Brudna prawda o OZE. To z góry przekreśla jakąkolwiek ekonomiczną opłacalność

Skrót EROI pochodzi od angielskojęzycznego sformułowania Energy Return on Investment i określa tzw. stopę zwrotu energii z poczynionej uprzednio inwestycji. W istocie jest to najważniejszy wskaźnik charakteryzujący efektywność wszelkiego typu źródeł energii. Niestety w naszym kraju podczas jakichkolwiek dyskusji dotyczących odnawialnych źródeł energii (OZE) nie jest on praktycznie w ogóle brany pod uwagę, a co więcej – o jego istnieniu najczęściej się nawet nie wspomina, zapewne z tego powodu, że wartości, które wspomniany wskaźnik przybiera, choćby w przypadku instalacji fotowoltaicznych, z góry już przekreślają jakąkolwiek ich ekonomiczną opłacalność.

Wskaźnik EROI jest definiowany jako stosunek ilości energii, jaka zostanie wytworzona przez dane źródło w czasie całego jego życia (przykładowo dla instalacji fotowoltaicznych jest to okres 25 lat), do wartości energii, która została już w przeszłości zużyta w celu wybudowania danego typu źródła, uwzględniając wszelkie pośrednie etapy, takie jak: wydobycie potrzebnych do tego surowców, ich transport, przetworzenie, przetopienie metali, wykonie odpowiednich komponentów, ich finalne połączenie w całość i wreszcie montaż całej instalacji w miejscu docelowym. Dodatkowo dolicza się wartość energii, która w okresie życia danego źródła zostanie zużyta w celu jego utrzymania w ruchu, a także energię zużytą w związku z jego koniecznymi naprawami, przeglądami serwisowymi, okresowymi remontami oraz wymianą zużytych komponentów i części, które w trakcie eksploatacji uległy uszkodzeniu. Na koniec należy uwzględnić również energię, która zostanie zużyta w związku z wycofaniem danego typu źródła energii z ruchu, jego rozbiórką, demontażem i utylizacją poszczególnych komponentów.

Ogólny schemat postępowania podczas wyznaczania wartości współczynnika EROI dla dowolnego źródła energii elektrycznej został przedstawiony na rys. 1.

Gdyby wartość współczynnika EROI była równa jedności, oznaczałoby to, że tego rodzaju źródło energii w czasie całego swego życia zwróci nam jedynie tę energię, która uprzednio została zużyta w celu wyprodukowania rozważanego typu źródła oraz późniejszego jego utrzymania w ruchu. Jest rzeczą oczywistą, której chyba nie trzeba nikomu specjalnie tłumaczyć, że budowa tego rodzaju źródła energii jest całkowicie pozbawiona jakiegokolwiek sensu, ponieważ w efekcie otrzymujemy jedynie identyczną wartość energii, jaką w ten cały „interes” żeśmy uprzednio włożyli. Możemy zatem słusznie zapytać się: „gdzie sens, gdzie logika?”, dokładnie tak samo jak bohater pewnego kawału – mały Jaś, którego nauczycielka wyrzuciła z klasy na korytarz, ponieważ zanieczyścił w niej powietrze.

Ponadto należy zwrócić uwagę, że wybudowanie jakiegokolwiek typu źródła energii pociąga za sobą konieczność zużycia pewnej ilości surowców, które trzeba najpierw wydobyć, a następnie odpowiednio przetworzyć. Jednak tego rodzaju czynności pociągają za sobą zawsze pewną konieczność zniszczenia w jakimś stopniu środowiska naturalnego – przykładowo, aby wydobyć potrzebne surowce, należy najpierw wykopać sporych rozmiarów dziurę w ziemi, a dodatkowo dalsze przetwarzanie wspomnianych surowców prowadzi zawsze do emisji pewnych zanieczyszczeń do środowiska.

EROI, czyli co się opłaca?

Jest zatem rzeczą oczywista, że budowa źródła energii, w przypadku którego wartość współczynnika EROI jest równa jedności, jest nie tylko pozbawione jakiegokolwiek sensu, ale jest wręcz szkodliwe. Co więcej, źródło energii o współczynniku EROI równym zaledwie jeden to nie tylko jest swego rodzaju przelewanie z pustego w próżne bądź przekładanie czegoś z prawej do lewej kieszeni, ale jest to wręcz wysoce szkodliwe, ponieważ tego rodzaju proceder prowadzi w efekcie do niszczenia przyrody i zanieczyszczenia środowiska naturalnego. To po prostu nie ma żadnego sensu!

