Bez kasy nie ma... kasy

Nie tak dawno na łamach "Buduj z Głową", w artykule pt. "(U)chwycić słońce", pisałem o różnych typach konstrukcji ogniw fotowoltaicznych (zachęcam do sięgnięcia po numer 3/2014). Jest tam zamieszczony rysunek, który może stać się poniekąd proroczy. Widnieje na nim podpis: "Widzisz? Takie kolektory niebawem będą passé! Nadchodzą perowskity!!!...". Właśnie na łamach ubiegłorocznego BzG mogliście Państwo zapoznać się z perowskitami.
Dla przypomnienia, perowskity to grupa nieorganicznych związków chemicznych, które pochłaniają światło widzialne w taki sposób, że można z nich odzyskiwać energię elektryczną. Czyli, podobnie jak z krzemu, którego udział w komercyjnym rynku fotowoltaiki przekracza 80%. Ich największa przewaga, w stosunku do konstrukcji opartych na krzemie, polega na możliwości naniesienia ich na dowolną powierzchnię (przede wszystkim na elastyczną, czego nie można zrobić z krzemem). Dodatkowo można tego dokonać bez konieczności użycia wysokich temperatur, czyli oszczędzając energię. Dlaczego wracamy do tematu? Po pierwsze – to olbrzymi sukces Polki (a przecież należy promować polskich naukowców) pani Olgi Malinkiewicz, która opracowała prosty i tani sposób produkcji materiału, który w sumie znany jest z przyrody już od XIX w. A po drugie, co cieszy jeszcze bardziej, projekt ten ma szansę na komercyjną realizację. Wiele projektów nigdy nie opuszcza sal laboratoryjnych, a tu proszę - jest ku temu olbrzymia okazja. Żeby tego dokonać, należy połączyć dwie często nie idące ze sobą w parze dziedziny życia: naukę i biznes. Firma Saule Technologies, założona przez Olgę Malinkiewicz (odpowiedzialną za stronę naukową przedsięwzięcia) wraz z Piotrem Krychem i Arturem Kupczunasem (odpowiedzialni są za biznesowy filar firmy) dąży do jak najszybszego połączenia ogniw perowskitowych z obecnie istniejącymi produktami. Pozwoli to na stworzenie nowej generacji ogniw fotowoltaicznych, ultracienkich, o bardzo małej masie, niemających wpływu na dodatkowe obciążenie konstrukcji, co pozwoli z kolei na zintegrowanie ogniw z budynkami (BIPV - dachówki, materiały elewacyjne, okna). Elastyczne, półprzezroczyste ogniwo, na bazie folii PET, będzie można łączyć z dowolnie wybranymi produktami. Wytworzony sztucznie w laboratorium kryształ ma być nadrukowywany na folię bez użycia wysokich temperatur (w przypadku krzemu to ok. 1000 stopni Celsjusza), a zatem tani. Aby od projektu przejść do przemysłowej produkcji, potrzeba, jak wspomniałem powyżej, dużego zaangażowania biznesowego, czyli po prostu pieniędzy. We wrześniu br. udało się to osiągnąć dzięki podpisaniu umowy z jednym z największych japońskich inwestorów, Hideo Sawada. Hideo Sawada to jeden z najważniejszych japońskich biznesmenów, który posiada udziały w kilkunastu wiodących przedsiębiorstwach, głównie z sektora finansowego, teraz wkracza także na rynek OZE. Saule Technologies otrzymała również dotację rządową z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (25,5 mln grant z unijnego Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój), a także nawiązała współpracę z Agencją Rozwoju Przemysłu - ARP Venture, która będzie rozpowszechniała wynalazek firmy w polskim przemyśle. Fundusz udzielił jej statusu obserwatora, co w praktyce daje możliwość nawiązania współpracy z innymi spółkami branżowymi, jednostkami badawczymi i naukowymi. Ponadto firma będzie mogła budować własną pozycję rynkową, korzystając ze wsparcia ARP Venture na poziomie operacyjnym i strategicznym. Dzięki tym środkom i zaangażowaniu kapitału japońskiego inwestora (około 20 mln zł), Saule Technologies będzie mogła zrealizować projekt, którego wartość szacuje się na 34,6 mln zł, i przyspieszyć komercjalizację wynalazku. Współpraca ta ułatwi wejście na rynek japoński i azjatycki, a dalej na rynek całego świata. Nowa technologia, nad którą pracuje Saule Technologies, powinna zrewolucjonizować rynek energii słonecznej i uczynić go bardziej dostępnym i powszechnym. Dodatkowo zainteresowanie technologią wyraziły też przemysł obronny i lotniczy. Przedstawiciele Saule Technologies spotykali się m.in. z przedstawicielami polskiej armii oraz europejskiego koncernu lotniczego Airbus. Polak potrafi!!! I mam nadzieje, że również na łamach BzG przeczytamy jeszcze o "polskich" perowskitach lub innych wynalazkach/ odkryciach, które będą wdrażane w codzienne życie.

