Samowystarczalność energetyczna Polski – droga do rozwoju

Analizując aktualną sytuację energetyczną Polski, nasze zasoby i możliwości, można stwierdzić, iż nasz kraj może być w pełni samowystarczalny. 

 
Co ważne powierzchnia naszego kraju posiada odpowiednie nasłonecznienie i wietrzność dla energetyki wiatrowej i słonecznej. Nie bez znaczenia pozostają też złoża geotermalne, które są bardzo skutecznym i tanim sposobem wytwarzania energii cieplnej i elektrycznej. Jako, że Polska posiada wiele terenów górzystych, również hydroenergetyka ma ogromne możliwości rozwoju. 
 
Jednak pomimo tak znaczących zasobów jakimi dysponujemy, nie czerpiemy z tego wystarczających korzyści, a nasze zapotrzebowanie energetycznie nieustannie wzrasta. Jak wynika z raportu przygotowanego przez Agencje Rynku Energii zrealizowanego na zlecenie Ministerstwa Gospodarki, zapotrzebowanie na energię elektryczną w Polsce wzrośnie w 2030 r. do 217,4 TWh. Zestawiając to z latami ubiegłymi widać znaczący wzrost, co oznacza konieczność inwestowania w nowe moce wytwórcze. Wzrost zapotrzebowanie rzecz jasna, jest wprost proporcjonalny do wzrostu gospodarczego a także do przyrostu naturalnego. Rosnąca liczba podmiotów gospodarczych oraz rynek wewnętrzny liczący ponad 38 milionów mieszkańców jasno obrazuje skalę z jaką wzrost zapotrzebowania na energię może narastać. Zachodzi więc potrzeba modernizacji sektora energetycznego kraju, tak aby wykorzystać w pełni potencjał, jaki posiadamy. W tym celu zostały podjęte już działania, począwszy od rozwoju sektora wydobycia gazu oraz jego magazynowania, rozbudowie i rozwoju istniejących sieci przesyłowych a skończywszy na inwestycjach w sektor Odnawialnych Źródeł Energii.
 

Gaz ziemny – import i magazynowanie.

Według danych Ministerstwa Gospodarki roczne zapotrzebowanie Polski na gaz ziemny wynosi 14,5 mld metrów sześciennych. Większa część zapotrzebowania Polski jest pozyskiwana z zagranicy, około 121 TWh, a jedynie 44,3 TWh gazu pochodzi ze źródeł krajowych i stanowi uzupełnienie dla dostaw z importu. Krajowe źródła gazu to około 27 % całościowych dostaw gazu ziemnego Polski.
 
Największym polskim producentem i importerem gazu jest Grupa Kapitałowa Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo (PGNiG). W kraju gaz jest produkowany ze złóż, które znajdują się przede wszystkim na południu i zachodzie Polski (głównie Podkarpacie i zachodnia Wielkopolska). Ponadto w Polsce istnieją duże możliwości w zakresie produkcji gazu łupkowego. Państwowy Instytut Geologiczny szacuje wielkość polskich złóż z największym prawdopodobieństwem w przedziale 346 – 768 miliardów m³ gazu.
 
Całkowite dostawy gazu z zagranicy w 2014 r. obejmowały import z kierunku wschodniego oraz dostawy wewnątrzwspólnotowe. Przeważająca część dostaw pochodzi z importu z za wschodniej granicy, która z kolei jest realizowana w ramach długoterminowego kontraktu zawartego pomiędzy PGNiG S.A. a Gazprom Eksport. Na podstawie tego kontraktu zakupiono 90,7 TWh gazu ziemnego, co stanowiło ok. 75% całkowitego przywozu tego surowca na terytorium Polski.  
 
