Podsumowanie i wnioski po wdrożeniu Programu

PRZYKŁADY DZIAŁAŃ NA RZECZ POPRAWY EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ
Polski Program Efektywnego Wykorzystania Energii
w Napędach Elektrycznych
PEMP (Polish Energy Efficiency Motor Programme)
Program realizowany w latach 2004 - 2008
Wprowadzenie – informacja o Programie PEMP
Działania w ramach Polskiego Programu Efektywnego Wykorzystania Energii w Napędach
Elektrycznych skupiały się na promocji i wspieraniu działań w zakresie poprawy efektywności
energetycznej w elektrycznych układach napędowych dla uzyskania oszczędności energii elektrycznej
i co za tym idzie obniżenia krajowej emisji dwutlenku węgla. Szczególną uwagę zwrócono na silniki
indukcyjne, niskiego napięcia jako produkt powszechnie stosowany, o jasno określonych zasadach
kwalifikowania go do grupy urządzeń energooszczędnych lub standardowych.
Pomysłodawcą projektu była Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii z Katowic
(FEWE). Program był finansowany ze środków Globalnego Funduszu Środowiska (Global
Environmental Facility), a instytucjami wdrażającymi projekt były Krajowa Agencja Poszanowanie
Energii S.A. oraz Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii. Program wzorowany był na
projekcie wdrażanym w latach 90-tych dotyczącym energooszczędnego oświetlenia (PELP) i był
w skali europejskiej dość unikatowy, głównie ze względu na kierowany do producentów silników
elektrycznych program rabatowy, czy realizowane projekty demonstracyjne.
Dlaczego napędy elektryczne1? Tło projektu
Po pierwsze:
Elektryczne układy napędowe mają znaczący udział w całkowitym zużyciu energii elektrycznej
w gospodarce krajowej. Roczne zużycie energii elektrycznej w latach 2004 – 2008 oscylowało
w granicach 135 do 145 tys. GWh/rok, a wg różnych szacunków od 50 do 60% tego zużycia stanowiła
energia zasilająca napędy elektryczne pracujące w przemyśle wytwórczym, energetyce, górnictwie i
kopalnictwie. Udział napędów elektrycznych w całkowitym zużyciu energii elektrycznej w różnych
sektorach gospodarki krajowej pokazano poniżej.
90000
zużycie energii, GWh/rok
80000
70000
zużycie całkow ite
60000
zużycie w napędach
50000
40000
30000
20000
10000
0
przemysł
i budow nictw o
1
mieszkalnictw o,
sektor komunalny
rolnictw o
transport
pozostałe
Napęd elektryczny – zespół urządzeń obejmujący: silnik elektryczny np.: indukcyjny, trójfazowy, urządzenie napędzane np.:
pompa, wentylator, połączone bezpośrednio lub poprzez przekładnię np.: pasową, zębatą oraz urządzenia regulujące pracę
napędu np.: przemiennik częstotliwości regulujący prędkość obrotową silnika.
Widać stąd, że napędy elektryczne stanowią grupę urządzeń zużywających największą część
wytwarzanej w elektrowniach energii.
Ponadto ocenia się, iż potencjał techniczny oszczędności energii elektrycznej w elektrycznych
układach napędowych, w ich zastosowaniach we wspomnianych sektorach, może stanowić około 5 %
całkowitego zużycia energii elektrycznej w Polsce.
Możliwości oszczędzania energii w elektrycznych systemach napędowych – przykłady:
− zastosowanie elektrycznego silnika energooszczędnego – zakres oszczędności 2 do 8 %;
− zastosowanie regulacji napędu, przemiennik częstotliwości – zakres oszczędności 10 do 50 %;
− wysokosprawny układ przeniesienia napędu – zakres oszczędności 2 do 10 %;
− zastosowanie urządzenia napędzanego o wyższej sprawności – zakres oszczędności 2 do 15 %;
Po drugie:
Produkcja energii w Polsce oparta jest głównie na wykorzystaniu węgla kamiennego i brunatnego
(poniższy rysunek). Około 91 % energii elektrycznej jest wytwarzane w elektrowniach
wykorzystujących węgiel oraz w opalanych węglem elektrociepłowniach. Skutkiem tego, procentowy
udział dwutlenku węgla emitowanego przy wytwarzaniu energii elektrycznej w łącznej krajowej emisji
dwutlenku węgla stanowi około 40%, z czego nawet do 60% jest przypisywane elektrycznym układom
napędowym (tzn. około 80 milionów ton CO2 w skali roku). W 2007 roku, całkowita, roczna emisja CO2
w Polsce przekraczała 328 milionów ton.
