Porównanie wpływu na zdrowie człowieka i środowisko naturalne różnych źródeł energii - wyniki badań w programie ExternE

Porównanie wpływu na zdrowie

człowieka i środowisko naturalne

różnych źródeł energii – Wyniki badań

w programie

ExternE

Uroš Radović

Agencja Rynku Energii S.A.

E-mail:

urad@are.waw.pl

II Szkoła Energetyki Jądrowej

Koszty zewnętrzne, koszty społeczne (def.)

Wytwarzanie energii elektrycznej związane jest z szeregiem

oddziaływań na środowisko naturalnie, które mogą wyrządzić

szkody ekonomiczne (z powodu ujemnych efektów

zdrowotnych, zanieczyszczenia wody i gleby, zmian klimatu

itd.).

Koszty wywoływanych w ten sposób szkód, które nie są

odpowiednio odzwierciedlane (zinternalizowane) w rynkowej

cenie energii określane są mianem „

kosztów zewnętrznych

”

(zewnątrz systemu cenowego).

Koszty społeczne

= łączne koszty związane z wytwarzaniem 1

kWh energii elektrycznej przy określonym stopniu

bezpieczeństwa dostawy

Cel metodyki ExternE

Stosując jednolite podejście dostarczyć informacje o

pełnych kosztach zewnętrznych dla poszczególnych

technologii, w celu pomocy przy podejmowaniu decyzji:

Decyzje inwestycyjne (Które technologie są najlepsze z

punktu widzenia społeczeństwa? )

Ocena technologii (które technologie wytwarzania

energii elektrycznej powinny być promowane, popierane,

podlegać karom- obecnie i w przyszłości?)

Analizy kosztów i korzyści dla analiz środowiskowych

(normy emisji, opłaty i kary za emisje, handel emisjami)

Skutki zewnętrzne określa się nie tylko na

etapie wytwarzania energii, ale w pełnym

Zanieczyszczenie

Skutki

Dwutlenek siarki - SO2 Skutki zdrowotne wywołane pośrednio poprzez aerozole siarczanów.

Obniżenie wydajności upraw rolniczych. Erozja, utrata koloru itp. materiałów budowlanych. Zakwaszenie gleb i wód.

Tlenki azotu – NOx Skutki zdrowotne wywołane pośrednio poprzez aerozole azotanów.

Zakwaszenie gleb i wód oraz eutrofizacja wód powierzchniowych.

Drobne pyły – PM2.5, PM10

Pierwotne, Wtórne – (azotany, siarczany)

Wzrost umieralności (zgony nagłe oraz zgony przedwczesne w wyniku przewlekłego narażenia na wdychanie zanieczyszczeń). Wzrost zachorowalności (choroby układu oddychania i krążenia, ataki astmy, bronchit przewlekli, kaszel, obniżenie zdolności płuc, itd.)

Niemetanowe lotne związki organiczne NMVOC

Skutki zdrowotne wywołane pośrednio poprzez ozon. Ryzyko nowotworu, osteoporoza, dysfunkcja nerek, zaburzenia układu nerwowego.

Ozon – O3 Wzrost umieralności i zachorowalności (układ oddychania,

podrażnienie oczu, itd.). Obniżenie wydajności upraw rolniczych .

Metale ciężkie Toksyczność i rakotwórczość.

Pierwiastki

promieniotwórcze Nowotwory (uleczalne i nieuleczalne), wady dziedziczne. Gazy cieplrniane –

CO2, N2O, CH4, …

Oddziaływanie w skali globalnej na umieralność i zachorowalność ludzi, uprawy rolnicze, ekosystemy, gospodarkę itd. w wyniku zmiany temperatury oraz wzrostu poziomu mórz i oceanów.

Szkodliwe substancje związane z wytwarzaniem energii elektrycznej

oraz ich skutki uwzględnione w projekcie ExternE

Zidentyfikować źródła i

obliczyć emisje

Obliczyć rozprzestrzenienie

oraz wzrost stężenia

zanieczyszczeń

Oszacować szkody stosując

funkcje dawka-skutek

Określić pieniężna wartość

szkód

Metodyka oceny kosztów zewnętrznych

ExternE: Metoda ścieżki oddziaływań

CO jest

emitowane?

Gdzie jest

emitowane?

Skutki?

Koszty?

EcoSense – Schemat Blokowy

Inventaryz.

