Miliardami euro UE nie zmieni praw fizyki, bo one są nieprzekupne [WYWIAD]

Na jakim etapie jest rozwój technologii dużych magazynów energii, bez których OZE nigdy nie zapewnią bezpieczeństwa energetycznego? Czy gdzieś na świecie ta technologia funkcjonuje?

Energii elektrycznej nie można magazynować. Fizycy o tym doskonale wiedzą. Einstein nieraz powtarzał, że energia elektryczna jest ruchem elektronów, a ruchu nie można zmagazynować. Można energię elektryczną magazynować tylko w formach pośrednich. Po pierwsze, w formie energii potencjalnej poprzez budowę elektrowni szczytowo-pompowej. Po drugie, w magazynach chemicznych, np. litowo-jonowych – takich, jakie są w samochodach, a kolejnym nowym pomysłem to jest wodór. W Polsce elektrownie szczytowo-pompowe (ESP) istnieją od lat. Na 27 tys. MW mocy ESP mają około 1,6 MW. Przy normalnym działaniu systemu dla odbiorców energii są one wystarczające. Więcej ich nie potrzeba. Natomiast jeśli chciałoby się magazynować energię ze źródeł odnawialnych, to trzeba zbudować wielkoskalowe magazyny zdolne przechować energię przez wiele miesięcy. Problem polega na tym, że struktura geograficzna naszego kraju jest taka, że więcej ESP już nie wybudujemy. Próbuje się budować taką elektrownię w Młotach w Dolinie Kłodzkiej. Tylko że jak byłem studentem, to już się tam próbowało ją budować. Nawet gdyby tę ESP w Młotach wybudowano, to i tak to wiele nie zmieni.

Ponadto elektrownie szczytowo-pompowe budowane są po to, żeby wyrównywać zapotrzebowanie na energię między dniem i nocą. Na całym świecie jest tak, że w nocy pobiera się mniej energii, bo aktywność społeczeństwa jest mniejsza, a w dzień czy wieczorem więcej. Te elektrownie budowane są w celu wyrównania tych różnic. Natomiast dla źródeł odnawialnych, szczególnie fotowoltaicznych w panelach PV, magazyny powinny być w stanie przechowywać energię przez pół roku, ponieważ słońce świeci w maju, czerwcu, a energia jest potrzebna zimą – w styczniu czy lutym. Jeśli dzisiaj elektrownia szczytowo-pompowa wykonuje 300 cykli w roku, to koszt tej energii wynosi około 2 tys. zł/MWh. Jeśli natomiast ta elektrownia byłaby napełniana w maju czy w czerwcu i czekałaby do stycznia, aby wykorzystać zmagazynowaną wodę, to wykona ona jeden cykl rocznie, a koszt energii nie wyniesie 2 tys. zł/MWh, tylko 200 tys. zł/MWh. No więc to jest mrzonka.

A magazyny elektroniczne?

Również nie jesteśmy w stanie wybudować magazynów elektronicznych. Są one bardzo kosztowne i dosyć szybko rozładowują się. To nie mogą być magazyny długoterminowe. W Polsce największy magazyn elektroniczny, jaki powstał – w innych krajach jest podobnie, bo to są takie konstrukcje doświadczalne – jest w stanie zmagazynować energię w wielkości 400 MWh. Jeden blok w Kozienicach ma moc ponad 1000 MW, a te 400 MWh, jakie możemy zmagazynować, wyprodukuje w 25 minut. Tyle jesteśmy w stanie zmagazynować. I co dalej? No więc ani magazyny szczytowo-pompowe, ani elektroniczne nie zapewnią odpowiedniej wielkości i horyzontu czasowego magazynowania energii z OZE.

Czyli zostaje wodór?

