Emisja CO2 - postęp cywilizacyjny czy czynnik hamujący rozwój inwestycyjny

Emisja CO2 - postęp cywilizacyjny czy czynnik hamujący rozwój inwestycyjny
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

Dostęp do energii jest podstawowym warunkiem rozwoju cywilizacyjnego i gospodarczego, a prognozy długoterminowe wskazują, że w 2050 r. ludzkość będzie potrzebowała 2,5-3 razy więcej energii niż w 2010 r. W XX w. zapotrzebowanie to pokrywały paliwa kopalne.

Wstęp

To im zawdzięczamy bezprecedensowy rozwój gospodarczy w ciągu ostatnich stu lat. Jest jednak wiele sygnałów, że era paliw kopalnych zbliża się do końca ze względu na wyczerpywanie się ich pokładów.

Ludzkości pozostanie do wykorzystania przede wszystkim energia jądrowa oraz odnawialne źródła energii. W warunkach polskich największe nadzieje wiązane są z biomasą, energią wiatru i energią Słońca [1].

Wiele organizacji od lat bije na alarm w sprawie niebezpieczeństwa, jakie niesie za sobą widmo globalnego ocieplenia. Ten nurt ma jednak swoich przeciwników. Świat naukowy jest podzielony. Po drugiej stronie barykady stoi miedzy innymi Polska Akademia Nauk. Komitet Nauk Geologicznych PAN w swoim oświadczeniu stwierdza jednoznacznie, że nie jest pewne, czy antropogeniczny CO2 jest głównym czynnikiem zmian klimatycznych. [2].

W celu monitorowania zmian klimatycznych, w 1988 r. powołano Międzyrządowy Zespół do Spraw Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC), a w 1992 r. podpisano Ramową Konwencję Narodów Zjednoczonych w Sprawie Zmian Klimatu (United Nations Framework Convention on Climate Change - UNFCCC); w ramach tego porozumienia krajów członkowskich powstał słynny Protokół z Kioto [3]. Konwencja ta, do której w ciągu zaledwie dwóch lat przystąpiło ponad 160 państw, jest najważniejszym międzynarodowym porozumieniem w dziedzinie ochrony klimatu. Konwencja stawia w centrum uwagi dobro przyszłych pokoleń (nasza generacja nie odczuje jeszcze skutków ocieplenia globalnego).

Być może, jak pisze Al Gore, osiągnęliśmy w rozwoju taki punkt, iż nasza "cywilizacja jest obecnie w stanie sama się zniszczyć" [4]. Pozostawienie obecnej partykularnej ekonomiki i wymuszanych przez nią społecznych rozwarstwień prowadzi do katastrofy ekologicznej, zagrażającej życiu nie tylko zachodniej cywilizacji.

Nasz obecny sposób życia ukształtował się w latach 50. XX w., kiedy intensywny wzrost konsumpcji obejmował dziesiątki milionów ludzi w Ameryce i Europie, co nie stanowiło problemu dla rabunkowego zubożenia zasobów surowców czy zmian klimatu Ziemi. Dziś taki styl życia rozszerzył się na ponad miliard ludzi i okazuje się, że przekraczamy już możliwości ekosystemu planety. A w kolejce do konsumpcyjnego sposobu życia czekają już kolejne miliardy ludzi. Jeśli im się uda, to zużycie paliw i surowców wzrośnie wielokrotnie, podobnie jak emisje gazów cieplarnianych.

Emisja CO2 a klimat Ziemi

Pogląd, że zjawisko globalnego ocieplenia, jako wynik działalności człowieka zostało udowodnione naukowo, a jego negatywne skutki w sposób istotny zahamują postęp cywilizacyjny, reprezentuje wpływowa i liczna grupa uczonych i polityków, członków IPCC. Odmienny pogląd, że antropogeniczne ocieplenie jest zaniedbywalnie małe wobec naturalnych zmian klimatycznych odnotowywanych już wielokrotnie w dziejach naszej planety, wyraża grupa naukowców z instytucji niezależnych i organizacji oraz fundacji typu non-profit [5].

Oficjalne oświadczenie wydane przez Komitet Nauk Geologicznych PAN stwierdza, że stała zmienność jest podstawową cechą klimatu.

Wywoływane jest przy tym przede wszystkim przez czynniki pozaziemskie.

Na zmiany klimatu ma wpływ między innymi Słońce, cykle Milankowicza, chmury, aerozole, wulkany, tektonika płyt, cyrkulacja prądów w oceanach. Ditlenek węgla jest tylko jednym z czynników, który wpływa na zmiany klimatu [2].

W bilansie globalnym antropogeniczna ilość CO2 ma co najwyżej znaczenie śladowe. Głównym źródłem energii cieplnej jest promieniowanie słoneczne. Suma rocznej ilości energii cieplnej pochodzenia antropogenicznego jest ponad stukrotnie mniejsza od ilości energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi tylko w ciągu jednej doby. Te niewspółmierne wielkości świadczą, że działalność człowieka ma pomijalny wpływ na zjawiska przyrodnicze, gdyż ilość ciepła docierającego ze Słońca jest 40 tysięcy razy większa od ilości ciepła powstałego ze spalania wszystkich rodzajów paliw [6].

CO2 jest naturalnym składnikiem, niezbędnym światu roślinnemu.

Prowadzone przez wiele lat badania potwierdziły, że na obszarach zielonych (w tym na terenach rolniczych) brakuje ditlenku węgla [6].

Dominujący udział w efekcie cieplarnianym planety ma para wodna.

