Alternatywne źródła energii dla wsi

Transkrypt

1 Alternatywne źródła energii dla wsi co już mamy, a do czego dążymy? Łukasz Aleszczyk, Barbara Łaska, Andrzej Myczko, Robert Sawiński Warszawa 30 wrzesień 2015 r.

2 Third Industrial Revolution Rifkin Jeremy I - Maszyna parowa i węgiel nowe problemy socjalne II - Samochód i ropa oraz benzyna Te epoki zwiększyły produktywność pracy o kilkadziesiąt razy. III połączenie technik komunikacji z odnawialnymi źródłami energii oraz troską o stan środowiska naturalnego W 2008 r doszliśmy do granicy możliwości zwiększania światowego wzrostu gospodarczego w oparciu o ropę i inne paliwa kopalne Wpływ węgla i ropy na gospodarkę potrwa jeszcze do 2030 r

3 Ograniczenia Wielkiej Transformacji Dostępność technologii to tylko jeden z elementów trzeciej rewolucji przemysłowej ale nie najważniejszy Trzecia rewolucja przemysłowa wymaga decyzji politycznych, a nie tylko ekonomicznych oraz aktywnej roli państwa Dla polskiego rolnictwa niezbędny jest Scenariusz Nadążania uwzględniający możliwość ochrony modelu życia i konsumpcji

4 RZECZPOSPOLITA Centrum Strategii Energetycznych Różne poglądy?????? Członkostwo w Unii Europejskiej przynosi Polsce znacznie więcej korzyści niż strat. Dlatego też, pomimo wielu zastrzeżeń, opłaca się nam respektować unijną politykę klimatyczną. Nie wychodźmy jednak przed szereg dopóki technologie OZE nie staną się tańsze, nie rozwijajmy ich w większym stopniu niż się do tego zobowiązaliśmy. Za to jak najintensywniej i jak najdłuższej wykorzystujmy własne zasoby energetyczne oraz infrastrukturę, dalej opierając krajową energetykę na węglu.

5 Stan obecny!!! Europejski rynek energii jest obecnie dopasowany do scentralizowanego, wielkoskalowego modelu energetyki. Konsumenci postrzegani są jako pasywni uczestnicy rynku. Wzrastający udział OZE dezaktualizuje ten model. Pojawią się prosumenci działający na małą i dużą skalę.

6 Dokąd zmierzamy???? wg A.Jańczak MSZ Polskę czeka przewrót kopernikański w sektorze energetycznym. Nie musimy bazować na modelu niemieckim, niemniej jednak powinniśmy wypracować własną koncepcję odchodzącą od monokultury technologicznej i zmierzającą do wykorzystania wszystkich dostępnych w Polsce surowców energetycznych.

7 Problemy Wraz z rozwojem OZE w różnych krajach przyjęto różne opłaty za udostępnianie energii Izolują one od siebie rynki energetyczne poszczególnych państw. Rolnictwo powinno być wykorzystane do zorganizowania mechanizmów zabezpieczających przed zakłóceniami rynkowymi przynajmniej na potrzeby podstawowej produkcji rolniczej

8 Komisja Europejska nie opracuje nam scenariusza Komisja Europejska nie deklaruje dziś, w jaki sposób ma wyglądać nowy model rynku energii zajmuje się natomiast identyfikacją zaistniałych sytuacji i nagłaśnia najważniejsze trendy, ocenia bariery i organizuje dyskusje zainteresowanych stron.

9 Rolnicze technologie redukujące emisję Głównych Gazów Cieplarnianych (GGC) przyczyniają się do zrównoważenia produkcji rolniczej Produkcja żywności to: do 70 % światowej emisji N2O do 40 % światowej emisji CH4

10 Nowe technologie wchodzą gwałtownie na rynek i zmieniają jego oblicze Nowe technologie zmieniają ekonomikę realizacji i eksploatacji inwestycji Nowe regulacje prawne mają wymusić stosowanie proekologicznych i energooszczednych technologii oraz efektywniejszych technik produkcji (np. materiały nadprzewodnikowe w siłowniach wiatrowych, systemy bezprzekładniowe, budynki zeroemisyjne, pasywne itp.)

11 21 październik 2011 Dążymy do praktycznego stosowania zasad zrównoważonego rozwoju w rolnictwie

12 Instalacje OZE kolektory słoneczne, kotły na biomasę, elektrownie wiatrowe, systemy fotowoltaiczne, systemy kogeneracyjne na biogaz i biopłyny, pompy ciepła, elektrownie wodne.

13 BIOPALIWA Zapewnić niezależność energetyczną; Mieć mniejszą emisyjność związków toksycznych w procesie ich spalania; Umożliwiać niższe koszty eksploatacji silników i urządzeń grzewczych.

14 Paliwa I generacji to ślepy zaułek?? w procesie spalania benzyn z dodatkiem 10% etanolu, emisja toksycznych substancji obniża się o 2%, a emisja tlenku węgla o 10% w porównaniu z benzyną zawierającą 11% MTBE, ale emisja tlenków azotu wzrasta o 14%, węglowodorów o 10% oraz potencjał tworzenia ozonu o 9%. Podobnie jest z pozostałymi dodatkami.

15 well to wheel Uwzględniając emisjęco2w cyklu WTW i porównując z ilością dwutlenku węgla pochłoniętego przez rośliny stanowiące surowiec do produkcji biopaliw w procesie fotosyntezy, aktualnie stosowane biopaliwa (biopaliwa pierwszej generacji) wykazują bilans niekorzystny.

