Jeśli chodzi o energię odnawialną, nie jest bez znaczenia, kiedy jest ona produkowana. Trudność jej przechowywania sprawia, że jej ekonomia nie jest zwykła. W tym przypadku ważną kwestią jest nie tylko „ile”, ale także „kiedy”. Tymczasem, jeśli chodzi o ropę naftową, nieistotne jest czy jest ona pompowana w południe, czy o północy.
Coraz tańsza?
Mówi się, że koszty energii wiatrowej i słonecznej spadają, ponieważ świat poprawia swoją zdolność do wykorzystywania zasobów naturalnych. Według oficjalnej agencji amerykańskiej Energy Information Administration (EIA), wyrównany koszt* morskiej energii wiatrowej wynosił w 2014 r. około 200 dol. za 1 MW, a do 2023 r. spadł do 127 dol., z wyłączeniem dotacji. Dlaczego więc branża, wciąż boryka się z trudnościami?
Serwis informacyjny Bloomberg podał niedawno, że sześciu gubernatorów stanowych błagało Joe Bidena o interwencję w celu ratowania producentów OZE. Problem nie dotyczy tylko USA. W Wielkiej Brytanii ostatnia aukcja morskiej energii wiatrowej nie przyciągnęła żadnych ofert.
By to zrozumieć, należy bardziej szczegółowo rozważyć wyrównany koszt energii – zauważa „The Economist”. Jeśli powrócimy do świata, w którym do wyboru mamy jedynie gaz, węgiel lub energię jądrową, to okaże się, że wyprodukowanie energii różni się, zarówno pod względem kosztów stałych, jak i zmiennych. Koszty elektrowni jądrowej są w większości stałe. Najpierw trzeba ją co prawda wybudować, ale potem wyprodukowanie kolejnej jednostki energii elektrycznej jest niedrogie. Dokładnie odwrotnie jest w przypadku elektrowni gazowej – tu koszty są zmienne, bo większość z nich stanowi paliwo.
Według EIA wyrównany koszt energii jądrowej wynosi 91 dol. za 1 MWh. Gaz ziemny kosztuje 43 dolary.
To jednak nie koniec. „Koszty różnią się też w zależności od tego, jak często dane źródło wytwarza energię. Elektrownia jądrowa będzie najtańsza, jeśli będzie działać nieprzerwanie, ponieważ wysokie koszty początkowe pozwolą uzyskać większą produkcję. Gaz, z niskimi kosztami stałymi i wysokimi kosztami zmiennymi, ma niższe korzyści skali. Węgiel plasuje się gdzieś pomiędzy nimi” – zauważa „The Economist”. Jeśli wzięłoby się pod uwagę jedynie korzyści finansowe, to optymalny miks energetyczny jest wtedy, gdy energia jądrowa pokrywa „obciążenie podstawowe” lub minimalny poziom zapotrzebowania, węgiel służy dla „średniego obciążenia” i wreszcie gaz ziemny dla „obciążenia szczytowego”, gdy zapotrzebowanie jest najwyższe. Jeśli doda się do tego cenę emisji dwutlenku węgla, węgiel przegrywa z gazem ziemnym, który jest mniej zanieczyszczający.
OZE zakłócają obecnie tę dynamikę, gdyż produkują energię w zależności od pogody, co wymaga dostosowania do nich reszty systemu energetycznego. W przypadku gazu nie ma z tym większego problemu, gdyż cechują go niskie koszty stałe i wysokie zmienne. Jednak energia jądrowa staje się automatycznie znacznie droższa. Zbyt kosztowne jest budowanie elektrowni atomowej, zakładając, że miałaby działać głównie w okresach bezwietrznych.
Droższe, niż się wydaje
To wszystko powoduje, że panele słoneczne i turbiny wiatrowe są mniej korzystne, niż większość zakłada. Nie mogą one zawsze wytwarzać energii elektrycznej wtedy, gdy jest ona potrzebna. Ich moc wytwórcza nie jest więc tak wartościowa, jak moc zwykłej elektrowni. By to porównać, należy wziąć pod uwagę, nie tylko to, ile kosztuje wyprodukowanie każdej megawatogodziny, ale także wartość tej konkretnej godziny. Zwłaszcza że energia w nocy jest mniej cenna niż ta wytwarzana w czasie, gdy korzysta z niej najwięcej zakładów i osób.
„Na wyidealizowanym rynku, z cenami aktualizowanymi z chwili na chwilę i geograficznie od węzła do węzła w sieci, względna korzyść każdego źródła energii byłaby łatwa do obliczenia: zależałaby od »współczynnika przechwytywania«**” – wyjaśnia „The Economist”. W praktyce ceny energii elektrycznej powinny być wyższe, gdy ludzie najbardziej jej potrzebują, zwiększając współczynnik wykorzystania źródeł, które produkują w tym czasie. Na szczęście w przypadku paneli słonecznych, są one najbardziej wydajne w ciągu dnia, co czyni produkowaną przez nie energię użyteczną. W przypadku energii wiatrowej sprawdza się w zimnych, wietrznych miesiącach. Jednak, w miarę jak coraz więcej odnawialnych źródeł energii dołącza do sieci, wskaźnik wychwytywania będzie spadał, ponieważ obfitość paneli słonecznych oznacza, że gdy jest słonecznie, ceny energii elektrycznej są bardzo niskie, a nawet ujemne.
Nieopłacalne?
Biorąc pod uwagę koszty, mierzone w USA przez EIA, większość odnawialnych źródeł energii wydaje się mniej konkurencyjna. Koszt energii słonecznej wynoszący 23 dol. za MWh spada poniżej średniego wskaźnika wychwytu, wynoszącego 20 dol. za wytworzoną energię elektryczną. To wciąż jednak wystarczająco dobry wynik, by pokonać wszystko poza wiatrem na lądzie, energią geotermalną i dodaniem większej liczby akumulatorów do sieci. Z kolei morska energia wiatrowa wydaje się wręcz niekonkurencyjna: współczynnik wychwytywania energii elektrycznej wynosi około 30 dol. w porównaniu z kosztem 100 dol. za MW – tylko energia jądrowa i węgiel mają niższe wskaźniki. Dodając do tego rosnące koszty wynikające z wyższych stóp procentowych i zakłóceń w łańcuchach dostaw, nic dziwnego, że wielu dostawców morskiej energii wiatrowej boryka się z trudnościami.
Trzeba wziąć też pod uwagę, że większość rynków energii elektrycznej nie jest idealna. Ceny nie odzwierciedlają prawdziwej wartości czasu i miejsca. Nie daje to pełnego obrazu, ile naprawdę społeczeństwo potrzebuje energii elektrycznej. Na przykład w Wielkiej Brytanii hurtowe ceny energii elektrycznej są ustalane dla półgodzinnych bloków. Wprawdzie powinno to pokazywać przyzwoity obraz tego, czy odnawialne źródła energii produkują energię w niewłaściwych porach dnia, ale istnieje tylko jedna cena dla całego kraju. Na dodatek większość lądowych farm wiatrowych znajduje się w Szkocji, choć najwięcej energii elektrycznej potrzebuje południowa Anglia. Do niedawna jednak w Anglii obowiązywał zakaz ich budowy. Brak przepustowości w sieci, która mogłaby przesyłać energię elektryczną na południe, powoduje, że zarządca sieci płaci za wyłączenie turbin wiatrowych w Szkocji, podczas gdy elektrownie gazowe w Anglii są włączone.
Przeczytaj także:
- Według ekoaktywistów żadna energia nie jest wystarczająco dobra
- Zielona energia zasili konta Al-Kaidy
Niezbędne jest więc zwiększenie zdolności sieci do przesyłania i magazynowania energii elektrycznej. To rozwiązałoby wiele problemów. Na chwilę obecną jednak porównanie kosztów ze wskaźnikiem przechwytywania nie daje dokładnego obrazu względnych korzyści płynących z budowy większej liczby szkockich elektrowni wiatrowych. Prawdziwe koszty energii odnawialnej są większe, niż się wydaje.
* Wyrównany koszt energii – stałe i zmienne koszty produkcji energii przez cały okres eksploatacji elektrowni i zważenie ich przez oczekiwaną liczbę watogodzin, które elektrownia wyprodukuje.
** Współczynnik przechowywania – różnica między ceną rynkową otrzymywaną przez źródło a średnią ceną energii elektrycznej w danym okresie.
