Koszty zewnętrzne wytwarzania energii elektrycznej w Polsce

5. Redukcja emisji w elektroenergetyce polskiej

W ostatnim dziesięcioleciu elektroenergetyka polska prowadziła intensywne działania dla zmniejszenia obciążeń środowiska związanych z produkcją energii elektrycznej. W porównaniu z 1990 rokiem w 2004 r. emisje SO2 spadły do 43,6%, NOx do 60,8% a pyłów do 7,8% [26], [29]. Mimo to, emisja zanieczyszczeń gazowych z elektrowni polskich jest większa niż z elektrowni w krajach Europy Zachodniej. W 2004 roku całkowita emisja zanieczyszczeń z zakładów elektroenergetyki zawodowej w Polsce wyniosła
• SO2 – 685 tys. ton
• NOx – 243 tys. ton
• Pyły – 45 tys. ton [29].
Do roku 2010 przewiduje się dalsze zmniejszenie rocznej emisji SO2 o ok. 40%, NOx o 10% a pyłów o 20%. Natomiast emisje CO2 nie ulegały istotnym zmianom, w 1990 r. wynosiły 150 tys. ton, w 2004 r. 149 tys. ton, i w 2010 r. mają pozostać na podobnym poziomie. Jest to naturalna konsekwencja utrzymywania w Polsce struktury elektroenergetyki opartej na spalaniu węgla.

Przebieg zmian emisji zanieczyszczeń pokazano na rys. 5, opartym na danych Agencji Rynku Energii (ARE).



Pomimo niekwestionowanego dużego postępu w redukcji zanieczyszczeń środowiska w ostatniej dekadzie, Polska nadal pozostaje w tyle większości krajów UE pod względem wielu wskaźników środowiskowych. Niekorzystna, oparta głównie na węglu, struktura paliwowa elektroenergetyki polskiej powoduje, że obecne duże różnice w osiąganych wskaźnikach emisji w stosunku do innych państw członkowskich nie ulegną istotnej zmianie również i w następnych latach (Tabl. 3).

Tabl. 3 Wskaźniki emisji w elektroenergetyce na jednostkę produkowanej energii elektrycznej netto w Polsce i UE-15 [g/kWh] (Dane z [26], [30], [29].


Jeśli nawet, w celu uzyskania wartości „porównywalnych” z Polską, wielkości emisyjności w UE będziemy odnosić nie do całkowitej produkcji elektryczności, a tylko do energii elektrycznej produkowanej z elektrowni spalających paliwo organiczne, to i tak okaże się, że emisja dwutlenku siarki na 1 kWh jest w Polsce nadal 2 razy wyższa, a tlenków azotu ok. 1.3 razy wyższa niż średnia w krajach UE-15 (Tabl. 4). Zbliżenie się do obecnego poziomu Unii Europejskiej jest możliwe tylko poprzez dalszą dywersyfikację paliw, a przede wszystkim wprowadzenie energii jądrowej, która nie powoduje emisji zanieczyszczeń takich tlenki siarki, azotu, pyły i CO2. W krajach Unii Europejskiej energia jądrowa jest dominującym źródłem elektryczności, a w Polsce nie gra dotychczas żadnej roli.

Tabl. 4 Wskaźniki emisji w elektroenergetyce odniesione do produkcji energii elektrycznej netto w elektrowniach konwencjonalnych cieplnych w Polsce i UE-15 [g/kWh]. Dane z [26], [29] i [30].


Należy też wprowadzać do istniejących elektrowni modernizacje techniczno-ekologiczne wynikające z wymogów dyrektywy 2001/80/WE. O skuteczności takich modernizacji świadczy porównanie emisji z jednej z najlepszych polskich elektrowni (Opole) z przeciętną polską elektrownią w Kozienicach, pokazane w tabl. 5.

Tabl. 5 Wskaźniki emisji w 2004 r. g/kWh netto w wybranych elektrowniach polskich Źródło: [29]


Jednakże obecne stawki opłat za emisje zanieczyszczeń nie sprzyjają wprowadzaniu modernizacji. Jak widać w tabl. 6, są one aktualnie nie tylko wielokrotnie niższe niż koszty zewnętrzne ponoszone przez społeczeństwo, ale również kilkakrotnie niższe niż wynoszą jednostkowe koszty redukcji emisji.

Tabl. 6. Aktualne jednostkowe stawki opłat za gazy i pyły wprowadzone do powietrza Źródło: [31]


Oznacza to, że brak bodźców ekonomicznych, które powinny skłaniać elektroenergetykę polską do redukcji emisji zanieczyszczeń.

6. Wpływ lokalizacji i wysokości komina na koszty zewnętrzne

Wielkość skutków zdrowotnych skorelowana jest przede wszystkim z gęstością zaludnienia w obszarach narażonych. Szkody obliczone na tonę emitowanego zanieczyszczenia w dużym stopniu zależą od lokalizacji oraz charakterystyk fizycznych źródła emisji wpływających na rozprzestrzenienie się zanieczyszczeń, w szczególności od wysokości komina,. Wyjątkiem są mające długi czas życia gazy cieplarniane, dla których można założyć równomierne mieszanie w całej atmosferze, i w konsekwencji brak zależności szkód od lokalizacji źródła emisji. Co do pozostałych zanieczyszczeń, w analizach należy odróżnić zanieczyszczenia pierwotne (PM10, SO2, itp.), powodujące szkody w postaci w jakiej zostały wyemitowane, od zanieczyszczeń wtórnych (aerozole siarczanów i azotanów amonu, ozon) powstających w wyniku transformacji zanieczyszczeń pierwotnych.

Skutki emisji zanieczyszczeń pierwotnych zależą silnie od lokalizacji źródła, szczególnie przy niższych wysokościach komina. W pracy [1] określono skutki emisji pyłów o wielkości cząsteczki poniżej 2,5 mikrona w różnych miejscach w Europie. Jeśli szacowane koszty w Paryżu przyjąć jako koszty odniesienia równe jedności, to koszty w Atenach wynoszą 0,70, w Londynie 0,55, w Brukseli 0,26, w Sztutgarcie 0.18, w wiejskich rejonach Belgii 0,08, a w wiejskich rejonach Finlandii około 0,02. Oczywiste jest więc, że w przypadku elektrowni lokalizowanych w różnych rejonach Polski konieczne jest przeliczenie skutków emisji z uwzględnieniem lokalnej gęstości zaludnienia.

W ramach ocen, prowadzonych przy użyciu modeli stosowanych w ramach projektu ExternE, oszacowano jeden ze skutków emisji SO2, mianowicie wzrost umieralności mierzony jako liczba straconych lat życia (years of life lost – YOLL) dla kilku wybranych lokalizacji w Polsce. Rozróżniono dwa przypadki: (a) bezpośrednie oddziaływanie SO2 jako zanieczyszczenia pierwotnego oraz (b) oddziaływanie tego samego zanieczyszczenia jako prekursora zanieczyszczenia wtórnego (aerozoli siarczanów). Dla zanieczyszczenia pierwotnego określono również zależność skutków od wysokości komina, przy typowych warunkach kominowych dla dużych instalacji spalania. Wyniki pokazano na rys. 6. Jak widać dla lokalizacji w pobliżu dużych miast, jak Warszawa i Chorzów, zmniejszenie wysokości komina powoduje duży wzrost skutków zdrowotnych. Dla lokalizacji położonych z dala od ośrodków ludności wpływ wysokości komina jest mały.

Zanieczyszczenie pierwotne - Wpływ lokalizacji i wysokości komina na koszty zewnętrzne

Rys. 6 Wpływ lokalizacji i wysokości komina na koszty zewnętrzne powodowane przez zanieczyszczenia pierwotne.

W przypadku zanieczyszczeń wtórnych (powstających w wyniku transformacji zanieczyszczeń pierwotnych), warunki w okolicy źródła nie mają dużego wpływu na wielkość szkód, gdyż występujące w atmosferze reakcje chemiczne wymagają czasu, i w efekcie powstające cząsteczki aerozoli siarczanów i azotanów sięgają na odległość setek kilometrów od miejsca emisji.

Rys. 7 Skutki zdrowotne przy uwzględnieniu narażenia długotrwałego na zanieczyszczenie wtórne (siarczany).

W następstwie, skutki lokalne zanieczyszczeń wtórnych są niewielkie (kilka procent całkowitego efektu), stąd również mały wpływ wysokości komina na wielkość powstających szkód. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że dla siarczanów lub azotanów różnice w skutkach, wyrażone na jednostkę emitowanego zanieczyszczenia pierwotnego (prekursora), dla różnych lokalizacji nie przewyższają 50% jak pokazano na Rys. 7. Stosunkowo niska wartość szkód dla lokalizacji Gdańsk spowodowana jest faktem, iż duża część zanieczyszczenia kończy swą drogę w morzu Bałtyckim.