GÓRNICZA IZBA PRZEMYSŁOWO-HANDLOWA
 Nr 3-4 (69-70) Marzec - Kwiecień 2001 Biuletyn Górniczy 

Energetyczne prognozy

Globalne bezpieczeństwo


Kompleksowe prognozy względnie scenariusze dotyczące zużycia energii, w rozbiciu na regiony świata i rodzaje nośników, sporządzają w odstępach mniej czy bardziej regularnych następujące instytucje: Międzynarodowa Agencja Energii, Światowa Rada Energii, Departament Energii USA oraz Komisja Europejska.

Aktualne pozostaje też studium Światowej Rady Energii (World Energy Council, WEC) "Global Energy Perspectives" opracowane w 1998 roku przy współudziale Międzynarodowego Instytutu Badań Systemowych (International Institute for Applied Sytems IIASA z siedziba Laxenburgu koło Wiednia). Autorzy tego studium określają poziom zużycia energii w 11-tu wyspecyfikowanych regionach w perspektywie roku 2050 oraz trendy sięgające roku 2100. Przyjęto trzy podstawowe scenariusze w zakresie kształtowania się zasilania energetycznego w czasie, mianowicie:
A. silnego wzrostu gospodarczego, z wariantami zakładającymi:
A1 - dominację ropy naftowej i gazu ziemnego do końca XXI wieku,
A2 - rosnący udział węgla z powodu niedoboru ropy naftowej i gazu ziemnego,
A3 - szybkie przekształcenia w zakresie techniki na korzyść energetyki jądrowej i energii odnawialnej,
B. średniego kursu
C. ekologicznego rozwoju, z wariantami, które charakteryzuje:
C1 - malejący udział energii jądrowej,
C2 - znaczący udział energii produkowanej w bezpieczniejszych, mniejszych elektrowniach jądrowych o mocach rzędu 300 do 400 MW.
Warianty różnią się ze względu na złożone wzrosty produktu społecznego brutto i postępu technicznego oraz w zakresie skuteczności w sferze globalnej polityki, w szczególności przy zwalczaniu zagrożeń ekologicznych. We wszystkich przypadkach przyjęto identyczną dynamikę wzrostu liczby mieszkańców Ziemi - oczekuje się, że ich liczba wzrośnie do 10,1 miliardów w 2050 roku i dalej będzie rosła do wielkości rzędu 11,7 miliardów w roku 2100, Przyjęte wielkości liczbowe ujęto w tabeli 1.
Scenariusz B - średniego kursu - którego prawdopodobieństwo realizacji jest najwyższe, traktowany jest jako prognoza o najdalszym horyzoncie czasowym. Zróżnicowane struktur zużycia według poszczególnych scenariuszy rośnie w miarę upływającego czasu, od odchyleń relatywnie niewielkich w roku 2020 do różnic rzędu 15,2 mld ton i 34,3 mld ton, odpowiednio w horyzontach lat 2050 względnie 2100. Względna stabilność rozwoju w pierwszych dekadach XXI wieku ma swe źródło w cyklach amortyzacji aktualnie funkcjonujących elektrowni, rafinerii i innych instalacji w obszarze zasilania energetycznego. Określona inercja tej infrastruktury uniemożliwia przeprowadzenie znaczących przekształceń w krótkich przedziałach czasowych. Dostępność surowców energetycznych i stosunkowo - jeszcze - niskie ceny tychże - to kolejna przyczyna w/w stabilności; konsekwencja tego stanu są opóźnienia w zakresie badań i znaczących wdrożeń nowych technologii pozyskiwania energii odnawialnej. Prognozy jednoznacznie wskazują na fundamentalne znaczenie klasycznych paliw, w tym również węgla, w perspektywie roku 2050. Nośniki energii odnawialnej, mimo rosnących udziałów, nie pokryją przyrostów zapotrzebowania na energię o wielkościach zapisanych w scenariuszach. Szacowane inwestycje po stronie podażowej, obejmujące lata 1990-2050, przedstawiają się następująco: 37,7 bilionów USD na realizację rozwoju według scenariusza A1; 34,7 bilionów USD na scenariusz B oraz 23,6 bilionów USD na scenariusz C1 (według cen 1990 roku). Nakłady te są niezbędne dla rozwoju i utrzymania zdolności produkcyjnych w sferze pozyskiwania, przetwarzania i dystrybucji energii, jak i na sfinansowanie przedsięwzięć chroniących środowisko przyrodnicze. Zapotrzebowanie użytkowników energii na środki finansowe liczone jest w wielkościach analogicznych do wyżej wspomnianych.
Światowa Rada Energii (WEC) w swym ostatnim dokumencie o tytule "Energy for Tomorrow's World - Acting Now!" opublikowanym w 2000 roku, określa trzy ważne cele globalnej polityki energetycznej, mianowicie:
