Obliczanie wskaźników oraz efektu ekologicznego dla poddziałania

Transkrypt

1 Obliczanie wskaźników oraz efektu ekologicznego dla poddziałania EMISJA ZANIESZYSZCZEŃ (Mg/rok) REDUKCJA EMISJI Mg/rok pyły ogólne 1,100 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,100 SO 2 0,528 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,528 NO x 0,055 0,000 0,000 0,003 0,000 0,000 0,000 0,052 CO 2,475 0,000 0,000 0,001 0,000 0,000 0,000 2,474 CO 2 ** 105,550 0,000 0,000 4,325 0,000 0,000 0, ,225 Marcin Gregorowicz, Wojciech Kłoszewski Gdańsk, 12 styczeń 2016 r. Regionalny Program Operacyjny

2 Portal Funduszy Europejskich

3 Typy projektów 1) budowa, rozbudowa lub przebudowa infrastruktury oraz zakup urządzeń służących do produkcji energii pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych, w tym wykorzystujących: a) słońce do 2 MWe/MWt b) biomasę do 5 MWt, c) biogaz do 1 MWe, d) geotermalne źródła ciepła do 2 MWt. 2) przebudowa infrastruktury oraz zakup niezbędnych urządzeń wykorzystujących energię wody wyłącznie na już istniejących budowlach piętrzących lub wyposażonych w hydroelektrownie o mocy do 5 MWe, 3) budowa lub przebudowa infrastruktury przyłączeniowej niezbędnej do odbioru i przesyłania energii elektrycznej lub ciepła ze źródeł odnawialnych, 4) rozbudowa i przebudowa sieci energetycznych średniego i niskiego napięcia oraz obiektów infrastruktury energetycznej i urządzeń technicznych wyłącznie w celu umożliwienia przyłączenia nowych instalacji produkujących energię z OZE (w tym m.in. stacje transformatorowe).

4 Opis potrzeby realizacji projektu W ramach opisu potrzeb realizacji projektu, należy przedstawić problemy interesariuszy projektu, które dany projekt ma rozwiązać. Pozwoli to na sformułowanie celów realizacji projektu. Należy przy tym pamiętać, że cele realizacji projektu muszą być zgodne z celami realizacji danej Osi Priorytetowej RPO WP Dla poddziałania celem szczegółowym jest: zwiększone wykorzystanie energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych, szczególnie produkowanej w generacji rozproszonej. Wskaźnikiem rezultatu bezpośredniego jest szacowany roczny spadek emisji gazów cieplarnianych, zaś wskaźnikiem produktu dodatkowa zdolność wytwarzania energii odnawialnej

5 Efekt ekologiczny projektu (kryterium C4): Stosunek nakładów finansowych do planowanych efektów realizacji projektu w postaci wielkości redukcji emisji zanieczyszczeń powietrza (PM10, B(a)P). - Zadania związane z redukcją niskiej emisji - Likwidacja kotłów opalanych paliwami stałymi (głównie węglem kamiennym) - Dla zadań odnoszących się do produkcji energii elektrycznej (np. PV, elektrownie wodne) efektu nie wykazuje się

6 Redukcja lub uniknięcie emisji zanieczyszczeń Przez zredukowaną emisję dwutlenku węgla (CO 2 ) należy rozumieć redukcję emisji uzyskaną w wyniku realizacji przedsięwzięć ograniczających lub eliminujących w całości zużycie energii chemicznej zawartej w paliwach. Przez unikniętą emisję dwutlenku węgla (CO 2 ) należy rozumieć hipotetyczną redukcję emisji uzyskaną w wyniku: budowy nowego źródła energii (emisji CO 2 ) - dla potrzeb nowego odbiornika energii należy przyjmować spalanie węgla kamiennego (zużycie energii chemicznej zawartej w węglu kamiennym) w nowym źródle ciepła o referencyjnej sprawności 88% (co oznacza, że gdyby nie zostało wybudowane źródło ciepła objęte wnioskiem o dofinansowanie, należałoby wybudować kotłownię węglową),

7 Czynniki wpływające na wielkość emisji Wielkości emisji są uzależnione w głównej mierze od: rodzaju zastosowanego paliwa, parametrów paliwa (np. wartości opałowej, zawartości zanieczyszczeń w paliwie), zużycia paliwa, sprawności zastosowanego urządzenia redukcji emisji.

