biuletyn wdro eń - Główny Instytut Górnictwa

BIULETYN WDROŻEŃ
CZYSTSZEJ PRODUKCJI
Egzemplarz bezpłatny
3/2009 (27)
Motto: Ziemi nie odziedziczyliśmy po naszych przodkach, Ziemię wypożyczyliśmy od naszych wnuków
System handlu emisjami w Unii Europejskiej –
SPIS TREŚCI
podstawowe zasady
1. System handlu emisjami w Unii
Unia Europejska przewodzi globalnym wysiłkom
Europejskiej – podstawowe zasady
zmierzającym do redukcji emisji gazów cieplarnianych 2. Energia z wnętrza Ziemi
spowodowanych działalnością człowieka, grożących
poważnymi zakłóceniami klimatu na świecie. Kamieniem węgielnym strategii opłacalnego zmniejszenia
emisji własnych gazów cieplarnianych jest wypracowany przez UE europejski system handlu emisjami
(EU ETS – European Union Emission Trading Scheme). Europejski system handlu emisjami,
wprowadzony na początku 2005 roku, jest pierwszym na świecie międzynarodowym systemem typu
„ograniczenie-handel” (cap-and-trade), realizowanym na poziomie przedsiębiorstw, opartym na handlu
zezwoleniami na emisje dwutlenku węgla (CO2) i innych gazów cieplarnianych.
System zbudowany jest w oparciu o innowacyjne mechanizmy zapoczątkowane przez protokół z Kioto,
takie jak:
• projekty wspólnych wdrożeń (Joint Implementation – JI), zdefiniowane w artykule 6 Protokołu z
Kioto,
• mechanizm czystego rozwoju (Clean Development Mechanism – CDM), zdefiniowany w artykule
12 Protokołu z Kioto,
• międzynarodowy handel emisjami (International Emissions Trading - IET), zdefiniowany w
artykule 17 Protokołu z Kioto.
Europejski system handlu emisjami opiera się na przeświadczeniu, że wyznaczenie ceny za emisje
związków węgla jest najbardziej opłacalnym sposobem na znaczne zredukowanie globalnych emisji
gazów cieplarnianych, które jest konieczne, aby zapobiec osiągnięciu przez zmiany klimatu
niebezpiecznego poziomu.
System, ustanowiony obowiązującymi aktami prawnymi zaproponowanymi przez Komisję Europejską i
zatwierdzonymi przez państwa członkowskie UE oraz Parlament Europejski, opiera się na czterech
fundamentalnych zasadach.
• jest systemem typu „ograniczenie-handel”,
• uczestnictwo przedsiębiorstw w sektorach objętych systemem jest obowiązkowe,
• zawiera silne mechanizmy gwarantujące przestrzeganie ustaleń,
• system obejmuje rynek Unii Europejskiej, ale wykorzystuje także redukcje emisji w innych
częściach świata dzięki akceptacji kredytów z projektów ograniczania emisji realizowanych
zgodnie z mechanizmem czystego rozwoju (CDM) i instrumentem wspólnych wdrożeń (JI), które
określono w protokole z Kioto.
Europejski system handlu emisjami jest również otwarty na ustanowienie formalnych powiązań z
odpowiednimi obowiązkowymi systemami typu „ograniczenie-handel” w krajach trzecich, które
ratyfikowały protokół z Kioto.
Europejski system handlu emisjami jest wdrażany w etapach, zwanych też „okresami handlowymi”:
• etap 1: od 1 stycznia 2005 r. do 31 grudnia 2007 r., stanowił trwającą trzy lata fazę pilotażową,
obejmującą „uczenie się przez praktykowanie” i przygotowanie do decydującego etapu 2. Podczas
tego etapu z powodzeniem ustalono cenę emisji dwutlenku węgla, zainicjowano wolny handel
GŁÓWNY INSTYTUT GÓRNICTWA – Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza
Krajowe Centrum Wdrożeń Czystszej Produkcji
Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice
tel.: (032) 259 21 38 e-mail: [email protected] http://cp.gig.katowice.pl
Opracowanie biuletynu: Jacek Boba, Aleksandra Saratowicz Redakcja i skład: Jacek Boba
Biuletyn dofinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
zezwoleniami na emisję na terenie UE oraz stworzono niezbędną infrastrukturę konieczną do
monitorowania, zgłaszania i weryfikacji rzeczywistych emisji przedsiębiorstw objętych systemem.
Generowanie corocznych zweryfikowanych danych na temat emisji wypełniło ważną lukę
informacyjną i stworzyło solidną podstawę dla wyznaczania limitów krajowych zezwoleń na
potrzeby etapu 2.
