Czy zastąpienie w krajowej elektroenergetyce węgla gazem ziemnym ma jakiekolwiek racjonalne uzasadnienie?

Obecnie w krajowej elektroenergetyce odchodzimy już w sposób trwały od spalania węgla, zapominając przy tym, że w tzw. podstawie każdego systemu elektroenergetycznego muszą pracować bezwzględnie stabilne źródła energii elektrycznej, które pełnią rolę swego rodzaju „woła roboczego” działającego przez 24 godziny na dobę i wytwarzającego większość zużywanej w nim energii elektrycznej. W roli wspomnianego „woła roboczego” mogą występować albo elektrownie węglowe, z którymi się na razie podobno bezpowrotnie żegnamy, albo elektrownie spalające węglowodory (przede wszystkim gaz ziemny, ewentualnie olej opałowy), albo też elektrownie atomowe. Niestety niczego innego dotychczas nie wymyślono, a kontrolowana synteza termojądrowa to wciąż na razie jest wyłącznie sen dziecka, które swego czasu naczytało się jakiejś szalonej literatury z gatunku science-fiction.

Skoro z powodów ideologicznych mamy w przeciągu nadchodzącej dekady zaprzestać całkowicie spalania węgla w polskiej elektroenergetyce, to jedyną dostępną dla nas alternatywą pozostaje spalanie gazu ziemnego. Jeśli chodzi o pierwszą polską elektrownię atomową, to być może taka kiedyś rzeczywiście powstanie, ale z pewnością nie wcześniej niż gdzieś po roku 2040 – przynajmniej dla mnie jest to już bardzo odległa perspektywa i obawiam się, że mogę tego wydarzenia w ogóle już nie doczekać. Zresztą ta planowana pierwsza polska elektrownia atomowa ma mieć moc tylko około 3 GW (dla porównania przewidziany do rychłej likwidacji Bełchatów ma ponad 5 GW), więc i tak nie rozwiąże ona skutecznie nękających nas w przyszłości problemów.

- Reklama -

Tymczasem przestawienie krajowej elektroenergetyki z węgla na gaz ziemny jest w sumie bardzo ryzykowny posunięciem, posiadającym na dodatek wiele dodatkowych istotnych wad. Przede wszystkim warto pamiętać, że głównym składnikiem gazu zimnego jest metan o wzorze chemicznym CH4, który jest węglowodorem, więc w przypadku jego spalania dwutlenek węgla jest także emitowany (za co trzeba przecież płacić podatek ETS), tyle że w mniejszych ilościach.

Wartość opałowa gazu ziemnego wynosi około 13,9 kWh/kg, co w przeliczeniu daje około 50 MJ/kg. Tymczasem ciepło spalania czystego pierwiastka węgla wynosi około 33,2 MJ/kg, czyli aby uzyskać tyle samo energii co ze spalenia 1 kg gazu zimnego, należałoby by spalić około 1,51 kg czystego pierwiastka węgla. Jeśli uwzględnimy, że masa atomowa węgla wynosi około 12, a w przypadku atomów wodoru równa jest jedności, to wynika stąd, że 1 kg gazu ziemnego zawiera (12/16) około 0,75 kg czystego pierwiastka węgla. Ostatecznie otrzymujemy, że emisja dwutlenku węgla podczas spalania gazu ziemnego jest o około 0,498 razy mniejsza niż w przypadku spalania samego węgla.

Ponieważ emisja dwutlenku węgla w przypadku gazu ziemnego jest mniej więcej o połowę mniejsza, to zastąpienie w elektroenergetyce węgla gazem zimnym jest rozwiązaniem jedynie połowicznym i to w dosłownym tego słowa znaczeniu, ponieważ emisja CO2 jest w tym wypadku właśnie o połowę mniejsza i w związku z tym koszty ponoszone na podatek ETS też będą proporcjonalnie o połowę mniejsze.

