Potencja ï aeroenergetyki

Potencjaï techniczny energii wiatru wiÈĝe siÚ przede wszystkim z przestrzennym rozmieszczeniem terenów otwartych (o niskiej szorstkoĂci podïoĝa i bez obiek-tów zaburzajÈcych przepïyw powietrza). Obszary takie to w przewaĝajÈcej mierze tereny uĝytków rolnych, których w Polsce jest 18 mln hektarów, co stanowi oko-ïo 59% powierzchni kraju. UwzglÚdniajÈc rozwój technologii turbin wiatrowych przeznaczonych na tereny o niskiej prÚdkoĂci wiatru, moĝna stwierdziÊ, ĝe okoïo 5% terenów rolnych w Polsce nadaje siÚ do technicznego wykorzystania na potrze-by energetyki wiatrowej [27].

Istotnym ograniczeniem przestrzennym dla rozwoju energetyki wiatrowej, a w szczególnoĂci lÈdowych farm wiatrowych, jest wystÚpowanie i powiÚkszanie siÚ obszarów chronionych, w tym terenów naleĝÈcych do obszaru NATURA 2000. Naleĝy podkreĂliÊ, ĝe fakt, iĝ dany teren podlega pewnej formie ochrony obszarowej nie wyklucza w sposób jednoznaczny lokalizacji elektrowni wiatrowych; ostateczne decyzje zaleĝÈ od wïadz lokalnych i regionalnych i powinny byÊ podejmowane po analizie ewentualnych konfliktów Ărodowiskowych wywoïanych przez konkretny projekt. W opracowaniu [27] przyjÚto ostre kryterium, iĝ z rozwoju energetyki wiatrowej wykluczone zostanÈ wszystkie tereny podlegajÈce ochronie. Ponadto wprowadzono kolejne wykluczenia – to obszary otulin terenów chronionych oraz tereny gÚsto zaludnione. W rezultacie stwierdzono, ĝe na 50% powierzchni uĝyt-ków rolnych, gdzie jest moĝliwe wykorzystanie energetyki wiatrowej, inwestycje w praktyce nie bÚdÈ mogïy byÊ realizowane lub napotkajÈ znaczÈce utrudnienia. NajwiÚcej ograniczeñ wystÚpuje w póïnocnej i poïudniowej czÚĂci kraju, co wynika z jednej strony z pokrywania siÚ obszarów o wysokiej prÚdkoĂci wiatru z obszara-mi podlegajÈcymi ochronie (maïopolskie, warmiñsko-mazurskie, ĂwiÚtokrzyskie),

z drugiej zaĂ z rozdrobnienia gospodarstw rolnych i trudnoĂci w lokalizacji turbin, zwiÈzanych z rozproszonÈ zabudowÈ siedliskowÈ (np. podkarpackie). Szczególnym przypadkiem jest województwo dolnoĂlÈskie, gdzie pomimo ĝe ogólny udziaï te-renów chronionych w powierzchni uĝytków rolnych utrzymuje siÚ na wzglÚdnie niskim poziomie, to jednak utrudnienia lokalizacyjne sÈ bardzo znaczÈce. Region ten charakteryzuje siÚ duĝym zróĝnicowaniem warunków wiatrowych – sÈ one najlepsze w poïudniowej czÚĂci województwa (wzgórza), jednak wïaĂnie te tereny czÚsto podlegajÈ róĝnym formom ochrony obszarowej. Ilustracja 11 przedstawia potencjaï ekonomiczny energetyki wiatrowej w Polsce, z uwzglÚdnieniem ograni-czeñ Ărodowiskowych, opracowany przez Instytut Energetyki Odnawialnej [27].