• etap 2: trwający od 1 stycznia 2008 r. do 31 grudnia 2012 r., zbiega się w czasie z „pierwszym
okresem zobowiązań” w ramach protokołu z Kioto – jest to pięcioletni okres, podczas którego UE i
państwa członkowskie muszą osiągnąć swoje cele w zakresie emisji określone w protokole. Etap
pilotażowy, realizowany w latach 2005-2007, był niezbędny dla zagwarantowania, że europejski
system handlu emisjami w pełni przyczyni się do osiągnięcia tych celów dzięki efektywnemu
funkcjonowaniu podczas etapu 2. Na podstawie zweryfikowanych emisji zgłoszonych podczas
etapu 1. Komisja Europejska obniżyła wysokość przydziałów dozwolonych podczas etapu 2 do
pułapu 6.5 % poniżej poziomu z 2005 roku, gwarantując w ten sposób, że nastąpi rzeczywista
redukcja emisji.
• etap 3: obejmie osiem lat, od 1 stycznia 2013 r. do 31 grudnia 2020 r. Ten wydłużony okres
handlowy zaowocuje lepszymi możliwościami przewidywania, co jest niezbędne, aby zachęcić do
długoterminowych inwestycji w redukcje emisji. Począwszy od roku 2013 europejski system
handlu emisjami będzie znacznie wzmocniony i rozszerzony, co umożliwi mu odegranie głównej
roli w realizacji celów UE w zakresie zapobiegania zmianom klimatu i oszczędności energetycznej
do roku 2020.
W pierwszym okresie handlowym, w latach 2005-2007, system obejmował emisje dwutlenku węgla
generowane przez instalacje przemysłu energetycznego i ciepłowniczego o wysokim poziomie emisji
oraz w innych wybranych energochłonnych sektorach przemysłowych, takich jak: rafinerie ropy
naftowej, piece koksownicze, huty żelaza i stali, cementownie, huty szkła, zakłady produkujące wapno,
wyroby ceramiczne, masę włóknistą oraz papier lub tekturę.
W drugim okresie handlowym, w latach 2008-2012, systemem objęto również emisje podtlenku azotu
powstające przy produkcji kwasu azotowego. Oprócz tego, od 1 stycznia 2008 r. granice geograficzne
europejskiego systemu handlu emisjami zostały rozciągnięte poza 27 państw członkowskich UE,
obejmując Islandię, Lichtenstein i Norwegię.
Centralnym elementem europejskiego systemu handlu emisjami jest wspólna „waluta” handlowa w
postaci zezwoleń na emisje. Jedno zezwolenie na emisje (EUA) daje prawo do wyemitowania jednej tony
dwutlenku węgla. Obecnie wymaga się od państw członkowskich sporządzenia krajowych planów
rozdzielania zezwoleń na każdy okres handlowy, w których określi się ilość zezwoleń na emisje dla
każdej instalacji w poszczególnych latach. Decyzje dotyczące przydziałów są ogłaszane publicznie.
Limit, zwany też „ograniczeniem” (ang. cap), całkowitej ilości rozdysponowanych zezwoleń tworzy
niedobór konieczny do zaistnienia handlu.
Przedsiębiorstwa, które utrzymują swoje emisje poniżej przyznanego im pułapu, mogą sprzedać
nadwyżki zezwoleń po cenie określonej przez popyt i podaż w danym okresie. Te przedsiębiorstwa, które
mają trudności z utrzymaniem emisji w granicach uzyskanych zezwoleń, mają kilka możliwości do
wyboru. Mogą podjąć kroki w celu zredukowania swoich emisji (np. zainwestować w bardziej efektywną
technologię lub korzystać ze źródeł energii emitujących mniej dwutlenku węgla); mogą zakupić
dodatkowe zezwolenia i / lub kredyty CDM/JI na rynku; mogą też połączyć oba te rozwiązania. Taka
elastyczność zapewnia redukcję emisji w najbardziej opłacalny sposób.
