Politycy i media głównego ścieku wmawiają Polakom, że im więcej będziemy mieli instalacji wiatrowych i fotowoltaicznych, tym energia elektryczna będzie tańsza, a może nawet darmowa, no bo przecież wiatr i słońce jest za darmo. Tymczasem kolejne raporty badające sytuację w różnych krajach – znacznie bardziej zaawansowanych w inwestycje w OZE – wskazują, że jest dokładnie odwrotnie. Zresztą węgiel pod ziemią też jest darmowy.
W maju br. trzech profesorów od energetyki i ekonomii z różnych szwedzkich uczelni Per Fahlén, Magnus Henrekson i Mats Nilsson w ramach think tanku Scandinavian Policy Institute zaprezentowało raport pt. „Prąd za jakąkolwiek cenę? Rzeczywisty koszt energetyki wiatrowej”.
Wnioski wypływające z tego opracowania są druzgocące dla branży wiatrowej i całej wymuszanej przez Unię Europejską polityki energetyczno-klimatycznej. Autorzy szczegółowo zbadali raport napisany przez wysoko wykwalifikowanych badaczy, cieszącej się dobrą reputacją Rady Ekonomicznej Centrum Studiów nad Biznesem i Polityką (SNS), analizujący szwedzki rynek energii elektrycznej.
Droga energia z OZE
W raporcie Scandinavian Policy Institute czytamy, że „im większa sieć przesyłowa i bardziej rozproszona produkcja energii elektrycznej, tym trudniej będzie utrzymać stabilność systemu. Bardziej nierównomierna produkcja rozłożona na większych obszarach wymaga nie tylko dłuższych, ale także sieci przesyłowych o większej przepustowości, co generuje wysokie dodatkowe koszty i jest negatywne dla środowiska”. W dużej mierze koszty te są unikane w przypadku konwencjonalnej energetyki. Co więcej, „energia wiatrowa jest zazwyczaj budowana daleko od użytkowników i wymaga dodatkowych zewnętrznych systemów w postaci bilansowania mocy/magazynowania, sieci przesyłowych i systemów stabilizacji sieci”.
Autorzy raportu podkreślają, że „aby zarządzać niestabilnością energii wiatrowej i słonecznej, muszą istnieć inne źródła energii, które można włączać i wyłączać w razie potrzeby, aby zrównoważyć podaż i popyt. Im więcej energii wiatrowej i słonecznej w systemie, tym większa moc musi być dostępna w elektrowniach bilansujących, aby zastąpić energię słoneczną i wiatrową, gdy słońce nie świeci i/lub wiatr jest niewystarczający lub nie ma go wcale. Wykorzystanie tej mocy bilansującej będzie niższe, im więcej energii wiatrowej i słonecznej zostanie zainstalowane, co oznacza, że przychody jej operatorów będą niższe. Aby zrekompensować ten fakt, ceny energii bilansującej muszą być wyższe lub właściciele instalacji bilansujących muszą otrzymać zapłatę za jej dostępność”.
To prowadzi do wyższych cen energii elektrycznej w ogóle. I rzeczywiście w krajach o wysokim udziale energii wiatrowej i fotowoltaicznej średnie ceny energii elektrycznej dla gospodarstw domowych wzrosły. Spostrzeżenia te potwierdza Rögnvaldur Hannesson, emerytowany profesor Norweskiej Szkoły Ekonomii w Bergen. Otóż z danych opublikowanych w raporcie „Model rynku energii elektrycznej z nieregularnym zasilaniem”, a dotyczących krajów OECD wynika, że im większy udział energii wiatrowej i fotowoltaicznej w systemie, tym wyższa cena energii (dane z lat 2019–2021).