Analogicznie całkowicie bezzasadne są próby budowy źródeł energii, w przypadku których wartość współczynnika EROI wynosi dwa, ponieważ ilość uzyskanej w ten sposób energii jest stanowczo zbyt mała, aby tego rodzaju przedsięwzięcie mogło być w jakikolwiek sposób opłacalne ekonomicznie. Warto w tym miejscu jeszcze zwrócić uwagę, że mówiąc o współczynniku EROI i o związanej z nim opłacalności danego typu źródła energii, nie operujemy w ogóle żadną jednostką monetarną, ale wyłącznie samą wartością występującej tutaj energii, czyli po prostu czystym pojęciem fizycznym. W ten sposób uwalniamy się całkowicie od potencjalnych dylematów związanych z jakimś przeliczeniem kursów walut w różnych okresach i dodatkowym uwzględnianiem utraty siły nabywczej pieniądza, spowodowanej postępującą w kraju i na świecie inflacją.

Nawet gdyby wartość współczynnika EROI wynosiła trzy, to i tak wartość energii wytworzonej przez takie źródło okazałaby się zdecydowanie zbyt mała, aby jego budowa była ekonomicznie opłacalna. Również wartość współczynnika EROI na poziomie pięciu to stanowczo zbyt mało, ponieważ literatura przedmiotu próg opłacalności ekonomicznej plasuje dopiero dla wartości współczynnika EROI powyżej siedmiu. W praktyce, gdy dane źródło energii zwraca w całym cyklu swego życia przynajmniej dziesięciokrotność energii uprzednio w nie zainwestowanej, to wtedy ewentualnie można pochylić się nad sensownością jego praktycznego zastosowania, rozważając przy tym wszelkie wady i zalety tego rodzaju postępowania, a także wnikliwie analizując argumenty przemawiające zarówno za, jak i przeciw.

Przykładem tego rodzaju źródeł energii są siłownie wiatrowe, w przypadku których w najlepszych lokalizacjach współczynnik EROI sięga wartości ok. 15. Są one zatem już ekonomicznie opłacalne przy odpowiednio wysokim poziomie wietrzności, ale czy warto je we wszystkich takich miejscach stawiać, jest kwestią wysoce dyskusyjną, wziąwszy pod uwagę ich negatywny wpływ na mieszkających w pobliżu ludzi, a także na zabójcze konsekwencje dla ptaków i nietoperzy. Celem porównania warto jest także wiedzieć, że w przypadku elektrowni węglowych i gazowych współczynnik EROI wynosi ok. 30, a dla elektrowni atomowych przekracza nawet 70. Natomiast o tym, jakie wartości przyjmuje współczynnik EROI dla instalacji fotowoltaicznych, możemy dowiedzieć się z rys. 2.

Jak widać na rys. 2, występuje tutaj znaczna rozpiętość wartości, ponieważ wszystko zależy od tego, czy mamy do czynienia z krzemem amorficznym czy polikrystalicznym, a także czy panele fotowoltaiczne zamontowane zostały bezpośrednio na dachu budynku czy na poziomie gruntu (wówczas konieczna jest jeszcze podtrzymująca je konstrukcja, wykonana ze stalowych wsporników). Jakby nie było, najlepszy wynik dotyczy krzemu polikrystalicznego i przypadku umieszczania paneli bezpośrednio na dachu; wówczas współczynnik EROI przyjmuje wartość równą zaledwie 4, czyli i tak znacznie poniżej progu opłacalności ekonomicznej, który wynosi przecież 7.