Niestety sam gaz ziemny jest paliwem znacznie droższym od węgla brunatnego, którego w polskiej ziemi zalega co najmniej 30 miliardów ton i w związku z tym wystarczyłoby nam go na kilkaset lat. Gaz ziemny musimy obecnie sprowadzać głównie w postaci skroplonej. Niestety ewentualna dywersyfikacja dostawców nie jest w tym przypadku duża. Najbliżej możemy go sprowadzać z Kataru, a także ze Stanów Zjednoczonych, ewentualnie z drugiego końca świata – z Indonezji. Zupełnie odmienna sytuacja występuje w przypadku ropy naftowej, której pozyskanie na świecie jest znacznie łatwiejsze i w związku z tym w znacznie większym stopniu możemy źródła jej pozyskania zdywersyfikować. W związku z tym uważam, że porównywanie gazu ziemnego z ropą naftową jest całkowicie nieuprawnione, zwłaszcza że pojawiają się często głosy, iż ropy naftowej w Polsce też prawie w ogóle nie mamy i musimy ją w związku z tym importować, a i tak nic się z tego powodu bynajmniej strasznego nie dzieje.

Poza tym dostawy gazu ziemnego można znacznie łatwiej zakłócić niż dostawy ropy naftowej bądź jej gotowych produktów, które można transportować na wiele różnych sposobów (rurociągi, tankowce, cysterny kolejowe lub autocysterny). Tymczasem nie jest trudno wyobrazić sobie, że w pewnym momencie wybudowany niedawno gazociąg Balic Pipe może podzielić wcześniejszy los niemieckiego gazociągu Nord Stream i wtedy cała nasza elektroenergetyka leży dosłownie na łopatkach.

Zwiększenie w najbliższej dekadzie zużycia gazu ziemnego w krajowej elektroenergetyce aż o około 10 miliardów metrów sześciennych wymusi dodatkowo budowę kolejnych gazoportów oraz rozbudowę całej infrastruktury służącej do jego przesyłu. Konieczna będzie budowa także kilku potężnych podziemnych magazynów gazu ziemnego w celu stabilizacji całego systemu i zapewnienia jego rezerw na okres zimowy. Wspomniane gazoporty w przypadku działań o charakterze wojennym bądź terrorystycznym mogą stać się także łatwy celem potencjalnych ataków i błyskawicznie zamienić się w płonące pochodnie.

Warto także pamiętać, że każda elektrownia węglowa wyposażona jest w potężne hałdy, na których obowiązkowo musi być zgromadzony zapas węgla wystarczający na co najmniej 30 dni. W związku z tym chwilowe przerwanie dostaw, spowodowane przykładowo awarią na linii kolejowej, nie jest w ogóle żadnym dramatem, ponieważ elektrownia węglowa może pracować spokojnie przez wiele kolejnych dni, aż ruch pociągów na rozważanej linii kolejowej zostanie przywrócony (zresztą tymczasowo węgiel do elektrowni można dostarczać także transportem drogowym). Niestety elektrownie gazowe nie są wyposażone w tak wielkie magazyny gazu i uszkodzenie rurociągu doprowadzającego gaz do danej elektrowni spowoduje jej prawie natychmiastowe zatrzymanie. Owszem, są magazyny systemowe gromadzące gaz nawet na kilka miesięcy, ale mogą być one oddalone od rozważanej elektrowni nawet o kilkaset kilometrów, a zatem w przypadku uszkodzenia rurociągu prowadzącego do danej elektrowni i tak nie byłoby tego gazu jak do niej przesłać.

