Lodówka, pralka, telewizor, komputer, smartfon, lokomotywa, samochód, a niebawem samoloty, łodzie i może kosmiczne rakiety. Wszystkie te urządzenia są lub będą napędzane elektrycznie. Skąd jednak brać prąd, którego ludzkość konsumuje coraz więcej i więcej?
Gdy w XIX wieku rozwinęły się eksperymenty i badania nad prądem elektrycznym i jego wykorzystaniem, nowa technologia miała jeszcze wielu sceptyków. Słynne przecież są historie, gdy z elektryfikacją, głównie wsi, walczono przesądami, że krowy przestaną dawać mleko, a kury znosić jaja. Na szczęście, korzyści z prądu elektrycznego, z oświetlenia, a z czasem także z nowych urządzeń jak radioodbiorniki, pralki czy telewizory, szybko przekonały sceptyków, że bez prądu już nie da się żyć.
Jak to z elektryfikacją Polski było
Po zaledwie stu latach od upowszechnienia elektryczności, zapotrzebowanie na prąd elektryczny wzrasta lawinowo. Dane tylko dla Polski pokazują, jak gospodarka oparta na energii elektrycznej przyśpiesza z roku na rok. Od pierwszego roku niepodległej Polski, mniej więcej do zakończenia II wojny światowej, prąd zużywały tylko duże miasta. W 1918 roku miesięczne zużycie prądu wynosiło około 38 kWh per capita (na głowę mieszkańca). Od 1946 roku widać powolny, ale wyraźny wzrost zużycia prądu na skutek powszechnej elektryfikacji.
Przed wojną zelektryfikowanych było około 5% wsi II Rzeczypospolitej, zaś tylko przez 5 powojennych lat nastąpił wzrost liczby zelektryfikowanych wsi do 30% (częściowo przez zmianę granic po wojnie i fakt, że do Polski włączono dobrze zelektryfikowane tereny przedwojennych Niemiec). Do roku 1970 elektryfikacja objęła od 62% do 92% terenów wiejskich w Polsce, a w 1980 roku już wszystkie wsie w kraju posiadały prąd elektryczny. Dziś miesięczne zużycie prądu na głowę mieszkańca w Polsce to 160 kWh, a roczna produkcja i zużycie to aż 180 TWh (terawatogodzin).
Wykres jak postępowała elektryfikacja polskiej wsi:
Spalanie paliw daje prąd, ale tylko do czasu
Żeby jednak wyprodukować taką ilość niezbędnej energii elektrycznej trzeba spalać paliwa kopalne, na których oparta jest dzisiejsza energetyka w Polsce (ale także i na świecie). Szacuje się, że aż 80% energii elektrycznej w naszym kraju produkuje się spalając węgiel. Jakie są tego konsekwencje, doskonale widać na przykładzie zmian klimatycznych, które opisywaliśmy w naszych artykułach. W 2018 roku na potrzeby energetyki polskiej spalono prawie 40 mln ton węgla. Ciekawe dane przyniósł jednak kolejny, 2019 rok. Odnotowano wtedy spadek zużycia węgla na cele produkcji energetyki o ponad 3 mln ton! To najniższy wynik od 1990 roku, gdy nasze elektrociepłownie spalały blisko 50 mln ton węgla.
To dobra informacja dla klimatu, ale gorsza dla górnictwa, które prędzej czy później czeka jednak transformacja. Pamiętać bowiem należy, że zasoby węgla kamiennego kurczą się i niebawem ilość wydobywanego surowca może nie wystarczyć do zaspokojenia potrzeb energetycznych kraju. Zmieniło się też podejście rządów do korzystania z energii pozyskiwanej ze spalania paliw kopalnych. Wzrost globalnej temperatury na świecie i szereg idących za tym niekorzystnych zmian klimatycznych, zmuszają po prostu do ograniczenia spalania węgla i produkcji dwutlenku węgla. Dlatego też rozważane są, a w wielu krajach z sukcesem stosowane, alternatywne sposoby pozyskiwania energii, zwłaszcza ze źródeł odnawialnych.
Czym są odnawialne źródła energii
Najprościej mówiąc, odnawialne źródło energii, to takie, które się nie wyczerpuje. Zasoby ropy, gazu, węgla uwięzione w skałach w pewnym momencie się skończą, a ponowne ich wyprodukowanie zajęłoby naszej planecie miliony lat (węgiel, to przecież skamieniałe fragmenty roślin pradawnej Ziemi). Odnawialnym źródłem są natomiast drzewa. Drewno można spalać dlatego, że za kilkanaście lat zasoby lasów znowu mogą się odrodzić, chociaż oczywiście nie jest to zbyt ekologiczne i uzasadnione ekonomicznie. Są jednak doskonalsze źródła niewyczerpalnej energii takie, jak: słońce, wiatr, woda i ziemia. Klasyczne cztery żywioły mogą dostarczać nieprzerwanie energii do urządzeń, których ludzie używają i potrzebują. Problemem jest jedynie odpowiednia technologia, ale i to w ostatnich latach znacznie się zmieniło.
Dziś już nie dziwi krajobraz usiany kręcącymi się wiatrakami, które produkują prąd. Na wielu budynkach można obecnie zauważyć instalacje fotowoltaiczne, a wolno stojące farmy z setkami paneli słonecznych również są coraz częstszym widokiem, zwłaszcza w najbardziej nasłonecznionych regionach Europy. Od wielu lat eksploatowane są także elektrownie wodne, w Polsce mamy 6 dużych elektrowni wodnych, ale udział wyprodukowanego przez nie prądu w tzw. miksie energetycznym wynosi tylko 1,6%. W dodatku z budową elektrowni wodnych wiążą się kontrowersje i duży wpływ na środowisko naturalne (zakłócenia w biegu rzek i równowagi biologicznej).
