Energia odnawialna zmienia świat

Transkrypt

1 Energia odnawialna zmienia świat Dyrekcja Generalna ds. Energii

2 Europe Direct to serwis, który pomoże Państwu znaleźć odpowiedzi na pytania dotyczące Unii Europejskiej. Numer bezpłatnej infolinii *: * Niektórzy operatorzy telefonii komórkowej nie udostępniają połączeń z numerami lub pobierają za nie opłaty. Informacje na temat polityki Unii Europejskiej w zakresie energii odnawialnej są dostępne na stronie internetowej Dane katalogowe znajdują się na końcu niniejszej publikacji. Luksemburg: Urząd Publikacji Unii Europejskiej, 2011 ISBN doi: /59205 Unia Europejska, 2011 Powielanie dozwolone pod warunkiem podania źródła. Tekst ukończono w październiku 2010 r. Zdjęcie na okładce: istockphoto Zdjęcia dzięki uprzejmości: Unii Europejskiej, istockphoto, Kyrana O Neilla w imieniu The Convention Centre Dublin, Shutterstock Printed in Belgium WYDRUKOWANO NA PAPIERZE BIAŁYM BEZCHLOROWYM

3 Przedmowa Nigdy wcześniej polityka europejska w zakresie energii odnawialnej nie była aż tak ważna. Energia odnawialna odgrywa zasadniczą rolę w ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych oraz innych form zanieczyszczenia, różnicowaniu źródeł oraz poprawie bezpieczeństwa dostaw energii, jak również zapewnieniu przodującego na świecie przemysłu technologii czystej energii. Z tego właśnie względu przywódcy Unii Europejskiej uzgodnili prawnie wiążące cele krajowe w zakresie zwiększenia udziału energii odnawialnej, zakładające osiągnięcie poziomu 20% w całej Unii do 2020 r. Cele te, ujęte w dyrektywie dotyczącej energii odnawialnej, stanowią najważniejszy punkt europejskich ram regulacyjnych w tej dziedzinie. Europejski strategiczny plan w dziedzinie technologii energetycznych zapewnia ramy rozwoju nowych inicjatyw przemysłowych. Normy w zakresie etykiet efektywności energetycznej oraz ekoprojektowania energetycznego pomagają poprawić efektywność energetyczną oraz zredukować zużycie energii. Dyrektywa dotycząca energii odnawialnej wymaga, aby planowanie, szkolenie, kryteria zrównoważenia i inne reformy regulacyjne zapewniały powszechne stosowanie czystych technologii na rzecz osiągnięcia wyznaczonego celu w wysokości 20%. Wskazane ramy europejskie powinny pomóc w przejściu ku bardziej zrównoważonym źródłom energii. Krajowe i regionalne władze muszą zatem podjąć środki i ograniczyć przeszkody, natomiast obywatele jako konsumenci energii, pracownicy, gospodarstwa domowe oraz producenci energii mogą aktywnie ograniczać jej zużycie oraz uczynić takie zużycie bardziej ekologicznym. W niniejszej broszurze przestawiono zarys ram regulacyjnych oraz objaśniono rozmaite technologie będące do naszej dyspozycji bądź znajdujące się na etapie rozwoju, dzięki którym cel 20% może okazać się pierwszym krokiem w kierunku przyszłości niskoemisyjnej energii. Wierzę, że nasze miejsca pracy, nasz przemysł, nasza przyszłość oraz planeta zależą od tego. Razem możemy zmienić naszą przyszłość na lepsze! Günther Oettinger Komisarz europejski ds. energii 1

4

5 Spis treści Popyt na energię odnawialną 4 Ochrona środowiska 4 Zabezpieczenie dostaw energii 5 Pobudzanie gospodarki 5 Zastosowanie energii odnawialnej 6 Elektryczność 6 Ogrzewanie i chłodzenie 7 Transport 7 Energia odnawialna w UE wizja na 2020 r. 8 Zmiana klimatu a cele efektywności energetycznej 10 Jak osiągnąć wyznaczone cele? 11 Najważniejsze rodzaje energii odnawialnej 12 Bioenergia: biomasa, biogaz i biopaliwa 12 Energia słoneczna 14 Energia wiatrowa 17 Energia oceaniczna 18 Energia wodna 19 Energia geotermalna i pompy ciepła 20 Spojrzenie w przyszłość 21 Inteligentna energia 21 Strategiczny plan w dziedzinie technologii energetycznych 22 Perspektywy na lata 2020 i

6 Popyt na energię odnawialną Miliony ludzi w całej Europie starają się żyć bardziej ekologicznie. Dążymy do ograniczenia zanieczyszczeń oraz własnego śladu węglowego, jednak nie zawsze jest to łatwe. Na szczeblu europejskim Unia Europejska wdraża polityki, które pomogą nam zrealizować te cele. Zastosowanie odnawialnych źródeł energii to skuteczny sposób, by uczynić nasze dostawy energii bardziej przyjaznymi dla środowiska. Wielu obywateli UE chciałoby uzyskać więcej informacji na temat tego, czym są odnawialne źródła energii oraz jak można je najlepiej wykorzystać. Mamy nadzieję, że niniejsza broszura przedstawi takie niezbędne informacje. Dlaczego zatem energia odnawialna jest tak atrakcyjna? Odpowiedź na to pytanie jest bardzo prosta. Umożliwia ona nam zróżnicowanie źródeł energii oraz ograniczenie naszej nadmiernej zależności od gazu, węgla i ropy. Stanowi więc najpewniejszy środek prowadzący do zmniejszenia emisji oraz poprawy bezpieczeństwa dostaw energii. Ponadto w okresie gospodarczej niepewności to właśnie sektor technologii energii odnawialnych stale się rozwija, zapewniając miejsca pracy i powstawanie nowych technologii, dzięki czemu pomaga Europie zachować jej czołową pozycję w zakresie globalnych innowacji przemysłowych. Ochrona środowiska Sposób pozyskiwania energii jest kluczowy dla wysiłków na rzecz przeciwdziałania zmianom klimatycznym oraz ograniczania zanieczyszczeń. Nasze bieżące zaopatrzenie w energię nadal zdominowane jest przez paliwa kopalne, które podczas spalania emitują gazy cieplarniane. Natomiast odnawialne źródła energii w całym okresie eksploatacji nie emitują gazów cieplarnianych bądź emitują jedynie niewielkie ich ilości. Zwiększenie ich udziału w koszyku źródeł energii pomoże ograniczyć emisję takich gazów oraz zredukować nasz zbiorowy ślad węglowy. Udział energii odnawialnych 1 na poziomie 20% może ograniczyć roczne emisje dwutlenku węgla o Mt. Energia odnawialna pomoże także zredukować zanieczyszczenie powietrza, wpływając tym samym bezpośrednio na nasze zdrowie. 4 1 Na podstawie pomiaru końcowego zużycia energii brutto (GFEC).

7 Zabezpieczenie dostaw energii Państwa UE są w coraz większej mierze zależne od importu paliw kopalnych (ropy i gazu), wykorzystywanych w transporcie i do produkcji elektryczności. Około połowy energii zużywanej w Unii Europejskiej pochodzi z importu. Co więcej, paliwa kopalne stanowią 78% wewnętrznego zużycia energii brutto w UE (zob. wykres). Europa odnosi korzyści z rozszerzenia zakresu dostępnych paliw do produkcji energii, a także źródeł oraz liczby dostawców takich paliw. Zróżnicowanie takie ogranicza ryzyko przerw w dostawach oraz zmienność cen, jak również pobudza efektywność przez zwiększanie konkurencji w sektorze energetycznym. Udział energii odnawialnych na poziomie 20% może zredukować o 200 Mtoe 2 wielkość importu paliw kopalnych rocznie 3. Wewnętrzne zużycie brutto według paliwa (UE-27, 2008) Pobudzanie gospodarki Energia ze źródeł odnawialnych to także doskonała okazja do pobudzenia przemysłowej konkurencyjności Europy. Rozwój nowych, niskoemisyjnych źródeł energii jest niezbędny, by uniknąć ogromnych kosztów wynikających ze zmiany klimatu i zanieczyszczenia, a utrzymanie Europy na czołowej pozycji w tej dziedzinie ma decydujące znaczenie dla gospodarki. Zaawansowany technologicznie, ekologiczny rozwój przemysłowy wnosi nową wartość w postaci ekologicznych miejsc pracy oraz wzmacnia przemysłową siłę Europy. Europejskie firmy aktualnie dominują w światowym sektorze produkcji energii odnawialnej, zatrudniając ponad 1,5 mln osób oraz generując obroty rzędu przeszło 50 mld euro. Trwały i silny wzrost sektora może przyczynić się do utworzenia kolejnego miliona miejsc pracy do 2020 r. oraz podwojenia, a nawet potrojenia wartości obrotów. Ropa 36,5% Gaz 24,5% Energia jądrowa 13,4% Źródła odnawialne 8,4% Paliwa stałe 17% Inne 0,2% Źródło: Eurostat. 2 Mln ton ekwiwalentu ropy. 3 Na podstawie pomiaru końcowego zużycia energii brutto (GFEC). 5

8 Zastosowanie energii odnawialnej Energia odnawialna może być wykorzystywana do zaspokajania wszystkich naszych potrzeb energetycznych do wytwarzania elektryczności, zapewnienia transportu oraz ogrzewania naszych domów. Różne rodzaje energii odnawialnej (zob. str ) można wykorzystywać na rozmaite sposoby, przy czym nie wszystkie nadają się do wszelkich zastosowań. Energia wodna i wiatrowa wykorzystywana jest wyłącznie do produkcji elektryczności, natomiast inne źródła, takie jak biomasa (materia organiczna), energia geotermalna i słoneczna, mogą być stosowane do wytwarzania zarówno elektryczności, jak i ciepła. Elektryczność Energia ze źródeł odnawialnych już dzisiaj pomaga w produkcji elektryczności, którą wykorzystujemy na co dzień, gdy włączamy światło lub oglądamy telewizję (zob. tabela). Fakt, że rynki energii w UE zostały otwarte na szerszą konkurencję, zapewnia także konsumentom możliwość wyboru dostawcy energii elektrycznej, którzy w większym stopniu wykorzystują źródła energii odnawialnej. Udział źródeł odnawialnych w produkcji elektryczności, 2008 (TWh 4 oraz %) Energia wiatrowa 20,9 % Energia słoneczna (fotowoltaiczno-termiczna) 1,3 % Biomasa 19 % Energia wodna 57,7 % Energia geotermalna 1 % Całkowita produkcja elektryczności w UE-27 Źródła energii odnawialnej łącznie TWh 567 TWh Udział źródeł energii odnawialnej 16,8 % Źródło: Eurostat. 6 4 Terawatogodziny.

9 Ogrzewanie i chłodzenie Sektor grzewczo-chłodniczy odpowiada za połowę końcowego zużycia energii w UE, dostarczając ciepło do naszych mieszkań, budynków oraz dla przemysłu, jak również zapewniając ogrzewanie wody. Odnawialne źródła energii, takie jak biomasa (która obecnie dominuje w dziedzinie zużycia ciepła), energia słoneczna i geotermalna, mogą potencjalnie odegrać ważną rolę w sektorze grzewczym i chłodniczym. Odnawialne źródła energii stanowią jednak jedynie 12% całkowitej energii zużywanej do ogrzewania i chłodzenia, potencjał ten pozostaje więc w dużym stopniu niewykorzystany. Oznacza to, że należy zwiększyć wysiłki na rzecz włączenia technologii wykorzystywania odnawialnych źródeł energii do głównego nurtu przemysłu grzewczego i chłodniczego. Istnieje także możliwość szerszego wykorzystania elektrociepłowni spalających biomasę, które jednocześnie produkują elektryczność i ciepło, zwiększając w ten sposób całkowitą wydajność energetyczną. Udział źródeł odnawialnych w całkowitym zapotrzebowaniu na ciepło (UE-27, 2008) Mtoe Biomasa 63,5 Transport Udział transportu w zużyciu energii oraz emisji gazów cieplarnianych z czasem zwiększył się, powodując konieczność poprawienia efektywności paliwowej oraz ograniczenia emisji z transportu. Co więcej, 96% energii w sektorze transportowym jest wytwarzanych z produktów ropopochodnych. Biopaliwa (paliwa produkowane z materii organicznej) stanowią w transporcie główną alternatywę dla benzyny i oleju napędowego, ponieważ są powszechnie dostępne oraz możliwe do zastosowania w normalnych pojazdach. Wykorzystanie biopaliw, takich jak biodiesel, bioetanol i biogaz, może sprzyjać bardziej zrównoważonemu zużyciu energii w transporcie oraz ograniczeniu zależności od paliw kopalnych. Biopaliwa zasadniczo emitują też mniej gazów cieplarnianych niż paliwa kopalne i mogą pomóc UE w realizacji zobowiązań wiążących się z ograniczeniem takich emisji. Pojazdy napędzane energią elektryczną wytwarzaną z odnawialnych źródeł energii to kolejny sposób na zwiększenie zużycia energii odnawialnej w transporcie. Obecnie poziom wykorzystania takich pojazdów jest jeszcze niski, jednak oczekuje się jego dynamicznego wzrostu. Energia słoneczna cieplne 1,1 Energia geotermalna 0,7 Pompy cieplne 5 2,2 Źródła energii odnawialnej łącznie 67,5 Całkowite zapotrzebowanie na ciepło 564,7 Udział źródeł energii odnawialnej 12% Źródło: Eurostat. 5 Dane z krajów, które zgłosiły informacje. 7

10 Energia odnawialna w UE wizja na 2020 r. Unia Europejska jest światowym liderem w dziedzinie energii odnawialnej, a sektor ten ma obecnie duże znaczenie gospodarcze. Wraz z rozwojem technologii odnawialnych wytwarzanie energii odnawialnej stale rosło, a koszty ulegały obniżeniu. Jednakże rozwój ten nie ma w UE równomiernego charakteru energia odnawialna nadal stanowi jedynie niewielki ułamek całkowitego unijnego koszyka energetycznego. Ponieważ zewnętrzne skutki stosowania paliw kopalnych, takie jak wpływ na środowisko, nie są w pełni uwzględniane, energia odnawialna nadal nie jest konkurencyjna. Różne źródła energii odnawialnej znajdują się na różnych etapach rozwoju technologicznego i komercyjnego. W sprzyjających warunkach zastosowanie energii wiatrowej, wodnej, biomasy i energii słoneczno-cieplnej jest ekonomicznie opłacalne. Inne źródła, jak na przykład ogniwa fotowoltaiczne (w których do wytwarzania energii elektrycznej z promieniowania słonecznego wykorzystywane są panele krzemowe), wymagają większego popytu, by zwiększyć efekt skali. Skoro zatem źródła energii odnawialnej zaznaczyły swoją obecność oraz zapewniają bardziej przyjazną środowisku energię, pozostaje jeszcze zwiększyć ich udział na rynku oraz ustanowić je jako oszczędne, powszechnie stosowane opcje. Przedstawione dane liczbowe odzwierciedlają sytuację energii odnawialnej w UE. Więcej informacji na temat innych źródeł można znaleźć w następnych rozdziałach oraz na stronie internetowej UE wyznaczyła na 2010 r. krajowe indykatywne cele dotyczące energii odnawialnej w obszarze elektryczności i transportu, ich realizacja jest jednak mało prawdopodobna. W związku z tym w 2009 r. UE zatwierdziła silniejszą dyrektywę, która została jednogłośnie przyjęta przez Radę oraz przez znaczną większość członków Parlamentu Europejskiego. Kluczowym elementem tej dyrektywy jest zbiór prawnie wiążących krajowych celów, zakładających udział energii odnawialnej na poziomie 20% w całej UE. 8 Państwa UE muszą opracować krajowe plany działania w celu realizacji swoich zobowiązań oraz wyznaczyć konkretne cele dla sektorów: energii elektrycznej, grzewczo-chłodniczego i biopaliw. Plany będą odzwierciedlały krajowe okoliczności, takie jak dostępność odnawialnych źródeł energii w poszczególnych krajach. Są one zamieszczane na stronach internetowych platformy informacyjnej Komisji Europejskiej poświęconej energii odnawialnej: transparency_platform/transparency_platform_en.htm.

11 Wytwarzanie energii pierwotnej ze źródeł energii odnawialnej w rozbiciu na poszczególne źródła (UE-27, 2008) Komunalne odpady stałe 10% Biopaliwa 6,9% Biogaz 5,1% Energia wodna 19 % Udział energii odnawialnej w końcowym zużyciu energii brutto Udział energii odnawialnej w 2005 r. Cel udziału energii odnawialnej na 2020 r. Belgia 2,2% 13% Bułgaria 9,4% 16% Republika Czeska 6,1% 13% Dania 17% 30% Energia wiatrowa 6,9% Energia słoneczna 1,2% Energia geotermalna 3,9% Niemcy 5,8% 18% Estonia 18% 25% Irlandia 3,1% 16% Grecja 6,9% 18% Hiszpania 8,7% 20% Źródło: Eurostat. Drewno 47% Biomasa i odpady 69% Francja 10,3% 23% Włochy 5,2% 17% Cypr 2,9% 13% Łotwa 32,6% 40% Litwa 15% 23% Uwzględniając szczególną wrażliwość oraz zależność sektora transportu od ropy, dyrektywa w sprawie energii ze źródeł odnawialnych określa także minimalny cel udziału energii odnawialnej (biopaliwa, odnawialna energia elektryczna) na poziomie 10% do 2020 r. dla wszystkich państw członkowskich UE w całkowitym zużyciu benzyny i oleju napędowego w europejskim sektorze transportu. Dyrektywa określa kompleksowe kryteria zrównoważenia w produkcji biopaliw w UE i poza nią. Aby zakwalifikować się do uzyskania dotacji lub zostać uwzględnionym w realizacji celu, emisje tych paliw w całym cyklu produkcyjno-eksploatacyjnym muszą być od 2010 r. co najmniej o 35% mniejsze niż emisje paliw kopalnych, przy czym do 2018 r. wartość ta musi wzrosnąć do 60%. Biopaliwa nie mogą być produkowane Luksemburg 0,9% 11% Węgry 4,3% 13% Malta 0% 10% Niderlandy 2,4% 14% Austria 23,3% 34% Polska 7,2% 15% Portugalia 20,5% 31% Rumunia 17,8% 24% Słowenia 16% 25% Słowacja 6,7% 14% Finlandia 28,5% 38% Szwecja 39,8% 49% Zjednoczone Królestwo 1,3% 15% UE-27 8,5% 20% 9

12 na terenach o dużym zróżnicowaniu biologicznym (starodrzew, obszary trawiaste, obszary chronione) ani też na terenach przekształconych z obszarów zasobnych w pierwiastek węgla (tereny podmokłe i obszary stale zalesiane). Dyrektywa wymaga także od państw członkowskich i Komisji monitorowania wpływu na glebę, wodę i powietrze, a także uwzględnienia kwestii społecznych. Ponadto przyznawane są premie za biopaliwa drugiej generacji (takie jak bioetanol ze słomy) oraz zastosowanie energii elektrycznej w transporcie. Kryteria zrównoważonego rozwoju w odniesieniu do biopaliw ustanowione w dyrektywie to pierwsze prawnie wiążące zasady zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych w dowolnym miejscu na świecie. Wywołały one już dyskusje w sprawie zapewnienia zrównoważonego wykorzystywania zasobów w sektorach takich, jak rolnictwo, oraz w innych regionach i krajach. Zmiana klimatu a cele efektywności energetycznej Założenia dotyczące energii odnawialnej oraz odnawialnych źródeł energii w transporcie przyczynią się do realizacji celu UE zakładającego ograniczenie emisji gazów cieplarnianych o co najmniej 20% do 2020 r. w odniesieniu do stanu z 1990 r. Musi to iść w parze z większą efektywnością energetyczną wynika stąd cel poprawy efektywności energetycznej UE o 20% w relacji do projekcji na 2020 r. oraz z ograniczonym zużyciem paliw kopalnych. Najważniejsze dyrektywy UE w sprawie energii i klimatu: Energia wytwarzana ze źródeł odnawialnych (dyrektywa 2009/28/WE) Charakterystyka energetyczna budynków zmieniona (dyrektywa 2010/31/UE) Opodatkowanie produktów energetycznych i energii elektrycznej (dyrektywa 2003/96/WE) Kogeneracja (dyrektywa 2004/8/WE) Zmieniona dyrektywa w sprawie handlu uprawnieniami do emisji (dyrektywa 2009/29/WE) Decyzja w sprawie wspólnych wysiłków dotycząca emisji gazów cieplarnianych z sektorów nieobjętych systemem handlu emisjami (decyzja nr 406/2009/WE) 10

13 Jak osiągnąć wyznaczone cele? Realizacja celów wymaga znaczącego wzrostu we wszystkich trzech sektorach energii odnawialnej energii elektrycznej, ogrzewania i chłodzenia oraz transportu. To z kolei wymaga zrozumienia i podjęcia wspólnych starań przez wszystkie rządy UE, przemysł oraz społeczeństwo. UE wspiera odnawialne źródła energii od lat 80. ubiegłego wieku przez prowadzoną politykę, prawodawstwo, finansowanie oraz badania. Ponadto wdrażanie przez państwa członkowskie prawa UE będzie prowadziło do większego wsparcia, eliminacji barier administracyjnych, takich jak nadmiernie złożone zasady planowania, lepszego dostępu sieci do energii elektrycznej z odnawialnych źródeł oraz do lepszych informacji o produktach i instalatorach dla konsumentów. Do innych inicjatyw UE należy Porozumienie Burmistrzów, w ramach którego przeszło 1800 burmistrzów z całej UE zobowiązało się przekroczyć cele UE na 2020 r. w zakresie ograniczenia emisji dwutlenku węgla, jak również pomoc techniczna w ramach inicjatywy ELENA, zarządzanej wspólnie przez Komisję Europejską i Europejski Bank Inwestycyjny, a mającą na celu wspieranie samorządów lokalnych i regionalnych w pozyskiwaniu środków finansowych na realizację projektów z zakresu zrównoważonej energii. Zaangażujmy się inicjatywa ManagEnergy oraz kampania Energetyka zrównoważona środowiskowo dla Europy Unia oferuje szereg programów na rzecz promowania szerszego zaangażowania w dziedzinie zrównoważonej energii. Inicjatywa Komisji Europejskiej ManagEnergy wspiera samorządy lokalne i regionalne, a także współpracujące z nimi podmioty, takie jak agencje energetyczne działające w obszarze efektywności energetycznej i energii odnawialnej, w postaci interaktywnej strony internetowej, warsztatów szkoleniowych oraz imprez kontaktowych. Kampania Komisji Energetyka zrównoważona środowiskowo dla Europy podnosi świadomość społeczeństwa w zakresie zrównoważonej energii, również w ramach Europejskiego Tygodnia Zrównoważonej Energii oraz Dni Energii, oraz pomaga wszystkim zainteresowanym w zmianie krajobrazu energetycznego. Więcej na temat możliwości zaangażowania można znaleźć w internecie:

14 Najważniejsze rodzaje energii odnawialnej Bioenergia: biomasa, biogaz i biopaliwa Biomasa pochodzi z różnych rodzajów materii organicznej: z roślin energetycznych (nasion oleistych, roślin zawierających cukier), produktów leśnictwa, rolnictwa oraz miejskich odpadów, takich jak drewno i odpady z gospodarstw domowych. Biomasę można wykorzystywać do ogrzewania, produkowania elektryczności lub biopaliw dla transportu. 12 Biomasa: LahtiStreams Ta innowacyjna elektrownia gazyfikacji wtórnych paliw stałych (solid recovered fuels SRF) została stworzona przez Lahti Energia Oy z Finlandii. Technologia wykorzystania czystej biomasy stałej w kogazyfikacji do wytwarzania energii węglowej została już zaprezentowana. Jednakże projekt ten wykorzystuje oczyszczanie gorącym gazem oraz kocioł gazowy o wysokim cyklu parowym, który umożliwia osiągnięcie ogólnej wydajności wytwarzania energii o 35% wyższej w trybie kondensacji, spełniając tym samym ograniczenia określone w dyrektywie UE w sprawie spalania odpadów. Umożliwia to produkcję elektryczności/wtórnych paliw stałych o 40% wyższą niż w przypadku najnowocześniejszych kotłów rusztowych spalania odpadów mieszanych. Wykorzystanie biomasy znacznie zmniejsza emisję gazów cieplarnianych. Dwutlenek węgla wydzielany w czasie jej spalania jest równoważony przez ilość pochłoniętą w czasie wzrostu rośliny. Jednakże nie da się uniknąć pewnej emisji przy uprawie roślin oraz produkcji paliwa tak więc biomasa nie jest całkowicie wolna od emisji dwutlenku węgla. Poszczególne rodzaje biomasy wykorzystują różne technologie i procesy do produkcji bioenergii, wskazane poniżej. Biomasa stała (na przykład drewno i słoma) może być wykorzystywana do produkcji bioenergii w procesach takich, jak spalanie, piroliza, hydroliza lub gazyfikacja. Biogaz może być produkowany z odpadów organicznych w procesie fermentacji beztlenowej oraz pozyskiwany z gazu powstającego na wysypiskach. Może być stosowany do napędzania pojazdów przystosowanych do spalania gazu naturalnego. Dlaczego warto wykorzystywać biomasę? Pozwala na dywersyfikację dostaw energii. Zastępuje konwencjonalne paliwa, emitujące duże ilości dwutlenku węgla. Pomaga w recyklingu odpadów. Chroni i tworzy miejsca pracy na obszarach wiejskich. Umacnia pozycję technologicznego lidera UE w dziedzinie bioenergii.

15 Biopaliwa i biopłyny powstają ze źródeł odnawialnych wykorzystujących biomasę (materię organiczną lub rośliny). Obecnie stanowią one jedyne powszechnie dostępne źródło energii, które może zastąpić paliwa kopalne w sektorze transportu. Istnieją dwa główne rodzaje biopaliw (biomasy wykorzystywanej w sektorze transportu) biodiesel i bioetanol. Oba rodzaje to paliwa płynne wytwarzane obecnie w przeważającej mierze z roślin uprawnych. Biodiesel jest głównie wytwarzany z roślin oleistych, takich jak rzepak lub słonecznik. Powstaje w wyniku reakcji olejów roślinnych z metanolem. Bioetanol jest wytwarzany głównie w procesie fermentacji cukru z buraków cukrowych, różnych zbóż, owoców, a nawet z wina. Biopaliwa drugiej generacji, szczególnie promowane przez nową dyrektywę, są wytwarzane z biomasy celulozowej. Umożliwia to zastosowanie nowych metod produkcji biopaliw z produktów rolnych, leśnych, drewna, miazgi i papieru, produktów ubocznych i odpadów w bardziej zaawansowanych procesach. Dlaczego warto wykorzystywać biopaliwa? Stanowią jedyną powszechnie dostępną odnawialną alternatywę wobec paliw kopalnych w transporcie. Pomagają w recyklingu odpadów. Pozwalają na dywersyfikację źródeł dostaw energii w państwach nieprodukujących ropy naftowej. Ograniczają emisję dwutlenku węgla oraz inne formy zanieczyszczeń. Tworzą miejsca pracy, szczególnie w rolnictwie i leśnictwie. Wszystkie biopaliwa i biopłyny wytwarzane przy wsparciu funduszy publicznych w UE bądź uwzględniane w celach państw członkowskich dotyczących energii odnawialnej w transporcie muszą być zgodne z reżimem zrównoważonego rozwoju dyrektywy w sprawie odnawialnych źródeł energii. Biopaliwa: inicjatywa technologiczna na rzecz zrównoważonej produkcji biopaliw Komisja Europejska oraz sektor przemysłowy UE uruchomiły znaczącą inicjatywę technologii energetycznej na rzecz zrównoważonej produkcji biopaliw. Przemysł opracuje nowe sposoby przekształcania pozostałości biomasy na etanol oraz inne wartościowe produkty, wykorzystując w tym celu zaawansowane i innowacyjne technologie. Sześć dużych projektów demonstracyjnych podejmie problem kompletnego łańcucha konwersji: od wykorzystania biomasy przez pośrednie etapy przetwarzania po konwersję na produkty końcowe w zakładach demonstracyjnych działających na dużą skalę. Projekty obejmują: Kacelle LED FibreEtOH stories/upm_is_looking_into_ethanol_production BIOLYFE OPTFUEL BIO-DME 13

16 Energia słoneczna Słońce jest podstawowym źródłem energii dla naszej planety. Systemy wykorzystujące energię słoneczną są w stanie przechwycić promienie słoneczne oraz wysoką temperaturę i przetworzyć je w czyste źródło energii cieplnej lub elektryczności. Energia słoneczna cieplna: SOLERA Założeniem tego projektu jest stworzenie wysoce zintegrowanych systemów ogrzewania i chłodzenia domów, małych budynków biurowych i hoteli z wykorzystaniem energii słonecznej. Celem jest wykorzystanie ciepła słonecznego latem do zasilania termicznego procesu chłodzenia w systemach klimatyzacyjnych. System może zapewniać również bezpośrednie ogrzewanie. Konwersja promieniowania słonecznego do celów ogrzewania i chłodzenia ma wiele zastosowań, w tym ogrzewanie wody, ogrzewanie budynków i procesów przemysłowych, chłodzenie wspomagane energią słoneczną, odsalanie oraz ogrzewanie basenów. Nawet najprostsze systemy słoneczno-termiczne mogą częściowo (a czasami w znacznym stopniu) zaspokoić domowe zapotrzebowanie na ciepłą wodę. Chociaż systemy takie są bardziej wydajne w słonecznym klimacie, efektywność nowych urządzeń sprawia, że mogą one mieć udział w ogrzewaniu wody i przestrzeni w każdym miejscu w UE (często w połączeniu z istniejącymi systemami kotłowymi). Energia słoneczna może także być wykorzystywana w systemach chłodniczych do tworzenia klimatyzacji z zastosowaniem układów pochłaniania ciepła (na zasadzie podobnej do działania lodówki). SOLERA ma na celu zademonstrowanie technicznej wykonalności, niezawodności i oszczędności takich systemów. Są one postrzegane jako zintegrowane pakiety, które umożliwią lepsze wykorzystanie dostępnego promieniowania słonecznego niż systemy stosowane obecnie. 14

17 W celu wytworzenia energii elektrycznej energia słoneczna musi być przekształcona lub skoncentrowana. Wynika to z tego, że promieniowanie słoneczne docierające do Ziemi wystarcza do ogrzewania, jednak jest niewystarczające do wytworzenia efektywnego cyklu termodynamicznego niezbędnego do produkcji energii elektrycznej. Dlaczego warto wykorzystywać energię słoneczną? Pozwala na dywersyfikację dostaw energii. Nie wytwarza hałasu, szkodliwych emisji ani zanieczyszczających gazów. Umożliwia tworzenie lokalnych miejsc pracy oraz stymuluje lokalną gospodarkę i rozwój technologii. Stanowi darmowe i niewyczerpywalne źródło energii. Umożliwia generowanie ciepła oraz energii elektrycznej. Wymaga minimalnych działań konserwacyjnych. Energia słoneczna cieplna: Solugas Projekt Solugas polega na demonstracji hybrydowego systemu zasilania energią słoneczną z bezpośrednim ogrzewaniem słonecznym sprężonego powietrza w turbinie gazowej. Turbina zostanie podłączona do generatora, który wprowadzi wytworzoną energię elektryczną do sieci. Do głównych innowacji technologicznych należy pole heliostatyczne z innowacyjnymi metodami kontroli strumienia, wieża testowa, nowy odbiornik, przewody gorącego gazu oraz system kontroli przepływu, a także specjalnie dostosowana turbina gazowa z nowo zaprojektowanym układem kontrolno-wtryskowym. 15

18 Energia słoneczna może być przekształcana w energię elektryczną za pomocą fotowoltaicznych (photovoltaic PV) ogniw słonecznych, konwertujących światło bezpośrednio na elektryczność. Proces ten jest także możliwy przy zastosowaniu systemów koncentracji energii słonecznej (concentrating solar power CSP), w których paraboliczne kolektory słoneczne lub wieże słoneczne koncentrują światło w celu ogrzania pojedynczego punktu, wytwarzając w ten sposób parę napędzającą turbinę. Elektrownie PV można podłączyć do akumulatorów magazynujących lub do sieci elektrycznej. Ciepło CSP można magazynować w celu wytwarzania energii w razie niedostępności światła słonecznego. Fotowoltaiczna energia słoneczna: MetaPV MetaPV to pierwszy europejski projekt demonstracyjny, polegający na opracowaniu technologii i systemów zarządzania na potrzeby przyszłych sieci dystrybucyjnych, a mający na celu ułatwienie pozyskiwania energii odnawialnej. Nowe systemy fotowoltaiczne mogą przyczynić się do wsparcia sieci przez aktywną kontrolę zasilania, usprawnione zarządzanie energią oraz adaptację do pracy wyspowej, a także wykluczenie potrzeby instalacji nowych sieci bądź zwiększania wydajności sieci istniejących. Projekt realizowany jest w Limburgii (Belgia) i obejmuje 128 systemów mieszkalnych o mocy 4 kw każdy oraz 31 systemów przemysłowych o mocy 200 kw każdy. 16

19 Energia wiatrowa Energia wiatrowa jest jedną z najbardziej obiecujących technologii odnawialnych źródeł energii. Stanowi dziedzinę, w której nastąpił już znaczny rozwój, prowadzący do udoskonaleń, dzięki którym produkcja energii stała się bardziej wydajna. W latach skumulowana zdolność wytwarzania energii wiatrowej w UE rosła przeciętnie o 33% rocznie. W latach wszystkie instalacje energii wiatrowej w UE zwiększyły łączną wydajność z 2497 MW do MW 6. Nowoczesne turbiny wiatrowe produkują energię, przekazując pęd przepływającego powietrza do łopat wirnika. Energia generowana przez turbiny zależy od gęstości powietrza, szybkości wiatru oraz rozmiaru turbiny. Wirniki większości turbin wiatrowych są ustawione przodem do wiatru i obracają się, podążając za zmianą jego kierunku. Skupiona energia jest przekazywana do obracającego się wału i przekształcana w elektryczność. Dlaczego warto wykorzystywać energię wiatru? Stanowi źródło czystej energii, wolnej od emisji dwutlenku węgla. Niewielkim kosztem dostarcza energię produkowaną lokalnie. Stanowi ważną, eksportową branżę przemysłu. Zmienia krajobraz, ale działalność rolna i przemysłowa może nadal być prowadzona wokół instalacji. Można ją stosować zarówno na lądzie, jak i u wybrzeży. Energia wiatrowa: Twenties Twenties to największy w historii projekt badawczy w dziedzinie energii odnawialnej finansowany przez UE. Jego celem jest znaczące przyspieszenie rozwoju i wdrażania nowych technologii, które umożliwią umocnienie pozycji energii wiatrowej w europejskim systemie energii elektrycznej. Przy zastosowaniu sześciu demonstracji w ramach projektu zostaną zbadane sposoby eliminacji barier dotyczących włączenia morskiej i lądowej energii wiatrowej do systemu energetycznego. Demonstracje mają na celu ukazanie korzyści wynikających z zastosowania nowych technologii w połączeniu z innowacyjnymi podejściami do zarządzania systemami statistics/100401_general_stats_2009.pdf 17

20 Energia oceaniczna Oceany pokrywają trzy czwarte powierzchni naszej planety. W związku z tym energia oceaniczna stanowi jedno z najbardziej obfitych odnawialnych źródeł energii. Pochodzi ona z przepływów energii generowanych przez fale, pływy, prądy morskie, jak również z różnic w zasoleniu i temperaturze. Potrzeba jednak czasu, by technologia ta stała się konkurencyjna w stosunku do bardziej zaawansowanych technik wykorzystania innych odnawialnych źródeł energii. Energia oceaniczna: PULSE STREAM 1200 Projekt ten ma na celu przedstawienie innowacyjnego konwertera energii pływowej w pełnej skali na wodach Zjednoczonego Królestwa. Głównym założeniem jest sprawdzenie certyfikowanej, wysokowydajnej technologii energii pływów o mocy 1,2 MW, aby potwierdzić jej gotowość do komercjalizacji. Demonstrowany prototyp wykorzystuje hydropłaty oscylacyjne. Hydropłaty umożliwiają przechwytywanie energii na rozległym, płytkim obszarze obmywanym wodą. Na określonej głębokości systemy płatowe mogą być nawet czterokrotnie wydajniejsze od pojedynczych wirników osiowych. =D&DOC=1&CAT=PROJ&QUERY=012992e1e698:f601:09e2354 e&rcn=94495 Technologie wykorzystujące energię fal różnią się w zależności od lokalizacji przetwornicy energii w stosunku do linii brzegowej. Może to być urządzenie zainstalowane na brzegu albo umieszczone w morzu, niedaleko brzegu albo na otwartym morzu. Ta druga opcja pozwala wykorzystać potężniejsze fale występujące na głębokich wodach. Europa jest światowym liderem w dziedzinie technologii energii fal. Co więcej, biorąc pod uwagę, że niektóre państwa europejskie inwestują w badania i rozwój lub projekty demonstracyjne, UE powinna zająć uprzywilejowaną pozycję, gdy powstanie komercyjny rynek dla tej technologii. Systemy pływowe służą do produkcji elektryczności z energii przypływów i odpływów. Jest to możliwe dzięki tamom wykorzystującym podnoszenie się i opadanie poziomu morza lub dzięki turbinom uzyskującym energię z prądów pływowych w sposób porównywalny do technologii energii wiatru. Dlaczego warto wykorzystywać energię oceaniczną? Nie wymaga paliwa. Nie produkuje odpadów. Nie ma znacznego oddziaływania na środowisko. Wykorzystuje pełną przewidywalność pływów. Duży potencjał rozwoju technologii. 18

21 Energia wodna Energia wodna powstaje dzięki przemieszczaniu się mas wody, na przykład w rzekach, kanałach lub strumieniach. Systemy wodne przekształcają potencjalną energię wody płynącej pod pewnym nachyleniem (lub spadkiem) w moc, którą można wykorzystać. Takie systemy wymagają odpowiedniego zlewiska wody z opadów, pewnego spadku wody, rur lub urządzeń do przesyłania wody do turbin i turbinowni zawierającej generator prądu oraz instalacji do regulacji wody. Po wykorzystaniu woda wraca do naturalnego cieku. Małe elektrownie wodne zazwyczaj definiuje się jako zakłady z zainstalowaną mocą poniżej 10 MW, podczas gdy elektrownie działające na dużą skalę wykorzystują wielkie tamy i zbiorniki wodne. Małe elektrownie wodne są szczególnie przydatne do produkowania elektryczności na odizolowanych obszarach. Duże instalacje wodne osiągają już punkt nasycenia, stąd nacisk kładzie się na małe systemy, gdzie możliwy jest dalszy rozwój. Dlaczego warto wykorzystywać elektrownie wodne? Pozwalają na dywersyfikację dostaw energii. Wspomagają rozwój lokalny. Pomagają w konserwacji koryta rzeki. Wspierają elektryfikację obszarów wiejskich. Charakteryzują się wysokim wskaźnikiem zwrotu energii. Energia wodna: SHAPES Ogólnym celem projektu SHAPES (Small Hydro Actions for the Promotion of Efficient Solutions) jest ułatwienie i wzmocnienie współpracy pomiędzy europejskimi podmiotami badawczymi i rynkowymi działającymi w dziedzinie małych elektrowni wodnych (MEW). Powinno to usprawnić przyszłe badania i rozwój (B&R) oraz przyczynić się do promocji wyników B&R w celu umocnienia pozycji MEW, a także specjalistycznej wiedzy w UE oraz na nowych rynkach w krajach rozwijających się. Inne istotne cele projektu SHAPES obejmują wnoszenie wkładu do europejskich badań dzięki ocenie i koordynacji B&R oraz badaniu synergii z innymi technologiami energii odnawialnej. 19

22 Energia geotermalna i pompy ciepła Energia geotermalna jest używana od wieków do podgrzewania wody do kąpieli oraz do ogrzewania. Jest pozyskiwana z naturalnego ciepła ziemi w formie suchej, jako para lub ciecz i może być wykorzystywana do produkcji elektryczności oraz do ogrzewania. Energia geotermalna: GROUND-MED Projekt GROUND-MED demonstruje systemy geotermalnych pomp ciepła (ground source heat pump GSHP) następnej generacji wykorzystywane na potrzeby ogrzewania i chłodzenia w ośmiu zakładach demonstracyjnych w Europie Południowej. Sezonowy współczynnik wydajności (seasonal performance factor SPF), czyli stosunek oddawanej energii użytecznej do nakładu energii w ujęciu uśrednionym za cały sezon grzewczy powinien wynieść powyżej 5,0. Ponieważ współczynnik SPF zależy od wszystkich elementów systemu, opracowane, zainstalowane i ocenione zostaną zintegrowane systemy GSHP wykorzystujące następujące rozwiązania technologiczne: 1. Prototypowe pompy ciepła zasilane wodą o usprawnionej wydajności sezonowej. 2. Otworowe wymienniki ciepła i systemy grzewcze/ chłodzące, działające przy minimalnych różnicach temperatury. 3. Pomocnicze elementy systemu o minimalnym zużyciu energii. Głębokie zasoby geotermalne obejmują: energię hydrotermalną (gorąca woda lub para uwięziona w popękanych lub porowatych skałach), zasoby usytuowane głęboko pod ziemią pod ciśnieniem (gorące formacje wodonośne pod wysokim ciśnieniem) oraz wzmocnione systemy geotermalne (suche, lecz wyjątkowo gorące formacje geologiczne). W Europie pompy ciepła stanowią najbardziej obiecującą metodę wykorzystania energii geotermalnej. Polega ona na uzyskiwaniu ciepła z gorących, płytko położonych płynów geotermalnych oraz przekazywaniu go do wody lub powietrza, używanych do ogrzewania. Nawet na niewielkich głębokościach ( m) ziemia kryje ciepło, które można wydobywać za pomocą pomp ciepła, często znajdujących się w ogrodach podmiejskich posesji, i wykorzystywać do ogrzewania domów. Użycie pomp ciepła wykorzystujących powietrze otoczenia lub zasoby wodne to kolejny sposób na przechwytywanie ciepła do zastosowań w domach i budynkach. Dlaczego warto wykorzystywać energię geotermalną? Redukuje emisję gazów cieplarnianych. Wykorzystuje niewyczerpalne źródło energii. Może być stosowana bezpośrednio do ogrzewania. Wymaga mniej przestrzeni niż inne źródła energii. Jest dostępna w każdym momencie. 20

23 Spojrzenie w przyszłość Europa dysponuje przemysłem światowej klasy oraz stabilnymi ramami regulacyjnymi wprowadzonymi przez dyrektywę w sprawie źródeł energii odnawialnej. Na rozwój technologiczny udostępniono miliardy euro w ramach europejskiego finansowania, udzielanego przez programy ramowe UE na rzecz badań i rozwoju, europejski program odbudowy gospodarczej oraz Europejski Bank Inwestycyjny. Państwa członkowskie mogą także wspierać rozwój odnawialnych źródeł energii przez wykorzystanie funduszy strukturalnych oraz dochodów z systemu handlu emisjami od 2013 r. Inteligentna energia Witajcie w nowym domu wolnym od emisji dwutlenku węgla! Gospodarstwa domowe odpowiadają za emitowanie znacznych ilości dwutlenku węgla. Jednakże wszystko to może się zmienić w przyszłości dzięki powstawaniu domów neutralnych pod względem emisji dwutlenku węgla lub z zerową emisją. Te nowo zaprojektowane ekodomy produkują własną energię z odnawialnych źródeł i są wyjątkowo dobrze ocieplone, by uniknąć utraty ciepła. Takie budynki być może jeszcze nie stały się normą, ale nie powinno nas zdziwić, jeśli za kilka lat zamieszkamy w jednym z nich. Ciepło i elektryczność będą wówczas pochodzić z własnych bojlerów na biomasę i paneli słonecznych, co znacznie zmniejszy nasz ślad węglowy. Unijny program Inteligentna energia Europa (IEE) to pionierski projekt w dziedzinie promocji wykorzystania energii odnawialnej. Jako element programu ramowego UE na rzecz konkurencyjności i innowacji, IEE na lata dysponuje budżetem rzędu 727 mln euro. Pomaga on znosić bariery, szczególnie administracyjne, które opóźniają zatwierdzanie i realizowanie nowych projektów w dziedzinie energii odnawialnej, spowalniając tym samym rozwój rynku. Cele programu obejmują: Zwiększenie wykorzystania i zapotrzebowania na wydajność energetyczną. Promowanie odnawialnych źródeł energii oraz dywersyfikacji energetycznej. Wspieranie dywersyfikacji paliw oraz wydajności energetycznej w transporcie. 21

24 Strategiczny plan w dziedzinie technologii energetycznych Aby zapewnić przystępność i konkurencyjność technologii niskoemisyjnych, Unia Europejska opracowała Europejski strategiczny plan w dziedzinie technologii energetycznych. Koncentruje się on na europejskich inicjatywach przemysłowych (european industrial initiatives EII) czołowych grupach przemysłowych mających na celu wzmocnienie uczestnictwa przemysłu w badaniach nad energią i w demonstracjach, pobudzanie innowacji i przyspieszanie wdrażania niskoemisyjnych technologii energetycznych. Inicjatywy EII skierowane są do sektorów, dla których działania na szczeblu UE generują największą wartość dodaną, a także technologii, w przypadku których problemy barier, zagrożeń oraz niezbędnych inwestycji można lepiej rozwiązać wspólnymi siłami. Więcej informacji można znaleźć na stronach: Plan EPSTE: Źródła energii odnawialnej: Europejska przemysłowa inicjatywa na rzecz bioenergii: Europejska inicjatywa na rzecz wychwytywania, transportu i składowania dwutlenku węgla: Europejska inicjatywa na rzecz sieci elektrycznej: Wspólna inicjatywa na rzecz ogniw paliwowych i technologii wodorowych: Inicjatywa na rzecz zrównoważonej energii jądrowej: Efektywność energetyczna inicjatywa inteligentne miasta : Europejska inicjatywa na rzecz energii słonecznej: Europejska inicjatywa na rzecz energii wiatrowej: Zespół kierujący planu EPSTE (zespół EPSTE): Europejskie Stowarzyszenie Badań nad Energią (EERA): System informacyjny planu EPSTE (SETIS):

25 Perspektywy na lata 2020 i 2030 W nadchodzących latach coraz więcej energii elektrycznej będzie pochodzić z odnawialnych źródeł energii. Prognozy pokazują, że ilość wytwarzanej elektryczności ze źródeł odnawialnych może się potroić w okresie Ogrzewanie ze źródeł odnawialnych również wykazuje tendencję zwyżkową, a prognozy zdolności wytwórczych pokazują stały wzrost do 2030 r. Obie dziedziny zostały wyraźnie ukazane na poniższym wykresie Prognozy w modelu Green-X dotyczące wzrostu produkcji energii odnawialnej dla UE-27 w latach (GWh) Źródło: Model Green-X z Instytutu Fraunhofera i EEG (Energetyczna Grupa Gospodarcza Wiedeński Uniwersytet Techniczny). Więcej informacji: Import biopaliw Biopaliwa zaawansowane Biopaliwa tradycyjne Pompy ciepła Słoneczne ogrzewanie termalne i ciepła woda Biomasa stała (poza siecią) Ciepło geotermalne (w sieci) Odpady biologiczne (w sieci) Biomasa stała (w sieci) Biogaz (w sieci) Energia wiatrowa na morzu Energia wiatrowa na lądzie Pływy i fale Elektryczność ze skupionej energii słonecznej Systemy fotowoltaiczne Małe elektrownie wodne Duże elektrownie wodne Elektryczność geotermalna Odpady biologiczne Biomasa stała Biogaz 7 Gigawatogodzin rocznie. 23

26

27 Komisja Europejska Energia odnawialna zmienia świat Luksemburg: Urząd Publikacji Unii Europejskiej str. 21x21 cm ISBN doi: /59205

28 MJ PL-C