Przegląd rozwoju energetyki odnawialnej w

Przegląd rozwoju energetyki odnawialnej w
Polsce i na Dolnym Śląsku
Paweł Karpiński
Z-ca Dyrektora Wydziału Środowiska
UMWD
Odnawialne Źródło Energii
„źródło wykorzystujące w procesie przetwarzania
energię wiatru, promieniowania słonecznego,
aerotermalną, geotermalną, hydrotermalną, fal,
prądów i pływów morskich, spadku rzek oraz
energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu
pochodzącego ze składowisk odpadów, a także
biogazu powstałego w procesach odprowadzania
lub oczyszczania ścieków albo rozkładu
składowanych szczątków roślinnych i zwierzęcych”
Prawo UE w zakresie OZE
DYREKTYWA 2001/77/WE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY z dnia 27
września 2001 r. w sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrznym
energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych
DYREKTYWA 2003/30/WE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY z dnia 8
maja 2003 r. w sprawie wspierania użycia w transporcie biopaliw lub innych
paliw odnawialnych
DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY 2009/28/WE z dnia 23
kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł
odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy
2001/77/WE oraz 2003/30/WE
DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY 2010/31/UE z dnia 19
maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków
Prawo krajowe w zakresie OZE
Krajowy Plan Działania w Zakresie Energii ze Źródeł
Odnawialnych
Polityka energetyczna Polski do roku 2030
Prawo energetyczne
Ustawa o efektywności energetycznej
Prawo budowlane
Przegląd technik z uwzględnieniem
ich wpływu na przestrzeń
Energia słoneczna
Sposoby pozyskiwania energii
KOLEKTORY SŁONECZNE
CIEPŁO
OGNIWA FOTOWOLTAICZNE
ENERGIA ELEKTRYCZNA
Kolektory słoneczne
1. Płaskie absorpcyjne: proste i estetyczne
2. Próżniowe: ok. 30% wydajniejsze i 30% droższe
Kolektory słoneczne
Kolektory słoneczne: zalety
Prosta, sprawdzona i trwała technologia
Relatywnie
Relatywnie szybki zwrot inwestycji
Łatwość montażu i obsługi
Pozyskiwanie prostej energii cieplnej (małe straty)
Wzrost niezależności energetycznej budynku
Kolektory słoneczne
Kolektory słoneczne: wady
Zależność od warunków pogodowych i dobowych
Nadmiar lub niedomiar energii w cyklu rocznym
Ograniczone możliwości magazynowania energii
cieplnej
Ograniczone zastosowanie energii cieplnej
Pobór energii elektrycznej (pompy, sterowanie)
Odpad niebezpieczny: glikol
Ogniwa fotowoltaiczne
1. Ogniwa monokrystaliczne: sprawność do 22 %
2. Ogniwa polikrystaliczne: sprawność do 18%
3. Ogniwa amorficzne: sprawność do 10 %
Ogniwa fotowoltaiczne
Ogniwa fotowoltaiczne: zalety
Wytwarzanie uniwersalnej energii elektrycznej
Prostota systemu, przyjazność środowisku
Możliwość przesyłu i zarządzania energią (smart grid)
Możliwość magazynowania energii w sieci („feed-in
tariff”) lub akumulatorach
Uniezależnienie energetyczne budynku (off grid)
Możliwość sprzedaży nadmiaru energii („feed-in tariff”
dla gospodarstw domowych)
Ogniwa fotowoltaiczne
Ogniwa fotowoltaiczne: wady
Ciągłe poszukiwanie taniej i sprawnej technologii
Nieopłacalność bez dotowania (handel energią)
Zależność od warunków pogodowych i dobowych
(konieczność drogiego buforowania)
Nadmiar lub niedomiar energii w cyklu rocznym
(buforowanie)
Drogie magazynowanie energii elektrycznej (szczególnie
w Polsce – system „Zielonych Certyfikatów” i koncesja)
Słaba konkurencja na rynku z powodu dotowania
Wpływ na przestrzeń
Kolektory słoneczne:
Zajmują sporą powierzchnię dachu, odróżniając się
kolorystycznie od tradycyjnych pokryć dachowych
Problem z ich lokowaniem na budynkach
zabytkowych
Ogniwa fotowoltaiczne:
Farmy słoneczne zajmują duże powierzchnie
Przy wykorzystaniu w budynkach pojawiają się
elementy zintegrowane
Energia wiatrowa
Energia wiatrowa
Wykorzystywane techniki:
1. Duże wiatraki o mocach 1-9 MW, zorganizowane
w farmy wiatrowe
2. Małe wiatraki o mocy 0,3 – 3 kW
Energia wiatrowa
Elektrownie wiatrowe: zalety
Duża moc jednostkowa wiatraków(2-3 MW) i całych
farm
Relatywnie tani prąd odnawialny
Możliwość sprostania przez Polskę wymogom OŹE
Dość dobre warunki wiatrowe dla Polski
Możliwość prowadzenia normalnej gospodarki pod
wiatrakami (rolnictwo), rybołówstwo
Energia wiatrowa
Elektrownie wiatrowe: wady
Znaczący wpływ na człowieka, środowisko i
krajobraz
Silne, niestabilne źródło energii, zależne od pogody
Konieczność magazynowania energii i buforowania
systemu elektroenergetycznego
„Monokultura wiatrakowa” w dziedzinie OŹE
Wpływ na przestrzeń
Wiatraki dużej mocy
Silnie zaburzają krajobraz
Umożliwiają prowadzenie gospodarki rolnej i
rybackiej
Wiatraki małej mocy
Wymagają małego masztu
Mogą być montowane na dachach budynków
Energia spadku wody
Energia spadku wody
Wykorzystywane techniki:
1. Wysokoobrotowe turbiny Francisa i Kaplana
2. Turbiny niskoobrotowe: VLH i Śruba Archimedesa
3. Mikroelektrownie wodne
Energia spadku wody
Elektrownie wodne: zalety
Trwała i sprawdzona technologia
Połączenie funkcji energetycznej i retencyjnej
Relatywnie tani prąd odnawialny
Możliwość sprostania przez Polskę wymogom OŹE
Dobre warunki wodne na Dolnym Śląsku
Przewidywalne źródło odnawialnej energii
Przy małych elektrowniach niewielki wpływ na człowieka,
środowisko i krajobraz
Przy układach szczytowo-pompowych możliwość magazynowania
energii elektrycznej!