Jej zawartość w atmosferze ziemskiej jest zmienna w czasie i różna nad poszczególnymi obszarami naszej planety (waha się w granicach 40% do 95%), co wynika z cyklu krążenia wody w środowisku na skutek procesów: parowania, skraplania, sublimacji i resublimacji. Działalność ludzka ma znikomy bezpośredni wpływ na zawartość tego gazu szklarniowego w atmosferze.

Od 1988 r. IPCC analizuje sytuację, a jego opinie sprowadzają się do następujących stwierdzeń:
  • zmiany klimatu mają miejsce i jest to spowodowane działaniami ludzi

  • średni wzrost temperatury w XXI w. wyniesie 2-4oC, a może sięgnąć nawet 6,4oC, w ciągu najbliższych dziesięcioleci, przenosząc klimat Ziemi do czasów sprzed dziesiątek milionów lat

  • w ujęciu globalnym konsekwencje zmian klimatu będą dla ludzkości zdecydowanie negatywne

  • do 2050 r. należy ograniczyć roczną emisję ditlenku węgla do atmosfery o 50-85%.
Reasumując, niektóre badania pokazują, że brak jest funkcyjnej zależności pomiędzy stężeniem CO2 w atmosferze a jej temperaturą [7].

Inni badacze twierdzą, że emisja CO2 ma wpływ na klimat. Wypada zatem stwierdzić, że w ocenie przyczyn zjawiska globalnego ocieplenia zdania naukowców są podzielone.

Polityka klimatyczna Unii Europejskiej

Podstawę unijnej polityki klimatycznej stanowi zainicjowany w 2000 r. Europejski Program Ochrony Klimatu (ECCP), który jest połączeniem działań dobrowolnych, dobrych praktyk, mechanizmów rynkowych oraz programów informacyjnych. Jednym z najważniejszych instrumentów polityki Unii Europejskiej w dziedzinie ochrony klimatu jest europejski system handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych (EU ETS). Handel uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych w krajach Unii Europejskiej został formalnie zapoczątkowany 1 stycznia 2005 r. wejściem w życie dyrektywy 2003/87/WE z dnia 13 października 2003 r. ustanawiającej system handlu przydziałami emisji gazów cieplarnianych we Wspólnocie oraz zmieniającej dyrektywę Rady 96/61/WE 2003/87/WE [8].

Polska od 13 grudnia 2002 r. jest stroną Protokołu z Kioto i, podobnie jak i pozostałe państwa które przystąpiły do Unii Europejskiej z dniem 1 maja 2004 r., musiała do 2012 r. indywidualnie wywiązywać się ze zobowiązań, jakie zostały przez nią przyjęte w Protokole z Kioto.

Od 1 stycznia 2005 r. Polska jest również uczestnikiem wspólnotowego systemu handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych.

Podstawowym celem systemu handlu uprawnieniami do emisji do powietrza gazów cieplarnianych i innych substancji jest ograniczenie tych emisji w sposób opłacalny i ekonomicznie efektywny.

Unia Europejska odegrała wiodącą rolę w międzynarodowych negocjacjach dotyczących protokołu z Kioto. Istnieje polityczna zgoda co do faktu, że w przyszłości kraje europejskie będą musiały przyjąć dużo bardziej restrykcyjne limity emisji. Porozumienie w tej kwestii przywódcy unijni zawarli na szczycie w Brukseli w marcu 2007 r. Rada UE zobowiązała się wtedy, że niezależnie od ostatecznego wyniku międzynarodowych negocjacji w sprawie zobowiązań po 2012 r., Unia Europejska jednostronnie ograniczy emisję gazów cieplarnianych o 20% do 2020 r. (w stosunku do 1990 r.) lub o 30%, pod warunkiem, że inne kraje rozwinięte zobowiążą się do redukcji na zbliżonym poziomie.

Najważniejszym instrumentem realizacji tych zobowiązań jest "Pakiet środków wykonawczych w odniesieniu do celów UE w zakresie zmian klimatycznych i energii odnawialnej do 2020 r.", zwany potocznie Pakietem Klimatyczno-Energetycznym, przedstawiony przez Komisję Europejską 23 stycznia 2008 r., a następnie zaakceptowany przez Radę w marcu 2008 r. Pakiet Klimatyczno-Energetyczny, to zestaw propozycji działań i regulacji prawnych, które mają umożliwić transformację ku gospodarce niskoemisyjnej i "niskowęglowej". Będą temu służyć między innymi innowacje technologiczne, zmniejszenie zużycia energii oraz uniezależnienie się od paliw kopalnych, a także zmiana zasad funkcjonowania systemu handlu emisjami. Ma to doprowadzić do znacznego zwiększenia wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych oraz do obniżenia emisji gazów cieplarnianych w Europie.

Prognozy wskazują jednak, że kontynuacja obecnej europejskiej polityki w zakresie energii i transportu, zamiast zmniejszać poziom emisji gazów cieplarnianych w UE, doprowadzi do jego zwiększenia o ok. 5% do 2030 r. By zapobiec realizacji tego niekorzystnego scenariusza, Komisja Europejska zaproponowała wyznaczenie nowych priorytetów polityki energetycznej. Należą do nich:
  • zwiększenie efektywności energetycznej o 20% do 2020 r.

