Aktualności

ROZMOWA z prof. dr hab. inż. Piotrem Kacejko z Wydziału Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Lubelskiej, który otrzymał właśnie tytuł „Zasłużony dla Krajowego Systemu Elektroenergetycznego”.

Od kiedy jest Pan związany z sektorem energetycznym?

– Na rzecz sektora energetycznego działam od zakończenia studiów, czyli od 1979. Pamiętam dwutygodniowy staż w Państwowej Dyspozycji Mocy, która mieściła się wtedy w centrum Warszawy. W 1986 roku spędziłem tam kolejne dwa tygodnie. W trakcie tego pobytu stworzyłem pierwszą wersję komercyjnego oprogramowania zwarciowego. Wyspecjalizowałem się w tym temacie jeszcze w czasie studiów i stał się on przedmiotem mojego doktoratu i częściowo habilitacji. Stałem się też rozpoznawalny w branży.

Dziś najważniejsze są OZE. Jak je Pan ocenia?

– Pan Bóg stworzył wytwarzanie energii odnawialnej ze słońca i wiatru w taki sposób, że mamy jej dużo wtedy, gdy niekoniecznie jest największe zapotrzebowanie. I tu pojawia się niebezpieczeństwo dużej liczby wyłączeń instalacji fotowoltaicznych lub wiatrowych, co może stanowić poważne zagrożenie zarówno dla bezpieczeństwa energetycznego kraju, jak i dla stabilności inwestycji w odnawialne źródła energii. Zjawisko to dotyka przede wszystkim wielkoskalowej, przemysłowej fotowoltaiki, szczególnie w okresach intensywnego nasłonecznienia. Straty te są o tyle istotne, że energia, która mogłaby zostać wykorzystana, zostaje bezpowrotnie zmarnowana.

Jak wygląda rynek fotowoltaiki w Polsce?

– Na razie inwestycje są rzeczywiście duże, bo dobijamy do 20 tys. megawatów, czyli 20 gigawatów mocy zainstalowanej w fotowoltaice – to naprawdę sporo. W perspektywie drugie tyle. Za kilka lat dojdzie do tego, że zapotrzebowanie na energię będzie pokrywane w ponad 50 proc. ze źródeł odnawialnych. Ale aby to mogło postępować jeszcze dalej, muszą zostać spełnione pewne warunki – przede wszystkim te dwie krzywe, czyli możliwość produkcji energii ze źródeł odnawialnych i rzeczywiste zapotrzebowanie, muszą się zbiegać. Bez tego, mimo wielkiego potencjału, energia odnawialna nie zostanie w pełni wykorzystana.

Czy zapotrzebowanie na energię elektryczną będzie rosło?

– Jeśli patrzymy na prognozy zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce w roku 2030 czy 2040, to można je podzielić na dwie części. Pierwsza wynika z zapotrzebowania bytowo-komunalnego. To oświetlenie, piekarniki, suszarki, czajniki i podobne urządzenia, których ilość nie będzie znacząco rosnąć. Większą część przyszłego wzrostu zapotrzebowania na energię widzę w tzw. termosensytywności. Wraz z postępującymi zmianami klimatycznymi, coraz częściej będziemy korzystać z klimatyzacji. To będzie znaczący element wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną. Niewiadomą pozostaje rozwój pomp ciepła, które miały mocny start, ale teraz widzimy zahamowanie. Z drugiej strony, jest ogromny potencjał, by energię elektryczną wykorzystywać do produkcji ciepła systemowego, co mogłoby zupełnie zmienić obecne ciepłownictwo – tu pojawia się możliwość użycia kotłów elektrodowych i magazynowania ciepła, na kilka dni czy nawet tygodni. Choć może to brzmieć zaskakująco, ciepło można przechowywać przez długi czas, pod warunkiem, że będzie gromadzone w odpowiedni sposób. Wzrost zapotrzebowania wiąże się też z elektryfikacją transportu bezpośrednio i pośrednio poprzez produkcję wodoru, który jako produkt „zielony” (z elektrolizy zasilanej z OZE) wejdzie do wielu dziedzin życia. Ale w sumie to są wizje, które się prawdopodobnie sprawdzą, pytanie tylko kiedy. Rozrzut prognoz dla Polski na rok 2040 jest ogromny: od 300 TWh do 200 TWh (obecnie 175 TWh).

Co musi się stać, żeby takie zmiany w strukturze zużycia energii elektrycznej weszły w życie?

