Dzięki kalifornijskiej inwestycji – największej na świecie termalnej elektrowni słonecznej Ivanpah Solar Plant – emisja dwutlenku węgla ma zostać zredukowana o prawie 400 tys. ton rocznie, co jest ekwiwalentem ilości spalin emitowanych przez 70 tys. samochodów. Projekt okrzyknięto cudem inżynierii i przełomem w zmaganiach o pozyskanie czystej energii. Jednak to właśnie obrońcy środowiska zaczęli wysuwać wobec elektrowni najpoważniejsze zarzuty.
Koszt przedsięwzięcia wyniósł ponad 2 mld dol., a stawką w grze jest realizacja ambitnych planów władz stanu Kalifornia, które do 2020 r. zamierzają uzyskiwać 33 proc. energii ze źródeł odnawialnych. Ekologicznym inwestycjom sprzyjają również inicjatywy rządu federalnego i firmowany przez prezydenta Baracka Obamę plan przeciwdziałania zmianom klimatycznym (Climat Action Plan), m.in. dzięki wykorzystaniu alternatywnych źródeł energii.
Odwiedzających elektrownię Ivanpah najbardziej zaskakuje panująca tam kompletna cisza. Przerywa ją jedynie delikatny odgłos silników elektrycznych, które sterowane komputerowo co kilkadziesiąt sekund korygują kąt nachylenia 170 tys. zwierciadeł, dostosowując go do położenia słońca. Zainstalowano je na powierzchni ok. 14 km kw. Odbijane przez lustra skoncentrowane światło słoneczne wytwarza temperaturę ponad 300 st. Celsjusza i podgrzewa wodę w zbiornikach zainstalowanych na trzech wieżach. Produkowana w ten sposób para napędza turbiny, które przy pełnej wydajności 377 megawatów mogą dostarczać prąd do ponad 140 tys. domów. W stanie Kalifornia roczne zużycie prądu wynosi ok. 296 tys. GWh, a energia, która może być generowana w Ivanpah (ok. 1000 GWh), to jedynie 0,34 proc. potrzeb tego stanu. Statystyki wyglądają trochę lepiej, jeśli weźmie się pod uwagę wydajność wszystkich elektrowni słonecznych w Kalifornii, które w sierpniu ubiegłego roku, bijąc rekord, wygenerowały 14 proc. potrzebnej energii.
Co ciekawe, użyta w Ivanpah technologia skoncentrowanej energii słonecznej (concentrated solar power, CSP) nie jest nowa. Już na początku XX w. na Saharze stosowano silniki parowe działające dzięki bezpośredniemu wykorzystaniu ciepła światła słonecznego. Projekt ten został jednak porzucony po wybuchu pierwszej wojny światowej, kiedy na całym świecie do powszechnego użycia weszły silniki na węgiel i ropę. Obecnie inwestycje z użyciem podobnej technologii wracają do łask i mimo wysokich kosztów są realizowane w USA, Hiszpanii, Indiach i Iranie. Ivanpah góruje jednak nad nimi zarówno skalą przedsięwzięcia, jak i natężeniem prowokowanej krytyki.
Makabryczne serpentynki
Wykonawcami i sponsorami elektrowni Ivanpah są firmy Bechtel Corporation, BrightSource Energy, NRG Energy, amerykański Departament Energii oraz Google, który stworzył specjalny ekologiczny projekt REc (Renewble Energy Cheaper than Coal – czyli odnawialna energia tańsza niż węgiel – co na razie nie jest prawdą) i przeznaczył na jej budowę 168 mln dol. Jednak to właśnie informatyczny gigant pierwszy wycofał się z inwestycji ze względu na jej wysoki koszt i plany zaangażowania w inne projekty oparte, jak się okazało, na tańszej technologii fotowoltaicznej i bezpośrednim przetwarzaniu światła słonecznego na prąd.
