Pierwszy etap projektu ERA Bioenergy obejmowal wykonanie

Wykorzystanie metody foresight’u technologicznego do
przewidywania przyszłości energetycznej Europy
Projekt EURENDEL
Tło projektu
Liberalizacja sektora energetycznego w UE, rosnące znaczenie badań naukowych
prowadzonych na skalę międzynarodową, jak również szybki postęp techniczny wymagają
większej integracji i spójności strategii innowacyjnych w odniesieniu do kluczowych
technologii wytwarzania energii. Z drugiej strony, strategie innowacji technologicznych
powinny być pochodną prognoz i scenariuszy rozwoju sektora energetycznego. Dotychczas
podstawową metodą tworzenia scenariuszy zaopatrzenia w energię były coraz bardziej
zaawansowane modele energetyczne, oparte na bilansowaniu potrzeb energetycznych i
możliwości ich zaspokojenia z uwzględnieniem dostępnych zasobów i technologii
energetycznych, charakteryzujących się określoną sprawnością i wskaźnikami kosztów. W
dobie decentralizacji systemów, żywiołowego rozwoju i dywersyfikacji technologii
energetycznych oraz wprowadzania mechanizmów rynkowych jako narzędzia spajania
podaży i popytu na energię, modelowanie matematyczne i symulacja scenariuszy rozwoju
sektora energetycznego stają się coraz trudniejszym zadaniem. Poszukiwane są inne metody
przewidywania przyszłego modelu zaopatrzenia w energię i identyfikacji kluczowych
technologii, które mogłyby wesprzeć proces przewidywania przyszłości energetycznej UE.
Wydaje się także, że w warunkach rynkowych, obok prognoz zapotrzebowania na
poszczególne nośniki, polityka energetyczna powinna bardziej koncentrować się na
prognozach rozwoju nowych technologii.
W ramach 5 Programu Ramowego Badań i Rozwoju Technologicznego UE (5 PR)
przeprowadzono po raz pierwszy na skalę europejską badanie wykorzystujące foresight
technologiczny do przewidywania przyszłości sektora energetycznego. W projekcie
oszacowane zostały długoterminowe tendencje rozwoju nowych i wchodzących na rynek
technologii energetycznych, ich potencjał oraz spodziewane społeczne skutki ich wdrożenia w
perspektywie 30-u lat.
Foresight – proces osiągania konsensusu w ramach zainteresowanej grupy
społecznej lub zawodowej, dotyczący mogących pojawić się w przyszłości szans i
zagrożeń w danej dziedzinie. Wyniki foresight’u mogą być istotnym elementem
procesu decyzyjnego dotyczącego działań średnio- i długoterminowych.
Najczęściej spotykanym rodzajem foresight’u jest foresight technologiczny
dotyczący procesu rozwoju technologii.
Metoda delficka – metoda badań polegająca na zbieraniu informacji na dany
temat w ramach wybranej grupy społecznej lub zawodowej. Badania te są
najczęściej przeprowadzane za pomocą ankiet przesyłanych drogą pocztową lub
elektroniczną, ale możliwe są również badania o charakterze bardziej
interaktywnym z wykorzystaniem np. komputerowych list dyskusyjnych. Bardzo
często spotykanym elementem metody delfickiej jest przeprowadzanie badania z
wykorzystaniem tych samych pytań w kilku turach, po uprzednim
poinformowaniu uczestników o wynikach badania z poprzednich tur.
Podstawowe informacje o projekcie
EurEnDel: Technologiczne I społeczne wizje przyszłości
Akronim i tytuł
energetycznej Europy. Studium delfickie o zasięgu europejskim.
Źródło finansowania 5 Program Ramowy B+R UE, podprogram: Energy, instrument
Accompanying Measures
(instrument)
wrzesień 2002- wrzesień 2004
Okres realizacji
5
Liczba partnerów
IZT - Institute for Futures Studies and Technology Assessment, Niemcy
Koordynator
Europejskie Centrum Energii Odnawialnej EC BREC/IBMER
Instytucja
reprezentująca Polskę
IEFE - University Bocconi, , (Włochy)
Inni kluczowi
Prospektiker – European Institute for Future Studies and Strategic
uczestnicy
Planning, (Hiszpania)
Nr kontraktu
Kontakt
RISØ National Laboratory (Dania)
ENG1-CT-2002-00676
[email protected]
http://www.eurendel.net
Cel projektu
Najważniejszym zadaniem w projekcie EurEnDel było dwuetapowe badanie
kwestionariuszowe metodą foresight’u, do którego zaproszono ponad 3000 ekspertów
europejskich. Celem tego badania było udzielenie odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób
czynniki technologiczne oraz społeczno-gospodarcze wpływają lub mogą wpływać na tempo i
siłę wdrażania strategii innowacyjnych i które z opcji technologicznych są szczególnie
atrakcyjne dla przyszłego modelu zaopatrzenia w energię.