16 Biopaliwa II generacji 1. Biodiesel, jako biopaliwo lub komponent otrzymany w wyniku rafinacji wodorem (hydrogenizacji) olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych, głównie odpadowych; 2. Biogaz (SNG) otrzymywany w procesach zgazowania lignocelulozy i syntezy produktów tych procesów, o właściwościach gazu naturalnego; 3. Biowodór, otrzymywany na drodze procesów zgazowania i wydzielania lub specyficznych procesów biologicznych. 4. Biowodór i biometanol, otrzymywane w wyniku zgazowania lignocelulozy i syntezy produktów zgazowania lub w wyniku procesów biochemicznych;

17 II genaracja *Nie należy zaliczać do paliw drugiej generacji przetworzonych biopaliw pierwszej generacji *Koncepcja rozwoju biopaliw drugiej generacji opiera się na założeniu, że surowcem do ich wytwarzania powinna być zarówno biomasa jak i odpadowe oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce oraz wszelkie odpadowe substancje pochodzenia organicznego, nieprzydatne w przemyśle spożywczym i leśnym

18 MIKROINSTALACJE KOMBINOWANE Budynki inwentarskie u sasiadów róznią się obecnie od naszych dlaczego i co tracimy?

19 Nasze koncepcje z roku 1988 są dopiero teraz aktualne? (wg. A.Myczko, 1988)

20 Fotovoltaika wkroczyła już do praktyki rolniczej

21 Katalityczne spalanie amoniaku i metanu Skruber oraz reaktor katalityczny podłączone do systemu wentylacyjnego chlewni lub kurnika Produkcja ciepła na potrzeby technologiczne Całkowite wyeliminowanie emisji 1. Energia z katalitycznego utleniania amoniaku jest 4 razy większa niż z katalitycznego utleniania metanu 2. Metan (CH4) ma 25 razy większy wpływ na efekt cieplarniany niż CO2 a podtlnek azotu (N2O) 280 razy Uzyskana energia może być użyta do wysokotemperaturowej elektrolizy wody

22 Techniki utrzymania stosowane w chowie świń w Polsce (wg. A. Myczko 2000 r)

23 Ammonia production in the examined fattening houses wg. A.Myczko 2000 r. Parameter Unit Number of piggery Population head Exchange of air indoors m 3 /day Ammonia content in ventilated air ppm mg/m Ammonia production in ventilated air kg/day kg/year Ammonia production per one production stand for 325 day exploitation of fattening stands kg/year

24 Budynek niskoemisyjny generujący energię ponad poziom swego zapotrzebowania

25 Odwierty geotermalne

26 Dach energetyczny pompa ciepła

27 Zmniejszanie temperatury parowania odchodów poprzez ochładzanie podłoża i kumulowanie ciepła na potrzeby produkcyjne

28 Przykłady rozwiązań: BIOGAZOWNIE KONTENEROWAE

29 Odpady poubojowe i nie-spożywcze substraty celulozowe słoma, trawa kiszonka biologiczne odpady odpady kuchenne odpady ubojowe STEAM EXPLOSION REAKTOR

30 Bilans kiszonki i gnojowicy dla instalacji 1 MW Rola rozwłókniania biomsy Zapotrzebowanie substratu ton/rok Kiszonka - gnojowica kubatura reaktora m3 Typowa instalacja NaWaRo / kiszonka z kukurydzy i gnojowica z STEAM EXPLOSION / słoma i gnojowica z STEAM EXPLOSION 7.500/

31 Reaktor monosubstratowy wg. zgłoszenia ITP

32 Reaktor monosubstratowy o pojemności czynnej 30 m3 zapewniajacy moc 15 kwe i 17 kwc

33 Technologia metanowej fermentacji surowej gnojowicy

34 NiskonakBadowa [cie ka biogazowa dla biogazowni prosumenckich Zalety mikrobiogazowni ON-GRID: pokrywa zapotrzebowanie energetyczne gospodarstwa generuje zysk ze sprzeda y energii do sieci dzielenie si nadwy kami energii - "energetyka obywatelska" biogazownie w porównaniu do innych OZE s niezale ne od pogody

35 NiskonakBadowa [cie ka biogazowa dla biogazowni prosumenckich Schemat biogazowni wg pomysłu ITP o/poznań: 1. Komora fermentacyjna 2. Układ odsiarczalników 3. Odwadniacz 4. Gazomierz 5. Zbiornik biogazu 6. Przerywacz płomienia 7. Dmuchawa bocznokanałowa 8. Agregat kogeneracyjny 9. Wymiennik ciepła

36 Dalsze kierunki rozwoju i wyzwania zwi zane z mikroinstalacjami biogazowymi: Poprawa sprawno[ci i wydajno[ci reaktorów monosubstratowych / wysokosprawne systemy z cyrkulacj samoistn Opracowanie i wdro enie systemów do kumulowania i magazynowania energii z instalacji prosumenckich, zwłaszcza dziabaj cych w systemie OFF-GRID i Semi OFF GRID Doskonalenie agregatów kogeneracyjnych o małej mocy w celu poprawy ich sprawno[ci, mo liwo[ci ich wykorzystania w układach wielopaliwowych i skrócenie okresów konserwacyjnych Redukcja kosztów oczyszczania biogazu i zwiekszenie sprawno[ci systemu.

37 Ocena cyklu życia LCA (Life Cycle Assessment) technika zarządzania środowiskiem umożliwiająca badanie obciążeń środowiska powstających w całym okresie życia produktu lub procesu Zastosowanie metody LCA: wskazanie na zależności pomiędzy działalnością człowieka a konsekwencjami dla środowiska naturalnego źródło informacji w procesach decyzyjnych - w celu ograniczenia negatywnego wpływu stosowanych rozwiązań na środowisko porównanie wariantów technologicznych projektów inwestycyjnych - wybór odpowiednich składników i materiałów Cztery fazy badań LCA

38 Dziękujemy za wysłuchanie i zapraszamy do dyskusji