- dostęp do źródeł energii,
- dyspozycyjność energii (niezawodność zasilania),
- społeczną akceptację rozwiązań.
W dostępie całej ludzkości do źródeł zaopatrzenia energetycznego postrzega się istotną przesłankę pokoju światowego. Rażące dysproporcje lub dążenia do czerpania nadmiernie wysokich korzyści z tytułu dysponowania surowcami energetycznymi doprowadzić mogą do niebezpiecznych napięć politycznych i społecznych o zasięgu międzynarodowym. Eskalacja tych napięć to zagrożenie bezpieczeństwa energetycznego w wyniku zakłóceń w dostawach surowców. Rada od szeregu lat wskazuje na geopolityczne ryzyko występujące w obszarze najwyższej koncentracji zasobów ropy naftowej, jest to tak zwana elipsa strategiczna, rozciągająca się od Morza Kaspijskiego do Arabii Saudyjskiej. Postuluje ograniczenie tego ryzyka poprzez promocje przedsięwzięć wspólnych, integrujących interesy państw wysoce uprzemysłowionych i rozwijających się, z uwzględnieniem reguł ochrony przyrody. W tym aspekcie nie mogą być tolerowane sprzeczności między realizacją programów narodowych a wytycznymi globalnymi.
Światowa Rada Energii przygotowuje aktualnie kolejne studium na temat polityki energetycznej XXI wieku, które służyć ma, w pierwszej kolejności, uczestnikom tegorocznego 18 Światowego Kongresu Energii w Buenos Aires.
Unia Europejska przedstawiła swą energetyczną przyszłość w opracowaniu "European Union Energy Outlook to 2020" opublikowanym pod koniec 1999 roku. Sporządzono scenariusz bazowy (Baseline - Szenario) oraz scenariusze alternatywne pod względem stopnia redukcji emisji dwutlenku węgla.
W scenariuszu bazowym założono, że:
- liczba mieszkańców w krajach "piętnastki" wzrośnie nieznacznie, z 371 milionów w 1995 roku do 384 milionów w roku w roku 2020,
- wzrost gospodarczy oscylować będzie wokół 2%/rok,
- nie wystąpią trudności zaopatrzeniowe na rynkach nośników energii pierwotnej,
- nie nastąpią znaczące zmiany w sektorze energetyki jądrowej; żywotność elektrowni atomowych szacuje się na czterdzieści lat, - kontynuowane będą procesy w zakresie doskonalenia przemian energetycznych,
- postępować będzie liberalizacja rynków energii elektrycznej i gazu.
Prognozę zużycia nośników energii pierwotnej w krajach Unii Europejskiej podano w tabeli 2. Na tle wyników i prognoz europejskich zauważa się wyraźny brak korelacji między wzrostem gospodarczym a wielkością zużycia energii. W strukturze zużycia energii przewiduje się wystąpienie następujących zjawisk: Węgiel, po okresie malejących udziałów, po roku 2010 nabierać będzie znaczenia w wyniku unieruchamiania elektrowni atomowych i wzrostu cen gazu ziemnego. Węgiel pozostanie głównym surowcem wsadowym w procesach produkcji energii elektrycznej do roku 2030, to jest do horyzontu czasowego prognozy Komisji Europejskiej (tabela 3).
Gaz ziemny postrzegamy jest aktualnie jako surowiec o własnościach uniwersalnych; jego udziały rosną w wyniku szerszego zastosowania w procesach produkcji energii elektrycznej. Ropa naftowa zachowa swą pozycję w transporcie, maleć natomiast będą jej udziały w wytwarzaniu energii elektrycznej.
Nośniki energii odnawialnej wykazują udziały o przyrostach niezbyt wysokich. Podkreślenia wymaga fakt, iż zasoby energii wodnej zostały krajach Unii w znacznym stopniu wyczerpane. Unia Europejska jest największym na świecie importerem netto ropy naftowej, gazu ziemnego i węgla kamiennego. Jej uzależnienie od dostaw zagranicznych będzie permanentnie narastało. I tak, uzależnienie od importowanej ropy naftowej wzrośnie z 72% w roku 1999 do 88% w roku 2030; udział importowanego gazu wzrośnie z 45% do 75%; udział węgla z zewnątrz zwiększy się prawie w dwójnasób, z 46% do 80%; w wyrażeniu liczbowym jest to wzrost ze 155 do 350 milionów ton w 2030 roku. W tym miejscu nasuwa się pytanie o zasadność poziomu uzależnienia (?). Na pytanie o gwarancję nie sformułowano dotąd jednoznacznej odpowiedzi. Jest