Czy Polska może być niezależna energetycznie?

W Polsce głównymi źródłami energii są: węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny. Węgiel zarówno kamienny, jak i brunatny, mamy swój własny. Ropa naftowa jest prawie całkowicie importowana i jak na razie nie znaleziono znacznych jej źródeł w Polsce.

Gaz ziemny jest w 70% importowany, a znane jego zasoby w kraju nie są duże. Ropa naftowa oraz gaz ziemny są importowane z Rosji i przesyłane rurociągami. Czy w tych warunkach Polska może być energetycznie niezależna, oprzeć gospodarkę energetyczną na własnych surowcach i zlikwidować lub zminimalizować ich import?

W ostatnim okresie odkryto w Polsce duże zasoby gazu w łupkach oraz innych skałach. Jak dokładnie duże są to zasoby, jeszcze nie wiadomo. Według niektórych szacunków jest to 1,5-3,0 bilionów metrów sześciennych. Wystarczyłoby to na potrzeby Polski na ok. 200 lat. Znane kompanie amerykańskie i inne uzyskały od polskiego rządu koncesje na wiercenia badawcze. Do tych badan włączyły się również firmy polskie. Jeżeli przewidywania potwierdzą się i eksploatacja tych złóż będzie opłacalna, Polska może uniezależnić się całkowicie od importu gazu ziemnego, a może nawet od ropy naftowej. Polska może wówczas stać się nawet eksporterem tego gazu, zagrażając monopolistycznej pozycji Gazpromu w Europie.

Na konkretne wyniki trzeba jednak poczekać, gdyż badania tych zasobów oraz specyficzne przygotowanie i dopasowanie metod eksploatacyjnych tych złóż wymaga czasu. Wydaje się, że udokumentowanej oceny tych zasobów należy spodziewać się za parę lat, a rozwój eksploatacji na szerszą skalę może potrwać do 10-15 lat. o ile udokumentowane zasoby okażą się dostatecznie duże. a ich wydobycie opłacalne. Jest to ciekawe rozwiązanie – ale na przyszłość.

Czy można w ogóle zrezygnować z importu ropy naftowej oraz gazu ziemnego?

Czy Polska może się obejść bez importu tych surowców? Teoretycznie odpowiedź jest pozytywna. Można wytwarzać z węgla zarówno syntetyczną ropę naftową, jak również produkty jej przerobu, czyli paliwa motorowe. Można też produkować z węgla syntetyczny gaz ziemny, będący zamiennikiem gazu ziemnego. Polska jest krajem bogatym w węgiel i jego zasoby wystarczą na wiele lat. Produkcja benzyn oraz paliwa dieslowego (oleju napędowego) z węgla teoretycznie mogłaby zmniejszyć lub całkowicie wyeliminować import ropy naftowej. Produkcja gazu syntetycznego z węgla może również zmniejszyć lub wyeliminować import gazu ziemnego. Dla obu procesów istnieją odpowiednie i sprawdzone technologie, które zostały omówione w poprzednich rozdziałach. Problemem jest na ile realne są te warianty i ile one będą kosztować. Warto przeanalizować konsekwencje ekonomiczne takich kroków.

Aby zlikwidować obecnie całkowicie import ropy naftowej oraz gazu ziemnego w Polsce (na zakup ropy naftowej oraz gazu ziemnego trzeba wydać teraz ok. 15-16 miliardów dolarów rocznie), należałoby rocznie wyprodukować 13 mln ton paliw motorowych i 10 mld m3 substytutu gazu ziemnego z węgla, do czego potrzeba inwestycji rzędu 35 miliardów dolarów. Do wyprodukowania takich ilości paliw potrzeba ok. 64 mln ton węgla kamiennego. Czy Polska ma tyle węgla, który można byłoby przeznaczyć na ten cel?