Problem polega na tym, że wyliczenia kosztów energetyki wiatrowej czy fotowoltaicznej nie uwzględniają całego szeregu czynników: kontroli częstotliwości, mocy biernej, bezwładności systemu i zdolności regulacyjnej, dając mylący obraz rzeczywistych kosztów produkcji energii elektrycznej. Szeroko rozpowszechniony koszt elektrowni LCOE (Levelized Cost of Electricity), czyli zrównany koszt energii elektrycznej, kalkuluje tylko koszt budowy elektrowni, koszt paliwa i koszty operacyjne. LCOE nie uwzględnia natomiast – jak czytamy w książce ekonomisty energetycznego Larsa Schernikau i prof. Williama Hayden Smitha pt. „Fałszywa energia. Druzgocący raport o zielonej transformacji” – kosztów bilansowania, magazynowania, zapasów energii, kosztów środowiskowych, recyklingu i przestrzeni oraz kwestii, takich jak materiał wejściowy na jednostkę produkcji, żywotność czy eROI, czyli zwrot z zainwestowanej energii.
Szwedzcy naukowcy udowadniają, że im wyższy udział OZE w systemie, tym koszt jednostkowy energii wiatrowej jest wyższy. Przy udziale powyżej 20 proc. koszt ten gwałtownie wzrasta, a przy 40-procentowym udziale koszt na poziomie systemu podwaja się. Z rzeczywistych danych z 2022 roku wynika, że gdy udział energii wiatrowej rośnie z 0 do 50 proc., to koszt tej energii za kWh wzrasta w Holandii o 17 proc., w Danii – o 22 proc., a w Niemczech – aż o 55 proc.
Nieprawdziwe są także tezy, że w miarę rozpowszechniania OZE, budowa i funkcjonowanie farm wiatrowych będzie coraz tańsze. Prof. Gordon Hughes ze Szkoły Ekonomii Uniwersytetu w Edynburgu zadał sobie wielki trud poddania analizie bazy danych rzeczywistych kosztów kapitałowych i operacyjnych dla większości lądowych i morskich farm wiatrowych (ponad 350 farm) zbudowanych w Wielkiej Brytanii od 2002 do 2019 roku i o mocy co najmniej 10 MW. Jak czytamy w opracowaniu „Koszty energii wiatrowej w Wielkiej Brytanii”, w omawianym okresie wzrosły koszty budowy farm wiatrowych, wyższe są koszty operacyjne i serwisowe. Próg rentowności dla morskiej energetyki wiatrowej wzrósł znacząco, bo o prawie 22 proc., z około 125 GBP/MWh w latach 2008–2009 do około 152 GBP/MWh w latach 2018–2019.
Prof. Hughes pisze w swoim raporcie z 2020 roku, że „obecny zestaw projektów offshore, które są budowane i planowane w północno-zachodniej Europie, jest ściśle powiązany ze spekulacyjnym rozwojem nieruchomości. Są to projekty wysokiego ryzyka, które będą w stanie spłacić kredytodawców i zaoferować zwrot inwestorom kapitałowym tylko wtedy, gdy średnie ceny hurtowe energii elektrycznej wzrosną do co najmniej 3–4-krotności obecnego poziomu w całej północno-zachodniej Europie”. Jego zdaniem „taki wzrost cen wymagałby albo dużego i trwałego wzrostu ceny rynkowej gazu, co jak sugeruje doświadczenie, jest bardzo mało prawdopodobne, albo opodatkowania emisji dwutlenku węgla na poziomie 8–10-krotności obecnego poziomu, wzrastającego do co najmniej 200 EUR za tonę CO2”. I to właśnie robi Komisja Europejska! Opodatkowuje emisje dwutlenku węgla, żeby energia tak bardzo zdrożała, iż opłacalne stanie się budowanie farm wiatrowych! Mimo że jak podkreśla prof. Hughes, „taki podatek stanowiłby nie do zniesienia obciążenie dla gospodarki, a zatem wydaje się również bardzo mało prawdopodobny”. No ale tym się Komisja już nie przejmuje…
Krótszy okres działania