oczywiste, iż w powiększonej - o Polskę, Czech, Węgry i inne kraje - Unii Europejskiej sporządzać się będzie kolejne, sukcesywnie weryfikowane prognozy energetyczne. W aspekcie zarysowujących się zmian zamierza się prowadzić "dyskusje, w szczególności, na temat źródeł zasilania w energię o długoterminowym działaniu strategicznym". W dyskusjach tych stosowne miejsce, odpowiadające znaczeniu globalnemu, przypisane musi być roli węgla w europejskiej polityce energetycznej. Zresztą, węgiel to największy rezerwuar energii i rodzimej obcej, a tym bardziej przyszłej, powiększonej Unii Europejskiej.
Jakościowo odmienne są wyzwania w zakresie ochrony środowiska przyrodniczego. Występujące sprzeczności: rozwój gospodarczy a ochrona środowiska względnie rozwój energetyki a emisja gazów cieplarnianych - generują problemy o skali dotąd nie spotykanej. Niezwykle dramatyczną wymowę na raport wyspecjalizowanej agencji ONZ na temat zmian klimatycznych zagrażających całej ludzkości. Ocieplenie, huragany, cyklony, także susze - to symptomy tego zjawiska. Brak wody i powiększające się obszary pustyń zmuszają miliony ludzi do migracji. Studium ONZ przewiduje podwyższenie się poziomu mórz o 88 cm w ciągu najbliższych 100 lat. Sytuację tę wywołały gazy, odprowadzane do atmosfery, przede wszystkim podczas procesów spalania węgla, produktów naftowych oraz gazów i innych materiałów palnych. Aktualnym dokumentem wskazującym kierunki ograniczenia emisji gazów cieplarnianych jest Protokół z Kioto z 1997 roku. W Protokole ujęto uzgodnienia w zakresie redukcji wydzielania gazów, przede wszystkim dwutlenku węgla, który stanowi 50% całości zwanej "szóstką gazów w Kioto" oraz zaproponowano instrumenty organizacyjne, zezwalające na zmniejszenie zagrożeń klimatycznych w skali ogólnoświatowej. Wdrożenie tych wytycznych napotyka na zróżnicowane reakcje zainteresowanych państw. Jedne, szczególnie kraje europejskie, podejmują nawet dodatkowe zobowiązania, podczas gdy inne, między innymi USA, uchylają się od realizacji uzgodnień. Polska utrzymuje się w granicach wyznaczonego limitu bez trudności.
Inaczej Niemcy. kraj ten postanowił ograniczyć emisję dwutlenku węgla, jeszcze przed konferencją w Kioto, z 1014,2 mln ton w 1990 roku do 760,7 mln ton CO2 w roku 2005. W roku ubiegłym nie udało się zrealizować zadania, uzyskany wynik - 862,6 mln ton wyemitowanego CO2 - był wyższy od wykonania okresu poprzedniego, co przyjęto za sygnał alarmowy. W reakcji podjęto szereg przedsięwzięć, w tym, zasygnalizowano wolę polityczną rozbudowę sieci elektrociepłowni opalanych gazem ziemnym; istniejący stan - 12 % energii elektrycznej wytwarza się w tych instalacjach - uznano za niezadowalający na tle europejskich krajów przodujących w tym zakresie: Danii - 50%, Holandii - 35% i Austrii - 27%. W elektrowniach węglowych dąży się do podwyższenia wskaźników sprawności; aktualny ich poziom sięga 40%. Instalacje przyszłościowe wykazywać mają sprawności rzędu 60%. Innym ambitnym celem jest separacja dwutlenku węgla z mieszaniny gazów spalinowych i jego lakowanie np. w komorach podziemnych względnie chemicznie przetworzenie.
W jeszcze dalszej przyszłości zakłada się szerokie stosowanie wodoru, przy czym, do jego pozyskiwania - w okresie początkowym - potrzebny będzie gaz ziemny, ściślej, metan w tej mieszaninie zawarty. Dążenie niemieckiego rządu federalnego do wypełnienia podjętych zobowiązań wyraża się w promowaniu bardzo zróżnicowanych form zdecentralizowanego czerpania ze źródeł energii odnawialnej.
Najszybszy postęp odnotowano w zakresie budowy elektrowni wiatrowych; aktualnie czynnych jest 9.375 elektrowni tego typu o łącznej mocy 6.113 MW. W projektowaniu są zespoły wiatraków, które zakotwiczone zostaną wzdłuż wybrzeży Morza Północnego i Bałtyckiego. Coraz powszechniej stosowane są paliwa i smary produkowane na bazie surowców roślinnych, np. rzepaku; paliwo o nazwie biodiesel pojawiło się w normalnej sprzedaży, jest tańsze od standardowego oleju napędowego; biogaz

