Niskoemisyjna gospodarka miejska

Niskoemisyjna gospodarka miejska Patronat honorowy: dr inż. Jerzy Ziora dr inż. Lucyna Cichy dr Marcin Głodniok Główny Instytut Górnictwa tel.: 32 259 27 70 email: j.ziora@gig.eu Sfinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Sfinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

Plan prezentacji Gospodarka niskoemisyjna w miastach Podstawowe założenia polityki energetycznej Emisja zanieczyszczeo, emisja gazów cieplarnianych Emisja zanieczyszczeo do powietrza, niska emisja Ograniczanie emisji - powierzchniowej - liniowej Przykłady skutecznych działao Podsumowanie

Gospodarka niskoemisyjna Gospodarka niskoemisyjna to gospodarka, której wzrost osiąga się w wyniku integracji wszystkich aspektów umiejscowionych wokół niskoemisyjnych technologii i praktyk, wydajnych rozwiązao energetycznych, czystej i odnawialnej energii i proekologicznych innowacji technologicznych. Efektywnie zużywa się/lub wytwarza energię i materiały, a także usuwa, bądź odzyskuje odpady metodami minimalizującymi emisję gazów cieplarnianych. Źródło: www.wnp.pl Usługi publiczne i sektor komunalny są przestrzenią kreowania gospodarki niskoemisyjnej. Źródło: www.wnp.pl

Dlaczego miasta? Ponad połowa ludności świata (3,5mld) mieszka w miastach, do 2050 ta liczba wzrośnie do 6,3 mld Miasta zajmują jedynie 2% powierzchni Ziemi, ale produkują ponad 80% globalnego PKB Miasta odpowiadają za 70% globalnego zużycia energii i 70% globalnych emisji Miasta mają ogromny potencjał redukcji emisji, duże możliwości oddziaływania i wiele sukcesów na swoim koncie!

Usługi publiczne - jako potężny konsument energii Główne gałęzie pochłaniające największe ilości energii i jednocześnie emitujące największą ilośd gazów cieplarnianych to: Mieszkalnictwo Budynki użyteczności publicznej Transport Oświetlenie miast Do wspomnianych powyżej gałęzi usług publicznych jako największych konsumentów i emitorów możliwe jest zastosowanie coraz nowszych technologii które w relatywnie krótkim czasie umożliwiłyby zmniejszenie ich węglowego odcisku stopy, zatem podstawą kształtowania niskoemisyjnych usług publicznych jest prawidłowe rozpoznanie, dobór i wdrażanie nowych technologii, bądź modernizowanie istniejących.

Polityka energetyczna UE W polityce energetycznej Unia Europejska (w tym również i Polska) stoi obecnie przed koniecznością stawienia czoła wyzwaniom, na które składają się m.in. kwestie zmian klimatu, wzrastającego uzależnienie od importu energii, malejących zasobów własnych surowców oraz potrzebą zapewnienia konsumentom dostaw energii po akceptowalnej cenie Emisja to: wprowadzanie bezpośrednio lub pośrednio, w wyniku działalności człowieka, do powietrza, wody, gleby lub ziemi: substancji bądź energii takich jak ciepło, hałas, wibracje lub pola elektromagnetyczne Źródło: Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska, Dz. U. 2001, nr 62, poz. 627

Pakiet klimatyczno-energetyczny Cele polityki klimatyczno-energetycznej (3x20) ustalonej przez UE w 2007 r. Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych przynajmniej o 20% w 2020 r. w porównaniu do bazowego 1990 r. Zwiększenie udziału energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii koocowej do 20% w 2020 r. (dla Polski 15%), w tym 10% udziału biopaliw w zużyciu paliw pędnych Zwiększenie efektywności wykorzystania energii o 20% do 2020r. w porównaniu do prognozy zapotrzebowania na paliwa i energię Nowy pakiet klimatyczno-energetyczny do roku 2030 (aktualnie dyskutowany) Redukcja emisji gazów cieplarnianych o 40% oraz zwiększenie udziału źródeł odnawialnych do 27% (bez precyzowania go na poziomie krajowym)