Gdy jednak w Ivanpah uruchomiono większość heliostatów, pojawił się inny problem – serpentynek. W ten dość makabryczny sposób nazwano ptaki, dla których spotkanie ze skoncentrowanymi nad elektrownią promieniami słonecznymi kończy się śmiercią i spiralnym upadkiem w pióropuszu dymu. Okazało się, że elektrownia działa jak superpułapka – zwabia blaskiem owady, na które poluje ptactwo. W opinii ekspertów Organizacji na rzecz Ochrony Zagrożonych Gatunków (Center for Biological Diversity) w Ivanpah może ginąć nawet do 28 tys. ptaków rocznie. Szacunki te spowodowały, że inwestycję wzięto pod lupę i dopatrzono się innych groźnych skutków dla środowiska.
Przede wszystkim obrońcy przyrody zwrócili uwagę na los żółwi i lisów pustynnych, które w wyniku budowy elektrowni straciły naturalne siedliska. Wskazuje się również, że budowa elektrowni słonecznych na terenach pustynnych powoduje uwolnienie dwutlenku węgla zmagazynowanego w glebie, więc bilans ekologiczny inwestycji jest jednak ujemny. Inni mówią o zbyt dużym zużyciu wody. Zastosowana w Ivanpah technologia skraplania pozwala na 95 proc. oszczędność jej zużycia w porównaniu z innymi elektrowniami słonecznymi, np. Solana Generating Station w Arizonie. Jednak krytycy podkreślają, iż znaczne ilości wody konieczne są do regularnego czyszczenia luster, których wydajność spada, gdy pokrywają się pustynnym kurzem.
Do chóru krytyków dołączyli także Indianie. Alfredo Figuerora, założyciel organizacji zajmującej się ochroną dziedzictwa plemion zamieszkujących okolice rzeki Kolorado, zwraca uwagę, iż Ivanpah i inne inwestycje w elektrownie słoneczne na pograniczu stanów Kalifornia i Arizona prowadzą do zmian krajobrazu, który jest istotnym elementem indiańskich wierzeń. Dochodzi też do niszczenia geoglifów – gigantycznych rysunków naziemnych i naruszania topografii używanych od wieków szlaków komunikacyjnych. Według Figuerory, priorytetem miejscowych władz jest pozyskanie funduszy na zieloną energię z intratnych grantów federalnych, a oficjalne protesty miejscowej ludności mają niewielki wpływ na decydentów. Wśród krytyków znaleźli się również piloci, narzekający, że oślepia ich odbijane przez zwierciadła światło. W efekcie coraz częściej mówi się o wstrzymaniu realizacji podobnych inwestycji na nasłonecznionych terenach Zachodniego Wybrzeża USA.
Niepokojące wieści nadeszły też pod koniec ubiegłego roku z samej elektrowni. Jak wynika z ustaleń Kalifornijskiej Komisji ds. Energii, Ivanpah może na razie osiągać jedynie połowę zakładanej wydajności. Z utajnionych początkowo dokumentów wynika, że autorzy przedsięwzięcia spodziewali się komplikacji, zakładając z góry, że na pełną moc trzeba będzie poczekać, jednak skala problemu jest większa, niż myślano. Przyczyny to przede wszystkim warunki pogodowe i trudności w dostosowaniu się do ich zmian oraz brak możliwości magazynowania energii. Statystycznie na pustyni Mojave słońce świeci prawie 360 dni w roku, przy średnich opadach deszczu rzędu ok. 1 cm na miesiąc, ale nawet rzadko pojawiające się chmury czy smugi kondensacyjne przelatujących odrzutowców mają bardziej negatywny wpływ na wydajność elektrowni, niż pierwotnie sądzono. Co więcej, w 2014 r., kiedy elektrownia zaczęła pracę, pogoda była gorsza, niż mogłoby to wynikać z długoterminowych, opartych na statystykach prognoz.
