Mraz Energia odnawialna - Gimnazjum im. KK Baczyńskiego w

GIMNAZJUM IM. K. K. BACZYŃSKIEGO
W POCZESNEJ
MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA
ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII
W POWIECIE CZĘSTOCHOWSKIM
AUTOR OPRACOWANIA:
TOMASZ MRAZ
KLASA II
1. WPROWADZENIE
Obecnie najważniejszym źródłem energii odnawialnej jest w naszym kraju
biomasa, jednak istotne znaczenie mają także mała energetyka wodna, energia
słoneczna i wiatrowa, a także energia geotermalna, w tym energia związana
z wodami kopalnianymi. W 2000 roku Rada Ministrów przyjęła w Polsce „Strategię
rozwoju energetyki odnawialnej” zakładającej osiągnięcie w 2010 roku 7,5% udziału
energii odnawialnej w bilansie energetycznym kraju i zwiększenie tego udziału do
14% w roku 2020.
W ramach przetargu ogłoszonego przez Województwo Śląskie, Instytut Gospodarki
Surowcami Mineralnymi i Energią PAN z Krakowa podpisał umowę na wykonanie
pracy pt. „Opracowanie metody programowania i modelowania systemów
wykorzystania odnawialnych źródeł energii na terenach nieprzemysłowych
województwa śląskiego, wraz z programem wykonawczym dla wybranych obszarów
województwa”. Głównymi celami pracy było opracowanie atlasu zasobów energii
odnawialnej województwa śląskiego na podstawie inwentaryzacji zasobów
odnawialnych źródeł energii na terenach nieprzemysłowych w gminach województwa
śląskiego, opracowanie teki potencjalnych projektów do wdrożenia jako pilotażowych
dla każdego rodzaju energii oraz programu wykonawczego dla wybranych obiektów
obszaru województwa. Praca ta stała się podstawą do mojego opracowania
możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii dla gminy Poczesna oraz
całego powiatu częstochowskiego.
2. ZASOBY ENERGII ODNAWIALNEJ WOJEWÓDZTWA
ŚLĄSKIEGO
2.1. Biogaz
Biogaz powstaje w procesie beztlenowej fermentacji odpadów organicznych,
podczas której substancje organiczne rozkładane są przez bakterie na związki
proste. W procesie fermentacji beztlenowej do 60% substancji organicznej
zamienianej jest w biogaz.
POWIAT CZĘSTOCHOWSKI
Potencjał teoretyczny
Rodzaj energii odnawialnej
Max. Moc
[kW]
Biogaz z oczyszczalni ścieków
691
Biogaz ze składowisk odpadów 5667
Biogaz z gospodarstw rolnych 10,6
Potencjał techniczny
Ilość energii
Max.
Energia
chemicznej
Moc [kW] elektryczna
zawartej w paliwie
[kWh/rok]
[GJ/rok]
21 783
0
0
179
335
3281
1,4
11,2
4,8
Ciepło
[GJ/rok]
0
18,9
8,2
2.2. Biomasa
Biomasa to substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają
biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej
oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także inne części
odpadów, które ulegają biodegradacji. Biomasa jest źródłem energii odnawialnej
w największym stopniu wykorzystywanym w Polsce. Ogólnie, w krajach europejskich
jej wykorzystanie znacznie przewyższa wszystkie pozostałe źródła.
W Polsce z 1 ha użytków rolnych zbiera się rocznie ok. 10 ton biomasy, co stanowi
równowartość ok. 5 ton węgla kamiennego. Podczas jej spalania wydzielają się
niewielkie ilości związków siarki i azotu. Powstający gaz cieplarniany – dwutlenek
węgla jest asymilowany przez rośliny wzrastające na polach, czyli jego ilość w
atmosferze nie zwiększa się. Zawartość popiołów przy spalaniu wynosi ok. 1%
spalanej masy, podczas gdy przy spalaniu gorszych gatunków węgla sięga nawet
20%.
POWIAT CZĘSTOCHOWSKI
Potencjał teoretyczny
Potencjał techniczny
Rodzaj energii odnawialnej
Max.
Moc [kW]
Ilość energii chemicznej
zawartej w paliwie [GJ/rok]
1132
Max.
