Artykuly

Chiński smok na węgiel

„Polska węglem stoi”, słyszymy od lat. Od węgla nie umiemy i co więcej – nie chcemy odchodzić.

Politycy zaniedbują rozwój odnawialnych źródeł, ale inwestują w wychwyt i składowanie dwutlenku węgla (CCS). Ma to zmniejszyć nasz wpływ na klimat, nie odsyłając węgla do lamusa.

Czy, zgodnie z zakorzenioną głęboko opinią, nadal możemy opierać naszą niezależność energetyczną na węglu? Jak długo? I za jaką cenę?

Ile tego węgla?

Węgla kamiennego wystarczy w Polsce zaledwie na 40-50 lat (zakładając, że jego zużycie nie wzrośnie). W perspektywie życia ludzkiego to sporo. W perspektywie inwestowania w nową energetykę – wymagającą diametralnej przebudowy nie tylko mocy wytwórczych i sieci przesyłowych, ale też świadomości społecznej – to raczej niewiele.

Dane z K.Czaplicka: "Zasoby węgla kamiennego

Dane z K.Czaplicka: „Zasoby węgla kamiennego. Główny Instytut Górnictwa w Katowicach, 2009; Konferencja PAN Wyniki Narodowego Programu Foresight Polska 2020, Warszawa, 2009.

Za jaką cenę?

Pomińmy rosnące koszty wydobycia naszych coraz trudniejszych zasobów. Pomińmy koszty uprawnień do emisji CO2, wynikające z naszych zobowiązań unijnych. Istnieją inne przesłanki, by uważnie pochylić się nad przyszłością polskiego węgla. Zwróćmy się na daleki wschód, gdzie chiński smok zaczyna dostawać węglowej zadyszki.

CHIŃSKI SYNDROM

Sądzi się powszechnie, że chińska gospodarka, rosnąca w tempie 8-10% rocznie, jeszcze przez dziesięciolecia będzie oparta głównie na węglu. Dziś taniego węgla jest pod dostatkiem. Chiny wprawdzie rozwijają inne źródła – energetykę słoneczną, wiatrową i atom, ale to nie zmniejsza ich zależności od węgla.

To wszystko jest z grubsza prawdziwe, ale też skrywa sądy porażająco mylne. Tak mylne, że scenariusze energetyczne i ekonomiczne dla świata, tworzone przez ośrodki analityczne, zaczynają wyraźnie rozmijać się z rzeczywistością.

Spróbujmy oddzielić prawdę od fałszu i stworzyć bliższy rzeczywistości obraz przyszłości Chin i reszty świata.

Pociąg donikąd

W naszej analizie będziemy potrzebować danych statystycznych (na podstawie najnowszego przeglądu energetycznego BP 2010) i prostej arytmetyki.

Chiny wydobywają dziś i puszczają z dymem ponad 3 mld ton węgla rocznie – to ponad połowa całości światowego wydobycia węgla.

Chiński udział w światowym zużyciu węgla

Procentowy udział Chin w światowym zużyciu węgla. Od 1965 stale rośnie i już w tym roku może wynieść 50%.

Zużycie węgla w Chinach stale rośnie, proporcjonalnie do wskaźników wzrostu PKB – i nic w tym dziwnego, bo Chiny z węgla wytwarzają ponad 80% energii elektrycznej. Tylko pomiędzy pierwszym kwartałem 2009, a pierwszym kwartałem 2010 wydobycie węgla urosło o przyprawiające o zawrót głowy 28.1%.

To jednak nie może trwać w nieskończoność, nie tylko z uwagi na emisje gazów cieplarnianych, ale też po prostu dlatego, że Chiny nie mają na to wystarczająco dużo węgla. 

Jeżeli zużycie węgla będzie rosło o, dajmy na to, skromne 7% rocznie, to podwoi się w 10 lat (w ostatnich latach tempo zużycia rosło o 9% rocznie, co oznacza podwojenie co 8 lat, ale poczyńmy konserwatywne założenia). Czyli do roku 2020 Chiny będą konsumować ok. 6 mld ton węgla rocznie.

Czy to dużo? W 2000 r. zużycie węgla w Chinach było tylko nieco większe, niż w USA. Dziś przewyższa je trzykrotnie.

Czy biorąc to pod uwagę da się utrzymać agresywny, zasilany węglem wzrost gospodarczy? Nie, ten pociąg się wykolei.

