długotrwała i kosztowna, a czas zwrotu poniesionych nakładów bardzo długi. Dodatkowo budowa gigantycznych zapór i sztucznych zbiorników może napotykać na protesty społeczności lokalnych obawiających się o swoje bezpieczeństwo, a także na problemy związane z prawem własności gruntów, które miałyby być zalane. Co najważniejsze, w Polsce jest niewiele miejsc o znacznych różnicach wysokości, które umożliwiałyby tworzenie piętrzeń wody, pozwalających na produkcję energii o zadowalającej mocy. Do tego dochodzą skomplikowane procedury wymagające wielu zezwoleń od różnych instytucji, długiego procesu planowania, analiz oddziaływania.
Powyższe trudności dotyczą ponad połowy polskiego potencjału hydroenergetycznego, gdyż – zgodnie z szacunkami TRMEW – 6900 GWh/rok mogłoby być produkowane w dużych instalacjach.
Jedną z najpowszechniejszych form dużych elektrowni wodnych w Polsce, są tak zwane elektrownie szczytowo-pompowe, które wykorzystują tanią energię produkowaną w nocy. Gdy w systemie energetycznym – z uwagi na niskie nocne zapotrzebowanie – jest dużo taniej energii, wówczas elektrownie tego typu pompują wodę do zbiornika znajdującego się na znacznym przewyższeniu (np. na górze Żar). W momencie, gdy pracownicy biur w całej Polsce włączają komputery i parzą kawę w ekspresach elektrycznych, a w fabrykach ruszają maszyny i inne urządzenia, ilość dostępnej energii w systemie spada, a zapotrzebowanie rośnie. Wówczas elektrownie szczytowe spuszczają wodę ze zbiorników w dół, co napędza turbiny generujące energię. W ten sposób bilansuje się zapotrzebowanie na energię elektryczną.
Elektrownia wodna w Żarnowcu. Największa w Polsce elektrownia szczytowo-pompowa wykorzystuje Jezioro Żarnowieckie jako zbiornik dolny, zbiornik górny natomiast stanowi sztuczne jezioro Czymanowo. Fot. Tomasz Przechlewski, CC BY 2.0
Małe może więcej?
Energetyka wodna ma też drugie oblicze, niemal nieznane i niedocenione w Polsce. To tak zwane MEW-y, czyli Małe Elektrownie Wodne. Instalacje te mają większy potencjał lokalizacyjny w naszym kraju niż duże elektrownie, gdyż do zasilania swoich turbin prądotwórczych wykorzystują niskie piętrzenia wody. Nie są też szkodliwe dla środowiska – głównie z uwagi na niewielką skalę, ale także ze względu na to, że buduje się przy nich przepławki dla ryb lub konstrukcje umożliwiające ich swobodną migrację. Ponadto czas projektowania i montażu małych elektrowni jest krótki, a ich żywotność i niezawodność – zdaniem niektórych producentów – sięga nawet 100 lat.
Największą zaletą jest jednak to, że ten typ elektrowni może być zainstalowany blisko społeczności wiejskich, co znacznie zmniejsza koszty przesyłu i związanych z nim strat energetycznych. Dodatkowo Mała Elektrownia Wodna może stanowić dla wiejskiej społeczności element stabilizujący system energetyczny, oparty na urządzeniach rozproszonej energetyki. W porównaniu do innych odnawialnych źródeł energii, czyli wiatru i słońca, energetyka wodna jest stabilnym źródłem energetycznym. Dlatego też może stanowić doskonałe uzupełnienie dla lokalnej energetyki prosumenckiej, połączonej inteligentną siecią, a w dniach bezwietrznych lub o wysokim zachmurzeniu to bezpieczne i przewidywalne źródło energii.
Jedną z przeszkód w rozwoju Małych Elektrowni Wodnych w Polsce jest niski poziom wsparcia rządowego, a także plany likwidacji tego wsparcia przy okazji wprowadzenia w życie długo oczekiwanej Ustawy o OZE.
Jak widać, szanse rozwoju energetyki wodnej w Polsce są bardzo ograniczone z wielu względów, nie tylko geograficznych, ale także politycznych. Od lat 70. XX wieku moc zainstalowana w tego typu instalacjach znacznie spadła. Budowa dużych elektrowni wodnych jest trudna ze względu na wysoki koszt, a także zagrożenia dla środowiska. Rozwoju polskiej energetyki wodnej należy oczekiwać w małych, lokalnych instalacjach, pozwalających jedynie częściowo zapewnić energię elektryczną dla niewielkich, wiejskich społeczności.
Piotr Dominiak
Opracowano na podstawie:
BP Statistical Review, Full Report Workbook, 2013.
Zrównoważona Energia – bez Pary w Gwizdek, David JC MacKay, Wydanie I (polskie), Wrocław 2011.
Stowarzyszenia TRMEW