Ocena roli „Programu polskiej energetyki jądrowej” w osiąganiu celów redukcji gazów cieplarnianych

Opis projektu

W październiku 2016 r. Polska ratyfikowała Porozumienie Paryskie. W swoim komentarzu minister ochrony środowiska podkreślił, że traktat ten gwarantuje dalsze wykorzystywanie przez Polskę rozległych złóż węgla kamiennego i brunatnego. Oświadczenie to wskazuje na kluczową przeszkodę dla rozwoju technologii wytwarzania energii niewęglowej w Polsce – stanowią ją dostępność i niska cena węgla w zestawieniu z wysoką ceną inwestycji w technologie niskowęglowe, włączając w to energetykę jądrową. W dalszej części swojego oświadczenia minister uznał, że Polska zmniejszy emisję CO2 przez zastosowanie nowoczesnych technologii przy budowie nowych bloków energetycznych i sekwestracji CO2 przez lasy. W oświadczeniu, ani energia odnawialna, ani też energia jądrowa nie są wspomniane, ale z pewnością będą one rozważane w poważnych dyskusjach o strategii łagodzenia zmian klimatycznych w Polsce, ponieważ jest o nich mowa w oficjalnych dokumentach.

Istnieje kilka dokumentów rządowych istotnych z punktu widzenia strategii łagodzenia zmian klimatycznych w Polsce, m.in.: Program Polskiej Energetyki Jądrowej (PPEJ) przyjęty przez Radę Ministrów w 2014 r. (PPEJ) oraz Polityka energetyczna Polski do 2030 (PEP 2030) przyjęta w 2009 r. Ten ostatni dokument zostanie zastąpiony przez Politykę energetyczną Polski do 2050 (PEP 2050), której ostateczny kształt nie został jeszcze przesądzony. Opracowywany jest jeszcze jeden dokument, tj. Narodowy program gospodarki niskoemisyjnej (NPGN), który dotyczy bezpośrednio problemu dekarbonizacji. Wspomniane powyżej dokumenty definiują możliwe ścieżki zmian w polskim systemie energetycznym na podstawie scenariuszy rozwoju gospodarczego i technologicznego. Ponieważ dokumenty te powstały przed ratyfikacją Porozumienia Paryskiego lub wciąż znajdują się na etapie dyskusji należy przeanalizować scenariusze w nich zawarte, jak i ich skutki z punktu widzenia tego Porozumienia. Pozwoli to zweryfikować podstawowe założenia, jak również mechanizmy wspierające przyjętą politykę i zastosować je podczas definiowania strategii łagodzenia zmian klimatycznych, która jest wymagana w ramach Porozumienia Paryskiego. Choć PPEJ jest postrzegany głównie jako środek mający na celu wzmocnienie bezpieczeństwa energetycznego poprzez dywersyfikację źródeł energii, to pojawia się uzasadnione pytanie o to, jaki wpływ będzie miała jego realizacja na redukcję emisji. Jest więc ważne, aby porównać zamierzenia wynikające z PPEJ z innymi zamierzeniami w sektorze energetycznym, aby ocenić rolę energii jądrowej w kontekście polityki energetycznej, jak również w kontekście gospodarki niskoemisyjnej. Czy PPEJ może stanowić ważny krok naprzód w dążeniu do zmniejszenia emisji GHG w Polsce? To jest główne pytanie badawcze tego projektu. Aby odpowiedzieć na to i na inne pytania dotyczące dekarbonizacji polskiej gospodarki, potrzebne jest narzędzie analityczne umożliwiające porównania ilościowe skutków różnych scenariuszy rozwoju gospodarczego i technologicznego – potrzebny jest model gospodarki narodowej, w którym zwraca się szczególną uwagę na popyt i podaż energii w powiązaniu z emisją gazów cieplarnianych. Model ten powinien umożliwiać dokonywanie porównań i ocenę skutków różnych miksów energetycznych, a dzięki temu, różnych opcji podaży niskowęglowych źródeł energii, włączając w to energię jądrową, która jak dotąd nie jest w Polsce stosowana. Takiej oceny można dokonać przy pomocy modelu gospodarki narodowej, łączącego problematykę gospodarczą, energetyczną i środowiskową, czyli modelu typu 3E, który dodatkowo będzie modelem wielosektorowym, tj. takim, w którym wykorzystuje się dane pochodzące z tablic input-output (IO), bo tego typu modele są standardem w modelowaniu 3E. Aby spełnić warunki modelowania 3E model wielosektorowy powinien być tak rozbudowany, aby szczegółowej niż w standardowym ujęciu przedstawić krajowy system energetyczny jak również obejmować emisje, będące skutkiem działań gospodarczych. Wśród znanych z literatury modeli wielosektorowych można wyróżnić szereg charakterystycznych typów, różniących się między sobą stopniem złożoności konstrukcji – od bardzo prostych statycznych modeli input-output do bardzo złożonych, dynamicznych, w pełni zintegrowanych ekonometrycznych modeli input-output lub modeli GGE (West 1995, Karatena i Streicher 2009). Do budowy tych ostatnich niezbędne jest użycie specjalnego oprogramowania i są one bardzo trudne w użyciu przez osoby niebędące specjalistami z zakresu modelowania co oznacza, że ostateczna struktura modelu wielosektorowego powinna stanowić kompromis pomiędzy prostotą oraz złożonością i zależeć od pożądanej jakości wyników oraz kwalifikacji użytkowników końcowych. Jako przykład osiągnięcia takiego kompromisu można przytoczyć wyniki projektu IAEA-CRP112005, którego problematyka skoncentrowana jest na Ocenie Narodowych i Regionalnych Skutków Gospodarczych i Społecznych Programów Jądrowych. W ramach tego projektu podjęto decyzję o budowie tzw. rozszerzonego modelu input-output, tj., modelu wychodzącego poza najprostszy model input-output poprzez dodanie kilku istotnych właściwości, zbliżających go bardziej do realiów funkcjonowania gospodarki, takich jak endogenizacja konsumpcji, reakcja płac oraz powiązania cen z produkcją (Kratena, Viogt 2015). Inna decyzja dotyczyła zachowania prostoty zarówno na etapie wdrażania jak i wykorzystywania poprzez zainstalowanie tego modelu w środowisku arkusza kalkulacyjnego (MS Excel), dobrze znanego potencjalnym użytkownikom, a także przygotowania specjalnego oprogramowania dla tego modelu w celu ułatwienia wdrażania i użytkowania. W rezultacie powstał generyczny model EMPOWER (Extended Input Output Model for Nuclear Plant Impact Assessment), który stanowi zachętę do posłużenia się nim jako punktem wyjścia w badaniach nad wpływem PPEJ na osiągnięcie przez Polskę celów redukcji gazów cieplarnianych. 

Celem proponowanych badań jest opracowanie i przetestowanie narzędzia analitycznego, które umożliwia dokonanie porównań w formie ilościowej różnych scenariuszy rozwoju gospodarczego i technologicznego, koncentrujących się na systemie energetycznym i emisjach GHG, ze szczególnym uwzględnieniem roli energetyki jądrowej. Narzędzie to składa się z modelu matematycznego gospodarki narodowej, jak również z oprogramowania umożliwiającego jego instalację i uruchomienie. Będzie ono miało charakter generyczny co oznacza, że można je zastosować w odniesieniu do każdego kraju. Zostanie ono wykorzystane na przykładzie polskiej gospodarki, w celu porównania rezultatów scenariuszy opracowanych na podstawie oficjalnych dokumentów, o których wyżej mowa. Rezultaty scenariuszy zostaną przeanalizowane z punktu widzenia Porozumienia Paryskiego, ze szczególnym uwzględnieniem Polskiego Programu Energii Jądrowej.

Badania te mają dwa główne cele: 

A. Ocena w jakim stopni PPEJ przyczynia się do osiągnięcia narodowych celów redukcji emisji gazów cieplarnianych.
B. Opracowanie generycznego (w miarę możliwości) narzędzia analitycznego, mającego na celu ocenę mechanizmów wsparcia dotyczącego inwestycji w technologie niskowęglowe, łącznie z technologią jądrową. 

Aby osiągnąć ww. cele główne, należy zrealizować kilka szczegółowych celów:

1. Opracowanie koncepcji modelu właściwego dla realizacji celu A.
2. Opracowanie oprogramowania dedykowanego koncepcji modelu.
3. Zbudowanie scenariuszy na podstawie analitycznego przeglądu oficjalnych strategicznych dokumentów, dotyczących polityki energetycznej i dekarbonizacji polskiej gospodarki.
4. Budowa i wdrożenie modelu dla Polski.
5. Analizy w oparciu o wyniki symulacji przeprowadzonych dla polskiej gospodarki.
6. Upowszechnienie wyników.

Efektami projektu będą generyczny model typu 3E dla pojedynczego kraju, ze szczególnym uwzględnieniem energetyki jądrowej, na przykładzie polskiej gospodarki, raport na temat potencjalnej roli Programu Polskiej Energetyki Jądrowej w wypełnianiu narodowych celów redukcji gazów cieplarnianych na podstawie wyników przeprowadzonych symulacji, referaty konferencyjne i artykuły w pismach naukowych.