ZROZUMIEĆ TRANSFORMACJĘ ENERGETYCZNĄ

Od depresji do wizji albo jak wykopywać się z dziury, w której jesteśmy

Copyright © 2022 by Marcin Popkiewicz

Copyright © 2022 for the Polish edition by Wydawnictwo Sonia Draga

Projekt graficzny okładki: Marcin Słociński / monikaimarcin.com

Korekta: Joanna Rodkiewicz, Aneta Iwan

ISBN: 978-83-8230-376-6

Wszelkie prawa zastrzeżone. Nieautoryzowane rozpowszechnianie całości lub fragmentu niniejszej publikacji w jakiejkolwiek postaci jest zabronione i wiąże się z sankcjami karnymi.

Książka, którą nabyłeś, jest dziełem twórców i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując ją, rób to jedynie na użytek osobisty.

Szanujmy cudzą własność i prawo!

Polska Izba Książki

Więcej o prawie autorskim na www.legalnakultura.pl

WYDAWNICTWO SONIA DRAGA Sp. z o.o.

ul. Fitelberga 1, 40-588 Katowice

tel. 32 782 64 77, fax 32 253 77 28

e-mail: info@soniadraga.pl

www.soniadraga.pl

www.postfactum.com.pl

www.facebook.com/WydawnictwoSoniaDraga

E-wydanie 2022

Bezpłatny fragment

Opinie o książce

Przedmowa: Witamy w niebezpiecznym świecie

Dla kogo jest ta książka?

Dylematy i mity transformacji energetycznej

Jak czytać książkę?

CZĘŚĆ 1. Dziura, w którą się wkopaliśmy

1. Energia – fundament gospodarki i dobrobytu

1.1. Energetyczne ABC

1.2. Wspaniały świat paliw kopalnych

1.3. Geologiczna bateria

1.4. Z europejskiej i polskiej perspektywy

2. Zmiana klimatu

2.1. Konsensus naukowy?

2.2. „Napełnianie wanny”

2.3. Niezrównoważony bilans energetyczny

2.4. „Atrakcje” zmiany klimatu

2.5. Katastrofa klimatyczna

2.6. Pull up, terrain ahead! Pull up! Pull up!

3. Spojrzenie systemowe

3.1. Świat wzrostu

3.2. Statek kosmiczny Ziemia

3.3. Diagnoza

CZĘŚĆ 2. Jak wykopać się z dziury, w której siedzimy

4. Globalne trendy transformacji energetycznej

5. Konkrety i liczby, nie mity i ogólniki

Scenariusz 1: Pogodozależne źródła energii

Scenariusz 2: Krótkoterminowe magazynowanie energii

Scenariusz 3: Elektryfikacja całej gospodarki

6. Bezemisyjne źródła energii pod lupą

6.1. Wiatr

6.2. Słońce

6.3. Biomasa

6.4. Woda

6.5. Atom

6.6. Spalanie odpadów

6.7. Geotermia

6.8. Inne źródła energii

6.9. Suma potencjału bezemisyjnych źródeł energii

6.10. Koszty

Scenariusz 4: Elektryfikacja całej gospodarki + źródła energii „na maksa”

7. Usługi energetyczne, nie gigadżule

7.1. Budynki

7.2. Planowanie przestrzenne

7.3. Transport osobowy

7.4. Transport towarów i pojazdy ciężkie

7.5. Zaplanowane starzenie się produktów

7.6. Opakowania

7.7. Produkcja żywności

7.8. Produkcja cementu

7.9. Przemysł i wodór w bezemisyjnej gospodarce

7.10. Transport towarów i przemysł – podsumowanie

7.11. Redukcja emisji metanu

7.12. Cała reszta…

Scenariusz 5: Efektywność energetyczna + źródła energii

„na maksa”

Scenariusz 6: Efektywność energetyczna + źródła energii 100% OZE

8. Inne sprytne opcje

8.1. Magazynowanie ciepła

8.2. Spółdzielnia energetyczna/klaster/…

8.3. Ciepło w przemyśle

8.4. Import energii

Scenariusze 7: Plan, który się spina (niejeden zresztą)

9. Nasza droga do przyszłości

9.1. Perspektywa Unii Europejskiej

9.2. Perspektywa „Węglandii”

9.3. „Mniej źle”

9.4. Dlaczego My?

9.5. Zmuszający do zmian kryzys

9.6. Drogowskaz

9.7. Jak to zrobić?

9.8. Dlaczego masz coś z tym robić?

Sesja pytań i odpowiedzi

Podziękowania

Materiały dodatkowe

Bibliografia

Spis tabel

Spis ilustracji

Przypisy

OPINIE O KSIĄŻCE

Kolejna książka Marcina Popkiewicza – podobnie jak Świat na rozdrożu – wyrwie Ci grunt spod stóp i bardzo Cię zmieni. Jednak ostatecznie natchnie Cię nadzieją.

Rosja rozpętała haniebną wojnę w Ukrainie. Polityczne, gospodarcze i energetyczne status quo, do którego przywykliśmy, rozsypuje się jak domek z kart. Czekają nas drastyczne podwyżki cen, niestabilność i remilitaryzacja. Mierzymy się z planetarnym kryzysem środowiskowym, niedawną pandemią i nową wojną. Jak ludzkość ma w tych warunkach przeprowadzić dekarbonizację i wyrwać się z marazmu? Jak mamy to zrobić w Polsce, która uchodzi za Węglandię i skansen „z kilofem w oku”?

W naszym kraju chyba mało kto rozumie te kwestie lepiej niż Popkiewicz. Analitycznie do bólu, pragmatycznie i zręcznie konfrontuje on ze sobą scenariusze ratunkowe. Dzięki precyzyjnym wyliczeniom autor nie zostawia żadnych pytań bez odpowiedzi. Mimo trudnej tematyki książka zawiera też sporą dawkę humoru.

Nie mamy wiele czasu, ale wyzwania klimatyczne i środowiskowe nie muszą być gwoździem do trumny ludzkości. Możemy zamienić je w bezprecedensową szansę. Zbudujmy zieloną, sprawiedliwą i dostatnią przyszłość. Jak się do tego zabrać? Gorąco zachęcam do lektury.

prof. dr hab. Ewa Bińczyk, filozofka, autorka m.in. Epoka człowieka. Retoryka i marazm antropocenu

Okazuje się, że nie trzeba być inżynierem, ekonomistą i politykiem, a można rozumieć, jak co zrobić, w co zainwestować i jak co zorganizować. Książka z jednej strony zmusza do myślenia, ale równocześnie przekłada język specjalistów na opowieść dla każdego, łącząc (jak to zwykle w książkach Marcina) wiele różnych zagadnień w spójny i zrozumiały obraz. Tłumaczy po prostu, jak żyć, aby dalej normalnie żyć… i przeżyć, nie niszcząc przy tym wszystkiego wokół! Autor pisze przy tym z punktu widzenia każdego z nas, mających wiele przemyśleń, tylko… nieuczesanych? Będąc jednym z nas, wie, czego chce, i pokazuje, jak dojść do celu, aby tylko zyskać! (okazuje się, że to jest możliwe!)

Rafał Bryjak, specjalista w koncernie energetycznym

Repetitio est mater studiorum (Powtarzanie jest matką wiedzy) – ta łacińska sentencja najlepiej oddaje sens wydania kolejnej książki Marcina Popkiewicza. Stąd też nie zraźmy się, przeglądając na księgarskiej półce nowy tytuł, być może naszego ulubionego autora, widząc podobne fotografie lub wykresy. Podobieństwo jest złudne. Fotografie mają nowe, często zaskakujące, nawiązanie do tekstu, a wykresy są zaktualizowane, nawet do 2022 roku. Jedno jest pewne – mój komentarz do wcześniejszej książki Marcina Popkiewicza Rewolucja energetyczna. Ale po co? z 2015 roku na temat minimalnego nakładu i obowiązkowego grona odbiorców jest ciągle aktualny. Tym bardziej że tym razem autor serwuje nam konkretne scenariusze działań, zadaje nam ważne pytania, na które od razu otrzymujemy, co należy tu podkreślić, bardzo sensowne odpowiedzi. Przesłanie z lektury wyłania się jedno: niech każdy, kto jest za coś odpowiedzialny (popatrzmy wtedy w lustro), wprowadza scenariusze w życie. Według swoich możliwości, ale i obowiązków. Powtórzmy sobie zadane pytania i nauczmy się na pamięć odpowiedzi. Bo być może na napisanie kolejnej książki nie będzie już czasu.

dr hab. Mirosław Nakonieczny, prof. UŚ, biolog, ekofizjolog, nauczyciel akademicki

To wyjątkowa książka napisana w szczególnym momencie. Na naszych oczach dzieje się historia. Wojna w Ukrainie i zburzenie dotychczasowego ładu światowego przez Rosję wpisuje się w największe wyzwanie XXI wieku – kryzys klimatyczny. Marcin Popkiewicz bierze nas za rękę i przeprowadza przez gąszcz złożoności, we właściwy sobie sposób, cierpliwie, jasno, z uważnością na czytelnika. Jeśli widzę gdzieś nadzieję dla nas jako ludzkości, to w globalnej solidarności i wspólnym działaniu – nową książkę Marcina biorę pod pachę jako niezbędny kompas.

Zuzanna Rudzińska-Bluszcz, prezeska zarządu Fundacji ClientEarth Polska

Świat na rozdrożu okazał się bestsellerem, Nauka o klimacie to bestseller do kwadratu. To, czy Zrozumieć transformację energetyczną stanie się bestsellerem do sześcianu, jest pytaniem czysto retorycznym. Pierwsza część najnowszej książki Marcina Popkiewicza jest „kroniką zapowiedzianej katastrofy” energetyczno-klimatycznej, aby w drugiej części stać się elementarzem jej uniknięcia.

Bartosz Frankowski, pełnomocnik prezydenta miasta ds. adaptacji miasta Gdyni do zmiany klimatu

Napisano wiele książek o bezpieczeństwie energetycznym, katastrofie klimatycznej, wymieraniu gatunków, wyjałowieniu gleb, narastającej suszy, zanieczyszczeniu środowiska, kończących się zasobach planety. Czytając kolejne pozycje, pozostawało nam do wyboru wyparcie lub depresja. Ta książka jest inna. Marcin Popkiewicz nie tylko daje receptę, co zrobić, aby uniknąć katastrofy i przywrócić równowagę w ekosystemach, ale pokazuje nam nowy lepszy świat, w którym człowiek żyje w przyjaznym, czystym, zdrowym i komfortowym środowisku! Książka daje nie tylko przepis, co zrobić, aby zmienić katastrofalne trendy, ale pokazuje, że jest to w naszym zasięgu. Jest przewodnikiem innowacji i nowych technologii. Czytelnikom mogę jeszcze zdradzić, że wiele nowych technologii podanych w książce zostało już pozytywnie zweryfikowanych w pracach badawczych w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju, gdzie Marcin Popkiewicz, jako przewodniczący komitetu sterującego Green Deal NCBR, wprowadza je w życie. To, o czym jest publikacja, to nie rozważania teoretyczne, lecz opis tego, co już wkrótce będzie wokół nas. To trzeba wiedzieć!

Wojciech Racięcki, dyrektor Działu Rozwoju Innowacyjnych Metod Zarządzania Programami Narodowego Centrum Badań i Rozwoju

Żyjemy w świecie, w którym coraz trudniej o nadzieję. Z drugiej części VI raportu IPCC z końca lutego 2022 roku dowiadujemy się, że brak natychmiastowych, skoordynowanych globalnych działań na rzecz adaptacji i łagodzenia zmian klimatu może sprawić, że nie zdołamy skorzystać z krótkiej i szybko kończącej się szansy, a przed nami mroczna przyszłość. Autor w tej świetnej książce daje nam nadzieję. Czyta się ją w napięciu, oczekując, co przyniesie kolejny, pełen fachowej wiedzy, ale bardzo sprawnie opisany scenariusz transformacji energetycznej. Trzymam kciuki, aby publikacja trafiała do rąk decydentów i aby w oparciu o nią mądrze podejmowali pilnie potrzebne decyzje.

prof. dr hab. Piotr Skubała, Uniwersytet Śląski w Katowicach, ekolog, akarolog, aktywista klimatyczny

Czyta się świetnie, pomysł i struktura książki są znakomite! To najlepsza popularna pozycja o współczesnej energetyce, jaką spotkałem od czasu Sustainable energy without the hot air McKaya. W wyjątkowo przystępny sposób wyjaśnia skomplikowane wybory, przed jakimi stoją decydenci i obywatele. Jakiego systemu energetycznego potrzebujemy? Jakiego chcemy? Na jaki nas stać? Jaki zdążymy zbudować, zanim zmiany klimatu wymkną się całkiem spod kontroli? Marcin Popkiewicz rozważa te i inne kluczowe pytania – spokojnie, bez powszechnego w dzisiejszej debacie ideologicznego zacietrzewienia, korzystając przy tym z najnowszego stanu wiedzy naukowej, technicznej i ekonomicznej. Nie pomija też trudnego, szczególnie w przypadku polskiej energetyki, kontekstu (geo)politycznego. Ta książka wyznaczy kierunki debaty o dekarbonizacji na najbliższe lata.

Kacper Szulecki, profesor międzynarodowej polityki klimatycznej w Norweskim Instytucie Spraw Zagranicznych oraz na Uniwersytecie w Oslo

Zasiadając do lektury Zrozumieć transformację energetyczną, warto wyposażyć się w dobry kalkulator; będzie pomocny w przeliczaniu gigawatów na terawatogodziny. Ale bez obaw, to lektura nie tylko dla „ściślaków”. Jeżeli jesteś humanistą, a fizykę pamiętasz (albo nie) jedynie ze szkoły, ta pozycja jest również dla Ciebie. Daje ona bardzo szerokie, systemowe spojrzenie na to, jak my, ludzie, wytwarzamy i konsumujemy energię, gdzie tkwią pułapki cywilizacyjne i jakie są rozwiązania. Tak, o tym na koniec dnia jest ta książka – o praktycznych, realnych i możliwych do wdrożenia rozwiązaniach. A czasu jest niewiele.

