1. FORUM EKOLOGICZNE
Elektrownie wiatrowe
C z ę ś ć I – e f e k t y w n o ś ć e ko n o m i c z n a
HENRYK WOJCIECHOWSKI
Energia wiatru jest jednym z odnawialnych źródeł energii. Ocenia się, że 1–2% energii promieniowania słonecznego docierają-
cego do powierzchni Ziemi przekształca się w energię kinetyczną powietrza, co daje w sumie moc 2700 TW, a po odjęciu mocy
wiatrów wiejących na dużych wysokościach, nad otwartym morzem oraz w innych miejscach, w których nie jest możliwe zain-
stalowanie siłowni wiatrowych, pozostaje potencjał energetyczny 40 TW.
E Energię wiatru na jednostkę czasu i powierz-
chni można obliczyć ze wzoru pA = 0,5 rv3,
w którym r oznacza gęstość powietrza,
stawowych potrzeb poszczególnych społecz-
ności lub obywateli zarówno współczesnego
pokolenia, jak i przyszłych pokoleń”.
Jednostkowe koszty wytwarzania energii
elektrycznej w elektrowniach wiatrowych zale-
żą od przebiegu wartości prędkości powietrza
a v – prędkość powietrza. Maksymalny stopień Realizacja przedsięwzięć gospodarczych w danej lokalizacji, co ma wpływ na stopień wy-
wykorzystania energii wiatru do wytwarza- w rozwoju zrównoważonym wymaga, aby korzystania w ciągu roku mocy zainstalowanej.
nia energii mechanicznej zgodnie z prawem były one zasadne ekonomicznie, przyjazne Prędkość powietrza jest czynnikiem zmiennym
Betza wynosi 0,592 i występuje gdy wyha- dla środowiska, akceptowalne społecznie. i trudno przewidywalnym. Pomiar prędkości
mowanie prędkości powietrza wlotowego Nakłady na realizację nowych lądowych i kierunku wiatru jest podstawową informacją,
na łopaty wirnika wynosi 2/3. Lokalizacje elektrowni wiatrowych wynoszą od 1,0 do której należy dokonać w miejscu przyszłej loka-
elektrowni wykorzystujących energię wiatru 1,8 mln euro za 1 MW mocy zainstalowanej, lizacji elektrowni wiatrowej. Powinien on być
powinny być dobierane starannie pod kątem a koszty inwestycyjne realizacji morskich elek- przeprowadzony na co najmniej dwóch wyso-
częstości występowania silnych wiatrów wie- trowni wiatrowych na obszarze południowego kościach, tak aby wyeliminować niekorzystne
jących z niezmieniającą się prędkością. Bałtyku wyniosą około 3 mln euro za 1 MW zawirowania wiatru spowodowane obecnością
Zrównoważony rozwój jest wtedy, gdy po- mocy zainstalowanej. Ministerstwo Gospodar- pagórków, zadrzewień, budynków tworzących
trzeby obecnego pokolenia mogą być zaspo- ki podaje, że koszty budowy 1 MW mocy za- szorstkość terenu. Pomiary powinny być pro-
kojone bez umniejszania szans przyszłych po- instalowanej w elektrowni jądrowej inwestor wadzone przez co najmniej rok. Po zebraniu
koleń na ich zaspokojenie. Wymaga się zatem (PGE SA) szacuje na 3–3,5 mln euro (http:// danych, wyniki pomiarów należy poddać obrób-
odpowiedniego i świadomego ukształtowania energetyka.wnp.pl). Strukturę kosztów inwesty- ce tak, aby ocenić energetyczne zasoby wiatru
relacji pomiędzy wzrostem gospodarczym, dba- cyjnych dla elektrowni wiatrowych budowanych na badanym terenie. Przemysłowe elektrownie
łością o środowisko przyrodnicze i wytworzo- na lądzie i w morzu zestawiono w tabeli 1. wiatrowe z trzema łopatami mogą rozpocząć
ne przez człowieka oraz zdrowiem człowieka
i zwierząt. W Polsce zasada zrównoważonego Tabela 1. Struktura kosztów inwestycyjnych elektrowni wiatrowych (TPA Horwath, Energetyka wiatrowa
w Polsce, raport z listopada 2010 r.)
rozwoju zyskała rangę konstytucyjną – została
zapisana w art. 5. Konstytucji RP, a definicja
Kategoria kosztów Elektrownie wiatrowe Elektrownie wiatrowe
zrównoważonego rozwoju znalazła się w usta- inwestycyjnych lądowe morskie
wie z 27 kwietnia 2001 r. Prawo Ochrony Śro- Turbiny wiatrowe 79% 49%
dowiska (Dz. U. 2001, Nr 62, poz. 627): „taki
Stacja transformatorowa i sieci elektryczne 6% 16%
rozwój społeczno-gospodarczy, w którym nastę-
puje proces integrowania działań politycznych, Fundamenty 7% 21%
gospodarczych i społecznych, z zachowaniem Wewnętrzna sieć elektryczna 1% 5%
równowagi przyrodniczej oraz trwałości pod- Koszty projektowe 4% 6%
stawowych procesów przyrodniczych, w celu
Koszty finansowe 3% 3%
zagwarantowania możliwości zaspokajania pod-
6 ZIELONA PLANETA 4 (97)/2011

2. FORUM EKOLOGICZNE
produkcję mocy elektrycznej, gdy prędkość
wiatru będzie wyższa niż 4 m/s, a przy pręd-
kości powietrza od 12 do 16 m/s osiągnąć moc
nominalną. Prędkości powietrza wyższe niż
nominalna prędkość powietrza dla danej kon-
strukcji elektrowni wiatrowej (od 12 do 16 m/s),
muszą być „wytracone”, dlatego oszacowanie
rocznej produkcji energii elektrycznej przez
elektrownie wiatrowe należy wykonać na pod-
stawie charakterystyki energetycznej elektrow-
ni wiatrowej i rozkładu prędkości powietrza
w roku (rozkładu Weibulla). Przy obliczaniu
średniej rocznej prędkości powietrza w danej
lokalizacji należy mieć na uwadze, że genero-
wana moc zależy od trzeciej potęgi prędkości
powietrza, nie może to więc być średnia aryt-
metyczna pomiarów.
Elektrownie wiatrowe, poza Bałtykiem
i wybrzeżem, nie są opcją dla Polski – śred-
nioroczna prędkość powietrza jest poniżej 6 m/s.
Co to oznacza dla produkcji mocy z elektrow-
ni wiatrowych? Dla elektrowni o nominalnej
prędkości wiatru 13 m/s (przy której uzyskuje
moc nominalną), stopień wykorzystania mocy
zainstalowanej w roku wynosi 9,8% (63/133),
co oznacza, że elektrownia o mocy zainstalo- Rycina 1. Mapa poglądowa – zasoby energii wiatru w Europie, średnia prędkość wiatru na wysokości 80 m
w 2000 r. (http://www.stanford.edu/group/efmh/winds/global_winds.html)
wanej 2 tys. kW będzie produkować średnią
roczną moc o wartości 196 kW. Zatem czas
wykorzystania mocy zainstalowanej elektrowni
wiatrowej wyniesie 860 godzin w roku.
Na ryc. 2 przedstawiono wpływ czasu
użytkowania mocy zainstalowanej elektrow-
ni wiatrowej na jednostkowe koszty wytwa-
rzania energii elektrycznej w elektrowniach
wiatrowych. Do obliczeń przyjęto:
– nakłady inwestycyjne elektrowni wia-
trowej lądowej – 7 mln zł za MW,
– nakłady inwestycyjne elektrowni wia-
trowej morskiej – 12 mln zł za MW,
– nakłady inwestycyjne elektrowni wia-
trowej z demobilu – 1 mln zł za MW,
– okres eksploatacji elektrowni wiatro-
wych nowych – 20 lat,
– okres eksploatacji elektrowni wiatro-
wych z demobilu – 10 lat,
– roczny odpis na remonty i obsługę ser-
wisową – 2% od nakładów inwestycyjnych,
– roczny odpis na remonty elektrowni
wiatrowych z demobilu – 10%,
– roczny odpis na płace, czynsze, ubezpie-
czenie – 1% od nakładów inwestycyjnych,
Rycina 2. Jednostkowe koszty wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych w zależności
– stopa kapitałowa do obliczeń – 8%. od czasu użytkowania mocy zainstalowanej
ZIELONA PLANETA 4 (97)/2011 7

3. FORUM EKOLOGICZNE
Z wykresu wynika, że elektrownia wiatrowa oraz zagrożeniem skażenia radioaktywnego wo stawką w wysokości 4,5% (jako budowle
nowa, zbudowana na lądzie, przy czasie użyt- w wyniku uszkodzenia reaktora, szczególnie mieszczące się w grupie 2 KŚT), natomiast
kowania mocy zainstalowanej 1000 h na rok, w przypadku ataku terrorystycznego czy też część elektrotechniczna (jako urządzenie
wytwarza energię elektryczną o jednostko- trzęsienia ziemi, co miało miejsce w Japonii z grupy 3 KŚT) stawką 7% (metoda linio-
wym koszcie 920 zł za MWh, dofinansowana w 2011 roku (Morski wiatr kontra atom, ra- wa) lub 14% (metoda degresywna). Spotyka
w 30% do nakładów inwestycyjnych – 650 zł port Greenpeace, lipiec 2011). się także skrajne stanowiska, jakoby turbiny
za MWh, a elektrownia wiatrowa z demobilu Opodatkowaniu podatkiem od nierucho- wiatrowe w całości stanowiły obiekt z gru-
to koszt 260 zł za MWh. Elektrownie wia- mości podlegają wyłącznie części budowlane py 2 KŚT, podlegający amortyzacji liniowej
trowe morskie charakteryzują się wyższymi elektrowni wiatrowych, czyli fundament z pier- stawką 4,5%.
