7. Globalne skutki zdrowotneKoszty zewnętrzne wytwarzania energii elektrycznej w Polsce zostały oszacowane w [32]. W obliczeniach uwzględniono tylko koszty zdrowotne w wyniku emisji zanieczyszczeń powietrza (PM10, SO2, NOx) oraz koszty ocieplenia klimatu na skutek emisji CO2.
Koszty szkód obliczono na tonę zanieczyszczeń stosując uproszczoną metodę ExternE przy pomocy modułu SimPacts Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej. Do oszacowania kosztów zewnętrznych każdej z elektrowni zawodowych zastosowano kilka uproszczonych modeli. Dla kilkunastu obiektów, największych lub zlokalizowanych na dużych obszarach zurbanizowanych i w ich pobliżu, zastosowano najbardziej złożony model QUERI, pozwalający na modelowanie lokalnego (do 50 km od źródła) rozprzestrzenienia emitowanych zanieczyszczeń. Te same dane meteorologiczne - temperatury, prędkości i kierunki wiatru - przyjęto we wszystkich obliczeniach (dane dla obszaru Warszawskiego użyto jako dobrej aproksymacji średnich warunków rocznych w Polsce). Nie mniej jednak dużą uwagę poświęcono określeniu rozkładu zaludnienia dla różnych lokalizacji.
W obiektach produkujących energię elektryczną i ciepło w skojarzeniu, część kosztu zewnętrznego przydzielono wytwarzaniu ciepła, dzieląc koszty proporcjonalnie do ilości paliwa zużytego na te cele. Podział energii chemicznej paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej i na produkcję ciepła wykonano „metodą fizyczną” zgodnie z PN-93/M-35500. Okazało się, że średnio ok. 15% paliwa zużytego w elektroenergetyce zawodowej, a w konsekwencji taka sama część kosztu zewnętrznego, przypada na produkcję ciepła.
Wcześniejsze wyniki obliczeń [32] odpowiednio skorygowano uwzględniając najnowsze poprawki w metodologii ExternE [24], dotyczące między innymi funkcji E-R (ekspozycjaryzyko) dla skutków zdrowotnych, niższej wartości pieniężnej utraconego roku życia oraz obniżonych współczynników oddziaływania NOx. Współczynniki te zmieniono w programie ExternE w ostatnich latach po stwierdzeniu, że powstawanie aerozoli azotanów w powietrzu jest zmniejszone z powodu zmienionego stężenia tła NOx, SO2 i NH3..
Koszty zewnętrzne obliczone na tonę zanieczyszczenia oraz na kWh wytwarzanej energii elektrycznej przedstawiono na rys. 8 i w tablicy 7.
Jednostkowe koszty zewnętrzne elektroenergetyki w Polsce
Rys. 8 Jednostkowe koszty zewnętrzne dla elektroenergetyki w Polsce.
Dla typowych warunków w Unii Europejskiej koszty zewnętrzne przypadające na jednostkę emitowanego zanieczyszczenia są najwyższe dla pyłów i wynoszą około 10 500 €(2000)/tonę. Następne co do wielkości są koszty zdrowotne emitowanego dwutlenku siarki SO2, równe 4540 €/t. Koszty te wiążą się głównie z oddziaływaniem siarczanów w postaci aerozoli, gdyż bezpośrednie oddziaływanie SO2 nie przekracza 5% całkowitego kosztu. Według aktualnych ocen znacznie niższe niż dawniej są koszty zdrowotne emisji tlenków azotu NOx (aerozole azotanów) ocenione na około 2100 €/t. Porównanie jednostkowych kosztów zewnętrznych na jednostkę emitowanego zanieczyszczenia dla EU-15, Niemiec [6 str 53] i Polski przedstawiono na Rys. 9.
Rys.9 Porównanie jednostkowych kosztów zewnętrznych na jednostkę emitowanego zanieczyszczenia dla EU-15, Niemiec i Polski
Jednakże globalne koszty zależą nie tylko od skutków emisji jednej tony zanieczyszczeń, ale także od ilości emitowanych zanieczyszczeń. Pod tym względem dominuje w Polsce dwutlenek siarki. Jak widać z tabl. 7, gdy koszty wyrażone są jako wartość przypadająca na jednostkę wytwarzanej energii elektrycznej, to ze względu na dużą emisję na czele listy w Polsce znajdują się siarczany powodujące koszty zewnętrzne około 20 m€/kWh. Znacznie niższym kosztem zewnętrznym na jednostkę produkcji, ok. 3 m€/kWh, charakteryzują się pyły (PM10) i azotany.
Tablica 7. Koszty zewnętrzne wytwarzania energii elektrycznej w Polsce w 2004 r. wg rodzaju obiektu i zanieczyszczeń (tylko obiekty zawodowe)
Łączny uśredniony koszt zewnętrzny (bez uwzględnienia CO2) obliczony na kWh energii elektrycznej wynosił w Polsce w 2004 roku ok. 27 m€/kWh. Jest to wartość porównywalna z kosztem własnym produkcji energii elektrycznej w Polsce. Uwzględnienie efektu globalnego ocieplenia klimatu (emisji CO2) przy koszcie emisji jednej tony CO2 równym 20 € zwiększyłoby ten koszt o dodatkowe 20 m€/kWh. W ten sposób suma kosztów zewnętrznych osiąga wartość porównywalną z ceną energii elektrycznej dla odbiorcy końcowego, znacznie przewyższającą koszt własny wytwarzania energii.
