Czysta energia – kto jest dłużnikiem, a kto wierzycielem

• Naukowcy  sprawdzili, jak przebiega transformacja energetyczna w kraju
• Zużycie energii jest równie zróżnicowane jak produkcja
• Aż 70 proc. powiatów jest zadłużonych energetycznie
• Wyniki badań mogą być wskazówką dla władz, które obszary należy wesprzeć 
• Autorzy publikacji zajmują się szeroko pojętym zrównoważonym rozwojem
• Prywatnie również próbują wprowadzać zmiany, o których uczą

Kryzys ekologiczny i wydarzenia ostatnich lat – pandemia, wojna na Ukrainie i związane z nią problemy z dostępem do paliw – pokazały, jak niezbędna jest transformacja energetyczna i jak istotne są lokalne źródła energii, niezależne od dostaw zewnętrznych.

– To właśnie rozproszone wytwarzanie energii wzmacnia bezpieczeństwo energetyczne i skraca łańcuch produkcyjny. Postanowiliśmy przekonać się, w jakim stopniu podmioty zlokalizowane w poszczególnych powiatach angażują się w tworzenie zrównoważonych systemów energetycznych. Sprawdziliśmy, jakie są relacje pomiędzy zużyciem a produkcją energii odnawialnej w społecznościach lokalnych – mówi prof. Jan Kazak z Wydziału Gospodarki Przestrzennej i Architektury Krajobrazu UPWr. Wspólnie z dr. Grzegorzem Chrobakiem opublikowali w „The Anthropocene Review” badania dotyczące energii wytwarzanej ze źródeł odnawialnych w jednostkach samorządu terytorialnego. Wypełniają one lukę, bo o ile istnieją analizy dotyczące wykorzystania odnawialnych źródeł energii na poziomie krajowym, o tyle nie było badań, które pokazywałyby to w skali lokalnej.

Rzeczywistość poza największymi miastami

Agenda 2030 przyjęta w 2015 roku przez 193 państwa Organizacji Narodów Zjednoczonych wskazuje cele zrównoważonego rozwoju. Jeden z nich mówi o zapewnieniu wszystkim dostępu do źródeł stabilnej, zrównoważonej i nowoczesnej energii po przystępnej cenie.

– Wszystkim, czyli nie tylko dużym miastom, ale również mniejszym miejscowościom, także na terenach peryferyjnych. Tymczasem u nas często transformację energetyczną omawia się z perspektywy dużych graczy, czyli największych miast – mówią autorzy. – Obszary wiejskie wydają się być na uboczu tej dyskusji. Łatwo dostrzegamy korzyści, jakie dają miasta, bo to one skupiają wiele zasobów i wysoki potencjał na wielu płaszczyznach. Natomiast nie doceniamy kluczowych funkcji, jakie pełnią obszary funkcjonalne powiązane z centralnym miastem. Tymczasem są to tereny z zasobami, z których korzystamy. Mimo że to miasta „pożerają” najwięcej energii, to wyniki naszych badań wskazują, że z punktu widzenia transformacji systemów energetycznych szczególnie ważne są obszary słabiej zaludnione.

Zdaniem naukowców brakuje szczegółowej analizy potencjału poszczególnych obszarów kraju. Brakuje systemu wsparcia OZE skupiającego działania na mocnych stronach regionów. Wyniki innych przeprowadzonych przez nich badań wskazują, że wykorzystanie środków unijnych na wsparcie inwestycji OZE w latach 2004-2019 nie było powiązane z potencjałem danych terenów. Tymczasem badania opublikowane w „The Anthropocene Review” potwierdzają, że kluczowy potencjał do całego systemu energetycznego wnoszą obszary wiejskie.

– Mieszkańcy mniejszych miejscowości lub terenów wiejskich mogą odegrać kluczową rolę w transformacji energetycznej w Polsce. To te społeczności mają potencjał stworzenia lokalnych i niezależnych systemów gwarantujących stabilność i bezpieczeństwo energetyczne – uważają autorzy badania.