Nie spalisz tego, co nie istnieje

Wg World Coal Institute, a za nim BP, chińskie rezerwy węgla wynoszą 114.5 mld ton. Przy obecnym tempie konsumpcji, wynoszącym ok. 3 mld ton rocznie, wystarczy to na 38 lat. Zakładanie, że przez 38 lat Chiny nie będą miały problemu z zaopatrzeniem w węgiel jest jednak absurdalne. Musielibyśmy przyjąć, że wydobycie i konsumpcja węgla w Chinach pozostanie stałe. I że Chiny spokojnie poczekają, aż się im własne rezerwy wyczerpią i wydobycie nagle spadnie do zera.

W rzeczywistości, popyt na węgiel będzie w Chinach rósł. Uwzględniwszy obecną stopę wzrostu konsumpcji, rezerw wystarczy na zaledwie 16 lat. Powinniśmy mieć tą tendencję na uwadze, nawet jeżeli konsumpcja przestanie rosnąć tak drastycznie. Co więcej, profile wydobycia węgla zamykają się w krzywej dzwonowej, startując od zera i na zerze kończąc, ze szczytem wydobycia gdzieś pośrodku. Wiemy, że tak jest, bo w wielu miejscach na świecie już zaobserwowano szczyt a potem znaczny spadek wydobycia, tymczasem nie ma ani jednego miejsca, gdzie produkcja pozostałaby stała (lub rosła) aż do nagłego wyczerpania rezerw. Oznacza to, że wydobycie węgla w Chinach osiągnie szczyt i zacznie spadać znacznie szybciej, niż sugerują wskaźniki rezerw do wydobycia – R/P (38 lat przy ustabilizowanym zużyciu lub 16 lat przy 10% wzroście rocznym).

Dane dotyczące chińskich rezerw węgla mogą być zawyżone – wartość ta jest podawana bez zmian już od 1992 roku. Przypomina to mało wiarygodne manipulacje rezerwami ropy przez kraje OPEC. Od tego czasu Chiny wydobyły 31 mld ton węgla, co na koniec 2009 roku dałoby pozostałe rezerwy równe 83.5 mld ton.

W roku 2006 niemieckie Energy Watch Group raportowało chińskie rezerwy na poziomie 96.3 mld ton, w swojej prognozie z datując jednocześnie szczyt wydobycia węgla w Chinach na 2015, z szybkim spadkiem jego wydobycia już w latach ’20 tego stulecia. Scenariusz sprzed zaledwie 4 lat nie docenił chińskiego tempa wzrostu wydobycia węgla.

Chińskie wydobycie węgla

Scenariusz wydobycia węgla przez Chiny autorstwa The Energy Watch Group z roku 2006 pokazuje, jak trudno jest przewidzieć scenariusze wydobywcze, szczególnie przed szczytem wydobycia. Jednym z możliwych następstw jest szybsze osiągnięcie szczytu wydobycia, a później wejście w okres szybkiego spadku. Alternatywnie, znacząco większe rezerwy mogą pozwolić na wyższy i szerszy szczyt wydobycia niż pokazany na wykresie.

David Rutledge z Uniwersytetu Kalifornijskiego szacuje obecnie chińskie całkowite rezerwy węgla na 139 miliardów ton, z czego w okresie 1896-2009 wydobyto 51 mld ton, a pozostało jeszcze 88 mld ton.

Po drugiej stronie spektrum, chińscy akademicy Tao i Li, posługując się oficjalną rządową liczbą 187 mld ton, przewidują, że szczyt wydobycia nastąpi między 2025 a 2032.

Należy zauważyć, że żadna z tych analiz nie przewidziała tak szybkiego wzrostu wydobycia węgla, jaki miał miejsce w ostatnich kilku latach – a więc wszelkie dane wskazują, że Chiny osiągną szczyt wydobycia  węgla w ciągu kilku – kilkunastu najbliższych lat.

Czy Chiny mogą zwiększyć swoje rezerwy? Teoretycznie tak. Rezerwy to ta część zasobów węgla, które geolodzy uznają za opłacalne w wydobyciu. Nowe technologie wydobywcze, czy wyższe ceny węgla, mogą wpłynąć na te oszacowania. Niemniej jednak na świecie przeważa trend odwrotny – to rezerwy są degradowane do kategorii zasobów, kiedy geologowie wezmą pod uwagę takie ograniczenia, jak lokalizacja, głębokość, grubość złoża i jakość węgla. To dlatego niektórzy analitycy poddają w wątpliwość oficjalne rezerwy Chin, mające wynosić 187 mld ton. Węgiel gdzieś tam jest, ale – podobnie jak w przypadku większości pokładów węgla na świecie – zapewne tam pozostanie.

