Energetyka odnawialna w Niemczech

Energetyka odnawialna w Niemczech
Spis treści
1.
Wstęp ...................................................................................................................... 1
2.
Polityka energetyczna Niemiec w zakresie odnawialnych nośników energii............. 1
3.
Rodzaje odnawialnych nośników energii i ich rola w miksie energetycznym ............ 2
4.
Energetyka wiatrowa ............................................................................................... 3
4.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych ............................................. 3
4.2 Perspektywy rozwoju branŜy energetyki wiatrowej ............................................... 4
4.3 Organizacje i związki zajmujące się zagadnieniami energetyki wiatrowej .............. 4
5.
Energetyka słoneczna ............................................................................................. 5
5.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych ............................................. 5
5.2 Perspektywy rozwoju branŜy energetyki słonecznej .............................................. 6
5.3 Organizacje i związki zajmujące się zagadnieniami energetyki słonecznej ........... 7
6.
Energetyka wodna ................................................................................................... 8
6.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych ............................................. 8
6.2 Perspektywy rozwoju branŜy energetyki wodnej ................................................... 8
7.
Energetyka geotermalna.......................................................................................... 9
7.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych ............................................. 9
7.2 Perspektywy rozwoju branŜy energetyki geotermalnej........................................... 9
8.
Biomasa ................................................................................................................ 10
8.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych ........................................... 10
8.2 Perspektywy rozwoju branŜy ............................................................................... 11
1. Wstęp
Uzyskiwanie energii elektrycznej oraz cieplnej ze źródeł odnawialnych zaliczane jest do
najbardziej dynamicznie rozwijających się gałęzi niemieckiego przemysłu energetycznego. Dzieje się tak z kilku powodów. Coraz mniejsza dostępność tzw. pierwotnych nośników energii jak węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny, przekładająca się na długoterminowy wzrost kosztów ich wydobycia i ceny dla odbiorców końcowych, idzie w parze z
rosnącym popytem na energię, wynikającym z rozwoju gospodarczego Republiki Federalnej Niemiec. Uzyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych ma w załoŜeniu zmniejszać
zaleŜność RFN od dostawców zewnętrznych. NaleŜy mieć równieŜ na uwadze ambitne
załoŜenia redukcji emisji gazów i innych zanieczyszczeń przemysłowych do atmosfery,
do których RFN zobowiązana jest poprzez członkowstwo w Unii Europejskiej.
2. Polityka energetyczna Niemiec w zakresie odnawialnych nośników energii
Polityka energetyczna Niemiec definiowana jest na szczeblu federalnym. Jej kształtowanie leŜy w gestii Federalnego Ministerstwa Gospodarki i Technologii oraz Ministerstwa
Środowiska, Ochrony Przyrody i Bezpieczeństwa Reaktorów. Urzędy te współpracują ze
sobą w kwestiach związanych z bezpieczeństwem energetycznym kraju oraz z zagadnieniami ochrony środowiska i redukcji emisji powodujących zmiany klimatu. Za zagadnienia energetyczne związane z komunikacją i dostarczaniem ciepła uŜytkowego oraz
za programy badawcze w tych dziedzinach odpowiada natomiast Federalne Ministerstwo Transportu, Budownictwa i Mieszkalnictwa.
Ustawodawstwo w zakresie wspierania rozwoju energetyki odnawialnej w Republice Federalnej Niemiec opiera się na dwóch ustawach. Pierwsza z nich, o energiach odnawialnych (Erneuerbare-Energien-Gesetz), weszła w Ŝycie 1. kwietnia 2000 roku. W obecnej,
znowelizowanej na początku roku 2009, postaci gwarantuje ona odbiór dostępnej energii
elektrycznej ze źródeł odnawialnych w pierwszej kolejności przed energią wytworzoną
ze źródeł kopalnych oraz określa stawki za nią. W ten sposób ustawa tworzy stabilne
podstawy wzrostu branŜy energetyki odnawialnej. RFN jest pionierem na polu ustawodawstwa dotyczącego zarządzania energią odnawialną. Ustawa o energiach odnawialnych posłuŜyła jako wzór dla uchwalenia podobnych aktów prawnych w ponad 40 państwach na całym świecie. W samych Niemczech od czasu uchwalenia ustawy do chwili
obecnej udział energii odnawialnych w uzyskiwaniu energii elektrycznej wzrósł ponad
trzykrotnie.
Drugą ustawą leŜącą u podstaw rozwoju energetyki odnawialnej w Niemczech jest obowiązująca od roku 2009 Ustawa o wytwarzaniu ciepła z zasobów odnawialnych (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz). Ustawa ta określa udział odnawialnych źródeł energii w
wytwarzaniu uŜytkowej energii cieplnej w nowo budowanych obiektach mieszkalnych.
Minimalny udział energii odnawialnych według ustawowych progów to 15% energii wytwarzanej z kolektorów słonecznych, 50% energii otrzymywanej z biomasy, lub taka sama ilość energii pochodzącej ze źródeł geotermalnych. Ustawa określa równieŜ zasady
ocieplania budynków jako środek zmniejszający minimalne progi udziału energii odnawialnych w nowo budowanych obiektach. Dodatkowo reguluje ona zasady wspierania
inwestycji w dziedzinie zastosowania energii odnawialnych w dostarczaniu ciepła uŜytkowego w budynkach. W obecnym budŜecie federalnym rezerwa na ten cel wynosi 500
1
milionów euro, moŜe jednak ulegać zmianie w latach kolejnych w zaleŜności od sytuacji
makroekonomicznej państwa.
Ustawodawstwo federalne wpisuje się w zalecenia Unii Europejskiej w zakresie zwiększania udziału energii odnawialnych w miksie energetycznym państw członkowskich.
Według dyrektywy UE z roku 2001, państwa członkowskie powinny do roku 2010 uzyskiwać przynajmniej 12,5% energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Niemcy naleŜą
do nielicznych krajów członkowskich, które zdołają spełnić to zalecenie. Narodowym celem jest zwiększenie udziału energii odnawialnych w uzyskiwaniu energii elektrycznej do
18%. Z końcem lipca 2009 roku w Ŝycie weszła kolejna dyrektywa UE, nakazująca państwom członkowskim zwiększenie udziału energii odnawialnych w zuŜyciu energii brutto
do przynajmniej 20%. Jest to pierwsza tego typu inicjatywa, podejmująca zarówno zagadnienia związane z uzyskiwaniem energii elektrycznej, ciepła uŜytkowego, jak i zastosowania odnawialnych nośników energii w zakresie komunikacji.
Omówione wyŜej ustawy stanowią trwałe podstawy rozwoju branŜy energetyki odnawialnej w RFN. Stanowią one równieŜ waŜną podstawę wypełniania zobowiązań państwowych w ramach redukcji emisji CO2 do atmosfery (cele te obowiązują wraz z ratyfikacją przez Niemcy tzw. Protokołu z Kyoto). W ujęciu makroekonomicznym wywierają
równieŜ pozytywny wpływ na konkurencyjność niemieckiej gospodarki w ramach wprowadzonych w Unii Europejskiej limitów emisji dwutlenku węgla. Większy procentowy
udział energetyki odnawialnej w miksie energetycznym kraju oznacza większe limity
emisji dla przedsiębiorstw produkcyjnych. Zmniejsza to ich potrzeby zakupu dodatkowych praw emisji w przypadku przekroczenia norm lub umoŜliwia odsprzedanie niewykorzystanych limitów innym przedsiębiorstwom.
3. Rodzaje odnawialnych nośników energii i ich rola w miksie energetycznym
Energetyka odnawialna w RFN bazuje na następujących źródłach energii: energii wiatru,
energii słonecznej, energii rzek, energii geotermalnej i energii pochodzącej z biomasy.
Łącznie miały one w roku 2008 7,1% udziału w zuŜyciu energii pierwotnej w RFN. Największe znaczenie gospodarcze odgrywa biomasa, stanowiąca prawie 75% ogólnych
źródeł energii odnawialnej. Na dalszych miejscach plasowały się energia wiatru oraz
energia wody z odpowiednio 14% i 7% udziału jako źródła energii odnawialnej. Energetyka odnawialna odgrywa coraz waŜniejszą rolę w ujęciu makroekonomicznym. W roku
2008 było w niej zatrudnionych 249.000 osób. Przyczynia się ona wydatnie równieŜ do
realizacji przyjętych celów ekologicznych – wg. danych Federalnego Ministerstwa Gospodarki i Technologii w tym samym roku udało się poprzez stosowanie odnawialnych
źródeł energii zmniejszyć emisję CO2 do atmosfery aŜ o 112 mln. ton w stosunku do sytuacji wytwarzania energii tylko z pierwotnych nośników takich jak węgiel kamienny i
brunatny, gaz ziemny, czy ropa naftowa. Obrazowo moŜna stwierdzić, Ŝe ilość ta odpowiada 70% ogólnej ilości CO2 emitowanej w przeciągu roku przez wszystkie pojazdy poruszające się na niemieckich drogach. Ambitny plan rozwoju energetyki odnawialnej do
roku 2020 zakłada roczne zmniejszenie emisji CO2 do atmosfery o 250mln ton.
PoniŜej przedstawiona jest szczegółowa charakterystyka poszczególnych gałęzi energetyki z wykorzystaniem odnawialnych nośników energii.
2
4. Energetyka wiatrowa
Energetyka wiatrowa jest jedną z najwcześniej wykorzystywanych form uzyskiwania
energii ze źródeł odnawialnych. W niektórych regionach świata stosowana jest od stuleci, jednak dopiero w ostatnich latach, wraz z technologicznym postępem w dziedzinie
materiałoznawstwa (szczególnie w dziedzinie kompozytów) stała się tańsza i niezawodna, Ŝe moŜe w przyszłości zastąpić pierwotne źródła energii. Siła wiatru, a więc i moc
elektrowni wiatrowej, są ściśle powiązane z wysokością generatora nad poziomem gruntu, dlatego w najnowszych konstrukcjach zwiększa się stopniowo wysokość masztu na
którym instalowany jest generator. Obecnie najwyŜsza na świecie turbina wiatrowa znajduje się w okolicach Cottbus i ma łączną wysokość 205 m. W roku 2007 generator ten
wytworzył około 5.600.000 KWh energii elektrycznej, co obrazowo odpowiada rocznemu
zuŜyciu energii elektrycznej przez 1.600 gospodarstw domowych. Największe montowane obecnie turbiny wiatrowe mają moc nominalną 5-6 MW.
Zdecydowana większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na lądzie. Z powodu korzystniejszych warunków meteorologicznych (silniejsze i regularniejsze wiatry) oraz powolnego wyczerpywania się terenów, na których eksploatacja energetyki wiatrowej jest
uzasadniona ekonomicznie, największe instalacje tego typu powstawać będą z dala od
uczęszczanych szlaków Ŝeglugowych na morzu (tzw. technologia Offshore). Budowa
farm wiatrowych na morzu stawia jednak przed konstruktorami szereg wyzwań związanych z zakotwiczeniem fundamentów w dnie morskim, jak i z regularnym serwisowaniem
takich generatorów. Z powodu wysokiej wilgotności powietrza i zawartości w nim soli
generatory takie są szczególnie naraŜone na korozję.
4.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych
33
%
11
%
22
%
34
49
,0
35
22
,0
23
%
52
4
4,
0
16
67
,0
17
30
,0
11
%
W roku 2007 zainstalowano na całym świecie w postaci generatorów wiatrowych ponad
Stany Zjednoczone
20.000 MW nowej mocy. Największymi rynChiny
kami były Stany Zjednoczone, Chiny, HiszHiszpania
pania, Indie i Niemcy.
Moc zainstalowaną w
Indie
tych krajach w roku
2007 przedstawia wyRepublika Federalna
kres 1. W pierwszym
Niemiec
kwartale roku 2008
moc zainstalowana w
elektrowniach wiatrowych na całym świecie
przekroczyła 100.000
Wykres 1.
MW. Moc tego typu inMoc zainstalowana w nowopowstałych elektrowniach wiastalacji w Niemczech
trowych na świecie w roku 2007 w MW i %.
przekracza 22.000 MW,
co stanowi pierwsze miejsce na świecie.
3
Niemieccy producenci elektrowni wiatrowych posiadają bardzo silną pozycję na światowych rynkach. Na terenie Republiki Federalnej Niemiec wytwarza się najwięcej na świecie generatorów oraz części zamiennych do nich, testuje się takŜe prototypowe generatory o mocy jednostkowej 6 MW, przeznaczone do zastosowania w instalacjach typu Offshore. Pozwoli to w przyszłości oferować sprawdzone rozwiązania w dziedzinie elektrowni wiatrowych duŜych mocy i jeszcze bardziej rozwijać dominującą pozycję na rynkach światowych. O sile niemieckich producentów elektrowni wiatrowych świadczyć moŜe fakt wytworzenia przez nich w roku 2006 aŜ 40% ogólnoświatowej wartości dodanej
w tym sektorze.
4.2 Perspektywy rozwoju branŜy energetyki wiatrowej
Dynamiczny rozwój energetyki wiatrowej w Republice Federalnej Niemiec wydaje się
być niezagroŜony równieŜ i w następnych latach. Solidne warunki ramowe, których podstawą jest omówiona w punkcie 2 Ustawa o energiach odnawialnych (ErneuerbareEnergien-Gesetz), gwarantująca zbyt po stałych cenach wytworzonej w ten sposób
energii, przekładać się będą na dalszą duŜą aktywność w branŜy. PoniewaŜ tereny lądowe charakteryzujące się najdogodniejszymi warunkami meteorologicznymi zostały juŜ
zabudowane farmami wiatrowymi, kierunek ekspansji branŜy powinien iść raczej w stronę tzw. repoweringu, tj. zastępowaniu starszych i mniej wydajnych generatorów konstrukcjami nowej generacji. Zmniejszenie ogólnej ilości generatorów oraz mniejsza prędkość obrotowa ich wirników spowoduje takŜe zmniejszenie uciąŜliwości tej technologii
dla osób zamieszkujących okoliczne tereny i powinna przyczynić się do jej większej społecznej akceptacji. Według szacunków Niemieckiej Agencji Energii (DENA) w roku 2020
moŜliwe jest pokrycie aŜ 12% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną za
pomocą energetyki wiatrowej. Do roku 2050 moŜe być to nawet 34%, pod warunkiem
zaistnienia korzystnych warunków ramowych tworzonych przez instytucje państwowe.
Dalszy rozwój energetyki wiatrowej, oprócz doskonalenia generatorów, związany będzie
równieŜ ze zmniejszaniem strat w trakcie przesyłania uzyskanej energii. PoniewaŜ nie
wszędzie występują optymalne warunki meteorologiczne do budowy farm wiatrowych,
energia musi być przesyłana nierzadko na spore odległości. W zmniejszeniu strat przesyłowych ma pomóc rozwijana obecnie w RFN technologia monitoringu temperatury sieci energetycznych. Kolejną technologią słuŜącą magazynowaniu energii wiatrowej jest
jej zamiana na spręŜone powietrze, magazynowane następnie krótkoterminowo pod
ziemią np. w szybach pokopalnianych. Uwalniane w trakcie szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną oddaje zmagazynowaną w sobie energię, która przetwarzana
jest ponownie na energię elektryczną. W przyszłości badania w Niemczech koncentrować się będą równieŜ na zagadnieniach tzw. wirtualnej elektrowni, tj. powiązaniu
wszystkich odnawialnych sposobów uzyskiwania energii w celu ekonomicznie i technicznie optymalnej eksploatacji.
4.3 Organizacje i związki zajmujące się zagadnieniami energetyki wiatrowej
Federalne Stowarzyszenie Energii Wiatrowej (Bundesverband Windenergie BWE e.V).
Stowarzyszenie załoŜone zostało w roku 1996 w celu upowszechnienia energetyki wiatrowej w Niemczech. Obecnie jest największą tego typu organizacją w RFN, skupiającą
ponad 22.000 członków. NaleŜą do niego producenci generatorów wiatrowych, firmy
4
eksploatujące farmy wiatrowe oraz ich udziałowcy, naukowcy, czy firmy zajmujące się
finansowaniem przedsięwzięć budowlanych w tym zakresie. Stowarzyszenie reprezentuje interesy stowarzyszonych w nim stron w Berlinie (np. podczas prac nad nowelizacją
Ustawy o energiach odnawialnych) oraz w Brukseli. Organizuje równieŜ kongresy naukowe oraz publikuje ekspertyzy mające na celu popularyzację tego rodzaju energetyki
w Republice federalnej. www.wind-energie.de
Towarzystwo Wspierania Energii Wiatrowej (Fördergesellschaft Windenergie FGW e.V.).
ZałoŜone zostało w roku 1985 i posiada status organizacji poŜytku publicznego (nonprofit). Jej członkowie to w większości instytucje naukowo-badawcze, producenci generatorów wiatrowych i ich poddostawcy, instytucje finansowe oraz zakłady energetyczne
dystrybuujące energię wiatrową. Towarzystwo zajmuje się reprezentacją interesów swoich członków wobec urzędów centralnych, doradztwem w dziedzinie energetyki wiatrowej. Zajmuje się równieŜ definiowaniem nowych kierunków rozwoju energetyki odnawialnej, zlecając instytutom członkowskim badania nie tylko w dziedzinie energetyki wiatrowej, lecz równieŜ w dziedzinie wykorzystania wodoru, ogniw paliwowych i rozwiązań
hybrydowych do produkcji energii. Towarzystwo zajmuje się równieŜ działaniami z zakresu PR. Organizuje kongresy, warsztaty oraz wystawy w celu przekazywania informacji na temat wykorzystania energii wiatrowej w narodowej gospodarce energetycznej.
www.wind-fgw.de
5. Energetyka słoneczna
Energetyka słoneczna korzysta z energii promieniowania słonecznego w dwojaki sposób: instalacje fotowoltaiczne oraz elektrownie termiczne zamieniają energię słoneczną
na energię elektryczną, oddawaną następnie do sieci przesyłowych, natomiast kolektory
słoneczne uŜywane są do ogrzewania wody uŜytkowej lub chłodzenia pomieszczeń na
zasadzie oddawania ciepła promieniowania bez zamiany na inny rodzaj energii. PoniŜej
przestawiona została analiza branŜy energetyki słonecznej według ww. podziału.
5.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych
0
11
85
60
0
83
44
19
98
20
00
20
02
20
04
20
05
20
06
20
07
9,
5
85
0
00
W Republice Federalnej NieMoc zainstalowana w
miec pracuje obecnie ponad
MW
1200
430.000 instalacji fotowoltaicz1000
nych, posiadających łączną
800
moc 3.800 MWp (megawat pe600
ak, jednostka mocy szczytowej
400
instalacji). Od kilku lat obser200
wuje się stały wzrost zainsta0
lowanej w tych elektrowniach
mocy. Wykres 2 przedstawia
roczne przyrosty zainstalowanej mocy w latach 1998-2007.
Wykres 2.
Rozwój energetyki słonecznej
Moc instalowana w elektrowniach fotowoltaicznych
wydaje się być w następnych
w latach 1998-2007 w MW.
latach równie niezagroŜony jak
rozwój energetyki wiatrowej. Warunki ramowe do rozwoju branŜy zapewnia Ustawa o
energiach odnawialnych, zapewniająca stałe ceny i zbyt całej wytworzonej energii.
5
Zwiększa ona bardzo atrakcyjność energetyki słonecznej jako potencjalnej inwestycji
kapitału eliminując niewiadome związane z okresem zwrotu inwestycji. W roku 2008 obroty niemieckiej branŜy energetyki słonecznej wyniosły 9,5 mld euro. BranŜa zatrudnia
obecnie ponad 54.000 osób, w samym tylko roku ubiegłym powstało ponad 10.000 nowych miejsc pracy. Ponad połowa wytworzonych w Niemczech instalacji przeznaczona
jest na eksport.
19
99
20
01
20
03
20
05
20
07
20
12
*
20
20
*
26
50
0
47 0
10
0
62 0
30
0
80 0
00
0
10 0
34
0
20 00
00
00 5
0 0
00
00
0
BranŜa energetyki słonecznej to równieŜ kolektory słoneczne stosowane do podgrzewania wody pitnej i uŜytkowej w gospodarstwach domowych i instytucjach oraz klimatyzacji
pomieszczeń. Rozwój tej dziedziny energetyki słonecznej następuje w oparciu o obowiązującą od roku 2009 Ustawę o wytwarzaniu ciepła z zasobów odnawialnych (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz). Konieczność wytwarzania w nowym budownictwie
energii cieplnej w oparciu o źródła odnawialne w tym o kolektory słoneczne stwarza stabilne podstawy rozwoju eliminując elementy ryzyka. O potencjale rynku świadczy fakt,
Ŝe obecnie jedynie około 5% niemieckich gospodarstw domowych korzysta z kolektorów
słonecznych, co wyraŜa się liczbą około miliona zainstalowanych kolektorów, mających
łączną moc cieplną równą
Ilość zainstalowanych
7.300 MW i powierzchnię 10
2
kolektorów
6000000
mln. m . BranŜa w roku 2008
5000000
zatrudniała przeszło 20.000
4000000
osób, osiągając obroty warto3000000
ści 1,2 mld. euro. Federalne
2000000
Stowarzyszenie
Energetyki
1000000
Słonecznej
(Bundesverband
0
Solarwirtschaft) szacuje roczne
wzrosty branŜy na przestrzeni
kolejnych lat na poziomie 25%.
Ilość zainstalowanych na przestrzeni lat 1999-2007 kolekto- Wykres 3.
rów słonecznych oraz progno- Ilość zainstalowanych w latach 1999-2007 kolektozy na rok 2012 i 2020 obrazuje rów słonecznych oraz prognozy na roku 2012 i 2020
wykres 3.
Firmy niemieckie znajdują się w czołówce światowej jeśli chodzi o projektowanie i produkcję elementów zarówno elektrowni fotowoltaicznych, jak i termicznych. Elektrownie
termiczne uznawane są za technologię bardziej przyszłościową z powodu znacząco niŜszych kosztów uzyskiwania energii elektrycznej niŜ ma to miejsce w przypadku opartych
o krzem paneli fotowoltaicznych. Elektrownie termiczne pracują od kilkunastu lat na terenie północnoamerykańskiej pustyni Mojave, ich europejskie odpowiedniki testowane
są na razie w krajach wyróŜniających się korzystnymi warunkami nasłonecznienia, np. w
Hiszpanii. W Niemczech pierwsze tego typu instalacje rozpoczęły fazy testów w połowie
roku 2009 w związku z inicjatywą Desertec, która zostanie omówiona w punkcie 5.2. NaleŜy jednak stwierdzić, Ŝe z powodu moŜliwości uzyskiwania na tej drodze energii elektrycznej po kosztach porównywalnych z konwencjonalnymi elektrowniami węglowymi
wyprą one prawdopodobnie droŜsze elektrownie fotowoltaiczne.
5.2 Perspektywy rozwoju branŜy energetyki słonecznej
Energetyka słoneczna notować będzie dynamiczny rozwój równieŜ i w nadchodzących
latach. Innowacyjność i wysoka stopa eksportu niemieckich produktów przekładać się
6
będzie na zwiększanie wyników branŜy niezaleŜnie od uwarunkowań wewnętrznych. NaleŜy zauwaŜyć przy tym współdziałanie niemieckich producentów branŜy w zakresie jej
długoplanowego rozwoju. Najlepszym tego przykładem jest powołana do Ŝycia w roku
2009 inicjatywa Desertec. Jest to projekt zaopatrywania Europy w energie elektryczną
wytworzoną za pomocą elektrowni termicznych zlokalizowanych na pustyniach północnej Afryki. Zlecone przez Federalne Ministerstwo Środowiska, Ochrony Przyrody i Bezpieczeństwa Reaktorów badania wykazały, Ŝe z powierzchni równiej 0,3% pustyń moŜna
za pomocą elektrowni termicznych uzyskać ilości energii elektrycznej równej zapotrzebowaniu państw północno-afrykańskich i całej Europy. Obrazowo energia promieniowania słonecznego trafiająca na pustynie na całym świecie w ciągu 6 godzin jest większa
niŜ światowe zapotrzebowanie na energię w przeciągu całego roku. W przypadku realizacji takiego projektu oznacza to dla zaangaŜowanych w nim firm długoplanowe perspektywy rozwoju. Kooperacja niemieckich firm dysponujących odpowiednią technologią
(m.in. Siemens czy MAN) z instytucjami finansowymi takimi jak Deutsche Bank doprowadziła do rozpoczęcia testów elektrowni termicznych na terenie Niemiec. W przypadku
realizacji projektu ekspertyza znajdującego się w Wuppertalu Instytutu Klimatu, Środowiska i Energii (Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie) wymienia liczbę ok.
240.000 nowych miejsc pracy które powstać mogłyby w Niemczech. NaleŜy się więc
spodziewać, iŜ projekt ten będzie w następnych latach odgrywał waŜną rolę w niemieckiej polityce zagranicznej na arenie europejskiej.
W dziedzinie paneli słonecznych słuŜących do ogrzewania oraz chłodzenia pomieszczeń
prognozowany jest w następnych latach przyspieszony rozwój w dziedzinie większych
budynków uŜytkowych, takich jak hotele czy biura. Szczególnie technologia chłodzenia
pomieszczeń przy uŜyciu energii słonecznej wydaje się być bardzo perspektywiczna.
Urządzenia klimatyzujące charakteryzują się znacznym zuŜyciem energii elektrycznej i
szczególnie w przypadku krajów połoŜonych w cieplejszych strefach klimatycznych
otwierają się dla tej technologii duŜe moŜliwości zastosowania. Obecnie działa w Europie około 200 instalacji pilotaŜowych, prace rozwojowe w tej dziedzinie prowadzone są w
kierunku zmniejszenia kosztów produkcji oraz rozmiarów samych klimatyzacji, co pozwoli na szersze zastosowanie ich w gospodarstwach domowych. Nowatorska technologia posiadana i rozwijana przez niemieckie firmy w tym zakresie pozwala sądzić, Ŝe
będą one miały znaczący udział w instalacji nowych tego rodzaju urządzeń na całym
świecie.
5.3 Organizacje i związki zajmujące się zagadnieniami energetyki słonecznej
Federalne Stowarzyszenie Energetyki Słonecznej (Bundesverband Solarwirtschaft e.V.). Powołane do Ŝycia na początku roku 2006 z połączenia stowarzyszeń BSi oraz UVS. Posiada obecnie około 750 członków wywodzących się ze
wszystkich środowisk zaangaŜowanych w problematykę energetyki słonecznej:
poddostawców branŜy, producentów instalacji fotowoltaicznych i termicznych, instytucji finansujących przedsięwzięcia w tym zakresie oraz instytutów naukowobadawczych pracujących nad doskonaleniem istniejących technologii i rozwojem
nowych. Stowarzyszenie pełni rolę źródła informacji dla urzędów federalnych
oraz konsumentów, oraz popularyzuje energetykę słoneczną wśród społeczeństwa, organizując szereg imprez jak konferencje I odczyty.
7
6. Energetyka wodna
Obecnie szacuje się, Ŝe 16 do 19% światowego zuŜycia energii elektrycznej netto
otrzymywane jest z energii wody. Jednak tylko nieliczne państwa mogą w związku z korzystnymi warunkami hydrograficznymi otrzymywać większość energii elektrycznej z
energii wody. W Republice Federalnej Niemiec energetyka wodna była do roku 2004
dominującym źródłem energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Obecnie większą
ilość prądu pozyskuje się z energii wiatru. Elektrownie wodne spełniają waŜne funkcje w
regulacji Ŝeglowności rzek oraz równomiernego obciąŜenia sieci przesyłowych- te zbudowane w technologii szczytowo-pompowej mogą w łatwy sposób magazynować energię oddając ją natychmiast w przypadku zwiększonego zapotrzebowania.
6.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych
W końcu roku 2006 znajdowało się na terenie RFN 7.500 elektrowni wodnych, dysponujących łączną mocą 4.700 MW. Wytworzyły one w roku 2007 20,7 mld KWh energii
elektrycznej, co odpowiada obrazowo rocznemu zuŜyciu energii przez 6 mln gospodarstw domowych i pozwoliło zmniejszyć emisję o 22,6 mln ton CO2. BranŜa zatrudniała
w roku 2007 około 9.400 osób i osiągnęła obrót równy 1,23 mld euro, z czego 70 mln
zostało przeznaczonych na inwestycje. Na świecie najwięcej energii elektrycznej z elektrowni wodnych uzyskuje się w Kanadzie, Brazylii i Chinach. W ponad 20 krajach udział
energii w narodowym miksie energetycznym kształtuje się na poziomie 90%, w niektórych przekracza nawet 95% (np. w Norwegii i Paragwaju).
6.2 Perspektywy rozwoju branŜy energetyki wodnej
Inwestycje w elektrownie wodne związane są z wysokimi inwestycjami początkowymi
oraz długim okresem zwrotu. Do tego dochodzą czynniki takie jak konieczność czasami
bardzo powaŜnej ingerencji w środowisko naturalne w przypadku sztucznego spiętrzenia
wody. Z tego teŜ powodu zastosowanie energetyki wodnej jest ekonomicznie opłacalne
w szczególności na terenach o sprzyjających warunkach hydrograficznych (bogate naturalne zasoby wody) oraz posiadających dobrze rozbudowaną sieć energetyczną. Republika Federalna Niemiec nie jest z powodu długiej tradycji budowy elektrowni wodnych
terenem na którym moŜliwy jest dalszy dynamiczny rozwój tej gałęzi energetyki odnawialnej. Według szacunków przedsiębiorstw z branŜy, w Niemczech istnieje jeszcze potencjał na zainstalowanie dodatkowych 2.000 MW mocy. Jako tereny najczęściej wymieniane są południowe kraje związkowe, charakteryzujące się największą górzystością.
BranŜa energetyki wodnej w przyszłości z pewnością skorzysta na terenie RFN z ustawodawstwa zawartego w Ustawie o energiach odnawialnych (EEG). Największy potencjał rozwojowy kryje się jednak poza granicami RFN. W szczególności Azja posiada
moŜliwość aŜ ponad trzykrotnego zwiększenia ilości energii elektrycznej otrzymywanej z
elektrowni wodnych. Wiodącym na tym polu koncernem niemieckim jest Siemens,
utrzymujący Ŝywe kontakty gospodarcze z Chinami oraz wyposaŜający tamtejsze nowo
budowane elektrownie wodne w niemieckie turbiny i osprzęt do produkcji energii elektrycznej. Innowacyjność branŜy, przekładająca się bezpośrednio na poziom zamówień
eksportowych potwierdzona jest wskaźnikiem stopy eksportu, wynoszącym aŜ 80%.
8
7. Energetyka geotermalna
Energetyka geotermalna wykorzystuje temperaturę panującą we wnętrzu Ziemi. Uwolniona w ten sposób energia cieplna moŜe być zastosowana do ogrzewania, wytwarzania
energii elektrycznej, bądź chłodzenia. Jest to tzw. głęboka geotermia, która jest trudna
technologicznie (z powodu konieczności wykonywania bardzo głębokich odwiertów sięgających nawet kilku tysięcy metrów w głąb Ziemi) oraz związana z bardzo wysokimi
inwestycjami początkowymi. Znacznie tańszym rozwiązaniem jest tzw. geotermia płytka,
za pomocą pomp ciepła. Działają one na odwróconej zasadzie działania urządzeń
chłodniczych, odprowadzając ciepło Ziemi do ogrzewanych pomieszczeń. Pomimo konieczności dostarczania do tego procesu zewnętrznej energii elektrycznej, z 1 dostarczonej KWh moŜna otrzymać 4 KWh energii cieplnej.
7.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych
W roku 2006 sprzedano w Republice Federalnej Niemiec ponad 28.000 pomp ciepła,
czyli aŜ o 60% więcej niŜ w roku poprzednim. Pompy ciepła instalowane w gospodarstwach domowych są najbardziej rozpowszechnionym i najtańszym sposobem wykorzystywania energii geotermalnej. Tzw. głęboka geotermia jest w Niemczech dopiero rozwijana, istnieje na razie zaledwie kilka instalacji produkujących w ten sposób energię elektryczną i cieplną. Największe z nich zlokalizowane są w Meklemburgii- Pomorzu Przednim (Neubrandenburg, Waren/Müritz, Neustadt-Glewe) oraz Bawarii (Erding i Straubing).
PołoŜona w Nadrenii-Palatynacie w mieście Landau elektrownia geotermalna ma moc
elektryczną 3MW i cieplną 6-8 MW. Wytwarza energię elektryczną dla 6.000 gospodarstw domowych oraz dostarcza ciepła 300 kolejnym. Łącznie w roku 2006 wytworzono
w RFN ponad 400.000 KWh energii elektrycznej pochodzącej z geotermii.
7.2 Perspektywy rozwoju branŜy energetyki geotermalnej
Rozwój energii geotermalnej, tak jak kaŜdy inny rodzaj energetyki odnawialnej, opiera
się na warunkach ramowych sformułowanych w Ustawach o energiach odnawialnych
(EEG). Stanowi ona nie tylko gwarancję odbierania wytworzonej w ten sposób energii,
umoŜliwia równieŜ dostęp do konkurencyjnych kredytów państwowych na budowę tego
typu instalacji. Programem stymulacji rynku objęte są równieŜ pompy ciepła. Wraz z ciągłym wzrostem kosztów wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej z pierwotnych nośników energii, energia geotermalna staje się coraz ciekawszą alternatywą dla nich oraz
dla innych energii odnawialnych. Jej przewagą jest ciągła dostępność niezaleŜnie od warunków atmosferycznych bądź klimatycznych przez cały rok. MoŜliwe jest jej zastosowanie zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia budynków. Te oczywiste zalety powodują,
iŜ prognozuje się rozwój branŜy energetyki geotermalnej na poziomie 20-30% rocznie.
W przyszłości pompy ciepła stosowane będą nie tylko w jednorodzinnym budownictwie
mieszkaniowym, lecz przede wszystkim do ogrzewania i klimatyzowania większych budynków, zarówno mieszkalnych jak i uŜytkowych.
9
8. Biomasa
Biomasa pod róŜnymi postaciami jest obecnie najwaŜniejszym składnikiem miksu energetycznego energii odnawialnych równieŜ w Republice Federalnej Niemiec. W roku
2007 aŜ 69% energii otrzymanej ze źródeł odnawialnych stanowiła energia uzyskana z
róŜnych postaci biomasy.
Biomasa występuje pod postacią stałą (np. drewno), płynną (np. olej uzyskany z roślin
oleistych lub alkohol stosowany jako domieszka benzyny w silnikach spalinowych), oraz
gazowej (biogaz).
8.1 Sytuacja na rynku niemieckim i rynkach światowych
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
W dziedzinie energii uzyskiwanej ze stałych części bioMoc zainstalowana w
MW
1000
masy (np. pelety) w roku
2006 działało na terenie Re800
publiki Federalnej Niemiec
600
160 elektrowni, dysponują400
cych zainstalowaną mocą
200
przekraczającą 950 MW.
Wykres 4 obrazuje rozwój
0
mocy zainstalowanych w tego typu elektrowniach na
przestrzeni lat 2000-2006.
Elektrownie te wyprodukowa- Wykres 4.
ły w roku 2006 6,6 mld. KWh Moc instalowana w elektrowniach opalanych stałymi
energii elektrycznej, co sta- częściami biomasy w latach 2000-2006 w MW.
nowiło 1,5% całkowitego zapotrzebowania RFN na prąd. Spalanie stałych części biomasy znajduje jednak najszersze zastosowanie w indywidualnych instalacjach grzewczych zainstalowanych w gospodarstwach domowych. Ilość takich instalacji stopniowo wzrasta, osiągając w roku 2007
liczbę 80.000. Rozwiązanie takie jest znacznie efektywniejsze niŜ przesyłanie ciepła na
większe odległości z ciepłowni centralnych, a wraz ze wzrostem cen paliw stosowanie
stałej biomasy do wytwarzania energii cieplnej spotyka się z coraz większą akceptacją
społeczną.