W efekcie, aby kompensować powstałe niedobory, zbiorniki z wodą muszą być częściej podgrzewane przy użyciu gazu ziemnego. Jego zastosowanie w procesie produkcji było brane pod uwagę z powodu konieczności podgrzewania zbiorników z wodą przez około godzinę z samego rana (w nocy temperatura na pustyni Mojave spada nieraz poniżej zera). Emisja CO² ze spalania gazu jest do 30 proc. mniejsza niż w przypadku ropy oraz do 60 proc. mniejsza niż w przypadku węgla. Jednak podpieranie się konwencjonalnymi źródłami energii to plama na honorze twórców przedsięwzięcia, którzy chcąc poprawić wydajność elektrowni, musieli wystąpić do władz stanowych o zgodę na 60 proc. większe zużycie gazu ziemnego w stosunku do pierwotnego planu. Okazało się, iż na obecnym, wstępnym etapie funkcjonowania elektrowni do jej rozruchu trzeba go używać przez ok. 4 godziny.
Osobna sprawa to koszty. Jeśli nie brać pod uwagę dotacji od władz lokalnych, stanowych i federalnych, cena wyprodukowania kilowatogodziny energii w elektrowni stosującej technologię CSP jest ciągle wyższa niż w elektrowniach węglowych. Według opublikowanego w 2013 r. raportu Energy Information Administration, agencji podległej amerykańskiemu Departamentowi Energii, różnica wynosiła aż 160 proc. Najnowsze opracowania pokazują, iż będzie stopniowo malała, ale od technologii termalnej bardziej opłacalne okażą się ogniwa fotowoltaiczne (PV) i elektrownie wiatrowe.
Warto wspomnieć, iż za podobną cenę jak w przypadku Ivanpah wybudowano gigantyczną elektrownię wiatrową Shepherds Flat Wind Farm w Oregonie, która dostarcza ponad dwa razy więcej energii (854 MW), jednak zajmuje powierzchnię 78 km kw. W przypadku tej inwestycji problemem okazał się z kolei hałas wytwarzany przez obracające się wiatraki. Właściciele elektrowni oferowali protestującym po 5 tys. dol. za zobowiązanie się do odstąpienia od skarg.
Zielony prezydent
Trudno postrzegać problemy, z którymi borykają się zwolennicy Ivanpah, w oderwaniu od polityki i wizerunku obecnej administracji amerykańskiej. Rząd prezydenta Obamy jest głęboko zaangażowany w ekologiczne inicjatywy. Wiele z nich zostało podjętych w ramach walki z recesją i dążenia do realizacji postanowień ustawy o odbudowie gospodarki z 2009 r. Biały Dom przeznaczył na inicjatywy związane z czystą energią i infrastrukturą transportową 70 mld dol., zarówno w formie ulg podatkowych, jak i bezpośrednich inwestycji.
Ekologiczne plany Białego Domu na najbliższy czas to 68 mld dol. na usprawnienie infrastruktury koniecznej do pozyskiwania energii z odnawialnych źródeł, podwyższenie jakości systemów klimatyzacyjnych i ostrzejsze kryteria przy sporządzaniu bilansów energetycznych w budynkach mieszkalnych. Rząd ma również współpracować z wojskiem, np. organizując szkolenia przygotowujące weteranów do pracy przy budowie i obsłudze elektrowni słonecznych. Administracji Obamy zależy więc na oczyszczeniu Ivanpah z zarzutów i przychylnie patrzy na kontrargumenty obrońców tej inwestycji.