Do tej pory większość zezwoleń przydzielono przedsiębiorstwom nieodpłatnie, – co najmniej 95 %
podczas etapu początkowego i co najmniej 90 % w trakcie trwania etapu 2 w latach 2008-2012. Chociaż
limity przyznawane są tylko przedsiębiorstwom objętym europejskim systemem handlu emisjami, to
każdy – osoby fizyczne, instytucje, organizacje pozarządowe i inne podmioty – jest uprawniony do
nabywania i zbywania ich na rynku w taki sam sposób jak robią to firmy. (JB)
Materiały źródłowe:
• Broszura: „Działania UE przeciw zmianom klimatu. Europejski System Handlu Emisjami (ETS)”. Komisja Europejska, Wyd. 2008
• Dyrektywa 2003/87/WE
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 września 2005 r. (Dz. Ustaw nr199, poz.1646)
• http://en.wikipedia.org/wiki/European_Union_Emission_Trading_Scheme
Energia z wnętrza Ziemi
Pochodzenie i światowe wykorzystanie energii z wnętrza Ziemi
Jednym z odnawialnych źródeł energii jest energia pochodząca z głębi Ziemi. Jest to energia
zakumulowana w gruntach, skałach i płynach wypełniających pory i szczeliny skalne. Jest ona związana
z budową geologiczną Ziemi, której najgłębsze warstwy wypełnia gorąca lawa o temperaturze około
5400°C. Wnętrze Ziemi generuje przepływ ciepła w kierunku jej powierzchni. Gdy nośnikiem energii są
media złożowe o różnej temperaturze (para, woda), wydobywane z głębi Ziemi, wtedy mówimy o energii
geotermalnej. Energetyka geotermalna bazuje na gorących wodach, cyrkulujących w przepuszczalnej
warstwie skalnej skorupy ziemskiej poniżej 1000 m. Natomiast energię geotermiczną uzyskujemy z
podgrzania substancji wtłoczonej w głąb Ziemi i ogrzanej, na przykład od gorących suchych skał, a
następnie wydobytej na powierzchnię.
Ogromne zasoby energii wnętrza Ziemi wiążą się z procesem jej powstawania przeszło 4,5 miliarda lat
temu, oraz procesami cieplnymi radioaktywnego rozpadu uranu, toru i innych pierwiastków. 30% ciepła
geotermalnego wiąże się z powstawaniem Ziemi, a 70% pochodzi z zachodzących w niej procesów
radioaktywnego rozpadu pierwiastków. Ogromny potencjał energii zawartej we wnętrzu Ziemi
potwierdzają wybuchy istniejących wulkanów, wypływy przegrzanej pary czy gorącej wody. Jest ona
wykorzystywana zwłaszcza w obszarach działalności wulkanicznej i sejsmicznej. Energia spod
powierzchni Ziemi uważana jest za niekonwencjonalną energię przyszłości.
Gorąca woda z wnętrza Ziemi to wnikająca w jej głąb woda opadowa, podgrzana tam do znacznych
temperatur. Najczęściej wykorzystywane są zasoby geotermalne w postaci pary wodnej lub gorących
źródeł wody o temperaturze 50-70°C. Woda ta, zwana geotermiczną lub geotermalną wykorzystywana
jest bezpośrednio poprzez rozprowadzanie jej systemem rur bądź pośrednio, oddając ciepło chłodnej
wodzie i pozostając w obiegu zamkniętym. Sposób jej wykorzystania zależy od temperatury oraz ilości
rozpuszczonych w niej związków i gazów.
W celu wydobycia wód geotermalnych na powierzchnię wykonuje się odwierty do głębokości zalegania
tych wód. W pewnej odległości od otworu czerpalnego wykonuje się drugi otwór, którym wodę
geotermalną, po odebraniu od niej ciepła, wtłacza się z powrotem do złoża. Energię wód geotermalnych
wykorzystuje się w układach centralnego ogrzewania, jako podstawowe źródło energii cieplnej, lub do
produkcji energii elektrycznej. Jest to opłacalne jedynie w przypadkach źródeł szczególnie gorących.
Zdaniem firmy badawczej Frost & Sullivan, ograniczone jak dotąd stosowanie energii geotermalnej
spowodowane jest wysokimi kosztami początkowymi. Jednak z uwagi na rosnące ceny ropy naftowej
oraz świadomość negatywnego oddziaływania emisji gazów, energia geotermalna cieszy się coraz
większym zainteresowaniem. Wydajność energii wiatrowej czy słonecznej ocenia się na zaledwie 2035%, a geotermalnej aż na 70%. Ocenia się, że koszt wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł
geotermalnych będzie spadał. W roku 2005 wynosił on 50-150 euro/MWh. Oczekuje się, że koszt jej
wytwarzania spadnie do 40-100 euro/MWh w roku 2010 oraz 40-80 euro/MWh w roku 2020.
Na świecie funkcjonuje już około 150 elektrowni geotermalnych, przetwarzających energię cieplną z
wnętrza Ziemi, zwykle z gorących źródeł powierzchniowych lub podziemnych. Znajdują się one przede
wszystkim na Filipinach (1931 MW), w Indonezji (807 MW), w Islandii, we Włoszech, w Nowej
Zelandii oraz w Stanach Zjednoczonych. Największe z nich to The Geysers Fields w północnej Kalifornii
w USA (908 MW), Larderello we Włoszech w Toskanii (420 MW) i Wairakei w Nowej Zelandii (293
MW). Ciepłownia geotermalna w Lardarello, uruchomiona w 1850 r., była pierwszą, w której
wykorzystano parę wodną wyprowadzaną z Ziemi. We wspomnianym mieście uruchomiono w 1904 r.
geotermalną elektrownię, która z konkurencyjną efektywnością pracuje do dziś. W Islandii istnieją 3
elektrociepłownie: Nesjavellir (90 MW), Krafla (60 MW) i Svartsengi (39 MW). Jednakże obecnie na
pierwszym miejscu na świecie w wykorzystaniu tego odnawialnego źródła energii są Stany Zjednoczone.
