Kto ma sieci ten ma władzę. Rozmowa z Robertem Wawrętym

O roli sieci energetycznych w zielonej transformacji ku rozproszonemu systemowi opartemu na produkcji energii ze źródeł odnawialnych mówi Robert Wawręty. Wywiad przeprowadziła Diana Maciąga.

Wojna w Ukrainie oraz susze wywołane w Europie przez kryzys klimatyczny pokazały, że dalsze opieranie systemu energetycznego o scentralizowaną i wodochłonną produkcję energii z paliw kopalnych to przepis na katastrofę. Wydawać by się mogło, że te doświadczenia będą dla Polski wystarczającym impulsem by przyspieszyć transformację energetyczną w kierunku zeroemisyjnym, który wzmocni odporność całego systemu energetycznego?

Robert Wawręty: Niestety jest wręcz przeciwnie. Jako główne remedium dla poprawy bezpieczeństwa energetycznego wskazano na potrzebę kontynuacji dywersyfikacji kierunków dostaw gazu, zaproponowano budowę elektrowni atomowych, umacnia się rola węgla. Odnawialnym źródłom energii pozostawiono niezmienną rolę polegającą na uzupełnianiu jej w krajowym systemie energetycznym, którego kluczową rolę nadal pełnią centralne, wielkoskalowe elektrownie dostarczające energię jednokierunkowo, do poszczególnych odbiorców. Z takiego modelu największe korzyści czerpią kopalnie, koncerny energetyczne oraz Polskie Sieci Elektroenergetyczne (PSE).

Czym właściwie są Polskie Sieci Elektroenergetyczne i jaka jest ich funkcja?

PSE to jedyny operator polskiego systemu przesyłowego (OSP) w ramach Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE). Przedsiębiorstwo to świadczy usługi przesyłania energii elektrycznej i dba o stabilność i bezawaryjne działanie całego systemu. Do jego zadań należy utrzymanie sieci w dobrym stanie, remonty i naprawy ale też rozwój krajowej sieci przesyłowej, połączeń transgranicznych czy zapewnienie dostępu do sieci instalacjom energii odnawialnej. PSE odpowiada też za bilansowanie systemu, czyli zapewnienie równowagi między mocą w systemie a zapotrzebowaniem na energię. To PSE decyduje, czy konieczne jest włączanie dodatkowych mocy albo odwrotnie – ich wyłączenie. Na tym najczęściej cierpią OZE. 23 kwietnia 2023 r. PSE po raz kolejny ogłosiły stan zagrożenia bezpieczeństwa dostaw i zarządziły wyłączenie 3 GW mocy OZE.

Korzyści, jakie ze scentralizowanego modelu energetyki czerpią koncerny kontrolujące produkcję prądu w należących do nich elektrowniach są oczywiste, ale co mają z tego PSE?

Być może są oczywiste, ale nie zapominajmy również, że same spółki energetyczne zarządzają sieciami niskiego i średniego oraz częściowo liniami wysokiego napięcia 110 kV. Z tego tytułu czerpią olbrzymie dochody. Wracając do PSE S.A. – to spółka akcyjna Skarbu Państwa, której działalność kontroluje dziesięcioosobowa Rada Nadzorcza. Spółka ta zarządza łącznie ok. 16 tysiącami kilometrów sieci przesyłowych o najwyższym (400 kV oraz 220 kV) oraz częścią linii o wysokim napięciu 110 kV. Tymi liniami na duże odległości jest przesyłana energia z elektrowni konwencjonalnych oraz farm wiatrowych i fotowoltaicznych. Zarządzany przez polityków Skarb Państwa jest jedynym udziałowcem. Mamy więc do czynienia z polityczno-korporacyjnym sojuszem, który decyduje o ilości zielonej energii, którą można wprowadzić do krajowej sieci energetycznej oraz o tym kto i na jakich zasadach może przyłączyć się do sieci. Dzięki intratnym stanowiskom dla ludzi powiązanych z władzą wielkoskalowa energetyka korporacyjna jest największym darczyńcą partii politycznych. Głośno było na przykład o wysokich darowiznach dla partii rządzącej od wysoko postawionych pracowników energetycznych spółek skarbu państwa, którzy są często nominatami z politycznego klucza. Tak działa system „drzwi obrotowych” między koncernami a władzą. Dlatego wśród polityków trudno znaleźć zwolenników zmiany dotychczasowego modelu w kierunku lokalnej energetyki rozproszonej.