1,2%
6,0%
2,0%
90,8%
węgiel kamienny i brunatny
gaz ziemny
olej opałowy
odnawialne źródła energii
Rys. Udział paliw i energii odnawialnej wykorzystywanych do produkcji energii elektrycznej (szacunki
FEWE wg dostępnych danych z I połowy 2010)
Silnik elektryczny
To podstawowy element układu napędowego, przetwarzający pobieraną energię elektryczną na
energię mechaniczną ruchu obrotowego. Inne elementy układu napędowego to urządzenie
napędzane (pompa, wentylator itd.), urządzenie regulujące wydajność układu napędowego np.:
przemiennik częstotliwości zmieniający prędkość obrotową silnika. Poglądowy schemat silnika
elektrycznego wraz ze wskazaniem miejsc strat energii, które występują podczas jego pracy
i decydują o jego sprawności pokazano poniżej.
Obecnie najpowszechniej stosowanymi silnikami są silniki indukcyjne, trójfazowe (stosowane głównie
w przemyśle). W budynkach działają one w takich urządzeniach jak windy, schody ruchome, układy
wentylacji mechanicznej, klimatyzacji, pompy obiegowe w instalacjach c.o.. W gospodarstwie
domowym raczej ciężko spotkać silnik trójfazowy, natomiast w sprzęcie AGD typu pralka
automatyczna, odkurzacz stosowane są silniki indukcyjne jednofazowe.
W Programie PEMP zajmowano się układami napędowymi z silnikami indukcyjnymi, trójfazowymi
stosowanymi głównie w przemyśle. Jak już wcześniej wspomniano silniki jako jedyny element układu
napędowego są jednoznacznie klasyfikowane pod kątem efektywności energetycznej. W 1999 roku
Stowarzyszenie Europejskich Producentów Maszyn Elektrycznych i Energoelektroniki określiło trzy
klasy sprawności silników indukcyjnych z zakresu mocy 1,1 - 90 kW (dobrowolne porozumienie
producentów). Klasyfikacja ta dzieli silniki na następujące grupy:
− w klasie sprawności EFF 3 - silniki o niskiej sprawności;
− w klasie sprawności EFF 2 - silniki standardowe (średni poziom sprawności);
− w klasie sprawności EFF 1 - silniki o wysokiej sprawności;
W czerwcu 2011 zacznie obowiązywać nowa klasyfikacja (klasyfikacja IE) o charakterze
obligatoryjnym dotycząca minimalnej efektywności energetycznej silników elektrycznych ogólnego
stosowania, które sprzedawane będą na terenie Unii. Nowy sposób klasyfikacji obowiązuje dla
silników o mocach od 0,75 do 375 kW. Dokument określa trzy poziomy sprawności dla silników:
− IE1 – silniki standardowe (standard),
− IE2 – silniki o podwyższonej sprawności (high efficiency – odpowiednik EFF1),
− IE3 – najwyższy poziom sprawności (premium).
Przepisy te są konsekwencją realizacji zapisów Dyrektywy 2005/32/WE dotyczącej wymogów
ekoprojektu dla urządzeń zużywających energię.
Cele Programu i ich realizacja
Mimo że efektywne wykorzystanie energii jest obszarem priorytetowym polskiej polityki energetycznej
i polityki ochrony klimatu Ziemi, udział rynkowy energooszczędnych układów napędowych
wyposażonych w wysokosprawne silniki elektryczne, układy regulacji i energooszczędne urządzenia
napędzane, był niski. „Polski program efektywnego wykorzystania energii w napędach elektrycznych” PEMP miał na celu pokonanie istniejących barier oraz upowszechnienie stosowania
energooszczędnych rozwiązań napędowych, a w konsekwencji osiągnięcie oszczędności energii
elektrycznej:
Cel projektu - obniżenie zużycia energii elektrycznej w układach napędow ych
100
GWh/rok
80
60
40
85,4
55,7
20
0
oszczędności energii
elektrycznej
planow ane
osiągnięte
a co za tym idzie obniżenie emisji dwutlenku węgla:
Cel projektu - obniżenie emisji CO2 w cyklu życia projektu (15 lat)
tys. ton CO 2
1200
900
1308
600
832
300
0
obniżenie emisji w w yniku
oszczędności energii
planow ane
osiągnięte
Kto był beneficjentem programu
−
−
−
−
producenci energooszczędnych silników poprzez program rabatowy,
użytkownicy napędów elektrycznych – przedsiębiorstwa wodociągowe i oczyszczania ścieków,
ciepłownicze, energetyczne, przetwórstwa przemysłowego przez finansowanie projektów
demonstracyjnych i pomoc techniczną we wdrażaniu projektów, szkolenia, udział w konferencjach,
wzorcowe audyty energetyczne, serwis informacyjny, nowe sposoby finansowania itp.