Nie ma alternatyw

Wzrost gospodarczy warunkowany jest dostępem do energii, a Chiny potrzebują wzrostu, by utrzymać wewnętrzną stabilność polityczną i międzynarodową konkurencyjność. Jeżeli zacznie brakować węgla do podtrzymania tego wzrostu, konieczne będą alternatywy.

Chińskie złoża ropy i gazu nie wystarczą nawet na zaspokojenie popytu na te surowce, o zastąpieniu węgla w ogóle nie wspominając. Chiny są wręcz na drodze do wydrenowania do sucha całego światowego rynku ropy.

Państwo Środka rozwija alternatywne źródła energii, ale czy z tym zdąży?

To mocno wątpliwe.

Oto kilka wyliczeń. Chiny planują do 2020 zainstalować 100 gigawatów (GW) w wietrze i osiągnąć 20 GW w energetyce słonecznej. Te cele robią wrażenie i jeżeli Chiny choćby tylko się do nich zbliżą, staną się światowym liderem odnawialnych źródeł energii. Jest jeden szkopuł: cała moc zainstalowana dziś w chińskiej elektroenergetyce wynosi 900 GW i rośnie w tempie 7% rocznie. Oznacza to, że w 2020 zapotrzebowanie na prąd wyniesie jakieś 1800 GW. Wiatr i słońce razem wzięte będą stanowić niecałe 7% mocy, a jeśli uwzględnić, że odnawialne źródła energii dostarczają prąd jedynie przez około 30% czasu, to będą dawać jedynie jakieś 2-3% całości elektryczności (czyli ok. 1% całości energii). Jedynym sposobem podniesienia ich udziału jest drastyczne ograniczenie wzrostu popytu na prąd do np. 2% rocznie.

Podobnie sprawy się mają z energetyką jądrową. Chiny dysponują obecnie 11 elektrowniami atomowymi i budują 20 kolejnych, planując, że atom dostarczy do 2020 roku 60 GW lub nawet trochę więcej mocy. Zaspokoi to jednak mizerne 3-5% całkowitego zapotrzebowania na prąd, zależnie od tempa wzrostu tego zapotrzebowania. Wnioski są niepokojące, ale nieuniknione: Chiny nie zmniejszą istotnie swojego uzależnienia od węgla, dopóki tak mocno rośnie popyt na prąd. Nawet jeżeli zapotrzebowanie się ustabilizuje, a źródła alternatywne będą rozwijane w ekspresowym tempie, zaspokojenie popytu na węgiel ze źródeł krajowych będzie nie lada wyzwaniem.

Import też nie pomoże

Jeszcze do niedawna Chiny były w zakresie węgla samowystarczalne, nieco importując, ale też równocześnie eksportując mniej więcej tyle samo.

Chiny - wydobycie i zużycie węgla

Chiny praktycznie całe swoje zapotrzebowanie  zaspokajają swoim własnym wydobyciem.
Linia czerwona – wydobycie węgla, linia niebieska – zużycie węgla w Chinach.

Teraz import zaczyna przewyższać eksport. W tym roku Chiny sprowadzą 150 mln ton węgla, dwa razy więcej, niż w roku ubiegłym. To nie tak wiele w stosunku do całkowitego zużycia węgla w Chinach. Jednakże te 150 mln ton to ponad 60% całkowitego eksportu Australii, największego eksportera węgla na świecie. Jeżeli chiński import znów się podwoi – co jest całkiem prawdopodobne – Chiny zaimportują więcej węgla, niż może dostarczyć Australia. Jeszcze jedno podwojenie i Chiny zechcą zakupić 600 mln ton rocznie, mniej więcej tyle, ile w zeszłym roku eksportowały wszystkie kraje eksporterzy łącznie.

Eksport węgla - 5 największych eksporterów

Globalny rynek eksportu węgla jest zdominowany przez 5 krajów. Obserwowany w ostatnich latach wzrost eksportu pochodzi głównie z Australii i Indonezji.

Czy Australia może zwiększyć wydobycie? Naturalnie, i na pewno to zrobi. Podobnie, jak Indonezja i RPA. Ale czy nadążą za wzrostem chińskiego popytu? Wzrost eksportu będzie ograniczony nie tylko przez moce wydobywcze, ale i przez infrastrukturę transportową: statki, porty, koleje. Takie inwestycje wymagają czasu.

