Wpływ wybranych czynników i dostępu do surowców mineralnych na rozwój energetyki wiatrowej w Polsce

Abstract

W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących znaczenia dostępu do surowców krytycznych dla rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce. Autorzy zbudowali zbiór czynników, które potencjalnie mogą wpływać na ten rozwój. Pod uwagę wzięto 24 zmienne objaśniające, które przyporządkowano do pięciu kategorii. Wielkość zapotrzebowania na surowce mineralne w danym roku związane z rozbudową technologii wiatrowej wyznaczono z wykorzystaniem programu napisanego przez autorów. Znaczenie poszczególnych czynników zostało zweryfikowane z wykorzystaniem modelu ARMAX. Dzięki temu możliwe było wskazanie tych zmiennych objaśniających, które istotnie wpływają na wielkość produkcji energetyki wiatrowej w Polsce. Do grupy surowców mineralnych zaliczono metale krytyczne, które są niezbędne do wytwarzania turbin wiatrowych. Są to pierwiastki ziem rzadkich, miedź, nikiel, bor, mangan. Model ARMAX pozwala na zbadanie związku zmiennej objaśnianej ze zmiennymi objaśniającymi. Optymalizacja parametrów modelu była prowadzona na drodze ograniczania wielkości błędu średniokwadratowego. Podczas walidacji modelu posłużono się współczynnikiem VIF – variance inflation factor, testami Dickeya-Fullera oraz Doornika-Hansena. Walidacja ARMAX polegała także na wyborze modelu, których charakteryzuje najniższa wartość kryteriów informacyjnych oraz na wyznaczeniu błędów ex post między innymi błędu Mean Absolute Percentage Error (MAPE). Dodatkowo określono charakter poszczególnych zmiennych niezależnych, czyli ustalono czy są one stymulantami, nominantami, czy destymulantami. Wykonana prognoza umożliwiła zweryfikowanie możliwości spełnienia założeń Polityki Energetycznej Polski do 2040 roku. Prognoza wykazała, że jeśli nie zmienią się trendy rozwojowe czynników wpływających na energetykę wiatrową, możliwe będzie spełnienie założeń PEP2040 dotyczących dynamicznego rozwoju farm wiatrowych w Polsce i podwojenia mocy wytwórczych do 2030 roku. Analiza z wykorzystaniem modelu ARMAX pokazała, że dostęp do surowców takich jak REE, Cu, Ni, Br i Mn będzie miał bardzo istotny wpływ na rozwój energetyki wiatrowej w Polsce. Każdy czynnik kategorii surowców wprowadzony do modelu uznano za istotny statystycznie na poziomie istotności α = 0,01, czyli przy najniższym akceptowalnym ryzyku popełnienia błędu. Dlatego baza surowcowa będzie kluczowa dla zapewnienia dostępu do energetyki wiatrowej na poziomie przyjętym w PEP2040.