Il. 11. Potencjaï ekonomiczny energetyki wiatrowej w Polsce, z uwzglÚdnieniem ograniczeñ Ărodowiskowych [27]

Wykorzystanie potencjaïu ekonomicznego zaleĝy od uwarunkowañ rynkowych i polityki wyznaczajÈcej ich ramy. W procesie inwestycyjnym, na etapie wyboru lokalizacji, duĝe znaczenie ma udziaï najwiÚkszych gospodarstw rolnych w struk-turze wïasnoĂci gruntów w regionie. Oznacza to mniejsze trudnoĂci w pozyskaniu praw do gruntu oraz koniecznoĂÊ negocjacji z mniejszÈ liczbÈ zainteresowanych stron (Ărednio w Polsce najwiÚksze gospodarstwa stanowiÈ 1,1%). Oszacowanie potencjaïu rynkowego nie uwzglÚdnia ograniczeñ infrastrukturalnych, gdyĝ sÈ one, w odróĝnieniu do innych czynników, moĝliwe do usuniÚcia w horyzoncie czaso-wym 10–20 lat i sÈ zaleĝne od uwarunkowañ ekonomicznych i politycznych [27].

4.5. Potencjaï aeroenergetyki

Oszacowanie potencjaïu rynkowego (moĝliwej do wykorzystania w okreĂlo-nym horyzoncie czasowym czÚĂci potencjaïu ekonomicznego) jest trudne i wymaga zïoĝonego modelowania makroekonomicznego. Najbardziej efektywnym scena-riuszem byïaby kontynuacja obecnego rozkïadu regionalnego realizacji inwestycji wielkoskalowych, wyposaĝonych w nowe turbiny wiatrowe, przy zaïoĝeniu ograni-czenia wsparcia dla inwestycji w turbiny uĝywane i preferencji dla inwestycji o naj-lepszych wynikach ekonomicznych. W takiej sytuacji ulega wyhamowaniu rozwój rynku na obszarach o mniejszym potencjale, a województwa znajdujÈce siÚ obecnie na pozycji liderów w rankingu instalacji nowoczesnych turbin mogÈ zdominowaÊ rynek do roku 2020. W województwach o duĝym, aczkolwiek niewykorzystanym dotÈd potencjale, naleĝy spodziewaÊ siÚ bardzo powolnego przeïamywania barier blokujÈcych inwestycje i rozwoju dopiero po roku 2020 [27].

BiorÈc pod uwagÚ obecne uwarunkowania rynkowe i polityczne, do roku 2020 najwiÚcej turbin wiatrowych powinno zostaÊ zlokalizowanych w województwach: zachodniopomorskim, pomorskim, wielkopolskim, kujawsko-pomorskim i podla-skim. Rozwój technologii wiatrowej oraz upowszechnienie siÚ turbin przeznaczo-nych na tereny o niĝszej prÚdkoĂci wiatru moĝe spowodowaÊ, ĝe moĝliwe stanie siÚ wykorzystanie nowych terenów – wzroĂnie wówczas atrakcyjnoĂÊ województw Polski centralnej i wschodniej [27].

Polska, ze wzglÚdu na dïugoĂÊ linii brzegowej oraz obszar morza terytorialnego i wyïÈczonej strefy ekonomicznej, ma jeden z najwiÚkszych potencjaïów technicz-nych morskiej energetyki wiatrowej na Baïtyku. Potencjaï ten jest jednak znacznie ograniczony przez uwarunkowania Ărodowiskowe oraz intensywne uĝytkowanie przestrzeni morskiej na cele gospodarcze. Instytut Morski w Gdañsku podjÈï próbÚ zidentyfikowania obszarów, które mogïyby byÊ wykorzystane na potrzeby morskiej energetyki wiatrowej. Z energetycznego wykorzystania wykluczono obszary:

– zwyczajowych szlaków morskich i moĝliwych utrudnieñ nawigacyjnych, – wykorzystywane na cele militarne,

– podlegajÈce ochronie obszarowej ze wzglÚdów Ărodowiskowych (NATURA 2000, ochrona brzegów),

– wykorzystywane na cele ryboïówstwa.