W 2006 roku w Polsce wydobyto ponad 95 mln ton węgla kamiennego i 61 mln ton węgla brunatnego, z czego ponad 53 mln ton węgla kamiennego i cały węgiel brunatny zużyto do produkcji prądu elektrycznego oraz ciepła. Eksport węgla kamiennego w tym roku wyniósł prawie 17 mln ton. Zakładając że zdolności wydobywcze węgla w Polsce mogą być utrzymane na tym poziomie i przyjmując że inne zużycie węgla pozostanie na tym samym poziomie, do wyeliminowania importu ropy i gazu ziemnego, przy zaprzestaniu eksportu węgla, brakuje według programu opisanego powyżej 47 mln ton węgla rocznie.

Skąd wziąć tyle brakującego węgla, nie zwiększając wydobycia ani importu?

Polskie elektrownie są na ogół przestarzałe i mało sprawne. Ponadto, wykorzystuje się w nich ok. 30% energii zawartej w paliwie. W Polsce w 2006 roku wyprodukowano i zużyto 157 TWh energii elektrycznej. Gdyby elektrownie produkujące taką ilość prądu zamienić na nowoczesne, wykorzystujące gazyfikację węgla oraz kombinowany cykl produkcji prądu elektrycznego, to poprawiłoby to ich sprawność w wykorzystaniu energii zawartej w węglu do 45%. Wówczas zużycie paliwa w tych elektrowniach zmniejszyłoby się o ok. 33%. Stosując jednak wymagane usuwanie i sekwestrację dwutlenku węgla obniżyłoby się sprawność termiczną tych elektrowni o ok. 20% – czyli do 36%. Należy zaznaczyć, że to samo dotyczy tradycyjnych elektrowni węglowych. Ich sprawność termiczna zostałaby również obniżona co najmniej o 20%. Zmieniając tradycyjne węglowe elektrownie na elektrownie gazujące wegiel, można byłoby zaoszczędzić rocznie ok. 13-14 mln ton węgla kamiennego oraz 16 mln ton węgla brunatnego, co łącznie z węglem przeznaczonym na eksport pokrywałoby prawie 65% potrzeb węgla do produkcji paliw motorowych oraz substytutu gazu ziemnego.

Brakujące 35% można by uzyskać,

stosując podziemną gazyfikację węgla. Program wymiany wszystkich starych elektrowni na nowe jest jednak bardzo kosztowny i aby osiągnąć produkcję elektryczności na obecnym poziomie, wymagałby inwestycji rzędu 40 miliardów dolarów. Program ten jednak musi być, choćby częściowo, realizowany z uwagi na konieczność wymiany zużytych urządzeń w wielu elektrowniach oraz w związku z wymaganiami zmniejszenia emisji dwutlenku węgla.

Dodatkowym sposobem oszczędzania ilości węgla potrzebnego do wytworzenia energii elektrycznej jest oszczędzanie prądu oraz poprawienie sprawności urządzeń u użytkownika końcowego, na przykład przez stosowanie bardziej sprawnych lamp oświetleniowych, wysokosprawnych silników elektrycznych itd. W USA obliczono, że za pomocą konserwacji i podwyższenia sprawności urządzeń u konsumentów prywatnych można byłoby zaoszczędzić od 30 do 75% zużywanej energii elektrycznej, nie obniżając jakości życia. Na pewno duże możliwości takich oszczędności istnieją także w Polsce.

Innym sposobem oszczędzenia ilości węgla zużywanego do produkcji prądu elektrycznego jest zastosowanie na szerszą skalę alternatywnych źródeł energetycznych. W warunkach polskich jest to głównie biomasa, energia słoneczna i energia wiatru, częściowo energia geotermiczna, a także w jakimiś stopniu energia jądrowa.

Teoretycznie jest więc możliwe uzyskanie wymaganej ilości węgla, potrzebnej do wyprodukowania z niego takich ilości paliw motorowych oraz substytutu gazu ziemnego, aby całkowicie zlikwidować import ropy naftowej oraz gazu ziemnego.

Informacje pochodzą z książki „Węgiel i alternatywne źródła energii. Prognozy na przyszłość” Jerzego Taubmana (Wydawnictwo Naukowe PWN, 2011). Książka jest dostępna w księgarni www.ksiegarnia.pwn.pl. Wykorzystanie za wiedzą Wydawcy.

Dla Wydawnictwa Naukowego PWN
Mariusz Ludwiński