projektanci, konsultanci, audytorzy, firmy usługowe itp.
instytucje naukowo-badawcze przez współpracę w tworzeniu programów i materiałów
szkoleniowych, dostęp do informacji.
Działania w Programie PEMP
−
−
−
−
Program Rabatowy,
Projekty Demonstracyjne,
upowszechnienie wiedzy o możliwościach w zakresie stosowania efektywnych energetycznie
rozwiązań napędowych i korzyściach z tego wynikających, poprzez konferencje branżowe,
szkolenia, portal internetowy, publikacje,
zaprojektowanie i uruchomienie mechanizmów, dla wdrażania energooszczędnych rozwiązań
napędowych,
Program Rabatowy
Transformacja rynku poprzez wdrożenie programu dopłat do produkcji elektrycznych silników
energooszczędnych. Dopłaty stworzyły motywację dla producentów do zwiększania produkcji silników
energooszczędnych, przy równoczesnym podnoszeniu wiedzy użytkowników o korzyściach jakie
przynoszą te silniki. Transformacja rynku prowadzona była równolegle za pomocą trzech
instrumentów:
− wprowadzenie etykietowania – etykieta dla silnika informująca kupującego, że urządzenie ma
podwyższoną sprawność, minimalne wymagane sprawności dla silników w programie rabatowym
określono posługując się istniejącą wówczas klasyfikacją o charakterze dobrowolnym
Stowarzyszenia Europejskich Producentów Maszyn Elektrycznych i Energoelektroniki CEMEP
oraz Polską Normą PN-E-06741 „Silniki indukcyjne trójfazowe klatkowe o wysokiej sprawności.
Wymagania i metody badań”, również o nieobligatoryjnym charakterze,
− wdrożenie programu dopłat do silników energooszczędnych przeznaczonych dla polskich
użytkowników, w celu zintensyfikowania sprzedaży tych silników. Dopłaty do silników
energooszczędnych, otrzymywali producenci, co miało się przełożyć na ich niższe ceny dla
kupujących (zniwelowanie różnicy kosztów silnika energooszczędnego i standardowego).
− prowadzone równocześnie programy promocyjne i edukacyjne
Program rabatowy miał również na celu przygotowanie producentów silników do wdrożenia zapisów
Dyrektywy 2005/32/WE ustanawiającą ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu
dla produktów zużywających energię.
Ekoprojektowanie stanowi nowe podejście do projektowania wyrobów i polega na identyfikowaniu aspektów środowiskowych
związanych z produktem i włączaniu ich do procesu projektowania już na wczesnym etapie rozwoju produktu. Ekoprojektowanie
(z ang. ecodesign, design for environment, environmental design, ecological design, sustanaible product design, green design)
określa się także mianem projektowania dla środowiska, czy projektowania zgodnie z zasadami zrównoważego rozwoju.
Projekty demonstracyjne
Ofertę tą skierowano do małych i średnich przedsiębiorstw produkcyjnych. Wybrano 4
przedsiębiorstwa zainteresowane modernizacją użytkowanych przez siebie elektrycznych systemów
napędowych. Zaproponowano tu wsparcie techniczne i finansowe w postaci nieoprocentowanej
pożyczki. W ramach współpracy podpisane zostały umowy o osiągniecie efektu energetycznego,
określając minimalną wymaganą do uzyskania w wyniku realizacji zadania oszczędność energii.
Projekty zostały przeprowadzone w przedsiębiorstwach z branży ciepłowniczej, wodociągowokanalizacyjnej, spożywczej i przetwórstwa tworzyw sztucznych.