nakładami inwestycyjnymi, ale ich czas użyt- ścieniem oraz wieża. Pomimo jednorodnego Na etapie przygotowywania inwestycji
kowania mocy zainstalowanej wynosi od 3,5 podejścia zarówno władz podatkowych, jak wiatrowej powszechną praktyką współpra-
do 4,0 tys. godzin na rok, a jednostkowe kosz- i inwestorów do opodatkowania podatkiem cy z władzami lokalnymi dla uzyskiwania
ty wytwarzania energii elektrycznej wynoszą od nieruchomości jedynie części budowlanych niezbędnych pozwoleń jest przekazanie daro-
około 400 zł za MWh. elektrowni wiatrowej, w praktyce dochodzi do wizny na wspólnie określony cel, ale umożli-
Produkcja energii elektrycznej przez elek- znacznych różnic wartościowych w opodat- wiający inwestorowi możliwość zmniejszenia
trownie wiatrowe uzależniona jest od warun- kowaniu farm podatkiem od nieruchomości. podstawy opodatkowania poprzez zaliczenie
ków pogodowych. Wymusza to na tradycyjnej Wynikają one głównie z różnic technologicz- umówionego świadczenia do kosztów uzy-
energetyce utrzymywanie rezerwy mocy w sys- nych w zakresie konstrukcji i montażu wieży. skania przychodów.
temie elektroenergetycznym, tak aby w każ- W większości przypadków wartość budowla-
dej chwili można było zastąpić lub uzupełnić
spadek mocy dostarczanej przez elektrownie
wiatrowe. Uwarunkowania techniczne elek-
na elektrowni wiatrowej (fundament z wieżą)
nie przekracza 15–20% wartości inwestycji,
w tym fundament stanowi około 6% wartości
K Koszty przyłączenia do sieci energetycznej
wynikają z przepisów prawa energetycz-
nego (art. 7, ust. 8, pkt 3) i zależą głównie
trowni cieplnych sprawiają, że muszą pracować inwestycji. Podatek od nieruchomości wynosi od nakładów inwestycyjnych na budowę sie-
w „gorącej rezerwie” z pewną mocą, mimo rocznie do 2% wartości fundamentu z wieżą, ci oraz wnioskowanej mocy przyłączeniowej.
że moc w nich produkowana nie jest potrzeb- a wartość fundamentu z wieżą zmienia się Dokładna wartość opłaty znana jest w mo-
na. W nocy spada znacznie zapotrzebowanie co roku wraz z odpisem amortyzacyjnym. mencie wydania technicznych warunków
na moc w systemie elektroenergetycznym, Przy odpisie amortyzacyjnym 14%, wartość przyłączenia do sieci i ustalana w oparciu
a wysokie minimum techniczne elektrowni fundamentu z wieżą po siedmiu latach eks- o Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pra-
cieplnych zmusza do wyłączania elektrowni ploatacji elektrowni wiatrowej będzie wyno- cy i Polityki Społecznej z 23 kwietnia 2004 r.
wiatrowych, choć wieje wiatr. siła zero i podatek od wartości fundamentu w sprawie szczegółowych zasad kształtowa-
z wieżą również będzie wynosił zero. nia i kalkulacji taryf oraz rozliczeń w obrocie
J Jednym z argumentów na rzecz budowania
elektrowni wiatrowych było zmniejszenie
emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Z rapor-
Wydatki poniesione na turbiny wiatro-
we podlegają zaliczeniu do kosztów podatko-
wych poprzez odpisy amortyzacyjne. Przed-
energią elektryczną. Dodatkowym ciężarem
jest konieczność wniesienia zaliczki na poczet
opłaty przyłączeniowej w wysokości 30 tys.