Autorzy szwedzkiego raportu konkludują, że „ekonomiczna opłacalność szwedzkiej produkcji energii wiatrowej jest od kilku lat nie do utrzymania. Firmy zajmujące się energią wiatrową w Szwecji traciły średnio 0,35 SEK na każdej koronie sprzedanej energii elektrycznej w latach 2017–2023”, co oznacza, że musiały być dotowane w takiej wysokości, aby nie ponieść straty. Jakby tego było mało, „monitorowanie tysięcy turbin wiatrowych pokazuje, że nowe instalacje stały się droższe, mają krótszą żywotność i wyższe koszty eksploatacji niż poprzednie. Znajduje to odzwierciedlenie w fakcie, że główni producenci turbin wiatrowych ponieśli duże straty z powodu braku trwałości turbin, co spowodowało duże zobowiązania gwarancyjne. W praktyce ustalono, że ekonomiczna oczekiwana długość funkcjonowania instalacji wynosi zaledwie 15 lat dla wiatru lądowego i 12 lat dla wiatru morskiego, podczas gdy obliczenia ekonomiczne przyjmują 25–30 lat”. Na tyle planuje się zresztą również polskie farmy na Bałtyku. To oznacza, że rzeczywista opłacalność tych inwestycji (również środowiskowa!) jest 2–3 razy niższa!
Prawdopodobnie ma to ścisły związek ze spadkiem wydajności turbin wiatrowych w miarę ich użytkowania. Prof. Hughes w raporcie pt. „Wydajność elektrowni wiatrowych w Danii” pisze, że w przypadku turbin lądowych o mocy powyżej 2 MW spadek wydajności wynosi około 3 proc. rocznie, a w przypadku turbin morskich o takiej mocy – nawet 4,5 proc. rocznie. W efekcie 16-letnia farma wiatrowa na lądzie wyprodukuje tylko 63 proc. mocy wyjściowej, jaką wytworzyła w pierwszym roku funkcjonowania, podczas gdy w przypadku turbin morskich w tym okresie moc wyjściowa spadnie do połowy mocy szczytowej. Ponadto koszty operacyjne i serwisowe na MWh mocy wyjściowej „wzrosną w podobnym tempie, zarówno w celu naprawy awarii, jak i dlatego, że koszty stałe muszą zostać rozdzielone na spadającą moc wyjściową. Czynniki te oznaczają, że ekonomia utrzymywania turbiny lub farmy wiatrowej w eksploatacji wydaje się coraz mniej atrakcyjna po przekroczeniu wieku 16 lat”.
Szwedzcy naukowcy rozprawiają się także z magazynami energii. W Polsce mają one być teraz budowane na potęgę. Otóż optymistycznie zakładają, że może się pojawić tylko tydzień bez wiatru (w rzeczywistości dwa tygodnie bez wiatru nie jest czymś niezwykłym) i wyliczają, ile potrzeba by magazynów, aby zastąpiły farmy wiatrowe. Zapewnienie takiej pojemności magazynów energii odpowiada mniej więcej jednej trzeciej światowej produkcji baterii w 2024 roku! Zakup magazynów energii o takiej pojemności po cenach rynkowych kosztowałby około 3,7 biliona SEK (383 mld USD). To 65 proc. PKB Szwecji! Jeśli przyjąć, że baterie wytrzymają 10 lat, oznacza to koszt amortyzacji wynoszący 370 mld SEK (38,3 mld USD) rocznie, plus przyjmując koszt finansowania od połowy zainwestowanej kwoty przy stopie procentowej wynoszącej 4 proc., co daje 74 mld SEK (7,7 mld USD) rocznie. Koszt ten odpowiada… ponad 7 proc. PKB Szwecji! Na dodatek magazyny są średnio korzystne z klimatycznego punktu widzenia. Przy szacowanym śladzie węglowym wynoszącym 150 kg/kWh pojemności magazynowej produkcja potrzebnych baterii emituje 150 mln ton dwutlenku węgla. Daje to 15 mln ton CO2 rocznie, tj. samo magazynowanie energii byłoby równoważne jednej trzeciej obecnych całkowitych emisji dwutlenku węgla w Szwecji!
