P powszechna
P platforma
T transformacyjna
E energetyki
KONCEPCJE I MODELE MONIZMU ELEKTRYCZNEGO
K koncepcje
M modele
M monizmu
E elektrycznego
Monizm elektryczny ma podstawy teoretyczne w trzech paradygmatach:
prosumenckim, egzergetycznym i wirtualizacyjnymi
oraz budowanie metody badawczej monizmu elektrycznego.
W warstwie praktycznej jest natomiast nierozerwalnie powiązany z elektryką OZE
Racjonalizacja bilansów energetycznych jest podstawowym narzędziem badawczym potrzebnym do opisu transformacji energetycznej. Narzędzie to pozwala porównywać bilanse stosowane w energetyce paliw kopalnych (energetyka WEK – wielkoskalowa energetyka korporacyjna) oraz bilanse stosowane w moniźmie elektrycznym (ME). Inaczej, pozwala przeliczać różne rodzaje energii występujące w energetyce paliw kopalnych (WEK) oraz w ME (elektryczna energetyka prosumencka – EP, elektryczne źródła OZE).
Siła napędowa tkwiąca w moniźmie elektrycznym (ME) ujawnia się przede wszystkim w jego efektywności energetycznej. Do jej pomiaru można stosować zróżnicowane (zawsze zobiektywizowane) wskaźniki efektywności energetycznej ME (εME ), powiązane z charakterystycznymi bilansami energetycznymi. Podstawą tych bilansów w ME są: energia napędowa (elektryczna, w tendencji tylko ze źródeł OZE) i energia użyteczna (energia elektryczna, energia transportowa, ciepło użyteczne).
Jeden z najprostszych przykładów wskaźnika efektywności energetycznej ME wiąże się z zastosowaniem pompy ciepła w procesach grzejnych. Ponieważ do energii użytecznej w tym wypadku wlicza się ciepło pozyskiwane z otoczenia, to „sprawność” procesu grzejnego realizowanego w moniźmie elektrycznym jest równa współczynnikowi COP pompy ciepła – jego wartość eksploatacyjna jest obecnie na ogół większa od 3. Czyli wartość wskaźnika efektywności energetycznej ME wynosi: εME > 3.
Podobną wartość (εME > 3) ma wskaźnik efektywności energetycznej ME w wypadku zamiany samochodu z silnikiem spalinowym na samochód elektryczny (zasilany energią elektryczną ze źródeł OZE; korzyść tym razem jest wynikiem różnicy sprawności (sprawność eksploatacyjna napędu samochodu z silnikiem spalinowym wynosi około (15-20)%, a dla samochodu elektrycznego jest to około (50-60)%. Jest to zatem korzyść, której źródłem jest co najmniej 3-krotne obniżenie energii napędowej (energia użyteczna jest taka sama), wynikające z bardzo wysokiej jakości energii elektrycznej i niskiej (w terminach egzergetycznych) jakości energii chemicznej (paliwa transportowego).
Ekstremalną wartość (εME > 12) ma wskaźnik efektywności energetycznej ME osiągalny w transformacji energetycznej istniejącego budownictwa mieszkaniowego, zarówno w odniesieniu do domów jednorodzinnych jak i budownictwa wielorodzinnego w miastach. W tym wypadku korzyść wynika z pasywizacji budownictwa (możliwość obniżenia rocznego zapotrzebowania na ciepło grzewcze z przeciętnej, dla istniejących zasobów, wartości 180 kWh/m2 do 45 kWh/m2) oraz z zastosowania pompy ciepła zasilanej elektryczną energią napędową ze źródeł OZE.
Druga i trzecia zasada termodynamiki (i ryzyko zmian klimatycznych) są najważniejszym powodem, aby całą energetykę paliw kopalnych transformować do monizmu elektrycznego OZE. W wymiarze praktycznym (egzergetycznym) jest tym powodem efektywność energetyczna. Ale trzeba też dostrzegać wiele innych argumentów na rzecz ME. Są to argumenty z obszaru technologii (innowacje przełomowe). Ponadto, równorzędne stają się argumenty z obszaru ekonomii. W tym wypadku kluczowe znaczenie ma zastąpienie energetycznego keynesizmu rynkiem: energii elektrycznej, ale w znacznie jeszcze większym stopniu rynkiem produktów i usług dla energetyki EP i dla energetyki NI.
Na obecnym etapie rozwojowym energetyczny keynesizm oznacza w gruncie rzeczy politykę energetyczną z „wstecznymi” (na rzecz przeszłości, czyli na rzecz ukształtowanych w przeszłości grup interesów) transferami politycznymi, groźnymi dla przyszłości. Nowe rynki zaspakajania potrzeb energetycznych nie wymagają polityki energetycznej, wymagają natomiast dobrych mechanizmów konkurencji, właściwych dla osiągniętego już postępu technologicznego, i dla potencjału dyfuzji nowych technologii energetycznych (innowacji energetycznych) do całej gospodarki. W sensie ogólnym muszą to być liberalne rynki, uwolnione od polityki energetycznej.
W rezultacie w moniźmie elektrycznym, który jest jedynością energii elektrycznej w zaspakajaniu potrzeb energetycznych kryje się pluralizm mikroekonomicznej, rynkowej rozmaitości zaspakajania tych potrzeb u wszystkich, którzy je mają (czyli u szeroko rozumianych prosumentów). W szczególności jest to pluralizm, który objawia się tym, że pochodzenie energii elektrycznej OZE, będącej jedyną energią napędową w zaspakajaniu wszystkich potrzeb energetycznych, przestaje być domeną elektroenergetyki WEK, jednolitych rynków energii elektrycznej w obecnej postaci, wreszcie domeną jednolitych systemów elektroenergetycznych w obecnej postaci. Staje się natomiast przedmiotem całkowicie nowych rynków zaspakajania potrzeb energetycznych.
Generalnie, transformacja do monizmu elektrycznego oznacza transformację od efektu skali i infrastruktury sieciowej całej energetyki WEK (wielkoskalowych dóbr inwestycyjnych i gigantycznych przedsięwzięć budowlanych) do efektu skalowalności i produkcji fabrycznej elektrycznych: źródeł elektrycznych OZE oraz odbiorników i urządzeń AGD oraz aparatów i urządzeń przemysłowych. Dynamika dokonujących się zmian nie pozostawia już wątpliwości odnośnie siły efektu skalowalności i produkcji fabrycznej w procesie transformacji do monizmu elektrycznego. Siła ta przejawia się w bardzo różnorodny sposób. W szczególności jest to zwiększająca się dynamika autonomizowania elektrycznych odbiorników i urządzeń AGD oraz aparatów i urządzeń przemysłowych za pomocą baterii akumulatorów elektrycznych. Znaczenie takiego autonomizowania wynika z faktu, że pobudza on (ogólnie) mechanizm korzyści krańcowych jako siłę napędową transformacji energetyki.

