Nieustający rozwój gospodarczy niesie zwykle z sobą rosnące zapotrzebowanie na energię, która uzyskiwana w sposób konwencjonalny (węgiel, gaz, oleje) jest głównym sprawcą degradacji środowiska w skali globalnej. Stan środowiska, groźba zniszczenia atmosfery i globalnego ocieplenia oraz wyczerpywalność tradycyjnych zasobów energetycznych zachęciły do sięgania po odnawialne źródła energii, ukryte między innymi w energii wiatru.

W wielu krajach energetyka wiatrowa i związany z nią przemysł stały się faktem. Najlepszym przykładem są doświadczenia duńskie. Troska o środowisko poparta ustawodawstwem i korzystne warunki naturalne Danii, umożliwiają rozwój energetyki wiatrowej. W niedalekiej przyszłości energia wiatru ma stanowić 25 -30 % produkcji energii elektryczn w tym kraju. (Większy udział byłby niebezpiecznym dla gospodarki uzależnieniem).

Wykorzystanie energii daje zyski ekonomiczne, społeczne i ekologiczne. Roczna produkcja tylko jednej turbiny wiatrowej o mocy 300 kW kształtuje się, przy średniej rocznej prędkości wiatru 4m/s, na poziomie 300 000 - 400 000 kWh. Produkcja taka zastępując tradycyjne źródła energii może zredukować w skali roku emisję do atmosfery 4-7 ton SO2, 3-5 t NOX, 500-1000 t CO2 oraz od 30 do 60 t popiołów. Zważywszy, że moc instalowanych elektrowni systematycznie i wyraźnie wzrasta korzyści z tym związane są niewspółmiernie wyższe. W chwili obecnej standardem europejskim są instalowane elektrownie wiatrowe o mocy 800 -1000 kW przy czym jeszcze 2-3 lata temu były to moce rzędu 500 kW. Coraz powszechniej można również spotkać na farmach wiatrowych pracujące turbiny 1,5 megawatowe.

Czy należy zajmować się energetyką wiatrową w Polsce, zwłaszcza teraz, w czasach nie tylko transformacji gospodarki ale właściwie jej odbudowy? Czy ze względów ekonomicznych stać nas na to, gdy posiadamy jeszcze zasoby węgla - Turów i Bełchatów, a sudeckie i karpackie rzeki czekają na rozwój małej energetyki wodnej? Powiedzmy głośno, że warto walczyć o każdy procent "czystej" energii. Jeżeli nie zaczniemy teraz to za kilkadziesiąt lat, już jako "obrzydliwie" bogaty kraj będziemy zmuszeni zaczynać od podstaw.

Zasoby energetyczne wiatru w Polsce ocenia się na 10 % obecnego zapotrzebowania na energię elektryczną. Najkorzystniejszy dla lokalizacji wiatraków obszar to wybrzeże Bałtyku. Obecnie pracuje w Polsce 8-9 elektrowni wiatrowych o łącznej mocy 2.5 MW. Prognozy Komisji Energetycznej UE przewidują wzrost wykorzystania energii wiatru do 600 MW w roku 2005. Prognoza taka pozostaje jednak w dużym kontraście z ocenami polskich ekspertów, którzy rozwój ten szacują na poziomie 200 MW. Pozostaje pytanie - dlaczego istnieją tak duże rozbieżności w ocenie?

Regionów lub miejsc o znaczeniu energetycznym jest więcej lecz nie do końca są one zlokalizowane i zweryfikowane. Obszar południowo - zachodniej Polski, zwłaszcza Pogórza Sudeckiego w oficjalnym dokumencie oceniającym potencjał energii wiatru w Polsce, został zakwalifikowany do obszarów o niekorzystnych warunkach. Nie możemy się z tym zgodzić!

Należy obiektywnie wyjaśnić, dlaczego nie dysponujemy danymi meteorologicznymi, które umożliwiłyby weryfikację niekorzystnej oceny. Stacje pomiarowe dla potrzeb energetyki wiatrowej wymagają szczególnej lokalizacji, której dobór, zwłaszcza w terenie o urozmaiconej rzeźbie jest sprawą trudną. Warto w tym miejscu powiedzieć, że brak danych z takich stacji zniechęcił potencjalnych inwestorów zagranicznych, którzy w celach promocyjnych chcieli zafundować elektrownię wiatrową województwu jeleniogórskiemu.