Efektem tak funkcjonującego systemu energetycznego są liczne przerwy w dostawach dotykające w Polsce około miliona osób, kilkanaście terawatogodzin traconych rocznie na przesyle, windowanie cen za energię, zwiększony import energii spoza kraju, czy ograniczanie dostępnej mocy ze źródeł odnawialnych w sytuacjach dobrych warunków pogodowych, czyli potencjalnie wysokiej produkcji.

Gdy w dyskusji o transformacji energetycznej temat sieci w ogóle jest podnoszony, to w kontekście ich niedostosowania do energetyki odnawialnej. Polskie sieci energetyczne muszą zostać zmodernizowane, co wymaga wysokich nakładów finansowych. Czy na potrzeby energetyki odnawialnej, rozproszonej, musimy zainwestować w zupełnie nowy system czy można wykorzystać ten już istniejący?

Trudno określić jakie są rzeczywiste potrzeby w zakresie budowy nowych sieci. To tylko wie PSE oraz właściciele sieci dystrybucyjnych, czyli poszczególne spółki energetyczne. Przeciętny mieszkaniec nie ma dostępu do informacji na temat przepustowości sieci i to wymaga zmian. Trudno również znaleźć wiarygodne informacje ile energii zużywają poszczególne miasta, sołectwa etc. a ta informacja pozwoliłaby na precyzyjną odpowiedź odnośnie rzeczywistego zapotrzebowania. Energetyka odnawialna połączona z działaniami na rzecz zwiększenia efektywności energetycznej, czyli pozwalającymi na zmniejszenie ilości zużywanej energii może i powinna korzystać z istniejących sieci a zwłaszcza średnich oraz niskich napięć.

Bliski mi model elektroprosumenckiej energetyki polega na tym, że energię produkujemy i dostarczamy głównie na miejscu w obrębie poszczególnych jednostek terytorialnych. Centralnie, co dotyczy głównie dużych miast, dostarczamy energię wyprodukowaną z morskich farm wiatrowych, czasem uzupełniając ją energią z lądowych farm wiatrowych oraz fotowoltaicznych.

Sieci są nieodłącznym elementem bezpieczeństwa energetycznego kraju. Coraz częściej mówi się także o wpływie, jaki system energetyczny ma na nasze bezpieczeństwo militarne. Ukraina ma ambicje zostać zielonym hubem Europy i stawia na energetykę odnawialną właśnie ze względów bezpieczeństwa. Ukraińskie firmy budują i podłączają do sieci nowe instalacje OZE mimo trwającej wojny. Co Twoim zdaniem bardziej sprzyja bezpieczeństwu: centralizacja czy rozproszenie?

System oparty o wielkie elektrownie jest bardzo podatny na ataki z użyciem broni konwencjonalnej, a także na ataki cybernetyczne. Specjaliści ostrzegają, że strzały snajperskie w kilka dobrze dobranych transformatorów lub izolatorów na liniach wysokiego napięcia mogą unieruchomić krajowy system energetyczny. Terrorystyczne ataki Rosji w Ukrainie pokazały, jakie skutki ma niszczenie infrastruktury krytycznej czy przejęcie kontroli nad kluczowymi elektrowniami przez wrogie państwo. Tylko między 10 a 18 października 2022 r. rosyjskie ostrzały zniszczyły tam 30% mocy powodując masowe przerwy w dostawie energii.

Nie można zapomnieć, że obecny system energetyczny jest również wrażliwy na zmiany klimatyczne. Z jednej strony obserwujemy zwiększoną częstotliwość burz i huraganów niszczących linie energetyczne. Z drugiej letnie fale upałów i niski poziom wód śródlądowych powodują problemy z dostępem do wód wykorzystywanych do chłodzenia bloków energetycznych. Fala upałów w 2015 r. doprowadziła do tak znacznego obniżenia mocy w krajowych elektrowniach, że wprowadzono ograniczenia w dostępie do energii dla przedsiębiorstw. Przez problemy z chłodzeniem w 2022 r., w ciągu trzeciego kwartału, gazowa elektrownia w Stalowej Woli ograniczyła swoje moce do ok. 1%.

Tych wszystkich problemów można uniknąć dzięki elektryfikacji większości gospodarki, łącznie z ciepłem oraz transportem lądowym, produkcji energii wyłącznie w oparciu o źródła odnawialne i jej bardziej efektywne użytkowanie.

