Koszty zewnętrzne wytwarzania energii elektrycznej w Polsce

1. Koszty zewnętrzne

[justify]Pojęcie kosztów zewnętrznych ważne jest dla dobra społeczeństwa i dla gospodarki. Prace nad kosztami zewnętrznymi w elektroenergetyce obejmują określenie szkód zdrowotnych, środowiskowych i materialnych, które nie są rekompensowane przez producentów energii elektrycznej i znalezienie odpowiedników finansowych tych szkód. Unia Europejska podkreśla, że o ile koszty własne produkcji energii elektrycznej są uwzględnione w jej cenach rynkowych, to koszty zewnętrzne powinny być uwzględniane przez decydentów ustalających zasady polityki energetycznej, jeśli celem jest optymalne wykorzystanie zasobów naturalnych oraz zapewnienie największych korzyści dla społeczeństwa [1]. Jest to stwierdzenie szczególnie ważne dla krajów takich jak Polska, które nie dawno wstąpiły do Unii Europejskiej i są w trakcie ustalania roli centralnych organów państwa w kształtowaniu strategii energetycznej.

W skład kosztów zewnętrznych wchodzą koszty zdrowotne, koszty szkód w środowisku, koszty efektu cieplarnianego i koszty możliwych awarii. Koszty zdrowotne i efektu cieplarnianego wyraźnie dominują nad innymi efektami dając wkład około 98% [3]. W niniejszym artykule zajmiemy się bliżej omówieniem kosztów zdrowotnych, nie tylko dających największy wkład, ale również nie poddawanych w wątpliwość przez społeczność międzynarodową.

Koszty efektu cieplarnianego, z którymi związany jest największy stopień niepewności, pozostają nadal przedmiotem żywej dyskusji. Obecnie metodyka ExternE [1] zaleca stosowanie wartości zastępczych, jak na przykład wartości przewidywanej ceny emisji tony CO2 po wprowadzeniu handlu emisjami CO2, lub alternatywnie, wielkości kosztu redukcji emisji wymaganej dla osiągnięcia przyjętych pułapów emisji gazów cieplarnianych, gdyż wartości te odzwierciedlają w pewnym sensie gotowość społeczeństwa do zapłaty dla uniknięcia możliwych, lecz nieznanych skutków ocieplenia klimatu. Z przeprowadzonych dla UniiEuropejskiej analiz wynika, że wymaganą przez protokół z Kioto 8% redukcję emisji (w stosunku do roku 1990) można osiągnąć przy koszcie 5-20 €/t uniknionej emisji CO2, zależnie od stopnia zastosowania mechanizmów elastyczności zawartych w protokóle z Kioto.

Wskaźniki narażenia (ekspozycja - ryzyko, ER) stosowane w UE w ramach projektu ExternE [2] mogą być stosowane warunkach polskich bez istotnych zmian, ponieważ umieralność w Polsce jest niemal identyczna ze średnią wartością dla UE. Proponowana ocena finansowa oparta jest na metodyce stosowanej w ExternE [2] z aktualizacją wyceny monetarnej wartości statystycznego skrócenia trwania życia przyjętą w najnowszych pracach zgodnie z zaleceniami Komisji Europejskiej [4]. Porównanie różnych skutków zdrowotnych zanieczyszczeń atmosfery i ich ocen finansowych wykazało, że największy wpływ na łączne koszty zdrowotne ma wzrost umieralności wskutek narażenia chronicznego. Metodyka stosowana przez ExternE oparta jest na ocenie liczby lat straconego życia (years of life lost – YOLL) [5]. Ocena wartości życia ludzkiego, a ściślej – skrócenia oczekiwanej długości życia, ma więc zasadniczy wpływ na wyniki oceny kosztów zewnętrznych.

