Technologie środowiskowe

Technologie środowiskowe
2015-12-21 00:43:55
2
W Państwie Izrael powstaje obecnie co roku około 530 mln m3 ścieków (komunalnych, przemysłowych i
rolniczych łącznie). Większość z nich przechodzi proces oczyszczania, dzięki czemu w większym stopniu
chronione jest środowisko naturalne, a także możliwe jest ponowne wykorzystanie uzyskanej po oczyszczeniu
wody.
1. Oczyszczanie ścieków i uzdatnianie wody
W Państwie Izrael powstaje obecnie co roku około 530 mln m3 ścieków (komunalnych, przemysłowych i
rolniczych łącznie). Większość z nich przechodzi proces oczyszczania, dzięki czemu w większym stopniu
chronione jest środowisko naturalne, a także możliwe jest ponowne wykorzystanie uzyskanej po oczyszczeniu
wody.
Oczyszczanie ścieków odbywa się za pomocą nowoczesnych technologii w oczyszczalniach znajdujących się w
pobliżu każdego miasta i aglomeracji miejskiej. Oczyszczone w ten sposób ścieki znajdują zastosowanie głównie
w rolnictwie do podlewania przystosowanych do tego upraw, a także – w mniejszym stopniu –w przemyśle,
stanowiąc ważne wtórne źródło tego surowca, którego wartości i znaczenia dla Izraela nie sposób przecenić,
gdyż ze względu na swe położenie geograficzne i warunki naturalne kraj odczuwa chroniczny niedobór wody.
Do ponownego użytku trafia co roku około 355 mln m3 ścieków oczyszczanych w 135 przeznaczonych do tego
celu instalacjach. Tak wysoki procent ponownego wykorzystania wody (około 75% oczyszczonych ścieków)
stanowi światowy rekord w tej dziedzinie. Woda odzyskana z oczyszczonych ścieków to 31% całej wody
zużywanej w izraelskim rolnictwie i 18% ogólnych dostaw wody w kraju dla wszystkich celów.
Według przewidywań, w roku 2020 ilość wytwarzanych w Izraelu ścieków wzrośnie do 600 mln m3. Zgodnie z
wdrażanymi obecnie projektami w ciągu 5-7 lat ilość oczyszczonych ścieków trafiających do ponownego
wykorzystania wzrośnie do 95%, a jednocześnie stopniowo wzrastała będzie jakość oczyszczanych ścieków (z IIgo do III-go stopnia czystości), co umożliwi ich pełne, nieograniczone wykorzystanie w rolnictwie do nawadniania
wszystkich upraw.
Nowe oczyszczalnie budowane są głównie przez inwestorów prywatnych przy wydatnym wsparciu ze strony
rządu za pośrednictwem wyspecjalizowanej agendy – Administracji ds. Wody (Water Authority). Aktualne
informacje i dane statystyczne (w języku angielskim) na temat gospodarki wodnej w Izraelu w ogóle, oraz na
temat oczyszczania i uzdatniania wody w szczególności, znajdują się na portalu tej agendy: www.water.gov.il.
2. Produkcja energii ze ścieków/odpadów
Brak ogólnodostępnych informacji na temat produkcji w Izraelu energii ze ścieków. Produkowana jest natomiast
na bardzo niewielką skalę (7-10 MW) energia elektryczna z metanu wydzielającego się podczas procesu
3
naturalnej fermentacji stałych odpadów organicznych. Produkcja ta realizowana jest w sześciu różnych
instalacjach, między innymi na obiekcie Hiria (byłe główne wysypisko śmieci aglomeracji Tel Awiwu),
przekształcanym obecnie w Park Ayalon im. Ariela Szarona. Planowana jest także produkcja energii elektrycznej
z odpadów w mającym powstać w pobliżu Tel Awiwu nowym zakładzie utylizacji mającym przetwarzać dziennie
1000 ton odpadów organicznych (30% wszystkich odpadów aglomeracji Tel Awiwu). Bedzie to zakład o mocy 10
MW wykorzystujący metodę fermentacji beztlenowej.
Ministerstwo Ochrony Środowiska ogłosiło projekt wspierania budowy zakładów utylizacji odpadów, które będą
wytwarzały także energię elektryczną, przeznaczając na to wsparcie 70 mln ILS. Wsparcie polegać ma na
finansowaniu 40% kosztów budowy takich zakładów lub przekształcenia istniejących zakładów utylizacji tak, by
mogły wytwarzać energię elektryczną.