Jednak zasadnicze pytanie brzmi, czy zamykając polskie elektrownie węglowe w tempie wręcz stachanowskim, zdążymy jednocześnie wybudować bloki gazowe, które skutecznie je na tym polu zastąpią. Obawiam się, że już za dosłownie kilka lat znajdziemy się w sytuacji analogicznej, jak przed laty znalazł się towarzysz Wiesław, który naprawdę bardzo chciał produkować w dużych ilościach konserwy mięsne, dokładnie tak jak my będziemy chcieli w przyszłości wytwarzać jeszcze większe ilości energii elektrycznej, niż ma to miejsce obecnie. Mimo tego że towarzysz Wiesław w zasadzie chciał dobrze, na przeszkodzie do urzeczywistnienia jego planów stanął chroniczny brak cienkiej blachy. Natomiast my najprawdopodobniej nie będziemy dysponowali dostateczną liczbą elektrowni gazowych wymaganych w krajowym systemie elektroenergetycznym. Zasadniczym problemem dla towarzysza Wiesława był zwłaszcza permanentny niedobór mięsa, którym można byłoby zapełnić wymarzone przez niego konserwy. Nam natomiast będzie brakowało prawdopodobnie około 10 miliardów metrów sześciennych gazu potrzebnego do ciągłego zasilania nim potężnych bloków energetycznych nowo wybudowanych elektrowni.

Mimo tego proces zastępowania węgla gazem ziemnym w krajowej elektroenergetyce ostatnio wyraźnie nabrał tempa. Przykładowo w elektrowni Dolna Odra działają już od niedawna dwa bliźniacze bloki gazowe o mocy 683 MW każdy. Trwa także budowa bloku gazowego o mocy 745 MW w elektrowni Ostrołęka, na miejscu przerwanej uprzednio budowy węglowego bloku nadkrytycznego o mocy 1075 MW, co można zobaczyć na rys. 1.

Ponadto w przewidzianej do likwidacji elektrowni węglowej w Rybniku ma także zostać wybudowany blok gazowy o mocy 883 MW.

Warto jeszcze wspomnieć, że przeciwko zastępowaniu w polskiej elektroenergetyce węgla gazem ziemnym protestują także aktywiści ruchów ekologicznych, jednak w tym wypadku ich motywacje są zgoła odmiennej natury, o czym można się przekonać, spoglądając na rys. 2.

Sympatycznym kajakarzom przedstawionym na rys. 2 polecałbym spojrzeć także na rys. 3, na którym zaprezentowano dane dotyczące pracy krajowego systemu elektroenergetycznego, zaczerpnięte ze strony Polskich Sieci Elektroenergetycznych S.A.

Na rys. 3. przedstawione zostały dane zaczerpnięte ze strony internetowej Polskich Sieci Elektroenergetycznych S.A. dotyczące stanu pracy krajowego systemu elektroenergetycznego w dniu 12 listopada 2024 roku o godz. 16.13. Wówczas zapotrzebowanie na moc elektryczną wynosiło 23.658 MW, które było pokrywane w przeważającej mierze przez elektrownie cieplne (głównie węglowe) wysokości 21.373 (90,3 proc. zapotrzebowania). Uwagę zwraca także duży import energii elektrycznej z państw ościennych w wysokości 1.595 MW – głównie z Niemiec i Szwecji – odbywający się zapewne po bardzo wygórowanych cenach.

Dodatkowo warto zwrócić uwagę, że w rozważanym czasie fotowoltaika generowała dokładnie zero watów – z powodu, który powinien być oczywisty nawet dla dziecka z podstawówki. Również siłownie wiatrowe generowały zaledwie 27 MW, czyli w zasadzie tyle, co nic, przy czym warto jest wiedzieć, że zainstalowanych w nich mamy już prawie 11 tysięcy MW, więc pracowały one na poziomie poniżej 3 promili mocy zainstalowanej. Przyczyną takiego stanu rzeczy był tzw. „zgniły wyż”, określany w języku niemieckim rzeczownikiem Dunkelflaute, który nasunął się na znaczny obszar Europy. Taka sytuacja zdarza się często jesienią, a wiatr wówczas może praktycznie w ogóle nie wiać nawet i przez kilka kolejnych dni.

Jak widać, nie jest tak, jak póki co po niektórzy wszem i wobec głoszą, że w dzień zawsze świeci słońce (akurat w grudniu nie jest z tym najlepiej), a w nocy zawsze wieje wiatr, w związku z tym elektrownie węglowe nie są nam do niczego potrzebne, ponieważ mamy zainstalowane już 21 GW w fotowoltaice i 11 GW w wiatrakach. Wręcz przeciwnie: moglibyśmy wszystkie dachy polskich budynków pokryć panelami fotowoltaicznymi i zainstalować w nich nawet i 200 GW, a i tak nadal generowałyby one dokładnie zero watów w sytuacji analogicznej, jak na rys. 2. Podobnie moglibyśmy pokryć terytorium całej Polski, a nawet i całego Bałtyku wiatrakami, a w sytuacji pojawienia się silnych układów wyżowych mocy elektrycznej byłoby z tego dosłownie tyle, co kot napłakał.

Zresztą zamieszczone na rys. 2 hasła są prostą konsekwencją obranego obecnie w Unii Europejskiej kierunku, w myśl którego do roku 2050 wszystkie źródła energii elektrycznej mają być już całkowicie bezemisyjne. Co więcej, niekiedy przebąkuje się nawet i o tym, że do wspomnianego roku nawet i armia powinna być już całkowicie bezemisyjna (sic!), ignorując przy tym znaną powszechnie sentencję łacińską: si vis pacem, para bellum. No cóż, panowie żołnierze, wreszcie dosyć tego objadania się chlebem razowym i żołnierską grochówką! Przynajmniej pożytek z tego będzie taki, że już nikt nigdy więcej nie będzie dokonywał porównań, że coś tam ciągnie się jak smród za wojskiem…

I znowu ktoś gdzieś zapewne napisze, że moje artykuły są tendencyjne. Niestety nic na to nie poradzę, po prostu mam taką „tendencję”. Dokładnie tak samo jak tego rodzaju „tendencję” miała pewna pani, która w kultowym filmie „Rejs” wystąpiła w roli żony Jana Himilsbacha. O swojej filmowej żonie Jan Himilsbach w filmie „Rejs” mówił między innymi do inżyniera Mamonia, że „ona ma taką tendencję”.

Z kolei Niccolò Machiavelli w swym wiekopomnym dziele noszącym tytuł „Książę” w rozdziale „O ministrach” pisze w ten oto sposób o rozumie ludzkim:

„Trojakiego bowiem rodzaju są rozumy ludzkie: jedni pojmują o własnych siłach, drudzy, gdy im kto wyłoży, a trzeci rodzaj jest ten, co ani sam, ani przy cudzej pomocy nic nie pojmie. Pierwszy rodzaj nazywany doskonałym rozumem, drugi dobrym, a trzeci nic nie wartym, czyli złym.”

W tym miejscu przychodzi mi także na myśl pewna historia związana z Antonim Słonimskim opisana szczegółowo w jego biografii, autorstwa Joanny Kuciel-Frydryszak. Otóż w dniu 14 marca 1924 roku dwudziestoośmioletni malarz Henryk Berlewi zaprezentował awangardową wystawę swoich prac pod tytułem „Machanofaktura”. Antoniemu Słonimskiemu rozważana wystawa wyraźnie się nie spodobała, czemu dał wyraz w napisanej po jej obejrzeniu recenzji, zatytułowanej „Machanobzdura”, którą zakończył cytatem z wypowiedzi przedwojennego posła, Hipolita Śliwińskiego:

„Ta nie róbcie panowie z siebie wariatów!”

Powyższy cytat, zwłaszcza w kontekście sceny przedstawionej na rys. 2. uważam za niezwykle trafny i ciągle bardzo aktualny. Warto ponadto wspomnieć, że cała sprawa zakończyła się wyzwaniem Antoniego Słonimskiego przez wspomnianego Henryka Berlewiego na pojedynek, przy czym sekundantem Antoniego Słonimskiego był sam generał Bogusław Wieniawa-Długoszowski. Pojedynek ów zakończył się postrzeleniem Berlewiego przez Słonimskiego w kolano – podobno w rzeczywistości chciał strzelić mu pod nogi w ziemię, aby go jedynie wystraszyć, lecz nie trafił…