Obecnie energia elektryczna stanowi około 20% całej zużytej energii. W przyszłości energia w tej postaci ma być wiodącym nośnikiem energii do wytwarzania ciepła i energii transportowej. Takie rozwiązanie jest możliwe do zrealizowania w sposób bezpośredni lub pośredni. Przykładowo, w sektorze ciepłowniczym energię elektryczną można wykorzystać bezpośrednio do ogrzewania za pomocą pomp ciepła. Z kolei w transporcie sposobem na jej bezpośrednie wykorzystanie są samochody elektryczne. Wśród pośrednich rozwiązań można wymienić na przykład proces elektrolizy i produkcję zielonego wodoru, który w dalszej kolejności może zostać poddany metanizacji i w postaci metanu zastąpić gaz ziemny.

Świadomy wybór

Po obserwacji wszystkich dostępnych technologii, począwszy od energetyki nuklearnej, aż po technologię Carbon capture and storage, czyli magazynowania CO2, Komisja Europejska doszła do wniosku, że najszybciej i najbardziej efektywnie można obniżyć emisję CO2 właśnie za pomocą strategii łączenia sektorów. Suma redukcji, które są prognozowane dla krajów Europy Północnej, w tym Polski, pomiędzy 1990 a 2050 rokiem, wynosi aż 86%. To oznacza, że Strategia Łączenia Sektorów zbliża Europę do realizacji celu Net Zero do 2050 roku. Z tego względu Komisja Europejska dokonała świadomego wyboru technologii, stawiając na energię elektryczną.

Efektywność bezpośredniej elektryfikacji ogrzewnictwa

Efektywność bezpośredniej elektryfikacji ogrzewnictwa jest bardzo wysoka. Całkowita efektywność w przypadku pomp ciepła wynosi aż do 400%. Dla porównania, przy wytwarzaniu wodoru wykorzystanie energii elektrycznej doprowadzi tylko do 62% całkowitej efektywności. Co to oznacza? To oznacza, że bezpośrednia elektryfikacja w sektorze ogrzewnictwa i ciepłownictwa ma absolutne pierwszeństwo, a technologie wodorowe jako zamiennik dla kotłów gazowych powinny znaleźć zastosowanie tylko tam, gdzie pompy ciepła nie spełnią swojego zadania.

Do przejścia całego sektora ogrzewnictwa i ciepłownictwa w kierunku bezpośredniej elektryfikacji potrzebne są duże ilości taniej energii elektrycznej. Obecnie najtańszą energię elektryczną można uzyskać dzięki energetyce wiatrowej i słonecznej. Przykładowo, w Niemczech już w 2030 roku będzie możliwe wytwarzanie potrzebnej energii elektrycznej w szczycie zapotrzebowania z każdej z tych dwóch technologii. Jeżeli chcielibyśmy przyjąć takie samo podejście w Polsce, potrzebowalibyśmy w 2030 roku około 25–26 GW instalacji fotowoltaicznych. Obecnie mamy ich około 2,5 GW, więc przed nami jeszcze daleka droga.

W przypadku energetyki wiatrowej potrzebna jest mniej więcej taka sama suma mocy, aby pokryć w całości tak zwany szczyt zimowy, który wynosi około 27 GW. Na razie mamy około 9–10 GW mocy w wiatrakach. To oznacza, że nie tylko na poziomie tych bardzo dużych instalacji przemysłowych, ale również na poziomie mniejszych instalacji, które mogą zasilać klastry energii, domy jednorodzinne i osiedla, trzeba stawiać na technologie wiatrowe i słoneczne.

To, czy ten cel zostanie osiągnięty w 2030 czy w 2035 roku, nie ma aż tak dużego znaczenia. Ważne jest to, by został obrany i konsekwentnie realizowany. W celu realizacji założeń Strategii Łączenia Sektorów konieczne jest „przerzucenie” ciepłownictwa, całego ogrzewnictwa i dużej części transportu w kierunku bezpośredniej elektryfikacji. Bez dużej ilości taniej energii elektrycznej to zadanie nie jest możliwe do zrealizowania.

Produkcja taniej energii elektrycznej oznacza, że tylko częściowo może ona wychodzić z sieci. Wynika to z wysokich opłat dystrybucyjnych. W znacznej części energia powinna pochodzić z własnej produkcji i być na bieżąco konsumowana. Energia elektryczna może być produkowana zarówno przez prosumentów w domach jednorodzinnych, ale może być również sprzedawana pomiędzy sąsiadami z rozliczeniem w tak zwanej technologii blockchain, w ramach agregacji mocy różnych sąsiadów w klastrze za pomocą sztucznej inteligencji. Potrzebne jest również utworzenie specjalnej taryfy dla pomp ciepła, do których energia z OZE byłaby dostarczana za pośrednictwem tak zwanych linii bezpośrednich, z pominięciem publicznej sieci dystrybucyjnej. Taką energię wyprodukowaną z OZE można również magazynować w postaci ciepła, które magazynuje się dużo lepiej niż energię elektryczną. Z kolei magazyn dla energii elektrycznej mogą stanowić samochody elektryczne.

Świat realizujący Strategię Łączenia Sektorów, może funkcjonować tak naprawdę już za dziesięć czy piętnaście lat. Cała Polska będzie prawdopodobnie wyglądać tak jak opisano w ramach tej perspektywy już do 2030 roku. Oczywiście brakuje jeszcze kilku regulacji. Wyznaczenie strategii jest odważnym krokiem ze strony rządzących, ale najprawdopodobniej już w przyszłym roku będziemy widzieć odpowiednie zmiany.

Dowiedz się więcej!

Więcej felietonów przeczytasz w wydaniu GLOBEnergia 4/2020.

Wersja papierowa jest dostępna TUTAJ

Wersja elektroniczna jest dostępna TUTAJ

 

Dr

Christian Schnell

Radca prawny oraz starszy ekspert Instytutu Jagiellońskiego