Mielczarski: Nie ma potrzeby liberalizacji ustawy odległościowej, bo jest repowering (ANALIZA)
Pomimo istnienie zasady 10H produkcja energii elektrycznej z instalacji wiatrowych szybko rośnie. Tylko w latach 2018-2022 moce zainstalowane wzrosły o 35 procent, a produkowana energia o 40 procent. Wymiana starych wiatraków (0.3MW) na nowe instalacje (3MW), poza obszarami 10H, pozwoliłaby znacznie zwiększyć produkcję energii z wiatru, bez wzniecania konfliktów społecznych, jakie mogą się wystąpić po zniesieniu 10H – pisze prof. Władysław Mielczarski z Politechniki Łódzkiej.
Wzrost mocy i produkcji energii z instalacji wiatrowych
Jak pokazują dane statystyczne (ARE) produkcja energii elektrycznej z instalacji wiatrowych lądowych wzrosła z 12.8TWh[1] w roku 2018 do 17.9TWh w roku 2022. W tym samym czasie wzrosła moc zainstalowana farm wiatrowych z 5.8MW w roku 2018 do 7.9MW w roku 2022. Oznacza to wzrost mocy zainstalowanej farm wiatrowych lądowych o 35% i wzrost produkcji energii elektrycznej w tym samym czasie o 40%. Są to znaczne wzrosty osiągnięte pomimo istnienie ustawy 10H chroniącej okolicznych mieszkańców przed negatywnym wpływem instalacji wiatrowych – Rys. 1.
Rys. 1 Moce i produkcja energii elektrycznej przez lądowe instalacje wiatrowe w latach 2018-2022. Dane: Agencja Rynku Energii. Opracowanie graficzne własne autora.
Zamiana starych instalacji na nowe
W początkach rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce były budowane instalacje o mocach głównie 0.3MW, ale i później podobne instalacje były sprowadzane z krajów Europy Zachodniej, gdzie chętnie pozbywano się starych instalacji zamieniając jej na nowe o większej mocy. Od kilku lat standardową mocą wiatraka lądowego jest moc 3MW. Taki nowy wiatrak potrafi wyprodukować ponad 10x więcej energii elektrycznej w porównaniu ze starą instalacją.
Niestety w Polsce wciąż dominują małe wiatraki rzędu kilkuset kilowatów. Można łatwo odróżnić stare instalacje od nowych. W przypadku starych wieża ma wysokość 30-50 metrów, z szybko obracającymi się łopatami o promieniu 10-15 metrów. Nowoczesne wiatraki o mocach rzędu 3MW mają wysokie wieże sięgające nawet ponad 100 metrów, z długimi wolno obracającymi się łopatami, których długość sięga 70 metrów.
Początkowy rozwój energetyki wiatrowej w pierwszej dekadzie XXI wieku powodował, że pod budowę wiatraków zajmowano najlepsze pod względem wietrzności miejsca, często oddalone od siedzib ludzkich. Większość z tych miejsce spełnia zasadę 10H. Aby zwiększyć i to znacznie produkcję energii elektrycznej z wiatru wystarczy stare często zużyte instalacje wymienić na nowe, a każda taka wymiana zwiększy produkcję energii elektryczne z danego miejsca dziesięciokrotnie.
Rys. 2. Wymiana starych instalacji wiatrowych o małych mocach 0.3MW, na nowoczesne wiatraki o mocach 3MW w miejscach oddalonych od siedzib ludzkich spowoduje znaczy wzrost produkcji energii elektrycznej z farm wiatrowych bez naruszania zasady 10H. Grafika własna autora.
Protesty i reguła 10H
Szybki rozwój energetyki wiatrowej i lokowanie instalacji coraz bliżej siedzib ludzkich powodował napiętą sytuację pomiędzy inwestorami a mieszkańcami terenów, gdzie lokowano wieże wiatrakowe.
Przed wyborami w 2015 roku, w Polsce działało ponad 600 komitetów protestujących przeciw zbyt bliskiej w stosunku do siedzib ludzkich lokalizacji wiatraków oraz negatywnemu wpływowi tej technologii na krajobraz. Protestujący docierali w czasie kampanii wyborczej do kandydatów do Sejmu, naciskając na wprowadzenie regulacji prawnych, które pozwalałyby budować wiatraki w pewnym dystansie od siedzib ludzkich. W rezultacie tych protestów w roku 2016 parlament uchwalił ustawę znaną jako 10H, określając, że najmniejsza odległość wieży wiatrakowej do siedzib ludzkich powinna wynosić dziesięć wysokości wieży wiatraka liczonej wraz z łopatą.
