Efektywność energetyczna - Najlepsze praktyki na przykładzie Szwecji - Wnioski dla Polski?

Transkrypt

1 Ekologicznie Efektywna Gospodarka w Szwecji Efektywność energetyczna - Najlepsze praktyki na przykładzie Szwecji - Wnioski dla Polski? Sztokholm Sztokholm Warszawa, marzec 2011r. Gunnar Haglund Ambasada Szwecji w Warszawie gunnar.haglund@foreign.ministry.se

2 Kryzys naftowy Na początku lat 70-ych, Szwecja była krajem najbardziej zależnym od ropy naftowej pośród wszystkich krajów przemysłowych Świata , 1979 A dzisiaj Szwecja jest prawie zupełnie niezależna od zagranicznych dostaw paliw kopalnych do produkcji ciepła i energii elektrycznej z wyłączeniem transportu. - Jak do tego doszło? Szwecja nie ma ropy, węgla ani gazu ziemnego...

3 Energooszczędność i energoefektywność w Szwecji PKB Index 1980 = Końcowe zużycie energii 60 Energia/PKB = większa efektywność 1980r. 2006r. (8,3 mil. Szwedów) (9,1 mil. Szwedów / 10% więcej) Najtańsza energia to ta energia, która nigdy nie została wyprodukowana!

4 Energia geotermalna, Pompy ciepła Przemysłowe odpady ciepla Sieć Miasto = Rynek ciepła Energia z odpadów komunalnych Paliwa kopalne, Maksymalne obciazenie 50% ciepła w Szwecji 25% ciepła woda użytkowa Kluczem we Szwecji jest sieć ciepłownicza, która umożliwia pewną, przewidywalną i efektywną dystrybucję ciepła oraz zagospodarowanie różnych rodzajów ciepła E m b a s s y odpadowego! o f S w e d e n, W a r s a w Elektrociepłownia na biopaliwo

5 Paliwa kopalne Odpady komunalne itp. Pozostałe: Biopaliwa, przemysłowe ciepło odpadowe, energia elektryczna, energia geotermalna, torf 50 procent ciepła w Polsce % Paliwa zużywane do produkcji ciepła dla sieci ciepłowniczej i energii elektrycznej w kogeneracji w roku 2005 Powierzchnie kół odpowiadają ilości całkowitego zużycia paliwa Source: Swedish Waste Managment and Euroheat and Power (2007)

6 Struktura zużycia paliwa dla sieci ciepłowniczej w Szwecji 1981r. Σ 27 TWh Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Ciepło odpad. przem. 3% Pozostałe 5% Ciepło odpadowe przemysłowe 3% Pozostałe 5% 2006r. Σ 47,5 TWh 50% ciepła używanego w Szwecji! Alternatywne źródła energii Odpady drzewne 29% Odpady drzewne 29% Uszlachętniona biomasa 8% Uszlachętniona biomasa 8% odpady drewne Przemysłowe odpady 3% drewne 3% Olej sosnowy 1% Olej sosnowy 1% Pozostałe odpady drewne 7% Pozostałe Odpady komunalne odpady 15% drewne 7% Gorąca woda 1% Odpady komunalne 15% Pompy ciepła 9% Gorąca woda 1% Energia elektryczna 1% Pompy ciepła 9% Ciepło odpadowe przemysłowe 7% Energia elektryczna 1% Gaz resztkowy 1% Ciepło odpadowe przemysłowe Torf 4% 7% Gaz resztkowy 1% Torf 4% Gaz ziemny 4% Olej opałowy 6% Węgiel 4%

7 Ciepło odpadowe przemysłowe Norrbottens Jernverk Huta Stali w Luleå mieszkańców Gaz resztkowy stanowi prawie 1 procent ciepła w szwedzkiej sieci ciepłowniczej

8 Kocioł Ciepło odpadowe przemysłowe Ok. 70 instalacji w całej Szwecji Wymiennik ciepła W mieście Borlänge 70% ciepła w sieci ciepłowniczej to ciepło odpadowe z papierni Kvarnsveden i huty stali SSAB/Domnarvet mieszkańców

9 Olofström 22 km Bromölla 5 km, Mörrum 5 km, Sölvesborg 7 km mieszk. Svängsta 13 km mieszk. Asarum 8 km mieszk. Ciepło odpadowe Karlshamn (95%) 7 km mieszk. przemysłowe w zachodnim Blekinge Mörrum, Nymölla

10 Ciepło odpadowe przemysłowe: <10% ciepła w sieci ciepłowniczej!

11 Struktura zużycia paliwa dla sieci ciepłowniczej w Szwecji 1981r. Σ 27 TWh Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Ciepło odpad. przem. 3% Pozostałe 5% Ciepło odpadowe przemysłowe 3% Pozostałe 5% 2006r. Σ 47,5 TWh 50% ciepła używanego w Szwecji! Alternatywne źródła energii Odpady drzewne 29% Odpady drzewne 29% Uszlachętniona biomasa 8% Uszlachętniona biomasa 8% odpady drewne Przemysłowe odpady 3% drewne 3% Olej sosnowy 1% Olej sosnowy 1% Pozostałe odpady drewne 7% Pozostałe Odpady komunalne odpady 15% drewne 7% Gorąca woda 1% Odpady komunalne 15% Pompy ciepła 9% Gorąca woda 1% Energia elektryczna 1% Pompy ciepła 9% Ciepło odpadowe przemysłowe 7% Energia elektryczna 1% Gaz resztkowy 1% Ciepło odpadowe przemysłowe Torf 4% 7% Gaz resztkowy 1% Torf 4% Gaz ziemny 4% Olej opałowy 6% Węgiel 4%

12 Im mniej odpadów, tym lepiej, ale... Odpady w Szwecji w roku ton odpadów komunalnych z gospodarstw domowych Każdy Szwed produkuje 511 kg odpadów na rok 3% składowane ( ton), a 97% odzyskane w następujący sposób... 1% - odpady niebezpieczne ( ton) 12,5% - odpady organiczne poddawane obróbce biologicznej ( ton) 48,5% - spalanie z odzyskiem energii ( ton) Segregacja u źródła, w domu! 35% - recykling materiałów ( ton) Opakowania (metal, szkło, plastik, papier), makulatura, metal, odpady elektroniczne ZSEE 50% gmin

13 Opłacałność A 31% Energia elektryczna 69% Opłata na bramie od tego, kto zostawia śmieci, czyli pan i pani Kowalscy Ekologia Opłacałność B 31% Energia elektryczna 34% Ciepło 8% Ciepło ze skraplania (25% ciepła woda) Para do przemysłu Para na chłód 1% Kondensat Materiał budowlany 26% Opłata na bramie Zwrot kosztów: - Plan: 5 lat - Wynik: 4 lata Spalarnia odpadów komunalnych w Linköping (2005)

14 Z 512 kg odpadów komunalnych przeciętny Szwed oddaje na składowisko tylko 20 kg na rok 31 spalarni 20 kg Sztokholm 20% ciepła Göteborg 30% ciepła Średnia szwedzka gminna opłata odpadowa za domostwo w mieście wynosi ok 700 SEK/rok, czyli ok 300 PLN/rok, czyli ok 25 PLN/miesiąc. Malmö 60% ciepła

15 Odpady komunalne >15% ciepła w sieci ciepłowniczej

16 Struktura zużycia paliwa dla Odpady drzewne 29% sieci ciepłowniczej w Szwecji Odpady drzewne 29% 1981r. Σ 27 TWh Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Ciepło odpad. przem. 3% Pozostałe 5% Ciepło odpadowe przemysłowe 3% Pozostałe 5% 2006r. Σ 47,5 TWh 50% ciepła używanego w Szwecji! Alternatywne źródła energii Uszlachętniona biomasa 8% Uszlachętniona biomasa 8% odpady drewne Przemysłowe odpady 3% drewne 3% Olej sosnowy 1% Olej sosnowy 1% Pozostałe odpady drewne 7% Odpady Pozostałe komunalne odpady 15% drewne 7% Gorąca woda 1% Odpady komunalne 15% Pompy ciepła 9% Gorąca woda 1% Energia elektryczna 1% Pompy ciepła 9% Ciepło odpadowe przemysłowe 7% Energia elektryczna 1% Gaz resztkowy 1% Ciepło odpadowe przemysłowe Torf 4% 7% Gaz resztkowy 1% Torf 4% Gaz ziemny 4% Olej opałowy 6% Węgiel 4%

17 325 GWh ciepła 70 GWh energii elektrycznej <50% Nie ma dachu! Wilgotne paliwo! Miasto Kristianstad Gmina Kristianstad Odzysk energii = 1 reaktor atomowy rocznie za darmo!

18 Igelstaverket pod Sztokholmem Miasta: Södertälje-Botkyrka-Huddinge-Salem inv 2500 GWh ciepła 550 GWh energii elektrycznej

19 Biomasa z odpadów leśnych i rolniczych oraz z roślin energetycznych Odpady leśne Wierzba Polska Szwecja Lasy / powierzchnia mln. ha 9,2 27 Uzysk drewna w milionach m Zużycie energii zewnetrznej? 125 TWh (450 PJ) Areał pod uprawą 6 razy większy w Polsce!

20 2 miliony hektarów => ok. 25 TWh energii elektrycznej => ok. 80 TWh ciepła Dziś w PL 100 TWh ciepła w sieci ciepłowniczej Słoma, siano, drewno z sadownictwa, zasoby leśne, drewno odpadowe przemysłowe, drewno poużytkowe

21 Bilans zasobów biomasy i podstawowe kierunki jej pozyskania (J. Bzowski, 2006) Rodzaj biomasy stałej Potencjał Wykorzystanie PJ/rok % PJ/rok % Słoma ,1 1,5 0,9 Siano 10,0 10,0 0,0 0,0 Drewno z sadownictwa 15,0 2,3 1,0 0,6 Rośliny energetyczne ,9 0,3 0,2 Biomasa rolnicza razem 351,0 52,8 2,8 1,7 Zasoby leśne 240,0 36,1 104,0 65,0 Drzewne odpady przemysłowe 30,0 4,5 24,0 15,0 Drewno poużytkowe 43,0 6,5 29,0 18,1 Drewno z pielęgnacji dróg 1,0 0,2 0,1 0,1 Biomasa stała razem 665,0 100,0 160,0 100,0 100 TWh = 360 PJ = 185 TWh

22 Wierzba energetyczna w mieście Enköping Redukcja związków azotu do Bałtyku - Projekt Nynäs od 2001 roku mieszkańców 80 hektarów wierzby 15 procent paliwa Zimą kg N/rok

23 Województwo Uppsala Metale ciężkie Cd 9,8 g/ha i rok z ziemi do kotła Cd 90% w filtrze Cd 10% w żużlu Bezpieczne składowisko Cd ok. 1,0 g/ha i rok z powrotem do ziemi zużel=bionawóz

24 Popioły jako bionawóz w leśnictwie i rolnictwie Współspalanie? Nie! Sztuczne nawozy są drogie...

25 Odpady leśne <50% ciepła w sieci ciepłowniczej!

26 Struktura zużycia paliwa dla sieci ciepłowniczej w Szwecji 1981r. Σ 27 TWh Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Ciepło odpad. przem. 3% Pozostałe 5% Ciepło odpadowe przemysłowe 3% Pozostałe 5% 2006r. Σ 47,5 TWh 50% ciepła używanego w Szwecji! Alternatywne źródła energii Odpady drzewne 29% Odpady drzewne 29% Uszlachętniona biomasa 8% Uszlachętniona biomasa 8% odpady drewne Przemysłowe odpady 3% drewne 3% Olej sosnowy 1% Olej sosnowy 1% Pozostałe odpady drewne 7% Pozostałe Odpady komunalne odpady 15% drewne 7% Gorąca woda 1% Odpady komunalne 15% Pompy ciepła 9% Gorąca woda 1% Energia elektryczna 1% Pompy ciepła 9% Ciepło odpadowe przemysłowe 7% Energia elektryczna 1% Gaz resztkowy 1% Ciepło odpadowe przemysłowe Torf 4% 7% Gaz resztkowy 1% Torf 4% Gaz ziemny 4% Olej opałowy 6% Węgiel 4%

27 Szwedzkie oczyszczalnie ścieków Energia ze oczyszczonych ścieków Produkcja ciepła: GWh Öresundsverket, Helsingborg

28 Hammarbyverket w Sztokholmie Oczyszczone ścieki: o C Przy wyjściu + 1 o C

29 Hammarbyverket 4 pompy ciepła Rzeki, jeziora, morze Oczyszczone ścieki Para z spalania odpadów do pompy ciepła absorpcyjnej Ciepło systemowe Chłodzenie systemowe Znaczy to, że zużywając 1 kwh energii elektrycznej w pompie ciepła uzyskamy od 3 do 4 kwh energii cieplnej i 2 kwh chłodu.

30 Western Harbour Malmö Jeden wiatrak = prąd Morze = ciepło i chłód 6 wierceń = ciepło 6 wierceń = chłód

31 Pompy ciepła <10% ciepła w sieci ciepłowniczej!

32 Ok. 80% ciepła w szwedzkiej sieci ciepłowniczej, czyli 40% całego ciepła, pochodzi ze źródeł energii, które w wielu innych krajach świata nie są w ogóle wykorzystywane, lecz dosłownie marnowane.

33 Szwedzkie wnioski 1 Bardziej bezpieczni i bardziej niezależni Ekonomicznie i opłacalne Mniejsze koszty i lepsza konkurencyjność Ciepło + energia elektryczna = kogeneracja Wartość odpadów odpowiada co najmniej wartości wytworzonej z nich energii.

34 Szwedzkie wnioski 2 Miasta do mieszkańców powinno inwestować w ciepłownie opalane biomasą ( < 20 MW ) Miasta od do mieszkańców powinny inwestować w elektrociepłownie opalane biomasą ( > 20 MW ) Odpady komunalne powinny być utylizowane w miastach pow mieszkańców plus biomasa. ( ton odpadów/rok od mieszkańców)

35 Ciepłownictwo systemowe w Szwecji Występuje w ponad 570 miejscach (jest 133 miast, 290 gmin) Lokalne zatrudnienie Lokalna samowystarczalność: 100% ciepła, a 60% prądu (70-80% w zimie) Im więcej ciepła systemowego, tym więcej prądu Mniejsze zapotrzebowanie na magistrale energetyczne Mniejsze straty przesyłowe Gorąca woda użytkowa w kranie (25% ciepła)

36 700 m między rurami Elektrownie kondensacyjne i ciepło odpadowe (87%) Energia elektryczna Ciepło Elektrownia kondensacyjna Ko-generacja rozproszona Elektrownia kondensacyjna Ko-gen. z skraplanią / biomasa 150 TWh => 300 TWh 50 TWh <= 100 TWh 100 TWh => 200 TWh 31 TWh <= 100 TWh

37 Biogaz z odpadów komunalnych W Szwecji nie ma sieci gazowej i dlatego biometan jest używany do napędu pojazdów komunalnych. W miastach Borås, Helsingborg, Linköping i Västerås (po około mieszkańców) wszystkie autobusy i śmieciarki napędzane są tak wytworzonym biogazem. W ten sposób uzyskujemy energię równocześnie rozwiązując problem odpadowy Source: NSR Don t waste the waste!!!

38 Wszystkie substraty mieszać! Frakcja biologiczna odpadów komunalnych Odpady z przemysłu owocowego i sadowniczego Odpady z mleczarni i rzeźni Odpady z sklepów: Najlepiej spożyć przed... Odpady żywnościowe z restauracji, szkół, szpitali itd. Wszystkie odpady biologiczne z rolnictwa Odchody krowy, świnie, kury Osady ściekowe z oczyszczalni ścieków komunalnych lub przemysłowych Właściciel odpadów musi zapłacić, aby się ich pozbyć, co powoduje, że produkcja biogazu na bazie odpadów jest o wiele tańsza niż produkcja na bazie uprawianych substratów, za które trzeba płacić rolnikom, które oczywiście mogli uprawiać i sprzedawać coś innego.

39 Odpady to energia Biogaz! Szwedzkie doświadczenia Gospodarować odpady biologiczne z obszaru o średnicy 50 km. Budować większe instalacje na ok ton substratu, które posiadają potencjał energetyczny na ok. 1 MW energii elektrycznej i więcej niż 1 MW ciepła. Powiat, a nie gmina Do 30% (40%) rośliny energetyczne. Produkować energię elektryczną i komercyjnie korzystać z powstałego odpadowego ciepła w sieci ciepłowniczej.

40 Całkowity potencjał produkcji biogazu z krajowych odpadów w Szwecji 10,6 TWh - z ograniczeniem, ale bez odpadów leśnych! Rolnictwo 76% (Słoma 41%, rośliny 19%, G 17%. ) Biologiczna frakcja odpadów komunalnych 7% Przemysł żywnościowy, inny przemysł 10% Osady ściekowe 7% Odpadów z parków i ogrodów 0%

41 Rozlewanie bionawozu Source: NSR

42 Szwedzkie oczyszczalnie ścieków Energia ze ścieków Produkcja energii: GWh - Ciepło Biogaz 600 Całkowita użyta energia: 930 GWh - Elektryczność Inne 300 Öresundsverket, Helsingborg Przeciętna oczyszczalnia ścieków w Szwecji produkuje 3 razy więcej energii niż sama zużywa

43 Efektywność +50% Energia geotermalna Pompy ciepła Bioenergia +79% od 1990r. -85% CO 2 od 1981r. 3x20 Przemysłowe odpady ciepla Sieć Rynek ciepła Energia z odpadów 50% ciepła w Szwecji Biogaz Paliwa kopalne, Maksymalne obciazenie ok. 25% to ciepła woda użytkowa Sieć gazowa Elektrociepłownia na biopaliwo Transport

44 Planowanie krajobrazu Woda i ścieki Publiczni i prywatni podmioty Odpady Transport Budownictwo Energia Funkcje miejskie

45

46 Dzielnica zero-emisyjna w budowie Norra Djurgårdsstaden Royal Seaport

47 Linköping mieszkańców Norrköping mieszkańców Prąd Prąd Biodiesel EC Oczyszczalnia Osady Odpady Ciepło / Chłód Ścieki MIASTO P.S. Odpady EC Ciepło / Chłód Ścieki Oczyszczalnia Para Osady Biogazownia Bionawóz Odpady żywnościowe Restauracje Żywność Przemysł żywnośćiowy Mięso mleko warzywa Fabryka biodiesla Sieć biogazowa P.S. Biogazownia Biodiesel Bionawóz Paliwo samochodowe Rośliny Biogazownia Pasze Fabryka etanolu Bionawóz... Bioetanol Zboże WIEŚ

48 Linköping mieszkańców Norrköping mieszkańców Biodiesel Prąd Prąd EC Odpady EC Odpady Ciepło / Chłód MIASTO Ciepło / Chłód Oczyszczalnia Ścieki Ścieki Oczyszczalnia Para Osady P.S. Osady Biogazownia Bionawóz Odpady żywnościowe Restauracje Żywność Prezmysł żywnośćiowy Mięso mleko warzywa Fabryka biodiesla Sieć biogazowa P.S. Biogazownia Biodiesel Bionawóz Paliwo samochodowe Rośliny Odpady biol. Biogazownia Pasze Fabryka etanolu Bionawóz... Bioetanol Zboże WIEŚ

49 Duża ilośc serwatki powstaje przy produkcji sera Ser Westerbotten Tradycyjnie wykorzystywana jest jako karma dla zwierząt Ultrafiltracja oddziela dużą zawartość protein z serwatki Proteiny - surowce w nowych artykułach spożywczych Pozostała część, ścieki i inne odpady ulegają procesowi fermentacji = biogaz Rocznie produkuje się ok MWh biogazu Oprócz tego uzyskuje się MWh energii za pomocą pomp cieplnych Uzyskany biogaz zastępuje ropę Produkcja biogazu z serwatki Zmniejszono zużycie oleju opałowego o odpowiednik m3 w skali roku Mleczarnia wytwarza dużą część własnego zapotrzebowania na energię Redukcja emisji: NOx zmniejszony o 9,3 ton/r, SOx 3,9 ton/r i CO2 o ton/r Oszczędza się na transporcie około km na rok Zwrot kosztów inwestycji po 6-8 latach

50 Index Udział bioenergii oraz PKB i emisje CO 2 w Szwecji Czy te rozwiązania Bioenergia +79 % były niekorzystne dla Szwecji? PKB +48% Emisje CO 2-9% Rok

51 Polska ma bardzo dobre warunki! 1. Sieć ciepłownicza 2. Sieć gazowa 3. Dużo ludzi = dużo odpadów 4. Duży sektor rolniczy = dużo odpadów 5. Dużo ziemi na uprawy roślin energetycznych 6. Duże zakłady przemysłowe 7. Ko-generacja rozproszona

52 Zacznij tam gdzie najłatwiej! Zbieraj te owoce, które wiszą najbliżej ziemi

53 Inteligentni uczą się na cudzych błędach, a nie na własnych! Zapraszam do Szwecji! Gunnar Haglund, Ambasada Szwecji w Warszawie gunnar.haglund@foreign.ministry.se