Technologie zeroemisyjne i energooszczędność uwarunkowania wdrażania w Polsce

Transkrypt

1 Technologie zeroemisyjne i energooszczędność uwarunkowania wdrażania w Polsce Publikacja została opracowana w ramach projektu Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do 2050 roku nr POIG /08, współfinansowanego przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. 1

2 Autorzy: JOLANTA BARAN Politechnika Śląska MAREK BIENIECKI Główny Instytut Górnictwa, Katowice JAN BRZÓSKA Politechnika Śląska DOROTA CHWIEDUK Politechnika Warszawska KRYSTYNA CZAPLICKA-KOLARZ Główny Instytut Górnictwa, Katowice MARIUSZ ĆWIECZEK Główny Instytut Górnictwa, Katowice ANDRZEJ GAJDA Główny Instytut Górnictwa, Katowice TOMASZ GOLEC Instytut Energetyki, Warszawa AGNIESZKA JANIK Politechnika Śląska HENRYK KOCOT Politechnika Śląska MAGDALENA LUDWIK-PARDAŁA Główny Instytut Górnictwa, Katowice M. JACEK ŁĄCZNY Główny Instytut Górnictwa, Katowice MARZENA MAJER Główny Instytut Górnictwa, Katowice SYLWESTER MARKUSIK Politechnika Śląska JOANNA MARTYKA Główny Instytut Górnictwa, Katowice KATARZYNA NOWAK Główny Instytut Górnictwa, Katowice KRYSTYNA OLEJNICZAK Główny Instytut Górnictwa, Katowice SŁAWOMIR PASIERB Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii LUDWIK PIEŃKOWSKI Uniwersytet Warszawski IRENEUSZ PYKA Główny Instytut Górnictwa, Katowice JAN PYKA Akademia Ekonomiczna, Katowice JANUSZ RAKOWSKI Instytut Energetyki, Warszawa ANNA ROGUT Główny Instytut Górnictwa, Katowice ADAM RYSZKO Politechnika Śląska KRZYSZTOF STAŃCZYK Główny Instytut Górnictwa, Katowice ANNA ŚLIWIŃSKA Główny Instytut Górnictwa, Katowice JERZY ŚWIĄDROWSKI Główny Instytut Górnictwa, Katowice KONRAD TAUSZ Główny Instytut Górnictwa, Katowice ANDRZEJ ZIĘBIK Politechnika Śląska 2

3 Technologie zeroemisyjne i energooszczędność uwarunkowania wdrażania w Polsce Praca zbiorowa pod redakcją Krystyny Czaplickiej-Kolarz i Ireneusza Pyki GŁÓWNY INSTYTUT GÓRNICTWA Katowice

4 Rada Programowa ds. Wydawnictw: prof. dr hab. inż. Jakub Siemek (przewodniczący), prof. dr hab. inż. Tadeusz Chmielniak, prof. dr hab. inż. Józef Dubiński, prof. dr hab. inż. Andrzej Maranda, prof. dr hab. inż. Korneliusz Miksch, prof. dr hab. inż. Joanna Pinińska, prof. dr hab. inż. Krystian Probierz, prof. dr hab. inż. Czesława Rosik-Dulewska, prof. dr hab. inż. Janusz Roszkowski, prof. dr hab. inż. Antoni Tajduś Komitet Kwalifikacyjno-Opiniodawczy: prof. dr hab. inż. Antoni Kidybiński (przewodniczący), prof. dr hab. inż. Krystyna Czaplicka, doc. dr hab. inż. Józef Kabiesz, prof. dr hab. inż. Władysław Konopko, prof. dr hab. inż. Jerzy Kwiatek, prof. dr hab. Kazimierz Lebecki, prof. dr hab. inż. Adam Lipowczan, prof. dr hab. inż. Krzysztof Stańczyk, doc. dr hab. inż. Marian Turek, doc. dr hab. inż. Jan Wachowicz, mgr Małgorzata Zielińska Recenzenci: doc. dr hab. inż. Barbara Białecka prof. dr hab. inż. Włodzimierz Kordylewski Redakcja wydawnicza Małgorzata Kuśmirek-Zegadło Redakcja techniczna, korekta Barbara Dusik Skład, łamanie Krzysztof Gralikowski Projekt okładki Marcin Wysocki ISBN Printed in Poland All rights reserved Copyright by Główny Instytut Górnictwa Sprzedaż wydawnictw Głównego Instytutu Górnictwa prowadzi Zespół Wydawnictw i Usług Poligraficznych wydawnictwa.gig.eu tel , , m.kusmirek@gig.eu Katowice, GIG Ark. wyd. 8,3. Format B5. Przygotowanie do druku: Zespół Wydawnictw i Usług Poligraficznych GIG Druk i oprawa: Zakład Poligraficzny Węglogryf, Katowice 4

5 Spis treści Spis skrótowców, symboli, wybranych fraz i terminów anglojęzycznych Cel i zakres opracowania Literatura do rozdziału Uwarunkowania zasobowe baza zasobowa Polski i jej wystarczalność Nieodnawialne nośniki energii w Polsce Odnawialne źródła energii Energia słoneczna Energia wiatru Energia wody Energia biomasy Wody termalne Podsumowanie Literatura do rozdziału Uwarunkowania ekonomiczne zaspokojenia potrzeb na energię, przewidywane trendy w zakresie rozwoju gospodarczego business as usual Prognozy produkcji energii elektrycznej w Polsce i jej koszty do 2050 roku Możliwości gospodarki w zakresie alokacji środków finansowych w oszczędzanie energii Koncepcja mechanizmu alokacji środków finansowych (własnych) beneficjentów w oszczędzanie energii Fundusz termomodernizacji Nakłady na badania i rozwój Inne instrumenty (szkolenia, audyty energetyczne, fundusze krajowe) Środki z funduszy strukturalnych Koszty zewnętrzne Literatura do rozdziału Uwarunkowania polityczno-prawne Porozumienia w skali globalnej Strategia energetyczna Unii Europejskiej Pakiet klimatyczno-energetyczny Unii Europejskiej Inne aspekty zrównoważonej gospodarki energią zawarte w dokumentach Unii Europejskiej Uwarunkowania polityczno-prawne w Polsce Strategia redukcji gazów cieplarnianych do 2020 roku Narodowy Plan Rozwoju Polityka ekologiczna Polski Nowa polityka energetyczna Polski (PEP) do 2030 roku Prawo energetyczne Podsumowanie Literatura do rozdziału Uwarunkowania środowiskowo-ekologiczne Energetyka oparta na nieodnawialnych nośnikach energii (węgiel, ropa naftowa, gaz) Energetyka jądrowa

6 5.3. Energetyka odnawialna Energia wiatru Energia słoneczna Energia biomasy Energia geotermalna Energia wód Literatura do rozdziału Uwarunkowania społeczne Kulturowa płaszczyzna rozwoju społecznego styl życia Płaszczyzna społecznych efektów rozwoju gospodarczego poziom życia Społeczne wyznaczniki akceptacji dla określonych rozwiązań w sferze gospodarki energią Podsumowanie Literatura do rozdziału Odnawialne źródła energii Energetyka słoneczna Podstawowe zastosowanie Energetyka słoneczna cieplna Słoneczne instalacje elektryczne. Fotowoltaika Energetyka wiatrowa Energetyka wodna Pompy ciepła Energia geotermalna Wykorzystanie biomasy Podstawowe metody konwersji energii biomasy Biomasa Biogaz Biopaliwa płynne Podsumowanie Literatura do rozdziału Przegląd rozwojowych technologii zeroemisyjnych związanych z energetyką jądrową Energetyka jądrowa w polityce energetycznej Polski Technologie postępowania z wypalonym paliwem reaktorowym Technologie mające na celu zamknięcie cyklu paliwowego Wykorzystanie reaktorów jako źródła ciepła dla procesów technologicznych Technologie reaktorów o średniej i małej mocy Literatura do rozdziału Oszczędność energii w różnych sektorach przemysłowych i dziedzinach życia Budownictwo Literatura do podrozdziału Przegląd możliwości oszczędności energii w sektorze przemysłowym (w oparciu o nieodnawialne źródła energii) Racjonalizacja użytkowania energii w przemyśle Przykłady działań w zakresie racjonalizacji użytkowania energii w przemyśle Racjonalizacja użytkowania energii elektrycznej w przemyśle

7 Elektrociepłownie przemysłowe Literatura do podrozdziału Przegląd rozwojowych metod oszczędności energii w transporcie Podsumowanie Literatura do podrozdziału Oszczędność energii w życiu codziennym społeczeństwa (gospodarstwo domowe, biuro) Literatura do podrozdziału Wzrost sprawności konwersji w energetyce zawodowej a gospodarka zeroemisyjna Literatura do rozdziału LCA technologii energetycznych LCA jako narzędzie Dynamiczne LCA LCA krajowej struktury produkcji energii według jej nośników Literatura do rozdziału Prognozowane trendy rozwoju zeroemisyjnej gospodarki energią w świecie i w Polsce Literatura do rozdziału Informacja uzupełniająca

8

9 Spis skrótowców, symboli, wybranych fraz i terminów anglojęzycznych euro 7 PR R&D 7. Program Ramowy w zakresie badań i rozwoju technologicznego Unii Europejskiej AAU Assigned Amount Unit Jednostki Przyznanej Emisji w ramach Protokołu z Kyoto acidification/ zakwaszanie/eutrofizacja eutrofication BAU Business as usual rozwój według dotychczasowego scenariusza BGK Bank Gospodarstwa Krajowego Biofuels Directive dyrektywa dotycząca biopaliw BOŚ Bank Ochrony Środowiska SA Btu British Thermal Unit anglosaska jednostka energii (około 0, dżula) BWR Boiling Water Reactor Reaktor Wodny Wrzący C węgiel pierwiastkowy CCS Carbon Capture & Storage wychwytywanie i składowanie CO 2 CDM Clean Development Mechanism Mechanizm Czystego Rozwoju w ramach Protokołu z Kyoto CER Certified Emission Reduction jednostka uniknionej emisji (w ramach CDM) CHP Combined Heat and Power systemy kogeneracyjne CIT Corporate Income Tax podatek dochodowy od osób prawnych climate klimat CO 2 ditlenek węgla CO 2 e równoważnik ditlenku węgla coal węgiel competitiveness konkurencyjność COP Conference of Parties Konferencja Stron Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (UNFCCC) cost of electricity koszt produkcji energii elektrycznej production crop losses straty w plonach EBI Europejski Bank Inwestycyjny EBOR Europejski Bank Odbudowy i Rozwoju efficiency sprawność, efektywność electricity generation wytwarzanie energii elektrycznej electricity generation wytwarzanie energii elektrycznej z biomasy stałej from solid biomass energy efficiency plan działań w zakresie efektywności energetycznej action plan ESTTP European Solar Thermal Technology Platform europejska platforma wdrażania innowacji w energetyce słonecznej ETP European Technology Platform europejska platforma technologiczna EU ETS European Union Emissions Trading Scheme Unijny System Handlu Emisjami 9

10 EUR EURO-CENT EWG external costs Gas CC GEF GHG GJ global warming GNEP GW e GWh GW t H 2 S hard coal health effects HHV HTR Hydro lub Hydroelectric power IEA IEA SHC IEE IGCC IGCC-CCS IPCC JI kgoe kj kmol kpa KSE kwh Kyoto negotiations LCA LCP LHV lignite LULUCF LWR market opening euro cent (Euro) Europejska Wspólnota Gospodarcza koszty zewnętrzne energia z gazu układ kombinowany gazowo-parowy Global Environmental Facility Globalny Fundusz Ochrony Środowiska greenhouse gas gaz cieplarniany gigadżul ogólnoświatowe ocieplenie Global Nuclear Energy Partnership gigawat mocy elektrycznej gigawatogodzina gigawat mocy cieplnej siarkowodór węgiel kamienny wpływy zdrowotne higher heating value ciepło spalania reaktor wysokotemperaturowy chłodzony helem energia wód International Energy Agency Międzynarodowa Agencja Energetyczna Solar Heating and Cooling Research Programme Intelligent Energy Europe Inteligentna Energia Europa integrated gasification combined cycle technologia bloku gazowo- -parowego ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa integrated gasification combined cycle technologia bloku gazowo- -parowego ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa w połączeniu z CCS Intergovernmental Panel on Climate Change Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu Joint Implementation Wspólne Wdrożenia w ramach Protokołu z Kyoto kilogram of oil equivalent kilogram ekwiwalentu ropy naftowej kilodżul kilomol kilopaskal Krajowy System Energetyczny kilowatogodzina negocjowanie uzgodnień z Kyoto Life Cycle Assessment ocena cyklu życia Large Combustion Plant duże źródła spalania lower heating value wartość opałowa lignit (odmiana węgla brunatnego) land use, land use change and forestry użytkowanie gruntów, zmiana użytkowania gruntów i leśnictwo Light Water Reactor reaktor lekkowodny otwarcie rynku 10

11 material damage MEW Mg MJ MPa MW MW e MWh MW t national energy efficiency action plans natural gas NFOŚiGW NMHC noise NSS Nuclear (power) OECD OOŚ oxyfuel OZE PEMP PEP PGE PJ PKB PO POIŚ potential electricity production form biomass production costs PŚB PV amorph PV poly lub photovoltaics (policristaline) PWR RBMK REEEP Renewable Energy Directive RES RMU SEEP uszkodzenia materiałów mała energetyka wodna megagram megadżul megapaskal megawat megawat mocy elektrycznej megawatogodzina megawat mocy cieplnej krajowe plany działań w zakresie efektywności energetycznej gaz ziemny Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej węglowodory niezawierające metanu hałas Narodowa Strategia Spójności energia jądrowa Organization for Economic Co-operation and Development Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju ocena oddziaływania na środowisko spalanie w atmosferze wzbogaconej tlenem odnawialne źródła energii = RES Polski Program Efektywnego Wykorzystania Energii w Napędach Elektrycznych Polityka Energetyczna Polski Polska Grupa Energetyczna petadżule produkt krajowy brutto Program Operacyjny Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko potencjalna produkcja energii elektrycznej z biomasy koszty produkcji produkt światowy brutto ogniwo fotowoltaiczne półprzewodnikowe ogniwo fotowoltaiczne polikrystaliczne Pressurized Water Reactor Reaktor Wodny Ciśnieniowy Реактор Большой Мощности Канальный Reaktor Kanałowy Wielkiej Mocy The Renewable Energy & Energy Efficiency Partnership dyrektywa dotycząca celów w zakresie energii odnawialnej renewable energy sources = OZE Removal Unit jednostka pochłaniania w ramach Protokołu z Kyoto analiza społeczno-ekonomiczno-polityczno-środowiskowa 11

12 SET Plan SFR SPP-PCC SPP-PCC-CCS sustainability toe TW TWh UE URE WEO WFOŚiGW wind ZE Strategic Energy Technology Plan Europejski Strategiczny Plan w Dziedzinie Technologii Energetycznych reaktor powielający chłodzony sodem steam power plant pulverized coal combustion elektrownia cieplna z kotłami pyłowymi steam power plant pulverized coal combustion with CCS elektrownia cieplna z kotłami pyłowymi w połączeniu z CCS zrównoważony rozwój ton of oil equivalent ekwiwalent tony ropy naftowej terawat terawatogodzina Unia Europejska Urząd Regulacji Energetyki Word Energy Outlook Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej energia wiatru zużycie energii 12

13 1. Cel i zakres opracowania Pomysł opracowania scenariuszy rozwoju zeroemisyjnej gospodarki energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski zrodził się w toku dyskusji nad wynikami ukończonego w 2007 roku projektu Scenariusze rozwoju technologicznego kompleksu paliwowo-energetycznego dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju pierwszego foresightu energetycznego zrealizowanego w Polsce. Wnioski z tego projektu z jednej strony wskazywały na konieczność przeprowadzenia okresowej weryfikacji opracowanych scenariuszy rozwoju gospodarki energią w Polsce, z uwzględnieniem dłuższej perspektywy (po 2030 r.), z drugiej wskazywały na potrzebę przeprowadzenia bardziej szczegółowej analizy problematyki innowacyjnych technologii, których stosowanie wiąże się z niską lub prawie zerową emisją na tle uwarunkowań zewnętrznych obejmujących aspekty zrównoważonego rozwoju i tendencje polityczno-prawne. W dążeniach do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, obok modernizacji technologii wytwarzania energii z paliw kopalnych i technologii Carbon Capture & Storage (CCS), coraz większą rolę odgrywają odnawialne źródła energii (OZE) uważane za zeroemisyjne, energia jądrowa, a zwłaszcza oszczędność energii. Ta ostatnia może być rozumiana w odniesieniu do zużycia nośników energii i zużycia energii finalnej. Wdrażanie nowych technologii i metod ograniczania emisji gazów cieplarnianych w wielu przypadkach powoduje dodatkowe koszty społeczne i ma różnoraki wpływ na zrównoważony rozwój. Z tych względów, przedmiotem projektu jest opracowanie najbardziej prawdopodobnych scenariuszy rozwoju energetyki zeroemisyjnej, z uwzględnieniem warunków zrównoważonego rozwoju w specyficznych warunkach Polski. Zakłada się, że wyniki projektu dostarczą praktycznej wiedzy na temat tych technologii i zagadnień społeczno-gospodarczych, które w najbliższych latach będą nabierać coraz większego znaczenia. W projekcie, z wykorzystaniem metod foresightu, określono kierunki rozwoju zeroemisyjnej gospodarki energią w Polsce do 2050 roku. Wskazują one te technologie, które umożliwią rozwój energetyki krajowej w oparciu o posiadane surowce energetyczne (zarówno odnawialne, jak i nieodnawialne) oraz spełnią wymagania co do wielkości emisji gazów cieplarnianych. W tym projekcie, na plan pierwszy, przed techniczno-technologiczne rozważania dotyczące po prostu wytwarzania energii w celu zaspokojenia potrzeb gospodarki narodowej, wysuwają się kwestie technologii zeroemisyjnego wytwarzania energii i metody oszczędności energii. Zeroemisyjne, czy też prawie zeroemisyjne wytwarzanie energii, dotyczy wyłącznie emisji gazów cieplarnianych. Prowadzą do niego: odpowiednie kształtowanie struktury zużycia nośników energii pierwotnej w kraju, stosowanie technik bezpośrednio wpływających na ograniczanie emisji tych gazów oraz oszczędność zużycia energii w przemyśle, transporcie, budownictwie i w życiu codziennym. Zrównoważony rozwój ma trzy wymiary: środowiskowy, ekonomiczny i społeczny. Istnieje głębokie powiązanie między nimi a gospodarką energią (rys. 1.1). Gospodarka energią napędza wzrost makroekonomiczny, ale jest też głównym źródłem 13

14 negatywnych wpływów na środowisko. Stanowi również podstawę zaspokajania różnorakich potrzeb ludzkich. Stąd, w projekcie założono przeplatanie się prac paneli czysto technologicznych, identyfikujących zeroemisyjne technologie, ich przyszłe kierunki rozwoju i wkład w osiągnięcie zeroemisyjności (prawie zeroemisyjności) gospodarki energią w Polsce w okresie objętym prognozą w projekcie, z pracą paneli odpowiadających wymiarom zrównoważonego rozwoju. Te ostatnie mają na celu identyfikację kształtowania się wymiarów zrównoważonego rozwoju w perspektywie objętej prognozą i określenie czynników zrównoważonego rozwoju, wpływających na rozwój technologiczny, a zwłaszcza warunkujących przechodzenie na zeroemisyjną gospodarkę energią. Dodatkowo uwzględniono jeszcze wymiar polityczno-prawny. Panele SEEP przeprowadzą w projekcie analizę społeczno-ekonomiczno-polityczno(prawną)-środowiskową wdrażania w Polsce technologii zeroemisyjnych i oszczędności energii. Środowiskowe (Wykorzystanie energii jest głównym źródłem negatywnego wpływu na środowisko) Ramy prawne Ekonomiczne (Gospodarka energią to kluczowy czynnik wzrostu makroekonomicznego) Społeczne (Energia leży u podstaw zaspokajania potrzeb ludzkich) Rys Gospodarka energią a zrównoważony rozwój: głębokie powiązania [1.1] Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie danych wejściowych do prac w ramach projektu Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do 2050 roku. Zasygnalizowano również złożoność powiązań społecznych, ekonomicznych, polityczno-prawnych i środowiskowych, rzutujących na przechodzenie do gospodarki zeroemisyjnej i wdrażanie działań w zakresie oszczędności energii w Polsce. W publikacji przedstawiono punkt wyjścia pracy pięciu paneli eksperckich projektu: ekonomicznego, społecznego, środowiskowego, polityczno-prawnego oraz technologicznego. Nie skupiono się tutaj na szczegółach technologicznych i szczegółach rozwiązań prawnych itp. dotyczących przedmiotu projektu. Tego typu informacji, zawartych między innymi w ekspertyzach szczegółowych wymienionych na końcu opracowania, można również szukać w cytowanej literaturze. Literatura do rozdziału Energy and Sustainable Development at Global Environmental Summits: An Evolving Agenda, Adil Najam and Cutler J. Cleveland. Environment, Development and Sustainability 5: Kluwer Academic Publishers, s

15 2. Uwarunkowania zasobowe baza zasobowa Polski i jej wystarczalność W ujęciu globalnym wielkość zasobów staje się nie tylko terminem geologicznym, ale również politycznym (zwłaszcza z powodu nierównomiernego rozłożenia zasobów między regionami świata) i ekonomicznym (uwarunkowana wieloma czynnikami fluktuacja cen nośników energii). Na to nakłada się fakt wyczerpywalności kopalnych nośników energii. Stąd, bardziej adekwatnymi określeniami niż wielkość zasobów są: dostęp do zasobów i wystarczalność zasobów. Na rysunku 2.1 porównano wielkość zasobów paliw kopalnych, rocznego zużycia nośników energii oraz rocznego potencjału zasobów oszacowanych dla odnawialnych nośników energii. Rys Porównanie wielkości zasobów paliw kopalnych (całkowitych w TW), rocznego zużycia nośników energii na świecie oraz rocznego potencjału zasobów energii oszacowanych dla źródeł odnawialnych (TW/rok) [2.6] Komentarz do danych przedstawionych na rysunku 2.1 jest taki, że pomimo znacznych zasobów kopalnych nośników energii, zwłaszcza węgla, ulegną one, i to w bliskiej perspektywie, sczerpaniu. Zasoby odnawialnych nośników energii, z których jak ocenia się, jedynie energia wiatru i słońca mogłyby same w całości zaspokoić roczne światowe zapotrzebowanie na energię, nie są jednak, podobnie jak paliwa kopalne, dostępne w tym samym stopniu w każdym miejscu na Ziemi. I wreszcie, to energia słoneczna jest w skali globalnej dostępna w takich ilościach, które wielokrotnie przewyższają roczne zapotrzebowanie świata na energię. Ten odnawialny nośnik energii ma obecnie znikomy udział w zaspokajaniu potrzeb energetycznych ludności. 15

16 Według WEO (2009 r.) w 2030 roku udział energii solarnej w łącznej ilości produkowanej energii elektrycznej wciąż będzie wynosił poniżej 1% Nieodnawialne nośniki energii w Polsce W Polsce występują znaczne zasoby stałych paliw kopalnych oraz stosunkowo niewielkie zasoby płynnych i gazowych paliw kopalnych. Jednakże dalsza ich eksploatacja na obecnym poziomie może doprowadzić do ich szybkiego całkowitego wyczerpania. W tabeli 2.1 zestawiono zasoby bilansowe paliw kopalnych według stanu na 2005 rok i ich wystarczalność. Należy dodać, że krajowe zasoby gazu ziemnego i jego krajowa produkcja, nie mówiąc już o ropie naftowej, nie są w stanie pokryć krajowego zapotrzebowania na te nośniki energii. Tabela 2.1. Zestawienie krajowych zasobów bilansowych złóż surowców energetycznych kopalnych (w przeliczeniu na PJ) [2.3] Wyszczególnienie Ogółem PJ Zagospodarowane PJ Wykorzystanie PJ/rok Średnia wystarczalność lata Węgiel kamienny Węgiel brunatny Gaz ziemny Ropa naftowa Odnawialne źródła energii E n e r g i a s ł o n e c z n a Liczba godzin słonecznych w Polsce wynosi od 1234 h/rok (w Katowicach) do 1671 h/rok (w Gdyni). Związana jest ona bezpośrednio z zachmurzeniem i podlega także wahaniom rocznym. Oprócz liczby godzin słonecznych, istotna jest także intensywność usłonecznienia, mierzona roczną gęstością strumienia promieniowania słonecznego na płaszczyznę poziomą. W Polsce osiąga ona kwh/m 2. Roczne promieniowanie całkowite Słońca w Polsce wynosi średnio 990 kwh/m 2 +/ 10%, przy czym najwyższe osiągane wartości przekraczają 1199 kwh/m 2 /rok, najniższe nie osiągają nawet 883 kwh/m 2 /rok. Najlepsze warunki do wykorzystania energii słonecznej występują: w części województwa lubelskiego (w dawnym województwie chełmskim i zamojskim), na południowych krańcach województwa podlaskiego, na Wybrzeżu Środkowym i Szczecińskim. Na rysunku 2.2 przestawiono nasłonecznienie różnych regionów Polski. 16

17 Rys Rozkład sum rocznego całkowitego promieniowania słonecznego w Polsce [2.13] E n e r g i a w i a t r u W Polsce, w porównaniu z innymi państwami europejskimi, występują średnie warunki wiatrowe. Średnioroczne prędkości wiatru na wysokości 10 m nad powierzchnią terenu wynoszą 1,5 5,3 m/s. Należy jednak zaznaczyć, że dane te dotyczą przyziemnych warstw atmosfery i nie uwzględniają ruchu mas powietrza na wysokości kilkudziesięciu metrów nad powierzchnią terenu oraz wiatrów lokalnych, których występowanie jest związane z jego rzeźbą. Pod względem wykorzystania do celów energetycznych obszary o najlepszych warunkach wietrznych znajdują się głównie w północnej części Polski. Rejonami takimi są: środkowe, najbardziej wysunięte na północ części wybrzeża od Koszalina po Hel, rejon wyspy Wolin, Suwalszczyzna, środkowa Wielkopolska i Mazowsze, Beskid Śląski i Żywiecki, Bieszczady i Pogórze Dynowskie. Potencjał rocznej produkcji energii elektrycznej w Polsce w elektrowniach wiatrowych jest szacowany na 6,0 8,0 TWh. Obecnie jest zainstalowane 2000 MW, szacuje się, że przyrost mocy w latach wyniesie ponad 1800 MW. 17

18 E n e r g i a w o d y Energetyczne zasoby wodne Polski są niewielkie, ze względu na niekorzystnie rozłożone opady, dużą przepuszczalność gruntu i niewielkie spadki terenu. Mimo braku dobrych warunków do rozwoju energetyki wodnej w Polsce, hydroenergetyka dostarcza obecnie najwięcej energii elektrycznej spośród wszystkich odnawialnych źródeł energii. Kataster sił wodnych wynosi około 23,6 TWh. Jednakże rzeczywisty możliwy do wykorzystania potencjał techniczny stanowi tylko około 58% tej wartości, tj. 13,7 TWh rocznie, z czego ponad 45% przypada na Wisłę, a tylko 1,6 TWh na małą energetykę wodną (MEW). Potencjał polskich rzek jest obecnie wykorzystywany jedynie w około 13%, z czego 90% stanowi duża energetyka wodna. Duże hydroelektrownie przepływowe produkują około 1,75 TWh/rok. Całkowita moc zainstalowana w elektrowniach wodnych wynosi 2050 MW, przy czym aż 70% (1366 MW) stanowią elektrownie szczytowo-pompowe. Stanowi to 7,3% mocy zainstalowanej w krajowym systemie energetycznym (KSE). Wykorzystanie całego potencjału hydroenergetycznego Polski może pozwolić na zainstalowanie około 11 GW mocy w elektrowniach zawodowych i około 1,2 GW w lokalnych elektrowniach wodnych E n e r g i a b i o m a s y Do produkcji energii jest wykorzystywana także biomasa: stała (rośliny i ich części nadające się do spalenia, głównie produkty odpadowe powstające w gospodarce rolnej, leśnej oraz przemyśle drzewnym), ciekła (wszystkie rodzaje biopaliw płynnych w postaci olejów roślinnych i alkoholi), gazowa (biogaz z dużą zawartością metanu, uzyskiwany na drodze naturalnej fermentacji odpadów komunalnych, osadów oczyszczalni ścieków, gnojowisk). W Polsce biomasa występuje we wszystkich wymienionych formach. Największe znaczenie ma obecnie ta pochodząca z produkcji rolnej i leśnej. Potencjał techniczny biopaliw w kraju jest szacowany na około 684,6 PJ w skali roku, z czego 407,5 PJ przypada na biopaliwa stałe. Zasoby biopaliw stałych składają się głównie z nadwyżek biomasy uzyskiwanych w: rolnictwie 195 PJ, leśnictwie 101 PJ, sadownictwie 57,6 PJ, z odpadów przemysłu drzewnego 53,9 PJ. Europejskie Centrum Energii Odnawialnej szacuje, że potencjał techniczny drewna i jego odpadów z lasów i sadów, możliwy do wykorzystania w energetyce, wynosi około 8,81 mln Mg. Nadwyżki słomy do energetycznego wykorzystania sięgają natomiast 7,84 mln Mg rocznie. 18

19 W o d y t e r m a l n e Pełna charakterystyka krajowych zasobów geotermalnych jest rezultatem wieloletnich prac oraz analiz wyników badań geologicznych, geofizycznych, hydrologicznych i wiertniczych. Powstał jednolity i spójny model wgłębnej budowy geologicznej Polski. Stwierdzono, że na jej obszarze znajduje się około 6500 km 3 wód geotermalnych o temperaturze od 30 do 120 C: na obszarze Niżu Polskiego oraz w rejonach Przedkarpackim i Karpackim. Przeszło 60% Niżu Polskiego zajmują okręgi: grudziądzko-warszawski i szczecińsko-łódzki, w których znajduje się 95% objętości wód i energii cieplnej, zawartej w wodach geotermalnych Niżu. Na obszarze naszego kraju występuje znaczne zróżnicowanie parametrów geotermicznych, wynikające ze specyficznego położenia Polski. O możliwości wykorzystania złoża geotermalnego i budowie ciepłowni decydują: warunki hydrogeologiczne złoża oraz właściwości cieplne i chemiczne wody geotermalnej. Na obszarze Niżu Polskiego istnieje realna możliwość pozyskania wody geotermalnej o temperaturze C z głębokości m. Również na Podhalu są znaczne udokumentowane zasoby wód geotermalnych o temperaturze rzędu C, znajdujące się na głębokości m. Potencjał techniczny energii geotermalnej w Polsce można odnieść do wielkości zasobów dyspozycyjnych wód geotermalnych, według szacunków, które można znaleźć w literaturze, jest to około 6787 PJ/rok, w tym około 104 PJ/rok to potencjał energii zawartej w wodach Głównych Zbiorników Wód Podziemnych (o temperaturze C), który może być wykorzystywany z zastosowaniem sprężarkowych pomp ciepła, reszta jest zawarta w wodach o temperaturze wyższej C. Potencjał można też odnieść do zasobów eksploatacyjnych stanowi on 1,5 2,5% zasobów dyspozycyjnych, co odpowiada PJ/rok Podsumowanie Konsekwencją dostępu do określonych zasobów źródeł energii i realizowanej w ostatnich 60 latach polityki gospodarczej i energetycznej, jest specyficzna struktura produkcji energii elektrycznej w Polsce. Na rysunku 2.3 została ona przedstawiona na tle pozostałych krajów UE. Przed naszym krajem stanęły poważne wyzwania związane przede wszystkim z ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych. Tak wysoka emisja tych gazów jest spowodowana m.in. silnym uzależnieniem polskiej energetyki od węgla (94% energii elektrycznej i cieplnej powstaje na bazie tego nośnika energii) oraz niewielkim wykorzystaniem źródeł odnawialnych w porównaniu z innymi krajami UE, a także brakiem elektrowni jądrowych. Należy również podkreślić, że w Polsce występują nie najlepsze warunki do wykorzystania zasobów niektórych odnawialnych źródeł energii. 19

20 Rys Wykorzystanie nośników energii w sektorze energetycznym w UE (%) [2.4 oprac. PGE] Bogate i szeroko wykorzystywane zasoby własnych paliw kopalnych, zwłaszcza stałych, stawiają Polskę na jednym z czołowych miejsc w Unii Europejskiej pod względem bezpieczeństwa energetycznego. Według danych Eurostatu (dane za 2006 r.) zależność gospodarki Polski od importu nośników energii wynosi poniżej 20% (przy średniej unijnej wynoszącej prawie 54%), co stawia nas na drugim miejscu w UE pod względem niezależności energetycznej. Literatura do rozdziału Dane Państwowego Instytutu Geologicznego Lewandowski W.M.: Proekologiczne odnawialne źródła energii. Warszawa, WNT Raport: [R]ewolucja energetyczna dla Polski. Scenariusz zaopatrzenia Polski w czyste nośniki energii w perspektywie długookresowej, Greenpeace Polska, X 2008, s Statystyki Eurostat Statystyki GUS Perez R., Perez M.: A Fundamental Look at Energy Reserves for the Planet: World Energy Outlook 2009, OECD/IEA Dubiński J.: Wybrane aspekty zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego Polski poprzez zrównoważone wykorzystanie własnych zasobów kopalnych surowców energetycznych. Wiadomości Górnicze 2009 nr 5, s Dubiński J.: Polityka energetyczna Polski a działalność górnictwa węgla kamiennego do roku Szkoła Eksploatacji Podziemnej. Kraków, IGSMiE PAN 2009, s Dubiński J.: Podstawowe relacje między geologią a współczesną energetyką w polskich uwarunkowaniach. Mat. II Konf. Naukowo-Technicznej nt. Geologia, hydrogeologia i geofizyka w rozwiązywaniu problemów współczesnego górnictwa i energetyki. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko 2009 nr 4/1, s Dubiński J.: Primary challenges of hard coal mining industry from the perspective of the World Mining Congress. Proc. International Coal Summit Bejing, Ed. China National Coal Association 2009, s Dubiński J.: Wyzwania stojące przed polskim górnictwem węgla kamiennego. Mat. Konf. Bezpieczeństwo Energetyczno-Klimatyczne. Kraków 2009, s Wiśniewski G., Gołębiowski S., Gryciuk H.: Poradnik wykorzystania energii słonecznej. Warszawa, Wydaw. COIB

21 3. Uwarunkowania ekonomiczne zaspokojenia potrzeb na energię, przewidywane trendy w zakresie rozwoju gospodarczego business as usual Istnieje wyraźny związek między bogactwem społeczeństwa a zużyciem energii. Powszechnie przyjmuje się, że zużycie energii w świecie wzrasta proporcjonalnie do wzrostu dobrobytu, który określa PKB lub PŚB rysunek 3.1. Rys Związek między użytkowaniem energii (1000 milionów ton równoważnika ropy naftowej) a PKB (milion dolarów USA, 1998) [3.1] Dane wskazują (rys. 3.2) że od końca lat 80. ubiegłego wieku tempo wzrostu PŚB i zużycia energii (ZE) nie są takie same i wskaźnik ZE/PŚB zmniejsza się o około 1% rocznie. Wymienia się wiele czynników ekologicznych i ekonomicznych wpływających na tę zależność, a należy pamiętać, że lata te to nie są jeszcze czasy widocznych wpływów zmian klimatycznych na politykę i działania w zakresie gospodarki energią w skali świata i poszczególnych krajów. Pojawia się pytanie: jak na tę zależność wpłyną działania, które obecnie są podejmowane, a szczególnie te, które są dopiero planowane? zwłaszcza dotyczące budowy zeroemisyjnej światowej gospodarki energią i oszczędności energii. Czy wobec tego obowiązuje jakiś uniwersalny model makroekonomiczny opisujący zależność ZE/PKB (PŚB)? Czy może takie modele dla danej analizy trzeba dopiero stworzyć? 21

22 Rys 3.2. Porównanie wzrostu wykorzystania energii w skali świata (kwadrylion Btu) i wzrostu PŚB (miliardy USD) [3.1] Prognoza zapotrzebowania na energię finalną w Polsce do 2050 roku, którą można określić jako business as usual, wynika z przedstawionej na rysunku 3.3 projekcji wzrostu PKB. Rys Przewidywany wzrost PKB dla Polski do 2050 roku [3.2] Prognozę tę opracowano na podstawie danych zawartych w dokumentach: Polityka energetyczna Polski do 2030 roku, wersja nr 4 z dnia r., Ministerstwo Gospodarki patrz rozdział 4. 22