A skoro jesteśmy przy energii słonecznej, to bardzo ciekawy, póki co pilotażowy i niestety tylko w USA, pomysł przedstawił internetowy potentat - Google. Doskonale znamy Google Maps i Google Earth, teraz wkracza projekt, który ma nam pomóc w podjęciu decyzji, czy warto instalować panele słoneczne. Na razie Amerykanie (część regionów), a pewnie i niedługo inne nacje, po podaniu adresu swojego domu dowiedzą się, na jakie nasłonecznie swojego dachu można liczyć i ile pieniędzy zaoszczędzić rocznie, instalując panele słoneczne. Do oszacowania operacji słonecznej wykorzystywane są m.in. trójwymiarowe modele dachów, uwzględnia się też cień rzucany przez drzewa i inne obiekty. W obliczeniach mają pomóc wieloletnie dane dotyczące zachmurzenia i temperatury. Google to nie tylko oprogramowanie, to również gigantyczne inwestycje. W energetykę wiatrową, farmy fotowoltaiczne zainwestował ponad 2 mld dolarów. Finansowane przez firmę projekty wykorzystania energii odnawialnej mają generować ponad 2,5 GW energii elektrycznej. Google chwali się również, że 35% energii potrzebnej do zasilania jego biur pochodzi z zielonej energii.
W tyle nie pozostaje najbogatszy wg Forbesa człowiek na świecie - Bill Gates (majątek oceniany w roku 2015 na 79,2 mld dolarów). Zainwestuje on w sektorze energii odnawialnej w ciągu najbliższych 5 lat 2 mld dolarów, podwajając w ten sposób swoje inwestycje w tym sektorze. Głównym jego celem jest dofinansowanie badań i inwestycji w technologie, które pomogą w walce ze zmianami klimatu. O tym, że do inwestycji w energię odnawialną biznesmeni podchodzą z pewną rezerwą i mówią o inwestycji "wysokiego ryzyka" świadczy m.in. fakt, że wymieniony wyżej Gates nie zamierza wycofać swoich funduszy z inwestycji związanych z paliwami kopalnymi. Fundacja, prowadzona przez amerykańskiego miliardera, zainwestowała w tym sektorze dotąd około 1,4 mld dolarów.
Przedsiębiorstwa Warrena Buffetta, trzeciego najbogatszego na liście Forbesa czerpią energię z wód geotermalnych, elektrowni wiatrowych i słonecznych. Buffett wspiera Baracka Obamę w rozszerzaniu wymogów zmniejszenia emisji CO₂ na całe Stany Zjednoczone. Jeśli tak się stanie, będzie jednym z tych, którzy najwięcej na tym skorzystają. W końcu jest największym udziałowcem w farmach wiatrowych w USA...
Nie pozostaje w tyle także inny gigant – firma Apple. Na inwestycje w budowę farm słonecznych wyda prawie 3 mld dolarów. Już teraz wszystkie centra danych (serwerownie) spółki są zasilane energią odnawialną. A warto wiedzieć, że centra danych to najbardziej energochłonne elementy infrastruktury IT. Większość energii przeznaczana jest na zasilanie i chłodzenie serwerów.
A bliżej nas, IKEA kupuje farmy wiatrowe w naszym kraju, które mają wygenerować energię elektryczną na poziomie 50% całego zużycia energii przez spółki z Grupy IKEA w Polsce. Szwedzi zakupili także dwie kolejne farmy wiatrowe położone w Dolnej Saksonii w Niemczech. Dzięki temu koncern zwiększył łączną moc swoich elektrowni wiatrowych do 93 MW, co odpowiada w ujęciu globalnym 1/10 jego zapotrzebowania na energię elektryczną. IKEA chce pójść jeszcze dalej i zamierza całkowicie przejść na zasilanie swoich zakładów energią odnawialną.
Nie oszukujmy się, giganci rynku inwestują w OZE przede wszystkim dla zysku. Albo - także dla zysku, ale doskonale pamiętają o tym, jak ważny jest PR, ekoreklama i ocieplanie wizerunku. Jeśli więc wielkie koncerny finansowe przeznaczają na budowanie tej energetyki tak wielkie pieniądze, to można mieć pewność, iż wiedzą, co robią.
Te duże i małe.

O ile koncerny inwestują potężne pieniądze w duże projekty (jak chociażby powstająca największa morska farma wiatrowa na świecie z około 400 turbinami, za circa 10 mld dolarów), to ci mniejsi, podobnie jak "my" z perowskitami, mają problem, by wyjść poza fazę projektową.