Rosnąca zależność Chin od importu węgla to niedobra wiadomość, dla wszystkich importerów węgla, w tym dla Indii i dla Europy. Przypomnijmy też, że Polska obecnie więcej węgla sprowadza, niż eksportuje. Indie puszczają z dymem 500 mln ton węgla rocznie i zaczynają odczuwać braki własnego surowca. Oczywiste rozwiązanie? Import węgla. Indie też chcą rozwijać gospodarkę w tempie 7% rocznie, na wzór chiński, a indyjska gospodarka jest tak samo zależna od węgla, jak chińska.

Jeszcze do niedawna węgiel był surowcem zużywanym głównie na miejscu, w kraju wydobycia. Międzynarodowy handel odpowiadał za niewielki odsetek węgla konsumowanego globalnie, inaczej niż w przypadku ropy, gdzie ponad połowa jest przeznaczana na eksport. Obserwuje się jednak trend ku zintegrowanemu globalnemu rynkowi obrotu węglem. Oznacza to, że jeżeli chiński i indyjski popyt na węgiel podniesie cenę węgla w obrocie globalnym (a tak się niechybnie stanie i mogą to być wzrosty drastyczne), ceny węgla wzrosną na całym świecie – również w krajach, które mają własne i to wystarczające zasoby węgla. Koniec końców, jeżeli kopalnia w USA może uzyskać za swój węgiel dwukrotnie wyższą cenę za granicą, niż u siebie, dlaczego ma tego nie wykorzystać? O ile rządy nie wprowadzą restrykcji eksportowych lub cen regulowanych, międzynarodowa cena węgla stanie się ceną krajową w każdym zakątku świata.

Z drugiej strony, jeżeli ceny węgla wzrosną za bardzo, spadnie popyt, bo potencjalni nabywcy wybiorą inne źródła energii, albo po prostu zmniejszą zużycie. Skutkiem będzie taka sama niestabilność cen, jaka charakteryzuje rynek ropy w ostatnich latach. Owa niestabilność cen podminuje rynki energetyczne, a biedniejszych krajów-konsumentów węgla nie będzie stać na jego zakup.

Mrzonka „czystego węgla”?

Co to wszystko ma wspólnego z technologią „czystego węgla”? CCS, czyli wychwyt i składowanie dwutlenku węgla, ma być rozwiązaniem dla jednego z podstawowych zagrożeń cywilizacji XXI w: emisji gazów cieplarnianych, które przyczyniają się do groźnych zmian klimatu, przy podtrzymaniu wzrostu dostaw energii, warunkujących aktywność gospodarczą. W tej chwili nikt nie wie, jak podtrzymać wzrost gospodarczy usuwając węgiel z energetycznego równania. Za to niemal wszyscy zakładają, że węgiel będzie tani i wystarczy jeszcze na długo. Stąd też naturalnym rozwiązaniem wydaje się dalsze spalanie coraz większych ilości węgla, ale wychwytując odpad w postaci CO2.

Wiemy, że to możliwe, przynajmniej na niewielką skalę. Wszystkie elementy tej technologii działają już w instalacjach pilotażowych. Koncerny naftowe wstrzykują dwutlenek węgla do złóż ropy, co zwiększa jej wydobycie. Rurociągi, kompresory i pompy nie są wytworem fizyki kwantowej.

Jest jednak wiele problemów, w tym trudności w zwiększeniu skali przedsięwzięcia, olbrzymie koszty związane z budową infrastruktury CCS, konieczność spalenia dodatkowych 30-40% węgla na zasilanie energochłonnego procesu CCS oraz wpływ tego wszystkiego na ceny prądu. Rozmach, z jakim należałoby rozwijać CCS na świecie, przyprawia o zawrót głowy. A koszt tych wszystkich rurociągów, pomp, kompresorów i nowych elektrowni wykorzystujących zgazowanie węgla (a te są potrzebne, bo wyposażenie w CCS istniejących elektrowni na węgiel będzie naprawdę trudne i kosztowne) będzie rósł lawinowo. Wszyscy analitycy rynku energii zgadzają się, że CCS znacząco podniósłby ceny prądu.

To mogłoby nawet działać, dopóki ceny węgla są stałe. Wprowadźmy jednak do równania znacznie wyższe ceny węgla, a wynikający stąd koszt energii elektrycznej albo zdusi wzrost gospodarczy, albo zwiększy konkurencyjność innych źródeł energii. Albo stanie się jedno i drugie. Wniosek? Czas „czystego węgla” nigdy nie nadejdzie.

Chiny na czele globalnego pochodu ku przepaści?

