Energia odnawialna szansą dla rozwoju gmin

Transkrypt

1 Energia odnawialna szansą dla rozwoju gmin

2 Szanowni Państwo! Od lipca br. trwa w Magazynie Wspólnoty Europejskiej Euro 25, kampania na temat odnawialnych źródeł energii pn. Naukapraktyce. Biogazownie, siłownie wiatrowe, agrorafinerie i solary szansą dla rozwoju gmin. Odnawialne źródła energii są dzisiaj, wobec kurczących się zasobów naturalnych surowców energetycznych szansą na ich uzupełnienie, a może w przyszłości, nawet zastąpienie. Polska jako członek Unii Europejskiej musi wpisać do swojej polityki energetycznej stosowanie niekonwencjonalnych źródeł energii, bo taki jest wymóg Wspólnoty. Zgodnie z unijną dyrektywą zobowiązaliśmy się osiągnąć 15 proc. udział OZE, w bilansie energetycznym do 2020 roku. Myśląc o odnawialnych źródłach energii bardzo rzadko widzimy możliwości jakie można znaleźć w tej dziedzinie na wsi, w gospodarstwach rolnych. Naszą kampanią chcemy zwrócić uwagę na ten problem. Stosując OZE gminy nie tylko mogą pozbyć się wielu problemów, ale również uzyskać, dzięki ich zastosowaniu, spore korzyści finansowe. Kampania, której pomysłodawcą jest Magazyn Wspólnoty Europejskiej Euro 25, nie byłaby możliwa bez wsparcia finansowego dwóch instytucji: Urzędu Marszałkowskiego Województwa Śląskiego oraz Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Katowicach. Dziękujemy Panu Marszałkowi Województwa Śląskiego Bogusławowi Śmigielskiemu i Pani Prezes WFOŚiGW Gabrieli Lenartowicz za zainteresowanie naszym pomysłem i życzliwość w jego realizacji. Dużo zawdzięczamy też Panu Profesorowi Karolowi Węglarzemu, dyrektorowi Zakładu Doświadczalnego Instytutu Zootechniki Państwowego Instytutu Badawczego Grodziec Śląski, bez którego pomocy merytorycznej i osobistego zaangażowania to przedsięwzięcie nie byłoby możliwe. Takie zaangażowanie i życzliwość okazali nam także pracownicy tego Zakładu. Dziękujemy również Panu Ministrowi Bernardowi Błaszczykowi, podsekretarzowi stanu w Ministerstwie Ochrony Środowiska oraz Pani Dyrektor Magdalenie Chawule z Biura Regionalnego Województwa Śląskiego w Brukseli za zaangażowanie w przygotowanie merytoryczne Konferencji, która wpisuje się w naszą Kampanię. Mamy nadzieję, że materiał, który trafi do gmin, będzie przydatny i dobrze przez nie wykorzystany. Chcielibyśmy aby nasza Kampania stała się impulsem do wykorzystania możliwości jakie dają OZE. Teoria-praktyce, to hasło Kampanii najlepiej obrazuje jej ideę. Chcielibyśmy aby o energii odnawialnej nie tylko mówiono, ale i na miarę lokalnych możliwości z niej korzystano. Także w gminach. Ilona Saft redaktor naczelna Magazynu Wspólnoty Europejskie Euro25 Partnerzy projektu: 2

3 Czysta, odnawialna, pozytywna Rozmowa z Bogusławem Śmigielskim, Marszałkiem Województwa Śląskiego Po raz kolejny nie wypełnimy na czas unijnego zobowiązania, jeśli do końca br. nie uzyskamy 7,5 proc. udziału OZE w krajowym bilansie zużycia energii elektrycznej. Czy ten fakt martwi Marszałka Województwa Śląskiego? Martwi mnie tak jak wszystkich, świadomych wagi problemu. Energia pochodząca z odnawialnych źródeł to energia czysta, energia przyszłości, energia w każdym sensie pozytywna. Niezależnie od tego, czy jest to energia wiatru, biomasy, wody, geotermalna czy też słoneczna, zawsze przynosi same korzyści. Przyczynia się do zmniejszania emisji gazów cieplarnianych, chroni klimat i środowisko naturalne. Jest impulsem do rozwoju najnowocześniejszych ekotechnologii i tworzenia tysięcy nowych miejsc pracy, sprzyja więc gospodarkom wielu krajów. Pochodząca z odnawialnych źródeł energia jest ekologiczna i ekonomicznie opłacalna. Poprawia bezpieczeństwo energetyczne. Śląskie nie jest najlepszym miejscem do pozyskiwania energii z odnawialnych źródeł? To zależy jak na to spojrzymy. Nie mamy dobrych warunków do budowy farm wiatrowych. Ale inne, odnawialne źródła mogą być naszym atutem. Połowę województwa śląskiego zajmują tereny rolne. Blisko trzecią część jego powierzchni porastają lasy. Ze względu na zagęszczenie ludności produkujemy najwięcej, po województwie mazowieckim, odpadów komunalnych. Mamy zatem spore możliwości pozyskiwania energii z biomasy oraz biogazu (rolniczego, wysypiskowego, z oczyszczalni ścieków), a przy okazji zmniejszania objętości odpadów komunalnych. Energia słońca daje równe szanse wszystkim. Jest to obecnie dobrze rozwijający się sektor OZE, także w naszym regionie. Decyduje o tym nasz potencjał naukowy oraz największa w kraju produkcja urządzeń solarnych, także na eksport! Mamy się czym pochwalić. Z energii słonecznej na ogromną skalę korzysta Wojewódzki Szpital Specjalistyczny im. Najświętszej Marii Panny w Częstochowie oraz przyjazny środowisku Szpital Reumalogiczno-Rehabilitacyjny w Ustroniu. A inne źródła? Są dobrze rozpoznane. Już w 2005 roku specjaliści z Polskiej Akademii Nauk, Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią przygotowali Program wykorzystania odnawialnych źródeł energii na terenach nieprzemysłowych województwa śląskiego. Jest w nim mowa m.in. o konkretnych solankowych źródłach geotermalnych, m.in. w Jaworzu k. Bielska-Białej czy w Olsztynie, w powiecie częstochowskim. Te ostatnie można na pięknych terenach jurajskich wykorzystać do celów kapieliskowo-rekreacyjnych i tym samym do promocji województwa. Polityka energetyczna Polski do 2030 roku stawia na rozwój biogazowni zakłada, że powstaną w każdej gminie. W lipcu br. rząd przyjął Kierunki rozwoju biogazowni rolniczych w Polsce w latach Z pewnością powstaną tam, gdzie nie brakuje biomasy. Potrzebne są również nowe, korzystne dla tego przedsięwzięcia rozwiązania prawne, finansowe i inne, ułatwiające realizowanie trudnych technicznie i kosztownych na etapie budowy, inwestycji. Województwo śląskie i w tej dziedzinie ma pewne osiągnięcia. Zakład Doświadczalny Instytutu Zootechniki Państwowego Instytutu Badawczego w Grodźcu Śląskim uruchomi wkrótce modelową biogazownię rolniczą. Ze względu na optymalny dobór odpadów z rolnictwa pierwszą tego typu w Europie. Inwestowanie w OZE wymaga wsparcia. Mogą na nie liczyć potencjalni inwestorzy? Wydział Terenów Wiejskich Śląskiego Urzędu Marszałkowskiego rozpocznie wkrótce akcję informacyjno-promocyjną oraz szkolenia, związane z OZE. Akcja adresowana jest do samorządów gminnych, społeczności lokalnych, rolników, hodowców, producentów żywności, itd. Są spore możliwości dofinansowywania takich przedsięwzięć w ramach unijnej pomocy: z Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko, Programu Rozwoju Terenów Wiejskich czy Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Śląskiego na lata Nie tak dawno rozstrzygnęliśmy konkurs na działania z tego ostatniego programu, pn. Czyste powietrze i odnawialne źródła energii. Ze 143 zgłoszeń, wyłoniono 56 dobrych projektów do dofinansowania. Warto przypomnieć, że inwestycje w odnawialne źródła energii wspiera finansowo Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Katowicach. Rozmawiała: Jolanta Karmańska 3

4 Wspieramy OZE! Rozmowa z Gabrielą Lenartowicz, prezesem Zarządu Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Katowicach Unia Europejska oczekuje od Polski planu działań, dotyczącego znaczniejszego pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych. Województwo śląskie jest dobrym miejscem, by ją pozyskiwać? Energię odnawialną wykorzystujemy jeszcze w niewielkim stopniu. Tymczasem zgodnie z międzynarodowymi zobowiązaniami, za 10 lat w finalnym zużyciu energii w Polsce udział tej, pochodzącej z odnawialnych źródeł, musi sięgnąć w naszym kraju co najmniej 15 procent. Na Śląsku z własnych, odnawialnych źródeł energii już korzystamy. Wykorzystujemy biogaz z wysypisk odpadów biodegradowalnych; powstają biogazownie wykorzystujące odpady z produkcji rolnej; wykorzystujemy, acz w niewielkim stopniu, czystą energię spiętrzonej wody. Przybywa kolektorów słonecznych, czystym źródłem energetycznym mogą być również farmy wiatrowe. Na Śląsku nie mamy szczególnie korzystnych warunków naturalnych ale odnawialne źródła energii (OZE) wpisują się w politykę ochrony środowiska naszego regionu na wielu płaszczyznach. Energetycznej, ekologicznej, społecznej (nowe miejsca pracy) i ekonomicznej. Są więc opłacalne, proporcjonalnie do panujących na danym terenie warunków. Na jakich warunkach Fundusz wspiera inwestycje związane z OZE? Jak każdy rodzaj wsparcia na ściśle ustalonych zasadach, w zależności od efektu ekologicznego i możliwości finansowych Funduszu. Wysokość dofinansowania (pożyczka i dotacja) może sięgnąć do 80 proc. kosztów kwalifikowanych. Oprocentowane pożyczki wynosi 0,6 stopy redyskonta weksli, lecz nie mniej niż 3 proc. rocznie. W przypadku zadań szczególnie opłacalnych ekonomicznie, Fundusz może ustalić inne warunki. Okres spłaty pożyczki nie może być krótszy niż 2 lata i dłuższy niż lat 15. Które z inwestycji mogą liczyć na dofinansowanie? Dotujemy inwestycje w części związanej z wyposażeniem ich w kolektory słoneczne lub kotły na biomasę, w już użytkowanych i nowych obiektach. Wspieramy instalowanie pomp ciepła czy innych źródeł czystej energii. Największego wsparcia udzielamy jednostkom sektora finansów publicznych, jeśli iprzedsięwzięcie OZE realizowane jest w obiektach użyteczności publicznej. Szczegóły dofinasowania na naszych stronach: katowice. Finansowanie ochrony środowiska, w tym odnawialnych źródeł energii musi przynosić korzyści ekologiczne i ekonomicznie. Można je zmierzyć? Kierujemy się logiką przyrody i czystej ekonomii. Pierwsza mówi, że lepiej nie niszczyć, zapobiegać szkodom ekologicznym, niż płacić za ich skutki. Ekonomiczny punkt wiedzenia wiążę się z odpowiedzią na pytanie: czy dofinansowywane przedsięwzięcia będą na siebie zarabiać w takim stopniu, by mogły same się utrzymać i nie wymagały dopłat z naszej strony? Dotyczy to również odnawialnych źródeł energii, które zwiększają nasze energetyczne bezpieczeństwo, chronią środowisko i po czasie pozwalają mniej płacić za prąd i ogrzewanie. W przeciwieństwie do wciąż rosnących kosztów energii, pochodzącej z tradycyjnych źródeł. Rozmawiała: Jolanta Matiakowska 4

5 Odnawialne źródła energii w gminie Karol Węglarzy 1, 2, 3, Irena Skrzyżala 2, Barbara Matros 2 1 Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy, Balice k/krakowa Dział Technologii, Ekologii i Ekonomiki Produkcji Zwierzęcej 2 Zakład Doświadczalny Instytutu Zootechniki Państwowego Instytutu Badawczego Grodziec Śląski 3 Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej Industrializacja i urbanizacja rozwijały się w Europie i świecie przez ostatnie dziesięciolecia w sposób żywiołowy, w sposób coraz bardziej zagrażający bezpiecznej egzystencji świata przyrody, którego człowiek jest nieodłączną częścią. Skutki jakie niesie z sobą cywilizacyjny postęp mogą być dla jego idei zgubne. Ocieplenie klimatu będące efektem nadmiernej emisji tzw. gazów cieplarnianych przejawia się coraz groźniejszymi w skutkach anomaliami przyrodniczymi. Jednym z rozwiązań mającym przeciwdziałać skutkom antropogenicznego oddziaływania na środowisko jest produkcja energii ze źródeł odnawialnych. W państwach UE udział energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawianych stanowić ma średnio 20%. Inspirację do rozwiązań na przyszłość można znaleźć w niezbyt odległej przeszłości. Jeszcze 125 lat temu 90% potrzeb energetycznych ludzkości pokrywało drewno. Jeszcze 300 lat temu cała wykorzystywana energia pochodziła ze źródeł odnawialnych. Ten stan rzeczy zaczął się zmieniać dopiero od połowy XVIII wieku od czasów Rewolucji Przemysłowej, kiedy to gwałtowny rozwój przemysłu wywołał ogromny wzrost popytu na energię. Tak rozpoczęła się światowa kariera węgla, ropy i gazu, a wraz z nią historia spowodowanych działalnością człowieka zmian klimatycznych. Zmiany te okazały się na tyle niebezpieczne, że społeczność międzynarodowa zareagowała na nie konkretnymi postanowieniami: w 1992 roku podpisano Ramową Konwencję Narodów Zjednoczonych w Sprawie Zmian Klimatu, zaś w 1997 roku uzupełniono ją Protokołem z Kioto. Państwa-sygnatariusze obu dokumentów zobowiązały się dążyć do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych, zaś jednym ze sposobów osiągnięcia tego celu ma być zastępowanie kopalnych surowców energetycznych odnawialnymi źródłami energii ( Ograniczeniu zużycia paliw konwencjonalnych mają służyć biopaliwa, których udział do 2010 roku, zgodnie z Dyrektywą UE nr 2003/30/WE ma wnieść 5,75% zaś w 2020 roku 10%. Sięganie do odnawialnych źródeł energii wynika nie tyko z konieczności ochrony przyrody. Zasoby kopalnych surowców energetycznych ulegają stopniowemu wyczerpaniu. Dlatego dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego staje się potrzebą chwili opracowywanie nowych technologii z zastosowaniem alternatywnych źródeł energii. Uprawa roślin energetycznych budzi jednakże mniej lub bardziej uzasadnione obawy związane z ograniczeniem powierzchni upraw roślin przeznaczonych na cele żywnościowe, co jak usiłują dowieść przeciwnicy tych koncepcji ma przełożenie na wzrost cen żywności. Na tym poziomie produkcji, kiedy rośliny energetyczne zajmują 5

6 zaledwie 2% światowej powierzchni użytków rolnych ten argument jest niewiarygodny, czemu wyraz dała Komisja Europejska w wypowiedzi jej rzecznika Johannesa Leitenberga [ Wzrost cen żywności bez związku z biopaliwami ]. Nagłośnienie i protesty dotyczące konkurencyjności upraw roślin energetycznych dla produkcji surowców żywnościowych mają także i swe pozytywne strony. Wymuszą stworzenie podstaw prawnych dla dokładniejszego zbadanie oddziaływania biopaliw na środowisko a także spowodują przyspieszenie prac nad wykorzystaniem energetycznym biopaliw drugiej generacji. Nie sposób przytoczyć w tym miejscu opinii Henryka Zamoyskiego [ Biopaliwa ], wiceprezesa Krajowej Izby Biopaliw, który twierdzi, że skuteczniejszym sposobem walki z głodem jest mniejsze marnotrawienie żywności. A marnujemy w różny sposób aż 7% żywności wyprodukowanej w skali świata. Produkcja biopaliw płynnych, w świetle uregulowań formalno-prawnych UE, jest priorytetem i rolnictwo w pierwszej kolejności powinno zabezpieczyć niezbędne ilości surowców. Według Narodowego Celu Wskaźnikowego, przyjętego przez Ministerstwo Gospodarki, udział biokomponentów w paliwach transportowych powinien systematycznie wzrastać z 5,75% w 2010 r. do 10,0% w 2020 r. Estry kwasów tłuszczowych, stanowiące dodatek do oleju napędowego, będą w naszych warunkach produkowane z oleju rzepakowego, natomiast etanol dodawany do benzyn będzie pozyskiwany z ziemiopłodów bogatych w węglowodany (zboża, burak c., ziemniak itp.). Areał uprawy rzepaku w Polsce wzrastał z około 0,1 mln ha w latach 50-tych do 0,4 mln ha w latach 90-tych, kiedy to wprowadzono do uprawy podwójnie ulepszone 00 odmiany. Uzyskiwana produkcja w tym okresie pokrywała w pełni potrzeby krajowego przemysłu tłuszczowego, a nadwyżki eksportowano. Dopiero w ostatnich latach po wprowadzeniu biopaliw wyraźnie wzrosło zapotrzebowanie na rzepak i areał jego uprawy zwiększył się do około 0,8 mln ha w 2009 r. Prognozę wzrostu zapotrzebowania na rzepak z przeznaczeniem na produkcję estrów oraz na olej konsumpcyjny przedstawiono w tabeli. Analiza tych danych wskazuje, że w celu pokrycia zapotrzebowania na olej konsumpcyjny i substytucję paliwową do 2020 r. areał uprawy rzepaku powinien się zwiększyć do około 1,0 mln ha. Plony rzepaku w tym okresie powinny także wzrosnąć z około 2,8 w ostatnich latach do 3,2 t/ha. Szacunkowe zapotrzebowanie na rzepak zużywany na konsumpcję oraz produkcję estrów Wyszczególnienie Udział estrów w (%) 5,75 7,10 8,0 10,0 Zapotrzebowanie na estry (mln ton) 0,35 0,43 0,64 0,70 Zapotrzebowanie na rzepak na estry (mln ton) 0,87 1,08 1,60 1,75 Rzepak na konsumpcję (mln ton) 1,05 1,10 1,20 1,30 Zapotrzebowanie na rzepak ogółem (mln ton) 1,92 2,18 2,83 3,05 Prognozowany plon rzepaku t/ha 2,8 2,9 3,1 3,2 Powierzchnia uprawy rzepaku tys. ha Źródło: Kuś J. Oczekiwane kierunki zmian w produkcji rolniczej produkcja na cele energetyczne Dla obrony upraw roślin energetycznych warto posłużyć się, sięgając do historii, jeszcze jednym argumentem. W przeszłości w transporcie i rolnictwie funkcjonowały siły pociągowe: konie, woły, które w sposób znacznie mniej wydajny od współczesnych koni mechanicznych wydatkowały energię, czerpiąc ją z konkurencyjnych dla człowieka źródeł. Szacuje się, że około 15% znacznie wówczas mniej wydajnych upraw przeznaczano na ten cel. Może warto zatem, by dla szczytnego bez wątpienia celu jakim jest bezpieczeństwo energetyczne i ochrona środowiska, w światowej strukturze upraw znalazł się racjonalny udział roślin energetycznych. Energia to zdolność systemu do wykonania pracy, ujawniająca się podczas użytkowania w formie mocy, ciepła lub światła. Energia i materia krążą w przyrodzie w zamkniętych cyklach, od milionów lat pozostając w równowadze. Słońce dostarcza Ziemi energię w ilości razy większej, niż obecnie wynosi zużycie przez całą ludzkość. Także wnętrze globu posiada ogromne i praktycznie niewyczerpalne ilości energii. Współczesna cywilizacja wykorzystuje dzisiaj tę energię spalając powstałe z materii organicznej paliwa kopalne, takie jak węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny. Zasoby wspomnianych kopalin, a więc i zawartej w nich energii są jednak ograniczone i wyczerpywalne. Wobec przewidywanego wzrostu cen energii uzyskiwanej metodami konwencjonalnymi konkurencyjność korzystania z odnawialnych źródeł energii będzie wzrastać. 6

7 nym energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych: uznaje się jako biomasę podatne na rozkład biologiczny frakcje produktów, odpady i pozostałości z przemysłu rolnego, leśnictwa i związanych z nimi gałęziami gospodarki, jak również podatne na rozkład biologiczny frakcje odpadów przemysłowych i miejskich. Odnawialność źródeł biomasy wynika z faktu, że energia słoneczna jest magazynowana w roślinach poprzez fotosyntezę tj. proces, w którym woda i składniki mineralne z gleby oraz dwutlenek węgla z powietrza są zamieniane w biomasę przy pomocy promieniowania słonecznego. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej dotycząca limitowania emisji substancji toksycznych do Energię cieplną lub elektryczną uzyskuje się poprzez spalanie lub gazyfikację biomasy produkowanej na użytkach rolnych ze słomy lub specjalnych gatunków roślin wyróżniających się dużym plonem, szybkim przyrostem masy organicznej. Według Rozporządzenia Ministra Gospodarki z 15 grudnia 2000 r. w sprawie obowiązku zakupu energii elektrycznej ze źródeł niekonwencjonalnych i odnawialnych oraz wytwarzanej w skojarzeniu z wytwarzaniem ciepła, a także ciepła ze źródeł niekonwencjonalnych i odnawialnych oraz zakresu tego obowiązku, do źródeł odnawialnych zaliczono biogaz, biomasę stałą i biopaliwa ciekłe. W dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej w sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrzpowietrza z dużych instalacji spalania definicje biopaliwa podaje w postaci następującej: paliwem jest biomasa rozumiana jako produkty, składające się z całości lub części substancji roślinnych pochodzących z rolnictwa lub leśnictwa, używanych w celu odzyskania zawartej w nich energii. Pozyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych zostało już opanowane technologicznie, chociaż efektywność w przypadku poszczególnych źródeł nie jest jednakowa. Energia pochodząca z poszczególnych pierwotnych źródeł ma określoną postać i odpowiada za określone naturalne procesy przyrodnicze. Przy pomocy środków technicznych i technologii uzyskuje się energię w formie najbardziej przydatnej dla człowieka w postaci energii elektrycznej i cieplnej. Odnawialne Źródła Energii (OZE) to takie źródła energii, których zasoby uzupełniają się w naturalnych procesach ( Są alternatywą dla rozwoju źródeł konwencjonalnych. Należą do kategorii powszechnie dostępnych, mają korzystny wpływ na środowisko oraz są powszechnie dostępne i niewyczerpalne. Ocenia się, że najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat, będzie można korzystać ze złóż węgla, o wiele krócej ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego, zaś ropy naftowej wystarczy na jakieś lat. Perspektywa wyczerpania się wszystkich tych surowców, jak również szkody, powodowane w środowisku przez ich wykorzystywanie, sprawiają, że ludzie już teraz poszukują alternatyw. Wyróżnia się pięć podstawowych rodzajów energii odnawialnej: biomasy, wody, wnętrza ziemi, wiatru i słońca, z których znaczenie uniwersalne mają: energia biomasy będąca najstarszym znanym źródłem energii, energia wody dostarczająca światu około 20% elektryczności, energia wnętrza ziemi zwana też geotermalną, energia wiatru wykorzystywana już przed 4 tysiącami lat, energia słońca trudna do akumulacji, lecz za to tysiąckrotnie przekraczająca globalne zapotrzebowanie. Zorganizowanie i prężne działanie Gminnych Centrów Energii Odnawialnej (GCEO) jest gwarancją sprostania zobowiązaniom podjętym przez Unie Europejską. Gminy pełniące funkcję integratora usług komunalnych są zobligowane i mają możliwości stworzenia warunków, by w te funkcje włączyć także problematykę OZE. 7

8 Odnawialne źródła energii mogą stanowić istotny udział w bilansie energetycznym regionu, zwłaszcza na terenach o słabo rozwiniętej infrastrukturze energetycznej. Z tego względu beneficjentem energii ze źródeł odnawialnych winno być przede wszystkim rolnictwo, które z drugiej strony stanowi najpokaźniejsze źródło energii odnawialnej. Zagospodarowanie terenów rolniczych odłogowanych bądź zdegradowanych, pod uprawę roślin energetycznych, ma na celu nie tylko pozyskanie biomasy ale także utrzymanie w kulturze użytków rolnych, ich ochronę przed niekontrolowaną naturalną sukcesją. Wykorzystanie biomasy pochodzenia rolniczego czy komunalnego dla celów energetycznych może znacząco wpłynąć na powstanie nowych miejsc pracy, w regionach w słabym stopniu zurbanizowanych, z dużym udziałem bezrobocia strukturalnego. Polska postrzegana jest w UE jako kraj o dużych potencjalnych możliwościach produkcji biomasy na cele energetyczne, wynika to stąd iż powierzchnia UR przypadająca na mieszkańca wynosi u nas 0,41 ha, a w starej Unii tylko 0,19 ha. Również poziom uzyskiwanych plonów jest u nas zdecydowanie mniejszy niż w większości krajów UE, co wskazuje na duże potencjalne możliwości wzrostu wydajności. Wyniki analiz i szacunków dokonanych przez niektórych specjalistów zagranicznych wskazują, że w Polsce pod produkcję na cele energetyczne można przeznaczyć od 1,0 do 4,3 mln ha UR. BIOMASA Biomasa roślinna jest substancją organiczną, która akumuluje energię słoneczną wykorzystywaną przez rośliny w procesie fotosyntezy. Według dyrektywy 2009/28/WE biomasa oznacza część produktów, odpadów lub pozostałości pochodzenia biologicznego z rolnictwa (łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i przemysłu drzewnego, rybołówstwa i akwakultury a także odpady przemysłowe i miejskie ulegające biodegradacji. Biodegradacja przebiegająca w sposób niekontrolowany jest źródłem powstawania m.in. gazów cieplarnianych, odpowiedzialnych za groźne w skutkach ocieplenie klimatu. Rolnictwo zatem jest producentem biomasy a jednocześnie emitentem szkodliwych dla środowiska substancji. Ujarzmienie energii biomasy i racjonalne jej wykorzystanie leży u podstaw tzw. zielonej energii. Potencjalne zasoby energetyczne biomasy można podzielić na dwie grupy: 1. plantacje roślin uprawnych z przeznaczeniem na cele energetyczne: rośliny roczne: zboża, konopie, kukurydza, rzepak, topinambur; rośliny drzewiaste szybkiej rotacji: topola, wierzba, ślazowiec pensylwański; rośliny wieloletnie: trzcina, miscantus, palczatka Gerarda, 2. organiczne pozostałości i odpady: słoma i inne pozostałości roślinne z produkcji rolniczej; odpady z przemysłu rolno-spożywczego, owocowo-warzywnego; gnojowica lub obornik; organiczne odpady komunalne; organiczne odpady przemysłowe; odpady drewna. W celu zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego kraju, grunty orne o większej przydatności rolniczej, obejmujące kompleksy: pszenny bardzo dobry 1; pszenny dobry 2; żytni bardzo dobry 4; żytni dobry 5, których łączna powierzchnia w Polsce wynosi około 9,4 mln ha nie powinny być przeznaczane pod trwałe plantacje roślin energetycznych. Należy pokreślić, że areał ten obejmuje także około1 mln ha gruntów, które byłyby wykorzystywane pod produkcję surowców na biopaliwa płynne i ewentualnie kiszonek na potrzeby biogazowni. W tej sytuacji plantacje wieloletnich roślin energetycznych powinny być lokalizowane głównie na glebach kompleksu: zbożowo-pastewnego mocnego 8; zbożowo-pastewnego słabego 9; żytniego słabego 6. Dodatkowo wieloletnich plantacji roślin energetycznych nie należy lokalizować: na obszarach chronionych; w rejonach o rocznej sumie opadów poniżej 550 mm; na polach z siecią drenarską. Potencjalny areał gruntów wskazanych pod lokalizację plantacji roślin energetycznych oszacowano na około 1,0 mln ha (Jadyszczyn i in.). 8

9 Słoma W tradycyjnych warunkach gospodarowania słoma wykorzystywana była na ściółkę i paszę i w formie nawozu organicznego powracała na pole, zamykając obieg składników mineralnych i materii organicznej w ramach gospodarstwa. Wyniki przeprowadzonych szacunków wskazują, że w skali kraju na cele energetyczne można przeznaczyć około 6 7 mln. ton słomy rocznie. Wierzba wiciowa Nazywana również wierzbą krzaczastą, krzewiastą, witwą lub konopianką należy do rodziny Salicaceae, w obrębie którego można wyróżnić ponad 300 różnych gatunków występujących praktycznie we wszystkich strefach klimatycznych, chociaż najwięcej spośród nich występuje w strefie umiarkowanej. Zastosowanie wierzby jako nośnika energii, to nowy kierunek produkcji rolniczej. Eksploatacja prawidłowo założonej plantacji powinna trwać co najmniej lat z możliwością 5 8-krotnego pozyskiwania drewna w ilości ton suchej masy w przeliczeniu na 1 ha rocznie. Ślazowiec pensylwański Ślazowiec pensylwański zwany również malwą lub sidą należy do rodziny ślazowatych (Malvaceae). Rodzaj wywodzi się z subtropikalnych stref klimatycznych, gdzie występuje w warunkach naturalnych. Można ją również spotkać w rejonach półpustynnych i pustynnych Afryki i Australii. Dzięki zakładaniu pączków wzrostowych na korzeniach w strefie przyłodygowej, roślina dobrze odrasta, zwiększając przy tym liczbę łodyg nawet do sztuk w czwartym roku użytkowania i latach następnych, tworząc dość silnie ulistniony krzew. Roślina rozmnaża się zarówno wegetatywnie przez sadzonki z odcinków korzeni lub sadzonki zielne, jak też generatywnie poprzez nasiona. Ślazowiec pensylwański, jako gatunek wieloletni, o dużym potencjale plonowania, znalazł się w kręgu zainteresowania agroenergetyki. Na podstawie dotychczasowych badań można jednoznacznie stwierdzić, iż jego biomasa nadaje się do spalania w postaci zrębków oraz jako surowiec do produkcji brykietów i peletów. Należy też wspomnieć, że cieńsze łodygi ślazowca charakteryzują się wyższą wartością opałową, a na tę cechę rolnik może wpływać przez dobór odpowiednich zabiegów agrotechnicznych (zagęszczenie łanu). Istotną zaletą biomasy ślazowca, w kontekście energetycznego wykorzystania, jest jej niska wilgotność w okresie zbioru. Jesienią, po zakończeniu wegetacji, rośliny zawierają ok. 43% wody, zaś w grudniu wilgotność spada już poniżej 30%. Uzyskanie tak niskiej wilgotności bez konieczności dosuszania pozwala na znaczne obniżenie nakładów energii lub pracy, jakie są niezbędne dla odparowania wody np. z pędów wierzby. W przypadku ślazowca nie ma konieczności sezonowania czy dosuszania w suszarniach; biomasa bezpośrednio po zbiorze nadaje się do wykorzystania na cele energetyczne. Badania przeprowadzone w Instytucie Technologii Drewna w Poznaniu, wskazują, iż łodygi tej rośliny mogą być wykorzystane do produkcji brykietów i peletów. Formy łodygowe ślazowca pensylwańskiego są najodpowiedniejsze do spalania, a formy liściaste mogłyby zostać wykorzystane do produkcji biogazu, choć w tym ostatnim przypadku są to tylko możliwości teoretyczne, bowiem nie ma jeszcze precyzyjnych badań z tego zakresu. Barierą dla szybkiego wzrostu powierzchni uprawy ślazowca pensylwańskiego stanowić może ograniczoność materiału siewnego, wynikająca m.in. z niskiej siły kiełkowania (duża liczba nasion twardych). Wadą jest niska gęstość usypowa oraz stosunkowo wysoka zawartość składników mineralnych i tym samym popiołu. Miskant olbrzymi Jest naturalnym mieszańcem, powstałym ze skrzyżowania miskanta chińskiego (Miscanthus sinensis) z miskantem cukrowym (M. sacchariflorus). Miskant olbrzymi nazywany jest w Polsce trzciną chińską, trzcinnikiem olbrzymim lub niepoprawnie trawą słoniową. Miskant olbrzymi to okazała trawa kępowa, wytwarzająca mocny, sięgający do 2,5 m w głąb ziemi system korzeniowy. Posiada grube, sztywne, wypełnione gąbczastym rdzeniem źdźbła o długości cm. Miskant olbrzymi jest trawą charakteryzującą się niezwykle wydajnym procesem fotosyntezy, powodującym bardzo duży przyrost biomasy. Jest użytkowany wielostronnie lecz w ostatnich latach znany jest głównie jako roślina energetyczna. Ze względu na trwałość plantacji (15 20 lat), jak i wysokie plony biomasy i niskie koszty produkcji, miskant olbrzymi jest bardzo cennym gatunkiem jako alternatywne źródło energii. Badania nad rozszerzeniem obszaru terytorialnego tej ciepłolubnej rośliny prowadzi się głównie w Niemczech, Danii, Austrii i Francji. Badania te przyniosły już 9

10 efekt, bowiem w tych krajach miskant olbrzymi uprawiany jest już na znacznej powierzchni. W Polsce badania nad możliwością wprowadzenia tej rośliny do uprawy rozpoczęły się dopiero w drugiej połowie lat dziewięćdziesiątych XX wieku. Z wstępnych obserwacji i wynika, że może być ona uprawiana również i w naszej strefie klimatycznej. W roku założenia plantacji rośliny miskanta olbrzymiego uzyskują wysokość około 2 m i dają plon 2 3 t suchej masy z 1 ha. W drugim roku uprawy miskant olbrzymi osiąga często wysokość przekraczającą 3 metry i plonuje na poziomie 8 15 ton suchej masy z 1 ha. Od trzeciego roku wegetacji plony stabilizują się na poziomie ok. 20 t/ha. Okres eksploatacji plantacji wynosi ponad 15 lat. Słonecznik bulwiasty topinambur Potocznie zwany topinamburem należy do rodziny astrowatych (Asteraceae). Występuje dziko w Ameryce Północnej, natomiast uprawiany jest (raczej rzadko) w Chinach, Australii, Rosji, Ameryce Północnej, Indiach, Afryce Środkowej. W Polsce rozmnaża się wyłącznie wegetatywnie, gdyż nasiona nie dojrzewają przed nastaniem jesiennych przymrozków. Rośliny wytwarzają podziemne rozłogi, na końcach których tworzą się bulwy o nieregularnych kształtach. Wysokość roślin waha się od 2 do 4 m. Gatunek ten sprowadzony do Polski w XIX wieku jako roślina dekoracyjna, nie doczekał się dotychczas dostatecznego wykorzystania w produkcji rolniczej. Jest wiele przyczyn tego zjawiska, a przede wszystkim niedostatki w technice i technologii zbioru, przechowywania i przetwarzania tak wielkiej masy organicznej. Topinambur, jako gatunek mający ogromną zdolność wiązania energii słonecznej i przetwarzania jej na masę biologiczną, może być wykorzystany jako roślina energetyczna. Topinambur wykazuje wiele cech szczególnie istotnych z punktu widzenia wykorzystania energetycznego. Podstawową cechą jest wysoki potencjał plonowania, kolejną niska wilgotność uzyskiwana w sposób naturalny, bez konieczności energochłonnego suszenia. Kolejna zaleta tej rośliny to możliwość pozyskania zarówno części nadziemnych, jak i podziemnych organów spichrzowych. Części nadziemne topinamburu po zaschnięciu mogą być spalane w specjalnych piecach przystosowanych do spalania biomasy lub współspalane z węglem. Mogą też służyć do produkcji brykietów i peletów (są to sprasowane z dużą gęstością granule, sporządzane np. z trocin, odpadów drzewnych, biomasy wierzby, ślazowca czy właśnie topinamburu). Mozga trzcinowata Wieloletnia trawa należąca do rodziny Poaceaeo o dużym potencjale wzrostu. Występuje na całym niżu Polski, zwłaszcza w zbiorowiskach nadwodnych. Roślina o wysokości 1 3 m, z długimi rozłogami, z których wykształca pędy wegetatywne i kwiatowe, silnie ukorzeniająca się. Występuje przeważnie na żyznych łęgach rozlewiskowych, rzadziej na łęgach właściwych. Znosi długotrwałe zalewy powierzchniowe wodami przepływowymi. Doskonale reaguje na zwiększone nawożenie azotowe. W latach 90-tych w krajach UE zrealizowano program hodowlany ukierunkowany na wyodrębnienie ekotypów przydatnych do produkcji biomasy na cele energetyczne. W Polsce została wykreślona z Listy Odmian Roślin Uprawnych. Okres użytkowania sięgający do około 15 lat. Plonowanie t s.m./ha. Palczatka Gerarda Ojczyzną tego gatunku są prerie Ameryki Północnej. Jako gatunek ciepłolubny wegetację rozpoczyna dopiero w maju, dając największe przyrosty biomasy od czerwca do sierpnia. Kwitnie od sierpnia do października, nasiona zawiązuje w październiku. W swej ojczyźnie palczatka uważana jest za wartościową roślinę pastewną, zwłaszcza w żywieniu przeżuwaczy. Wykorzystuje się ją również jako roślinę dekoracyjną, przeciwerozyjną i w rekultywacji terenów poprzemysłowych, m.in. zwałowisk po kopalnictwie węgla kamiennego i hałd po wydobyciu rud żelaza. Zbiór wykonuje się jesienią po pierwszych przymrozkach, gdy wegetacja już ustała. Wysokość plonu zależy od klasy gleby i przyjętego systemu prowadzenia plantacji. W skrajnych warunkach (np. plantacja założona na gruntach piaszczystych i nienawożona pogłównie) dostarczy producentowi nie więcej jak 6 ton suchej masy z hektara. W wypadku gleb żyźniejszych i corocznie nawożonych plon dochodzi do 25 ton z hektara. Spartina preriowa Szeroki zasięg występowania tego gatunku, od Nowej Funlandii i Quebecu w Kanadzie po Arkansas, Texas i Nowy Meksyk w USA, świadczy o znacznych możliwościach adaptacyjnych do skrajnych warunków siedliskowych. Spartina preriowa to okazała roślina wyrastającą do wysokości 2 m, tworząca obszerne, luźne kępy gęsto pokryte długimi do cm i szerokimi do 10

11 1,5 cm liśćmi. W połowie lata pojawiają się palczasto-groniaste kwiatostany długości 30 cm. Pędy generatywne są w środku puste. W Europie spartinę preriową powoli odkrywa się jako potencjalną roślinę energetyczną. Podkreśla się też jej znaczenie przeciwerozyjne. Porastając brzegi strumieni, zapobiega ich rozmywaniu podczas intensywnych opadów. Wykorzystywana jest również do umacniania piaszczystych wałów, grobli i tam. Mocne, ostro zakończone korzenie pozwalają przerastać podłoże niezależnie od jego zwięzłości. W warunkach Polski zalecane jest jej rozmnażanie wegetatywne poprzez podział rozłogów na wiosnę. Dużą zaletą tego gatunku są małe wymagania glebowe. Dobrze sprawdza się na glebach V, a nawet VI klasy. Na metr kwadratowy należy wysadzić 10 sadzonek. Od drugiego roku po posadzeniu korzystne jest zasilanie nawozami mineralnymi, w dawce 60 kg azotu na hektar, 50 kg potasu i 100 kg fosforu. Spartina bardzo wysoko plonuje. Pierwsze jej plantacje na terenie kraju dostarczyły od 17 do blisko 30 ton biomasy z hektara i to w warunkach uprawy na gruntach o niskiej przydatności rolniczej. ( farmer.pl). Zwana również różą bezkolcową to pospolity gatunek krzewu z rodziny różowatych występujący na obszarach umiarkowanych i ciepłych półkuli północnej. Pochodzi ze wschodniej Azji, rośnie głównie w Chinach, Korei i Japonii. Występują także w Europie, rośnie dziko również na terenie Polski. Gatunek ten występuje w Polsce w stanie dzikim i jest odporny na niskie temperatury. Dużym atutem róży wielokwiatowej jest to, że tworząc głęboki system korzeniowy, roślina ta jest wytrzymała na suszę. Stąd nadaje się do nasadzeń na glebach słabych i bardzo słabych zaliczonych do V i VI klasy. Możliwa jest również uprawa tej rośliny na glebach dobrych, gdzie można osiągnąć większe przyrosty biomasy. Pierwotnie roślina ta miała być przeznaczona do nasadzeń celem zwiększenia pojemności łowisk dla zwierzyny dzikiej oraz wykorzystana do obsady obrzeży lasów, nieużytków itp. Później zaczęto ją postrzegać jako alternatywne źródło energii ze względu na dużą skłonność do tworzenia wielu pędów odroślowych. Jako roślina służąca do produkcji biomasy na cele energetyczne róża wielokwiatowa jest sadzona na plantacjach w rozstawach 1 x 1 m, zaś na glebach słabszych w rozstawie 0,5 x 1 m. Plon biomasy tej rośliny może wynosić t/ha. Róża odmiany Jatar może być uprawiana na plantacjach energetycznych samodzielnie lub razem z innymi roślinami energetycznymi tworząc tzw. pola i pasy fitosanitarne, wpływające na poprawę zdrowotności plantacji i stwarzając podstawy do stabilności plonowania. Zaletą tej rośliny jest zbiór biomasy co roku, poczynając od roku założenia plantacji. Dobrze rozwinięty system korzeniowy róży bezkolcowej przenika w głąb profilu glebowego zwiększając podsiąkalność. Powoduje wzrost retencji gruntowej sąsiadujących gleb. Wpływa pozytywnie na produktywność upraw przyległych, szczególnie w latach posusznych. Osłabia zjawisko erozji wodnej i wietrznej. Rosa multiflora kształtuje korzystny miroklimat strefy przygruntowej i górnych poziomów profilu glebowego. Plantacje drzew do pozyskania surowca energetycznego (plantacje energetyczne) zakładane są z gatunków szybko rosnących odnawiających się z odrośli. Stosuje się w nich skrócone cykle produkcyjne 3 10-letnie. Wśród gatunków, mogących mieć znaczenie w warunkach Polski południowej na uwagę zasługują m.in.: robinia akacjowa, brzoza brodawkowata. Róża wielokwiatowa Robinia akacjowa Jest to gatunek północnoamerykański sprowadzony do Europy na początku XVII wieku i od dawna rozpowszechniony w Polsce. Na Węgrzech i w Rumunii robinia hodowana jest w litych drzewostanach wykształcając proste pnie i osiągając znaczną produktywność. Na Węgrzech funkcjonują także plantacje robinii na cele energetyczne. W leśnictwie polskim robinia nie znalazła większego zastosowania. Między innymi ze względu na dużą siłę odroślową traktowana była często jako chwast. Duże znaczenie ma natomiast w rekultywacji, ochronie przed erozją i często jest składnikiem różnych rodzajów zadrzewień. Robinia akacjowa dorasta do wysokości około 25 m. Drzewo to odznacza się wysoką zdolnością wydawania odrośli zarówno z pni, jak i korzeni. Robinia odporna jest na przymrozki wiosenne, dobrze znosi suszę i zasolenie gleby oraz zanieczyszczenia powietrza. W naszych warunkach robinia występuje w różnorodnych warunkach siedliskowych, nieodpowiednie są dla niej jedynie gleby ciężkie, podmokłe. Najlepiej jednak rośnie w warunkach zabezpieczających jej stosunkowo skromne wymagania wodne, mniej istotna jest zasobność gleby w podstawowe składniki pokarmowe. 11

12 Biorąc pod uwagę znaczną tolerancję robinii akacjowej w stosunku do zasobności gleby w składniki pokarmowe, a także możliwości częściowego zaopatrywania się w azot z powietrza, można spodziewać się zadowalających plonów na gruntach nie ulegających przesuszeniu. Aktualnie robinię akacjową można polecać do wprowadzania na stosunkowo niewielkie działki gruntów nieprzydatnych rolnictwu, na nieużytki, grunty zdegradowane i zdewastowane np. przez erozję, do zakładania zadrzewień celem produkcji drewna opałowego kawałkowego na lokalne potrzeby grzewcze (indywidualnych gospodarstw, małych ciepłowni). Jest to drewno nie ustępujące pod względem wartości opałowej drewnu dębowemu i grabowemu, gatunkom poszukiwanym do indywidualnych systemów grzewczych szczególnie typu kominkowego. Zależnie od siedliska cykl produkcyjny powinien wynosić lat. W tak długich cyklach produkcyjnych konieczne jest wykonywanie cięć rozluźniających wycinanie części drzew w zagęszczających się uprawach w celu zapewnienia właściwej przestrzeni życiowej pozostałym. Należy zaznaczyć, że w takim systemie produkcji są zbędne specjalistyczne maszyny jak kombajny do ścinki odrośli oraz rębarki i pojazdy do przewozu zrębków. Brzoza brodawkowata Jest to gatunek charakteryzujący się intensywnym przyrostem masy w młodości, przydatny do użytkowania w skróconym cyklu. Brzoza nie może być jednak prowadzona w systemie odroślowym (po wycięciu konieczne jest odnawianie z sadzenia), a drewno jej ma mniejszą wartość opałową niż drewno robinii. ( Potencjał techniczny biomasy możliwej do wykorzystania jako paliwa stałe w Polsce, szacuje się na ok. 407,5 PJ w skali roku. Składają się na niego nadwyżki biomasy pozyskiwanej w rolnictwie: ok. 195 PJ, w leśnictwie: 101 PJ, w sadownictwie: 57,6 PJ oraz nadwyżki z przemysłu drzewnego: 53,9 PJ (dane wg. EC BREC/IBMER 2000). Największy na świecie wzrost produkcji energii z biomasy w krajach uprzemysłowionych osiągnięto w Szwecji. Obecnie energia pochodząca z biomasy stanowi 18% energii używanej w Szwecji. Od 1991 roku nastąpił wzrost zużycia biomasy o 71%. W światowej produkcji ciepła z biomasy przoduje Szwecja 38%, Niemcy 30%. W krajach uprzemysłowionych, biomasa dostarcza mniej niż 1% elektryczności ale np. w Finlandii stanowi 10% produkcji energii elektrycznej. GEOTERMIA Historia Człowiek wykorzystywał energię wnętrza Ziemi od zarania dziejów. Na przykład rdzenni mieszkańcy obu Ameryk eksploatowali niektóre źródła geotermalne już ponad lat temu, używając gorącej wody do gotowania i w celach leczniczych. Do gotowania, mycia się, a nawet do ogrzewania służyła woda termalna Maorysom autochtonicznej ludności Nowej Zelandii. Starożytni Grecy wykorzystywali gorące źródła w Pamukkale (dziś Turcja), zaś starożytni Rzymianie, w Abano Terme, w Baden pod Wiedniem i w Pompejach (do ogrzewania domów). W starożytnych Pompejach gorące źródła służyły ogrzewaniu domów. W Polsce już z górą tysiąc lat temu wykorzystywano zasoby geotermalne Sudetów (Cieplice, Lądek-Zdrój). Jednak zastosowanie energii wnętrza Ziemi na skalę przemysłową to sprawa dopiero ostatniego stulecia. W roku 1904 w Larderello we Włoszech otwarto pierwszą na świecie elektrownię geotermalną i choć przez następnych 50 lat wykorzystanie geotermii do produkcji energii elektrycznej ograniczało się do terenu Włoch, dziś zakłady takie pracują także w Islandii, w Nowej Zelandii, w Japonii, na Filipinach, w Stanach Zjednoczonych i w Rosji. Krajem, który w największym stopniu wykorzystuje energię geotermalną jest niewątpliwie Islandia, gdzie w ten sposób ogrzewanych jest prawie 87% budynków (Islandczycy wykorzystują energię wnętrza Ziemi do celów grzewczych od roku 1888), a około 99% gospodarstw domowych zaopatrywanych jest w gorąca wodę termalną. W 1981 islandzka produkcja całkowita energii z zasobów geotermalnych wyniosła 8 mln kj, co odpowiada 300 tys. ton ropy naftowej. Zastosowania Do produkcji elektryczności nadają się tylko bardzo gorące wody, których temperatura przekracza 150 st. C. Wody o niższych temperaturach znajdują zastosowanie w ciepłownictwie, w balneologii, w rolnictwie i ogrodnictwie (do upraw szklarniowych), w hodowli ryb. Stosuje się je również przemysłowo, na przykład pasteryzując mleko czy też susząc drewno. Inny rodzaj wykorzystania energii wnętrza Ziemi to ogrzewanie bądź też ochładzanie za pomocą pomp ciepła podziemnych rur wypełnionych cieczą, które ogrzewają się pod wpływem naturalnego ciepła Ziemi lub też, podczas upałów, przechwytują 12

13 nadmiar ciepła z otoczenia i odprowadzają je pod ziemię. W Stanach Zjednoczonych w ten sposób ogrzewanych i klimatyzowanych jest ponad budynków ( org/geoenergy). Zalety i wady Energia geotermalna jest podobnie jak pozostałe odnawialne źródła energii (OZE) nieszkodliwa dla środowiska, nie powoduje bowiem żadnych zanieczyszczeń. Jej pokłady są zasobami lokalnymi, tak więc mogą być pozyskiwane w pobliżu miejsca użytkowania. Nie wszystkie OZE posiadają jednak pewne walory, charakterystyczne dla energii wnętrza Ziemi. Elektrownie geotermalne w odróżnieniu od zapór wodnych czy wiatraków nie wywierają niekorzystnego wpływu na krajobraz, a zasoby energii geotermalnej są, w przeciwieństwie do energii wiatru czy energii Słońca dostępne zawsze, niezależnie od warunków pogodowych. Wśród wad energii wnętrza Ziemi trzeba wymienić jej małą dostępność: dogodne do jej wykorzystania warunki występują tylko w niewielu miejscach. Poza tym może się zdarzyć, że przy pobieraniu energii geotermalnej z głębi ziemi wydostaną się szkodliwe gazy i minerały, których następnie trudno się pozbyć. ENERGIA WIATRU Do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania słonecznego. Okolice równika nagrzewają się o wiele bardziej niż strefy okołobiegunowe. Gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego powietrza znad biegunów. Tak powstaje wiatr ruch powietrza, spowodowany różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa. Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku terenom o ciśnieniu niskim. Historia Energia wiatru znajduje zastosowanie od bardzo dawnych czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś wykorzystywano wiatr w żegludze. Od VI wieku Persowie mełli ziarno w młynach wiatrowych. W VIII wieku w Europie pojawiły się duże czteroskrzydłowe wiatraki, wykorzystywane przez Holendrów do wypompowywania wody z obszarów nisko położonych. Wraz z odkryciem elektryczności energia wiatru znalazła nowe zastosowanie: pod koniec XIX wieku podjęto pierwsze próby wykorzystania jej do produkcji prądu, zaś do roku 1960 na świecie działało już ponad milion siłowni wiatrowych. Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na całym świecie zainstalowano ponad turbin wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu. Europa światowy lider Światowy potencjał energii wiatru jest całkiem spory. W roku 2005 holenderscy naukowcy stwierdzili, że do roku 2020 energia wiatru mogłaby zaspokoić 12% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej następuje zwłaszcza na terenie Europy. W roku 2004 w krajach starej Unii Europejskiej moc zainstalowana elektrowni wiatrowych zwiększyła się o 20,3% w stosunku do roku 2003 i wynosiła MW blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej. Warunki Żeby móc wykorzystywać energię wiatru do produkcji prądu niezbędne są odpowiednie warunki, to znaczy stałe występowanie wiatru o określonej prędkości. Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną. Zbyt małe prędkości uniemożliwiają wytwarzanie energii elektrycznej o wystarczającej mocy, zbyt duże zaś przekraczające 30 m/s mogą doprowadzić do mechanicznych uszkodzeń wiatraka. Najodpowiedniejsze warunki dla energetyki wiatrowej istnieją zazwyczaj w okolicach nadmorskich takich jak na przykład Dolna Saksonia, skupiająca ponad 40% niemieckich elektrowni wiatrowych i na terenach podgórskich. W naszym kraju obszary szczególnie sprzyjające wykorzystywaniu energii wiatru to województwa pomorskie i zachodniopomorskie, gdzie obecnie, w miejscowości Tymień funkcjonuje polska farma wiatrowa zakład o mocy 50 MW. W miejscowości tej watr wieje 300 dni w roku. 13

14 Zalety i wady Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii (OZE) nie wyczerpywalnym i nie zanieczyszczającym środowiska. Nie znaczy to jednak, że jest dla środowiska neutralna. Jak się okazuje, elektrownie wiatrowe mogą wywierać negatywny wpływ na otoczenie na ludzi, na ptaki, na krajobraz. Problemem jest na przykład wytwarzany przez turbiny wiatrowe stały, monotonny hałas o niskim natężeniu, niekorzystnie oddziaływujący na psychikę człowieka. By zneutralizować jego wpływ, wokół masztów elektrowni wiatrowych wyznacza się strefę ochronną o szerokości 500 metrów. Inna kwestia to niebezpieczeństwo, stwarzane przez elektrownie wiatrowe dla ptaków. Mimo, że zdania naukowców w tej sprawie są podzielone i jak utrzymują niektórzy migrujące ptaki umieją omijać elektrownie, inni szacują, że farma wiatrowa o mocy 80 MW może zabić nawet 3500 ptaków w ciągu roku. Na koniec wspomnieć należy także o ujemnym wpływie wywieranym przez elektrownie wiatrowe na krajobraz: zajmują one duże powierzchnie i zlokalizowane są często w turystycznych rejonach nadmorskich i górskich. ENERGIA SŁOŃCA Energia słoneczna to energia pozyskiwana z bezpośredniego oraz rozproszonego (odbitego) promieniowania słonecznego. Maksymalną mocą jaką można uzyskać bezpośrednio z energii słonecznej na jednym metrze kwadratowym jest tzw. stała słoneczna, która wynosi średnio W/m 2 i jest mocą promieniowania słonecznego docierającą do zewnętrznej warstwy atmosfery. Część tej energii jest odbijana lub pochłaniana przez atmosferę, więc efektywnie wykorzystać przy powierzchni Ziemi możemy do W/m 2. W chwili obecnej energię promieniowania słonecznego wykorzystuje się na dwa główne sposoby: zmieniając ją na energię elektryczną za pomocą ogniw fotowoltaicznych (konwersja fotowoltaiczna); wykorzystując jego energię cieplną w celu produkcji prądu elektrycznego lub w celach ciepłowniczych (głownie podgrzewanie wody poprzez kolektory słoneczne). Wykorzystanie ogniw fotowoltaicznych jest technologią szeroko stosowaną w życiu codziennym. Są one wykorzystywane w wielu przedmiotach użytkowych jak kalkulatory, zegarki itp. Ich istnienie umożliwiło rozwój technologii satelitarnych i badań kosmosu poprzez ich instalację na obiektach wysyłanych w przestrzeń kosmiczną. Ogniwa fotowoltaiczne są to elementy, które bezpośrednio pod wpływem padających na nie promieni słonecznych generują napięcie elektryczne. W budowie każdego ogniwa wyróżniamy dwie warstwy: pozytywną (+) i negatywną (-), pomiędzy którymi, w momencie gdy na ogniwo padają promienie słoneczne, wytwarza się napięcie. Z reguły na pojedynczym ogniwie napięcie to nieznacznie przekracza 0,5V i 2W mocy, dlatego aby uzyskać bardziej użyteczne napięcie i większą moc ogniwa są łączone. Z połączenia od kilku do kilkunastu, a czasem nawet kilkudziesięciu ogniw uzyskujemy moduł (panel). Ponad 95% obecnie wykorzystywanych ogniw słonecznych zbudowanych jest na bazie krzemu (Si). Dzisiejsze, masowo wykorzystywane ogniwa słoneczne charakteryzują się efektywnością rzędu 10% 15%. Obecnie trwają intensywne prace nad zastosowaniem innych poza krzemem substancji, których zastosowanie będzie powodowało podniesienie efektywności ogniw fotowoltaicznych oraz umożliwi ich wykorzystanie w mniej korzystnych pod względem nasłonecznienia warunkach. Jednym z najciekawszych obecnie kierunków rozwoju jest próba zastąpienia krzemu różnego rodzaju związkami organicznymi. Rozwiązania takie mają w przyszłości przyczynić się do znacznego spadku cen ogniw fotowoltaicznych. W rozwoju technologii opartych na związkach organicznych upatruje się również szansy na szersze zastosowanie ogniw fotowoltaicznych. Kolektory słoneczne Kolektor słoneczny to urządzenie zamieniające energię słoneczną na energię cieplną. Najczęściej wykorzystywane są płaskie kolektory słoneczne. Istnieją również tubowe kolektory próżniowe, które posiadają wyższą sprawność przetwarzania energii, jednak są droższe. Jeśli chce się energię ze Słońca pozyskiwać bezpośrednio za pomocą kolektorów słonecznych, to trzeba pogodzić się z myślą, że słońce nie daje tyle ciepła ile nam potrzeba. Na pewno w ten sposób nie można zapewnić ciągłości i równomierności ogrzewania. Pewnym rozwiązaniem niwelującym te niedogodności są zasobniki z wodą, w których to ciepło może być gromadzone, jednak nie jest ono doskonałe, ponieważ nie jest w stanie pokryć w całości potrzeb w zakresie przygotowania ciepłej wody użytkowej, nie mówiąc już o ogrzewaniu pomieszczeń. Mimo to, kolektory słoneczne zyskują coraz więcej zwolenników. Jednak stanowić one będą zawsze tylko rozwiązanie uzupełniające. 14

15 Zasoby energii słonecznej w Polsce W Polsce pogoda jest kapryśna a ilość dni słonecznych w roku zmienna, dlatego trudno jest podać formułę na ilość dostępnej energii. Najlepiej w takim przypadku posłużyć się statystyką, która mówi, że najlepsze i najsprawniejsze kolektory słoneczne są w stanie dostarczyć rocznie z każdego metra kwadratowego powierzchni czynnej około 450 kwh energii. Jest to granica wyznaczona przez prawa fizyki i pogodę w naszej strefie klimatycznej. Z punktu widzenia wykorzystania energii promieniowania słonecznego w kolektorach płaskich najistotniejszymi parametrami są roczne wartości nasłonecznienia (insolacji) wyrażające ilość energii słonecznej padającej na jednostkę powierzchni płaszczyzny w określonym czasie. Poniższa mapa prezentuje rozkład średniorocznych sum promieniowania słonecznego całkowitego padającego na jednostkę powierzchni poziomej w kwh/m 2 /rok (wielkości wskazują całkowite zasoby energii promieniowania słonecznego w ciągu roku dla wskazanych rejonów kraju). Istotny wpływ na wielkość pozyskiwanej energii ma kąt nachylenia kolektora w stosunku do padania promieni słonecznych. W poniższej tabeli przedstawiono optymalne wartości kątów dla ekspozycji południowej według kryterium maksymalizacji energii promieniowania całkowitego. W naszej szerokości geograficznej Słońce oferuje około 1000 Watów mocy na każdy metr kwadratowy napromieniowanej powierzchni. Niezależnie od jakości kolektora może on pobrać tylko pewną jej część. Wynika to z faktu, że nagrzany przez słońce kolektor tym więcej traci do otoczenia im jego temperatura jest wyższa od temperatury otaczającego go powietrza. /mojaenergia.pl/ Ogrzewanie słoneczne Ogrzewanie słoneczne wykorzystuje energię słońca do ogrzewania wody, pomieszczeń itd. Pasywne systemy ogrzewania bazują najczęściej na dużych, zorientowanych w kierunku południowym okien, które wpuszczają do pomieszczenia promienie słoneczne oraz odpowiednich materiałach wnętrz (np. podłogi), które gromadzą ciepło w ciągu dnia i oddają je w godzinach nocnych. Instalacje pasywnego podgrzewania wody najczęściej składają się ze zbiornika na wodę oraz ogrzewającego go kolektora słonecznego. Aktywne systemy ogrzewania słonecznego bazują na rozwiązaniach podobnych do systemów pasywnych, z tym, że wykorzystują dodatkowe wyposażenie, które pozwala na zwiększanie energii pozyskiwanej ze słońca, a co za tym idzie uzyskiwanie wyższych, niż w systemach pasywnych temperatur. Systemy ogrzewania słonecznego bardzo często łączone są z klasycznymi systemami grzewczymi. Oświetlenie słoneczne źródło: Europejskie Centrum Energii Odnawialnej miesiące I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII kąt nachylenia względem poziomu źródło: Systemy tego typu działają na zasadzie przekazywania światła słonecznego, przy pomocy światłowodów, do wnętrza budynków. Występują najczęściej w połączeniu z oświetleniem elektrycznym. Specjalna automatyka zmieniając natężenie światła elektrycznego utrzymuje iluminację pomieszczeń na stałym poziomie. Obecnie trwają prace badawcze nad systemami, w których światło słoneczne zbierane przez panele słoneczne rozdzielane jest na dwie części: spektrum widzialne (ok. 45% energii dostarczanej przez światło słoneczne) dostarczane jest przy pomocy światłowodów do wnętrza budynku w celu oświetlenia pomieszczeń, natomiast pozostała część światła słonecznego, głównie w paśmie podczerwonym (ok. 40% ogólnej energii światła), wykorzystywana jest do produkcji prądu elektrycznego przy pomocy ogniw fotowoltaicznych. Obecnie w Polsce wykorzystanie energii słonecznej kształtuje się na śladowym wręcz poziomie. Po części wytłumaczyć to można stosunkowo wysokim kosztem wytworzenia energii 15

16 elektrycznej przy wykorzystaniu słońca jak również stosunkowo niskim, w porównaniu do obszarów położonych bliżej równika, potencjale energetycznym słońca na naszej szerokości geograficznej. Roczna gęstość promieniowania słonecznego w Polsce na płaszczyznę poziomą wynosi około kwh/m 2, a średnie nasłonecznienie wynosi godzin rocznie. Charakterystyczny dla naszej szerokości geograficznej jest nierównomierny rozkład promieniowania słonecznego w ciągu roku na sześć miesięcy wiosenno-letnich przypada 80% rocznej sumy nasłonecznienia. Równie zmienny jest rozkład operacji słonecznej na dobę waha się od 16 godzin latem do 8 godzin zimą. Warto zauważyć, że szczyt ilości energii elektrycznej możliwej do wyprodukowania poprzez wykorzystanie promieniowanie słonecznego przypada w okresie najsłabszym pod tym względem dla elektrowni wiatrowych, i vice versa. Oznacza to, iż stosując instalacje hybrydowe, wykorzystujące zarówno energię słoneczną jak i energię wiatru, można uzyskać znacznie stabilniejsze źródło energii elektrycznej, niż w przypadku zastosowania każdego z tych źródeł osobno. Daje to szansę na znacznie szersze, niż obecnie się sadzi, zastąpienie tradycyjnych źródeł energii. W ostatnich latach obserwuje się coraz większe zainteresowanie bakteriami z gatunki Geobacter. Jest to związane z ich zdolnościami do przenoszenia elektronów, wpływem na środowisko naturalne, co umożliwia ich zastosowanie do bioremediacji zanieczyszczonych środowisk oraz wytwarzanie elektryczności z odpadowej materii organicznej. Pierwszy organizm z gatunku Geobacter metallireducens został wyizolowany z rzeki Potomak (USA) i był to pierwszy organizm, który posiadał zdolność utleniania związków organicznych do dwutlenku węgla wykorzystując tlenek żelaza jako akceptor elektronów. Innymi słowy bakteria ta otrzymuje energię wykorzystując tlenki żelaza, podobnie jak człowiek wykorzystuje tlen. Gatunki te są również ciekawe z uwagi na ich rolę w odnawianiu środowiska, jako, że potrafią unieszkodliwiać związki ropopochodne zanieczyszczające wody powierzchniowe, utleniając je do dwutlenku węgla. Udział OZE w produkcji energii na świecie W 2003 roku z odnawialnych źródeł energii pochodziło 13,3% światowej produkcji energii, która wynosiła mln ton ekwiwalentu olejowego. Odnawialne źródła energii były też trzecim co do wielkości globalnym dostarczycielem energii elektrycznej. Ze względu na duże wykorzystanie biomasy, wśród krajów, które w największym stopniu wykorzystują OZE znalazły się nie należące do OECD państwa Azji, Afryki i Ameryki Łacińskiej. Pozostałe odnawialne źródła energii były wykorzystywane przede wszystkim przez kraje członków OECD. Według scenariusza przedstawionego w zatytułowanej World Energy Outlook 2005: Middle East and North Africa Insights publikacji International Energy Agency (IEA) w latach wykorzystanie energii odnawialnej na świecie wzrośnie o 60%: z 1400 mln ton ekwiwalentu olejowego w roku 2003 do 2300 mln ton ekwiwalentu olejowego w roku Oznacza to roczny wzrost o 1,8%. Źródło: OZE w Unii Europejskiej Poza wyżej wspominanymi, międzynarodowymi dokumentami, Unia Europejska przyjęła także własne postanowienia dotyczące energetyki odnawialnej. Jednym z nich jest Biała Księga Energia dla przyszłości odnawialne źródła energii z 1997 roku, w której założono, że do roku 2010 udział OZE w bilansie energetycznym krajów członkowskich zwiększy się dwukrotnie i wyniesie 12%. Rządy państw unijnych promują energetykę odnawialną na wiele różnych sposobów: gwarantują określony poziom zakupu energii odnawialnej, stwarzają ulgi podatkowe dla jej producentów, opodatkowują surowce konwencjonalne. Popularyzacji OZE służą też specjalne programy, w rodzaju niemieckiego dachów : kto zdecyduje się na montaż instalacji wykorzystującej energię Słońca, może liczyć na 16

17 korzystny kredyt. Proekologiczna polityka państwa często przynosi spodziewane efekty. W Niemczech od roku 1998 ilość energii elektrycznej pozyskiwanej z biomasy potroiła się, zaś produkowanej z wiatru wzrosła sześciokrotnie. OZE w Polsce Polski Sejm przyjął w roku 2001 Strategię Rozwoju Energetyki Odnawialnej dokument przewidujący 7,5% udział OZE w bilansie energetycznym kraju w roku 2010 i 14% w dziesięć lat później. W 2002 roku udział energii ze źródeł odnawialnych w całkowitym zużyciu energii pierwotnej w kraju wynosił 2,75%. Najwięcej energii odnawialnej produkują województwa pomorskie i kujawsko-pomorskie. Rozwojowi energetyki odnawialnej w Polsce nie sprzyja fakt, że nasz kraj posiada bogate złoża węgla kamiennego i brunatnego. Spalanie węgla dostarcza Polsce najwięcej, bo aż 94% energii elektrycznej, jednocześnie węgiel powoduje też największe zanieczyszczenie środowiska. Dlatego kraje wysoko rozwinięte rezygnują z niego na rzecz innych surowców. Spalanie węgla zapewnia im jedynie 10% energii. Przewidywany w Polsce udział biomasy w pozyskiwanej energii ze źródeł odnawialnych Źródło: opracowanie KAPE S.A. na podstawie Rozporządzenia z dn r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii (Dz.U. nr 261, poz z późn. zm.). W ciągu najbliższych 10 lat odnawialne źródła energii staną się ważnym segmentem gospodarki, w oparciu o który będzie można budować przewagę konkurencyjną na europejskim rynku energetycznym powiedział wiceminister gospodarki Marcin Korolec podczas Europejskiej Konferencji Energetyki Wiatrowej EWEC Coraz bardziej powszechne zainteresowanie perspektywami wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych wynika nie tylko ze względów ekologicznych, o których mówią poszczególne ustawy o ochronie przyrody, ale i z Prawa energetycznego. Nie bez znaczenia są także wymogi ekologiczne stawiane przez Unię Europejską, które dotyczą zobowiązań podpisanych przez Polskę w trakcie międzynarodowych konferencji na temat przeciwdziałania globalnym zagrożeniom dla środowiska przyrodniczego. Prof. Jan Popczyk, tak widzi za lat 20 synergię w obszarach energetyka rolnictwo ochrona środowiska: Inwestor finansowy, biotechnolog i rolnik będą prawie wszystko wiedzieli o rynku mikrobiogazowni/biogazowni, o procesach zgazowania biomasy oraz ekonomice rolnictwa energetycznego i bardzo dużo będą wiedzieli o rynku energii elektrycznej. Wójt wiejskiej gminy, odpowiedzialny za zarządzanie kryzysowe i za infra strukturę, przedsiębiorca działający na terenie gminy (właściciel gorzelni, dużej mleczarni, dużej obory, dużej chlewni, dużych kurników, przetwórni owocowo-warzywnej, albo też cukrowni zamkniętej 20 lat wcześniej) oraz grupa producencka rolników (uprawiających buraki energetyczne i kuku rydzę energetyczną) będą dalej rozwijać w 2030 roku gminne centrum ekologiczno-energetyczne, które powstawało w ciągu dwóch dekad wokół biogazowni utylizującej biomasę odpadową, dodatkowo zasilanej substratami w postaci kiszonki z roślin energetycznych, uprawianych w strefie energetycznej gminy. Centrum, oprócz biogazowi zintegro wanej ze źródłem kogeneracyjnym, będzie obejmować wytwórnię paliw płynnych drugiej generacji oraz wytwórnię uszlachetnionej biomasy stałej (pelett i brykietów). Politycy i rolnicy w UE zapomną w 2030 roku o tym, że była Wspólna Polityka Rolna. Rolnicy-przedsiębiorcy zdywersyfikują do tego czasu swoją działalność i wyjdą z systemu KRUS przeznaczając 20% gruntów na uprawy energetyczne, po to, aby umożliwić sobie lepsze zarządzanie ryzykiem rynkowym. Taka alokacja części rolnictwa do segmentu ener getycznego zapewni rynkową równowagę cen żywności i energii, czyli zapewni korzyść dla całej gospodarki. Biotechnolodzy z kolei w 2030 roku będą mieli za sobą zwycięską batalię o dopuszczenie stosowania technologii GMO w rolnictwie energetycznym i będą oferowali wodór produkowany bezpośrednio z biomasy, bez przechodzenia przez fazę gazową. 17

18 Literatura 1. Brzóska F., Węglarzy K. (2006). Odnawialne źródła energii pochodzenia rolniczego. Wiadomości Zootechniczne, 3 (250), s Chyłek E.K.; I Kongres Nauk Rolniczych Nauka Praktyce pod hasłem Przyszłość sektora rolno-spożywczego i obszarów wiejskich Biuletyn Informacyjny Wydziału Nauk Rolniczych, Leśnych i Weterynaryjnych PAN, 2009, nr 17, 1 3. Wyd. PAN Warszawa. 3. Chyłek E.K., Kiełsznia M. Działania Komisji Europejskiej na rzecz energetyki zrównoważonej. Monografia Rolnictwo XXI wieku nowe aspekty gospodarowania, wyd. ZDIZ PIB Grodziec Śląski, 2010, Jadczyszyn J., Faber A., Zaliwski A.: Wyznaczenie obszarów potencjalnie przydatnych do upawy wierzby i ślazowca pensylwańskiego w Polsce. Studia i Raporty IUNG-PIB, 2008, nr 11, Kuś J. Oczekiwane kierunki zmian w produkcji rolniczej produkcja na cele energetyczne Monografia Rolnictwo XXI wieku nowe aspekty gospodarowania, wyd. ZDIZ PIB Grodziec Śląski, 2010, Płonka St., Węglarzy K. (2006). Zagrożenia dla środowiska naturalnego ze strony przemysłu i rolnictwa. Wiadomości Zootechniczne, 4, s Popczyk J. Synteza energetyki i rolnictwa jako podstawa bezpieczeństwa energetycznego, żywnościowego i ekologicznego Polski, Monografia Rolnictwo XXI wieku nowe aspekty gospodarowania, wyd. ZDIZ PIB Grodziec Śląski, 2010, Rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie Narodowych Celów Wskaźnikowych. Dz.U., z Van Velthuizen H.: Agro-ecological zoning of Europe. agrienv.jrc.it/activities/pdfs/irena/velthuizen-aez-europe. pdf, Węglarzy K. Rzepak surowcem ekologicznym dla paszy i paliwa. Zebranie referatowo-dyskusyjne Koła Krakowskiego Polskiego Towarzystwa Zootechnicznego, Węglarzy K., Skrzyżala I. Ekologiczne i ekonomiczne aspekty produkcji biopaliw na przykładzie Agrorafinerii Zakładu Doświadczalnego Instytutu Zootechniki Państwowego Instytutu Badawczego w Grodźcu Śląskim. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering Vol. 54 (4), Poznań 2009 (ISSN X): Węglarzy K., Stekla J. Agrogazownia w ochronie środowiska rolniczego. Wiadomości Zootechniczne, 2009, Tom XLVII, Z. 3 (262), s Węglarzy K., Bereza M., Skrzyżala I., Mikler W., Siąkała M., Żabiński T. Wykorzystanie energii odnawialnych w rolnictwie, 2009, Węglarzy K., Bereza M., Skrzyżala I., Mikler W., Siąkała M., Żabiński T. (2009). Wykorzystanie energii odnawialnych w rolnictwie. Wyd. IZ PIB, Kraków, s Wiesenthal T.: How much bioenergy can Europe produce without harming environment. EEA Report, 2006, nr

19 Agrorafinerie szansą rozwoju gospodarstw i gmin Karol Węglarzy 1, 2, 3, Marzena Białek-Brodocz 2, Julia Stekla 2 1 Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy, Balice k/krakowa Dział Technologii, Ekologii i Ekonomiki Produkcji Zwierzęcej 2 Zakład Doświadczalny Instytutu Zootechniki Państwowego Instytutu Badawczego Grodziec Śląski 3 Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej Odnawialne źródła energii Najbliższa perspektywa XXI wieku to szukanie źródeł energii odnawialnej. Dotychczasowe klasyczne źródła energii takie jak: węgiel kamienny, brunatny, ropa naftowa czy też gaz ziemny są praktycznie na wyczerpaniu biorąc pod uwagę ich obecną, intensywną eksploatację. Energia ze źródeł odnawialnych to praktycznie niewyczerpalna, dostępna dla człowieka forma energii. Największe nadzieje na wykorzystanie, jako odnawialne źródło energii, są wiązane z biomasą. Jej udział w bilansie paliwowym energetyki odnawialnej w Polsce rośnie z roku na rok. Biomasa może być używana w celach energetycznych w procesach bezpośredniego spalania biopaliw stałych (drewna, słomy), gazowych w postaci biogazu lub przetwarzana na paliwa ciekłe (olej, alkohol). biomasa Biomasa jest największym potencjalnym źródłem energii na świecie, w tym także w Polsce. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 9 grudnia 2004 roku biomasa to stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji (Dz.U. Nr 267, poz. 2656). Najważniejszą cechą energetyczną wykorzystania biomasy jest to, że nie powoduje ona tak dużej emisji dwutlenku siarki, jak ma to miejsce w trakcie spalania węgla kamiennego, oleju opałowego lub innych paliw kopalnych. Ponadto bilans dwutlenku węgla powstającego w procesie spalania biomasy jest równy zeru, ze względu na pochłanianie go podczas procesu odnawiania tych paliw, tj. fotosyntezy. Obieg węgla znajduje się w stanie równowagi, jeśli do produkcji energii zamiast paliw kopalnych zużywany jest materiał roślinny. Biomasa może być używana na cele energetyczne w procesach bezpośredniego spalania biopaliw stałych (np. drewno, słoma, osady ściekowe), przetwarzana na paliwa ciekłe (np. estry oleju rzepakowego), bądź gazowe (np. biogaz rolniczy, gaz wysypiskowy). 19

20 Ryc. 1. Klasyfikacja biopaliw Biomasa Biopaliwa stałe Biopaliwa gazowe Biopaliwa ciekłe drewno węgiel drzewny ziarna zbóż biodegradowalna frakcja odpadów komunalnych biogaz gaz drzewny biodiesel paliwo rzepakowe bioalkohole olej roślinny Biopaliwa ciekłe Powszechnie używając zwrotu biopaliwa stosuje się go w stosunku do biokomponentów takich jak bioetanol (odwodniony alkohol etylowy, dodawany do benzyn) i estry metylowe lub etylowe (otrzymywane w procesie przetwa rzania rzepaku, dodawane do oleju napędowego). Można też spotkać się z innymi określeniami takimi jak paliwa al ternatywne, odnawialne, paliwa zastępcze, biopaliwa, ekopaliwa. Często też estry nazywa się biodieslem. Działając na tłuszcze alkoholem metylowym w obecności katalizatorów otrzymujemy glicerynę i estry metylowe kwasów tłuszczowych określane jako FAME (ang. Fatty Acid Methyl Esters). Jeżeli zastosujemy alkohol etylowy to otrzymamy estry etylowe określane jako FAEE. Jest to o tyle istotne, że dyrektywa euro pejska nie przewiduje stosowania jako paliwa FAEE a jedynie FAME, czyli estry metylowe. Zdarzało się, że w polskim, ustawodawstwie nie rozróżniano pojęcia estrów metylowych i etylowych traktując je jako jedną substancję. Na pomysł wykorzystania biopaliw do napędzania silników ponad sto lat temu wpadł Rudolf Diesel, który doszedł do wniosku, że wysokoprężny silnik może być zasilany olejami roślinnymi, a to z kolei pozwoli rozwijać rolnictwo w krajach, w których taki silnik miałby zastosowanie. Do napędzania silników Diesla można było stosować wyłącznie biodiesel, określany wtedy jako B100 lub także jego dodatek w różnym procencie do standardowego oleju napędowego (np. B20 zawierający dodatek 20% komponentu roślinnego). W związku z powyższym należy rozróżniać pojęcie biopaliw i paliw ciekłych. Pod pojęciem paliwa ciekłego należy rozumieć paliwo z zawartością do 5% biokomponentów a pod pojęciem biopaliwa, paliwo z zawartością powyżej 5% biokompo nentów. Zalety FAME w stosunku do ON: posiada mniejszą zawartość siarki, przez co, nie działa szkodliwie na orga nizm ludzki, szybciej rozkłada się w glebie i ma dużo lepszą skłonność do migracji w glebie, 20