Płynie energia

Trwa spór, dotyczący przyszłego kształtu polskiego systemu produkcji energii. Wiadomo, że spadał będzie udział węgla w produkcji energii, zaś rosnąć powinien udział OZE (odnawialnych źródeł energii). "Mając na uwadze spodziewany rozwój technologiczny, szczególną rolę w realizacji celu OZE odegrają morskie farmy wiatrowe (stosunkowo duże wykorzystanie mocy), a także fotowoltaika, której praca jest skorelowana z letnimi szczytami popytu na energię elektryczną" - czytamy w projekcie Polityki Energetycznej Polski, przygotowanym przez Ministerstwo Energii.

Ale o najstarszym chyba znanym na świecie OZE, a więc wodzie w całym dokumencie wspomina się jedynie pobieżnie. "Ze względu na niewielki krajowy potencjał wodny nie przewiduje się znaczącego wzrostu wykorzystania potencjału wód płynących" - czytamy w dokumencie ministerialnym.

Przewagę energetyki wiatrowej potwierdzają także specjaliści od energetyki wodnej.

- Mała energetyka wodna nie jest w stanie wytworzyć tyle energii, co elektrownie wiatrowe, które mogą być budowane i na lądzie, i na morzu - mówi Łukasz Kalina, kierownik działu rozwoju w firmie Instytut OZE, która zajmuje się przygotowaniem inwestycji w odnawialne źródła energii.

Nie da się ukryć, że Polska nie jest rajem dla energetyki wodnej. Gór, najlepszych z punktu widzenia hydroenergetyki, jest niewiele, kraj jest płaski i na dodatek zdominowany przez jedną rzekę - Wisłę.

"Łączny teoretyczny potencjał hydroenergetyczny polskich rzek szacuje się na 23,6 TWh/rok, z czego potencjał techniczny wynosi 13,7 TWh/rok" - czytamy w artykule, przygotowanym z okazji konferencji COP24 przez Towarzystwo Rozwoju Małych Elektrowni Wodnych.

Tyle że potencjał techniczny - a więc możliwość spiętrzenia wody i stworzenia elektrowni wodnych - niekoniecznie oznacza, że jest to opłacalne z ekonomicznego punktu widzenia. Na dodatek wykorzystanie tego potencjału wiąże się z bardzo dużymi inwestycjami w budowę zapór. Przykładem może być Kaskada Dolnej Wisły, a więc zespołu zapór i siłowni wodnych, jakie miałyby powstać w dolnym biegu głównej rzeki kraju. A więc - mówiąc wprost - potrzeba kwot idących w miliardy. Kwoty są tak duże, a inwestycje skomplikowane - i oczywiście związane z protestami ekologów - że trudno spodziewać się uruchomienia tej części potencjału hydroenergetycznego kraju.

Ale są możliwości tworzenia znacznie mniejszych elektrowni. Co ciekawe, nie trzeba tutaj jakichś specjalnych inwestycji w budowę spiętrzeń, tylko wystarczy wykorzystanie już istniejących budowli. Chodzi o małe elektrownie wodne, które mogłyby powstać w miejsce istniejących na polskich rzekach, rzeczkach czy strumieniach młynów, tartaków i innych zakładów, napędzanych siłą wody.

"Szacuje się, że w latach 20. i 30. XX wieku na terenie objętych obecnymi granicami Polski istniało ponad osiem tysięcy młynów i siłowni wodnych. W 1953 r. nadal istniało 7230 instalacji, ale już tylko 2131 z nich przetrwało do lat 80., w tym jedynie 300 obiektów było eksploatowanych" - czytamy w artykule przygotowanym przez TRMEW.

Niedawno dokonano inwentaryzacji owych ośmiu tysięcy dawnych młynów i innych instalacji, wykorzystujących wodę. Dokonano tego w ramach programu RESTOR Hydro, współfinansowanego przez Komisję Europejską.

- Celem projektu było zwiększenie produkcji energii odnawialnej w małych i mikroelektrowniach wodnych poprzez inwentaryzację i odbudowę historycznych obiektów, wykorzystujących energię wody - mówi Ewa Malicka, prezes TRMEW.

Z polskiej strony projekt zakończył się sukcesem. Jak mówi Łukasz Kalina, który był również zaangażowany w projekt, udało się zinwentaryzować owe osiem tysięcy miejsc. Jednak, niestety, wygląda na to, że nad małą energetyką wodną w Europie wisi jakieś fatum - dane zgromadzone w ramach projektu nie są dostępne.

- Niestety, z przyczyn technicznych i od nas niezależnych baza nie jest obecnie dostępna na stronach internetowych projektu, lecz na prośbę zainteresowanych osób czy instytucji udostępniamy dane - mówi Ewa Malicka.

Istnieje więc potencjał do budowy małych, pracujących na lokalne potrzeby instalacji. Tu warto zwrócić uwagę, że owe osiem tysięcy lokalizacji obejmuje wyłącznie budowle, które były użytkowane w XIX wieku na potrzeby małej energetyki wodnej. Od tego czasu powstały nowe, nieduże budowle hydrotechniczne.

- W Polsce powstały obiekty hydrotechniczne, które wcześniej nie były wykorzystywane energetycznie i nie ma ich w tej inwentaryzacji. To są obiekty melioracyjne, które powstały celem regulacji przekroju koryta czy korekcji spadków podłużnych.

Ale najbardziej atrakcyjne z punktu widzenia efektywności inwestycji jest wykorzystanie obiektów, które niegdyś służyły do produkcji energii z wody, m.in. młyny, tartaki wodne, folusze, kaszarnie, olejarnie, garbarnie, papiernie i inne zakłady. Ich cechą wspólną było wykorzystanie energii płynącej wody do celów produkcyjnych. Obiekty te spełniały nie tylko ważną rolę gospodarczą, ale również wpływały na pozytywne zmiany w ekosystemach dolin rzecznych - mówi Łukasz Kalina.

Na dodatek efektywność instalacji wodnych jest znacznie wyższa niż w przypadku innych OZE. Można szacować, że w przypadku elektrowni wodnej, nawet niewielkiej, stopień wykorzystania mocy nominalnej wynosi ok. 50 proc. Na dodatek są miejsca, gdzie ten wskaźnik sięga nawet 80 proc. Tymczasem w przypadku elektrowni wiatrowych ten wskaźnik to ok. 30 proc., choć w Polsce wynik sięga ok. 25 proc., zaś jeśli idzie o fotowoltaikę, to tutaj efektywność sięga ok. 20 proc., ale u nas jest niższa.

Nie bez znaczenia jednak jest też fakt, że produkcja energii z elektrowni wodnych jest stabilna, podczas gdy w pozostałych przypadkach mamy do czynienia z silnymi wahnięciami. O tym, jak wygląda sprawa energetyki wiatrowej, do portalu biznesalert.pl napisał Józef Sobolewski, dyrektor Departamentu Energetyki Jądrowej w Ministerstwie Energii w tekście "Niewygodna prawda o OZE".

"Posłużę się tutaj danymi z Niemiec (wrzesień 2017).

W tym okresie zainstalowana moc energetyki wiatrowej osiągnęła około 55 GW, co jest równoważne mniej więcej średniemu zapotrzebowaniu na moc na poziomie 50-60 GW.

Tak więc udział mocy wiatrowej zainstalowanej w stosunku do potrzeb systemu (100 proc.) jest zdecydowanie korzystniejszy niż w Polsce (30 proc.). A jaki jest efekt? Otóż efekt to 17 proc. w wytwarzaniu w tym okresie (w Polsce dla przypomnienia 14 proc.)" - czytamy w tekście.

Jednak kiedy już wieje, powstaje mnóstwo energii, której często nie ma jak spożytkować, ale trzeba kupić. To zakłóca pracę całego systemu energetycznego. Tego efektu nie ma w przypadku elektrowni wodnych. Wydawałoby się więc, że warto inwestować nawet w małe elektrownie, mimo stosunkowo niewielkiego potencjału.

Potencjał techniczny do wykorzystania w małych elektrowniach wodnych szacuje się na 5 TWh rocznie, a około 50 proc. z tego potencjału (2,5 TWh) uznaje się za racjonalny do zrealizowania z ekonomicznego punktu widzenia. Wziąwszy pod uwagę bieżącą produkcje w małych elektrowniach wodnych (908 GWh) oznacza to, że - jak dotąd - wykorzystują one mniej niż 20 proc. krajowego potencjału technicznego.

Oczywiście budowa elektrowni wodnej, nawet małej, wiąże się z koniecznością przejścia przez biurokratyczne procedury.

- Inwestycja w małą elektrownię wodną jest bardziej skomplikowana niż zainstalowanie panelu fotowoltaicznego. Nawet mikroelektrownie wodne wymagają uzyskania decyzji środowiskowej, pozwolenia wodnoprawnego i pozwolenia na budowę - mówi Ewa Malicka.

Obecnie główną instytucją - ale niejedyną - która zajmuje się przyznawaniem pozwoleń jest Państwowe Gospodarstwo Wody Polskie.

- Każde piętrzenie wody wymaga uzyskania pozwolenia wodnoprawnego. Wynika to z art. 389 ustawy z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne. Pozwolenie wodnoprawne to decyzja administracyjna, którą można uzyskać we właściwej jednostce organizacyjnej Wód Polskich, na pisemny wniosek - czytamy w odpowiedzi na pytanie o formalności, jakie przysłały nam Wody Polskie. - Każda budowa elektrowni wodnej jest inna i zależnie od specyfiki, może wymagać uzyskania dodatkowych decyzji administracyjnych. Poza Wodami Polskimi w proces ich wydawania zaangażowane są różne instytucje i organy państwowe.

Na dodatek sama produkcja energii stwarza pewne problemy. Otóż instalacje fotowoltaiczne zazwyczaj są obliczane na potrzeby domu jednorodzinnego - i nawet jeśli w danym momencie instalacja produkuje więcej energii niż zużywa rodzina, to prąd trafia do sieci, a potem jest "zwracany". To rozwiązanie opłaca się energetyce, bo największa produkcja energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej jest wtedy, kiedy notujemy lokalne szczyty zapotrzebowania na prąd, czyli w czasie upałów. Z prądem z wody jest nieco inaczej.

- Warto też zwrócić uwagę, że nawet w mikroinstalacji ilość wyprodukowanej energii będzie sporo większa w przypadku elektrowni wodnej niż w przypadku elektrowni słonecznej (o takiej samej mocy zainstalowanej). Pojedynczy prosument raczej nie będzie w stanie jej zużyć - tłumaczy prezes TRMEW.

Innymi słowy - ktoś ten prąd musi odebrać. Inna sprawa, że produkcja energii elektrycznej też wymaga zezwolenia.

- Aby produkować energię elektryczną w elektrowni wodnej, konieczne jest posiadanie ponadto pozwoleń wodnoprawnych - na korzystanie z wód w celu produkcji energii, a wcześniej na wykonanie lub przebudowę urządzeń wodnych. Niezbędne jest też uzyskanie decyzji środowiskowej. Do wniosku o pozwolenie wodnoprawne należy dołączyć tzw. operat wodnoprawny. Ten niezbędny dokument składa się z części opisowej inwestycji, gdzie trzeba m.in. określić cel i zakres zamierzonego korzystania z wód, oraz z części graficznej, zawierającej m.in. plany urządzeń wodnych oraz odpowiednie mapy. Za wydanie pozwolenia wodnoprawnego i innych decyzji przewidziana jest opłata - poinformowały nas Wody Polskie.

Niestety, w przypadku elektrowni wodnej szczyt produkcji prądu przypada na jesień i wiosnę, a więc okresy, kiedy system energetyczny najlepiej sobie radzi z zaspokajaniem potrzeb klientów. W lecie zaś, kiedy panują upały, wody zwykle jest mniej, toteż produkcja energii jest mniejsza.

Na szczęście fakt, że niewiele się mówi w Polityce Energetycznej Polski o energii produkowanej z wody nie oznacza, że nie ma dla niej systemu wsparcia. Taki system jest, a właściwie nawet dwa, zależące od mocy elektrowni. Wszystkie elektrownie wodne mogą brać udział w aukcjach OZE, organizowanych przez Ministerstwo Energii, w ramach których oferuje się określoną cenę produkcji energii. Z tym, że elektrownie mniejsze, do 500 kW, uzyskują pełną cenę uzyskaną w przetargu, zaś te większe, dostają jedynie różnicę między ceną ogłoszoną w aukcji a ceną bieżącą. Na większy zakres wsparcia mogą liczyć mniejsze instalacje, o mocy nieprzekraczającej 500 kW lub - w określonych przypadkach - do 1 MW.

- Od niedawana pojawił się w niej instrument przeznaczony dla niewielkich instalacji hydroenergetycznych (do 500 kW i do 1 MW), który jest dość obiecujący. Jest to system gwarantowanych cen (FIT) lub gwarantowanych premii (FIP) dla wytwórców energii w tych instalacjach - mówi Ewa Malicka.

To rozwiązanie korzystne i pozytywnie oceniane przez przedstawicieli branży, ale rozwój małych elektrowni byłby szybszy, gdyby ułatwić inwestycje w takie instalacje.

- Aby wspomóc rozwój branży, potrzebne byłyby pewne uproszczenia w zakresie procedur administracyjnych oraz stabilność i przewidywalność prawa regulującego kwestie energetyki wodnej. Tymczasem, zarówno przedsiębiorcy eksploatujący istniejące obiekty, jak i inwestujący w nowe projekty doświadczają nieustannych zmian zasad i przepisów zarówno w zakresie gospodarki wodnej, jak i dotyczących odnawialnych źródeł energii. Rozwój małej energetyki wodnej jest w takich warunkach dość trudny - mówi Malicka.

Oczywiście, można uznać, że potencjał minielektrowni wodnych jest na tyle niski, że nie ma sensu się nim zajmować. Rzeczywiście, w sumie owe 2,5 TWh to ledwie 1,5 proc. obecnego zużycia energii. Nawet gdyby wykorzystać wszystkie dopuszczalne dla minielektrowni wodnych możliwości i uzyskać owe 5 TWh, to mielibyśmy tylko 3 proc. zużycia.

Jednak biorąc pod uwagę, że w Polsce w 2016 r. udział OZE w wytwarzaniu energii elektrycznej wynosił nieco ponad 13 proc., to owe 1,5 proc. już wygląda inaczej. Gdyby udało się wykorzystać wszystkie lokalizacje, to przy stosunkowo niskich nakładach - w końcu chodzi o miejsca z już istniejącą infrastrukturą - można byłoby zwiększyć produkcję z OZE o 10 proc.

Przy 3 proc. wzrost byłby jeszcze wyższy. I to wszystko przy stosunkowo niskiej szkodliwości dla otoczenia. Każdy, kto był w pobliżu elektrowni wiatrowej, wie, jakie hałas ona generuje, podczas gdy elektrownia wodna co najwyżej jest źródłem szumu wody.

Jest jeszcze jeden element - otóż elektrownie wodne wiążą się ze spiętrzeniem wody, czyli - faktycznie - z jej magazynowaniem. Wiadomo od dawna, że w Polsce są niedobory wody, a widoczne ostatnio ocieplenie może te niedobory zwiększyć (choć są i dane wskazujące na zwiększone opady). Wówczas małe zbiorniki mogłyby się stać dodatkowymi magazynami wody, z których można byłoby korzystać w suchsze miesiące. To oznacza, że małe elektrownie wodne byłyby w stanie spełnić dodatkową funkcję retencyjną, której ani energetyka wiatrowa, ani energetyka słoneczna wypełnić nie mogą.

Marek Siudaj

Pobierz darmowy program do rozliczeń PIT 2018