W 2014 r. operator systemu magazynowania (OSM) realizował swoje funkcje operatorskie przy wykorzystaniu istniejących oraz nowych zdolności magazynowych będących wynikiem prowadzonej budowy nowych instalacji magazynowych (Kosakowo) i rozbudowy już istniejących instalacji magazynowych (PMG Wierzchowice i PMG Strachocina) oraz KPMG Mogilno, PMG Husów, PMG Swarzów i PMG Brzeźnica. Pojemność czynna wszystkich instalacji magazynowych wyniosła w 2014 r. 2 524,09 mln m³.
W 2014 r. całkowite zużycie gazu ziemnego w Polsce wyniosło 15 436,22 mln m3. Zgodnie z przewidywaniami, w kolejnych latach udział gazu w krajowym bilansie energetycznym powinien nieznacznie wzrastać.
 
Polska dzięki inwestycji w Gazoport w Świnoujściu może w krótkim okresie czasu stać się jednym z najmniej uzależnionych od importu gazu krajów w Unii Europejskiej. Terminal do odbioru skroplonego gazu ziemnego (LNG) w Świnoujściu to jedna z największych polskich inwestycji energetycznych ostatnich lat, uznana przez rząd polski za strategiczną dla bezpieczeństwa energetycznego kraju. Inwestycja umożliwia odbiór gazu ziemnego drogą morską praktycznie z dowolnego kierunku na świecie.
Początkowa zdolność regazyfikacyjna terminala wyniesie 5 mld m sześć. i odpowiadać będzie ok. jednej trzeciej polskiego zapotrzebowania na gaz ziemny. Istnieje możliwość rozbudowy mocy terminalu - do 7,5 mld m sześć. rocznie. 8 kwietnia br. Polskie LNG i firma Tractebel Engineering zawarły umowę na opracowanie studium wykonalności na rozbudowę terminala. Świnoujski terminal będzie jedyną tej wielkości instalacją w Europie Północnej i Środkowo - Wschodniej i jedną z największych na całym kontynencie.  W Europie działają 22 terminale LNG. 
 

Transfer energii – inteligentne sieci elektroenergetyczne

Polska jak i kraje Europy również musi sprostać zagrożeniom wynikającym zarówno z zakresu deficytu zasobów energii jak i zbyt niskiej efektywności jej wytwarzania, transferu, rozdziału i użytkowania. Rzeczywistość wymusza niejako na rynku potrzebę wprowadzenia nowej jakości do sieci elektroenergetycznych. Przygotowania inteligentnych systemów dostawy energii znanych określanych potocznie terminem „smart grids”. W ogólnym rozumieniu termin ten określa  "dostarczanie odbiorcom energii elektrycznej lub szerzej - usług energetycznych - z wykorzystaniem środków IT, zapewniające obniżenie kosztów i zwiększenie efektywności oraz zintegrowanie rozproszonych źródeł energii, także odnawialnej."  
Inna definicja, termin ten określa w sposób następujący:
 
Smart grid (inteligentna sieć) – inteligentne sieci elektroenergetyczne, gdzie istnieje komunikacja między wszystkimi uczestnikami rynku energii mająca na celu dostarczanie usług energetycznych zapewniając obniżenie kosztów i zwiększenie efektywności oraz zintegrowanie rozproszonych źródeł energii, w tym także energii odnawialnej.  
 
Spełnienie powyższych wymagań wiąże się z modernizacją istniejącej sieci elektroenergetycznej i optymalizacji wszystkich elementów sieci. Od pięciu lat trwa dopracowywanie standardów, m.in. Komisja Europejska powołała w tym celu specjalny zespół, którego prace przewidziano na lata 2010-2020. Niemniej jednak inteligentne sieci elektroenergetyczne, gdzie istnieje komunikacja między wszystkimi uczestnikami rynku wymagają również Inteligentnych systemów pomiarowych (ang. Smart Metering – SM) – system elektroniczny za pomocą, którego można zmierzyć zużycie energii, uzyskując więcej informacji niż w przypadku konwencjonalnego licznika, a także przesyłać i otrzymywać dane przy wykorzystaniu łączności elektronicznej.
 
Systemy te obejmują inteligentne liczniki energii elektrycznej odbiorców energii, infrastrukturę telekomunikacyjną, centralną bazę danych oraz system zarządzający. Inteligentne systemy pomiarowe są częścią inteligentnej sieci elektroenergetycznej i nie powinny być rozpatrywane w oderwaniu od niej. 
 
Inteligentne systemy pomiarowe umożliwiają dwukierunkową komunikację, w czasie rzeczywistym, systemów informatycznych z elektronicznymi licznikami energii elektrycznej. Ponadto mogą automatyzować cały proces rozliczania odbiorców energii, od pozyskania danych pomiarowych poprzez ich przetwarzanie i agregację. W celu jak najlepszej jakości przypływu informacji proces technologiczny powinien być oparty na systemie „Cloud computing”, jednak warto nadmienić, że nie każdy system chmury obliczeniowej jest odpowiednio dostosowany technologicznie by być w stanie udźwignąć tak złożony proces jakim jest transfer energii poprzez inteligentne sieci elektroenergetyczne. Idealnym przykładem takiego rozwiązania jest innowacyjna chmura obliczeniowe Green Cloud, która daje możliwość bezpośredniego,  bezpiecznego przepływu procesu transferu informacji z urządzeń pomiarowych do odbiorców końcowych oraz nadzorujących proces transferu energii. 
 
Czynników sprzyjającym rozbudowie inteligentnych sieci elektroenergetycznych jest wiele, po pierwsze dzięki temu zapewnia się bezpieczeństwo energetyczne, poprzez eliminację przerw w dostarczaniu odbiorcom usług energetycznych oraz maksymalizację efektywności przepływu energii od źródła jej wytwarzania do odbiorcy końcowego. Po drugie minimalizuje się koszty usług elektroenergetycznych przez optymalną i ciągłą integrację przyjaznych środowisku lokalnych zasobów energii. Ponadto gwarantuje to zapewnienie zróżnicowania i zindywidualizowania poziomów jakości dostarczanej energii. Co więcej w efekcie rozbudowy rozszerzane są funkcjonalności usług świadczonych przez dostawcę na rzecz odbiorcy tj. inteligentne opomiarowanie i fakturowanie (np. liczniki dwukierunkowe, zmienność ceny konsumowanej energii w czasie), zarządzanie energią oraz monitorowanie warunków jej dostawy.
Warto też nadmienić, iż rozbudowa systemu inteligentnych sieci elektroenergetycznych, sprzyja rozwojowi OZE. Dzięki inteligentnym sieciom energetycznym można zintegrować rozproszone źródła odnawialne o ograniczonej dyspozycyjności mocy i energii. Niemniej jednak, najważniejszym czynnikiem decydującym o wadze inwestycji w systemy inteligentnych sieci elektroenergetycznych jest konieczność restrukturyzacji istniejących sieci zasilających. Europejskie cele ochrony środowiska nie mogą być osiągnięte bez zmian sieci elektroenergetycznych. Pilność inwestowania w zasoby odnawialne, generację rozproszoną i pojazdy elektryczne wymaga infrastruktury, która zdolna jest aktywnie zintegrować działania wytwórców, konsumentów i podmiotów realizujących obydwie te funkcje oraz zaspokoić ciągle rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną. Dlatego też tak istotne jest ciągłe wprowadzanie innowacji oraz rozbudowa istniejących systemów, co jest wyzwaniem na najbliższe lata dla Polski i Europy.
Odnawialne Źródła Energii
 
OZE w najbliższych latach zdominują całą Europę, w Polsce również intensywnie się rozwijają. Jak wynika z danych określonych w celach polityki energetycznej Polski, udział OZE w finalnym zużyciu energii ma wzrosnąć w 2020 roku do poziomu 15,5 pp, tj. dla energii elektrycznej poziom ma plasować się na 19,3 %, z kolei sektor ciepłownictwa i chłodnictwa to 17%, a dla paliw transportowych 10,2%. O wartości tej formy pozyskiwania energii świadczy jej różnorodność i - w przeciwieństwie do konwencjonalnych metod - niewyczerpalność. Energia odnawialna pozyskiwana jest ze wszystkich naturalnych źródeł, energii słońca, wiatru, wody i ziemi. Przodującym sposobem pozyskiwania energii z odnawialnych źródeł w Polsce jest wykorzystanie energii wiatru. Energetyka wiatrowa stanowi obecnie 57,6% wszystkich źródeł energii elektrycznej o pochodzeniu odnawialnym. Na pierwszym miejscu wśród OZE znalazła się już w 2009 roku. Najwięcej farm wiatrowych zlokalizowanych jest w północno-zachodnich obszarach Polski. Liderem jest województwo Zachodniopomorskie, kolejne miejsca zajmują województwa Wielkopolskie i Pomorskie. 
 
Według danych Urzędu Regulacji Energetyki na koniec września 2012 roku, elektrownie wiatrowe wytwarzały łącznie 2 496,748 MW mocy, a na koniec 2015 roku moc generowana z elektrowni wiatrowych wzrosła niemal dwukrotnie do bez mała 5000 MW. Stanowi to obecnie 13% całego systemu elektroenergetycznego w Polsce, a udział energii z wiatru w produkcji energii elektrycznej sięgnął 6,21% i stale rośnie. Wynika to z faktu, iż Polska to kraj o sprzyjających warunkach klimatycznych, poziom wietrzności praktycznie na terenie całego kraju jest równomierny i korzystny. Sprzyja to popularyzacji OZE oraz wzrostowi inwestycji w tę formę generowania energii. 
 
Poziom nasłonecznienia Polski, podobnie jak to ma miejsce w przypadku poziomu intensywności wiatru, również wypada względnie dobrze. Analizując mapę nasłonecznienia Polski oraz zestawiając nasz kraj z krajami Europy, można stwierdzić, że Polska na tle innych państw Europy centralnej i północnej ma najwyższe współczynniki. Mniejsza ilość energii słonecznej jest w Niemczech, Wielkiej Brytanii i krajach północnych. 
 
Bardzo istotnym jest fakt, iż poziom nasłonecznienia w Polsce jest równomierny i średnio wynosi około 1000 kW/m2. Pozytywnie wyglądają statystki promieniowania słonecznego w skali roku, około 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na 6-7 miesięcy sezonu wiosenno-letniego. W efekcie czego pozyskiwanie energii z promieniowania słonecznego, tj. farmy fotowoltaicznej, jest bardzo stabilne oraz efektywne. Dlatego też przez ostatnie lata można zaobserwować znaczący wzrost inwestycji w fotowoltaikę oraz technologiczny rozwój jej zastosowania w Polsce. 
 
Aktualnie w naszym kraju funkcjonują 653 farmy fotowoltaiczne, są to w większości mikro instalacje. Największy rozwój fotowoltaiki i energetyki solarno-przemysłowej miał miejsce w latach 2014-15, zwiększyła się wtedy znacząco ilość budowanych farm fotowoltaicznych, zwiększono również moc jaką mogły generować. Rok 2016 może wprowadzić znaczące zmiany w sektorze, bowiem planowane są kolejne inwestycje. 
 
Inwestorzy jak również samorządy zauważyli potencjał jaki daje Energetyka geotermalna. Podyktowane jest to względami ekologicznymi, ekonomicznymi ale również turystycznymi. Geotermia nie psuje krajobrazu, nie zanieczyszcza powietrza, ziemi ani wody. Zasoby wody geotermalnej są praktycznie niewyczerpalne i niezależne od warunków pogodowych, w odróżnieniu od fotowoltaiki i energetyki wiatrowej. Poza tym ujęcie wody geotermalnej wykorzystywane są jako atrakcje turystyczno-wypoczynkowe, tak jak np. baseny geotermalne w Uniejowie.
 