W tym bez wątpienia kluczowym dla świata dziesięcioleciu, w które weszliśmy, potrzebny jest – jak mówi podtytuł książki – kompas na drodze do przyszłości. Ten kompas właśnie trafia w Twoje ręce. Zrób z niego dobry użytek!

Wojciech Piotrowski, dyrektor w międzynarodowej korporacji, humanista, który troską o planetę zaraża ludzi wokół

Tylko jeden gatunek w historii naszej planety opanował wytwarzanie energii z zewnętrznych źródeł. Tym gatunkiem jest człowiek. Gdy rozpaliliśmy pierwsze ognisko, staliśmy się prawdziwymi panami tej planety. Prometejski mit mówiący o wykradzeniu ognia bogom, by stać się im równym, ma w sobie wiele prawdy, bo to wykorzystanie zewnętrznych źródeł energii pozwoliło nam opanować całą Ziemię, co jest niebywałym osiągnięciem dla gatunku, który narodził się na afrykańskiej sawannie. Najpierw drewno, potem węgiel, ropa, gaz, wytwarzana z różnych źródeł elektryczność sprawiły, że wymknęliśmy się niemal kompletnie regułom i prawom, które dotyczą pozostałych gatunków, jakie żyły i żyją na Ziemi. To dzięki temu stworzyliśmy wyrafinowaną cywilizację i prowadzimy wygodne oraz długie życie. Dostęp do zasobów energetycznych stanowił i stanowi o sile społeczeństw i krajów. Można powiedzieć, że kto ma energię, ten ma władzę. Jednocześnie to, co przyczyniło się do naszego sukcesu, może zmieść z powierzchni planety nie tylko naszą cywilizację, ale i nasz gatunek. Dlatego zrozumienie tego, jak wykorzystujemy energię, jest tak ważne, a nikt o tym nie potrafi opowiadać jak Marcin Popkiewicz. Musicie nie tylko mieć i przeczytać tę książkę. Musicie do niej wracać.

Adam Wajrak, dziennikarz

Po agresji na Ukrainę nikt już nie powinien mieć wątpliwości, że uniezależnienie od paliw kopalnych ze Wschodu jest naszą racją stanu. Aby to osiągnąć, nie wystarczy jednak, jak mówi autor, machać rękami. Trzeba sprawdzić, co może działać, i policzyć koszty scenariuszy w oparciu o mapy drogowe rozwoju różnych technologii. A następnie, w kontekście geopolityki, dokonać wyboru rozwiązania dającego nam największą podwójną dywidendę, rozwój i bezpieczeństwo.

Paweł Wojciechowski, prof. Wszechnicy Polskiej, były minister finansów i wiceminister spraw zagranicznych oraz ambasador przy OECD, główny doradca ekonomiczny Szymona Hołowni

Autor zabiera czytelników w fascynującą podróż w stronę zeroemisyjnego systemu energetycznego w Polsce. Tezy oparte na twardych danych systemowych niosą nadzieję na realną możliwość uwolnienia się od surowców budujących złowieszczą potęgę putinowskiej Rosji.

Piotr Woźny, były prezes Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej oraz pełnomocnik rządu ds. programu Czyste Powietrze, prezes zarządu Zespołu Elektrowni Pątnów–Adamów–Konin

Przedmowa: Witamy w niebezpiecznym świecie

Gdy w październiku 2021 roku zaczynałem pracę nad książką, w Europie panował pokój. Od lat mówiłem o potrzebie uniezależnienia od paliw kopalnych, o kosztach importu ropy i gazu, o schyłku polskiego węgla, o ryzykach geopolitycznych, możliwości skoku cen paliw kopalnych lub w ogóle niewystarczającej ich dostępności. O dramatycznych konsekwencjach gospodarczych i społecznych takiej sytuacji.

Decydenci nie słuchali. Byli zafiksowani na trwaniu w zastanej rzeczywistości, a zagrożenia zbywali jako nieprawdopodobne. Teraz budzimy się z ręką w nocniku.

Rosja bez wypowiedzenia wojny zaatakowała Ukrainę. Wybuchł krwawy konflikt, Moskwa została wykluczona z rynków światowych, ceny ropy, gazu i węgla wystrzeliły w kosmos, pojawiły się zagrożenie niedoborami i strach krajów Europy przed odcięciem dopływu ropy i gazu z Rosji, od których jesteśmy paskudnie uzależnieni.

Wzrost cen paliw kopalnych przekłada się na wzrost cen nawozów i żywności, a w połączeniu ze zniknięciem z rynków żywności jej dwóch wielkich eksporterów – Rosji i Ukrainy – zwiastuje prawdziwą katastrofę dla setek milionów ludzi w ubogich krajach uzależnionych od importu żywności. Jeśli konflikt będzie się przeciągać, może dojść do destabilizacji w innych regionach świata.

Łańcuchy logistyczne, już wcześniej poturbowane pandemią, pod nową presją zaczęły pękać. Gwałtownie rośnie inflacja, a wzrost cen nośników surowców energetycznych i żywności działa jak podatek duszący gospodarki. W oczy zagląda widmo stagflacji – sytuacji jednoczesnego spowolnienia gospodarczego i wysokiej inflacji. W świecie z gigantyczną bańką długu grozi to poważnymi problemami gospodarczymi.

Gdy 24 lutego 2022 roku wojska rosyjskie zaatakowały Ukrainę, książka w wersji wstępnej była już gotowa i przekazana w ręce pierwszych recenzentów. Z dnia na dzień temat możliwości zbudowania systemu energetycznego niepotrzebującego paliw kopalnych przeskoczył do kategorii „Bardzo ważne i pilne”. Pozbycie się uzależnienia od importu paliw z Rosji ma najwyższy priorytet, ponieważ to z dochodów z ich sprzedaży Kreml finansuje swoją armię i agresję na sąsiadów.

Wojna, która wybuchła, jest tragedią. Ale jest też pobudką i wezwaniem do działania.

Możemy dokonać transformacji energetycznej skutecznie i z licznymi korzyściami. Możemy też popełnić poważne błędy wynikające z trzymania się starego sposobu myślenia i niezrozumienia tego, jak będzie działać nowy system energetyczny. Ostatnie lata w naszym kraju kompletnie zmarnowaliśmy, wykonując jedynie marginalne ruchy w kierunku transformacji, a blokując drogi, które pozwoliłyby nam sprawnie ruszyć naprzód. Robiliśmy to celowo, pod wpływem grup interesów – a teraz płacimy za to wysoką cenę. I z każdym kolejnym dniem ta cena rośnie. Zwlekaliśmy latami, lecz mam nadzieję, że obecna sytuacja wyrwie nas z marazmu i pułapki myślenia krótkoterminowego.

Ta publikacja jest drogowskazem na tej drodze.

Dla kogo jest ta książka?

Prowadząc wykłady na uczelniach, w firmach, urzędach, thinktankach i organizacjach pozarządowych, współpracując z aktywistami i dziennikarzami oraz uczestnicząc w projektach i konsultacjach, spotykam ludzi o różnym doświadczeniu (od mocno laickiego do eksperckiego) i profilu (od silnie humanistycznego do typowych „ściślaków”). W rozmowach widzę olbrzymi głód wiedzy i chęć zrozumienia, o co chodzi z tą całą transformacją energetyczną, uniezależnianiem od importu paliw, ochroną klimatu i innymi powiązanymi wątkami. Jednocześnie wiele osób podświadomie myśli kategoriami starego systemu energetycznego, do tego okraszonymi rozpowszechnionymi mitami.

Zrozumieć transformację energetyczną to kompendium wiedzy, obejmujące wszystkie główne wątki i pytania pojawiające się w dyskusji o transformacji energetycznej. Książkę adresuję do ludzi chcących rozumieć nie tylko świat, w którym żyją, ale też ten, który powstaje – szczególnie zaś do osób opiniotwórczych i decyzyjnych, które tę przyszłość aktywnie kształtują. Jeśli chcesz rozumieć, „o co chodzi”, i czynić świat lepszym miejscem, to jest to książka dla Ciebie.

Dylematy i mity transformacji energetycznej

Wyobraź sobie, że jesteś odkrywcą w Nowym Świecie. Ze swoimi towarzyszami wsiadasz na tratwę i ruszacie w drogę z prądem rzeki. Dzień jest piękny i wszystko jest super – słoneczko świeci, po niebie płyną chmurki, a ptaki uroczo śpiewają. Odszpuntowujecie beczułkę piwa, wyciągacie karty do gry i dobrze się bawicie. W pewnym momencie zwracasz uwagę na jakiś nietypowy szum. Jeszcze tego nie wiesz, ale rzeka, którą płyniecie, to Niagara, a szum to grzmot olbrzymiego wodospadu, do którego się zbliżacie. Niestety przez odgłosy imprezy nie możesz zorientować się, co tak huczy. Mówisz do kolegów, żeby się trochę uciszyli, bo słyszysz jakiś szum i chcesz nadstawić ucha. Twoje słowa spotykają się ze śmiechem kolegów: „Eee… to Johnowi w brzuchu burczy!” [ogólny rechot]… „Eee… Ty to ciągle jakieś głosy słyszysz!” [kolejny rechot], „Polej lepiej piwa!”. Przymykasz paszczę.

Płyniecie dalej, a szum narasta… przechodzi w grzmot, a horyzont przed wami jakby się obniżał. Dociera do ciebie, że tam z przodu jest wodospad, sądząc po odgłosach – całkiem spory… Krzyczysz do cokolwiek podchmielonych kolegów, że trzeba się ratować, łapać za wiosła i z całych sił wiosłować do brzegu! Powaga sytuacji przebija się przez ich imprezowy stan, ale jakoś nie palą się do działania: zaczynają wytykać się palcami, kto powinien wiosłować. Ktoś rzuca: „niech Joe i Xi wiosłują, oni są najsilniejsi!”. Ale ci akurat grają o wysoką stawkę, kto jest najważniejszy na tratwie. Władimir zaś właśnie wszczął bójkę z Wołodymyrem, bo ten zakumplował się z Joem, a nie z nim. Inni mówią, że nabawią się od wiosłowania odcisków, że się spocą i w ogóle to fajnie im się imprezuje, a chwycenie za wiosła zepsułoby im imprezę. Patrzysz wstrząśnięty…

Do wodospadu jest jeszcze kawałek i macie trochę czasu na ogarnięcie się. Nie wiecie do końca, jak dużo, nie wiecie, jak wysoki jest wodospad i jak wyglądają skały na dole. Czy się obudzicie i zaczniecie ratować? I czy zrobicie to na czas? Kluczowe w tym wszystkim jest to, gdzie jest punkt krytyczny waszego życia: czy w momencie, gdy giniecie w kipieli na dole; czy w chwili, w której wypadacie poza krawędź wodospadu; czy też kilka minut wcześniej, w momencie gdy jeszcze możecie złapać za wiosła i dobić do brzegu?

Czy nam się to podoba, czy nie, wszyscy razem jako ludzkość, w tym Ty, ja i nasze dzieci, jesteśmy w bardzo podobnej sytuacji. Czy otrząśniemy się z marazmu antropocenu, w którym tkwimy, „złapiemy za wiosła” i zaczniemy wiosłować do brzegu, jakby od tego zależało nasze życie?

Dekadę temu napisałem książkę Świat na rozdrożu. Opisałem w niej wyzwania, przed którymi stanęła nasza cywilizacja: system gospodarczo-finansowy zafiksowany na wiecznym, najlepiej wykładniczym, wzroście konsumpcji materialnej, wyczerpywanie kluczowych zasobów – od paliw kopalnych przez rudy metali po gleby i łowiska, postępująca degradacja (a wręcz destrukcja) środowiska – od utraty ekosystemów i wymierania gatunków przez sztuczne szkodliwe związki chemiczne po zmianę klimatu. Ku mojemu zaskoczeniu, książka okazała się bestsellerem, a w kolejnych latach spotkałem na swej drodze liczne osoby, na których wywarła olbrzymie wrażenie lub wręcz zmieniła ich drogę życia, od wyboru kierunku studiów po zmianę pracy. W rozmowach regularnie pojawiał się wątek przerażenia sytuacją, w jakiej się znaleźliśmy, czy wręcz depresji po jej zrozumieniu. Uważam to za absolutnie zrozumiałą reakcję – zresztą sam też przez to przeszedłem. Ludzie po przeczytaniu Świata na rozdrożu mieli doła – ja musiałem te wszystkie materiały zebrać i je przepracować…

Często spotykaną reakcją na wiedzę o zagrożeniach, przed którymi stoimy, jest wyparcie. Znajdując się w obliczu upadku cywilizacji, który sami sobie gotujemy, rozważanie tego, co może się stać, prowadzi do strachu i wypalenia – szczególnie gdy zdajemy sobie sprawę, że nasz wpływ na sytuację jako jednostki jest bliski zera. Myśl, że nasz świat podąża drogą ku zagładzie – a my o tym wiemy, ale jakkolwiek byśmy zmieniali swoje życie, to i tak nic nie zmienimy – jest przerażająca: bo politycy myślą krótkoterminowo, bo media nie chcą o tym mówić, bo grupy interesu blokują zmiany, bo ludzie zatykają uszy, bo to i tamto… Nic dziwnego, że tak wiele osób wypiera i ignoruje problem.

Niewiedza w tym kontekście może być błogosławieństwem. Dla mnie ta droga była zamknięta, dowiedziałem się zbyt dużo, żeby móc wyprzeć i zapomnieć – podobnie jak dla innych osób, które przeczytały Świat na rozdrożu. Rzecz jasna trwanie w permanentnym stanie depresji nie jest dobrym pomysłem na życie. Nie tylko jest destruktywne z osobistego punktu widzenia, ale też nie wnosi nic dobrego do sytuacji, w której jesteśmy.