Ile energii z odnawialnych źródeł?
Udział energii produkowanej z odnawialnych źródeł energii z roku na rok wzrasta, chociaż w naszym kraju, ciągle w bardzo wolnym tempie. Wg danych Eurostatu, w 2019 roku w Polsce był to udział 11,5% w ogólnym miksie energetycznym, a w 2020 roku ten poziom wzrośnie do zaledwie 12,3%. Choć i tak trzeba przyznać, że udział ten prawie się podwoił w porównaniu z okresem z lat 2014-2018. Często dzięki wielkiemu zainteresowaniu instalacjami fotowoltaicznymi indywidualnych inwestorów i właścicieli domów, chociaż akurat energii pozyskiwanej ze słońca jest tak mało, że nie jest ona nawet odnotowana w polskim miksie energetycznym.
Najlepiej w Europie w zakresie korzystania z OZE radzą sobie kraje skandynawskie, tam udział energii ze źródeł odnawialnych w ogólnym wolumenie waha się (w zależności od kraju) od 55% do ponad 70%. Tym krajom z pewnością łatwiej będzie osiągnąć cele całkowitej neutralności klimatycznej do 2050 roku postulowane w przyjętej przez Unię Europejską strategii Zielony Ład. Podobnie jak np. Niemcom, którym już w 2018 roku udało się osiągnąć sytuację, gdy ilość prądu wyprodukowanego z OZE przewyższyła tę produkowaną ze spalania węgla.
Mimo to wiele krajów europejskich i światowych dąży do jak największego udziału czystej energii w swoich miksach energetycznych, odchodząc od spalania paliw kopalnych na rzecz czasem zupełnie eksperymentalnych technologii. Prąd produkują np. z biomasy (Austria), energię cieplną pozyskują ze źródeł geotermalnych (Skandynawia) albo z głębinowych pomp ciepła (Francja). Także i Polska może pochwalić się bardzo interesującą technologią, która wykorzystuje słońce do produkcji energii. Opracowała ją polska badaczka, a opiera się na perowskitach, czyli przewodnikach, które mają bardzo duży stopień absorpcji światła słonecznego. Polska firma, która produkuje atrament pochłaniający światło, chce używać go w specjalnie przystosowanej drukarce, aby móc nadrukowywać na elastycznych elementach. Być może już niedługo baterie słoneczne pokryją nie tylko dachy naszych domów, ale także okna, samochody, ubrania, elektronikę.
A może jednak energia z atomu?
Energia pozyskiwana w procesie rozszczepiania jądra atomu, to wg statystyk, najczystsza i najtańsza technologia używana do wytwarzania prądu. Niestety, zła sława energetyki atomowej utrzymuje się od czasu potężnej awarii elektrowni atomowej w Czarnobylu w 1986 roku, czy niedawnej awarii japońskiej elektrowni w Fukushimie w 2011 roku. Swoją drogą, to tylko dwie z licznych awarii, które dotykały elektrownie atomowe w historii ludzkości. Mimo to wiele krajów świata na energii z atomu oparło swój model pozyskiwania prądu. Największy udział energii produkowanej przez elektrownie atomowe w ogólnej produkcji energii mają m.in. Francja (75%), Belgia (51%), Ukraina (44%), Korea Południowa (31%), Szwajcaria (39%), USA (20%), czy Rosja (17%).
Największe protesty wśród przeciwników energii atomowej dotyczą składowania odpadów radioaktywnych, bardzo wysokich kosztów budowy i eksploatacji obiektów, zawodnych technologii oraz błędów ludzkich, które m.in. doprowadziły do awarii w Czarnobylu. Sam koszt sarkofagu, którym nakryto uszkodzony reaktor czarnobylskiej elektrowni po awarii siegnął kwoty rzędu 1 mld euro, na co składało się wiele krajów świata. Skutki zaś eksplozji sprzed 25 lat są odczuwalne do dziś wśród ludności zamieszkującej tereny, które uległy skażeniu, gdy radioaktywna chmura wydobyła się z uszkodzonego reaktora i rozprzestrzeniła nad Europą. To m.in. z powodu radzieckiej technologii zastosowanej do budowy pierwszej polskiej elektrowni atomowej w Żarnowcu, zrezygnowano z tego projektu, jako zbyt ryzykownego i nieopłacalnego.
Dziś temat energii pozyskiwanej z atomu wraca do polskiej debaty publicznej, bo mimo wszystko, energetyka atomowa zaliczana jest do odnawialnych źródeł energii. Jednak wydaje się, że jedną ze słusznych dróg, które wyeliminują energię pozyskiwaną ze spalania paliw kopalnych, jest budowa rozproszonych sieci źródeł energii, instalacje fotowoltaiczne, geotermalne, pompy ciepła, elektrownie wiatrowe. Duży wkład i wysiłek w tym kierunku leży po stronie prywatnych inwestorów, którzy od wielu lat w całej Europie i na świecie przez takie działania przyczyniają się na rzecz poprawy klimatu. Czy to jedyna droga? Z pewnością ciekawa, bezpieczna i najbardziej ekologiczna droga ku klimatycznej neutralności w 2050 roku.
Źródła
https://wysokienapiecie.pl/14538-jak-wygladala-polska-energetyka-w-1918-roku/
http://www.irwirpan.waw.pl/dir_upload/site/files/Lukasz/komorowski.pdf
