Produkcja energii elektrycznej w Europie

Świat XXI w. to świat zdominowany przez energię elektryczną. Nasza rzeczywistość stała się zależna od tego niesamowitego tworu, jakim jest prąd. Mimo, że efektem końcowym najistotniejszym dla odbiorców, jest obecność elektryczności w gniazdku, to prawdziwe cuda dzieją się gdzie indziej. Dlatego dziś przyjrzę się temu, jak wygląda produkcja energii elektrycznej w różnych częściach Europy.

W dzisiejszym artykule wykorzystam swoje zamiłowanie do liczb i wykresów, żeby za ich pomocą przedstawić Ci, skąd się bierze prąd w różnych częściach Europy. 

Wielu wydaje się, że obecnie energia elektryczna przypomina powietrze – otacza nas na każdym kroku i bez niej nie da się żyć. I mimo że jako społeczeństwo jesteśmy uzależnieni od dostępu do prądu, to w skali globalnej okazuje się, że doświadczamy braku stabilnej, niskoemisyjnej, taniej i dostępnej na szeroką skalę infrastruktury energetycznej. A jak to wygląda w Europie?

Celem tego artykułu nie jest przedstawienie dokładnego przebiegu wytwarzania energii elektrycznej z poszczególnych źródeł, a przegląd jej pochodzenia w różnych krajach naszego kontynentu. Wpisy poświęcone produkcji energii elektrycznej ukazywały się już na blogu (artykuły: Jak działa fotowoltaika, czyli jak się robi prąd ze słońca, Jak działa turbina wiatrowa) i z pewnością będą ukazywały się w przyszłości.

Uwaga. W artykule będę stosowała często skrótowe wyrażenie „energia” w odniesieniu do „energii elektrycznej”. 

1. Główne źródła energii elektrycznej
2. Struktura energetyczna Europy
3. Produkcja energii elektrycznej z paliw kopalnych
   • 3.1. Węgiel
   • 3.2. Gaz
4. Produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych
   • 4.1. Energia słoneczna
   • 4.2. Energia wiatrowa
   • 4.3. Energia wodna
5. Produkcja energii elektrycznej z elektrowni atomowych
6. A co z bezpieczeństwem?

Materiałem źródłowym dla tego artykułu są dane i ich ilustracje pozyskane z portalu Our World in Data.

Główne źródła energii elektrycznej

Generalnie źródła energii (nie tylko elektrycznej) stosowane przez ludzi dzielą się na dwa rodzaje:

• nieodnawialne źródła energii – ich odnawianie jest bardzo powolne lub zerowe,
• odnawialne źródła energii (OZE) – wykorzystywanie tych zasobów nie powoduje ich długotrwałego deficytu.

Do nieodnawialnych źródeł zaliczymy więc wszystkie paliwa kopalne, czyli:

• węgiel kamienny i brunatny,
• gaz ziemny,
• ropa naftowa,
• uran.

Tak, uran jako paliwo do elektrowni atomowych jest materiałem nieodnawialnym i w którymś momencie jego zasoby mogą się skończyć. Co innego energia jądrowa produkowana z uranu. Ta zaliczana jest do klubu „czystej energii”, głównie dlatego, że w trakcie wytwarzania energii elektrycznej w takiej elektrowni, do atmosfery nie przedostają się szkodliwe substancje. Ale o tym przeczytasz w jednym z kolejnych punktów.

Z kolei do odnawialnych źródeł energii zaliczamy następujące energie:

• wiatrową,
• solarną,
• wodną,
• geotermalną,
• z biomasy.

Struktura energetyczna Europy

Zanim przejdę do szczegółów omówię trochę ogółów. Skąd Europa, jako kontynent, czerpie swoją energię? Jakie jest jej główne źródło? Obrazuje to poniższy wykres. Przedstawia on zmiany, jakie zaszły na naszym kontynencie od roku 1985 do 2022 jeśli chodzi o pochodzenie źródeł wytwarzania energii elektrycznej. Wielkości są wyrażone w TWh wytworzonej energii (1 TWh = 1 000 000 000 000 Wh).

Ewolucja źródeł energii elektrycznej

Na wykresie widzimy od dołu następujące źródła: węgiel, gaz, ropa naftowa, atom, energia wodna, energia wiatrowa, energia słoneczna, biomasa oraz inne źródła odnawialne (tj. odpady, energia geotermalna, energia fal i pływów).

