Problemy energetyczne w polsce i na świecie

1. Energetyka
Energetyka to dział nauki i techniki zajmujący się pozyskiwaniem, przetwarzaniem, gromadzeniem oraz użytkowaniem różnych form i nośników energii; użyteczne formy energii uzyskuje się w wyniku przetwarzania energii pierwotnych, głownie chemicznej, paliw pierwotnych, jądrowych, wód, wnętrza Ziemi, przepływu powietrza, promieniowania Słońca. Obejmuje energetykę cieplną (konwencjonalną), jądrową, hydroenergetykę, geoenergetykę, aeroenergetykę i helioenergetykę. Struktura pozyskiwania energii elektrycznej na świecie przedstawiona została na Rys.1. [2]


61%-energetyka konwencjonalna
19%-hydroenergetyka
18%-energetyka jądrowa
2%-inne
Rys 1. Struktura pozyskiwania energii na świecie.

Jak wynika z wykresu ponad 60% energetyki to energetyka cieplna, na świecie tylko 19% energii wytwarzanej jest alternatywnymi sposobami. Jednak z tych 19% 17% to elektrownie wodne, jak wiec możemy łatwo wyliczyć na inne sposoby otrzymywania energii przypada zaledwie 2% światowego jej zapotrzebowania. 2% to elektrownie słoneczne, wiatrowe, pływowe, geotermiczne. Maja one dużą przewagę nad elektrowniami cieplnymi i atomowymi, gdyż są w dużej mierze bezpieczne dla środowiska naturalnego a ich baza surowcowa jest w znacznej mierze odnawialna. [2]
2. Problemy energetyczne na świecie
• Wzrost liczby ludności i związany z tym wzrost zapotrzebowania na energię.
Głównym problemem energetycznym na świecie jest przede wszystkim coraz bardziej wzrastające zapotrzebowanie na energię . Jak wynika z wykresu przedstawionego na Rys.2. zapotrzebowanie na energię w skali świata od roku 1990 do 2020 wzrośnie prawie dwukrotnie. Związane jest to z ciągłym wzrostem liczby ludności na świecie, można sobie wyobrazić jaki to ma wpływ na światowe zasoby energetyczne, które stale się kurczą, a wcale ich nie przybywa. [1]

Rys 2. Prognoza zapotrzebowania na energię w skali świata do 2020 roku wyrażona w Gt ropy.

• Emisja dużych ilości substancji zanieczyszczających środowisko.
Kolejnym jakże ważnym problemem jest to, iż elektrownie cieplne emitują ogromne ilości pyłów, tlenków siarki i azotu, co jest bardzo szkodliwe dla środowiska. Na skutek emisji szkodliwych substancji chemicznych (głównie tlenków siarki, tlenków azotu, węgla, węglowodorów aromatycznych, tlenków ołowiu) następuje naruszenie równowagi ekologicznej. Substancje te działają szkodliwie na ludzi oraz ekosferę (zaburzenie wegetacji roślin, zmniejszenie plonów w rolnictwie). Metody zapobiegania tym emisjom lub usuwania ich z produktów procesu są w zasadzie techniczne opanowane. Wdrożenie ich jednak do praktyki wymaga znacznych nakładów finansowych. [3]
• Duży koszt budowy elektrowni wodnych.
Wydaje się, że dobrym rozwiązaniem jest więc rozwój hydroenergetyki, która mimo, iż ma z pewnością wiele zalet, to jednak podstawową jej wadą która ogranicza rozwój tej formy pozyskiwania energii, są ogromne koszty budowy zakładów tego typu. [3]
• Problemy związane z energetyka jądrową.
Następnym problemem energetycznym jest problem związany z energetyką jądrową. Mimo, iż była ona do niedawna najszybciej rozwijającą się dziedziną produkcji energii, co wynikało głownie z niskich kosztów wytwarzania energii, to ma ona wiele przeciwwskazań, jak np.: wysokie koszty budowy, problem składowania odpadów radioaktywnych czy negatywne nastawienie opinii publicznej. [2]