Reasumując, rozwój produkcji energii elektrycznej z odpadów znajduje się w Izraelu w stadium początkowym, nie
mając praktycznie żadnego znaczenia w bilansie energetycznym kraju. Wydaje się, że wobec posiadania przez
Izrael od niedawna ogromnych złóż gazu ziemnego, produkcja energii z odpadów także w przyszłości będzie
miała głównie znaczenie środowiskowe (utylizacja metanu przyczyniającego się do efektu cieplarnianego), a nie
gospodarcze.
3. Utylizacja odpadów, w tym szkodliwych
W Państwie Izrael powstaje obecnie około 4,8 mln ton odpadów stałych rocznie (około 1,9 kg dziennie na 1
mieszkańca), przy czym ilość ta zwiększa się co roku o 3%-5%. Główne zadanie odpowiedzialnego za utylizację
odpadów Ministerstwa Ochrony Środowiska, to przekształcenie jak największej ilości odpadów ze zbędnej i
szkodliwej dla środowiska masy, w surowiec nadający się do pożytecznego wykorzystania, a przez to
zmniejszenie ilości odpadów zakopywanych w ziemi.
Zgodnie z przyjętą w państwach rozwiniętych metodą, w Izraelu stosuje się zespoloną metodę utylizacji złożoną z
pięciu różnych procesów: a) zmniejszenie u źródła ilości substancji, które stają się odpadami; b) ponowne
wykorzystanie odpadów dla tego samego celu, dla którego zostały wytworzone; c) recykling, czyli wykorzystanie
przetworzonych odpadów jako surowca; d) wykorzystanie odpadów jako surowca energetycznego; e)
zakopywanie w ziemi w specjalnie do tego celu przeznaczonych i przystosowanych lokalizacjach, tak aby
zminimalizować ugodzenie w środowisko.
Najbardziej powszechną metodą w Izraelu ciągle jeszcze jest zakopywanie odpadów w ziemi, gdyż obejmuje ona
80%-85% wszystkich odpadów stałych. Dzieje się tak z kilku powodów. Po pierwsze, ceny zakopywania odpadów
w ziemi są stosunkowo niskie (w Izraelu koszt ten wynosi około 10$ za tonę, podczas gdy w USA 30$, a w
Europie Zachodniej jeszcze więcej). Po drugie, w tak niewielkim kraju jak Izrael odległości, na które trzeba
przewozić odpady do zakopania (w jednym z 14 istniejących takich obiektów), są stosunkowo niewielkie.
Wreszcie po trzecie i – być może – najważniejsze, cztery pierwsze metody są w Izraelu wdrażane stosunkowo od
niedawna i nadal pozostają w tyle za rozwiniętymi państwami świata zachodniego.
Istotna dla dalszej utylizacji odpadów kwestia segregacji śmieci jest, co prawda, wdrażana w większości miast
(szklane butelki, plastikowe opakowania i makulatura), ale ciągle jeszcze nie jest wymuszana administracyjnie,
nie jest motywowana finansowo (planuje się wprowadzenie takiej motywacji w roku 2015) i nie prowadzi się
szerzej zakrojonej kampanii popularyzacyjnej w tej kwestii. Według danych Ministerstwa Ochrony Środowiska
taką częściową segregację śmieci prowadzi w ponad 8-milionowym kraju zaledwie 215 tys. gospodarstw
domowych.
Odpady, które nie są od razu zakopywane (czyli 15%-20% całości), przechodzą proces recyklingu, w trakcie
którego w specjalnych obrotowych bębnach oddzielane są odpady organiczne i zamieniane w kompost, służący
następnie w rolnictwie jako nawóz. Pozostałe odpady poddawane są ręcznej segregacji na ruchomych taśmach,
w trakcie której wyodrębniany jest papier, karton, plastik i metale. Zbijane są one w bele przesyłane do
odpowiednich fabryk, gdzie służą jako surowiec do produkcji. Część trafia na eksport.
4
Odpady szkodliwe z terenu całego Izraela są dostarczane do specjalnie w tym celu stworzonego obiektu w Ramat
Howaw na pustyni Negew. Obiekt ten został zbudowany nad warstwą nieprzepuszczalnej skały, aby uniemożliwić
dostawanie się materiałów szkodliwych do wód głębinowych, w miejscu oddalonym od skupisk ludności i
stosunkowo blisko wielu fabryk chemicznych.
Odpady szkodliwe organiczne (ciekłe i stałe), stanowiące większość odpadów szkodliwych, poddawane są
obróbce chemicznej mającej na celu neutralizację substancji szkodliwych. Po tej obróbce odpady stałe są
zakopywane, a odpady ciekłe poddawane dalszemu oczyszczaniu, tak by nadawały się do powtórnego użycia w
rolnictwie. Pozostałe odpady stałe (jak baterie, lekarstwa, chemikalia) są zakopywane w szczelnych pojemnikach.
Obecnie rozważana jest także kwestia opłacalności eksportu odpadów szkodliwych, przy zachowaniu
obowiązujacych w tej kwestii norm i dyrektyw Unii Europejskiej.
Aktualne informacje (w języku angielskim) na temat ochrony środowiska w ogóle i gospodarki odpadami w
szczególności, znajdują się na portalu Ministerstwa Ochrony Środowiska: www.sviva.gov.il.
4. Energia słoneczna
Sytuacja geopolityczna Izraela powoduje, że kolejne izraelskie rządy, niezależnie od ich opcji politycznej,
konsekwentnie dążą do jak największego uniezależnienia kraju od zewnętrznych dostaw energii i do
poszukiwania nowych jej źródeł. Ostatnie odkrycia ogromnych podmorskich złóż gazu ziemnego w przybrzeżnych
wodach Izraela nie zmieniły zasadniczo tego dążenia, choć trudno już obecnie oceniać ich długofalowy wpływ.
Niezależnie od czynnika geopolitycznego Izrael, wraz z innymi rozwiniętymi gospodarczo krajami świata, dąży do
jak największego wykorzystania „czystych” energii, niezanieczyszczających środowiska i zmniejszających efekt
cieplarniany. Ze względu na położenie geograficzne Izraela (średnie roczne nasłonecznienie: ~2200 kWh/m2 –
czyli dwukrotnie więcej, niż w Polsce), najbardziej naturalnym źródłem czystej energii jest tu energia słoneczna.
Jednym z praktycznych efektów tych dążeń jest fakt, że w Izraelu od lat działają wiodące w świecie firmy w
dziedzinie rozwoju technologii i wdrażania systemów energii słonecznej, o czym świadczyć może chociażby to, że
już w latach 80-tych XX wieku izraelska firma Luz zbudowała w Kalifornii dziewięć instalacji solarnych, w tym
dwie największe na świecie o mocy nominalnej 150 MW i 160 MW. Instalacje te działają do dzisiaj i dzięki nowym
technologiom (także izraelskim) nawet zwiększyły swoją moc wytwórczą.
Innym praktycznym przykładem realizacji tych dążeń jest fakt, że Izrael stworzył precedens w skali światowej w
masowym wykorzystywaniu energii słonecznej poprzez instalację w każdym budynku kolektorów słonecznych,
służących głównie do ogrzewania wody. Kolektory te stały się charakterystyczną częścią izraelskiego krajobrazu i
symbolem racjonalizacji zużycia energii elektrycznej, pozwalając na oszczędności w skali 3%-4% krajowej
konsumpcji energii. Obecnie w kolektory słoneczne wyposażonych jest 95% domów w Izraelu.
Przed kilku laty rząd izraelski opublikował obowiązujące do roku 2014 rozporządzenie, którego celem było
stworzenie zachęt dla osób prywatnych i dla sektora biznesowego dla produkcji energii słonecznej i innych
rodzajów energii „zielonej” na własne potrzeby. Na mocy tego rozporządzenia państwowe Towarzystwo
Elektryczne (IEC) zostało zobowiązane do nabywania wytworzonych w takich instalacjach (do 50 kW) nadwyżek
energii elektrycznej po cenie czterokrotnie przekraczającej cenę energii sprzedawanej przez tę spółkę.
Poniesione przez Towarzystwo Elektryczne koszty rozkładają się na wszystkich konsumentów energii,
proporcjonalnie do jej zużycia. Pozwala to na zwrot nakładów poniesionych na małe instalacje wytwarzające
czystą energię w ciągu 7-10 lat.
Dla przyspieszenia procesu wdrażania czystych energii mianowano międzyresortowy zespół, którego zadaniem
jest usprawnienie procesu uzgodnień i finansowania produkcji energii z „czystych” źródeł. Zespół ten
przygotował projekt nowej decyzji w tej sprawie. Zachowuje on obowiązujące do roku 2014 (etap I) taryfy,
kryteria i kwoty dla małych i średnich instalacji fotowoltaicznych (łącznie 500 MW), lecz zobowiązuje on rząd do
przygotowania nowych założeń na lata 2015-2020 (etap II), które mają zapewnić efektywne wdrażanie czystych
5
energii, przy jednoczesnym zapewnieniu długofalowego bezpieczeństwa energetycznego kraju, dzięki
odpowiedniemu doborowi źródeł energii i znalezieniu nowych rozwiązań regulacyjnych i finansowych dla
wdrażania odpowiednich technologii.
Rozwój nowoczesnych technologii solarnych w Izraelu nadal znacznie wyprzedza ich wdrażanie w praktyce na
terytorium kraju ze względu na brak długoterminowych regulacji prawnych w tym zakresie oraz niedobór źródeł
finansowania projektów wykonawczych. Z tego względu izraelskie firmy branży solarnej poszukują rynków zbytu
na całym świecie i działają z dużym powodzeniem za granicą, wznosząc oparte na izraelskich technologiach
nowe instalacje słoneczne, m. in. w USA, Hiszpanii, Australii, Chinach, Kamerunie i Etiopii.
Prognoza produkcji energii solarnej do roku 2020 (TWh)
na tle innych technologii odnawialnych
(źródło: Ministerstwo Infrastruktury Narodowej)
XII.
2014
2016-2017
2018-2019
2020
% całej
produkcji
Wiatr (TWh)
0,61
0,98
1,47
1,96
30,04%
Biogaz i biomasa (TWh)
0,33
0,66
1,05
1,38
21,1%
Solarna z dużych
instalacji (TWh)
1,33
1,43
1,90
2,28
34,87%
Solarna ze średnich
instalacji (TWh)
0,60
0,60
0,60
0,60
9,1%
Solarna z małych
instalacji (TWh)
0,32
0,32
0,32
0,32
4,89%
Ogółem produkcja
energii odnawialnej
(TWh)
3,19
3,99
5,34
6,54
100%
5. Energia wiatrowa, termalna i z biomasy
Energia wiatrowa – W Izraelu funkcjonują tylko dwa zespoły turbin wiatrowych, obydwa na północy kraju: w
paśmie wzgórz Chazaka, nieopodal osiedla Alonej Baszan na Wzgórzach Golan, oraz w paśmie wzgórz Gilboa
oddzielających Samarię od Galilei. Obydwa wykorzystują technologię zagraniczną. Nie mają one prawie żadnego
6
znaczenia w bilansie energetycznym Izraela, wytwarzając zaledwie niewielki ułamek procenta krajowego
zapotrzebowania. Biorąc pod uwagę fakt, że w przeciwieństwie do potencjału solarnego, wiatrowy potencjał
Izraela jest stosunkowo nieduży (600-1000 MW), oraz to, że wielkimi przeciwnikami budowy turbin wiatrowych w
Izraelu są ornitolodzy, gdyż kraj leży na jednym z głównych szlaków wielkich migracji ptaków między Europą a
Afryką, nie należy sądzić, by ten rodzaj energii miał w dającej się przewidzieć przyszłości zająć poważniejsze
miejsce w gospodarce kraju, choć zgodnie z projektem rządowym ma on stanowić 30% wytwarzanej w Izraelu
„zielonej” energii.
Energia geotermalna nie jest produkowana w Izraelu, choć w roku 2009 odkryto pierwsze w Izraelu miejsce
nadające się do tego (w południowej części Wzgórz Golan). Pomimo to, istnieje w Izraelu firma będąca globalnym
potentatem w projektowaniu, wytwarzaniu i instalacji elektrowni geotermalnych w wielu miejscach na całym
świecie (Ormat Industries Ltd.; Ormat Technology Inc.). Dotychczas zainstalowała już ona ponad 1000
turbogeneratorów na wszystkich kontynentach, od Kaliforni po Indonezję.
Energia z biomasy – Jak dotąd w Izraelu nie zainicjowano mających znaczenie gospodarcze, środowiskowe bądź
technologiczne projektów w dziedzinie wytwarzania energii z biomasy. Mimo to, temat ten jest przedmiotem
badania w izraelskich instytutach naukowych, gdyż zgodnie z decyzją rządu Izraela energia z biomasy ma do
roku 2020 stanowić znaczącą część (21%) „zielonej energii” produkowanej w tym kraju.