Energia spadku wody
Elektrownie wodne: wady
Duży koszt inwestycyjny przy realnie małej mocy
zainstalowanej
Duży wpływ na środowisko ogromnych elektrowni
wodnych
Kłopot z lokalizacją nowych obiektów na terenach
chronionych
Problem z przyłączeniem małych elektrowni do sieci
elektroenergetycznej
Wysoki koszt odtwarzania zabytkowych obiektów
Wpływ na przestrzeń
Hydroelektrownie dużej mocy
Silnie zaburzają krajobraz
Wyłączają duże obszary spod gospodarki człowieka
Hydroelektrownie małej mocy
Mało ingerują w przestrzeń
Energia biomasowa i odpadowa
Energia biomasowa i odpadowa
Wykorzystywane techniki:
1. Współspalanie w dużych blokach energetycznych
2. Biogazownie
3. Kotłownie biomasowe
4. Elektrownie lub ciepłownie wysypiskowe
Energia biomasowa i odpadowa
Zalety:
Dostępność taniego „paliwa” w przypadku
odpadów
Utylizacja odpadów organicznych
Produkcja elektryczności i ciepła w kogeneracji
Dodatkowe miejsca pracy na wsi
Uprawy energetyczne na nieużytkach
Energia biomasowa i odpadowa
Wady:
Wysoki koszt inwestycyjny, niska opłacalność
(Polska)
Relatywnie niewielka moc (1-2 MW
en.elektrycznej, 2-6 MW ciepła)
Wprowadzanie CO2 do środowiska
Uciążliwy zapach
Wpływ na monokulturyzację upraw i ceny żywności
Wpływ na przestrzeń
Biogazownie
Zajmują sporą przestrzeń w stosunku do mocy i wymagają
strefy buforowej
Dodatkową przestrzeń zajmują uprawy energetyczne
Kotłownie biomasowe
Wymagają dużych magazynów biomasy
Spalarnie odpadów
Mają korzystną relację powierzchni do mocy ale wymagają
bufora
Wymagają dostępu do infrastruktury miejskiej oraz dobrego
skomunikowania
Energia geotermalna
Energia geotermalna
Wykorzystywane techniki - geotermia głęboka:
1. Ciepłownie geotermalne
2. Wykorzystanie rekreacyjno - uzdrowiskowe
Wykorzystywane techniki - geotermia płytka:
3. Gruntowe wymienniki ciepła
4. Pompy ciepła
Energia geotermalna
Energia geotermalna: zalety
80 % Polski ma wody geotermalne zdatne do
wykorzystania
Możliwość bezemisyjnego ogrzewania budynków
Możliwość sprostania przez Polskę wymogom OŹE
Możliwość wykorzystywania w lecznictwie i rekreacji
Znikomy wpływ na człowieka, środowisko i krajobraz
Przewidywalność źródła energii
Możliwość poprawy bilansu cieplnego przy
wytwarzaniu energii elektrycznej
Energia geotermalna
Energia geotermalna: wady
Wysokie koszty inwestycyjne w stosunku do
uzyskiwanej mocy
Brak możliwości przesyłu ciepła na duże odległości
Ograniczone możliwości magazynowania ciepła
Ograniczone możliwości wykorzystania energii
cieplnej
Wpływ na przestrzeń
Geotermia głęboka
Znikomy wpływ na przestrzeń
Geotermia płytka
Urządzenia zintegrowane z budynkami – pompy
ciepła i gruntowe wymienniki ciepła
Konieczność opracowania szczegółowych planów
płytkiej geotermii
Budownictwo okołozerowe
Budownictwo okołozerowe
Budownictwo okołozerowe
DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY
2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie
charakterystyki energetycznej budynków
od 31 grudnia 2018 r. wszystkie nowe budynki użyteczności
publicznej będą budynkami o niemal zerowym zużyciu energii
od 31 grudnia 2020 r. wszystkie nowe budynki będą
budynkami o niemal zerowym zużyciu energii
Budynek okołozerowy
1. Dom rozmiarami dopasowany do potrzeb
2. Bryła prosta, skupiona, o małej powierzchni styku z
otoczeniem
3. Dobra izolacja termiczna
4. Wysoka jakość drzwi i okien
5. Odpowiednie ustawienie domu względem słońca
6. Gruntowy wymiennik ciepła
7. Rekuperator
8. Technologie OZE – kolektory słoneczne, baterie fotowoltaiczne
i małe wiatraki a także elektrociepłownie OZE
9. Przydomowa oczyszczalnia ścieków z drenażem
10.Wykorzystanie wody ze studni lub wody deszczowej
Wpływ na przestrzeń
Korzystny
Budynki efektywne energetycznie są zwarte i zajmują
mało miejsca
Niekorzystny
Tego typu budownictwo wymaga lokowania w
przestrzeni urządzeń OZE wytwarzających lub
magazynujących energię
Wyzwanie: off grid
Dziękuję za uwagę!
Paweł Karpiński
Z-ca Dyrektora Wydziału Środowiska
tel.kom. 693 318 293
[email protected]