Inną formą generowania oraz magazynowania energii z wody są elektrownie szczytowo-pompowe. Moc takiej elektrowni zależy od wielkości zbiorników wodnych oraz różnicy poziomów między nimi. Zbiorniki mogą być naturalne lub sztuczne. Sprawność magazynowania energii elektrowni szczytowo-pompowych waha się w granicach od 65% do 85%. Ogromną zaletą tego rodzaju elektrowni jest szybkość jej uruchomienia – pełną moc osiąga już w ciągu kilku minut. Niewielkie są również koszty eksploatacyjne. Hydroenergetyka nie wydziela żadnych gazów cieplarnianych, zatem używanie elektrowni szczytowo – pompowych w niewielkim stopniu degraduje środowisko naturalne. Koszty inwestycji budowy elektrowni szczytowo-pompowej są wprawdzie duże, jednak przy odpowiedniej różnicy cen energii elektrycznej między szczytem a najniższym poziomem zapotrzebowania na nią, inwestycja ma szansę być rentowna. Ponadto wartym rozważenia jest połączenie hydroenergetyki z innymi rodzajami OZE, jak energetyka wiatrowa czy solarna. 
 
Wykorzystując technologie Pionowych Siłowni Wiatrowych GVT (red. www.windpl.eu) opisane w artykule pt. „Ultranowoczesne pionowe siłownie wiatrowe”) np. przy Żarnowieckiej elektrowni szczytowo-pompowej, można znacząco zwiększyć wydajność. Takie źródło czystej energii, dzięki modułowości konstrukcji i braku ograniczeń w rodzaju podłoża, może generować nawet do 200 MW dla elektrowni szczytowo-pompowej oraz około 200 MW mocy ciągłej dla lokalizacji przy elektrowni. Stworzyłoby to stabilny i bezpieczny system zaopatrywania w energie okolicznych mieszkańców i rozwiązało problemy energetyczne regionu. Analogiczne rozwiązania powinny być zastosowane również w pięciu pozostałych elektrowniach szczytowo-pompowych w Polsce, w celu zwiększenie efektywności generowania i magazynowania energii. Przy stosunkowo niewielkim koszcie inwestycyjnym, można w znaczącym stopniu podnieść wydajność oraz zabezpieczyć energetycznie poszczególne regiony.
 

Samowystarczalność perspektywą nadchodzących lat?

Jak wynika z powyższego, wykorzystanie zasobów jakimi dysponuje nasz kraj oraz odpowiednio zaplanowane i zrealizowane projekty OZE, mogą być same w sobie wystarczającym źródłem energii, a także elementem zabezpieczającym już funkcjonujące elektrownie. Polska nie jest jeszcze samowystarczalna energetycznie, aczkolwiek wykorzystując nowoczesne i innowacyjne technologie OZE, takie jak polskie GVT, nasz kraj jako jeden z nielicznych w Europie może się takim stać. 
 
Rozbudowa systemu bezpieczeństwa energetycznego Polski w oparciu o OZE wraz z rozwojem systemu inteligentnych sieci elektroenergetycznych z wykorzystaniem innowacyjnego systemu chmury obliczeniowej Green Cloud z pewnością zmniejszy poziom emisji CO2 do atmosfery, ale również zagwarantuje stabilność energetyczną kraju. Energetyka solarna, wiatrowa, geotermalna mogą w nadchodzących latach być odpowiedzią na wiele energetycznych wyzwań stojących przed Polską, a ostatnie zmiany w tym sektorze, wzrost zainteresowania i potencjału, a także jego aktualna sytuacja tylko dobitnie to pokazują i potwierdzają.
 

Source: Green Economy

Od pojawienia się pomysłu do wdrożenia opartej na nim innowacji wiedzie długa droga
Państwa UE ostatecznie zatwierdziły przepisy w sprawie utworzenia rezerwy stabilizacyjnej dla unijnego rynku pozwoleń na emisję CO2.