Skąd jest prąd? Wyjaśniamy, dlaczego energia elektryczna jest taka droga [OKO NA ŚWIAT]

Od tego, z czego produkujemy energię elektryczną, zależy nie tylko jej cena, ale, jak widzimy to ostatnio, także kwestie bezpieczeństwa danego państwa czy regionu. Dziś problemem są paliwa kopalne, ale warto z tej lekcji wyciągnąć wnioski, by nie popaść w podobne tarapaty w przyszłości.

Jeszcze 200 lat temu niemal cała zużywana na świecie energia ogółem pochodziła z tradycyjnej biomasy, czyli ze spalania drewna. Wraz z rozwojem przemysłu i nowych technologii potrzebowaliśmy coraz więcej węgla, którego globalna konsumpcja przed wojną światową stanowiła już ponad 50 proc. zużycia ogółem. Później do gry weszły ropa naftowa i gaz, atom, a następnie źródła odnawialne. Zmiany te dobrze widać na grafikach prezentowanych przez Our World in Data (to projekt brytyjskiej organizacji non profit Global Change Data Lab, ze zbieranych przez nią danych np. dotyczących pandemii koronawirusa korzystają organizacje i media na całym świecie). 

Globalne zużycie energii - udział różnych źródeł Our World in Data

Ilość wykorzystywanej energii niemal nieprzerwanie rośnie - z krótkimi okresami spadków w czasie kryzysów ekonomicznych (widać np. załamanie z czasu ostatniego kryzysu finansowego).  

Zużycie energii pierwotnej na świecie według źródła Our World in Data

Skąd się bierze prąd?

To energia ogółem, czyli z włączeniem transportu i ogrzewania. Jeśli zaś chodzi wyłącznie o energię elektryczną, w ostatnich latach widać dywersyfikację źródeł produkcji. Rośnie udział źródeł odnawialnych, ale zwiększa się także znaczenie gazu. Na koniec 2020 roku blisko 34 proc. globalnej energii elektrycznej wyprodukowaliśmy z węgla, prawie 23 proc. z gazu, a 4,2 proc. z ropy naftowej. Ponad 10 proc. pochodziło z elektrowni jądrowych, 16,8 proc. z wodnych, 6,15 proc. z wiatru, 3,2 proc. ze słońca. Pozostałe 2,7 proc. energii elektrycznej świat wytworzył z innych odnawialnych źródeł, takich jak bioenergia czy instalacje wykorzystujące fale i pływy. Ponad 60 proc. prądu na świecie pochodzi ze źródeł kopalnych, a ponad 1/4 z odnawialnych.

W Europie (UE + Wielka Brytania) energetyczny miks wygląda nieco inaczej. Gaz wyprzedza wiatr i węgiel, a sam jest wyprzedzany przez atom (wciąż mówimy o danych za 2020 rok, w ubiegłym roku i kolejnych może się to zmieniać - Niemcy wyłączają kolejne elektrownie atomowe, w tym roku pracować przestaną ostatnie trzy reaktory). Wyraźnie rośnie znaczenie wiatru - jest już trzecią energetyczną siłą, widać gwałtowny spadek udziału energii elektrycznej wytwarzanej z węgla. 

Udział różnych źródeł w produkcji energii elektrycznej w Unii Europejskiej i Wielkiej Brytanii. Our World in Data

Dla porównania tylko popatrzmy, jak to wygląda w Polsce. U nas też coraz więcej energii elektrycznej - w 2020 r. około 10 proc. - produkujemy z wiatru (choć nie tak dużo, jak byśmy mogli, bo stawianie nowych farm wiatrowych na lądzie wciąż ogranicza prawo, a o budowaniu takich elektrowni na Bałtyku dopiero zaczynamy myśleć), wciąż jednak króluje węgiel. 

Udział różnych źródeł w produkcji energii elektrycznej w Polsce. Our World in Data

To, jak mocno Polska jest uzależniona od węgla na tle UE widać też na poniższej mapie, pokazującej tzw. intensywność węglową produkcji energii elektrycznej, czyli to, ile gazów cieplarnianych emitujemy w przeliczeniu na ilość wytworzonej energii (w gramach CO2 na kilowatogodzinę). Ponieważ większość energii wciąż produkujemy z węgla, więcej emitujemy też gazów cieplarnianych. Większa emisyjność oznacza ceny energii mocniej obciążone kosztami unijnych uprawnień do emisji.

Intensywność węglowa produkcji energii elektrycznej - ilość emitowanych gazów cieplarnianych na jednostkę wyprodukowanej energii elektrycznej w gramach CO2 na kWh Źródło: Our World in Data za Ember EU Power Sector 2020

Do pełniejszego obrazu globalnego rynku energetycznego dorzućmy jeszcze zestawienie najbardziej "prądożernych" gospodarek świata. Wybijają się oczywiście największe - amerykańska i chińska.  

Wytwarzanie energii elektrycznej na świecie w 2020 roku. Our World in Data

Jeśli spojrzeć jednak na zmiany w czasie, to widać, że w największych gospodarkach świata zachodniego (Polska dla porównania) produkcja energii elektrycznej w ostatnich latach niemal się nie zmieniła. Za to w Chinach nieustannie rośnie, nawet w ostatnim przedstawiany na poniższym wykresie roku, 2020, który był przecież rokiem pandemicznych lockdownów i w którym Zachód wytwarzanie energii nieco zmniejszył. 

Wytwarzanie energii elektrycznej w największych gospodarkach świata i w Polsce. Our World in Data

Pandemiczne zmiany

Znaczenie, szczególnie w przypadku źródeł konwencjonalnych, ma to, kto trzyma rękę na surowcach. Około połowa światowej produkcji węgla przypada na Chiny, a w pierwszej dziesiątce, ze znacznie niższymi (nie przekraczającymi 9 proc.) udziałami są: Indonezja, Indie, Australia, Stany Zjednoczone, Rosja, RPA, Kazachstan, Polska i Kolumbia (ostatnie trzy państwa zapewniają po około 1 proc. światowej produkcji). Na liście największych eksporterów tego surowca kolejność jest nieco inna: pierwsze miejsca zajmują Indonezja, Australia i Rosja. 

Największymi producentami gazu są Stany Zjednoczone, Rosja, Iran, Chiny, Kanada, Katar, Australia i Norwegia, przy czym pięć pierwszych z wymienionych państw zapewnia ponad połowę globalnej produkcji tego surowca. 

To wszystko wpływa i na bezpieczeństwo energetyczne, i na ceny energii. W ostatnich dwóch latach sporo namieszała pandemia koronawirusa. Po tym, jak globalna gospodarka na kilka miesięcy wstrzymała oddech, odbiła z ogromnym impetem, napędzając gigantyczny popyt na energię i surowce energetyczne. Z wyliczeń Międzynarodowej Agencji Energetycznej wynika, że w 2021 roku zapotrzebowanie na energię elektryczną zwiększyło się o ponad 6 proc. - to najszybszy roczny wzrost od czasu odbicia po kryzysie finansowym ponad dekadę temu. 

Ten gwałtowny popyt w ubiegłym roku podbił emisje dwutlenku węgla do rekordowo wysokich poziomów (po dwóch latach spadków) - pomimo jednoczesnego wzrostu wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Spalaliśmy więcej węgla, bo, mimo że drożał, to był relatywnie tańszy wobec gazowej alternatywy.

Co się składa na cenę prądu?

Zapotrzebowanie zwiększyło się także z powodu jeszcze jednego czynnika, który bywa bardzo istotny przy generowaniu energii elektrycznej: pogody. Ciepłe lata i chłodniejsze zimy napędzają popyt na prąd, potrzebny do chłodzenia i ogrzewania. Pogoda jest też kluczowa dla OZE, co widzieliśmy dobrze w Europie w ostatnich miesiącach - w minionym roku miewaliśmy okresy ze znacznie mniejszą niż przeciętna wietrznością, co ograniczało produkcję energii na farmach wiatrowych, pod koniec stycznia zaś wichury napędzały wiatraki do bicia rekordów. 

W Europie ten globalny trend gwałtownego wzrostu popytu na energię przerodził się w energetyczny kryzys. Niezwykły, bo czynników było wyjątkowo dużo. Dorzuciły się jeszcze trwające dłużej niż planowano przeglądy i remonty elektrowni jądrowych we Francji oraz mniejsza ilość wody m.in. w Szwecji napędzającej hydroelektrownie. Do tego doszły niewystarczające zapełnienie magazynów gazem oraz czynniki geopolityczne i mniejsze dostawy tego surowca z kierunku rosyjskiego. Podaż nie nadążała za popytem, rosły więc ceny węgla i gazu (aż o 330 proc. w 2021 r. na rynku holenderskim, będącym punktem odniesienia w Europie), a także istotnych w Unii Europejskiej uprawnień do emisji CO2. Europa walczyła o zapewnienie dostaw gazu z innych kierunków, pod koniec minionego roku w kierunku kontynentu popłynęły licznie gazowce z LNG ze Stanów Zjednoczonych. Nie bez znaczenia była tutaj zapewne także cena - wcześniej podbijała ją głodna surowca Azja, ostatnio drożej można było sprzedać gaz na naszym kontynencie - mieliśmy rywalizację o dostawy.  

Notowania kontraktów terminowych na gaz, rynek holenderski, będący punktem odniesienia (benchmarkiem) dla Europy. Źródło: investing.com

Na koniec ceny energii na niektórych europejskich rynkach sięgnęły poziomów najwyższych w historii. To przełożyło się na droższy prąd dla gospodarstw domowych i firm. Jako że rosnące ceny, podbijające inflację, która po pandemii wystrzeliła nie tylko w Polsce, ale w zasadzie wszędzie w Europie, to temat polityczny, rządy podejmowały nadzwyczajne działania, także w zakresie osłon społecznych, by złagodzić ten efekt. 

Ceny energii elektrycznej dla gospodarstw domowych w UE - dane do 1 półroczna 2021 włącznie Eurostat

Jako że ceny prądu stały się tematem mocno politycznym, polscy politycy szukali dla ich wysokości usprawiedliwienia, czasem pomijając pewne kluczowe fakty i dane. W Europie w ostatnich miesiącach rekordowe ceny energii elektrycznej napędzane są przede wszystkim przez ceny gazu. Z wyliczeń przygotowanych przez branżowy portal WysokieNapiecie.pl wynika, że koszt - także rekordowo drogich -uprawnień do emisji CO2 stanowił mniej niż jedną trzecią końcowego rachunku za prąd (nieco ponad jedną czwartą w "normalnych" warunkach i 32 proc. przy działającej tzw. tarczy antyinflacyjnej). Jednocześnie portal podkreśla, że w 2021 roku, przy rekordowo wysokich cenach uprawnień do emisji, polska branża energetyczna zarobiła najwięcej od lat.  

 

Geopolityczne ryzyko

Jednym z czynników - w przypadku gazu głównym - wyższych cen energii w Europie w ostatnich miesiącach, jest geopolityczne napięcie na linii Rosja - Zachód, z Ukrainą w tle. Początkowo europejscy politycy mówili o tym dość nieśmiało, ale szybko pojawiły się bezpośrednie zarzuty wobec Moskwy. Rosyjski państwowy koncern Gazprom wprawdzie wywiązuje się z długoterminowych kontraktów z europejskimi odbiorcami, ale już gazu dostarczanego w ramach kontraktów typu spot (doraźnych, zawieranych po bieżących cenach) jest znacznie mniej i ogólny poziom dostaw z gazu z Rosji do Europy mocno spadł.

Od ponad 40 dni gaz nie płynie gazociągiem jamalskim ze wschodu na zachód (za to działa tzw. rewers, czyli przesył surowca z kierunku od Niemiec do Polski). Według Zachodu, Rosja w ten sposób wywiera presję na Europę, chcąc doprowadzić do wydania odpowiednich zgód do uruchomienia Nord Stream 2. Ten nowy gazociąg łączy Niemcy i Rosję omijając Ukrainę - biegnie dnem Bałtyku. Część unijnych państw, w tym Polska, sprzeciwia się tej instalacji, podkreślając, że podbija ona uzależnienie UE od rosyjskiego surowca. 

Brukselski think tank Bruegel opublikował analizę, która ma pokazać, jak ewentualne przerodzenie się napięcia na Ukrainie w otwarty konflikt z Rosją i wstrzymanie dostaw gazu z Gazpromu uderzyłoby w Europę. Według ekspertów, gdyby Moskwa zupełnie zaprzestała dostaw, UE obok zwiększonych dostaw gazu z innych kierunków (np. LNG z USA) musiałaby też ograniczyć zużycie gazu. 

 

Co zrobić z tym geopolitycznym napięciem energetycznym i co Polska ma zrobić z kontraktem z Gapzromem? Oto trzy pytania, które zadaliśmy ekspertowi:

"Najbardziej efektywne rozwiązanie wymaga dostosowania po stronie popytu w celu zmniejszenia zależności od gazu, a nie tylko zastępowania rosyjskiego gazu importem z innego kraju" - piszą analitycy w raporcie.

Nadmierne postawienie na ten surowiec i popadnięcie w gazową pułapkę byłoby równie niebezpieczne i niekorzystne gospodarczo jak uwikłanie w węgiel, które mocno dotyka wciąż polską energetykę. Uzależnienie od zewnętrznych źródeł surowców to ryzyko uniwersalne. Międzynarodowa Agencja Energii ostrzega przed nim także w kontekście nowych technologii, niezbędnych w transformacji energetycznej.  "Produkcja i przetwarzanie wielu kluczowych minerałów koncentruje się w zaledwie kilku krajach. W niektórych przypadkach trzech największych producentów generuje ponad 75 proc. dostaw" - zauważa organizacja. 

 

W dążeniu do czystej energii warto wyciągnąć lekcję z obecnego kryzysu.