Osiągnięte efekty energetyczne w skali roku dla zrealizowanych 4 projektów:
− oszczędność energii elektrycznej: 1015 MWh/rok
− oszczędność węgla: (ciepłownia): 560 ton/rok
Mechanizm finansowy dla napędów elektrycznych dużych mocy
Ponieważ mechanizm finansowy oferowany w ramach PEMP – dopłaty dla producentów
sprzedających silniki energooszczędne dotyczył silników o mocach 0,75 do 160 kW, a nasze analizy
wykazały że potencjał poprawy efektywności w zakresie napędów większych również jest znaczny.
Postaraliśmy się o uruchomienie dodatkowego mechanizmu, który miał być skierowany na duże
układy napędowe o mocy powyżej 200 kW. Taki mechanizm powstał we współpracy z Fundacją
Ekofundusz. Od 2006 roku w ramach uproszczonej procedury dostępne były środki w formie dotacji.
Wsparcie grant do 30% kosztów kwalifikowanych przedsięwzięć polegających na modernizacji
układów napędowych w zakresie silnik – układy regulacji i sterowania – urządzenia napędzane.
Jednym z warunków uzyskania dofinansowania był warunek dotyczący zastosowania rozwiązań
energooszczędnych. Na dopłaty te zarezerwowano około 10 mln zł. W ciągu dwóch lat działania
mechanizmu zrealizowano projekty za około 2 mln zł.
Wnioski po wdrożeniu Programu PEMP
−
−
−
−
−
−
−
osiągnięto zakładane cele uzyskania efektów oszczędności energii i obniżenia emisji dwutlenku
węgla; efekty osiągnięto jednak w sektorze napędów dużych mocy, a nie jak zakładano poprzez
transformację rynku silników mniejszych mocy (w zakresie 0,75 do 160 kW) na niskie napięcie;
użytkownicy silników elektrycznych kupujący silnik z wykorzystaniem programu rabatowego
wskazywali na długi czas oczekiwania na dostawę silnika energooszczędnego, silnik standardowy
był produktem dostępnym od ręki.
sprzedaż silników w ramach programu rabatowego była niższa niż oczekiwana, szczególnie
w segmencie silników mniejszych mocy (0,75 – 7,5 kW) ; czyli w zakresie produktu masowego,
natomiast większa niż planowano dla silników większych mocy;
uruchomiony we współpracy z Fundacją Ekofundusz dodatkowy mechanizm finansowy dla
wsparcia projektów z modernizacją napędów elektrycznych dużych mocy (powyżej 200 kW)
spotkał się z zainteresowaniem, ale w opinii potencjalnych beneficjentów jedną z głównych
przeszkód wykorzystania tych środków była konieczność zastosowania procedury wyboru
dostawców równoważnej z prawem zamówień publicznych Pewną nowością był zapis dotyczący
konieczności monitorowania osiągniętych efektów energetycznych przez dwa lata po realizacji
zadania. W większości przypadków duże układy napędowe są objęte monitoringiem więc sprawa
polegała tylko na ewentualnym jego uzupełnieniu, ale trzeba było zapewnić że będą oszczędności
i tu zaczynał się problem odpowiedzialności. Problem ten będzie dotyczył również systemu
„białych certyfikatów”, zaproponowanego w Ustawie o efektywności energetycznej;
obserwowany był wzrost zainteresowania produktami Programu PEMP , który pojawił się pod
koniec jego działania i zaraz po zakończeniu wdrażania w styczniu 2009 roku.
wprowadzane w ramach Programu mechanizmy etykietowania i minimalnych wymagań, co do
sprawności silników energooszczędnych pozwoliły na przygotowanie się do wytwarzania
producentom silników, urządzeń energooszczędnych. Od czerwca roku 2011 sprzedawane na
rynkach UE silniki trójfazowe, ogólnego zastosowania będą musiały posiadać odpowiednią klasę
energetyczną wg klasyfikacji IE, a sprzedaż silników w tym segmencie o niższej sprawności
będzie prawnie zabroniona.
