Globalny wpływ transformacji na sieci elektroenergetyczne

Międzynarodowa Agencja Energetyczna opublikowała raport pokazujący, że globalnie sieci energetyczne nie nadążają za rozwojem zielonych technologii. Poprawa tej sytuacji, warunkująca powodzenie transformacji energetycznej, wymaga znaczącego wzrostu inwestycji w sieci i pilnych decyzji ze względu na długie cykle ich modernizacji i rozbudowy.

Międzynarodowa Agencja Energetyczna (MAE; International Energy Agency – IEA) opublikowała raport ,,Sieci elektroenergetyczne i bezpieczna transformacja energetyczna’’ (Electricity Grids and Secure Energy Transitions) pokazujący, że zapobieganie zmianom klimatu, powodzenie globalnej transformacji energetycznej zależy także od stanu sieci elektroenergetycznych.

W swoim październikowym raporcie MAE wskazuje, że globalnie w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat sieć elektroenergetyczna stale się rozwijała w tempie około 1 mln km rocznie.

Większość tego wzrostu, zgodnie z raportem, dotyczyła sieci dystrybucyjnych, które stanowią około 93 proc., a linie przesyłowe to pozostałe 7 proc. całkowitej długości sieci. Ta jest już niebagatelna. MAE podała, że w 2021 roku na całym świecie istniało prawie 80 mln km napowietrznych i podziemnych linii energetycznych o różnych poziomach napięcia.

W odniesieniu do sieci dystrybucyjnych w raporcie podkreślono, że są one niezbędne, ponieważ stanowią tzw. ostatnią milę dostępu do większości klientów i muszą zostać rozbudowane, aby zapewnić dostęp do energii elektrycznej większej liczbie osób i sprostać wzrostowi popytu na energię.

W większości rozbudowa sieci dotyczyła dystrybucji w krajach EMDEs (emerging market and developing economies – rynki rosnące i rozwijające się gospodarki).

Ich długość wzrosła o ponad 40 proc. w ciągu ostatniego dziesięciolecia i została prawie podwojona w ciągu minionych 25 lat, odgrywając zasadniczą rolę w zapewnieniu wielu ludziom po raz pierwszy dostępu do energii elektrycznej.

W raporcie wskazano, że rozbudowa sieci dystrybucyjnej w krajach EMDEs zaowocowała wręcz imponującymi przykładami zwiększania dostępu do energii elektrycznej. Na przykład, jak podano, niemal 100 proc. populacji Indii i Indonezji ma dostęp do energii elektrycznej, a jeszcze 20 lat temu wskaźnik ten wynosił odpowiednio mniej niż 45 proc. i 55 proc.

W gospodarkach rozwiniętych dostęp do energii elektrycznej jest już bliski 100 proc., więc w ciągu ostatnich dziesięciu lat odnotowały, jak podaje MAE, przyrost długości linii dystrybucyjnych o dość skromne ponad 9 proc. USA dodały w tym okresie około 925 tys. km nowych linii dystrybucyjnych, kraje Unii Europejskiej około 715 tys. km, a Japonia, według raportu, około 40 tys. km.

Globalnie rzecz biorąc, inwestycje zatem nie omijały sieci energetycznych, ale jak się wydaje po prostu nie antycypowały wysokiej dynamiki rozwoju OZE, wielkich zmian w paliwowej strukturze wytwarzania energii elektrycznej związanej z polityką klimatyczną.

Być może transformacja energetyczna po prostu nie zaczęła się tam, gdzie powinna, czyli od rozbudowy sieci, ale tam, gdzie można było ją relatywnie szybko i w widoczny sposób zacząć, czyli od budowy OZE.

W każdym razie obecnie, jak pokazuje raport MAE, rozwój sieci energetycznych to warunek konieczny powodzenia transformacji energetycznej.

MAE wskazuje, że jeśli globalnie decydenci i firmy szybko nie podejmą działań w celu poprawy i rozbudowy sieci elektroenergetycznych, to wysiłki mające na celu przeciwdziałanie zmianom klimatycznym i zapewnienie niezawodnych dostaw energii elektrycznej mogą być zagrożone.

Chodzi o to, na co wskazuje raport MAE, że przyrost sieci nie nadąża za szybkim rozwojem newralgicznych technologii czystej energii, takich jak energetyka słoneczna, wiatrowa, samochody elektryczne i pompy ciepła.

Raport identyfikuje kolejkę projektów OZE czekających na zielone światło do podłączenia do sieci, wskazując 1500 GW tych spośród nich, które są na zaawansowanym etapie rozwoju. Podkreślono, że to pięciokrotnie więcej niż moc fotowoltaiczna i wiatrowa, którą dodano na całym świecie w 2022 roku.

W raporcie wskazano też, że ponieważ wytwarzanie energii w coraz większym stopniu opiera się na systemach wiatrowych i fotowoltaicznych o dużej skali użytkowej, które często są zlokalizowane z dala od gęsto zaludnionych miast i ośrodków konsumpcyjnych, jej przesył na duże odległości staje się niezbędny.

Raport wręcz ostrzega, że bez zwrócenia większej uwagi na politykę i inwestycje, braki w zasięgu i jakości infrastruktury sieciowej mogą sprawić, iż cel ograniczenia globalnego ocieplenia do 1,5°C stanie się nieosiągalny.

MAE podała, że zgodnie z analizą poszczególnych krajów przeprowadzoną na potrzeby raportu, osiągnięcie wszystkich krajowych celów klimatycznych i energetycznych będzie wymagało dodania lub wymiany 80 mln km linii energetycznych do 2040 roku, czyli liczbie równej całej istniejącej globalnej sieci. To wymaga wielkich inwestycji.

W ciągu ostatnich siedmiu lat średnioroczne inwestycje w sieci elektroenergetyczne wynosiły prawie 320 mld dolarów, co odzwierciedla zwiększony popyt, wykorzystanie odnawialnych źródeł energii i wymianę istniejącej infrastruktury. Oznaczało to wzrost inwestycji wynoszący średnio około 10 proc. w porównaniu do lat 2006-2015 i znacznie niższy od średniej rocznej środków potrzebnych do 2030 roku.

Według analizy MAE, opartej na scenariuszu ogłoszonych zobowiązań (APS) z modelowania World Energy Outlook 2022, określające rozwój sieci, który byłby potrzebny, aby terminowo spełnić dzisiejsze zobowiązania klimatyczne, średnia wartość inwestycji sieciowych w latach 2023-2030 powinna wynosić około 500 mld dolarów rocznie, przekraczając 600 mld dolarów do 2030 i rosnąc w kolejnej dekadzie.

Nowy scenariusz opracowany przez MAE na potrzeby omawianego raportu (Grid Delay Case) analizuje, co by się stało, gdyby inwestycji w sieci energetyczne nie zwiększono wystarczająco szybko, a reformy regulacyjne dotyczące sieci były powolne.

Wynika z niego, jak podano, że skumulowana emisja dwutlenku węgla w latach 2030-2050 byłaby o prawie 60 mld ton wyższa ze względu na wolniejsze wdrażanie odnawialnych źródeł energii, skutkujące wyższym zużyciem paliw kopalnych.

Odpowiada to całkowitej emisji CO2 z globalnego sektora energetycznego w ciągu ostatnich czterech lat i, jak stwierdza MAE, spowodowałoby to, że globalny wzrost temperatury przekroczyłby cel ,,Porozumienia paryskiego’’ z 2015 roku wynoszący 1,5°C, z 40-proc. możliwością przekroczenia 2°C.

Przypomnijmy, że ,,Porozumienie paryskie’’ to plan działań mających ograniczyć globalne ocieplenie. Rządy postanowiły wtedy zatrzymać wzrost średniej globalnej temperatury na poziomie dużo poniżej 2°C względem poziomu z czasów przedprzemysłowych i starać się, aby było to nie więcej niż 1,5°C.

Raport identyfikuje kilka strategicznych działań, które mogą poprawić sytuację sieciową, a w tym zaleca rządom wspieranie projektów przesyłowych o dużej skali, żeby zapewnić przygotowanie sieci na dalszy silny wzrost energii odnawialnej. Potrzeba podjęcia zdecydowanych działań w obszarze sieci jest pilna, jak podkreślono, ze względu na długi czas realizacji modernizacji i rozbudowy sieci.

Rozwój sieci elektroenergetycznych to warunek konieczny powodzenia transformacji energetycznej

MAE podała, że zaplanowanie uzyskanie pozwoleń i ukończenie budowy nowej infrastruktury sieciowej często zajmuje od pięciu do 15 lat – w porównaniu z rokiem-pięcioma latami w przypadku nowych projektów dotyczących OZE i mniej niż dwoma w przypadku nowej infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych.

Zaznaczono, że typowe czasy zatwierdzania i budowy linii energetycznych są bardzo zróżnicowane. Nierzadko zdarza się, jak podano, że w gospodarkach rozwiniętych uzyskanie pozwolenia i budowa pojedynczej linii napowietrznej najwyższych napięć (powyżej 220 kV) zajmuje od pięciu do 13 lat, w zależności od długości linii i innych czynników.

Ostatnie postępy w dziedzinie czystej energii, które obserwujemy w wielu krajach, są bezprecedensowe i napawają optymizmem, ale mogą być zagrożone, jeśli rządy i przedsiębiorstwa nie zjednoczą się, aby zapewnić, że światowe sieci elektroenergetyczne są gotowe na nową globalną gospodarkę energetyczną, która szybko się wyłania – powiedział dyrektor wykonawczy MAE Fatih Birol, cytowany w komunikacie na temat omawianego raportu.

Niniejszy raport pokazuje, o co toczy się gra i co należy zrobić. Musimy inwestować w sieci już dziś, inaczej jutro staniemy w obliczu impasu – dodał Fatih Birol.

IRENEUSZ CHOJNACKI

Czytaj dalej