Jak podkreśla agencja Associated Press w raporcie z sierpnia 2014 r., nie wiadomo jeszcze, czy głównym powodem problemów jest położenie elektrowni Ivanpah na ptasich szlakach migracyjnych, czy też zastosowana w niej technologia. Cytowany przez agencję Robert Weisenmiller, przewodniczący kalifornijskiej Komisji ds. Energii (California Energy Commission), podkreślił, iż podobne inwestycje, które powstały w USA i Europie, nie stanowiły porównywalnego zagrożenia dla miejscowej fauny. Poza tym nie ma jeszcze stuprocentowej pewności co do stopnia zagrożenia, jakie stwarza Ivanpah dla środowiska. Według firmującej projekt korporacji BrightSource Energy liczba zagrożonych ptaków jest znacznie niższa niż szacunki ekologów i nie powinna przekroczyć tysiąca w roku. Zwolennicy inwestycji udowadniają również, iż relatywnie więcej ptaków ginie w efekcie zderzeń ze szklanymi elewacjami nowoczesnych biurowców oraz jako ofiary domowych kotów. BrightSource Energy zaproponowała nawet niezbyt fortunną inicjatywę dofinansowania kwotą prawie 2 mln dol. programu sterylizacji kotów, które rocznie, do spółki z innymi zwierzętami domowymi, zabijają w USA ponad 3 mld ptaków. Odpierane są również argumenty o zbyt dużym zużyciu wody na mycie zwierciadeł – pobliskie pole golfowe potrzebuje jej podobno znacznie więcej na podlewanie rozległych trawników.
Epoka panelu słonecznego
Zwolennicy energii słonecznej wskazują także na wysoki poziom bezpieczeństwa, który jest jedną z zalet inwestycji w źródła odnawialne. Z technologii tych ma zacząć korzystać na większą skalę amerykańska armia, eliminując zagrożenie ze strony hakerów i terrorystów. Już wkrótce położona ok. 200 km na południe od Ivanpah baza Marines w Twentynine Palms, w Kalifornii, ma się całkowicie uniezależnić od konwencjonalnych sieci energetycznych dzięki wykorzystaniu paneli słonecznych, akumulatorów czy silników Diesla. Obawy przed wyłącznym oparciem się na zewnętrznych dostawcach konwencjonalnej energii wzrosły po ataku snajperskim, przeprowadzonym w kwietniu 2013 r. na stację energetyczną zasilającą Dolinę Krzemową w Kalifornii. Nieznani sprawcy zniszczyli 17 transformatorów, których naprawa zajęła prawie miesiąc, a prąd dla Doliny musiał być dostarczany w trybie awaryjnym.
Wojsko nie może sobie pozwolić na podobne ryzyko ze względu na coraz większe uzależnienie misji militarnych od sprawnego działania systemów komputerowych, na przykład tych, które wykorzystywane są do operacji prowadzonych za pomocą dronów. Elektrownia w Ivanpah nie ma wprawdzie możliwości magazynowania energii, jednak działające z wykorzystaniem podobnej technologii Solana Generating System w Arizonie czy Crescent Dunes Solar Energy Project w Nevadzie są w stanie dostarczać prąd jeszcze od sześciu do dziesięciu godzin po zachodzie słońca. Jest to możliwe dzięki podgrzewaniu przez skupione światło słoneczne specjalnych roztworów, np. azotanu potasu. Gromadzone w ten sposób nadwyżki ciepła można następnie wykorzystać do produkcji energii.
Krytycznie do uzależniania się od klasycznych sieci energetycznych odnosi się także Thomas Conroy, ekspert od alternatywnych źródeł energii. Zwracając uwagę na konieczność ich dywersyfikacji, podkreśla, iż „żadna ze znanych technologii, czy to oparta na paliwach kopalnych, energii atomowej, wiatrowej czy słonecznej, nie jest idealna. Krajowa sieć energetyczna powinna korzystać z różnych źródeł”. Popularny staje się również trend do maksymalnego zacieśnienia więzów między ekonomią i środowiskiem naturalnym, tzw. environmental economy. Jego zwolennicy wskazują, iż coraz groźniejsze dla naszej cywilizacji zmiany klimatyczne nie pozostawiają nam wyboru: mimo wysokich kosztów produkcji nie ma alternatywy dla odnawialnych źródeł energii.