Co więc zrobić? Wszystkie targające nami emocje, łącznie z tymi najgorszymi, z całym obecnym w nas – pardon my French – „wkurwieniem” na sytuację, przekierować na działanie. Przyjąć do wiadomości, że nie jest dobrze i tak po prostu jest, czy nam się to podoba, czy nie. Uznając jednak, że jest jak jest, zadać pytanie: co w tej sytuacji można zrobić, żeby było mniej źle?

Jak mawiają Anglosasi, w „prawie dziur”: if you find yourself in a hole, stop digging (gdy jesteś w dziurze, przestań kopać): gdy wpakujemy się w złą sytuację, powinniśmy przestać ją pogarszać. Dodają też: when you stop digging, you are still in a hole (gdy przestaniesz kopać, wciąż jesteś w dziurze). Po przyznaniu więc, że jesteśmy w dziurze, powinniśmy zaprzestać robienia tego, co wpędziło nas w problemy, a zacząć się z nich wygrzebywać.

Po kilku latach „rozkminiania”, co możemy zrobić, a w szczególności – czy w ogóle możliwe jest utrzymanie działającej gospodarki, zaawansowanej cywilizacji i dobrobytu bez spalania paliw kopalnych, stwierdziłem, że odpowiedź na te pytania jest twierdząca. Da się. Co więcej, nie tylko jest to wykonalne, ale może być przeprowadzone z korzyścią dla naszej jakości życia i gospodarki. To, dlaczego powinniśmy wejść na drogę transformacji energetycznej i jak mniej więcej może to wyglądać, opisałem w książce Rewolucja energetyczna. Ale po co? Ponownie (ku mojemu zaskoczeniu) okazała się ona bestsellerem, a nawet (ku mojemu jeszcze większemu zaskoczeniu) została zauważona w środowiskach mainstreamowych, otrzymując przyznawaną przez „Dziennik Gazeta Prawna” i Narodowy Bank Polski nagrodę Economicus 2016 za najlepszą książkę szerzącą wiedzę ekonomiczną. Przeczytało ją również wielu polityków, ludzi w mediach, samorządach, firmach i innych miejscach. Miałem okazję z wieloma z nich się spotkać, wpłynąć na postawy liderów partii politycznych, przekaz medialny, działania samorządów i firm. To jeszcze bardziej zmotywowało mnie do szukania rozwiązań i inicjowania działań. Stopniowo coraz bardziej angażowałem się w dokładanie cegiełek do zmiany trajektorii, którą wspólnie podążamy w przyszłość. Niektóre z działań, w które się zaangażowałem, prowadziły mnie do pogłębiania wiedzy w wielu aspektach transformacji energetycznej (i nie tylko), od pracy przy przygotowywaniu analiz i raportów, przez rolę eksperta przy organizowanych przez miasta panelach obywatelskich i innych projektach, po rolę przewodniczącego Komitetu Monitorującego projekty z zakresu Europejskiego Zielonego Ładu w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju.

Wkraczając na drogę transformacji energetycznej, przebudowujemy nie tylko sam system energetyczny, ale też wiele innych elementów naszej gospodarki i sposobu życia. Tworzymy coś nowego, naturalną więc koleją rzeczy uczymy się, popełniamy błędy, lepiej lub gorzej korygujemy je i odpowiadamy sobie na różne pojawiające się pytania. W swojej roli, trochę edukatora i popularyzatora wiedzy, trochę eksperta, spotykam się z wieloma osobami, od „Kowalskich”, przez dziennikarzy i polityków, po ludzi z organizacji ekologicznych i ekspertów koncernów energetycznych, i widzę, jak wiele jest braku wiedzy, niezrozumienia, robiących wodę z mózgu mitów (choć często z mniejszym lub większym ziarnem prawdy), a nawet ewidentnej „ściemy”. Zakres pojawiających się pytań jest niezmiernie szeroki.

Od technicznych pytań o źródła energii z cyklu „czym się grzać” i „skąd brać prąd”:

• Czy gaz jest okej, czy nie okej? Na jednostkę wydzielonej przy jego spalaniu energii jest o ponad połowę mniej emisyjny od węgla, ale to wciąż jest paliwo kopalne, którego wydobywanie i spalanie wprowadza do obiegu nowe atomy węgla. No i ten problematyczny import gazu…

• Czy w obliczu astronomicznych cen gazu ziemnego i niepewności dostaw powinniśmy dalej trzymać się węgla jako własnego źródła energii, poprawiającego nasz bilans handlowy i bezpieczeństwo energetyczne?

• Czy wiatraki i fotowoltaika mogą być głównym źródłem zasilającym naszą cywilizację? Dziś to najtańsze źródła energii na świecie, ale są pogodozależne: czasem wieje/świeci, a czasem nie. I co wtedy? Niektórzy mówią, że można mieć system energetyczny oparty w 100% na OZE, inni odpowiadają, że takie twierdzenia to „religia 100% OZE”, bazująca na wierze, a nie na rachunkach możliwości zbilansowania systemu energetycznego godzina po godzinie.

• Czy system 100% OZE, nawet jeśli będzie działać w typowych warunkach pogodowych, poradzi sobie z ekstremalnymi sytuacjami, kiedy na przykład zimą przez pół miesiąca nie będzie wiał wiatr ani świeciło słońce?

• I czy wkład energetyczny włożony w zbudowanie tych wszystkich wiatraków i fotowoltaiki w ogóle się zwraca?

• A jak z atomem? To stabilne źródło energii, ale – jak każde źródło energii – ma swoje problemy. Czy świat i Polska powinny uwzględniać atom w swoich planach, a jeśli tak, to na jaką skalę?

• A co z biomasą? To odnawialne i dyspozycyjne źródło energii, ale spalanie drewna wiąże się z wycinką lasów, emisjami zanieczyszczeń powietrza i innymi licznymi problemami; uprawy energetyczne konkurują zaś z żywnością i ekosystemami.

• A elektrownie wodne? Ile mogą dać energii i jakim kosztem – nie tylko finansowym, ale i środowiskowym?

• Jaka może być rola wodoru jako nośnika energii? Czy to świetne rozwiązanie, czy wręcz przeciwnie?

• No i finalnie, biorąc pod uwagę to, czym dysponujemy, jak to wszystko poskładać w spójny system energetyczny bez spalania paliw kopalnych i emisji gazów cieplarnianych?

…przez wykorzystanie energii:

• Samochody elektryczne w miejsce spalinowych? Czy naprawdę elektryki są ekologiczne? Skąd pochodzi prąd do ich zasilania? Czy elektryfikacja to przyszłość transportu, czy ślepa uliczka? I czy w ogóle wystarczy litu i kobaltu na baterie?

• Co z ciężkim transportem, od TIR-ów po statki? Czy można je zasilać bateriami? A jeśli nie one, to co?

• Jak wygląda przyszłość lotnictwa? Czy w ogóle są tu jakieś sensownie rokujące alternatywy dla ropy?

• Co można zrobić z budynkami? Czy i na ile pomysły w rodzaju domów zeroenergetycznych, pomp ciepła itd. są w stanie zrewolucjonizować zużycie energii w tym sektorze?

• Nowe budynki efektywne energetycznie to jedno, a już istniejące to drugie. Czy w ogóle da się tu istotnie poprawić sytuację w sposób efektywny kosztowo i akceptowalny społecznie?

• Co zrobić z hutnictwem stali, produkcją nawozów i resztą przemysłu, której nie da się zelektryfikować?

• A co z tworzywami sztucznymi, z jednej strony wygodnymi i w wielu obszarach praktycznie niezastąpionymi, a z drugiej produkowanymi z użyciem paliw kopalnych i będącymi źródłem paskudnego zanieczyszczenia środowiska?

• No i kontrowersyjna kwestia mięsa: czy naprawdę mamy do wyboru ograniczenie jego konsumpcji lub katastrofę klimatyczną (abstrahując od kwestii etycznych, zdrowotnych, wylesiania itd.)?

…po kwestie gospodarczo-geopolityczne:

• Czy w ogóle da się mieć cywilizację i dobrobyt bez paliw kopalnych?

• Czy transformacja energetyczna powoduje i musi powodować wzrost cen i ubóstwo energetyczne?

• Czy plany Unii Europejskiej wyzerowania emisji gazów cieplarnianych do 2050 roku są realne i w ogóle mają jakiś sens – środowiskowy, społeczny, gospodarczy, czy tylko doprowadzą do zapaści naszej gospodarki?

Ilustracja W1. Ulotka Warsaw Enterprise Institute – przykłady kontrowersji wokół polityki energetyczno-klimatycznej Unii Europejskiej.

• Czy możemy wysłać Putina razem z jego gazrurką do diabła? I jak szybko?

• Czy wpisanie przez Komisję Europejską elektrowni na gaz ziemny na listę zrównoważonych technologii wspierających ochronę klimatu to na pewno dobry pomysł?

• A co robi największy emitent gazów cieplarnianych na świecie – Chiny? A inne kraje?

• Jak rozumieć „wspólną, ale zróżnicowaną odpowiedzialność” w kontekście działań i kosztów transformacji – zarówno między biednymi i bogatymi osobami w danym kraju, jak i między biednymi i bogatymi krajami? Czy to nie jest tak, że zaciskanie pasa ma dotknąć tych bardziej wrażliwych, a bogaci tylko się na tym wszystkim jeszcze bardziej wzbogacą?

• Jak rozumieć „sprawiedliwą transformację”? Czy aby nie będzie to „sprawiedliwa” transformacja?

• Kto – jeśli w ogóle – ma się poczuwać do działania? Czy „Kowalscy”? A może nie „Kowalscy”, lecz korporacje, które próbują obarczyć ich odpowiedzialnością, a same zmieniają kapitał naturalny Ziemi w kolejne dolary na swoich kontach? A może rządy krajów? Lub organizacje ponadnarodowe jak Unia Europejska czy ONZ?

• Co powinny zrobić rządy, co samorządy, a co biznes i inni uczestnicy tego całego zamieszania?

• A może jako cywilizacja już na tyle przekroczyliśmy możliwości czerpania surowców i utylizacji zanieczyszczeń przez naszą planetę, że aby uniknąć upadku, jedyną szansą jest szybki zaplanowany degrowth, czyli skurczenie globalnej gospodarki? I co wtedy z miliardami ludzi na Globalnym Południu, z których wielu nie ma dostępu do nowoczesnych usług energetycznych – od żarówek, przez pralki, lodówki i bieżącą wodę, po możliwość naładowania smartfona, o lataniu samolotami nie mówiąc? Mają dalej siedzieć w swojej ziemiance o misce ryżu?

• Czy w ogóle są wystarczające zasoby na te wszystkie wiatraki, panele fotowoltaiczne itd.?

• No i czy mamy czas na przeprowadzenie transformacji? Może jest już za późno?

To tylko przykłady pytań, które regularnie wypływają podczas wykładów i rozmów. Odpowiem na nie w książce najlepiej, jak potrafię, mówiąc jak do „normalnego człowieka”. Będę opowiadał tak, żeby nie wbijać do głowy swojego spojrzenia na tę czy inną sprawę, lecz aby budować zrozumienie tematu. Otwarcie dodam też, że kwestie, które poruszam, są wielowymiarowe i często – jak na przykład w pytaniach o to, czy gaz ziemny albo atom są okej czy nie okej – nie mają zero-jedynkowej odpowiedzi. W takich sytuacjach przedstawię, co i dlaczego o danej kwestii myślę, nie udając, że zjadłem wszystkie rozumy i że to, co piszę, jest ostateczną prawdą objawioną (zresztą dobrze wiem, że tak nie jest, bo moje spojrzenie na różne sprawy w miarę poznawania nowych informacji i ich przemyślenia cały czas ewoluuje, podobnie jak otaczający nas świat :)

W pytaniach dotyczących transformacji energetycznej przewija się wiele stwierdzeń, które nie są jednoznacznie ani prawdziwe, ani błędne, lecz odpowiedzi na nie zależą od kontekstu oraz od liczb. Bardzo potrzebujemy wiedzy i konkretów. Aby dostarczyć ich w kwestii zmiany klimatu i jego ochrony, wraz ze współredaktorami z portalu Nauka o Klimacie napisałem książkę pod tym tytułem. Teraz dyskusja przesunęła się z rozważania, czy zmiana klimatu w ogóle zachodzi, czy jest powodowana przez ludzi i czy będzie problemem, na kwestię, co i jak możemy z tym zrobić. Zrozumieć transformację energetyczną ma pełnić właśnie taką rolę – kompleksowego wyjaśnienia, pozwalającego na zrozumienie tego, co ma jakie znaczenie i jak wpisuje się w resztę układanki gospodarczo-energetyczno-klimatyczno-środowiskowej. W książce skupiam się na uwarunkowaniach technicznych możliwości zapewnienia nam wysokiej jakości życia bez paliw kopalnych, minimalizując wątki społeczne, polityczne itp.

Z wykształcenia jestem fizykiem jądrowym, z zacięciem do edukacji, nie byłbym więc sobą, gdybym nie wrzucił czasem odrobiny pogłębiającego zrozumienie tematu „bełkotu naukowego”. Jednak po pierwsze będzie on podany w maksymalnie prosty sposób, a ponadto, gdy już sięgnę po obliczenia, to ograniczą się one do czterech działań podstawowych. Z góry też przepraszam, ale czasem przy komentowaniu naszej rzeczywistości pozwolę sobie na użycie ‘$#^%@!’, bo powody ku temu niestety są.

W książce perspektywa globalna będzie przeplatać się z perspektywą polską (to z nią niestety związana jest większość ‘$#^%@!’) i europejską, bo w rzeczywistym świecie też się one nierozerwalnie przeplatają. Pomaga to także zrozumieć powiązania oraz to, jak globalne megatrendy wpływają na nasze życie (oraz jak współuczestniczymy w ich kształtowaniu).

Jak czytać książkę?

Diagram na sąsiedniej stronie stanowi mapę książki. Rozdziały wyróżnione pomarańczowymi ramkami i strzałkami między nimi stanowią główną oś książki dotyczącą tego, co, dlaczego, jak powinniśmy robić na drodze transformacji energetycznej. Rozdziały oznaczone szarymi ramkami są materiałem dodatkowym, głębiej wyjaśniającym i uzasadniającym wnioski przedstawione w głównym wątku.

Książka podzielona jest na dwie części. Pierwszą jest Dziura, w którą się wkopaliśmy – przyglądamy się w niej sytuacji, w której się znaleźliśmy – od wprowadzenia w świat wzrostu, zasilany głównie spalaniem paliw kopalnych, przez pespektywę naszego regionu świata, po zmianę klimatu i inne megatrendy zasobowo-środowiskowe. Ponieważ chcę się skupić na analizie rozwiązań, naszą sytuację przedstawiam dość skrótowo (w każdym razie w porównaniu ze Światem na rozdrożu czy Nauką o klimacie), jednocześnie wplatając tu wątki niezbędne dla zrozumienia różnych aspektów rozwiązań i ich sensowności z perspektywy systemowej. To holistyczne spojrzenie jest nam potrzebne, aby nasze próby polepszenia sytuacji w jednym aspekcie nie powodowały wpakowania się w opały w innym. Ponadto przejście od razu do wątku rozwiązań, bez nakreślenia szerszego kontekstu, u wielu osób wywołuje myśli z gatunku „Ale po co, skoro jest dobrze”. Ważne więc, żeby zrozumieć, że tak dobrze wcale nie jest. Wiedząc, na czym stoimy, przejdziemy do drugiej, głównej części książki Jak wykopać się z dziury, w której siedzimy, stanowiącej przewodnik transformacji energetycznej.

Zdecydowanie rekomenduję czytanie książki po kolei. Jeśli jednak jesteś osobą dobrze zorientowaną w tematach energii, klimatu i systemowej sytuacji, w której znajduje się nasza cywilizacja, możesz pominąć te rozdziały (warto je jednak przynajmniej przejrzeć!) i przejść od razu do części 2. Tutaj też, jeśli dobrze rozumiesz, jak działają różne bezemisyjne źródła energii – jakie są ich cechy szczególne, potencjał oraz plusy i minusy, możesz przekartkować rozdział 6 (choć z doświadczenia wiem, że wiedza ta wcale nie jest powszechna – a jest bardzo potrzebna do zrozumienia zastosowania źródeł energii, którą możemy mieć do dyspozycji, oraz ich wzajemnych zależności). Podobnie możesz podejść do rozdziału 7, w którym przyglądamy się zużyciu energii w budynkach, transporcie i przemyśle, z pogłębieniem spojrzenia na sektory trudne w bezpośredniej elektryfikacji (z doświadczenia wiem, że ta wiedza też nie jest powszechna). A także do rozdziału 8, w którym bierzemy pod lupę różne dodatkowe możliwości, od magazynowania ciepła po sprytne zarządzanie energią.

CZĘŚĆ 1

Dziura, w którą się wkopaliśmy

Od pokoleń żyjemy w świecie bezprecedensowego wzrostu gospodarczego. W XX wieku światowa gospodarka, mierzona wskaźnikiem PKB, czyli wartością wytworzonych dóbr i usług, powiększyła się 20-krotnie, rosnąc w średnim tempie około 3% rocznie, co odpowiada podwajaniu jej rozmiaru co niecałe 25 lat.

Oznacza to, że przy takim tempie wzrostu po 25 latach gospodarka jest 2-krotnie większa, po 50 latach 4-krotnie, po 75 latach 8-krotnie, a po 100 latach 16-krotnie.

Za mojego życia, od 1970 do 2022 roku, wzrosła zaś blisko 5-krotnie.

Ilustracja 1.1. Światowy realny PKB w latach 1970–2021 wzrósł blisko 5-krotnie (linia czarna). Do 2008 roku rozmiar światowej gospodarki rósł w tempie bardzo zbliżonym do wzrostu wykładniczego o 3,25% rocznie – obie krzywe praktycznie się pokrywają. Uwagę zwracają dwa „ząbki” na krzywej wzrostu PKB – wielki kryzys finansowy w 2009 roku oraz pandemia w 2020 roku. (Źródła danych i ilustracji podane są w bibliografii na końcu książki).

Dzięki temu niesamowitemu wzrostowi gospodarczemu żyjemy dziś znacznie dostatniej i dłużej niż nasi przodkowie. Wzrost gospodarczy zapewnia wiele miejsc pracy i sprzyja bogaceniu społeczeństwa, dzięki czemu mógł nastąpić niespotykany wzrost liczebności żyjącej w dobrobycie klasy średniej. Bogatsze społeczeństwa stać na inwestycje i rozbudowę infrastruktury, wprowadzanie powszechnej opieki zdrowotnej i edukacji, utrzymanie systemu emerytalnego, podróże po świecie i wiele innych udogodnień. Żyjemy w epoce dobrobytu materialnego, którego mogliby nam zazdrościć arystokraci i królowie z dawnych czasów, którzy nie mieli nie tylko nowoczesnego oświetlenia czy szybkiego transportu, ale też klozetu ze spłuczką i dentysty, a nocą gryzły ich wszy. A pomimo tego tak wielu z nas narzeka, że nie stać ich na większą konsumpcję…

1.1. Energetyczne ABC

Światowa gospodarka, rosnąca praktycznie nieprzerwanie od pokoleń, potrzebowała coraz więcej energii do swojego działania: do produkcji prądu w elektrowniach, zasilania fabryk wytwarzających coraz większe ilości dóbr przemysłowych, napędzania samochodów i samolotów czy ogrzewania budynków.

Przydatne terminy: energia pierwotna, końcowa i użytkowa

Energia pierwotna to całkowita energia paliwa „na wejściu” systemu energetycznego (na przykład węgla wydobytego spod ziemi), energia końcowa to energia docierająca do odbiorcy (za której dostawę płaci), a energia użytkowa to energia wykorzystana do wykonania użytecznej pracy. Przyjrzyjmy się temu na przykładach i na liczbach (nie przejmuj się, jeśli [jeszcze] nie wiesz, co to jest megadżul, wystarczy wiedzieć, że jest to jakaś-tam-miara ilości energii).

Gdy w kopalni wydobędziemy jeden kilogram węgla, którego spalenie (czyli utlenienie, zgodnie z reakcją C + O_2 → CO_2[1]) spowoduje wydzielenie się 20 megadżuli ciepła, mówimy skrótowo, że jest to węgiel o energii (albo wartości opałowej) 20 MJ. To energia pierwotna paliwa.

Gdy spalimy ten węgiel w elektrowni węglowej, część wyzwalającej się w postaci ciepła energii możemy zmienić w energię elektryczną. Jeśli z 20 MJ energii paliwa spalonego w elektrowni wprowadzimy do sieci energetycznej 40%, czyli 8 MJ prądu, mówimy o sprawności elektrowni równej 40%[2]. Jeśli straty w sieci wyniosą kolejnych 10% z tych 8 MJ (czyli 0,8 MJ), to do odbiorcy ostatecznie trafi 7,2 MJ energii. To energia końcowa, za której zakup zapłaci.

Jeśli następnie prąd ten zostanie wykorzystany na przykład w silniku odkurzacza o sprawności 80%, to efektywnie wykorzystanych zostanie 5,8 MJ energii. To energia użytkowa.

W przypadku paliw ciekłych, spalanych w pojazdach czy instalacjach do ogrzewania, często przyjmuje się, że energia końcowa równa jest dostarczonej energii pierwotnej (w precyzyjniejszych rachunkach uwzględnia się też zużycie energii na wyprodukowanie instalacji – wydobywczych, rurociągów, tankowców, rafinerii itd. – oraz zużycia energii od wydobycia ropy ze złoża po dostarczenie paliwa na stację benzynową – typowo odpowiada to ok. 20–25% energii wlewanego do baku paliwa). Podobnie jest też w przypadku turbin wiatrowych czy paneli fotowoltaicznych, które od razu wytwarzają energię w postaci prądu.

Jeśli w celu ogrzania domu kupimy kilogram węgla o energii 20 MJ, a następnie spalimy go w starym piecu o sprawności 60% (część paliwa się nie dopala, część ciepła spalonego paliwa ucieka kominem itd.), to energia pierwotna wyniesie 20 MJ (taka energia wyzwala się przy spalaniu paliwa), energia końcowa również wyniesie 20 MJ (taka jest energia paliwa, za które zapłacimy), a energia użytkowa wyniesie 12 MJ (tyle energii wykonało użyteczną pracę, ogrzewając dom).

Ilustracja 1.1.1. Światowe zużycie energii pierwotnej od 1850 do 2021 roku z podziałem na źródła energii. Po prawej stronie pokazany jest procentowy udział w całości zużycia energii. Energia wodna, jądrowa, wiatrowa i słoneczna ujęte są łącznie (6%). Energia wyrażona jest w EJ, czyli eksadżulach (to miliard gigadżuli [GJ], ale nie przejmuj się, jeśli to dla Ciebie abrakadabra, ważne jest tu przede wszystkim pokazanie wzrostu zużycia energii oraz względnego znaczenia różnych źródeł).

W tekście będziemy spotykać się z przedrostkami dotyczącymi różnych wielkości, np. kilowatogodzina [kWh] czy megadżul [MJ]. Przedrostek „kilo” oznacza 1000 jednostek, np. kilometr to 1000 metrów, a kilogram to 1000 gramów, „mega” to milion itd., jak w poniższej tabeli.

Przedrostek

Skrót

Mnożnik

Notacja wykładnicza

kilo

k

x 1000

10^3 (1 z 3 zerami)

mega

M

x 1 000 000

10^6 (1 z 6 zerami)

giga

G

x 1 000 000 000

10^9 (1 z 9 zerami)

tera

T

x 1 000 000 000 000

10^12 (1 z 12 zerami)

peta

P

x 1 000 000 000 000 000

10^15 (1 z 15 zerami)

eksa

E

x 1 000 000 000 000 000 000

10^18 (1 z 18 zerami)

Tabela 1.1.1. Przedrostki wielokrotności

Spalanie paliw kopalnych – węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego – jest źródłem aż 85% całości wykorzystywanej przez ludzkość energii (pierwotnej). Są one podstawą naszych gospodarek, miejsc pracy i dobrobytu. Każde z nich zapewnia nam obecnie zbliżoną ilość energii, ale ich zastosowania jako źródeł energii są różne:

• ropa naftowa i wytwarzane z niej paliwa ciekłe zdominowały sektor transportowy, od samochodów osobowych i ciężarówek, przez statki i samoloty, po sprzęt budowlany i rolniczy;

• węgiel i gaz ziemny wykorzystywane są jako paliwo w elektrowniach do produkcji prądu oraz źródło ciepła, zarówno do ogrzewania budynków, jak i w procesach przemysłowych.

O ile stosunkowo łatwo jest wykorzystać ropę w celach grzewczych i do produkcji prądu, zastępując nią węgiel czy gaz, to zastąpienie ropy jako paliwa dla pojazdów węglem czy gazem jest dużo trudniejsze.

W przypadku węgla od czasu parowozów praktycznie tego nie robimy. Na niezbyt dużą skalę do napędu pojazdów osobowych wykorzystuje się gaz ziemny – sprężony CNG (ang. Compressed Natural Gas – sprężony gaz ziemny) lub skroplony LNG (ang. Liquefied Natural Gas – skroplony gaz ziemny). W przypadku CNG uciążliwością jest konieczność trzymania go pod ciśnieniem ponad 200 atm. w ciężkich zbiornikach, a w przypadku LNG konieczność skroplenia przez obniżenie temperatury poniżej -162°C, co też podnosi ciężar i koszt instalacji. W transporcie wykorzystuje się też LPG (ang. Liquefied Petroleum Gas – skroplony gaz petrochemiczny), czyli lekkie węglowodory takie jak propan i butan, które choć pod ciśnieniem atmosferycznym są gazami, to sprężone do ciśnienia kilku atmosfer stają się cieczą, dość wygodną w przechowywaniu i transporcie. W stosunku do ciekłych paliw ropopochodnych CNG, LNG i LPG mają mniejszą gęstość energii (czyli mniejszą ilość energii w jednostce objętości lub masy), przede wszystkim zaś przez niską temperaturę zapłonu nie nadają się do silników Diesla, nie używa się ich więc do zasilania ciężkich pojazdów.

Dlatego ropa, licząc na jednostkę energii, jest droższa niż węgiel czy gaz ziemny, a jej wykorzystanie do celów grzewczych lub produkcji prądu jest marginalne – w zasadzie ogranicza się do miejsc, gdzie wygoda transportu i magazynowania paliwa oraz mobilność instalacji są szczególnie cenne, jak w mobilnych generatorach Diesla czy zasilaniu awaryjnym.

Ilustracja 1.1.2. Typowe ceny paliw kopalnych na rynku europejskim w latach 2015–2020, przeliczone na grosze za kilowatogodzinę (oś po lewej stronie) oraz megadżul, MJ (oś po prawej stronie). Dla ropy przyjęta została cena 65 dol. za baryłkę (1 baryłka to 159 litrów, o energii 10 kWh/litr), dla gazu ziemnego 15 dol. za MWh (1 MWh to 1000 kWh), a dla węgla 70 dol. za tonę (1 tona węgla ekwiwalentnego o energii 28 GJ/tonę).

Ilustracja pokazuje ceny hurtowe – cena detaliczna gazu w butli, paliwa na stacji czy węgla w worku w markecie, po przejściu przez łańcuch dostaw i z uwzględnieniem robocizny, marż, opłat i podatków, jest mniej więcej 3-krotnie wyższa.

