W czerwcu 2011 r. rzad Angeli Merkel podjął decyzję o wycofaniu się Niemiec z użytkowania energii jądrowej do 2022 r. Rząd federalny musi w tym czasie zapełnić lukę powstałą w bilansie energetycznym, zarówno pod względem potencjału produkcji, jak i dystrybucji energii z innych źródeł. Musi także utrzymać poziom cen energii, korzystając przy tym z czystych, ale droższych ze względu na cele redukcji emisji, źródeł.
Decyzja Niemiec z 2011 r. oznaczała natychmiastowe wyłączenie ośmiu najstarszych bloków jądrowych i skrócenie czasu eksploatacji pozostałych dziewięciu. U naszego zachodniego sąsiada pracuje obecnie 9 reaktorów o mocy ponad 12 GWe. Moc wszystkich 17 pracujących tam do 2011 r. elektrowni wynosiła 20,4 GWe. Nominalnie stanowiło to 15-procentowy udział w rocznej produkcji energii elektrycznej w Niemczech, ale w ostatnim czasie elektrownie jądrowe zapewniały nawet jedną czwartą dostaw energii elektrycznej (wg IEA, 133 TWh w 2010 r. i 135 TWh w 2009, co stanowiło 23% wyprodukowanej energii). Była to zarazem najtańsza produkowana w Niemczech energia. Według szacunków OECD z 2010 r., koszt 1 kWh z elektrowni jądrowych wynosił 5 centów. Dla porównania, 1 kWh wyprodukowana w elektrowni węglowej kosztowała od 7 do 7,9 centów, od 6,8 do 8,5 w elektrowni węglowej z technologią wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS), 8,5 w elektrowni gazowo-parowej opalanej gazem ziemnym (CCGT) i 10,6 w elektrowni wiatrowej na lądzie.
Niższy popyt ciągnie ceny w dół
W ciągu pierwszego roku od decyzji Niemiec nastąpił spadek cen energii w Europie. Na rynku kontraktów terminowych na Europejskiej Giełdzie Energii cena za MWh spadła z ponad 63 euro w sierpniu 2011 r. do ok. 45 euro w lipcu br. Powodem tego jest utrzymująca się równowaga popytu i podaży na rynku energii. Według Federalnego Stowarzyszenia Przemysłu Energetycznego i Wodnego (BDEW – Bundesverband der Energie Und Wasserwirtschaft e.V.), na skutek kryzysu gospodarczego konsumpcja energii w Niemczech zmalała w 2011 r. do 607 TWh , o 0,5% w porównaniu z rokiem wcześniejszym. W tym czasie produkcja energii spadła o 2,5% (odpowiednio, do 612 GWh z 628 GWh). Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen – AGEB (instytucja opracowująca dane statystyczne z branży energetycznej) podaje z kolei, że w 2011 r. zużycie energii pierwotnej w Niemczech spadło aż o około 5% w stosunku do 2010 r., do poziomu 13,4 tys. petadżuli (PJ) i było najniższe od lat 90-ych.
Zdaniem analityków, popyt nie wzrośnie wyraźnie w najbliższym czasie. Gospodarka niemiecka będzie rosła w bardzo wolnym tempie (wg prognoz rządowych ok. 0,7% w 2012 r.), oszczędniej energią ma także gospodarować sfera konsumentów indywidualnych i instytucjonalnych.
Jednak według prognoz ośrodka badawczego Nena nie będzie tak zawsze. Średnia cena za MWh będzie w latach 2012 – 2020 kształtowała się na poziomie 59 euro i popyt na energię będzie spadał. W latach 2012 – 2013 cena zostanie zredukowana do poziomu 57 euro za MWh, potem jeszcze nieznacznie w latach 2014 – 2015, aby potem stopniowo rosnąć do poziomu 65 euro za MWh w 2020 r. Ceny energii w najbliższym czasie nie będą stanowić zachęty dla rozbudowy elektrowni węglowych i gazowych, które powinny zastąpić wyłączone reaktory jądrowe.
Gaz czy węgiel - co zastąpi energię jądrową?
Niemcy, które muszą do 2020 r. ograniczyć emisję gazów cieplarnianych o 40% w stosunku do poziomu z 1990 r., rozglądają się za źródłem czystej energii. Takim naturalnym wyborem wydaje się paliwo gazowe, którego spalanie w elektrowniach przynosi zdecydowanie mniej emisji gazów cieplarnianych, niż to ma miejsce w wypadku elektrowni węglowych. Jednak pod względem opłacalności produkcji energii, elektrownia gazowa jest zdecydowanie droższa od węglowej.
W 2013 r. 1 MWh z węgla będzie o 16 euro tańsza od wyprodukowanej z gazu. Produkcja elektryczności w elektrowniach napędzanych paliwem gazowym jest opłacalna jedynie w godzinach szczytu (8 – 20), w bilansie 24-godzinnym przynosi straty. Nawet w nowoczesnych elektrowniach gazowych, w których efektywność energetyczna sięga 60%, produkcja energii jest mniej opłacalna niż w starych elektrowniach węglowych, gdzie efektywność wynosi 35%. Według szacunków Reuters nawet starzejące się elektrownie węglowe będą bardziej opłacalne od nowych elektrowni gazowych.
Obecnie Siemens dostarcza generatory o wydajności do 61%, a więc o połowę większej od przeciętnej wartości uzyskiwanej w niemieckich elektrowniach gazowych. Efektywność można podwyższyć według producenta jeszcze najwyżej do 70%. Uwzględniając zwolnienie od podatku, elektrownie gazowe powinny pracować z 65-procentową wydajnością, aby móc konkurować z węglowymi. Jednak te ostatnie także stale podnoszą swoją wydajność. Nowe instalacje węglowe osiągają 45% efektywności, pozostawiając gazowe pod względem ekonomicznym w tyle – choć pod względem ekologicznym są nadal daleko bardziej „brudne”.