Hierarchia dla energetyki Źródło: Opracowanie własne J. Ziora, GIG

Potencjał efektywności energetycznej w Polsce Sektor Sektor budownictwa mieszkaniowego Energia elektryczna w gospodarstwach domowych Sektor przemysłu Sektor usług Wytwarzanie w źródłach do 20 MW Przesył ciepła Elektrociepłownie zawodowe Transport Rolnictwo i rybołówstwo Łącznie TWh POTENCJAŁ EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ Oszacowanie dolne Oszacowanie górne TWh % TWh % 34,50 22,5 42,81 27,9 4,55 17,9 4,55 17,9 48,67 25,6 48,67 25,6 23,17 34,1 23,17 34,1 34,1 8,38 0,35 8,39 2,22 3,16 2,07 3,16 3,30 5,00 4,96 8,06 43,89 16,05 58,61 21,43 5,94 11,71 8,93 17,60 166,62 Ponad 30 194,13 Ponad 35 Źródło: Krajowy Bilans emisji za lata 2011-2012. Raport syntetyczny. KOBiZE, Warszawa 2014 Odczytano 08.04.2015

Wykorzystanie paliw a emisja CO 2 (bez kosztów zewnętrznych) węgiel, olej, gaz, oze(biomasa), czysty wodór C > O > G > OZE > H 1 > ~ 2/3 > ~ 1/2 > ~ 0 > 0

Udziały poszczególnych rodzajów remitentów w emisji PM 2,5 Źródło: http://sojp.wios.warszawa.pl/; data odczytu: 13.03.2015r.

Skutki dla ludzi wywołanie zanieczyszczeniem powietrza Benzen (C 6 H 6 ) Dwutlenek azotu (NO 2 ) Dwutlenek siarki (SO 2 ) Tlenek węgla (CO) Pył PM 10 Pył PM 2,5 Toksyczny, rakotwórczy, wykazuje działanie narkotyczne. U ludzi ostre zatrucia benzenem o dużych stężeniach) prowadzą do śmierci, poprzedzonej objawami narkotycznymi, arytmią i zaburzeniem oddychania Może powodowad podrażnienie dróg oddechowych oraz większą podatnośd na infekcje układu oddechowego. Przyczynia się do obniżenia odporności ustroju i zwiększenia ryzyka infekcji płuc, a także zaostrzenia objawów o charakterze astmatycznym oraz chorób spojówek Silnie drażni drogi oddechowe. Jest trujący dla zwierząt i szkodliwy dla roślin. Stanowi główną przyczynę powstawania kwaśnych deszczów. Stanowi także składnik smogu w wielkich aglomeracjach miejskich Może wywoład ogólne osłabienie, uczucie duszności, bóle i zawroty głowy, a także zmniejszoną sprawnośd psychomotoryczną organizmu. Wysokie stężenia tlenku węgla powoduje przyspieszenie akcji serca i oddechu, zmniejszoną sprawnośd fizyczną i umysłową organizmu Cząstki mogą docierad do górnych dróg oddechowych i płuc, powodując utrudnienia w oddychaniu Cząstki mogą docierad do górnych dróg oddechowych, płuc oraz przenikad przez ściany naczyo krwionośnych, powodując m.in. choroby układu oddechowego i krążenia. www.azrtz.gig.eu Źródło: http://sojp.wios.warszawa.pl/ oraz Program Ochrony Powietrza dla stref gliwicko-mikołowskiej, Sejmik Województwa Śląskiego, Katowice, 2011

Dlaczego warto redukowad emisje? Ograniczanie zmian klimatu Większe bezpieczeostwo energetyczne (mniejsze uzależnienie od paliw kopalnych, lepsza wydajnośd, decentralizacja) Nowy impuls rozwoju ekonomicznego (nowe inwestycje, miejsca pracy, większa konkurencyjnośd) Lepsza jakośd życia (mniejsze zanieczyszczenie wody, powietrza i gleby, wpływ na zdrowie, przyjazna przestrzeo publiczna) Wypełnianie zobowiązao międzynarodowych na poziomie europejskim i globalnym

Emisja CO 2 Bilansuje się emisję CO 2 z dużych źródeł o mocy większej niż 1MW A emisja ze źródeł mniejszych i rozproszonych? Emisja CO 2 problem globalny Emisja pyłów oraz innych zanieczyszczeo problem lokalny www.azrtz.gig.eu Źródło: Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska, Dz. U. 2001, nr 62, poz. 627

Emisja zanieczyszczeo do powietrza Emisja punktowa (przemysłowa) Źródło: http://www.hydropure.com.pl Emisja powierzchniowa (z gospodarstw domowych, niska emisja) Emisja liniowa (komunikacyjna) Źródło: http://opole.gazeta.pl Źródło: www.nettg.pl

Sektor budowlany Budynki odpowiadają za 42% energii zużywanej w Europie i 35% emisji CO 2 50% wszystkich surowców naturalnych trafia ostatecznie do sektora budowlanego Przemysł budowlany, łącznie z rozbiórkami, odpowiada za 33% odpadów generowanych w Europie w skali roku 85% energii przypada na okres użytkowania budynku i jego rozbiórkę Od 2018 roku wszystkie nowe budynki publiczne muszą spełniad standard budynku prawie zeroenergetycznego Wyzwanie: renowacja istniejącej substancji budowlanej

Niska emisja niezorganizowana emisja gazów cieplarnianych, zanieczyszczeo gazowych oraz pyłów (tzw. niska emisja) poważny problem dla stanu środowiska i zdrowia publicznego VS Źródło: instalacje.mtp.pl

Emisja punktowa a niska emisja w odbiorze społecznym Źródło: http://tapety.joe.pl Zanieczyszczenia przenoszone są na duże odległości NIE AKCEPTUJEMY LUB SŁABO AKCEPTUJEMY Emituje CO 2 Źródło wyposażone w instalację redukującą zanieczyszczenia pyłowe i gazowe Emituje niewychwycone w instalacji zanieczyszczenia pyłowe i gazowe AKCEPTUJEMY? Źródło: http://www.nowytarg.pl/dane.php?cid=1777 Zanieczyszczenia rozprzestrzeniają się w najbliższym sąsiedztwie Nie emituje CO 2? Nie jest wyposażona w instalację oczyszczającą spaliny! Nie jest źródłem emisji zanieczyszczeo pyłowych i gazowych? Moje zanieczyszczenia nie szkodzą? www.azrtz.gig.eu

Krajobraz z niską emisją www.nettg.pl

Propozycja działao podłączenie do sieci Źródło: www.mpec.bialystok.pl

Propozycja działao zarządzanie energią w obiektach publicznych Inwentaryzacja zużycia - energii cieplnej - energii elektrycznej - wody Odniesienie zużycia do powierzchni obiektu, kubatury, łóżka szpitalnego Podzielenie obiektów na grupy/klasy Obliczenie średnich Analiza cen jednostkowych energii i wody Analiza umów na dostawy mediów Wskazanie obiektów o największym potencjale naprawczym Przeprowadzenie audytów energetycznych Opracowanie planów działań

Propozycje działao w zakresie OZE Jaka cecha OZE jest najważniejsza? Źródło: http://www.eurotech.pl, www.multipino.pl, http://www.archigraph.pl, planetaoze.blog.pl

Emisje zanieczyszczeo powodowane przez OZE Źródło: Andrzej Graczyk, Oddziaływanie na środowisko a ekologiczne koszty zewnętrzne odnawialnych źródeł energii. Energetyka alternatywna, Zagadnienia wybrane pod red. Jana Kopczyka. Wydawnictwo Dolnośląskiej Wyższej Szkoły Przedsiębiorczości i Techniki w Polkowicach, Polkowice 2013 Emisje zanieczyszczeo do powietrza powodowane przez odnawialne źródła energii CO 2 g/kwh SO 2 µg/kwh NO x µg/kwh Pył zawieszony µg/kwh Lotne związki organiczne µg/kwh Fotowoltaika, 2000 r. 99 288 340 119 20 Fotowoltaika, 2030 r. 54 182 214 65 13 Elektrownie wodne, 300 kw Elektrownie wiatrowe na lądzie, 1,5 MW Elektrownie wiatrowe na morzu, 2,5 MW 13 28 49 31 11 10 40 31 42 26 9 35 21 11 2 Geotermia 38 62 189 35 b.d. Elektrownie słoneczne, 80 MW 13 47 73 40 2

Obszar: Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii i nowoczesne budownictwo Czy biomasa jest paliwem ekologicznym? Niektóre cechy biomasy: - wartość opałowa zależna od wilgotności; - duża zawartość części lotnych (nawet ~ 60%) Musi być spalana w odpowiedniej instalacji!!!

Propozycje działao - PONE Systemowe ograniczanie emisji substancji szkodliwych do atmosfery Możliwości realizacji przedsięwzięd w ramach PONE: Wymiana kotłów węglowych na węglowe retortowe Wymiana kotłów węglowych na gazowe Wymiana kotłów węglowych na olejowe Termomodernizacja Montaż kolektorów słonecznych Montaż pomp ciepła Wymiana okien, drzwi

Propozycje działao wymiana urządzeo grzewczych Jak temu zaradzid? Wymiana przestarzałych kotłów węglowych na nowe o wysokiej sprawności spalania Spalanie paliw wysokiej jakości Opalanie pelletem

Porównanie sposobów spalania w kotłach I II? Zmiana techniki palenia w zwykłym kotle może przynieśd znaczne korzyści energetyczne i ekologiczne, spalanie w górnej części złoża (przykł. II) znacznie zmniejsza emisję zanieczyszczeo, efektywniej wypala produkty zgazowania. Tradycyjne spalanie (przykł. I) w dolnej części złoża powoduje zgazowanie całej objętości węgla i ucieczkę energii pod postacią węglowodorów lotnych które nie zostaną spalone. www.azrtz.gig.eu Źródło: opr.własne

