Przestarzałe, zubożałe, trujące. Ciepłownictwo w Polsce woła o ratunek

Aktualizacja Krajowego planu na rzecz energii i klimatu na lata 2021-2030 (KPEiK) zaprezentowana w październiku przez resort klimatu i środowiska stawia ciepłownictwu w Polsce ambitny cel: zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii (OZE) do 35,2 proc. w 2030 r. i ok. 62,6 proc. w 2040 r.  Z polskich gospodarstw domowych w ciągu 15 lat ma zniknąć węgiel - zastąpić go mają magazyny ciepła czy fotowoltaika. Wskazuje też rozwiązania technologiczne dla ciepłownictwa systemowego (m.in. pompy ciepła i kotły elektrodowe zasilane OZE) - ale też nie wyklucza, że w dużych systemach wciąż jeszcze przez jakiś czas będzie potrzebny gaz ziemny. Polityczna świadomość, że system ciepłowniczy trzeba zmieniać, istnieje.

Przekonanie to istnieje również w samym sektorze, który zmaga się z rosnącymi kosztami. Węgiel dla ciepłownictwa podrożał we wrześniu o 2 proc. za tonę, do poziomu 575 zł/t - i aż o 4 proc., biorąc pod uwagę wartość kaloryczną - do 24,38 zł/GJ - czytamy w najnowszym raporcie Fundacji Instrat. Ceny tego węgla utrzymują się od maja br. między 561 a 592 zł za tonę. Łatwiej jednak powiedzieć niż zrobić - pod względem finansowym ciepłownictwo systemowe w Polsce ma się kiepsko i nie ma środków na inwestycje. Do tego w ostatnich latach publiczna debata o dekarbonizacji koncentrowała się wokół elektroenergetyki. Dużo mówiło się o wydzieleniu aktywów węglowych z państwowych energetycznych gigantów: Tauronu, PGE, Enei i Energi. Te same spółki intensywnie informowały o swoich planach w zakresie inwestowania w lądowe moce wiatrowe czy fotowoltaiczne i zaangażowaniu w rozwój polskiej energetyki wiatrowej na morzu.

- Ciepłownictwo jest gorszym bratem elektroenergetyki - choć odgrywa w Polsce wyjątkowo ważną rolę: 65 proc mieszkańców miast (ponad 40 proc. wszystkich mieszkańców kraju) korzysta z ciepła systemowego i jest to bodaj najwyższy wskaźnik w UE - mówi nam dr Jan Rączka, ekspert ds. transformacji energetycznej w Fundacji Instrat.

- Politycy powinni zatem mieć transformację energetyczną tego sektora bardzo wysoko na agendzie. Na pewno można powiedzieć, że traktują ciepłownictwo jako priorytet polityczny - w tym sensie, że od wielu lat dbają o to, żeby rachunki za ciepło płacone przez gospodarstwa domowe były niskie - zauważa ekspert. - Dzieje się to poprzez mechanizm regulacyjny, tzn. w ramach ustalonego porządku prawnego i algorytmów naliczania taryf URE od wielu lat tak steruje tymi parametrami, by rachunki odbiorców za ogrzewanie były niskie. W efekcie następuje pauperyzacja sektora ciepłowniczego: nie ma on pieniędzy, by inwestować w majątek, a trzeba pamiętać, że nie mówimy po prostu o potrzebie modernizacji, tylko o budowaniu źródeł zupełnie nowych, co do których w perspektywie 2050 r. dążymy, by były zeroemisyjne.  

Status quo nie daje zatem powodów do optymizmu. A czy obecnie podejmowane są jakiekolwiek działania zmierzające do redukcji stopnia "uwęglenia" sektora ciepłowniczego w Polsce?