W rozwoju przemysłowym świata zachodziło wiele zmian w strukturze zużycia surowców energetycznych. Początkowo podstawowym źródłem energii był węgiel, wykorzystywany powszechnie w energetyce, hutnictwie i transporcie Z czasem zaczęło rosnąć znaczenie ropy naftowej, o czym zadecydowały takie walory jak: tańsze wydobycie, wyższa kaloryczność, mniejsza toksyczność spalania, możliwość zastosowania jako paliwa we wszystkich środkach transportu oraz na szeroką skalę w przemyśle chemicznym. Doprowadziło to na początku lat 60-tych do zdystansowania węgla przez ropę naftową. Ropa naftowa zaspokajała niemal połowę światowego zapotrzebowania na energię. Dopiero kryzys w 1973 roku spowodował zmianę sytuacji. Państwa arabskie w odpowiedzi na napaść na Izrael przez Egipt i Syrię ogłosiły embargo na dostawy ropy naftowej. Z Bliskiego Wschodu pochodziło 85% dostaw ropy dla Europy Zachodniej. Kraje arabskie uzależniały dostawy ropy od stopnia gorliwości antyizraelskiej danego państwa. Uzależniona od tego była także cena ropy. Takie działanie rozpoczęło światowy kryzys paliwowy. Sytuacja ta spowodowała niedobór ropy na rynkach światowych, wzrost jej ceny( nawet siedmiokrotnie), zahamowanie rozwoju krajów średniorozwiniętych i zadłużenie krajów słaborozwiniętych. W latach 70-tych zużycie ropy zmniejszyło się o 10-12%.
Obecnie najważniejszymi źródłami energii jest nadal ropa naftowa i węgiel kamienny, a także gaz ziemny i węgiel brunatny. Dominuje zatem energetyka cieplna, która dostarcza ponad 60% energii w skali światowej. Elektrownie cieplne emitują jednak ogromne ilości pyłów, tlenków siarki i azotu, co jest szkodliwe dla środowiska. Dlatego też rozwija się hydroenergetyka, która obecnie dostarcza ponad 23% energii w skali światowej. Jednak rozwój ten ograniczają wysokie koszty budowy zakładów tego typu. Najwięcej hydroelektrowni jest w krajach Skandynawii, Rosji, USA, Chinach, Japonii, Brazylii, Francji, Włoszech. Innym źródłem energii jest energetyka jądrowa. Dostarcza ona 17% energii w skali świata. Ostatnio jednak tempo rozwoju tego typu energetyki uległo spowolnieniu, czego przyczynami są: wysokie koszty budowy, problem składowania odpadów radioaktywnych i negatywne nastawienie opinii publicznej. Największą rolę, elektrownie jądrowe odgrywają we Francji, Rosji, Japonii, USA. Najwięksi producenci energii na świecie: USA, Rosja, Japonia, Chiny, Indie, Kanada, Niemcy, Francja, Wielka Brytania. Obszary deficytów: Europa Zachodnia, Japonia, Korea Południowa, Tajwan, Singapur, USA. [7]

3. Problemy energetyczne w Polsce
• Niska wydajność i dysproporcje techniczne.
Głównym i podstawowym problemem polskiej energetyki jest jej niska wydajność (produktywność) na co nakłada się niska efektywność wykorzystania (użytkowania) energii. W polskiej energetyce istnieją ogromne dysproporcje techniczne tzn. jej techniczna struktura nie jest odpowiednio dopasowana do potrzeb funkcjonalnych i wymagań odbiorców. [8]

• Duża energochłonność.
Polityka energetyczna kraju w najbliższej przyszłości powinna być skierowana przede wszystkim na zmniejszenie energochłonności naszej gospodarki, przy czym ochrona środowiska powinna być podstawowym czynnikiem warunkującym wybór technologii energetycznych.

Konieczne jest zmniejszenie energochłonności ok. dwukrotnie. Realizacja tego celu będzie wymagać wprowadzenia mechanizmów pozwalających w większym niż dotąd stopniu uwzględniać w cenach energii jej koszty środowiskowe, przede wszystkim poprzez wdrożenie opłat produktowych od paliw, zróżnicowanych w zależności od uciążliwości poszczególnych rodzajów paliw dla środowiska, a także znacznie większego niż dotąd zaangażowania się instytucji publicznych, przedsiębiorstw i obywateli w działania w zakresie wprowadzania i upowszechniania wysoce energooszczędnych technologii i wyrobów.[4]

• Konieczność racjonalizacji użytkowania energii.
Ważnym problemem polskiej energetyki jest także konieczność racjonalizacji użytkowania energii. Przez pojęcie racjonalizacji rozumie się optymalny sposób oszczędności. Rozróżnia się racjonalizacje strukturalną, techniczną i organizacyjną.

