Możliwości rozwoju energetyki morskiej na Bałtyku

Pomimo konieczności pokonania wielu barier inwestycyjnych związanych ze specyfiką prowadzenia inwestycji na morzu, perspektywy rozwoju morskiej energetyki wiatrowej są coraz lepsze i z uwagi na to budowa morskich farm wiatrowych jest obecnie głównym kierunkiem ekspansji energetyki wiatrowej w Europie.

Zgodnie z decyzjami Komisji Europejskiej, morska energetyka wiatrowa posiada wysoki priorytet i ostatnio przeznaczono na jej rozwój 565 mln euro w ramach Europejskiego Programu Ożywienia Gospodarczego – EERP.

 

Aktualnie w Europie na morzu zainstalowanych jest ok. 6100 turbin o łącznej mocy 1471 MW skupionych w 30 farmach wiatrowych, głównie na Morzu Północnym.

Liderem w zakresie planowania rozwoju energetyki wiatrowej na morzu pozostaje Wielka Brytania, gdyż jej rząd zamierza zbudowanie farm zapewniających moc 33 GW.

Obecnie w Europie w fazie zaawansowanej – z planowanym terminem uruchomienia w 2009 lub 2010 r. – jest sześć morskich farm o łącznej mocy 750 MW.

Moc budowanych lub planowanych morskich farm wiatrowych ciągle wzrasta i sięga 600 MW (w dalszym horyzoncie czasowym mówi się o farmach wiatrowych o mocach powyżej 1000 MW), a moce pojedynczych turbin wahają się od 2 do 6 MW. Trwają prace nad turbinami o mocy 10 MW i większej.

Według prognozy EWEA (European Wind Energy Association), moc zainstalowanych morskich farm wiatrowych w Europie będzie wynosiła w 2010 r. – 3 500 MW, a w 2020 r. – 40 000 MW. Pozwoli to na wyprodukowanie 148 TWh energii, co ma stanowić od 3,6% do 4,3% konsumowanej energii elektrycznej w Europie.

 

Większość krajów europejskich, mogących podobnie jak Polska wykorzystywać swoje wody terytorialne (lub/i wyłączną strefę ekonomiczną) na budowę elektrowni wiatrowych, ma przygotowane strategie w tym zakresie.

W Polsce dopiero zaczyna się o tym mówić. A chyba warto, skoro są inwestorzy, którzy przejawiają zainteresowanie energetyką wiatrową na akwenach morskich RP i jedynie czekają na stworzenie odpowiednich przepisów prawnych i stabilnego systemu odkupu energii elektrycznej produkowanej na morzu.

Oczywiście należy mieć świadomość, że przy inwestycjach typu offshore mamy do czynienia ze szczególnie dużymi problemami technicznymi, związanymi m.in. z posadowieniem turbin czy też poprowadzeniem kabli podmorskich, a także z trudnościami natury geologicznej i środowiskowej, co wiąże się z koniecznością przeprowadzenia niezbędnych badań i analiz. Powoduje to w efekcie prawie dwukrotnie wyższe koszty inwestycji niż w energetyce wiatrowej na lądzie. Jednak atutem jest znacznie wyższa produktywność niż w przypadku farm lądowych, a stosowane mogą być turbiny o większej mocy jednostkowej, gdyż na morzu wiatr jest stabilniejszy, a jego prędkość znaczne wyższa niż na lądzie. Nie do przecenienia okazuje się również fakt, że przy odpowiednim zlokalizowaniu i oddaleniu farm morskich od brzegu (a planowane są one w odległości ponad 20 km) problemy środowiskowe i społeczne prawie znikają.

Ze wstępnych badań potencjału wiatrowego polskich obszarów morskich wynika, że realizacja projektów morskich farm wiatrowych może odegrać znaczącą rolę w realizacji celów określonych dla Polski przez pakiet energetyczno-klimatyczny UE. Przy ostrożnym szacunku gęstości zabudowy farm wiatrowych na poziomie 5 MW/km², efektywny potencjał do wykorzystania wynosi ponad 5 GW mocy zainstalowanej (na powierzchni ok. 2000 km²) dla obszarów o głębokości od 20 do 40 metrów. Ta ilość turbin wiatrowych wyprodukowałaby więcej energii elektrycznej niż całe polskie potrzeby dla sektora OZE do 2020 r.