- By scharakteryzować obecny "stan gry", jeśli chodzi o transformację ciepłownictwa, musimy zdefiniować, czym ono jest - mówi Piotr Kleinschmidt, Dyrektor Programu Ciepłownictwo w Forum Energii. - Pierwszy element tej układanki to ciepło systemowe: około 400 przedsiębiorstw ciepłowniczych w miastach dużych, średnich i małych - i 24 tysiące km sieci ciepłowniczych. To duży system, drugi co do wielkości w Europie. Od lat dominuje w nim węgiel - obecnie to ok. 70 proc., a jeśli dołożyć do tego gaz ziemny i olej opałowy, to udział paliw kopalnych sięga 85 procent.

- To także zdekapitalizowany majątek - ponad 80 proc. kogeneracji w Polsce ma więcej niż 30 lat. Ponieważ mamy dużą dominację paliw kopalnych, które dodatkowo są często importowane, to w ciepłownictwie systemowym istnieje duża wrażliwość na zmiany cen, zależnych od zjawisk na świecie czy cen uprawnień do emisji, co było dobitnie widać w ubiegłym roku, kiedy ceny ciepła rosły o 200, 300 a nawet 400 procent. Ciepłownictwo systemowe od lat jest w złej kondycji finansowej, co też jest jego cechą charakterystyczną - tłumaczy.

- Kolejny element układanki to miliony źródeł ciepła w gospodarstwach domowych - kotły węglowe, gazowe, biomasowe, pompy ciepła, ogrzewanie indywidualne. Zaspokajają one trzy czwarte potrzeb cieplnych w Polsce - dodaje ekspert Forum Energii. - Tu dominują dwa paliwa kopalne, węgiel i gaz (łącznie udział na poziomie 70 proc.). Polska jest bowiem ostatnim bastionem węgla w Europie, jeśli chodzi o spalanie go na potrzeby ogrzewania indywidualnego. I tutaj też zależność od importu ma kluczowe znaczenie. Do tego dochodzi sprawność kotłów - tylko 2 proc. kotłów na paliwa stałe w Polsce spełnia kryteria tzw. ekoprojektów.

Problemy ciepłownictwa mające swoje źródło w uzależnieniu od importu dobitnie dały o sobie znać po agresji Rosji na Ukrainę, uświadamiając politycznym i gospodarczym decydentom, że rachunek za poleganie na surowcach sprowadzanych z zagranicy może być bardzo wysoki. Kiedy w sierpniu 2022 r. embargo na węgiel z Rosji weszło w życie na poziomie unijnym, ceny węgla poszybowały. Polska, która z rosyjskiego węgla zrezygnowała kilka miesięcy wcześniej, oprócz problemów finansowych musiała też natrudzić się pod względem logistycznym, by uzupełnić braki surowca na krajowym rynku.

W ciepłowniczej układance jest jeszcze trzeci element - mówi Piotr Kleinschmidt. - To budynki. Wskaźnik energii pierwotnej na poziomie 70 KWh na m2 na rok - czyli wytyczne techniczne dla nowych budynków jednorodzinnych - spełnia niecałe 5 proc. budynków w Polsce. Dla 70 procent budynków wspomniany wskaźnik jest na poziomie ponad 2-krotnie wyższym, a prawie 30 proc. przekracza go kilkakrotnie. To pokłosie tego, że 2/3 budynków w naszym kraju powstało przed II wojną światową czy 1988 rokiem i zostały w lepszym lub gorszym stopniu poddane termomodernizacji.  

Ekspert Forum Energii nawiązuje też do poruszonego wyżej wątku słabej kondycji finansowej sektora. - Sektor ciepłownictwa systemowego jest silnie regulowany. By firmy ciepłownicze nie nadużywały pozycji lokalnych monopoli, pieczę nad systemem sprawuje regulator, ważąc ceny dla odbiorców z jednej i interes firm ciepłowniczych z drugiej strony. W ostatnich latach URE skupiał się na minimalizowaniu cen, wobec braku długofalowej wizji rozwoju sektora. Obecnie mamy duże ilości energii uzależnione od importu, duże uzależnienie od kosztów emisji CO2 - a ceny ciepła nie odzwierciedlają na bieżąco kosztów firm ciepłowniczych związanych ze zmieniającymi się cenami paliw. 

- W efekcie już czwarty rok z rzędu rentowność przedsiębiorstw, co pokazuje URE, jest ujemna - firmy zatem dokładają do interesu. Mają też problem z tym, żeby zdobyć finansowanie i podjąć wysiłek inwestycyjny, bo nie mają zdolności kredytowej. Druga przeszkoda to brak wizji, jak ma wyglądać system w 2030, 2040 czy 2050 r. - stwierdza.

- Tymczasem ciepłownictwo ma potencjał, by być liderem transformacji - a to dlatego, że sektor ten ma bardzo wiele możliwosci technologicznych wyjścia z obecnej sytuacji - przekonuje nasz rozmówca. - Może wykorzystywać energię cieplną z oczyszczalni ścieków, energię z centrów danych, geotermię, kolektory słoneczne - spektrum technologii jest bardzo szerokie. Są możliwości transformacji, jest wizja realizacji - potrzebna jest odważna strategia sektorowa, ambitne cele i plan działania.

Jan Rączka z Fundacji Instrat zwraca uwagę, że kluczowym pytaniem dla sektora ciepłowniczego jest pytanie o to, jaka powinna być docelowa technologia zeroemisyjna, na której ma się on oprzeć. 

- W kontekście sektora elektroenergetycznego wyobrażamy sobie, że w 2050 r. system będzie nasycony mocami wiatrowymi i może jeszcze większymi mocami słonecznymi, które współpracują z systemowymi magazynami energii (takimi jak w samochodach elektrycznych, ale większymi) oraz wykorzystują elektrolizery do produkcji wodoru, który jest spalany w ogniwach wodorowych do produkcji energii elektrycznej stabilizujących system energetyczny. Czy zeroemisyjność elektroenergetyki jest możliwa do osiągnięcia w 2050 r. i jaki będzie jej koszt - tego nie wiemy, choć rozwój farm mocy fotowoltaicznych w Polsce w ostatnich latach zaskoczył nas pozytywnie. Ale problem polega na tym, że dla ciepłownictwa takiej docelowej wizji nie ma, bo nie ma wielkoskalowej technologii zeroemisyjnej, na której można by oprzeć ten sektor - mówi.

Jak wyjaśnia, rozwiązania, które sprawdzają się w małych ośrodkach, nie są możliwe do wdrożenia w wielkich aglomeracjach. - Na małą skalę jesteśmy w stanie podejmować próby konfigurowania lokalnych systemów ciepła w kierunku zeroemisyjności - mówi ekspert Fundacji Instrat. - Tak stało się w Lidzbarku Warmińskim, gdzie w ciepłownictwie w dużym stopniu wykorzystywana jest energia słoneczna, magazyny ciepła i pompy ciepła. Jest to jednak nieduże miasto, otoczone łąkami i polami - a więc jest gdzie rozmieścić duże instalacje. To, co sprawdziło się tam, nie sprawdzi się w dużym ośrodku miejskim. Nie mamy pomysłu dla dużych miast; nie mamy pomysłu dla Warszawy, która ogrzewana jest dzięki kogeneracji na gaz i węgiel kamienny, a też wykorzystuje magazyn ciepła.

- Potencjalnymi technologiami, o których toczy się dyskusja w sektorze w kontekście jego transformacji, są pompy ciepła czy kotły elektrodowe (to taki duży bojler na gorącą wodę) - dodaje dr Jan Rączka (rozwiązania te są wymieniane w aKPEiK). - Te pierwsze są prostą i skalowalną technologią. Te drugie można wykorzystywać w dni, w których występuje nadwyżka wiatru, by za pomocą energii wiatrowej podgrzewać wodę w takich kotłach, magazynować ją i potem zasilać nią system ciepłowniczy. Powstaje jednak pytanie, co robić, kiedy nie wieje, a jest zimno. Pompy ciepła z kolei, choć mają w sobie duży komponent energii odnawialnej pobieranej z gruntu, wody czy powietrza, wykorzystują także bardzo dużo energii elektrycznej, a dodatkowo nie są dopasowane skalą do systemu: ich moc liczona jest w pojedynczych megawatach, podczas gdy w samym systemie warszawskim mówimy o gigawatach. Pompy ciepła są wydajne, gdy zasilają one system niskotemperaturowy, a w polskich miastach sieci pracują na wysokich temperaturach. Dodatkowym problemem jest konieczność przyłączenia tych dużych odbiorników energii elektrycznej do sieci energetycznej, która w miastach jest bardzo przeciążona. O ile ogromny sens ma podłączenie pompy ciepła w domu jednorodzinnym albo nowym niedużym budynku wielorodzinnym, to w przypadku ciepła systemowego dostrzegam tu nie tylko problemy związane z nakładami, ale też bariery techniczne zastosowania takiego rozwiązania.  

Bariery techniczne dostrzega też samo ministerstwo klimatu, pisząc, że "w dużych systemach wciąż potrzebne mogą być inwestycje w moce oparte na gaz ziemny, które w przyszłości zastąpi biometan i inne gazy zdekarbonizowane" - resort nie wspomina o pompach ciepła czy kotłach elektrodowych w kontekście systemów w dużych aglomeracjach.

- Alternatywą mogłyby być kotły na biomasę, ale tej biomasy aż tyle nie mamy. Nawet jeśli mówimy o szerokim wykorzystaniu biomasy w formie pelletu w domach jednorodzinnych, to też nie wiadomo, czy dla tych gospodarstw tego paliwa by wystarczyło, bo obecnie w polskiej gospodarce różne sektory mocno konkurują o biomasę (duże zapotrzebowanie na nią zgłasza np. przemysł meblowy) - dodaje Jan Rączka.  

- Problem przebudowy ciepłownictwa można rozwiązać "od drugiej strony" - czyli poprzez bardzo, bardzo duże inwestycje w poprawę charakterystyki budynków mieszkalnych, usługowych, obiektów kubaturowych - zauważa ekspert Fundacji Instrat. - Oczywiście, Unia Europejska i polski rząd pracują nad tym od lat. Ale nowym pomysłem byłoby ścisłe połączenie tych dwóch wątków, tzn. zamiast inwestować w duże zeroemisyjne moce ciepłownicze, zainwestować w kompleksową termomodernizację budynków poprzez przedsiębiorstwa ciepłownicze. 

- W sektorze ciepłowniczym mamy do czynienia z bardzo nietypową sytuacją - konkluduje Jan Rączka. - Barierą nie są pieniądze ani cele polityczne. Fundusz Modernizacyjny zarządzany przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej już oferuje miliardy na transformację ciepłownictwa. Obecnie dyskutowana jest propozycja przekazania za darmo przedsiębiorstwom ciepłowniczym 30 proc. uprawnień do emisji CO2, by te miały dodatkowy zastrzyk na inwestycje. Europejski Bank Inwestycyjny jest gotowy udzielać dużych kredytów na korzystnych warunkach. Gdybyśmy mieli skierować do sektora ten ogromny kapitał potrzebny do przebudowy, to jest to możliwe. Wiemy, jak sfinansować przebudowę ciepłownictwa i mamy wstępną koncepcję rozwiązań technologicznych - choć cały czas nie wiemy, co chcemy sfinansować, bo rząd wprawdzie rozpoznaje problem, ale nie ma czytelnej strategii.

Czy zatem KPEiK dobrze adresuje cele dla sektora ciepłownictwa? I czy są one w pełni osiągalne, biorąc pod uwagę obecne uwarunkowania? Zdaniem Piotra Kleinschmidta z Forum Energii, takie pytania nie są zasadne. - Kluczowe jest, czy taki kierunek transformacji jest korzystny dla Polski i zgodny z naszym interesem. Dekarbonizacja to mniejsze zużycie paliw, większa efektywność energetyczna, sprawniejsze urządzenia, mniejszy import paliw kopalnych i zwiększanie udziału w systemie energii cieplnej z oczyszczalni ścieków, energii odpadowej czy OZE - jest to też więc szansa dla gospodarki na nowe miejsca pracy. 

Nasz rozmówca podaje przykład, który pokazuje, że transformacja jest możliwa, nawet jeśli parametry "na wejściu" sugerują duże trudności. - W latach 70. XX wieku miał miejsce tzw. kryzys naftowy, który dotknął również Szwecję. Kraj ten był wówczas uzależniony w blisko 100 proc. od ropy w produkcji ciepła. Dekadę później ta zależność zmalała do 10 proc. - miejsce ropy zajęło wiele różnych technologii, w tym wielkoskalowe pompy ciepła na oczyszczalniach i energia odpadowa. Warto zatem umówić się na coś, co jest korzystne dla nas; być może zrealizujemy cel w 80 procentach, a może w 120 procentach. 

- Cele w KPEiK mogłyby być trochę bardziej ambitne, ale do ich realizacji pozostało pięć lat. Infrastruktury nie da się ot, tak po prostu wymienić. Natomiast od horyzontu ważniejszy jest nakreślony kierunek transformacji - podkreśla Piotr Kleinschmidt. - Docenić należy to, że w KPEiK nie wpadamy w tzw. pułapkę gazową, zamieniając węgiel na gaz w cieple systemowym i indywidualnym. 

W unijnej polityce Zielonego Ładu gaz określa się mianem "paliwa przejściowego", a więc jedynie czasowej "protezy", która ma zastąpić węgiel niejako po drodze do osiągnięcia zeroemisyjności przez gospodarki państw członkowskich. Z tego właśnie powodu postawienie na gaz w transformacji ciepłownictwa byłoby wspomnianą przez eksperta pułapką - niezależnie od tego, jak długi ma być przejściowy okres wykorzystywania gazu w unijnej gospodarce, związany chociażby ze stabilizowaniem systemów opartych na odnawialnych źródłach energii (np. według raportu firmy konsultingowej McKinsey Energy Solutions, zapotrzebowanie na gaz w skali globu będzie rosło do 2035 r.).

- Jednocześnie mankamentem KPEiK jest niedostateczne dostrzeganie skarbu, jakim jest energia odpadowa, centra danych, kolektory słoneczne i oczyszczalnie ścieków - dodaje ekspert Forum Energii. - Wizja w KPEiK pokazuje też duże ilości zielonego wodoru z OZE w systemach ciepłowniczych - moim zdaniem byłoby to nieefektywne zużycie tego paliwa. Zasoby odnawialnych źródeł energii w Polsce nie będą wystarczające, by zapewnić wytwarzanie zielonego wodoru dla wszystkich dziedzin przemysłu - potrzeby będą bowiem znacznie większe niż możliwości. Transport, lotnictwo czy branże przemysłu ciężkiego, które wymagają ekstremalnie wysokich temperatur powyżej 1000 stopni Celsjusza - ich nie będziemy w stanie zasilić geotermią czy pompami ciepła. Ciepłownictwo ma tych alternatyw znacznie więcej. Dlatego wykorzystanie zielonego wodoru w ciepłownictwie nie powinno być technologią o dużym docelowym udziale. 

- Gdybyśmy postawili na gaz w ogrzewaniu (gaz ten zresztą wciąż będzie potrzebny, tylko musi być używany efektywnie), to warto pamiętać, że w 20-letnim okresie przejściowym generujemy koszty związane z importem tego paliwa, ponieważ nasze własne zasoby to kilka mld m3. W 2022 r. za gaz przy zamrożonych cenach zapłaciliśmy 12 mld zł (cena dla gospodarstw domowych). Realna cena surowca wyniosła 30 mld zł. Jeśli utrzyma się trend z ostatnich lat, a więc intensywna gazyfikacja, to według naszych analiz gaz dla gospodarstw domowych będzie kosztował nas jako państwo do 2050 r. 780 mld zł.  

Nie jest to jedyna wielomiliardowa kwota, która pojawia się w dyskusji o kondycji i transformacji ciepłownictwa w Polsce. Polskie Towarzystwo Energetyki Cieplnej (PTEC) w opublikowanym w październiku br. raporcie o transformacji sektora szacuje, że kwota, jaką musi on wydać, by spełnić wymogi pakietu unijnego pakietu "Fit for 55" zawiera się w przedziale od 299 do 466 mld zł. W tej sumie szacowane przez PTEC nakłady na infrastrukturę wytwórczą to 102 - 211 mld zł, inwestycje w infrastrukturę przesyłową i dystrybucyjną ciepła to 82 - 106 mld zł, a inwestycje w modernizację instalacji odbiorczych to 115 - 149 mld zł.

- Często słyszymy, że transformacja energetyczna będzie kosztować 500, 1000 mld zł, a nawet więcej - mówi Piotr Kleinschmidt z Forum Energii. - Co tak naprawdę oznaczają te liczby? W 2022 r., według GUS, zagregowane nakłady inwestycyjne w Polsce wyniosły 400 mld zł. Na same zakupy surowców, głównie z importu na potrzeby ogrzewania wydajemy 40-50 mld zł rocznie. To nie jest tak, że inwestycje pociąga za sobą tylko scenariusz transformacji, a w scenariuszu braku transformacji nie poniesiemy żadnych wydatków. Też je poniesiemy, a do tego należy doliczyć koszty paliw, uprawnień CO2, czy - w przypadku ogrzewnictwa - koszty służby zdrowia związane z zanieczyszczeniem powietrza, szacowane na 120 mld zł rocznie. Na końcu więc rachunek jest bardzo podobny, a scenariusz modernizacyjny niesie ze sobą korzyści, których nie będzie w przypadku zaniechania transformacji.

- Nie możemy odkładać problemu na później, ponieważ ciepłownictwo dryfuje od dekad, a jego zdolności do inwestycji i przebudowy (z wyjątkiem systemów w niektórych miastach) maleją. Zostawione samo sobie prędzej zbankrutuje niż się zmodernizuje - Jan Rączka z Fundacji Instrat również podkreśla konieczność inwestycji w transformację energetyczną sektora. - Potrzebujemy ambitnych celów stawianych przez rząd i wiarygodnego harmonogramu ich osiągnięcia. Nie powinniśmy się oglądać na Unię Europejską; powinniśmy być liderem w tym obszarze, ponieważ to jest głównie polski problem, a nie UE - dodaje.

Zdaniem eksperta Fundacji Instrat, trzeba rozwijać technologie bezemisyjne dla ciepłownictwa. - Trzeba dać preferencje dla inwestycji w wielkoskalowe pompy ciepła, duże kotły elektrodowe, magazyny ciepła, inteligentne zarządzanie sieciami, automatyczne sterowanie poborem ciepła. Należy opracować koncepcję technologicznego i biznesowego modelu docelowego, opisać inwestycyjną ścieżkę wdrożenia tego modelu i wprowadzić odpowiednie regulacje prawne.

Po raz kolejny wybrzmiewa stwierdzenie, że kwestie finansowe nie powinny być problemem - ani być postrzegane jako przeszkoda nie do pokonania. - Pieniądze akurat mamy z Funduszu Modernizacyjnego i wielu innych źródeł unijnych - mówi Jan Rączka. - Możemy przekierować ogromne fundusze, które budżet państwa uzyskuje ze sprzedaży uprawnień do emisji CO2 - obecna koalicja zadeklarowała 100 proc. tych pieniędzy na inwestycje chroniące klimat.

Rozmawiała Katarzyna Dybińska