– Wymaga to odpowiednich przekształceń systemowych i prawnych. Jeśli te mechanizmy nie zostaną wypracowane, ten dodatkowy element zapotrzebowania na energię elektryczną nie zrealizuje się w pełni, a to oznacza, że częściej pojawi się okresowa nadprodukcja energii odnawialnej. To może zniechęcić inwestorów, którzy zakładali, że nie będzie ograniczeń produkcji i ceny energii będą stabilne. Tymczasem mogą się one okazać bardzo niskie, a nawet ujemne, co oznacza, że wytwórcy OZE będą musieli albo wyłączyć swoje instalacje, albo wręcz płacić za pozostanie w sieci. Taka sytuacja sprawi, że energetyczne biznesy, mogą znaleźć się w kłopotach.

Jakie inne zagrożenia Pan widzi?

– Może pojawić się konkurencja między różnymi źródłami energii, która nie będzie wynikać z ich ekonomiki, tylko ze względów systemowych.  Na przykład elektrownie jądrowe muszą działać praktycznie nieprzerwanie, więc gdy są w pełni operacyjne, inne źródła, jak farmy wiatrowe czy fotowoltaiczne, mogą być zmuszone do ograniczenia swojej produkcji. No ale droga do pierwszej elektrowni jądrowej jest jeszcze daleka. Uprzywilejowana pozycja morskich farm wiatrowych może przyblokować fotowoltaikę, czy nawet wiatraki na lądzie. Jak widać nawet od przybytku może głowa zaboleć.

Czy trend dekarbonizacji jest widoczny w całym świecie?

Tak, szczególnie jest to widoczne w Europie. Podejmowane są coraz bardziej radykalne działania, które wymuszają na producentach dosłownie wszystkiego obniżenie emisji i korzystanie z energii odnawialnej. Na przykład firmy muszą teraz udowodnić, że ich produkty powstają przy wykorzystaniu zielonej energii – inaczej klienci mogą zrezygnować z ich zakupu, lub wprost produkty te nie zostaną wpuszczone na rynek. Jeśli chodzi o motoryzację, od producentów oczekuje się obniżenia emisji CO2, a jeśli tego nie zrobią, konsumenci mogą odrzucić ich produkty, bo ich nie zarejestrują. Dla niektórych to może wyglądać na przesadę, ale taki jest obecny trend. Są oczywiście kraje, które nie traktują tych regulacji tak poważnie i wydaje się, że nie podporządkowują się działaniom antyemisyjnym. Często wskazuje się tutaj na Chiny, Indie czy Indonezję. Ale to nie do końca prawda – choć faktycznie wciąż zużywają one ogromne ilości węgla, to jednocześnie znajdują się w czołówce, a niekiedy wręcz przewodzą, jeśli chodzi o rozwój mocy ze źródeł odnawialnych. Na przykład Chiny mają najwięcej wiatraków na świecie, zużywają najwięcej węgla, a równocześnie posiadają największą moc zainstalowaną w fotowoltaice. To pokazuje, że rozwijają się w obu kierunkach: wciąż korzystają z tradycyjnych paliw, ale jednocześnie inwestują w odnawialne źródła energii na niespotykaną skalę.

Dlaczego tak się dzieje?

– Te kraje muszą najpierw osiągnąć pewien poziom, muszą zużywać na mieszkańca tyle energii elektrycznej, ile mniej więcej zużywa się w Europie. W wielu z nich, w niektórych częściach oczywiście, zużycie energii na mieszkańca jest pięć, sześć razy mniejsze niż w Polsce. A przecież są kraje, które mają ogromną dynamikę wzrostu zużycia energii – na przykład Korea Południowa. Jeszcze dwadzieścia lat temu miała ona zużycie energii elektrycznej istotnie mniejsze niż Polska, a teraz jest ono trzy razy większe. To pokazuje, że te kraje przechodzą przez etapy rozwoju, które prowadzą do gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na energię, co z kolei napędza zarówno tradycyjne, jak i odnawialne źródła energii.

Wróćmy do węgla. Odejdziemy od niego?

