Budućnost vetrogeneratora – (2): inovacije i problemi razvoja

Ključni izvodi:

- Analize nezavisnih stručnjaka u SAD i Evropi pokazuju da je proizvodnja struje iz današnjih vetrenjača manja, a njihov radni vek kraći, nego što to tvrde njihovi proizvođači. – (8)

- Uspešnost u daljem razvoju vetrogeneratora zavisi od inovacija kojima bi se poboljšala njihova efikasnost – ali na ovom planu danas postoji zastoj kao i u ostalim industrijskim sektorima. 

- Hiljade pronalazaka velikih proizvođača vetrenjača u patentnim zavodima širom sveta nisu značajnije smanjili cenu njihovih proizvoda, niti su značajnije uvećali njihovu efikasnost. Cena struje koju proizvode na većini lokacija još uvek nije konkurentna niti može da opstane na tržištu bez državnih subvencija.

- Prave inovacije su opstruisane raznim marketinškim ‘zamenama’ pa je danas dostignut tehnološki plato u industrijskom razvoju – kažu o razlozima usporavanja tehnološkog razvoja u privredi SAD i zemljama Zapada neki američki ekonomisti. – (5), (5-a)

- Nažalost, ne samo marketinški trikovi, već su i velika korupcija u gradnji vetrenjača (kao nedavno otkrivena u Spaniji) i prikrivanje podataka o njihovoj pravoj efikasnosti u praksi, kao i visoke državne subvencije za struju koju proizvode – postali kočnice u njihovom tehnološkom razvoju. – (6)

- Aktivisti raznih grupa za zaštitu prirodne sredine vrše danas pritisak na nacionalne vlade da povećaju korišćenje obnovljive energije – da bi se smanjilo ispuštanje štetnih gasova od sagorevanja fosilnih goriva – ali ne priznaju da su današnje tehnologije za proizvodnju ove energije nedovoljno efikasne i da su potrebna veća ulaganja u njihov tehnološki razvoj.

- Gradnja vetrogeneratora je danas poistovećena sa pitanjem vere u tehnološki progres pa se zato, pod uticajem medija, i većina građana izjašnjava za njihovu gradnju radi dobijanja ‘čiste’ energije – iako javnost zapravo nema prave podatke o njihovoj današnjoj efikasnosti i punoj ceni struje koju proizvode.  

Subvencije i ‘ekonomije skale’ – pogrešan pravac u razvoju vetrogeneratora:

Razvoj većih i efikasnijih vetrogeneratora najviše su usporile visoke državne subvencije za struju koju one danas isporučuju elektromreži – kao i loš odnos prema inovatorima u ovom sektoru. O značaju ovih subvencija za vetrogeneracijski sektor danas govori stanje u Britaniji: njihova Vlada ukida subvencije za struju iz vetrenjača na kopnu, što je dovelo u sumnju planiranu gradnju oko hiljadu novih vetrenjača!

Zbog visokih državnih subvencija za proizvodnju struje iz postojećih vetrenjača (ove subvencije u Evropi iznose oko 10 evrocenti za kilovatčas struje iz vetrenjača), nije do sada bilo većeg interesa ni kod proizvođača ni kod vlasnika vetrenjača (developera) da se ubrza njihov razvoj prema većoj efikasnosti.

Od skoro 30 evrocenti za kilovatčas struje za domaćinstva u Nemačkoj, naprimer, njihove termocentrale dobijaju samo 3,11 evrocenti za kWh, a dodatak za ‘zelenu energiju’ u okviru pomenute cene struje iznosi oko 6 evrocenti za kWh (iako Nemačka proizvodi samo nešto preko jedne četvrtine energije iz obnovljivih izvora!).

Proizvođači danas naplaćuju punu ekonomsku cenu za svoje vetrenjače, bez obzira na to koliko su (ne)efikasne, a developeri (vlasnici vetroparkova) dobijaju subvencionisane cene za struju koju isporuče elektromreži – sa kojima mogu da pokriju njenu neefikasnu proizvodnju – pa je samo država u stanju da prekine ovu paralizu u razvoju vetrenjača.

Države proizvođači vetrenjača njihovu proizvodnju mere nešto drugačijim kriterijumima - kao što je povećanje zaposlenosti i podsticaj drugim sektorima privrede:

- Osim proizvodnje obnovljive energije, gradnja vetrenjača u Evropi je pokrenula zamrla brodogradilišta na Severnom moru i donela velike porudžbine industriji čelika – pa je treba posmatrati i sa tog aspekta.