Racjonalizacja strukturalna polega na zmniejszeniu udziału produkcji energochłonnej w gospodarce narodowej i zwiększeniu udziału produkcji o niskiej energochłonności skumulowanej. Racjonalizacja techniczna obejmuje zmiany w technologii, poprawę sprawności urządzeń energetycznych, zmniejszenie strat ciepła, wykorzystanie energii odpadowej. Racjonalizacja organizacyjna dotyczy poprawy eksploatacji urządzeń energetycznych i energotechnologicznych oraz poprawy organizacji przewozów.[9]

• Emisja szkodliwych substancji.
Kolejnym problemem w Polsce jest, podobnie jak na świecie, emisja szkodliwych substancji, co wywołuje w środowisku negatywne skutki ekologiczne.

Działanie systemów energetycznych jest związane z odprowadzeniem do naturalnego środowiska emisji gazowych, odpadów stałych i ciekłych, ciepła z układów chłodzenia oraz w przypadku podsystemu energetyki jądrowej- odpadów radioaktywnych. Na skutek tego uszkodzeniu ulegają powietrze, woda i gleba a w dalszej konsekwencji organizmy żywe. Część ujemnych oddziaływań ekologicznych występuje lokalnie, inne wpływają na stan całej biosfery ziemskiej. Z powodu monokultury węglowej Polska należy do krajów o największym zagrożeniu środowiska w Europie. Emisja pyłów z obecnej wartości ok.2,5 mln t/rok powinna ulec obniżeniu poniżej 1mln t/rok. Emisja SO2 z elektrowni i elektrociepłowni zawodowych powinna obniżyć się na przestrzeni 20 lat blisko dwukrotnie. Ten sam wynik notuje się dla całej gospodarki. Emisja tlenków azotu z elektrowni i elektrociepłowni powinna ulec obniżeniu o 25%. Dla całej gospodarki,ze względu na przyrost liczby pojazdów mechanicznych,sumaryczna emisja NOx wzrośnie o blisko 40 %. Zwiększy się również sumaryczna emisja CO2 o około 20 %, przy czym dla elektrowni i elektrociepłowni zawodowych utrzyma się przez okres najbliższych 20 lat na niemal stałym poziomie.[3]

Także koniecznym staje się uwzględnienie faktu, ze znaczne zmiany w strukturze użytkowanych nośników energii wymagają około ćwierćwiecza. Dlatego kryterium ochrony środowiska nabiera szczególnego znaczenia. Działania inflacyjne gospodarki narodowej i sprawność gospodarowania będą wynikać miedzy innymi z uwarunkowań rozwoju gospodarki narodowej. Realizacja polityki wymaga odpowiednich finansów, a o finansach państwa będą decydować określone uwarunkowania rozwoju gospodarki narodowej.[3]

• Kryzys ekonomiczny polskiej energetyki
Polska energetyka znajduje się w poważnym kryzysie ekonomicznym:
--elektroenergetyka
1) Wewnętrzna (krajowa) cena elektryczności jest wyższa od cen funkcjonujących w państwach sąsiednich (wpływa na to koszt utrzymania mocy nieproduktywnych i wysoka cena energii).
2) Eksport jest możliwy tylko po cenach wynikających z kosztów marginalnych elektroenergetyki i górnictwa co rodzic będzie oskarżenia o dumping.
3) Rentowność kapitału w elektroenergetyce nie osiąga nawet minimalnych 70%.
4) Nie działa wolny rynek, na którym mogli by wygrać lepsi; konkurencję blokuje twardy mechanizm rynku bilansującego (obsługuje on system a nie rynek).
5)Niska efektywność zatrudnienia.
--gazownictwo
1) Krajowa cena gazu jest wyższa niż np. w Niemczech.
2) Rynek, a więc i konkurencja nie istnieją.
3) PGNiG jest „mocne” wobec odbiorców krajowych i „słabe” wobec zagranicznego dostawcy.

--ciepłownictwo
1) Trwały trend ucieczki klientów od ciepła sieciowego.
2) Wysokie obciążenie budżetów domowych kosztami energii a szczególnie ogrzewania, udział kosztu energii w tych budżetach to ok.10% ( w UE 3-5%).
3) Bardzo niska rentowność kapitału.
4) Brak środków na inwestycje modernizacyjne i odtworzeniowe, a i istniejące środki nie zawsze są w pełni wykorzystane.
5) Konieczny outplacement co najmniej 50% zatrudnionych.