tów organizacji Greenpeace wynika, że roz- miotem częstych sporów jest, czy dla celów zł za każdy 1 MW zainstalowanej mocy.
wój energetyki wiatrowej jest jednym z naj- amortyzacji elektrownię wiatrową traktować Optymalne rozmieszczenie elektrowni
droższych i wcale nie najefektywniejszych należy jako całość, czy też dokonać jej po- w parku wiatrowym wymaga 2–2,5 tys. m2
sposobów rozwiązywania tego problemu działu na część budowlaną i niebudowlaną, na jedną turbinę. Z uwagi na często nieure-
(http://www.inwestycje24h.pl/energetyka- a do wydzielonych części zastosować przy- gulowaną sytuację prawną nieruchomości,
wiatrowa-w-polsce.html). Znacznie tań- pisane im stawki amortyzacyjne. Zgodnie duże rozdrobnienie własnościowe oraz brak
szym sposobem obniżenia emisji dwutlen- z Klasyfikacją Środków Trwałych (KŚT), miejscowych planów zagospodarowania
ku węgla jest zastąpienie części elektrowni stanowiącą systemowe rozwinięcie ustawy przestrzennego, koszty związane z zabez-
węglowych elektrowniami jądrowymi. Mamy podatkowej regulującej zasady amortyzacji, pieczeniem gruntów mogą stanowić istotny
więc do wyboru droższą w produkcji ener- elektrownia wiatrowa stanowi jeden środek element kalkulacji i sięgać 1–2% wartości
gię elektryczną ze źródeł odnawialnych i jej trwały obejmujący cały „zespół wiatrowo- projektu. Zabezpieczeniu podlegają nie tyl-
niskie koszty środowiskowe, tańszą energię elektryczny” wraz z fundamentem. Zatem ko same grunty pod elektrownie wiatrowe,
elektryczną ze spalania węgla obarczoną jed- jej amortyzacja powinna przebiegać według ale także grunty związane ze służebnością
nak wysokimi kosztami środowiskowymi lub metody liniowej stawką 7% lub degresywnej przesyłu dla linii energetycznej i służebno-
energetykę jądrową mającą zerową emisję ga- z zastosowaniem współczynnika 2,0 (stawka ścią śmigła, którego koniec w trakcie obrotu
zów cieplarnianych i związków toksycznych 14%). Organy podatkowe często rozstrzyga- może wykraczać poza granice działki zajętej
lecz z nierozwiązanym do końca problemem ją jednak, iż elementy budowlane elektrowni bezpośrednio pod inwestycję. Poza kosztami
przechowywania odpadów radioaktywnych wiatrowej powinny być amortyzowane linio- zabezpieczenia gruntu inwestor zobowiązany
8 ZIELONA PLANETA 4 (97)/2011

4. FORUM EKOLOGICZNE
jest do ponoszenia rocznych kosztów dzier- Właściciel elektrowni wiatrowej może – wysokie ryzyko techniczno-użytkowe
żawy przez okres trwania projektu. W przy- otrzymać za wyprodukowanie 1 MWh ener- związane z podwyższonym zagrożeniem wy-
padku nowych urządzeń i przy zapewnieniu gii elektrycznej 465,16 zł. Wartość 465,16 zł stąpienia awarii czy katastrofy budowlanej
standardowych napraw i konserwacji, typo- za MWh można uzyskać, gdy czas użytko- farm „z demobilu”.
wy okres użytkowania elektrowni wiatrowej wania mocy zainstalowanej w roku będzie Montaż elektrowni wiatrowych z „re-
planuje się na około 20–25 lat. wynosił co najmniej (por. ryc. 2): poweringu” wynika z polityki producen-
Farma wiatrowa generuje dwa typy przy- – 600 godzin dla elektrowni wiatrowych tów urządzeń dla energetyki wiatrowej.
chodów: za sprzedaży energii elektrycznej z demobilu, Zainwestowano w produkcję najnowszych
oraz ze sprzedaży świadectw pochodzenia – 1400 godzin dla elektrowni wiatrowych elektrowni wielkiej skali i teraz w ten spo-
energii („zielonych certyfikatów”). (nowych) budowanych na lądzie, dofinanso- sób stara się odzyskać poniesione koszty.
wanych w 30%, Nie produkuje się mniejszych maszyn, któ-
D Doświadczenia międzynarodowe wskazują,
iż inwestorzy starają się zawierać długo-
terminowe umowy z zakładami energetycz-
– 2000 godzin dla elektrowni wiatrowych
(nowych) budowanych na lądzie,
– 3300 godzin dla elektrowni wiatro-
re mogłyby być wstawiane w miejsca naj-
większego zatłoczenia sieci. Obecnie trud-
no jest ograniczyć administracyjnie montaż
nymi na określony poziom cen, indeksowany wych morskich. przestarzałych elektrowni wiatrowych, gdyż
o wskaźnik inflacji. Brak takich umów nara- Brak odpowiednich warunków wiatrowych w ramach rynku UE nie można stosować
ża inwestora na dodatkowe ryzyko związane nad lądem w Polsce powoduje, że około 80% barier celnych. Można wykorzystać prze-
z wahaniem poziomu cen w całym okresie wniosków o przyłączenie do sieci dotyczy pisy o złomowaniu i recyklingu, ale akurat
inwestycji. Ceny energii w Polsce zostały przestarzałych elektrowni wiatrowych, spro- w przypadku elektrowni wiatrowych sku-
ustalone przez URE w 2010 roku na pozio- wadzanych z zagranicy (głównie z Niemiec tek nie będzie duży ani szybki. Najlepszym
mie 197,21 zł za MWh. Na rentowność pro- i Danii), które posiadają relatywnie niską jed- rozwiązaniem jest objęcie systemem wspar-
jektów wiatrowych istotny wpływ ma system nostkową moc znamionową i sprawność (TPA cia tylko fabrycznie nowych urządzeń, nie
wsparcia odnawialnych źródeł energii oparty Horwath, Energetyka wiatrowa w Polsce, ra- uwzględniając w nim regenerowanych elek-
na świadectwach pochodzenia energii, czyli port z listopada 2010 r.). Problemy związa- trowni wiatrowych.
tzw. „zielonych certyfikatach”. Prawa mająt- ne z montowaniem przestarzałych elektrowni Morskie elektrownie wiatrowe są bardziej
kowe wynikające ze świadectw pochodzenia wiatrowych to: efektywne niż lądowe, gdyż na morzu istnie-
energii są przedmiotem obrotu na wolnym – niska sprawność wytwarzania energii ją lepsze warunki wietrzności. Budowa elek-
rynku (Towarowa Giełda Energii). Cena cer- elektrycznej; trowni wiatrowych morskich wymaga jednak
tyfikatów uzależniona jest głównie od wyso- – nieefektywne wykorzystanie lokali- znacznie wyższych nakładów inwestycyjnych
kości opłaty zastępczej oraz czynników ko- zacji dostępnych pod budowę farm wia- i odpowiedniego zaplecza technicznego.
niunkturalnych. Wartość opłaty zastępczej trowych, jako że lokalizacje o dobrych
w roku 2010 została ustalona przez prezesa lub bardzo dobrych warunkach wietrznych DOC. DR INŻ . H ENRYK WOJCIECHOWSKI
URE na poziomie 267,95 zł za MWh. System i infrastrukturalnych stanowią dobro coraz I NSTYTUT ENERGOELEKTRYKI
certyfikacji pochodzenia jest stopniowo wy- trudniej dostępne; POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ
pierany w Europie przez system taryf gwa-
fot. Krystyna Haladyn
Farmy wiatrowe powstają już
rantowanych (feed-in-tariffs), poszczególne także na Dolnym Śląsku
kraje UE mają bowiem swobodę w wybo-
rze odpowiednich instrumentów wsparcia.
W przypadku systemu taryf gwarantowa-
nych cena, którą przedsiębiorstwa energe-
tyczne płacą wytwórcom, zostaje ustalona
przez regulatora, a rynkowi pozostawia się
decyzję co do wielkości wytworzonej energii
ze źródeł odnawialnych. Także polski sys-
tem wsparcia spotyka się z rosnącą kryty-
ką, a organizacje skupiające przedsiębiorców
z sektora energetyki odnawialnej postulują
zmianę systemu wsparcia na taryfowy. Jako
argument podaje się konieczność większej
stabilizacji systemu wsparcia, tak aby dawał
on lepszą podstawę do podejmowania decyzji
inwestycyjnych w długim okresie.
ZIELONA PLANETA 4 (97)/2011 9