Odnawialne Źródła Energii rodzaj i zakres wykorzystania

Transkrypt

1 Odnawialne Źródła Energii rodzaj i zakres wykorzystania Jolanta Puacz Olszewska Konferencja regionalna nt. ochrony środowiska, zmian klimatycznych oraz polityki energetycznej Rzeszów, r.

2 Członkowstwo w Unii Europejskiej zobowiązuje nasz kraj do przestawienia się na energię odnawialną, której udział ma wynosić: - w 2010 roku 7,5% energii elektrycznej wytwarzanej z odnawialnych źródeł - w 2020 roku ok. 15% (dziś jest to 4,5%) Wysokorozwinięte państwa UE: - do 2020 roku ok. 20%

3 Odnawialne źródła energii mogą stanowić istotny udział w bilansie energetycznym poszczególnych gmin, czy województw naszego kraju Korzyści dla lokalnych społeczności: - zwiększenie poziomu bezpieczeństwa energetycznego - stworzenie nowych miejsc pracy - promowanie rozwoju regionalnego korzyści ekologiczne: - ograniczenie emisji dwutlenku węgla

4 Energia Biomasy Obecnie podstawowym źródłem energii odnawialnej wykorzystywanym w kraju jest biomasa (wg danych z 2006 r. ok. 98%) oraz energia wodna(ok. 1,7%). Energia geotermalna, energia wiatru, promieniowania słonecznego, ma mniejszy udział w bilansie energetycznym. Źródło energii Biomasa 98,06 Energia wodna 1,74 Energia geotermalna 0,08 Energia wiatru 0,10 Energia promieniowania słonecznego 0,02 Produkcja energii ze źródeł odnawialnych w 2006 roku w %

5 Biomasa może być używana na cele energetyczne w procesie bezpośredniego spalania biopaliwstałych (drewna, słomy lub roślin hodowanych wyłącznie w celach energetycznych, m.in. plantacja topoli, czy wierzby), gazowych w postaci biogazu lub przetwarzania na paliwa ciekłe (olej, alkohol). Biomasę podzielić można na dwie grupy: energetyczne surowce pierwotne (drewno, słoma i osady ściekowe) energetyczne surowce przetworzone (biogaz, etanol, metanol, estry oleju rzepakowego, makulatura)

6 Argumentami za energetycznym wykorzystaniem biomasy mogą być: wystarczająco zweryfikowane i nieuciążliwe metody pozyskiwania energii z biomasy biomasa może być produkowana i używana bez dużych inwestycji technologicznych energia zawarta w biomasie jest najmniej kapitałochłonnym źródłem energii odnawialnej wytwarzanie nośnika energii w postaci biomasy powoduje ożywienie koniunktury lokalnej szczególnie na terenach rolniczych; wytwarzanie biomasy poprawia bilans paliwowy regionu (zmniejszenie uzależnienia gospodarki regionu od dostaw ropy czy gazu) zdecentralizowane wytwarzanie z biomasy energii użytkowej (elektrycznej czy cieplnej) wspomaganie dochodu na wsi, który jest trudny do uzyskania przy nadprodukcji żywności tworzenie nowych miejsc pracy, szczególnie ważnych w zagrożonych gminach

7 Z punktu ekologicznego: w stosunku do spalania paliw kopalnych przy spalaniu biomasy występuje znaczne zmniejszenie emisji SO2 i ograniczenie emisji CO2; biomasa i pochodzące z niej biopaliwa czy biogaz są paliwami pod względem emisji CO2 neutralnymi. Z prognoz wynika iż polskie rolnictwo stanowić będzie w coraz szerszym zakresie źródło surowców dla przemysłu i lokalnej energetyki. Pewną alternatywą są szybko rosnące krzewiaste wierzby, których biomasa może być wykorzystana do chemicznego przetwórstwa (celuloza, metanol) oraz jako odnawialne, ekologiczne paliwo.

8 Uprawa wierzb krzewiastych może dać rolnikom wiele korzyści ze względu na: niskie nakłady pracy, zapewniona opłacalność inwestycji (dopłata 45 Euro/ha) niską energochłonność uprawy (małe zapotrzebowanie na nawozy) wysoką produktywność możliwość wykorzystania dużych powierzchni gleb do uprawy możliwość wykorzystania standardowych maszyn do uprawy gleby, sadzenia i z drobnymi adaptacjami do zbioru biomasy nieograniczony rynek(przyszłościowo) bezpieczna uprawa dla środowiska

9 Produkcja energii z biomasy w Unii Europejskiej w latach 2005, 2006 (w Mtoe)

10 Energetyka wiatrowa Rejonami najbardziej uprzywilejowanymi do wykorzystania energii wiatru są: Wybrzeże Morza Bałtyckiego Suwalszczyzna Równina Mazowiecka

11 W Polsce działa obecnie 58 elektrowni wiatrowych o łącznej mocy 58 MW

12 Klasyfikacja obszaru Polski pod względem możliwości wykorzystania wiatru jako źródła energii.

13 Moc elektrowni wiatrowych na świecie w latach 2005/2006 w MW

14 Moc zainstalowana i energia wyprodukowana w elektrowniach wiatrowych w UE w latach 2005/06

15 Największy rozwój zanotowały: - USA 5200 MW - Chiny 3200 MW - Hiszpania 3500 MW - Europa MW Globalna moc elektrowni wiatrowych MW skutkowała redukcją ok. 122 mln. ton CO2 każdego roku, co jest ekwiwalentem ok. 20 wielkich elektrowni węglowych. Ilość mocy zainstalowana (w kw na 1000 mieszkańców): - Dania 577,9 - Hiszpania 265,4 - Niemcy 250,1 -Polska 4 Zakłada się dwukrotny wzrost zainstalowanej mocy w krajach UE do roku 2010.

16 Konstrukcje te mają wiele zalet: koszt wytwarzania 1 kwhenergii jest niewielki i waha się w zależności od warunków wiatrowych dla Polski 0,07-0,10 zł. instalacja małych turbin jest bardzo prosta a koszt stosunkowo niski; ich negatywny wpływ na środowisko jest znikomy; nie wymagają budowy (rozbudowy) sieci energetycznych; mogą pracować w najbardziej ekstremalnych warunkach zwłaszcza turbiny o osi pionowej; dodatkowym atutem małych elektrowni wiatrowych jest to, że nie potrzebują pozwolenia na budowę.

17 Energia słoneczna W ostatnich latach obserwuje się dynamiczny rozwój produkcji i zastosowania kolektorów płaskich i rurowych próżniowych. Najczęściej wykorzystywana są do podgrzewania ciepłej wody użytkowej w: domach jednorodzinnych, wielorodzinnych, a także w obiektach użyteczności publicznej(szpitale). Kolektory cieczowe znajdują zastosowanie przede wszystkim do podgrzania wody w: mieszkaniach, domkach kempingowych, letniskowych, obiektach sportowych i rekreacyjnych, paszarniach, a także do podgrzewania wody w zbiornikach, basenach.

18 Ogniwa fotowoltaiczne, w których dokonuje się konwersji promieniowania słonecznego na energię elektryczną w Polsce użytkowane są w niewielkim zakresie. Zastosowanie systemu fotowoltaicznego (PV) w urządzeniach powszechnego użytku: zegarki, kalkulatory, itp. Wykorzystują 20% zainstalowanej mocy; zasilanie domów w energię elektryczną (30%).

19 Ogniwa fotowoltaiczne (PV) mają następujące zalety: energia elektryczna wytwarzana jest w sposób bezpośredni sprawność przetwarzania energii jest taka sama, niezależnie od skali wielkości niewielka moc jest wytwarzana nawet w pochmurne dni przy wykorzystaniu światła rozproszonego obsługa i konserwacja wymagają minimalnych nakładów czysta energia

20 Moc ogniw fotowoltaicznych w UE w MW (rok 2004)

21 Zalety: Zalety i wady promieniowania słonecznego jako źródła energii: dostępna na całej kuli ziemskiej darmowa energia korzystanie z tego źródła energii nie wpływa negatywnie na zmiany klimatyczne Ziemi zasoby energetyczne słońca są niewyczerpalne korzystanie z nich nie wpływa na bilans energetyczny Ziemi

22 Wady: ten rodzaj energii może być wykorzystywany cyklicznie, tylko w dni słoneczne konieczność magazynowania energii (np. wymienniki, akumulatory) zmienne natężenie oświetlenia ilość energii pozyskiwanej w ciągu dnia jest różna; energia rozproszona równomiernie na dużym obszarze (instalacje dużych mocy wymagają albo soczewek skupiających lub luster) kompletna instalacja: solarna, fotowoltaiczna jest jeszcze stosunkowo droga.

23 Energia wody Zalety i wady energetyki wodnej: Zalety: nie zużywają paliw konwencjonalnych podlegają rozbudowie nie zanieczyszczają środowiska koszt wytwarzanej energii jest niższy niż w elektrowniach konwencjonalnych tańsze w eksploatacji od elektrowni konwencjonalnych sprawność tych elektrowni jest wyższa niż elektrowni zawodowych zapory na których umieszczono elektrownie stanowią zabezpieczenie przeciwpowodziowe

24 Wady: silnie wpływają na ukształtowanie środowiska wodno - lądowego są droższe w budowie niż elektrownie konwencjonalne przyczyniają się do zmiany struktury hydrologicznej -w ten sposób, że poziom wód przed zaporą zostaje podniesiony, a za zaporą obniżony przed zaporą następuje zamulenie zbiornika wodnego, które niekorzystnie wpływa na życie biologiczne rzek

25 Obserwując rozwój małej energetyki wodnej w latach należy przypuszczać, iż lata przyniosą wzrost o około 130 małych elektrowni wodnych. Mała Energetyka Wodna (MEW) ma wiele zalet Zalety: - zwiększa małą retencję wód - zwiększa znaczenie ilości miejsc pracy - jest przyjazna dla środowiska, nie zmienia w znaczny sposób krajobrazu i środowiska naturalnego Wady: - wysoka cena budowy - niekorzystny wpływ na środowisko naturalne

26 Energia Geotermalna Okręgi geotermalne Polski

27

28 O atrakcyjności tych źródeł świadczą: dostępność, źródła ich niepodlegają wahaniom warunków pogodowych i klimatycznych są to źródła nie ulegające wyczerpaniu obojętność dla środowiska -geotermia niepowoduje wydzielania jakichkolwiek szkodliwych substancji urządzenia techniki geotermalnej nie zajmują wiele miejsca i nie wpływają prawie wcale na wygląd krajobrazu

29 Jak dotąd na terenie Polski funkcjonują cztery geotermalne zakłady ciepłownicze: Bańska Niżna (4,5 MJ/s, docelowo 70 MJ/s), Pyrzyce (15 MJ/s, docelowo 50 MJ/s), Mszczonów (7,3 MJ/s), Uniejów (2,6 MJ/s).

30 Struktura wykorzystania zasobów energii geotermalnej na świecie

31 Coraz popularniejsze stają się systemy ogrzewania domów w oparciu o energię geotermalną: pompy cieplne. Podstawową zaletą wyróżniającą pompy ciepła od innych systemów grzewczych jest to: że 75% energii potrzebnej do celów grzewczych czerpanych jest bezpłatnie z otoczenia a pozostałe 25% stanowi prąd elektryczny. Powoduje to, że pompy ciepła, w obecnej chwili są najtańszymi w eksploatacji urządzeniami w porównaniu z innymi urządzenia i grzewczymi.