Jan Popczyk

***
Materiały Źródłowe do Bazowego Kompendium Transformacji Energetyki
  • [1]  Popczyk J. TRANSFORMACJA ENERGETYKI – paradygmatyczny triplet i mapa oraz trajektoria. Śląskie Wiadomości Elektryczne, 5'2018.

  • Dwa Cykle Raportów pod redakcją Popczyk J.: Transformacja energetyki w rynki energii użytecznej OZE – perspektywa 2050.
  • [2]  Cykl Raportów BŹEP: Popczyk J., Bodzek K., Fice M., Kiluk S., Michalak J. , Wójcicki R.: Dwanaście Raportów Biblioteki Źródłowej Energetyki Prosumenckiej, datowanych: październik 2017 – styczeń 2018.
  • [3]  Cykl Raportów BPEP: Popczyk J., Bodzek K., Fice M., Dębowski K., Pilśniak A., Sztymelski K., Wójcicki R., Grześkowiak J., Szczeciński W., Wereszczyński D., Wesołowski T.: Zaplanowanych dwanaście Raportów Biblioteki Powszechnej Energetyki Prosumenckiej, datowanie pierwszych dziesięciu: luty 2018 – listopad 2018.
  • [4]  Biblioteka BŹEP, zasoby poza Cyklami [2] i [3]

linki: