O ceni struje iz obnovljivih izvora

Borba protiv klimatskoh promena na Zemlji danas stoji na vrhu svetskih prioriteta – ali se između zaključaka UN i obećanja svetskih lidera sa jedne strane, i dešavanja na terenu sa druge, pojavljuje veliki raskorak.

Opšti zaključak svetskih stručnjaka je nedvosmislen: neophodno je smanjiti emisiju karbonskih gasova koji dolaze od sagorevanja fosilnih goriva i koji u najvećoj meri utiču na promenu klime na Zemlji, kao i povećati korišćenje čiste energije iz obnovljivih izvora (sunca, vetra, i hidro potencijala – na prvom mestu).

Energija iz obnovljivih izvora nije mogla, do sada, cenovno da konkuriše energiji iz konvencionalnih izvora (uglja, nafte gasa), pa su samo državne subvencije omogućavale njen razvoj. Drastičan pad cene nafte, sa 114 dolara za barel, na svega 75 dolara sredinom novembra 2014. godine, teško pogađa razvoj energije iz čistih obnovljivih izvora (tzv ‘nove obnovljive energie’ – iz vetra, sunca, morskih struja, biomase) i čini je sada još manje konkurentnom – uprkos postojećim subvencijama za proizvodnju.

Na videlo izlazi i istina o nedovoljnoj efikasnosti tehnologija za proizvodnju energije iz novih obnovljivih izvora – koja je do sada bila prikrivana.

Iako većina proizvođača vetrogeneratora i solarnih panela danas, naprimer, tvrdi da je energija (struja) koja se dobija iz njih skoro dostigla cenu struje iz konvencionalnih izvora (termocentrala) – to demantuju malo detaljnije analize.

Uračunavanje eksternih troškova proizvodnje energije u njenu cenu (tj. prednost u odnosu na štete koje dolaze od ispuštanja karbonskih gasova iz termocentrala na fosilna goriva), za sada je tema oko koje ne postoji potrebna saglasnost u svetu.

I. – O efikasnosti proizvodnje energije iz obnovljivih izvora: manipulacije cenama i analize stručnjaka i proizvođača

a. – U toku Nedelje klime, koja je krajem septembra 2014. godine održana u Njujorku, paralelno sa Klimatskim samitom UN, o ovome su progovorili neki od predstavnika velikih svetskih proizvođača energije i energetske opreme.

Predstavnik BP (British Petroleum) je izjavio da se ova kompanija povukla iz biznisa sa solarnom energijom, jer u njemu nije mogla da ostvari profit (bez obzira na subvencije koje države daju za razvoj solarne energije), i da oni vide dugoročnu budućnost u fosilnim gorivima.

Roland Buš (Busch), direktor grupe za infrastrukturu nemačke kompanije Simens (Siemens), koja se bavi proizvodnjom razne opreme za proizvodnju električne energije – iz uglja i gasa, hidro potencijala, vetra, sunca, morskih struja – izjavio je da “tehnologije za proizvodnju obnovljive energije nisu dovoljno razvijene da zamene ugalj i gas, i Siemens će nastaviti da investira u fosilna goriva još dugo vremena.” (1, 1-a)

Izjava predstavnika Simensa odnosi se, zapravo, na nove izvore obnovljive energije (vetar, sunce, morske struje i talasi) ali ne i na rečne hidrocentrale – koje su se već duže vremena dokazale kao efikasna tehnologija za proizvodnju jeftine struje iz obnovljivih izvora (vodenih tokova).

Inače, Simens je nedavno najavio prodaju svoje kompanije za proizvodnju turbina koje pokreće vodena struja plime i oseke u morima (Marine Current Turbines Ltd) – zbog sporog razvoja u hidrokinetickom sektoru. (1-b)

b. – Izuzetno značajna studija profesora P.L. Joskow-a, sa američkog MIT-a (Massachusetts Institute of Technology) iz 2011. godine, koja se odnosi na dodatne troškove u korišćenju struje iz obnovljivih izvora vetra i sunca, zbog njihove isprekidanosti (intermittency) – gurnuta je u stranu već niz godina. (2)

Njegova studija kritikuje način merenja efikasnosti u proizvodnji struje isključivo putem nivelisanih troškova proizvodnje energije iz obnovljivih izvora (LCOE – Levelized Cost of Energy). Ovi LCOE troškovi inače obuhvataju ukupne troškove za proizvodnju i instalisanje opreme kao i njeno korišćenje i održavanje tokom amortizacionog veka, koji se onda podele sa količinom ukupno proizvedene energije/struje za taj period.