Co więcej, odnawialne źródła energii mają negatywny wpływ na konwencjonalne źródła energii. Na przykład według Agencji Energii Atomowej w przypadku energetyki jądrowej utrata rentowności może wynieść 24 proc. przy 10-procentowym udziale energii wiatrowej i 55 proc. przy 30-procentowym udziale energii wiatrowej. Te same wartości dla energetyki gazowej wynoszą odpowiednio 54 proc. i 87 proc.
Koszty środowiskowe
Jak czytamy w raporcie szwedzkich naukowców, „systemy z dużym udziałem energii wiatrowej mają dużą nadwyżkę zainstalowanej mocy (w niektórych przypadkach ponad 300 proc. maksymalnej mocy potrzebnej w dowolnym momencie w ciągu całego roku). W rezultacie operatorzy muszą być opłacani za zmniejszanie produkcji, gdy jest dużo wiatru i/lub za dużo słońca”. Do tego dochodzi dług energetyki wiatrowej wobec właścicieli nieruchomości wynikający z obniżonej wartości nieruchomości, który przekracza 100 mld SEK (10,4 mld USD), co stanowi mniej więcej tyle, ile całkowite inwestycje w energetykę wiatrową w ośmioletnim okresie 2017–2024 i około dziesięć razy więcej niż roczna wartość wytworzonej energii elektrycznej z energii wiatrowej. Gdyby tę kwotę zestawić z całkowitą produkcją energii elektrycznej z instalacji wiatrowych w ciągu ostatnich dziesięciu lat, oznaczałoby to koszt 0,43 SEK/kWh w samych utraconych wartościach nieruchomości. Dodajmy do tego wpływ na przemysły wiejskie, takie jak rolnictwo, leśnictwo, hodowla zwierząt i rybołówstwo.
Pomijając koszty, zasadnicze jest to, że „w porównaniu do energetyki atomowej energetyka wiatrowa nie ma kilku kluczowych cech systemowych: nie przyczynia się do funkcjonowania systemu, generuje wyższe emisje dwutlenku węgla, ma znacznie gorszą zrównoważoność energetyczną, dziesięciokrotnie zwiększa zapotrzebowanie na zasoby nieodnawialne (w szczególności zapotrzebowanie na metale strategiczne) i wymaga ogromnych obszarów ziemi. Konsekwencje środowiskowe energii wiatrowej są duże, z problematycznymi emisjami hałasu, negatywnym wpływem na bioróżnorodność, a także dużymi ilościami odpadów niebezpiecznych dla środowiska i rozprzestrzenianiem się toksyn i nanocząsteczek w lokalnym środowisku”. To wszystko oznacza, że zdaniem autorów raportu „przemysłowa energia wiatrowa jest sprzeczna z większością szwedzkich celów środowiskowych”.
Wraz ze wzrostem udziału energetyki wiatrowej i fotowoltaicznej w polskim miksie energetycznym będzie tylko drożej i mniej stabilnie. „Ceny rachunków za energię będą musiały stale rosnąć, aby zachować rentowność systemu, utrzymując zasilanie rezerwowe na coraz wyższym poziomie i w ciągłej gotowości. Tak zwana zielona transformacja będzie napędzać dużą zmienność cen i podnosić ogólne koszty energii elektrycznej. Szczególnie będzie to odczuwane na obszarach, w których zależność od wiatru i słońca jest większa. (…) Obecne problemy w systemie energetycznym to nie przypadek, to skutek, jaki był przewidywany przy takiej ścieżce zmiany miksu energetycznego” – pisze Władysław Gawroński, bloger zajmujący się energetyką.