- Nemačka, naprimer, izvozi 60% proizvedenih vetrenjača, po punoj ceni njihove proizvodnje.

Na planu razvoja,  proizvođači su do sada tvrdili da će manje cene vetrogeneratora, pa tako i cene struje koju proizvode, doći preko gradnje što većeg broja vetrenjača, odnosno preko ‘ekonomije skale’ (economy of scale) – umesto preko većeg ulaganja u inovacije i njihovu primenu za efikasniji rad vetrenjača.

- ‘Ekonomija skale’ može da ima samo ograničen efekat na proizvodnu cenu današnjih vetrenjača ali, bez povećanja njihove efikasnosti u proizvodnji struje, ovakav pristup ne rešava problem: današnje vetrenjače, jednostavno, nisu dovoljno efikasne i ne mogu da opstanu bez državnih subvencija!

Tipovi inovacija i putevi za njihovo ostvarenje:

Dalji razvoj vetrogeneratora zavisi od inovacija kojima bi se smanjila cena struje koju proizvode, pa bi trebalo nešto reći o različitim tipovima inovacija koje se danas primenjuju u svetskoj privredi. – (5-b)

Pojam inovacija je danas proširen sa isključivo industrijskih inovacija (novi tipovi industrijskih proizvoda, ili njihovih komponenti, sa boljim performansama i većom efiksnošću), na sledeće tipove inovacija:

1. – Troškovne inovacije – (Cost innovation) – kojima se proizvode jeftiniji proizvodi koji imaju sličnu funkcionalnost, odnosno smanjuju se troškovi proizvodnje uz održavanje njihovog kvaliteta – isti proizvodi za nižu cenu. (Ovo se u praksi najčešće odražava na smanjenje troškova proizvodnje i pad kvaliteta proizvoda – prim.)

2. – Inovacije u primeni-korišćenju proizvoda – (Application innovation) – gde je novost zapravo u novoj nameni-korišćenju proizvoda a ne u novoj tehnologiji.

3. – Inovacije u biznis modelu – (Business model innovation) – odnosno inovacije u organizaciji i delovanju preduzeća, kojim se postiže smanjenje cene proizvoda i usluga – ali se pre svaga povećava profit preduzeća.

Ovakvi tipovi inovacija danas imaju znatno veću primenu, jer donose brži i sigurniji profit od sporog, skupljeg i neizvesnijeg ulaganja na pronalaženju ‘klasičnih’ industrijskih inovacija.

Efekat napred pomenutih inovacija je ograničen i više koristi  proizvođačima nego kupcima proizvoda i usluga.

Da bi se brže izvukla iz velike privredne krize, Evropska unija je 2009. godinu proglasila za ‘Godinu inovacija’ i uložila značajna sredstva u njihov razvoj. – (5-c)         

Rezultati ove evropske akcije pokazali su da se pitanje inovacija ne može rešavati kampanjski, kao i da sama akcija nije dovoljno osmišljena.

Moglo bi se reći da je ova akcija EU dala ograničene rezultate zbog odsustva jasnijeg fokusiranja i nerazumevanja prirode pronalazaštva i profila pronalazača: Podrška EU istraživačko-inovacijskim projektima je bila rasuta na široku skalu različitih tipova inovacija, u raznim sektorima, a od učesnika inovacionih projekata tražene su većinom naučne reference u oblasti teme projekta. EU je podršku inovacionim projektima tretirala na način kako se to radi sa naučno-istraživačkim projektima, gde su naučni nivo i prethodni radovi istraživača (uz, naravno, značaj predložene teme) od ključne važnosti.

Zato treba podsetiti na osnovnu razliku između naučnika i pronalazača/inovatora u industrijskom sektoru, i na različit karakter njihovih otkrića (mada je ova razlika često zamagljena):

- Naučni pronalazak i pronalazak u industrijskoj tehnologiji nemaju isti karakter, neposrednu primenu i dostupnost u korišćenju, odnosno zaštitu.

- Naučnici su po definiciji specijalisti u nekoj užoj stručnoj oblasti, u kojoj vrše istraživanja i dolaze do vrednih naučnih otkrića – koja su po pravilu svima dostupna za upotrebu. Iako su multidisciplinarni timovi naučnih istraživača u realizaciji nekog projekta dosta česti – to nije rešilo problem ‘kreativne iskre’ neophodne za dostizanje efikasnih pronalazaka u oblasti tehnologije.   