Przyjmując odległości 10H, Sejm kierował się regulacjami prawnymi odległości wiatraków od siedzib ludzkich jakie obowiązywały w Bawarii. Był to pewnego rodzaju kompromis pomiędzy grupami lobbystów wiatrakowych dążących do dopuszczenia jak najmniejszej odległości, a grupami protestującym, których członkowie byli w dużej mierze elektoratem wówczas rządzącej partii.
W Polsce dalej trwa dyskusja nad odległością farm wiatrowych od zabudowań ustalonej obecnie jako dziesięć wysokości wieży liczonej wraz z długością łopaty – 10H. Przed decyzją o zmianie tej wielkości należałoby przeanalizować kompleksowe badania nad hałasem farm wiatrowych wykonywane przez niezależne instytucje, jak uniwersytety czy agencje ochrony zdrowia rządów i publikowane w renomowanych pismach naukowych.
Nowe propozycje legislacyjne
Propozycja zmian zapisów ustawy liberalizująca ograniczenie odległości 10H była w roku 2022 analizowana dwukrotnie na posiedzeniu rządu, gdzie z akceptacją tego gremium była przesyłana do Sejmu. Wydaje się jednak, że posłowie wciąż pamiętają komitety protestacyjne przeciw zbyt bliskiej odległości farm wiatrowych od siedzib ludzkich i nie są skłonni do pochopnej zmiany zapisów ustawy.
Pojawia się, na pozór kompromisowe rozwiązanie, proponowane przez stronę rządową[2], aby o miejscu budowy wiatraków w znacznej mierze decydowały plany zagospodarowania tworzone przez gminy. Pozorność tego kompromisu polega na tym, że gminy nie są równoprawnym partnerem dla deweloperów farm wiatrowych. Dodatkowo gminy same są zainteresowane budową tych instalacji, ponieważ osiągają z tego tytuły przychody, a negatywne skutki oddziałują na część mieszkańców gminy.
W końcu grudnia 2022 r, rząd poinformował o przygotowanej autopoprawce, która obecnie jest przedłożona Sejmowi RP, dotyczącej zmiany odległości farm wiatrowych od siedzib ludzkich. Propozycje rządu zakładają, że inwestor instalacji wiatrowej udostępni co najmniej 10 proc. mocy zainstalowanej farmy wiatrowej na rzecz mieszkańców gminy w ramach tzw. wirtualnego prosumenta. Propozycja ta może być postrzegana jako próba zachęcania do działania mającego charakter korupcyjny, w obecności konfliku interesów, ponieważ urzędnik podejmujący decyzję będzie miał korzyść bezpośrednią lub nawet pośrednią z podjętej decyzji.
Negatywne oddziaływanie farm wiatrowych
Najczęściej podnoszonym problemem jest hałas jaki wytwarzają farmy wiatrowe[3][4]. Jednak hałas, chociaż jego negatywne oddziaływanie zależy od wielu parametrów, to tylko jeden z wielu negatywnych elementów oddziałujących na ludzi. Z badań Narodowego Instytutu Ochrony Zdrowia[5] opartych na analizie ponad 350 naukowych publikacji wynika, że trzeba uwzględnić szereg innych negatywnych elementów, takich jak
- poziom emitowanego hałasu i jego zależność od parametrów technicznych turbin oraz prędkości wiatru i ukształtowania oraz zagospodarowania terenu wokół farmy wiatrowej,
- poziom hałasu aerodynamicznego z uwzględnieniem emisji infradźwięków i jego składowych niskoczęstotliwościowych,
- charakter emitowanego hałasu z uwzględnieniem modulacji/impulsowości/tonalności oraz możliwości interferencji fal emitowanych z wielu turbin,
- występowanie efektu migotania cieni,
- prawdopodobieństwo zakłócenia snu oraz propagacji hałasu w porze nocnej,
- poziom uciążliwości i prawdopodobieństwo wystąpienia objawów stresu i depresji (na skutek długotrwałego narażenia), związanych zarówno z emisją hałasu jak i z brakiem akceptacji źródła hałasu.
Zdaniem Instytutu, obecnie obowiązujące w Polsce przepisy prawne (w zakresie czynników ryzyka obejmują w praktyce jedynie poziom hałasu), nie tylko nie są odpowiednie dla tego rodzaju obiektów, ale również nie gwarantują w wystarczającym stopniu ochrony zdrowia publicznego. Stosowana metodyka do oceny oddziaływania farm wiatrowych na środowisko, w tym zdrowie ludzi, nie powinna być wykorzystywana, gdy prędkość wiatru przekracza 5 m/sek. Ponadto, metodyka nie uwzględnia pełnego zakresu częstotliwości (w szczególności niskich częstotliwości) oraz poziomu uciążliwości. Instytut zwraca też uwagę, że nie ma obecnie kompleksowej metodyki oceny oddziaływania farm wiatrowych na zdrowie ludzi i zaleca 2 km, jako minimalną odległość turbin wiatrowych od zabudowań.