Pomenuti LCOE metod ne obuhvata dodatne troškove struje iz elektromreže koji dolaze od njene integracije sa nestabilnom strujom iz obnovljivih izvora – u slučaju kada ta struja dolazi iz izvora koji su isprekidani u teško predvidljivim intervalima (što je karakter aktivnost sunca i vetra).

Ova struja iz sunca i vetra zapravo nije usklađena sa karakterom i potrebama elektromreže u koju se uključuje (a koja inače zahteva ujednačen napon struje prema zahtevima potrošača, odnosno prema opterećenju mreže). Zato ovo zahteva dodatno, teško predvidljivo, interventno dopunjavanje elektromreže strujom iz konvencionalnih izvora (uglavnom termocentrala), koja je zbog ove nepredvidljivosti i do 40 puta skuplja od standardne cene struje.   

Ove dodatne troškove za struju iz mreže, koji dolaze kao posledica uključivanja u nju (nestabilne) struje iz obnovljivih izvora – proizvođači vetroturbina i solarnih panela ne uračunavaju u proizvodnu cenu (njihove) struje.

To se, naprimer, ogleda u ceni struje u Nemačkoj, koja dobija preko četvrtinu struje iz obnovljivih izvora. Cena struje za domaćinstva u Nemačkoj je oko 29 evrocenti za kilovatčas, a u okviru te cene je dodatak za ‘zelenu’ energiju (iz obnovljivih izvora) oko pet evrocenti za kilovatčas.

c. – Novija istraživanja ukazuju i na neke manipulacije proizvođača opreme za obnovljivu energiju. (3)

Jedno takvo istraživanje ukazuje “da su modeli nivelisanih troškova proizvodnje energije iz obnovljivih izvora (LCOE models) često puni pretpostavki (šta ljudi veruju) umesto podataka sa terena, a čak i kada su korišćeni takvi podaci, predviđanja proizvodnje su zasnovana na pretpostavkama (verovanju), koja su izokrenuta amorfnom frazom o paritetu u okviru mreže” (grid parity).

“Najčešće greške ovog LCOE modela su:

1. 1.   Korišćenje pretpostavki umesto podataka sa terena;
2. Korišćenje podataka koji podržavaju ciljeve modela (kao što je pretpostavka o preniskim cenama mašinerije ili troškova rada i održavanja) i precenjeno visok nivo proizvodnje;
3. Podešavanje inputa u modelu da bi se dostigli određeni ciljevi;
4. Pretpostavka da su troškovi i cene sinonimi.”         

“Nažalost, LCOE modeli su veoma podložni manipulacijama da bi se dokazalo nešto što želi manipulator…”

II. – Uslovi za efikasan rad vetrogeneratora kao ilustracija

Da bi se čitaocima ponudila malo jasnija slika o manipulacijama kojima se u analizi opravdanosti gradnje vetrogeneratora na nekoj lokaciji (radi njihove prodaje) iskazuje precenjen nivo proizvodnje struje – navešćemo par podataka u vezi efikasnosti vetrenjača sa kojima se zapravo najviše manipuliše:

-       Dva najznačajnija faktora za efikasnu proizvodnju struje iz vetrogeneratora su brzina vetra na lokaciji i dužina njegove aktivnosti tokom godine;

-       U formuli za izračunavanje proizvedene energije učestvuje brzina vetra podignuta na treći stepen; tako je naprimer energija koja se proizvodi pri brzini vetra od 8 metara u sekundi za skoro 50% veća od energije koja se dobija pri brzini vetra od 7 metara u sekundi; energija iz vetra brzine 12 metara u sekundi je pet puta (500%) veća od energije koja se dobija pri brzini vetra od 7 metara u sekundi;

-       Kapacitet vetrogeneratora (nameplate) od 1, 2, 3 …5MW zapravo označava samo maksimalnu proizvodnju struje koja se dostiže pri brzini vetra od 12 do 17 metara u sekundi u toku jednog sata rada vetrenjače (ovo su brzine vetra koje se uzimaju za obračun u Britaniji, naprimer); (4)

-       Iako se elise vetrogeneratora okreću već pri brzinama od 3-4 metra u sekundi, proizvodnja struje je izuzetno mala, pa se preporučuje gradnja vetrenjača na lokacijama gde je srednja brzina vetra (high mean wind speed) najmanje 8 metara u sekundi (u Britanij);

-       Produžena aktivnost vetra tokom cele godine, čak i pri ovim srednjim brzinama, može da omogući dobre rezultate u proizvodnji struje (zavisno od dužine aktivnosti vetra) – što se obračunava putem tzv faktora kapaciteta (capacity factor) koji definiše odnos između ostvarene proizvodnje struje za određeni vremenski period (obično godinu dana) u poređenju sa maksimalnom proizvodnjom koja bi se dobila kada bi vetrogenerator za isti vremenski period radio punim (nameplate) kapacitetom tj neprekidno;

