Spalanie jednej tony węgla daje 3.24 MWh energii elektrycznej i 3.66 tony CO2.

Jaki jest uproszczony koszt energii elektrycznej produkowanej z węgla? Ignorując wszystkie koszty związane z inwestycją w instalację do wytwarzania i jej utrzymaniem, a to nie ą tanie rzeczy, zostaje nam koszt paliwa, węgla z którego pochodzi energia przetwarzana na prąd i skutków jego spalania. Nośnikiem energii węgla kamiennego jest pierwiastek węgiel (C), reszta (kilka %) to zanieczyszczenia.

• 29.3 MJ/kg wartość energetyczna węgla

Energię elektryczną mierzymy w watogodzinach (Wh) i ich wielokrotnościach tysiącach (kWh) lub milionach (MWh)

• 1 kWh to 3.6 MJ (1000W x 3600s)
• 8.1 kWh to wartość energetyczna 1kg węgla kamiennego (29.3 / 3.6)

Oczywiście blok energetyczny tylko część energii zawartej w węglu przekształca w energię elektryczną. Przyjmując, że nowoczesny blok węglowy ma sprawność 40% mamy:

• 3.24 kWh energii elektrycznej powstaje ze spalenia 1kg węgla w elektrowni (0.4*8.1)

Produktem spalania węgla jest dwutlenek węgla (CO2), co ma istotne znaczenie albowiem w UE obowiązuje system ETS (Emissions Trading System, EU ETS), który wprowadza opłaty za emisję tego gazu. Masa atomowa węgla wynosi 12u, tlenu 16u, zatem masa atomowa cząsteczki CO2 to 44u. Powstała w wyniku spalania cząsteczka CO2 jest 44/12=3.66 raza cięższa niż spalony węgiel.

• 3.66 kg CO2 powstaje w wyniku spalenia 1kg węgla

Koszt węgla zależy od jego ceny rynkowej, która podlega wahaniom. Pamiętamy rok 2022 kiedy ceny węgla opałowego przekraczały 3000 złotych za tonę (1000kg) a towaru na składach brakowało. Obecnie węgiel opałowy sprzedawany jest w cenie od 1200 PLN i przyjmuję, że taką cenę płacą też elektrownie. Cena uprawnień emisji CO2 jest wyznaczana na rynku, w roku 2024 wynosiła od 50 do 80 EUR za tonę. Przyjmujemy, że średnia cena zakupy uprawnień przez elektrownię wynosiła 60 EUR za tonę

• 1200 PLN tona węgla
• 930 PLN (60 EUR * 4.3 EUR/PLN * 3.66) uprawnienia do emisji 3.66 tony CO2
• 3.24 MWh wytworzonej energii elektrycznej
• 657 PLN/MWh (1200+930)/3.24 koszt paliwa do wytworzenia 1 MWh energii elektrycznej. W rozbiciu na składniki 370 (węgiel) + 287 (uprawnienia)

Cena energii elektrycznej jest także ustalana na rynku, w Polsce jest to TGE. Oczywiście cena zmienia się w czasie, w momencie tworzenia tego wpisu (2024.12.07) jest to około 500 PLN za MWh, co daje 150 PLN więcej niż koszt wyliczony wyżej. Dlaczego utrzymuje się elektrownie, których produkt (teoretycznie) nie wystarcza na pokrycie kosztów zakupu i spalenia paliwa to pytanie do właściciela. Rozliczenia są znacznie bardziej skomplikowane, niż prezentowana kalkulacja kosztów paliwa i emisji CO2. Narzekanie na ETS jest bezproduktywne, możemy się go pozbyć korzystając z Artykuł 50 Traktatu o Unii Europejskiej. Rządowi zamiatanie pod dywan problemu ułatwia fakt, że ETS to de facto podatek, wypływy zasilają kasę państwa, na którego terenie działa źródło CO2.