23 Energia, PJ Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do 2050 roku Raport 2030 Wpływ proponowanych regulacji unijnych w zakresie wprowadzenia europejskiej strategii rozwoju energetyki wolnej od emisji CO 2 na bezpieczeństwo energetyczne Polski, a w szczególności na możliwości odbudowy mocy wytwórczych wykorzystujących paliwa kopalne oraz poziom cen energii elektrycznej, wersja z dnia r. Badania Systemowe EnergSys Sp. z o.o. Według prognozy (rys. 3.4) zapotrzebowanie na energię finalną będzie wzrastało dynamicznie do 2025 roku. Będzie to głównie związane z dobrą koniunkturą gospodarczą po zażegnaniu światowego kryzysu finansowego i bezpośrednim przełożeniem się tej koniunktury na duże tempo wzrostu gospodarczego kraju, jak również ze stosunkowo niewielkim jeszcze poziomem implementacyjnym działań energooszczędnych. Przewiduje się zatem, że w latach zapotrzebowanie na energię finalną wzrośnie z 2500 PJ do około 3000 PJ, czyli o około 20%. Po 2025 roku nachylenie krzywej zapotrzebowania jest wyraźnie mniejsze, co oznacza zdecydowanie mniejszy przyrost zapotrzebowania. W okresie , czyli przez kolejne 25 lat, przewiduje się wzrost zapotrzebowania na energię finalną, zbliżony do wzrostu przewidywanego w pierwszych 15 latach, a więc o dalsze 500 PJ. Do najważniejszych czynników mających wpływ na kształtowanie się krzywej zapotrzebowania w tym okresie należy zaliczyć: wolniejsze tempo wzrostu gospodarczego, związane z osiągnięciem już wcześniej wysokiego poziomu rozwoju w przybliżeniu odpowiadającego poziomowi rozwoju krajów starej piętnastki UE, ale również postęp technologiczny w zakresie efektywności produkcji i zużycia energii, osiągnięcie przez społeczeństwo wysokiego poziomu świadomości energetycznej, skutkujące lepszym wykorzystaniem zasobów energetycznych oraz wzrostem znaczenia aktywności strony popytowej. Jak widać, w niniejszej prognozie założono wzrost zużycia energii wraz ze wzrostem PKB Lata Rys Prognoza zapotrzebowania na energię finalną w Polsce do 2050 roku [3.2] Realizacja celów polityki energetycznej Polski stanowi duże wyzwanie technologiczne i ekonomiczne, a ich rozmiar można zobrazować, porównując energochłonność w Polsce z danymi dla kilku innych krajach UE (rys. 3.5 i 3.6). 23

24 Rys Energochłonność wybranych krajów UE według parytetu siły nabywczej (2007 r.) [3.2, 3.3] Rys Energochłonność wybranych krajów UE (2007 r.) [3.2, 3.3] 3.1. Prognozy produkcji energii elektrycznej w Polsce i jej koszty do 2050 roku Prognoza została podzielona na trzy przedziały czasowe: do 2020 roku, , Okres do 2020 roku jest w miarę przewidywalny, jeśli chodzi o rozwój technologii wytwarzania oraz rozwój konkurencyjnego rynku energii. Znane są również uwarunkowania zewnętrzne związane z ochroną środowiska, wynikające z uregulowań prawnych Unii Europejskiej. Głównym czynnikiem, który dla tego okresu jest brany pod uwagę jest unijny pakiet klimatyczno-energetyczny W tym okresie powinien również wykrystalizować się jednolity dla całej Unii model rynku energii elek- 24

25 trycznej, a przynajmniej jednolity dla handlu międzynarodowego. Wpływ tego modelu może być znaczący dla finalnych kosztów dostaw energii elektrycznej do odbiorcy. Pierwszy okres powinien zostać wykorzystany do budowy rynkowych modeli oddziaływania energetyki na środowisko. Najważniejsze w tym czasie w kraju będzie wypracowanie zasad opłat środowiskowych (może także ujednolicenie opłat tego typu w UE). Proponowany i zatwierdzony aukcjoning uprawnień do emisji CO 2 wprowadza co prawda te zasady, ale nie jest on skoordynowany z zasadami wspierania energetyki odnawialnej. Pełny aukcjoning jest sprzeczny z obecnym systemem certyfikacji energii odnawialnej. Prowadzi on bowiem do podwójnej opłaty środowiskowej dla odbiorców energii elektrycznej. Bez zmiany tego podejścia cena energii elektrycznej w kraju będzie szybko wzrastać. Ważne jest też wypracowanie zasad promowania dobrej lokalizacji źródeł oraz dopasowania ich mocy do lokalnych potrzeb. Jest to problem, który może być rozwiązany z wykorzystaniem nowoczesnych (stosowanych na świecie: np. w USA oraz w Europie Skandynawia) systemów opłat przesyłowych. Kolejnym elementem mającym wpływ zarówno na trendy wytwarzania, jak i jego koszty, jest tworzenie rynku europejskiego. W tym zakresie jest wiele do zrobienia, gdyż faktycznie rynek ten ciągle nie funkcjonuje. Tu ważnymi elementami są zarówno rozwój infrastruktury sieciowej (połączeń transgranicznych), jak i ujednolicenie zasad opłat przesyłowych. Ze względu na wielkość sektora energetycznego (w tym elektroenergetycznego) zmiana struktury wytwarzania jest możliwa tylko w długiej perspektywie i aby to mogło nastąpić muszą jej sprzyjać warunki ekonomiczne, a więc muszą pojawić się konkurencyjne technologie. Obecna struktura wytwarzania energii elektrycznej w świecie jest oparta na paliwach kopalnych (węgiel 40%, gaz 15%, ropa 10%, energetyka jądrowa 16% i energetyka wodna 19%). W kraju ta struktura jest zdecydowanie bardziej zdominowana przez węgiel 94%. Odwrócenie tych trendów (struktur) będzie bardzo trudne. Jeśli chodzi o Polskę, to nawet pełne wprowadzenie pakietu energetyczno-klimatycznego 3 20 w elektroenergetyce, może doprowadzić do uzyskania przez elektroenergetykę odnawialną jedynie 13 15% udziału w strukturze produkcji energii elektrycznej. Spowoduje to zmniejszenie udziału węgla do 85%. Nadal będzie to jednak energetyka zdominowana przez ten rodzaj paliwa. Uwarunkowania środowiskowe natomiast spowodują wzrost kosztów wytwarzania, co pociągnie za sobą wzrost, i to znaczący, cen energii elektrycznej. Wzrost ten został oszacowany na poziomie 25% (może sięgać nawet 40 50%, przy wysokich cenach za uprawnienia do emisji CO 2 ) liczony w cenach stałych z 2008 roku. Pewną kompensację tego wzrostu można osiągnąć przez wprowadzenie lokalizacyjnych opłat przesyłowych, które powinny korzystnie wpłynąć na strukturę i wielkość stawek za przesył. Tendencje wzrostu produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych będą dalej silne w całej Europie, choć w niektórych krajach pojawiają się głosy o zmianie promowania tych źródeł, szczególnie wiatrowych, sprawiających duże problemy w systemie elektroenergetycznym. Bardziej pożądane są źródła wodne oraz biometan. Drugi okres ( ) wynika głównie z polityki energetycznej kraju. Jest to czas realnego wprowadzania do pracy bloków jądrowych oraz czystych technologii węglowych. W tym okresie trudniej jest dokonać przewidywań natury ekonomicznej, co do 25

26 cen energii elektrycznej, choć, ponieważ te technologie są już wykorzystywane bądź przynajmniej wdrażane w instalacjach pilotażowych, na bazie aktualnych kosztów produkcji energii elektrycznej, można próbować oszacować ceny energii po ich zastosowaniu. W Polsce przewiduje się budowę przynajmniej dwóch elektrowni jądrowych o mocy około 3000 MW każda. Koszty produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych nie będą jednak już tak atrakcyjnie niskie jak w obecnie eksploatowanych. Powodem tego są podwyższone koszty inwestycyjne dla tych źródeł, ze względu na wysokie wymogi bezpieczeństwa. Już dziś szacuje się na poziomie minimalnym, że koszty produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych powstałych w Polsce, według cen aktualnych, wyniosą zł/mwh, co jest porównywalne z kosztami produkcji energii w nowoczesnej elektrowni węglowej, z uwzględnieniem kosztów zakupu uprawnień do emisji CO 2 po niskiej (aktualnej dziś) cenie uprawnienia. Należy jednak brać pod uwagę konieczność rozwoju sieci przesyłowych, co pociągnie za sobą wzrost opłat przesyłowych. Rozwój sieci w przypadku wprowadzania do pracy tak dużych jednostek jest znaczny, a dodatkowo w przypadku elektrowni jądrowych znaczenie mają również aspekty bezpieczeństwa wyprowadzania mocy. Alternatywą dla energetyki jądrowej na wielką skalę mogą być małe źródła jądrowe. Źródła IV generacji mają osiągnąć poziom komercjalizacji w latach , jednak to następny analizowany okres, tj. do 2050 roku, powinien być okresem ich silnego rozwoju. Zdolność produkcji wodoru predestynuje ten typ jednostek do pracy w dłuższej perspektywie. Przedstawione cechy tych jednostek skłaniają jednak do refleksji nad ceną energii elektrycznej w nich produkowanej. Podwyższone standardy bezpieczeństwa mogą przyczynić się do wzrostu kosztów produkcji. Alternatywą dla energetyki wielkoskalowej powinien być rozwój energetyki rozproszonej, w tym głównie odnawialnej, wykorzystującej rolnictwo energetyczne. Opracowane są zarówno metody wysoko sprawnego przetwarzania biomasy na biogaz oraz możliwe jest wykorzystanie tak wyprodukowanego biogazu (biometanu) w innych miejscach niż miejsce produkcji (transport gazu np. istniejącymi gazociągami). Wydaje się, że w tym okresie jest możliwe ugruntowanie się jednolitego rynku europejskiego wraz z przyłączeniem do tego rynku nowych krajów, takich jak Ukraina i korzystanie z nieco tańszej energii produkowanej na Wschodzie. Trzeba jednak wziąć pod uwagę wprowadzanie unijnych dyrektyw środowiskowych, które mogą znacząco wyrównać, a nawet spowodować zmianę struktury kosztów wytwarzania energii w Europie. Do stworzenia jednolitego rynku europejskiego są konieczne, po pierwsze, silna rozbudowa połączeń transgranicznych a po drugie co ważniejsze wprowadzenie jednolitych zasad opłat przesyłowych na całym tym rynku. Przedstawione wyżej efekty mogą w pewnych granicach się kompensować, co powinno skutkować stabilizacją cen energii elektrycznej. W przypadku okresu trzeciego ( ) trudno prognozować zarówno ceny energii, jak i tendencje zmian. W tym okresie przewiduje się wdrożenie technologii, które mogą w znaczący sposób zmienić strukturę wytwarzania energii elektrycznej. Chodzi tu głównie o technologie wodorowe (zarówno klasyczne, wykorzystujące wodór jako paliwo do spalania oraz technologie termojądrowe, wykorzystujące wodór jako paliwo do fuzji wodoru w hel w reakcjach jądrowych). Koszty produkcji energii 26

27 elektrycznej z zastosowaniem tych technologii są na dzień dzisiejszy mało rozpoznane barierą jest bądź brak pilotażowych instalacji lub trudności w pozyskiwaniu wodoru (obecnie) i jego cena. Na pewno największym wyzwaniem, jest opanowanie technologii fuzji termojądrowej. Byłby to niewątpliwie przełom w produkcji energii elektrycznej, przede wszystkim ze względu na dostępność bazy paliwowej. W tym przypadku koszty produkcji wodoru dziś wysokie nie będą miały żadnego znaczenia. Z pewnością ze względu na nowoczesność technologii nie spowoduje ona znaczących obniżek cen energii, a w pierwszym okresie ta cena może nawet wzrosnąć. Technologie wodorowe powinny znaleźć zastosowanie również w instalacjach na małą skalę typu ogniwo paliwowe do zastosowania indywidualnego. Nastąpi wysoka uniwersalizacja technologii, której zaczątki obserwuje się już dziś. Przykładem jest samochód hybrydowy, który może spełniać również rolę lokalnego (przydomowego) źródła energii elektrycznej, czy silniki napędzane gazem ziemnym lub zamiennie biogazem Możliwości gospodarki w zakresie alokacji środków finansowych w oszczędzanie energii Poprawa efektywności energetycznej jest jednym z priorytetów polityki UE. Energochłonność PKB w Polsce w ciągu ostatnich 10 lat spadła o 30%, niemniej gospodarka Polski charakteryzuje się znacznie wyższą, niż w wysoko rozwiniętych krajach UE, energochłonnością PKB (rys i 3.6). Dążenie do zmniejszenia energochłonności znajduje między innymi wyraz w najnowszej Polityce energetycznej Polski do 2030 roku. Kwestia efektywności energetycznej jest traktowana w polityce energetycznej w sposób priorytetowy, a postęp w tej dziedzinie będzie kluczowy dla realizacji wszystkich jej celów. W związku z tym, zakłada się realizację wielu działań, przyczyniających się do wzrostu efektywności energetycznej. Najważniejsze z nich to: stymulowanie rozwoju kogeneracji przez mechanizmy wsparcia, w tym w postaci świadectw pochodzenia, z uwzględnieniem kogeneracji ze źródeł poniżej 1 MW oraz odpowiednią politykę gmin, stosowanie obowiązkowych świadectw charakterystyki energetycznej dla budynków oraz mieszkań przy wprowadzaniu ich do obrotu oraz wynajmu, oznaczanie energochłonności urządzeń i produktów, zużywających energię oraz wprowadzanie minimalnych standardów dla produktów zużywających energię, zobowiązanie sektora publicznego do pełnienia wzorcowej roli w oszczędnym gospodarowaniu energią, wsparcie inwestycji w zakresie oszczędności energii z zastosowaniem kredytów preferencyjnych oraz dotacji ze środków krajowych i europejskich, w tym w ramach ustawy o wspieraniu termomodernizacji i remontów, Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko, regionalnych programów operacyjnych, środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, wspieranie prac naukowo-badawczych w zakresie nowych rozwiązań i technologii, zmniejszających zużycie energii we wszystkich sektorach jej wytwarzania, przetwarzania oraz użytkowania, 27

28 zastosowanie technik zarządzania popytem (Demand Side Management), stymulowane poprzez zróżnicowanie dobowe stawek opłat dystrybucyjnych oraz cen energii elektrycznej w oparciu o ceny referencyjne, będące wynikiem wprowadzenia rynku dnia bieżącego oraz przekazanie sygnałów cenowych odbiorcom za pomocą zdalnej dwustronnej komunikacji z licznikami elektronicznymi, kampanie informacyjne i edukacyjne, promujące racjonalne wykorzystanie energii, zmniejszenie strat sieciowych w przesyle i dystrybucji, przez modernizację obecnych i budowanych nowych sieci, wymianę transformatorów o niskiej sprawności oraz rozwój generacji rozproszonej. Źródła finansowania przedsięwzięć z zakresu energooszczędności przedstawiono na rysunku 3.7. Rys Źródła finansowania przedsięwzięć z zakresu efektywności energetycznej [3.2] 28

29 Można stwierdzić, że dotychczasowa polityka finansowania energooszczędności jest mocno (w stosunku do postawionych celów) ograniczona i niejako stanowi uzupełnienie polityki ochrony środowiska. W przypadku środków publicznych obecnie, jak i w najbliższym czasie, ich źródłem są fundusze przeznaczone na Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko na lata , a także Regionalne Programy Operacyjne Koncepcja mechanizmu alokacji środków finansowych (własnych) beneficjentów w oszczędzanie energii Koncepcja powinna polegać na stworzeniu możliwości zaliczania poniesionych nakładów inwestycyjnych ze środków własnych beneficjenta, związanych ze zwiększeniem energooszczędności do kosztów uzyskania przychodów, co umożliwiałoby przedsiębiorstwom pomniejszanie podstawy do naliczenia podatku CIT od wartości poniesionych nakładów inwestycyjnych (dot. energooszczędności) z własnych środków finansowych. Powyższe rozwiązanie w znacznym stopniu wpłynie na kreowanie polityki inwestycyjnej w przedsiębiorstwach, a co za tym idzie na zwiększenie energooszczędności związane ze zmniejszeniem wydatków podatkowych, a tym samym zwiększy możliwości inwestycyjne przedsiębiorstwa. Aby funkcjonowało to prawidłowo, stosowny urząd centralny, po ogłoszeniu naboru wniosków i ich zaopiniowaniu, powinien ustalić wysokość ulgi podatkowej określonej stosownymi przepisami prawa. Po skierowaniu wniosków do realizacji powinien monitorować jej postępy oraz osiąganie wymaganych wskaźników poprawy energooszczędności w tych przedsiębiorstwach (zasada działania podobna jak w udzielaniu dofinansowania z funduszy unijnych). W przypadku nieuzyskania żądanych wskaźników lub zaniechania inwestycji, odliczone wartości pieniężne przez przedsiębiorstwa powinny być postawione w stan wymagalności. Koncepcja jest adresowana do sektora przemysłu i usług. Zakłada się, że wysokość nakładów wyniesie 3 mld złotych, a wielkość ulgi około 540 mln złotych. Alternatywą dla tego rozwiązania jest zwiększenie wysokości odpisu amortyzacyjnego od wartości inwestycji związanych ze zwiększeniem energochłonności. ZALETY zwiększenie energooszczędności w przedmiotowych sektorach, a jednocześnie wskazywanie rozwiązań technicznych i technologicznych, kreowanie działań i zmian w przedsiębiorstwach wpływających na zmniejszenie energochłonności, zwiększona kontrola i monitorowanie działań energooszczędności przez instytucje rządowe, brak konieczności generowania dodatkowych funduszy przez Polskę, kreowanie przez przedsiębiorstwa dodatnich wyników finansowych. WADY konieczność zmiany ustawy o rachunkowości, zmniejszone wpływy z podatku CIT, 29

30 zbyt długi okres legislacyjny, dyrektywy UE uniemożliwiające wprowadzanie ulg podatkowych Fundusz termomodernizacji Jednych ze źródeł finansowania inwestycji wpływających na poprawę energooszczędności jest premia termomodernizacyjna, obliczana z kosztu inwestycji przewidzianego w audycie energetycznym. Obecnie wysokość premii wynosi 20% (poprzednio 25%). Mało preferencyjne kredyty proponowane przez banki i wydłużony okres decyzji w sprawie uzyskania kredytu w dużym stopniu jednak ograniczają możliwości przedsiębiorstw w zakresie pozyskiwania środków finansowych na inwestycje termomodernizacyjne, a tym samym premii. Przewiduje się wykorzystanie nakładów z tytułu premii termomodernizacyjnej w wysokości 356 mln zł/rocznie do 2016 roku, a od 2016 roku przewiduje się spadek nakładów z 200 mln zł do 100 mln zł w 2020 roku. Po tym okresie przewiduje się spadek dynamiki wykorzystywania środków z funduszu termomodernizacyjnego ze względu na wyczerpanie się możliwości budowlanych i remontowych w tym zakresie. W latach nakłady wyniosłyby 50 mln zł Nakłady na badania i rozwój Przyjęto, że nakłady na badania i rozwój będą ściśle skorelowane ze wzrostem PKB. Bazową kwotę oszacowano na poziomie 600 mln zł Inne instrumenty (szkolenia, audyty energetyczne, fundusze krajowe) W związku z koniecznością zwiększenia energooszczędności niezbędne jest zagospodarowanie środków finansowych przeznaczonych na szkolenia związane z podnoszeniem kwalifikacji oraz wykorzystanie umiejętności przedsiębiorstw w planowaniu, pozyskiwaniu, wdrażaniu, realizacji i monitorowaniu efektów wykonanych działań na rzecz poprawy energooszczędności. Nakłady na szkolenia wpłyną na zwiększenie świadomości przedsiębiorstw oraz wskażą mechanizmy, które ułatwią im realizację przedmiotowych inwestycji. Szkolenia osób uprawnionych do przeprowadzania audytów energetycznych powinny natomiast wpływać na rozszerzenie umiejętności szacowania niezbędnych nakładów na realizację zadań inwestycyjnych. Powodzenie tych planów wymaga pomocy państwa (instytucja monitorująca efekty poprawy energooszczędności w Polsce) w tworzeniu i aktualizowaniu katalogu robót w podziale na rodzaje oraz średnie stawki kosztowe wykonywania zadania wraz z podanym efektem energetycznym z podziałem na regiony Polski. Szacuje się wykorzystanie środków finansowych na poziomie 250 mln zł w okresie i 200 mln zł w okresie Zwiększone nakłady w początkowej fazie są związane z koniecznością przeszkolenia stosunkowo większej liczby osób niż w okresie

31 3.7. Środki z funduszy strukturalnych Przewiduje się wykorzystywanie tego typu środków, szczególnie w perspektywie do 2013 roku, w wysokości 500 mln EUR rocznie. Proponowane fundusze i instrumenty wspierające działania na rzecz energooszczędności w sposób syntetyczny przedstawiono na rysunku Fundusz Termomodernizacji Szkolenie audytorów energetycznych Przyjęcie Krajowego Planu Działania na Rzecz Efektywności Energetycznej (KPDnREE) Działanie Agencji Energetycznej Środki NSS Udział w IEE i RTD Projekt Efektywności Energetycznej GEF Kompania Informacyjna nt. efektywności energetycznej Ustawa o efektywności energetycznej Wzmocnienie priorytetów badawczych w zakresie efektywności energetycznej w Krajowym Programie Badawczym Białe certyfikaty Dobrowolne zobowiązania Krajowy Fundusz Efektywności Energetycznej Kształcenie specjalistów w zakresie efektywnego użytkowania energii Badania i Rozwój Rys Najważniejsze elementy działań na rzecz poprawy efektywności energetycznej [3.2] 3.8. Koszty zewnętrzne Wytwarzanie energii powoduje straty ekonomiczne, które nie są uwzględnione w cenie elektryczności, tzw. zewnętrzne koszty krańcowe (external costs). Do kosztów tych zaliczamy negatywny wpływ na zdrowie człowieka, zbiory w rolnictwie, materiały budowlane wówczas koszty te są mierzalne. Kosztami niemierzalnymi są natomiast zmiany występujące w ekosystemach i potencjale cieplarnianym. Koszty zewnętrzne szacuje się na podstawie prześledzenia ścieżki ich powstawania w cyklu technologicznym (impact pathway approach) w oparciu o metodologię opracowaną w ramach projektu ExternE (External Costs of Energy). Analiza kosztów zewnętrznych dla typowych zanieczyszczeń, jak: pyły, tlenki azotu i siarki, pokazała, że ich skutki dla zdrowia społeczeństwa mają koszt porównywalny z kosztem globalnego ocieplenia spowodowanego przez dwutlenek węgla. Całkowite koszty zewnętrzne są dość niskie dla energii z gazu naturalnego, a znacznie większe dla energii z węgla kamiennego i brunatnego. Koszty zewnętrzne w przypadku energii jądrowej, jak również energii wiatru i ogniw fotowoltaicznych są bardzo niskie. Koszty energii wodnej 31

32 zależą od miejsca, podobnie jest w przypadku biomasy koszty zewnętrzne zależą od zastosowanej technologii, a w przypadku spalania mogą być znaczne. Koszty zewnętrzne energii z IGCC są znacznie niższe niż energii węgla kamiennego i brunatnego. Najniższe koszty stwierdzono dla energii jądrowej, nieco wyższe dla paliw kopalnych, energii wiatru i wody (rys. 3.9). Rys Koszty zewnętrzne różnych technologii wytwarzania elektryczności w Niemczech [3.11] Pod względem kosztu całkowitego, tj. sumy kosztów wytwarzania i kosztów zewnętrznych, najkorzystniejszą technologią w 2000 roku była energia nuklearna, a najmniej korzystną fotowoltaika. Korzystnie wypadały w tym porównaniu technologie oparte na wykorzystywaniu paliw kopalnych (rys. 3.10). Wyniki w znaczny sposób mogą się zmienić po uwzględnieniu szybkiego rozwoju w dziedzinie odnawialnych źródeł energii. Rys Koszty produkcji energii elektrycznej z różnych źródeł (koszty wytwarzania i koszty zewnętrzne) [3.11] 32

33 Koszty zewnętrzne mogą być szacowane w różny sposób nie ma bowiem jednoznacznej oceny, który z nich jest właściwy. Niektórzy uważają, że wartość ryzyka potrzebna do szacowania kosztów zewnętrznych wydarzeń o niskim prawdopodobieństwie, ale dużych konsekwencjach, jest otwartym problemem. Wzięto pod uwagę maksymalny wpływ pojedynczego wypadku jako ważne kryterium, które powinno być uwzględnione w ocenie technologii. W przypadku energii jądrowej choć tylko jedna awaria elektrowni mogłaby mieć ogromne konsekwencje to prawdopodobieństwo jej zajścia jest bardzo małe. Analiza produkcji energii jądrowej w cyklu życia i ryzyka (prawdopodobieństwo konsekwencje) powoduje, że koszty zewnętrzne tej energii są niskie. Literatura do rozdziału Energy and Sustainable Development at Global Environmental Summits: An Evolving Agenda, Adil Najam and Cutler J. Cleveland. Environment, Development and Sustainability 5: Kluwer Academic Publishers, s Pyka J., Brzóska J.: Opracowanie ekspertyzy dotyczącej zagadnień ekonomicznych energetyki w Polsce na tle UE i świata w horyzoncie czasowym do roku Katowice 2009 (niepublikowana) Statystyki EUTOSTAT Polityka energetyczna Polski do 2030 roku, wersja nr 4 z dnia Warszawa, Ministerstwo Gospodarki Raport 2030 Wpływ proponowanych regulacji unijnych w zakresie wprowadzenia europejskiej strategii rozwoju energetyki wolnej od emisji CO 2 na bezpieczeństwo energetyczne Polski, a w szczególności możliwości odbudowy mocy wytwórczych wykorzystujących paliwa kopalne oraz poziom cen energii elektrycznej, wersja z r., Badania Systemowe EnergSys Sp. z o.o Projekt Komisji Europejskiej: ExternE Externalities of Energy ( Lewiatan Raport dotyczący kluczowych polskich energochłonnych przemysłów, z identyfikacją ograniczeń we wdrażaniu efektywności energetycznej w zakładach oraz opracowaniem rozwiązań dla tych przemysłów. Warszawa, grudzień 2008 r Polska Wyzwania rozwojowe. Kancelaria Prezesa Rady Ministrów, maj 2009, s Śliwińska A., Ludwik-Pardała M.: Ekspertyza LCA technologii energetycznych. Katowice 2009 (niepublikowana) Voss A.: LCA and external costs in comparative assessment of electricity chains. Decision support for sustainable electricity provision? IEA Conference Energy Policy and Externalities: The Life Cycle Analysis Approach Workshop Proceedings, Paris, France, November

34 4. Uwarunkowania polityczno-prawne 4.1. Porozumienia w skali globalnej Podstawowym dokumentem o randze międzynarodowej dotyczącym wytwarzania energii w warunkach ograniczonej emisji gazów cieplarnianych pozostaje (2010 r.) wciąż Protokół z Kyoto wynik międzynarodowych wysiłków zmierzających do powstrzymania zmian klimatycznych, zapoczątkowanych Pierwszą Światową Konferencją Klimatyczną w 1997 roku. Efektem wielu inicjatyw międzynarodowych, w kolejnych latach było ustanowienie Międzynarodowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC), który miał oceniać skalę i przebieg zmian klimatycznych, szacować ich skutki i przedstawiać strategie reagowania na te zmiany. Kolejnym ważnym etapem tych działań było powołanie na Szczycie Ziemi w czerwcu 1992 roku w Rio de Janeiro Ramowej Konwencji w sprawie Zmian Klimatu, której głównym organem stała się Konferencja Stron Konwencji (COP). Podpisały ją 154 państwa. Podczas COP 3 w Tokio 11 grudnia 1997 roku wynegocjowano Protokół z Kyoto, który określał zobowiązania poszczególnych krajów co do redukcji emisji gazów cieplarnianych. Traktat wszedł w życie 16 lutego 2005 roku. Ratyfikowały go 174 państwa. Do Protokołu dodano załączniki I i II (wykaz państw rozwiniętych i rozwijających się) oraz A (gazy cieplarniane i kategorie źródeł emisji) i B (zobowiązania poszczególnych państw do ograniczenia emisji). Zgodnie z literą Protokołu, podpisujące go strony indywidualnie lub wspólnie, zapewnią, że ich zagregowane, związane z aktywnością człowieka, emisje gazów cieplarnianych, wyrażone w równoważniku dwutlenku węgla, nie przekroczą przyznanych ilości, w celu zredukowania całkowitych emisji tych gazów o przynajmniej 5% poniżej poziomu z 1990 roku w okresie zobowiązań od 2008 do 2012 roku. Protokół z Kyoto, kierując się zasadą wspólnej, lecz zróżnicowanej odpowiedzialności, nie nałożył żadnych prawnie wiążących zobowiązań redukcyjnych na kraje rozwijające się. W załączniku A Protokołu zdefiniowano gazy cieplarniane, którymi są: dwutlenek węgla (CO 2 ), metan (CH 4 ), podtlenek azotu (N 2 O), fluorowęglowodory (HFCs), perfluorokarbony (PFCs) i sześciofluorek siarki (SF 6 ). W załączniku B zawarto wysokość zobowiązań redukcyjnych dla poszczególnych stron, zadeklarowaną przez negocjatorów stron na konferencji w Kyoto. Piętnastu członków UE w 1997 roku zadeklarowało wspólną redukcję emisji o 8%, Polska i Węgry o 6%, Rosja i Ukraina zadeklarowały stabilizację na poziomie roku bazowego, Stany Zjednoczone redukcję o 7%, Australia wzrost o 8%. Unia Europejska dokonała wewnętrznego podziału zobowiązań do redukcji, zgodnie z którym np. Dania i Niemcy zobowiązały się do redukcji o 21%, natomiast Portugalia ma prawo do wzrostu emisji o 27%, Grecja o 25%, a Hiszpania o 15%. Jednak ówczesny największy emitent tych gazów Stany Zjednoczone (ok. 35% światowej emisji) nie ratyfikowały Protokołu z Kyoto. Poza redukcją emisji państwa zobowiązały się również do: podnoszenia efektywności energetycznej w gospodarce, 34

35 promowania i wdrażania technologii wykorzystania odnawialnych źródeł energii, zaawansowanych i innowacyjnych technologii przyjaznych dla środowiska, tworzenie zachęt do wdrażania działań na rzecz ograniczenia emisji i pochłaniania GHG, ograniczenia emisji gazów cieplarnianych w transporcie, ograniczenia emisji metanu z wysypisk odpadów, procesów produkcji, transportu i dystrybucji energii. Protokół wprowadza mechanizmy, które powinny pomóc w wypełnianiu zobowiązań redukcji emisji gazów cieplarnianych. Należą do nich: Handel emisjami gazów cieplarnianych. Kraje-strony otrzymują liczbę jednostek dopuszczalnej emisji wyrażoną w tonach CO 2 AAU (Assigned Amount Unit), które stają się przedmiotem handlu. Ponieważ mechanizm ustali ceny jednostek na zasadach wolnego rynku, kraj-strona będzie mógł decydować o opłacalności redukcji emisji bądź nabycia jednostek. Wspólna realizacja projektów (Joint Implementation JI), mająca na celu obniżenie kosztów ograniczenia emisji GHG. Kraj-strona, wymieniona w załączniku I Konwencji, może przyczynić się do redukcji emisji w drugim kraju, również wymienionym w tym załączniku przez sfinansowanie inwestycji lub wdrożenie proekologicznej technologii. Za uzyskaną redukcję kraj inwestujący otrzyma odpowiednią ilość jednostek ERU (Emission Reduction Unit). Podmiotami biorącymi udział w tego typu transakcji będą osoby prawne. Władze krajów-stron mają funkcje wspierające i nadzorujące. Mechanizm Czystego Rozwoju (Clean Development Mechanism CDM), polegający na realizacji wspólnych projektów. Kraj-strona może inwestować w krajach rozwijających się, na które nie zostały nałożone limity emisji, w zamian otrzymując Certyfikat Redukcji CER. Dalsze postępowanie, jak w przypadku Mechanizmu Wspólnych Działań. Mechanizm aktywacji absorpcji CO 2 przez biomasę. Kraj niekoniecznie będący stroną zwiększy udział biomasy w procesie redukcji CO 2, np. poprzez zalesienie, otrzymując w zamian jednostki RMU (Removal Unit Jednostka Pochłaniania). Pierwszy okres zobowiązań Protokołu z Kyoto wygasa w 2012 roku. Prace nad nowym porozumieniem zostały rozpoczęte w styczniu 2008 roku i musiały być zakończone do końca 2009 roku, aby mogło ono zostać ratyfikowane i wejść w życie do końca 2012 roku. Miało się to stać w grudniu 2009 roku podczas COP 15 w Kopenhadze. Nadzieje wiązane z COP 15 na wprowadzenie mechanizmów post-kyoto, dotyczących dalszej redukcji emisji GHG w skali świata, były duże. Mówiło się, w przypadku powstania silnej koalicji klimatycznej, o planach redukcji emisji GHG o 50% do 2050 roku, w stosunku do 1990 roku. Sprzyjały temu deklaracje różnych krajów: USA/Prezydent Obama miał zaproponować 17% redukcję emisji w 2020 roku w stosunku do 2000 roku i cel na 2050 rok 83% redukcji w stosunku do BAU, Chiny: 40 45% zmniejszenie emisyjności PKB w 2020 w stosunku do 2005 roku, Brazylia: redukcja o 36 39% w 2020 w stosunku do 2005 roku, Rosja: redukcja o 25% w 2020 w stosunku do 1990 roku, 35

36 Korea Południowa: redukcja o 4% w 2020 w stosunku do 2005 roku, Indie: redukcja o 20 25% w 2020 w stosunku do 2005 roku, Singapur: redukcja o 16% w 2020 w stosunku do 2005 roku, UE redukcja o 30% do 2020 w stosunku do 1990 roku, plus obietnice dalszych redukcji, jeżeli inne kraje podejmą własne zobowiązania. Wynik COP 15 ogłoszony w dokumencie Copenhagen Accord odbiega znacząco od wiązanych z tą konferencją nadziei. Pomimo kilku pozytywów dotyczących wsparcia dla krajów rozwijających się, np. ochrona lasów, czy też ogólnej zgody, że zmiany klimatyczne należy powstrzymać na poziomie wzrostu temperatury nie więcej niż o 2ºC, nie doprowadzono do określenia celów redukcji emisji GHG. Zgodnie z 4. Raportem IPCC, aby uniknąć niebezpiecznych zmian klimatu konieczne jest szybkie, trwałe i efektywne ograniczanie emisji GHG, bazujące na skoordynowanych działaniach globalnych i regionalnych. Mało ambitne cele redukcji emisji do 2020 roku mają spowodować wzrost ryzyka poważnych następstw w wyniku przekroczenia poziomów koncentracji CO 2 w atmosferze, powyżej których są prawdopodobne daleko idące zmiany klimatu ocieplenie. Tym samym, zadanie zrealizowania celów redukcji emisji do 2050 roku będzie znacznie trudniejsze i bardziej kosztowne (tab. 4.1). Tylko pierwszy scenariusz (pierwszy wiersz w tab. 4.1) określa warunki, w których można zatrzymać się na barierze wzrostu średniej temperatury atmosfery nie więcej niż o 2 C. Tabela 4.1. Charakterystyka różnych trajektorii stabilizacji emisji GHG w celu osiągnięcia stabilizacji ich koncentracji w atmosferze [4.16] Wzrost temperatury ponad poziom przedindustrialny C 2,0 2,4 2,4 2,8 2,8 3,2 3,2 4,0 4,0 4,9 4,9 6,1 Poziom stabilizacji CO2 (2005 = 379 ppm) ppm * Uwzględniając efekt chłodzący aerozoli. Poziom stabilizacji ekwiwalentu CO2 (2005 = 375* ppm) ppm Rok szczytowej emisji CO Procentowa zmiana globalnej emisji % od 85 do 50 od 60 do 30 od 30 do +5 od +10 do +60 od +25 do +85 od +90 do +140 Realna odpowiedź na wyzwania klimatyczne musi wynikać z przeprowadzonych analiz efektywności, a także rozłożenia w czasie wszystkich możliwych do zastosowania narzędzi i działań. Ich zakres i specyfikę będą determinować zarówno napotkane trudności wdrożenia (wynikające z kosztów oraz długiego okresu inkubacji technologicznej), jak i kompleksowa ocena przedsięwzięć podejmowanych po stronie popytowej, podażowej oraz w transporcie (rys. 4.1). Kluczem do przygotowania takich analiz, narzędzi i działań jest współdziałanie wszystkich sektorów gospodarki wrażliwych na problemy redukcji emisji. Wymagane jest bowiem kompleksowe wskazanie możliwości redukcji emisji najbardziej adekwatnych do poszczególnych sektorów gospodarki wraz z analizą kosztów ich uruchomienia (rys. 4.2). 36

37 Rys Sposoby ograniczania emisji CO2; możliwości technologiczne i czas wdrożenia [4.7] Rys Przykład narzędzia do oceny potencjału redukcji emisji [4.8] 37