--górnictwo
1) Wysokie zadłużenie.
2) Tylko część kopalni odnotowuje zyski na działalności operacyjnej.
3) Zerowa lub ujemna rentowność.
4) Cena krajowa wyższa niż cena węgla z zagranicy.[5]

• Brak określonej strategii działania sektoru energetycznego.
Polska energetyka stoi wobec wielkich wyzwań związanych z potrzebą dostosowania się do wymagań ochrony środowiska. Sektor energetyczny nie ma określonej strategii działania tzn. rozwoju, restrukturyzacji i prywatyzacji, a co za tym idzie żadnej takiej strategii nie realizuje lub realizuje wiele różnych - co na jedno wychodzi. [6]

• Problemy polskiego górnictwa węgla kamiennego.
Jednym z najistotniejszych problemów górnictwa węgla kamiennego jest dostosowanie jego funkcjonowania do warunków gospodarki rynkowej, a w konsekwencji zapewnienie rentowności wydobycia i konkurencyjności na rynkach światowych. Osiągnięcie tych celów jest bardzo trudne, bowiem wiąże się ze znacznym zmniejszeniem zatrudnienia o ok.30%, zmniejszeniem wydobycia do poziomu ok.100 mln t/rok, obniżeniem kosztów jednostkowych wydobycia węgla do poziomu konkurencyjnego z węglem światowym i likwidacją ok.25 kopalń, likwidacją zbędnej infrastruktury powierzchniowej kopalń likwidowanych, rekultywacją terenów poeksploatacyjnych i usuwaniem szkód górniczych w obiektach powierzchniowych, ochroną środowiska przyrodniczego.

Istnieją trzy główne czynniki, które decydują o niewielkim powodzeniu reform w górnictwie. Są to: 1) olbrzymie zadłużenie górnictwa, sięgające ok.150 mld zł; 2) trudności ze zwolnieniem w krótkim czasie dużej liczby osób z górnictwa; 3) wysokie koszty likwidacji kopalń. Ważne znaczenie dla realizowanych przemian w górnictwie mają również czynniki zewnętrzne, tj. obniżenie w ostatnich kilku latach prawie o 40% zapotrzebowania na węgiel w krajowej gospodarce, utrzymywanie się przez dłuższy okres niskiego poziomu cen węgla w świecie, a także niewypłacalność znacznej liczby krajowych użytkowników węgla kamiennego, co powoduje kłopoty finansowe większości kopalń. Innym ważnym czynnikiem zewnętrznym jest brak spójnej i konsekwentnej polityki państwa w stosunku do górnictwa i energetyki (pojawiają się więc kolejne programy restrukturyzacji), co objawia się chaosem cenowym i popadaniem górnictwa w coraz większe zadłużenie. [6]

• Problemy polskiej elektroenergetyki.
Polski sektor elektroenergetyczny jest w trakcie głębokiej reformy. Jej tempo w latach dziewięćdziesiątych uległo zdecydowanemu przyśpieszeniu, chociaż w ostatnich trzech latach zaobserwować można wyhamowanie zapowiadanych zmian w sektorze paliwowo- energetycznym a w elektroenergetyce w szczególności. Rynkowe zmiany w polskiej elektroenergetyce mają na celu doprowadzenie do obniżenia cen energii elektrycznej, na skutek konkurencji pomiędzy wytwórcami i przekształceń w systemie przemysłowym energii elektrycznej, oraz dopasowaniem do wymagań rynku zachodnioeuropejskiego. Elektroenergetyka w Polsce jest wiodącym sektorem, który stanowi wyłączną własność państwową, a ceny energii elektrycznej są ustalane urzędowo co przeszkadza w realizacji procesu restrukturyzacji. [9]

Produkcja energii elektrycznej w Polsce należy do rozwijających się gałęzi przemysłu.
Struktura polskiej elektroenergetyki jest oparta na paliwach kopalnych (węglu kamiennym i brunatnym). Elektrownie bazujące na węglu produkują większość polskiej energii, z czego ponad 35% to spalające węgiel brunatny, podczas gdy hydroelektrownie jedynie 3% Niewielki jest udział elektrowni bazujących na oleju opałowym.Nie posiadamy żadnej elektrowni jądrowej, chociaż istniały plany budowy takowej w Żarnowcu. Rozmieszczenie produkcji energii elektrycznej jest w Polsce nierównomierne i nie pokrywa się z zapotrzebowaniem na nią.[7]

