Nie tak dawno publikowałem na tym portalu artykuł o wpływie źródeł odnawialnych na obniżenie emisji CO2 w generacji energii elektrycznej, o pewnej niewygodnej prawdzie związanej z niską efektywnością redukcji emisji związanej z tymi źródłami. Niepomny krytyki ze strony apologetów OZE chciałbym zaprezentować w skrótowej formie artykuł opublikowany na stronie internetowej Instytutu Fizyki Uniwersytetu w Heidelbergu, popierający moje opinie. Artykuł opublikowany 15 lipca w ramach toczącej się w Niemczech dyskusji nad efektywnością źródeł odnawialnych w osiągnięciu niemieckich celów Energiewende (dostępny w języku niemieckim) został podpisany przez trzech znanych profesorów fizyki – pisze dr Józef Sobolewski.*
We wstępie autorzy publikacji stwierdzają, że „Energiewende powinno postępującą zmianę klimatu zatrzymać. W tym celu Niemcy zobowiązały się w pakcie klimatycznym UE do redukcji emisji szkodliwych dla klimatu gazów o 80-95% do 2050 roku. Jako cel pośredni według Federalnego Ministerstwa Gospodarki i Energii (BMWi) do 2030, a więc za dziesięć lat, redukcja emisji powinna osiągnąć 40% w porównania z dniem dzisiejszym.”
Fakty
Aby oszacować możliwość osiągnięcia celu pośredniego za dziesięć lat, autorzy biorą pod uwagę osiągnięcia w ochronie klimatu poprzednich dziesięciu lat (2009-2018), w których nastąpił w Niemczech masowy rozwój m.in. energetyki wiatrowej i słonecznej (fotowoltaika). Na pierwszym rysunku całkowita emisja CO2 w Niemczech została unormowana do 100% w 2009 roku. Należy podkreślić, że CO2 stanowi 88% szkodliwej dla klimatu emisji gazów (dane BMWi).
Podsumowanie autorów jest proste: „Odpowiedź jest szokująca – emisje gazów szkodliwych dla klimatu pozostały niezmienione od tego czasu, z wyjątkiem niewielkich przypadkowych wahań.” „Widoczny na rysunku niewielki spadek w 2018 roku został wywołany poprzedzającą go łagodną zimą i był w mediach odpowiednio świętowany [jako sukces transformacji].”
Aby zrozumieć, dlaczego mimo znacznego i kosztownego rozwoju źródeł odnawialnych emisja CO2 się prawie nie zmieniła, należy spojrzeć na całkowite zapotrzebowanie na energię, a nie tylko na sektor elektroenergetyczny, który wytwarza w Niemczech około 18% zużywanej energii, inaczej obraz transformacji będzie nieprawdziwy.
Na drugim rysunku pokazany jest udział różnych nośników energii w zapotrzebowaniu energetycznym Niemiec. Jak uprzednio całkowite zużycie energii zostało unormowane do 100% w 2009 i wszystkie dane pochodzą z BMWi.
Górne cztery szerokie pasy pokazują źródła kopalne (węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropę naftową i gaz ziemny). Dolne pięć wąskich pasków pokazuje bez-emisyjne nośniki energii (energię jądrową, energię wodną, biomasę, energetykę wiatrową i energetykę słoneczną). Udział bez-emisyjnych źródeł energii mający około 20% w 2009 praktycznie się nie zmienił, a nawet lekko spadł, chociaż Niemcy zobowiązały się do wzrostu tego wskaźnika do minimum 30% w 2030. Jeśli w 2022 Niemcy wyłączą swoje elektrownie jądrowe to emisja CO2 znacząco wzrośnie, bo jedynym możliwym zastępującym energię jądrową dyspozycyjnym źródłem energii jest gaz ziemny.
Największa część energii zużywana jest w Niemczech przez transport (38% w 2018), następnie do celów grzewczych (32%), w przemyśle jako ciepło technologiczne (24%) i pozostałe 5% w celach oświetleniowych i transmisji danych.
Nieporozumienia
Powyższe fakty każą się zastanowić nad możliwością osiągnięcia założonych celów Energiewende do 2030, skoro w poprzedzającym 10 letnim okresie osiągnięto tak niewiele. Autorzy dalej wskazują na mechanizmy interpretacji danych.
„Pokazane na rysunku 3% energii wiatrowej jest bardzo zastanawiające. Jak tu i ówdzie się słyszy może jeden średni wiatrak zasilić energią elektryczną ponad 1000 gospodarstw domowych. Jeśli tak to 30 000 zainstalowanych wiatraków powinno zasilić ponad 30 milionów z całkowitej liczby 41 milionów gospodarstw domowych. Czyli Energiewende jest praktycznie zrealizowana ale czy nie jest to sprzeczne z danymi na rysunku drugim?”
Nie jest, i tu jest pierwsze nieporozumienie, jak eufemistycznie nazywają to autorzy. Nawet jeśli wszystkie gospodarstwa domowe w Niemczech będą zasilane wyłącznie z OZE to będzie to tylko 6% niemieckiego celu przeciwdziałania zmianie klimatu ( przypomnę co najmniej 80% do 2050). Wkład energii wiatrowej do Energiewende wygląda na wielki ponieważ jest podawany w „groszowych jednostkach”, w udziale gospodarstw domowych. Gospodarstwa domowe zużywają 25% wytworzonej energii elektrycznej, która stanowi 18% całkowicie zużywanej energii. Rachunek jest więc prosty.
Drugie nieporozumienie to podawanie w mediach w porównaniu do energetyki konwencjonalnej, zainstalowanej mocy elektrowni wiatrowych i słonecznych zamiast podawania mocy użytecznej. Przy całorocznym użytkowaniu, dostępna moc elektrowni wiatrowych to jedna czwarta, a elektrowni fotowoltaicznych jedna ósma zainstalowanej mocy.