38 4.2. Strategia energetyczna Unii Europejskiej Unia Europejska od wielu lat prowadzi politykę kierującą gospodarkę energetyczną na tory zrównoważonego rozwoju, chociaż głównymi priorytetami w ostatnim dziesięcioleciu XX wieku pozostawały też sprawy zabezpieczenia dostaw energii (bezpieczeństwa energetycznego) i budowa konkurencyjnego rynku energii. 8 marca 2006 roku zostaje opublikowana Zielona Księga pt. Europejska strategia na rzecz zrównoważonej, konkurencyjnej i bezpiecznej energii, stanowiąca strategię energetyczną UE, która stawia trzy główne cele: Trwałość: (i) rozwój konkurencyjnych źródeł energii odnawialnej oraz innych źródeł i nośników energii niskoemisyjnej, w szczególności alternatywnych paliw wykorzystywanych w transporcie, (ii) ograniczanie popytu na energię w Europie oraz (iii) kierowanie ogólnoświatowymi staraniami w celu powstrzymania zmian klimatycznych oraz poprawy jakości lokalnego powietrza. Konkurencyjność: (i) zapewnienie, że otwarcie rynku energii będzie korzystne dla konsumentów oraz gospodarki w całości, jednocześnie zachęcając do inwestycji w produkcję czystej energii oraz do racjonalnego wykorzystywania energii, (ii) łagodzenie wpływu wzrostu międzynarodowych cen energii na gospodarkę UE i jej obywateli oraz (iii) utrzymanie państw Europy w czołówce krajów, w których rozwijają się technologie energetyczne. Bezpieczeństwo zaopatrzenia w energię: zajęcie się kwestią wzrastającej zależności UE od przywozu energii przez (i) podejście zintegrowane zmniejszenie popytu, zróżnicowanie form energii w UE przez zwiększenie wykorzystania konkurencyjnej energii własnej oraz odnawialnej, zróżnicowanie źródeł i sposobów dostaw energii przywożonej, (ii) stworzenie ram zachęcających do inwestycji adekwatnych do rosnącego popytu na energię, (iii) lepsze przygotowanie UE do radzenia sobie w sytuacjach kryzysowych, (iv) poprawę warunków dla europejskich przedsiębiorstw starających się o dostęp do zasobów ogólnoświatowych oraz (v) zapewnienie, że wszyscy obywatele i przedsiębiorstwa mają dostęp do energii. Do osiągnięcia tych celów w Zielonej Księdze zaproponowano następujące działania: UE musi stworzyć wewnętrzny rynek energii i gazu. UE musi zapewnić, że jej wewnętrzny rynek energii gwarantuje bezpieczeństwo dostaw i solidarność państw członkowskich. Rzetelna ogólnounijna dyskusja nad różnymi źródłami energii, łącznie z kosztami jej pozyskania i wpływem na zmiany klimatyczne tak, aby zapewnić, że zróżnicowanie form energii w UE spełnia ogólnie cele bezpieczeństwa dostaw, konkurencyjności i zrównoważonego rozwoju. Europa musi odjąć wyzwania związane ze zmianami klimatycznymi w sposób zgodny z celami strategii lizbońskiej. Opracowanie strategicznego planu technologii energetycznych (SET Planu), w najlepszy sposób wykorzystującego zasoby Europy, bazującego na europejskich platformach technologicznych, z możliwością podejmowania wspólnych inicjatyw 38

39 technologicznych lub wspólnych przedsięwzięć, mających na celu stworzenie czołowych rynków innowacji w dziedzinie energetyki. Prowadzenie wspólnej zewnętrznej polityki energetycznej. 10 stycznia 2007 roku została ogłoszona Europejska Polityka Energetyczna. Dokument określa wyzwania stojące przed europejską polityką energetyczną (drożejące surowce i kurczące się ich zasoby, uzależnienie od importu surowców, zmiany klimatyczne, trudno przewidywalne ceny energii u odbiorców), określa podstawy jej trwałości (bezpieczeństwo dostaw energii i konkurencyjność) oraz określa plan działania, który obejmuje następujące obszary: budowa wewnętrznego rynku energii, solidarność między państwami-członkami UE w obszarze dostaw paliw i energii, ograniczenie emisji GHG i unijny system handlu emisjami (ETS), podnoszenie efektywności energetycznej, wzrost wykorzystania OZE, europejski strategiczny plan dotyczący technologii energetycznych (SET Plan), rozwój niskoemisyjnych systemów energetycznych, wykorzystujących paliwa kopalne, przyszłość energetyki jądrowej, międzynarodowa polityka energetyczna, monitorowanie działań i sprawozdawczość. W listopadzie 2008 roku w Unii dokonano przeglądu strategii energetycznej i wydano dokument pt.: Second Strategic Energy Review, w którym przedstawiono kluczowe cele polityki energetycznej UE, konieczność intensyfikacji działań i potrzebę ustanowienia polityki energetycznej do 2030 roku z wizją na 2050 rok. Długoterminowe cele tego przeglądu to: dekarbonizacja wytwarzania energii elektrycznej UE do 2050 roku w aspekcie ochrony klimatu, wyeliminowanie zależności transportu od dostaw ropy naftowej, niskoenergetyczne budynki zasilane przyjazną dla środowiska energią, inteligentne sieci elektryczne z uwzględnieniem rozproszonej generacji i nowych liczników energii, promocje wysokoefektywnych, niskowęglowych systemów energetycznych na całym świecie. Nowa polityka energetyczna Unii (New energy policy) powinna w stosunku do kontynuacji stanu obecnego (business as usual-baseline) przynieść znaczące zmniejszenie zapotrzebowania na energię pierwotną (rys. 4.3), zmianę struktury energii pierwotnej na mniej emisyjną (rys. 4.4), zmniejszenie energochłonności gospodarek UE (rys. 4.5), wzrost zużycia energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych (rys. 4.6) i redukcję emisji CO 2 (rys. 4.7). 39

40 Rys Zapotrzebowanie na energię pierwotną do 2020 roku [4.3] Rys Struktura zużycia energii pierwotnej UE w 2020 roku [4.3] Rys Energochłonność gospodarek UE do 2020 roku (2005 r. = 100%) [4.3] 40

41 Rys Zużycie energii ze źródeł odnawialnych w UE do 2020 roku [4.3] Rys Emisja gazów cieplarnianych UE do 2020 roku [4.3] Rozwój i elementy polityki energetycznej Unii Europejskiej w ostatnich kilkunastu latach i w najbliższej dekadzie przedstawia rysunek

42 Rys Rozwój polityki energetycznej UE (stan na 2009 r.) [4.1] P a k i e t k l i m a t y c z n o - e n e r g e t y c z n y U n i i E u r o p e j s k i e j Wyrazem harmonii wyzwań klimatycznych i zrównoważonego rozwoju gospodarki energią w UE stały się sformułowane 10 stycznia 2007 roku przez Komisję Europejską cele, tzw. pakietu klimatyczno-energetycznego na 2020 rok. Są to: zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych przynajmniej o 20% do 2020 roku w porównaniu z 1990 rokiem lub zmniejszenie tej emisji o 30% w przypadku, gdyby uzyskano światowe porozumienie co do redukcji gazów cieplarnianych, zwiększenie udziału energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii końcowej do 20% w 2020 roku, w tym 10% udziału biopaliw w zużyciu paliw pędnych, zwiększenie efektywności wykorzystania energii o 20% do 2020 roku w porównaniu z prognozą zapotrzebowania na paliwa i energię. W pakiecie zróżnicowano cele redukcji w UE dla sektorów objętych i nieobjętych EU ETS, to jest: 21% redukcji emisji w 2020 w porównaniu z 2005 rokiem w sektorach objętych EU ETS, 10% redukcji emisji w 2020 w porównaniu z 2005 rokiem w sektorach nieobjętych EU ETS. Pakiet 3 20% wzbudził wiele dyskusji i zastrzeżeń. Zastrzeżenia i obawy nie tyle dotyczyły jego celów, ile mechanizmów ich realizacji, głównie nowelizacji Dyrektywy o europejskim systemie handlu uprawnieniami do emisji (EU ETS) po 2012 roku. Po długich negocjacjach, 11 grudnia 2008 roku na szczycie przywódców krajów członkowskich w Brukseli wypracowano kompromis w sprawie pakietu klimatyczno- -energetycznego, którego główne rozwiązania przedstawiają się następująco: 42

43 W przemyśle wytwórczym, w instalacjach objętych EU ETS, pozyskiwanie uprawnień do emisji CO 2 przez zakup na aukcji będzie wprowadzane stopniowo. Udział pozwoleń pozyskiwanych na aukcjach wyniesie 20% (80% pozwoleń za darmo) w 2013 roku, stopniowo będzie wzrastał do 70% w 2020 roku, a od 2027 roku wszystkie uprawnienia będą odpłatne. Od powyższej reguły wprowadzono szerokie odstępstwa dla sektorów przemysłu, w których prawdopodobne jest przenoszenie produkcji poza UE do krajów, w których nie obowiązują tak daleko idące ograniczenia emisji (tzw. carbon leakage). Producenci w tych gałęziach przemysłu będą mogli się ubiegać o 100% darmowych udziałów, na warunkach propozycji przedstawionych przez Komisję, zaakceptowanych przez Parlament i Radę Europejską i w drodze międzynarodowych negocjacji. W sektorze energii elektrycznej nowa propozycja organizacji EU ETS wprowadza ogólną zasadę, że po 2013 roku wszystkie uprawnienia do emisji musiałyby być kupowane na aukcjach. Od tej zasady przewidziano wyjątki dla nowych państw członkowskich, w tym Polski, które uzyskają 70% uprawnień bezpłatnie w 2013 roku (30% będą musiały kupować na aukcji). Dopiero od 2020 roku wszystkie uprawnienia będą kupowane na aukcjach. Nieodpłatna dystrybucja uprawnień jest obwarowana wymogiem modernizacji sektora wytwarzania energii elektrycznej w tych krajach. Kraje, których PKB na mieszkańca jest niższy od unijnej średniej, otrzymają dodatkową pulę uprawnień. 10% z łącznej sumy uprawnień do emisji zostanie rozdysponowanych wśród 19 krajów UE, obejmując Polskę. Dodatkowe 2% z łącznej sumy uprawnień otrzyma 9 nowych państw członkowskich, a z tych 2% ponad ¼ (27%) przypadnie Polsce. Zakłada się, że co najmniej 50% przychodów z dystrybucji uprawnień do emisji będzie przeznaczonych na przeciwdziałanie zmianom klimatycznym i łagodzenie ich skutków poprzez dalsze obniżanie emisji gazów cieplarnianych, inwestycje w OZE, poprawę efektywności energetycznej, zapobieganie wylesianiu, wprowadzanie innych niskowęglowych technologii do gospodarki, łącznie z budową potencjału dla edukacji, transferu technologii oraz badań i rozwoju. Kraje członkowskie mogą wypełniać limity swoich redukcji emisji przez realizację projektów w krajach trzecich w ramach Mechanizmu Czystego Rozwoju (CDM). W tej formie nie będzie można zrealizować więcej niż 3% swojej emisji z 2005 roku. Pod określonymi warunkami niektóre kraje mogą dodatkowo o 1% zredukować emisje przez CDM. Pomimo kryterium równych wysiłków krajów członkowskich, Polsce zaproponowano następujące cele, różne od średnich dla całej UE, czyli: możliwość 14% wzrostu emisji w 2020 roku w porównaniu z 2005 rokiem w sektorach nieobjętych EU ETS, kierując się wielkością Produktu Krajowego Brutto na mieszkańca (w grupie krajów o PKB niższym o 10% w stosunku do średniej UE), 43

44 zwiększenie udziału energii ze źródeł odnawialnych do 15% w 2020 roku, zamiast 20% jak średnio w UE, z uwagi na mniejsze zasoby i efektywność odnawialnych źródeł energii w Polsce. Pakiet klimatyczno-energetyczny został formalnie poparty i przyjęty przez Parlament Europejski 23 kwietnia 2009 roku. Pakiet ten składa się z czterech aktów prawnych: 1) Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/29/WE zmieniającej system handlu uprawnieniami do emisji (Dyrektywa EU ETS 2003/87/WE ustanawiająca program handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych na obszarze Wspólnoty), który obejmuje około 40% emisji gazów cieplarnianych w UE. 2) Decyzji Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/406/WE w sprawie wspólnych starań na rzecz ograniczenia emisji, ustanawiającej wiążące krajowe cele dla sektorów nieobjętych systemem handlu uprawnieniami do emisji. 3) Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE ustanawiającej wiążące krajowe cele w zakresie wzrostu udziału odnawialnych źródeł energii w koszyku energetycznym danego kraju (RES), która ma ostatecznie posłużyć do wypełnienia luki legislacyjnej występującej do tej pory w sektorze energetyki odnawialnej, związanej z brakiem odpowiednich mechanizmów i polityki wsparcia na rzecz wykorzystania OZE do wytwarzania ciepła i chłodu. Dyrektywa ta ustala ramy legislacyjne niezbędne do zapewnienia wzrostu zużycia energii finalnej pochodzącej z OZE w krajach Unii z 8,5% w 2005 roku do 20% w 2020 roku. W Dyrektywie podkreślono konieczność wsparcia wszystkich form energii: ciepła i chłodu, elektrycznej, zawartej w biopaliwach, które stworzą zrównoważoną strukturę zużycia nośników energii pierwotmej. Państwa UE zużywają przeszło 50% energii finalnej w postaci ciepła i to właśnie na wykorzystanie OZE do celów ciepłowniczych szybko powinien przestawić się sektor europejskiej energetyki (Renewable Energy Technology Roadmap 20% by European Renewable Energy Council EREC, 2008). 4) Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/31/WE, stwarzającej ramy prawne dla bezpiecznego i ekologicznego stosowania technologii wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS). Pakiet uzupełniono dwoma dodatkowymi aktami prawnymi, przyjętymi w tym samym czasie: 1) Rozporządzeniem nakładającym wymóg zmniejszenia emisji CO 2 w nowych samochodach do średniego poziomu 120 g/km w okresie od 2012 do 2015 roku i dalszego zmniejszenia tego poziomu do 95 g/km w 2020 roku. Już sam ten środek doprowadzi do wymaganego w sektorach nieobjętych EU ETS zmniejszenia poziomu emisji o ponad jedną trzecią. 2) Przeglądem dyrektywy w sprawie jakości paliwa wymagającej od dostawców paliwa ograniczenia emisji gazów cieplarnianych powstających przy produkcji paliw o 6% do 2020 roku. 44

45 I n n e a s p e k t y z r ó w n o w a ż o n e j g o s p o d a r k i e n e r g i ą z a w a r t e w d o k u m e n t a c h U n i i E u r o p e j s k i e j Wyrazem polityki UE w zakresie zrównoważonej gospodarki energią jest wiele aktów prawnych o różnym charakterze. W Unii Europejskiej od wielu lat priorytetem pozostaje tzw. efektywność energetyczna, tj. zależność między energią uzyskiwaną a doprowadzoną. W tej sprawie są podejmowane decyzje polityczne oraz wydawane akty prawne w postaci dyrektyw. W 2005 roku przyjęto Zieloną Księgę w sprawie efektywności energetycznej. Jest to dokument przedstawiający działania, jakie należałoby podjąć, aby rzeczywiście doprowadzić do racjonalnego zużywania energii. Zagadnienia dotyczące efektywności pojawiają się w wielu aspektach funkcjonowania tak przedsiębiorstw, jak i gospodarstw domowych, a regulują je następujące dyrektywy i zalecenia: ramowy program dotyczący konkurencyjności i innowacyjności, nowy program Inteligentna energia dla Europy, decyzja dotycząca efektywności energetycznej Program SAWE II, komunikat Strategia w kierunku racjonalnego zużycia energii, plan działań w celu poprawy efektywności wykorzystania energii w UE, dyrektywa 2004/8/WE dotycząca wysoko sprawnej kogeneracji, dyrektywa 2002/91/WE dotycząca efektywności energetycznej budynków, zalecenia dotyczące efektywności zużycia energii w produktach. to: Dalsze wybrane akty prawne UE dotyczące zrównoważonej gospodarki energią, Dyrektywa 2001/80/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2001 roku w sprawie ograniczenia emisji zanieczyszczeń powietrza z dużych obiektów energetycznego spalania (tzw. Dyrektywa LCP). Rozporządzenia (WE) nr 842/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 maja 2006 roku w sprawie niektórych fluorowanych gazów cieplarnianych (tzw. F-gazy). Dyrektywa EC/2004/8 o promocji wysoko sprawnej kogeneracji dotycząca: - zwiększenia udziału skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła (kogeneracji), - zwiększenia efektywności wykorzystania energii pierwotnej i zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych, - promocji wysoko sprawnej kogeneracji i korzystnych dla niej bodźców ekonomicznych (taryfy). Dyrektywa 2005/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 6 lipca 2005 roku (Ecodesign) ustanawiająca ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów wykorzystujących energię oraz zmieniająca dyrektywę Rady 92/42/EWG, oraz dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 96/57/WE i 2000/55/WE. Dyrektywa 2005/32/WE, obowiązująca od 11 sierpnia 2005 roku, określa: 45

46 1) ramy aspektów środowiskowych w procesie projektowania i opracowywania produktów; podaje ona definicję wymagań, jakie produkty wykorzystujące energię muszą spełniać, aby mogły zostać wprowadzone na rynek, 2) wymagania sprawności energetycznej na podstawie kryterium minimalizacji kosztów w całym cyklu życia wyrobu (koszty cyklu życia obejmują koszty nabycia, posiadania i wycofania z eksploatacji). Dyrektywa zmieniła również zapisy: Dyrektywy Rady 92/42/EWG z 21 maja 1992 roku w sprawie wymogów sprawności dla nowych kotłów wody gorącej opalanych paliwem płynnym lub gazowym, Dyrektywy 96/57/WE z 3 września 1996 roku w sprawie wymagań efektywności energetycznej chłodziarek, chłodziarek-zamrażarek i zamrażarek typu domowego oraz dyrektywy 2000/55/WE z 18 września 2000 roku w sprawie wymogów efektywności energetycznej stateczników do oświetlenia fluorescencyjnego. Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2002 roku w sprawie wydajności energetycznej budynków odnosi się do charakterystyki energetycznej budynków. Pakiet legislacyjny w tej dziedzinie uzupełniają także akty prawne, w których przedstawiono wymagania odnośnie do sprawności nowych kotłów wody gorącej opalanych paliwem płynnym lub gazowym i wyrobów budowlanych. W Polsce dyrektywa została wprowadzona ustawą z dnia 19 września 2007 r. o zmianie ustawy Prawo budowlane (Dz. U. nr 191, poz. 1373). W dyrektywie określono wymagania, które muszą spełnić kraje członkowskie, aby podnieść standard energetyczny budynków, a mianowicie: - opracowanie spójnej metodologii obliczania zintegrowanego parametru określającego energochłonność (jakość energetyczną) budynków, - wprowadzenie wymagań w zakresie minimalnych standardów jakości energetycznej i wartości charakteryzujących energochłonność przy projektowaniu nowych budynków, - wprowadzenie wymagań w zakresie minimalnych wartości charakteryzujących energochłonność w przypadku generalnych remontów dużych budynków, - wprowadzenie obowiązku certyfikacji energetycznej budynków, - wprowadzenie obowiązku regularnej inspekcji kotłów i systemów klimatyzacyjnych oraz dodatkowo instalacji grzewczych, które współpracują z kotłami starszymi niż 15 lat. Dyrektywa 2006/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 5 kwietnia 2006 roku w sprawie efektywności końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych uchylająca dyrektywę Rady 93/76/EWG. Niezależnie od dotychczasowych regulacji dotyczących efektywności energetycznej właściwe organy Unii Europejskiej zdecydowały o odrębnym wyeksponowaniu roli odbiorcy końcowego energii w racjonalnym jej użytkowaniu. Celem dyrektywy 2006/32/WE jest opłacalna ekonomicznie poprawa efektywności końcowego wykorzystania energii w Państwie Członkowskim przez: - określenie celów orientacyjnych oraz stworzenie mechanizmów, zachęt i ram instytucjonalnych, finansowych i prawnych, niezbędnych do usunięcia istnieją- 46

47 cych barier rynkowych i niedoskonałości rynku, utrudniających efektywne końcowe wykorzystanie energii, - stworzenie warunków do rozwoju i promowania rynku usług energetycznych oraz do dostarczania odbiorcom końcowym innych środków poprawy efektywności energetycznej. Dyrektywa, jak na swój charakter, jest obszernym dokumentem. Składa się z preambuły, dwudziestu artykułów oraz sześciu załączników. W Polsce w wyniku wprowadzenia dyrektywy jest wdrażana Ustawa o efektywności energetycznej, która ma wprowadzić nowy mechanizm zachęcający do inwestowania w działania ograniczające zużycie energii, tzw. białe certyfikaty. Dyrektywa 2008/50/EC o jakości powietrza CAFE, definiująca: - cele odnośnie do jakości powietrza, - strefy i aglomeracje, - systemy oceny jakości, - zarządzanie i plany ochrony jakości powietrza. Dyrektywy 2004/18/WE i 2004/17/WE stwarzające podstawy prawne dla uwzględnienia aspektów środowiskowych i efektywności energetycznej w zamówieniach publicznych, w tym w szczególności w odniesieniu do produktów zużywających energię. Dotyczy to: urządzeń powszechnego użytku, zużywających energię: urządzeń AGD, źródeł energii, sprzętu biurowego/it, pojazdów samochodowych, systemów i komponentów budynków, silników elektrycznych. Dyrektywa 2009/33/WE z dnia 23 kwietnia 2009 roku w sprawie promowania ekologicznie czystych i energooszczędnych pojazdów transportu drogowego, która nakłada obowiązki na instytucje i podmioty dokonujące zakupu pojazdów transportu drogowego: ocenę oddziaływania na środowisko podczas cyklu użytkowania pojazdu, w tym zużycia energii oraz emisji CO 2 i niektórych zanieczyszczeń (NO 2, NMHC i cząstek stałych). Dyrektywa obejmuje takie pojazdy, jak: samochody osobowe, lekkie pojazdy ciężarowe, pojazdy ciężarowe o dużej ładowności i autobusy w zależności od przebiegu podczas cyklu użytkowania. Podano w niej metody obliczania kosztów całego cyklu użytkowania. Zakup ekologicznie czystych i energooszczędnych pojazdów transportu drogowego zgodnie z wymogami dyrektywy będzie obowiązywał od 4 grudnia 2010 roku (państwa członkowskie do tego czasu powinny wprowadzić niezbędne ustawy, przepisy wykonawcze i administracyjne). Wymagania związane z efektywnością energetyczną urządzeń Ramowe regulacje związane z zasadami oznaczania urządzeń gospodarstwa domowego pod względem ich energochłonności (klasa i znormalizowane zużycie energii) oraz innych cech użytkowych produktu wprowadziła Dyrektywa 92/77/EC z 1992 roku. Natomiast szczegółowe regulacje na obszarze Polski są zawarte w rozporządzeniu Ministra Gospodarki i Pracy z 20 maja 2005 roku w sprawie wymagań dotyczących dokumentacji technicznej, stosowania etykiet i charakterystyk technicznych oraz wzorów etykiet dla urządzeń (Dz. U r. Nr 98, poz. 825). Zgodnie z tymi regulacjami, wszystkie nowe sprzęty gospodarstwa domowego muszą być opatrzone etykietą energetyczną. Dla różnego rodzaju urządzeń AGD są brane pod uwagę odmienne kry- 47

48 teria, jednakże standardem na wszystkich etykietach są symbole: wydajność energetyczna (skala od A najbardziej efektywny do G najmniej efektywny) oraz zużycie energii. Ponadto, etykiety pralek i zmywarek informują o zużyciu wody i pojemności urządzenia, natomiast w przypadku żarówek, oprócz skali efektywności, etykiety mówią o długości ich działania podanej w godzinach, a także informują o ich mocy. Etykiety energetyczne są istotnym instrumentem kształtowania polityki w zakresie wzrostu efektywności energetycznej i zmniejszenia niekorzystnego oddziaływania na środowisko naturalne, obejmują one np. etykietowanie urządzeń gospodarstwa domowego, certyfikację energetyczną budynków (bardzo dobrze rozwiniętą w niektórych krajach i intensywnie rozwijaną w innych) i rozwijany ostatnio system etykietowania tzw. zielonej energii elektrycznej. Podstawowym zadaniem tych instrumentów jest umożliwienie konsumentom podejmowania decyzji o zakupie bardziej zielonych i przyjaznych dla środowiska produktów oraz urządzeń. Dodatkowo, etykiety energetyczne dostarczają informacji, w jakim stopniu zwiększone koszty inwestycyjne na zakup określonych, bardziej efektywnych energetycznie urządzeń, pozwalają na uzyskanie zwrotu kosztów ich zakupu w okresie eksploatacji. W tabeli 4.2 zawarto przykładowe dane. Tabela 4.2. Porównanie niektórych urządzeń AGD według wybranych klas energetycznych w funkcji energochłonności i rocznych kosztów energii [4.2] Rodzaj urządzenia/klasa Zużycie energii Zużycie energii Roczny koszt jednostkowe roczne energii Chłodziarko-zamrażarka kwh/dobę kwh/rok zł/rok C 1, ,2 A 0, ,3 A+ 0, ,8 Pralka kwh/cykl kwh/rok zł/rok C 1, ,4 A 0, ,7 Zmywarka do naczyń kwh/cykl kwh/rok zł/rok C 1, ,5 A 0, ,9 Piekarnik elektryczny kwh/h kwh/rok zł/rok z termoobiegiem C 0, ,1 A 0, ,8 bez termoobiegu C 0, ,2 A 0, ,9 Z półek sklepowych znikną tradycyjne przezroczyste żarówki o mocy większej niż 80 W oraz wszystkie matowe żarówki i świetlówki, które są sklasyfikowane poniżej klasy energetycznej A (czyli matowe źródła światła o klasach efektywności B, C, D, E, F i G). W kolejnych latach będą eliminowane kolejne żarówki o coraz mniejszej mocy. Dzięki temu, że proces wycofywania energochłonnych źródeł światła jest długi, konsumenci będą mieli wystarczająco dużo czasu do zapoznania się szeroką gamą dostępnych energooszczędnych produktów i dostosowania ich do swoich potrzeb. Tradycyjne żarówki będą stopniowo wycofywane z rynku, aż do końca 2016 roku. 48

49 Istnieje serwis będący częścią europejskiej inicjatywy Euro- TopTen. Został on stworzony i jest rozwijany w ramach projektu TOPTEN, finansowanego z europejskiego programu Inteligenta Energia Europa. TOPTEN oznacza najbardziej efektywną energetycznie dziesiątkę produktów w różnych kategoriach spośród bogatej oferty urządzeń dostępnych na naszym rynku. Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii jest krajowym wykonawcą projektu. Oczekuje się, że EURO-TOPTEN wygeneruje oszczędności powyżej 120 GWh energii elektrycznej w roku Uwarunkowania polityczno-prawne w Polsce S t r a t e g i a r e d u k c j i g a z ó w c i e p l a r n i a n y c h d o r o k u Rzeczpospolita Polska podpisała Protokół z Kyoto 16 lipca 1998 roku, a ratyfikowała w 2002 roku. Zobowiązanie do redukcji emisji gazów cieplarnianych o 6% w stosunku do roku bazowego 1988 dla CO 2, CH 4, N 2 O i dla roku bazowego 1995 w odniesieniu do pozostałych trzech gazów cieplarnianych będzie przez Polskę zrealizowane. Powyższe potwierdzają wyniki inwentaryzacji emisji gazów cieplarnianych i analizy (rys. 4.9). Przegląd, próba uporządkowania i potrzeba koordynacji polityki gospodarczej, energetycznej i ekologicznej została zawarta w dokumencie Polityka klimatyczna Polski. Strategia redukcji gazów cieplarnianych w Polsce do 2020 roku z października 2003 roku. Dokument ten został przyjęty przez Radę Ministrów dnia roku. Strategicznym celem polityki klimatycznej było przyłączenie się Polski do wysiłków społeczności międzynarodowej na rzecz ochrony klimatu globalnego przez wdrażanie zasad zrównoważonego rozwoju, zwłaszcza w zakresie poprawy wykorzystania energii, zwiększania zasobów leśnych i glebowych kraju, racjonalizacji wykorzystania surowców i produktów przemysłu oraz racjonalizacji zagospodarowania odpadów, w sposób zapewniający osiągnięcie maksymalnych długoterminowych korzyści gospodarczych, społecznych i politycznych. 49

50 mln eq CO2/rok Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do 2050 roku ,4 31,8-6% Prot. z Kioto ( ) , ,5-20% 364,9 338,0-40% x 20% Pol. Klimat (2003) Rys Porównanie celów redukcji gazów cieplarnianych (bez LULUCF) [4.1] 2020 Zalecanym celem polityki klimatycznej było osiągnięcie 30% redukcji gazów cieplarnianych do 2010 roku i 40% do 2020 roku. Niestety, jak wiele innych strategii, w tym zwiększenia udziału energii ze źródeł odnawialnych w zaopatrzeniu kraju w paliwa i energię, strategia redukcji gazów cieplarnianych nie została wsparta instrumentami organizacyjnymi, prawnymi i programami operacyjnymi, gwarantującymi osiągnięcie zalecanych celów redukcji gazów cieplarnianych. Dowodem nowego podejścia w Polsce do zeroemisyjnej gospodarki energią jest powołanie w październiku 2009 roku, przez wicepremiera, ministra gospodarki Waldemara Pawlaka, Społecznej Rady ds. Narodowego Programu Redukcji Emisji, na której czele stoi przewodniczący Parlamentu Europejskiego, prof. Jerzy Buzek. Celem głównym działania Rady jest koordynacja prac zmierzających do redukcji emisji gazów cieplarnianych, która jest podstawą przeciwdziałania zmianom klimatu. Celem dodatkowym jest przekonanie społeczeństwa do zasadności działań na rzecz ochrony klimatu i ich zakresu. Wizją Rady jest ograniczenie emisji CO 2 do wielkości możliwej technicznie do osiągnięcia, bez naruszenia bezpieczeństwa energetycznego Polski zgodnie z założeniami Polityki energetycznej Polski do 2030 roku N a r o d o w y P l a n R o z w o j u Narodowy Plan Rozwoju i Narodowa Strategia Spójności w polityce energetycznej kraju są programami wspomagającymi osiągnięcie średnioterminowych celów polityki energetycznej. W Programie Operacyjnym Infrastruktura i Środowisko (POIŚ) Narodowej Strategii Spójności Infrastruktura i Środowisko w diagnozie sytuacji w sektorze energii oceniono efektywność energetyczną w gospodarce jako niską i wskazano na potrzebę zmniejszenia energochłonności produktu krajowego brutto (PKB) do około 50% obecnego poziomu do 2025 roku. POIŚ odnosi się do wypełnienia celów Dyrektywy Parlamentu Europejskiego 2006/32/WE i uzyskania 9% oszczędności energii do 2016 roku, tj. minimum 59 TWh energii finalnej w ciągu 9 lat obowiązywania dyrektywy. 50

51 W POIŚ wyróżniono priorytet X Infrastruktura energetyczna przyjazna środowisku, którego celem jest podwyższenie sprawności wytwarzania, przesyłania, dystrybucji i użytkowania energii oraz wzrost wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych, w tym biopaliw P o l i t y k a e k o l o g i c z n a P o l s k i Aktualna Polityka ekologiczna państwa w latach z perspektywą do roku 2016 została przyjęta przez Radę Ministrów w II półroczu 2009 roku. W nawiązaniu do celów Unii Europejskiej, przyjęto następujące priorytety: działania na rzecz zapewnienia realizacji zasady zrównoważonego rozwoju, przystosowanie do zmian klimatu, ochrona różnorodności biologicznej. W Polityce ekologicznej zostały zarysowane trzy scenariusze rozwoju w odniesieniu do gospodarki energią: Scenariusz bazowy odzwierciedla założenia dotychczasowych prognoz wzrostu zapotrzebowania na energię. Założenie: do 2030 roku konsumpcja energii finalnej przekroczy 3400 PJ (wobec 2400 PJ obecnie), a konsumpcja energii elektrycznej sięgnie 195 TWh (wobec 100 TWh obecnie). Scenariusz ekologiczny bardziej umiarkowane tempo wzrostu zapotrzebowania na energię, przy wykorzystaniu do 2030 roku, co najmniej 50% potencjału energetyki odnawialnej. Scenariusz nuklearny co najmniej 50-procentowe pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną z elektrowni jądrowych i OZE rozwijanych łącznie N owa p o l i t y k a e n e r g e t y c z n a P o l s k i ( P E P ) d o r o k u Projekt nowej Polityki energetycznej Polski do 2030 roku został po raz pierwszy zaprezentowany we wrześniu 2008 roku. Ostateczna wersja PEP została przyjęta przez Radę Ministrów w listopadzie 2009 roku. Nowa polityka energetyczna poprzez działania inicjowane na szczeblu krajowym wpisuje się w realizację celów polityki energetycznej określonych na poziomie Wspólnoty. Dotyczy to w pierwszym rzędzie przyjęcia i realizacji celów pakietu klimatyczno-energetycznego UE. Podstawowe kierunki tej polityki korespondują tematycznie z głównymi celami unijnej polityki energetycznej i są to: poprawa efektywności energetycznej, z głównymi celami: - dążeniem do osiągnięcia zeroenergetycznego wzrostu gospodarczego, tj. rozwoju gospodarki następującego bez wzrostu zapotrzebowania na energię pierwotną, - konsekwentnym zmniejszaniem energochłonności polskiej gospodarki do poziomu UE-15, wzrost bezpieczeństwa dostaw paliw i energii, 51

52 dywersyfikacja struktury wytwarzania energii elektrycznej poprzez wprowadzenie energetyki jądrowej, rozwój konkurencyjnych rynków paliw i energii, ograniczenie oddziaływania energetyki na środowisko, rozwój odnawialnych źródeł energii, w tym biopaliw. Oprócz ww. działań, będzie kontynuowany Wieloletni program promocji biopaliw i innych paliw odnawialnych w transporcie na lata , przyjęty przez Radę Ministrów w dniu 24 lipca 2007 roku. Zrównoważony rozwój gospodarki energią znajduje swój wyraz w PEP w zapisach planowanych działań. Ich podsumowanie w nawiązaniu do struktury zużycia nośników energii pierwotnej w Polsce do 2030 roku, może stanowić tabela 4.3 (produkcja energii elektrycznej) i tabela 4.4 (zużycie nośników energii ogółem). Tabela 4.3. Prognozowany w Polityce energetycznej Polski do 2030 roku udział poszczególnych nośników energii w produkcji energii elektrycznej [4.1, 4.32] Nośnik/źródło energii Węgiel kamienny 60,77 58,72 57,19 59,21 50,10 39,62 Węgiel brunatny 32,88 29,66 29,91 27,03 24,70 21,80 Gaz 2,79 3,29 4,45 4,92 6,56 8,05 Ropa 1,34 1,42 1,38 1,39 1,26 1,13 Energia jądrowa 0,00 0,00 0,00 0,00 9,87 21,80 Energia odnawialna 1,90 6,56 6,72 7,09 7,16 7,26 Energia odpadowa 0,31 0,35 0,35 0,37 0,36 0,34 Tabela 4.4. Prognozowany w Polityce energetycznej Polski do 2030 roku udział poszczególnych nośników energii w bilansie energii pierwotnej [4.1, 4.32] Nośnik/źródło energii Węgiel kamienny 13,61 11,71 12,05 11,06 10,61 9,81 Węgiel brunatny 45,23 40,94 39,39 39,80 36,76 32,55 Gaz 23,69 26,03 26,39 26,20 24,67 23,73 Ropa 13,08 13,51 13,86 13,96 14,64 14,98 Energia jądrowa 0,00 0,00 0,00 0,00 4,19 9,66 Energia odnawialna 4,82 7,11 7,46 7,98 8,14 8,21 Inne paliwa 0,64 0,70 0,86 1,00 0,99 1,06 Przegląd prognoz zapotrzebowania na energię w polityce energetycznej państwa (PEP 2025 i projekt PEP 2030) wskazuje na istotną zmianę podejścia do sztywnego związku między wzrostem Produktu Krajowego Brutto a równoczesnym znacznym wzrostem zapotrzebowania na energię (elastyczność zużycia energii względem PKB) rysunek W prognozach zapotrzebowania na energię pierwotną wzrost zapotrzebowania w 2025 roku w stosunku do zużycia w 2005 roku przedstawia się następująco: w wariantach starej polityki (PEP 2025) od 38,4 do 47,3%, w projekcie nowej polityki (PEP 2030) z roku 29,5%, w nowej polityce (PEP 2030) 18,2%. 52

53 zużycie energii pierwotnej [PJ] energochłonność [MJ/zł 2000] Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do 2050 roku Energia pierwotna - zużycie w latach energochłonność zużycie energii pierwotnej Energia pierwotna - kontynuacja trendu Energia pierwotna - cel wg PEP 2030 ( ) Energia pierwotna - ścieżka wg UE - 27 energochłonność w latach energochłonność - kontynuacja trendu energochłonność - wg PEP 2030 ( ) energochłonność - ścieżka wg UE - 27 Źródło: analiza FEWE wg danych z Gospodarki Paliwowo-Energetycznej w latach , GUS; prognozy: PEP 2030 ( ), FEWE: kontynuacja trendu i ścieżka UE - 27 Rys Zużycie energii pierwotnej w gospodarce narodowej w latach oraz prognoza do 2030 roku według trendu z lat i według Polityki energetycznej Polski do 2030 roku ( r.) oraz energochłonność gospodarki narodowej [4.1] Jeszcze większe różnice występują w prognozach zapotrzebowania na energię elektryczną. Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w 2025 roku w stosunku do zużycia w 2005 roku wynosi: w wariantach starej polityki (PEP 2025) od 45,3 do 87,0%, w projekcie nowej polityki (PEP 2030) z ,2%, w nowej polityce (PEP 2030) 33,6%. Cele redukcji emisji gazów cieplarnianych (redukcji podstawowego gazu CO 2 ) pojawiają się dopiero w najnowszych wersjach projektu nowej polityki energetycznej. W porównaniu z prognozą opartą na kontynuacji trendu zmiany emisyjności PKB, cele redukcji emisji według pakietu klimatyczno-energetycznego i nowej polityki są drastycznie niższe (rys. 4.11). Prognozy emisji CO 2 w 2020 roku w stosunku do emisji z 2000 roku przedstawiają się następująco: w kontynuacji trendu (BAU) wzrost o 48,0%, cel pakietu klimatyczno-energetycznego spadek o 7,1%, w nowej polityce (PEP) spadek o 11,8%. Stawia to duże wyzwania dla polskiej gospodarki. 53

54 Rys Emisja gazów cieplarnianych w latach i prognoza emisji do 2030 roku [4.1] P r a w o e n e r g e t y c z n e Ustawa Prawo energetyczne obowiązuje w Polsce od 10 kwietnia 1997 roku i jest podstawowym aktem prawnym regulującym politykę energetyczną państwa. Poniżej odniesiono się do ustawy zgodnie ze stanem prawnym na dzień 2 lipca 2007 roku. Ustawa definiuje i określa zakres polityki energetycznej państwa i wyznacza organ odpowiedzialny w tej sprawie, tj. Ministerstwo Gospodarki. W ustawie określono zakres polityki energetycznej, w tym efektywność energetyczną gospodarki w następujących zapisach: 1) Przedsiębiorstwa energetyczne zajmujące się przesyłaniem i dystrybucją paliw gazowych i energii sporządzają plany rozwoju, w których obejmują również przedsięwzięcia racjonalizujące zużycie paliw i energii. 2) Prezes Urzędu Regulacji Energetyki organizuje przetarg na budowę nowych mocy wytwórczych lub przedsięwzięć zmniejszających zużycie energii. W wyborze ofert kieruje się między innymi efektywnością energetyczną i ekonomiczną przedsięwzięcia. 3) Do zadań własnych gminy należy planowanie i organizacja zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, w którym powinno się określić również przedsięwzięcia racjonalizujące użytkowanie ciepła, energii elektrycznej i paliw gazowych oraz wykorzystanie lokalnych zasobów, w tym kogeneracji energii elektrycznej i ciepła. 4) Do zakresu działania Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (URE) należy między innymi publikowanie informacji służących efektywności użytkowania paliw i energii. 5) Szczegółowe zasady kształtowania i kalkulacji taryf na ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe mają obejmować również poprawę efektywności dostarczania i wykorzystania paliw i energii. 6) Taryfy dla paliw, energii elektrycznej i ciepła mogą uwzględniać koszty współfinansowania przez przedsiębiorstwa energetyczne przedsięwzięć i usług zmierzają- 54

55 cych do zmniejszenia zużycia paliw i energii u odbiorców, stanowiących ekonomiczne uzasadnienie uniknięcia budowy nowych źródeł energii i sieci. 7) Projektowanie, produkcja, import, budowa i eksploatacja urządzeń, instalacji i sieci powinny zapewnić racjonalne i oszczędne zużycie paliw. 8) Urządzenia wprowadzone do obrotu mają posiadać etykietę i charakterystykę techniczną z informacją o efektywności energetycznej. Zapisy ustawy odniesione do efektywności energetycznej wskazują, że jej intencją jest równoprawne traktowanie efektywności energetycznej/zasobów popytowych w stosunku do modernizacji i budowy nowych źródeł energii i sieci/zasobów podażowych. Ustawa Prawo energetyczne nakłada na przedsiębiorstwa energetyczne, zajmujące się wytwarzaniem energii elektrycznej lub jej obrotem i sprzedające tę energię odbiorcom końcowym, przyłączonym do sieci na terytorium Rzeczypospolitej, obowiązek nabycia świadectw pochodzenia energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii lub uiszczenie opłaty zastępczej. Ilość obowiązkowych certyfikatów jest skorelowana z państwowymi celami wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł energii odnawialnej, np. 7,5% udziału w 2010 roku. W latach jest przewidywana nowelizacja Prawa energetycznego w celu wzmocnienia regulacji prawnych, wspomagających realizację pakietu klimatyczno- -energetycznego i zrównoważonego rozwoju gospodarki energetycznej kraju. Akty wykonawcze do ustawy Prawo energetyczne zawierają także w wielu przypadkach odniesienia do efektywności energetycznej: rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z 20 maja 2005 roku w sprawie wymagań dotyczących dokumentacji technicznej, stosowania etykiet i charakterystyk technicznych oraz wzorów etykiet dla urządzeń (Dz. U nr 98, poz. 825), rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 2 lipca 2007 roku w sprawie szczegółowych zasad kształtowania i kalkulacji taryf oraz rozliczeń w obrocie energią elektryczną (Dz. U nr 128, poz. 895 z późn. zm.), rozporządzenie Ministra Gospodarki z 14 sierpnia 2008 roku w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnym źródle energii (Dz. U nr 156, poz. 969). Również Ustawa o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych zawiera istotne przepisy w tym zakresie: zmniejszenie zużycia energii dostarczanej do budynków; zmniejszenie strat energii w sieciach ciepłowniczych i lokalnych źródłach ciepła; całkowitą lub częściową zamianę konwencjonalnych źródeł ciepła na źródła niekonwencjonalne, w tym źródła odnawialne. Działania związane z poprawą efektywności energetycznej dotyczą: a) Projektu ustawy o efektywności energetycznej Ministerstwo Gospodarki opracowało projekt ustawy. Ustawa określi cele w zakresie oszczędności energii, z uwzględnieniem wiodącej roli sektora publicznego, ustanowi mechanizmy wspierające oraz system monitorowania i gromadzenia niezbędnych danych, co przyczyni się do zwiększenia racjonalności wykorzystania ener- 55

56 gii. Zapewni także pełne wdrożenie dyrektyw europejskich w zakresie efektywności energetycznej, w tym zwłaszcza zapisy dyrektywy 2006/32/WE w sprawie efektywności końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych. b) Mechanizmów wsparcia system białych certyfikatów Integralnym elementem ustawy o efektywności energetycznej będzie system białych certyfikatów, jako mechanizm rynkowy sprzyjający wzrostowi efektywności energetycznej w łańcuchu wytwarzania, przesyłu i zużycia energii, jak również pobudzający siły rynkowe w kierunku bardziej racjonalnego wykorzystania energii. Pozyskanie białych certyfikatów będzie obowiązkowe dla firm sprzedających energię odbiorcom końcowym, w celu przedłożenia ich Prezesowi Urzędu Regulacji Energetyki do umorzenia. Firmy sprzedające energię elektryczną, gaz ziemny i ciepło będą zobligowane do pozyskania określonej liczby certyfikatów w zależności od wielkości sprzedawanej energii. Projekt ustawy zakłada stworzenie katalogu inwestycji prooszczędnościowych, przedsiębiorca będzie mógł uzyskać daną ilość certyfikatów na drodze przetargu ogłaszanego przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (URE). Firmy będą miały również możliwość kupna certyfikatów na Towarowej Giełdzie Energetycznej. c) Termomodernizacji budynków Duży potencjał oszczędności energii w sektorze budownictwa oraz fakt, że sektor ten odpowiada za 40% końcowego zużycia energii w Unii Europejskiej powoduje, że inwestycje w poprawę efektywności energetycznej w tym sektorze są szczególnie interesujące. W Polsce jest realizowany program termomodernizacji budynków, który wprowadzono już w 1999 roku na podstawie ustawy o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych. Program ten ma na celu zapewnienie technicznego i finansowego wsparcia projektów w zakresie oszczędności energii w budynkach oraz projektów dotyczących zmniejszania strat ciepła w sieciach dystrybucyjnych lub zastępowania tradycyjnych źródeł energii źródłami niekonwencjonalnymi, w tym odnawialnymi. W okresie z budżetu państwa na ten cel wydatkowano blisko 600 mln zł. d) Wymagań efektywności energetycznej dla urządzeń W Polsce przewiduje się szybki proces wdrażania dyrektyw wykonawczych do dyrektywy ramowej 2005/32/WE ustanawiającej ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów wykorzystujących energię. Będzie to ważny impuls do zmniejszenia energochłonności tych urządzeń. Jak dotychczas, wszystkie dyrektywy dotyczące etykietowania i wymagań efektywności energetycznej urządzeń w Polsce zostały wdrożone. Ministerstwo Gospodarki stworzyło Krajowy Plan Działań dotyczący efektywności energetycznej (EEAP), który stanowi realizację zapisu art. 14 ust. 2 dyrektywy 2006/32/WE. Dokument został przyjęty przez Komitet Europejski Rady Ministrów w dniu 31 lipca 2007 roku. Dokument określa cel indykatywny w zakresie oszczędności energii na 2016 rok (9%) wyrażony w jednostce bezwzględnej. Określony został również, tzw. pośredni krajowy cel w zakresie oszczędności energii (2%) przewidziany do osiągnięcia w 2010 roku, który ma charakter orientacyjny i stanowi ścieżkę dochodzenia do osiągnięcia celu przewidzianego na 2016 rok, umożliwiając ocenę 56

57 postępu w jego realizacji. Ponadto, w dokumencie przedstawiono środki oraz wynikające z nich działania realizowane bądź planowane na szczeblu krajowym, służące osiągnięciu krajowych celów indykatywnych w przewidywanym okresie Na zlecenie Ministerstwa Gospodarki Krajowa Agencja Poszanowania Energii SA w kwietniu 2007 roku (ostania wersja styczeń 2008 r.) opracowała katalog kryteriów środowiskowych dla produktów, w tym zużywających energię ( Przedsiębiorstwa sprzedające energię elektryczną, ciepło lub paliwa gazowe będą miały obowiązek pozyskania i przedstawienia do umorzenia prezesowi URE określonej ilości świadectw efektywności energetycznej lub uiszczenie opłaty zastępczej, co zostanie wprowadzone rozporządzeniem. Świadectwa efektywności energetycznej można będzie uzyskać tylko za przedsięwzięcia, które charakteryzują się najwyższą efektywnością ekonomiczną Podsumowanie Polityka energetyczna i klimatyczna Unii Europejskiej zmierza w kierunku zrównoważonego rozwoju i niskoemisyjnych gospodarek. Istotnym krokiem jest pakiet klimatyczno-energetyczny ( 3 20% ), ustanawiający konkretne cele do osiągnięcia w 2020 roku, polegające na zwiększeniu efektywności energetycznej, zwiększeniu udziału energii ze źródeł odnawialnych i redukcji emisji gazów cieplarnianych Tworzy i doskonali instrumenty prawne w formie dyrektyw do realizacji tych celów. Pakiet ma stać się przykładem i zachętą dla innych rozwiniętych i rozwijających się krajów świata do podejmowania podobnych działań Światowe porozumienie co do ochrony klimatu Ziemi i redukcji emisji gazów cieplarnianych, czyli Protokół z Kyoto wygasa po 2012 roku. Polska jako sygnatariusz Protokołu wywiązuje się ze zobowiązań redukcji (6% w okresie w stosunku do poziomu emisji z 1988 r.). Do tej chwili nie wypracowano światowego porozumienia wykraczającego poza 2012 rok Polska jako członek UE przyjęła cele pakietu klimatyczno-energetycznego i ujęła je w polityce energetycznej państwa do 2030 roku. W nowej polityce energetycznej założono zeroenergetyczny wzrost zapotrzebowania na energię pierwotną do 2030 roku, mniej emisji i bardziej efektywny rozwój gospodarki Polski do 2030 roku. Polska tworzy mechanizmy prawne i finansowe dla realizacji tych celów, ale mogą być one niewystarczające do osiągnięcia zakładanych efektów W perspektywie 2050 roku brak jest konkretnych ustaleń na poziomie Unii Europejskiej, a przede wszystkim w skali globalnej. Rośnie przekonanie o konieczności zahamowania wzrostu temperatury klimatu Ziemi o więcej niż 2 stopnie Celsjusza. Jeżeli to przekonanie przesunie się z poziomu niezobowiązujących deklaracji do prawnych porozumień, to należy się liczyć z celem redukcji gazów cieplarnianych nie mniejszym niż 50% do osiągnięcia w 2050 roku. Wyznaczenie takiego celu w perspektywie 2050 roku i prawne jego umocowanie jest konieczne już dzisiaj, z uwagi na to, że już teraz inwestorom należy przekazać jednoznaczny sygnał dotyczący budowy i eksploatacji elektrowni, elektrociepłowni o żywotności technicznej i ekonomicznej lat. 57

58 Literatura do rozdziału Pasierb S.: Zagadnienia polityczno-prawne w Polsce na tle Unii i Świata w horyzoncie czasowym 2050 Projekt: Zeroemisyjna gospodarka w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do 2050 roku. Katowice 2009 (niepublikowana) Wojtulewicz J., Osicki A., Pasierb S.: Oszacowanie potencjału zmniejszenia zużycia energii elektrycznej w gospodarstwach domowych w Polsce. Katowice, Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii, styczeń 2006, s Second Strategic Energy Review: An EU Energy Security and Solidarity Action Plan, Europe s current and future energy position. Demand resources investments. Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions, Brussels, , SEC(2008) 2871, Vol. I The Climate Change and Energy Challenge Impacts and Disparities, EC, DG Regio C Polska Wyzwania rozwojowe. Kancelaria Prezesa Rady Ministrów, maj 2009, s Report 2030 EnergSys, Dechamps P.: Research and carbon sequestration, Brussels Analiza McKinsey, Bruksela Ustawa z dnia 22 grudnia 2004 r. o handlu uprawnieniami do emisji do powietrza gazów cieplarnianych i innych substancji (Dz. U. z 2004 Nr 281, poz z późn. zm.) Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 31 marca 2006 r. w sprawie rodzajów instalacji objętych wspólnotowym systemem handlu uprawnieniami do emisji (Dz. U. Nr 60, poz. 429 z późn. zm.) Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 września 2005 r. w sprawie wyznaczenia Krajowego Administratora Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji (Dz. U. Nr 188, poz. 1562) Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 7 marca 2006 r. w sprawie informacji wymaganych do opracowania krajowego planu rozdziału uprawnień do emisji (Dz. U. Nr 43, poz. 308) Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 lutego 2006 r. w sprawie wymagań dla audytorów uprawnionych do weryfikacji rocznych raportów (Dz. U. Nr 23, poz. 176) Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 12 września 2008 r. w sprawie sposobu monitorowania wielkości emisji substancji objętych wspólnotowym systemem handlu uprawnieniami do emisji (Dz. U. Nr 183, poz. 1142) Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 1 lipca 2008 r. w sprawie przyjęcia Krajowego Planu Rozdziału Uprawnień do emisji dwutlenku węgla na lata dla wspólnotowego systemu handlu uprawnieniami do emisji (Dz. U. Nr 202, poz. 1248) Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 10 kwietnia 2006 r. w sprawie warunków i sposobu ustalenia kosztów weryfikacji rocznych raportów (Dz. U. Nr 71, poz. 496) Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (tekst jednolity Dz. U. z 2008 Nr 25, poz. 150 z późn. zm.) Ustawa o mechanizmach elastycznych Protokołu z Kyoto przyjęta przez Sejm RP 19 maja 2009 r Raport IPCC Polityka ekologiczna państwa w latach z perspektywą roku Dyrektywa 2006/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 5 kwietnia 2006 r. w sprawie efektywności końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych (Dz. Urz. WE L 114 z r.). 58

59 4.22. Pierwszy Krajowy Plan Działań dotyczący efektywności energetycznej, przyjęty przez KERM w dniu 31 lipca 2007 r Dyrektywa w sprawie promocji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych na wewnętrznym rynku energii elektrycznej 2001/77/EC Dyrektywa 2003/30/EC w sprawie promocji i stosowania biopaliw lub innych paliw ze źródeł odnawialnych do celów transportowych IEA World Energy Outlook Dyrektywa 2005/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 6 lipca 2005 r. ustanawiająca ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów wykorzystujących energię Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2002 r. w sprawie wydajności energetycznej budynków Ustawa z dnia 19 września 2007 r. o zmianie ustawy Prawo budowlane (Dz. U. Nr 191, poz. 1373) Dyrektywa 2006/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 5 kwietnia 2006 r. w sprawie efektywności końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych Dyrektywa 2009/33/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania ekologicznie czystych i energooszczędnych pojazdów transportu drogowego Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z 20 maja 2005 r. w sprawie wymagań dotyczących dokumentacji technicznej, stosowania etykiet i charakterystyk technicznych oraz wzorów etykiet dla urządzeń (Dz. U. Nr 98, poz. 825) Polityka energetyczna Polski do roku 2030: Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 2 lipca 2007 r. w sprawie szczegółowych zasad kształtowania i kalkulacji taryf oraz rozliczeń w obrocie energią elektryczną (Dz. U. Nr 128, poz. 895 z późn. zm.) Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 14 sierpnia 2008 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnym źródle energii (Dz. U. Nr 156, poz. 969) Krajowy Plan Działań dotyczący efektywności energetycznej (EEAP) Komunikat Komisji do Rady Europejskiej i Parlamentu Europejskiego. Europejska Polityka Energetyczna, KOM(2007) 1 wersja ostateczna, Bruksela, dnia r. 59

60 5. Uwarunkowania środowiskowo-ekologiczne 5.1. Energetyka oparta na nieodnawialnych nośnikach energii (węgiel, ropa naftowa, gaz) Analizując oddziaływanie elektrowni opalanych nieodnawialnymi nośnikami energii na środowisko przyrodnicze oraz zdrowie i życie ludzi należy wziąć po uwagę: a) Eksploatację zasobów środowiska, czego konsekwencją jest: - przedostawanie się do wód powierzchniowych wód dołowych ze znacznie przekroczoną ilością jonów Na + oraz Cl, co może prowadzić do zmniejszenia intensywności rozwoju form żywych w rzekach i dorzeczach oraz zahamować proces samooczyszczania wód powierzchniowych produkcja węgla, - emisja metanu do atmosfery, - konieczność składowania odpadów powęglowych, co może powodować zagrożenie pożarowe, zanieczyszczenie gruntu oraz wód powierzchniowych i podziemnych w wyniku wymywania materiału odpadowego (głównie chlorków i siarczanów), zmiany stosunków wodnych w otoczeniu zwałowiska, zagrożenia radiologiczne oraz długotrwałe zajmowanie terenu, - przedostawanie się ropy naftowej do wód lub gruntu podczas jej wydobywania lub transportu; konsekwencją tego jest skażenie wód lub gruntu oraz negatywny wpływ na faunę i florę występującą na skażonym obszarze, - konieczność budowy rurociągów do przesyłu ropy naftowej lub gazu ziemnego; konsekwencją tego jest zmiana struktury gruntu, zajęcie terenu pod infrastrukturę przesyłową, jak również skażenie środowiska w momencie rozszczelnienia się rurociągów i niekontrolowanego wycieku ropy naftowej lub zagrożenie życia ludzkiego w wyniku rozszczelnienia rurociągów z gazem ziemnym, - wytwarzanie zanieczyszczeń (gazowych, ciekłych i stałych) w trakcie procesu przetwarzania ropy naftowej na ciężki olej opałowy; konsekwencją tego jest pogorszenie jakości poszczególnych elementów środowiska przyrodniczego, - zużycie wody w trakcie procesu przetwarzania ropy naftowej na ciężki olej opałowy; konsekwencją tego jest zubożenie zasobów wodnych. b) Zużycie nieodnawialnych zasobów naturalnych, czego konsekwencją jest zubożenie zasobów nieodnawialnych (w przypadku elektrowni opalanych węglem kamiennym zużycie wynosi średnio około 0,35 kg/kwh, a w przypadku elektrowni opalanych węglem brunatnym około 0,5 kg/kwh). c) Zajmowanie terenu przez obiekty elektrowni w przypadku elektrowni kondensacyjnych opalanych węglem kamiennym zajmowana powierzchnia w przeliczeniu na 100 MW wynosi 3,5 12,7 ha, a w przypadku elektrowni kondensacyjnych opalanych węglem brunatnym 2,1 4,3 ha/100 MW. Do ilości tej należy doliczyć powierzchnię przeznaczoną na składowisko paliwa (w przypadku elektrowni na węgiel kamienny od 0,2 do 0,8 ha/100 MW, a w przypadku elektrowni na węgiel brunatny od 0,12 do 0,2 ha/100 MW), na składowisko żużla i popiołów (8 16 ha/100 MW dla elektrowni opalanej węglem kamiennym oraz ha/100 MW dla elektrowni opalanej węglem brunatnym) oraz na zbiornik wodny (

61 ha/100 MW); w przypadku elektrowni na olej opałowy zajmowana powierzchnia w przeliczeniu na 100 MW wynosi 0,9 ha, a w przypadku elektrowni na gaz ziemny 0,8 ha/100 MW; konsekwencją jest utrata znacznej powierzchni terenu, który mógłby zostać przeznaczony na inne cele. d) Emisję zanieczyszczeń do powietrza atmosferycznego w przypadku elektrowni opalanych węglem kamiennym największe znaczenie ma emisja dwutlenku węgla (średnio 0,9 1,02 kg/kwh), dwutlenku siarki (średnio 9,68 g/kwh), tlenków azotu (średnio 2,59 g/kwh), pyłów (średnio 1,26 g/kwh), jak również tlenku węgla (średnio 0,17 g/kwh) oraz węglowodorów (średnio 0,04 g/kwh). W przypadku elektrowni opalanych węglem brunatnym istotne znaczenie ma emisja dwutlenku węgla (średnio 1,02 1,3 kg/kwh), dwutlenku siarki (średnio 1,5 g/kwh), tlenków azotu (średnio 1,29 g/kwh) oraz pyłów (średnio 0,065 g/kwh); konsekwencją emisji zanieczyszczeń do atmosfery jest przede wszystkim efekt cieplarniany, powstawanie kwaśnych deszczy oraz smog. e) Zużycie wody pobór wody w energetyce zależy od rodzaju obiegu wody (otwarty lub zamknięty). Średnio poziom zużycia wody w elektrowniach opalanych węglem kamiennych wynosi l/gw e rocznie, natomiast w elektrowniach opalanych węglem brunatnym l/gw e rocznie; średnio poziom zużycia wody w elektrowniach opalanych ciężkim olejem opałowym wynosi l/gw e rocznie, natomiast w elektrowniach opalanych gazem ziemnym l/gw e rocznie; konsekwencją tego jest zubożenie zasobów wodnych. f) Wprowadzanie zanieczyszczeń do wód w wyniku działania elektrowni opalanych węglem do wód przedostają się zanieczyszczenia termiczne wynikające ze zrzutu podgrzanych wód chłodzących oraz ścieki: zasolone, zanieczyszczone zawiesiną, produktami naftowymi oraz ścieki z chemicznego czyszczenia i trawienia urządzeń energetycznych. W wyniku funkcjonowania elektrowni opalanych zarówno ciężkim olejem opałowym, jak i gazem ziemnym, do wód przedostają się zanieczyszczenia termiczne ze zrzutu podgrzanych wód chłodzących (roczny poziom zanieczyszczenia termicznego wody z elektrowni na węgiel kamienny wynosi 58 mln GJ/GW e, z elektrowni na olej opałowy 59 mln GJ/GW e, natomiast w przypadku elektrowni na gaz ziemny 56 mln GJ/GW e ). Należy zaznaczyć, że dla środowiska we wszystkich przypadkach większy problem stanowią wody podgrzane, z uwagi na niepoddawanie ich procesowi redukcji i wychwytywania (ścieki przemysłowe są poddawane procesowi oczyszczania lub neutralizowania); konsekwencją jest eutrofizacja zbiorników wodnych. g) Wytwarzanie odpadów w elektrowniach węglowych powstają przede wszystkim odpady paleniskowe (popiół i żużel). Z uzyskanych danych wynika, że przy wytwarzaniu energii powstaje g odpadów w przeliczeniu na 1 kwh. Największy wpływ na środowisko mają tlenki siarki, których zawartość w odpadach mieści się w granicach kilku procent. W przypadku kotłów fluidalnych powstająca ilość odpadów jest jeszcze większa (nawet do 80%), jednakże z uwagi na mniejszą uciążliwość odpadów można je łatwiej poddać procesowi zagospodarowania. Odrębnym problemem są odpady powstające z instalacji chroniących środowisko (szczególnie dotyczy to odpadów powstających z instalacji odsiarczania spalin); 61

62 konsekwencją jest konieczność przekazywania miejsc pod składowiska odpadów (przy braku zagospodarowania odpadów) oraz możliwość skażenia gleb i wód w wyniku złego składowania odpadów. h) Emitowany hałas uważa się, że elektrownie opalane węglem w porównaniu z innymi rodzajami elektrowni wytwarzają największy poziom hałasu; konsekwencją tego jest negatywny wpływ na zdrowie i samopoczucie pracowników, jak i osób zamieszkujących w pobliżu elektrowni Energetyka jądrowa Analizując oddziaływanie elektrowni jądrowych na środowisko przyrodnicze oraz zdrowie i życie ludzi należy wziąć pod uwagę następujące kwestie: a) Eksploatacja zasobów środowiska przewagą elektrowni jądrowych jest łatwy dostęp do paliwa i bogate zasoby surowca. Wszystkie obecnie istniejące reaktory zużywają rocznie około 67 tys. Mg uranu. Jego wydobycie w skali roku jest mniejsze niż jego zużycie w elektrowniach, co wynika z utylizacji likwidowanych głowic atomowych (np. 500 Mg wysokowzbogaconego uranu z rosyjskich głowic nuklearnych pozwoliło na wyprodukowanie ponad 15 tys. Mg paliwa do reaktorów. Do wyprodukowania takiej ilości paliwa normalnie potrzeba ponad 150 tys. Mg uranu naturalnego, czyli ponad dwukrotnie więcej, niż roczne potrzeby). Dodatkowo elektrownie jądrowe zużywają niewielkie ilości paliwa. Według danych Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych elektrownia węglowa o mocy 1000 MW zużywa rocznie 2,5 mln Mg węgla, a elektrownia jądrowa o tej samej mocy 35 Mg paliwa. b) Emisja zanieczyszczeń do powietrza atmosferycznego energetyka jądrowa sprzyja ograniczaniu emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Elektrownie jądrowe praktycznie nie emitują do atmosfery gazów cieplarnianych i innych zanieczyszczeń, popiołów i pyłów. W energetyce jądrowej, w całym procesie od wydobycia rudy, przetworzenia, produkcji materiałów, przez samą budowę, wytwarzanie energii elektrycznej, aż do ostatecznego składowania odpadów na 1 kwh przypada emisja zaledwie 6 g CO 2. Są to ilości podobne do emitowanych w cyklu produkcji i eksploatacji elektrowni wiatrowych. Energetyka jądrowa powoduje również wydzielanie się produktów promieniotwórczych do atmosfery (emisje gazów szlachetnych: izotopy ksenonu i kryptonu) w przypadku elektrowni jądrowej o mocy 1000 MW potrzebna do ich rozcieńczenia objętość powietrza jest jednak 100 tys. razy mniejsza niż objętość powietrza niezbędna do rozcieńczenia do dopuszczalnego poziomu dwutlenku siarki wydzielanego w gazach odlotowych elektrowni węglowej. c) Wydzielanie się ciepła odpadowego w postaci pary wodnej (chłodnie kominowe) lub zrzutu podgrzanej wody do zbiorników wodnych elektrownie jądrowe zużywają więcej wody niż elektrownie konwencjonalne, ale różnica nie przekracza 50%. d) Wytwarzanie odpadów w przypadku energetyki jądrowej istotne znaczenie ma składowanie odpadów promieniotwórczych zużyte jonity, odpady palne i nie- 62

63 palne, a przede wszystkim wypalone paliwo jądrowe. Należy jednak wziąć pod uwagę koncentrację energii zawartej w paliwie jądrowym w stosunku do paliw konwencjonalnych (w 1 kg uranu 500 tys. MJ wobec 26 MJ z 1 kg węgla kamiennego), co powoduje dużą koncentrację zagrożenia w odpadach, których powstają proporcjonalnie mniejsze ilości. Dla przykładu można podać, że w przeliczeniu na jednego mieszkańca energetyka jądrowa we Francji wytwarza 1 kg odpadów promieniotwórczych rocznie, z czego 10 g stanowią odpady wysokoaktywne (w nich zawarte jest 95% całkowitej promieniotwórczości), odpowiednio ilość odpadów przemysłowych wynosi 2500 kg, co oznacza, że wielkość odpadów promieniotwórczych stanowi 0,04% wielkości odpadów przemysłowych. W Wielkiej Brytanii rocznie wytwarza się 116 mln m 3 odpadów, z czego odpady promieniotwórcze stanowią 20 tys. m 3 (0,02%), a niebezpieczne wysokoaktywne 40 m 3. Warto również dodać, że w popiołach usuwanych rocznie z elektrowni węglowej o mocy 1000 MW e znajduje się średnio ponad 3 Mg uranu i około 7 Mg toru. Substancje te nie są w żaden sposób zabezpieczone. Należy również podkreślić, że wszystkie odpady promieniotwórcze po pewnym czasie się rozpadają (krótszym lub dłuższym), co oznacza, że ich szkodliwość z upływem czasu maleje, czego nie można powiedzieć o odpadach przemysłowych, takich jak rtęć, kadm itp. Dla przykładu, odpady promieniotwórcze powstające w procesie eksploatacji reaktora na stopionych solach zawierają prawie wyłącznie produkty rozszczepienia, których aktywność po 500 latach zrównuje się z naturalną aktywnością środowiska naturalnego. Problem usuwania odpadów promieniotwórczych uważany jest za jedną z głównych przeszkód wzrostu potencjału energetyki jądrowej. W rzeczywistości problem ten nie jest ani tak bardzo skomplikowany, ani nierozwiązywalny, jak przedstawiają to przeciwnicy elektrowni jądrowych. Odpady radioaktywne zestala się w postaci utwardzonej i nierozpuszczalnej substancji. Brak podziemnych magazynów na radioaktywne pozostałości na razie nie jest problemem (w USA odpady przechowuje się przy elektrowniach, w Szwecji zużyte paliwo przechowuje się do 40 lat w basenach wodnych o głębokości około 8 m). Wypalone paliwo i odpady przechowuje się na terenie elektrowni do około lat, co oznacza, że na razie nie ma pilnej potrzeby budowania składowisk odpadów. Spotykane są opinie, że ich brak jest zamierzony. Coraz częściej bowiem zużyte paliwo trafia do recyklingu, gdzie odzyskuje się uran i pluton. W ten sposób można zaoszczędzić około 30% zapotrzebowania na surowiec. Jako wariant końcowego składowania, któremu przyznaje się pierwszeństwo, uznaje się wprowadzenie odpadów na dużą głębokość w formacje stabilne pod względem geologicznym i hydrologicznym pod ziemią lub wewnątrz gór. Sprowadza on prawdopodobieństwo przedostania się substancji radioaktywnych do biosfery praktycznie do zera. e) Wydzielanie się produktów promieniotwórczych do wód zrzutowych ścieki z upustów, zrzutów i przecieków (dopuszczalnych) z obiegu chłodzenia rdzenia reaktora. f) Zajmowanie terenu przez obiekty elektrowni elektrownie jądrowe zajmują stosunkowo mało miejsca. Siłownia o mocy 1,2 GW zajęłaby, zgodnie z krajowymi przepisami, obszar o powierzchni 25 ha. Obszar ten jest wielokrotnie mniejszy od 63

64 areału niezbędnego do wybudowania elektrowni węglowych nowej generacji, nie wspominając o farmach wiatrowych. g) Ryzyko awarii niechęć do energetyki jądrowej wiąże się z obawami dotyczącymi bezpieczeństwa pracy elektrowni oraz odpadów radioaktywnych. Współcześnie stosowane reaktory typu BWR (z wrzącą wodą) i PWR (z wodą pod ciśnieniem) są całkowicie bezpieczne i nie mają wad reaktora RBMK z moderatorem węglowym (znanego przede wszystkim z awarii w Czarnobylu). Reaktory wodne, jak BWR i PWR, wraz ze wzrostem temperatury zmniejszają swoją reaktywność, eliminując groźbę wybuchu. W razie pożaru reaktor można zalać wodą z dodatkami pochłaniającymi i wyłączyć Energetyka odnawialna E n e r g i a w i a t r u Elektrownie wiatrowe należą do tzw. czystych (bezemisyjnych) źródeł wytwarzania energii elektrycznej, a co za tym idzie, zmniejszą negatywne oddziaływanie na środowisko sektora wytwarzania energii. Wykorzystanie odnawialnego źródła energii, jakim jest siła wiatru, nie powoduje zanieczyszczenia środowiska naturalnego, ponieważ pracy elektrowni wiatrowych nie towarzyszy emisja do otoczenia gazów cieplarnianych oraz innych zanieczyszczeń, a wytwarzanie energii elektrycznej nie wiąże się z eksploatacją zasobów, które mogą ulec wyczerpaniu. Wytwarzanie energii elektrycznej przy wykorzystaniu energii wiatru zmniejsza produkcję energii ze źródeł konwencjonalnych, co przyczynia się do ograniczania efektu cieplarnianego. Tereny, na których są zlokalizowane farmy wiatrowe mogą być bez większych problemów wykorzystane do produkcji rolno-spożywczej. Sprawność przetwarzania energii wiatru w energię elektryczną jest stosunkowo duża w porównaniu z innymi źródłami odnawialnymi. W zależności od rozwiązań technologicznych może ona przekroczyć 60%. Analizując oddziaływanie funkcjonowania elektrowni wiatrowych na środowisko przyrodnicze oraz zdrowie i życie ludzi należy jednak wziąć pod uwagę: a) Zajmowanie terenu elektrownia o mocy 1 MW wymaga areału o powierzchni około 1 ha. b) Negatywne oddziaływanie na klimat akustyczny wynikające z faktu, że pracujące turbiny wiatrowe są źródłem hałasu stałego w czasie, monotonnego, o niskim natężeniu, niekorzystnie oddziałującego na psychikę człowieka (dotyczy to przede wszystkim wiatrów małej i średniej prędkości). W nowoczesnych rozwiązaniach coraz częściej stosuje się jednak turbiny niskoszumowe, jednak ich koszt jest dużo większy od rozwiązań tradycyjnych. Szacuje się, że średnia wartość szumów generowanych przez pojedynczy generator wiatrowy o mocy 1 MW odczuwanych w odległości 300 m może wynieść maksymalnie 45 db. c) Wpływ na zmiany lokalnego mikroklimatu przez duże farmy wiatrowe z badań przeprowadzonych przez naukowców z Uniwersytetu Princeton wynika, że duża koncentracja turbin wiatrowych może spowodować nocny wzrost temperatury 64

65 powietrza o 2 C, a także może przyczynić się do wzrostu średniej prędkości wiatru nawet o 2 m/s. d) Negatywny wpływ na psychikę człowieka może on wynikać z powtarzającego się cyklicznie odblasku promieni słonecznych od obracającego się wirnika (efekt stroboskopowy). e) Negatywny wpływ na zwierzęta drgania wywołane pracującymi turbinami wpływają negatywnie na zwierzęta mieszkające w obszarze farm wiatrowych, co wiąże się z koniecznością ich przesiedlenia. Elektrownie wiatrowe mogą być również niebezpieczne dla przelatujących ptaków i nietoperzy, co jest związane z możliwością zaburzenia lokalnych ekosystemów. Wzrost zagrożenia dla migrujących ptaków jest związany z tym, że elektrownie wiatrowe są najczęściej zlokalizowane w miejscach występowania dużych prądów powietrznych, które są z kolei często wykorzystywane przez przelatujące stada. Opinie naukowców na temat negatywnego oddziaływania infrastruktury związanej z energetyką wiatrową na wielkość populacji ptaków są jednak podzielone i często przeciwstawne. f) Zaburzenie krajobrazu i tym samym zmniejszenie walorów turystycznych spowodowane infrastrukturą związaną z energetyką wiatrową dotyczy to szczególnie obszarów nadmorskich i podgórskich E n e r g i a s ł o n e c z n a Przetwarzanie energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną nie powoduje w sumie ubocznej produkcji zanieczyszczeń, nie występuje zapotrzebowanie na wodę, brak emisji hałasu. Instalacje takie są niezawodne i nie powodują innych zauważalnych zmian w środowisku i zdrowiu człowieka. Analizując oddziaływanie elektrowni słonecznych na środowisko przyrodnicze oraz zdrowie i życie ludzi należy jednak wziąć po uwagę: a) Zajmowanie terenu przez obiekty elektrowni wadą elektrowni wykorzystujących energię słoneczną jest zajmowanie dużej powierzchni (od 59,1 ha/100 MW do 800 ha/100 MW). Należy jednak zaznaczyć, że często moduły słoneczne są instalowane na powierzchniach dotychczas niewykorzystywanych, jak: dachy, fasady budynków, ekrany dźwiękochłonne lub tereny pustynne. b) Wpływ na florę zastosowanie modułów słonecznych może powodować zaciemnienie konsekwencją tego jest możliwość wpływu na wegetację roślin. c) Wytwarzanie odpadów z uwagi na znaczne różnice długości dnia w różnych porach roku oraz rozbieżności między szczytowym zapotrzebowaniem na energię elektryczną a szczytową wartością mocy dostarczonej z systemu słonecznego, konieczne staje się zamontowanie akumulatora, który po okresie użytkowania staje się odpadem niebezpiecznym konsekwencją tego jest możliwość skażenia gleby i wód w wyniku niewłaściwego składowania akumulatora po okresie jego użytkowania. 65

