Najsłabsze ogniwa zachodnich systemów energetycznych

Zbyt szybkie wdrażanie Nowego Zielonego Ładu może skutkować w przyszłości podobnymi kryzysami energetycznymi jak te, które niedawno nawiedziły Teksas i Szwecję.

– Być bez energii w Teksasie, to tak jak umrzeć z głodu w sklepie spożywczym. Do czegoś takiego może dojść tylko w wyniku celowej decyzji – stwierdził Tucker Carlson, popularny komentator telewizji Fox News. Odnosił się w ten sposób do kryzysu energetycznego w drugim pod względem powierzchni i PKB amerykańskim stanie. Fala mrozów (przekraczających w niektórych miejscach minus 20 stopni Celsjusza) doprowadziła tam do odcięcia na kilka dni dopływu prądu do ponad 4 mln gospodarstw domowych. Wiele domów było również pozbawionych wody.

Już w trakcie tego kryzysu rozpoczął się ostry spór o to, co było przyczyną załamania teksańskiego systemu energetycznego. Prawica zazwyczaj wskazywała, że za kryzys odpowiedzialne było załamanie produkcji energii odnawialnej. Turbiny wiatrowe po prostu zamarzły i nie pracowały. A wcześniej to one odpowiadały za zbyt dużą część produkcji energii w Teksasie. Lewica odpowiadała, że zawiodła również energetyka oparta na gazie, węglu i atomie. Rury z gazem pękały, mróz skuł hałdy węgla, a chaos pogłębiło to, że Teksas ma niezależny od reszty USA system energetyczny i przy niewielkiej liczbie interkonektorów nie był w stanie sprowadzić wystarczającej ilości prądu z innych stanów.

Nie tylko ropa i gaz

Spora część demokratów uważa, że receptą na przyszłe kryzysy energetyczne, takie jak w Teksasie, są większe inwestycje w energię odnawialną i wygaszanie tradycyjnej energetyki.

– Załamanie infrastruktury w Teksasie jest tym, co się dzieje, gdy nie podążacie za Nowym Zielonym Ładem – stwierdziła demokratyczna kongreswoman Alexandria Ocasio Cortez. Czy gdyby jednak jej wizja została spełniona i paliwa kopalne dostarczałyby znacznie mniej energii niż obecnie, to Teksas lepiej poradziłby sobie z kryzysem energetycznym? Czy też może sieć załamałaby się jeszcze szybciej?

Sektor energetyczny w Teksasie jest kojarzony przede wszystkim z ropą i gazem. Owszem, gaz ziemny odpowiadał w listopadzie 2020 r. za 44,8 proc. tamtejszej produkcji prądu. Teksas jest jednak również stanem, w którym istnieje ponad 150 farm wiatrowych, mogących produkować 30 000 MW energii. Większe moce posiadają tylko farmy wiatrowe znajdujące się w Chinach, na reszcie terytorium USA, w Niemczech i w Indiach. Szacuje się, że turbiny wiatrowe odpowiadają za ponad 20 proc. produkcji energii elektrycznej w Teksasie. (Statystyki Administracji Informacji Energetycznej mówią, że w listopadzie 2020 r. źródła odnawialne – poza hydroelektrowniami – odpowiadały za produkcję 25,9 proc. prądu w tym stanie. Ogromna część z tego przypadała na farmy wiatrowe). To spory odsetek i nagłe załamanie produkcji energii z wiatru w szczycie zapotrzebowania na prąd musiało doprowadzić do poważnych wstrząsów w systemie.

W ciekawym świetle kryzys w Teksasie pokazują dane zebrane przez firmę Casend Strategy. Wynika z nich, że o ile jeszcze 6 lutego 2021 r. turbiny wiatrowe wyprodukowały w Teksasie ponad 20 tys. MW prądu, o tyle trzy dni później już tylko 7 tys. MW, a 18 lutego produkcja była mniejsza niż 5 tys. MW. Śnieżyce i mrozy tak mocno sparaliżowały teksańską energetykę wiatrową. Ten spadek próbowano rekompensować większą produkcją prądu w elektrowniach opalanych gazem. 6 lutego produkowano w nich nieco ponad 15 tys. MW, a 15 lutego produkcja wynosiła już blisko 45 tys. MW. Później spadła jednak w okolice 30 tys. MW. Jedną z przyczyn spadku były wyczerpujące się zapasy gazu w zbiornikach.

„Połączenie nadmiernie subsydiowanej energii wiatrowej i niedoinwestowanej energii generowanej z gazu oznacza, że nie mamy wystarczająco dużo energii, by pokryć duży skok popytu" – napisał na Twitterze republikański kongresmen Dan Crenshow.

Do chaosu przyczyniła się też biurokracja federalna. Departament Energii wydał 14 lutego rozporządzenie nakazujące firmie ERCOT (stanowemu operatorowi sieci energetycznej) wykorzystywanie zasobów tak, by emisje gazów cieplarnianych pozostały w normach. Czyli by w teksańskich elektrowniach nie palono zbyt dużo. Regulatorzy z Teksasu i działające tam firmy energetyczne też nie były bez winy. Instytucje te dały się zaskoczyć wyjątkowo srogiej zimie. Wstrząs pewnie byłby jednak jeszcze większy, gdyby teksański system energetyczny opierał się w większym stopniu na źródłach odnawialnych.

Problemy, jakich doświadczył niedawno Teksas, nie są niczym wyjątkowym. W 2020 r. dotknęły one również Kalifornii. Podczas fali upałów znacznie wzrosło zapotrzebowanie na energię, a nie radziły sobie z tym farmy wiatrowe i solarne. Operator sieci odłączał więc prąd na wielu obszarach, by uniknąć załamania systemu. Kalifornia jest stanem bardzo zaawansowanym w „zielonej transformacji". W 2018 r. 48,7 proc. konsumowanej tam energii pochodziło ze źródeł odnawialnych. Nie trzeba zresztą sięgać aż do Kalifornii, by dostrzegać zawodność odnawialnych źródeł energii. Ten problem ujawnia się również o wiele bliżej naszych granic.

Zły atom, dobry wiatrak

Tam, gdzie system energetyczny jest zbytnio obciążony, władze namawiają naród do „solidarności". Tak było niedawno w Szwecji, gdy rząd wzywał obywateli podczas ostatniej fali mrozów, by nie odkurzali mieszkań i nie robili sobie rano kawy. Krajowy system energetyczny przed kryzysem ratowała stara, opalana ropą elektrownia Karlshamnsverket oraz dostawy „brudnej" energii z Polski i państw bałtyckich. Jeszcze dwie dekady temu coś takiego było nie do pomyślenia.

– W przeszłości mieliśmy jeden z najlepszych, najbardziej solidnych i niezawodnych systemów zasilania na świecie, ale był on stopniowo demontowany, więc straciliśmy tę pozycję. Nowa, nieplanowana produkcja energii odnawialnej została rozszerzona, często w lokalizacjach geograficznych, gdzie nie jest to naprawdę potrzebne. Powoduje to gwałtowne zachwianie równowagi w systemie elektroenergetycznym – stwierdził Henrik Svensson, dyrektor elekrowni Karlshamnsverket.

Wcześniej szwedzki system energetyczny opierał się w dużym stopniu na energetyce jądrowej. Ale od 1980 r., ze względów „ekologicznych", inwestycje w nią były ograniczane, a kolejne elektrownie były zamykane. Rząd podwyższał zaś podatek nałożony na energetykę jądrową, tak że w 2015 r. sięgał on nawet 60 proc. kosztów operacyjnych elektrowni. Jeszcze w 2018 r. reaktory jądrowe odpowiadały jednak za 42 proc. produkcji energii elektrycznej w Szwecji. Na energetykę odnawialną przypadało wówczas 56 proc. Szwedzki rząd uważa jednak, że udział energetyki odnawialnej jest wciąż za mały. Jego plany mówią, że do 2040 r. Szwecja będzie konsumować wyłącznie energię ze źródeł odnawialnych i że jednym z filarów systemu będą farmy wiatrowe. Determinacja kolejnych sztokholmskich gabinetów rządzących, by wygaszać reaktory jądrowe, idzie wbrew opinii znacznej części społeczeństwa. Sondaże wskazują bowiem, że tylko 11 proc. Szwedów chce całkowitej rezygnacji z energetyki jądrowej.

Przodownikiem w energetyce odnawialnej chcą też być za wszelką cenę Niemcy. W 2020 r. 44,6 proc. energii elektrycznej produkowano tam ze źródeł odnawialnych, z czego 23,6 proc. przypadało na turbiny wiatrowe, 8,9 proc. na panele słoneczne, a 7,8 proc. na biomasę. Za 16,3 proc. produkcji odpowiadały elektrownie opalane węglem brunatnym, 16,2 proc. opalane gazem, 11,4 proc. reaktory jądrowe, a za 7,5 proc. elektrownie opalane węglem kamiennym. Podczas niedawnej fali mrozów część turbin wiatrowych nie działała, ale sytuacja była daleka od kryzysu. Zwłaszcza że pełne moce produkcyjne wykorzystywały reaktory nuklearne i – podobnie jak wielokrotnie wcześniej w momentach kryzysowych – można było wciąż liczyć na elektrownie z Łużyckiego Zagłębia Węglowego. 11 lutego (według serwisu Electricity Map) reaktory jądrowe w Niemczech wykorzystywały blisko 100 proc. mocy, elektrownie węglowe około 60 proc., gazowe 44 proc., fotowoltaika 8 proc., a turbiny wiatrowe 5 proc. Niemcy chcą zamknąć wszystkie swoje elektrownie węglowe do 2038 r. I trudno się temu dziwić, bo wiele z nich jest już bardzo wysłużonych. Planują jednak też wyłączyć wszystkie reaktory w 2022 r. Tak przynajmniej obiecała kanclerz Angela Merkel po katastrofie w japońskiej Fukushimie w 2011 r. Czym jednak zapełnią dziurę podażową, która powstanie po zamknięciu reaktorów? Rosyjskim gazem z Nord Stream 2 czy też energią wyprodukowaną za pomocą tanich chińskich paneli i turbin? A może „brudną energią" sprowadzaną z Polski czy z Czech?