Dodatkowym celem projektu było także potwierdzenie praktycznej przydatności metody
foresight’u technologicznego do badań nad przyszłością sektora energetycznego.
Zgromadzona wiedza ma pomóc w sformułowaniu prawdopodobnej przyszłej struktury
europejskiego systemu energetycznego sprzyjającej polepszeniu jakości życia w Europie.
Wyniki projektu wykorzystane zostaną także do sformułowania przyszłych priorytetów prac
badawczych realizowanych w Komisji Europejskiej.
Wyniki projektu
Kwestionariusz delficki był kluczowym elementem projektu. Wybór zagadnień i
technologii, które były objęte badaniem kwestionariuszowym poprzedzony został przeglądem
licznej literatury, analizą wyników innych studiów delfickich na poziomie krajowym,
panelami eksperckimi oraz analizą strukturalna wpływów różnych możliwych zdarzeń w
obszarze sektora energetycznego (cross-impact analysis). Powyższe działania miały na celu
identyfikację kluczowych elementów systemu energetycznego oraz tendencji społecznogospodarczych do roku 2030.
Wyniki bezpośrednich badań kwestionariuszowych
W rezultacie zidentyfikowano 22 „wschodzące” technologie oraz trzy wizje rozwoju
społecznego (wizja wyboru indywidualnego, wizja równowagi ekologicznej, wizja równości
społecznej). Wyżej wspomniane technologie zostały ocenione nie tylko pod kątem
ewentualnego czasu osiągnięcia dojrzałości rynkowej, ale również pod kątem wpływu na
warunki życia społeczeństwa, środowisko i gospodarkę oraz pod kątem możliwości podjęcia
ewentualnych działań, które mogłyby spowodować przyśpieszenie penetracji rynkowej danej
technologii.
Niektóre z wyników analizy zebranego materiału są znamienne, a wnioski, które można z
nich wyciągnąć wykraczają znacząco poza powszechnie spotykane opinie w różnych
szczegółowych obszarach tematycznych. Z ankiet dostarczonych przez około 600 ekspertów z
większości krajów Europy wynika, że aż 99% z nich uważa, że w perspektywie roku 2030 aż
50% nowo budowanych budynków w Europie może być obiektami o bardzo niskim
zapotrzebowaniu na energię z zainstalowanymi systemami zarządzania energią elektryczną.
Niewiele mniej, bo aż 98% jest zdania, że w perspektywie najbliższych 20-30 lat możliwe jest
zmniejszenie zapotrzebowania na energię w przemyśle aż o 50%. Co więcej, aż 99%
respondentów uważa, że do około 2030 roku samochody napędzane ogniwami paliwowymi
mogą stanowić aż 20% wszystkich sprzedanych samochodów. Taka sama część respondentów
sądzi, że w latach 2015-2030 technologie magazynowania energii mogą być już szeroko
stosowane do poprawy charakterystyki wytwarzania energii elektrycznej przez źródła
odnawialne. Nie mniej, tylko 96% ekspertów, którzy odpowiedzieli na ankietę myśli, że
możliwe jest osiągnięcie w Europie w perspektywie następnych 30 lat, 25 procentowego
udziału energii pierwotnej z zasobów odnawialnych, ale jednocześnie 85% ekspertów sądzi,
że możliwe jest osiągnięcie przez biopaliwa 25 procentowego udziału w rynku paliw
transportowych i to bez względu na perspektywę czasową. Aż 96% respondentów jest zdania,
że systemy rozproszone mogą w perspektywie najbliższych 10-20 lat dostarczać nawet 30%
energii elektrycznej. W zakresie produkcji ciepła, 95% odpowiadających na ankietę uznało,
że już w następnej dekadzie biomasa może być szeroko rozpowszechnionym w Europie
nośnikiem do produkcji ciepła sieciowego i ciepła użytecznego produkowanego w
instalacjach centralnego ogrzewania w budynkach. Znacząco mniej, bo 81% ekspertów,
wierzy w powodzenie badań nad nową, bezpieczniejszą generacją technologii
wykorzystujących proces rozszczepienia. Jeszcze mniej, bo tylko 78% ekspertów wierzy w
sukces badań naukowych w zakresie produkcji energii z wykorzystaniem syntezy jądrowej,
niezależnie od horyzontu czasowego.