66 E n e r g i a b i o m a s y Analizując oddziaływanie wykorzystywania biomasy jako źródła energii na środowisko przyrodnicze oraz zdrowie i życie ludzi należy wziąć po uwagę: a) Zajmowanie terenu do wytworzenia biomasy zakłada się, że do wyprodukowania biomasy potrzebnej do wytworzenia 100 MW energii konieczne jest przeznaczenie pod uprawę od 5000 do ha. Należy jednak zaznaczyć, że pod uprawę roślin można wykorzystać grunty odłogowane (wyłączone z eksploatacji) oraz ugory i nieużytki. b) Intensywność upraw w wyniku zbyt dużej intensywności upraw może nastąpić wyjałowienie gleby konsekwencją tego jest brak możliwości dalszego ich zagospodarowania. c) Emisję zanieczyszczeń do atmosfery w przypadku spalania słomy do atmosfery przedostają się tlenki azotu (średnio 0,16 kg/gj), tlenki siarki (średnio 0,07 kg/gj) oraz pył (średnio 0,2 kg/gj). W przypadku spalania drewna do atmosfery przedostają się tlenki azotu (średnio 0,16 kg/gj) oraz pył (średnio 0,2 kg/gj) konsekwencją jest powstawanie kwaśnych deszczy oraz smogu. d) Zużycie wody poziom zużycia wody w elektrowniach opalanych biomasą jest bardzo zbliżony do poboru wody w elektrowniach węglowych i wynosi rocznie l/gw e konsekwencją tego jest zubożenie zasobów wodnych. e) Awaryjne zanieczyszczenie środowiska w wyniku złego przechowywania odpadów z produkcji rolnej (gnojownicy) lub rozszczelnienia się komory fermentacyjnej jest możliwe zanieczyszczenie wód powierzchniowych i gruntowych odpadami z produkcji rolnej, które z uwagi na zawarte bakterie stanowią przeważnie odpady niebezpieczne. Ponadto, w wyniku rozszczelnienia się komory fermentacyjnej do atmosfery może zostać wyemitowany, powstający w wyniku procesu fermentacji metan, co może stanowić zagrożenie dla zdrowia ludzi oraz mieć wpływ na zwiększenie skutków efektu cieplarnianego E n e r g i a g e o t e r m a l n a Wykorzystanie energii geotermalnej może mieć szkodliwy wpływ na środowisko: a) Eksploatacja zasobów naturalnych wydobywana na powierzchnię ziemi woda jest zasolona (wielkość zasolenia waha się od kilku do kilkuset g/dm 3 ), w związku z czym po schłodzeniu należy ją ponownie wtłoczyć w głąb ziemi, aby uniknąć zasolenia wód powierzchniowych. b) Emisja zanieczyszczeń do powietrza atmosferycznego w niektórych instalacjach geotermalnych wraz z wodą wydobywają się na powierzchnię gazy (np. H 2 S, CO 2 ) oraz radon, który jest produktem rozpadu promieniotwórczego uranu. c) Oprócz zagrożenia ekologicznego, duże zasolenie wód geotermalnych zwiększa koszt budowy instalacji w związku z koniecznością stosowania przeponowego wymiennika w celu ochrony sieci ciepłowniczej przed niszczącym działaniem związków rozpuszczonych w wodzie. 66

67 E n e r g i a w ó d Cechą charakterystyczną energetyki wodnej jest jej duży wpływ na lokalne środowisko. Poprawnie zaprojektowana i zlokalizowana elektrownia wodna reguluje stosunki wodne, umożliwia również nawadnianie przyległych do niej obszarów. Zbiornik wodny wybudowany na potrzeby elektrowni może być również źródłem wody dla ludności i pobliskiego przemysłu. Dodatkowo zbiornik wodny może służyć jako zbiornik retencyjny w okresie zagrożenia powodzią, a także może mieć znaczenie rekreacyjne jako kąpielisko. Spośród ujemnych skutków stosowania energetyki wodnej należy wymienić przede wszystkim zagrożenie powodziowe, jakie może powstać w przypadku awarii (przerwania) tamy. Budowa zbiorników na płaskim terenie powoduje zalewanie dużych obszarów gruntu przy nieznacznym wzroście poziomu wody. Po spadku poziomu wody odsłonięty zostaje teren zdegradowany przez wodę, a jego duża wilgotność sprzyja powstawaniu procesów gnilnych i emisji szkodliwych substancji do otoczenia. Generalnie, energetyka wodna jest przyjazna środowisku i należy dążyć do zwiększania jej udziału w bilansie energetycznym kraju. Podstawowym ograniczeniem powszechnego stosowania zawodowej energetyki wodnej jest przede wszystkim wysoki koszt produkcji energii i brak dobrych warunków do jej rozwoju w Polsce. Literatura do rozdziału Łączny M.J., Baran J., Janik A., Ryszko A.: Ekspertyza dotycząca zagadnień środowiskowych w Polsce na tle UE i świata w horyzoncie czasowym 2050 roku, obejmująca ocenę wpływu skutków rozwoju różnych kierunków pozyskiwania energii na środowisko naturalne i zdrowie ludzi. Katowice 2009 (niepublikowana) Graczyk A.: Ekologiczne koszty zewnętrzne. Identyfikacja, szacowanie, internalizacja. Białystok, Wydaw. Ekonomia i Środowisko Czaplicka-Kolarz K., Karbownik A. (red.): Priorytetowe technologie dla zrównoważonego rozwoju województwa śląskiego. Cz. 3: Branżowe scenariusze rozwoju technologicznego województwa śląskiego. Katowice, GIG Jezierski G.: Energia jądrowa wczoraj i dziś. Warszawa Wydaw. Naukowo-Techniczne Energetyka jądrowa wraca do łask. Energia i Przemysł 2007 Grudzień Moce rezerwowe dla energetyki wiatrowej. Czysta Energia 2009 nr Boczar T.: Energetyka wiatrowa. Aktualne możliwości wykorzystania. Warszawa, Wydaw. Pomiary Automatyka Kontrola Rodacki T., Kandyba A.: Przetwarzanie energii w elektrowniach słonecznych. Gliwice, Wydaw. Politechniki Śląskiej

68 6. Uwarunkowania społeczne Zgodnie z definicją Banku Światowego rozwój społeczny to transformacja społeczeństw, z uwzględnieniem kultury kraju i potrzeb wszystkich obywateli, niezależnie od ich statusu materialnego. Rozwój społeczny oznacza więc zmianę układu stosunków społecznych, struktury społeczeństwa, jego preferencji, społecznych kryteriów i zasad działalności, wzorców zachowań, postaw i świadomości służących doskonaleniu współżycia i współpracy ludzi i odpowiedniemu korzystaniu z efektów rozwoju gospodarczego. Do elementów rozwoju społecznego zalicza się: dorobek naukowy i kulturalny, jego jakość i tempo pomnażania, dostępność efektów rozwoju gospodarczego, zmiany we wzorcach, postawach oraz świadomości jednostek i grup społecznych. Efektami rozwoju społecznego są natomiast: powiększenie dorobku naukowego i kulturalnego, poprawa warunków bytu ludności, wzrost świadczeń społecznych, usprawnienie form współpracy, doskonalenie współistnienia społecznego. Z przytoczonej definicji oraz przedstawionych elementów i efektów można wywnioskować, że rozwój społeczny odbywa się na dwóch płaszczyznach: 1) Kultury w trzech jej warstwach: duchowej, materialnej, behawioralnej. 2) Społecznych efektów rozwoju gospodarczego. Ad 1. Duchowa warstwa kultury mentalne cechy kultury (postawy, wzorce zachowań, wartości); wpływa na działalność ludzi, tworzenie systemów organizacji życia społecznego (prawo, organizacja państwa, instytucje), sposób utrwalania duchowej działalności (sztuka, religia, nauka), jak również na system nabywania sprawności i kompetencji niezbędnych do społecznego funkcjonowania (wychowanie, kształcenie). Materialna warstwa kultury materialne wytwory powstające wskutek lub pod wpływem kultury duchowej (dzieła sztuki, architektura, technika itd.). Behawioralna warstwa kultury zachowania wspólne, regularnie występujące i zorganizowane. Ad 2. Do społecznych efektów rozwoju gospodarczego (tzw. wskaźniki społecznego rozwoju określające dobrobyt), zalicza się: wielkość i strukturę populacji, tempo wzrostu populacji i czynniki je determinujące (np. śmiertelność niemowląt, średnia długość życia), strukturę siły roboczej, poziom wykształcenia, analfabetyzm, dochód i ubóstwo, strukturę konsumpcji (wydatki na żywność, mieszkanie, energię, transport, komunikację itd.), dostępność edukacji i służby zdrowia. 68

69 Z powyższych rozważań wynika, że kultura determinuje styl życia, natomiast społeczne efekty rozwoju gospodarczego wyznaczają poziom życia, zaś subiektywny odbiór relacji między kulturą a społecznymi efektami rozwoju decyduje o jakości życia. Ustalenie wzajemnego związku przyczynowo-skutkowego między kulturą a społecznymi efektami rozwoju stanowi raczej problem natury filozoficznej: Czy zmienione społeczeństwa powodują przemiany ekonomiczne? Czy zachodzące zmiany gospodarcze przyjmowane przez społeczeństwo, są motorem zmian w mentalności? W praktyce między tymi zjawiskami zachodzą silne relacje zwrotne i stwierdzenie, która z sił jest dla drugiej sprawcza jest niemożliwe. Stąd też, bardzo często zjawiska społeczne i ekonomiczne (gospodarcze) włączane są do jednego obszaru nazwanego społeczno-ekonomicznym Kulturowa płaszczyzna rozwoju społecznego styl życia Na styl życia składają się np.: model rodziny, struktura konsumpcji, stosunek do dobra wspólnego (społeczeństwo obywatelskie). Preferencje i dokonywane w tym zakresie wybory wynikają z postaw i przyjętych wzorców stanowiących konsekwencję wyznawanego systemu wartości. Wyniki badań wskazują, że najczęściej jako wartość jest wskazywane zdrowie (65% respondentów), a w dalszej kolejności udane małżeństwo, dzieci, pieniądze i praca; najrzadziej wolność i swoboda, silny charakter, wykształcenie i życzliwość oraz szacunek otoczenia. Wartości, których waga w największym stopniu zależy od charakterystyki społeczno-demograficznej jednostki to dzieci, udane małżeństwo, przyjaciele, wykształcenie i praca. W 2007 roku stwierdzono, że systematycznie wzrasta odsetek małżeństw bez dzieci (20%), zmniejsza się udział małżeństw z co najmniej dwojgiem dzieci i równocześnie wzrasta udział gospodarstw nierodzinnych jednoosobowych. Zmiany wzorców prokreacyjnych i matrymonialnych prowadzą do zasadniczych zmian modelu polskiej rodziny. Na początku okresu transformacji była to rodzina z dominującą liczbą dzieci równą 2 obecnie jest to model z modalną liczbą dzieci równą 1, zaś deklaracje Polaków dotyczące preferowanej przez nich liczby dzieci w rodzinie wskazują, że w przyszłości można liczyć co najwyżej na stabilizację na dotychczasowym poziomie. Ponadto, zmniejszającej się liczbie zawieranych małżeństw i wzrastającej liczbie rozwodów towarzyszy coraz bardziej powszechne zjawisko kohabitacji, a także moda na życie samotne (singiel). Istotnym czynnikiem wpływającym na zmniejszającą się liczbę urodzeń jest wzrost aktywizacji zawodowej kobiet, uzyskiwanie przez nie coraz wyższego poziomu wykształcenia i zmniejszenie specjalizacji ról społecznych ze względu na płeć, jak również wzrost znaczenia autonomii jednostkowej, dążenia do samorealizacji oraz upowszechnienie się cech społeczeństwa miejskiego wyrazem tego jest postępująca profesjonalizacja kobiet, specjalizacja, waga poziomu formalnego wykształcenia, nacisk na osiągany status, społeczna akceptacja samorealizacji kobiet poprzez karierę zawodową i działalność publiczną. W świetle wyników badań w Polsce coraz bardziej powszechny staje się konsumpcyjny styl życia (orientacja materialistyczna oparta na egocentrycznym systemie 69

70 wartości), w tym właściwy materializm, czyli przywiązywanie większej lub mniejszej wagi do dóbr materialnych, i drugi zamiłowanie do zakupów (zakupoholizm). Powszechności jego występowania zarówno w kulturze zachodniej, jak i w krajach, w których dokonuje się transformacja ustrojowa, wydaje się najbardziej sprzyjać globalizacja. Wymusza ona bowiem określone zachowania, jak np. mobilność i konformizm. Obecnie ponad połowa Polaków nisko ceni sobie dobro wspólne i udział w jego budowaniu. Troska o dobro publiczne najbardziej jest związana z wykształceniem i z ogólnie pozytywną postawą obywatelską (poczuciem wpływu na bieg spraw, udziałem w wyborach). Budzi to niepokój w kwestii realizacji założeń zrównoważonego rozwoju opartego na antropocentrycznym systemie wartości. Tym bardziej, że w najbardziej prawdopodobnym scenariuszu rozwoju Polski do 2020 roku (słabnącego wzrostu) zakłada się unikanie przez polityków działań niepopularnych w celu utrzymania dobrych nastrojów społecznych, czego skutkiem (po 2015 r.) będzie spadek dynamiki rozwoju oraz anachronizm instytucji publicznych. Pogarszające się oceny perspektyw rozwojowych spowodują brak akceptacji społecznej dla procesu przemian i wykształcenie się postaw antyrynkowych i antyeuropejskich. Z drugiej strony rosnące (co prawda bardzo wolno) znaczenie wykształcenia daje nadzieję na budowę społeczeństwa obywatelskiego. Przy czym czynnikiem kluczowym będzie tutaj system edukacji i transferu wiedzy. Zmiany w obyczajowości, modelu rodziny, nastawienie na samorealizację, prowadzą do zasadniczych zmian stylu życia, w tym struktury konsumpcji, a tym samym wpływają na wielkość, a przede wszystkim na strukturę zużycia energii. Ponadto, materialistyczne podejście do życia i egocentryczny system wartości (w miejsce antropocentrycznego, właściwego dla rozwoju zrównoważonego) nie będą sprzyjały realizacji zasad zrównoważonego rozwoju Płaszczyzna społecznych efektów rozwoju gospodarczego poziom życia Poziom życia jest określany przez takie wskaźniki, jak: wielkość i struktura populacji, tempo wzrostu populacji, poziom wykształcenia, analfabetyzm, dochód i ubóstwo, struktura konsumpcji (wydatki na żywność, mieszkanie, energię, transport, komunikację itd.), dostępność edukacji i służby zdrowia. Obecnie polskie społeczeństwo jest najmłodsze w Europie. W 2008 roku prawie 48% Polaków nie przekroczyło 35 roku życia, jednocześnie obserwuje się spadek odsetka osób w wieku produkcyjnym. Tym niemniej, Polska znajduje się we wczesnej fazie regresu demograficznego (liczba ludności spadła w latach z do tys.). Prognoza demograficzna GUS z 2008 roku zakłada w latach niewielki wzrost współczynnika dzietności w przypadku ludności miejskiej z 1,24 do 1,44 oraz stabilizację jego wartości na poziomie 1,46 1,47 na obszarach wiejskich. Zgodnie z prognozą liczba ludności Polski w 2035 roku zmniejszy się o 2,1 mln w porównaniu ze stanem z 2008 roku. Będą także narastały zmiany struktury wieku ludności: w ca- 70

71 łym okresie prognozy przewiduje się spadek udziału grupy wieku do 17 lat oraz grupy osób w wieku produkcyjnym, przy silnym wzroście udziału grupy wieku 60 lat i więcej. Wzrost liczby osób w wieku emerytalnym jest tendencją ogólnoeuropejską. Wydłużenie czasu życia stanowi niewątpliwe osiągnięcie cywilizacyjne, lecz równocześnie stwarza poważne problemy ekonomiczne, społeczne i kulturowe. Dochody do dyspozycji brutto są jednym z najważniejszych makroczynników warunkujących wielkość konsumpcji i jej strukturę. W latach zarówno nominalna, jak i realna wartość tych dochodów systematycznie rosła. Wzrastała wysokość wynagrodzeń i świadczeń emerytalno-rentowych. Przeciętne miesięczne wynagrodzenia brutto wzrosło z 2360,62 zł w 2005 roku do 2943,88 zł w 2008 roku, a przeciętna miesięczna emerytura i renta brutto z pozarolniczego systemu ubezpieczeń społecznych odpowiednio z 1170,74 do 1418,65 zł, w wypadku rolników indywidualnych z 758,11 do 857,91 zł. W latach występowało wysokie tempo wzrostu spożycia w Polsce, w wypadku spożycia indywidualnego (z dochodów osobistych) gospodarstw domowych kształtowało się w latach o na poziomie odpowiednio: 4,7, 2,1, 5,0, 5,0 i 5,4%. W strukturze ogólnego spożycia w sektorze gospodarstw domowych w latach dominującą pozycję zajmowało użytkowanie mieszkania i nośniki energii. Równocześnie zaobserwowano tendencję do spadku udziału wydatków na żywność i napoje bezalkoholowe, co stanowi korzystną zmianę w konsumpcji gospodarstwa domowego. Dokonujące się zmiany w strukturze konsumpcji gospodarstw domowych były warunkowane przede wszystkim poprawą sytuacji dochodowej rodzin. Wyniki badań budżetów domowych wykazały, że z roku na rok poprawia się także wyposażenie rodzin w dobra trwałego użytku, rzecz dotyczy zwłaszcza sprzętu audiowizualnego i multimedialnego oraz nowoczesnych sprzętów gospodarstwa domowego. Obserwowany wzrost poziomu konsumpcji jest rezultatem wysokiego tempa wzrostu polskiej gospodarki. W rezultacie poziom PKB per capita Polski (z uwzględnieniem parytetu siły nabywczej walut) w relacji do analogicznego miernika dla UE-27 wzrósł z 48,6% w 1999 roku do 55% w 2008 roku. Przyjmuje się, że w perspektywie 2033 roku, Polska zbliży się do średniego PKB per capita w Unii Europejskiej. Zakładając średnioroczne tempo wzrostu PKB brutto zbliżone do około 4% produkt ten w 2033 roku będzie wynosił około % w porównaniu z 2008 rokiem. Fakt ten wpłynie bezpośrednio na dochody ludności i poziom konsumpcji w gospodarstwach domowych. Wzrost gospodarczy przekładał się równocześnie na spadek stopy bezrobocia z poziomu 20% w 2002 do 7,1% w 2008 roku, a więc bliskiego średniej unijnej wynoszącej 7,0%. W porównaniu z przeciętną sytuacją w krajach UE w Polsce odmiennie kształtują się różnice w zasięgu ubóstwa między poszczególnymi grupami społeczno-ekonomicznymi. Najbardziej zagrożone są dzieci i młodzież w wieku 0 15 lat około 20% z nich znajduje się poniżej 60% mediany dochodu ekwiwalentnego. Dla osób w wieku lat wskaźnik ubóstwa jest zbliżony do poziomu przeciętnego dla ogółu ludno- 71

72 ści, a stosunkowo bardziej korzystna jest sytuacja osób w wieku 65 lat i więcej, dla których wskaźnik ten wynosi około 5 6%. Przewiduje się, że do 2033 roku nastąpi znaczny rozwój działalności gospodarczej opartej na wiedzy, w efekcie wzrostu nakładów na badania i wdrożenia oraz dzięki podniesieniu poziomu szkolnictwa, w tym rozwoju szkolnictwa technicznego i ogólnego wzrostu standardów wykształcenia społeczeństwa. Zdecydowanie najszybciej będą się rozwijały usługi, co oznacza, że wzrost dochodu narodowego nie będzie powodował proporcjonalnego zwiększania się zapotrzebowania na wodę i inne surowce (z wyjątkiem energetycznych). Prognozuje się, że w 2030 roku wzrosną ceny energii elektrycznej i popyt na energię elektryczną zgłaszany przez gospodarstwa domowe. Według scenariusza bazowego (wariant zero) ceny energii elektrycznej wzrosną w porównaniu z 2005 rokiem o 80%, a popyt o 97%. W scenariuszu zakładającym wdrożenie wszystkich zobowiązań dotyczących pakietu energetyczno-klimatycznego poziom cen jest wyższy o 123%, a popyt o 80%. Prognozy różnią się także skalą wzrostu udziału wydatków na nośniki energii i na energię elektryczną w budżetach gospodarstw domowych. Wzrost ten jest zdecydowanie niższy w wypadku scenariusza bazowego: w latach 2020 i 2030 udział wydatków na energię elektryczną w scenariuszu bazowym wynosi odpowiednio 5,9 i 5,6% (w 2005 r. 3,7%), zaś przy uwzględnieniu skutków pakietu energetyczno-klimatycznego odpowiednio o 7,5 oraz 7,1%. Zróżnicowany jest także udział wydatków na użytkowanie mieszkania i nośniki energii w zależności od kategorii gospodarstw domowych. W scenariuszu uwzględniającym skutki pakietu energetyczno-klimatycznego najwyższy udział wydatków na nośniki energii i energię elektryczną występuje w przypadku gospodarstw domowych robotników oraz emerytów i rencistów i to zarówno w perspektywie 2020 roku, jak i 2030 roku Społeczne wyznaczniki akceptacji dla określonych rozwiązań w sferze gospodarki energią Wyznacznikiem akceptacji dla określonych rozwiązań w sferze gospodarki energetycznej jest stosunek społeczeństwa do rozwoju poszczególnych obszarów energetyki, a także oszczędności energii. Prowadzone w tym zakresie badania postaw obywateli nie odnoszą się do tak odległej perspektywy jak 2050 rok. Wnioskowanie dotyczące stosunku społeczeństwa polskiego do rozwoju energetyki i budowy zeroemisyjnej gospodarki energią w dłuższej perspektywie musi być określane na podstawie obecnego nastawienia obywateli lub widocznych zmian zachodzących na przestrzeni ostatnich kilku lat. Poniżej omówiono następujące zagadnienia: 1) pozycja energetyki w hierarchii ważnych zagadnień (wartości), 2) priorytety w ramach prowadzonej polityki energetycznej, 3) poziom wiedzy na temat źródeł energii, 4) poziom poparcia dla wykorzystania poszczególnych źródeł energii, 5) priorytetowe obszary badań związanych z energią, 72

73 6) limity OZE i koszty energii, 7) oszczędność energii. Ad 1. Zagadnienia związane z energetyką (ceny, dostawy energii) zajmują 12 miejsce w hierarchii zagadnień istotnych zarówno u Europejczyków, jak i Polaków (rys. 6.1). Są to zagadnienia ważne dla 14% mieszkańców UE i 4% Polaków (badania objęły 25 krajów członkowskich UE). Stosunkowo niskie znaczenie przypisywane przez społeczeństwo kwestiom związanym z energetyką może stanowić barierę dla zmian wprowadzanych w energetyce i poczucie braku zasadności dla ponoszenia dużych nakładów finansowych na ten cel. * 25 krajów członkowskich. Rys Miejsce energetyki w hierarchii zagadnień istotnych dla Europejczyków i Polaków [6.1] Ad 2. Postrzeganie kwestii priorytetowych w ramach prowadzonej polityki energetycznej w Polsce nie odbiega znacząco od wyników dla Unii Europejskiej (tab. 6.1 i 6.2). Wśród ogólnych priorytetów w zakresie prowadzonej polityki są preferowane przede wszystkim działania zmierzające do zagwarantowania niskich cen energii dla konsumentów (UE 45%, Polska 53%), ciągłości dostaw energii (UE 35%, Polska 41%) i ochrony środowiska naturalnego (UE 29%, Polska 23%). 73

74 Zarówno w Polsce jak i w Unii Europejskiej coraz większym poparciem cieszy się idea podejmowania decyzji dotyczących zagadnień związanych z energetyką na poziomie Wspólnoty. Przekonanie to odnosi się zwłaszcza do kwestii ulokowania na poziomie Unii Europejskiej odpowiedniego oprzyrządowania i środków do prowadzenia działań w obszarze energetyki. Mniej więcej co piąty mieszkaniec Unii Europejskiej i Polak jako istotny priorytet prowadzonej polityki energetycznej uznaje również kwestię ochrony zdrowia. Tabela 6.1. Preferowane priorytety w ramach prowadzonej polityki energetycznej [6.1] Pytanie: Pana(i) zdaniem, które dwa z poniżej wymienionych priorytetów powinny być przyjęte w polityce energetycznej kraju? (w %) Unia Europejska* (2007) Polska (2007) Zagwarantowanie niskich cen dla konsumentów Zagwarantowanie ciągłości dostaw energii Ochrona środowiska naturalnego Ochrona zdrowia Zagwarantowanie krajowi niezależności w obszarze energii Ograniczenie zużycia energii Walka z globalnym ociepleniem 13 4 Zagwarantowanie konkurencyjności gospodarki 7 7 Inne (odpowiedź spontaniczna) 0 0 Trudno powiedzieć 3 4 * 25 krajów członkowskich. Tabela 6.2. Preferowane priorytety w ramach prowadzonej polityki w odniesieniu do ograniczenia zależności od zewnętrznych dostaw energii [6.1] Pytanie: W celu ograniczenia naszej zależności od zewnętrznych dostaw energii, rządy muszą wybrać spośród listy dostępnych rozwiązań, czasami kosztownych. Na których z poniższych przykładów rozwiązań powinny się Pana(i) zdaniem skupić działania podejmowane przez władze krajowe? (maksymalnie dwa wskazania) (w %) Unia Europejska* (2006) Polska (2006) Rozwój wykorzystania energii słonecznej Promowanie zaawansowanych nowych technologii energetycznych (czysty węgiel, energia wodorowa itp.) Rozwój wykorzystania energii wiatru Regulacje w celu ograniczenia naszej zależności od ropy Rozwój wykorzystania energii jądrowej Żadne z powyższych (spontaniczne odpowiedzi) 1 2 Inne (spontaniczne odpowiedzi) 1 1 Trudno powiedzieć 8 13 * 25 krajów członkowskich. Ad 3. Poziom wiedzy dotyczącej źródeł energii wykorzystywanych w naszym kraju należy uznać za zadowalający (rys. 6.2 i tab. 6.3). Wiedza ta może stanowić podstawę kształtowania świadomości i potrzeb zmian zachodzących w sektorze energetyki ukierunkowanej na specyficzne potrzeby krajowe. Znajomość rozwiązań technologicznych związanych z energetyką nie jest jednak wystarczająca, a dodatkowo w przypadku większości przytaczanych przykładów o około jedną trzecią niższa od średniej Unii Europejskiej. Ponadto prawie jedna 74

75 czwarta Polaków i średnio co piąty mieszkaniec Unii Europejskiej nie rozpoznaje żadnego z przykładowych rozwiązań technologicznych związanych z energetyką. Obecny stan wiedzy na temat źródeł energii wskazuje, że konieczne jest podjęcie szeroko zakrojonych działań w celu podniesienia poziomu świadomości Polaków dotyczącej zmian zachodzących w energetyce, również w kontekście budowy zeroemisyjnej gospodarki. Tabela 6.3. Poziom wiedzy dotyczącej źródeł energii najczęściej wykorzystywanych w kraju [6.1] Pytanie: Pana(i) zdaniem, które trzy z następujących źródeł energii są najczęściej wykorzystywane w Państwa kraju? (w %) Unia Europejska* (2007) Polska (2007) Ropa Gaz Energia jądrowa 36 1 Węgiel Energia wodoru 17 2 Energia wiatru 7 2 Energia słoneczna 6 2 Energia biomasy (wykorzystanie drewna, upraw lub biogazu jako paliwa) 3 2 Energia oceanu (fala pływu, prądy morskie) 1 Nie wiem 3 3 * 25 krajów członkowskich. * 25 krajów członkowskich. Rys Poziom znajomości poszczególnych rozwiązań technologicznych związanych z wytwarzaniem energii [6.1] 75

76 Ad 4. Najwyższy poziom poparcia osiągnęło wykorzystanie odnawialnych źródeł energii (OZE), zwłaszcza energii słonecznej (UE 80%, Polska 82%) oraz energii wiatru (UE 71%, Polska 82%), w dalszej kolejności energii wodoru (UE 65%, Polska 61%), energii oceanu (UE 60%, Polska 50%) i energii biomasy (UE 55%, Polska 58%). Wykorzystanie nieodnawialnych źródeł energii cieszy się zdecydowanie mniejszym poparciem, jednak w Polsce wyraźnie wyższym niż w UE (gaz: UE 42%, Polska 57%, ropa: UE 27%, Polska 44%, węgiel: UE 26%, Polska 49%, energia jądrowa: UE 20%, Polska 19%). W perspektywie najbliższych 30 lat zgodnie z opinią społeczeństw UE najczęściej wykorzystywanymi źródłami energii będą w kolejności (tab. 6.4): energia słoneczna (49%), energia wiatru (40%), energia jądrowa (34%), gaz (27%), energia wodoru (21%), energia biomasy (19%), natomiast w Polsce: energia słoneczna (44%), energia wiatru (38%), gaz (26%, energia jądrowa (22%), węgiel (21%), energia biomasy i ropy (po 16%). Wśród kopalnych źródeł energii to gaz jest wskazywany jako najbardziej znaczące źródło energii. W przypadku wykorzystania w przyszłości węgla jest widoczna istotna różnica między Polską a średnią unijną (21% Polaków i 8% mieszkańców Unii Europejskiej). Tabela 6.4. Opinie o przyszłych najczęściej wykorzystywanych źródłach energii w perspektywie 30 lat [6.1] Pytanie: Myśląc o energetyce w perspektywie 30 lat, które z poniżej podanych będą Pana(i) zdaniem trzema najczęściej wykorzystywanymi źródłami energii? (w %) Unia Europejska* (2007) Polska (2007) Energia słoneczna Energia wiatru Energia jądrowa Gaz Energia wodoru Energia biomasy (drewno, uprawy lub biogaz jako paliwo) Ropa Energia oceanów (fala pływu, prądy morskie) 10 5 Inne źródła energii dzisiaj niewykorzystywane 9 7 Węgiel 8 21 Nie wiem * 25 krajów członkowskich. Energetyka jądrowa jako przyszłe źródło energii jest postrzegana różnie. O tym, że będzie stanowić jedno z najczęściej wykorzystywanych źródeł energii w perspektywie 30 lat przekonany jest co trzeci mieszkaniec Wspólnoty. Podobnego zdania jest również 22% Polaków. Obecnie w Polsce jest notowany wzrost poparcia dla rozwoju energetyki jądrowej, z 30% w 2006 roku do 46% w 2008 roku. Nadal jednak 39% Polaków sprzeciwia się budowie elektrowni jądrowej, nawet gdyby jej wybudowanie spowodowało zmniejszenie uzależnienia kraju od nieodnawialnych źródeł energii. Istniejący sprzeciw nie sprzyja podjęciu decyzji o rozwoju energetyki jądrowej w naszym kraju. Przesłanki tego sprzeciwu są wielorakie i złożone. Oprócz kwestii bezpieczeństwa technicznego eksploatacji elektrowni, transportu i składowania odpadów radioaktywnych, dochodzi jeszcze problem terroryzmu. 76

77 Obywatele UE są zdania, że w perspektywie 2050 roku, największa ilość użytecznej energii będzie pochodzić z odnawialnych źródeł energii, z nieodnawialnych przyszłościowy jest w ocenie obywateli UE gaz naturalny. Źródła te są także postrzegane jako najmniej kosztowne oraz najbardziej przyjazne dla środowiska. Ad 5. Priorytetowym obszarem badań dla Europejczyków (25 krajów UE) jest rozwój technologii, które obecnie nie mają w UE szerokiego zastosowania (29%, w Polsce 24%), a w dalszej kolejności: opracowanie nowych technologii (23%, Polska 21%, ograniczenie zużycia energii (20%, Polska 25%), poprawa technologii obecnie szeroko stosowanych (19%, Polska 21%). Badania powinny dotyczyć zdaniem obywateli 15 krajów członkowskich UE, głównie: odnawialnych źródeł energii (69%), czystszych środków transportu (51%), fuzji jądrowej (21%). Ad 6. Wyznaczanie obowiązkowych limitów poziomu energii uzyskiwanej z odnawialnych źródeł energii (OZE) cieszy się bardzo wysokim poparciem w społeczeństwach UE (83%) i Polski (75%) (tab. 6.5 i 6.6). Rozwiązanie to, stosowane w ramach prowadzonej polityki energetycznej, powinno zatem uzyskiwać akceptację społeczną. Gotowość respondentów do ponoszenia wyższych opłat za energię pochodzącą ze źródeł odnawialnych jest w Polsce niższa (30%) w porównaniu ze średnią Unii Europejskiej (45%). Akceptowalny poziom wzrostu opłat za energię pochodzącą ze źródeł odnawialnych wynosi do 5% wzrostu dotychczasowych opłat, w mniejszym stopniu od 6 do 10%. Wyniki badań opinii publicznej wskazują na pewne ograniczenia w możliwościach stosowania w ramach prowadzonej polityki energetycznej rozwiązań związanych ze znaczącym wzrostem cen energii. Tym niemniej, poziom deklaracji dotyczących gotowości ponoszenia większych opłat za energię był wyższy w przypadku uzasadniania wzrostu kosztów pozyskiwaniem energii ze źródeł odnawialnych (OZE). Zatem, w celu uzyskania akceptacji społecznej dla wprowadzania rozwiązań związanych ze wzrostem cen energii, konieczne są odpowiednie argumenty, np. wykorzystanie odnawialnych źródeł energii (OZE), zmniejszenie poziomu negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne, zmniejszenie poziomu uzależnienia od kopalnych źródeł energii. Tabela 6.5. Poparcie dla stosowania limitów energii uzyskiwanej z odnawialnych źródeł energii (OZE) [6.1] Pytanie: Istnieją źródła energii, jak na przykład energia wiatru, które nigdy nie ulegną wyczerpaniu. Są one łącznie nazywane odnawialnymi źródłami energii. Czy Pana(i) zdaniem Unia Europejska powinna ustalić minimalny udział odnawialnych źródeł energii w całkowtym zużyciu energii dla wszystkich krajów członkowskich Wspólnoty? (w %) Unia Europejska* (2007) Polska (2007) Tak Nie Nie wiem 5 7 * 25 krajów członkowskich. 77

78 Tabela 6.6. Gotowość do płacenia większych opłat za energię pochodzącą ze źródeł odnawialnych [6.1] Pytanie: Czy byłby Pan(i) gotów płacić więcej za energię odnawialną niż energię pozyskiwaną z innych źródeł? (listopad 2006 i styczeń 2006) (w %) Listopad 2006 Styczeń 2006 Unia Europejska* Polska Unia Europejska* Polska Tak Nie Nie wiem * 25 krajów członkowskich. Ad 7. Wysokie poparcie (UE 25%, Polska 40%) dotyczy podejmowania przez władze działań informacyjnych skierowanych do społeczeństwa, związanych z ograniczaniem zużycia energii (tab ). Tabela 6.7. Preferencje dotyczące działań podejmowanych przez władze zmierzających do ograniczenia zużycia energii przez obywateli [6.1] Pytanie: Co Pana(i) zdaniem powinny robić władze krajowe, aby pomóc obywatelom obniżyć ilość konsumowanej przez nich energii? (w %) Pytanie: Jakie Pana(i) zdaniem, powinny być priorytety autorytetów i władz krajowych służące wsparciu obywateli w obniżaniu poziomu zużycia energii (maksymalnie dwa wskazania) (listopad 2006 i styczeń 2006) (w %) 2007 Listopad 2006 Styczeń 2006 Unia Europejska* Polska Unia Europejska** Polska Unia Europejska** Polska Dostarczenie większej ilości informacji nt. efektywnego wykorzystania energii Rozwinięcie zachęt podatkowych dla promocji efektywnego wykorzystania energii Zaadaptowanie wyższych standardów efektywności dla ilości zużywanej energii przez urządzenia Bardziej restrykcyjne kontrolowanie wprowadzania istniejących standardów w zakresie ilości zużywanej energii Subsydiowanie rozwiązań gwarantujących większą efektywność energetyczną, przykładowo do zastosowania w domach *** Inne działania (odpowiedź spontaniczna) Żadne działania (odpowiedź spontaniczna)*** 1 1 Nie wiem/ Brak danych * 27 krajów członkowskich, ** 25 krajów członkowskich, *** odpowiedź pojawiła się tylko w badaniach z 2007 roku. Akceptowane są też działania władz związane ze wsparciem ekonomicznym inicjatyw obywateli, których celem jest ograniczanie zużycia energii, przy czym są preferowane działania w postaci przywilejów podatkowych (UE 40%, Polska 42%) oraz subsydiowania rozwiązań służących zmniejszeniu zużycia energii (UE 48%, Polska 26%). Wyraźnie mniejszym poparciem cieszą się rozwiązania o charakterze regulacyjnym, zmierzające do podniesienia standardów poziomu zużycia energii i egzekwowania przepisów. W przypadku działań władz zmierzających do rozwoju nowych i czystszych technologii energetycznych oraz produktów, są preferowane działania związane ze wsparciem ekonomicznym przez stosowanie zachęt podatkowych (31% Polska i UE) oraz finansowanie badań ze środków publicznych (UE 31%, Polska 34%). Działania obywateli, zmierzające do zmniejszenia poziomu zużycia energii, dotyczą głównie ograniczania wykorzystania oświetlenia oraz sprzętu domowego (blisko połowa obywateli Wspólnoty oraz Polaków). Poza tym Europejczycy ograniczają 78

79 ogrzewanie/klimatyzację i wprowadzają dodatkową izolację/ocieplanie domów. Zmiana częstotliwości i sposobu eksploatacji samochodów to sposoby stosowane zdecydowanie częściej przez mieszkańców Unii Europejskiej niż Polaków. Wskazywane rodzaje działań dotyczą ograniczenia bieżących wydatków domowych i trudno w związku z tym jednoznacznie stwierdzić, na ile motywację stanowi ograniczanie zużycia energii, a na ile kondycja finansowa gospodarstw domowych. Stwierdzono także, że co piąty Polak i mieszkaniec Unii Europejskiej nie podejmuje żadnych działań zmierzających do ograniczenia poziomu zużywanej energii. Wyżej zasygnalizowana sytuacja wskazuje na konieczność wzmocnienia prowadzonych działań o charakterze informacyjno-edukacyjnym. Tabela 6.8. Preferowane sposoby wsparcia przez władze rozwoju nowych i czystszych technologii energetycznych oraz produktów [6.1] Pytanie: Czy władze krajowe powinny Pana(i) zdaniem wspierać rozwój nowych i czystszych technologii energetycznych oraz produktów? (w %) Unia Europejska* (2007) Polska (2007) Tak, przez stosowanie zachęt podatkowych dla efektywnych energetycznie produktów lub technologii Tak, przez publiczne środki kierowane na prowadzenie tego typu badań Tak, przez ograniczenia używania produktów i technologii, które nie spełniają standardów efektywności energetycznej Nie, władze krajowe nie mają interesu związanego z tymi kwestiami 2 3 Nie wiem/brak danych 6 9 * 27 krajów członkowskich. Tabela 6.9. Poziom gotowości do zmiany nawyków a płacenie większych opłat za energię [6.1] Pytanie: Jak może Pan(i) wie, stoimy przed nowymi wyzwaniami związanymi z energetyką (wysokie ceny energii, międzynarodowe zobowiązania do redukcji emisji CO2), które mogą wymagać pewnych wysiłków od obywateli. Z którą spośród poniższych propozycji zgadza się Pan(i) w największym stopniu? (listopad 2006 i styczeń 2006) (w %) Listopad 2006 Styczeń 2006 Unia Europejska* Polska Unia Europejska* Polska Jako, że zamierzam ograniczyć ilość zużywanej energii, nie jestem gotów płacić wyższych rachunków za energię Nie zamierzam zmienić swoich przyzwyczajeń odnośnie do zużywania energii i nie jestem gotów płacić wyższych rachunków (spontaniczna deklaracja) Jako, że nie zamierzam ograniczyć ilości zużywanej energii, jestem gotów płacić wyższe rachunki za energię Zamierzam ograniczyć ilości zużywanej energii i jestem gotów płacić wyższe rachunki za energię (spontaniczna deklaracja) Inne (spontaniczna deklaracja) Żadne z powyższych (spontaniczna deklaracja) Nie wiem * 25 krajów członkowskich. 79

80 6.4. Podsumowanie Kultura społeczeństwa determinuje styl życia jednostek, grup społecznych, większych zbiorowości i wreszcie całej populacji. To jej mentalne cechy, głównie wyznawane systemy wartości wyznaczają kierunki działań oraz preferencje w zakresie sposobów i środków zaspokajania potrzeb zarówno tych materialnych, jak i niematerialnych (np. przez tradycję, prawo, system edukacji). Z kolei, społeczne efekty rozwoju gospodarczego wyznaczają poziom życia w najbardziej ogólnym sensie jakość i dostępność środków zaspokajania potrzeb. Nie ma wątpliwości, że zarówno styl życia, jak i jego poziom w decydujący sposób wpłyną na wielkość i strukturę konsumpcji różnych dóbr materialnych (środki zaspokajania potrzeb), a więc bezpośrednio na poziom zużycia energii, a pośrednio na kierunki rozwoju energetyki w jej poszczególnych aspektach. Jednakże wyznaczenie tych kierunków powinno każdorazowo odnosić się do określonego obszaru energetyki, w tym wyznaczonych technologii. Na przykład: styl życia i jego poziom zadecydują o tym, czy w przyszłości: transport osobowy będzie odbywał się w większym stopniu w sposób zbiorowy, czy też zostanie zdominowany zupełnie przez indywidualny transport samochodowy co wpłynie na rozwój określonych środków transportu i rozwój określonych źródeł paliw oraz poziom ich zużycia, rodzaj budownictwa będzie zdominowany przez jednorodzinną niską zabudowę lub wieżowce co wyznaczy sposób ogrzewania budynków (energia słoneczna, geotermalna, oszczędne kotły itd.), mieszkania będziemy wyposażać w sprzęty o wysokich walorach estetycznych i długiej żywotności, czy też prawie jednorazowe to zadecyduje o wielkości konsumpcji, a tym samym poziomie zużycia energii. Przykłady takie można oczywiście mnożyć. Jeden z najbardziej istotnych makroczynników warunkujących wielkość konsumpcji i jej strukturę stanowią dochody ludności obecnie trendy wskazują na ich systematyczny wzrost, natomiast długoterminowe prognozy (do 2033 r.) w zakresie wzrostu średniego PKB per capita w Polsce pozwalają na założenie dalszej poprawy poziomu zamożności Polaków. Fakt ten będzie miał bezpośrednie przełożenie na wzrost konsumpcji i zmiany w jej strukturze. Ale, czy w powiązaniu z dbałością o środowisko naturalne, w tym z oszczędnym zużyciem energii ze źródeł ekologicznych? Obecnie badania opinii publicznej ujawniły nikłe zainteresowanie społeczeństwa zarówno w Polsce, jak i UE problemami ochrony środowiska i energetyki (niska pozycja w hierarchii ważnych problemów), zaś priorytetowe w ramach prowadzonej polityki energetycznej jest zagwarantowanie dla ludności niskich cen oraz ciągłości dostaw energii. Co prawda i dla Europejczyków i Polaków przyszłość energetyki to odnawialne źródła energii, jednakże równocześnie akceptowalny poziom wzrostu opłat za energię pochodzącą z tych źródeł wynosi głównie do 5% i w Polsce dotyczy niespełna jednej trzeciej obywateli. Fakty te uzasadniają konkluzję, że stan świadomości ekologicznej i obywatelskiej nie gwarantuje obecnie i w najbliższej przyszłości sukcesu we wprowadzaniu za- 80

81 sad zrównoważonego rozwoju opartego na antropocentrycznym systemie wartości. Uzyskanie aprobaty dla wprowadzenia zasadniczych zmian w sposobach wytwarzania i gospodarowania energią obwarowane jest zatem koniecznością dokonania zmian w systemie wartości i postawach ludności. Do niezbędnych działań w tym zakresie należy zaliczyć: budowanie społeczeństwa obywatelskiego (pobudzanie aspiracji), promocję antropocentrycznego systemu wartości, edukację ekologiczną i kształtowanie proekologicznych postaw. Literatura do rozdziału Majer M., Martyka J., Nowak K., Tausz K.: Kierunki rozwoju społecznego w aspektach wpływu na gospodarkę energetyczną. Katowice 2009 (niepublikowana) Kopczewska K.: Renta geograficzna a rozwój społeczno-gospodarczy. Warszawa, CeDeWu Sp. z o.o Narodowy Program Foresight POLSKA Scenariusze rozwoju Polski do 2020 roku w Polu Badawczym Bezpieczeństwo. Warszawa Raport Polska 2030.Wyzwania rozwojowe: Wyniki badania RegioPlan Consulting za Puls Biznesu: pb.pl, r Wiśniewski J.: Wpływ pakietu klimatyczno-energetycznego na wskaźniki ubóstwa w Polsce. Biuletyn analiz. Warszawa, UKIE Roczniki Statystyczne 2007, Warszawa, GUS Budżety gospodarstw domowych. Warszawa, GUS Mały rocznik statystyczny Polski. Warszawa, GUS Fukuyama F.: Czy koniec historii? Nowy Jork Warszawa, Wydaw. Pomost Skorny Z.: Konsumpcyjny styl życia. Problemy Opiekuńczo-Wychowawcze 1993 nr Sytuacja Demograficzna Polski, Raport Warszawa, Rządowa Rada Ludnościowa Potrzeby prokreacyjne oraz preferowany i realizowany model rodziny. Komunikat z badań. Warszawa, CBOS Slany K.: Alternatywne formy życia małżeńsko-rodzinnego w ponowoczesnym świcie. Kraków, NOMOS PAP informacja z dnia r PAP informacja z dnia r biznes.onet.pl, Prognoza ludności na lata Warszawa, GUS Memoriał Komitetu Prognoz Polska 2000 Plus przy Prezydium PAN dla najwyższych władz Rzeczypospolitej Polskiej w sprawie programu działań na rzecz poprawy sytuacji ludzi w starszym wieku Ekspercki projekt koncepcji przestrzennego zagospodarowania kraju do roku Warszawa Falagić J. (red.): Edukacja dla modernizacji i rozwoju. Gdańsk, IBNGR Szczepański M.S.: Pokusy nowoczesności. Polskie dylematy rozwojowe. Katowice, amp Eurobarometr CBOS Energy Technologies: Knowledge, Perception, Measures, Special Eurobarometer 262/Wave 65.3 TNS Opinion&Social. Brussels

82 6.26. O problemach współczesnego świata i perspektywach ich rozwiązywania. Komunikat z badań BS/163/2002. Warszawa, CBOS wrzesień A Survey of Public Attitudes towards Climate Change and Climate Change Mitigation Technologies in the United States: Analyses of 2006 Results, T.E. Curry, S. Ansolabehere & H. Herzog. Cambridge, Massachusetts Institute of Technology O problemach energetyki. Komunikat z badań BS/123/2008. Warszawa, CBOS sierpień Opinie o budowie elektrowni jądrowych w Polsce a zagrożenia światowym kryzysem energetycznym. Komunikat z badań BS/108/2006. Warszawa, CBOS czerwiec Energy: Issues, Options and Technologies. Science and Society, Eurobarometer, EUR 20624, Brussels Attitudes towards Energy, Special Eurobarometer 247/Wave 64.2 TNS Opinion&Social. Brussels Attitudes on issues related to UE Energy Policy, Flash Eurobarometer 206a The Gallup Organization, Brussels Energy Issues, Special Eurobarometer 258/ Wave 65.2 TNS Opinion&Social. Brussels Energy Technologies: Knowledge, Perception, Measures, Special Eurobarometer 262/Wave 65.3 TNS Opinion&Social. Brussels Europeans and Nuclear Safety, Special Eurobarometer 271/Wave 66.2 TNS Opinion&Social. Brussels Attitudes towards radioactive waste, Special Eurobarometer 297/Wave 69.1 TNS Opinion&Social, February-March 2008, Publication June Europeans and Radioactive Waste, Eurobarometer 56.2, 19 April, Brussels Opinie o transporcie paliwa atomowego do Temelina. Komunikat z badań BS/63/2001. Warszawa, CBOS Maj Postawy społeczeństwa polskiego wobec energetyki jądrowej. Komunikat z badań. Warszawa, Pentor Wpływ rosnących cen żywności i energii na życie ludzi w 26 krajach świata. Komunikat z badań BS/164/2008. Warszawa, CBOS październik Europeans attitudes towards climate change, Special Eurobarometer 300/Wave 69.2 TNS Opinion&Social. Brussels Attitudes of European citizens towards the environment. Special Eurobarometer 295/Wave 68.2 TNS Opinion&Social. Brussels Problemy zmian klimatycznych na świecie. Komunikat z badań BS/50/2007. Warszawa, CBOS marzec Polacy wobec zmian klimatu. Komunikat z badań BS/65/2009. Warszawa, CBOS kwiecień

83 7. Odnawialne źródła energii 7.1. Energetyka słoneczna P o d s t a w o w e z a s t o s o w a n i e Współczesna energetyka słoneczna to zarówno instalacje, jak i koncepcja architektoniczna budynku, zastosowane materiały budowlane, lokalizacja i usytuowanie budynku oraz jego otoczenie. W Polsce można spotkać następujące sposoby bezpośredniego wykorzystania i przetwarzania energii promieniowania słonecznego: konwersja fototermiczna, polegająca na przemianie promieniowania słonecznego w ciepło użyteczne, w specjalnie do tego celu zaprojektowanych urządzeniach kolektorach słonecznych będących elementem aktywnych systemów słonecznych, lub w elementach obudowy budynku, tworzących tzw. bierne systemy słoneczne, tzw. architektura słoneczna, konwersja fotowoltaiczna, polegająca na bezpośredniej przemianie promieniowania słonecznego w energię elektryczną, która zachodzi w ogniwach fotowoltaicznych. Do podstawowych rozwiązań instalacyjnych technik grzewczych, w których jest wykorzystywana konwersja fototermiczna, należą: aktywne cieczowe systemy słoneczne do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, wyposażone w płaskie cieczowe kolektory słoneczne lub kolektory próżniowe, współpracujące z urządzeniami wspomagającymi dogrzewającymi, aktywne cieczowe systemy słoneczne, wyposażone w absorbery słoneczne, często zwane słonecznymi absorberami basenowymi, do niskotemperaturowego zastosowania grzewczego, aktywne cieczowe systemy słoneczne do podgrzewania wody użytkowej i wody w układach grzewczych pomieszczeń, tzw. kombi systemy, wyposażone w kolektory próżniowe lub kolektory płaskie współpracujące z urządzeniami wspomagającymi. W przypadku rozwiązań polegających na wykorzystaniu biernym promieniowania słonecznego przez elementy obudowy budynku wyróżnia się: bierne (pasywne) systemy słoneczne specjalnie zaprojektowane do pozyskiwania, rozprowadzania i magazynowania promieniowania słonecznego, koncepcję architektoniczną i projekt bryły budynku, realizowane ze świadomością oddziaływania promieniowania słonecznego na budynek; koncepcja architektoniczna może oczywiście zawierać systemy bierne, ale może też ich nie uwzględniać, systemy oświetlenia światłem dziennym (daylighting). W przypadku konwersji fotowoltaicznej z wykorzystaniem ogniw fotowoltaicznych można wyszczególnić następujące podstawowe zastosowanie: 83

84 małe autonomiczne urządzenia/systemy stosowane w telekomunikacji, oświetleniu znaków drogowych, tablic informacyjnych, w parkometrach, oraz innych urządzeniach, położonych z dala od sieci elektroenergetycznych, autonomiczne systemy małej i średniej skali, w tym systemy zintegrowane z obudową budynku (fasadą i dachem), tzw. BIPV (Building Integrated PhotoVoltaics), jako systemy działające na sieć własną lub podłączone do sieci elektroenergetycznych, elektrownie słoneczne różnej skali E n e r g e t y k a s ł o n e c z n a c i e p l n a Zgodnie z raportami Międzynarodowej Agencji Energetyki (IEA) w 2003 i 2006 roku całkowita moc zainstalowana wszystkich kolektorów słonecznych wynosiła odpowiednio 87,6 i 128 GW t, co odpowiadało około 132 i 182,5 mln m 2 kolektorów słonecznych udział poszczególnych typów kolektorów przedstawiał się następująco: kolektory płaskie i próżniowe rurowe do ogrzewania wody i pomieszczeń 65,9 i 102,1 GW t, kolektory bez pokryć absorbery basenowe 22 i 24,5 GW t, kolektory powietrzne do celów suszarniczych i ogrzewania pomieszczeń 1,2 GW t w obydwu. Rys Rozwój rynku kolektorów słonecznych grzewczych na świecie [7.1] Na rysunku 7.1 przedstawiono rozwój rynku kolektorów słonecznych grzewczych w okresie ostatnich 25 lat. Należy zaznaczyć, że w latach 80. XX wieku rozwijały się przede wszystkim technologie kolektorów bez pokryć absorbery basenowe, w latach 90. technologie kolektorów płaskich, a od początku tego wieku zarówno technologie kolektorów płaskich, jak i próżniowych. W 2008 roku po raz pierwszy w historii powierzchnia zainstalowanych kolektorów próżniowych przekroczyła powierzchnię kolektorów płaskich, a to dzięki Chinom, liderowi światowemu w produkcji kolektorów próżniowych. 84

85 Niektóre technologie energetyki słonecznej są już traktowane jako technologie dojrzałe. Są to przede wszystkim technologie płaskich cieczowych kolektorów słonecznych dostępne od ponad 30 lat na rynku energetycznym. Sprawność urządzeń i instalacji słonecznych stale wzrasta, wprowadzane są nie tylko nowe rozwiązania konstrukcyjne, ale i materiałowe. Do tej pory powszechnie w kolektorach słonecznych z osłonami są stosowane absorbery wykonane z metalu, głównie aluminium i miedzi. W absorberach basenowych stosuje się przede wszystkim tworzywa sztuczne. Uważa się, że przyszłość należy do materiałów plastikowych i to stosowanych zarówno na osłony przezroczyste, jak i absorbery kolektorów różnego typu. Obecnie instalacje słoneczne w większości są stosowane w budownictwie jednorodzinnym i służą do podgrzewania wody użytkowej. Jednakże zmienia się zakres pracy instalacji słonecznych, coraz częściej są one wykorzystywane do wszystkich funkcji grzewczych, tj. do podgrzewania ciepłej wody użytkowej i do ogrzewania pomieszczeń. Instalacje słoneczne łączące w sobie wszystkie funkcje grzewcze nazywane są systemami kombi. Powoli, choć na razie przede wszystkim jako projekty demonstracyjne, pojawiają się tzw. systemy kombi plus, które poza funkcją grzewczą służą również do chłodzenia. Przyszłość energetyki słonecznej cieplnej to jej stosowanie w słonecznym chłodzeniu, klimatyzacji oraz w przemyśle na dużą skalę. Uważa się (Ecoheatcool Report), że nadal w krajach UE będą dynamicznie rozwijać się technologie energetyki słonecznej do zastosowania niskotemperaturowego (< 100 C) w budownictwie, z wykorzystaniem standardowych rozwiązań kolektorów płaskich i kolektorów próżniowych. Jednocześnie przewiduje się, że będą rozwijały się technologie energetyki słonecznej umożliwiające wytwarzanie ciepła technologicznego na różnym poziomie temperatury do celów przemysłowych (ciepło średniotemperaturowe C, wysokotemperaturowe > 200 C). W dokumencie Solar Thermal Vision 2030, przygotowanym w 2006 roku przez Europejską Platformę Słonecznej Energetyki Cieplnej (ESTTP European Solar Thermal Technological Platform), a następnie w dokumencie KE Plan Rozwoju Strategicznych Technologii Energetycznych (European Strategic Energy Technology Plan SET Plan) stwierdzono, że na rynku europejskim istnieje ogromny potencjał wdrażania słonecznych technologii grzewczych i chłodniczych oraz klimatyzacyjnych, szczególnie w budownictwie. Dzięki wdrażaniu nowoczesnych metod efektywności energetycznej i mechanizmów wspierających poszanowanie energii, zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania c.w.u. spada i nadal będzie spadać, natomiast pojawia się nowy czynnik bilansu energetycznego zapotrzebowanie na chłód. Z rozwojem słonecznych systemów klimatyzacyjnych wiąże się ogromne nadzieje, ze względu na rosnące zapotrzebowanie na energię do celów klimatyzacyjnych w Europie, i to nawet w krajach położonych na większych szerokościach geograficznych, a także ze względu na bardzo dobrą koherentność dostępności energii promieniowania słonecznego z obciążeniami klimatyzacyjnymi. 85

86 S ł o n e c z n e i n s t a l a c j e e l e k t r y c z n e. F o t o w o l t a i k a Fotowoltaika rozwija się przede wszystkim w postaci systemów autonomicznych zasilających obiekty wolno stojące oraz w postaci instalacji zintegrowanych z budownictwem (tzw. BIPV Building Integrated PV), które pracują na własną sieć lub są podłączone do sieci elektroenergetycznych. Moduły PV są zintegrowane z pokryciem dachów i/lub fasad budowli, tworząc część elewacji zewnętrznej. W budownictwie przemysłowym i usługowym obecnie przeważają systemy dachowe, ale coraz więcej pojawia się paneli fotowoltaicznych zintegrowanych z fasadami, które w dużej mierze są uzupełnieniem zwyczajnego przeszklenia budynków. Oczekuje się, że wkrótce pojawią produkty o dużej powierzchni (jako jedna tafla okładzina) i o niskiej cenie jednostki powierzchni modułów. W Polsce, jak do tej pory, przede wszystkim rozwija się fotowoltaika w postaci systemów autonomicznych, znajdujących się w pewnej odległości od sieci elektroenergetycznych. Zasilane są wolno stojące obiekty, jest to bowiem znacznie tańsze niż podłączenie ich do tradycyjnej sieci energetycznej, np. znaki informacyjne i telefony alarmowe przy szosach i autostradach, schroniska w górach, światła sygnalizacyjne na bojach na morzu. Koszt wytwarzania energii z ogniw fotowoltaicznych wahał się w 1990 roku od 55 do 110 Eurocentów/kWh. W 2008 roku wynosił Eurocentów/kWh. Przewiduje się, że dzięki dalszej redukcji kosztów produkcji w 2020 roku zostanie osiągnięty poziom Eurocentów/kWh, a w 2030 roku 7 13 Eurocentów/kWh. Przy czym niższy koszt odnosi się do państw o lepszych warunkach nasłonecznienia (usłonecznienie 1800 godzin/rok), wyższy koszt odnosi się do państw o gorszych warunkach (usłonecznienie 900 godzin/rok). Przewiduje się, że w Europie Środkowej energia elektryczna z fotowoltaiki stanie się konkurencyjna około 2020 roku dla energii konwencjonalnej produkowanej w szczycie i około 2030 roku dla energii produkowanej poza szczytem. Według prognoz EPIA w 2020 roku koszt instalacji powinien wynosić od 2 do 4 Euro/W p. Na rysunku 7.2 przedstawiono światowy rozwój fotowoltaiki w latach w odniesieniu do mocy instalowanej w poszczególnych regionach świata. Tempo rozwoju jest ściśle związane z tempem spadku cen urządzeń, a przez to energii w nich produkowanej. W przypadku instalacji fotowoltaicznej 75% kosztów jest zawartych w samym module, 10% w pozostałych elementach, a 15% w kosztach montażu. Dlatego też do głównych zadań stojących przed technologią fotowoltaiczną należą: przemysłowe wytwarzanie ogniw, modułów i paneli, prowadzące do masowej i taniej ich produkcji, tanie ogniwa i moduły cienkowarstwowe, działania prenormatywne w zakresie procedur testowania i pomiarów ogniw oraz modułów fotowoltaicznych, badania wysoko wydajnych, wytwarzanych na skalę przemysłową cienkowarstwowych krzemowych modułów PV z wykorzystaniem technologii roll-to-roll, rozwój krzemowych produktów, płytek i ogniw słonecznych, 86

87 rozwój ogniw i modułów CIS, wytwarzanie stabilnych ogniw i modułów fotowoltaicznych organicznych. Rys Rozwój fotowoltaiki w różnych regionach świata w ostatnich dekadach [7.1] Udział technologii cienkowarstwowych w rozwoju fotowoltaiki wzrasta, szczególnie w ostatnim okresie, jest to spowodowane względnie niskim ich kosztem, jak i brakiem na rynku krzemu polikrystalicznego. Problemy z brakiem na rynku odpowiedniej ilości krzemu polikrystalicznego mają być przezwyciężone w 2010 roku. Pomimo tego oczekuje się, że technologie cienkowarstwowe w coraz większym stopniu będą wkraczać na rynek i ich udział już w 2010 roku będzie wynosić 20%, a w 2020 roku 35%. W przypadku podstawowych technologii krzemowych o cenie ogniw decyduje cena samego surowca, tj. krzemu oraz płytki krzemowej. Dlatego też istotnym wyzwaniem dla przemysłu fotowoltaicznego jest redukcja kosztów wytwarzania samych płytek krzemowych. Bardziej dalekosiężne prognozy (EPIA) przemysłu fotowoltaicznego w Europie zakładają, że w 2020 roku: średnia sprawność ogniw z krzemu monokrystalicznego wzrośnie z 16,5 do 22% (chociaż obecnie niektóre z dostępnych na rynku komercyjnych technologii mają sprawność 19 22%), sprawność ogniw z krzemu multikrystalicznego wzrośnie z 14,5 do 20%, sprawność ogniw z krzemu w postaci taśm wzrośnie z 14 do 19%. W odniesieniu do technologii cienkowarstwowych założono, że w 2020 roku: średnia sprawność ogniw cienkowarstwowych będzie się wahać od 10 do 17% (odpowiednio dla a-si/mc-si, Ci(G)S i CdTe), znaczny spadek o 75% (w odniesieniu do m 2 ) materiałów stosowanych jako BIPV, czyli okładzin zintegrowanych z budynkiem. 87

88 Rozwój materiałów stosowanych do budowy ogniw ma uwzględniać optymalizację obecnie stosowanej konstrukcji ogniwa, a także rozwój i komercjalizację zupełnie nowych koncepcji, takich jak ogniwa polimerowe i ogniwa organiczne (czułe na barwy). Technologie cienkowarstwowe na bazie arsenku galu (GaAs) i półprzewodniki III V wykazują najwyższą sprawność i z ich rozwojem wiąże się duże nadzieje. Inną cechą ogniw, którą będzie się poprawiać, jest ich trwałość i zdolność do utrzymywania przewidzianej sprawności. Obecnie żywotność ogniw wynosi 25 lat, a ma ona wzrosnąć do 35 lat, np. przez kapsułkowanie materiału lub nowy model (architekturę) całego modułu Energetyka wiatrowa W energetyce wiatrowej na świecie jest zainstalowanych obecnie około MW. Największym rynkiem światowym są Niemcy z mocą zainstalowaną MW, następnie USA z mocą blisko MW. Obecnie w Polsce znajduje się około 230 koncesjonowanych elektrowni wiatrowych. Moc zainstalowana w energetyce wiatrowej na jednego mieszkańca wynosi 0,012 kw/osobę, a w odniesieniu do powierzchni kraju na 1 km 2 obszaru lądowego przypada 1,44 kw mocy zainstalowanej. Jest to jedno z najniższych w Europie nasyceń elektrowniami wiatrowymi. Produkcja krajowej energii elektrycznej z wiatru w ostatnim okresie przedstawiała się następująco: 2004 rok: 142,3 GWh, 2005 rok: 135,3 GWh, 2006 rok: 388,4 GWh, 2007 rok: 494,2 GWh, 2008 rok: 790,2 GWh. Z kolei udział energetyki wiatrowej w krajowym zużyciu energii elektrycznej w ostatnim okresie był na poziomie: 2004 rok: 0,1% (142 GWh/144 TWh), 2005 rok: 0,09% (135 GWh/145 TWh), 2006 rok: 0,26% (388,4 GWh/149 TWh), 2007 rok: 0,32% (494,2 GWh/154 TWh), 2008 rok: 0,51% (790,2 GWh/153 TWh). Europejska Platforma Energetyki Wiatrowej opublikowała swój strategiczny dokument rozwoju energetyki wiatrowej. W dokumencie tym przewidziano, że w 2030 roku całkowita moc zainstalowana w Europie w elektrowniach wiatrowych wyniesie 300 GW. Elektrownie te będą produkowały 25% energii elektrycznej w Europie, przy czym 10% będzie produkowane w elektrowniach na morzu. W celu wzmocnienia rozwoju sektora energetyki wiatrowej konieczna jest intensyfikacja następujących prac badawczych i demonstracyjnych: warunki wiatrowe: planuje się udoskonalenie technik przewidywania warunków wiatrowych w czasie eksploatacji parków wiatrowych z dokładnością do 3% w odniesieniu do: 88

89 - rocznej produkcji energii, - rozkładu prędkości wiatru i czasu występowania w krótkich przedziałach czasu, w konsekwencji prognozowania rozkładu mocy uzyskiwanej w odpowiednich krótkich przedziałach czasu, - odpowiedniego projektu turbiny w odniesieniu do danych warunków wiatrowych; integracja energetyki wiatrowej z siecią elektroenergetyczną: planuje się udoskonalenie technik integracji z siecią na dużą skalę, przy minimalizacji kosztów (adaptacji i integracji), która nie zakłóci bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej, w tym: - uzyskanie wysokiego stopnia penetracji technologii wiatrowej przy niskich kosztach integracji, - poprawa charakterystyki integracji z siecią, w szczególności w odniesieniu do mocy czynnej, kontroli napięcia, przewidywania mocy możliwej do osiągnięcia, - planowanie dostarczania pozostałej mocy systemu, w tym równoważenie systemu elektroenergetycznego, - wzmocnienie (udoskonalenie) sieci elektroenergetycznej; warunki działania turbin wiatrowych na morzu: planuje się udoskonalenie technologii turbin zainstalowanych na morzu, w szczególności: - uzyskanie dojrzałości technologicznej w odniesieniu do turbin wiatrowych instalowanych na głębokościach do 50 m w głąb morza w dowolnej odległości od brzegu, tak aby stały się one konkurencyjne pod względem ekonomicznym dla tradycyjnych technologii wytwarzania energii elektrycznej, - rozwijanie technologii przyszłych turbin wiatrowych instalowanych na głębokościach większych niż 50 m w głąb morza w dowolnej odległości od brzegu, - rozwój infrastruktury, w tym infrastruktury elektrycznej, umożliwiającej działanie turbin wiatrowych na morzu; opracowanie, wdrażanie i rozwój metod utrzymywania i konserwacji turbin wiatrowych na morzu; udoskonalenie turbin pod względem redukcji kosztów, zwiększenia ich efektywności, niezawodności, przy przewidywanym dalszym wzroście ich rozmiarów, a w konsekwencji mocy zainstalowanej, w szczególności jakości konstrukcji, w tym: - wytrzymałości mechanicznej i aerodynamiki poszczególnych elementów ze względu na rozwiązania konstrukcyjne, - rozwiązań materiałowych odpornych na obciążenia mechaniczne, oddziaływanie środowiska (szczególnie w odniesieniu do turbin na morzu), dla turbin, gondoli i wież, a także ze względu na ich aeroelastyczność, - możliwości instalowania w ekstremalnych warunkach geograficznych i klimatycznych, daleko na morzu, w klimacie o bardzo niskich temperaturach, wysoko w górach, - udoskonalenia form transportu turbin na miejsce ich posadowienia, 89

90 - istotna poprawa jakości turbin o małej mocy od 1 do 100 kw do zaspokojenia potrzeb energetycznych (energia elektryczna) odbiorców usytuowanych z dala od sieci elektroenergetycznych Energetyka wodna Ważną cechą energetyki wodnej są jej dobre parametry ruchowe. Szczególnie istotne dla elektrowni pompowo-szczytowych jest bardzo krótki, kilkuminutowy czas uruchamiania i wyłączania z ruchu turbozespołów wodnych oraz ponad 95% dyspozycyjność. Rozpatrując możliwości wykorzystania energii wód śródlądowych wyróżnia się małą i dużą energetykę wodną. Rozwój dużej energetyki wodnej jest związany z potrzebami systemu elektroenergetycznego państwa, natomiast rozwój małej energetyki ma charakter lokalny. Systemami promocji i wsparcia w Europie jest objęta mała energetyka wodna, natomiast duża nie, ale jest oczywiście ona zaliczana do odnawialnych źródeł energii. Wśród dużej hydroenergetyki wyróżnia się hydroelektrownie przepływowe i pompowe (szczytowo-pompowe), przy czym te ostatnie nie są w istocie źródłami energii odnawialnej. Małe elektrownie wodne (MEW) obiekty piętrzące na małych ciekach wodnych o mocy zainstalowanej rzędu 100 kw, są korzystne z punktu widzenia wytwarzania energii elektrycznej (dla potrzeb własnych wytwórcy i sprzedaży do sieci). Obiekty piętrzące małych elektrowni wodnych z reguły nie stanowią zagrożenia, a mogą wpływać korzystnie na gospodarkę wodną i środowisko. W krajach UE mała energetyka wodna jest traktowana jako energetyka o mocy zainstalowanej aż do 10 MW. Uważana jest za jedno z bardziej efektywnych ekonomicznie rozwiązań. Małe elektrownie wodne mają długi czas życia (około 100 lat), względnie niskie koszty eksploatacyjne i koszty konserwacji. Obecnie, inżynierowie pracujący w sektorze małej energetyki wodnej skupiają się na technologiach właściwych dla małej skali, w tym na: optymalnej integracji małych elektrowni ze środowiskiem, zmniejszeniu kosztów, zwiększeniu produkcji energii elektrycznej, systemach hybrydowych, standaryzacji rozwiązań technologicznych, rozwoju technik magazynowania dla innych odnawialnych źródeł energii. Małe elektrownie wodne muszą podlegać systematyzacji w celu osiągnięcia optymalnych rozwiązań technicznych, środowiskowych i ekonomicznych. Proces systematyzacji zapewnia odpowiedniej jakości urządzenia i ich charakterystyki energetyczne dopasowane do miejsca ich lokalizacji. Prace badawcze i demonstracyjne (wdrożeniowe) koncentrują się na rozwoju małych turbin i mikroturbin. Uważa się, że w wyniku prowadzonych prac badawczych w 2020 roku zostaną osiągnięte następujące cele: 90

91 wytwórcy będą w stanie produkować proste, niezawodne i sprawne turbiny, z zagwarantowaną jakością ich pracy, zostanie przebadany potencjał dla małych turbin i mikroturbin, uda się zabezpieczyć środki finansowe na kosztowne badania laboratoryjne turbin, poprawa wkomponowania małych elektrowni w otoczenie przez racjonalne wykorzystanie zasobów wodnych i przez wybudowanie turbogeneratorów zdolnych do pracy w zanurzeniu, zwiększy się efektywność ekonomiczna elektrowni, dzięki uproszczeniu projektu turbiny, zastosowaniu nowych materiałów i optymalizacji cyklu rocznej produkcji energii Pompy ciepła Trudno jest ocenić obecny poziom zastosowania systemów grzewczych z pompami i produkcję ciepła przez pompy ciepła. Obecnie instaluje się najwięcej gruntowych pomp ciepła. Należy oczekiwać, że rynek gruntowych pomp ciepła, korzystających z gruntowych wymienników ciepła pionowych (tzw. sondy gruntowe) i poziomych oraz podziemnych wód gruntowych (aquifer) (temperatura > 10 C), będzie rozwijać się dynamicznie w najbliższych latach. Szacuje się, że w 2010 roku moc zainstalowana gruntowych pomp ciepła o różnej mocy osiągnie 100 MW t. Przy założeniu 4000 godzin pracy tych pomp, z maksymalną mocą, otrzyma się roczną produkcję ciepła na poziomie 14,4 PJ. Przy produkcji ciepła przez pompy sprężarkowe należy również uwzględnić zużycie energii elektrycznej, które przy takiej produkcji ciepła może kształtować się na poziomie 1 TWh/rok Energia geotermalna Na świecie łączna moc instalacji geotermalnych wynosi 18 GW, z czego 5 GW przypada na produkcję energii elektrycznej. Polska posiada zasoby energii geotermalnej o niskiej temperaturze 45 75ºC, co wyklucza produkcję energii elektrycznej. Występujące na obszarze Polski wody geotermalne są wykorzystywane przede wszystkim do celów grzewczych w miejskich i osiedlowych systemach ciepłowniczych, a także w rolnictwie, w przemyśle rolnoprzetwórczym, oraz w turystyce i rekreacji. Instalacje cieplne mogą być dokonywane indywidualne, ale ze względu na wysokie koszty inwestycyjne, korzystniejsze są systemy scentralizowane. Rozwój technologiczny powinien zmierzać w kierunku zwiększenia sprawności działania ciepłowni, elektrowni i elektrociepłowni geotermalnych i zapewnienia zmniejszenia kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Zakłada się, że cena energii elektrycznej wytwarzanej w 2020 roku powinna spaść do 2 5 Eurocentów/kWh. Postęp w sektorze geotermicznym ma polegać na: rozwoju technologii umożliwiających pozyskanie (wydobycie) energii geotermalnej, w tym: - wprowadzanie innowacyjnych technologii drążenia, 91