Istniejąca sieć IMGW powołana jest do innych ważnych zadań służących gospodarce (agrotechnika, transport, gospodarka wodna). W tworzonej przez dziesiątki lat sieci, posterunki i stacje meteorologiczne lokalizowane były w pobliżu skupisk ludzkich, w dolinach, rzek, kotlinach, w miejscach, w których niekoniecznie musiały występować korzystne warunki wiatrowe. I dla szeroko rozumianych potrzeb gospodarki informacja z tych posterunków jest wystarczająca i wiarygodna. Trudno jednak wykorzystać takie dane dla potrzeb oceny potencjału energetycznego wiatru - zwłaszcza przy lokalizacji miejsca pod budowę turbiny wiatrowej. A kto zainwestuje w niepewne miejsce?

Istniejące przesłanki zachęcają do walki o wiatraki na Dolnym Śląsku. Ktoś złośliwie powiedział, że gdyby w XVII wieku negatywnie oceniono nasz region to zostałby zahamowany rozwój młynarstwa. W XVII, XVIII i XIX wieku krajobraz na pograniczu Wielkopolski i Śląska oraz obszar Sudetów urozmaicony był setkami młynów wiatrowych Dane historyczne z XVII wieku są bardzo skromne. Lecz o liczbie wiatraków może świadczyć zapis kronikarski mówiący, że w 1656 roku w okolicach Leszna, w wyniku pożogi wojennej spłonęło jednorazowo 70 wiatraków. Według mapy z 1931 roku (Atlas der deutchen Volkskunde) na Dolnym Śląsku, w obrębie dzisiejszych granic Polski istniało około 600 wiatraków, z których prawie wszystkie uległy zniszczeniu.

Oczywiście, sprawne młyny nie pracowały przez cały rok i to z dwóch powodów. Po pierwsze, młynarze zaczynali pracę po żniwach, kiedy zboże było już wymłócone i wysuszone. Po drugie, wiatraki te najbardziej wydajne były w okresie jesienno-zimowym bo taka jest natura naszej strefy klimatycznej. W tym okresie najbardziej uaktywniają się niże atmosferyczne wędrujące znad Atlantyku i wiatr jest silniejszy.

W dziwnym kontraście pozostają ze sobą oba brzegi Nysy Łużyckiej w okolicach Żytawy (Zittau) i Zgorzelca (Goerlitz), gdzie ukształtowanie jest podobne a obszar należy do tej samej jednostki fizjogeograficznej. Obszar na zachód od Nysy posiada korzystne zasoby energetyczne wiatru, co określono w ramach specjalnego programu badawczego (Atlas Wiatru Saksonii). Tuż za mostem na granicznej Nysie, po polskiej stronie rozciąga się obszar zdyskwalifikowany pod względem zasobów energii wiatru, co oceniono na podstawie danych ze Zgorzelca.

Efekt tak różniących się ocen jest taki, iż żaden z potencjalnych inwestorów nie spogląda na polską część Łużyc. Natomiast po stronie niemieckiej aktywność inwestycyjna jest wyraźnie zauważalna. Dwie duże turbiny wiatrowe pracują w odległości kilkuset metrów od granicy państwa (St. Marienthal koło Ostritz). Mieszkańcy w Leutersdorf (ok. 20 km na zachód od Zittau) są współwłaścicielami farmy wiatrowej o zdolności produkcyjnej 4 mln kWh (4 turbiny o mocy 600 kW).

Również po czeskiej stronie naszej granicy dostrzegalne są działania w tym kierunku. Na Przełęczy Ramzowskiej (Jesioniki), w 1994 roku zainstalowano 6 elektrowni wiatrowych duńskiej firmy Vestas o mocy 500 kW każda. Łącznie w Czechach pracuje obecnie 25 dużych turbin z przyłączami do sieci energetycznej a kolejne znajdują się już w początkowych fazach inwestycyjnych.

Chociaż jedna jaskółka wiosny nie czyni to pewnego optymizmu dodaje pierwsza komercyjna elektrownia wiatrowa na Dolnym Śląsku. Zlokalizowano ją w miejscowości Słup koło Jawora nad istniejącym tam zbiornikiem retencyjnym. Jest to postawiona przez ZEC Elektroservice z Wrocławia elektrownia produkcji polskiej (NOWOMAG z Nowego Sącza) o mocy 160 kW.

Wybór miejsca lokalizacji elektrowni wiatrowej nie jest rzeczą prostą. Musi bowiem uwzględniać między innymi założenia lokalnego planu zagospodarowania przestrzennego, niedalekie położenie od sieci energetycznej, ekspertyzę ekologiczną (wyklucza się obszary chronione, obszary pokrywające się z trasami wędrówek ptaków) i co najważniejsze, korzystne warunki wiatrowe.

Pamiętać również należy o tym, że obszary górskie mimo stosunkowo dużych prędkości wiatru wymagają bardziej szczegółowego postępowania w planowaniu wykorzystania jego energii niż ma to miejsce w obszarach o mniej urozmaiconej rzeźbie. Wiatr jest bowiem bardzo dynamicznym elementem klimatu, silnie zależnym od warunków lokalnych.

Do wykorzystania energii wiatru szczególne predysponowane są prostopadłe wzniesienia oraz przełęcze o osi równoległej do przeważającego kierunku wiatru. Niewskazane jest lokalizowanie farm wiatrowych w dnach kotlin i dolin. Współczesne konstrukcje elektrowni wiatrowych nie mogą być również posadowione w regionach o dużej depozycji sadzi i silnych porywach wiatru. Przyjmuje się, że w Sudetach takimi obszarami są partie gór powyżej 800-900 m n.p.m. Z powyższych względów wymagana jest ekspertyza klimatologiczna poparta serią pomiarów meteorologicznych prowadzonych w okresie nie krótszym niż jeden rok.

O tym, że w makroregionie dolnośląskim istnieją miejsca o dużym potencjale energetycznym wiatru świadczą między innymi wyniki pomiarów meteorologicznych prowadzonych w Czerniawie (Góry Izerskie) przez jeleniogórski WIOŚ oraz wyniki z Lubawki, uzyskane w trakcie realizacji projektu Fundacji "Parnterstwo dla Środowiska".

Potencjał energetyczny wiatru w Czerniawie, wyliczony dla 50 m nad gruntem wahał się w latach 1993 -1995 między 304 a 339 W/m2 co porównywalne jest z warunkami saksońskimi. Taki potencjał w zależności od rodzaju i mocy zainstalowanej siłowni mógłby dostarczyć do sieci energetycznej różne ilości energii.

Hipotetyczna roczna produkcja energii dla dwóch wybranych elektrowni wiatrowych firmy Vestas wynosiłaby przykładowo w roku 1995 odpowiednio 505 MWh/rok (dla małej siłowni 225 kW) i 1022 MWh/rok (dla średniej o mocy 500 kW). Pamiętać jednak należy, że opracowane wyniki dotyczą jedynie miejsca, gdzie zlokalizowany był maszt pomiarowy. Aby określić warunki energetyczne w sąsiedztwie niezbędne jest rozpatrzenie szeregu czynników, takich jak forma terenu, przeszkody terenowe i szorstkość podłoża.

Potencjał energetyczny wiatru w Lubawce przy średniej rocznej prędkości wiatru 5,7 m/s na wysokości 50 m nad gruntem ocenić można na 225 W/m2 i kształtuje się on na poziomie dobrym. W ramach projektu badawczego policzono hipotetyczną wielkość produkcji energii dla różnych typów elektrowni wiatrowych przy różnych wariantach wysokości zawieszenia osi wirnika. Tak więc potencjalnie można było w badanym okresie odprowadzić do sieci energetycznej od 300 do 826 MWh/rok.

Przedstawione wyniki świadczą o tym, że można znaleźć w Polsce południowo-zachodniej miejsca o korzystnych warunkach energetycznych. Wskazanie miejsc do lokalizacji musi być jednak poparte szczegółowymi pomiarami meteorologicznymi.

Oczywiście lokalizacja turbiny wiatrowej wzbudza emocje zwłaszcza wśród tzw. ortodoksyjnej części ekologów. Przyczyn jest kilka. Dziwne kształty zakłócają naturalny krajobraz, skrzydła wirnika szumią, przeszkadzający ptakom. Problemem może być również migotający cień.

Doświadczenia w Niemczech i Danii jakie zebrano w dyskusjach i sporach pomiędzy inwestorami a ekologami, pozwalają na uniknięcie nieporozumień i jednocześnie uświadamiają wątpliwości, które należy brać pod uwagę. Zawsze płacimy jakąś cenę za poziom swego standardu życia. Chodzi tylko o to aby cena ta była jak najniższa i kształtowana w zrównoważonej egzystencji człowieka w środowisku naturalnym.

Krzysztof Migała i Agnieszka Łukomska
Zakład Klimatologii
Uniwersytet Wrocławski