Wyniki analiz opcji technologicznych
W wyniku analizy szerszego kontekstu wypowiedzi ekspertów na temat poszczególnych
technologii, udało się je podzielić na dwie kategorie tzw. „pewne” oraz „warunkowe”.
„Pewne” są to technologie, które z dużym prawdopodobieństwem będą odgrywały znaczącą
rolę w systemie energetycznym, niezależnie od zmieniających się warunków społecznoekonomicznych, opcji politycznych etc. Wszelkie decyzje związane z planowaniem
strategicznym powinny uwzględniać rosnące znaczenie takich technologii, ponieważ są one w
stanie zaspokoić potrzeby zarówno ekonomiczne, ekologiczne jak i społeczne, w kontekście
zrównoważonego rozwoju. Technologie te powinny być traktowane priorytetowo. Do takich
pewnych technologii należą:
• technologie mające na celu zmniejszenie zużycia energii w sektorze mieszkaniowym oraz
w przemyśle,
• niektóre odnawialne źródła energii (np. biomasa do celów energetycznych, energetyka
wiatrowa),
• technologie magazynowania energii, w szczególności w połączeniu z odnawialnymi
źródłami energii charakteryzującymi się niestabilnością dostaw,
• ogniwa paliwowe.
po 2030
Fotowoltaika (5% en. elektrycznej)
Produkcja wodoru z różnych źródeł
Międzynarodowe sieci przesyłowe do
przesyłu energii z OZE
Biopaliwa dla transportu (25% rynku)
Bezpieczne rozszczepienie
2020-2030
Technologie „warunkowe”
Synteza jądrowa
Nadprzewodniki
Zaawansowana struktura do transportu
gazu ziemnego
Technologie oceaniczne
Sekwestracja CO2
2010-2020
Transport kolejowy
towarów (15% rynku)
Produkcja ciepła z biomasy
Samochody na ogniwa paliwowe (20%)
Magazynowanie energii dla
systemów OZE
Nowe energooszczędne technologie w
przemyśle (redukcja o 50% na jedn. produktu)
Inteligentne, energoszczędne budynki (50% nowych)
2020-2030
Technologie „pewne”
Rozproszona produkcja energii elektrycznej (30% rynku)
OZE ogółem (25% en. pierwotnej)
Badania
podstawowe
Badania
stosowane
Mechanizmy Regulacje
finansowe
Akceptacja
społeczna
Rys. 1. Możliwy czas występowania i mechanizmy wsparcia dla technologii „pewnych” i
„warunkowych”.
Inne technologie, których dotyczyło badanie delfickie zostały uznane za technologie
„warunkowe”. W grupie tej znalazły się:
• nowa, bardzo rozbudowana infrastruktura do przesyłu gazu ziemnego,
• nowa, bardzo rozbudowana infrastruktura linii wysokiego napięcia mogąca służyć między
innymi do przesyłu zielonej energii pomiędzy poszczególnymi krajami i regionami
Europy,
• nadprzewodniki stosowane w urządzeniach energetycznych,
• produkcja wodoru (produkcja ogółem, produkcja z odnawialnych źródeł energii i
produkcja w procesach biochemicznych),
• niektóre odnawialne źródła energii (produkcja biopaliw dla transportu, fotowoltaika,
technologie wykorzystania energii mórz i oceanów),
• technologie nuklearne (bezpieczne technologie rozszczepienia i syntezy termojądrowej),
• sekwestracja dwutlenku węgla.
Warto podkreślić fakt, że zakres ankiety dotyczył technologii nie w pełni dojrzałych i
dlatego brak jest w powyższym zestawieniu technologii tradycyjnych, choć z całą pewnością
wiadomo, że w perspektywie roku 2030 wiele z nich będzie nadal odgrywać bardzo ważną
rolę w systemie energetycznym.
Potwierdzanie dotychczasowych tez i identyfikacja nowych paradygmatów rozwoju
sektora energetycznego
Badania prowadzone w ramach projektu EurEnDel potwierdziły niektóre z
funkcjonujących już od jakiegoś czasu w środowisku eksperckim opinii. Badanie
potwierdziło m.in., że długoterminowa strategia budowania niezależności energetycznej
Europy powinna bazować na wysokim udziale odnawialnych źródeł energii w bilansie
energetycznym przy jednoczesnej intensyfikacji działań w zakresie podniesienia efektywności
wykorzystania energii. Potwierdzono również potencjalnie dużą rolę biomasy w przyszłym
systemie energetycznym, jednakże ważnym problemem pozostaje ograniczenie występowania
jej zasobów jedynie do niektórych rejonów europejskich. Rezultaty projektu są jednak
miejscami bardziej zaskakujące. Wskazują na przykład na potencjalnie bardzo dużą rolę
ogniw paliwowych w transporcie w perspektywie kolejnych 20-30 lat i to niezależnie od
prowadzonej polityki społeczno-gospodarczej i zmieniających się warunków zewnętrznych.
Paliwem przejściowym dla ogniw paliwowych mógłby być początkowo gaz ziemny,
stopniowo zastępowany biopaliwami i wodorem ze źródeł energii odnawialnej. Innym
istotnym wnioskiem z projektu jest konstatacja, że rozwojowi energetyki odnawialnej musi
towarzyszyć rozwój technologii magazynowania energii. Dotychczas grupa technologii z
obszaru magazynowania energii była raczej postrzegana tylko jako jeden z wielu czynników
mogących przyspieszyć tempo rozwoju i wdrażania technologii produkcji energii
odnawialnej. Innym ciekawym odkryciem projektu było stwierdzenie zagrożenia
niewystarczającego wsparcia dla technologii racjonalnego wykorzystania energii, wynikające
z wysokich oczekiwań dotyczących tego typu działań i ograniczonego zakresu potencjalnych
mechanizmów wsparcia dla upowszechniania technologii energooszczędnych.
Spostrzeżenia dotyczace wykorzystanej metody prognostycznej
Badania metodą foresight’u technologicznego, w porównaniu z modelowaniem
ilościowym wykazują kilka zalet takich jak:
• umożliwiają przewidywanie rozwoju „wschodzących” technologii, których obecność na
przyszłym rynku energetycznym często nie jest w pełni uwzględniana przez zespoły
ekspertów zajmujących się prognozowaniem za pomocą modeli ilościowych. Powodem
tego jest brak dostępu do dokładnych danych techniczno-ekonomicznych w małych
grupach badawczych oraz duża dynamika zmian wynikająca z postępu technologicznego
w tej dziedzinie.
• pozwalają na lepsze uwzględnienia wpływu technologii na społeczeństwo i środowisko przy pomocy kwestionariusza można bowiem sformułować pytania, które nie mogłyby
być uwzględnione w modelu ilościowym.
• pozwalają na minimalizację subiektywnego charakteru badania przez większą liczbę
ekspertów biorących w nim udział.
Metoda foresight’u wykorzystana do przewidywania rozwoju technologii charakteryzuje
się jednak także pewnymi wadami w porównaniu z metodą modelowania ilościowego.
Uzyskane informacje są zazwyczaj ogólne, w przypadku kwestionariusza ograniczeniem jest
ilość pytań, którą można zadać ekspertom. Im szerszy obszar tematyczny objęty badaniem (a
taka sytuacja miała miejsce w projekcie EurEnDel), tym mniejsza jest możliwość uzyskania
bardzo szczegółowych informacji.
Eksperci są zazwyczaj bardziej optymistycznie nastawieni odnośnie przyszłego rozwoju
wschodzących technologii w porównaniu z wynikami modelowania i symulacji
komputerowych (przyczyną może być fakt, iż pojedynczo odpowiadają na pytania dotyczące
poszczególnych technologii nie musząc się jednocześnie odnosić do pozostałych technologii
systemu energetycznego.
Pomimo stosunkowo wysokiego (z założenia) poziomu ogólności oraz tendencji do
potwierdzania pewnych ogólnych kierunków, wyniki badania delfickiego prowadzą niekiedy
do ciekawych wniosków i pozwalają szerzej spojrzeć na „wschodzące” i nowe technologie
energetyczne oczami ekspertów z całej Europy.
Mgr inż. Anna Oniszk-Popławska
Mgr inż. Łukasz Jaworski
Europejskie Centrum Energii Odnawialnej
EC BREC/IBMER