Strona główna » energia elektryczna » Jakie jest najtańsze źródło energii?

Jakie jest najtańsze źródło energii?

Archiwum

Żeby odpowiedzieć na tytułowe pytanie, trzeba zadać parę pytań dodatkowych — takich jak to, o jaką energię właściwie pytamy. Przede wszystkim gdzie i kiedy jej potrzebujemy, ale też czy chodzi o ciepło, elektryczność, czy może energię mechaniczną? Na przykład na stacjach kosmicznych już od lat 60-tych jedynym sensowym wyborem jest fotowoltaika, podczas gdy w jakichkolwiek zastosowaniach lądowych jeszcze kilkanaście lat później było to absurdalnie drogie inwestycyjnie źródło energii. Jeśli potrzeba sporadycznie awaryjnego zasilania, przeważnie najrozsądniejszym rozwiązaniem pozostaje generator na paliwa płynne, który produkuje obłędnie drogi prąd, ale używanie go bardzo rzadko przy niewielkich kosztach inwestycji wyrównuje tę wadę. Dla dostarczania ciepła też mamy wybór pomiędzy relatywnie kosztownymi pompami ciepła, akumulatorami ciepła oraz instalacjami solarnymi a najtańszym palnikiem olejowym.

To właściwie jak możemy odpowiedzieć na to pytanie? Dla każdej możliwej sytuacji i formy energii, we wpisie blogowym? Nie możemy. Nie dlatego, że jest to jakaś strasznie skomplikowana materia. Głównie dlatego, że została skomplikowana przez media i wielkie pieniądze powiązane z paliwami kopalnymi i za tymi mediami stojące.

Możemy co najwyżej opisać najbardziej typową sytuację, czyli sieć energetyczną, do której prąd dostarczają różne typy elektrowni. W normalnej, przeciętnej sieci, elektrownie używaja różnych źródeł energii dla wytwarzania elektryczności, jedne instalacje są starsze, inne nowsze, wydajniejsze lub mniej wydajne. Ale przede wszystkim jedne elektrownie są już zamortyzowane, a inne nie. Zarządca sieci, lub w nowoczesnej organizacji rynku energii, kontrakty długoterminowe i spot, określają które elektrownie kiedy dostarczają prądu do sieci.

Można zgadywać, że najpierw dostarczają te, które produkują najtaniej, nieprawdaż? Otóż nie. Zupełnie nie. Najpierw dostarczają te, których z powodów technicznych nie można wyłączyć. Te elektrownie będą pracować i dostarczać prąd, nawet jeśli jego cena jest ujemna, tj. elektrownie płacą, aby od nich odebrano prąd. Co oczywiście nie ma nic wspólnego z kosztami produkcji. To po prostu palenie pieniędzy.

Problemy z brakiem możliwości wyłączenia na żądanie dotyczą w największym stopniu elektrowni atomowych, następnie wszystkich pozostałych napędzanych turbiną parową, czyli węglowych i gazowych z obiegiem parowo-gazowym (choć tych ostatnich najmniej).

Dopiero wtedy, gdy takie zakały gospodarki znikają, możemy mówić o tańszej w produkcji energii. W drugiej kolejności prąd dostarczają te elektrownie, które można wyłączyć, czyli nie będą produkować poniżej kosztów.

I właśnie na te koszty patrzymy.  Tak samo jak w każdej innej firmie produkcyjnej, koszty działalności są to koszta pracy, materiałów (paliwa), konserwacji i utrzymania w ruchu oraz kapitału.

Generalnie koszty pracy są w produkcji prądu małe. Dziś już wszędzie pracownicy są potrzebni raczej do pilnowania i nadzoru nad całkowicie zautomatyzowanym procesem niż dla wykonywania jakiejkolwiek pracy fizycznej. I dopóki ktoś nie zbuduje czegoś bardzo głupiego, jak mała jednostka wytwórcza, której trzeba pilnować 24/7 i koszty ochrony zjedzą cały przychód, to możemy tą część zwyczajnie pominąć.

Koszt kapitału jest specyficzną częścią, ponieważ każde urządzenie w końcu zostanie zamortyzowane. Wobec tego dla wszystkich porównań należy zaznaczyć, czy uwzględniamy koszt kapitału, czy nie. Jeśli uwzględniamy, to często stanowi on bardzo poważną część równania i „najtańszy prąd” zawsze oznacza „najtańszy inwestycyjnie”, co od dawna, a i dziś oznacza silnik tłokowy, a przy większej skalę turbinę gazową.

Jeśli pominiemy koszty kapitałowe, to najtańszy prąd dostarczają te elektrownie, które zużywania najmniej i najtańszych paliw oraz wymagają najmniej konserwacji.  W związku z bardzo prostą obserwacją, że elektrownie wodne, wiatrowe i słoneczne nie zużywają paliw w ogóle, to są pod tym względem bezkonkurencyjne.

Pozostaje kwestia konserwacji. Tu, w bardzo dużym, ale w miarę prawdziwym uproszczeniu, można powiedzieć, że najdroższe są instalacje eksperymentalne i niedojrzałe technologie, a w następnej kolejności: im więcej elementów ruchomych, tym więcej części zamiennych i ich zużycia, a ich wymiana i konserwacja jest najdroższą i nie rokującą szans na obniżkę częścią. To oznacza, że eksperymentalne konstrukcje elektrowni cieplnych, zwłaszcza takich, które z definicji są wytwarzane w niewielu egzemplarzach, mają absurdalnie wysokie koszty eksploatacji i często żadnych perspektyw na produkcje elektryczności w cenach akceptowalnych przez rynek. W największym stopniu to dotyczy kolejnych „nowych generacji elektrowni nuklearnych” oraz wszelkiego rodzaju wymysłów typu „czysty węgiel”. A w tym wszystkim kolejną zmienną jest sam koszt kapitału, czyli oprocentowanie kredytu na zakup i budowę.

Na drugim biegunie są elektrownie, w których nie ma wysokich temperatur i ciśnień oraz części ruchome działają z małymi prędkościami i obciążeniami. W największym stopniu dotyczy to elektrowni wodnych; bez trudu można znaleźć przykłady turbin i generatorów pracujących nawet ponad 100 lat bez remontów generalnych.  Oczywiście jeszcze lepsze są urządzenia bez żadnych części ruchomych i wyśrubowanych tolerancji, a to jest, jak na dziś, jedynie fotowoltaika.

W takim razie czas przynajmniej częściowo odpowiedzieć na tytułowe pytanie, a odpowiedź brzmi:

  1. Jeśli uwzględniamy koszt kapitału, to najtańszy w produkcji prąd jest z tej elektrowni, na której budowę dostaniemy najniżej oprocentowany kredyt. I tyle. Co w dzisiejszym świecie oznacza cokolwiek kupionego z Francji, ewentualnie Japonii. Jaki będzie to wszystko miało związek z nowoczesnością, wymogami sieci, żywotnością instalacji, kosztami paliwa, etc. to są rzeczy kompletnie pomijalne w tym rachunku. Nieoprocentowany kredyt = tani prąd. A później wieczne zakupy zużywalnych elementów u dostawcy technologii.
  2. Jeśli nie uwzględniamy kosztów kapitału, czyli jeśli instalacja jest sfinansowana w inny sposób lub już spłacona/zamortyzowana, to najtańsza jest produkcja z elektrowni wodnych i fotowoltaiki, z docelową przewagą PV, a następnie elektrowni wiatrowych.

Jak widać wynik wychodzi jak z równania z dwiema niewiadomymi, czym w istocie te rozważania są. Które z tych rozwiązań należy wybrać — to jest kwestia polityki państwowej, a konkretnie wiedzy i dojrzałości klasy politycznej, bo zawsze i wszędzie są i będą stada lobbystów promujących pierwsze rozwiązanie i dostarczających „taniego kapitału na rozwój”. Podczas gdy druga z dróg wymaga mobilizacji własnego kapitału lub pożyczonego na zwykłych, rynkowych warunkach i oczekiwania na owoce aż do czasu spłaty kredytów.

Ale jeśli oczekujemy następnie taniej energii dla dalszego rozwoju, to droga jest tylko jedna. Jeśli zbuduje się elektrownie atomowe, lub inne głupoty, to już zawsze pozostanie się uzależnionym od serwisu i dostawców. I dokładnie na tym zarabiają oferujący „tani kapitał”. Oraz całe stada ich stręczycieli w debacie publicznej. I dopiero na myśl o tych ostatnich robi mi się niedobrze i z tym uczuciem was pozostawię, drodzy Czytelnicy.

 

Advertisements

10 komentarzy

  1. Migrant Worker pisze:

    A człowiek? Sto watów to może nie jest jakaś oszałamiająca moc, ale do wielu prostych procesów w zupełności wystarcza. W dodatku jest to źródło energii przenośne, bardzo tolerancyjne pod względem paliwa, powszechnie dostępne i wielofunkcyjne.

  2. Tak, ale jakby od 18 w. coraz większą część ludzkiej pracy zastępujemy maszynami i ja nie widzę powodu ani sensu tego zatrzymywać czy cofać. Za to bardzo chętnie widzę, jak to własnie ciepło ciała ludzi staje sę coraz ważniejszą częścią ogrzewania budynków. To nazywa się domy pasywne…

  3. Migrant Worker pisze:

    A, jak się przyjmie że maszyna ma służyć do zastępowania pracy ludzkiej – to wiadomo, że człowiek dla niej źródłem energii być nie może z definicji. Ale to jest bardzo ograniczona definicja maszyny.