Do ciekawszych projektów, które mają szansę wejść na rynek komercyjny, należy turbina wiatrowa, która wygląda jak drzewo. Projektanci z francuskiej firmy MICHAUD-Larivière oparli się w swoim działaniu o biomimetykę. Postanowili wykorzystać rozwiązania występujące w naturze i adaptować je w technice. Znamy przecież kwiat lotosu, który zainspirował wynalezienie samooczyszczających się powierzchni. Znamy sztuczne rzepy "stworzone" na podstawie haków łopianu. Tym razem projektantów zainspirowały poruszające się na drzewie liście. Turbina, a właściwie wiele mini turbin, które umieszczone są jak liście na drzewie, generuje około 4,1 kilowatów mocy. Wykorzystuje najmniejszy przepływ powietrza, może obsługiwać wszystkie typy wiatru: laminarny i turbulentny, miejskiego i naturalnego środowiska. Do działania potrzebuje wiatru o prędkości 2 m/s (tradycyjne 4-5 m/s), czyli ma krótszy czas reakcji i można ją lepiej wykorzystać. Konstrukcja biomimetyczna umożliwia bezproblemową integrację z wszystkimi typami krajobrazu, zarówno miejskimi, jak i wiejskimi. Cała technologia jest niewidoczna: kable, generatory, wszystko jest zintegrowane w gałęziach i pniach. Ponieważ mamy do czynienia z turbinami pionowymi, generują one o wiele mniej hałasu, aniżeli tradycyjne turbiny wiatrowe. Turbina ma mieć 12 metrowy "pień" i 72 aeroliście, a jej cena to około 25 tys. euro. Możemy powiedzieć, że to dużo, jak na konstrukcję, która dostarczy ok. 4 kW mocy. Należy jednak raczej potraktować projekt ten w kategoriach innowacyjności, a te rzadko kiedy przynoszą zyski w krótkim czasie. Wiatrowe drzewo ma się stać inspiracją dla innych pomysłów, które mogłyby przyczynić się do rozwoju innych technologii lub procesów, które następnie będą prowadzić do bardziej efektywnego modelu biznesowego. Nikt nie powie, że farmy wiatrowe, z setkami wysokich na kilkadziesiąt metrów turbinami, stanowią wielką atrakcję krajoznawczą. A tu proszę mamy efekt estetyczny, ekologiczny, praktyczny i edukacyjny. Niejedno dziecko (a może i dorosły) otworzy szeroko buzię, gdy zobaczy i dowie się, że np. latarnie na jego ulicy zasilane są właśnie z takich mini elektrowni.

Czego możemy spodziewać się w przyszłości w obszarze odnawialnych źródeł energii? Odpowiedź nie jest prosta. Póki co znamy dane za rok 2014. Ubiegły rok przyniósł wzrost poziomu inwestycji w OZE na świecie o 17% w stosunku do roku 2013 i osiągnął poziom ponad 270 mld dolarów (bez projektów związanych z hydroelektrowniami, o mocy ponad 50 MW). Jeżeli dodamy do tego owe hydroelektrownie, to otrzymamy prawie 301 mld dolarów. Był to pierwszy roczny wzrost zainwestowanych pieniędzy w odnawialne źródła energii (z wyłączeniem dużych projektów wodno-elektrycznych) w ciągu trzech ostatnich lat, w sumie tylko 3% poniżej rekordu wszechczasów z 2011 roku. Przyczyniły się do tego przede wszystkim nowe inwestycje w instalacje wiatrowe i słoneczne umiejscowione w Chinach (ok. 81 mld dolarów), USA (ok. 36 mld dolarów) i Japonii (ok. 34 mld dolarów). Jak wyglądały wydatki na nowe inwestycje w odnawialne źródła energii na przestrzeni ostatnich 10 lat, przedstawia poniższa tabela.

Między 2013 a 2014 rokiem największy wzrost inwestycji miał miejsce co prawda dla sektora morskiego (110%), ale było to ledwie 0,4 mld dolarów. Sektor słoneczny (25% wzrost), który zajął drugie miejsce w inwestycjach, zasilony został aż o 150 mld dolarów, instalacje wiatrowe (11% wzrost) otrzymały 99 mld dolarów. Pod kreską mimo zainwestowanych 5-8 mld dolarów znalazły się sektory biopaliw, biomas i małe hydroelektrownie (spadek inwestycji od 8 do 17%).

Należy zwrócić uwagę też na fakt, że technologie, dzięki którym przetwarzana jest energia słoneczna i wiatrowa, są coraz tańsze i doskonalsze, co oznacza, że za każdego zainwestowanego dolara kupimy więcej mocy wytwórczych. Szacunkowy udział produkcji energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych, wyniósł w 2014 roku 22,8% (pozostałą część wyprodukowano z paliw kopalnych i jądrowych) – 16,6% to energia pozyskana z hydroelektrowni, 3,1% z wiatru, 1,8% z biopaliw, 0,9% z paneli słonecznych, a 0,4% uzyskanej energii otrzymano z geotermii i oceanów. Zainteresowanych szczegółowym rocznym (2015) raportem dot. odnawialnych źródeł energii, zapraszam na stronę: www.ren21.net.

Jak z kolei podaje Międzynarodowa Agencja Energii, przy wzroście w 2014 roku światowej gospodarki o 3%, emisja CO₂ do atmosfery, związana z sektorem energetycznym, pozostała na niezmienionym poziomie. Nowe inwestycje w odnawialne źródła energii stanowiły w ubiegłym roku prawie 50% wszystkich inwestycji w sektor energetyczny. Przewiduje się, że w 2030 r. nowe inwestycje w OZE mają osiągnąć poziom 400 mld dolarów.

Przyszłość należy do energii odnawialnej.