- Pronalazači u oblasti primenjene tehnike/tehnologije su najčešće generalisti, bez obzira na njihovo stručno obrazovanje i nivo, koji su sposobni da dođu do efikasnijih pronalazaka pogodnih za praktičnu primenu – najčešće kombinovanjem znanja i informacija iz više različitih oblasti.

Škole za pronalazače ne postoje – iako je pronalazački dar zapravo talenat koji zahteva unapređivanje kao kod umetnika, naprimer. Ali za razliku od umetnički talentovane dece, za koje postoje škole koje im pomažu da razviju svoj talenat, ništa slično ne postoji za mlade ljude sa pronalazačkim darom.

Zato su nezavisni inovatori/pronalazači uglavnom prepušteni sebi i sopstvenoj upornosti da realizuju neku inovativnu ideju – što osim upornosti i dugotrajnog rada traži i novac za registrovanje i zaštitu pronalaska (koji im najčešće nedostaje).

Jedan deo tehnoloških pronalazaka, kao i otkrića u nauci, su rezultat slučaja ili greške u radu – što unosi dodatnu konfuziju u definisanju puta prema tehnološkim inovacijama (greška i slučaj se ne mogu planirati!).

Bez obzira na ovu činjenicu, može se reći da se čak ni vlade razvijenih zemalja nisu dovoljno pozabavile prirodom tehnoloških izuma i položajem ljudi koji su u stanju da ih kreiraju.  

Problemi sa inovacijama u razvoju vetrogeneratora:

- Iako porast kapaciteta vetrenjača uglavnom povećava njihovu efikasnost u proizvodnji struje, njihov postojeći dizajn ima granicu efikasnog porasta – jer podiže troškove njihove proizvodnje. Sa današnjim vetrenjačama ta granica je 8-10 megavata.

Drugim rečima, troškovi gradnje vetrenjača kapaciteta preko 8-10 megavata progresivno rastu po svakom MW dodatnog kapaciteta – ‘square-cube law’ problem – što ukazuje na potrebu za radikalnim promenama njihovog današnjeg dizajna.

Ni zaključak najveće evropske studije o razvoju velikih vetrogeneratora UPWIND iz 2011. godine (4), koji je zahtevao inovacije, odnosno radikalno nova tehnička rešenja (breakthrough innovation) za konstrukciju ekonomičnijih vetrenjača kapaciteta 20 MW – nije značajnije promenio odnos proizvođača prema inovatorima.

Proizvođači su i dalje ostali zatvoreni za saradnju na razvoju većih vetrogeneratora sa nizom potencijalnih saradnika: brojnim domaćim i stranim univerzitetima kao i sa ne-institucionalnim, odnosno nezavisnim istraživačima-inovatorima, čiji rad i doprinos sputavaju visoki troškovi patentne dokumentacije, odnosno registrovanja i zaštite sopstvenih inovacija u ovom sektoru.   

I proizvođači i države koje finansiraju istraživanja, stoje na pogrešnom stanovištu da samo uski specijalisti u ovom sektoru mogu da doprinesu tehnološkom razvoju vetrogeneratora – iako takav stav zapravo blokira njihov dalji razvoj. Istorija pokazuje da radikalni pronalasci (breakthrough innovations) u jednom tehničkom sektoru često dolaze od ljudi koji rade u susednim tehničkim područjima, zato što njih u razmišljanju ne sputava ranije uspostavljena tehnička paradigma.

Zato većina pronalazaka za unapređenje vetrogeneratora dolazi danas iz specijalizovanih instituta i razvojnih departmana proizvođača, koji su više usmereni na razvoj ‘korak po korak’ (incremental innovations), odnosno mala poboljšanja u okviru postojeće tehnologije. Problem je što svaki tehnički/tehnološki dizajn ima granice svog efikasnog porasta.

Radikalno nova tehnička rešenja (breakthrough innovations), koja bi mogla da pomere granicu efikasnosti vetrenjača, nose u isto vreme dosta neizvesnosti i mogućih poremećaja u danas standardizovanij proizvodnji i položaju proizvođača na tržištu, pa je i to jedan od razloga koji sputava istraživanja u ovom pravcu.

Doduše, postoji ogroman broj registrovanih patenata od strane nezavisnih (neinstitucionalnih) pronalazača, sa često radikalnim predlozima u oblasti vetrogeneratora. Nažalost, ni ova brojnost njihovih predloga nije značajnije uticala na poboljšanje efikasnosti vetrogeneratora.   

Razloga za ovo ima više – ali je sigurno da visoki troškovi obrade i registrovanja inovacija smanjuju broj registrovanih pronalazaka od strane kompetentnih istraživača.

