Referencyjny bilans energetyczny 2050. Miasto 100- tys. ieszkań ów. Case-study: Bielsko-Biała Praktyki studenckie w ilab EPRO Łukasz Kordas Prowadzą y: prof. Ja Pop zyk
Adresaci Raportu polskie miasta 100-5 tys. ieszkań ów 34 miasta, l lud oś i iast ależą y h do ko ur a ji śląskodą rowskiej (2,2 mln) iasta ależą e do Trójmiasta (750 tys.) Bielsko-Biała jako odel Miasta Referencyjnego Lp Miasto Liczba ludno ci Powierzchnia 1 Szczecin 408 913 300,55 2 Bydgoszcz 361 254 175,98 3 Lublin 347 678 147,47 4 Białystok 294 921 102,13 5 Częstochowa 234 472 159,71 6 Radom 219 703 111,8 7 Toruń 204 299 115,72 8 Kielce 200 938 109,65 9 Rzeszów 182 028 116,36 10 Olsztyn 174 641 88,33 11 Bielsko-Biała 174 370 124,51 12 Rybnik 140 789 148,36 13 Gorzów Wielkopolski 124 609 85,72 14 Elbląg 123 659 79,82 15 Płock 123 627 88,04 16 Opole 121 576 96,55 17 Wałbrzych 119 171 84,7 18 Zielona Góra 119 023 58,34 19 Włocławek 115 546 84,32 20 Tarnów 112 952 72,38 21 Koszalin 109 343 98,34 22 Kalisz 104 676 69,42 23 Legnica 102422 56,29 24 Katowice 307 233 164,64 25 Sosnowiec 213 513 91,06 26 Gliwice 186 210 133,88 27 Zabrze 179 452 80,4 28 Bytom 174 724 69,44 29 Ruda ląska 142 346 77,73 30 Tychy 129 112 81,81 31 Dąbrowa Górnicza 124 701 188,73 32 Chorzów 111 168 33,24 33 Gdańsk 460 427 261,96 34 Gdynia 248 726 135,14
Bielsko-Biała dane ogólne Lp. Wielkość Wartość 1 Liczba ieszkań ów 175 tys. 2 Powierzchnia [km 2 ] 124,51 3 Stopa bezrobocia [%] 6,5 4 Produkcja sprzedana prze ysłu 158 463 na 1 ieszkań a [PLN] 5 Produkt Miejski Brutto? 6 Mieszkalnictwo liczba obiektów 69 tys. 7 Liczba samochodów 105,7 tys. 8 Udział tranzytu w transporcie 11,2% 9 )róż i owa ie wys. terenu 850 m 10 Podział terenów ieszka iowe:, %; usługowe:, %; prze ysłowo-składowe:, %; komunikacyjne: 11%; rolne: 14,6%; leś e:, %; iejska:, %; pozostałe: 25,4%;
Bila s e ergii koń owej energia elektryczna (703,8 GWh) 0.0% 0.8% iepło sieciowe (582,5 GWh) 0.0% 5.3% 7.7% 63.7% 15.7% 18.4% 0.0% 29.8% 57.3% 1.5% Paliwa tra sportowe i pozostałe (1 639,2 GWh) ON: 25% benzyna: 66% LPG: 9% 67.7% 0.6% 5.4% 3.7% 0.0% 22.5% Urząd Miasta budynki, wyposaże ie/urządze ia Usługi budynki, wyposaże ie/sta jo ar e Budynki mieszkalne Oświetle ie iejskie Prze ysł Transport
Szkic zmian bilansu energii od 2008 do 2050 6000000 5000000 4000000 3000000 2000000 1000000 0-1000000 bilans energii pierwotnej bilans energii koń owej krok 1: modernizacje krok 2: transfery CHP (priorytet iepła energia elektryczna [MWh] iepło [MWh] paliwa [MWh] CHP (priorytet EE)
Źródła e ergii w ieś ie Ist ieją e - WEK elektro iepłow ie - łą z ie:, MW e, 354 MW t sieć iepłow i za: k, węzłów iepl y h sieć gazow i za: k (95% pow. miasta) 20 stacji paliw Potencjalne - EP ie zy a iepłow ia do przekształ e ia w spalar ię odpadów miejskich) pote jał PV: W/ 2 pote jał e ergii wiatrowej i wodnej: pomijalny pote jał produk ji biomasy: 0,3-0,4 TWh ch /rok do opracowania: potencjał geotermii, kolektorów słonecznych
Potencjalne zasoby Energetyki Prosumenckiej Program Program I (P - Prze ysł Ry ki koń owe Energia elektryczna Ciepło Paliwa kopalne Moder iza ja/efektyw ość Moder iza ja/efektyw ość Moder iza ja/efektyw ość Auto(ko)generacja Auto(ko)generacja Transfery Rozwój OZE Rozwój OZE DSM/DSR UZG Smart grid Smart grid Referencyjny Miks Energetyczny Głę oka ter o oder iza ja Car-sharing Rozwój OZE (mikroinstalacje) Po py iepła Transport publiczny Program II (M - Miasto) Kogeneracja (biopaliwa) Technologie utylizacyjne Moder iza ja oświetle ia Kogeneracja gazowa Samochody elektryczne (EV) Transport rowerowy Smart grid Smart grid Smart grid
Referencyjny Program Modernizacji Transportu Indywidualnego 2025 - apogeum zakupu samochodów spalinowych. 2030 - samochody elektryczne: 0,75% udziału w tra spor ie i dywidual y 2032 - na ulice Bielska-Białej wyjedzie tysię z y sa o hód elektry z y. ok. 2040 po zątek wy ia y nowych samochodów spalinowych na elektryczne 2044 - ałkowita rezyg a ja z zakupu samochodów spalinowych 2048 - osiąg ię ie parytetu samochodów elektrycznych i spalinowych SAMOCHODY - )UŻYCIE ENERGII [kwh/ k ] stary samochód 83.8 (9.5 l/100 km [Pb]) nowy samochód 70.64 (8 l/100 km [Pb]) samochód elektryczny 20 DANE (2013) Li z a lud oś i tys. 174.37 Liczba zarejestrowanych samochodów 105 781 Liczba nowo zarejestrowanych samochodów 2 614 Liczba samochodów na 1000 mieszk. 606.65 Liczba samochodów elektrycznych 26 )AŁOŻENIA DO MODELU Roczny spadek populacji -0.5% Roczny wzrost tempa wymiany samochodów 0.40% wymiana w 2014 2.50% nowe elektryczne 2014 4 Roczny wzrost tempa zakupu EV 25.00% Roczny wzrost liczby samochodów 0.50% koniec wzrostu 2017 Roczna redukcja liczby samochodów (rowery, transport publiczny, car-sharing...) 0.50% po zątek reduk ji 2020 WYNIKI MODELOWANIA 2050 Populacja (tys.) 144.85 (spadek o 16.9%) spadek liczby samochodów o 13.1% Liczba samochodów na 1000 mieszk. 637.77 liczba samochodów spalinowych 30742 (33.28%) liczba samochodów elektrycznych (EV) 61640 (66.72%) fi al a reduk ja zuży ia e ergii o 61.72% fi al a reduk ja zuży ia paliw o 75.55% fi al y udział EV w zuży iu e ergii w tra spor ie 36.21%
)UŻYCIE ENERGII [kwh/ 2 *rok)] - PR)YJĘTE WARTO CI Referencyjny Program Rewitalizacji Zasobów Mieszkaniowych 2030 - udział ieszkal i twa pasywnego: 1/4 wszystkich obiektów 1/3 wśród owo udowa y h 2034/2035 - zrównanie liczby nowo budowanych obiektów: pasywnych i klasy z y h 2038/2039 pół etek termomodernizacji obiektów ist ieją y h sprzed. 2043 - ostat ie o iekty klasy z e. Odtąd powstawać ędą tylko pasywne. O iekt ieszkal y klasy z y 170 Obiekt mieszkalny pasywny 24 DANE (2013) Li z a lud oś i tys. 174.37 Obiekty mieszkalne - sumarycznie 69 061 Liczba obiektów na 1000 mieszk. 396.06 red ia powierzchnia obiektu mieszkalnego [m 2 ] 78 )AŁOŻENIA DO MODELU Roczny spadek populacji -0.5% Roczny wzrost liczby obiektów mieszkalnych 0.40% nowe obiekty pasywne 2014 10.00% roczny wzrost liczby obiektów pasywnych 8.50% termomodernizacja 2014 1.00% roczny wzrost tempa termomodernizacji 5.00% WYNIKI MODELOWANIA - 2050 Populacja (tys.) 144.85 (spadek o 16.9%) Liczba obiektów mieszkalnych 80 053 (przyrost o 16%) Liczba obiektów na 1000 mieszk. 552.66 reduk ja zuży ia e ergii w ieszkal i twie o 76.43% śred ie zuży ie e ergii w ieszkal i twie [kwh/ 2 *rok)] 34.35 obiekty pasywne + stermomodernizowane 74698 (93.3%) obiekty nowe (po 2013) niestermomodernizowane 5355 (6.7%) stopień ster o oder izowa ia o iektów sprzed 100% Celem uproszczenia przyjęto niezmienną proporcję między domami jednorodzinnymi i mieszkaniami, wynoszącą 13/55.
ezo owy profil iepła 200000 180000 160000 2008 2050 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 sty zeń luty marzec kwie ień maj czerwiec lipiec sierpień wrzesień paździer ik listopad grudzień
[MWh] 140000 Sezonowy profil energii elektrycznej 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 sty zeń luty marzec kwie ień maj czerwiec lipiec sierpień wrzesień paździer ik listopad grudzień koge era ja prze ysłu ez ad iaru iepła koge era ja prze ysłu + ad iar iepła kogeneracja ORC z odpadów miejskich PV mieszkalnictwo - sezonowa kogeneracja
Działa ia w Bielsku-Białej a unijne cele 2050 cel efekt 1990 2050 redukcja emisji GHG 80-90% 0,77 1 604 016 368 033 reduk ja zuży ia paliw kopal y h 95-100% 0,8075 5 414 100 1 042 195 zróż i owa ie te h ologii pozyskiwania energii - - węgiel, kogeneracja węgiel), paliwa transportowe fotowoltaika, odpady miejskie, kogeneracja (biopaliwa), kogeneracja (paliwa "transportowe"), geotermia? redukcja liczby samochodów spali owy h Biała Księga 100% 82,5% 174370 (2013) 30742
Kierunki dalszej pracy Dobowy profil mocy elektrycznej (dane ze stacji GPZ) ezo owy profil zapotrze owa ia a iepło da e z P.K. Therma Rów owagowy udział te h ologii: po pa iepła/koge era ja Modelowanie miksu energetycznego w horyzontach 2020, 2030 Doba meteorologiczna (analogia doby obliczeniowej) 250.00 30.0 25.0 200.00 20.0 150.00 15.0 10.0 100.00 5.0 0.0 50.00-5.0 0.00-10.0 23.09.2012 00:0012.11.2012 00:001.01.2013 00:0020.02.2013 00:0011.04.2013 00:00-15.0-50.00-20.0 Suma mocy EC-1+EC-2 Poly. (Suma mocy EC-1+EC-2) EC1_Totoczenia Poly. (EC1_Totoczenia)
Dziękuję za uwagę Łukasz Kordas