-       Ovaj faktor kapaciteta kreće se od oko 21-25% na nivou farmi vetrenjača (kod nešto starijih i manje efikasnih vetrenjača) u EU, odnosno 20-40% u SAD (prosečno 33,9%) – do skoro 50% na vetrovitim lokacijama u Evropi. (5)   

Ovde, naravno, postoji i niz drugih faktora koji uvećavaju efikasnost vetrenjača koji ovde nisu posebno analizirani, kao naprimer:

-       Korišćenjem viših tornjeva (radi podizanja rotora na veću visinu) dostižu se veće brzine vetra i veća proizvodnja struje – ali to uvećava i troškove za izgradnju vetrenjača, pa su neophodne detaljnije cost-benefit analize. Podizanje visine tornja sa 80 metara na 100 metara skoro duplira težinu tornja (jer njegova masa raste sa visinom skoro na treći stepen) – što onda uvećava i njegovu cenu;

-       Povećanjem prečnika rotora (propelera) da bi se ‘uhvatilo’ više energije vetra isto tako uvećava proizvodnju struje iz vetrenjača ali i tu u postoji sličan problem. Masa (težina) krila rotora se, nažalost, uvećava neproporcionalno (skoro na treći stepen sa povećanjem dužine krila – tzv ‘square-cube law’). Kako se krila vetrenjača prave od skupe plastike to onda neproporcionalno uvećava njihovu težinu i cenu. (Standardna cena rotora je oko jedne četvrtine ukupne cene vetrenjače ali sa maksimalnim uvećanjem prečnika rotora, njegova cena može da naraste do jedne trećine ukupne cene vetrenjače.)      

III. – Razvoj tehnologija za obnovljivu energiju (posebno vetrogeneratora) u Srbiji i u svetu

Kada pročitate u srpskoj štempi da će, naprimer, neka planirana farma vetrenjača u Srbiji imati kapacitet od 50 megavata, i isto tako saznate da brzina vetra na toj lokaciji dostiže samo 7-8 metara u sekundi – budite sigurni da maksimalna proizvodnja ovih vetrenjača nikad neće dostići navedeni ‘nameplate’ kapacitet, već da će biti bar pet puta manja. (Kapacitet proizvodnje i stvarna proizvodnja nisu jedno isto!)

Za malo detaljnije istraživanje o kapacitetu vetrenjača potrebni su i višegodisnji podaci o aktivnosti vetra na lokaciji, jer on isto tako varira od jedne do druge godine (nisu sve godine jednako vetrovite!).

I pored svega napred pomenutog – nema sumnje da će svet, kao i Srbija, morati da smanji ispuštanje karbonskih gasova u proizvodnji struje, kao i da se okrene većoj proizvodnji čiste energije iz obnovljivih izvora. Uz važnu napomenu da je u tom cilju neophodno da se prvo odabere adekvatna tehnologija za lokalne uslove, kao i da se uklone razne manipulacije o njenoj efikasnosti.

Na širem planu – ova kriza poverenja u efikasnost tehnologija za obnovljivu energiju  trebalo bi da pokrene njihove proizvođače da se ozbiljnije okrenu istraživanju i inovacijama, kojima bi se realno povećala efikasnost njihovih proizvoda.

Izgleda da su dosadašnje državne subvencije za njihovu proizvodnju zapravo demotivisale dalji tehnološki razvoj i unapređenja u ovoj oblasti – iako tu postoji još dosta prostora za poboljšanja.

Razvoj i inovacije u sektoru vetrogeneratora ostali su uglavnom zatvoreni u laboratorijama velikih proizvođača i specijalizovanih instituta, koji nisu otvoreni za saradnju sa velikim brojem potencijalnih istraživača i pronalazača iz sveta (nažalost, previše njih nema podršku domaćih fondova za razvoj).  

Zato će budući razvoj tehnologije za obnovljivu energiju zahtevati promene, pre svega na uključivanju šire istraživačko-pronalazačke baze iz sveta – i to na pravcu projektovanja efikasnijih vetrenjača i onih koje bi bile znatno većih kapaciteta od današnjih.

Da se ne bi kompromitovao ovaj značajni izvor čiste energije trebalo bi i problem isprekidanosti (intermittency) struje iz vetrenjača rešavati dopunom struje iz isto tako čistih izvora - kao što su hidrocentrale, na primer.

IV. – Loša obaveštenost u Srbiji o efikasnosti raznih tehnologija za obnovljivu energiju i obavezama prema EU

Od predstavnika vlade Srbije, domaćih medija, kao i predstavnika stranih kompanija za proizvodnju vetrogeneratora – čuje se ovih dana da Srbija mora, zbog obaveza prema EU, da obezbedi 27% energije iz obnovljivih izvora do 2020. godine.

Izgleda da srpskoj javnosti nije poznato da je Evropska unija usvojila plan da, kao celina, obezbedi samo 20% energije iz čistih obnovljivih izvora do 2020. godine! (6)

U okviru tog plana, zemlje članice EU su prihvatile različite obaveze pa neke članice imaju obaveze koje su manje od ove na nivou cele Unije (Poljska je, naprimer, prihvatila da do tog roka obezbedi samo 15% obnovljive energije) dok su se neke druge zemlje (Nemačka) obavezale na nešto veći procenat obnovljive energije.

Iako je to prihvaćeno kao obaveza – ne postoje usvojene kaznene odredbe za zemlje EU koje do tog roka ne ostvare procenat obnovljive energije na koje su se obavezale. Isto tako je već danas jasno da neke zemlje neće ispuniti svoju prihvaćenu obavezu na tom planu.

Ćak je i EU nedavno smanjila svoj prethodni plan za ukupnu proizvodnju vetrogeneratora do 2020. godine – za celih 20 procenata! (7)

Kako je uopšte došlo do toga da Srbija prihvati obavezu sa ovako visokim učešćem obnovljive energije u zemlji (27% do 2020.), a posebno da se opredeli za izgradnju vetrogeneratora koji nisu efikasna energetska tehnologija za domaće uslove? (8)          

To zahteva velike investicije za osiromašenu zemlju, a vetrogeneratori u Srbiji, koja nema dovoljno snažne vetrove, daleko su manje efikasni od korišćenja domaćih hidro potencijala, naprimer. Hidrocentrale, inače, imaju faktor kapaciteta preko 50%, znatno veći nego efikasni vetrogeneratori – a njihovom izgradnjom se dodatno sprečavaju poplave iz neregulisanih vodotokova u Srbiji.

Šta je bilo sa nekada aktuelnom izgradnjom reverzibilne hidrocentrale na Đerdapu, koja bi mnogo značila i na širem, regionalnom području?

Srbija, inače, već sada ima učešće od oko 21% energije iz čistih obnovljivih izvora, uglavnom struje iz hidrocentrala – što je više od plana EU za obnovljivu energiju do 2020. godine.      

Ono što se na temu obnovljive energije može pročitati u domaćoj štampi, to je da neki od zastupnika stranih proizvođača vetrogenatora uporno govore o obavezama Srbije za proizvodnjom 27% obnovljive energije do 2020. godine (to je inače plan EU za 2030. godinu!), kao i da joj prete kazne iz Evrope ako taj plan ne ispuni?!

Zaista je krajnje vreme da se odgovorni iz Vlade Srbije bolje upoznaju sa efikasnošću raznih tehnologija za proizvodnju obnovljive energije kao i sa planovima EU za obnovljivu energiju do 2020. godine.

Reference:

1. – Siemens chief: Economies to rely on fosil fuels for next 20 years

www.powerengineeringint.com/articles/2014/09/siemens-chief-economies-to-rely-on-fossil-fuels-for-next-20-years.html

1.a – Siemens: we will be in fossil fuels ‘for the really long term’

www.theguardian.com/environment/2014/sep/26/siemens-will-be-in-fossil-fuels-for-the-really-long-term

1.b – Siemens announces Plan to Exit Marine Power Sector

www.renewableenewrgyworld.com/rea/news/article/2014/11/siemens-announces-plan-to-exit-marine-power-sector

2. – Comparing the costs of intermittent and dispatchable electricity generating technologies –

http://economics.mit.edu/files/6317

3. – Levelized Cost of Electricity Models: The Good, the Bad and the Potential for Bias

www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2014/11/levelized-cost-of-electricity-models-the-good-the-bad-and-the-potential-for-bias

4. – www.wind-power-program.com/turbine-characteristics.htm

- Pogledati pod: 14. Wind turbine power output variation with steady wind speed

5. – http://en.wikipedia.org/wiki/Capacity_factor

6. – The 2020 climate and energy package

http://ec.europa.eu/clima/policies/package/index_en.htm

- 2030 framework for climate and ebergy policies

http://ec.europa.eu/clima/policies/2030/index_en.htm

7. – Europe’s wind capacity to grow slowly than expected to 2020

www.euractiv.com/sections/energy/europes-wind-capacity-grow-more-slowly-expected-2020-303671

8. – Predstavljen buduci vetropark u Basaidu  

www.dnevnik.rs/ekonomija/predstavljen-buduci-vetropark-u-basaidu

9. – Do 2020. Godine cilj 27 odsto ‘zelene energije’

www.danas.rs/danasrs/ekonomija/do_2020_godine_cilj_27_odsto_zelene_energije.4.html?news_id=284461