W najnowszej fazie programu Externe przyjęto dla krajów UE wartość statystycznego życia człowieka równą 1 milion € [6]. Oszacowane wartości finansowe skrócenia oczekiwanego trwania życia o jeden rok (YOLL- year of life lost) przeliczone przy zastosowaniu stopy dyskonta 3% wynoszą 50 000 € (narażenie chroniczne – długookresowe) oraz 75000 € (narażenie krótkookresowe) [4]. Drugim co do wielkości zagrożeniem zdrowotnym jest chroniczny bronchit. W krajach UE wyceniono jego koszt na 190 300 €. [6]. W niniejszej pracy podawane są wyniki obliczeń jednego z autorów (dr U. Radovic’a), w których przyjmowano koszt bronchitu nieco mniejszy, równy 169330 €, oparty na danych stosowanych w NewExt ([3] rozdział VII, strony 14-20). Różnica między tymi wartościami nie ma istotnego wpływu na wyniki podane poniżej.

W poprzednim artykule pisaliśmy o kosztach zewnętrznych energii elektrycznej wytwarzanej w krajach Europy zachodniej. Dziś zajmiemy się ocenami kosztów zewnętrznych w warunkach polskich. Są one wyższe niż w krajach Europy Zachodniej, bo też i emisje na jednostkę energii produkowanej w Polsce są większe niż np. we Francji czy w Niemczech. Ale zanim przejdziemy do oceny tych kosztów, warto zdać sobie sprawę, jak bardzo niezbędna jest dla nas energia elektryczna i jak wiele korzyści zdrowotnych uzyskujemy dzięki jej wykorzystaniu.

W artykule zamieszczonym w Biuletynie z czerwca 2005 [7] pokazaliśmy wykres wskazujący, że istnieje wyraźna korelacja między zużyciem energii elektrycznej w różnych krajach a długością oczekiwanego trwania życia człowieka. Biorąc pod uwagę czynniki najbardziej wpływające na zdrowie ludzi i czas ich życia, jak czysta woda, ochrona żywności przed skażeniem, ochrona zdrowia, wykształcenie itd. przyjęto, że udział energii elektrycznej w przedłużeniu życia człowieka wynosi około 10% [8]. Warto o tym pamiętać czytając dalszą część artykułu, poświęconą analizie strat zdrowotnych powodowanych w procesie pozyskania paliw i wytwarzania energii elektrycznej w naszym kraju. Tylko uwzględniając oba efekty - korzyści zdrowotnych płynących z zużycia energii elektrycznej i strat zdrowotnych związanych z jej wytwarzaniem - można dojść do rozsądnej oceny globalnego wpływu elektroenergetyki na zdrowie człowieka.

Dodatkowym elementem, o którym trzeba pamiętać oceniając korzyści płynące z użycia energii elektrycznej jest fakt, że w Polsce około 12 mln ton węgla spala się w piecach domowych w celach grzewczych i gospodarczych, bez jakichkolwiek filtrów i urządzeń redukujących emisje zanieczyszczeń. Wskaźniki emisji ciężkich metali są od 10 do 15 razy większe dla indywidualnych palenisk domowych niż dla elektrowni i elektrociepłowni. Emisje SO2 i pyłów są również większe ze względu na brak filtrów i bardziej groźne ze względu na małą wysokość emisji. Powoduje to wielkie zagrożenie dla zdrowia człowieka i zanieczyszczenie środowiska.

2. Zagrożenia zdrowotne związane ze spalaniem paliw organicznych

Szkodliwe skutki wdychania produktów spalania paliw organicznych takich jak pyły, dwutlenek siarki i tlenki azotu stwierdzono w wielu badaniach, jak przedstawiliśmy w poprzednim artykule [2]. Już przy poziomach stężeń pyłu obecnie występujących na wielu obszarach zurbanizowanych występuje pogorszenie funkcjonowania płuc, zwiększona częstość występowania chorób układu oddechowego i naczyniowo-sercowego, zwiększony zakres hospitalizacji oraz umieralności (Tablica 1).