Nadzieją na transformację, dla której niezbędne jest magazynowanie energii, jest wodór. Pomysł jest taki, że kiedy mamy nadmiar energii z OZE, to z energii tej poprzez elektrolizę produkujemy wodór. Taki rodzaj wodoru jest nazywamy zielonym. Wodór używany w przemyśle i pozyskiwany z gazu ziemnego lub ropy to jest tzw. wodór szary i nie spełnia warunków transformacji energetycznej, ponieważ proces produkcji powoduje wydzielanie dwutlenku węgla. Jeżeli mówimy o wodorze zielonym, to pierwszym etapem jest elektroliza. Jest to proces bardzo kosztowny, o niskiej sprawności, ale technicznie możliwy do realizacji. Drugim etapem jest magazynowanie wodoru. Tutaj powstają trudności, ponieważ wodór H2 to bardzo mała cząstka. „Widzi” metalową ścianę magazynu jako prawie pustą przestrzeń. Gdyby do zwykłego zbiornika na paliwo, jaki jest w samochodzie, nalać wodoru, to po dwóch godzinach on by z tego zbiornika uciekł. Dlatego do samochodów wodorowych stosuje się specjalne kompozytowe zbiorniki, które mają znaczną wagę. Na przykład pierwszy wodorowy samochód zabierał 5 kg wodoru, ale zbiornik tego „paliwa” ważył 120 kg. Podobnie jest w kolejnych modelach. Czyli żeby magazynować wodór, trzeba budować specjalne zbiorniki z bardzo kosztownych materiałów. Wodoru nie można też przesyłać normalnymi rurociągami, bo on znów ucieknie. To muszą być specjalne rurociągi kompozytowe, więc trzeba by wybudować całą sieć od nowa. To jest bardzo kosztowne – setki miliardów euro – ale z technicznego punktu widzenia to jest do zrobienia. Natomiast poważnym problemem zaczyna być użytkowanie wodoru. Wodór spala się w sposób wybuchowy, powodując dodatkowo kruchość materiałów. Niemcy już w 1936 r. próbowali wykorzystywać wodór w turbinach – na przykład w zakładach samolotowych Heinkla. I po roku ta turbina im się rozleciała. Obecnie możliwa jest praca turbiny „wodorowej” z dodatkiem do 8 proc. wodoru do gazu ziemnego. Ostatnio szef firmy Rolls-Royce, przodującej firmy w budowie turbin, powiedział, że dalej będą pracować nad wodorem, ale jeśli coś powstanie, to nie szybciej niż za 15-20 lat, a i to nie jest pewne.

Czyli Unia Europejska cały czas mówi o konieczności budowy magazynów energii, których zbudowanie nie jest możliwe, a przecież bez magazynów energii OZE nigdy nie będą stabilne.

To jest rodzaj pułapki. Z jednej strony żeby w pełni wykorzystać energię OZE musimy mieć magazyny, ale fizyka wodoru czy pośredniego gromadzenia energii pokazuje, że nie jesteśmy w stanie tego zrobić. Unia brnie w technologie, które nie mają sensu od strony praw fizyki. Miliardami euro, jakie Unia Europejska przeznacza na projekty wodorowe, nie zmienimy praw fizyki, bo one są nieprzekupne. Błędne decyzje dotyczące polityki klimatycznej powodują, że Unia Europejska nie tylko traci konkurencyjność, ale przestaje się rozwijać. Wzrost PKB Francji za ostatnie 15 lat wyniósł minus 5 proc., Hiszpanii – minus 14 proc., a we Włoszech – minus 17 proc. Niemcy osiągnęły wzrost PKB przez 15 lat zaledwie 8 proc., a Polska, która wyróżnia się na plus, miała wzrost PKB 29 proc. Wzrost PKB całej Unii w ciągu 15 lat wyniósł 2 proc. W tym czasie Stany Zjednoczone miały 70 proc., a Chiny – 300 proc. wzrostu PKB. Poprzez politykę klimatyczną skazujemy Europę na zapaść gospodarczą.

Na czym polega propagowana przez Komisję Europejską technologia CCS? W jakim celu miałaby ona funkcjonować?

Ograniczenie emisji CO2 może polegać na wychwytywaniu tego gazu ze spalin. Można wychwycić CO2 przed spalaniem paliwa, po spalaniu lub w trakcie spalania, ale tylko metoda wychwytywania po spalaniu w miarę działa, chociaż jest szalenie kosztowna. W tej metodzie korzysta się z pary używanej do produkcji energii elektrycznej, co powoduje, że sprawność takiej elektrowni spada z 44 proc. do 30 proc. To już są duże koszty, ale to dopiero początek problemów. Po wychwyceniu CO2 należy gaz ten skroplić, na co potrzeba też dużo energii, a następnie przesłać specjalnymi rurociągami na miejsce składowania. W samej elektrowni w Bełchatowie będzie to około 30 mln ton CO2 rocznie. Kolejnym problemem jest składowanie CO2, ponieważ nie mamy zbiorników podziemnych. Powstają więc pomysły, aby składować CO2 pod morzem, ponieważ jeżeli taki gaz uwolni się pod wodą, nie spowoduje zbytnich szkód. Jeżeli jednak magazyn skroplonego CO2 byłby w centrum Polski, to jego wyciek może zatruć kilkaset tysięcy ludzi. Niemcy w ogóle zakazali składowania dwutlenku węgla na swoim terytorium. Realnie na składowanie CO2 zostaje tylko Bałtyk lub Morze Północne, ale trzeba tam ten CO2 przetransportować. Czy można sobie wyobrazić, że z centrum i południa Polski, gdzie są położone elektrownie, buduje się setki kilometrów specjalnych rurociągów? Powstają kolejne pytania: kto poniesie koszty budowy tych ogromnych składowisk podmorskich? Kto poniesie koszty ich monitorowania? Jak długo ma być składowany CO2: 10 tys., a może 20 tys. lat? Kto będzie monitorował takie składowisko i kto poniesie jego koszty? To jest pomysł w zupełności nierealny.

Czy instalacja CCS wychwytuje 100 proc. emisji dwutlenku węgla?

Nie. To zależy od instalacji. Przyjmuje się, że wychwytuje od 50 do 90 proc.

Dlaczego więc Komisja Europejska cały czas mieli ten temat CCS-u? Z tego, co Pan mówi, to jest bez sensu.

Nie wiem, dlaczego Unia Europejska robi różne rzeczy, które nie mają technicznego sensu. Być może ideologia zdominowała rozsądek. Miliardy euro płyną na jakieś „doliny wodorowe”, chociaż wiadomo, że niewiele z tym wodorem można zrobić. Pod Warszawą jest instytut, który ostatnio otrzymał nazwę „Państwowy” (może lepiej byłoby „Narodowy”), który zajmuje się badaniem wodoru, mimo że wiadomo, iż efekty będą niewielkie, bo prawa fizyki się nie zmieniają, a te dotyczące wodoru znamy od 200 lat i pozostają cały czas niezmienne.

Nigdzie na świecie instalacja CCS nie została wdrożona?

Była instalacja CCS w elektrowni węgla brunatnego Schwarze Pumpe w Niemczech. To była instalacja pilotowa, laboratoryjna. Dwutlenek węgla dostarczano do fabryki napojów gazowanych. Później z tego zrezygnowano. W niektórych elektrowniach jest też wychwytywana niewielka ilość dwutlenku węgla i oczyszczana, a następnie sprzedawana do szklarni warzyw, jeżeli takie są w pobliżu. Rośliny potrzebują CO2 do fotosyntezy.

To bez istnienia unijnego ETS i unijnych opłat za uprawnienia do emisji dwutlenku węgla nikt by się zainteresował inwestowaniem w CCS?

Oczywiście. W 2012 r. elektrownia Bełchatów otrzymała obietnicę grantu na CCS o wartości 400 mln zł. Miała wybudować instalację dla nowego bloku 800 MW. Ale kiedy policzono koszty, okazało się, że wyniosą około 2 mld zł i zrezygnowano, co było słuszną decyzją.

Czyli Unia Europejska żąda, żebyśmy marnowali olbrzymie pieniądze na coś, co jest niemożliwe do zrobienia…

Niestety tak jest, kiedy próbuje się podporządkować technologie i rozwój gospodarczy ideologii. W Polsce już raz to przeżywaliśmy i nie skończyło się dobrze.

Rozmawiał Tomasz Cukiernik

Prof. dr hab. inż. WŁADYSŁAW MIELCZARSKI – inżynier energetyk, automatyk, profesor nauk technicznych, członek Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników, wykładowca w Instytucie Elektroenergetyki Politechniki Łódzkiej. Posiada ponad 40-letnią praktykę w elektroenergetyce w Polsce i zagranicą (pracował m.in. w Australii, Kanadzie i Singapurze). W 1973 r. ukończył studia na Wydziale Elektrycznym Politechniki Łódzkiej. Kolejno w latach 1978 oraz 1987 uzyskał stopień doktora nauk technicznych i doktora habilitowanego nauk technicznych, w 2002 r. tytuł profesora, a trzy lata później stanowisko profesora zwyczajnego.

Dwukrotnie był doradcą rządu RP. Pracował przy przygotowywaniu projektu polskiego rynku energii elektrycznej, który został wdrożony w latach 2000-2001. Jako doradca ministra gospodarki w latach 2005-2007 przygotowywał program konsolidacji polskiej elektroenergetyki przyjęty w marcu 2006 r. przez rząd i wdrożony w latach 2006-2007. We wrześniu 2007 r. został delegowany przez polski rząd do Komisji Europejskiej, gdzie w latach 2007-2011 pełnił funkcję European Energy Coordinator w dyrekcji DG Energy będąc odpowiedzialnym za rozwój międzynarodowych połączeń transgranicznych systemów elektroenergetycznych w Północnej i Centralnej Europie. Z jego inicjatywy powstał LitPol Link połączenie elektroenergetyczne Polski i Litwy, które zostało oddane do eksploatacji w grudniu 2015 r.

Jest założycielem corocznej konferencji „European Energy Markets”, największej międzynarodowej konferencji w tej dziedzinie. Jego dorobek publikacyjny obejmuje kilkanaście książek i wydań specjalnych, kilkadziesiąt artykułów w pismach naukowych oraz ponad 200 referatów wygłoszonych na konferencjach naukowych. Kierował ponad sześćdziesięcioma projektami badawczymi i wdrożeniowymi. Otrzymał nagrodę Prezesa Rady Ministrów za programy komputerowe optymalizujące pracę systemu elektroenergetycznego w obszarze rynku bilansującego. W 2021 r. został odznaczony przez prezydenta RP Krzyżem Kawalerskim Orderu Odrodzenia Polski.