  • zwiększenie udziału energii ze źródeł odnawialnych do 20% całkowitego finalnego zużycia energii w UE do 2020 r. i zwiększenie do 10% udziału biopaliw w zużyciu paliw transportowych

  • zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, o co najmniej 20% w porównaniu do 1990 r.; Wspólnota widzi możliwość wprowadzenia nawet 30% celu redukcyjnego

  • przyjęcie strategicznego planu w dziedzinie nowoczesnych technologii energetycznych, w tym rozwój technologii geologicznego składowania CO2.
W dniu 9 marca 2012 r. w Brukseli odbyło się posiedzenie Rady Unii Europejskiej do spraw środowiska. Planowano, aby na nim zadecydować o przyjęciu długoterminowej polityki klimatyczno-energetycznej wyznaczającej cele redukcji emisji CO2 na lata 2030, 2040 i 2050, opublikowane w ubiegłym roku w postaci Mapy Drogowej 2050. Proponowane przez Komisję Europejską cele, zmierzające do obniżenia emisji CO2 w 2030 r. o 40%, w 2040 r. o 60% i w 2050 r. o 80%, niezwykle silnie wpłynęłyby na unijną gospodarkę [9].

Dla rozwiązania rosnącego problemu nierównowagi podaży i popytu uprawnień do emisji w ramach unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji, Komisja Europejska przedstawiła formalny wniosek dotyczący zmiany harmonogramu aukcji oraz opóźnienia sprzedaży na aukcji 900 mln t CO2 uprawnień do emisji w trzecim etapie EU ETS, który rozpoczął się w 2013 r. [10]. Nadwyżka uprawnień do emisji wynika przede wszystkim z kryzysu gospodarczego, który doprowadził do większego niż spodziewane ograniczenia emisji gazów cieplarnianych przez przemysł, co z kolei spowodowało mniejszy popyt na uprawnienia ze strony przedsiębiorstw [11].

Choć w swojej filozofii i wyzwaniach polityka klimatyczna UE niesie pożytki, to dla energetyki w Pakiecie Klimatycznym (a przede wszystkim w sposobie jego wprowadzania) jest wyjątkowo niekorzystna, kosztowna i budząca coraz więcej wątpliwości [12].

Niektórzy analitycy sądzą, że obecna polityka energetyczna UE nie dotrwa do 2020 r., ponieważ nie wytrzyma zderzenia z realiami gospodarczymi. Nie można prowadzić polityki, która jest polityką wysokich cen energii w sytuacji, kiedy zmiany na rynku światowym prowadzą do obniżenia cen gazu. Cele z zakresu OZE mogą zostać złagodzone, podobnie jak stało się z celami redukcyjnymi w ramach protokołu z Kioto, gdzie nie wszystkie kraje zaczęły poważnie podchodzić do wypełniania tych zobowiązań. Aktywność unijna, wymuszająca działania w kierunku gospodarki niskoemisyjnej straci impet i przestanie się liczyć jako czynnik dominujący. Nie jest też wykluczone, że postulat zastąpienia systemu EU ETS podatkiem węglowym zyska zwolenników. Takie rozwiązanie może być bowiem postrzegane jako korzystne dla zadłużonych budżetów krajowych.

Wpływ polityki klimatycznej UE na gospodarkę Wspólnoty

Oceniając politykę klimatyczną UE warto zwrócić uwagę na daleko idącą integrację celów klimatycznych i energetycznych, a w zasadzie prymat tych pierwszych. Punktem wyjścia była ocena tego, co jest konieczne w sferze zapobiegania zmianom klimatycznym i do tak określonych priorytetów dostosowano instrumenty polityki energetycznej. Jest to podejście spełniające założenia teorii zrównoważonego rozwoju, które do tej pory nie było praktykowane.

Postanowienia Komisji niosą niejednakowe konsekwencje dla różnych państw członkowskich. Najdotkliwiej skutki unijnej polityki klimatycznej będą odczuwać kraje, które wykorzystują w energetyce paliwa węglowe oraz te, w których energochłonne gałęzie gospodarki odgrywają dużą rolę [9].

Polityka klimatyczna, a zwłaszcza Pakiet Klimatyczno-Energetyczny, spotkał się z dużym oporem ze strony przemysłu, zwłaszcza tradycyjnych, zużywających dużo energii branż, dla których będzie najtrudniejszy i najkosztowniejszy do wdrożenia. Niechęć ta widoczna jest nie tylko w Polsce, ale i w całej Europie. Lobbyści z wielu sektorów przemysłowych grożą przeniesieniem produkcji poza UE, gdzie nie wprowadzono dotąd tak surowych i kosztownych w realizacji standardów środowiskowych.

Interesy krajów członkowskich Wspólnoty nie są jednolite. Podczas gdy w Polsce ponad 90% energii pochodzi z węgla, to we Francji niewiele mniejszy jest udział energii atomowej. Dziś koszt wytworzenia energii we Francji należy do najniższych w Europie. Z perspektywy Francji narzucenie krajom Wspólnoty surowych norm emisji CO2 nie wiązałoby się zatem ze specjalnie dużymi kosztami. Pozwoliłoby natomiast na zdecydowaną poprawę relatywnej konkurencyjności francuskiej gospodarki wobec jej rywali [13].

Francja nie jest jednak jedynym krajem Unii, który skorzystałby na narzuconych prawem ograniczeniach w emisji CO2 i rozwoju zielonych technologii. Niemcy stały się już światowym liderem w technologii pozyskiwania energii z promieniowania słonecznego. To między innymi z tego powodu czołowy niemiecki koncern Siemens już teraz aż 25% obrotów uzyskuje dzięki sprzedaży ogniw fotowoltaicznych, a do 2014 r. chce zwiększyć ten wskaźnik do 40%. Specjalnością Duńczyków jest energia wiatrowa. Koncern Vestas jest w tej dziedzinie światowym liderem; wytwarza około 15% wszystkich turbin wiatrowych instalowanych na naszym globie [13].