Ceny prądu za jednostkę energii są jeszcze wyższe – cena hurtowa (którą dostaje elektrownia za wprowadzanie prądu do sieci przesyłowej) w tym okresie wynosiła ok. 20 gr/kWh, a detaliczna (cena dla „Kowalskiego” na rachunku za prąd) ok. 65 gr. Wynika to z kilku czynników:

1. Nie cała energia spalanego paliwa zamienia się w prąd: dla elektrowni gazowych sprawność tego procesu wynosi ok. 50%, co oznacza, że z gazu o energii 1 kWh elektrownia wyprodukuje 0,5 kWh prądu. Tak więc żeby mieć 1 kWh prądu, trzeba 2 kWh gazu i za niego zapłacić (w tym przypadku ok. 12 gr/kWh). W przypadku elektrowni węglowej o sprawności 33%, żeby mieć 1 kWh prądu, trzeba spalić 3 kWh węgla, za który też zapłacimy 12 gr/kWh.

2. Gaz czy węgiel nie zmieniają się w prąd za pomocą magii, lecz kosztownej infrastruktury elektrowni. To też musi znaleźć odzwierciedlenie w cenie, podobnie jak zysk firmy energetycznej. Z grubsza podwaja to hurtową cenę energii elektrycznej do 20 gr/kWh.

3. Zanim prąd z elektrowni dotrze do Twojego gniazdka, musi przebyć długą drogę przez sieci przesyłowe i dystrybucyjne, transformatory, rozdzielnice, liczniki prądu itd. Utrzymanie tej infrastruktury i zarządzanie nią też swoje kosztuje (z grubsza drugie tyle, co samo wytworzenie prądu). Jesteśmy już w okolicach 40 gr/kWh.

4. Do tego dochodzą różne podatki i opłaty, od VAT po opłaty za emisje CO_2, w rezultacie czego cena końcowa na rachunku jest jeszcze wyższa.

Podsumowując: mniej więcej 1/3 ceny detalicznej prądu na rachunku to cena produkcji energii (wraz z opłatami za emisje CO_2), druga 1/3 to koszty przesyłu i dystrybucji, a ostatnie 1/3 to krajowe podatki i opłaty (według stanu na 2021 rok).

Energia i moc

Gdy energia jest produkowana (lub zużywana) w tempie 1 dżula na sekundę [J/s], to mówimy, że jest produkowana (lub zużywana) z mocą 1 wata [W]. Gdy produkujemy (lub zużywamy) energię w 1000-krotnie większym tempie, mówimy o mocy kilowata [kW]. Tak więc 1 kW = 1000 J/s.

Wyprodukowana (lub zużyta) energia = moc urządzenia · czas działania

Jak to wygląda w praktyce? Zobaczmy na przykładach:

Czajnik o mocy 1000 W (1 kW) włączony przez 1 godzinę zużyje:

1 kW · 1 h = 1 kWh energii.

Żarówka o mocy 100 W (0,1 kW) włączona przez 10 godzin zużyje:

0,1 kW · 10 h = 1 kWh energii.

W obu przypadkach zużyjemy tyle samo energii – można zużyć tę samą ilość energii albo na krótko włączając urządzenie o dużej mocy (np. czajnik elektryczny), albo na dłużej urządzenie o mniejszej mocy (np. żarówkę).

(mega/giga)dżule i (kilo/mega/giga)watogodziny

Jeśli w ciągu sekundy produkujemy (lub zużywamy) 1000 J, to jak wiele energii wyprodukujemy (lub zużyjemy) w ciągu godziny (60 · 60 = 3600 s)? Oczywiście 3600 razy więcej, czyli 3 600 000 J (lub inaczej 3,6 MJ). Energię odpowiadającą mocy 1 kilowata produkowaną (lub zużywaną) w ciągu godziny nazywamy kilowatogodziną [kWh], co odpowiada 3,6 MJ.

1 kWh = 3,6 MJ

Oprócz paliw kopalnych w światowym miksie energetycznym mamy 9% biomasy (w dużym stopniu drewno i odchody zwierząt hodowlanych, spalane prymitywnie w biednych krajach) oraz łącznie 6% energii wodnej, jądrowej, wiatrowej i słonecznej.

Wyjdźmy od ilustracji 1.1.1, przedstawiającej światowe zużycie energii pierwotnej. Dokonajmy zbliżenia na czasy współczesne (tutaj od 1985 roku), biorąc przy tym pod lupę produkcję energii elektrycznej.

Ilustracja 1.1.3. Wykres po lewej: światowe całkowite zużycie energii (energia pierwotna). Wykres środkowy: część przeznaczana na dostarczanie energii elektrycznej. Wykres po prawej: wyprodukowana energia elektryczna po uwzględnieniu strat.

Z ok. 570 EJ całości dostępnej energii trochę ponad 210 EJ idzie na dostarczanie elektryczności, reszta zaś (355 EJ) jest wykorzystywana bezpośrednio w transporcie, do produkcji ciepła oraz na inne pomniejsze ilościowo cele, takie jak zużycie gazu w produkcji nawozów lub wyrobów petrochemicznych. Na paliwo dla elektrowni przeznaczane jest na świecie ok. 70% węgla oraz 40% gazu (reszta jest spalana w domach w celach ogrzewania i przygotowywania posiłków oraz wykorzystywana w przemyśle). Ropa jest zbyt droga w stosunku do węgla i gazu, żeby była na masową skalę spalana w celu produkcji prądu, biomasa zaś jest wykorzystywana głównie do ogrzewania. Pokazuje to środkowy wykres.

Oczywiście spalenie w elektrowni węgla o energii 1 EJ nie daje nam 1 EJ energii elektrycznej wprowadzonej do sieci energetycznej. Średnia sprawność działających elektrowni węglowych wynosi 33%, co oznacza, że tylko 33% energii wydzielającej się przy spalaniu węgla zamienia się w użyteczny dla nas prąd, który trafia do sieci. Średnia sprawność działających elektrowni gazowych jest wyższa – ok. 42%[3]. Ilość wytworzonego prądu jest pokazana na wykresie po prawej stronie.

Ponieważ źródła produkujące prąd bezpośrednio – elektrownie wodne, wiatrowe i słoneczne oraz jądrowe – produkują energię od razu w postaci prądu (wybacz, proszę, tę łopatologię), to choć w zużyciu całości energii pierwotnej (lewy wykres na ilustracji 1.1.3) ich udział wynosi zaledwie 6,2%, to w produkcji energii elektrycznej udział ten jest dużo większy i wynosi 36%.

Precyzyjniej rzecz biorąc, reaktory jądrowe wydzielają ciepło pochodzące z energii wydzielającej się podczas reakcji jądrowych. To ciepło jest wykorzystywane (analogicznie jak w elektrowniach węglowych czy gazowych) do produkcji pary wodnej, która kręci turbiną, a ta dalej generatorem. Ponieważ jednak ciepło odpadowe z reaktorów (prawie) nie jest wykorzystywane, moc reaktorów standardowo podaje się w jednostkach wytwarzanego przez nie prądu.

Dokonajmy jeszcze zbliżenia na bezemisyjne źródła produkcji prądu (mamy tu na myśli ich działanie, bo podczas ich produkcji w fabrykach, transporcie, wydobyciu uranu itd. emisje mają miejsce).

Ilustracja 1.1.4. Światowe zużycie energii pierwotnej z energii jądrowej, wodnej, wiatrowej i słonecznej. Oś po prawej stronie pokazuje produkcję prądu w TWh (1 TWh = 3,6 PJ = 0,0036 EJ).

Ilość energii pozyskiwanej z wiatru i słońca szybko rośnie, ale od bardzo niewielkiego poziomu. Ilość energii wytwarzanej w elektrowniach jądrowych od 20 lat utrzymuje się na zbliżonym poziomie.

1.2. Wspaniały świat paliw kopalnych

Wielkie liczby, takie eksadżule czy terawatogodziny albo miliardy ton węgla lub baryłek ropy, wymykają się naszej percepcji – żeby poczuć skalę naszego zużycia energii, zwizualizujmy je w bardziej namacalny sposób: gdyby zużywaną na świecie w ciągu jednego dnia ropę wlać do wielkiej beczki, miałaby ona średnicę ćwierć kilometra i była wyższa od wieży Eiffla.

Ilustracja 1.2.1. Codzienne światowe zużycie ropy naftowej.

Dlaczego na nasze główne źródło energii wybraliśmy paliwa kopalne?

Ponieważ jest to znakomite źródło energii.

Jeśli napiszę, że spalenie litra ropy wyzwala energię 36 MJ albo 10 kilowatogodzin (kWh), to prawdopodobnie wiele Ci to nie powie. Spójrzmy na to więc inaczej: pracujący fizycznie człowiek spożywa w ciągu doby jedzenie dostarczające mu około 3000 kcal (co odpowiada 3,5 kWh). Większość tej energii zasila mózg, serce i inne organy, wydziela się też jako ciepło. Na wykonanie użytecznej pracy fizycznej pozostaje około 1 kWh dziennie. Inaczej mówiąc, 1 kWh energii to praca fizyczna, jaką może wykonać silny fizycznie człowiek pracujący od świtu do zmierzchu[4]. Taki „niewolnik energetyczny”, aby wykonać taką pracę jak litr ropy, musiałby pracować 10 dni. Dla porównania, jadąc samochodem spalającym 10 l/100 km z prędkością 100 km/h, na litrze paliwa przejedziemy 10 km, co zajmie 6 min. Za litr paliwa na stacji benzynowej, ze wszystkimi podatkami i narzutami, zapłacisz ok. 7 zł. Pomyśl, jak dużo zażyczysz sobie za pchanie czyjegoś samochodu na taką odległość? Czy 7 zł wystarczy? A ile trzeba by Ci zapłacić za zrobienie tego z prędkością 100 km/h? Niewyobrażalne, prawda? Nawet sprinter, który nie musi pchać ważącego dwie tony auta, nie pobiegnie z taką prędkością.

Na samo rozpędzenie ważącego 2 tony pojazdu do prędkości 108 km/h potrzebna jest energia 0,9 MJ, czyli 0,25 kWh, na co, przy sprawności silnika 25%, pójdzie 1 kWh paliwa.

Ilustracja 1.2.2. Ile trzeba by Ci zapłacić za pchanie samochodu na odległość kilkunastu kilometrów?

Przyjęliśmy 108 km/h, żeby łatwo się liczyło, bo jest to 30 m/s. Jak (być może) pamiętasz z lekcji fizyki, energia kinetyczna przemieszczającego się obiektu EK = mV^2/2. W naszym przypadku masa samochodu to 2000 kg, a prędkość 30 m/s, więc EK = 2000*(30)2/2 = 900 000 J = 0,9 MJ.

Gdy po rozpędzeniu się hamujemy, energia ta rozprasza się jako ciepło. A następnie przyspieszamy ponownie…

Jako ciekawostkę dodam, że przypadające na osobę zużycie energii podczas lotu z Polski do Australii i z powrotem jest większe niż cała energia pracy fizycznej, którą przeciętny człowiek ma do dyspozycji przez całe swoje życie.

Paliwa kopalne są nie tylko wysokoenergetyczne, ale też łatwe w transporcie i przechowaniu, względnie bezpieczne oraz wysoce elastyczne, jeśli chodzi o czas i miejsce uwalniania zgromadzonej energii. Ropy można użyć w samochodzie, kosiarce, statku czy samolocie. Można spalić ją dzisiaj, za tydzień lub za rok. Reaktory jądrowe nie są tak mobilne, bezpieczne ani elastyczne w wytwarzaniu energii. Elektrowni wodnej do samochodu też nie wstawimy. Farmy wiatrowe i słoneczne wytwarzają zaś prąd z przerwami, w zależności od tego, jakie są pora dnia i pogoda. Skuteczne magazynowanie energii elektrycznej, jak również zgranie podaży z popytem nie są w tym wypadku tak proste i tanie, jak w przypadku użycia paliw kopalnych.

Paliwa kopalne są wysokoenergetyczne, łatwe w przechowywaniu i transporcie. To bardzo wygodne źródło energii.

Przyjrzyjmy się, jak wygląda zużycie energii w naszym kraju, wyrażone w „niewolnikach energetycznych”, czyli kilowatogodzinach na osobę dziennie. Polak zużywa dziennie średnio około 9 kg węgla na osobę (36 kWh/o/d), 2,6 litra ropy (26 kWh/o/d) i 1,5 m^3 gazu (15 kWh/o/d), do tego dochodzi ok. 6 kWh/o/d energii z biomasy (głównie spalanie drewna w celach grzewczych) oraz wiatru, słońca i wody (łącznie ok. 2 kWh/o/d)[1]. Łącznie odpowiada to ok. 85 kWh energii na osobę dziennie. To tak, jakby za statystycznego Polaka pracowało fizycznie 85 silnych niewolników, pchając nasze samochody, napędzając maszyny w fabrykach, kręcąc turbinami w elektrowniach i tak dalej.

Obliczenia dotyczą energii zużywanej na miejscu w Polsce. Jak się mają do tego import i eksport produktów, czyli np. w sytuacji gdy wyprodukowana w Polsce lodówka wyjeżdża do Niemiec, a z drugiej strony do Polski przypływa smartfon z Chin? W naszym rachunku nie ma to dużego znaczenia, bo polskie import i eksport towarów są na zbliżonym poziomie.

Ilustracja 1.2.3. Po lewej: dzienne zużycie energii pierwotnej przypadające na Polaka w 2019 roku z podziałem na źródła, w sumie 85 kWh. Po prawej: schematyczne zużycie energii z podziałem na główne obszary jej wykorzystywania oraz energię efektywnie wykorzystywaną po stratach.

Po lewej stronie widzimy podział na źródła energii (pokazana jest energia paliwa „na wejściu”, czyli energia pierwotna): widać, że pracują na nas głównie węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny. Po prawej stronie widzimy schematyczne zużycie energii z podziałem na trzy główne obszary jej wykorzystania: produkcję prądu, napędzanie pojazdów oraz produkcję ciepła (głównie ogrzewanie budynków). Prawy skrajny słupek pokazuje, ile energii pozostaje nam do dyspozycji po stratach, czyli zaspokaja nasze rzeczywiste potrzeby (energia użytkowa).