Bez jednego wzorca

W swojej pracy wykorzystali informacje z Głównego Urzędu Statystycznego oraz Urzędu Regulacji Energetyki. GUS dostarczył dane o zużyciu energii w poszczególnych powiatach, natomiast URE – dane o instalacjach OZE wytwarzających energię elektryczną, ich lokalizacji i mocy. Autorzy porównali oba zbiory: moc i zużycie.

– Ponieważ nie mieliśmy informacji o rzeczywistej ilości wyprodukowanej energii odnawialnej, ograniczyliśmy się do teoretycznej zdolności jej wytwarzania. Tak naprawdę produkcja energii jest jeszcze niższa niż pokazują te dane, bo trzeba uwzględnić różne okoliczności. Na przykład niski stan wody w rzekach ograniczy produkcję energii z wody, a zmienny wiatr nie pozwoli na stały poziom produkcji energii z tego źródła – podkreśla Grzegorz Chrobak.

Naukowcy opracowali „energetyczną mapę” Polski, która pokazuje wypadkową warunków przyrodniczych oraz inwestycji człowieka. Pod względem energetyki wiatrowej uprzywilejowane jest wybrzeże Bałtyku, gdzie często wieje silny i przede wszystkim stały wiatr. Natomiast góry południowej Polski są dogodne do instalowania elektrowni wodnych. Z kolei duże miasta i ich aglomeracje produkują energię mniej związaną z warunkami naturalnymi, a bardziej z działalnością człowieka, w miejskich i podmiejskich elektrowniach na biomasę i biogaz. Jest to jednak tylko informacja o zrealizowanych instalacjach OZE, a nie analiza potencjału poszczególnych źródeł energii.

– Na mapie widać wyraźnie, że duża część Polski wschodniej i południowej to „obszar cienia”, bez dużych instalacji OZE. Działa tam więcej instalacji małoskalowych, które po zsumowaniu dają jednak dobre wyniki. W województwie lubelskim, które jest krajowym liderem pod względem fotowoltaiki, małe instalacje rozsiane w powiatach dają aż 11 procent krajowej zainstalowanej mocy fotowoltaicznej – opowiadają autorzy. – Liczymy, że realizacja nowych OZE w Polsce przyspieszy i nasza mapa szybko się zdezaktualizuje – dodają.

Rozkład zużycia energii jest równie zróżnicowany jak produkcja. Najwięcej energii pochłaniają duże miasta, najmniej obszary peryferyjne. Najniższe zużycie energii widać w trzech województwach: lubelskim, świętokrzyskim i podkarpackim. – To obszar mocno wyludniony i dotknięty problemem starzenia się społeczeństwa, co jest jednym z kluczowych czynników mniejszej konsumpcji energii – wyjaśnia Jan Kazak.

Samotne wyspy z nadwyżkami

Bilans energii odnawialnej dla każdego powiatu naukowcy obliczyli przez odjęcie zużycia energii od mocy zainstalowanych OZE. Prosty rachunek pokazał, kto jest wierzycielem, a kto dłużnikiem.

Te pojęcia kojarzone raczej z finansami weszły także do świata ekologii i energetyki. Wierzyciele energetyczni, czyli pionierzy rozwoju energii odnawialnej to społeczności, które produkują więcej czystej energii niż zużywają i nie muszą się zapożyczać. Dłużnicy, przeciwnie, produkują mniej energii odnawialnej niż zużywają, a brakujący zasób uzupełniają z innych źródeł. Wrocławianie w swoich badaniach sięgają do tych koncepcji, podobnie jak do sprawiedliwości energetycznej, która polega na zrównoważonym podziale kosztów i korzyści. Każda społeczność zużywa energię, powinna więc mieć także swój udział w jej produkcji.