8 Wybrane rodzaje zanieczyszczeń dwutlenek węgla (CO2), dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx), tlenki węgla (CO), pył zawieszony całkowity (TSP), benzo(a)piren.

9 KOBIZE - Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami KOBIZE: Zakład w strukturach Instytutu Ochrony Środowiska Państwowego Instytutu Badawczego. Ośrodek działa w ramach wspólnotowego systemu handlu uprawnieniami do emisji. Ośrodek odpowiada za prowadzenie corocznej inwentaryzacji, bilansowania, prognozowania emisji zanieczyszczeń oraz opracowywania planów redukcji emisji i raportów zgodnie z wymogami Protokołu z Kioto.

10 Wskaźniki emisji CO 2 oraz wartości opałowych

11 Wybrane wskaźniki emisji CO 2 oraz wartości opałowych Wartości opałowe oraz wskaźniki emisji są uzależnione od rodzaju prowadzonej działalności (Tabela 1, Tabela 2, Tabela 3 itd.) Tabela 3. Ciepłownie Rodzaj paliwa Wartość opałowa WO [MJ/kg] Wartość emisji WE CO2 [kg/gj] Węgiel kamienny 21,77 94,93 Węgiel brunatny 8,32 109,77 W tabeli podano przykładowe wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku 2014 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok 2017

12 Wybrane wskaźniki emisji CO 2 oraz wartości opałowych Tabela 14. Wartości opałowe i wskaźniki emisji dla pozostałych paliw Rodzaj paliwa Wartość opałowa WO [MJ/kg] Wartość emisji WE CO2 [kg/gj] Brykiety węgla kamiennego 20,7 97,50 Ropa naftowa 42,3 73,30 Gaz ziemny 48,0 56,10 Biogaz 50,4 54,60 Oleje opałowe 40,4 77,40 W tabeli podano przykładowe wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku 2014 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok 2017

13 Wybrane wskaźniki emisji CO 2 dla energii elektrycznej Przykładowe wskaźniki emisji CO 2 za rok 2014 wyliczone na podstawie informacji będących w posiadaniu Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami ujęte w syntezie wynoszą odpowiednio: Rodzaj zanieczyszczenia Dla energii elektrycznej ze źródeł spalania z uwzględnieniem energii elektrycznej dostarczonej do sieci z elektrowni wodnych i wiatrowych i z uwzględnieniem strat, czyli u odbiorcy końcowego: Dla energii elektrycznej ze źródeł spalania objętych systemem EU ET dla odbiorcy końcowego Wskaźnik emisji CO 2 [kg/mwh] 825, ,083

14 Wybrane wskaźniki emisji zanieczyszczeń dla energii elektrycznej Przykładowe wskaźniki emisji za rok 2014 wyliczone na podstawie informacji będących w posiadaniu Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami ujęte w syntezie wynoszą odpowiednio: Rodzaj zanieczyszczenia Wartość emisji [kg/mwh] Dwutlenek siarki SO 2 1, Tlenki azotu NO x 1, Tlenek węgla CO 0, Pył całkowity 0,063861

15 Energia pierwotna - energia zawarta w pierwotnych nośnikach energii, pozyskiwana bezpośrednio ze środowiska Energia finalna energię lub paliwa zużywane przez odbiorcę końcowego; L.p. 1 Tabela 1. Wartości współczynnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii lub energii dla systemów technicznych wi Sposób zasilania budynku Rodzaj nośnika energii wi lub części budynku w energię lub energii Olej opałowy 2 Gaz ziemny 1,10 3 Gaz płynny 4 Węgiel kamienny Miejscowe wytwarzanie 5 Węgiel brunatny energii w budynku 6 Energia słoneczna 7 Energia wiatrowa 0,00 8 Energia geotermalna 10 Biomasa 0,20 11 Biogaz 0,50 12 Węgiel kamienny lub gaz 0,80 Ciepło sieciowe z kogeracji 13 Biomasa, biogaz 0,15 14 Węgiel kamienny 1,30 Ciepło sieciowe z ciepłowni 15 Gaz lub olej opałowy 1,20 17 Sieć elektroenergetyczna systemowa Energia elektryczna 3,00 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz.U poz. 376)