Tam elektrownie geotermalne wytwarzają moc około 2700 MW.
Wykorzystanie energii z wnętrza Ziemi w Polsce
Polska ma bardzo dobre warunki geotermalne. 80% powierzchni kraju jest pokryte przez 3 prowincje
geotermalne: centralnoeuropejską, przedkarpacką i karpacką. Temperatura wody dla tych obszarów
wynosi od 30-130°C (a lokalnie nawet 200°C), a głębokość występowania w skałach osadowych od 1 do
10 km. Jednak, z powodu wysokich kosztów odwiertów, najbardziej korzystne wydaje się wykorzystanie
wód geotermalnych w obrębie niecki podhalańskiej, a także okręgu grudziądzko-warszawskiego oraz
szczecińskiego. Możliwości wykorzystania tych wód dotyczą 40% obszaru kraju. Wydobycie jest
opłacalne, gdy do głębokości 2 km temperatura osiąga 65°C, zasolenie nie przekracza 30 g/l, a także, gdy
wydajność źródła jest odpowiednia. Jeżeli woda osiąga temperaturę powyżej 120°C można ją
wykorzystać do produkcji energii elektrycznej. Niestety w Polsce wody nie osiągają tak dobrych
parametrów i są stosowane jedynie do celów ciepłowniczych Obecnie na terenie Polski funkcjonuje 8
zakładów ciepłowniczych wykorzystujących energię geotermalną. Są to:
• Bańska Niżna (4,5 MJ/s, docelowo 70 MJ/s),
• Pyrzyce (15 MJ/s, docelowo 50 MJ/s),
• Stargard Szczeciński (14 MJ/s)
• Mszczonów (7,3 MJ/s),
• Uniejów (2,6 MJ/s),
• Słomniki (1 MJ/s).
• Lasek (2,6 MJ/s)
• Klikuszowa (1 MJ/h)
Zalety i wady energii z wnętrza Ziemi
Zalety:
• duża zasobność tego źródła energii,
• mały wpływ na środowisko wynikający z
braku emisji tlenków azotu, niewielkiej ilości
emitowanych tlenków siarki i 1000-2000 razy
mniejszej emisji dwutlenku węgla, niż z
elektrowni konwencjonalnych,
• wysoka niezawodność elektrowni, praca przez
24 h/dobę i mniejsze nakłady finansowe na
infrastrukturę, wyposażenie oraz obsługę niż
w elektrowniach konwencjonalnych,
• zmniejszenie zużycia konwencjonalnych
paliw,
• zajmowanie niewielkich powierzchni.
Wady
• uwalniane są zanieczyszczenia takie jak: dwutlenek węgla, tlenki siarki, siarkowodór oraz metan.
(chociaż nowoczesne technologie ograniczają emisje tych zanieczyszczeń do minimum),
• możliwość powodowania osuwania się ziemi,
• możliwość wzrostu aktywności sejsmicznej na danym terenie, jednakże jest to temat dyskusyjny,
gdyż elektrownie są usytuowane na terenach gdzie i tak jest możliwe trzęsienie ziemi,
• budowa elektrowni zwiększa hałas na danym terenie (chociaż podczas samej eksploatacji hałas jest
minimalny). (AS)
Źródła informacji:
http://pl.wikipedia.org/wiki/Energia_geotermalna; http://eszkola.pl/czytaj/Elektrownie_geotermiczne/13025; http://hbrtt.site90.com/;
http://www.money.pl/gospodarka/raporty/artykul/zrodla;geotermalne;zamiast;wegla;i;gazu,161,0,374177.html;
http://www.biolog.pl/article48.html; http://encyklopedia.pwn.pl/haslo.php?id=3897450;
http://www.mojeopinie.pl/energia_geotermalna,3,1249230780;
http://www.ekoenergia.pl/index.php?id_art=160&cms=73&plik=Energia_spod_ziemi.html; http://www.gigawat.net.pl/article/view/620
http://naszewiadomosci.blox.pl/2009/01/Ujarzmianie-energii-drzemiacej-w-ziemi.html; http://encyklopedia.pwn.pl/haslo.php?id=3897965