Ciepło wszędzie, jasno wszędzie. Czy tak będzie?
Parlament Europejski przyjął we wtorek, 14 marca nowelizację dyrektywy, według której od 2028 roku w ramach głośnego programu „Fit for 55” wszystkie nowe budynki muszą być zeroemisyjne.
W praktyce oznaczać to będzie m.in. brak możliwości montowania kotłów gazowych. Unijne założenie zakłada całkowite zastąpienie takich urządzeń energią odnawialną, głównie pochodzącą z pomp ciepła. Jest to inwestycja kosztująca obecnie od 60 do 100 tysięcy złotych, co w porównaniu do kilku tysięcy złotych za piec gazowy jest mało korzystne dla przeciętnego użytkownika.
Czytaj także: Odwrócona lodówka, czyli nie ma jak pompa
Unia Europejska dąży do celu, według którego do 2030 roku znacznie zmniejszona powinna zostać emisja gazów cieplarnianych oraz zużycie energii, w tym przypadku przez sektor budownictwa. Wymóg zeroemisyjności będzie wymagał zastosowania bardziej ekologicznych źródeł energii, w tym pomp ciepła lub innych alternatywnych źródeł ciepła, które nie generują emisji gazów cieplarnianych. Jednocześnie, istniejące kotły gazowe w budynkach będą mogły pozostać, ale w momencie wymiany lub modernizacji systemu grzewczego, właściciele będą musieli zainstalować ekologiczne rozwiązania.
Stanowisko PE jednak nie przesądza, że projekt nowelizacji dyrektywy budynkowej zostanie przyjęty w proponowanym przez Europarlament kształcie. Teraz rozpoczną się bowiem negocjacje w tej sprawie między PE, Komisją Europejską i Radą Europejską. Dopiero wynik tych ustaleń wpłynie na ostateczną wersję nowelizacji dyrektywy oraz przewidywanych w niej rozwiązań.
Dobrze szło, do czasu…
Do ataku Rosji na Ukrainę gaz nie był przez UE uważany za paliwo nieekologiczne. Unia dopłacała mieszkańcom, ze wspólnych pieniędzy, do wymiany na nowe piece gazowe.
Dzięki Nord Stream, Niemcy miały być gazowym hubem, miały zarabiać potężne pieniądze na rosyjskim gazie. Wojna na Ukrainie zniweczyła te plany, a w ślad za tym niepowodzeniem zmienił się diametralnie stosunek UE do gazu.
Nie po raz pierwszy przekonujemy się na własnej skórze, że słuszna skąd inąd koncepcja ochrony naszego klimatu, jest tak naprawdę wypadkową wielkich interesów już nawet nie tyle samych firm, co całych państw.
Sytuacja, w której zostajemy zmuszeni do ponoszenia olbrzymich wydatków na pomysły urzędników dotyczące naszego życia codziennego (samochody, mieszkania) i to w sytuacji, kiedy automatyzacja i sztuczna inteligencja pozbawia miliony osób na świecie źródeł dochodów zaczyna być nie do zniesienia. Tempo gotowania żaby wyraźnie wzrasta, co być może sprawi, ze biedny płaz zorientuje, się co go czeka i wyskoczy z garnka.
Największymi emitentami CO2 na świecie są Stany Zjednoczone, Chiny i Indie. Radykalizm klimatyczny Europy z pewnością nie przyczyni się w zauważalnym stopniu do poprawy sytuacji całej planety.
Główny problem
Zwiększający się popyt na energię powoduje, że ostatnie ćwierćwiecze to okres, w którym nastąpił wręcz wysyp „magicznych” i „nowatorskich” pomysłów i różnych koncepcji. Mają one sprawić, że problemy współczesnej energetyki, takie jak emisja CO2, wydobywanie paliw kopalnych, zależność pracy OZE od warunków pogodowych, problemy z siecią przesyłową (szczególnie w naszym kraju) czy też opłacalność budowy własnych przydomowych elektrowni – znikną jak za dotknięciem magicznej różdżki.
Czysty węgiel – spalany bez CO2 lub zamieniany na gaz, wychwyt i przetwarzanie tegoż CO2 w zeroemisyjne paliwo, reaktory jądrowe IV generacji, małe reaktory SMR, fotowoltaika na ścianach budynków, dachach autobusów, autostradach (perowskity) czy futurystyczne wizje energii pochodzącej ze skrzyżowania fal morskich z wiatrem w postaci wiatrako – pływków.
Wszystkie te próby koncentrują się na szukaniem sposobów wytwarzania energii. Tymczasem głównym problem przemysłu energetycznego jest przechowywanie wytworzonej już energii.
Magazynowanie energii odpowiedzią
Magazynowanie energii i gospodarka obiegu zamkniętego – być może to jest właśnie ów „energetyczny św. Graal”, którego szukają wielkie konsorcja wespół z rzeszą naukowców. To ten „brakujący element” powoduje, że branża energetyczna z rezerwą traktuje odnawialne źródła energii, takie jak panele fotowoltaiczne czy wiatraki. Z tego względu, że nie zawsze można spodziewać się silnego słońca czy wiatru. Jeśli warunki pogodowe są sprzyjające – prąd płynie do sieci, nic tylko się cieszyć! Ale produkcja elektryczności jest dostosowywana do zapotrzebowania, które zmienia się w zależności od pory roku i dnia. Wahania sięgają nawet 30-40 procent. Co z OZE, jeśli jest ciemno i nie wieje a temperatura spadła poniżej zera? Przydałaby się ta energia, która była niewykorzystana, gdy wiało i świeciło.
Magazyn energii
Inżynierowie od lat szukają sposobów magazynowania energii elektrycznej. Istnieje wiele koncepcji związanych z zamianą energii elektrycznej na inną formę energii, np. mechaniczną czy grawitacyjną – i ponownego odtworzenia z niej energii elektrycznej.
Wielkie nadzieje naukowcy pokładają obecnie w przechowywaniu energii na sposób elektrochemiczny, czyli w magazynach bateryjnych. Największy potencjał związany z magazynowaniem energii na dużą skalę mają dziś magazyny bateryjne litowo-jonowe. To w tej dziedzinie w ostatnich latach dokonano największego postępu. Zawdzięczamy to branży samochodowej i jej badaniom, mającymi związek z samochodami elektrycznymi.
Australia liderem
Na najbardziej zaawansowanych rynkach w USA, Wielkiej Brytanii i Australii zainstalowano około 6500 MW w akumulatorowych magazynach energii podłączonych do sieci.
Największe magazyny bateryjne powstały i cały czas powstają w USA, Europie Zachodniej i Australii. To tam Tesla Elona Muska zbudowała magazyny o pojemności ok. 180 MW, który można porównać do wielu połączonych ze sobą powerbanków.
150 km od Sydney, w miejscowości Kurri Kurri, do końca przyszłego roku ma powstać największa na świecie inwestycja tego typu. Firma CEP. Energy pracuje nad projektem baterii w skali sieciowej o mocy znamionowej do 1200 MW! Sformułowanie „do 1200 MW” jest nieprzypadkowe – trwają jeszcze uzgodnienia dotyczące ostatecznych parametrów inwestycji. Na chwilę obecną to właśnie ten magazyn zajmuje pierwsze miejsce pod względem wielkości wśród magazynów energii na świecie. CEP. Energy planuje zbudować łącznie cztery magazyny energii w różnych lokalizacjach w Australii. Ich łączna moc to 2000 MW.
Europa goni
Dla porównania, w Europie sytuacja wygląda następująco: Francja ma około 300 MW magazynów podłączonych do sieci, Niemcy około 600 MW, a Holandia i Belgia poniżej 100 MW. W każdym z tych krajów istnieją duże plany, aby rozbudowywać sieć, w tym 500 MW w samej Francji.
„Na razie magazyny energii pełnią głównie funkcję systemu rezerwowego. Istnieje nadzieja, że zaczną one w większym stopniu przesuwać obciążenie źródeł odnawialnych. Ale przy obecnej dostępności jest to ograniczone”. – Haresh Kamath, dyrektor ds. rozproszonych źródeł energii i magazynowania energii w Electric Power Research Institute (EPRI)
Pierwsze, duże magazyny z Australii czy USA zaczynają być widoczne w systemach energetycznych tych krajów. Zaczynają mieć widoczny wpływ na zarządzanie i produkcję energii.
„Dzięki nim wreszcie pojawia się możliwość efektywnego przechowywania energii – choć jeszcze nie w skali, która rozwiąże wszystkie problemy. Jednak bardzo prawdopodobne, że za 10 czy 15 lat będzie to o wiele bardziej efektywne. Gdy magazynowanie energii będzie powszechne, koncepcja systemu energetycznego może się całkowicie zmienić. Idąc nawet w kierunku jego „pełnej decentralizacji” – ocenia prof. Konrad Świrski – profesor Politechniki Warszawskiej, autor kilkudziesięciu wdrożeń prac badawczych w elektrowniach w Polsce, USA i Azji, oraz szeregu polskich i światowych patentów oraz nagród naukowych,
OZE + magazynowanie = pełny sukces
W praktyce może to oznaczać bardzo szybki rozwój energetyki bazującej na OZE, w ramach której energia wreszcie mogłaby być magazynowana.
„Te trendy są ze sobą połączone. Rozwój OZE wymusza badania i prace nad nowymi rodzajami magazynów. Kiedy one powstaną, nie będzie potrzeba tak dużo mocy rezerwowych w elektrowniach cieplnych” – dodaje profesor Świrski.
W ocenie profesora, pojawienie się wydajnych urządzeń magazynujących energię zlikwiduje problem związany z nieprzewidywalnością wytwarzania energii z OZE.
Dzięki magazynom bardziej powszechna stanie się też mała energetyka domowa. Być może wizja przyłączenia swoich domów do własnych elektrowni, a korzystanie z sieci tylko w trybie awaryjnym stanie się w przyszłości realna?
Finał rewolucji za 30 lat
W ocenie profesora całkowita decentralizacja systemu energetycznego możliwa jest za 20-30 lat, ale rewolucja energetyczna właściwie już się rozpoczęła.
Wzrastający rynek odnawialnych źródeł energii wraz z rozwojem magazynowania będzie przełomem w energetyce. Ten model niewątpliwie wpłynie na zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych. Umożliwi błyskawiczne reagowanie na zmiany częstotliwości spowodowane awariami lub ekstremalnymi warunkami atmosferycznymi.