16 Redukcja emisji PM 10 i B(a)P Źródła poniżej 50 KW Zanieczyszczenie miano Wskaźniki emisji Paliwo stałe (z wyłączeniem biomasy) Gaz ziemny Olej opałowy Biomasa drewno Pył PM 10, g/gj 380 0, Benzo(a)piren mg/gj Źródła od 50kW do 1 MW Zanieczyszczenie miano Wskaźniki emisji Paliwo stałe (z wyłączeniem biomasy) Gaz ziemny Olej opałowy Biomasa drewno Pył PM 10, g/gj 190 0, Benzo(a)piren mg/gj Źródła od 1 MW do 50 MW Zanieczyszczenie miano Wskaźniki emisji Paliwo stałe (z wyłączeniem biomasy) Gaz ziemny Olej opałowy Biomasa drewno Pył PM 10, g/gj 76 0, Benzo(a)piren mg/gj Opracowane na potrzeby Programu Priorytetowego KAWKA

17 Sposób obliczania wielkości emisji Ogólny wzór służący do obliczania wielkości emisji na podstawie wskaźnika emisji na jednostkę zużytego paliwa: E = B W p (1) gdzie: E - emisja substancji [Mg/rok]; B - zużycie paliwa [kg/rok]; W p - wskaźnik emisji na jednostkę zużytego paliwa [Mg/kg].

18 Sposób obliczania wielkości emisji Ogólny wzór służący do obliczania wielkości emisji na podstawie wskaźnika emisji na energię chemiczną wprowadzoną w paliwie: gdzie: E - emisja substancji [Mg/rok]; B - zużycie paliwa [kg/rok]; E = B W o W e (2) W o - wartość opałowa paliwa [MJ/kg]; W e - wskaźnik emisji na megadżul energii chemicznej zawartej w paliwie [Mg/MJ].

19 Sposób obliczania wielkości emisji Jeżeli za źródłem spalania (kotłem) jest zamontowane urządzenie redukcji emisji jej wielkość określa się z zależności: gdzie: E = E 100 η 100 (3) E, E - emisja substancji po korekcie ze względu na redukcję, [Mg/rok]; E - emisja przed urządzeniem redukcyjnym, wyliczona z zależności (1) lub (2), [Mg/rok]; η - sprawność urządzenia redukcyjnego, wyrażona w procentach [%]; k zawartość części palnych w pyle [%]. Przy wyliczaniu emisji pyłów: E = E 100 η 100 k (4)

20 Wybrane wskaźniki emisji zanieczyszczeń, KOBIZE W tabeli podano przykładowe wskaźniki emisji zanieczyszczeń ze spalania paliw dla kotłów o nominalnej mocy cieplnej do 5 MW. Tabela 3.1. Wskaźniki dla węgla kamiennego gdzie: A r - zawartość popiołu wyrażona w procentach [%]; s - zawartość siarki całkowitej wyrażona w procentach [%] dla kotłów z rusztem stałym wyposażonych w cyklony wskaźniki emisji benzo(a)pirenu należy pomnożyć przez współczynnik 0,4.

21 Źródła opalane drewnem opałowym oraz na biogaz Przykładowe źródła ciepła: Brykiet z trocin Biomasa drzewna

22 Wybrane wskaźniki biogaz, drewno opałowe KOBIZE W tabeli podano przykładowe wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku 2014 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok Rodzaj paliwa Wartość opałowa WO [MJ/kg] Wartość emisji WE CO2 [kg/gj] drewno opałowe 15,6 112,00 biogaz 50,4 54,60 Jednocześnie według KOBIZE dla wskaźników dotyczących energii elektrycznej, ze źródeł spalania objętych systemem EU ETS zakłada się, że dla biopaliw i biomasy emisja CO 2 wynosi zero. Dla zadań finansowanych w ramach RPO WP należy postępować tak samo.

23 Energia geotermalna Energia z wnętrza ziemi energia rezydualna z okresu tworzenia Ziemi, energia naturalnego rozpadu promieniotwórczego, ciepło krystalizacji substancji tworzących jądro, ciepło dyssypacji pływów w płynnym wnętrzu wywołane działaniem Księżyca i Słońca Między innymi pompy ciepła są urządzeniami wykorzystującymi energię geotermalną, są to tzw. gruntowe pompy ciepła.

24 Pompy ciepła Na podstawie załącznika VII do Dyrektywy 2009/28/WE, ilość energii odnawialnej dostarczanej przez technologie pomp ciepła (E RES ) oblicza się za pomocą następującego wzoru: gdzie; E RES = Q usable (1 1 SPF ) Q usable = H HP P rated E RES szacunkowa ilość energii odnawialnej dostarczanej przez technologie pomp ciepła [GWh], Q usable szacunkowe całkowite użyteczne ciepło pochodzące z pomp ciepła [GWh], H HP - równoważne godziny pracy z pełnym obciążeniem [h], P rated - wydajność zainstalowanych pomp ciepła, z uwzględnieniem całkowitego okresu eksploatacji różnych rodzajów pomp ciepła [GW], SPF - szacunkowy przeciętny współczynnik wydajności sezonowej (SCOP net lub SPER net ).

25 Pompy ciepła Zgodnie z załącznikiem VII do dyrektywy 2009/28/WE, pompa ciepła aby została uznana za źródło odnawialne musi spełniać warunek: SPF>1,15 1 h Minimalna wartość SPF dla elektrycznych, sprężarkowych pomp ciepła zasilanych energią elektryczną SPF (SCOP net ) musi wynosić co najmniej 2,5 (przy h=0,455), aby zgodnie z dyrektywą OZE energia była uznana za odnawialną Minimalna wartość SPF dla pomp ciepła zasilanych energią cieplną (bezpośrednio lub poprzez spalanie paliw, np. gazowych, napędzanych ciepłem), gdzie sprawność produkcji energii (h) jest równa 1, minimalna wartość SPF (SPER net ) musi wynosić co najmniej 1,15, aby energia została uznana za odnawialną zgodnie z dyrektywą OZE.

26 Pompy ciepła W przypadku nowego źródła ciepła, wielkość unikniętej emisji powinna zostać ustalana za pomocą następującego wzoru: gdzie; E = E res W e (1 1 SPF ) E wielkość unikniętej emisji zanieczyszczeń, [Mg/rok], E res szacunkowe całkowite użyteczne ciepło pochodzące z pomp ciepła [GWh], W e wskaźnik emisji zanieczyszczeń z energii elektrycznej [Mg/GWh], SPF szacunkowy przeciętny współczynnik wydajności sezonowej (SCOP net lub SPER net ).

27 Pompy ciepła W przypadku zastąpienia starego źródła ciepła przez pompę ciepła, wielkość redukcji emisji powinna zostać ustalana za pomocą następującego wzoru: gdzie; E = E p (W e 1 SPF Q usable) E wielkość redukcji emisji zanieczyszczeń, [Mg/rok], E p szacunkowa emisja zanieczyszczeń z starego źródła ciepła [Mg/rok], Q usable szacunkowe całkowite użyteczne ciepło pochodzące z pomp ciepła [GWh/rok], W e - wskaźnik emisji zanieczyszczeń z energii elektrycznej [Mg/GWh], SPF - szacunkowy przeciętny współczynnik wydajności sezonowej (SCOP net lub SPER net ).