Z okazji premiery swojej nowej książki¹ o transformacji i technologiach, które „uratują nasz klimat i oczyszczą nasze powietrze” jej autor, profesor Mark Z. Jacobson z Uniwersytetu Stanforda, powiedział: nie potrzebujemy cudu, „mamy technologie, których potrzebujemy. Mamy wiatr, słońce, geotermię, energię wody, samochody elektryczne. Mamy baterie, pompy ciepła, efektywność energetyczną. Mamy 95% technologii, których potrzebujemy, aby rozwiązać problem. […] Barierą nr 1 jest to, że większość ludzi nie ma świadomości, że jest to możliwe”².

W dużym stopniu zgadzam się. Ta lista rozwiązań jest oczywiście większa, choć rozwój energetyki wodnej w Polsce oznaczałby dla naszych rzek olbrzymią katastrofę, a jednocześnie korzyści energetyczne byłyby marginalne. Faktycznie nie ma już technicznych ani ekonomicznych przeszkód dla wdrożenia nowoczesnego systemu energetycznego opartego o zasoby odnawialne – bardziej odpornego na szoki cenowe, skutki zmian klimatu ataki i uszkodzenia.

Jednak problemem jest nie tylko ograniczona wiedza technologiczna, ale przede wszystkim bariera polityczna. Funkcjonujący wokół energetyki sojusz polityczno-korporacyjny jest po prostu za utrzymaniem obecnego status quo inaczej straciłby rację bytu. W Polsce (zresztą nie tylko w niej) wciąż dominuje myślenie o energetyce opartej głównie na elektrowniach konwencjonalnych i ostatnio jądrowych oraz na dużych farmach wiatrowych i fotowoltaicznych dostarczających energię na znaczne odległości.

Mówiąc ludziom o nowoczesnym i sprawiedliwym systemie energetycznym, mam na myśli energetykę opartą o model elektroprosumencki, w którym wiodący udział w produkcji i dystrybucji energii mają obywatele i samorządy. W tym systemie jednostki samorządu terytorialnego muszą mieć zagwarantowany dostęp do sieci na zasadach rynkowych lub wręcz powinny stać się ich współwłaścicielami. W takim modelu w oparciu o istniejące sieci tworzone są swego rodzaju samowystarczalne wyspy energetyczne w granicach administracyjnych jednostek samorządu terytorialnego – od sołectw, poprzez gminy, powiaty i województwa. Każda z nich jest wyposażona w sieciowy terminal dostępowy pozwalający na kontrolę przepływu energii oraz ograniczeń sieciowych, bardzo istotny w systemach z wieloma źródłami OZE. Wyspy te są w pełni zasilane energią odnawialną pochodzącą z mikrowiatraków, z paneli fotowoltaicznych umiejscowionych głównie na dachach, a w przypadku sołectw dodatkowo z mikrobiogazowni. Obiekty w zdecydowanej większości ogrzewane są pompami ciepła. Wymiana energii odbywa się cały czas pomiędzy poszczególnymi elektroprosumentami w ramach sieci niskiego napięcia i jest wspomagana systemem informacyjnym oraz inteligentnymi licznikami energii. Elektroprosumenci to wszystkie osoby fizyczne i prawne, instytucje oraz przedsiębiorstwa będące producentami i odbiorcami zielonej energii elektrycznej. Z tej sieci korzystają głównie prywatne domy, szkoły, małe ośrodki zdrowia, domy kultury, remizy, niewielkie ośrodki kultu religijnego czy urzędy gmin. Nadwyżki energii zasilają lokalne magazyny energii elektrycznej i ciepła. Jeśli zajdzie taka potrzeba mogą być przesłane do innych wysp z siecią niskich napięć albo dostarczone do sieci średnich napięć, które z kolei zasilają m.in. szpitale, centra handlowe, biurowce, kryte pływalnie, bloki mieszkalne oraz wieżowce, banki a także małe przedsiębiorstwa. W miarę możliwości każdy z tych obiektów również powinien być wyposażony w panele fotowoltaiczne, mikrowiatraki, magazyny energii oraz pompy ciepła. Jeśli energii w sieciach średniego napięcia jest zbyt mało uzupełniamy ją z przyłączonych do niej pojedynczych elektrowni wiatrowych lub biogazowych albo energią pochodzącą z magazynów energii elektrycznej. W przypadku dalszych braków energia jest dostarczana linią 110 kV zasilaną przez duże lądowe farmy wiatrowe i fotowoltaiczne wspomagane magazynami energii. Wymiana energii w segmentach linii niskiego i średniego napięcia, a także linii 110 kV następuje w czasie rzeczywistym we wszystkich możliwych kierunkach. Z linii 110 kV energia elektryczna jest równocześnie dostarczana do dużych zakładów przemysłowych oraz miast powyżej pół miliona mieszkańców. Z nadwyżek zielonej energii można również wytwarzać wodór stosowany w niektórych procesach przemysłowych. Może on również pełnić rolę magazynu energii i stanowić kolejne stabilne źródło energii elektrycznej wprowadzonej do sieci. Z uwagi na energochłonność aglomeracji miejskich oraz zakładów przemysłowych konieczne jest zapewnienie do nich dostaw energii liniami przesyłowymi 400 kV z wiatrowych farm morskich. W przypadku szczytowego zapotrzebowania energia elektryczna może być w nich uzupełniana mocami pochodzącymi z elektrowni szczytowo-pompowych oraz wspierana transgraniczną wymianą energii w ramach rynku europejskiego.

A jaki jest właściwie krajowy potencjał energetyczny głównych odnawialnych źródeł energii?

Szczegółowych szacunków w tym zakresie dokonał Marcin Popkiewicz w wydanej w ubiegłym roku publikacji „Zrozumieć transformację energetyczną”, którą gorąco polecam. Wynika z niej, że możliwości produkcji energii z OZE są olbrzymie. Elektrownie wiatrowe na lądzie i morzu, panele fotowoltaiczne oraz biogazownie pozwoliłyby na wyprodukowanie co najmniej 600 terawatogodzin energii. To prawie 3,5 razy więcej energii niż Polska produkuje obecnie. Na szczęście tak duża ilość energii nie jest nam potrzebna.

Dzięki termomodernizacji budynków i wykorzystaniu pomp ciepła możemy zmniejszyć zużycie energii do ogrzewania pomieszczeń o 60%, a wody o 30%. Jeden z analizowanych przez autora przywołanej publikacji scenariuszy zakłada wdrożenie tego typu działań, a także ograniczenie zużycia energii w transporcie o 50% oraz elektryfikację prawie całej gospodarki łącznie z produkcją ciepła. Polska potrzebowałaby wtedy 70 gigawatów mocy w elektrowniach wiatrowych na lądzie, 25 gigawatów w farmach morskich, 125 gigawatów w panelach fotowoltaicznych. Do ustabilizowania takiego systemu wystarczyłby nam mniej niż jeden gigawat w elektrowniach biogazowych. Integralną część systemu stanowiłyby magazyny prądu i ciepła odpowiednio o pojemnościach 100 i 1500 gigawatogodzin, do których byłaby kierowana część nadwyżki energii. Reszta energii pozwoliłaby na wyprodukowanie blisko miliona ton zielonego wodoru możliwego do wykorzystania w zakładach azotowych, hutnictwie czy produkcji cementu. Do dyspozycji zostałoby nam jeszcze 7 i pół miliarda metrów sześciennych biometanu, który będzie cennym, strategicznym źródłem dyspozycyjnym, czyli niezależnym od pory dnia ani pogody. Taka ilość wystarczy na wytworzenie ok. 40 terawatogodzin energii elektrycznej, co odpowiada prawie ¼ obecnej, rocznej produkcji w Polsce.

W tej sytuacji twierdzenia, że nie można stworzyć systemu energetycznego wyłącznie w oparciu o odnawialne źródła energii to mity rozpowszechniane przez przedstawicieli sojuszu polityczno-korporacyjnego zainteresowanego utrzymaniem starego porządku.

Taki system jest nie tylko możliwy, ale jego wdrożenie jest koniecznością. To nie tylko obowiązek Polski, ale również całej Unii Europejskiej. Będzie to jednak wymagało nie tylko zastąpienia elektrowni konwencjonalnych źródłami zeroemisyjnymi i rezygnacji z atomu, ale również zapewnienia dostępu do sieci energetycznej dla poszczególnych elektroprosumentów. Bez tego sprawiedliwa transformacja energetyczna pozostanie wyłącznie pustym sloganem.

Dziękuję za rozmowę.

Robert Wawręty – mgr inż. inżynierii środowiska, wiceprezes Towarzystwa na rzecz Ziemi oraz ekspert zajmujący się sprawami gospodarki wodnej i energetyki. Aktywista ekologiczny i jeden z propagatorów idei elektroprosumeryzmu.

Przypisy:
1. No Miracles Needed: How Today’s Technology Can Save Our Climate and Clean Our Air, Cambridge University Press 2023
2. Wywiad: tinyurl.com/3xd49n9c.