Wykorzystanie techniki spalania w górnej warstwie w nowoczesnym kotle retortowym Kotły z podajnikiem automatycznym oraz palnikiem retortowym, gdzie żar znajduje się u góry a paliwo podawane jest w dolnej części paleniska Schemat technologiczny kotła retortowego Źródło: opr.własne

Termomodernizacja

Wykorzystanie pomp ciepła Szkoły, szpitale, kościoły, a nawet centra handlowe stawiają na odnawialne źródła energii, jest to perspektywiczne myślenie o wieloletnich oszczędnościach oraz ochronie środowiska naturalnego dzięki nowym technologiom Pompa z wymiennikiem gruntowym daje ciepło wystarczające do ogrzania pomieszczeo do 21,5-22,5 C Zwrot kosztów inwestycji po około 7 latach eksploatacji (przy zastosowaniu ogrzewania podłogowego i gruntu jako dolnego źródła ciepła) Wada - wysoki koszt inwestycyjny Źródło: zielonemigdaly.pl Źródło: http://regiodom.pl www.azrtz.gig.eu Źródło: www.domzenergia.pl

Zrównoważony transport Dlaczego? Transport miejski odpowiada za 40% emisji CO 2 i 70% innych zanieczyszczeo związanych z transportem drogowym Ekonomiczne, społeczne i środowiskowe koszty zatłoczenia dróg to 1% europejskiego PKB w skali roku Ogromne znaczenie dla jakości życia mieszkaoców, koszty i korzyści zewnętrzne (np. zdrowie, dostępnośd, poziom hałasu i zanieczyszczeo) Jak? Mechanizmy finansowe: ceny biletów i parkowania, opłaty za wjazd do miasta Zarządzanie ruchem: aplikacje umożliwiające planowanie podróży, strefy ruchu pieszego lub zamknięte dla samochodów Promocja alternatywnych form transportu: transport zbiorowy (zwłaszcza szynowy), transport rowerowy i pieszy, dostęp zamiast posiadania ALE Razem z mieszkaocami i lokalnymi przedsiębiorcami Nowe technologie nie są panaceum na wszystkie problemy Użytkownicy transportu mieszkaocy (integracja na poziomie regionu)

Emisja liniowa Redukcja emisji w odniesieniu do transportu to nie tylko nowe technologie, to też postawa i nawyki mieszkaoców. System przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną zmniejszy obciążenie alternatorów autobusu prowadząc do zmniejszenia zużycia paliwa. Koszt systemu fotowoltaicznego ma szansę zwrócid się po dwóch latach, licząc tylko oszczędnośd paliwa. Źródło: www.pvweb.pl Źródło: www.pvweb.pl

Ograniczenie emisji liniowej Wyprowadzanie ruchu tranzytowego poza miasta Promocja komunikacji zbiorowej http://www.motofakty.pl/tag/ruch-tranzytowy/ Promocja samochodów ekologicznych ekodolina.org.pl, dostęp: 12.05.2015 Ograniczanie ruchu w centrach miast Poprawianie płynności ruchu Fot.: Dariusz Bloch, http://nowosci.com.pl dostęp: 12.05.2015

Ograniczenie emisji liniowej - obwodnica http://www.rynekinfrastruktury.pl//img/fotgddkia4eded.jpg_590-400.jpg

Ograniczenie emisji liniowej Wdrożenie stref Źródło: http://www.ngk.de /

Transport inne rozwiązania Samochody elektryczne W Warszawie powstał pierwszy, ogólnodostępny punkt do ładowania samochodów elektrycznych. Umiejscowiono go pod siedzibą RWE Polska przy Wybrzeżu Kościuszkowskim, obecnie jest już ich w kraju kilkanaście Źródło: www.jedz-bezpiecznie.pl Centra przesiadkowe park-and-ride Parkingi przeznaczone dla osób, które dojeżdżają z przedmieśd dużych miast i korzystają z komunikacji miejskiej. Kierowcy pozostawiają swoje pojazdy w wyznaczonych miejscach, przesiadają się do komunikacji zbiorowej i w ten sposób kontynuują drogę do centrum miasta

Ograniczenie emisji liniowej płynnośd ruchu http://www.google.pl/imgres?

