W pewnych sprawach polityka energetyczna na świecie osiągnęła konsensus, np. że warto inwestować w OZE, rozbudowywać sieci przesyłowe i stopniowo odchodzić od paliw kopalnych. Stabilność dostaw energii wymaga jednak uzupełnienia OZE przez jakieś sterowalne źródła. Tutaj jednak kryje się podstawowy dylemat polityki energetycznej i źródło sporów pomiędzy państwami.
Na które źródła postawić? Gaz ziemny, wodór, atom, magazyny bateryjne, czy jeszcze coś innego, np. wspomagana geotermia. Najwięcej kontrowersji budzi atom. Jedne państwa stawiają na atomowy renesans (Francja, Korea, USA, Polska). Inne stanowczo mu się sprzeciwiają (Niemcy, Japonia). Postanowiliśmy sprawdzić, jak wybór jednej lub drugiej strategii wpływa na ceny energii. Skupiliśmy się na porównaniu Niemiec i Francji.
W Niemczech prąd był dotąd zazwyczaj nieco tańszy od sąsiadów dla odbiorców hurtowych
Jeśli spojrzeć na ceny energii elektrycznej dla odbiorców hurtowych w Europie to pierwsze co się rzuca w oczy to fakt, że mimo różnych miksów energetycznych w poszczególnych krajach ceny energii mają te same trajektorie i nie wydają się od siebie istotnie różnić.
Hurtowe ceny prądu na rynku dnia następnego w Europie, EUR/MWh, skala logarytmiczna
Bliższa analiza pokazuje, że energia elektryczna zazwyczaj jest w Niemczech nieco tańsza niż we Francji i okresowo dużo tańsza niż w Polsce. Niemiecki miks OZE + gaz i węgiel na ogół wygrywa z energetyką bardziej opartą na węglu, jaka dominuje w Polsce. Wyjątkiem były oczywiście lata 2021-2022, gdy ceny gazu wystrzeliły w kosmos. Atom nie dał natomiast zauważalnej przewagi Francji nad Niemcami, nawet w kryzysowym 2022 r. Tutaj winę ponoszą awarie tamtejszych reaktorów.
Hurtowe ceny prądu na rynku dnia następnego we Francji i w Polsce jako % ceny w Niemczech
Porównania wspomnianych cen nie są jednak z dwóch powodów zupełnie miarodajne.
· Po pierwsze, cenę energii elektrycznej wyznacza najdroższe źródło w systemie, która zapewnia zrównanie popytu z podażą. W Niemczech, Francji i Polsce jest to często to samo paliwo, a więc węgiel lub gaz.
· Po drugie, państwa te handlują ze sobą energią elektryczną w zakresie w jakim umożliwiają to interkonektory, więc ceny prądu na danym rynku nie odzwierciedlają jedynie sytuacji w sektorze energetycznym tego kraju, lecz także w krajach regionu.
· Po trzecie, na rynku energii jest wiele różnych taryf, podatków i subsydiów. Faktyczne koszty energii ponoszone przez firmy mogą się bardzo różnić od uśrednionej hurtowej ceny prądu: cena energii elektrycznej płacona przez odbiorców biznesowych była w latach 2008-2022 o 35-45% niższa we Francji (źródło).
W każdym razie korzyścią, jaką odnosi Francja z atomu, nie są najpewniej niższe ceny energii (atom rzadko domyka rynek), ale większa rentowność tamtejszych firm energetycznych w okresach niesprzyjających dla OZE. Elektrownie atomowe mają wówczas niższe koszty zmienne niż konwencjonalne, które dominują w Niemczech i w Polsce. O ile bardziej rentowne? Wyrównany koszt energii z elektrowni węglowych wynosi 90-110 EUR za MWh, natomiast z elektrowni atomowych 70-80 EUR za MWh (źródło). Wartości te uwzględniają zarówno koszty budowy, jak i eksploatacji modelowych elektrowni danego typu.
Spojrzenie w przyszłość
Porównanie dotychczasowych wyników polityk energetycznych Francji i Niemiec jest do pewnego stopnia, gdyż zostały one zaplanowane na kilka dekad do przodu, licząc na postęp technologiczny wytwarzania i magazynowania energii.
Niemcy postawiły wszystko na jedną kartę: wodór. Zamierzają radykalnie zwiększyć potencjał swoich mocy w OZE i w efekcie uzyskać duże nadwyżki produkowanej z nich energii w czasie sprzyjającej pogody. Nadwyżki te następnie chcą zamieniać w wodór za pomocą elektrolizerów a następnie zamieniać go z powrotem na energię elektryczną, gdy OZE nie pokrywają zapotrzebowania na prąd. Wodór przydałby się też do dekarbonizacji ciepłownictwa i przemysłu. Francja podobny efekt zamierza uzyskać generując nadwyżki energii nie tylko przez OZE, lecz także przez elektronie jądrowe.
Która z tych dwóch opcji wydaje się bardziej racjonalna? Aby odpowiedzieć na to pytanie skorzystaliśmy z symulatora systemu energetycznego przygotowanego przez NCBiR. Narzędzie to pozwala przeanalizować, jaką moc musiałyby mieć różne źródła energii, aby spełnić rosnące zapotrzebowanie na nią. Przez cały okres roku bez uruchamiania elektrowni konwencjonalnych.
Z symulacji wynika, że zarówno scenariusz niemiecki (100% OZE + wodór), jaki i francuski (miks atomu, OZE i wodór) są teoretycznie wykonalne i mają nawet podobny szacowany koszt (w Polsce byłoby to ok. 1,25 bln zł). Czyli remis. Różnica jest taka, że w pierwszym przypadku wymagałoby to radykalnego zwiększenia mocy OZE (rzędu 10-krotnego), co nawet w Niemczech będzie wyzwaniem, gdyż wymaga to zużycia ogromnych ilości coraz trudniej dostępnych rzadkich pierwiastków (m.in. galu i germanu) i zajęcia ogromnego terenu dla celów nowych elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych.
Scenariusz francuski to zaś konieczność budowy dużej liczby reaktorów jądrowych, nawet we Francji, której bloki jądrowe powstały jeszcze w latach 80. i wymagają wymiany na nowe. Tymczasem tego rodzaju inwestycje znane są z przekroczeń kosztorysów i harmonogramów. Problem ten dotyczy również francuskiego reaktora EPR. Dlatego sukces polityki energetycznej opartej na energii atomowej wymaga opracowania nowej generacji reaktorów jądrowych, które będzie dało się budować w dużo większej liczbie (seryjnie) dużo taniej niż dotychczas. Najwięcej mówi się w tym kontekście o reaktorach SMR (czyli małych modułowych), ale Francja stawia bardziej na udoskonalenie technologii dużych reaktorów, tzw. EPR+.
Podsumowanie
Francja jak na razie wydaje się wygrywać na prowadzonej przez siebie polityce energetycznej, gdyż energetyka jądrowa jest tańsza niż konwencjonalna, jako uzupełnienie zmiennych OZE. Czy będzie wygrywać również w przyszłości? To zależy w dużej mierze od postępu technologicznego: czy uda się zaprojektować tańsze i szybsze w budowie reaktory jądrowe oraz uruchomić gospodarkę wodorową. Strategia Niemiecka nie jest jednak jeszcze na straconej pozycji. Jej sukces wymaga jednak oprócz technologii wodorowych także znacznego przyspieszenia inwestycji w OZE w tym kraju.
Analizy Pekao