Elektrownie gazowe nie są też dostatecznie wspomagane przez europejski system handlu uprawnieniami do emisji dwutlenku węgla. Faworyzuje on oczywiście elektrownie gazowe, ale koszt emisji tony dwutlenku węgla musiałby przekroczyć 35 euro, aby paliwo gazowe było bardziej opłacalne. Komisarz europejski ds. energii przyznaje, że obecna cena 6-8 euro nie zachęca do inwestowania w czystą energię. Zaś rządowe wsparcie dla elektrowni wiatrowych i słonecznych sprawia jedynie, że pojawia się dodatkowa konkurencja dla elektrowni gazowych.
Potencjalną zmianę może przynieść zmiana cen gazu, spodziewana do 2020 r. Przykładem może być rynek amerykański, gdzie obniżenie cen gazu przyniosło spadek cen energii z gazu i zapoczątkował szybki rozwój elektrowni gazowych.
Pod wiatr i słońce
W związku z odejściem od energii jądrowej najwięcej miejsca w przekazach prasowych poświęca się jednak energii ze źródeł odnawialnych, jak wiatr i słońce. W 2011 r. energia słoneczna, wiatrowa i wodna łącznie pokryły 11% zapotrzebowania na energię elektryczną w Niemczech.
Analitycy przewidują, że wzrost potencjału produkcji energii z ogniw fotowoltaicznych może wynosić średnio 4 GW rocznie w ciągu najbliższych 3 lat, i do 2015 roku osiągnąć poziom 40 GW. Energia wiatrowa może wzrosnąć do 36 GW w 2015 – tylko w ubiegłym roku wzrosła o 2 GW, do 27 GW. Łącznie potencjał infrastruktury produkcji energii wiatrowej i słonecznej może wzrosnąć do 76 GW w 2015 r. Pomiędzy potencjałem a rzeczywistą produkcją jest jednak różnica. W 2012 r. możliwości instalacji słonecznych przekroczyły już 25 GW i stanowią największy udział na świecie. Ale moc ta niezmiernie rzadko jest wykorzystywana w pełni. W energetycznym bilansie rocznym Niemiec udział energii z baterii słonecznych wynosi według BDEW tylko niespełna 4%. I pomimo, że w pierwszej połowie br. udział ten wzrósł do 5,3, wystarcza jej do tego, aby w szczycie popytu obniżyć cenę energii o kilka euro. To dodatkowo obniża opłacalność inwestycji w elektrownie gazowe.
A więc może wiatr? Według raportu Instytutu Fraunhofera ds. Energetyki Wiatrowej i Technologii Systemów Elektroenergetycznych z kwietnia br., lądowa energetyka wiatrowa może wypełnić 65% niemieckiego zapotrzebowania na energię elektryczną. Biorąc pod uwagę, że tylko 2% obszaru Niemiec może być wykorzystane pod inwestycje z zakresu energetyki wiatrowej, Instytut Fraunhofera obliczył, że przy użyciu aktualnie dostępnej technologii można zainstalować nawet 198 GW łącznej mocy, co zapewni roczną produkcję energii elektrycznej na poziomie 390 TWh. Powyższe źródła energii wymagają jednak nakładów i bardzo poważnych gwarancji ze strony państwa. Producenci zagwarantowali sobie cenę minimalną na kilka dziesięcioleci. Kwestią otwartą pozostaje jak długo i w jakim stopniu opierać można będzie produkcję energii na dotowanych źródłach, uwzględniając niezwykle kosztowną zmianę w strategii energetycznej Niemiec (szacunki łącznego kosztu odejścia od energetyki jądrowej mówią nawet o 1,7 bln euro do 2030 r.).
Wygląda na to, że w najbliższej perspektywie energia jądrowa zostanie zastąpiona przede wszystkim energią pochodzącą z elektrowni węglowych. Wiadomo już, że w najbliższym czasie pojawi się 10 dodatkowych bloków energetycznych o mocy 11 GW. Czy stawia to pod znakiem zapytania szanse realizacji przyjętego w grudniu 2008 r. przez Parlament Europejski tzw. pakietu klimatycznego, który ma wejść w życie w 2013 r.? Cele pakietu, to ograniczenie do 2020 r. emisji gazów cieplarnianych o 20%, zwiększenie udziału źródeł odnawialnych w bilansie energetycznym do 20% i podniesienie efektywności energetycznej o 20% (punktem „zero” jest rok 1990). Do 2050 r. emisja CO2 ma zostać w krajach Unii Europejskiej ograniczona o 80%. Trzeba przypomnieć, że w 2007 r. Niemcy zadeklarowały, że pragną odegrać w tym procesie rolę lidera i do 2020 r. osiągnąć np. dwukrotnie większą od zakładanej redukcję emisji gazów cieplarnianych oraz poprawę wydajności ekonomicznej o 100%. W maju ub. roku kanclerz Angela Merkel powtórzyła, że Niemcy pragną zredukować emisję CO2 o 40% oraz podwoić udział energii odnawialnej. Porzucenie wykorzystania energii jądrowej i faktyczne zastąpienie jej w bilansie energią z elektrowni węglowych, pozwala jednak formułować pytanie o prawdopodobieństwo realizacji tych celów.
Źródło: http://www.poznajatom.pl/poznaj_atom/czym_zastapic_elektrownie_jadr,370/
FOT: Elektrownia jądrowa w Brunsbüttel, Niemcy - dzięki uprzejmości "frankartculinary"