Oświetlenie miast www.tapetus.pl źródło: moto.pl

Oświetlenie miast Tradycyjne oświetlenie miejskie pochłania znaczne ilości energii Globalnie ilośd pochłoniętej energii, a wyemitowanych przy tym gazów cieplarnianych oszacowano jako ekwiwalent stanowiący 70% emisji wszystkich samochodów osobowych Światło emitowane przez lampy LED-owe jest białe, co zdecydowanie poprawia bezpieczeostwo podróżujących i pozytywnie wpływa na komfort jazdy Testy przeprowadzone na zlecenie firmy Philips wykazały, że przy białym świetle kierowcy mogą szybciej i z większej odległości dostrzec obiekty lub ruch na poboczu

Oświetlenie miast Oświetlenie odpowiada za 19% globalnego zużycia energii elektrycznej i około 6% globalnych emisji gazów cieplarnianych (Publikacja IEA (2006) Light s Labour s Lost, OECD/IEA) Źródło: www.piotrkow.pl Źródło: LED-owe latarnie w Trzebielinie (FOT. ARC) Przed modernizacją moc oświetlenia ulicznego w gminie wynosiła 54 kw, natomiast po wymianie na oprawy LED uzyskano moc 26 kw. Szacuje się, że po modernizacji koszty zużycia energii spadną o około 55% informacje na bazie doświadczeo gminy Trzebielin

Wybrane przykłady działao w zakresie ograniczania niskiej emisji Częstochowa - http://www.czestochowa.energiaisrodowisko.pl/plan_dzialan/ Zarządzanie energią w obiektach publicznych Programy Ograniczania Niskiej Emisji (PONE) Cele programu: zmniejszenie ilości zanieczyszczeo emitowanych do powietrza z procesów spalania paliw stałych oraz montaż odnawialnych źródeł energii w budynkach stanowiących własnośd Inwestora (Gmina Zabrze) Źródło: Zarządzenie nr 426/we/2014 Prezydenta Miasta Zabrze z dnia 29 maja 2014 r. w sprawie zatwierdzenia Regulaminu Modernizacji źródeł ciepła budynków indywidualnych realizowanych w ramach Programu Ograniczenia Niskiej Emisji na terenie miasta Zabrze" Cele programu: zmniejszenie ilości zanieczyszczeo emitowanych do powietrza z procesów spalania paliw stałych z wyeliminowaniem możliwości spalania odpadów w paleniskach domowych oraz wzrost wykorzystania energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych (Gmina Racibórz) Źródło: Załącznik do Uchwały nr XXVI/377/2013 Źródło: Załącznik Rady Miasta do Uchwały Racibórz nr XXVI/377/2013 z dnia 27 lutego Rady 2013 Miasta r. Racibórz z dnia 27 lutego 2013 r.

Wybrane przykłady działań w zakresie ograniczania emisji Budynek użyteczności publicznej w Krośnie wykorzystujący energię słoneczną do ogrzewania wody. Oświetlenie LED w gminie Trzebielin Autobus miejski w Lublinie energia słoneczna do zasilanie układów pomocniczych www.azrtz.gig.eu

Inne przykłady Tallin, Żory, Nysa bezpłatny transport publiczny http://s8.flog.pl/media/foto/7926148_mercedes-o405n2-7-aska-zory_1.jpg Trondheim wyciąg dla rowerów

Podsumowanie 1. Najbardziej efektywną formą ograniczania emisji jest ograniczanie zużycia energii, czyli jej oszczędzanie; 2. Miasta, jako tereny najbardziej zurbanizowane, mają (obok przemysłu) duży potencjał w dziedzinie ograniczania emisji gazów cieplarnianych oraz emisji zanieczyszczeo pyłowych i gazowych; 3. W wymiarze lokalnym podejmowane działania muszą dotyczyd przede wszystkim ograniczania niskiej emisji, mającej największy wpływ na warunki życia i zdrowie miejscowej społeczności; 4. Największym źródłem niskiej emisji pozostaje energetyka komunalna, ale szybko rośnie udział emisji transportowej; 5. Rozwój technologii wykorzystania zasobów odnawialnych, ze względu na ograniczonośd surowców kopalnych, staje się nieuchronną koniecznością; 6. Istnieją dobre przykłady działao lokalnych w zakresie ograniczania emisji, możliwe do wykorzystania przez większośd samorządów w naszym kraju; 7. Spojrzenie na odpady komunalne jako na specyficzne zasoby i dobranie odpowiednich technologii ich wykorzystania przyniesie wymierne korzyści, zarówno gospodarcze jak i środowiskowe.

Dziękuję za uwagę Zapraszamy na stronę projektu www.azrtz.gig.eu Patronat honorowy: Sfinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Za jego treść odpowiada wyłącznie Główny Instytut Górnictwa