Wymienione obostrzenia powodujÈ, ĝe istnieje koniecznoĂÊ budowy farm wiatrowych poza morzem terytorialnym. Caïkowita powierzchnia terenów, na których moĝna zlokalizowaÊ morskie farmy wiatrowe, zostaïa okreĂlona przez Instytut Morski na 3590 km2, co odpowiada potencjaïowi rzÚdu 35 GW. Tereny na ’awicy ¥rodkowej, jako odlegïe o ponad 80 km, mogÈ zostaÊ wykorzystane dopiero w dalszej perspektywie czasowej. Do roku 2020 najbardziej prawdopodobne jest wykorzystanie lokalizacji po wschodniej stronie ’awicy Sïupskiej [28].

Tab. 2. Potencjaï energetyki wiatrowej w Polsce [27]

Potencjaï

Na lÈdzie Na morzu moc

[GW] ^energia [TWh] [GW]^{moc energia} [TWh] Teoretyczny 3 100 6 830 130 380 Techniczny 1 400 3 600 130 380 Techniczny z uwzglÚdnieniem

ograniczeñ Ărodowiskowych ^{600 1 500 20 60} Ekonomiczny 82 210 7,5 22,5 Rynkowy 2020 11,5 28 1,5 4,5

AnalizujÈc dane w tabeli 2, naleĝy stwierdziÊ, ĝe realny potencjaï rynkowy energetyki wiatrowej w Polsce do roku 2020 wynosi okoïo 11,5 GW lÈdowej ener-getyki wiatrowej oraz 1,5 GW morskiej enerener-getyki wiatrowej. SÈ to wartoĂci znacz-nie wyĝsze od zakïadanych w polskim KPD, który przewiduje jedynie 6,15 GW lÈdowej energetyki wiatrowej oraz 0,5 GW morskiej energetyki wiatrowej [27].

Wyniki modeli makroekonomicznych [29] wskazujÈ, ĝe dziÚki wsparciu dla energetyki odnawialnej do roku 2020 oraz poprawie efektywnoĂci wytwarzania i uĝytkowania energii, moce wytwórcze w OZE (odnawialne ěródïa energii) mogÈ siÚgnÈÊ 83 GW w 2050 r. Scenariusz ten przewiduje najwiÚkszy przyrost i udziaï mocy zainstalowanych wïaĂnie dla aeroenergetyki (ponad 40 GW lÈdowych farm wiatrowych w 2050 r.), a to ze wzglÚdu na fakt, ĝe jest to technologia juĝ obecnie dojrzaïa rynkowo. Udziaï elektrowni wiatrowych w produkcji energii elektrycznej wzroĂnie do 44,8% w 2030 r. oraz do 66% w 2050 r. Ze wzglÚdu na dïugi okres niezbÚdny do przygotowania i realizacji inwestycji, dopiero po 2020 r. moĝna spodziewaÊ siÚ znaczÈcego rozwoju morskich farm wiatrowych.

W strukturze kosztów inwestycyjnych morskich farm wiatrowych dominujÈ nakïady na turbiny, fundamenty oraz przyïÈczenia do sieci elektroenergetycznej. W przypadku polskich morskich farm moĝna spodziewaÊ siÚ niĝszych kosztów fundamentowania oraz przyïÈczenia do sieci elektroenergetycznej, a to ze wzglÚdu na mniejszÈ gïÚbokoĂÊ i odlegïoĂÊ od lÈdu. Dodatkowo wprowadzanie nowych technologii i efekt skali pozwoli obniĝyÊ koszty inwestycyjne o 28% w 2020 r. i o 43% w 2040 r. w stosunku do aktualnych kosztów [30].

Na obecnym etapie koncepcji pierwszej morskiej farmy wiatrowej zaïoĝono, ĝe najlepszym rozwiÈzaniem przyïÈczenia jej do krajowego systemu elektroener-getycznego jest wprowadzenie mocy do 2 stacji 400 kV:

4.5. Potencjaï aeroenergetyki

– 2850 MW do stacji ¿arnowiec lub Lubiatowo (wciÚcie do nowej dwutorowej linii 400 kV ¿arnowiec–Sïupsk),

– 2850 MW do stacji Sïupsk.

