Znaczącą rolę w realizacji zapotrzebowania na ciepło w Polsce, większą niż w większości innych krajów europejskich, odgrywa ciepłownictwo systemowe. Polskie systemy ciepłownicze posiadają największą liczbę przyłączonych gospodarstw domowych w Unii Europejskiej. Pod względem wolumenu dostarczonego ciepła do odbiorców, Polska jest trzecim w Europie i drugim w Unii Europejskiej, za Republiką Federalną Niemiec, rynkiem ciepła systemowego. Co więcej, spalamy w nich 87 proc. węgla wykorzystywanego w gospodarstwach domowych w całej Unii Europejskiej. Łączna długość sieci ciepłowniczej w Polsce wynosi 21 701 km. Z tego powodu proces odchodzenia od tego surowca będzie długi i kosztowny. Pokazuje to skalę wyzwań. Z tego powodu w Polsce, transformacja sektora ciepłowniczego będzie balansować między zapewnieniem ciepła po przystępnej cenie, a celami środowiskowymi, takimi jak np. poprawa jakości powietrza.
W skali UE, ciepłowniczy mix oraz system dostarczania ciepła wyglądają inaczej. Sektor ogrzewania i chłodzenia jest odpowiedzialny za główną część zapotrzebowania na energię, stanowiąc około połowy końcowego zużycia energii. Z tego względu dekarbonizacja tego sektora ma zasadnicze znaczenie dla udanego przejścia na system energetyczny neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla do roku 2050. Większość zapotrzebowania na energię w sektorze ciepłownictwa jest związana z celami grzewczymi, chociaż rośnie zapotrzebowanie na chłodzenie. Na poziomie unijnym potrzeby w zakresie ogrzewania pomieszczeń i wody w budynkach stanowią ponad 60 % zapotrzebowania na ogrzewanie, a następnie przemysł, na który przypada kolejne 32 %; pozostała część związana jest z rolnictwem oraz zastosowaniami chłodniczymi związanymi z budynkami i przemysłem.
Tempo obniżenia emisyjności i wykorzystania odnawialnych źródeł energii w sektorze ciepłowniczym jest stosunkowo powolne, ponieważ konieczne są większe postępy w zakresie dostosowania urządzeń grzewczych, systemów dostarczania ciepła, termomodernizacji budynków i poprawy efektywności obiektów przemysłowych, wymaganej infrastruktury i dostaw energii, a także zwrócenie uwagi na wrażliwych konsumentów.
Dlaczego dekarbonizacja ciepła jest tak trudna?
Po pierwsze, cele net zero – w ramach planów redukcji emisji dwutlenku węgla do poziomu net Zero do 2050 roku, niektóre sektory gospodarki będą nadal emitować gazy cieplarniane, które będą musiały zostać zniwelowane. W niektórych sektorach gospodarki dostępne są już technologie zeroemisyjne, przystępne dla obywateli i firm. Jednak w ciepłownictwie jest inaczej. Oznacza to trudniejsze cele dla ogrzewania, gdzie przykładowo większość budynków musi stać się neutralna klimatycznie. Wiąże się to zarówno z termomodernizacją budynków, poprawą ich efektywności energetycznej, jak i zmianą technologiczną w ciepłownictwie systemowym na technologie zeroemisyjne. Wymaga to skoordynowanego wysiłku.
Po drugie, rozmiar wyzwania – tylko kilka procent domów w Polsce posiada obecnie ogrzewanie niskoemisyjne. Ciepło systemowe wykorzystywane jest do celów grzewczych w 40,4% gospodarstw domowych w Polsce, tj. około 6 milionach. Sektor w prawie 70% zależny jest od węgla. W Polsce sektor ciepłownictwa zużywa ok. 26 mln ton węgla. Połowa z tego przypada na gospodarstwa domowe. Co więcej, spalamy w nich 87 proc. węgla wykorzystywanego w gospodarstwach domowych w całej Unii Europejskiej. Z tego powodu proces odchodzenia od tego surowca będzie długi i kosztowny.
Po trzecie, brak jednego, gotowego rozwiązania – ze względu na specyfikę systemu sektora ciepłowniczego w Polsce, nie jest możliwe użycie jednej, wielkoskalowej technologii do zapewnienia ciepła dla wszystkich użytkowników systemu. Oczywiście, istnieją już teraz rozwiązania w zakresie ogrzewania niskoemisyjnego lub neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla, są też dostępne opcje niskoemisyjne technologiczne do 2030: źródła OZE, kogeneracja na gaz (w tym biogaz), oraz ciepło odpadowe.