• Problemy ciepłownictwa.
W ciepłownictwie główny problem stanowi to, iż sieci ciepłownicze mają strukturę (technologię, potencjał i topologię) z okresu zwiększonego zapotrzebowania na ciepło oraz dawnych miejskich programów inwestycyjnych, nie zawsze realizowanych do końca, a brak możliwości doboru poprawnej regulacji zwiększa straty ciepła. Stratom ciepła sprzyja także prędkość przepływu, która odbiega znacznie od projektowanych, rzadkością jest sprawna regulacja jakościowo- ilościowa oraz własne źródła skojarzone i szczytowe. Sprawność systemów ciepłowniczych w Polsce wynosi 50-86%, natomiast w UE od 70-91%. [5 ]

• Różnice między gospodarką energetyczną Polski a krajami rozwiniętymi.
Istniejące od lat różnice pomiędzy polskim sektorem produkcji energii, a krajami rozwiniętymi nabrały znaczenia wraz z przystąpieniem naszego kraju do UE. Podstawowym czynnikiem wyróżniającym rodzimą energetykę jest struktura paliw. W Unii Europejskiej aż 15% energii produkuje się w elektrowniach jądrowych. Udział węgla wynosi 16%, a źródeł odnawialnych 6%. Polski sektor elektroenergetyczny oparty jest aż w 97% na monokulturze węglowej. Zaletą tego systemu jest samowystarczalność energetyczna. Wadą – przy braku norm emisyjnych i odpowiednich instalacji - wysokie koszta ekologiczne. [7]


3. Podsumowanie

Według optymistycznych danych zasoby węgla kamiennego i brunatnego wystarczą przy obecnym jego zużyciu na około 150 lat, z gazu ziemnego będziemy mogli korzystać jeszcze przez około 46-50 lat a ropa naftowa powinna wyczerpać się w ciągu najbliższych 40 lat. Surowce te mają jeszcze jedna ogromną wadę, mianowicie podczas ich spalania wytwarza się bardzo dużo szkodliwych dla środowiska substancji. Za "najbrudniejsze" paliwo uważa się węgiel gdyż podczas jego spalania uwalnia się do atmosfery m.in. węgiel, rtęć, ołów i siarkę. Kolejnym źródłem energii z którego obecnie korzysta znaczna liczba krajów jest energia powstała podczas rozszczepiania atomów. Jednak elektrownie atomowe pomimo iż są bardziej wydajne niż tradycyjne elektrownie cieplne, stwarzają niebezpieczeństwo awarii której skutki mogła by odczuć cała planeta. Równe a może bardziej niebezpieczne są odpady radioaktywne powstałe podczas pracy elektrowni atomowych, ich składowanie czy neutralizacja niesie za sobą ogromne koszty i niebezpieczeństwo dla zajmujących się tym ludzi.
Polska zalicza się do uprzywilejowanego grona krajów, które posiadają i wydobywają jeden z nośników energii pierwotnej. Jest to jednak węgiel kamienny i brunatny, od których powoli odchodzą rozwinięte gospodarki światowe, przede wszystkim ze względu na szkody ekologiczne związane z ich pozyskaniem, jak i tez ze spalaniem. To samo czeka gospodarkę Polski, która została już członkiem Unii Europejskiej. Wiele koncepcji wykorzystania węgla kamiennego, innego niż jego spalanie, zostało zapomnianych i nie wraca się do nich. Mimo tych wyzwań, problemy energetyczne naszego kraju rozwiązuje się doraźnie, w zależności od bieżącej sytuacji. Po latach niedoboru spowodowanego bardzo energochłonnym rozwojem, następuje próba zracjonalizowania zużycia energii, wymuszona przede wszystkim kosztami. W gospodarkach krajów na całym świecie zmiany nastąpiły znacznie wcześniej. U nas zachodzą znacznie boleśniej, bo w powiązaniu z transformacją całej gospodarki. Zmiany w gospodarkach zachodnich prowadzą do znacznego ograniczenia wydobycia węgla, coraz mniej opłacalnego na korzyść importu tego surowca oraz zmniejszenia jego zużycia.