92 - udoskonalenie metod szacowania potencjału technicznego złóż, - udoskonalenie technologii dla złóż niskoenetalpowych, wdrażaniu systemów geotermalnych wyższej klasy (EGS Enhanced Geothermal Systems) w nowych regionach; zwiększaniu sprawności całkowitej w elektrociepłowniach CHP geotermalnych, wytwarzających ciepło i energię elektryczną w skojarzeniu, w tym technologii instalacji i poszczególnych elementów systemu i urządzeń: pompy, rurociągi, turbiny. W sektorze geotermalnym służącym wytwarzaniu ciepła i chłodu największy postęp ma polegać na: udoskonalaniu metod szacowania potencjału technicznego złóż, wydobycia i instalowania systemu studni, również dla instalacji płytkich; w tym rozpowszechnianie informacji typu best practice ; zwiększaniu sprawności technologii gruntowych pomp ciepła, w tym: - optymalizacja funkcjonowania systemów, - stosowanie zaawansowanych systemów kontroli, - udoskonalanie elementów instalacji i stosowanych materiałów, w szczególności w odniesieniu do: sprężarek, rurociągów, czynników chłodniczych; budowie nowych centralnych systemów ciepłowniczych oraz optymalizacji działających ciepłowni i sieci, w szczególności w Europie Środkowej i Wschodniej i w Turcji; rozwoju wykorzystania energii geotermalnej w rolnictwie, w tym w stawach rybnych i w przemysłowych procesach suszenia; wprowadzaniu innowacyjnych technologii odmrażania i odladzania na drogach ekspresowych, autostradach, pasach lotniczych, odsalaniu wody morskiej i absorpcyjnych systemach chłodzenia. Konieczne jest skojarzenie rozwoju technologicznego z upraszczaniem barier administracyjnych i formalnoprawnych Wykorzystanie biomasy P o d s t a w o w e m e t o d y k o n w e r s j i e n e r g i i b i o m a s y Biomasa występuje w postaci: drewna i jego odpadów, słomy, roślin energetycznych, osadów ściekowych podobnych do torfu, odpadów komunalnych zawierających makulaturę. Z reguły przed wykorzystaniem jest ona poddawana odpowiedniemu przygotowaniu lub wstępnemu przetworzeniu do postaci wygodniejszej w użyciu. 92

93 Biogaz jest uzyskiwany w wyniku fermentacji substancji pochodzenia zwierzęcego, roślinnego, którymi zwykle są: gnojowica zwierzęca, osady w oczyszczalniach ścieków, odpady na wysypiskach, tzw. gaz wysypiskowy. Występują jeszcze inne produkty przetwarzania biomasy, w postaci płynnej, z reguły ciekłej, są to: olej pirolizowy o właściwościach zbliżonych do oleju opałowego, olej rzepakowy, olej słonecznikowy, gaz drzewny, alkohol etylowy lub metylowy. Mogą być one wykorzystywane jako dodatki do paliw płynnych służących do napędu silników spalinowych zarówno stacjonarnych, jak i trakcyjnych. Paliwo ciekłe otrzymane z konwersji biomasy przejmuje około 60% wartości opałowej surowca. W przypadku wykorzystania ciekłych biopaliw do napędu silników, mogą one zgodnie z polskimi normami stanowić dodatek do paliwa otrzymywanego na bazie ropy naftowej. Reasumując, pod pojęciem wykorzystania biomasy do celów energetycznych rozumie się bezpośrednie spalanie produktów organicznych fotosyntezy (drewno i jego odpady, słoma, odpadki produkcji roślinnej lub rośliny energetyczne ), często po uprzednim zgranulowaniu lub zbrykietowaniu, względnie po ich wstępnym przetworzeniu do postaci wygodniejszej w użyciu (oleje i alkohole). Podstawowe sposoby konwersji biomasy i sposoby jej wykorzystania podano na rysunku 7.3. obróbka wstępna konwersja postać paliwa wykorzystanie żadna żadna stała ciepło użyt. suszenie zależnie od wilgotności brykietowanie granulowanie (rozdrabnianie) piroliza zgazowanie gazowa ciekła ciepło użyt. napęd silników biogaz hydroliza fermentacja alkoholowa Rys Podstawowe sposoby konwersji biomasy i sposoby jej wykorzystania [7.1] Aspekty ekologiczne spalania biomasy wiążą się z faktem, że w procesie spalania biopaliwa emisja dwutlenku węgla jest równa pochłanianiu CO 2 na drodze fotosyntezy w procesie odnawiania tych paliw. Dodatkowo, mała zawartość azotu i siarki w biopa- 93

94 94 Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do 2050 roku liwach sprzyjają ograniczaniu emisji tlenków tych pierwiastków, ponadto mała zawartość części niepalnych decyduje o atrakcyjności biomasy jako jednego z paliw przyszłości (obok wodoru otrzymywanego na drodze fotoelektrolizy oraz biogazu). Problemy wstępnego przetwarzania biomasy na paliwa płynne lub gazowe są związane z dużymi nakładami inwestycyjnymi, zaś przy ich spalaniu są emitowane gazy szkodliwe i toksyczne takie jak H 2 S, SO 2, benzoapireny i węglowodory aromatyczne, których emisję należy kontrolować B i o m a s a Metoda bezpośredniego spalania biomasy jest ciągle najbardziej powszechną technologią wykorzystania biomasy. W tabeli 7.1 zestawiono charakterystyki drewna i słomy jako paliwa i porównano je z tymi samymi wielkościami dla węgla i oleju opałowego (dla paliw odnawialnych słoma i drewno, przyjęto emisję CO 2 równą 0). Tabela 7.1. Charakterystyki energetyczne drewna, słomy i paliw konwencjonalnych węgla i oleju opałowego [7.1] Rodzaj paliwa Skład chemiczny masy suchej Wartość Wilgoć Emisja, kg GJ % wag. opałowa 1 C H2 O2 N2 S popiół % MJ kg 1 CO2 NO2 SO2 pyły Węgiel kamienny 75 4, ,5 2,0 15, , ,3 0,4 0,5 1,0 0,5 Olej 0, ,3 1,0 41,0 77 opałowy 0,15 0,15 0,5 Drewno ,1 0, ,0 0,16 0,2 Słoma ,2 0,1 3, ,0 0,16 0,07 0,2 Biomasa powinna być wykorzystywana przede wszystkim blisko miejsc jej pozyskiwania, aby nie był wymagany transport paliwa na większe odległości i magazynowanie w postaci rezerw. Z uwagi na małą gęstość biopaliwa (dużą objętość właściwą), koszty transportu i związana z tym konsumpcja paliw konwencjonalnych, mogą być znaczne. Większe instalacje energetyczne powinny funkcjonować w pobliżu dużych kompleksów leśnych, lub w pobliżu plantacji energetycznych, tj. wyselekcjonowanych gatunków wierzb i topól o przyroście rocznym suchej masy 8 16 Mg/rok, a także niektórych gatunków, tzw. zbóż energetycznych, np. proso afrykańskie. Duże ilości biomasy do celów energetycznych wykorzystuje się w postaci drewna energetycznego. Drewno energetyczne, ze względu na źródło pochodzenia, można podzielić na: leśne drewno energetyczne do tej kategorii należy biomasa z odpadów po wycince oraz z pni, a także odpady i produkty uboczne przemysłu leśnego, jak kora, trociny i wióry, drewno energetyczne z odzysku drewno wcześniej używane np. jako opakowanie, szalunek formierski lub materiał budowlany (drewno z rozbiórki domów). W zależności od formy występowania, drewno dzieli się na nieprzerobione i przerobione, przy czym w tych dwóch kategoriach można dokonać dalszego podziału. Nieprzerobione drewno energetyczne dzieli się na: drewno opałowe,

95 paliwo rozgniatane drewno, kora, igły lub liście rozdrobnione w zgniataczu rolkowym lub młynie bijakowym, paliwo rozbijane, zrębki paliwowe uzyskiwane z drewna poddanego rozdrobnieniu narzędziami nożowymi (rębakami) na kawałki o rozmiarach od 5 do 50 mm; ten rodzaj drewna jest najbardziej przydatny do spalania. Przerobione drewno energetyczne dzieli się na: trociny produkt odpadowy powstający podczas piłowania; rozmiar cząstek wynosi 1 i 5 mm, brykiety wytwarzane przez sprasowanie rozdrobnionego drewna energetycznego; rozdrabnianie może odbywać się z wykorzystaniem metody mielenia, skrawania lub podobnej; po rozdrobnieniu następuje prasowanie materiału, najczęściej w prasie tłokowej; uzyskane brykiety mają kształt cylindryczny lub prostopadłościenny i rozmiary przekraczające 25 mm, pelety wytwarzane podobnie jak brykiety przez sprasowanie dokładnie rozdrobnionego materiału; są produkowane z użyciem prasy matrycowej, mają zwykle kształt cylindryczny i średnice mniejsze niż 25 mm; często w procesie ich produkcji jednocześnie prowadzi się dosuszanie, pył drzewny powstaje z wysuszonego materiału surowego poddanego mieleniu na cząstki o rozmiarach mniejszych niż 1 mm. Cechą charakterystyczną paliw drewnopochodnych jest wysoka zawartość składników lotnych. Około 80% suchej masy odparowuje podczas suchej destylacji (ogrzewania), a tylko 20% masy drewna stanowią nielotne związki węgla, które ulegają spaleniu na ruszcie, podczas gdy większość składników lotnych spala się nad rusztem. Stąd efektywne spalanie słomy wymaga zastosowania specjalnych technik i kotłów o specjalnej konstrukcji, ze zwiększoną powierzchnią wymiany ciepła. Wymagane jest także wykorzystywanie technik do granulowania lub brykietowania odpadów drewna oraz belowania słomy. Obecnie coraz większe zastosowanie mają kotły opalane zrębami i peletami drzewnymi. Kotły te pozwalają na automatyczne zasilanie w paliwo pobierane z zasobnika. Zazwyczaj stosuje się podajnik paliwa typu stoker. W celu zapewnienia opłacalności instalacji takiego rodzaju kotła konieczna jest masowa produkcja zrębków lub peletów. Słoma także jest wykorzystywana do celów energetycznych. Spalaniu słomy towarzyszy śladowa emisja SO 2, a wartość emisji NO x jest porównywalna z emisją z kotłowni węglowych. Pozostałości w postaci popiołu stanowią 3 5% ilości spalonej słomy. Głównym składnikiem popiołu jest potas, dlatego też popiół ten może być wykorzystany jako nawóz. Jako paliwo dostarczane do kotła słoma jest niejednorodna, z różną zawartością części mineralnych i wilgoci. Lotne składniki słomy sięgają 70%. Zawartość części niepalnych zależy od lokalnych warunków uprawy oraz od sposobu zbioru słomy i przygotowania bel. Słoma jest paliwem trudnym do prawidłowego spalania. Przy konwencjonalnym spalaniu, podobnym do spalania węgla, sprawność procesu może wynieść zaledwie 95

96 35%. Przyczyną jest niewystarczające wymieszanie paliwa z powietrzem, wskutek czego wiele części palnych nie ulega spaleniu. Warunkiem spalania słomy jest utrzymanie jej wilgotności poniżej 20%, najlepiej około 15%. Nowoczesne kotły do spalania słony pozwalają na jej spalanie ze sprawnością 80 90% i przy bardzo niskiej emisji zanieczyszczeń gazowych. Systemy energetyczne opalane słomą rozwinęły się intensywnie w niektórych krajach zachodnich, głównie w Danii. Doświadczenia duńskie pokazują, że jest możliwe prawidłowe spalanie słomy w małych i średnich kotłach o odpowiedniej konstrukcji. Produkowane są kotły na słomę o mocy zainstalowanej od kilkudziesięciu kw do zasilania pojedynczych gospodarstw, do elektrociepłowni o mocy ponad 30 MW. W trakcie spalania słomy gazy palne i niedopalone części paliwa wymagają dopalenia w temperaturze ponad 800 C, przed schłodzeniem w części wymiennikowej kotła. Konstrukcje zapewniające spełnienie tego warunku są różne, decyduje w tym przypadku przede wszystkim moc kotła. Można wyróżnić trzy główne typy kotłów na słomę: kotły ze spalaniem cygarowym całych bel, które są dużymi kotłami przeznaczonymi dla sieci ciepłowniczych i elektrociepłowni, wyposażonymi w systemy zasilania całymi belami słomy, tzw. belami Hestona o masie 500 kg, kotły ze spalaniem słomy rozdrobnionej, przeznaczone dla małych i średnich mocy cieplnych; podawanie słomy z sieczkarni prasowanej słomy (dostosowanej typowo do określonych bel) odbywa się przez układ podajników ślimakowych lub transportem pneumatycznym; paliwo jest podawane w sposób ciągły, a wiele operacji może być zautomatyzowanych; układ do podawania słomy zwiększa dość znacznie koszt instalacji, kotły ze spalaniem przeciwprądowym całych bel, które stosuje się do małych i średnich (okrągłych) beli słomy; spalanie przeciwprądowe jest kombinacją procesów gazyfikacji biopaliwa oraz spalania gazu i cząstek paliwa w strumieniu nadmuchiwanego powietrza. Coraz szersze wykorzystanie energii biomasy jest związane z jej gazyfikacją. Gazyfikacja biomasy jest procesem poprzedzającym spalanie w kotłach i silnikach, i polega na przetwarzaniu biopaliw stałych w gaz, który po spaleniu dostarcza energii. Proces ten zachodzi w temperaturze C, przy ograniczonym dostępie tlenu. Biogaz powstały w wyniku gazyfikacji może być wykorzystywany na małą i dużą skalę w: gospodarstwach domowych (np. w kuchenkach gazowych), turbinach gazowych służących do produkcji energii elektrycznej, maszynach wykonujących pracę mechaniczną. Biomasa jest wykorzystywana przede wszystkim do celów ciepłowniczych, ale w coraz większym stopniu również do wytwarzania energii elektrycznej w elektrociepłowniach wytwarzających energię elektryczną i ciepło w skojarzeniu. Biomasa stała może również podlegać procesowi pirolizy, który jest złożonym procesem przeprowadzanym w temperaturze ~600 C, bez dostępu powietrza, polegającym na rozszczepianiu cząsteczek związków chemicznych o dużej masie cząstecz- 96

97 kowej na cząsteczki mniejsze. Jest to proces wstępny przed spalaniem i gazyfikacją, a jego produktem jest bioolej (olej pirolityczny), który jest względnie łatwy do transportu. Właściwości produktów pirolizy zależą od czasu przeprowadzania procesu, wysokości temperatury, obecności wody, dostępności tlenu oraz cech samego surowca. Biomasa zawierająca zbyt dużo wody jest poddawana procesom biochemicznym, a mianowicie fermentacji alkoholowej i metanowej B i o g a z Materia organiczna bez kontaktu z tlenem pod wpływem działania pewnych bakterii, przechodzi wiele procesów biochemicznych, wytwarzając przy tym gaz bogaty w metan, jako produkt metaboliczny fermentacji. Wydatek i jakość gazu powstającego przy fermentacji beztlenowej zależą od rodzaju surowców pierwotnych i stopnia ich przefermentowania, temperatury procesu, oddziaływań mechanicznych (mieszanie) oraz czasu. Powstawanie biogazu jest związane z fermentacją materii organicznej z udziałem beztlenowych bakterii aerobowych w środowisku wodnym. Proces fermentacyjny może przebiegać w różnym zakresie temperatur. W poszczególnych przedziałach temperatur decydującą rolę odgrywają różne mikroorganizmy (tab. 7.2). Ze wzrostem temperatury skraca się czas procesu fermentacji. Większość instalacji biogazowych działa w średnim zakresie temperatur (tab. 7.2), który odpowiada bakteriom mezofilowym. Tabela 7.2. Zakres temperatur i czas fermentacji dla podstawowych mikroorganizmów aerobowych [7.1] Lp. Mikroorganizmy Temperatura, C Czas fermentacji, dni 1 Psychrofilowe Mezofilowe Termofilowe Jako surowce do produkcji biogazu wykorzystuje się odchody zwierząt hodowlanych (bydło, trzoda chlewna, drób) z ewentualną domieszką słomy lub innych odpadków pochodzenia roślinnego. Pozostała po procesie zgazowania masa pofermentacyjna stanowi cenny, wysokiej klasy nawóz. Jako surowce w produkcji biogazu mogą być wykorzystywane także odpady komunalne na składowiskach śmieci oraz ścieki. Powstały w wyniku fermentacji gaz ma w przybliżeniu następujący skład: metan CH 4 50,0 70,0%, dwutlenek węgla CO 2 35,0 40,0%, siarkowodór H 2 S 0,5 0,6%, tlenek węgla CO 0,3 0,4%, azot N 2 2,8 3,5% oraz wartość opałową 20,0 23,0 MJ/m 3 i gęstość około 1,2 kg/m 3. 97

98 Dla właściwego przebiegu procesu fermentacji konieczne jest, aby temperatura była utrzymywana na stałym poziomie, możliwe są odchylenia jedynie rzędu 2 C. Istotny jest również odpowiedni stosunek ilości atomów węgla do azotu w masie wsadu w biogazowni, który powinien wynosić 30:1. Jeżeli węgla jest mniej, powstający gaz ma mniejszą zawartość metanu. Jeżeli jest więcej azotu, to proces powstawania biogazu szybciej ulega przerwaniu (ilość węgla jest za mała, aby dalej mógł powstawać metan). Przykładowo, w odchodach zwierzęcych (bydło, świnie) stosunek węgla do azotu z reguły wynosi 9:15, natomiast w słomie żyta 80:15. Dlatego też wsad do biogazu jest mieszanką tych substancji. W tabeli 7.3 przedstawiono ilość produkowanego biogazu w czasie, z zastosowaniem różnego materiału wsadowego. Tabela 7.3. Produkcja biogazu z różnych materiałów wsadowych [7.1] Rodzaj wsadu do biogazowni Czas produkcji biogazu Ilość biogazu w cyklu 26 dni dni l/kgsuchej masy Słoma rzepakowa Łodygi i liście ziemniaczane Liście buraczane Trawa Słoma pszeniczna Słoma żytnia Odchody trzody chlewnej Odchody bydła Szlam z miejskiej oczyszczalni ścieków Procesy, które zachodzą podczas przemiany odpadów organicznych w biogaz, są następujące: hydroliza rozpad cząsteczek związku chemicznego, bakteryjne wytwarzanie kwasów organicznych, alkoholi, dwutlenku węgla i wodoru, bioprocesowe wytwarzanie metanu oraz wytwarzanie metanu w wyniku reakcji wodoru z kwasem octowym. Typowa instalacja produkująca biogaz składa się z następujących elementów: zbiornik surowca, komora fermentacyjna z układem dozowania, podgrzewania i mieszania mechanicznego lub barbotażowego, zbiornik gazu, zbiornik produktu przefermentowanego, układ kontrolno-sterujący wraz z systemem rurociągów, pomp itp., różniących się w poszczególnych typach instalacji szczegółami rozwiązań technicznych. Surowiec podawany do komory fermentacyjnej nie powinien zawierać więcej niż 12% wag. suchej masy, zaś temperatura w komorze powinna być utrzymywana na poziomie około 35 C. W celu uzyskania takiej temperatury komory są z reguły dogrzewane bądź ze źródła zewnętrznego, bądź przez częściową konsumpcję produkowanego gazu. Zużycie gazu na potrzeby podtrzymania wymaganej temperatury 98

99 fermentacji może sięgać nawet 40% całej produkcji. Czasami są także wykorzystywane układy hybrydowe, w których energia niezbędna do podtrzymywania niezbędnej temperatury fermentacji pochodzi ze źródeł tradycyjnych lub innych niekonwencjonalnych (energia promieniowania słonecznego, wiatr). Czas całkowitego przefermentowania surowca, jak i produkcja gazu na jednostkę surowca, zależą w dużej mierze od rodzaju i pochodzenia danego surowca. W przypadku biogazu pochodzenia odzwierzęcego proces fermentacji zależy od gatunku zwierząt, sposobu ich żywienia i składu paszy, warunków składowania surowca przed procesem fermentacji oraz parametrów procesu fermentacyjnego (głównie temperatury, mieszania i zawartości masy suchej). Eksploatacja instalacji biogazu pociąga za sobą pewne uciążliwości. Pierwszą z nich jest konieczność odizolowania pomieszczeń ludzkich od strefy nieprzyjemnych zapachów. Produkcja i konsumpcja gazu na ogół nie są koherentne w czasie, więc wiąże się to z problemem jego magazynowania i późniejszej dystrybucji. Siarkowodór będący jednym ze składników gazu, jest toksyczny i wysoce korodujący. Dlatego też przy eksploatacji instalacji muszą być zachowane środki ostrożności i wprowadzony odpowiedni system zabezpieczeń B i o p a l i w a p ł y n n e Biomasa zawierająca zbyt dużo wody jest poddawana procesom biochemicznym, w tym fermentacji alkoholowej. Fermentacja alkoholowa jest procesem rozkładu węglowodanów, zachodzącym po dodaniu drożdży do takich surowców, jak: zboże, pszenica, buraki cukrowe, winogrona, przy zapewnieniu warunków beztlenowych. Produktami są alkohole. Do biopaliw płynnych należą alkohole: etanol, metanol oraz oleje paliwowe: olej rzepakowy i inne biooleje z przetwarzania drewna. Produkcja oleju rzepakowego wymaga przeznaczenia części plantacji rzepaku na cele energetyczne oraz budowy olejarni wraz z rafineriami, przerabiającymi odpowiednią ilość ton nasion rzepaku. Wartość opałowa diestru (oleju napędowego z oleju rzepakowego) jest rzędu 37 MJ/kg. Bioetanol jest produkowany na bazie spirytusu (w Polsce głównie z ziemniaków). Do benzyny dodaje się określoną ilość (zwykle kilka procent etanolu). Wartość opałowa etanolu wynosi 27 MJ/kg. 99

100 Electricity generation (GWh) Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do 2050 roku P o d s u m o w a n i e Całkowity techniczny potencjał biomasy w Polsce ocenia się na 611 PJ/rok, w tym potencjał z plantacji energetycznych na 176 PJ/rok. Potencjał produkcji energii elektrycznej z biomasy dla państw europejskich został przedstawiony na rysunku 7.4 zaczerpniętym z Raportu EC Directoriat General, Joint Research Center, Status Report Potential electricity production from biomass Electricity generation from solid biomass Austria Belgium-Lux Denmark Finland France Germany Greece Ireland Italy Netherlands Portugal Spain Sweden United Kingdom Czech Republic Hungary Poland Slovakia Rys Potencjał produkcji energii elektrycznej z biomasy [7.1, 7.17] Jak już wspomniano, spalanie biomasy w celach energetycznych wymaga zastosowania kotłów o specjalnej konstrukcji. W kraju są produkowane kotły do spalania biomasy o różnej wydajności. Stosuje się przede wszystkim kotły o małej mocy kw, rzadziej kotły o średniej 500 kw i o dużej mocy powyżej 1 MW. W Polsce jest widoczny wyraźny wzrost wykorzystania biomasy. Głównie dzięki produkcji i wykorzystaniu paliw przetworzonych, takich jak pelety i brykiety, wytwarzanych z odpadów drzewnych, słomy i roślin energetycznych (wierzba, ślazowiec pensylwański, topinambur, miskantus itp.). Przetworzona biomasa jest łatwa do spalania i transportu z automatycznymi systemami podawania. Duże zastosowanie znajduje technologia gazyfikacji biomasy oraz współspalania w pyłowych i rusztowych kotłach węglowych. Współspalanie cieszy się dużym zainteresowaniem. Duże elektrownie i elektrociepłownie, chcąc wypełnić obowiązek zakupu energii z OZE, czasami dążyły do zakupu drewna za wszelką cenę, podnosząc cenę tego surowca na tak wysoki poziom, że zakłady przemysłu papierniczego, meblarskiego, płyt wiórowych itp. nie były w stanie kupić tego surowca. Zostały więc wprowadzone pewne uregulowania, ograniczające wykorzystanie do spalania drewna dobrej jakości. W przypadku produkcji ciepła z biomasy w warunkach krajowych mamy do czynienia z produkcją: ciepła sieciowego w ciepłowniach o dużej mocy, do których należą: - elektrociepłownie biomasowe na odpady, - ciepłownie na drewno o dużej mocy (> 500 kw), 100

101 - ciepłownie na słomę o dużej mocy (> 500 kw), - biogazownie komunalne; ciepła w lokalnych systemach ciepłowniczych i/lub ciepła w układach autonomicznych: - kotły o małej i średniej mocy na drewno (< 500 kw), - kotły o małej i średniej mocy na słomę (< 500 kw), - biogazownie na gaz wysypiskowy. Coraz większym zainteresowaniem w Europie cieszą się centralne systemy ciepłownicze na biomasę. Osiągnięto znaczy postęp w rozwoju systemów CHP, które obecnie pracują ze sprawnością na poziomie 80 90%. Obecnie dostępne są technologie średniej i dużej skali CHP o mocy zainstalowanej od 400 kw do 4 MW, pracujące według udoskonalonego obiegu Rankine a (Organic Rankine Cycle) lub wykorzystujące turbiny parowe. Dostępny jest też na rynku system małej skali o mocy 1 10 kw, wytwarzający energię w skojarzeniu (CHP). Za kilka lat mają się pojawić systemy o mocy kw, oparte na gazyfikacji biomasy. Biogaz w Europie jest obecnie zazwyczaj stosowany: jako paliwo do silników gazowych, które napędzają generator w celu wytworzenia energii elektrycznej i ciepła dla celów własnych wytwórcy, jako paliwo w elektrociepłowniach o różnej mocy, jeżeli biogaz ma postać czystego metanu, jest przesyłany do sieci gazowej (gazociągu) lub służy do napełniania zbiorników na stacji paliw. Oczekuje się, że produkcja energii elektrycznej z biomasy w Polsce w 2020 roku może wynieść około 330 PJ/rok. Uważa się, że technologie produkcji biopaliw są dobrze znane i w pewnym sensie konwencjonalne. Jednakże, konieczne są prace badawczo-wdrożeniowe, mające na celu redukcję emisji gazów cieplarnianych w procesach wykorzystania biomasy i poprawa ekonomicznych wskaźników tych technologii. Oczekuje się, że największy postęp w 2020 roku zostanie osiągnięty w następujących dziedzinach: badania nowych surowców do produkcji bioetanolu, takich jak: trawa, słoma zbóż, kukurydza, odpady przemysłowe i komunalne, odpady podprocesowe, np. w browarnictwie, odpady leśne; poszukiwanie nowych składników jako dodatków do biodiesla, np. alg, roślinności pustynnej, zużytych olejów jadalych i tłuszczu zwierzęcego; technologie konwersji biomasy, w tym: - hydroliza enzymatyczna: produkcja etanolu wymaga procesu intensywnego uwalniania cukru z celulozy i hemicelulozy w celu jego fermentacji, udział odebranego cukru powinien być na poziomie 30 50% z masy rośliny, efektywna kofermentacja cukrów C6 i C5 przy wytwarzaniu etanolu (obecnie nie wynaleziono mikroorganizmów, które mogłyby doprowadzić do fermentacji cukrów C5), 101

102 - konwersja termochemiczna: biomasa przechodzi obróbkę cieplną, przy kontrolowanym dostępie tlenu zachodzi proces gazyfikacji; powstały gaz nosi nazwę gazu syntetycznego, lub syngazu; jeżeli taki proces odbywa się bez obecności tlenu, jest nazywany pirolizą, w pewnych warunkach prowadzi on do produkcji ciekłego produktu zwanego bioolejem; w procesie Fischera-Tropscha (proces katalizy, prowadzący do syntezy różnych produktów) może być wykorzystywany do produkcji paliw transportowych, takich jak biodiesel i benzyna; syngaz może być również wykorzystywany w syntezie metanolu, etanolu i innego dowolnego alkoholu, - biorafineria: biomasa podlega procesom, w wyniku których powstają różnorodne produkty, takie jak: paliwo transportowe, produkty chemiczne, plastik, energia. Przewidywane zupełnie nowe zastosowanie biomasy to: bioetanol wykorzystywany w ogniwach paliwowych, E-diesel, czyli mieszanka bioetanol diesel, biodiesel z alg i zastosowanie w silnikach lotniczych. Literatura do rozdziału Chwieduk D.: Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski Energetyka odnawialna. Warszawa 2009 (niepublikowana) Renewables for Heating and Cooling. Untapped Potential. RETD Renewable Energy Technology Deployment. OECD/IEA Solar Thermal Vision Vision of the usage and status of solar thermal energy technology in Europe and the corresponding research topics to make the vision realisty. ESTTP European Solar Thermal Technological Platform, May Weiss W., Wittwer V.: Contribution of Solar Thermal to the EU SET Plan. Consolidated Position of ESTTP, ST Workshop, Brussels, EC, A Technology Map for the European Strategic Energy Technology SET Plan. EC Internal Report, IEA World Energy Outlook International Energy Agency: Weiss W., Bergmann I., Faninger G.: Solar Heating Worldwide, IEA, International Heating & Cooling Programme, Chwieduk D., Wach E.: W: Strategia rozwoju elektroenergetyki i ciepłownictwa w części dotyczącej wytwarzania skojarzonego, ciepłownictwa oraz odnawialnych źródeł energii. Raport końcowy, red. J. Lewandowski, Warszawa Renewable energy target for Europe: 20% by 2020, EREC, Brussels Opracowanie własne na podstawie: Energy, transport and environment indicators. Data , Eurostat, 2003 oraz Renewable energy. Market & Policy Trends In IEA Countries, IEA Directive 2003/30/EC of the European Parliament and Council of 8 May 2003 on the Promotion of the Use of Biofuels and Other Renewable Fuels for Transport, Official Journal of the European Communities Renewable energies: success stories, environmental issue report No 27, prepared by: Ecotec Research and Consulting Ltd., EEA, Copenhagen Vehmas J., Luukkanen J.: Renewable energies in the European Union and Turkey, Conf. Energy Policy of the EU and Implications for Turkey, r. 102

103 7.14. Perspektywy energetyki odnawialnej w Unii Europejskiej i krajach Europy Wschodniej do roku 2010 raport przygotowany w ramach projektu TERES programu ALTENER Unii Europejskiej Steller J.: Problemy rozwoju energetyki wodnej. Archiwum Energetyki 2003 t. XXXII, nr 3 4, s Bauen A., Woods J., Hailes R.: Bioelectricity Vision, Report for WWW International and AEBIOM, Raportu EC Directoriat General, Joint Research Center, Status Report 2004, Energy End USE Efficiency and Electricity from Biomass, Wind, Photovoltaics in the EU, Ed. A. Jaeger-Waldau Sun in Action, Sun in Action II, IEA SHC Solar Heat Worldwide, ESTIF, EWEA, EPIA Deploying Renewables: Principles for Effective Policies, Chwieduk, D., Pluta Z., Wnuk R.: Perspektywy wykorzystania energii odnawialnej w Polsce. Warszawa, Wydaw. Krajowa Agencja Poszanowania Energii BAPE S.A. Racjonalizacja przetwarzania i użytkowania energii. Wskaźniki techniczno- -ekonomiczne i środowiskowe. Poradnik dla użytkowników energii. Holendersko-polski program współpracy poszanowania energii SCORE, Gdańsk Bartmański M.: Opracowanie wewnętrzne na podstawie opublikowanych materiałów informacyjnych Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej Wach E.: Przegląd projektów z zastosowaniem biomasy w ciepłownictwie polskim, Jachranka,

104 8. Przegląd rozwojowych technologii zeroemisyjnych związanych z energetyką jądrową Najwięcej elektrowni jądrowych pracuje obecnie w USA, a w Europie niekwestionowanym liderem wykorzystania energii jądrowej jest Francja. Szczegółowe statystyki są podane w wielu raportach przeglądowych. Polska, jako jeden z nielicznych krajów Unii Europejskiej, nie ma elektrowni jądrowej. Rys Średnia dostępność światowej floty elektrowni jądrowych (góra) i dynamika zmian łącznej mocy elektrowni jądrowych (dół, histogram opisany po lewej stronie) wraz z całkowitą energią wyprodukowaną przez elektrownie jądrowe na świecie (dół, linia ciągła opisana po prawej stronie) [8.6] Na rysunku 8.1 pokazano dynamikę dostępności elektrowni jądrowych, zmianę całkowitej dostępnej mocy elektrowni jądrowych i całkowitej energii elektrycznej przez nie produkowanej. Okres taniej ropy naftowej, trwający od połowy lat 80. do końca ubiegłego wieku, był najtrudniejszym dla energetyki jądrowej. Wyzwaniem była konkuren- 104

105 cja tanich paliw konwencjonalnych, pogłębiona załamaniem akceptacji społecznej dla energetyki jądrowej po katastrofie w Czarnobylu w kwietniu 1986 roku. Oczywiście cena uranu (surowca do produkcji paliwa reaktorowego) na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat ulegała podobnej ewolucji co cena ropy naftowej. Należy jednak pamiętać, że w przeciwieństwie do energetyki klasycznej, koszt paliwa uranowego stanowi jedynie niewielką część kosztów produkcji elektryczności w elektrowni jądrowej. Nawet znaczne zwiększenie ceny uranu nie wpływa w istotny sposób na koszt działalności elektrowni jądrowych. Na przykład raport wydany przez Nuclear Energy Agency jedna z agencji OECD ( podaje, że koszt uranu to jedynie 5%, a koszt całego cyklu paliwowego (w tym trwała likwidacja wypalonego paliwa) to około 20% kosztów produkcji energii elektrycznej w elektrowni jądrowej. Zmiana trendu cen ropy ze stabilnego na rosnący, wyzwoliła ponowne zainteresowanie na świecie energetyką jądrową. Rozpoczęto budowę nowych elektrowni, w tym w Europie, a ogłaszane programy pokazują możliwość rozwoju energetyki jądrowej na dużą skalę. Obecny stan prac nad nowymi technologiami energetycznymi jest jednak taki, że ocena ich komercyjnej wartości nie może być dokonana przed 2030 rokiem Energetyka jądrowa w polityce energetycznej Polski Rozpoczęcie w Polsce programu energetyki jądrowej wynika z: troski o zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego kraju, przy ograniczonym i kurczącym się dostępie do paliw kopalnych (import, warunki geologiczne, duża i możliwe, że bardzo kosztowna emisja CO 2 ) i odnawialnych (warunki geograficzne i klimatyczne); konieczności ograniczenia emisji CO 2. Energetyka jądrową jest ważna dla bezpieczeństwa energetycznego, gdyż: dostępne są sprawdzone technologie, szczególnie reaktorów chłodzonych wodą, które w innych krajach zapewniają produkcję znaczącej części energii elektrycznej; mimo, że w polskich warunkach konieczny będzie import uranu, a najprawdopodobniej gotowego paliwa uranowego, to energetyka jądrowa podniesie stopień bezpieczeństwa energetycznego kraju; stabilność i pewność dostaw zarówno uranu, jak i paliwa uranowego wynika między innymi z: - niewielkich ilości potrzebnego paliwa (kilkadziesiąt ton rocznie dla dużej elektrowni), co ułatwia transport i umożliwia składowanie zapasów na wiele miesięcy (a nawet lat), - rynek producentów paliwa jest szeroki i nie pokrywa się z rynkiem producentów ropy i gazu; możliwość zgromadzenia znacznych zapasów daje dużą elastyczność, dużo czasu na zawarcie i realizację nowych kontraktów na dostawy paliwa, - koszt uranu stanowi niewielką części kosztu produkcji energii elektrycznej (obecnie jest to kilka procent). 105