Proponowane wyprowadzenie mocy z farmy wiatrowej nie bÚdzie wymagaïo rozbudowy krajowego systemu elektroenergetycznego ponad inwestycje konieczne w przypadku planowanego w tym samym czasie przyïÈczenia 3 GW-ej elektrowni jÈdrowej. „Moc” z farmy wiatrowej moĝe byÊ przekazywana do krajowego systemu przesyïowego liniami kablowymi 400 kV prÈdu przemiennego. Oznacza to ko-niecznoĂÊ wybudowania przynajmniej 6 linii kablowych 400 kV, kaĝda o zdolnoĂci przesyïowej 1 GW. Naleĝy zwróciÊ uwagÚ, ĝe dïugoĂÊ linii kablowej 400 kV prÈdu przemiennego, wynoszÈca 40 km, stanowi ekonomicznÈ granicÚ opïacalnoĂci prze-syïu mocy. Dlatego teĝ moĝna przeanalizowaÊ moĝliwoĂÊ wyprowadzenia mocy z farmy wiatrowej 400 kV prÈdu staïego. W Polsce brakuje doĂwiadczeñ w budowie linii prÈdu staïego HVDC, stÈd trudno obecnie okreĂliÊ, czy takie rozwiÈzanie bÚdzie moĝliwe do roku 2020, choÊ z perspektywy budowy kolejnych morskich farm wiatrowych i zakïadanej budowy elektrowni jÈdrowej byïoby to zasadne [30].

Koszty eksploatacyjne morskich farm wiatrowych sÈ wyĝsze niĝ farm lÈdo-wych o okoïo 25–30% i wynoszÈ okoïo 25 euro/MWh. Przewiduje siÚ, ĝe koszt ten bÚdzie malaï wraz z rozwojem morskiej energetyki wiatrowej i powinien osiÈgnÈÊ poziom 18 euro/MWh w 2020 r. Obniĝenie kosztów spowodowane bÚdzie gïównie rozwojem bazy serwisowej i wzrostem podaĝy usïug w tym zakresie [30].

Morska energetyka wiatrowa tworzy wiÚcej miejsc pracy niĝ energetyka wia-trowa lÈdowa i wywiera silniejszy wpïyw na rozwój regionów oraz niektórych gaïÚzi przemysïu. Szacuje siÚ, ĝe po 2020 r. w Polsce w sektorze morskiej energetyki wiatrowej zatrudnienie bÚdzie mogïo znaleěÊ okoïo 10 tys. osób, z czego wiÚkszoĂÊ z tych miejsc pracy moĝna uznaÊ za staïe. Polskie firmy mogÈ z powodzeniem ope-rowaÊ na rynku produkcji podzespoïów dla sektora morskiej energetyki wiatrowej. Przy czym ich gïównym atutem jest nie tylko jakoĂÊ, ale i dogodna lokalizacja za-kïadów produkcyjnych w zakresie dostaw, co daje im duĝÈ przewagÚ w stosunku do konkurencyjnych firm azjatyckich. Nakïady poniesione w procesie budowy turbin oraz ich transportu w miejsce przeznaczenia stanowiÈ poïowÚ wszystkich kosztów inwestycyjnych. Najbardziej korzystne wydaje siÚ wiÚc budowanie nowych bÈdě adaptowanie starych zakïadów do produkcji komponentów wiatraka na terenach portowych, moĝliwie najbliĝej farmy [30].

WĂród gaïÚzi przemysïu, które mogÈ staÊ siÚ najwiÚkszym beneficjentem roz-woju morskiej energetyki wiatrowej, naleĝy przede wszystkim wymieniÊ przemysï stoczniowy i elektromaszynowy. Morska energetyka wiatrowa charakteryzuje siÚ znacznym popytem na specjalistyczne usïugi stoczniowe w zakresie budowy jed-nostek do transportu, montaĝu i serwisowania morskich turbin wiatrowych [30].