– Sprawiedliwość w lokalnym pozyskiwaniu energii to jednak ideał. W praktyce dystrybucja energii jest nierówna z różnych powodów: społecznych, ekonomicznych, kulturowych i środowiskowych – mówi prof. Kazak.  

Tylko 109 spośród 380 powiatów to wierzyciele, gdzie potencjał produkcji energii odnawialnej jest większy niż zapotrzebowanie na nią.

– Są rozproszeni, więc nie można określić, że dany region jest zdecydowanie na plusie. Może pozą Polska nadmorską, która jest pod tym względem najbardziej jednorodna. W innych regionach są to samotne wyspy, pojedyncze powiaty, które mają nadwyżki energii – mówi dr Chrobak.

Natomiast ponad 70 proc. powiatów jest zadłużonych energetycznie. Przeważają wśród nich obszary wiejskie Polski wschodniej i południowo-wschodniej oraz miasta, ze szczególnym uwzględnieniem miast Polski południowej i południowo-zachodniej. W jednym i drugim przypadku zadłużenie energetyczne związane jest z brakiem dużych i wysokosprawnych instalacji OZE. O ile jednak sytuacja miejskich dłużników poprawia się dzięki zauważalnym inwestycjom w strefach podmiejskich, o tyle w przypadku niektórych terenów wiejskich pogarsza się. Dominują tam małe instalacje OZE o ograniczonej sprawności oraz dużej zmienności produkcji energii.

– Ta peryferyzacja polskiej wsi oznacza wciąż zależność od zewnętrznych dostaw energii. Deficyt energii może skutkować nie tylko brakiem bezpieczeństwa, ale także wykluczeniem, a nawet ubóstwem energetycznym – mówią naukowcy. – Są na nie narażone zwłaszcza osoby starsze i samotne, mieszkające na wsi. W Polsce dotyczy to ponad pięciu procent populacji – dodają.

Ubóstwo energetyczne ma miejsce wtedy, gdy gospodarstwo domowe musi ograniczyć zużycie energii w stopniu negatywnie wpływającym na zdrowie i samopoczucie mieszkańców. Może to przekładać się między innymi na brak możliwości ogrzania lub oświetlenia domu czy skorzystania z elektrycznego sprzętu AGD. Powodem może być niski status materialny, zbyt wysoki koszt energii oraz niska efektywność energetyczna budynku lub używanych sprzętów domowych.

Potrzebne wsparcie z góry i z dołu

– Nasze badania pokazały przede wszystkim dysproporcję pomiędzy produkcją energii odnawialnej a jej zużyciem. Wskazujemy przy tym różne modele równowagi lub jej braku, zależnie od części kraju. Wyniki badań potwierdzają rolę terenów, które często w głównym dyskursie wydają się nie być kluczowe dla rozwoju kraju. Potencjał, jaki wnoszą one do tworzenia bezpiecznego i stabilnego systemu energetycznego, nie powinien być pomijany – uważają autorzy.

– Liczymy, że uzmysłowi to decydentom, że jest to system naczyń połączonych – dodają.

Może to być sygnał dla władz rządowych oraz samorządowych, które obszary powinny być objęte większym wsparciem, aby wyrównać nierównowagę pomiędzy lokalizacją instalacji OZE i poziomem produkcji czystej energii a lokalnymi potrzebami energetycznymi. Publiczne środki nie powinny trafiać tylko do tych, którzy są najsprawniejsi w ich pozyskiwaniu, ale wszędzie tam, gdzie jest zbyt duża dysproporcja pomiędzy produkcją a zużyciem energii.

– Chodzi o rozsądne bieżące zużycie, po wewnętrznych audytach, które zagwarantują minimalizację lub zupełne wyeliminowanie marnotrawstwa w zużywaniu energii – mówią naukowcy. Ich zdaniem potrzebne są kolejne badania, które uszczegółowią obecne wyniki.

– My pokazaliśmy tylko potencjał bazujący na zainstalowanej mocy. Przydałyby się bardziej precyzyjne informacje o rzeczywistej produkcji energii odnawialnej w powiatach – zaznacza prof. Kazak. – Kolejny krok to także połączenie wierzycieli i dłużników energetycznych tak, aby skrócić łańcuch dostaw.

Uważa, że najlepszym kierunkiem jest podejście hybrydowe: duże instalacje energetyczne zarządzane na poziomie krajowym oraz wiele mniejszych instalacji wprowadzanych lokalnie, uzupełniających cały system energetyczny.

– Transformacja energetyczna to zadanie i dla rządu, i dla administracji lokalnej – dodaje. – Ostatnie lata nie bardzo sprzyjały rozwojowi OZE, z powodu decyzji politycznych. Wciąż pokutują dekady gospodarki opartej na węglu, który ekonomicznie nie ma już uzasadnienia, o ekologii nie wspominając.

Miasta jak żywe organizmy

Odnawialne źródła energii, zrównoważony rozwój i urbanizacja, zarządzanie środowiskiem, gospodarka obiegu zamkniętego to jedne z wielu tematów poruszanych przez zespół badawczy Sustainable Cities and Regions, kierowany przez prof. Kazaka na Wydziale Gospodarki Przestrzennej i Architektury Krajobrazu.

– Trzeba wychodzić naprzeciw zmianom demograficznym i klimatycznym, które są coraz bardziej odczuwalne. Nie da się już dłużej ich ignorować. Biorąc pod uwagę silne wewnętrzne powiązania między wspomnianymi elementami nie da się jednak analizować ich w oderwaniu od większej całości. Dlatego naukowa ciekawość zmusiła nas do wejścia na poziom badań systemowych – mówią naukowcy.

Szczególnie interesują ich procesy zachodzące w miastach, ich adaptacja do skutków zmian klimatu i do wyzwań demograficznych, jakim jest starzejące się społeczeństwo.

– Analiza zawiłych systemów społeczno-środowiskowych powinna nas przybliżyć do takiej reorganizacji miast, aby były one skrojone na miarę każdego człowieka. Nie powinny być przeładowane bodźcami i zaawansowanymi technologiami, tylko dobrze dopasowane. Takie, w których po prostu dobrze się żyje. Ludzie starsi to, oprócz dzieci,  jednostki najbardziej wrażliwe. Jeśli miasto będzie dostosowane do potrzeb osób starszych, to będzie dobre dla wszystkich – uważa Jan Kazak, który zajmuje się urban ageing, starzeniem się w miastach. Podkreśla, że w Unii jesteśmy krajem o najniższym stopniu samodzielności życia osób starszych. Dlatego w badaniu dotyczącym budownictwa społecznego dla seniorów, na przykładzie międzypokoleniowego budynku na Nowych Żernikach zrealizowanego przez TBS Wrocław, sprawdza jakie rozwiązania są warte szerszego rozpropagowania, a których wad lepiej uniknąć przy następnych inwestycjach.

Prof. Kazak zaangażował się także w projekt City&Co: Older Adults Co-Creating a Sustainable Age-friendly City („Miasto i współpraca: starsze osoby współtworzące zrównoważone i przyjazne miasto”), w którym kieruje zespołem naukowców z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Uczestniczy w nim także Uniwersytet Jagielloński (prof. Jolanta Perek–Białas jest liderką polskiego zespołu) oraz partnerzy z Holandii i Rumunii.

– Mamy nadzieję, że wyniki naszych badań pomogą decydentom w tworzeniu lokalnych polityk senioralnych, bazujących na punkcie widzenia samych mieszkańców. Powinniśmy projektować domy, osiedla, zieleń, transport i miejsca publiczne tak, aby seniorom zapewnić bezpieczeństwo i komfort, ale również samodzielność, niezależność i włączenie, bez izolowania – mówi prof. Kazak.