ponadto Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej planuje w styczniu 2011
uruchomienie mechanizmu finansowego kierowanego do przedsiębiorstw, dotyczącego
wspierania przedsięwzięć związanych z poprawą efektywności energetycznej. Obecnie
przygotowywany jest program priorytetowy pn.: "Efektywne zarządzanie energią w celu
zmniejszenia jej zużycia w przedsiębiorstwach". Przewidywany budżet programu na lata 2011 2016 wynosi 1 500 mln zł, w tym dotacja na audyty w wysokości 100 mln oraz 1 400 mln zł
w formie preferencyjnych pożyczek na działania inwestycyjne, w wyniku których uzyskiwany jest
efekt w postaci oszczędności energii. W szerokim zakresie program ten skupia się na wspieraniu
działań dotyczących modernizacji elektrycznych układów napędowych;
mechanizm wsparcia dla poprawy efektywności energetycznej w układach napędowych niesie
z sobą również przyjęta niedawno przez Rząd Ustawa o efektywności energetycznej (mechanizm
białych certyfikatów).
WIĘCEJ O EFEKTYWNOSCI W NAPĘDACH ELEKTRYCZNYCH NA:
WWW.PEMP.PL
Instytucje związane z realizacją Programu PEMP
INSTYTUCJA FINANSUJĄCA
GEF - Globalny Fundusz Środowiska (Global Environmental Facility) jest
międzynarodowym funduszem przyznającym granty na wsparcie projektów mających
na celu ochronę środowiska w skali całego świata. Zalicza się do nich:
− zapobieganie zmianom klimatycznym poprzez działania zmniejszające efekt
cieplarniany głównie redukcję emisji dwutlenku węgla przy spalaniu paliw
kopalnych),
− ochrona różnorodności biologicznej,
− ochrona wód międzynarodowych.
www.gefweb.org
INSTYTUCJA NADZORUJĄCA
UNDP - Program Narodów Zjednoczonych ds. Rozwoju (United Nations
Development Programme) tworzy w ramach Organizacji Narodów Zjednoczonych
globalną sieć na rzecz rozwoju, promując zmiany na lepsze i umożliwiając krajom
wymianę doświadczeń, wiedzy i zasobów, wspiera m.in. rozwój gospodarczoekonomiczny i społeczny.
Biuro UNDP w Polsce zostało otwarte 1 sierpnia 1990 r. w Warszawie. Na jego czele
stał Stały Przedstawiciel UNDP, pełniący jednocześnie funkcję Stałego Koordynatora
Systemu ONZ w Polsce. W 2007 roku biuro UNDP w Polsce zostało zlikwidowane.
www.undp.org
INSTYTUCJA WDRAŻAJĄCA
powstała w 1990 roku jako organizacja niezależna, pozarządowa i nie tworząca
zysku. Fundacja podjęła misję promowania racjonalnego wykorzystania energii oraz
przyjaznego środowisku jej wytwarzania, a od 1999 roku również misję tworzenia
nowych miejsc pracy. FEWE jest uznaną w kraju i za granicą organizacją
prowadzącą działalność w zakresie szeroko rozumianej gospodarki energetycznej.
Tworzy i doprowadza do praktycznego stosowania nowoczesne rozwiązania
techniczne, ekonomiczne, finansowe i organizacyjne, stąd swoje działania i pomoc
kieruje zarówno do decydentów politycznych, działaczy społecznych, jak i
producentów, dostawców i konsumentów energii. W celu zapewnienia sobie stałości
finansowania Fundacja podejmuje również działalność gospodarczą.
www.fewe.pl
INSTYTUCJA WDRAŻAJĄCA
KAPE - Krajowa Agencja Poszanowania Energii powstała w 1994 r. prowadzi
działalność o charakterze użyteczności publicznej nie nastawioną na
maksymalizację zysku. W swojej działalności koncentruje się na zadaniach
związanych z efektywnością energetyczną, wykorzystaniem odnawialnych źródeł
energii i ochroną środowiska. KAPE S.A., w ramach wdrażania na poziomie
narodowym zasad zrównoważonej polityki energetycznej, prowadzi działalność
edukacyjną,
doradczą, ekspercką i szkoleniową
związaną z racjonalizacją
gospodarki energetycznej przy zachowaniu zasad ochrony środowiska. Inicjuje
przedsięwzięcia proekologiczne związane z wytwarzaniem, przesyłaniem i użyciem
energii. W znaczącej części swoją działalność opiera na realizacji programów
międzynarodowych, w tym głównie Unii Europejskiej.
www.kape.gov.pl