Na polskich obszarach morskich dotychczas rozpoczęto wstępne analizy koncepcyjne dla ok. 10 projektów. Są one zlokalizowane głównie w pasie północnego stoku Ławicy Słupskiej, zachodniego i południowego stoku Ławicy Środkowej oraz w środkowej części polskiego wybrzeża na wysokości miasta Kołobrzegu (obszary tych lokalizacji pokazano na rys.).

Szacuje się, że przy sprzyjających zmianach legislacyjnych (dzisiaj notujemy kompletny brak rozwiązań prawnych dla rozwoju energetyki offshore), stabilnej polityce rządu wobec wsparcia OZE oraz konsekwentnie prowadzonej rozbudowie krajowej energetycznej infrastruktury przesyłowej, do 2040 r. zrealizowanych mogłoby zostać ok. 15 projektów o łącznej mocy 5-7,5 GW.

 

Jedną z głównych barier (oprócz bariery legislacyjnej) wstrzymujących rozwój energetyki wiatrowej w polskich obszarach morskich jest brak infrastruktury energetycznej, umożliwiającej przyłączenie i przesył dużych mocy, które są związane z morskim farmami wiatrowymi. W celu rozwiązania tego problemu w maju 2009 r. zostało powołane Konsorcjum Polskie Sieci Morskie (PSM),w skład którego weszły doświadczone firmy z branży energetyki odnawialnej oraz energetyki wysokich napięć – AOS Oddział w Gdańsku, Energoprojekt Kraków oraz ELTEL Networks z Olsztyna. Współpracownikami Konsorcjum są Instytut Morski w Gdańsku, Instytut Energetyki Odnawialnej oraz Fundacja na Rzecz Energetyki Zrównoważonej w Warszawie. Stworzony został Projekt pn. „Polskie Sieci Morskie”, którego celem jest doprowadzenie do realizacji odpowiednich prac naukowo-badawczych, opracowania, zaprojektowania, a następnie wybudowania i eksploatacji Systemu PSM – sieci podmorskich kablowych linii przesyłowych wysokiego napięcia oraz morskich stacji elektroenergetycznych, pełniących funkcję niezbędnej infrastruktury przyłączeniowej morskich farm wiatrowych planowanych do wybudowania w polskich obszarach morskich.

Za pośrednictwem proponowanego Systemu PSM, będącego swojego rodzaju wizją sieci morskich do 2050 r., morskie farmy wiatrowe wybudowane w Polskiej Wyłącznej Strefie Ekonomicznej byłyby przyłączane do Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) oraz posiadałyby połączenia podmorskie z krajami sąsiednimi, pozwalające na transbałtycki transfer energii elektrycznej (elementy systemu Baltic Grid).

PSM to docelowa wizja całego morskiego systemu energetycznego, skonstruowana tak, aby projekty przyłączy poszczególnych budowanych farm morskich uwzględniały możliwość spięcia ich w przyszłości w jeden system, połączony następnie z systemem krajowym i paneuropejskim. Taka konstrukcja systemu PSM, pozwoli na zwiększenie stabilności i bezpieczeństwa odbioru oraz przesyłu energii wytwarzanej przez farmy wiatrowe na morzu, a także z przyczyni się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego kraju poprzez rozwój międzynarodowych systemów przesyłowych.

System PSM przedstawiony składać się ma wg jego autorów (B.Gutkowski AOS, J.Sawicki, Energoprojekt Kraków), z czterech zasadniczych elementów sieciowych, posiadających odrębne funkcje:

·                         (Polska) Szyna Bałtycka – główna oś przesyłowa systemu PSM, składająca się z podmorskiego kabla przesyłowego 400 kV o długości ok. 350 km, przebiegającego w odległości ok. 20 km wzdłuż polskiego brzegu morskiego oraz 3-4 węzłowych morskich stacji elektroenergetycznych WN (kolor czerwony).

·                         Przyłącza Morskich Farm Wiatrowych – odcinki podmorskich linii przesyłowych 110 kV lub 400 kV, łączące poszczególne zgrupowania morskich farm wiatrowych zlokalizowanych w Polskiej Wyłącznej Strefie Ekonomicznej ze stacjami węzłowymi Szyny Bałtyckiej (kolor niebieski).

·                         Przyłącza Morsko-Lądowe – trzy odcinki podmorskich linii przesyłowych 400 kV łączące węzłowe stacje elektroenergetyczne Szyny Bałtyckiej z infrastrukturą lądową, obejmujące również lądowe stacje odbiorcze, za pośrednictwem których system PSM będzie połączony z Krajowym Systemem Elektroenergetycznym (kolor zielony).

