Zużycie energii na ogrzewanie budynków w 2015 r. w miastach Polski Józef Dopke

Transkrypt

1 Zużycie energii na ogrzewanie budynków w 21 r. w miastach Polski Józef Dopke Słowa kluczowe: temperatura, średnia roczna temperatura, liczba stopniodni grzania, bazowa temperatura, zużycie energii, ogrzewanie, Chojnice, Dęblin, Elbląg,, Gdańsk, Jelenia Góra, Hel, Kalisz, Katowice, Kielce, Kraków, Kołobrzeg, Lesko, Lublin, Łeba, Malbork, Mława, Przemyśl, Opole, Ostrołęka, Rzeszów, Suwałki, Szczecin, Świnoujście, Terespol, Ustka, Wrocław, Zakopane. Streszczenie Na rysunku podano średnie roczne temperatury powietrza oraz średnie temperatury w miesiącach grzewczych w 21 r. w wybranych polskich miastach. Przedstawiono średnie roczne i roczne bez lata temperatury powietrza w Gdyni Oksywiu w wieloleciu oraz w Katowicach w wieloleciu Podano roczną liczbę stopniodni grzania dla temperatury bazowej 1 o C dla analizowanych miast. W artykule przedstawiono procentowe różnice w zużyciu energii na ogrzewanie w 21 r. w wybranych miastach względem najcieplejszego Wrocławia. Omówiono zmiany zużycia energii na ogrzewanie budynków w wieloleciu dla Gdyni Oksywia względem najcieplejszego roku. Porównano zmiany zużycia energii na ogrzewanie w wieloleciu dla Katowic i Krakowa i dla Rzeszowa Jasionki i Helu. 1. Średnia roczna temperatura powietrza w miesiącach grzewczych Ze średnich dziennych temperatur powietrza [1, 2] obliczono średnią miesięczną temperaturę dla wybranych polskich miast w 21 r. Następnie obliczono średnią roczną temperaturę powietrza oraz średnią temperaturę w miesiącach grzewczych (bez czerwca, lipca i sierpnia) (rys. 1). Najniższe średnie roczne temperatury powietrza w 21 r. wystąpiły w Zakopanem (7,21 o C), Suwałkach (8,27 o C), Białymstoku (8,67 o C). Najwyższe średnie roczne temperatury w 21 r. wystąpiły we Wrocławiu (11,7 o C), Opolu (1,8 o C) i Kołobrzegu (1,64 o C). Na rys. 1 podano również średnią temperaturą powietrza w dziewięciu miesiącach roku, w których ogrzewa się budynki (bez czerwca, lipca sierpnia). Najniższe średnie temperatury powietrza w dziewięciu miesiącach grzewczych 21 r. wystąpiły w Zakopanem (4,4 o C) ), Suwałkach (,21 o C) i Białymstoku (,7 o C). Najwyższe średnie temperatury wystąpiły we Wrocławiu (8,44 o C), Kołobrzegu (8 o C) i Opolu (7,6 o C). Na rys. 2 podano średnie roczne i roczne bez lata temperatury powietrza w Gdyni Oksywiu w wieloleciu r. W Gdyni Oksywiu najzimniejszym rokiem był 21 r. średniej rocznej temperaturze powietrza 7,18 o C i średniej temperaturze powietrza w miesiącach grzewczych 3,62 o C. Najcieplejszym był rok 21 o średniej rocznej temperaturze powietrza 9,48 o C i średniej temperaturze powietrza w miesiącach grzewczych 6,9 o C. Drugi w tym rankingu był rok 27 o średniej rocznej temperaturze powietrza 9,3 o C i średniej temperaturze powietrza w miesiącach grzewczych 6,63 o C. W wielu miastach, np. Ustce, Łebie, Helu, Gdańsku, Gdańsku Rębiechowie czy Kaliszu rok 21 r. był cieplejszy niż 214 r. W niektórych miastach Polski to rok 214 był cieplejszy niż 21 r., np. w Szczecinie, Krakowie czy Katowicach (rys. 3). W Katowicach najcieplejszym rokiem był 214 r. o średniej rocznej temperaturze powietrza 9,93 o C i średniej temperaturze powietrza w miesiącach grzewczych 7,29 o C. Nieco chłodniejszy od 214 r. był rok 21 o średniej rocznej temperaturze powietrza 9,78 o C i średniej temperaturze powietrza w miesiącach grzewczych 6,3 o C. Na rys. 4 podano prostą regresji 1

2 średniej miesięcznej temperatury powietrza w Katowicach względem średniej miesięcznej temperatury powietrza w Krakowie. Podobieństwo klimatyczne tych dwóch miast jest bardzo 12 1 roczna roczna bez lata 21 r. Średnia temperatura powietrza ( o C) Zakopane Suwałki Elbląg Lesko Kielce Mława Jelenia Góra Mirosławiec Gdańsk-Rębiechowo Chojnice Lublin Radawiec Dęblin/Irena Ostrołęka Terespol Malbork Katowice Gdańsk Łeba Rzeszów Jasionka Darłówek Koszalin Szczecin Przemyśl Hel Bielsko-Biała Ustka Gorzów WLKP Świnoujście Kalisz Zielona Góra Opole Kołobrzeg Rys. 1. Średnia temperatura powietrza: roczna oraz dla dziewięciu miesięcy grzewczych (bez czerwca, lipca i sierpnia) dla wybranych miast Polski w 21 r. 1 9 roczna roczna bez lata 8 Średnia temperatura powietrza ( o C) r. 24 r. 2 r. 26 r. 27 r. 28 r. 29 r. 21 r. 211 r. 212 r. 213 r. 214 r. 21 r. Rys. 2. Średnie roczne i roczne bez lata temperatury powietrza w Gdyni Oksywiu w wieloleciu r. 2

3 12 1 roczna roczna bez lata Katowice Średnia temperatura powietrza ( o C) r. 27 r. 28 r. 29 r. 21 r. 211 r. 212 r. 213 r. 214 r. 21 r. Rys. 3. Średnie roczne i roczne bez lata temperatury powietrza w Katowicach w wieloleciu r. 2 Od 1.26 r. do r. Średnia miesięczna temperatura powietrza w Katowicach ( o C) y =,9727x +,172 R 2 =, Średnia miesięczna temperatura powietrza w Krakowie ( o C) Rys. 4. Prosta regresji średniej miesięcznej temperatury powietrza w Katowicach względem średniej miesięcznej temperatury powietrza w Krakowie w okresie od stycznia 26 r. do grudnia 21 r. 3

4 duża. Podobnie bardzo duża korelacja istnieje między średnimi temperaturami powietrza w Ustce i Łebie (rys., 6). Najcieplejszym w Ustce był rok 21 o średniej rocznej temperaturze powietrza 9,492 o C i średniej temperaturze powietrza w miesiącach grzewczych 7,81 o C. 2 Od 1.21 r. do r. Średnia miesięczna temperatura powietrza w Ustce ( o C) y =,9888x +,4797 R 2 =, Średnia miesięczna temperatura powietrza w Łebie ( o C) Rys.. Prosta regresji średniej miesięcznej temperatury powietrza w Ustce względem średniej miesięcznej temperatury powietrza w Łebie w okresie od stycznia 21 r. do grudnia 21 r Łeba roczna Łeba roczna bez lata Ustka roczna Ustka roczna bez lata y =,3831x + 7,3 R 2 =,748 y =,371x + 7,4299 R 2 =,7684 y =,431x + 3,618 R 2 =,787 y =,432x + 4,182 R 2 =,7768 Średnia temperatura powietrza ( o C) r. 211 r. 212 r. 213 r. 214 r. 21 r. Rys. 6. Średnie roczne i roczne bez lata temperatury powietrza w Łebie i Ustce w wieloleciu r. 4

5 W Łebie najcieplejszy był rok 214 o średniej rocznej temperaturze powietrza 9,16 o C i średniej temperaturze powietrza w miesiącach grzewczych 6,2 o C. W miesiącach grzewczych wyższa temperatura była w 21 r. i wynosiła 6,62 o C. W obu miastach w wieloleciu najzimniejszym rokiem był 21 r. 2. Roczna liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) w 21 r. Roczną liczbę stopniodni grzania Sd(1 o C) w 21 r. obliczoną z definicji dla wybranych miast Polski podano na rys. 7. Najzimniejszym z analizowanych miast było Zakopane o rocznej liczbie stopniodni grzania Sd(1 o C)=397, o Cdzień i o 314,7 o Cdzień bez czerwca, lipca sierpnia (bez lata, w którym nie ogrzewa się mieszkań w Polsce). Drugim miastem w tym rankingu były Suwałki o Sd(1 o C)=2722,2 o Cdzień i 2689,9 o Cdzień bez lata. Najcieplejszym miastem był Wrocław następnie Kołobrzeg i Opole r. Liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) ( o Cdzień) Zakopane Suwałki roczna roczna bez lata Lesko Elbląg Kielce Mława Lublin Radawiec Jelenia Góra Dęblin/Irena Mirosławiec Chojnice Gdańsk-Rębiechowo Terespol Ostrołęka Malbork Katowice Rzeszów Jasionka Gdańsk Łeba Przemyśl Darłówek Bielsko-Biała Koszalin Szczecin Hel Ustka Kalisz Gorzów WLKP Zielona Góra Świnoujście Opole Kołobrzeg Rys. 7. Liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) obliczona z definicji: roczna oraz roczna zmniejszona o liczbę stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia dla wybranych miast Polski w 21 r. 3. Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w 21 r. w polskich miastach Jeżeli znane są miesięczne liczby stopniodni grzania, to z rocznej liczby stopniodni grzania usuwa się miesięczne liczby stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia. Roczne zużycie energii na ogrzewanie budynków jest zależne liniowo od tak obliczonej liczby stopniodni grzania. Jeżeli liczba stopniodni grzania w 21 r. w Zakopanem wynosiła Sd(1 o C)=314,7 o Cdni a w najcieplejszym mieście Wrocławiu Sd(1 o C)=1864,8 o Cdni, to zużycie energii na ogrzewanie identycznego budynku w Zakopanem było większe o (314,7 o Cdni/1864,8-1)1% =61,77% niż we Wrocławiu (rys. 8). Zużycie energii na ogrzewanie w 21 r. tego samego budynku było większe o: 61,7% w Zakopanem, 44,2% w Suwałkach, 37,7% w Lesku, 37,4% w Elblągu i 33,9% w Kielcach niż w najcieplejszym Wrocławiu.

6 Jeżeli na ogrzanie budynku w najcieplejszym Wrocławiu zużyto 2 m 3 (2222 kwh) gazu wysokometanowego E, to na ogrzanie identycznego budynku zużyto w: - Zakopanem 3234 m 3 (393 kwh) gazu wysokometanowego E, - Suwałkach 2884 m 3 (3241 kwh) gazu wysokometanowego E, - Lesku 274 m 3 (397 kwh) gazu wysokometanowego E, - Elblągu 2748 m 3 (33 kwh) gazu wysokometanowego E, - Kielcach 2678 m 3 (2973 kwh) gazu wysokometanowego E r. Różnica w zużyciu energii na ogrzewanie (%) Zakopane Suwałki Lesko Elbląg Kielce Mława Lublin Radawiec Jelenia Góra Dęblin/Irena Mirosławiec Chojnice Gdańsk-Rębiechowo Terespol Ostrołęka Malbork Katowice Rzeszów Jasionka Gdańsk Łeba Przemyśl Darłówek Bielsko-Biała Koszalin Szczecin Hel Ustka Kalisz Gorzów WLKP Zielona Góra Świnoujście Opole Kołobrzeg Wrocław Rys. 8. Procentowe różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w 21 r. w analizowanych miastach w stosunku do najcieplejszego miasta Wrocławia obliczone z rocznej Sd(1 o C) pomniejszonej o miesięczne liczby stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia 4. Zmiany w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w wieloleciu Na rys. 9 podano roczną liczbę stopniodni grzania Sd(1 o C) obliczoną z definicji dla Gdyni Oksywia w wieloleciu oraz Sd(1 o C) bez miesięcznych liczb stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia. Najcieplejszym był 21 r. o Sd(1 o C)=2249,6 o Cdni (2213,4 o Cdni bez lata). Najzimniejszym był rok 21 r. o Sd(1 o C)=313,2 o Cdni (311,6 o Cdni bez lata). Procentowa zmiana zużycia energii na ogrzewanie budynków w Gdyni Oksywiu (rys. 1) obliczona względem najcieplejszego 21 r. wynosiła od 4,8% w najzimniejszym 21 r. do 12,6% w 211 r., 21,% w 212 r., 17% w 213 r. i,4% w 214 r. W 214 r. zużycie energii na ogrzewanie budynków było tylko o,4% większe niż w najcieplejszym 21 r. Na rys. 11 przedstawiono prostą regresji miesięcznej liczby stopniodni grzania Sd(1 o C) w Katowicach względem miesięcznej liczby stopniodni grzania Sd(1oC) w Krakowie w okresie od stycznia 21 r. do grudnia 21 r. Miesięczna liczba stopniodni grzania w Katowicach i Krakowie jest mocno skorelowana z punktu widzenia ciepłownictwa. Widać to na rys. 12, na którym przedstawiono liczbę stopniodni grzania Sd(1 o C) roczną i roczną bez lata 6

7 w Krakowie i Katowicach w wieloleciu W Katowicach było nieco cieplej w 214 r. niż w Krakowie, natomiast w 21 r. w Katowicach było nieco zimniej niż w Krakowie. 3 roczna 3 roczna bez lata Liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) ( o Cdzień) r. 24 r. 2 r. 26 r. 27 r. 28 r. 29 r. 21 r. 211 r. 212 r. 213 r. 214 r. 21 r. Rys. 9. Liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) roczna i roczna bez lata w Gdyni Oksywiu w wieloleciu Procentowa zmiana zużycia energii na ogrzewanie względem najcieplejszego 21 r. (%) r. 24 r. 2 r. 26 r. 27 r. 28 r. 29 r. 21 r. 211 r. 212 r. 213 r. 214 r. 21 r. Rys. 1. Procentowa zmiana zużycia energii na ogrzewanie budynków w Gdyni Oksywiu w wieloleciu w stosunku do najcieplejszego 21 r. obliczone z rocznej liczby stopniodni grzania Sd(1 o C) pomniejszonej o miesięczne liczby stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia 7

8 8 Od 1.26 r. do r. Miesięczna liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) w Katowicach ( o Cdzień) y =,973x + 6,2631 R 2 =, Miesięczna liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) w Krakowie ( o Cdzień) Rys. 11. Prosta regresji miesięcznej liczby stopniodni grzania Sd(1oC) w Katowicach względem miesięcznej liczby stopniodni grzania Sd(1 o C) w Krakowie w okresie od stycznia 21 r. do grudnia 21 r. 3 3 Kraków roczna Kraków roczna bez lata Katowice roczna Katowice roczna bez lata Liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) ( o Cdzień) r. 27 r. 28 r. 29 r. 21 r. 211 r. 212 r. 213 r. 214 r. 21 r. Rys. 12. Roczna liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) i roczna bez lata w Krakowie i Katowicach w wieloleciu Najzimniejszym rokiem dla Krakowa i Katowic był 21 r. a najcieplejszym 214 r. W najzimniejszym 21 r. w Katowicach liczba stopniodni grzania wynosiła Sd(1oC)=384,6 o Cdni (31,6 o C 8

9 bez lata). W najcieplejszy 214 r. w Katowicach liczba stopniodni grzania wynosiła Sd(1oC)=2218,2 o Cdni (2178,2 o C bez lata). Zużycie energii na ogrzewanie budynków w Katowicach była o 4,1% wyższa w najzimniejszym 21 r. niż w najcieplejszym 214 r. Na rys. 13 podano roczną liczbę stopniodni grzania Sd(1 o C) i roczną bez lata oraz roczną liczbę stopniodni grzania Sd(18 o C; 1 o C) obliczoną wg metody EUROSTAT-u i roczną bez lata w wieloleciu dla Rzeszowa Jasionki. Najzimniejszym rokiem według kryterium rocznej liczby stopniodni grzania Sd(1 o C) bez lata był rok 23 o Sd(1 o C)=2911,1 o Cdni ale najzimniejszym rokiem według kryterium rocznej liczby stopniodni grzania wg EUROSTAT-u Sd(18 o C; 1 o C) bez lata był 21 r. o Sd(18 o C; 1 o C)=3673,2 o Cdni. Rok 21 był zbliżonym ciepłowniczo do 23 r. o Sd(1 o C)=298,2 o Cdni i Sd(18 o C; 1 o C)=3673,2 o Cdni. Najcieplejszym w wieloleciu był rok 214 o rocznej liczbie stopniodni grzania bez lata równej Sd(1 o C)=2227,8 o Cdni i Sd(18 o C; 1 o C)=293,8 o Cdni Rzeszów Jasionka Sd(18oC; 1oC) roczna Sd(18oC; 1oC) roczna bez lata Sd(1oC) roczna Sd(1oC) roczna bez lata Liczba stopniodni grzania ( o Cdzień) r. 2 r. 21 r. 22 r. 23 r. 24 r. 2 r. 26 r. 27 r. 28 r. 29 r. 21 r. 211 r. 212 r. 213 r. 214 r. 21 r. Rys. 13. Roczna liczba stopniodni grzania Sd(1 o C) i roczna bez lata oraz roczna liczba stopniodni grzania Sd(18 o C; 1 o C) wg EUROSTAT-u i roczna bez lata w wieloleciu dla Rzeszowa Jasionki Na rys. 14 przedstawiono procentową zmianę zużycia energii na ogrzewanie budynków obliczoną względem najcieplejszego 214 r. z rocznej liczby stopniodni grzania Sd(1 o C) bez lata dla Rzeszowa Jasionki w wieloleciu W 23 r. zużyto o 3,7% a w 21 r. o 3,% więcej energii na ogrzewanie budynków niż w najcieplejszym 214 r. W zbliżonych ciepłowniczo ciepłych latach 2, 28 i 21 zużyto odpowiednio 4,6%, 4,6% i 4,7% więcej energii na ogrzewanie budynków niż w najcieplejszym 214 r. Na rys. 1 podano procentową zmianę zużycia energii na ogrzewanie budynków obliczoną względem najcieplejszego 2 r. z rocznej liczby stopniodni grzania Sd(1 o C) bez lata dla Helu w wieloleciu Najzimniejszym w wieloleciu był rok 21 o rocznej liczbie stopniodni grzania bez lata równej o Sd(1 o C)=363 o Cdni i rocznej Sd(1 o C)=396 o Cdni. 9

10 3 Rzeszów Jasionka Procentowa zmiana zużycia energii na ogrzewanie (%) r. 2 r. 21 r. 22 r. 23 r. 24 r. 2 r. 26 r. 27 r. 28 r. 29 r. 21 r. 211 r. 212 r. 213 r. 214 r. 21 r. Rys. 14. Procentowa zmiana zużycia energii na ogrzewanie budynków obliczona względem najcieplejszego 214 r. z rocznej liczby stopniodni grzania Sd(1 o C) bez lata dla Rzeszowa Jasionki w wieloleciu Hel 4 Procentowa zmiana zużycia energii na ogrzewanie (%) r. 2 r. 21 r. 22 r. 23 r. 24 r. 2 r. 26 r. 27 r. 28 r. 29 r. 21 r. 211 r. 212 r. 213 r. 214 r. 21 r. Rys. 1. Procentowa zmiana zużycia energii na ogrzewanie budynków obliczona względem najcieplejszego 2 r. z rocznej liczby stopniodni grzania Sd(1 o C) bez lata dla Helu w wieloleciu Najcieplejszym w wieloleciu był rok 2 o rocznej liczbie stopniodni grzania bez lata równej o Sd(1 o C)=2177,3 o Cdni i rocznej Sd(1 o C)=2213,1 o Cdni. Rok 21 był 1

11 zbliżony do najcieplejszego roku o rocznej liczbie stopniodni grzania bez lata równej o Sd(1 o C)=2188,2 o Cdni i rocznej Sd(1 o C)=2213,6 o Cdni. W najzimniejszym 21 r. zużyto o 4,7% więcej energii na ogrzewanie budynków niż w najcieplejszym 2 r. a w 21 r. zużyto,% więcej energii niż w najcieplejszym 2 r.. Wnioski Zużycie energii na ogrzewanie w 21 r. tego samego budynku było większe o: 61,7% w Zakopanem, 44,2% w Suwałkach, 37,7% w Lesku, 37,4% w Elblągu, 33,9% w Kielcach, 32,4 w Mławie, 31,9% w Jeleniej Górze, 31,8% w Dęblinie/Irenie, 31,3% w Mirosławcu, 3,9% w Chojnicach, 3,7% w Terespolu, 3, w Ostrołęce, 27,7% w Malborku, 26,3% w Katowicach, 23,3% w Łebie, 22,2% w Przemyślu, 19,7% w Darłówku, 17,3% w Helu, 16,8% w Ustce, 13,3% w Świnoujściu,., 12,3% w Opolu i,1% w Kołobrzegu. 6. Literatura [1] Ogimet. [2] Józef Dopke jozefdopke@wp.pl r. All rights reserved. Materiał chroniony prawem autorskim wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą autora (Józef Dopke, jozefdopke@wp.pl). 11