W tablicy 8 podsumowano całkowite koszty zewnętrzne dla krajowych elektrowni cieplnych. Łączny koszt zewnętrzny wytwarzania energii elektrycznej i ciepła wynosi ok. 7 mld € (z tego ok. 1 mld € na produkcję ciepła), lub ok. 1.7% Krajowego Produktu Brutto Polski w 2004 r. Około 85% tego kosztu jest następstwem emisji SO2 i CO2, które mają prawie takie same udziały w ogólnym koszcie. Znacznie niższe, lecz również podobne udziały, ok. 7%, mają NOx i pyły.
Tablica 8. Zagregowane koszty zewnętrzne wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w krajowych elektrowniach cieplnych w 2004 r. Źródło danych o emisjach [29]
8. Możliwości technologiczne redukcji kosztów zewnętrznychKoszty zewnętrzne obliczane na jednostkę energii elektrycznej zależą nie tylko od lokalizacji źródła emisji, ale przede wszystkim od technologii wytwarzania energii elektrycznej i kontroli emisji. Na rys. 9 pokazano porównanie kosztów zewnętrznych dla kilku obecnie dostępnych technologii przy założeniu, że w każdym przypadku lokalizacja źródła pozostaje niezmieniona. Dla wyceny kosztu zewnętrznego na tonę zanieczyszczenia zastosowano średnie wartości dla Polski podane w tabl. 7.
Jak widać z rys.10, niższe koszty zewnętrzne dla nowych technologii są skutkiem ich wyższej sprawności (obniżenie kosztów zewnętrznych aż do 50% na kWh dla elektrociepłowni, ponieważ część kosztów zewnętrznych przypada na wytwarzanie ciepła) i/lub zastosowanie nowoczesnych metod kontroli emisji zanieczyszczeń lub użycie czystych paliw, takich jak gaz ziemny.
Rys. 10 Koszty zewnętrzne dla średniej lokalizacji w Polsce przy zastosowaniu różnych technologii wytwarzania energii elektrycznej i kontroli emisji zanieczyszczeń. (FGD – odsiarczanie gazów kominowych, Low NOx palniki o niskiej emisji tlenków azotu, SCR – selektywna redukcja katalityczna, AFBC – atmosferyczny kocioł fluidalny, CHPP – elektrociepłownie, PFBC ciśnieniowy kocioł fluidalny, IGCC - układ gazowo-parowy zintegrowany ze zgazowaniem węgla, TG –turbina gazowa, CCGT – cykl skojarzony z turbiną gazową)
W tabl. 9 pokazano koszty zewnętrzne (bez uwzględnienia kosztów ocieplenia klimatu) dla elektrowni Bełchatów i Kozienice określone przy zastosowaniu pełnej metodyki ExternE (NewExt, model EcoSense 4.1) [33].
Tabl. 9. Koszty jednostkowe przypadające na emisję jednej tony zanieczyszczeń oraz na kWh energii wytwarzanej w dwóch elektrowniach polskich [33]
Porównując te wyniki z podanymi powyżej wynikami jednego z autorów [32] uzyskanymi przy użyciu uproszczonej metodyki (model SimPacts) widzimy, że nie ma między nimi dużych rozbieżności, chociaż w metodyce uproszczonej przyjmowano wartości uśrednione dla całej elektroenergetyki zawodowej Polski i uwzględniano tylko koszty zdrowotne. Koszty jednostkowe określone w tabl. 9 dla zanieczyszczeń pierwotnych (pyły) wykazują dobrą zgodność z wartościami dla węgla brunatnego podanymi w tabl. 7. Koszty dla dwutlenku siarki są nieco wyższe, a dla tlenków azotu nieco niższe od wartości określonych metodą uproszczoną. W przypadku elektrowni Kozienice jednostkowy koszt na tonę emitowanego pyłu jest znacznie niższy niż średnia krajowa, co wynika z usytuowania elektrowni Kozienice z dala od dużych aglomeracji. Większość innych elektrowni i elektrociepłowni na węgiel kamienny zlokalizowana jest na Śląsku (duża gęstość zaludnienia) albo w pobliżu dużych miast.
Należy dodać, że koszt zewnętrzny dla El. Bełchatów obliczony w 2002 r. jako równy 44.1 m€/kWh (Tabl. 9), w roku 2004 uległ wyraźnemu obniżeniu do 35.1 m€/kWh. Jest to efektem uruchomienia w tym czasie dodatkowej instalację odsiarczania na dwóch blokach, co obniżyło łączną emisję SO2 z elektrowni Bełchatów o około 20% przy prawie niezmienionej wielkości produkcji energii elektrycznej.
wstecz