Emisji

Modelowanie

Jakości

Powietrza

Obliczenie

Kosztów

Emis

je

(NOx, SO

2,

NH

3, NMVOC,

py

ły

pi

er

w

otn

e

...)

zale

żni

e

od

•

Źród

ła

•

Lo

ka

li

zac

ji

Model lokalny WTM SROM Wzrost Stężenia / Depozycja Rozkład receptorów - zaludnienie - uprawy rolne - materiały bud. Efekty fizyczne Koszty jednostkowe

Kos

zt

y zdro

w

ot

ne

i środo

w

isko

w

e

Ocena

Skutków

Funkcje

D

aw

ka

-skutek

(np. wzrost umieralności, straty plonów) PowstawanieOzonu Skala Regionalna Zaniecz. pierwotne i związki kwaśne Skala regionalna Zaniecz. pierwotne, Skala lokalna

Kwantyfikacja kosztów

Skutki zdrowotne

€2000/ Przypadek (YOLL)

Zwiększone ryzyko umieralności (niemowlęta)

3 000 000

Nowe przypadki bronchitu przewlekłego

200 000

Obniżenie oczekiwanej długości życia

(narażenie krótkookresowe, YOLL)

60 000

Obniżenie oczekiwanej długości życia

(narażenie długookresowe, YOLL)

40 000

Przyjęcia do szpitala - choroby układu oddech.

2 000

Przyjęcia do szpitala - choroby układu krążenia

2 000

Strata dni pracy

295

Netto dni obniżonej aktywności

130

Dni nieznaczne obniżonej aktywności

38

Trudności dolnych dróg oddechowych

38

Przykład szacowania skutków i kosztów

Jeśli następstwem emisji jednej tony SO

₂

z elektrowni w Polsce

jest średnioroczny wzrost stężenia aerozoli siarczanów (PM

_2.5

) w

wysokości 0.038 ng/m3 w pewnej celi (50km x 50km)

europejskiej sieci EMEP-u w której żyje 100 tys. ludzi, wtedy

ilość dodatkowych lat utraconego życia (YOLL) oraz koszt

zewnętrzny dla tej jednej celi można obliczyć jako:

Wynikiem powtórzenia obliczeń dla wszystkich cel sieci

europejskiej oraz wszystkich mierzalnych efektów byłby średni

koszt zewnętrzny w wysokości ok. 7770 €/tonę SO

₂

.

∆YOLL/t SO

₂

= 0.038 ng/m

3

_{∙ 6.51E-04 YOLL/μg/m}

3

_/osobę

∙ 10

5

_{osób =0.0025 YOLL,}

Poważne zmagania podjęta w ramach projektu ExternE

dla określenia kosztów zewnętrznych cyklu jądrowego

kończyły niskim oszacowaniem kosztu:

ExternE (1999): od 0.6 €/MWh do 7 €/MWh

i zależą

wyraźnie od przyjętej wartości statystycznego życia

(VSL) i stopy dyskonta.

ExternE-Pol (2005): ok. 2 €/MWh,

co nie pomogło rozwiązać kontrowersje!

Koszt zewnętrzny cyklu jądrowego – duże

kontrowersje dla akceptacji wyników

Niskie koszty zewnętrzne elektrowni jądrowych

≠ pospolitej percepcji niebezpieczeństw

związanych z energią jądrową

Oponenci energii jądrowe wskazują przede wszystkim

na awarie reaktora, składowanie odpadów oraz

proliferację broni nuklearnej. Awarie i proliferacja

mieszczą się w kategorii rzadkich zdarzeń o bardzo

dużych skutkach (ryzyko Damoklesa), dla których

oszacowania pieniężna są, i prawdopodobnie, że

zawsze będą problematyczne.

„

Oczekiwany koszt awarii

” przeliczony na jednostkę

wytwarzanej energii jest stosunkowo niewielki

Najnowsze wyniki ExternE

dla

Polski

Projekti

: NEEDS i CASES

Rezultaty zastosowania modelu

Uśrednione koszty zewnętrzne emisji zanieczyszczeń

powietrza dla krajowych elektrowni cieplnych

[

€

2005

/tonę zanieczyszczenia

]

SO

₂

NO

_x

PM

_2.5-10

PM

_2.5

NMVOC CO

₂

Zdrowie ludzi

7232

4287

667 16331

499

Biosystem

-36

1173

0

0

-59

Uprawy

rolnicze

-8

155

0

0

126

Materiały

budowlane

579

145

0

0

0

Efekt

cieplarniany

21

Łącznie

7767

5760

667 16331

566

21

Koszty zewnętrzne na jednostkę emisji

zanieczyszczeń powietrza dla Polski i wybranych

krajów europejskich

Koszty zewnętrzne na jednostkę wytwarzanej energii

elektrycznej w Polsce

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008 Elektrow nie Elektrow nie Ogółem w ęgiel brunatny w ęgiel kamienny Elektrociepłow nie Elektroenergetyka

€ce n t2 0 0 5 /k W h CO2 NMVOC PM2.5 PM2.5-10 NOx SO2

Zagregowane koszty zewnętrzne wytwarzania

energii elektrycznej w krajowych elektrowniach

cieplnych w latach 2007-2008

Rodzaj zanieczyszcz Koszty jednostk. Emisje w 2007r. Koszty zewnętrzne w 2007r. Emisje w 2008r. Koszty zewnętrzne w 2008r. €/t 1000 t mld € % 1000 t mld € %

PM

₁₀

4850

*)