Wydaje się, że rządzący mają ukształtowaną wizję, która zakłada: OZE tak, atom tak, węgiel stopniowo wygaszany. Aby jednak sprawdzać realność takiej wizji, trzeba znać właściwe proporcje i liczby. Trzeba prowadzić profesjonalne symulacje. Bilans mocy musi się spełnić 35 040 razy w ciągu roku (tyle mamy kwadransów). Niespełniony bilans kwadransowy to albo konieczność ograniczania generacji albo wyłączenia odbiorców energochłonnych. Tempo dekarbonizacji nie może wynikać z ideologii i emocji tylko z analizy potrzeb bilansowych i regulacyjnych systemu. Wszystko to może się zgrabnie „skleić”, jeśli znajdziemy odpowiedni sposób magazynowania energii. Jak dotąd, oprócz kosztownych elektrowni szczytowo-pompowych nastąpił rozwój magazynów elektrochemicznych, ale musimy również rozwijać technologie wodorowe. Trzeba także kontynuować to, co zaczęliśmy, czyli wykorzystanie energii elektrycznej do produkcji ciepła – niekoniecznie tylko przez pompy ciepła, ale również poprzez systemy ciepła systemowego. Aby te mechanizmy działały, potrzebują one odpowiedniego wsparcia prawnego i finansowego. Branża o takie wsparcie wnioskuje – czasem je otrzymuje, czasem nie.

Patrząc na zapotrzebowanie na energię elektryczną w Polsce, nie wykazuje ono na razie dużej dynamiki. Jeśli nie pojawi się zwiększone zapotrzebowanie, to będziemy „kisić” obecny stan jeszcze przez jakiś czas. Pamiętajmy też o sytuacji, gdy nie ma wiatru i słońce nie świeci. Właśnie dlatego elektrownie węglowe nie mogą zostać zlikwidowane z dnia na dzień, jak sugerują niektórzy ekolodzy. One muszą być gotowe do pracy, nawet jeśli będą działać tylko przez przeliczeniowe tysiąc czy tysiąc pięćset godzin w roku. Ale żeby mogły tak funkcjonować, potrzebne są odpowiednie mechanizmy finansowe. Elektrownie muszą mieć zapewnione pieniądze, by nawet przy tak małej liczbie godzin opłacało się je utrzymywać.

Problemem są więc jednak pieniądze.

– To aspekty, zarówno ekonomiczne, jak i prawne. Są one przedmiotem naszych analiz, działań i raportów. Jednak nie można zapominać, że te kwestie mają także swoje aspekty techniczne, które trzeba uwzględniać w dalszych planach i działaniach. Dlatego doradzałbym podejście zrównoważone, czyli nieuleganie grupom nacisku, które wzywają do natychmiastowego zamknięcia elektrowni węglowych i zaorania kopalń. Z drugiej strony, mamy lobby górnicze, które twierdzi, że Polska stoi na węglu jeszcze przez dwieście lat. Tymczasem tu potrzeba równowagi. Trzeba jasno powiedzieć: owszem, magazyny energii są drogie, wciąż do nich dopłacamy, ale powinniśmy znaleźć sensowny sposób, by kontynuować te dopłaty i jednocześnie je rozbudowywać. Kiedy te magazyny będą rozbudowywane, muszą pracować zgodnie z określonym systemem, więc trzeba opracować odpowiednie mechanizmy i algorytmy regulacyjne.

A może problem sam się rozwiąże. Coraz więcej właścicieli domów, nie tylko jednorodzinnych, inwestuje w fotowoltaikę. Może wkrótce nie będą oni potrzebować energii z tradycyjnych surowców.

Proszę z tymi właścicielami porozmawiać za miesiąc, kiedy ich panele zasną na parę dni pod śniegową pierzynką, a słońce będzie pokazywać się na krótki czas. Ja od 2016 r. jako prosument jestem samodzielny energetycznie (w skali roku więcej produkuję niż zużywam), ale na sieć elektroenergetyczną patrzę z szacunkiem, bo zapewnia mi bezpieczeństwo energetyczne w sposób ciągły. Trzeba działać systemowo, także z energią odnawialną i z całym naszym sektorem energetycznym. Nie można okłamywać ludzi – muszą być świadomi zagrożeń bilansowych. Na przykład, inwestowanie w fotowoltaikę to ogromne pieniądze. Zasada jest prosta: mniej więcej jeden megawat mocy kosztuje milion dolarów. Jeśli mówimy o inwestycji w farmę o mocy stu megawatów, to jej koszt wynosi sto milionów dolarów. Ale do tego trzeba doliczyć kolejne pięćdziesiąt milionów na system magazynowania energii, który pozwoli na spłaszczenie krzywej generacyjnej i pewne uniezależnienie się od zmian dobowych w produkcji energii. Ale i tak w odwodzie musza być inne rozwiązania zapewniające równoważenie popytu i podaży przez te magiczne 35040 kwadransów. Identyfikacja szacowanie potrzeb w tym zakresie to przedmiot działalności mojej i moich kolegów z Katedry Elektroenergetyki.