    Weź pod uwagę maszyny do użytku domowego, albo do przydomowego warsztaciku: czy w warunkach rewolucji energetycznej zasilanie ich pracą własnych mięśni może być tym najtańszym źródłem energii? A może nie będzie to miało sensu poza jakimiś szczególnymi przypadkami?

  4. Nie widze tego zupełnie. Nawet prymitywne maszyny początku 19 w. w połączeniu z silnikiem parowym wypierały ręczną pracę, a co dopiero rzeczy współczesne. Realnie obróbka metali jest niemożliwa bez dodatkowej energii dawniej olbrzymich ilości węgla drzewnego, dziś w większości elektryczności, ręczna obróbka drewna jest możliwa, ale trwa kilkukrotnie dłużej. Jedyna rzecz trochę porównywalna to maszyny do szycia, ale elektryczne też sa dużo lepsze i szybsze. Do tego stopnia, że na zadupiach Afryki nie ma i nie było nożnych, ale dziś połączenie PV + elektrycznych sprawdza się znakomicie i jest jakąś formą poprawy gospodarki. Naprawdę nie wiem, gdzie siła samych mięśni może być porównywalna ze współczesnymi elektronarzędziami.

  5. Zdzisław pisze:

    Parę rzeczy można znaleźć, choćby szalenie popularyzowany ostatnio w UE zwykły rower (może to przykład z nieco „innej beczki”). Ale na pewno mają sens proste urządzenia do użytku domowego, np. wyciskarka do soku, gdzie porządna elektryczna kosztuje krocie, a ogólnie znany „patent” na korbkę kilkakrotnie mniej. Jeśli ktoś używa jej sezonowo, to elektryczna nigdy się nie spłaci, a ręczna w zupełności wystarczy. Uprawiając parę grządek i/lub kawałek sadu też można się wyposażyć w sprzęty elektryczne, bądź spalinowe, ale najczęściej nie ma po co. Wystarczą szpadle, grabie, widły, siekiery i t.p. Pożytek dla kieszeni, a i dla zdrowia na pewno też.

  6. Magic pisze:

    Jest jeszcze trzecia zmienna – czas – w którym momencie tej energii potrzebujemy. W lecie w południe mam masę darmowej energii ze słońca. A potrzebujemy jej w mroźną zimową noc a zwykle wtedy nie ma wiatru za to zbiornik przed zaporą jest zamarznięty.

  7. Taka zmienną to zawsze można sobie dostawić i zagmatwać idealnie każdą sprawę. W kategorii „tania energia” tej zmiennej nie ma. Po prostu tania energia nie zawsze i nie wszędzie jest dostępna. Za gwarancje stałej dostępności płaci się premium. To jest proste i oczywiste. W starym systemie z elektrowniami bazowymi trochę energii jest zawsze dostępne, ale energia w szczycie jest zawsze droga, bo nawet jeśli tania podstawa pracuje, to należy dodać do tego drogie diesle i średnia jest wysoka. Więc to co podajesz, to po prostu mieszanie w głowach.

  8. Magic pisze:

    Czyli – jeśli dobrze rozumiem – tania energia jest wtedy jak jej nie potrzebuję. A jak mi przeszkadza – to nawet muszę dopłacić żeby się jej pozbyć ( np. w lodówce).
    To samo będzie odnosiło się do każdego towaru.
    Z tego wynika- że aby mieć tanią energię potrzebujemy całego systemu magazynowania, kompensowania, przesyłania – i ten system też trzeba dodać kosztów energii.
    A jak się to wszystko doda to może wyjść że węgiel jest tańszy od wiatru.

  9. Nie, węgiel nie jest tańszy, bo ma dokładnie ten sam problem. Elektrownie węglowe mogą regulować moc w ograniczonym zakresie, a niektóre prawie wcale. Problem jest ten sam, tylko większy, bo produkcja elektrowni słonecznych i wiatrowych jest lepiej skorelowana z popytem.

  10. @Magic
    Ten problem który poruszasz można zdefiniować tak:”jaka jest najtańsza elektryczność na żądanie?”. I odpowiedź brzmi- nie jest to ani prąd z elektrowni węglowych, ani atomowych, bo te mają zbyt małe możliwości regulacji, aby nazwać je produkującymi na żądanie.
    A odpowiedź masz w tekście- elektrownie wodne. I należy tak zaprojektować sieć, aby jak najbardziej z nich korzystać jako prądu na żądanie. I na dziś można o zrobić prawie wszędzie, pozostanie bardzo drobny czas, kiedy nic nie ma i wtedy patrzymy tylko na jedną rzecz- koszty inwestycji. O czym też powyżej pisałem.
    W skrócie- źle kombinujesz.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

Follow rewolucja energetyczna on WordPress.com
%d blogerów lubi to: