Oszczędność energii czy Odnawialne Źródła Energii?

Transkrypt

1 Oszczędność energii czy Odnawialne Źródła Energii? Marcin Jarnut Energetyka komunalna teraźniejszość i wyzwania przyszłości

2 Kilka słów o efektywności energetycznej Energia Energia nieodnawialna Energia odnawialna Obiekt Urządzenie Instalacja Efekt Ciepło Światło Praca mechaniczna Substancja lub energia chemiczna Efektywność energetyczna Efekt Energia

3 Jak można poprawić efektywność energetyczną? Przedsięwzięcia Służące Poprawie Efektywności Energetycznej PSPEE Energia finalna Współczynnik nakładu Energia pierwotna Racjonalne użytkowanie: sprzęt AGD i RTV w klasie A, A+.. silniki wysokosprawne; regulacja prędkości obrotowej; wysokosprawne źródła światła; zaawansowana automatyka; termoizolacje. Wysokosprawne i przyjazne środowisku wytwarzanie: odzysk energii odpadowej; układy kogeneracyjne CHP; źródła odnawialne OZE.

4 Co jest lepsze, co bardziej przyjazne środowisku, a co tańsze?

5 Współczynnik nakładu Źródło: ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI z dnia 10 sierpnia 2012 r. w sprawie szczegółowego zakresu i sposobu sporządzania audytu efektywności energetycznej, wzoru karty audytu efektywności energetycznej oraz metod obliczania oszczędności energii2)

6 Emisja 1 Mg (CO 2 )/MWh Źródła węglowe Sprawność ok. 36% Współczynnik nakładu energii elektrycznej Energia elektryczna węgiel

7 Zmiana nośnika energii efekt ekologiczny a efekt ekonomiczny Źródło: Uwaga: Koszt wytworzenia energii to nie wszystko, należy pamiętać jeszcze o kosztach wprowadzenia PSPEE

8 Wybór PSPEE zagrożenia Jednostka Wariant A Wariant B Wskaźnik EK kwh/(m 2 rok) 408,12 91,66 Powierzchnia ogrzewana m 2 165,3 165,3 Zapotrzebowanie na energię końcową kwh/rok Nośnik energii biomasa gaz ziemny Wskaźnik EP kwh/(m 2 rok) 91,51 117,24 Cena za kwh energii zł/kwh 0,14 0,21 Roczny koszt ogrzewania zł/rok Źródło:

9 Biopaliwa jako alternatywa dla mediów sieciowych Obiekt: zakład produkcyjny, dojrzewalnia wyrobów betonowych Koszty stałe!!! Rodzaj paliwa Jednostka zakupowa [jm] Rozwiązania alternatywne Zapotrzebowanie na paliwo Koszt paliwa [PLN] Roczna oszczędność kosztów [PLN] Gaz ziemny kwh Olej opałowy l Gaz LPG (propan) l Pellet t 15, Wniosek: biopaliwo może okazać się alternatywą dla tanich paliw sieciowych

10 Biopaliwa jako alternatywa dla mediów sieciowych Obiekt: zakład produkcyjny, garbarnia Rodzaj paliwa Jednostka zakupowa [jm] Zapotrzebowanie na paliwo Koszt paliwa roczne miesięczne roczny miesięczny Roczna oszczędność kosztów Olej opałowy l Gaz LPG (propan) l Pellet t

11 Zmiana nośnika energii ograniczenia formalne Brak dopuszczenia UDT!!! Wariant modernizacyjny Możliwość swobodniejszej konwersji!!! Koszt modernizacji [PLN] Oszczędność kosztów [PLN/rok] Prosty czas zwrotu SPBT [lata] Wniosek: każdy system należy traktować indywidualnie Redukcja emisji CO 2 [Mg/rok] konwersja na LPG ,2 55,62 konwersja na pellet ,95 374,72

12 Źródła kogeneracyjne - ciepło i prąd w jednym układzie Koszty uniknięte zakupu energii Ilość wygenerowanej energii Wykorzystanie energii i paliw Czas pracy [MWh] [PLN] [h] elektrycznej cieplnej elektrycznej cieplnej elektrycznej cieplnej 100% Koszty paliwa do CHP [PLN] 100% % % Razem Ogółem Brak zwrotu kosztów paliwa (LPG) w rozpatrywanym przypadku!!!

13 Systemy PV w przedsiębiorstwach System Variant kwh Feb Apr Jun Aug Oct Dec Time Period Energy from Inverter (AC) kwh Energy to Grid 0 kwh Consumption Requirement kwh System Variant kwh Date: Energy from Inverter (AC) 588 kwh Energy to Grid 0 kwh Consumption Requirement kwh System Variant kwh Date: Energy from Inverter (AC) 49 kwh Energy to Grid 0 kwh Consumption Requirement kwh

14 Dachowe systemy fotowoltaiczne powierzchnia czynna PV: 1503 m2 przewidywana liczba paneli: 976 szt. (amorficzne) moc pojedynczego panela: 100 W moc szczytowa wytwarzana Ppeak = 97,6 kw roczny uzysk energetyczny E(AC) = 88,596 MWh koszty inwestycyjne: PLN wartość rocznie generowanej energii: PLN (400 PLN / MWh) czas zwrotu inwestycji:13,5 roku

15 Kolektory cieplne w galwanizerni v p konwekcja promieniowanie parowanie q k q r q e T p q p T k q p d przewodzenie q p l

16 Energetyka solarna w galwanizerni miesiąc sumaryczne straty mocy w wannach galwanicznych [kw] straty energii miesięczne straty promieniowanie [kwh] [MWh] dzienne miesięczne przenikanie parowanie konwekcja suma wody [kg] styczeń 7,975 9,104 2,705 2,16 21, ,7 16, ,71 luty 7,975 9,104 2,705 2,16 21, ,7 14, ,64 marzec 6,729 9,104 2,287 1,875 19, ,9 14, ,71 kwiecień 6,729 9,104 2,287 1,875 19, ,9 14, ,69 maj 5,484 9,104 1,869 1,574 18, ,7 13, ,71 czerwiec 5,484 9,104 1,869 1,574 18, ,7 12, ,69 lipiec 5,484 9,104 1,869 1,574 18, ,7 13, ,71 sierpień 5,484 9,104 1,869 1,574 18, ,7 13, ,71 wrzesień 6,729 9,104 2,287 1,875 19, ,9 14, ,69 październik 6,729 9,104 2,287 1,875 19, ,9 14, ,71 listopad 7,975 9,104 2,705 2,16 21, ,7 15, ,69 grudzień 7,975 9,104 2,705 2,16 21, ,7 16, ,71

17 Kolektory cieplne czy fotowoltaika Kolektory solarne + zasobnik L N Kolektory solarne + wymiennik L N Sprawność systemu 50% Powierzchnia kolektorów 164 m2 Pojemność zasobnika l Koszt systemu PLN Fotowoltaika Sprawność systemu 50% Powierzchnia kolektorów 30 m2 Koszt systemu PLN L N Sprawność systemu 12% Powierzchnia paneli 250m2 Koszt systemu PLN

18 Kolektory cieplne czy fotowoltaika miesiąc miesięczne zapotrzebowa nie na energię [MWh] dzienna energia słoneczna [Wh/m 2 ] miesięczny uzysk energii [MWh] Wariant 1 (kolektory + zasobnik) pokrycie potrzeb [%] miesięczny uzysk energii [MWh] Wariant 2 (kolektory + Wymienniki) pokrycie potrzeb [%] miesięczny uzysk energii [MWh] Wariant 3 (fotowoltaika) styczeń 16, , , ,939 6 luty 14, , , , marzec 14, , , , kwiecień 14, , , , maj 13, , , , czerwiec 12, , , , lipiec 13, , , , sierpień 13, , , , wrzesień 14, , , , październik 14, , , , listopad 15, , , ,228 8 grudzień 16, , , ,881 5 rocznie 174, , , , Czas zwrotu inwestycji koszt [PLN] zysk [PLN/rok] 41207, , ,04 SPBT [lata] 7,3 2,9 11,0 Efekt ekologiczny Redukcja emisji CO 2 [Mg] 91,7 16,8 33,5 Oszczędność energii pierwotnej Toe [t] 26,58 4,86 9,72 pokrycie potrzeb [%]

19 Oszczędzanie energii oświetlenie Modernizacja oświetlenia oświetlenie LED Instalacja stara wymagająca modernizacji przed po lx; lx; lx Rodzaj opraw Ilość opraw Koszt dla 400 szt. [tyś. zł] Oprawa przemysłowa IP65 LED 60 W Oprawa przemysłowa IP65 2 x 58 W 400 (20 x 20) 400 (20 x 20) Zużycie energii elektrycznej* [MWh] Koszty zużycia energii elektrycznej* [tyś. zł] Czas zwrotu* ,2 6 lat

20 Oszczędzanie energii oświetlenie zużycie energii [Wh] potencjalne oszczędności energii [%] Automatyka oświetleniowa Ograniczenie marnotrawstwa energii Wykorzystanie energii słonecznej czujnik światła dziennego czujnik obecności wyłącznik czasowy regulacja luminancji Sterowanie bez automatyki Sterowanie z automatyką godzina

21 Oszczędzanie energii układy napędowe Moce znamionowe silników : 55 kw 120 kw Średnie obciążenie: 50% mocy znamionowej Roczny czas pracy: 6000 h / rok

22 Przykład działań proefektywnościowych w przemyśle Zakład przemysłowy Algontec sp. z.o.o. 10 ekstruderów Biura i szatnie Kotłownia 1 3 Sprężarkownia Hala z ekstruderami 2 Namiotowa hala magazynowa 2 x 110 kw

23 Odzyskiwanie energii zagospodarowanie ciepła odpadowego 90% strat w postaci ciepła 1. Filtr powietrza 2. Stopień śrubowy 3. Separator oleju 4. Filtr dokładnego oczyszczania 5. Zawór minimalnego ciśnienia 6. Filtr oleju 7. Termostat 8. Chłodnica oleju 9. Chłodnica powietrza

24 Odzyskiwanie energii zagospodarowanie ciepła odpadowego W sprężarkach śrubowych smarowanych istnieje możliwość instalacji wymienników płytowych odzyskujących ciepło z oleju smarującego sprężarkę i sprężonego powietrza Ogrzewanie ciepłej wody użytkowej Bezpośrednie ogrzewanie pomieszczeń Ogrzewanie wody grzewczej

25 Odzyskiwanie energii ile można zyskać? Moc sprężarki: P e = 110 kw Roczny czas pracy: 2000 h Redukcja strat mocy: 99 kw (90%) Roczna oszczędność energii: 192 MWh lub 16,5 toe (1 toe = 11,63 MWh), 692 GJ (wystarczy do ogrzania budynku o powierzchni 1400 m 2 i zapotrzebowaniu na energię 135 kwh / m 2 /rok) Roczna oszczędność gazu GZ50 (34 MJ/m 3 ): m 3 Roczna oszczędność kosztów: ok zł (2,2 zł / m 3 ) Roczna redukcja CO 2 : 107,52 Mg (0,56 Mg / MWh) Koszt instalacji wymiennika: zł Czas zwrotu inwestycji: 3 miesiące

26 Odzyskiwanie energii termoizolacje techniczne Wentylator Grzałka opaskowa q U q str Wsad q q q 0, 5 P 0, 5 U str e P e Wentylator q odz Grzałka opaskowa q U q str Wsad Materac termoizolacyjny q q q q 0, 5 P 0, 05 P 0, 45 U str odz e e P e

27 Odzyskiwanie energii termoizolacje techniczne Moc grzałki: P e = 7,6 kw Roczny czas pracy ekstrudera: 4000 h (250 dni po 16h) Redukcja strat mocy: 3,42 kw (45%) Roczna oszczędność energii: kwh lub 3,5 toe (1 toe = 11,63 MWh i liczymy potrójnie) Roczna oszczędność kosztów: zł (taryfa B zł / MWh) Roczna redukcja CO 2 : 12,2 Mg (0,89 Mg / MWh) Koszt wykonania izolacji: 204 zł Czas zwrotu inwestycji: 170 h pracy ekstrudera (11 dni)

28 Wnioski Najtańszym źródłem energii jest energia zaoszczędzona, ale : źródła miejscowe stają się coraz bardziej konkurencyjne w stosunku do energetyki systemowej, a w specyficznych przypadkach oprócz efektu ekologicznego pozwalają osiągnąć także lepszy efekt ekonomiczny; potrzebna jest odpowiednio wyedukowana kadra inżynierska potrafiąca dokonać wyboru PSPEE; wciąż potrzebna jest odpowiednia promocja działań proefektywnościowych;

29 Dziękuję za uwagę

30 Jeśli nie Energetyka Komunalna to co? W dzisiejszych czasach istnieje i będzie występowało zapotrzebowanie na inżynierów utrzymania ruchu posiadających kompetencje w zakresie gospodarki energetycznej. Nazwa kierunku: Efektywność Energetyczna (EE) Język nauczania: polski Tryb: stacjonarny, niestacjonarny Specjalności: Efektywna gospodarka energetyczna i utrzymanie ruchu, Energetyka rozproszona z OZE

31 Jakie zagadnienia obejmują studia EE?

32 Kierunek o profilu praktycznym? Innowacyjny kierunek studiów związany z nowoczesnymi technologiami energetycznymi, efektywną gospodarką energetyczną i utrzymaniem ruchu; Studia o profilu praktycznym, zapewniające semestralną praktykę zawodową w przedsiębiorstwach produkcyjnych; Ponad 1000 godzin zajęć praktycznych w bogato wyposażonych laboratoriach specjalistycznych realizowanych przez kadrę posiadającą doświadczenie praktyczne; Możliwość wyboru jednej z dwóch specjalności; Możliwość kontaktu z przedsiębiorcami poprzez realizację prac dyplomowych inżynierskich w firmach o profilu produkcyjnym i usługowym;