Migotanie cienia
Oprócz hałasu jaki powodują pracujące turbiny wiatrowe negatywnym efektem ich działania jest tzw. efekt migotania cienia. Jeżeli efekt migotania ma częstotliwość wyższą niż 2,5Hz zaliczany jest efektu stroboskopowego oddziaływującego silnie na osoby skłonne do epilepsji. Natomiast niższe częstotliwości w zakresie 1-2Hz oddziałują negatywnie na wszystkich, choć w różnym stopniu.
Z efektem migotania cienia spowodowanym przez pracujące turbiny wiatrowe mamy do czynienia głównie w godzinach porannych i popołudniowych, gdy nisko położone na niebie słońce świeci zza turbiny, a cienie rzucane przez łopaty wirnika są mocno wydłużone. Jest on szczególnie zauważalny w okresie zimowym. Jako przykład można podać badania prowadzone w USA w miejscowości Lincoln, w stanie Wisconsin prowadzone w 2 lata po zainstalowaniu tam farmy wiatrowej złożonej z 22 turbin[6]. Badania wykazały bardzo negatywny wpływ migotania cienia na okolicznych mieszkańców.
Podsumowanie
Trwające od wielu lat próby zniesienia parametru 10H są, jak do tej pory, bezowocne. Niepotrzebnie angażują aktywność na sprawach, które trudno osiągnąć. Energetyka wiatrowa lądowa rozwija się bardzo dobrze notując w latach 2018-2022 prawie 40-procentowy wzrost produkcji, co pokazuję, że działająca w tym czasie zasada 10H nie przeszkadza zbytnio w jej rozwoju.
W Polsce rozpoczyna się program budowy energetyki wiatrowej morskiej z której łatwiej uzyskać duże ilości energii niż z farm lądowych. Minimalny udział produkcji OZE w roku 2030 wynoszący 32 procent zostanie przez Polskę osiągnięty. Już w roku 2022 produkcja energii elektrycznej z OZE osiągnęła ponad 23 procent, a do 2030 roku pozostało jeszcze siedem lat, co pozwala osiągnąć cele OZE nawet przy tylko 1-procentowym wzroście produkcji rocznie ale w rzeczywistości będzie to znacznie więcej.
Rozwija się dynamicznie produkcja energii elektrycznej z paneli PV, a wkrótce dołączą wiatraki morskie. Polska osiągnie ustalone przez UE udziały produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych bez konieczności znoszenia parametru 10H, którego zniesienie może wywołać konflikty społeczne, czego świadkami byliśmy przed wprowadzeniem tego ograniczenia chroniącego ludzi przed negatywnym wpływem wiatraków.
[1] W publikacjach oddzielano części dzietne za pomocą znaku kropki.
[2] Polska Agencja Prasowa, „Na stronach Sejmu opublikowano autopoprawkę do tzw. ustawy wiatrakowej”, Serwis Samorządowy PAP, 19 grudzień 2022. https://samorzad.pap.pl/kategoria/srodowisko/na-stronach-sejmu-opublikowano-autopoprawke-do-tzw-ustawy-wiatrakowej
[3] J. L. Davy, K. Burgemeister, i D. Hillman, „Wind turbine sound limits: Current status and recommendations based mitigating noise annoyance”, Appl. Acoust., nr vol. 140, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2018.06
[4] D. S. Michaud, S. E. Keith, K. Feder, i S. A. Voicescu, „Personal and situational variables associated with wind turbine noise annoyance”, J. Acoust. Soc. Am., t. 139, nr 1455 (2016), doi: https://doi.org/10.1121/1.4942390.
[5] Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego, „Stanowisko Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny w sprawie farm wiatrowych”, 2019. [Online]. Dostępne na: https://www.pzh.gov.pl/stanowisko-narodowego-instytutu-zdrowia-publicznego-panstwowego-zakladu-higieny-w-sprawie-farm-wiatrowych/
[6] R. Haac, R. Darlow, K. Kaliski, J. Rand, i B. Hoen, „In the shadow of wind energy: Predicting community exposure and annoyance to wind turbine shadow flicker in the United States”, Energy Res. Soc. Sci., t. 87, s. 102471, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.erss.2021.102471.