Energia elektryczna. Gdy sypiemy do pieca elektrowni węgiel o energii 30 kWh, to czy na wyjściu w domowym gniazdku będziemy mieć do dyspozycji 30 kWh prądu? Oczywiście nie. Sprawność elektrowni to ok. 40%, co oznacza, że po spaleniu węgla o energii 30 kWh elektrownia wprowadzi do sieci 30 kWh · 40% = 12 kWh prądu. Do tego dochodzą straty w sieci.

Transport. Sprawność silnika samochodowego to ok. 30%, co oznacza, że taka część energii paliwa napędza pojazd, reszta zaś marnuje się bezużytecznie w formie ciepła (pomijając ewentualne wykorzystanie niewielkiej części tego ciepła zimą do ogrzania wnętrza samochodu). Taką sprawność – 30% – przyjęliśmy na wykresie. Jednak jest to i tak naciągany optymistycznie obraz rzeczywistości. Gdy wsiadasz do samochodu, żeby pojechać do sklepu po czteropak piwa i chipsy, co właściwie jest użytecznie przemieszczane? Dwa kilo zakupów, Twoich kilkadziesiąt kilogramów czy dwie tony pojazdu? Tu przyjęliśmy, że efektywnie wykorzystywana jest energia na rozpędzenie i opory powietrza ważącej dwie tony góry stali. Gdyby przyjąć, że efektywnie wykonaną pracą jest przemieszczenie zakupów ze sklepu do domu, to efektywność energetyczna całego procesu byłaby bliska zeru!

Ciepło. Ciepło to z kolei przede wszystkim ogrzewanie budynków (a do tego ciepło w przemyśle, takie jak para oraz gorąca/ciepła woda) – tutaj z kolei część ciepła ulatnia się kominem lub rozprasza w sieciach ciepłowniczych. Podobnie jak w przypadku samochodu, można zadać pytanie, na ile na przykład ogrzewanie niezaizolowanego budynku, po którym hula przeciąg, jest efektywne. Na wykresie przyjęliśmy, że jest.

Inne. Do tego worka wrzućmy procesy przemysłowe niezwiązane bezpośrednio ze spalaniem paliw w celu produkcji energii, takie jak produkcja nawozów azotowych czy wyrobów rafineryjnych z wykorzystaniem gazu ziemnego lub stali z użyciem koksu.

Ilustracja 1.2.4. Świat sprzed epoki paliw kopalnych.

Paliwa kopalne zupełnie zmieniły nasz sposób życia. Kiedyś żyliśmy w taki sposób…

I nie jest to wcale jakaś szczególnie odległa przeszłość – ani w czasie, ani w przestrzeni. Tak żyli nasi pradziadkowie w latach 30. XX wieku w Polsce, w tym przypadku na wsi niedaleko Włocławka.

Nie musimy ciężko pracować fizycznie. Robią to za nas paliwa kopalne, zapewniając nam bezprecedensową wygodę.

Z naszego dzisiejszego punktu widzenia było to życie w bardzo prymitywnych warunkach. Nie było wielu rzeczy, bez których większość współczesnych mieszkańców krajów uprzemysłowionych nie wyobraża sobie życia. Nie było komputerów, telefonów komórkowych, internetu, lodówek, pralek, samochodów, telewizorów, podróży lotniczych i antybiotyków. Nie było prądu w gniazdku, ogrzewanych domów, oświetlonych lampami miast, kombajnów, fabryk, szpitali, olbrzymich kopalni, spychaczy, supermarketów i globalnego transportu. Gdyby dzisiejszemu Polakowi zaproponować spędzenie roku w kurnej chacie bez wszystkich współczesnych udogodnień, pomysł ten raczej nie przypadłby mu do gustu.

Benzyna na stacji i prąd w gniazdku to rzeczy tak oczywiste, że w ogóle się nad tym nie zastanawiamy – po prostu zawsze tam są, kiedy ich potrzebujemy. Nawet nie zdajemy sobie sprawy z tego, jak ważny dla naszego życia jest dostęp do olbrzymiej ilości bardzo taniej energii[5]. Gdyby nie ona, czy mielibyśmy prąd w gniazdku i zasilane nim urządzenia? Wielkie fabryki? Materiały budowlane i ogrzewanie domów? Ponad miliard samochodów na drogach? Prawie natychmiastowy transport międzykontynentalny? Miasta zamieszkane przez miliony ludzi?

Paliwa kopalne zupełnie zmieniły nasz sposób życia. Dziś na Ziemi żyje już blisko 8 mld ludzi, a możliwość utrzymania tak wysokiej i wciąż rosnącej populacji – do tego przy ledwie kilku procentach populacji pracujących przy wytwarzaniu żywności – zawdzięczamy wprowadzeniu mechanizacji rolnictwa i irygacji, nawozów sztucznych, pestycydów, transportu i opracowaniu nowych odmian roślin. Żywność pakujemy zaś w produkowany z ropy plastik lub metal, którego wydobycie i przetworzenie wymagają wiele energii.

Wszystkie zwierzęta potrzebują pożywienia, które daje im energię. Zdobywanie go wiąże się zawsze z wysiłkiem – zwierzę musi pozyskać więcej energii, niż wydatkuje na zdobycie jedzenia. W końcu jeszcze potrzebuje energii na wiele innych czynności – od oddychania po rozmnażanie. Na świecie jest tylko jeden wyjątek – człowiek ery przemysłowej, wspomagający się dodatkowym źródłem energii. Do wyprodukowania 1 kalorii żywności w systemie rolnictwa przemysłowego potrzeba średnio 10 kalorii paliwa[2]. Można powiedzieć, że nasze współczesne rolnictwo przemysłowe to sposób na przetwarzanie energii paliw kopalnych w żywność, z niewielką pomocą gleby i słońca. Według różnych szacunków, bez paliw kopalnych, nawet przy dobrej organizacji społecznej, pojemność środowiska spadłaby do poziomu 2–3 mld osób. Dla 2/3 ludzkości nie byłoby miejsca na Ziemi. Obrazowo rzecz ujmując, bez paliw kopalnych na jednym ze zdjęć otwierającej rozdział ilustracji nie byłoby nie tylko laptopa na kolanach siedzącej w leżaku miłej pani, ale statystycznie rzecz biorąc – też jej samej.

W epoce przedprzemysłowej żyliśmy w sposób zrównoważony energetycznie, głównie wykorzystując na opał biomasę z lasów: pozyskiwane przez nas drewno było zastępowane przez odrastające drzewa. Jednak było nas wtedy mniej, areał lasów był większy, wielokrotnie mniejsze było też zużycie energii na osobę. Gdybyśmy chcieli w Polsce zaspokoić całość naszych obecnych potrzeb energetycznych (85 kWh/o/d, czyli zużycie energii w ilości 1 kWh na osobę w ciągu doby) drewnem, spalając je w sposób niezrównoważony (nie przejmując się tym, że zużywamy je szybciej, niż odrasta), to na jak długo starczyłoby nam lasów? Po 4 latach z dymem poszłoby ostatnie drzewo w Polsce[3].

Paliwa kopalne nie tylko umożliwiły wzrost liczby ludzi i zmieniły nasz sposób życia od strony technicznej – zmieniły też relacje społeczne i prawo. Jak wyglądała piramida społeczna przez większą część historii ludzkości? Na górze było kilka procent elity – arystokracji, kapłanów itd. Aby ta wąska elita mogła żyć w miarę wygodnie, konieczna była ciężka fizyczna praca ponad 90% społeczeństwa – chłopów pańszczyźnianych czy niewolników. Kiedy świat masowo zaczął odchodzić od niewolnictwa i pańszczyzny? W drugiej połowie XIX wieku, gdy nadeszła rewolucja przemysłowa, wraz z nią fizyczna praca ludzka przestała być potrzebna. Pomyśl, ile pracy wykona osoba z łopatą, a ile operator koparki. Mówimy o kompletnie różnych rzędach wielkości efektywności. Zamiast ludzi „od łopaty” potrzebni stali się wyedukowani pracownicy do obsługi maszyn w fabrykach i biurach. Nie przez przypadek zbiegło się to z rewolucyjnymi zmianami w naszym społeczeństwie – znoszeniem niewolnictwa i pańszczyzny, rozpowszechnieniem wolności osobistej, praw człowieka, równouprawnieniem kobiet, zakazem pracy dzieci i demokracją. Bez tego nie można było skutecznie przejść od etapu feudalnego do społeczeństwa przemysłowego.

Kreatywna destrukcja związana z wdrażaniem nowych rozwiązań rewolucji przemysłowej zmiotła feudalizm ze sceny dziejów.

Nowe, przełomowe rozwiązania, dużo lepsze od wcześniejszych, zastępują stare. Produkujące masowo i tanio fabryki wyparły z rynku rzemieślników robiących rzeczy na sztuki, koleje i samochody wyparły transport konny, telegraf i telefon odebrały pracę kurierom, a wodociągi – woziwodom. Zmiany nie ograniczały się do kwestii technologicznych: nowoczesne metody organizacji pracy i zarządzania wyparły rozwiązania z czasów feudalnych, a masowa przeprowadzka małorolnych chłopów do miast i ich zatrudnienie w przemyśle radykalnie podniosły produktywność na skalę całych krajów. Wszystko to można określić terminem „kreatywnej destrukcji”, która zmiata stary porządek rzeczy, miejsca pracy i rozwiązania, zastępując je nowymi. Ponieważ nie wszyscy korzystają na tych zmianach, bywają one blokowane. W Wielkiej Brytanii na początku rewolucji przemysłowej aktywny był ruch luddystów, składający się z chałupników, rzemieślników i tkaczy, którzy niszczyli nowoczesne maszyny tkackie, stanowiące dla nich konkurencję. Te oddolne ruchy, blokujące zmiany, były szybko i skutecznie likwidowane przez władze.

Inaczej było, gdy wrogie zmianom były elity. W takich krajach jak carska Rosja czy cesarstwo austro-węgierskie władze zasadniczo chciały, żeby kraj był bogaty, nowoczesny i z silnym przemysłem (oraz armią) – ale żeby przy tym nadal rządziły arystokracja i ziemiaństwo, a w polu pracowali ciemni i wyzyskiwani chłopi. Próbując zakonserwować stare stosunki społeczne, Rosja i Austro-Węgry zablokowały kreatywną destrukcję i szybko stały się skansenami, co boleśnie ujawniło się podczas I wojny światowej.

Zmiany społeczne, które zaszły w trakcie ostatnich kilku pokoleń, mogły zaistnieć dzięki temu, że pracę zaczęły za nas wykonywać paliwa kopalne. W świecie, w którym prace fizyczne nadal musiałby wykonywać człowiek, gdzie wygoda jednego człowieka byłaby warunkowana wysiłkiem wielu pracujących na niego innych ludzi – wszystko to prawdopodobnie nie byłoby możliwe.

Dziś nasza cywilizacja i sposób życia w zamożnych krajach są niebywale uzależnione od niezakłóconego dostępu do taniej energii. Wyobraź sobie, co by się działo w miastach liczących miliony ludzi, gdyby wyłączyć w nich prąd i nie dowieźć paliwa na stacje benzynowe i jedzenia do sklepów. Jeśli masz trudność z wyobrażeniem sobie, co by się stało w takiej sytuacji, polecam lekturę książki Blackout Marca Elsberga, której akcja dzieje się w Europie, gdzie w wyniku ataków terrorystycznych na dwa tygodnie przerwane zostają dostawy prądu. Jak ktoś powiedział: od barbarzyństwa dzieli brak trzech posiłków…

1.3. Geologiczna bateria

Nie „produkujemy” paliw kopalnych. Wydobywamy coś, co samo powstało wiele milionów lat temu. Jak raz je wydobędziemy i spalimy, już ich nie ma.

Często mówi się o „produkcji” ropy lub węgla, że Rosja czy Arabia Saudyjska „wyprodukowały” w danym roku ileś ropy lub polskie kopalnie „wyprodukowały” ileś węgla. Szyby naftowe i kopalnie nie „produkują” węgla, tylko „wydobywają” coś, co powstało samo z martwej materii organicznej w powolnych procesach geologicznych trwających dziesiątki/setki milionów lat. Jak raz je wydobędziemy i spalimy, już ich nie ma. Żeby złoża mogły się odbudować, trzeba by usiąść i poczekać wiele milionów lat. Dlatego w naszej ludzkiej skali czasowej mówimy, że ropa, gaz ziemny i węgiel są zasobami nieodnawialnymi.

Obrazowo złoża paliw kopalnych można porównać do geologicznej baterii, która za pośrednictwem żywych istot przez miliony lat ładowała się energią słońca, a którą teraz, w geologicznym mgnieniu oka, rozładowujemy, zasilając nią naszą cywilizację.

Zanim wydobędziemy ropę, musimy oczywiście najpierw odkryć jej złoża. Jednak pomimo rosnących nakładów na poszukiwania odkrycia od lat spadają, obecnie już do najniższego poziomu od czasów II wojny światowej. Spada zarówno liczba odkryć, jak i rozmiar nowo odkrywanych złóż.

Ilustracja 1.3.1. Ciemnoszare słupki pokazują historyczne odkrycia ropy (dla wygładzenia krzywej uśrednione przy pomocy 3-letniej średniej ruchomej). Czerwone słupki pokazują światowe wydobycie ropy. Pokazane są ropa konwencjonalna + kondensat, bez uwzględnienia ciekłych frakcji gazu ziemnego NGL, biopaliw i in., w sumie stanowiących kilkanaście procent całości paliw ciekłych.

Większość odkryć złóż ropy miała miejsce do lat 60. XX wieku. Szczyt odkryć mieliśmy w 1964 roku – ponad pół wieku temu. Ostatnie wielkie regiony roponośne odkryliśmy pod koniec lat 60. XX wieku – były to Syberia Zachodnia w 1967 roku, North Slope na Alasce w 1968 roku i Morze Północne w 1969 roku. Od tego czasu odkrywamy już tylko relatywnie niewielkie pola naftowe, a nowe odkrycia odpowiadające kilkumiesięcznemu światowemu zapotrzebowaniu są rozgłaszane jako odkrycia dekady.