– Naukowcy już dawno wprowadzili pojęcie urban metabolism, w analogii do procesów biologicznych. Miasta zachowują się i ewoluują jak żywe organizmy, a my próbujemy zrozumieć charakter wzajemnych relacji i uczyć się koegzystencji w tak złożonych systemach. Na przykład, co się stanie, jeśli z parku znikną jarzębina, czarny bez, cis albo oczka wodne. Jak to wpłynie na bioróżnorodność, które ptaki i płazy znikną z tej przestrzeni – mówi dr Chrobak, kierownik Pracowni Audiosfery i Akustyki Środowiska, a prywatnie basista w zespole Karabach. We współpracy z biologami i ornitologami porównuje krajobraz wizualny z akustycznym, który tworzą biofony (dźwięki wydawane przez żywe organizmy), geofony (np. wiatr) i technofony emitowane przez urządzenia i szeroko pojętą technologię. Próbuje także opisać dźwięki, które zniknęły z Wrocławia, a były jego codziennością, jak syk latarni gazowych, krzyki nawoływaczy targowych czy stukot kół powozów po bruku.

– Kiedyś Wrocław był w zdrowszej dla człowieka strefie dźwięków high fidelity, czyli w jego krajobrazie akustycznym można było łatwo wyłowić i nazwać poszczególne dźwięki. Dziś niestety jest to już low fidelity, czyli żyjemy w paśmie oddziaływania nieustannego szumu, w którym trudno dźwięki rozróżnić – mówi muzyk.  

Rozwój, czyli krok do tyłu

„Bądź zmianą, której pragniesz w świecie”, mówił Mahatma Gandhi. Obaj naukowcy i wykładowcy sami próbują wprowadzać zmiany, o których uczą. Sprzedali samochody, korzystają z rowerów prywatnych lub miejskich, czasem z komunikacji publicznej, a w sytuacjach szczególnych z aut na wynajem.

– To są dobre kroki wstecz – uważają. – Staramy się być lokalni w dobrym tego słowa znaczeniu. Zawężamy obszar funkcjonowania, żeby ograniczyć mobilność. Mieszkamy w centrum i na pewno nie jeździmy po modne bułki na drugi koniec miasta – śmieją się. Dzielą się rzeczami, pożyczają sobie nawzajem walizki, starają się nie marnować żywności. Korzystają z uczelnianego programu Rolnictwa Wspieranego Społecznie i odbierają co tydzień skrzynki z warzywami i owocami ze stacji badawczych w Psarach i Samotworze.

– Wzorem jest dla nas dr Małgorzata Świąder, nasza koleżanka, która jest kierowniczką europejskiego projektu FoodSHIFT2030. Skupia się on na wspieraniu lokalnego rolnictwa i ekologicznej żywności, ale to stanowi tło do dużo większej zmiany, której prawdziwą twarzą jest Gosia. Ona nie tylko koordynuje realizację projektu. Ona naprawdę tym żyje. Podpowiada, jak robić przetwory, jak jeść sezonowo i wege bez ograniczania się do trzech przepisów. To jeszcze nie całkiem mi wychodzi, ale staram się – śmieje się Jan Kazak. Uważa, że odpowiedzialna konsumpcja jest równie istotna jak zrównoważona transformacja. To elementy tej samej układanki związanej z dbałością o środowisko i tworzeniem otoczenia przyjaznego dla wszystkich. Według raportu Światowej Komisji ds. Środowiska i Rozwoju z 1987 roku „zrównoważony rozwój to taki, w którym potrzeby obecnego pokolenia mogą być zaspokojone bez umniejszania szans przyszłych pokoleń na ich zaspokojenie”.

– To są wyzwania, którym nauka próbuje sprostać. W złożonym i zmiennym świecie bardzo potrzebni są brokerzy innowacji, którzy swobodnie poruszają się między różnymi dziedzinami nauki i biznesu, widzą zależności i potrafią wyciągać z nich wnioski – dodaje prof. Kazak. 

Aneta Augustyn