Co dla krajowej energetyki wynika z dyrektywy

Forum Czystej Energii
Targi POLEKO
MTP, Poznań 24 listopada 2009 r.
Co dla krajowej energetyki wynika
z dyrektywy 2009/28/WE
o promocji stosowania OZE
Grzegorz Wiśniewski
Instytut Energetyki Odnawialnej (ECBREC IEO)
[email protected]
Jaka był „plan działań”
i co osiągnęliśmy
w obecnej dekadzie
do 2010 r?
Cele ilościowe na 2010 r wg krajowej „Strategii
rozwoju energetyki odnawialnej” (2000 r.)
(kluczowa rola bioenergii i ciepła)
TECH N OLOG IA O ZE
Dodatkow a m oc zainstalow ana
w latach 2000-2010, M W
Roczna produkcja energii
elektrycznej w 2010, G W h
Roczna produkcja ciepła
w 2010, TJ
: 5%,
-biopaliwa zność:
c
-bioelektry
18%
: 72%
-biociepło nergii
e
-udział bio
5%
5570 9
600
1200
DuŜe elektrow nie w odne
0
1510
M ale elektrow nie w odne
200
1420
2
2
590
2480
Elektrociepłow nie na drew no
1200
9600
Ciepłow nie autom atyczne na
drew no
4700
47000
Ciepłow nie autom atyczne na
slom ę
2200
22000
Kotły indyw idualne na biom asę
8900
71200
CiepŁow nie geoterm alne
400
2400
Kolektory słoneczne pow ietrzne
100
200
Kolektory słoneczne w odne
700
2100
Elektrow nie w iatrow e
System y fotow oltaiczne
Biogazow nie
Biodiesel
70
24000
50
200
Bioetanol
Technologie nie uw zględnione w Strategii Rozw oju OŹE, stan na 2006
W spółspalanie biom asy w
elektrow niach w ęglow ych
Produkcja biopaliw
transportow ych w 2010,
ktony
1130
Rozwój produkcji zielnego ciepła
4 500
4 000
3 500
3 000
TJ
2 500
2 000
1 500
1 000
500
0
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Biomasa stała
Biogaz
Energia geotermalna
Ciepło z kolektorów słonecznych
2008
Rozwój produkcji zielonej energii
elektrycznej w Polsce
Źródło: GUS, ARE, opr. własne
7000
Czy ta linia trendu jest
do utrzymania ?
6000
5000
GWh
4000
3000
2000
1000
0
2001
2002
2003
2004
biomasa - w spółspalanie
2005
2006
2007
2008
877
1314
2126
2963
biomasa***
402
379
399
768
468
504
234
237
biogaz**
42
48
56
82
111
160
195
254
w iatrow e
14
61
124
142
136
256
522
837
2325
2279
1672
2081
2201
2042
2352
2152
w odne*
Nośniki energii dostarczane na rynek z
odnawialnych źródeł energii w 2005 r
Biomasa - electrycznośc
6,5%
Biomasa ciepłoenictwo
2,9%
Biomass - indyidualne
kotły
83,8%
Inne
6,8%
biogaz wysypiskowy
0,3%
biogaz z oczyszczalni
ścieków
0,8%
biogaz rolniczy
0,1%
woda
4,3%
Wiatr
0,3%
Etanol
0,7%
Biodiesel
0,3%
ZuŜycie energii z OZE (176 PJ) w zuŜyciu
energii finalnej stanowiło 7,2% i było
zdominowane przez biomasę (94%) i
ciepło (90%)
W innych krajach UE, udział biomasy jest
znacznie niŜszy i wynosi średnio ok. 60% (w
Niemczech poniŜej 50%)
Nośnik energii
OZE 2005
energia elektr.
TJ
%
15 111
8,6
1 937
1,1
zielone ciepło
159 467
90,9
Razem OZE
176 515
100,0
biopaliwa
Co nowego dla niesie ze sobą
dyrektywa 2009/28/WE?
Wybrane nowe elementy w dyrektywie
2009/28/WE
(w stosunku do dotychczasowych 2001/77/WE i 2003/30/WE)
1. Dyrektywa jest elementem Pakietu klimatycznego UE (rola CO2)
2. KaŜdy kraj członkowski otrzymał własny cel ilościowy na 2020 r, (PL15%) z celami pośrednimi (2010, 2014, 2016, 2018) , który jest celem
obowiązkowym (prawnie wiąŜącym pod sankcją karną)
3. Cele liczone są w stosunku do zuŜycia energii końcowej brutto
(wyeksportowane biopaliwa nie jest liczą się do celów), uwzględniają
wszystkie końcowe zielone nośniki energii, w tym zielone ciepło (nie
tylko energię elektryczną i biopaliwa)
4. Kryteria zrównowaŜoności biopaliw i biomasy określone metodą LCA
oraz uwzględnienie zielonej energii elektrycznej w realizacji 10%
udziału OZE w zuŜyciu paliw w transporcie
5. Rządy muszą przygotować narodowe plany działań (NPD) na rzecz
OZE do 30/06/2010, pokazując szczegółowo jak zamierzają
zrealizować swoje cele (teŜ narzędzie do monitorowania)
6. Współpraca w ramach UE:
1. „wspólne projekty” (art. 7-8)
2. „transfery statystycznie” (art. 6) nadwyŜek lub niedoborów energii z OZE w
stosunku do krajowych celów.
7. Przewidziany jest aktywny udział samorządów terytorialnych w
tworzeniu NPD i ich wdraŜaniu
15% =
OZEC + OZEE + OZEB + OZEZWW
FZE + PW + S
Pakie
t staw
w cał ia na efek
ej ene
ty
rgety wność
ce
Jak będzie liczone osiągniecie 15% celu na ‘2020 dla Polski
wg dyrektywy 2009/28/WE
OZEC
-zuŜycie (~produkcja) zielonego ciepła [TJ]
OZEE
-zuŜycie (~produkcja) zielonej energii elektrycznej [TJ]
OZEB
-zuŜycie (~produkcja ) biopaliw [TJ]
OZEZWW -
zuŜycie biomasy na potrzeby własne źródeł energii odnawialnej
i energii wtórnej – energii pochodnej (np. ciepła do
podgrzewanie wsadu w biogazowni ciepłem odzyskanym z
silnika na biogaz) [TJ]
FZE
-finalne zuŜycie energii [TJ]
PW
-zuŜycie energii na potrzeby własne sektora energet. [TJ]
S
-straty paliw i energii na przesyle i dystrybucji [TJ]
Niektóre wyzwania dla Polski związane z
przygotowaniem wdroŜenia dyrektywy
2009/28/WE
• Statystyka zielonego ciepła: nieznany i trudny do potwierdzenia
udział zielonego ciepła (7,2%) w punkt startowy (‘2005)
• Monokultura „bioenergetyczna” oraz nieefektywne i
niezrównowaŜone („środowiskowo”) dotychczasowe wykorzystanie
biomasy we wszystkich sektorach które w znacznej części nie będzie
mogłoby zaliczone do realizacji celu na 2020 r.
• Nieznane średniookresowe interakcje rolnictwo -energetyka
odnawialna i skutki dla gospodarki
• Brak krajowych modeli pozwalających na optymalizację
ekonomiczną prognoz rozwoju energetyki odnawialnej oraz
określenie wprost wymaganych dyrektywa udziałów energii z OZE
na rynkach końcowych oraz monitorowanie postępów.
• Brak wypracowanego mechanizmu wspólpracy rządu z regionami
w zakresie energetyki (planowanie, monitoring, statystyka)
Konsekwencje i uwarunkowania
spełnienia kryteriów
zrównowaŜoności wykorzystania
biomasy w dyrektywie
Co dyrektywa 2009/28/WE mówi o
zrównowaŜoności wykorzystania biomasy?
Produkcja surowców rolnych oraz ich przetwarzania na biopaliwa płynne i
energię spełnia kryteria zrównowaŜonej produkcji.
• W odniesieniu do biopaliw płynnych i gazowych kryterium stanowi
obowiązek udowodnienia metodą LCA (Analiza Cyklu Ŝycia), Ŝe paliwa
płynne w całym łańcuchu wytwarzania redukować będą emisję gazów
cieplarnianych o 35% w 2013 r., o 50% w 2017 r. I 60% w 2018 r. (obecnie
produkowany bioetanol ze zbóŜ oraz biodiesel z rzepaku nie spełnią
wymagań redukcji gazów cieplarnianych od 2017 r.)
• Promuje się wykorzystanie w transporcie zielonej energii elektrycznej
(mnoŜnik realizacji celu dyrektyw poprzez zielone napędy elektryczne
jest 2,5 krotnie większy niŜ przy wykorzystaniu biopaliw)
• Szereg obszarów z uwagi na bioróŜnorodność i róŜne formy ochrony jest
wykluczonych z produkcji biomasy na cele energetyczne
• W przypadku biomasy państwa członkowskie promują technologie
przekształcania osiągające skuteczność przekształcania energii
wynoszącą co najmniej 85 % zastosowaniach mieszkalnych i
komercyjnych oraz co najmniej 70 % w zastosowaniach przemysłowych
(w praktyce wykluczone współspalanie biomasy w elektrowniach
węglowych)
Redukcja emisji CO2 w całym cyklu Ŝycia
technologii wytwarzania energii elektrycznej.
Opracowanie własne.
Źródło: F.Cherubinia et all, opracowanie przeliczenia jednostek: IEO
1000
g. eq. CO2/MJ
100
10
1
0,1
Biomasa
Biomasa
(drew no- (drew no-
Biogaz -
Energia
CHP
w iatru
Energia
geoterm
alna
Energia
Systemy
w odna
PV
Węgiel
Ropa
Energia
naftow a jądrow a
Gaz
CHP)
w sp.)
max
30
100
65
10
10
10
40
500
300
30
200
min
13
20
15
1
2
0,5
15
300
200
3
100
Koszty marginalne zniszczeń
powodowane przez wykorzystanie paliw
i energii liczone w cyklu LCA [€ /MWh]
Węgiel
brunatny
Zdrowie
Ropa
239,70 66,12
Gaz
Biomasa
Energia
jądrowa
PV
Energetyka
wiatrowa
4,00
3,79
1,30
5,08
1,06
Materiały
0,75
0,20
0,01
0,01
0,00
0,01
0,00
Uprawy
0,48
0,92
0,31
0,38
0,03
0,14
0,03
Razem bez
efektów
klimatycznych
240,93 67,24
4,32
4,18
1,34
5,24
1,09
Razem z efektami
klimatycznymi2009
-10-27 20 €/tonę
CO2
266,36 85,86
14,43
5,13
2,01
8,00
1,65
Źródło: M. I. Blanco & D. Azqueta, Can the environmental benefits of biomass support agriculture?
The case of cereals for electricity and bioethanol production in Northern Spain, Energy Policy 36 (2008) 357–366
Jakie ramy dla
wdroŜenia
dyrektywy
2009/28/WE stwarza
„Polityka
energetyczna Polski
do 2030 r.?
Udział OZE wg „Polityki energetycznej
Polski do 2030 r.”
OZE [%]
Energia finalna [Mtoe]
18,0%
15,0%
16,0%
15,8%
16,0%
80 000
70 000
14,0%
11,6%
12,0%
10,0%
90 000
60 000
9,4%
50 000
8,0%
40 000
6,0%
30 000
4,0%
20 000
2,0%
10 000
0,0%
0
2010
2015
2020
2025
2030
Udział końcowych nośników z OZE wg
„Polityki energetycznej Polski do 2030 r.”
100%
13,9%
Brak energii
elektryczne w
transporcie
60,2%
Biopaliwa transportowe
90%
80%
70%
60%
50%
Ciepło
40%
Energia elektryczna
30%
20%
25,9%
10%
0%
2010
2015
2020
2025
2030
Zapotrzebowanie na energię finalną brutto z
OZE wg PEP’2030 [ktoe] oraz na grunty [tys. ha]
wykorzystano analizy Prof. A. Fabera, IUNG
Rodzaje energii
Wymagana powierzchnia
gruntów '2020, tys ha
2006
2020
370,6
2686,6
159,2
892,3
351-587
13,8
344,5
38-76
22
1178,4
175,6
271,4
4312,7
6255,9
4249,8
5405,9
<2076
biogaz
27,1
503,1
55-110
geotermia
32,2
221,5
słoneczna
3,6
125,4
Biopaliwa transportowe
96,9
1444,1
bioetanol cukrowo-skrobiowy
61,1
425,2
605
biodiesel z rzepaku
35,8
696,8
774
bioetanol II generacji
0
210
61-94
biodiesel II generacji
0
112,1
18-28
4780,2
10386,6
1903 - 4350
7,7%
15,0%
13,5-30,9%
Energia elektryczna
biomasa stała
biogaz
wiatr
woda
Ciepło
biomasa stała
sy w
a
m
o
i
b
iał ji 15% a
z
d
U
ac 020 m
z
i
l
rea na 2 ,
u
cel ać 83%
sięg
Razem energia finalna OZE/powierzchnia upraw
Udział energii z OZE/ udział gruntów rolnych
MoŜliwe konsekwencje zbyt silnego postawienia
na biomasę rolniczą w energetyce
Obecnie Polska jest samowystarczalna Ŝywnościowo w 98%. Udział
wydatków na Ŝywność w gospodarstwach domowych 28%, na energię
7%. Wzrost cen Ŝywności jest szybszy niŜ średni wzrost cen energii
Aby zabezpieczyć potrzeby Ŝywnościowe kraju przy załoŜeniach realizacji
prognozy PEP’2030 naleŜałoby skompensować ubytek gruntów pod
produkcje Ŝywności wzrostem plonowania średniorocznie od 1,8% do
8,1%, co jest praktycznie nieosiągalne
Ponadto wiązałoby się ze zwiększeniem energochłonnego nawoŜenia i
intensyfikacji upraw (wpływ na koszty, takŜe biomasy energetycznej) i na
ochronę środowiska oraz na zwiększenie zuŜycia importowanych gazu i
ropy .