Sobolewski: Czy na atom w Polsce jest już za późno? (POLEMIKA)
Tak tworzy się sukcesy energii wiatrowej i słonecznej. Używając zainstalowanej mocy energetyki wiatrowej w relacji do zapotrzebowania gospodarstw domowych uzyskuje się liczbę 70 razy większą niż rzeczywista użyteczna moc energetyki wiatrowej w bilansie całkowitej zużywanej energii.
„Na rysunku drugim nie jest uwzględnione, że energetyka wiatrowa i słoneczna dziś i w przewidywalnej przyszłości nie jest w pełni użyteczna. Powodem tego są silne wahania wiatru i słońca związane z porami roku i dnia. Z powodu nieuniknionych ciemności, czy bezwietrznej pogody, gdy nie ma słońca czy wiatru, musi być dla wszystkich elektrowni wiatrowych czy słonecznych zagwarantowana odpowiednia moc w konwencjonalnych elektrowniach. To obowiązuje tak długo, jak długo wystarczające magazyny energii, jeszcze w dalekiej przyszłości się znajdują.”
Rozwiązania
W końcowej części publikacji autorzy przedstawili swoje propozycje, zacytowane w całości, rozpoczynając jednoznacznym wstępem: „Kontynuacja tych samych działań nie spowoduje zmiany przebiegu [krzywej redukcji] CO2. Poniżej przedstawione jest kilka alternatyw dla obecnej strategii przeciwdziałania zmianie klimatu.”
Uwagi wstępne
„Aby w demokratycznym procesie podjąć właściwe decyzje należy opinii publicznej przedłożyć rzeczywiste liczby. Oparty na wybranych liczbach optymizm prowadzi do złych decyzji i rozczarowań.”
„Rozsądne podejście musi być otwarte, a nie oparte na sztywnych zasadach. W szczególności nie należy postępować zgodnie z życzeniami przemysłu: przemysł preferuje drogie rozwiązania, o ile są one opłacane przez społeczeństwo.”
„Ważne kwestie dotyczące cen CO2 pozostawiamy ekspertom w dziedzinie ekonomii.”
Oszczędzanie energii
„Oszczędzanie energii oszczędza pieniądze, zamiast zużywać je nieefektywnie: jeśli na przykład transport zużywa o 12% mniej paliwa, to oszczędza więcej energii niż wszystkie razem wzięte turbiny wiatrowe.”
„Zaoszczędzone pieniądze mogą być np. wykorzystywane do budowy domów energooszczędnych lub łagodzenia skutków zmian klimatu.”
Przyszłe zaopatrzenie w energię
„W samych Niemczech występują silne wahania [źródeł] alternatywnych, a przede wszystkim w fotowoltaice, nawet jeśli można je uśrednić za pośrednictwem sieci międzynarodowych. Ale globalny potencjał energii słonecznej jest bardzo duży i należy go lepiej wykorzystać. Na równikowych pustyniach Ziemi dostępne są duże obszary do wykorzystania w elektrowniach słonecznych, a także w przypadku energii wiatrowej, są znacznie korzystniejsze lokalizacje niż stosunkowo bezwietrzny teren centralnych Niemiec.”
„Zagrożenia związane z energią jądrową (rozszczepienie lub synteza jądrowa) należy oceniać w porównaniu z zagrożeniami wynikającymi ze zmiany klimatu. Nawiasem mówiąc, reaktory powielające opracowane w różnych krajach nie tylko wytwarzają energię wolną od emisji CO2, ale także [zgodnie z definicją] odnawialną energie elektryczną.”
Sprzedaż uprawień do emisji CO2 może pozwolić na budowę atomu w Polsce
Uwagi końcowe
„Z badań różnych urzędów i agencji wynika, że do 2050 roku energia wiatrowa i słoneczna, w połączeniu z wykorzystaniem samochodów elektrycznych, może zmniejszyć szkodliwą dla klimatu emisję CO2 o 95%, nawet przy niezmienionym natężeniu transportu. Bez względu na to, czy plany te są realistyczne czy nie, wszyscy muszą sami zdecydować: średnio w miastach i na wsi wymagają one wiatraka postawionego co 2,5 kilometra, a także dodatkowych ogniw słonecznych na powierzchni ponad tysiąca kilometrów kwadratowych.”
„W każdym razie trudno sobie wyobrazić, że dzisiejsze potrzeby energetyczne mogą zostać w pełni pokryte przez odnawialne źródła energii. Dlatego oszczędność energii we wszystkich obszarach musi być najwyższym priorytetem.”
„Potrzebna energia jest iloczynem zużycia na mieszkańca i liczby ludności. Choć jasne jest, że konsumpcja niemiecka na mieszkańca musi znacznie spaść, spadek liczby ludności w tym kraju jest uważany za katastrofę. Kwestię wzrostu światowej populacji jako całości należy omawiać bezstronnie – w przeciwnym razie natura będzie wiedziała, jak się bronić. Nasz poziom zużycia energii nie można rozszerzyć ani na dziesięć ani nawet na pięć miliardów ludzi.”
Podpisane
Prof. Dr. Dr. h.c. Dirk Dubbers, Prof. Dr. Johanna Stachel, Prof. Dr. Ulrich Uwer, Physikalisches Institut der Universität Heidelberg.
*Poglądy przedstawione w tym artykule oznaczone cudzysłowem są bezpośrednio tłumaczonymi poglądami autorów niemieckiego artykułu, pozostałe są tezami wynikającym z tego artykułu. Opinie dra Józefa Sobolewskiego są jego prywatnym zdaniem i nie reprezentują stanowiska żadnej instytucji.