We wszystkich pozostałych, analizowanych na rys. 2 przypadkach jest znacznie gorzej. Średnia arytmetyczna zamieszczonych na rys. 2 wyników wynosi ledwie 3,05, co oznacza, że instalacje fotowoltaiczne w okresie całego swego życia średnio zwracają jedynie trzykrotność energii pierwotnie zużytej w celu ich wyprodukowania, montażu i serwisowania. Przy czym należy podkreślić, że zaprezentowane wyniki dotyczą przypadku, gdy energia wytworzona w panelach fotowoltaicznych zużywana jest na bieżąco, natomiast w przypadku jej dodatkowego magazynowania (buffered) uzyskane wyniki są wręcz fatalne, gdyż średnia wartość współczynnika EROI wynosi jedynie 1,93. Zatem instalacje fotowoltaiczne wyposażone w akumulatorowe magazyny energii w czasie całego swego życia zwrócą nam średnio jedynie niecałą dwukrotność pierwotnie zainwestowanej w nie energii – toż to szczyt wszelkiego absurdu, a akumulatorowe magazyny energii są przecież obecnie szczególnie mocno promowane!

Bezsens fotowoltaiki w Polsce

Co warto podkreślić, zamieszczone na rys. 2 dane dotyczą Bawarii, przez środek której przebiega czterdziesty ósmy równoleżnik. W przypadku Polski (Kraków – pięćdziesiąty, Warszawa – pięćdziesiąty drugi, Gdańsk – pięćdziesiąty czwarty równoleżnik) uzyskiwane tam wartości współczynnika EROI są jeszcze mniejsze. Spróbujmy zatem oszacować, o ile są one mniejsze w porównaniu z danymi uzyskanymi dla Bawarii. Przyjmijmy zatem, że na czterdziestym ósmym równoleżniku średnia wartość współczynnika EROI wynosi, jak uprzednio wyliczono, ok. 3,05. Przyjmijmy jeszcze, oczywiście w pewnym uproszczeniu, że wartość współczynnika EROI na biegunie północnym wynosi zero, ponieważ dokładnie przez pół roku Słońce tam w ogóle nie świeci, a przez pozostałą połowę roku jest zawieszone bardzo nisko nad horyzontem (maksymalnie wznosi się w górę na ok. 23 stopnie kątowe), więc w ostatecznym rezultacie ilość energii wyprodukowanej w panelach fotowoltaicznych umieszczonych na biegunie ziemskim i tak byłaby znikoma – można powiedzieć, że wręcz zaniedbywalna. Przyjmijmy ponadto również w znacznym uproszczeniu, że idąc na północ od czterdziestego ósmego równoleżnika, wartość współczynnika EROI maleje liniowo. W związku z tym współczynnik EROI dla wymienionych uprzednio głównych polskich miast przyjmuje następujące średnie wartości:

• Kraków – 2,91;
• Warszawa – 2,76;
• Gdańsk – 2,61.

Jak już wspomniano, podane powyżej wartości dotyczą przypadku, gdy energia wyprodukowana w panelach fotowoltaicznych jest zawsze w stu procentach wprowadzana do sieci elektroenergetycznych, co w praktyce nie zawsze ma przecież miejsce, więc rzeczywiste wartości współczynnika EROI mogą być zapewne nieco niższe od podanych powyżej. Tak niskie wartości współczynnika EROI dla Polski wynikają głównie z faktu, że na tak wysokich szerokościach geograficznych instalacje fotowoltaiczne pracują w sposób sezonowy (w uproszczeniu od marca do września), w związku z czym średnioroczne wykorzystanie mocy w nich zainstalowanej jest relatywnie niewielkie, co można zobaczyć na rys. 3.

Na rys. 3 przedstawiono wykres słupkowy, który podaje dla poszczególnych lat wartość godzinowego ekwiwalentu pracy instalacji fotowoltaicznych na poziomie mocy w nich zainstalowanej. Jak widać na przykładzie kolejnych lat, różniących się pomiędzy sobą stopniem nasłonecznia, ekwiwalent ten wynosi średnio niewiele ponad 800 godzin, a trzeba wiedzieć, że rok liczy 8760 godzin, co daje średnioroczne wykorzystanie mocy zainstalowanej w polskiej fotowoltaice jedynie na poziomie ok. 9%. Jest to w istocie niewiele, ale wartość ta uzyskana została i tak przy raczej mocno optymistycznym założeniu, że całą potencjalnie wytworzoną w panelu fotowoltaicznym energię można będzie od niego zawsze odebrać, co niestety coraz częściej nie ma miejsca w przypadku przymusowych dołączeń od elektroenergetycznych sieci przesyłowych dużych farm fotowoltaicznych ze względu na konieczność zbilansowania mocy w krajowym systemie elektroenergetycznym. Taki stan rzeczy powoduje także istotny spadek wartości współczynnika EROI dla przymusowo wyłączanych farm fotowoltaicznych.