I co się okazuje? Na przestrzeni ostatnich około 40 lat zwiększyliśmy udział gazu, wiatru, słońca oraz biomasy jako źródeł do produkcji energii elektrycznej. W tym samym okresie spadła ilość energii wytwarzanej z węgla oraz ropy. Natomiast mniej więcej na stałym poziomie, porównując rok 1985 z 2022, pozostała produkcja energii z atomu oraz wody.

Te same dane, lecz w nieco bardziej obrazowy sposób, ilustruje kolejny wykres. Tu również mamy przedstawiony podział całkowitej produkcji energii elektrycznej w Europie z podziałem na źródła, jednak całość wyrażona jest w procentach.

Na tym wykresie widzimy, w jakim szybkim tempie rośnie udział energetyki wiatrowej jako źródła energii elektrycznej (z 0% w roku 1985 do ponad 11% w roku 2022). Nieco gorzej, ale również z olbrzymim trendem wzrostowym, zachowuje się energia słoneczna (0% w roku 1985, ok. 10% w roku 2022). Jednocześnie systematycznie spada udział węgla w ogólnym bilansie, z ponad 32% do 15%.

Wytwarzanie energii elektrycznej z podziałem na źródła

Ostatni w tym punkcie wykres przedstawia, jak w 2022 roku kształtował się udział konkretnych źródeł w wytwarzaniu energii elektrycznej w poszczególnych krajach. Dla ułatwienia źródła podzielono na 3 kategorie: paliwa kopalne, atom, źródła odnawialne. Oczywiście na wykresie przedstawiono wybrane kraje i obszary, tj. ujęto Europę jako kontynent ze średnią udziału poszczególnych źródeł wszystkich jej krajów oraz osobno cały świat.

W porównaniu ze średnią światową Europa, w procesie produkcji elektrycznej, wykorzystuje mniej paliw kopalnych (różnica o 18 p.p.) oraz więcej źródeł odnawialnych (różnica o 6 p.p.) i jądrowych (ponad 11 p.p.).

Dodatkowo widać diametralne różnice między poszczególnymi krajami naszego kontynentu. Kraje takie, jak Islandia czy Norwegia niemal 100% swojej elektryczności wytwarzają z wykorzystaniem OZE. Są również kraje, takie jak Francja, które w przeważającej mierze bazują na elektrowniach atomowych. Z kolei Polska znacząco odbiega od unijnej średniej, prawie 80% energii elektrycznej produkując z węgla. Jedynie 21% naszej elektryczności wytwarzane jest ze źródeł odnawialnych.

Produkcja energii elektrycznej z paliw kopalnych

Zacznijmy od tematu pozyskiwania energii elektrycznej z nieodnawialnych źródeł energii. Specjalnie nie zamieszczam w tym punkcie danych dotyczących atomu i energetyki jądrowej. O nich przeczytasz w dalszej części artykułu.

Pierwsza ilustracja przedstawia mapę Europy z oznaczeniem, ile procentowo energii elektrycznej dany kraj produkuje z paliw kopalnych. Kolor kremowy odpowiada tu przedziałowi od 0 do 10%, natomiast im ciemniejszy czerwony, tym ten udział jest większy. Dane dotyczą roku 2022.

Żeby lepiej zobrazować zmiany zachodzące w tym aspekcie między rokiem 1985 a 2022, załączam poniższy wykres. Prezentuje on te same informacje co powyższa mapka, jednak odnosi się nie do pojedynczego roku, a okresu niemal 40 lat. Dzięki temu widzimy, jakie w tym czasie zaszły zmiany na polu wykorzystania paliw kopalnych do produkcji elektryczności w wybranych krajach.

Generalnie widać, że większość krajów zmniejszyła udział paliw kopalnych. Niektóre mniej, inne więcej. Francja i Szwecja raczej nie ograniczyły stopnia wykorzystania paliw kopalnych w produkcji energii elektrycznej, jednak już od lat 80-tych korzystały one w niskim stopniu z tych źródeł. Nawet Polska, która jest niechlubnym liderem tego zestawienia, zmniejszyła wykorzystanie paliw kopalnych o około 20 punktów procentowych.

Węgiel

Przejdźmy teraz do pierwszego z paliw kopalnych, jakim jest węgiel. Mapka ta prezentuje procentowy udział węgla w całkowitej produkcji energii elektrycznej. W przeciwieństwie do poprzedniej mapki znacznie mniej krajów zaznaczono na jakikolwiek odcień koloru czerwonego. Oznacza to, że mimo iż większość krajów Europy wykorzystuje paliwa kopalne, to jednak nie należy do nich węgiel. Na naszym kontynencie przyjęło się uważać węgiel, za najbardziej zanieczyszczające paliwo. Stąd kraje (szczególnie Europy Zachodniej) decydowały się bardziej na gaz niż na węgiel.

Poniższy wykres świetnie przedstawia, jak na przestrzeni lat wyglądało odchodzenie gospodarek krajowych od produkcji energii elektrycznej z węgla. Wszystkie przedstawione kraje ograniczyły w tym czasie wykorzystanie węgla, jednak największe zmiany zaszły w Wielkiej Brytanii i Grecji (odpowiednio spadek o ponad 58 p.p. i 60 p.p). W UK spadek udziału węgla w całej gospodarce kraju miał początek za czasów rządów Margaret Thatcher, w trakcie i po których zamknięto większość krajowych kopalń węgla.

Gaz

Czas teraz na drugie z paliw kopalnych, jakim jest gaz. I znowu mapka Europy przedstawia procentowy udział produkcji energii elektrycznej z tego paliwa w 2022 roku. Raczej nie powinno dziwić, że te kraje, które tutaj są zaznaczone na najciemniejsze kolory, wcale nie były tak oznaczone na poprzedniej mapce. Jest to związane z tym, o czym pisałam przed chwilą. Co ciekawe, mimo że Norwegia odpowiada w Europie za ponad 50% wydobycia gazu, to sama go nie wykorzystuje, odsprzedając nadwyżki.

A jak z kolei wyglądała produkcja energii elektrycznej z gazu na przestrzeni lat? Odwrotnie niż na poprzednim wykresie, tym razem mamy tendencję wzrostową. Jest to spowodowane stopniowym odchodzeniem poszczególnych gospodarek od węgla.

Produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych

Czas teraz na ekologiczne źródła energii. Na poniższym wykresie przedstawiono dane z lat 1965-2022 z podziałem konkretnego typu OZE w całkowitej produkcji energii elektrycznej tylko ze źródeł odnawialnych. A więc od dołu mamy: energię wodną, wiatr, słońce i na końcu pozostałe źródła odnawialne, czyli geotermię, biomasę, odpady, energię fal i pływów. Okazuje się, że diametralnie spadło w tym okresie wykorzystanie wody do produkcji energii, za to zwiększył się udział pozostałych odmian OZE.

Z kolei poniższa mapka prezentuje procentowy udział energii uzyskiwanej z OZE na tle całkowitej produkcji energii elektrycznej w roku 2022.

A jak wyglądają zmiany na tym polu między rokiem 1985 a 2022? Norwegia i Islandia praktycznie niezmiennie czerpią z OZE prawie 100% swojej elektryczności. Pozostałe kraje zwiększyły w tym czasie udział odnawialnych źródeł w ogólnym bilansie.

Energia słoneczna

Na pierwszy ogień pójdzie energia słoneczna. Im ciemniejszy kolor na mapie, tym dany kraj więcej energii elektrycznej produkował ze słońca w 2022 roku. Udział ten jest generalnie większy w krajach południa kontynentu, np. Hiszpania, Grecja, Włochy.

W okresie od 1985 roku do teraz niemal wszystkie z poniższych krajów zwiększyły udział energii słonecznej w ogólnym bilansie produkcji prądu. Co ciekawe do 2003 roku udział ten pozostawał w każdym kraju na poziomie 0%. Dopiero od tego roku notujemy wzrost sięgający czasami ponad 10 p.p. (Grecja, Hiszpania, Niemcy). Jednak w krajach północy wzrost ten był minimalny.

Energia wiatrowa

Jeśli chodzi o wykorzystanie wiatru, to różnice w obrębie kontynentu nie są już tak duże. Jedynie Dania znacząco przewyższa wszystkie kraje pod względem produkcji energii z wiatru.

W kraju klocków Lego i Andersena ponad 50% energii elektrycznej wytwarza się z wiatru. Duży wpływ na to ma położenie Danii nad Morzem Północnym i u ujścia Morza Bałtyckiego, co generujące silne wiatry. Na drugim końcu rankingu znalazły się Czechy z niespełna 1% energii z wiatru.