106 Koniecznie trzeba jednak dodać, że uruchomienie programu energetyki jądrowej jest dużo trudniejsze niż rozpoczęcie projektów racjonalizujących wykorzystanie energii i wykorzystanie odnawialnych źródeł energii. Budowa elektrowni jądrowych jest kapitałochłonna, a uzyskane efekty ekonomiczne są tym lepsze, im dłuższy jest czas eksploatacji raz wybudowanej elektrowni, co wymaga stabilnego i powszechnie akceptowanego programu energetyki jądrowej daleko wykraczającego poza 2050 rok. Przyjęty jesienią 2008 roku europejski pakt klimatyczny daje dodatkowy impuls do uruchomienia w Polsce programu energetyki jądrowej, bo dziś rozpoczęty program, może dać efekt gospodarczy, czyli uruchomienie pierwszej elektrowni jądrowej na początku dekady lat 2020, gdy wejdą w życie bardzo restrykcyjne ograniczenia emisji CO 2. Z drugiej jednak strony zakup gotowej technologii oznacza, że budowa elektrowni nie będzie wymagała bezpośredniego silnego impulsu od polskiej nauki, jednocześnie będzie wiele od nauki oczekiwać, między innymi wykształcenia kilku tysięcy specjalistów w ciągu najbliższych 10 lat. Oznacza to powstanie nowych wyzwań dla uniwersytetów i instytutów naukowych w takich obszarach, jak: silna i stabilna akceptacja społeczna oparta na wiedzy, wzmocnienie ram dla procesu licencjonowania i nadzoru, pozyskanie wsparcia ze strony przemysłu węglowego, na przykład przez prowadzenie wspólnych badań, edukacja i trening (kilka tysięcy specjalistów w ciągu najbliższych 10 lat), współpraca międzynarodowa (głównie przez pozyskanie wsparcia europejskich programów badawczych). Podsumowując, decyzja rządu o intencji budowy elektrowni jądrowych i uruchomieniu pierwszej na początku dekady lat 2020 oznacza konieczność opracowania odpowiedniej strategii badań i rozwoju technologii jądrowych, stworzenia systemu akumulowania i rozwoju wiedzy, z perspektywą wykraczającą poza 2050 rok. Reaktory lekkowodne (Light Water Reactors, LWR) są dominującym typem we współczesnej energetyce jądrowej i wszystkie przeglądowe opracowania przewidują, że będą zajmować tę pozycję nawet po 2050 roku. Rozwój technologii zmierza do: podnoszenia standardów bezpieczeństwa pracy, wykorzystania reaktorów LWR, tzw. generacji II przez czas znacznie dłuższy niż ten, dla którego były projektowane i bardziej efektywnie, wdrożenie reaktorów, tzw. generacji III, jak i generacji III+ o znacznie podwyższonych standardach bezpieczeństwa, czasie pracy 60 lat i dłużej, o dużej dyspozycyjności i lepszych parametrach ekonomicznych, doskonalenia procedur likwidacji wyeksploatowanych obiektów. Wydaje się, że wdrożenie energetyki jądrowej w Polsce, uruchomienie pierwszej elektrowni na początku dekady 2020, może być dokonane jedynie w oparciu o reaktory typu LWR generacji III. Budowa dwóch takich elektrowni w Europie jest obecnie znacznie zaawansowana, na świecie jest rozpoczęta budowa kilku obiektów, a w opublikowanych planach jest mowa o budowie na świecie co najmniej kilkunastu obiektów w najbliższych dziesięciu latach. Warto dodać, że dziś jedynie reaktor chłodzony ciężką wodą może być rozważany jako konkurencyjna technologia dla reaktorów typu LWR. 106

107 8.2. Technologie postępowania z wypalonym paliwem reaktorowym Gospodarka wypalonym paliwem reaktorowym jest jednym z istotnych problemów do rozwiązania na drodze rozwoju energetyki jądrowej. Pozostałe problemy to przede wszystkim sytuacja polityczna, w tym w obszarze o znaczeniu militarnym i o wymiarze ogólnoświatowego bezpieczeństwa, społeczne, finansowe i w końcu technologiczne. Omówienie obszaru technologicznego wymaga zatem spojrzenia z perspektywy zagadnień bardziej istotnych. Trudność w rozwiązywaniu problemów społecznych i finansowych związanych z wypalonym paliwem wynika przede wszystkim z dużego rozmiaru czasu koniecznego do przeprowadzenia niezbędnych procedur. Wypalone paliwo, zaraz po wyjęciu z reaktora, jest bardzo radioaktywne i technologia jego natychmiastowego przerobienia byłaby droga. Ale już po kilku, kilkunastu latach, a jeszcze lepiej po 100 i więcej latach aktywność wypalonego paliwa znacznie się zmniejsza, bo wiele radiotoksycznych izotopów samo się rozpadnie. Pozostaną wtedy w wypalonym paliwie izotopy występujące w naturze (trwałe lub o czasie życia rzędu miliardów lat) i jedynie niewielkie ilości długożyciowych, radiotoksycznych izotopów. Znaczna ich część to izotopy ciężkich pierwiastków, które mogą zostać wykorzystane do produkcji energii w reakcji rozszczepienia w niektórych typach reaktorów przyszłej generacji. Jedynie niewielką część odpadów stanowią radiotoksyczne długożyciowe izotopy, będące produktami reakcji rozszczepienia. Ich wyseparowanie na skalę przemysłową dziś wydaje się celem możliwym i prawdopodobnym do osiągnięcia w perspektywie kilkudziesięciu lat. Procedury postępowania z tak wyseparowanymi izotopami mogą być różne. Po pierwsze warto zaznaczyć, że izotopów tych będzie niewiele, mniej niż ułamek procenta łącznej masy wypalonego paliwa. Otwiera to zatem takie możliwości ich utylizacji, jak na przykład: bezpieczne geologiczne składowanie w odpowiednich strukturach i na dużych głębokościach, wykorzystanie w przemyśle jako specyficznych źródeł radioaktywnych, transmutacje, czyli przetworzenie tych izotopów w reakcji z neutronami w izotopy stabilne, występujące w naturze. Brak konsensusu politycznego w skali światowej w sprawie przerobu wypalonego paliwa skutkuje tym, że w różnych krajach są stosowane radykalnie różne procedury. We Francji wypalone paliwo na skalę przemysłową w ilości rzędu tysiąca ton rocznie jest przerabiane w celu pozyskania surowców do wyrobu świeżego paliwa reaktorowego. Natomiast w USA obowiązuje zakaz przerobu paliwa na terytorium USA, co nie przeszkadza w przewożeniu go do Francji i tam poddawaniu przeróbce. Jeszcze bardziej restrykcyjna jest polityka w Niemczech, która uniemożliwia nie tylko przerabianie wypalonego paliwa w Niemczech, ale ostatnio również zakazano transportu wypalonego paliwa do Francji w celu jego przerobu. Zakaz ten jest w dodatku wspierany mało wiarygodnym argumentem, że transport wypalonego paliwa może być niebezpieczny dla ludzi i środowiska, co wprowadza dodatkowy zamęt informacyjny. Wypracowanie zasad postępowania z wypalonym paliwem jest jednym z celów inicjatywy Global Nuclear Energy Partnership (GNEP), której Polska jest członkiem 107

108 od jesieni 2006 roku. Niestety GNEP jak dotąd nie był w stanie sformułować zwartej i ogólnie akceptowanej strategii, a finansowanie GNEP przez USA, głównego partnera i inicjatora, uległo drastycznemu ograniczeniu w 2008 roku (jeszcze za prezydentury Georga W. Busha). Podsumowując, najważniejsze pytania w sprawie przerobu wypalonego paliwa w wymiarze finansowym i społecznym to: Czy świat przyjmie ogólnie akceptowaną strategię postępowania z wypalonym paliwem, dopuszczającą jego transport i przetwarzanie? Jak zapewnić stabilną politykę, umożliwiającą tymczasowe składowanie wypalonego paliwa przez co najmniej kilkadziesiąt lat? Jak zapewnić stabilność finansową projektu, aby zgromadzone w czasie działania elektrowni środki na trwałe unieszkodliwienie wypalonego paliwa były dostępne za kilkadziesiąt lat? Jak pozyskać akceptację społeczną dla stabilnego programu, w którym: - wypalone paliwo jest tymczasowo przechowywane nawet przez kilkadziesiąt i więcej lat, najlepiej w pobliżu elektrowni jądrowej; jest to technicznie i logistycznie możliwe, bo elektrownia o mocy 1 GW produkuje jedynie kilkadziesiąt ton wypalonego paliwa rocznie (jeden wagon kolejowy rocznie); jest to typowe rozwiązanie tymczasowe w dziś pracujących elektrowniach, - możliwe jest przerabianie wypalonego paliwa w celu pozyskania surowców do produkcji paliwa świeżego (recykling paliwa), - uruchomieniu elektrowni jądrowej towarzyszy program geologicznego składowania wypalonego paliwa, który nie musi być natychmiast realizowany, ale jest jedynie jedną z opcji w perspektywie kilkudziesięciu lat; czy warto procedurę tę przeprowadzić jak najszybciej, wiedząc, że wypalone paliwo zawiera wiele cennych izotopów, których wykorzystanie technologicznie i ekonomicznie będzie możliwe za lat kilkadziesiąt? - elektrownia jądrowa pieniądze ze sprzedaży energii elektrycznej przeznaczy na zgromadzenie odpowiednich środków zapasowych potrzebnych do przeprowadzenia procedury likwidacji wypalonego paliwa (rodzaj funduszu emerytalnego) w wysokości odpowiedniej do przeprowadzenia procedur likwidacji zgodnie z dziś dostępnymi technologiami (opartymi na częściowym recyklingu i składowaniu geologicznym), - w perspektywie kilkudziesięciu lat, gdy będzie można dokonać oceny różnych scenariuszy technologicznych (przerób i recykling, składowanie geologiczne, transmutacja, czy też odpowiednie połączenie tych technologii) zostanie zrealizowana procedura likwidacji wypalonego paliwa. Warto dodać, że współcześnie stosowane technologie przerobu wypalonego paliwa w celu pozyskania surowców dla energetyki jądrowej nie stwarzają istotnego zagrożenia dla środowiska. Świadczą o tym bardzo szczegółowe raporty publikowane przez firmy prowadzące taką działalność i raporty Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej. 108

109 8.3. Technologie mające na celu zamknięcie cyklu paliwowego Jednym z motywów podjęcia prac nad nowymi typami reaktorów jest dążenie do zamknięcia tzw. cyklu paliwowego. Współczesne reaktory energetyczne czerpią energię przede wszystkim z łatwo rozszczepialnego izotopu uran-235. Tymczasem, w naturze aż 99,7% uranu, to trudno rozszczepialny izotop uran-238. Technologia pozyskiwania energii z uranu-238 jest od kilkudziesięciu lat badana w reaktorach doświadczalnych, podejmowano też próby budowy reaktorów energetycznych. Można oczekiwać, że wdrożenie tej technologii w skali przemysłowej umożliwi osiągnięcie dwóch podstawowych celów: bezpieczeństwo dostępu do paliwa uranowego przez najbliższe tysiące lat, przetworzenie radiotoksycznych długożyciowych izotopów z wypalonego paliwa z dzisiejszych reaktorów energetycznych w nieszkodliwe odpady. Reaktory umożliwiające dobre wykorzystanie izotopu uran-238 są nazywane reaktorami powielającymi. Warto dodać, że dobre ekonomiczne uzasadnienie ich budowy może być oparte jedynie, uwzględniając zyski nie tylko z produkcji energii elektrycznej, ale i z produkcji surowca (łatwo rozszczepialnych izotopów jak pluton- 239) do wytworzenia paliwa reaktorowego dla dzisiejszych elektrowni jądrowych. Innymi słowy, reaktory powielające to nie tylko źródło ciepła do produkcji energii elektrycznej, ale również istotny element łańcucha w cyklu technologicznym paliwa reaktorowego, przerobu wypalonego paliwa i nadzieja na zamknięcie tego cyklu (eliminacja długożyciowych wysokotoksycznych odpadów z dzisiejszych elektrowni jądrowych). Dziś jest to priorytetowy kierunek rozwoju technologii we Francji, którego celem jest uruchomienie pierwszego energetycznego reaktora powielającego (chłodzonego sodem) na początku dekady lat 2020, z perspektywą wykorzystania w skali industrialnej jeszcze przed 2050 rokiem. Trudno jednak oczekiwać, aby reaktory takie znalazły zastosowanie w wielu innych krajach europejskich, w tym w Polsce przed 2050 rokiem. Jak już wspomniano, wydaje się, że ich dobre ekonomiczne wykorzystanie jest uwarunkowane istnieniem infrastruktury przemysłowej, umożliwiającej przerób wypalonego paliwa (pozyskiwanie za pomocą reaktora powielającego surowca do produkcji świeżego paliwa reaktorowego), a taka infrastruktura w skali przemysłowej w Europie najlepiej jest rozwinięta we Francji. Należy też dodać, że reaktory powielające nie są jedyną ścieżką rozwoju technologicznego, zmierzającą do zapewnienia dostępu do paliwa reaktorowego przez najbliższe tysiąclecia. Innym rozwiązaniem jest dążenie do rozwoju takich reaktorów, które mogą pracować na paliwie torowym, gdzie surowcem nie są izotopy uranu, ale tor-232. Obecnie najbliżej pierwszych instalacji w skali przemysłowej są dwa typy reaktorów: powielający chłodzony sodem, typu SFR, wysokotemperaturowy chłodzony helem typu HTR. Pierwsza technologia zmierza do wykorzystania całych zasobów uranu, czyli uranu-235 i uranu-238. Druga natomiast otwiera ścieżkę szybkiego dojścia do możliwo- 109

110 ści wykorzystania izotopu tor-232, którego szacowane zasoby są większe niż łączne zasoby obu izotopów uranu. Jest bardzo prawdopodobne, że w latach dekady 2020 obie technologie zostaną zademonstrowane w skali przemysłowej, a w dekadzie 2030 będą mogły zostać ocenione pod względem ich konkurencyjności. Bardzo możliwe, że obie technologie zostaną zaakceptowane przez rynek, a lokalnie wybór będzie zależał od tego, który z typów reaktora lepiej pasuje do infrastruktury gospodarczej danego kraju Wykorzystanie reaktorów jako źródła ciepła dla procesów technologicznych Innym impulsem do rozwoju technologicznego jest dążenie do wykorzystania reaktorów jądrowych nie tylko do produkcji energii elektrycznej, ale również jako źródła ciepła do zasilania procesów w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, stalowym i innych. Jest to szczególnie ważne w świetle ograniczonych możliwości pozyskiwania paliw kopalnych i polityki ograniczenia emisji CO 2. Światowa produkcja energii elektrycznej powoduje emisję jedynie 1 / 3 CO 2, podczas gdy pozostałe 2 / 3 jest ubocznym skutkiem innych gałęzi przemysłu, głównie szeroko rozumianego przemysłu chemicznego. Rozwój technologii reaktorów wysokotemperaturowych chłodzonych helem (typu HTR) jest w znacznym stopniu skierowany na zastosowanie inne niż produkcja energii elektrycznej. Również technologia reaktorów powielających (typu SFR) daje możliwość produkcji ciepła do zasilania procesów technologicznych. Warto też pamiętać, że doskonalenie dzisiejszych reaktorów lekkowodnych (typu LWR) może przed tą technologią również otworzyć rynek konsumentów ciepła technologicznego. Podstawowym ograniczeniem jest stosunkowo niska temperatura ciepła produkowanego przez reaktory LWR. Jednakże można sobie wyobrazić, że technologia LWR ulegnie tak znacznemu rozwojowi, że energia elektryczna wytwarzana dzięki reaktorom LWR będzie bezkonkurencyjnie tania i będzie mogła być wykorzystana na przykład do rozkładu wody na wodór i tlen (kluczowe gazy w chemii, w tym w przetwórstwie i spalaniu węgla). Każda z trzech opcji wydaje się prawdopodobna w pespektywie 2050 roku. Najmniej prawdopodobne jest, aby reaktory powielające typu SFR pracowały kiedykolwiek na rzecz przemysłu chemicznego czy petrochemicznego. Z jednej strony ciepło w nich wytwarzane będzie miało temperaturę znacznie mniejszą niż ciepło z reaktorów typu HTR, a zatem będzie mniej przydatne. Z drugiej strony energia elektryczna z reaktorów typu SFR w perspektywie 2050 roku najprawdopodobniej będzie znacznie droższa niż z reaktorów typu LWR. Z kolei, porównując perspektywy dla reaktorów HTR i LWR ważne jest, aby wziąć pod uwagę, iż jedynie reaktory HTR są na tyle małe, że mogą być zastosowane lokalnie i zintegrowane z fabryką chemiczną, petrochemiczną, hutą, czy też inną instalacją przemysłową. 110

111 8.5. Technologie reaktorów o średniej i małej mocy Kolejna motywacja do badań nad nowymi reaktorami wynika z faktu, że dzisiejsze dojrzałe technologie oferują jedynie reaktory jądrowe o dużej mocy, co uniemożliwia budowę elektrowni jądrowej o mocy elektrycznej mniejszej niż około 1 GW. Tymczasem rynek producentów energii elektrycznej jest zainteresowany również obiektami mniejszymi, których budowa jest mniej kapitałochłonna, i które nie wymagają silnie rozbudowanej sieci energetycznej do dystrybucji energii elektrycznej. Przy dzisiejszym rozwoju technologii, brak średnich i małych reaktorów, w których można by produkować energię elektryczną w cenie konkurencyjnej dla ceny energii produkowanej w elektrowniach wykorzystujących duże reaktory typu LWR. Jest to podstawowe ograniczenie, ale i wyzwanie, motywacja do opracowania nowych typów reaktorów. Szczególnie zaawansowane są prace nad wspomnianymi już reaktorami typu HTR i niewielkimi reaktorami chłodzonymi wodą. Dziś trudno ocenić, jaka technologia opanuje rynek średnich i małych reaktorów jądrowych. Koniecznie należy też podkreślić, że warunkiem powstania tego rynku będzie powszechnie akceptowana polityczna wizja umożliwiająca budowę wielu, stosunkowo tanich (ale i o małej mocy) reaktorów jądrowych. Taka wizja rozwoju energetyki jądrowej budzi jednak niepokój. Duże rozpowszechnienie rozproszonej energetyki jądrowej utrudni kontrolę nad nią, kontrolę nad tym, czy technologie jądrowe nie są wykorzystywane w programach militarnych. Konieczne jest zatem wcześniejsze wprowadzenie odpowiednich ram prawnych, standardów technologii, możliwości nadzoru organizacji międzynarodowych nad tysiącami małych instalacji (dziś na świecie jest mniej niż 500 reaktorów energetycznych). Literatura do rozdziału Pieńkowski L.: Przegląd rozwojowych technologii zeroemisyjnych związanych z energetyką jądrową na potrzeby projektu pt: Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do Warszawa 2009 (niepublikowana) World Energy Outlook 2006: ( Nuclear Technology Review 2008, IAEA/NTR/2008, August 2008: Nuclear Power and Sustainable Development, IAEA, April 2006: Climate Change and Nuclear Power 2008, IAEA, November 2008: Nuclear Energy Status and Outlook, H-Holger Rogner and A. McDonald, 20th World EnergyCongress, Rome, Italy, November 2007: The Role of Nuclear Power in a Low Carbon UK Economy, Consultation Document, May 2007: The Future of Nuclear Power; An Interdisciplinary MIT Study: Nuclear Energy Outlook 2008, Executive Summary, NEA: 111

112 8.10. A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems: Nuclear Energy Today: Strategic Research Agenda, Final Draft, Sustainable Nuclear Energy Technology Platform: World Energy Outlook 2007: World Energy Outlook 2008, Executive summary: IAEA: Infrastructure Support for Member States Interested in Nuclear Power: Nuclear Energy Today, s. 59, rysynek 7.1: Informacja rządu z 13 stycznia 2009 roku: Nuclear Technology Review 2008, IAEA/NTR/2008, August 2008: Nuclear Power and Sustainable Development, IAEA, April 2006: Nuclear Technology Review 2008, IAEA/NTR/2008, August 2008: Nuclear Energy Today, s. 60, rys. 7.2: Raport NEA Nuclear Energy Today, s. 60, rys. 7.2: Nuclear Energy Status and Outlook, H-Holger Rogner and A. McDonald, 20th World Energy Congress, Rome, Italy, November 2007, s. 2, rys. 1: Nuclear Energy Outlook 2008, Executive Summary, NEA: Ustawa Prawo atomowe z dnia 29 listopada 2000 r., wraz z późniejszymi zmianami: Dz. U. z 2007 r. Nr 42, poz. 276, z 2008 r. Nr 93, poz. 583, Nr 227, poz. 1505, z 2009 r. Nr 18, poz Raporty fabryki w La Haggue:

113 9. Oszczędność energii w różnych sektorach przemysłowych i dziedzinach życia 9.1. Budownictwo W Polsce sektor mieszkalnictwa zużywa około 33% całkowitej ilości energii finalnej. W gospodarstwach domowych energia w postaci ciepła jest wykorzystywana głównie (stanowi to około 86,6 % całkowitego zużycia energii) do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Obecnie projektowane budynki muszą spełniać warunki określone w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75, poz. 690, z późniejszymi zmianami). Zmiany wymagań w zakresie energochłonności budynków mieszkalnych w Polsce oraz przykładowe wymagania w zakresie ochrony cieplnej w różnych krajach UE przedstawiono w tabeli 9.1. Tabela 9.1. Porównanie standardów energetycznych budynków w Polsce i innych krajach [9.1.1] Kraj Budynki wznoszone Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło EA w latach (kwh/m 2 rok) Polska do od Niemcy od planowane Szwajcaria obecnie dom energooszczędny 55 Szwecja obecnie W Polsce zapotrzebowanie na energię cieplną do ogrzewania budynków tradycyjnych dochodzi nawet do 220 kwh/m 2 rok, co w przybliżeniu odpowiada 22 litrom oleju opałowego lub 22 m 3 gazu E na metr kwadratowy ogrzewanej powierzchni. W przypadku budynków tradycyjnych o lepszych rozwiązaniach, zapotrzebowanie to wynosi przeciętnie 120 kwh/m 2 rok. Podstawowym zadaniem budownictwa jest ograniczanie strat ciepła. W zakresie minimalizacji strat ciepła w budynkach istniejących są dostępne następujące rozwiązania techniczne: termoizolacja przegród zewnętrznych, ograniczanie występowania mostków termicznych, uszczelnienie powłoki zewnętrznej budynku, stosowanie stolarki okiennej i drzwiowej o podwyższonych parametrach termicznych, odzysk ciepła ze zużytego powietrza wentylacyjnego. 113

114 Nowe trendy w budownictwie to: budownictwo energooszczędne, budownictwo pasywne, budownictwo ekologiczne, budownictwo zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju. Budynek energooszczędny Zgodnie z umownie przyjętą klasyfikacją uważa się, że budynek energooszczędny zużywa nie więcej niż 70% energii w porównaniu z budynkiem standardowym, którego zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania jest zgodne z minimalnym standardem określonym przez obowiązujące przepisy prawne. Typowe środki energooszczędności stosowane w budynku energooszczędnym to: izolacja termiczna ścian zewnętrznych minimum 15 cm grubości, stolarka budowlana o wysokiej termoizolacyjności, kontrolowana mechaniczna wentylacja, wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych do pokrycia części potrzeb energetycznych, możliwość wykorzystania pompy ciepła także w systemie ogrzewania. Budynki energooszczędne to obiekty, które cechuje niższe niż w przypadku tradycyjnego budownictwa zapotrzebowanie na ciepło, kształtujące się w przedziale kwh/m 2 rok. Budownictwo energooszczędne wykorzystuje inteligentne technologie, które umożliwiają uzyskanie wysokiego komfortu cieplnego budynków charakteryzujących się niskim zużyciem energii, a w związku z tym, niskimi kosztami eksploatacji. Budynek pasywny Zgodnie z umownie przyjętą klasyfikacją uważa się, że budynek pasywny zużywa nie więcej niż 30% energii w porównaniu z budynkiem standardowym. Jest to budynek o bardzo małym zapotrzebowaniu na energię do ogrzewania wnętrza, wynoszącym maksymalnie 15 kwh/m 2 powierzchni użytkowej na rok. Typowe środki energooszczędności stosowane w budynku pasywnym to: izolacja termiczna ścian zewnętrznych minimum 30 cm grubości, stolarka budowlana o najwyższych standardach termoizolacyjności, kontrolowana mechaniczna wentylacja z odzyskiem ciepła, wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych do pokrycia części potrzeb energetycznych (pasywne systemy ogrzewania słonecznego, kolektory słoneczne, turbina wiatrowa, ogniwa fotowoltaiczne), możliwość wykorzystania pompy ciepła także w systemie ogrzewania, odzysk ciepła ze ścieków. Budynek pasywny gwarantuje użytkownikom komfortowy klimat zarówno latem, jak i zimą, a komfort cieplny jest zapewniony przez pasywne źródła ciepła, takie jak energia słoneczna, urządzenia elektryczne, ciepło odzyskane z systemu wentylacji. Dla niedużych budynków pasywnych nie wymaga się tradycyjnej instalacji systemu 114

115 ogrzewania, lecz występuje nieznaczne awaryjne zapotrzebowanie grzewcze. Jest ono jednak na tyle znikome, że osobny system grzewczy jest zbyteczny. Budynek pasywny jest wtedy ogrzewany przez dogrzanie powietrza nawiewanego, ewentualnie przez niewielkie dodatkowe źródła ciepła. Zakłada się więc, że całkowite zapotrzebowanie na energię pierwotną do ogrzewania, podgrzewania wody użytkowej oraz zasilania urządzeń elektrycznych w budynku pasywnym nie przekracza 120 kwh/m 2 rok. W praktyce, spełnienie tego wymogu jest możliwe dopiero przez: maksymalizację zysków energetycznych z promieniowania słonecznego, zastosowanie kolektorów słonecznych lub pomp ciepła do podgrzewania wody użytkowej, doprowadzenie świeżego powietrza do systemu wentylacji mechanicznej przez gruntowy wymiennik ciepła, zastosowanie energooszczędnych urządzeń gospodarstwa domowego. Zasadę działania budynku wykonanego w standardzie pasywnym przedstawiono na rysunku 9.1. Rys Zasada działania budynku pasywnego [9.1.2] Prowadzone badania i doświadczenia doprowadziły do powstania budynków samowystarczalnych pod względem energetycznym tzw. budynki zeroenergetyczne. W tych eksperymentalnych domach w ogóle nie korzysta się z konwencjonalnych źródeł energii ani do ogrzewania, ani do oświetlania, ani nawet do zasilania sprzętu 115

116 AGD. W ogólnym bilansie nie pobierają one energii ze źródeł zewnętrznych poza odnawialnymi źródłami energii, takimi jak np. energia promieniowania słonecznego czy też energia wiatru. W perspektywie najbliższych kilkudziesięciu lat kolejnym krokiem w rozwoju technik ograniczania zużycia energii w budownictwie będą domy, które mogą produkować energię i jej nadwyżki sprzedawać do krajowej sieci energetycznej. Jednak te super nowoczesne technologie są zbyt kosztowne i stosowanie ich nie jest jeszcze ekonomicznie uzasadnione. Można wyróżnić dwie kategorie takiego budownictwa (budownictwo pasywne): 1) budynki zeroenergetyczne budynki samowystarczalne energetycznie, 2) budynki plusenergetyczne budynki o dodatnim saldzie energetycznym. BUDYNKI ZEROENERGETYCZNE nie zużywają per saldo energii od dostawców zewnętrznych; definicja dopuszcza używanie dostarczanej z zewnątrz energii odnawialnej w postaci biomasy lub biopaliw. Typowe środki energooszczędności stosowane w budynku zerooenergetycznym to: izolacja termiczna ścian zewnętrznych grubości minimum 40 cm, stolarka budowlana o najwyższych standardach termoizolacyjności, kontrolowana mechanicznie wentylacja z odzyskiem ciepła, wykorzystanie rozbudowanego systemu wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych do pokrycia części potrzeb energetycznych (pasywne systemy ogrzewania słonecznego, kolektory słoneczne, turbina wiatrowa, ogniwa fotowoltaiczne). BUDYNKI PLUSENERGETYCZNE to budynki o dodatnim bilansie energii; oznacza to, że w bilansie rocznym więcej energii budynek produkuje niż sam zużywa. Dom taki jest zintegrowany energetycznie z samochodem. Warto zauważyć, że jeśli samochodu używamy jako środka transportu średnio przez 1,2 godziny dziennie, a takie są statystyki, to w ciągu roku, przez 95% czasu samochód stoi bezużytecznie. Nowoczesne samochody to wyrafinowane układy energetyczne, np. samochody hybrydowe wyposażone w ogniwa paliwowe i zasilane dodatkowo energią elektryczną wytwarzaną w ogniwach fotowoltaicznych. Takie samochody, zamiast bezużytecznie stać w garażu, kiedy ich nie potrzebujemy jako środka transportu, mogą być włączone w domowy system energetyczny. Ogniwa paliwowe samochodu mogą produkować energię elektryczną przez okrągłą dobę! Firma Ecofys, znany w świecie konsultant energetyczny, wykonała projekt takiego domowego systemu energetycznego. Nadmiar produkowanej w systemie energii sprzedawany jest do sieci energetycznej, przynosząc przychody ze sprzedaży energii! Budynek ekologiczny to budynek, który minimalnie odddziaływuje na środowisko i jednocześnie spełnia wymagania higieniczne (jest zdrowy ) jego użytkowników. Budynek zgodny z zasadami zrównoważonego rozwoju. Strategia zrównoważonego rozwoju w budownictwie to redukcja emisji związków węgla w sektorze budowlanym, zmniejszenie do zera ilości odpadów netto pochodzących z placu budowy, wypracowanie dobrowolnych porozumień dotyczących redukcji emisji związków wę- 116

117 gla w przemyśle budowlanym oraz zwiększenie liczby pracowników uczestniczących w programach szkoleniowych. Projekty budowlane są oceniane z uwzględnieniem trzech aspektów: odpowiedni dla ludzi (zrównoważony rozwój społeczny), zgodny z przeznaczeniem (zrównoważony rozwój finansowy lub ekonomiczny) oraz bezpieczny dla środowiska (zrównoważony rozwój ekologiczny). Zrównoważone projekty wymagają zazwyczaj większych wstępnych środków inwestycyjnych, natomiast budżety operacyjne projektów w budownictwie są zwykle ograniczone. Podstawowe wymogi dla budynków wznoszonych w standardzie energooszczędnym i pasywnym przedstawiono w tabeli 9.2. Tabela 9.2. Podstawowe wymogi dla budownictwa energooszczędnego i pasywnego [9.1.1] Lp. Kryterium budynek energooszczędny 7-litrowy * Typ budynku budynek energooszczędny 5-litrowy * budynek energooszczędny 3-litrowy * budynek pasywny 1 Zapotrzebowanie na energię do ogrzewania 70 kwh/m 2 rok 50 kwh/m 2 rok 30 kwh/m 2 rok 15 kwh/m 2 rok 2 Maksymalne zapotrzebowanie na moc do ogrzewania 47 W/m 2 33 W/m 2 20 W/m 2 10 W/m 2 3 Współczynnik przenikania ciepła (strat ciepła) przez 0,15 przegrody zewnętrzne (ściany, dach, płyty podłogowe) W/m 2 K 4 Współczynnik przenikania ciepła okien: - rama - szyba 1,1 W/m 2 K 1,1 W/m 2 K 1,1 W/m 2 K 0,6 W/m 2 K 1,1 W/m 2 K 0,6 W/m 2 K 0,8 W/m 2 K 0,6 W/m 2 K 5 Szczelność budynku n50 0,6 l/h 6 Wentylacja grawitacyjna grawitacyjna mechaniczna mechaniczna sprawność rekuperatora 75 % 80 % 7 Zużycie energii pierwotnej do zaspokojenia wszystkich potrzeb energetycznych domu kwh/m 2 rok 120 * Podane wartości dotyczą objętości oleju opałowego zużywanego na m 2 ogrzewanej powierzchni w ciągu roku. Energochłonność różnych typów budynków w rozbiciu na energię do poszczególnych celów przedstawiono na rysunku 9.2. Na rysunku 9.3 przedstawiono bilans strat i zysków ciepła w budynku tradycyjnym i pasywnym. 117

118 Rys Porównanie zużycia energii w budynkach pasywnych, energooszczędnych i tradycyjnych [9.1.2] Rys Bilans cieplny budynku tradycyjnego i pasywnego [9.1.2] Budowa budynku w standardzie pasywnym wiąże się z koniecznością poniesienia wyższych nakładów inwestycyjnych w stosunku do nakładów na budowę zbliżonego budynku o standardowych parametrach. W Polsce, ze względu na niewystarczającą ilość danych dotyczących budowy i eksploatacji budynków pasywnych, nie można precyzyjnie oszacować różnicy tych kosztów. Wykonane analizy kosztów budowy mieszkalnego budynku pasywnego w Polsce wykazują, że jest on droższy od domu standardowego o 36%, podczas gdy w Niemczech czy Austrii zaledwie o około 7%. Koszt budowy domu energooszczędnego jest znacznie niższy od kosztu budowy domu pasywnego. Nakład inwestycji jest wyższy jedynie o około 7% w porównaniu z do- 118

119 mem standardowym. W tabeli 9.3 porównano nakłady inwestycyjne oraz koszty ogrzewania w przypadku domu pasywnego, energooszczędnego i standardowego. Tabela 9.3. Różnice w kosztach inwestycyjnych oraz w kosztach ogrzewania domu pasywnego, energooszczędnego i standardowego [9.1.3] Wyszczególnienie Dom Dom Dom pasywny energooszczędny standardowy Powierzchnia netto, m 2 154,2 154,2 154,2 Roczne zapotrzebowanie na energię EA, kwh/m 2 rok 13,5 44,7 100 Koszt budowy pod klucz, zł Koszt 1 m 2 powierzchni netto, zł Różnica kosztów inwestycji w stosunku do domu standardowego LMP 160, zł Przewidywane koszty ogrzewania w odniesieniu do średniej krajowej (ok. 120 kwh/m 2 rok) (36%) (7%) 11% 37% 83% Budynki pasywne i energooszczędne charakteryzują niższe koszty utrzymania, wynikające z niskiego zużycia energii. Powstałe w ten sposób oszczędności pozwalają na zbilansowanie dodatkowych kosztów budowy. Dodatkowe koszty inwestycyjne budynku o podwyższonym standardzie energetycznym generuje głównie izolacja termiczna, stolarka okienna i drzwiowa, wentylacja mechaniczna z rekuperacją, sposób ogrzewania budynku, kolektory słoneczne oraz nakłady związane z dodatkowymi pracami, a domu pasywnym konieczność zastosowania gruntowego wymiennika ciepła. W tabeli 9.4 przedstawiono materiały i instalacje powodujące wzrost kosztów inwestycyjnych domów pasywnych i energooszczędnych w odniesieniu do budynku standardowego. Tabela 9.4. Porównanie kosztów materiałów i instalacji powodujących wzrost kosztów inwestycji w budownictwie energooszczędnym i pasywnym [9.1.3] Izolacje termiczne: - fundamenty - posadzka - ściany - dach Wyszczególnienie Dom pasywny zł 2700 zł 5300 zł zł zł Dom energooszczędny DCP zł 2900 zł 3600 zł zł 0 Dom standardowy LMP zł 1100 zł 1600 zł zł 8700 zł zł Stolarka zł zł zł Wentylacja, ogrzewanie, kolektory zł zł zł Dodatkowe nakłady: likwidacja mostków termicznych, 2800 zł uszczelnienia okien, dachu, ścian Gruntowy wymiennik ciepła 9300 zł Dodatkowe nakłady finansowe razem zł zł 0 Krytycznym punktem zwiększania nakładów inwestycyjnych na poprawienie energooszczędności budynku jest moment, kiedy obiekt osiągnie przyjętą wartość kryterialną zapotrzebowania na energię dla budynków pasywnych (15 kwh/m 2 rok). Wielkość ta umożliwia rezygnację z konwencjonalnej instalacji centralnego ogrzewania. W takiej sytuacji koszty całkowite zostają zmniejszone o wartość instalacji cen- 119

120 tralnego ogrzewania oraz koszt jej eksploatacji do poziomu, który czyni taką inwestycję opłacalną z ekonomicznego punktu widzenia (rys. 9.4). Rys Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne ponoszone w zależności od standardu energetycznego budynku [9.1.2] Opisane technologie budownictwa energooszczędnego są już dobrze rozwinięte i ustawodawstwo krajowe, wzorowane na unijnych obowiązujących i projektowanych uregulowaniach prawnych, ma na celu upowszechnienie ich stosowania w modernizacji budynków starych i w nowo budowanych. Literatura do podrozdziału Bieniecki M., Olejniczak K., Ćwieczek M.: Przegląd rozwojowych metod oszczędności energii w zakresie budownictwa na potrzeby projektu pt: Zeroemisyjna gospodarka energią w warunkach zrównoważonego rozwoju Polski do 2050 roku. Katowice 2009 (niepublikowana) Budynki pasywne mistrzowie oszczędzania energii. Krajowy Ruch Ekologiczno- Społeczny Lipiński M.: Pasywny czy energooszczędny? Doradca Energetyczny 2007 nr Piotrowski R., Dominiak P.: Budowa domu pasywnego krok po kroku. Przewodnik Budowlany Wnuk R.: Budowa domu pasywnego w praktyce. Przewodnik Budowlany Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie z dn r. (Dz. U. Nr 75, poz. 690) PN-83/B-03430/Az3:2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej PN-73/B Wentylacja mechaniczna w budownictwie. Wymagania Marchwiński J.: Niskoenergetyczny budynek przemysłowy. Fabryka Sur-Tec. Doradca Energetyczny 2007 nr Wnuk R.: Instalacje w domu energooszczędnym i pasywnym. Przewodnik Budowlany Feist W., Schlagowski G.: Podstawy budownictwa pasywnego. Gdańsk, PIBP. 120