Zgodnie z wyliczeniami Komisji Europejskiej, kraje Unii w tym Polska, do 2020 r., czyli przez kolejne 7 lat, będą musiały wydać 1 bilion euro na wypełnienie unijnych regulacji związanych ze zmianami klimatu. Skutkiem będzie znaczny wzrost cen energii. W ciągu ostatnich sześciu lat cena energii elektrycznej w Unii Europejskiej wzrosła o 125%. Według wyliczeń polskiego Ministerstwa Środowiska, w latach 2000-2010 Polska wydała na przystosowanie do klimatycznych wymagań Brukseli z własnego budżetu 30 mld euro. Redukcja emisji CO2 i przestawienie na energię odnawialną do 2030 r. będzie kosztowała Polskę aż 92 mld euro. Propozycje Komisji na lata 2013-20, w związku z ograniczeniem emisji CO2, poważnie zagrażają polskim firmom, szczególnie papierniczym, chemicznym i cementowym [14].

Perspektywa znaczącego wzrostu cen energii jest dziś największym zagrożeniem dla państw, w których będą lokowane inwestycje przemysłowe. Problemy już się zresztą zaczęły. ThyssenKrupp, największy niemiecki koncern hutniczy zapowiedział, że w razie wzrostu cen energii elektrycznej zlikwiduje co najmniej 5000 miejsc pracy. Ostrzeżenie nie jest gołosłowne: firma sprzedała hutę w Krefeld fińskiemu konkurentowi Outokumpu, który zamierza przenieść produkcję do rodzimego kraju. Powodem jest niższa cena za kilowatogodzinę w Finlandii [13].

Proponowane przez Komisję Europejską rozwiązania mogą negatywnie oddziaływać na gospodarkę naszego kraju, głównie za sprawą niekorzystnego wpływu na energetykę bazującą na węglu brunatnym i kamiennym. Jest pewne, że wdrażanie Pakietu Klimatyczno-Energetycznego spowoduje znaczny wzrost kosztów wytwarzania energii w Polsce. Szacuje się, że w latach 2020-2030 polskie elektrownie będą wydawać rocznie 5-7 mld euro na zakup uprawnień do emisji dwutlenku węgla. Koszty te zostaną przeniesione na cenę energii elektrycznej dla użytkowników końcowych, co może przełożyć się na szereg dodatkowych kosztów gospodarczych i społecznych. Zagrożona też będzie konkurencyjność tych polskich wyrobów na unijnym rynku, których przewaga bazuje w dużym stopniu na niższych kosztach energii.

Na zlecenie Polskiego Komitetu Energii Elektrycznej, firma EnergSys przygotowała Raport 2030, uwzględniający zapisy Pakietu Klimatycznego-Energetycznego [15]. Przeprowadzone analizy dotyczą nie tylko sektora elektroenergetycznego. Raport odnosi się także do całej gospodarki oraz sytuacji gospodarstw domowych. Kompleksowa ocena została dokonana z perspektywy zarówno polityki klimatycznej jak również społeczno-gospodarczej. Poszczególne części Raportu 2030 odnoszą się do oceny możliwości rozwoju technologii CCS (Carbon Dioxide Capture and Storage - wydzielanie i składowanie ditlenku węgla) czy źródeł odnawialnych. Uzyskane wyniki jednoznacznie pokazują ogromną skalę wyzwań i ciężar obciążeń, jakie Polska musi podjąć, aby dostosować się do proponowanych przez Unię Europejską rozwiązań. Bezpośrednie koszty związane z dopasowaniem struktur technologicznych i paliwowych szacowane są na poziomie od ok. 2 mld PLN w 2010 r. do 8-12 mld PLN rocznie w latach 2020-2030. Dużo wyższe koszty wiążą się jednak z utratą PKB i wynoszą od 154 mld PLN rocznie w 2020 r. do ok. 503 mld PLN w 2030 r. Cena energii elektrycznej u wytwórców będzie przy tym średnio o 60% wyższa niż w przypadku rozwoju bez scenariusza polityki klimatycznej.

Komisja Europejska zaproponowała ostatnio opóźnienie aukcji części pozwoleń na emisję dwutlenku węgla w latach 2013-2015 w ilości 900 mln t CO2, by o tyle samo zwiększyć ją w kolejnych latach do 2020 r. Jest to backloading, któremu sprzeciwia się Polska, a wątpliwości mają też inne kraje. Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBIZE) przygotował raport analizujący skutki budżetowe backloadingu dla Polski, ale też innych państw UE. Wynika z niego, że backloading jest niekorzystny dla państw ubiegających się o derogację CO2 dla energetyki, czyli m.in. dla Polski. KOBIZE policzył, że na backloadingu w latach 2013-20 najwięcej mogą stracić Polska - 1042 mln euro i Czechy - 375 mln euro, a najwięcej mogą zyskać Niemcy - 457 mln euro i Wielka Brytania - 238 mln euro.

Backloading oznacza nie tylko straty dla budżetu, ale podważa także zaufanie do systemu EU ETS wśród jego uczestników - przedsiębiorstw.

Taka zewnętrzna ingerencja w rynek nie zachęci firm do inwestowania w technologie niskoemisyjne. Wręcz przeciwnie, inwestorzy mogą zamrozić inwestycje, bo nie są w stanie przewidzieć kolejnych politycznych interwencji na rynku.