Energia wodna

Przez długie lata energetyka wodna dominowała w produkcji energii elektrycznej z OZE. Bierze się to stąd, że woda była najwcześniej wykorzystywanym przez człowieka źródłem odnawialnym. Wspomnijmy choćby młyny lokalizowane nad rzeczkami i strumieniami. Obecnie jedynie niewielki odsetek krajów Europy wykorzystuje energię wodną.

Są to głównie Norwegia i Islandia odpowiednio z ponad 88% i 70% produkcji prądu z wody. Średnia europejska wynosi prawie 15% i praktycznie nie zmieniła się od roku 1985. Trend większości krajów jest podobny i utrzymuje się mniej więcej na stałym poziomie, z lekkim spadkiem w przypadku Norwegii i Islandii.

Produkcja energii elektrycznej z elektrowni atomowych

Energia atomowa znalazła się w osobnej kategorii. Z jednej strony proces wytwarzania energii elektrycznej z atomu jest nieszkodliwy dla środowiska. Z drugiej jednak problem stanowi wydobycie uranu (jako paliwa kopalnego i nieodnawialnego) oraz późniejsza utylizacja prętów paliwowych, które jeszcze przez długi czas po spełnieniu swojej roli w elektrowni są bardzo szkodliwe dla środowiska. Ponadto budowa atomówek jest droga i wywołuje w wielu ludziach strach. Wszyscy kojarzą katastrofę w Czarnobylu i Fukushimie. Dlatego część krajów Europy nie inwestuje w tę technologię.

Największy udział atomu w produkcji prądu ma Francja z ponad 60%. Drugie miejsce piastuje Słowacja. We wszystkich wymienionych niżej krajach udział elektrowni jądrowych utrzymuje się na stałym poziomie, z wyjątkiem Niemiec, które systematycznie wygaszają swoje moce wytwórcze.

A co z bezpieczeństwem?

No właśnie. Które z prezentowanych źródeł jest najbezpieczniejsze i najczystsze? Generalnie obie te wielkości idą mniej więcej w parze. Spójrz na poniższą grafikę. Po lewej stronie mamy współczynnik zgonów z powodu wypadku i zanieczyszczenia powietrza dla danego źródła energii. Natomiast po prawej stronie pokazano emisję gazów cieplarnianych.

Zaprezentowany współczynnik śmierci odnosi się do 1 TWh wytworzonej energii elektrycznej. Jak nietrudno się domyśleć, największy współczynnik ma węgiel oraz ropa. Oba te źródła odpowiadają łącznie za 83% zgonów związanych z procesem wytwarzania energii elektrycznej, jednocześnie odpowiadając jedynie za 39% całkowitej produkcji. Za najbardziej bezpieczne uznaje się źródła odnawialne i energię atomową.

Jeśli chodzi o zanieczyszczenie powietrza gazami cieplarnianymi, to jest ono wyrażone w ekwiwalencie dwutlenku węgla na 1 GWh wyprodukowanej energii dla całego cyklu życia elektrowni opartej na danym źródle. I znowu na podium znalazły się węgiel, ropa oraz gaz, odpowiadając za 88% zanieczyszczenia, stanowiąc jedynie 61% rynku wytwórczego.

Podsumowanie

Jeremy Clarkson napisał w swojej książce „Świat według Clarksona” następujące słowa:

„Jak to możliwe, że eurodeputowanym udało się wprowadzić ujednolicone banany, a nadal pozwalają, aby w każdym państwie członkowskim istniał inny, za każdym razem ekscytujący sposób wydobywania elektryczności ze ściany.”

Odpowiedzi na pytanie dziennikarza jest kilka, chociażby:

• lokalizacja danego kraju,
• jego zasoby finansowe,
• chęć polityków do wprowadzania zmian,
• zdanie obywateli,
• posiadane złoża paliw kopalnych,
• i wiele więcej.

Mimo powyższego mam teraz nadzieję, że artykuł ten rzucił trochę światła na temat tego, jak wygląda produkcja energii elektrycznej w Europie i jak do tego podchodzą poszczególne kraje. Moja analiza mogłaby być zdecydowanie bardziej zaawansowana, jednak potrzeba by na to zdecydowanie więcej miejsca i Twojego czasu na jej przeczytanie.

Jeśli jednak masz swoje uwagi i spostrzeżenia na powyższy temat, to podziel się nimi w komentarzu poniżej.