=>Bardziej korzystne z punktu widzenia wielofunkcyjnego wykorzystania
przestrzeni rolniczej i terenów zabudowanych oraz sprawności konwersji
jest wykorzystanie odpadów organicznych, energii wiatru i energii
słonecznej o najmniej ograniczonych zasobach.
Alternatywne badania modelowe
Scnariusz Energy [R]evolutioion; Greenpeace
Udział OŹE w bilansie energii pierwotnej ‘2020 = 18,4%
000
Kluczowa rola6 efektywności
energetycznej
Efektywnosc
PJ/a
5 000
Energia fal
Energia geotermalna
4 000
Energia sloneczna
Biomasa
Energia wiatru
3 000
Energia wody
Gaz
2 000
Ropa naftowa
Wegiel
Energia jadrowa
1 000
Udział OZE w bilansie energii finalnej ‘2020 = 21,2%
0
2005
2010
2020
2030
2040
2050
Udział biomasy w
OZE ‘2020 - 55,4%
(energia końcowa)
Energia elektryczna w TWh/rok
w scenariuszu Energy [R]evolution
Efektywność
350
Energia fal
300
Elektryczność takŜe w transporcie
Energia słoneczna koncentratory
Fotowoltaika
250
900
800
Wodór
600
Energia wiatrowa
Energia elektryczna
500
Biopaliwa
400
150
Energia wiatrowa
Gaz
300
Ropa naftowa
200
100
Biomasa
100
Gaz i ropa naftowa
50
0
2005
2010
2015
2020
2030
2040
2050
Węgiel brunatny
0
2005
2010
2020
2030
2040
2050
120
Moc zainstalowana MWel
P J /a
Energia geotermalna
200
700
Energia fal
100
Energia sloneczna koncentratory
80
Fotowoltaika
Energia geotermalna
60
Energia wiatrowa
40
Biomasa
Energetyka wodna
20
0
2005
2010
2020
2030
2040
2050
Udział OZE-E
‘2020 = 26,5%
Węgiel kamienny
Podsumowanie
1.
Dyrektywa 2009/28/WE jest dobrym rozwiązaniem dla Polski; jest wyzwaniem
(ambitnym) ale w pełni realizowalnym; wymaga jednak zmian
dotychczasowego, nastawionego na krótkookresowe cele, podejścia do
rozwoju energetyki odnawialnej, przyjętego w obecnej dekadzie we
wdraŜaniu dyrektyw 2001/77/WE i 2003/30/WE.
2.
Zielone ciepło (i chłód), choć jego udział w bilansie energii z OZE będzie
stopniowo spadał na rzecz zielonej energii elektrycznej, pozostanie
kluczowym elementem realizacji 15% udziału energii z OZE na 2020 r. Sektor
ten wymaga wzmoŜonych działań na rzecz poprawy systemu wsparcia,
usprawnienia statystyki i monitorowania.
3.
Rola biomasy jest kluczowa dla wdroŜenia przez Polskę dyrektywy
2009/28/WE ale ze względów gospodarczych, ekonomicznych i
środowiskowych udział biomasy w realizacji 15% udział energii z OZE w
bilansie zuŜycia energii finalnej w 2020 r. nie powinien przekraczać 55-70%, a
wraz z dalszym wzrostem udziału OZE powinien spadać.
4.
Z systemu wsparcia trzeba wykluczyć nieefektywne i niezgodne z kryteriami
zrównowaŜoności (LCA) w dyrektywie 2009/28/WE, technologie
energetycznego wykorzystania biomasy
Dziękuję za uwagę
Pytania/kontakt:
[email protected]
Dodatkowe dokumenty i dyskusja:
• www.ieo.pl (aktualności)
• www.odnawialny.blogspot.com)