W roku 2006 nastąpił w RFN przełom w wytwarzaniu energii elektrycznej z biogazu. Nastąpiło wielokrotne zwiększenie uzyskiwanej w ten sposób energii elektrycznej: z 3,2 do
18,6 mld KWh. RFN jest największym wytwórcą biogazu w szczególności z odpadów
gospodarstw domowych w całej Europie. W końcu roku 2007 działało tu 3.700 instalacji
do wytwarzania biogazu o łącznej mocy 1.270 MW. Obecnie w Niemczech dominują
mniejsze instalacje indywidualne, wznoszone na terenach rolniczych, jednak stopniowo
wzrasta równieŜ zainteresowanie otrzymywaniem w ten sposób energii elektrycznej na
skalę przemysłową.
W roku 2006 sprzedaŜ biopaliw przekroczyła poziom 3,2 mln ton w porównaniu z 2 mln
ton w roku poprzedzającym. NajwaŜniejszą rolę odegrały tu oleje roślinne oraz bioetanol. Niemieckie normy przewidują dodawanie 5% bioetanolu do benzyny. W roku 2007
istniały w Niemczech moce produkcyjne na poziomie 4,2 mln ton bioestrów, sprzedaŜ
10
kształtowała się natomiast na poziomie 3,13 mln ton. NajwaŜniejszym źródłem bioestrów
był olej rzepakowy. Ze 100kg rzepaku moŜna otrzymać średnio 43 kg oleju, który jest
następnie przerabiany w procesach chemicznych na bioestry.
Niemiecka branŜa energetyki odnawialnej zanotowała w dziedzinie biomasy w roku 2006
łączny obrót wynoszący 8,1 mld euro, z których aŜ 2,9 mld zostało przeznaczonych na
inwestycje w nowe technologie oraz budowę nowych zakładów.
8.2 Perspektywy rozwoju branŜy
Zastosowanie biomasy do otrzymywania energii elektrycznej jak i ogrzewania objęte jest
warunkami ramowymi zawartymi w Ustawach o energiach odnawialnych (EEG) oraz o
wytwarzaniu ciepła z zasobów odnawialnych (EEWärmeG). Rozwój przydomowych instalacji cieplnych opalanych stałą biomasą wspierany jest natomiast w RFN przez centralny program stymulacji rynku (Marktanreizprogramm). Z tego teŜ powodu spodziewany jest dalszy dynamiczny rozwój zarówno elektrowni opalanych biomasą, jak i przydomowych instalacji grzewczych. Stworzenie stabilnych warunków ramowych odzwierciedla się w wynikach branŜy: sprzedaŜ peletów podwoiła się w ubiegłym roku w stosunku
do roku poprzedniego. Podobna sytuacja rysuje się w dziedzinie paliw płynnych.
W dziedzinie biogazu nowe moŜliwości rozwoju otwierają się wraz z wprowadzeniem
technologii oczyszczania do poziomu umoŜliwiającego zastosowanie w sieci przesyłowej
gazu ziemnego, a przez to zastosowanie biogazu w transporcie samochodowym oraz
większych elektrowniach. W końcu 2006 roku została wzniesiona pierwsza tego typu
instalacja pilotowa, budowa następnych, juŜ na skalę przemysłową, jest w toku. Biogaz
jest o tyle interesującym źródłem energii odnawialnej, poniewaŜ pozwala zagospodarować odpady organiczne nie wykorzystywane wcześniej w jakikolwiek sposób. MoŜliwa
jest przez to częściowa przynajmniej kompensacja niekorzystnego wpływu energetycznego zastosowania stałej biomasy na ceny np. produktów spoŜywczych, którą moŜna
było zaobserwować na świecie choćby w kontekście wytwarzania w Ameryce Południowej alkoholu stosowanego jako paliwo do silników spalinowych.
W dziedzinie biopaliw badania w Republice Federalnej Niemiec koncentrują się przede
wszystkim na tzw. biopaliwach drugiej generacji. Są one otrzymywane z roślin nie wykorzystywanych przez człowieka jako Ŝywność i nie mają stąd wpływu na rozwój światowych cen Ŝywności jak miało to miejsce w przypadku paliw pierwszej generacji. Oprócz
wspomnianego wcześniej biogazu wymienić naleŜy tutaj np. drewno lub słomę, jak równieŜ specjalne rodzaje alg, charakteryzujących się wysoką zawartością oleju. Technologie te znajdują się obecnie w fazie testowej pojedynczych instalacji, jednak w okresie od
2 do 4 lat powinny wyprzeć zupełnie biopaliwa pierwszej generacji.
11
Analiza została sporządzona na podstawie danych źródłowych i statystycznych:
www.desertec.org
www.german-renewable-energy.com
www.unendlich-viel-energie.de
www.dena.de
www.renewables-made-in-germany.com
www.erneuerbare-energien.de
www.bmwi.de
www.bafa.de
www.wind-energie.de
www.wind-fgw.de
12