6. Automatyzacja i komputeryzacja w systemach sprzedaży, przesyłu energii
Faktycznym monopolistą w Izraelu w dziedzinie przesyłu energii elektrycznej jest państwowe Izraelskie
Towarzystwo Elektryczne (IEC). Sieć energetyczna Izraela jest w pełni zautomatyzowana i posiada strukturę
hierarchiczną, w której napięcie opada stopniowo aż do poziomu wymaganego u odbiorców i użytkowników
energii elektrycznej. Najwyższy poziom to napowietrzne linie najwyższego napięcia (400 kV – 740 km) służące do
przesyłu między wielkimi elektrowniami oraz z tych elektrowni do 10 stacji przesyłowych, w których napięcie
obniżane jest do 161 kV. Drugi poziom to linie wysokiego napięcia (161 kV – 4240 km napowietrzne i 94 km
podziemne) do przesyłu ze stacji przesyłowych i średnich elektrowni do 197 podstacji, w których napięcie
obniżane jest do 22 kV, a w pewnych miejscach także do 33 kV lub 13 kV. Wielcy odbiorcy podłączeni są
bezpośrednio do podstacji, a pozostali do lokalnych sieci dystrybucyjnych. Łączna ilość odbiorców energii
elektrycznej w Izraelu wynosi 2,5 miliona (wszystkie dane wg stanu w roku 2010). Największy, jak dotąd, pobór
mocy wynosił 11.530 MW. Symbolicznym przejawem automatyzacji sieci energetycznej jest możliwość
obserwowania online aktualnego poboru mocy w skali całego kraju (www.iec.co.il).
Sprzedaż energii dla odbiorców indywidualnych odbywa się w sposób tradycyjny (okresowy odczyt liczników
bądź szacunek na podstawie dotychczasowego poboru), choć planowane jest wprowadzenie zdalnego odczytu.
W przypadku błędnego obciążenia możliwa jest korekta dokonywana na podstawie informacji przekazanej przez
użytkownika przez internet.
Aktualne informacje (w języku angielskim) na temat produkcji i przesyłu energii elektrycznej znajdują się na
portalu Izraelskiego Towarzystwa Elektrycznego: www.iec.co.il oraz Ministerstwa ds. Energii i Wody:
www.energy.gov.il.
7. Segregacja, recykling, utylizacja śmieci
Patrz punkt 3 (Utylizacja odpadów)
8. Zanieczyszczenie powietrza
Główne źródła zanieczyszczenia powietrza w Izraelu to przemysł i energetyka (głównie aglomeracja Hajfy,
okolice Hadery i Aszdod) oraz komunikacja miejska (głównie aglomeracja Tel Awiwu, aglomeracja Hajfy i
Jerozolima), a także występujące kilkunastokrotnie w ciągu roku silne wiatry znad Sahary niosące ze sobą masy
drobnych cząsteczek piasku, przy czym decydujący wpływ mają zanieczyszczenia komunikacyjne (60% całości).
7
Instytucją odpowiedzialną za ograniczanie zanieczyszczenia powietrza przez przemysł i komunikację jest
Ministerstwo Ochrony Środowiska. Podejmowane w tym celu w Izraelu środki (odpowiednie instalacje w
samochodach spalinowych, ograniczanie dostępu do centrów miast, konwersja na napęd gazowy i elektryczny,
filtry w elektrowniach i innych zakładach przemysłowych) nie różnią się zasadniczo od środków podejmowanych
w innych krajach rozwiniętych, jednak ich zakres i egzekwowanie pozostają nadal w tyle za tymi krajami.
Aby nadrobić zaległości, w sierpniu 2013 rząd ogłosił narodowy program walki z zanieczyszczeniem powietrza do
roku 2020 obejmujący, między innymi, powołanie zespołu naukowców mających opracować metody walki z
zanieczyszczeniem powietrza, dokonanie przeglądu podobnych programów zagranicznych, powołanie rządowego
zespołu mającego na bieżąco podejmować decyzje operacyjne, itd.
Badania akademickie zajmujące się w Izraelu kwestią zanieczyszczenia powietrza prowadzą uniwersytety w Tel
Awiwie i Hajfie oraz Instytut Politechniczny (Technion) w Hajfie.
Aktualne informacje (w języku angielskim) na temat ochrony środowiska w ogóle i zanieczyszczenia powietrza w
szczególności, znajdują się na portalu Ministerstwa Ochrony Środowiska: www.sviva.gov.il.
9. Przesył i dystrybucja energii cieplnej (miejskie systemy ciepłownicze)
W Izraelu nie istnieją miejskie systemy ciepłownicze i w praktyce nie stosuje się w ogóle przesyłu ani dystrybucji
energii cieplnej. Ciepło do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych, biurowych, handlowych i publicznych
zapewnia powszechie występująca klimatyzacja, bądź – w minimalnej mierze – ogrzewanie elektryczne lub
gazowe. Ciepła woda pochodzi z równie powszechnie występujących systemów kolektorów słonecznych na
budynkach bądź – w znacznie mniejszym stopniu – jest ogrzewana energią elektryczną lub gazową.
8