Poszukiwania są prowadzone z użyciem najnowocześniejszych technologii, w tym badań satelitarnych, sejsmicznych i zaawansowanych symulacji komputerowych, obejmują też coraz trudniej dostępne obszary, takie jak regiony polarne i dno głębokiego oceanu – a pomimo tego odkrywamy coraz mniej. Technologie poszukiwawcze są świetne, tylko ropy jakoś nie widać. Spadające tempo odkryć sugeruje, że pozostałe do odkrycia rezerwy są już niewielkie. Inaczej mówiąc – co było do znalezienia, to już znaleźliśmy.

Obecnie, wydobywając mniej więcej 4-krotnie więcej ropy, niż odkrywamy, jedziemy na wydobyciu ze złóż odkrytych w minionych dekadach. Ponieważ nie wydobędziemy więcej, niż odkryliśmy, suma czerwonych słupków wydobycia w kolejnych latach nie może być większa od sumy dotychczasowych odkryć.

Nie oznacza to jednak bynajmniej, że ropa się kończy. Przyjrzyjmy się bliżej kwestii dostępności złóż i ich wyczerpywaniu się.

Wyobraź sobie, że szefujesz koncernowi naftowemu. Przedstawiono Ci możliwość uruchomienia wydobycia ropy z dwóch złóż: pierwsze jest wielkie, z ropą dobrej jakości, położone płytko, w dobrych warunkach geologicznych w Teksasie; drugie jest niewielkie, z ropą zasiarczoną, położone głęboko, w skomplikowanych strukturach geologicznych pod dnem Oceanu Arktycznego. Które złoże postanowisz eksploatować?

Pierwsze oczywiście, bo na wydobyciu tej ropy zarobisz, a do wydobycia ropy z drugiego złoża trzeba byłoby dokładać ciężką kasę.

Jednak gdy z biegiem czasu ropa z najłatwiejszych w eksploatacji złóż zostaje wypompowana, żeby kontynuować wydobycie, trzeba sięgnąć po złoża trudniejsze w eksploatacji. Na zdjęciu poniżej widzimy szyb naftowy z Teksasu z początku XX wieku zestawiony ze współczesną instalacją do wydobycia ropy.

Ilustracja 1.3.2. Po lewej: szyb naftowy z Teksasu z początku XX wieku, obok drewnianej wieży wiertniczej widać pracujących ludzi. Po prawej: szyb z lewej strony zestawiony w tej samej skali ze współczesną oceaniczną platformą wiertniczą.

Pozyskiwana dziś ropa nie jest już tak łatwa i tania w wydobyciu, jak ta sprzed lat. Dzisiaj, żeby ją wydobywać, trzeba zbudować platformę za setki milionów (najdroższe, jak np. pracująca w Zatoce Meksykańskiej platforma Perdido, kosztują nawet 3 mld dol.), odholować ją na ocean setki kilometrów od brzegu, zakotwiczyć na wodzie głębokiej na 2–3 kilometry, zbudować na dnie kompleks do separacji i pompowania węglowodorów, po czym wwiercić się kilka kilometrów pod dno oceanu.

Ilustracja 1.3.3. Od góry: wydobycie piasków roponośnych w Kanadzie, eksploatacja formacji łupkowej w USA, platforma do wydobycia ropy naftowej w Arktyce.

Nie wystarczy już zrobić niezbyt głęboki odwiert w Teksasie czy Arabii Saudyjskiej. Aby dobrać się do pozostałych złóż ropy, trzeba zapuścić się na tereny nieznane, nieprzyjazne, trudno dostępne: do Arktyki, Amazonii, na środek oceanów, szczelinując hydraulicznie nieprzepuszczalne skały łupkowe czy sięgając po ciężką ropę i piaski bitumiczne.

W międzyczasie niepostrzeżenie zmieniła się nawet definicja ropy. Kiedyś przez „ropę” rozumieliśmy czarnobrunatną ciecz wydobywaną spod ziemi. Obecnie do rezerw ropy zaliczamy nawet piaski roponośne w Kanadzie i delcie rzeki Orinoko w Wenezueli, przypominające wymieszaną z piachem smołę.

Wszystko to nie jest ani tanie, ani łatwe, ani bezpieczne, ani przyjazne środowiskowo. Dlaczego więc to robimy? Odpowiedź jest prosta: ponieważ jest to najłatwiej dostępna ropa, jaka nam jeszcze została. Nigdzie na świecie nie czekają już na odkrycie wielkie złoża ropy, zalegającej blisko powierzchni i w dogodnych warunkach geologicznych.

W miarę jak przestajemy znajdować konwencjonalne złoża ropy i gazu, zaczynamy wyciskać je ze złóż niekonwencjonalnych. To, że jesteśmy w stanie robić to na wielką skalę, jest naprawdę imponujące. Wykorzystywane w tym celu technologie mogłyby wpędzić w kompleksy program eksploracji kosmosu NASA!

Złoża konwencjonalne i niekonwencjonalne

Gaz ziemny (głównie metan) i ropa naftowa powstają pod ziemią z resztek roślinnych i zwierzęcych poddanych długotrwałemu działaniu wysokiej temperatury i ciśnienia. Jeśli w skale macierzystej (z materiałem organicznym przekształconym w gaz lub ropę) istnieją pory i szczeliny pozwalające na przemieszczanie się węglowodorów, przesączają się one w górę i albo uciekają na powierzchnię, albo trafiają na pułapkę z nieprzepuszczalnej skały, gdzie się gromadzą. Tak powstaje złoże konwencjonalne, do którego możemy się dowiercić i wydobywać z niego gaz lub ropę – przepuszczalna skała pozwala na łatwy przepływ węglowodorów do odwiertu.

Jeśli jednak skała macierzysta jest nieprzepuszczalna, to węglowodory nie mogą przemieszczać się do góry i pozostają w miejscu powstania. To złoże ropy łupkowej/gazu łupkowego (lub ciasnego).

Gaz łupkowy (ang. shale gas) – występuje w czarnych łupkach bogatych w materię organiczną.

Gaz zamknięty (ang. tight gas) – to gaz uwięziony w izolowanych porach skalnych, np. w piaskowcach lub skałach węglanowych o bardzo niskiej przepuszczalności.

Jeśli zrobimy odwiert do takiego pokładu, nie ma z niego wielkiego pożytku, bo węglowodory nie przesączają się do odwiertu w ilościach wystarczających do opłacalnej jego eksploatacji. Jednak rozwój technologii odwiertów poziomych i kruszenia hydraulicznego pozwolił na dobranie się do węglowodorów w takich złożach. Jak to się robi?

Ilustracja 1.3.4. Skały, w jakich mogą występować niekonwencjonalne złoża gazu. Po lewej: piaskowce z otworu Września (gaz zamknięty), po prawej: łupki z otworu Tłuszcz (gaz łupkowy).

Ilustracja 1.3.5. Schemat wydobycia węglowodorów (gazu, ropy) ze złóż konwencjonalnych i łupkowych.

Dochodzący do złoża odwiert z pomocą sterowanych głowic wiertniczych skręca i idzie poziomo nawet przez 2 kilometry. W powstałym tunelu dokonuje się mikrowybuchów, które kruszą skałę, tworząc w niej sieć szczelin. Następnie do każdej studni pompuje się pod ciśnieniem setek atmosfer 10–30 mln litrów wody i 100 lub więcej ton ceramicznego granulatu lub piasku, przy czym ten proces szczelinowania hydraulicznego dla pojedynczego odwiertu może być powtarzany nawet kilkanaście razy. Woda ma za zadanie rozsadzić skały, a granulat zapobiec ponownemu zaciśnięciu się szczelin. Dodatkowo 0,5–2% tej mieszanki stanowią chemikalia – kwasy, środki rozpuszczające osady, płyny zmniejszające tarcie, biocydy, inhibitory korozji, zagęszczacze, demulgatory, pochłaniacze tlenu i wiele podobnych substancji. Przez powstałą sieć kanalików do odwiertu sączą się węglowodory, które można wydobyć na powierzchnię.

Gdy łatwe i tanie w wydobyciu złoża zostają zużyte, sięgamy do coraz trudniejszych w eksploatacji pokładów.

Nie możemy powiedzieć, że ropa się kończy; jest jej jeszcze bardzo dużo. Możemy nawet śmiało powiedzieć, że złoża ropy nigdy się nie wyczerpią! Co mam na myśli? Bynajmniej nie to, że można sobie wyobrazić przełomy technologiczne pozwalające sięgnąć po jeszcze trudniej dostępne złoża niekonwencjonalne (dają nam one dostęp do dodatkowych zasobów na niezbyt długi czas, liczony w latach, a co najwyżej w dekadach), ani też to, że złoża regenerują się w procesach geologicznych (bo procesy te zachodzą zbyt wolno, by miały dla nas jakiekolwiek znaczenie praktyczne). Chodzi o coś innego. Wyobraź sobie złoże ropy o rozmiarze wanny, leżące kilometry pod dnem Oceanu Arktycznego. Jak sądzisz, ile kosztowałoby wydobycie tej wanny ropy? Majątek. A ile musiałby kosztować litr paliwa z tej ropy na stacji benzynowej, żeby jej wydobycie było opłacalne? Tak dużo, że paliwo to nie miałoby żadnego sensu ekonomicznego. Co więcej: pomyśl, ile energii trzeba by zużyć, żeby wydobyć tę wannę ropy? Dużo więcej, niż pozyskalibyśmy z jej spalenia. Wydobycie z takiego mikrozłoża nie miałoby więc nie tylko sensu ekonomicznego, ale też energetycznego. Czy zatem kiedyś wydobędziemy tę wannę ropy? Nie. Ropa nigdy się więc nie skończy – po prostu pozostaną złoża tak nieopłacalne w wydobyciu, że paliwo to przestanie mieć jakiekolwiek znaczenie dla zasilania naszej gospodarki.

Na razie, pomimo wyczerpywania najłatwiej dostępnych złóż, jesteśmy w stanie nadrabiać to coraz bardziej zaawansowanymi technologiami, jednak jak pokazuje przykład wanny ropy pod dnem Oceanu Arktycznego, ma to swój kres.

1.4. Z europejskiej i polskiej perspektywy

Unia Europejska ma problem: własne wydobycie paliw kopalnych zaspokaja jedynie niewielką część zapotrzebowania. Importujemy aż 96% ropy, 87% gazu ziemnego i 36% węgla.

Ilustracja 1.4.1. Zużycie ropy, gazu ziemnego i węgla w Unii Europejskiej z podziałem na własne wydobycie (pola wypełnione, zielone opisy po prawej stronie) oraz import (pola cieniowane, czerwone opisy po prawej stronie).

Ile nas to kosztuje? W 2019 roku 500 mld dolarów, czyli dobrze ponad miliard dolarów dziennie. Pieniądze te opuszczają obszar gospodarczy Unii Europejskiej i szerokim strumieniem płyną do szejków arabskich i kremlowskich oligarchów.

To przy cenach z „normalnych czasów” oczywiście. Czasy jednak zrobiły się dalekie od normalności.

Szok cenowy 2021 roku

Pod koniec 2021 roku na rynku gazu ziemnego i węgla zrobiło się gorąco: ceny gazu w stosunku do poziomu sprzed 2020 roku wzrosły 5-krotnie. Miało to miejsce nie tylko na rynku europejskim, ale też chińskim, japońskim i innych krajów importujących gaz. Znacząco wzrosły też ceny węgla.

Odpowiadało za to kilka czynników:

• Wiele krajów wpadło na pomysł, że najszybszym i najprostszym sposobem szybkiej redukcji emisji CO_2 jest zastąpienie elektrowni węglowych elektrowniami na gaz ziemny, mającymi o ponad połowę mniejsze emisje na kilowatogodzinę produkowanego prądu. Spowodowało to tak szybki wzrost zapotrzebowania na gaz, że gazowa infrastruktura wydobywcza i przesyłowa przestały za tym nadążać.

• Po wybuchu pandemii COVID-19 rządy uruchomiły potężne pakiety stymulacyjne, a pieniądze szerokim strumieniem popłynęły bezpośrednio do obywateli. Ze względu na lockdowny, ograniczenia w poruszaniu się i imprezowaniu spadła ilość pieniędzy wydawanych w restauracjach, na podróże i inne usługi, ludzie zaczęli więc wydawać je na zakup towarów – od komputerów do pracy i innej elektroniki, przez sprzęt do ćwiczeń w domu, po meble i remonty. W ten sposób gwałtownie wzrosło zapotrzebowanie na produkcję dóbr konsumpcyjnych, a pracujący pełną parą przemysł zaczął zużywać więcej energii. Do tego posypały się łańcuchy dostaw w transporcie międzynarodowym, zarówno ze względu na wzrost wolumenu transportu przekraczający wydolność portów (dodatkowo obejmowanych lockdownami wyłączającymi je z działania), jak i jego kierunków (z Chin, będących fabryką świata, wypływały kontenery pełne towarów, ale nie miały z czym wracać, więc nie było ich tam, gdzie były potrzebne). Korki stojących na redzie statków składały się nie tylko z kontenerowców, ale też z gazowców.

• Rosja, w ramach swoich gier geopolitycznych, postanowiła wywrzeć presję na Europę, przed zimą 2021 roku przykręcając kurek z gazem i nie zapełniając posiadanych przez Gazprom magazynów, co dodatkowo podbiło ceny.

Ilustracja 1.4.2. Ceny ropy naftowej, gazu ziemnego oraz węgla na rynku europejskim w okresie 01.2015–03.2022. Wszystkie dane wyrażone w gr/kWh. Niebieski przedział pokazuje zakres zmienności cen z lat 2015–2020, przed wybuchem pandemii.