Nic się nie wydarza bez energii. Staje transport, budownictwo, produkcja. Gasną światła. Nie można wytworzyć energii z niczego i nie da się jej powołać do życia uderzeniem w klawiaturę, jak bankowcy tworzą pieniądze. Produkcja energii elektrycznej wymaga fizycznych zasobów, infrastruktury i pracy. Stąd też istnieją granice pozyskiwania energii na ludzkie potrzeby w każdym jednym momencie.

Chiny stały się zapleczem produkcyjnym świata w dużym stopniu dlatego, że mogły zwiększać podaż energii szybko i tanio. W tym świetle chiński wkład w gospodarkę globalną jest funkcją chińskiego wkładu w światową produkcję energii. Wydobycie węgla w Chinach, w kategoriach wkładu energetycznego w światową gospodarkę, ponad dwukrotnie przewyższa wydobycie ropy w Arabii Saudyjskiej (1100 mln ton ekwiwalentu ropy vs. 540 mln ton ekwiwalentu ropy).

Jeżeli Chiny zderzą się z ograniczeniami surowców, całą światową gospodarkę czekają problemy energetyczne i gospodarcze poważniejsze i szybsze, niż się powszechnie przewiduje.

Wiecznie pękające bańki?

Wysokie ceny węgla zabiją „czysty węgiel”. Niezaspokojony chiński apetyt na węgiel podniesie jego ceny na całym świecie. Chiny nie utrzymają dłużej ekspansji przemysłowej zasilanej węglem, a światowa gospodarka nie przyspieszy bez chińskiego silnika. Będzie też można zapomnieć o pomysłach na zastąpienie wyczerpującej się ropy syntetyczną ropą z węgla.

Dowody na to wszystko są jasne, przytoczone liczby niekontrowersyjne, a arytmetyka wzrostu wykładniczego – prosta. Tymczasem kwestie te nie przedostają się do dyskursu publicznego. To samo w sobie jest dziwne i niepokojące. Przeżywamy katastrofę pociągu w zwolnionym tempie, a tymczasem dyskutujemy jakość jajecznicy w Warsie.

Być może to dlatego, że dostrzeżenie katastrofy wymagałoby zmierzenia się z szeregiem sprzeczności leżących u podstaw nowoczesnej gospodarki przemysłowej. Bez czystego węgla nie zażegnamy klimatycznego kryzysu, chyba, że zgodzimy się zrezygnować ze wzrostu gospodarczego. Tymczasem dalszy wzrost i tak może być niemożliwy, skoro świat zbliża się do fundamentalnych limitów w dostępie do surowców, na których opiera się obecnie jego działanie.

Są naturalnie kroki, które mogą podjąć światowi politycy, aby zapobiec najgorszym scenariuszom. Powinniśmy jak najszybciej rozwinąć alternatywne źródła energii, wprowadzając coś na kształt energetycznego stanu wyjątkowego. I powinniśmy przygotować się na koniec wzrostu, a nawet na kurczenie się gospodarki. To trudne, ale nie niemożliwe. Poniesiemy jednak klęskę, jeżeli nadal będziemy grzęznąć w zaprzeczeniach i marazmie.

Chińska banka gospodarcza w pewien sposób jest odbiciem całej ery przemysłowej, samej w sobie stanowiącej krótki okres urbanizacji, ekspansji napędzanej paliwami kopalnymi, technologicznej innowacji i bezprecedensowej eksplozji konsumpcji. Zaledwie 20 czy 30 lat zajęło Chinom osiągnięcie tego, na co inne narody pracowały kilkaset lat. Może to jednak oznaczać, że implozja Chin nastąpi równie szybko.

To w gruncie rzeczy fascynujący spektakl. Jeżeli chcecie, rozsiądźcie się wygodnie i podziwiajcie. Fakty są jednak takie, że dopóki wszyscy się nie obudzimy i nie chwycimy za hamulce bezpieczeństwa tego rozpędzonego pociągu, dyskutując miękkie lądowanie w rzeczywistości bez wzrostu gospodarczego jaki znamy, dla nikogo nie będzie szczęśliwego zakończenia. Mówimy nie tylko o Chinach. Globalizacja uwrażliwiła Polskę na kaszelek w odległych miejscach globu. A ciężkie zapalenie płuc takiego giganta, jak Chiny, odbije się na stabilności naszej gospodarki. Szczególnie, że sami obniżymy naszą odporność na kryzys kopalin, uporczywie pielęgnując zależność od węgla.  

Podobne wpisy

Więcej w Artykuly