Po czwarte, trudny stan wyjściowy i niska efektywność energetyczna – budynki w Polsce mają ogólnie niską efektywność cieplną. Dużą szansą jest termomodernizacja budynków.
Wyzwania
Największym wyzwaniem przed którym stoimy w Polsce jest wspólne pokonanie barier dla dekarbonizacji ciepłownictwa i lepsza koordynacja procesu transformacji ciepłownictwa. Odnawialne i energooszczędne technologie ciepłownicze napotykają wiele barier, aby konkurować z obecnymi technologiami i praktykami sektora. Te zestawy barier są ważne i często wzajemnie na siebie oddziałują, utrudniając konsumentom i podmiotom przemysłowym wybór odnawialnych rozwiązań w zakresie OZE i inwestycji w efektywność energetyczną.
Wśród barier rynkowych systemy grzewcze i chłodzące wykorzystujące odnawialne źródła energii nie są zazwyczaj tak konkurencyjne pod względem kosztów jak systemy oparte na paliwach kopalnych, mimo że ich całkowity koszt posiadania (Total Cost of Ownership) jest często niższy. Ten brak równych warunków konkurencji wynika często z braku internalizacji kosztów zewnętrznych przez rynek oraz z niskich (historycznie) kosztów paliw kopalnych, które są dostarczane za pośrednictwem w pełni zamortyzowanej infrastruktury (np. węglowej albo gazowej) i technologii produkowanych na skalę masową, charakteryzujących się trwającą dziesiątki lat redukcją kosztów oraz bezpośrednimi i pośrednimi dopłatami do cen (w wielu przypadkach nadal trwającymi).
Ważną barierą rynkową jest to, że na wczesnym etapie rozwoju rynku rozwój łańcuchów dostaw i nowej infrastruktury może prowadzić do wyższych kosztów systemu (np. kosztów wdrożenia systemu ciepłowniczego); koszty te zostały już opłacone i zamortyzowane w przypadku paliw kopalnych (np. węgla).
Bariery finansowe są ściśle związane z barierami rynkowymi, ale należy się nimi zająć oddzielnie i poświęcić im szczególną uwagę. Finansowe, wąskie gardła mogą być związane z niespójnymi systemami zachęt i niepewnymi warunkami dla inwestorów. Przykładowo dla sektora ciepła odpadowego, wyzwaniem jest długoterminowe zakontraktowanie surowca odpadowego. Specyfiką sektora ciepłowniczego jest również to, że koszty ciepła są często regulowane przez taryfy, co jest wyzwaniem dla inwestycji w nowe źródła ciepła.
Na poziomie obywateli, istotną barierą jest rozbieżność między zachętami w sektorze wynajmu (właściciele budynków mają inwestować, ale lokatorzy korzystają z oszczędności na rachunkach) lub z brakiem korzyści skali, co powoduje wyższe koszty.
Bariery związane z niepewnością
Bariery te dotyczą w dużej mierze wyboru najlepszego momentu na zmianę technologii grzewczych lub ustalone, dobrze rozwinięte łańcuchy dostaw dla głównych, często opartych na kopalnych technologiach grzewczych i cieplnych, utrudniają rozwój pojawiających się rozwiązań i technologii lub z powodu zachowań lub preferencji konsumentów. Związane są one również z brakiem zaufania do ogrzewania odnawialnego, co sprawia, że utrudnia to konsumentowi wybór.
Bariery techniczne obejmują bariery infrastrukturalne, ograniczenia lokalne, warunki budowlane, wymagania dotyczące procesów. W budynkach, np. nie wszystkie opcje odnawialnych systemów ogrzewania i chłodzenia mogą być odpowiednie ze względu na ograniczenia techniczne, niska efektywność energetyczna budynku powoduje zmniejszenie wydajności systemu, ograniczona przestrzeń na gęsto zaludnionych obszarach (wyzwanie dla instalacji gruntowych pomp ciepła, kolektorów słonecznych, przechowywania bioenergii lub instalacji odnawialnych źródeł ciepła dla systemów ogrzewania i chłodzenia).
Aby skutecznie przeprowadzić transformację ciepłownictwa trzeba zająć się każdą z powyższych kwestii. Wszystkie opcje są możliwe i dostępne. Dekarbonizacja ciepłownictwa jest jednym z największych wyzwań które stoi przed nami, jednak wymaga ona jasnej wizji oraz koordynacji na poziomie krajowym i lokalnym.
Autor:
Maciej Tomecki
Kierownik projektu, Zespół Projektów Integracyjnych
Obszar Strategii i Innowacji oraz Relacji Inwestorskich PKN ORLEN