Być może fotowoltaika jest opłacalna w przypadku montowania paneli w obszarze strefy międzyzwrotnikowej, gdzie nie występują w ogóle pory roku i związana z tym sezonowość produkcji energii elektrycznej. Natomiast fotowoltaika na obszarze naszego kraju to jedno wielkie nieporozumienie, ponieważ tego rodzaju instalacje nie są w stanie zwrócić w okresie całego swego życia nawet zaledwie trzykrotności zainwestowanej w nie energii. To także gigantyczne marnotrawstwo środków finansowych, a trzeba wiedzieć, że mocy zainstalowanej w panelach fotowoltaicznych mamy w Polsce już ponad 22 GW, czyli więcej niż cztery potężne elektrownie tej wielkości co Bełchatów razem wzięte.

Jak wynika z przedstawionych wyliczeń, instalacje fotowoltaiczne montowane na szerokościach geograficznych charakterystycznych dla naszego kraju nie mają żadnego ekonomicznego uzasadnienia. Gdyby nie gigantyczne wsparcie państwa, różnorodne programy dopłat i przeróżnych preferencji dla prosumentów, to panele na dachach domów jednorodzinnych zapewne w ogóle nigdy by się u nas nie pojawiły. Dodatkową, niezwykle istotną kwestią jest całkowite wypaczenie rynku energii elektrycznej w Polsce, gdzie aż 2/3 jej końcowej ceny stanowią różnego rodzaju daniny, z czego największy udział ma podatek ETS naliczany od emisji dwutlenku węgla. Z tego powodu jeśli ktoś zamontował na dachu swojego budynku panele fotowoltaiczne i dodatkowo wyprodukowaną w nich energię zużywa na bieżąco na własne potrzeby, bo przykładowo jest właścicielem jakiegoś zakładu produkcyjnego, warsztatu rzemieślniczego bądź stolarni, gdzie w godzinach okołopołudniowych pracują jakieś maszyny napędzane silnikami elektrycznymi, to paradoksalnie tego rodzaju inwestycja w fotowoltaikę może okazać się dla takiej osoby mimo wszystko całkiem opłacalna.

Jednak w normalnych warunkach rynkowych, gdyby kilowatogodzina energii elektrycznej pozyskana ze spalania polskiego węgla brunatnego w nowoczesnych blokach nadkrytycznych (ich sprawność netto sięga obecnie nawet 47%) kosztowała nie więcej niż 30 groszy, to oczywiście nikt by sobie żadną fotowoltaiką w naszym kraju głowy w żadnym wypadku nie zawracał, ponieważ od strony globalnego bilansu energetycznego tego rodzaju źródła energii elektrycznej nie mają u nas po prostu najmniejszego sensu. Ktoś może również argumentować, że zamontowane na dachu jego domu panele fotowoltaiczne wyprodukowano przecież w Chinach i co nas w związku z tym obchodzi, ile Chińczycy zużyli w tym celu energii i potrzebnych do ich wytworzenia cennych surowców. Tym bardziej nie interesuje nas, że wydobywając jakieś pierwiastki ziem rzadkich, Chińczycy niszczą własne środowisko przyrodnicze, zanieczyszczają powietrze i zatruwają swoje rzeki (los Kitajców jest nam raczej obojętny, bo mamy przecież własne problemy).

Ideologia walki z dwutlenkiem węgla

Nie można jednak zapominać, że swego rodzaju siłą napędową całej tej ideologii „zielonego ładu” jest nieodparta chęć redukcji emisji dwutlenku węgla do ziemskiej atmosfery, a w tym wypadku jest przecież wszystko jedno, gdzie ten dwutlenek węgla jest ostatecznie emitowany: czy w Chinach, czy w naszym kraju – nie będziemy przecież na naszych granicach stawiać (bo niby w jaki sposób?) jakichś wysokich na wiele kilometrów barier, które miałby za zadanie powstrzymać napływ na terytorium Polski powietrza pochodzącego z obszaru Chin, bogatszego w dwutlenek węgla. Montowana na terytorium naszego kraju fotowoltaika nie przyczynia się zatem wcale do globalnej redukcji stężenia dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej, a kto wie, czy paradoksalnie tego stężenia nawet i w jakimś stopniu nie zwiększa (skądinąd jest to ciekawy temat na rozprawę doktorską – może ktoś byłby nim zainteresowany?).

Warto także mieć świadomość faktu, że produkcja kryształów krzemu jest w wysokim stopniu szkodliwa dla środowiska; zwłaszcza wiąże się z tym bardzo duże zużycie wody w tego rodzaju procesach technologicznych. Nie można też zapominać, że za ok. 25 lat ze zużytych paneli fotowoltaicznych w naszym kraju powstaną wręcz całe swego rodzaju hałdy elektrośmieci, których utylizacja będzie zapewne bardzo kłopotliwa i wysoce kosztowna. Jak widać, fotowoltaika z prawdziwą ochroną środowiska naturalnego i dbałością o krajową przyrodę nie ma nic wspólnego, a wręcz przeciwnie – przyczynia się do istotnej degradacji.

Usilne forsowane fotowoltaiki w naszym kraju jest wyłącznie pokłosiem swego rodzaju „świeckiej religii dwutlenku węgla” i związanej z nią narzuconej nam siłą ideologii „zielonego ładu”. Podejmując tematykę antropogenicznej emisji dwutlenku węgla, warto jest także wiedzieć, że w atmosferze ziemskiej rozważanego gazu znajduje się ok. 3200 miliardów ton, a w przeciągu zaledwie tylko jednego roku rośliny zielone w procesie fotosyntezy pochłaniają go ok. 800 miliardów ton. Zatem z prostego rachunku wynika, że gdyby hipotetycznie odciąć całkowicie dopływ świeżego dwutlenku węgla do atmosfery ziemskiej, to po zaledwie czterech latach zostałby on przez rośliny zielone stamtąd usunięty dosłownie aż do zera!

Oczywiście są to, jak już wspomniano, czysto hipotetyczne dywagacje, ponieważ już zaledwie po nieco ponad dwóch latach stężenie dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej spadłoby do wartości ok. 150 p.p.m., która jest wartością graniczną, poniżej której rośliny zielone przestają już dalej rosnąć i następuję w związku z tym ich nieunikniona śmierć z zagłodzenia. Uwzględniając, że obecne stężenie dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej wynosi ok. 400 p.p.m., otrzymujemy imponujące wręcz tempo pochłaniania rozpatrywanego gazu z atmosfery ziemskiej przez rośliny zielone, które wynosi ok. 100 p.p.m. na rok. Jak już uprzednio nadmieniono, gdyby całkowicie odciąć dopływ nowego dwutlenku węgla do atmosfery ziemskiej, to wówczas jego stężenie spadałoby o ponad 1 p.p.m. w ciągu zaledwie czterech dni – a tymczasem „klimatyści” martwią się, że obecnie wzrasta ono o mniej więcej taką samą wartość, jednakże dopiero w przeciągu całego roku!

Pamiętam jeszcze, jak uczęszczałem w latach 80. ubiegłego wieku do VIII Liceum Ogólnokształcącego w Krakowie i na lekcjach geografii uczono mnie o roli wulkanów w przyrodzie, które powszechnie wówczas uznawano za ważne źródło dostarczające dwutlenek węgla do atmosfery ziemskiej, potrzebny właśnie do wzrostu roślin. A jaka to w sumie różnica, czy potrzebny do wzrostu roślin dwutlenek węgla pochodzi z wulkanów czy też ze spalania paliw kopalnych? Stosując zatem elementarną logikę, należałoby przyjąć, że albo prawie 40 lat temu w jednym z najlepszych krakowskich liceów uczono mnie wręcz jakichś niesamowitych głupot, albo że obecnie promotorzy „zielonego ładu” i związanej z tym transformacji energetycznej plotą jakieś niestworzone brednie. Tertium non datur!