Preko devedeset odsto univerziteta u svetu, naprimer, ili nema departmane za intelektualnu svojinu (IP), koji rade zaštitu pronalazaka zaposlenog akademskog osoblja, ili ovi departmani nemaju dovoljno sredstava potrebnih za normalan rad. Kvalifikovane istraživače-inovatore ovo dovodi u situaciju da, osim više godina neplaćenog rada na nekom inovacijskom projektu, treba sami da finansiraju i njegovu zaštitu – što ponekad (u srednje razvijenim zemljama) dostiže iznos njihove višegodišnje zarade.   

Nije svet ostao bez ideja i inovativnih inženjera, nego je sistem oformljen danas oko gradnje i dizajna vetrogeneratora doveo do zastoja u njihovom efikasnom razvoju.

Zaključak; marketing, obmane i korupcija umesto inovacija  

Ukupan odnos razvijenog dela sveta prema inovacijama je pogoršan poslednjih nekoliko decenija, kažu američki istraživači, i prave inovacije danas opstruišu i guše njihove ‘marketinške zamene’. Ključne inovacije koje su danas primenjene u privredi razvijenih zemalja zapravo su pronađene još u periodu posle Drugog svetskog rata, od 1946. do 1971. godine (“The Golden Quarter” – Zlatnih četvrt veka), pa se svet danas suočava sa nedostatkom efikasnijih tehnologija. – (5), (5-a)

Ovo je slučaj i sa vetrogeneratorima, čiji današnji dizajn zapravo koči njihov ekonomski opravdan porast kapaciteta preko 8-10MW.

Skorašnji izveštaji pokazuju da su čak i podaci o efikasnosti današnjih vetrenjača zapravo netačni:

- Analize nezavisnih stručnjaka u SAD i Evropi pokazuju da je proizvodnja struje iz današnjih vetrenjača zapravo manja, a njihov radni vek kraći, nego što tvrde njihovi proizvođači. – (8)

Vetrogeneracijski sektor svoju tehnološku superiornost danas dokazuje velikim brojem registrovanih pronalazaka (patenata), mada malo bolji pregled govori drugačije:

- Hiljade registrovanih pronalazaka velikih proizvođača vetrenjača u patentnim zavodima širom sveta nisu značajnije smanjile cenu njihovih proizvoda, niti su znatnije uvećali njihovu efikasnost.   

Cena struje koju proizvode na većini lokacija još nije konkurentna niti može da opstane na tržištu bez državnih subvencija.

Iako veliki proizvođači vetrenjača imaju timove stručnjaka za zaštitu svojih tehnoloških inovacija i pronalazaka, u njihovim oglasima za zapošljavanje novih radnika ne postoji pozicija za ‘radno mesto pronalač-inovator’ – što ukazuje da i oni smatraju da je pronalazak prosto slučajnost ili rezulatat školske spreme i iskustva zaposlenih – što najbolje objašnjava razloge današnjeg zastoja u tehnološkom razvoju njihovih proizvoda.

Proizvođači zapravo nemaju ni potrebu za ovakvim profilom ljudi – jer im državne subvencije za struju iz vetrenjača, a ne inovacije, danas omogućavaju uspešno poslovanje.

Nedostatak potrebnih inovacija kojima bi se popravila efikasnost vetrogeneratora doveo je do prikrivanja podataka o njihovoj efikasnosti, kao i do manipulacija i velike korupcije u njihovoj prodaji - koje su dostigle visok nivo zbog umešanosti državnih službenika.

Nažalost, sve dok ovim sektorom dominiraju razne manipulacije (slabo obaveštenom javnošću, prikrivanjem realne proizvodnje i efikasnosti), kao i visok nivo subvencija za struju koju proizvode – prave tehničke inovacije potrebne za njegov razvoj će biti opstruisane i zamenjene prividom ‘novog’ na tržištu.

- Osim pomenutih problema u razvoju samih vetrenjača, u ovom prilogu nisu pomenuti drugi problemi koje donosi struja iz vetra u ukupnom sistemu elektroprivrede. A to su prikriveni troškovi struje iz vetrogeneratora:     

Najveći dodatni trošak, o kome se retko govori, je činjenica da vetrogeneratori, zbog isprekidane proizvodnje koju uzrokuju promenljive aktivnosti vetra, zahtevaju dopunu mreže strujom iz drugih, konvencionalnih izvora – što se ne obračunava kao dodatak na proizvodnu cenu struje iz vetra.

