WYKŁAD_5.pdf

Wytwarzanie energii elektrycznej z wykorzystaniem odnawialnych, zasobów energii

Wykład piąty. Obecna rola i perspektywy zwiększenia udziału odnawialnych, źródeł energii w

gospodarce energetycznej świata

Autorzy: Prof. Nzw. dr hab. inż. Józef Paska, mgr inż, Mariusz Sałek, mgr inż. Tomasz

Surma; Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki, Zakład Elektrowni i

Gospodarki Elektroenergetycznej

(„Energetyka” – 5/2005)

Obecna rola odnawialnych, zasobów energii

Zużycie pierwotnych nośników energii na świecie w 2001 r. wynosiło 10,383 Gtoe, z czego na

poszczególne nośniki przypadało:

• ropa naftowa 3,63 Gtoe 35%

• węgiel 2,42 Gtoe 23,5%

• gaz ziemny 2,20 Gtoe 21%

• energia jądrowa 0,72 Gtoe 7%

• odnawialne źródła energii 1,4 Gtoe 13,5%

Zużycie energii na świecie stale wzrasta. Odnawialne źródła energii wprawdzie nie mogą stanowić

substytutu energii jądrowej; są jednak i będą wykorzystywane i rozwijane, szczególnie w krajach

wysoko uprzemysłowionych.

Światowe zasoby biomasy szacuje się na 170 Gt/a suchej masy. Stałe odpady komunalne utylizuje

się w Europie Zachodniej i Ameryce Północnej w 630 instalacjach; 40% z nich ma urządzenia

regeneracji ciepła odpadowego.

W okresie od 1990 do 3001 roku nastąpił wzrost produkcji energii elektrycznej w elektrowniach

wiatrowych z 3,8 TWh do 34 TWh, Za optymalne pod względem ekonomicznym uważa się

elektrownie wiatrowe o mocy powyżej l MW,

Ponad 30 krajów posiada elektrownie geotermiczne. Ich moc w 2001 r. osiągnęła 5443 MW,

Wykorzystanie energii słonecznej odbywa się na drodze przemiany w ciepło za pomocą kolektorów

słonecznych, które następnie używane jest do ogrzewania pomieszczeń oraz do produkcji energii

elektrycznej (metoda heliotermiczna) oraz drogą przemiany w energię elektryczną (metoda

fotoelektryczna). Światowy rynek ogniw fotoelektrycznych ocenia się obecnie na ok. 40 MW/a, a

koszty ogniw systematycznie maleją.

Energia pływowa jest wykorzystywana w sposób ograniczony. Poza elektrownią pływową La

Rance (Francja) o mocy 240 MW, eksploatowaną od 1967 roku, oraz małymi elektrowniami w b,

ZSRR i Kanadzie, wykorzystanie energii pływów pozostaje w sferze projektów, np. W. Brytania

planuje budowę wielkiej elektrowni pływowej u ujścia rzeki Severn.

W Polsce wykorzystywanym dotychczas i liczącym się rodzajem energii odnawialnej była energia

wodna, chociaż nasze zasoby hydroenergetyczne są niewielkie. Pewną rolę odgrywa również

drewno opałowe i torf. Zużycie drewna i jego odpadów wynosi ok. 4 mln m 3 /a, a zużycie torfu ok,

0,2 mln t/a,

O dynamice wykorzystania potencjalnych zasobów energii odnawialnych na świecie i w Polsce

decydują teraz i w przyszłości głównie koszty: budowy elektrowni oraz wytwarzania energii ze

źródeł energii odnawialnej.

Szacunkowe koszty wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, w warunkach

amerykańskich zestawiono w tabeli 14,

Tabela 14

Zdyskontowane przeciętne koszty energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych wg US DoE

Porównania ekonomiczne są z natury rzeczy bardzo przybliżone, celowe jest więc przeprowadzenie

oceny jakościowej. Przedstawiono ją w tabeli 15.

Istniejący potencjał odnawialnych źródeł energii może być uzupełniony przez tzw. rolniczy produkt

energetyczny oraz przez recyrkulację materiałów jako ponowne wprowadzenie w obieg

gospodarczy uprzednio zużytej energii.

Rolniczy produkt energetyczny jest to roślina, która jest specjalnie produkowana w celu zaspoko-

jenia energetycznych potrzeb gospodarki. Do najbardziej znanych współczesnych rolniczych

substytutów produktów energetycznych należą: drewno, trzcina cukrowa, zboże. Drewno jest

najstarszym i nadal stosowanym nośnikiem energii. Trzcina cukrowa od czasów I wojny światowej

jest przerabiana na paliwo alkoholowe do pojazdów samochodowych. W tym samym celu używa

się zboża.

Uwarunkowania rozwoju wykorzystania odnawialnych, źródeł energii - regulacje prawne 1}

Racjonalne wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych jest jednym z istotnych komponentów

zrównoważonego rozwoju przynoszącym wymierne efekty ekologiczno-energetyczne. Wzrost

udziału odnawialnych źródeł energii w bilansie paliwowo--energetycznym świata przyczynia się do

poprawy efektywności wykorzystania i oszczędzania zasobów surowców energetycznych, poprawy

stanu środowiska poprzez redukcję zanieczyszczeń do atmosfery i wód oraz redukcję ilości

wytwarzanych odpadów, W związku z tym wspieranie rozwoju tych źródeł staje się coraz

poważniejszym wyzwaniem dla niemalże wszystkich państw świata.

Udział odnawialnych źródeł energii w bilansie paliwowo-energetycznym świata wynosi około 14%,

wartość ta wynika zarówno z rozwoju nowych technologii wykorzystujących odnawialne źródła

energii jak również z faktu, że część ludności świata nie ma dostępu do konwencjonalnych źródeł

energii.

Wspieranie rozwoju odnawialnych źródeł energii stało się ważnym celem polityki Unii

Europejskiej, Wyrazem tego stała się opublikowana w 199? roku, w Białej Księdze Komisji

Europejskiej, strategia rozwoju odnawialnych źródeł energii w krajach Unii Europejskiej, która

została uznana za podstawę działań na poziomie unijnym,

W Białej Księdze „Energia dla przyszłości: odnawialne źródła energii" stwierdza się, że

odnawialne źródła energii mają zbyt mały udział w bilansie energetycznym krajów Unii w

porównaniu z dostępnym potencjałem technicznym. Plan działania przedstawiony w Białej Księdze

ma na celu stworzenie odpowiednich warunków rynkowych dla rozwoju odnawialnych źródeł

energii bez nadmiernych obciążeń finansowych. Jego podstawowe założenie to 12% udział

odnawialnych źródeł energii w zaspokojeniu zapotrzebowania EU na energię pierwotną w 2010 r.

Obok Białej Księgi dokumentem międzynarodowym o charakterze strategicznym, wyrażającym

polityczną wolę wsparcia odnawialnych źródeł energii jest Zielona Księga „Ku europejskiej

strategii bezpieczeństwa energetycznego", W dokumencie tym Komisja Europejska przedstawia

możliwą sytuację energetyczną Europy w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat i podkreśla dwie

zasadnicze kwestie:

• Unia Europejska jest w znacznym stopniu uzależniona od zewnętrznych dostaw energii (obecnie

50% samowystarczalności),

• emisje gazów cieplarnianych na obecnym poziomie nie pozwalają na wypełnienie zapisów

Protokołu z Kioto [17],

co ma bezpośredni związek z rozwojem wykorzystania odnawialnych źródeł energii.

Zagadnienia krajowej polityki energetycznej w zakresie odnawialnych źródeł energii zostały

przedstawione w dokumencie Strategia rozwoju energetyki odnawialnej. Opublikowana w roku

2000 jest dokumentem politycznym wynikającym z realizacji obowiązku wynikającego z Rezolucji

Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 8 lipca 1999 r. w sprawie wzrostu wykorzystania energii ze

źródeł odnawialnych.

Strategia określa cel strategiczny udziału energii ze źródeł odnawialnych w bilansie paliwowo-

energetycznym kraju 7,5% dla 2010 roku i 14% dla 2020 roku w strukturze zużycia nośników

pierwotnych.

Strategia i plan działań w dziedzinie odnawialnych źródeł energii przedstawiony w Białej Księdze

Komisji Europejskiej wymusiły na wszystkich krajach członkowskich podejmowanie działań wspie-

rających odnawialne źródła energii, takich jak: inwestowanie w badania, zwolnienia podatkowe,

gwarantowane ceny energii, subsydia inwestycyjne itp. Sama Komisja Europejska od ponad

dziesięciu lat wspiera badania i rozwój odnawialnych źródeł energii w ramach kolejnych

Ramowych Programów Badań i Rozwoju,

W dokumencie postawiony cel jest celem politycznym, wymuszającym dalsze działania, w tak

zasadniczej kwestii dla zrównoważonego rozwoju, jaką jest wzrost wykorzystania odnawialnych

źródeł energii w Polsce.

Wzrost udziału energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych na wewnętrznym rynku energii elek-

trycznej stał się ważnym celem Unii Europejskiej, Dyrektywa 2001/77/EC Parlamentu

Europejskiego i Rady z dnia 27 września 2001 r. w sprawie promocji energii elektrycznej ze źródeł

odnawialnych na wewnętrznym rynku energii elektrycznej stwierdza, że ze względu na poprawę

bezpieczeństwa i dywersyfikację dostaw energii, ochronę środowiska oraz czynniki społeczne i

ekonomiczne, odnawialne źródła energii należy traktować priorytetowo.

Dyrektywa definiuje odnawialne źródła energii jako niekopalne źródła energii (wiatr, energia

słoneczna, geotermalna, pływów i fal morskich, hydroenergia, biomasa, gaz uzyskiwany z wysy-

pisk, ścieków oraz biogaz), zaś energia elektryczna uzyskiwana ze źródeł odnawialnych oznacza

energię elektryczną wytwarzaną przez elektrownie wyłącznie z zasobów oraz proporcjonalną część

energii elektrycznej wytworzonej przez elektrownie hybrydowe, zużywające także konwencjonalne

paliwa, jak również energię elektryczną pochodzącą z elektrowni zbiornikowo-pompowych, po

wyłączeniu energii elektrycznej wytworzonej przez elektrownie szczytowe w układzie pompowym.

Dyrektywa określa również referencyjne wskaźniki krajowych udziałów energii elektrycznej wy-

twarzanej w źródłach odnawialnych, w relacji do zużycia energii elektrycznej brutto do S010 roku.

Komisja Europejska wyznaczyła również dla Polski taki wskaźnik, ustalając cel indykatywny na

poziomie 7,5% w roku 2010 dla energii elektrycznej pochodzącej z odnawialnych źródeł energii.

Ponadto dyrektywa nakłada na państwa członkowskie szereg dodatkowych obowiązków,

wynikających z tworzenia wewnętrznego wspólnotowego rynku energii elektrycznej.

W tabeli 16 przedstawiono krajowe cele indykatywne udziału energii elektrycznej wytworzonej w

odnawialnych źródłach energii dla krajów UE,

Podstawą działań legislacyjnych, mających na celu mln, wspieranie rozwoju wytwarzania energii z

wykorzystaniem odnawialnych źródeł jest ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 roku - Prawo

energetyczne (Dz, U, z 2003 r,, nr 153 poz. 1504 ze zmianami).

Ustawa określa zasady kształtowania polityki energetycznej państwa, zasady i warunki zaopatrzenia

i użytkowania paliw i energii, w tym ciepła oraz działalności przedsiębiorstw energetycznych, jak

również określa organy właściwe w sprawach gospodarki paliwami i energią.

Celem ustawy jest tworzenie warunków do zrównoważonego rozwoju kraju, zapewnienia

bezpieczeństwa energetycznego, oszczędnego i racjonalnego użytkowania paliw i energii, rozwoju

konkurencji, przeciwdziałania negatywnym skutkom naturalnych monopoli, uwzględnienia

wymogów ochrony środowiska, zobowiązań wynikających z umów międzynarodowych oraz

ochrony interesów odbiorców i minimalizacji kosztów.

Ustawa Prawo energetyczne definiuje odnawialne źródło energii jako źródło wykorzystujące w

procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania słonecznego, geotermalna, fal, prądów i

pływów morskich, spadku rzek oraz energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu wysypiskowego, a

także biogazu powstałego w procesie odprowadzania lub oczyszczania ścieków albo rozkładu

składowanych szczątek roślinnych i zwierzęcych.

Ustawa nakłada na przedsiębiorstwa energetyczne zajmujące się obrotem energią elektryczną

obowiązek zakupu wytwarzanej na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej energii elektrycznej z

odnawialnych źródeł energii, przyłączonych do sieci oraz jej odsprzedaży bezpośrednio lub

pośrednio odbiorcom dokonującym zakupu energii elektrycznej na własne potrzeby. Przystąpienie

Polski do Unii Europejskiej implikowało konieczność przyjęcia prawa wspólnotowego, w tym

implementacji omówionej wcześniej dyrektywy 2001/77/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z

dnia 27 września 2001 r. w sprawie promocji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych na we-

wnętrznym rynku energii elektrycznej.

Ustawa z dnia 2 kwietnia 2004 r. o zmianie ustawy Prawo energetyczne oraz ustawy - Prawo

ochrony środowiska (Dz. U. Nr 91, poz. 875), która weszła w życie z dniem l maja 2004 r,, zawiera

m.in, regulacje dotyczące wymaganych wymienioną dyrektywą świadectw pochodzenia dla energii

elektrycznej wytworzonej w odnawialnych źródłach energii, obowiązku zapewnienia przez

operatora systemu elektroenergetycznego pierwszeństwa w świadczeniu usług przesyłowych tej

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: