Wytwarzanie w Polsce 100% energii elektrycznej z OZE – cel realny czy utopia?

• Autorzy: Jędral Waldemar

Warianty tytułu

EN

Production of 100% electricity in Poland from RES - a real purpose or utopia?

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Osiągnięcie zerowej emisji CO2 przez kraje UE w 2050 r. byłoby możliwe pod warunkiem przestawienia się na wytwarzanie energii elektrycznej tylko przez źródła odnawialne. W artykule wykazano, że w Polsce jest to niewykonalne. Nadwyżki energii, produkowanej bardzo nierównomiernie przez OZE, trzeba będzie magazynować poprzez wytwarzanie wodoru w procesie elektrolizy wody a następnie wykorzystanie go w energetyce (wodorowe elektrownie gazowo-parowe) i transporcie (silniki wodorowe i/lub ogniwa paliwowe). Przewidywana, dość niska sprawność tego procesu oraz potrzeba pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną także w okresach słabych wiatrów spowodowałyby konieczność budowy farm wiatrowych o wielkiej łącznej mocy, ogromnych kosztach i nierealnie dużej powierzchni. Z tego powodu oraz ze względu na bezpieczeństwo energetyczne w podstawie systemu elektroenergetycznego muszą pozostać źródła stabilne, sterowalne, niezależne od pory dnia, roku i od pogody. Ponieważ z założenia nie mogą to być elektrownie węglowe ani spalające gaz ziemny, konieczne będzie zbudowanie w Polsce kilku dużych elektrowni jądrowych o łącznej mocy co najmniej 10 lub 15 GW.

EN

The requirement of zero CO2 emissions by EU countries in 2050 will make it necessary to generate electricity only from renewable sources (RES). The article shows that this is completely unrealistic in Poland. Surplus electricity produced very unevenly by RES will have to be stored through the production of hydrogen in the process of water electrolysis and its use in power engineering (hydrogen gas and steam power plants) and transport (hydrogen engines and / or fuel cells). The expected, relatively low efficiency of this process and the need to cover the demand for electricity also in periods of weak winds, they will make it necessary to build wind farms with great total power, unrealistically large area and huge costs. For this reason and for the sake of energy security, stable and controllable sources must remain in the base of the power system, independent of the time of day, year and weather. Since, by definition, they cannot be coal-fired or natural gas-fired power plants, it is necessary to build several large nuclear power plants in Poland with a total capacity of at least 10 or 15 GW.

Słowa kluczowe

PL

OZE; wytwarzanie energii elektrycznej; magazynowanie energii

EN

RES; electricity generation; energy storage

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 3
• Strony: 3--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jędral Waldemar

• Instytut Techniki Cieplnej, Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Bielecki S., Magazyny energii i wirtualne elektrownie – rozwiązania na problemy niestabilnej generacji energii elektrycznej, Energetyka Wodna, 2017, nr 2, s. 18-23.
• [2] Blewett D., Wind Turbine Cost: How Much? Are They Worth in 2021?, https://weatherguardwind.com/howmuch-does-wind-turbine-cost-worth-it/#:~:text=..., dostęp 10.09.2021.
• [3] Chmielniak T., Chmielniak T., Energetyka wodorowa, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2020.
• [4] Elektrownia wiatrowa, Wikipedia, aktualizacja 02,05.2021, https://pl.wikipedia.org/wiki/Elwktrownia_wiatrowa , dostęp 04.05.2021.
• [5] Handelsblatt: Ograniczenia farm wiatrowych skazują je na rezerwę konwencjonalną, https://biznesalert.pl/farmy-wiatrowe-rezerwa-konwencjonalna-oze-węgiel/ , dostęp 02.05.2021.
• [6] Henning H.-M., Palzer A., What will the Energy Transformation cost? Pathways for transforming the German energy system by 2050, Fraunhofer Inst. for Solar E. Systems, Freiburg 2015.
• [7] Jędral W., OZE i efektywność energetyczna w kontekście wyzwań dla wytwarzania i użytkowania energii elektrycznej w Polsce, Rynek Energii, 2019, nr 5(144), s. 3-8.
• [8] Jędral W., Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego jako warunku zrównoważonego rozwoju Polski, Studia Ecologiae et Bioethicae, 2020, nr 18, 2, s. 89-99.
• [9] Jędral W., Energetyka w 2050 r. – tylko wiatr i słońce?, Energetyka Cieplna i Zawodowa, 2021, nr 5, s. 14-21.
• [10] Kaspar F. i in., A climatological assessment of balancing effects and shortfall risks of photovoltaics and wind Energy in Germany and Europe, Adv. Sci. Res., 16, 2019, s. 119-128, https://doi.org/10.5194/asr-16-119- 2019 , dostęp 07.07.2019.
• [11] Kurella J., Energetyka jądrowa i energetyka wiatrowa – dwa kierunki dekarbonizacji polskiego miksu energetycznego, www.sep.com.pl , dostęp 02.05.2021.
• [12] Lądowa energetyka wiatrowa w Polsce. Raport 2021, TPA Poland/Baker Tilly TPA 2021.
• [13] Linnemann T., Vallana G.S., Wind Energy in Germany and Europe. Status, potentials and challenges for baseload application. Part 1: Developments in Germany since 2010, VGB PowerTech 8/2017, s. 70-79. Part 2: European Situation in 2017, VGB PowerTech, 3/2019, s. 64-80.
• [14] Linnemann T., Vallana G. S., Windenergie in Deutschland und Europa. Status quo, Potenziale und Herausforderungen in der Grundversorgung mit Elektrizität. Teil 1: Entwicklungen in Deutschland seit 2010. Teil 2: Europäische Situation set 2015, VGB PowerTech, prezentacja, 115 stron, https://www.vdi.de>vor_ort>VDIKTG-Ddrezno , dostęp 07.07.2021.
• [15] Mielczarski W., Koszty morskich farm wiatrowych, https://www.cire.pl/item,211421,13,7,22,0,356399,0,mielczarski-koszty-morskich-farm-wiatrowych.html#komentarz , dostęp 15.07.2021.
• [16] Mirowski T., Kalawa W., Problem zabezpieczenia produkcji energii elektrycznej z wiatru w okresach ciszy wiatrowej, Polityka Energetyczna, tom 14, zeszyt 1, 2011, s. 271-279. Nr 3(160) - 2022 Rynek Energii Str. 15.
• [17] Morska energetyka wiatrowa w Europie – kluczowe trendy i statystyki 2020, https://windeurope.org/intelligence-platform/product/offshore-wind-in-europe-trends-and-statistics-2020/ , dostęp 25.04.2021.
• [18] Neutralna emisyjnie Polska 2050. Jak wyzwanie zamienić w szansę, Raport McKinsey & Company, 2020.
• [19] Paska J., Kłos M., Magazynowanie energii elektrycznej – technologie, zastosowania, perspektywy, http://orka.sejm.gov.pl>opinie8.nsf>363_30161019_1/$file/363_20161019_1.pdf , dostęp 10.09.2021.
• [20] Piasecka I., Perspektywy rozwoju morskich (offshore) farm wiatrowych, http://naszaenergia.kujawsko-pomporskie.pl , dostęp 02.05.2021.
• [21] Polityka energetyczna Polski do 2040 r. Załącznik do uchwały nr 22/2021 Rady Ministrów z dnia 2 lutego 2021 r., Ministerstwo Klimatu i Środowiska, Warszawa 2021.
• [22] Polska strategia wodorowa do roku 2030 z perspektywą do 2040 r. – Projekt, Min. Klimatu i Środowiska; Międzyresortowy Zespół ds. Gospodarki Wodorowej, Warszawa styczeń 2021.
• [23] Powstanie największa farma wiatrowa świata, Kierunek Energetyka, https://www.kierunekenergetyka.pl/artykuły,291.html , dostęp 17.04.2019.
• [24] Purta M., Marciniak T., Rozenbaum K., Rozwój morskiej energetyki wiatrowej. Perspektywy i ocena wpływu na lokalną gospodarkę, Raport, McKinsey&Company 2016.
• [25] Raport 2021 KSE. Zestawienie danych ilościowych dotyczących funkcjonowania KSE w 2021 roku, PSE ,Warszawa 2022.
• [26] Raporty miesięczne PSE, 2020, 2021, https://www.pse.pl/dane-systemowe/funkcjonowanie-kse/raporty-miesięczne-z-funkcjonowania-kse/raporty-miesięczne, dostęp 17.01.2022.
• [27] Schneider M., Raport o stanie światowego przemysłu jądrowego 2019. Wybór fragmentów, Consulting Project (2020), Instytut na rzecz Ekorozwoju, Fund. im. H. Bölla, Warszawa 2020.
• [28] Strupczewski A., Koszuk Ł., Plan B. Czy magazynowanie energii wystarczy do zapewnienia ciągłości zasilania systemu elektroenergetycznego przy dużym udziale odnawialnych źródeł energii?, Energetyka Cieplna i Zawodowa, 2019, nr 3, s. 76-84.
• [29] Strupczewski A., Co robić z faktami niewygodnymi dla OZE? (POLEMIKA), https://biznesalert.pl/strupczwski-co-zrobić-faktami-niewygodnymi-dla-oze-polemika , dostęp 02.05,2021.
• [30] Strupczewski A., Ocena ekonomiczna Morskich Farm Wiatrowych (MFW) na tle energetyki jądrowej, https://zielona-energia.cire.pl/pliki/2/2018/porownanie_ekonomiczne_mfw_i_ej.pdf , dostęp 05.07.2021.
• [31] Wagner F., Surplus from and storage of electricity generated by intermittent sources, The European Physical Journal Plus, (2016) 131: 445, s. 1-21.
• [32] Wind farm costs, https://guidetoanoffshorewindfarm.com/wind-farm-costs , dostęp 10.09.2021.
• [33] Wiśniewski G. i in., Morski wiatr kontra atom. Analiza porównawcza kosztów morskiej energetyki wiatrowej i energetyki jądrowej oraz ich potencjału tworzenia miejsc pracy, Greenpeace Polska i Fundacja im. Heinricha Bölla, Warszawa lipiec 2012.
• [34] Wizja dla Bałtyku. Wizja dla Polski. Rozwój morskiej energetyki wiatrowej w basenie morza Bałtyckiego. Raport Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej, wrzesień 2020.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).