·                         Linia transgraniczna – transgraniczne odcinki podmorskich linii przesyłowych WN, łączących skrajne stacje węzłowe Szyny Bałtyckiej z morskimi systemami elektroenergetycznymi innych krajów, tj. Niemiec, Danii i Szwecji oraz ewentualnie w drugą stronę w kierunku Litwy Łotwy i Estonii (kolor czarny).

 

 

 

 

System PSM mógłby, zależnie od sposobu zaprojektowania, służyć zarówno do transferu energii z morza do lądu, jak i do przesyłu energii wzdłuż polskiego wybrzeża oraz do przesyłu energii z lądu w kierunku morza.

Poza odprowadzaniem energii elektrycznej z morskich farm wiatrowych do KSE, w przypadku odpowiedniego zaprojektowania i zrealizowania systemów, Szyną Bałtycką można byłoby również przesyłać energię elektryczną z lądu (KSE) do innych krajów Europy i wykorzystywać system do eksportu energii wytworzonej nie tylko w morskich farmach wiatrowych. Szyna Bałtycka mogłaby więc spełniać funkcję zastępczą (uzupełnienie) dla tzw. Szyny Północnej, lądowej linii 400 kV łączącej Gdańsk i Szczecin.

Realizacja tej koncepcji mogłaby doprowadzić do włączenia Polski do będących w planowaniu i budowie ogólnoeuropejskich sieci przesyłowych (w końcowej wersji „Supergrid”),przyczyniając się w ten sposób do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego naszego kraju. Rozwiązania podobne do PSM umożliwią w przyszłości efektywne wykorzystanie faktu zróżnicowania prędkości wiatru na obszarze kontynentu. Wielu ekspertów europejskich podkreśla obecnie fakt, że wiatr jest zjawiskiem o skali kontynentalnej i w takiej też skali powinno odbywać się bilansowanie dużych generacji wiatrowych, co jest już zresztą przedmiotem projektów badawczych finansowanych przez UE, a w Polsce prowadzonych przez Instytut Energetyki Odnawialnej w Warszawie.

 

W związku ze spodziewaną w latach 2010-2030 realizacją farm wiatrowych na polskich obszarach morskich, pojawi się niepowtarzalna szansa zaangażowania przynajmniej części napływającego kapitału inwestycyjnego w przedsięwzięcia towarzyszące, zlokalizowane na terenie woj. pomorskiego.

Jak dowodzą przykłady zagraniczne (m.in. Rostock, Bremerhaven), realizacja morskich farm wiatrowych stanowi bardzo silny bodziec ekonomiczny dla rozwoju regionów nadmorskich. Szacuje się, że koszty wybudowania farm morskich o łącznej mocy zainstalowanej 5 GW wraz z infrastrukturą przesyłową wyniosą ok. 20 mld złotych, z czego (wg różnych założeń) od 10% do nawet 30% wartości inwestycji może przypaść na koszty robót, materiałów i usług zakontraktowanych u krajowych dostawców i podwykonawców, zależnie od przyjętej przez państwo polityki wsparcia.

Realizacja morskich farm wiatrowych może spowodować nie tylko pojawienie się znaczącego popytu na wyspecjalizowane usługi portowe, ale również może przyczynić się do ożywienia wielu branż przemysłu. Pojawić się tu może zapotrzebowanie na konstrukcje wielkogabarytowe, kable, urządzenia elektroenergetyczne, aparaturę radionawigacyjną, specjalistyczne jednostki przeznaczone do budowy i serwisowania elektrowni wiatrowych oraz innych instalacji.

Poza produkcją przemysłową również w sektorze usług wystąpi zapotrzebowanie na obsługę inwestycji zarówno na etapie jej realizacji, jak i eksploatacji.

Konsekwencją opisanego wyżej popytu na towary i usługi będzie wzrost zatrudnienia, szacowany na co najmniej 3000 nowych miejsc pracy. Warto podkreślić, że z uwagi na długookresowy charakter inwestycji, popyt na produkcję przemysłową i usługi, jak i zatrudnienie powinny charakteryzować się dużą stabilnością. Sektor produkcji i usług będzie przy tym miał szansę rozwijać się nie tylko w rejonie aglomeracji trójmiejskiej, ale również w oparciu o małe porty środkowego wybrzeża.

Należy jednak mieć na uwadze, że korzyści ekonomiczne mogą być rozpatrywane tylko w kategoriach potencjalnych szans rozwojowych, a ich wykorzystanie zależy od przygotowania odpowiedniej oferty dla potencjalnych inwestorów. Chodzi tu o infrastrukturę transportową oraz odpowiednie zaplecze dla terenów przemysłowych, a także o stworzenie właściwego klimatu inwestycyjnego. Bez takiej oferty region pomorski może zaprzepaścić unikatową szansę rozwojową, która wykorzystają bardziej dynamiczne ośrodki zagraniczne.

 

Posiadając duże zasoby wiatru w obszarach morskich, Polska powinna podjąć efektywne działania dla ich wykorzystania i dołączyć do tych krajów, które już zdążyły przeanalizować korzyści z tego wynikające i budują energetykę morską oraz systemy podmorskich sieci energetycznych.

W celu realizacji idei rozwoju energetyki wiatrowej na morzu należy prowadzić działania zarówno na poziomie centralnym (rola polskiego rządu i Parlamentu) oraz regionalnym (marszałek województwa).

Aby móc wykorzystać nasze zasoby wiatrowe, w polskiej strefie ekonomicznej należy:

 

·                    przekonać decydentów na szczeblu centralnym i lokalnym oraz lokalne społeczności oraz samorządy do zalet energetyki morskiej jako nowego elementu gospodarki narodowej,

·                    działania dotyczące jej rozwoju wpisać do programu działań wykonawczych Polityki energetycznej Polski do roku 2030 oraz do programu działań wykonawczych (tzw. Action Plan – NREAP). Trzeba też zmienić obowiązujące prawo – aktualnie dostosowywana jest ustawa o obszarach morskich RP,

·                    jak najszybciej przystąpić do stworzenia programów naukowo-badawczych i wdrożeniowych dotyczących warunków i możliwości powstania podmorskich linii przesyłowych wysokiego napięcia i połączenia ich z KSE,

·                    opracować model prawno-własnościowy sieci morskich oraz wprowadzić odpowiednie zmiany legislacyjne w ustawie P.e. i w innych ustawach,

·                    nawiązać i prowadzić stałą współpracę międzynarodową z państwami nadbałtyckimi UE, mającą na celu zapewnienie dodatkowego wsparcia finansowego dla tego typu inwestycji w ramach polityki spójności UE,

·                    prowadzić, na szeroką skalę, działalność informacyjną/edukacyjną, promującą rozwój nowoczesnej energetyki morskiej.

Realizacja wymienionych postulatów umożliwi rozwój energetyki morskiej w Polsce, co w konsekwencji przyczyni się m.in. do: spełnienia wymaganych prawem UE wskaźników produkcji energii ze źródeł odnawialnych, zwiększenia konkurencyjności północnej Polski z punktu widzenia dostępności energii elektrycznej, zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego kraju i regionu oraz, co niezmiernie istotne, rozwinięcia silnego przemysłu energetyki morskiej w regionie pomorskim.

 

 

1. Gutkowski B., Sawicki J.: Polskie Sieci Morskie. Założenia koncepcyjne przesyłowej podmorskiej sieci elektroenergetycznej w Polskich Obszarach Morskich. Gdańsk 2009.

2. Gutkowski B., Witoński M.: Polskie Sieci Morskie – infrastruktura przesyłowa niezbędna dla rozwoju farm

 wiatrowych w polskich obszarach morskich. Referat wygłoszony na Międzynarodowej Konferencji pt. „Przyszłe wykorzystanie polskiej przestrzeni morskiej dla celów gospodarczych i ekologicznych”. Gdynia, 21-22.10.2009.

3. Offshore EWEA Report: Oceans of Opportunity – Harnessing Europe’s largest domestic energy resources. September 2009 (Raport EWEA w sprawie rozwoju morskiej energetyki wiatrowej w Europie).

4. Adamowitsch G.W.: Connection to offshore wind power in Northern Europe (North Sea – Baltic Sea). European Coordinator’s Annual Report.September 2008 (Raport koordynatora UE dot. połączenia wspólną siecią Supergrid farm wiatrowych na Morzu Północnym z farmami wiatrowymi na Bałtyku).

 

 

Polskie Towarzystwo Energetyki Wiatrowej w Gdańsku