Węgiel nie tylko emituje CO2. Zmienia także niebo nad panelami fotowoltaicznymi i znacząco obniża produkcję prądu. To cichy, rzadko zauważany hamulec całej transformacji energetycznej.
Jak wynika z najnowszych wyliczeń, w 2023 r. zanieczyszczenia aerozolowe obcięły światową produkcję prądu z fotowoltaiki o 5,8 proc. Przekłada się to na gigantyczne 111 TWh utraconej energii. Obserwujemy tu więc absurdalny efekt uboczny funkcjonowania świata, który z jednej strony masowo inwestuje w panele słoneczne, a z drugiej wciąż uparcie podtrzymuje przy życiu energetykę węglową. Emisje z przestarzałego filaru energetyki bezpośrednio dławią wydajność tego nowoczesnego, a w oficjalnych strategiach transformacji ten ukryty koszt jest najczęściej całkowicie ignorowany.
Bilans jest wręcz przerażający
Badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Oksfordzkiego i UCL oparte były na dokładnym mapowaniu aż 140 tys. instalacji PV na całym świecie. W 2023 r. średnie straty energii względem warunków idealnych wyniosły łącznie 26,9 proc., z czego 21,1 proc. to wpływ chmur, a 5,8 proc. to wpływ aerozoli zawieszonych w atmosferze. Przy globalnej produkcji PV rzędu 1911 TWh przekłada się to na setki TWh energii, które po prostu nie docierają do paneli w postaci użytecznego promieniowania.
Okazuje się, iż w latach 2017-2023 nowe instalacje PV dodawały średnio 246,6 TWh produkcji rocznie, a jednocześnie straty aerozolowe z istniejących instalacji wynosiły średnio 74,0 TWh rocznie. To prawie 1/3 zysku z dokładanej mocy. Innymi słowy, część sukcesu fotowoltaiki jest zjadana przez powietrze, zanim zobaczą to statystyki emisji.
Węgiel po prostu zaciemnia fotowoltaikę
Dlaczego tak się dzieje? Mechanizm tego zjawiska jest tak naprawdę wręcz bezlitosny w swojej fizycznej prostocie. Elektrownie węglowe wyrzucają do atmosfery nie tylko gazy cieplarniane, ale także potężne ilości drobnych cząstek stałych oraz prekursorów aerozoli. Te mikroskopijne zanieczyszczenia działają w powietrzu jak gigantyczny, półprzepuszczalny filtr – skutecznie rozpraszają i pochłaniają promieniowanie słoneczne, zanim zdąży ono dotrzeć do powierzchni ziemi.
W rezultacie panel fotowoltaiczny otrzymuje znacznie mniej światła, niż wynikałoby to z naturalnych warunków pogodowych czy pory roku. Zamiast pracować z maksymalną wydajnością, instalacje dosłownie się duszą pod warstwą niewidocznego smogu, generując tym samym ułamki prądu, które mogłyby wyprodukować pod krystalicznie czystym niebem.
Pamiętajmy także, iż aerozole bezpośrednio wpływają na chmury, zmieniając ich adekwatności i czas życia. Badacze wprost zaznaczają, iż ich wyliczenia mogą być niedoszacowane, bo pełny wpływ aerozoli na chmury jest trudniejszy do ujęcia, a przez to rzeczywisty rachunek może być jeszcze wyższy.
To ogromny, ukryty koszt transformacji
Bardzo często sukces transformacji energetycznej mierzy się wyłącznie w zainstalowanych megawatach oraz zakładanej, teoretycznej produkcji rocznej. Najnowsze analizy stanowią jednak wyraźne ostrzeżenie przed takim optymistycznym uproszczeniem.
Pokazują one wręcz dobitnie, iż bez rzetelnego uwzględnienia rzeczywistej jakości powietrza, decydenci ryzykują systemowym, nierzadko drastycznym przeszacowaniem tego, ile czystej energii realnie dostarczą nam instalacje fotowoltaiczne. Opierając się na zawyżonych prognozach, błędnie kalkulujemy również to, ile ton szkodliwych emisji ostatecznie uda się dzięki panelom trwale wypchnąć z krajowego systemu energetycznego.
To jest szczególnie istotne w krajach, które jednocześnie budują OZE i trzymają węgiel jako bazę lub rezerwę. Powstaje wtedy swego rodzaju antysynergia: fotowoltaika ma ograniczać spalanie paliw kopalnych, ale jeżeli węgiel przez cały czas pracuje w tle i utrzymuje wysoką emisję aerozoli, to jednocześnie obniża wydajność PV. W takich przypadkach potrzeba jest więcej paneli, większej sieci i większych magazynów energii, żeby osiągnąć ten sam efekt klimatyczny, który teoretycznie wydawał się prostszy.
W naszym kraju fotowoltaika rośnie szybko, ale jednocześnie system elektroenergetyczny wciąż ma silny komponent węglowy, a sezonowe epizody wysokiego zapylenia są bardzo dużym problemem. Z punktu widzenia planowania to oznacza, iż wydajność paneli nie zależy wyłącznie od nasłonecznienia i temperatury, ale też od tego, co dzieje się w powietrzu.
To nie jest argument przeciwko fotowoltaice, tylko argument za tym, by politykę energetyczną i politykę jakości powietrza traktować jako jedną układankę. jeżeli redukcja emisji pyłów i prekursorów aerozoli podnosi uzysk PV, to poprawa jakości powietrza staje się kwestią czystej energii i bezpieczeństwa energetycznego.