Moc
[kW]
54
Energia
cieplna
[Tj/rok]
378,3
Biomasa – potencjał możliwy do
pozyskania słomy i siana
161,7
Biomasa – potencjał możliwy do
pozyskania drewna
4955
34,7
68,6
480,3
2.3. Energia słoneczna
Słońce jest podstawowym źródłem energii dla naszej planety. Energia słoneczna, to
dla Ziemi pierwotne źródło energii, a wszystkie inne źródła są tylko jej pochodnymi.
Energię słoneczną można wykorzystać do produkcji energii elektrycznej i do
produkcji ciepłej wody, bezpośrednio poprzez zastosowanie specjalnych systemów
do jej pozyskiwania i akumulowania.
POWIAT CZĘSTOCHOWSKI
Potencjał teoretyczny
Rodzaj energii
odnawialnej
Energia
słoneczna
Energia elektryczna
[kWh/m2/rok]
900 - 925
Potencjał techniczny
Energia cieplna, kolektor
cieplny [GJ/m2/rok]
1,5 – 1,7
Energia elektryczna, moduł
fotowoltaiczny [kWh/m2/rok]
150 - 170
2.4. Energia wiatru
Jest to energia kinetyczna poruszających się mas powietrza. Prędkość wiatru, czyli
przemieszczania się mas powietrza, zawiera w sobie ogromny ładunek energii, która
praktycznie jest niewyczerpalna. Prędkość wiatru, a więc i energia jaką można z
niego czerpać, ulega zmianom dziennym, miesięcznym i sezonowym. Szacuje się,
że globalny potencjał energii wiatru jest równy obecnemu zapotrzebowaniu na
energię elektryczną.
POWIAT CZĘSTOCHOWSKI
Rodzaj energii odnawialnej
Energia wiatru na wysokości 40m n.p.t.
Energia wiatru na wysokości 60m n.p.t.
Potencjał techniczny
Energia elektryczna [kWh/m2/rok]
0 - 600
0 - 800
2.5. Energia wód powierzchniowych
Energia elektryczna pozyskiwana z elektrowni wodnych, pomimo niewielkiego
jeszcze udziału w ogólnej jej produkcji, stwarza wymierne korzyści dla ochrony
środowiska. Rocznie pozwala zaoszczędzić tysiące ton węgla i sprawia, że
środowisko nie jest obciążane wieloma szkodliwymi substancjami, takimi jak
dwutlenek siarki, tlenek azotu, dwutlenek węgla, itd.
POWIAT CZĘSTOCHOWSKI
Rodzaj energii
odnawialnej
Energia wód
powierzchniowych
Potencjał teoretyczny
Max. Moc
Energia elektryczna
[kW]
[MW/rok]
657,1
5 756,0
Potencjał techniczny
Max. Moc
Energia elektryczna
[kW]
[MW/rok]
432,4
3 068,1
2.6. Energia geotermalna
Energia geotermalna jest naturalnym ciepłem Ziemi nagromadzonym w skałach oraz
w wodach wypełniających pory i szczeliny w skałach. W Polsce występują naturalne
baseny sedymentacyjno-strukturalne, wypełnione gorącymi wodami podziemnymi
o zróżnicowanych temperaturach: od kilkudziesięciu do ponad 90 stopni Celsjusza,
a w skrajnych przypadkach osiągają sto kilkadziesiąt stopni.
POWIAT CZĘSTOCHOWSKI
Potencjał teoretyczny
Potencjał techniczny
Rodzaj energii
odnawialnej
Zbiorniki
Max. Moc [kW]
Energia cieplna
[TJ/rok]
Max. Moc
[kW]
Energia
geotermalna
Kredowy
1,0
32,0
0,6
Energia
cieplna
[TJ/rok]
6,0
Jurajski
4,0
134,0
3,0
30,0
3. PRZYKŁADOWE PROJEKTY WYKORZYSTANIA
ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ZGŁOSZONE
Z POWIATU CZĘSTOCHOWSKIEGO
Temat
Lokalizacja projektu
ENERGIA BIOMASY
Wykorzystanie biomasy
Gmina
w kotłowni w Kamienicy Kamienica Polska
Polskiej
ENERGIA GEOTERMALNA
Wykorzystanie
Gmina Olsztyn
niskotemperaturowych
wód geotermalnych dla
potrzeb kąpieliska w
Olsztynie
Jednostka
zgłaszająca
Stan zaawansowania
Gmina Kamienica
Polska
Wstępne plany
Gmina Olsztyn
Koncepcje