Ponieważ węgiel pełni w systemie energetycznym podobną rolę do gazu (zarówno w produkcji prądu, jak i w przemyśle), w tej sytuacji jego cena również znacząco wzrosła. A co z cenami ropy? Jest ona wykorzystywana głównie w transporcie, a tu ze względu na lockdowny, pracę zdalną oraz ograniczenie turystyki zagranicznej i wyjazdów biznesowych zapotrzebowanie na paliwo spadło – ceny ropy nie poszły więc w ślady cen gazu i węgla. W każdym razie nie od razu…

Szok cenowy 2022 roku

W tak „interesującej” sytuacji doszło do geopolitycznego trzęsienia ziemi. Gdy 24 lutego 2022 roku Rosja bez wypowiedzenia wojny zaatakowała Ukrainę, ceny nośników energii odleciały w kosmos. Cena gazu przekroczyła poziom 100 euro/MWh. Cena ropy przebiła 100 dol. za baryłkę, a węgla 300 dol. za tonę. To, jak bardzo wyszliśmy poza zakres zmienności cen z minionych lat, dobrze widać na ilustracji 1.4.2, pokazującej ceny w przeliczeniu na gr/kWh.

Szok nie ograniczył się do cen nośników energetycznych. Rosja jest nie tylko jednym z głównych eksporterów ropy naftowej i gazu ziemnego, ale też kluczowym dostawcą metali przemysłowych, takich jak nikiel, aluminium i pallad.

Ponadto zarówno Rosja, jak i Ukraina są ważnymi eksporterami pszenicy, a Rosja i Białoruś potażu, będącego istotnym składnikiem nawozów potasowych. Sama zaś cena żywności, przez ceny nawozów, paliw w rolnictwie i transporcie oraz elektryczności, jest silnie związana z cenami paliw kopalnych.

Nałożenie sankcji na rosyjski sektor finansowy i eksport oraz restrykcji wobec rosyjskiej gospodarki oznacza ograniczenie dostaw. Sama Rosja też może celowo wstrzymywać eksport tam, gdzie najbardziej zaboli Zachód, w szczególności ograniczając dostawy gazu ziemnego do Europy.

Być może sytuacja okaże się przejściowa, jeśli na przykład na Kremlu dojdzie do zmiany władzy. Być może. Ale być może rozpoczęty przez Rosję konflikt będzie trwał przez wiele lat.

W rezultacie szoku podażowego inflacja wzrośnie, a wzrost gospodarczy wyhamuje jeszcze bardziej. Ma to bardzo poważne konsekwencje. Wysokie ceny nośników działają jak podatek duszący gospodarkę i wpychający ją w recesję, do tego połączoną z wysoką inflacją (ponieważ droższa energia przekłada się na ceny). Co gorsze, mamy z tym do czynienia w sytuacji, w której prowadzona przez ponad dekadę luźna polityka pieniężna doprowadziła do wzrostu globalnego zadłużenia do ekstremalnie wysokiego poziomu. Dług to roszczenia pieniężne do przyszłych dóbr i usług: gdy gospodarka rośnie (czyli w przyszłości jest więcej dóbr i usług), wszystko jest okej. Jednak w sytuacji braku wzrostu gospodarczego duża ilość pieniędzy zderza się z małą ilością dóbr w świecie rzeczywistym, czego rezultatem jest wzrost ich cen – czyli inflacja. Sytuacja stagnacji połączonej z inflacją (tzw. stagflacja) jest dla gospodarki wyjątkowo paskudna i może prowadzić do głębokiej depresji gospodarczej, a może i dalej…[6]

Powiedzieć, że stawka jest wysoka, to duże niedopowiedzenie.

Sytuacja stała się dla Europy nadzwyczaj problematyczna, zarówno ze względu na olbrzymi koszt importu, jak i bezpieczeństwo energetyczne i geopolityczne.

Dokarmianie niedźwiedzia

Ilustracja 1.4.3. Władimir Władimirowicz Putin jako oficer KGB i jako prezydent Federacji Rosyjskiej. Znajdź różnice.

Europa ma coraz większy problem z Rosją, której marzy się odbudowa imperium. To właśnie Rosja stoi za największymi problemami u granic Unii Europejskiej. Wojna w Ukrainie. Dyktator na Białorusi, który gdyby nie wsparcie Putina po przegranych wyborach w 2021 roku, mógłby już stracić władzę. Most powietrzny Łukaszenki z migrantami z Iraku, Afganistanu oraz innych krajów Bliskiego Wschodu i Afryki. Jątrzenie na Bałkanach i w Naddniestrzu. Wspieranie dyktatora Syrii, połączone z bombardowaniem i terroryzowaniem ludności cywilnej, prowadzące do napływu syryjskich uchodźców do Europy i destabilizowania jej tą drogą. Kampanie polaryzowania społeczeństw, od wspierania brexitu i antyszczepionkowców, przez podsycanie frustracji „żółtych kamizelek”, po rozbijanie Unii poprzez podsycanie nacjonalizmów.

Zgodnie z praktykowaną przez Rosjan doktryną Gierasimowa celem jest osiągnięcie stanu permanentnego niepokoju i konfliktu w społeczeństwie przeciwnika, bez wypowiadania wojny. Kreml podsyca konflikty, wspierając najbardziej ekstremalne grupy z obu stron barykady polaryzacji społecznej. Robi to za pomocą najróżniejszych narzędzi i osób: hakerów, mediów, a także płatnych trolli, botów i fałszywych newsów. Dzięki internetowi i mediom społecznościowym możliwe są dziś działania, o których dawni sowieccy specjaliści od wojny psychologicznej mogli tylko marzyć: rozbijanie spójności społeczeństw Zachodu za pomocą samej tylko informacji. Zawsze znajdą się jacyś pożyteczni idioci wspierający cele Kremla. Duża część tych wysiłków idzie na sparaliżowanie transformacji energetycznej i podkopywanie polityk ochrony klimatu, sianie wątpliwości odnośnie do możliwości oparcia systemu energetycznego na odnawialnych źródłach energii, obrzydzanie zasady „zanieczyszczający płaci” itd.

Sabotowanie demokracji i wspieranie autorytaryzmów na całym świecie. Dążenie do zmiany zasad międzynarodowych z siły prawa na prawo siły. Używanie dostaw energii jako narzędzia szantażu. Zaiste miły sąsiad…

Wojna Kremla jest

finansowana przez Europę, uzależnioną od importu węglowodorów z Rosji.

Rosja to kraj surowcowy. Eksport ropy naftowej i gazu ziemnego stanowi finansowy fundament państwa rosyjskiego i jego potęgi: w zależności od roku daje on 55–60% dochodów z eksportu, 40–50% wpływów budżetu państwa i jakieś 30% PKB. Cztery biliony dolarów (4 000 000 000 000 USD) wpływów z eksportu ropy i gazu za rządów Władimira Putina pozwoliły Rosji uzbroić się w czołgi, działa i rakiety, którymi terroryzuje sąsiadów.

To, że Rosja jest krajem silnie autorytarnym, graniczącym z dyktaturą, a jednocześnie krajem surowcowym, czerpiącym dochody z wydobycia i sprzedaży węglowodorów, nie jest przypadkiem. W rankingu praw politycznych i swobód obywatelskich, prowadzonym przez watchdog Freedom House, spośród 13 członków kartelu eksporterów ropy naftowej OPEC jedynie dwa państwa (Kuwejt i Nigeria) zakwalifikowały się do kategorii „częściowych swobód”, wszystkie pozostałe zaś do „brak swobód”[4].

Kraje posiadające złoża cennych surowców, takich jak ropa naftowa, często cierpią na tzw. klątwę surowcową. Na czym ona polega?

W państwie, które nie ma surowców, społeczeństwa (i elity) muszą opierać się na budowie zdrowej gospodarki poprzez wykształcenie obywateli i poleganie na ich przedsiębiorczości. Gdy pieniądze wydobywa się z dziury w ziemi, kusi to elity do przejęcia kontroli nad tym skoncentrowanym strumieniem bogactwa i czerpania z niego korzyści. W rezultacie w krajach, gdzie nie ma silnego społeczeństwa obywatelskiego, będącego w stanie zadbać o w miarę sprawiedliwy podział zysków i utrzymanie demokracji, następuje samowzmacniający się proces monopolizacji władzy. Jak już jakaś grupa położy łapę na tych dochodach, będzie kurczowo trzymać się władzy i zrobi wszystko, żeby zachować ten stan. Będzie ograniczać wolność słowa, prasy i wyborów, niezależność sądów, swobodę tworzenia partii i działania organizacji pozarządowych. W oparciu o dochody ze sprzedaży surowców będzie mieć przy tym mnóstwo środków na rozbudowywanie aparatu bezpieczeństwa, łapówki dla oponentów, kupowanie poparcia społecznego i głosów w wyborach. Ruchy demokratyczne, niezależne sądy, aktywne społeczeństwo obywatelskie oraz wolne wybory są w takiej sytuacji największym zagrożeniem. Do tego trzymający władzę w krajach surowcowych, przy wysokich wpływach z ich sprzedaży, mogą nie przejmować się tym, co myśli i mówi o nich reszta świata.

Tak właśnie działa Rosja. Ostatnie, czego życzy sobie kremlowska klika, to oddanie władzy. Nie tylko groziłoby to oderwaniem od koryta, ale też poniesieniem konsekwencji za lata rozkradania wspólnego majątku Rosjan. W takiej sytuacji zagrożeniem staje się nawet potencjalny sukces społeczno-gospodarczy Ukrainy. Gdyby stała się ona zamożnym, demokratycznym państwem prawa i członkiem Unii Europejskiej, samym swoim istnieniem codziennie przypominałaby Rosjanom, jak mógłby wyglądać ich kraj, gdyby pozbyli się skorumpowanego reżimu.

Putin traktuje swoje gazrurki jako broń skierowaną przeciwko Europie, służącą do szantażu i rozbijania jedności wspólnoty. Sami naszymi pieniędzmi finansujemy „rosyjskiego niedźwiedzia” i jego awanturnicze, szkodzące nam działania. Kremlowi ten układ oczywiście nadzwyczaj odpowiada, a jego potencjalną zmianę przez odejście Europy od paliw kopalnych odbiera jako poważne zagrożenie. W naszym interesie jest zaś dokonanie transformacji energetycznej nie tylko ze względów czysto finansowych, lecz i geopolitycznych. I jest to cholernie pilne!

Polska czarna dziura

Polska importuje prawie całą ropę naftową, około 85% gazu ziemnego i sporo węgla. Import ten w okresie 2000–2020 kosztował nas (po skorygowaniu na inflację) 1160 mld zł, do tego z tendencją rosnącą.

W ostatniej dekadzie koszty te wynosiły ok. 70 mld zł rocznie. Głównym beneficjentem tej sytuacji jest Rosja, od której w 2020 roku zaimportowaliśmy 65% kupowanej za granicą ropy naftowej, 55% gazu ziemnego i 75% węgla (choć jak widać na ilustracji 1.4.4., jego całkowity koszt importu jest mniejszy niż gazu czy ropy)[5].

Tak zwane „wybory kopertowe”, na których organizację Jacek Sasin wydał 70 mln zł, już na stałe przeszły do memów – przyjęło się, że jeden sasin to 70 mln zł. Z całym szacunkiem do wicepremiera Sasina – to jednostka miary zbyt mała, by była użyteczna do wyrażania w niej kosztu importu paliw kopalnych. Może więc kilosasiny? Nie, to brzmi dziwnie. Może więc… putiny! Dla okrągłego rachunku przyjmiemy, że jeden putin wart jest 1000 sasinów, czyli 70 mld zł. To całkiem nieźle odpowiada kasie wydawanej przez nas w ostatnich latach na import paliw kopalnych, w większości na wspomożenie budżetu Federacji Rosyjskiej. Zatem ustalone, 1 putin = 1000 sasinów = 70 mld zł. Ta nadzwyczaj praktyczna jednostka przyda nam się przy przeliczaniu kosztów różnych działań transformacji energetycznej.

[1] Gdy spalamy węglowodory, takie jak np. metan CH_4, w reakcji spalania powstaje dodatkowo para wodna: CH_4 + 2O_2 → CO_2 + 2H_2O.

[2] Reszta ciepła (w tym przypadku 12 MJ) ulatnia się do otoczenia. Możemy je też do czegoś wykorzystać, na przykład rozprowadzając je siecią ciepłowniczą do ogrzewania domów – wtedy mówimy, że elektrownia pracuje w kogeneracji (czyli łącznej generacji prądu i ciepła) jako elektrociepłownia.

[3] Nowoczesne elektrownie węglowe osiągają sprawność 45%, a gazowe 60%.

[4] Słabsza osoba, pracująca 8 godzin dziennie, wykonałaby pracę ok. 0,3 kWh dziennie, czyli ok. 1 MJ.

[5] Jeśli narzekasz na cenę paliwa na stacji benzynowej lub rachunku za prąd, pomyśl przez chwilę o pracy „niewolnika energetycznego”. Ta benzyna za kilka złotych za litr czy kilowatogodzina za kilkadziesiąt groszy są naprawdę bardzo tanie. Ale zużywamy ich tak wiele, że gdy cena nawet trochę wzrośnie, zaczyna boleć…

[6] W Świecie na rozdrożu szczegółowo opisałem tę kwestię, łącznie z szerokim wyjaśnieniem działania systemu finansowego, długu itd. Ponieważ to bardzo szeroki wątek, a: (1) nie chcę zadrapywać lakieru na temacie na kilku stronach, (2) powtarzać się, (3) chcę skupić się na pokazaniu rozwiązania – odeślę Cię do Świata na rozdrożu. Nie wykluczam, że jak w związku z kryzysem energetycznym sytuacja się posypie, poświęcę temu kolejną książkę (choć na ramieniu siedzi mi strach, że w takiej sytuacji może nie być ani wydawcy, ani księgarń, a ja, zamiast pisać książkę, będ… dobra, wystarczy).