Tabela 1. Scenariusze zużycia energii "daleka przyszłość" Światowej Rady Energii / IIASA

Rok Zużycie nośników energii pierwotnej w mld ton pal. umownego Zaludnienie mld osób Wskaźnik t/osobę/rok
 Węgiel Ropa n. Gaz z En.jądr. Pozostałe Razem
 1999 wykonanie 3,0 4,9 2,9 0,9 0,5 12,2 6,0 2,28
 2020 scenariusz:  
A 1 5,3 6,7 5,2 1,3 3,5 22,0 8,0 2,75
A 2 6,2 6,4 4,9 0,8 3,7 22,0 8,0 2,75
A 3 4,2 6,1 5,5 1,5 4,7 22,0 8,0 2,75
B 4,9 5,4 4,5 1,3 3,3 19,4 8,0 2,42
C 1 3,3 4,3 4,4 0,9 3,4 16,3 8,0 2,04
C 2 3,3 4,3 4,2 1,2 3,3 16,3 8,0 2,04
 2050  
A 1 5,4 11,3 6,7 4,2 7,9 35,5 10,1 3,51
A 2 11,2 6,8 7,8 1,6 8,1 35,5 10,1 3,51
A 3 3,2 6,2 11,3 4,0 10,5 35,5 10,1 3,51
B 5,9 5,8 6,4 3,9 6,3 28,3 10,1 2,80
C 1 2,1 3,8 5,6 0,7 8,1 20,3 10,1 2,01
C 2 2,1 3,7 4,8 2,5 7,2 20,3 10,1 2,01
 2100  
 A   64,3 11,7 5,49
 B W scenariuszu nie podano struktury zużycia 50,0 11,7 4,27
 C   30,0 11,7 2,56
 Źródło: Światowa Rada Energii, 1999

wytwarzany jest w około 1.250 instalacjach. Charakterystyczne jest stanowisko wielkich koncernów wobec wyzwań w obszarze zagrożeń klimatycznych. Przyszłość należy do alternatywnych źródeł energii, takich jak: wodór, baterie, metanol lub prąd. Zadeklarowane przez kraje wysoko uprzemysłowione na konferencji w Kioto rozmiary redukcji emisji gazów są niewystarczające.
Przedsiębiorstwo powinny, poprzez zastosowanie nowych technologii, doprowadzić do wstrzymania procesów narastania "efektu cieplarnianego" - to wypowiedź Williama Clay Forda - prawnuka twórcy koncernu - cytowana pod koniec ubiegłego roku przez prasę światową. Wielkie firmy energetyczne przystąpiły do finansowania badań naukowych i eksperymentów w zakresie energii odnawialnej. Ósemka gigantów energetycznych z Europy i Ameryki Północnej, tworząca "Grupę E-7", realizuje spektakularne projekty z zakresu energetyki alternatywnej w regionach bez dostępu do energii komercyjnej.
Bardziej widoczny jest proces łączenia się koncernów, z preferencją koncentracji poziomej, w praktyce oznacza to przejęcie analogicznych układów produkcyjno - dystrybucyjnych; w skład koncernów nowego typu wchodzą również przedsiębiorstwa zajmujące się dystrybucją gazu i wody oraz ochroną środowiska naturalnego. Integracja koncernów jest reakcją na wymogi zliberalizowanych rynków energii w skali przynajmniej ogólnoeuropejskiej. Z tytułu realizacji tych procesów oczekuje się obniżki kosztów w wyniku zadziałania przysłowiowego efektu synegrii. Silna pozycja na rynku oznacza równocześnie wysokie notowania na giełdach, co w ostatecznym rozrachunku jest - aktualnie - syntetycznym miernikiem wartości koncernu.
W górnictwie węgla kamiennego charakterystycznym zjawiskiem jest postępująca specjalizacja. Brak spodziewanych zysków spowodował wycofanie się koncernów naftowych. Coraz częściej, szczególnie w Australii, eksploatacja górnicza prowadzona jest w ramach kontraktów. Mogą to być symptomy problemów w zakresie finansowania inwestycji górniczych. Problematykę tę zapewne naświetli konferencja "Szanse węgla w XXI wieku", organizowana przez rząd australijski w dniach 24-25 września 2001 roku w Akwizgranie. Konferencja dostępna jest dla wszystkich zainteresowanych.
Dokladniejsze informacje na temat konferencji można uzyskać: Energetic Consulting M. Grünewaldstr. 1-3; D-53175 Bonn
Tel: 0049/228/3727548, 0049/228-371104 Internet: www. en-cosulting.com/Kohlekonferenz

Tabela 2. Prognoza zużycia nośników energii pierwotnej w krajach Unii Europejskiej (UE-15) według scenariusza bazowego

Rok Zużycie nośników energii pierwotnej w milionach ton paliwa umownego
 Węgiel Ropa n. Gaz z En.jądr. Pozostałe Razem
 1999 wykonanie 294,0 903,0 467,0 319,0 41,0 2024,0
14,5 44,6 23,1 15,8 2,0 100,0%
 2010 260,0 935,7 572,9 324,3 125,7 2218,6
11,7 42,2 25,8 14,6 5,7 100,0%
 2020 311,4 947,1 615,7 284,3 142,9 2301,4
13,5 41,2 26,7 12,4 6,2 100,0%
 Źródło: Komisja Europejska, 1999

Tabela 3. Surowce energetyczne w procesach produkcji energii elektrycznej w krajach Unii Europejskiej mln ton pal. umownego

  Zużycie nośników energii w latach
  1995 2010 2020 2030
Węgiel 246 196 261 397
Ropa n. 94 71 59 48
Gaz z. 150 277 317 341
En. odnaw 30 46 51 57
Razem UE-15 520 590 688 843
 Źródło: Studium Komisji Europejskiej (European Union Energy Outlook to 2020), listopad 1999
 Uwaga: w tabeli nie uwzględniono materiałów rozszczepialnych.

Tabela 4. Emisja dwutlenku węgla pochodzącego z procesów przemian energetycznych

Kraj Emisja CO2 w 1998 roku Wskaźnik ton/osobę
mln ton % całości
 USA 5400 24,0 20,3
 Chiny 2900 12,9 2,5
 Rosja 1400 6,2 10,5
 Japonia 1100 4,9 8,7
 Indie 900 4,1 0,9
 Niemcy 850 3,8 10,5
 Wlk Brytania 550 2,4 9,5
 Kanada 480 2,1 1,8
 Włochy 480 2,1 8,1
 Francja 380 1,7 6,7
 Pozostałe 8060 35,8 x
 Świat 22500 100,0 3,8
 Źródło: Wydawnictwo RWE:Chancen und Risiken der zukünftigen Weltenergieversorgung, Essen, listopad 2000

Gerard Fabian Pióro


NA POCZĄTEK   POWRÓT   STRONA GŁÓWNA
Opracowanie: oho! Internet (C) Bytom 1997 - 2001