Porast količine struje iz vetra isto tako traži i skupu infrastrukturnu dogradnju unutar elektromreže, što se isto tako ne iskazuje u troškovima struje iz vetrenjača. – (8-c)

Sve ovo ukazuje da uključenje vetrogeneracijske proizvodnje zahteva kompletnije sagledavanje njenog mesta i uticaja na celinu elektro-proizvodnje neke zemlje.

Najveću smetnju da se sagledaju ukupni efekti vetrogeneracijske proizvodnje, izgleda, predstavlja tvrdnja da je ona već završena ‘uspešna priča’ u tranziciji prema čistoj energiji – iako se ona odvija uz prikrivanje podataka o njenoj efikasnosti.

Zato je nedavno smanjivanje planova za gradnju vetrogeneratora u Evropskoj uniji kao i ukidanje subvencija za struju iz vetrenjača na kopnu u Britaniji (isto u Australiji, delimično u Kanadi…), došlo kao neprijatno otrežnjenje i odgovor na dosadašnju politiku u sektoru obnovljive energije. – (6), (7)   

- Nema sumnje da od većeg korišćenja čiste i obnovljive energije zavisi budućnost klime i živog sveta na Zemlji, pa zato treba priznati neophodnost njenog uvećanja – ali isto tako i činjenicu da današnje tehnologije za njenu proizvodnju nisu dovoljno efikasne.

- Razvoj vetrogeneratora, kao i ostale tehnologije za obnovljivu energiju, očigledno traži drugačiji pristup od dosadašnjeg: Traži bolje informacije o cenama energije koju proizvode i manje spinovanja i prikrivanja problema današnjih tehnologija – kao i uključivanje šire istrazivačke i inovacijske baze u proces njihovog usavršavanja. 

Prvi deo ovog priloga:

BUDUĆNOST VETROGENERATORA – (1): KORIŠĆENJE SLABOG VETRA, SVE VIŠI TORNJEVI I RAZVOJ GIGANTSKIH ROTORA

http://www.balkanmagazin.net/nauka/cid144-121332/buducnost-vetrogeneratora-1-koriscenje-slabog-vetra-sve-visi-tornjevi-i-razvoj-gigantskih-rotora

Reference:

4./ - UPWIND – Design limits and solutions for very large wind turbines –

- www.ewea.org/publications/reports/upwind/

5./ - The Golden Quarter – by Michael Hanlon, December 2014

- http://aeon.co/magazine/science/why-has-human-progress-ground-to-halt/

“…the paradoxical result is that true innovation, as opposed to its market proxy, is stymied.”

5-a./ - The Great Stagnation – essay by the US economist Tyler Cowen, 2011

- http://en.wikipedia.org/wiki/The_Great_Stagnation

“…the technological plateau has been reached…”

5-b./ - Rethinking innovation for a recovery –

- http://iveybusinessjournal.com/publication/rethinking-innovation-for-a-recovery/

5-c./ - European Year of Creativity and Innovation

- www.euractiv.com/innovation-enterprise/European-year-creativity-innovat-linkdossier-188489

6./ - Manipulacije i pad investicija u sektoru obnovljive energije –

- www.balkanmagazin.net/nauka/cid144-119592/manipulacije-i-pad-investicija-u-sektoru-obnovljive-energije

7./ - Onshore wind farms cancelled as subsidies cut –

- www.bbc.com/news/UK-politics-33227489

- www.theguardian.com/environment/2015/jul/31/green-groups-express-major-concern-over-tory-policies-in-letter-to-cameron

- www.theguardian.com/environment/2015/jun/18/torieas-end-onshore-windfarm-subsidies-2016

8./ -

a./ - Energy from wind turbines actually less then estimated? -   

- www.theenergycollective.com/willen-post/169521/wind-turbine-energy-capacity-less-estimated

b./ - A more realistic cost of wind energy -

- www.theenergycollective.com/willen-post/310631/more-realistic-cost-wind-energy

c./ - The hidden cost of wind electricity -

- www.atinstitute.org/wp-content/uploads/2012/12/Hidden-Cost.pdf

“There have been two big misunderstanding about wind electricity. One, that it can operate by itself, and two, that its cost is approaching tha cost of conventional sources such as coal, natural gas or nuclear. Neither of those assumptions is correct…”

d./ - Wear and Tear Hits Wind Farm Output and Economic Lifetime -

- www.ref.org.uk/press-releases/281-wearnandntearnhitsnwindnfarmnoutputnandneconomicnlifetime