Energetyka przyszłości: auta na prąd, biogazownie i energetyczne uprawy

Hybrydowe i elektryczne samochody oraz stacje do ich tankowania, samoloty na wodór, przydomowe wiatraki, niewielkie lokalne biogazownie, uprawy roślin energetycznych - tak już za 20 lat może wyglądać krajobraz energetyczny Polski.
Scenariusz energetyki przyszłości nakreślił w wykładzie inaugurującym 65. rok akademicki Politechniki Śląskiej w Gliwicach prof. Jan Popczyk, jeden z najbardziej znanych ekspertów w tej dziedzinie. Jak mówił, energetykę czeka "piąta fala innowacyjności", która zmieni kształt energetyki.
Dokonująca się w skali globalnej przebudowa energetyki to - w ocenie naukowców - zmiana cywilizacyjna. Tradycyjne postrzeganie tej dziedziny przez pryzmat produkcji energii stopniowo idzie w kierunku akcentu na zarządzanie nią, by jak najlepiej, a przy tym oszczędnie i bezpiecznie, wykorzystać zasoby energetyczne, używając do tego najnowocześniejszych technologii.
Na energetykę przyszłości mają złożyć się nie tylko coraz lepsze technologie produkcji energii, ale także rozwiązania chroniące środowisko, technologie teleinformatyczne i biotechnologie - wszystkie te dziedziny mają się wzajemnie przenikać, przy wsparciu nowoczesnej techniki i odpowiednio zmieniających się regulacji prawnych, z zachowaniem zasad ekonomiki.
Taką postprzemysłową energetykę, będącą syntezą powyższych dziedzin, a zarazem korzystającą z ich synergii, prof. Popczyk nazwał synergetyką. Ma ją ukształtować właśnie piąta fala innowacyjności. Wcześniejsze fale, budujące etapowo współczesną energetykę, przyniosły kolejno rozwój energetyki węglowej (od wynalezienia maszyny parowej), transportu opartego na ropie naftowej, elektroenergetyki systemowej (w tym atomowej) i energetyki gazowej. Ostatnia fala innowacyjności w energetyce wiązała się z informatyzacją i internetem.
"Na początku XXI wieku przyszedł czas na odwrócenie porządku: na zbudowanie przez społeczeństwo wiedzy energetyki zrównoważonej, zapewniającej światu i indywidualnemu człowiekowi bezpieczeństwo energetyczne i ekologiczne. Energetyki, pasującej do właściwości społeczeństwa wiedzy" - uważa prof. Popczyk.
Jego zdaniem, piąta fala innowacyjności będzie falą energetyczno-środowiskowo-społeczną, a jej istotą będzie przekraczanie granic między tymi trzema segmentami. Efekty synergiczne (także oszczędnościowe i koordynacyjne), jakie powinny z tego wyniknąć, mają zbudować energetykę zupełnie różną od dzisiejszej. Synergetyka ma być fundamentem epoki wodorowej - bezemisyjnej.
Według prof. Popczyka, synergetyka zmieni polski krajobraz energetyczny - w przenośni i dosłownie. Już za 20 lat po ulicach może jeździć kilka milionów samochodów elektrycznych, korzystających z kilku milionów terminali (głównie prywatnych) do "tankowania". W polskim krajobrazie pojawi się po wieleset tysięcy kolektorów słonecznych, pomp ciepła, ogniw fotowoltaicznych i wiatraków przydomowych. Samoloty będą "tankowane" ze stacji wodorowych. Ogniwa paliwowe, w tym bioogniwa, będą powszechnymi technologiami.
Jadący przez Polskę - np. elektrycznym autem - kierowca zobaczy po drodze ok. 4,5 tys. turbin wiatrowych na wysokich masztach (na północy zgrupowanych w wielkich farmach po 30-100 turbin, na południu małych, w centrum średnich), nie będzie jednak wiedział, że dają one aż 9 tys. megawatów mocy zainstalowanej, ale tylko 900 megawatów mocy dyspozycyjnej i zaledwie 18 terawatogodzin wyprodukowanego prądu rocznie.
Obserwator - kontynuuje profesor - zobaczy 100 tys. mikrobiogazowni w gospodarstwach rolnych, służących utylizacji odpadów biodegradowalnych i zarządzaniu ryzykiem upraw na cele żywnościowe. Mikrobiogazownie mogą dać ponad 2 tys. megawatów mocy i 15 terawatogodzin rocznej produkcji prądu.
Ten sam obserwator zobaczy 3 tys. pojedynczych biogazowi na obszarach wiejskich, gdzie będzie uprawiana energetyczna kukurydza i buraki. Na takie uprawy rolnicy mogą przeznaczyć aż 20 proc. gruntów. Pojedyncze biogazownie mają dać 3 tys. megawatów mocy i aż 45 terawatogodzin rocznej produkcji prądu.
Jednocześnie, jeżeli zwolennicy biotechnologii wygrają batalię o stosowanie GMO w rolnictwie energetycznym, w 2030 r. będą w stanie zaoferować wodór produkowany bezpośrednio z biomasy, bez przechodzenia przez fazę gazową. Tym samym biotechnolodzy będą mogli przygotować się do ogłoszenia informacji, że zaczyna się epoka społeczeństwa wodorowego.
Tradycyjne wielkie źródła wytwarzania energii przejdą głęboką modernizację - stare bloki węglowe będą zastąpione nowymi, o parametrach nadkrytycznych, znacznie większych mocach i istotnie większych sprawnościach. Na Śląsku i koło Legnicy mogą działać wielkie instalacje czystych technologii węglowych, produkując benzyny syntetyczne, gazy syntezowe i wodór, także z wykorzystaniem reaktorów jądrowych jako źródeł ciepła. Paliwa z przeróbki węgla trafią do sieci rozproszonych źródeł poligeneracyjnych.
Prof. Popczyk wskazał, że pójście w kierunku energetyki przyszłości wymaga aktywności wielu środowisk - naukowców, przemysłu, polityków. Wskazał, że ta aktywność mogłaby przybrać formę narodowego programu energetycznego i wokółenergetycznego, który byłby impulsem cywilizacyjnym dla Polski, zwiększającym innowacyjność gospodarki. Potrzebne są też regulacje prawne, służące rozwojowi innowacyjnej energetyki. Do ich przygotowania - postuluje profesor - można wykorzystać m.in. polską prezydencję w UE w 2011 r.