28 Kogeneracja Kogeneracja (skojarzona gospodarka energetyczna, CHP Combined Heat and Power) proces technologiczny jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej oraz użytkowego ciepła w elektrociepłowni.

29 Kogeneracja Całkowitą wartość energii uzyskiwanej z elektrociepłowni oraz sprawność całkowitą można określić wykorzystując następujące wzory: E=3,6 Ab + Quq gdzie: E - całkowita roczna produkcja energii, GJ Ab - całkowita roczna produkcja energii elektrycznej, MWh Quq - roczna produkcja ciepła użytecznego w skojarzeniu, GJ Qb - całkowita roczna energia chemiczna zużytych paliw, GJ Qbck - roczna energia chemiczna paliw zużytych do produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym, GJ η sprawność całkowita układu kogeneracji, -

30 Wysokosprawna kogeneracja Zgodnie z dyrektywą parlamentu europejskiego i rady 2012/27/UE z dnia 25 października 2012 r. w sprawie efektywności energetycznej produkcja energii elektrycznej z kogeneracji uważa się za równą całkowitej rocznej produkcji energii elektrycznej wytworzonej przez daną jednostkę, mierzonej na wyjściu głównych generatorów; w jednostkach kogeneracyjnych typu b) turbina parowa przeciwprężna, d) turbina gazowa z odzyskiem ciepła, e) silnik spalinowy, f) mikroturbiny, g) silniki Stirlinga i h) ogniwa paliwowe, o których mowa w części II, o rocznej sprawności ogólnej ustalonej przez państwa członkowskie na poziomie co najmniej 75 %; w jednostkach kogeneracyjnych typu a) turbina gazowa w układzie kombinowanym z odzyskiem ciepła i c) turbina parowa upustowo-kondensacyjna, o których mowa w części II, o rocznej sprawności ogólnej ustalonej przez państwa członkowskie na poziomie co najmniej 80 %.

31 Wysokosprawna kogeneracja W jednostkach kogeneracyjnych o rocznej sprawności ogólnej poniżej wymienionych wcześniej wartości dla poszczególnych rodzajów technologii o których mowa w dyrektywie, kogeneracja obliczana jest według następującego wzoru: ECHP =HCHP *C gdzie: ECHP - ilość energii elektrycznej z kogeneracji; C - stosunek energii elektrycznej do ciepła; HCHP - ilość ciepła użytkowego z kogeneracji.

32 Wysokosprawna kogeneracja Wartości stosowane do obliczania sprawności kogeneracji i oszczędności energii pierwotnej określane są na podstawie przewidywanego lub rzeczywistego funkcjonowania jednostki w normalnych warunkach jej pracy. a) Wysokosprawna kogeneracja Do celów niniejszej dyrektywy wysokosprawna kogeneracja spełnia następujące kryteria: produkcja kogeneracyjna w jednostkach kogeneracyjnych zapewnia oszczędność energii pierwotnej obliczoną według lit. b) w wysokości co najmniej 10 % w porównaniu z wartościami referencyjnymi dla rozdzielonej produkcji ciepła i energii elektrycznej, produkcja w małoskalowych jednostkach kogeneracyjnych i jednostkach mikrokogeneracyjnych zapewniająca oszczędność energii pierwotnej może kwalifikować się jako wysokosprawna kogeneracja.

33 Wysokosprawna kogeneracja b) Obliczanie oszczędności energii pierwotnej Wielkość oszczędności energii pierwotnej uzyskanej dzięki produkcji kogeneracyjnej określonej zgodnie z załącznikiem I oblicza się według następującego wzoru: PES = 100% 1 CHP Hη Ref Hη 1 CHP Eη Ref Eη gdzie: PES - oszczędność energii pierwotnej; CHP Hη - sprawność cieplna produkcji kogeneracyjnej; Ref Hη - wartość referencyjną sprawności dla produkcji ciepła w układzie rozdzielonym; CHP Eη - sprawność elektryczną produkcji kogeneracyjnej; Ref Eη- wartość referencyjną sprawności dla produkcji energii elektrycznej w układzie rozdzielonym.