Stosowanie technologii CCS ma stać się obowiązkowe po 2020 r. Już dzisiaj wiele instytucji wykonuje analizy skutków finansowych wprowadzenia dyrektywy CCS, mające służyć racjonalnemu wyborowi strategii planowania inwestycji w energetyce. Przyjmowane w analizach założenia, wobec braku jednoznacznej sytuacji prawnej oraz braku możliwości precyzyjnego określenia pewnych wskaźników ekonomicznych, często znacznie różnią się od siebie, co skutkuje rozbieżnością wyników analiz [16÷21].

System praw do emisji nie istnieje u żadnego z wielkich rywali gospodarczych UE: USA, Chin czy Rosji. Stąd bardzo realne zagrożenie, że w razie wzrostu cen praw do emisji, a także samych stawek za energię elektryczną, najbardziej energochłonne unijne zakłady przeniosą działalność poza Wspólnotę. Ta sytuacja stanowi dla Polski szczególne zagrożenie z przynajmniej dwóch powodów. Z jednej strony, ceny elektryczności już teraz (12,5 eurocentów za kWh) nie należą do niskich (w Bułgarii jest to 7,8 centa). A z drugiej - każde wahnięcie w górę będzie miało poważniejsze skutki niż w krajach zachodnich ze względu na dwukrotnie większą energochłonność naszej gospodarki.

Pod koniec rozważań o wpływie polityki klimatycznej na unijną gospodarkę warto zwrócić uwagę na zmianę notowań giełdowych spółek użyteczności publicznej, czyli w dużej części z sektora energetycznego w krajach Unii Europejskiej i w Stanach Zjednoczonych.

W przypadku Europy, wartość indeksów giełdowych tych przedsiębiorstw w ciągu ostatniego roku spadła o ponad 20%, dla Stanów Zjednoczonych, gdzie polityka klimatyczna ma drugorzędne znaczenie, w tym samym czasie obserwowany był ich kilkuprocentowy wzrost. Powinno to być dla Unii wyraźnym sygnałem do przewartościowania podstawowych priorytetów i uelastycznienia kierunków długoterminowej polityki energetyczno-klimatycznej [22].

Czasami bywa, że z założenia szlachetne przedsięwzięcie może być wykorzystywane do osiągnięcia zupełnie innych od założonych celów, i dlatego nie jest oceniane jednoznacznie. Miało to również miejsce w przypadku EU ETS. W 2009 r. Europol poinformował o rosnącej skali oszustw podatkowych, które w niektórych krajach mogły sięgać 90% wartości wszystkich wymienianych uprawnień do emisji [23]. W 2010 r. ujawniono, że w ciągu ostatnich dwóch lat grupy przestępcze zarobiły w ten sposób ponad 7 mld euro [24]. Pod koniec 2010 r. Komisja Europejska zapowiedziała również przygotowanie regulacji, która ukróci proceder uruchamiania zakładów produkujących gaz cieplarniany HFC-23 wyłącznie w celu ich zamknięcia i uzyskania w ten sposób pakietów uprawnień do emisji o znacznej wartości rynkowej [25, 26]. Według UBS Investment Research, koszt EU ETS dla europejskiej gospodarki wyniósł do tej pory 287 mld USD, a jego wpływ na ograniczenie emisji CO2 był bliski zeru [27].

Technologie usuwania ditlenku węgla z mieszanin gazowych

Analizując możliwości ograniczenia emisji CO2 należy dokonać przeglądu aktualnego stanu rozwoju techniki i technologii w tym zakresie.

Zdecydowana większość antropogenicznego ditlenku węgla pochodzi z procesów spalania paliw. Sekwestracja ditlenku węgla, to proces technologiczny polegający na separacji emitowanego do atmosfery przez instalacje przemysłowe ditlenku węgla, jego transporcie oraz trwałym zdeponowaniu [28]. Podstawowe elementy systemu CCS przedstawiono na Rysunku 1 [29].

Analizując dostępne warianty technologiczne usuwania ditlenku węgla ze strumieni gazowych, możemy dokonać ich podziału na trzy podstawowe grupy [30]: usuwanie przed procesem spalania, pre-combustion (Rys. 2) W procesie separacji ditlenku węgla przed spalaniem, paliwo jest częściowo utleniane (poddawane zgazowaniu) i w wyniku tego procesu powstaje gaz syntezowy (tlenek węgla i wodór), tzw. syngaz, który jest przekształcany w ditlenek węgla i wodór. W rezultacie CO2 jest łatwy do separacji ze strumienia gazu syntezowego, a wodór może być użyty jako paliwo w turbinie gazowej.

W przypadku oksyspalania paliwo jest spalane w mieszaninie tlenu i ditlenku węgla pochodzącego ze spalin w celu regulacji temperatury spalania. Powstające spaliny zawierają głównie CO2 oraz parę wodną, która może być skondensowana, a otrzymany strumień gazu o bardzo dużym stężeniu CO2 jest gotowy do transportu do miejsca składowania.

Separacja ditlenku węgla po procesie spalania polega na usuwaniu CO2 ze spalin wychodzących z kotła lub turbiny gazowej. Komercyjnie najbardziej dostępna technologia separacji polega na absorpcji CO2 w wodnym roztworze amin. CO2 jest następnie desorbowany, osuszany, sprężany i transportowany do miejsca składowania.

Niektórzy autorzy [29, 31] do wariantów technologicznych usuwania ditlenku węgla zaliczają również:
  • biologiczne metody wychwytu ditlenka węgla (plantacje roślin, algi)

  • sekwestrację w produktach chemicznych (mocznik, paliwa motorowe, metanol itd.)