Tablica 1. Oszacowana liczba osób w populacji 1 milion odczuwająca skutki zdrowotne w ciągu 3 dni występowania podwyższonego stężenia PM10 [9]


Warto sobie zdać sprawę jak małe są cząsteczki pyłów, które zagrażają naszemu zdrowiu. Na rys. 1 pokazano wielkość cząsteczki sadzy na tle przekroju włosa ludzkiego. Najbardziej groźne pyły są jeszcze mniejsze. Cząstki pyłów o wymiarach około 10 μm, osadzają się w skórze, błonach śluzowych nosa i w krtani, pyły o średnicy 3 μm w tchawicy, o średnicy 2,5 μm w oskrzelach, a jeszcze mniejsze w pęcherzykach płucnych. Właśnie ta najmniejsza frakcja pyły– o wymiarach poniżej 2,5 μm (PM2.5) – jest najgroźniejsza dla naszego zdrowia, bo powodują trwałe uszkodzenia układu oddechowego oraz prawdopodobnie działa promocyjnie na rozwój nowotworów płuc.





Niestety ten właśnie drobny pył najłatwiej przenika przez filtry instalowane w układach odlotowych spalin z elektrowni cieplnych. Wraz z pyłami emitowane są metale ciężkie, często o działaniu toksycznym. Substancje takie jak ołów i rtęć powodują trwałe szkody zdrowotne, a arszenik, beryl czy kadm są trujące i rakotwórcze.

Krótkotrwałe narażenie na SO2 wywołuje nasilenie symptomów chorobowych, a przy długotrwałym narażeniu obserwowano systematycznie zwiększoną umieralność, wzrost przyjęć do szpitala i chroniczne choroby płuc [9]. W małych ilościach SO2 oddziałuje na rośliny jak nawóz, w ilościach większych hamuje jednak ich rozwój. SO2 jest obok tlenków azotu główną przyczyną powstawania kwaśnych deszczów, które powodują nie tylko niszczenie świata roślinnego, ale i przyspieszają korozję obiektów wykonanych z metalu, kamienia i betonu. Zakwaszanie tymi deszczami gleby powoduje rozpuszczanie soli metali ciężkich, co z kolei pogarsza jakość zdrowotną produktów żywnościowych otrzymywanych na tych glebach. W niskich temperaturach tlenki siarki w obecności wykroplonej wody kondensują jako kwas siarkowy, który oddziałuje żrąco na błony śluzowe, a osadzając się na powierzchni metalowych i betonowych konstrukcji wywołuje ich korozję.

Dwutlenek azotu powoduje choroby układu oddechowego, a narażenie na jego wysokie stężenia może powodować bronchit u astmatyków i u osób zdrowych. Najbardziej narażone są dzieci i astmatycy. Badania epidemiologiczne wykazały zwiększone o 20% ryzyko chorób układu oddechowego u dzieci przy wzroście stężenia NO2 o około 30 μg/m3 w ciągu 2 tygodni [9]. NO2 oddziałuje na rośliny jak nawóz pod warunkiem, że ilość zastosowanych sztucznych nawozów nie jest nadmierna. W upalne dni i w kontakcie z węglowodorami wytwarza ozon (substancję szkodliwą dla zdrowia ludzi i roślin), a w kontakcie z rodnikami hydroksylowymi powstaje kwas azotowy, istotny składnik kwaśnych deszczów.

Co najważniejsze jednak, tlenki azotu podobnie jak dwutlenek siarki przekształcają się w aerozole wtórne (azotany i siarczany), o bardzo małych rozmiarach, i podobnie jak pył drobny emitowany z elektrowni oddziałują szkodliwie na zdrowie człowieka. Sytuację utrudnia fakt, że o ile pyły można wychwytywać w filtrach, tlenki siarki i azotu wydzielają się z komina w postaci gazów i dopiero w atmosferze ulegają reakcjom chemicznym powodującym powstawanie aerozoli o bardzo małych rozmiarach, wdychanych później przez człowieka. Aerozole te mogą przebywać w atmosferze przez wiele dni i przebywają duże odległości, jak pokazano na rys. 2.


Rys. 2 Frakcja szkód powodowanych przez zanieczyszczenia powietrza w funkcji odległości od źródła emisji [3]