34 Nasłonecznienie na terenie Polski Na terenie Polski nasłonecznienie waha się w granicach kwh/m 2, Średnie usłonecznienie wynosi 1600 godzin na rok, Około 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na 6 miesięcy sezonu wiosenno-letniego (od początku kwietnia do końca września), Czas operacji słonecznej w lecie wydłuża się do 16 godzin na dzień, natomiast w zimie skraca się do 8 godzin dziennie.

35 Panele fotowoltaiczne Dokładny uzysk energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych obliczany jest ze skomplikowanych algorytmów przy wykorzystaniu programów komputerowych. Szacunkową ilość generowanej energii elektrycznej można wyliczyć wykorzystując wzór: gdzie: E = I k P w w STC E ilość generowane energii elektrycznej w ciągu roku z instalacji, kwh/rok; I nasłonecznienie na powierzchnię horyzontalną (poziomą), kwh/(m 2 rok); k współczynnik korekcyjny, uwzględniający kąt odchylenia od południa oraz kąt nachylenia dachu; P moc nominalna modułów (PV) wyznaczona w warunkach STC znajdująca się w karcie katalogowej, kw; STC natężenie promieniowania słonecznego (STC), przy których testowane są moduły fotowoltaiczne, 1000 W/m2 (1 kw/m2) ; w w wskaźnik współczynnika wydajności uwzględniający poziom strat na instalacji fotowoltaicznej.

36 Panele fotowoltaiczne Szacunkowa generacja energii elektrycznej

37 Instalacja solarna, efekt ekologiczny W przypadku wspomaganego źródła ciepła przez źródło wspomagające (np. kolektor słoneczny), wielkość redukcji emisji może zostać ustalona za pomocą następującego wzoru: gdzie: E= W e (Q u /η) E wielkość redukcji emisji zanieczyszczeń, [Mg/rok]; Q u całkowite ciepło użyteczne pochodzące ze źródła wspomagającego (np. kolektorów słonecznych), [MWh/rok]; W e wskaźnik emisji na megadżul energii chemicznej zawartej w paliwie źródła wspomaganego ( np. węgla w piecu węglowym)[mg/mwh]; η sprawność całkowita systemu ogrzewania źródła wspomaganego [-].

38 Elektrownie wodne Energia wody jest to wykorzystywana gospodarczo energia mechaniczna płynącej wody przetwarzana na energię elektryczną (hydroenergetyka) Elektryczność powstaje dzięki poruszaniu przez wodę urządzenia zwanego turbiną, połączonego bezpośrednio z prądnicą Turbina to wydajniejsza wersja dawnego koła wodnego. Jest ona tak zaprojektowana, aby odbierać poruszającej się wodzie możliwie jak najwięcej energii

39 Elektrownie wodne Szacunkowe wartości generowanej mocy z elektrowni wodnej oraz energii elektrycznej z elektrowni wodnej, można wyliczyć wykorzystując następujące wzory: gdzie: P = g ρ n Q H η A = P t P moc elektrowni wodnej, W; g przyśpieszenie ziemskie (około 9,81 m/s 2 ); ρ gęstość wody (około 1000 kg/m 3 ); n ilość turbin; Q objętościowe natężenie przepływu wody, przełyk turbiny, m 3 /s; H wysokość spadu wody, m; η sprawność elektrowni, -; A ilość generowanej energii elektrycznej, kwh; t czas pracy w ciągu roku z mocą P elektrowni, h/rok.

40 Elektrownie wodne, efekt ekologiczny Szacunkowe wartości redukcji emisji z elektrowni wodnej, można wyliczyć wykorzystując następujący wzór: gdzie: E = A W E wartość redukcji emisji, kg/rok; A ilość generowanej energii elektrycznej w ciągu roku, kwh/rok; W wskaźnik emisji z energii elektrycznej, kg/kwh.

41 Dziękuję za uwagę Kontakt: ul. Rybaki Górne Gdańsk tel Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Gdańsku