  • grupę procesów do oddzielania CO2 wykorzystującą ogniwa paliwowe.
Sam proces separacji ditlenku węgla można podzielić na [31]: absorpcję, adsorpcję, separację membranową oraz metody kriogeniczne.

Procesy absorpcji i adsorpcji mogą być fizyczne i chemiczne. Do oddzielania CO2 stosowane są trzy rodzaje adsorpcji:
  • zmiennociśnieniowa PSA

  • zmiennotemperaturowa TSA

  • zmiennoelektryczna ESA.
Wybór metody do usuwania CO2 zależy od wielu czynników, takich jak: warunki procesu, skład paliwa i oczyszczanych gazów, ciśnienie cząstkowe CO2, wielkość strumienia gazów. Sorbenty, stosowane zazwyczaj w instalacjach komercyjnych, obejmują zimny metanol, glikol polietylenowy, węglan propylenowy tlenku wapnia, wodorotlenek sodu oraz wodorotlenek potasu. Do adsorpcji CO2 ze spalin mogą być wykorzystywane substancje o dużej powierzchni aktywnej, jak zeolity oraz węgiel aktywowany. Jednakże metody adsorpcji nie mają jeszcze zastosowania dla instalacji wielkoskalowych, ich wydajność oraz selektywności względem CO2 nie są duże, dla ich regeneracji potrzeba natomiast dużo energii.

Teoretycznie jest możliwe zastosowanie większości technologii usuwania CO2 z wykorzystaniem komercyjnie dostępnych urządzeń.

Wymagane jednak są prace nad powiększeniem skali tych instalacji, szczególnie w przypadku zastosowania metod post-combustion, zintegrowaniem obu układów, tzn. instalacji CCS i bloku energetycznego, oraz poprawą bezpieczeństwa systemów składowania ditlenku węgla [30].

Jak wskazano, istnieje bardzo wiele poznanych i udokumentowanych sposobów usuwania CO2 z procesów spalania paliw. Można więc konkludować, że ze strony posiadanej wiedzy technologicznej jesteśmy przygotowani do wdrażania usuwania CO2, ale nie można tego powiedzieć o jego końcowym składowaniu.

W kolejnym kroku prześledzimy, jak wyglądają możliwości praktycznego zastosowania opisanych procesów. Najbardziej rozpowszechnioną metodą separacji CO2 na skalę przemysłową są procesy absorpcji fizycznej i chemicznej. Od lat wykorzystywane są one w przemyśle petrochemicznym do oddzielania ditlenku węgla z mieszanin gazowych. Pozostałe metody separacji CO2 (adsorpcja, separacja membranowa i kriogeniczna) są oferowane na mniejszą skalę, przynajmniej o rząd wielkości zbyt małą w porównaniu z wymaganiami energetyki. W skali przemysłowej najbardziej zaawansowane są technologie połączone ze zgazowaniem paliwa IGCC oraz w skali pilotowej spalanie w atmosferze tlenu [31].

Ze względu na potrzebę dostarczenia ciepła do regeneracji oraz energii elektrycznej na potrzeby własne instalacji usuwania CO2 z gazów spalinowych z elektrowni węglowych, ich integracja z blokiem energetycznym będzie skutkowała spadkiem sprawności wytwarzania energii elektrycznej od 8 do 13% dla spalania węgla oraz 9-12% dla spalania gazu. Z tego ok. 3 do 4% przy spalaniu węgla i 2 do 3% przy spalaniu gazu przypada na proces sprężania CO2 do wymaganego ciśnienia; reszta utraty sprawności przypada na sam proces usuwania CO2. Z doświadczeń z instalacji pilotowych oraz z oszacowań wynika, że koszty eksploatacyjne w skali przemysłowej będą wynosiły ok. 10-50 EUR/MWh. Różne opracowania podają bardzo zróżnicowane wielkości w tym zakresie.

Koszty te znajdą odzwierciedlenie w cenach energii elektrycznej, jaką będą musieli ponieść odbiorcy (co stanowi główny problem w aspekcie społecznej akceptacji budowy instalacji CCS) [30].

Silna presja ekologiczna i wynikające z niej regulacje prawne powodują, że w dalszym użytkowaniu węgla szansę będą miały tylko technologie pozwalające na bardziej efektywne wytwarzanie energii elektrycznej (np. spalanie przy ultrakrytycznych parametrach pary) oraz umożliwiające usuwanie ditlenku węgla w trakcie procesu wytwarzania energii (np. zgazowanie i oksyspalanie). Zgazowanie jest również bardzo interesujące z punktu widzenia produkcji gazów syntezowych dla chemii [32].

Tak zwana "czysta elektrownia węglowa", z usuwaniem i sekwestracją ditlenku węgla, będzie droższa zarówno inwestycyjnie jak i operacyjnie.

Droższa, prawdopodobnie dwukrotnie, będzie też energia z takiej elektrowni [28].

Wszystkie budowane i planowane obecnie energetyczne bloki wytwórcze mają być przygotowane na to, by w przyszłości podłączyć do nich instalacje wychwytu i składowania CO2. Jednak inwestycje w CCS nie ruszą, póki nie staną się opłacalne biznesowo albo nakazane prawnie (tak jak stało się z EU ETS). Przy obecnych cenach uprawnień do emisji CO2, rzędu 6 EUR/t, technologia ta jest całkowicie nieuzasadniona ekonomicznie.

Podsumowanie

Praktycznie co miesiąc ukazuje się raport, w którym naukowcy dowodzą, że emisje CO2 nie zmieniają klimatu Ziemi, albo odwrotnie - bez drastycznego ograniczenia produkcji gazów cieplarnianych czeka nas katastrofa ekologiczna. Niestety, coraz częściej w tym sporze prawda naukowa przestaje mieć pierwszorzędne znaczenie. Staje się narzędziem w grze interesów [13].

Ludzkość zużywa kopalne surowce energetyczne w tempie znacznie przekraczającym możliwości ich odtwarzania. Pomimo odkrywania nowych złóż nadejdzie moment, w którym kopalnych surowców energetycznych zabraknie. Tak więc, rozwój alternatywnych źródeł energii i odchodzenie od paliw kopalnych staje się koniecznością. Należy zgodzić się z profesorem Andrzejem Kraszewskim, byłym Ministrem Środowiska, który powiedział, że gdyby nie było efektu cieplarnianego to trzeba by było go wymyślić, ponieważ walka z nim sprzyja rozwojowi nowoczesnych technologii. Profesor Kraszewski podkreśla, że w Komisji Europejskiej nie siedzą idioci chcący zbiorowo popełnić samobójstwo gospodarcze. Obecny kierunek polityki energetycznoklimatycznej UE jest korzystny dla wielu krajów UE, choć nie musi być korzystny dla Polski [33].

Dla przywrócenia równowagi na Ziemi konieczne jest odejście od przedmiotowego - na rzecz podmiotowego - traktowania środowiska.

Konieczne jest także takie ukształtowanie stosunków społecznych, które chroniłyby i otaczały opieką środowisko [4]. Na sprawę emisji powinniśmy popatrzeć posługując się kilkoma parametrami, takimi jak: powierzchnia kraju, liczba ludności, emisja na statystycznego mieszkańca czy wreszcie dochód narodowy na statystycznego mieszkańca, który charakteryzuje w ujęciu syntetycznym poziom życia i stan gospodarki. Nie można przy tym traktować jednego parametru jako absolutnej wyroczni. Pod uwagę trzeba brać co najmniej kilka i traktować je łącznie [34].

Wspieranie rozwoju gospodarki niskoemisyjnej oraz określanie konkretnych celów redukcyjnych powinno odbywać się po uwzględnieniu wpływu tych decyzji na pozycję gospodarczą UE. Wymaga to szczegółowej i kompleksowej analizy zarówno możliwości, jak i skutków proponowanych zmian dla gospodarek poszczególnych państw członkowskich.

Wzrost cen energii przekłada się na ograniczenie rozwoju gospodarczego; wzrost ubóstwa energetycznego, może nawet prowadzić do wykluczenia energetycznego. Czyste środowisko nie jest kluczową wartością dla człowieka pozbawionego energii elektrycznej. Zatem należy poszukiwać optymalnych rozwiązań pod względem minimalizowania niekorzystnego oddziaływania sektora wytwarzania energii na środowisko, przy racjonalnie uzasadnionych kosztach społecznych [7].

W skali globalnej, gospodarki świata przyjmują własne strategie rozwoju nie podejmując realnych zobowiązań związanych z wyzwaniami z Pakietu Klimatyczno - Energetycznego UE. Oznacza to, że Unia Europejska pozostaje z polityką klimatyczno-energetyczną osamotniona, bez akceptacji jej kosztów w skali globalnej [12]. Działania Unii Europejskiej, której gospodarka odpowiada jedynie za ok. 10% globalnych emisji CO2, nie dadzą praktycznie żadnego odczuwalnego efektu w skali całej planety. Bez globalnego porozumienia w zakresie walki ze zmianami klimatycznymi, dobrowolne jej podejmowanie przez UE skutkowałoby obniżeniem konkurencyjności własnej gospodarki. Zagrożenia te będą się przekładały na spadek wartości unijnych przedsiębiorstw, jak również na wzrost kosztów funkcjonowania gospodarstw domowych [22].

Można przypuszczać, że dodatkowym celem ograniczenia emisji CO2 jest aktywizacja gospodarcza oraz podjęcie działań prowadzących do uniezależniania się od importu paliw, ponieważ bardzo łatwo jest zaburzyć ten proces. W przypadku ograniczania emisji CO2 chodzi o uruchomienie zasobów lokalnych, rozproszonych, oraz zbudowanie sieci, która umożliwi zintegrowanie takich zasobów. Walka z emisją CO2, niezależnie od tego, czy ten gaz powoduje zmiany klimatyczne, czy też nie, niesie za sobą inne korzyści. Okazuje się, że społeczeństwo jest gotowe do realizacji pewnych zadań, nawet kosztem własnych wyrzeczeń.

Taka postawa może przyczyniać się do rozwoju społeczeństwa i zmniejszania bezrobocia. W konsekwencji zysk z takich działań wraca do społeczeństwa [7].

Nie do końca przejrzysta i ciągle zmieniająca się legislacja, fluktuacje cen uprawnień do emisji gazów cieplarnianych, zakusy Komisji Europejskiej do ingerowania w mechanizmy rynkowe (dotyczy to na przykład EU ETS) powodują, że polityka klimatyczna Unii negatywnie wpływa na procesy inwestycyjne w energetyce i w branżach energochłonnych.

W panujących warunkach niepewności, potencjalni inwestorzy nie mogą precyzyjnie określić rentowności planowanych przedsięwzięć, co sprawia, że część projektów nie jest wcale realizowana.

Człowiek musi dbać o swoją planetę oraz o otaczające go środowisko naturalne. Nie należy jednak zapominać, że powinniśmy przede wszystkim koncentrować się na dbałości o jakość życia ludzi.

Literatura

1. Nowicki M.: Niewyczerpalna energia w świecie wyczerpywalnych kopalin. Pomorski Przegląd Gospodarczy 2012, 2,12.
2. Gumuła S., Piastowska M.: Emisja dwutlenku węgla a zagrożenie efektem cieplarnianym. Polityka Energetyczna 2009, 12, 2/2, 37.
3. Szyjko C.T.: Przydział darmowych uprawnień do emisji CO2 w UE po 1 stycznia 2013 r. Nowa Energia 2011, 06, 18.
4. Gore A.A.: Ziemia na krawędzi. Człowiek a ekologia. Wydawnictwo Etos, 1996.
5. Kolenda Z.: Kontrowersje wokół hipotezy antropogenicznego ocieplenia klimatu. Energetyka Cieplna i Zawodowa 2012, 7-8, 46.
6. Przybysz E., Klimek W.: Pakiet klimatyczny Unii Europejskiej a wiedza naukowa. Energetyka 2012, 6, 330.
7. Billewicz K.: Nowe wyzwania sektora elektroenergetycznego w zakresie ochrony środowiska. Wiadomości Elektrotechniczne 2012, 8, 27.
8. Dyrektywa 2003/87/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 października 2003 r. ustanawiająca system handlu przydziałami emisji gazów cieplarnianych we Wspólnocie oraz zmieniająca dyrektywę Rady 91/61/WE (Dz. Urz. L 275 z 25.10.2003 r.).
9. Tokarski S., Janikowski J.: Polskie weto było uzasadnione. Polska Energia 2012, 4, 24.
10. Tokarski S., Janikowski J.: Wakacje w "klimacie unijnym". Polska Energia 2012, 8, 18.
11. Komisja Europejska. Komunikat prasowy, Bruksela, 14 listopada 2012 r.
12. Gabryś H.L.: Elektroenergetyka polska 2011. Wybrane wyniki i wyzwania ze szczególnym uwzględnieniem problemów wynikających z pakietu klimatycznego UE. Energetyka 2012, 5, 207.
13. Bielecki J.: Ekologia, czyli sposób na dobicie konkurencji. Dziennik Gazeta Prawna, 25 marca 2012 r., nr 59.
14. Piotrkowski M.: W oparach CO2. www.cire.pl, 9.12.2012.
15. Raport 2030. EnergSys, Warszawa, 2008.
16. Kaliski M., Nagy S., Siemek J.: Czyste technologie węglowe. Materiały konferencyjne, Sosnowiec - Katowice, 2008, str. 127.
17. Kotowski W.: MAE wspiera ochronę klimatu. Energia Gigawat 2008, 10, 18.
18. Szczygieł L.: Dwutlenek węgla - wróg czy przyjaciel. Biuletyn Urzędu Regulacji Energetyki 2007, 5, 31.
19. Tchórz J.: Czyste technologie węglowe. Materiały konferencyjne, Sosnowiec - Katowice, 2008, str. 269.
20. Mielczarski W.: Fiasko konferencji na Bali jest szansą na lepsze porozumienie. www.cire.pl, 19.12.2007.
21. Rakowski J.: Obecne możliwości technologiczne ograniczenia emisji CO2 z elektrowni węglowych. Energetyka 2008, 6, 14.
22. Tokarski S., Janikowski J.: Co z tym klimatem. Polska Energia 2012, 6 (44), 18.
23. Europol alarmuje o rosnącej skali oszustw związanych z handlem limitami emisji CO2. www.taxnews.pl, 17.12.2009.
24. Solomon L.: The $7-billion carbon scam. Financial Post 2010.
25. Imminent EU proposals to clamp down on fridge gas scam. EU Observer 2010.
26. Kozman M.: Koniec oszustw na rynku CO2. ekonomia24.pl, 26.11.2010.
27. Revieving existing and proposed emission trading systems. IEA 2010.
28. Kuropka J.: Możliwości ograniczania emisji ditlenku węgla ze spalin energetycznych. w: Ochrona powietrza atmosferycznego. Wybrane zagadnienia (red. A.Musialik-Piotrowska, J.D.Rutkowski), Wyd. PZITS nr 898, Wrocław 2012 s.179.
29. Ściążko M.: Technologie wychwytywania dwutlenku węgla. W: Technologia wychwytywania i geologicznego składowania dwutlenku węgla (CCS) sposobem na złagodzenie zmian klimatu. 2010, 18.
30. Dreszer K., Więcław-Solny L.: Obniżenie emisji CO2 z sektora energetycznego - możliwe ścieżki wyboru technologii. Polityka Energetyczna 2008, 11, 1, 117.
31. Kotowicz J., Janusz K.: Sposoby redukcji emisji CO2 z procesów energetycznych. Rynek Energii 2007, 1, 17.
32. Karcz A., Ściążko M.: Zaawansowane bezemisyjne technologie wytwarzania elektryczności oraz paliw gazowych i ciekłych. W: Kotarba M.J.: Przemiany środowiska naturalnego a rozwój zrównoważony. Wydawnictwo TBPŚ GEOSFERA 2008, str. 111.
33. Ciepiela D.: Walka z efektem cieplarnianym pomaga gospodarce. www.wnp. pl, 20.02.2013.
34. Balcewicz J.: Dania emituje ponad 10 ton CO2 na mieszkańca, a Polska ledwie niecałe 8, ale i tak nas krytykują... Wreszcie veto! Energia Gigawat 2012, 4-5, 17.
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Emisja CO2 - postęp cywilizacyjny czy czynnik hamujący rozwój inwestycyjny

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!