₃₄

_0.173

_1.8

₂₂

_0.109

_1.5

SO

2

₇₇₆₇

₆₃₄

_4.926

_52.1

420

_3.26

_43.7

NO

x

₅₇₆₀

₂₃₆

_1.358

_14.4

₂₁₃

_1.224

16.4

NMVOC

₅₆₆

₁₃

_0.007

_0.1

₁₂

0.007

0.1

CO

2

₂₁

₁₄₂₀₀₀

_2.982

_31.6

₁₃₆₄₇₅

_2.866

_38.4

Łącznie

-

_-

_9.447

₁₀₀

-

7.466

100

*)Średnia ważona PM2.5 i PM2.5-10

Porównanie kosztów zewnętrznych dla różnych

źródeł energii odnawialnej w pełnym cyklu

energetycznym

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Pr ze pł yw ow e 10 M W Pr ze pł yw ow e <1 00 M W Z re ze rw oa re m N a lą dz ie N a m or zu N a da ch u N a ot w ar ty m N a sł om ę N a dr ew no

Elektrownie wodne Elektrownie wiatrove Fotowoltaiczne Słoneczne termiczne Elektrociepłownie €c ent 2005 /k W h Efekt cieplarniany Środowisko Zdrowie ludzi

Popieranie rozwoju OZE-E prowadzi do substytucji

energii ze źródeł konwencjonalnych przez OZE-E, a

więc do uniknięcia kosztów środowiskowych

W 2008r. dzięki produkcji OZE-E uniknięto w

Polsce emisję ok.:

7 mln t CO2,

21 kt SO2,

6 kt NOx

oraz

Porównanie

unikniętego

przez wytwarzanie OZE-E

kosztu zewnętrznego z maksymalną wartością

wydanych świadczeń pochodzenia

Produkcja OZE-E: 5429 GWh w 2007r., 6647 GWh w 2008r. 227 206 344 348 326 399 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 2007 2008 Lata M ln €2005

Uniknięty koszt zewn. / bez kosztu CO2

Uniknięty koszt zewn. / z kosztem CO2

Maksymalna wartość zielonych certyfikatów

Koszty zewnętrzne nowoczesnych technologii

wytwarzania energii elektrycznej

Koszt zew nętrzny (2010)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

EJ Olej WK WK-IGCC WB WB-IGCC Gaz-TGCC Gaz - TG Wiatrowe na

lądzie Wiatrowe na morzu Wodne przepływowe € c e nt 2 0 0 5 / k W h

Pełny koszt wytwarzania elektryczności dla wybranych techn.

w 2010r. w warunkach polskich przy 5% i 10% stopy dysk.

Pełny koszt w ytw arzania (2010)

0 2 4 6 8 10 12 14 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% EJ EJ -50% wyższy koszt inwest.

WK WK - IGCC WB WB - IGCC Gaz - GTCC Gaz - GT Wiatrowe na

lądzie Wiatrowe na morzu Wodne przepływowe € c e n t2005 /k W h

Pełny koszt wytwarzania elektryczności dla wybranych techn.

w 2030r. w warunkach polskich przy 5% i 10% stopy dysk.

Pełny koszt wytwarzania (2030)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% EJ EJ - 100% wyższe inwst. WK WK-IGCC WK-IGCC + uchwyt CO2 WB WB-IGCC WB-IGCC + uchwyt CO2 Gaz-GTCC Gaz-GTCC+ uchwyt CO2 Gaz - GT Wiatrowe na lądzie Wiatrowe na morzu

€

ce nt 2 0 0 5

/k

W

h

Podsumowanie

Uznawana za najbardziej autorytatywną, Metodyka ExternE

szacuje skutki różnych technologii wytwarzania energii dla

dużej liczby ścieżki oddziaływań oraz ocenia koszty skutków w

oparciu o zadeklarowane preferencje dotkniętej ludności.

Skutki zdrowotne wywołane emisją zanieczyszczeń powietrza oraz

skutki zmian klimatu dominują w obecnych oszacowaniach kosztów

zewnętrznych.

Wielkości kosztów zewnętrznych mogą być znaczne, przy czym

istnieje duża różnica wśród technologii i lokalizacji.

Zależnie od wartościowania kosztów zmian klimatu (kosztu CO

₂

)

koszty zewnętrzne technologii stosujących paliwa kopalniane mogą

znacznie przewyższać koszty prywatne wytwarzania energii.

Podsumowanie cd.

Nowoczesne technologie, łącznie z zaawansowanym

technologiami węglowymi mają raczej niskie koszty zewnętrzne.

Niepewności związane z oszacowaniem kosztów zewnętrznych

są duże, ale ranking technologii jest stosunkowo pewny.

Energia jądrowa i źródła odnawialne maja wyraźnie niższe

koszty zewnętrzne niż inne technologie. Co więcej, wśród

przyszłych perspektywicznych technologii, elektrownie jądrowe

charakteryzuje się najniższym kosztem społecznym.

Niestety publiczne postrzeganie elektrowni jądrowych nie jest

w zgodzie z powyższą oceną ekspercką

.

Więcej informacji

Wszystkie wyniki, w szczególności raporty w

ramach każdego projektu są dostępne na

oficjalnej stronie internetowej ExternE: