Wypieranie CO 2 z obszaru energetyki WEK za pomocą technologii OZE/URE. Paweł Kucharczyk Pawel.Kucharczyk@polsl.pl. Gliwice, 28 czerwca 2011 r.

Transkrypt

1 Politechnika Śląska Instytut Elektroenergetyki i Sterowania Układów Wypieranie CO 2 z obszaru energetyki WEK za pomocą technologii OZE/URE Paweł Kucharczyk Pawel.Kucharczyk@polsl.pl Gliwice, 28 czerwca 2011 r.

2 2 Prace prowadzone są w ramach Zadania nr 3 pt. Zwiększenie wykorzystania energii z odnawialnych źródeł energii w budownictwie Projektu Badawczego Strategicznego Zintegrowany system zmniejszania eksploatacyjnej energochłonności budynków

3 3 Agenda Wprowadzenie Metodyka Dane wejściowe Wyniki oraz wnioski

4 4 Wypieranie energii z elektrowni o największej emisyjności... Teza Przy pełnej internalizacji kosztów zewnętrznych wytwarzania energii elektrycznej, produkcja energii w źródłach odnawialnych będzie w Polsce efektywnie wypierać produkcję energii z elektrowni o największej emisyjności i jednocześnie zagwarantuje wypełnienie polskiego celu dotyczącego udziału energii odnawialnej na rynkach końcowych.

5 5 Podstawy prawne Dyrektywa 2002/91/WE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków art. 5 rozważanie celowości zastosowania OZE i kogeneracji przed rozpoczęciem budowy dla bud. powyżej 1000 m2 Dyrektywa 2010/31/WE (od ) w sprawie charakterystyki energetycznej budynków zdefiniowanie budynku o niemal zerowym zużyciu energii (nowe budynki po ; nowe budynki władz publicznych po ) art. 6 rozważanie celowości zastosowania OZE i kogeneracji w budynkach nowych Dyrektywa 2009/28/WE w sprawie promowania stosowania energii z OZE cele UE 20%, PL 15%, transport 10%

6 6 Problem badawczy Rozwój energetyki węglowej, gazowej, atomowej Wymagana ścieżka rozwoju OZE zgodnie z planem UE Zmiany zapotrzebowania na energię, rozwój KSE Koszty energii Koszty zewnętrzne (emisja CO 2 ) Zasoby energii OZE i źródeł rozproszonych Koszty przesyłu (straty, ograniczenia, rezerwy mocy) Zestawy danych wejściowych do modelu obliczeniowego Przeprowadzenie obliczeń Ocena wyników, wnioski

7 7 Problem badawczy w zakresie URE-OZE w budynkach Optymalizacja doboru urządzeń rozproszonej energetyki (URE) Określenie kryteriów doboru urządzeń rozproszonej energetyki w budynkach dla zapewnienia najkorzystniejszego efektu ekonomicznego dla użytkownika obiektu oraz efektu społecznego (z uwzględnieniem kosztów zewnętrznych), w tym określenie optymalnego stopnia pokrycia zapotrzebowania energii elektrycznej w budynku z urządzeń rozproszonej energetyki wykorzystujących OZE

8 8 Zakres pracy Budynki mieszkalne, użyteczności publicznej, usługowe, zespoły budynków Urządzenia wykorzystujące zasoby energii odnawialnej powszechnie dostępne na całym obszarze kraju, w szczególności: mikrowiatraki, ogniwa fotowoltaiczne, pompy ciepła, kolektory słoneczne, mikrokogeneracja, zasobniki ciepła i energii elektrycznej

9 9 Dane wejściowe do obliczeo Zasoby energii (prędkość wiatru i energia promieniowania słonecznego na podstawie danych meteorologicznych udostępnionych przez MI na potrzeby ŚCHE) Zapotrzebowanie na energię w budynkach ciepło grzewcze, ciepła woda, en. elektr. (dane statystyczne i profile obciążenia będące wynikiem innych prac badawczych) Parametry urządzeń rozproszonej energetyki (na podstawie ofert rynkowych producentów) Nakłady inwestycyjne, ceny energii, koszty zewnętrzne, ścieżki zmian cen energii (na podstawie danych rynkowych, krajowych planów, strategii, PE Polski do roku 2030)

10 10 Metodyka Inne źródła ciepła Mikrokogeneracja System elektroenergetyczny Kolektory słoneczne Pompa ciepła Mikrowiatrak Ogniwo PV Bilans ciepła Bilans energii elektrycznej Produkcja c.w.u Ciepło grzewcze Odbiorniki en. elektr. Zasobnik ciepła Bateria akumulatorów Parametry budynku

11 11 Kryterium optymalizacji Minimalizacja kosztu zaopatrzenia odbiorcy w energię elektryczną i ciepło w całym cyklu życia układu (budowa, eksploatacja, likwidacja) Analiza: finansowa, oparta na przepływach pieniężnych ekonomiczno-społeczna uwzględnia internalizację kosztów zewnętrznych

12 Zróżnicowanie geograficzne dostępnej energii OZE Katowice Średnia godzinowa prędkość wiatru [m/s] Hel Średnia godzinowa prędkość wiatru [m/s] Moc promieniowania słonecznego [W/m2] Moc promieniowania słonecznego [W/m2]

13 Wykorzystanie energii wiatru w zależności od lokalizacji Mikrowiatrak, v start = 3 m/s Katowice Hel mikrowiatrak 3 kw na bud. w mieście T = 234 h j.w. ale na przedmieściu T = 319 h mikrowiatrak 3 kw na bud. w mieście T = 724 h j.w., ale na przedmieściu T = 962 h j.w., ale na wsi T=1509 h (wówczas IRR=8%, Ce=0,22 zł/kwh) j.w., ale system bez poboru en. z sieci (wówczas E akum =35 kwh) j.w., ale dodatkowo P PV = 1,8 kw (wówczas E akum =17 kwh) Pobór mocy z systemu elektroenergetycznego [W] Pobór mocy z systemu elektroenergetycznego [W] Pobór mocy z systemu elektroenergetycznego [W]

14 14 Dziękuję za uwagę