Biule tyn nr 4
Sier pień 2013
WYZWANIA POLSKIEJ ENERGETYKI
ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII
OZE W INTELIGENTNYCH SIECIACH
PLANOWANIE ENERGETYCZNE W GMINIE
Energetyka odnawialna
Biuletyn FPGLD „Ciuchcia Krasińskich”
SPIS TREŚCI
Słowo wstępne
3
Energetykę czekają wielkie zmiany
4
Energia z odnawialnych źródeł
9
Odnawialna energia
w Inteligentnych Sieciach
15
Odnawialne źródła energii
w planowaniu energetycznym
18
Wydawca:
Fundacja Partnerska Grupa Lokalnego Działania „Ciuchcia Krasińskich”
Prezes Zarządu: Anna Kienik, email: [email protected]
Biuro: Rostkowo 38, 06-415 Czernice Borowe
tel. 29 597-01-01 fax 23 682-12-79
www.ciuchcia.org, email: [email protected]
Biuletyn redaguje zespół w składzie:
Mikołaj Niedek, Włodzimierz Kaleta
Biuletyn wydawany jest w ramach projektu „Inteligentna energia w domu i w gminie. Kampania
edukacyjna na rzecz promowania Inteligentnych Sieci Energetycznych w Polsce” współfinansowanego przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
2
Szanowni Państwo!
Energetyka odnawialna staje się coraz powszechniejszym elementem naszej rzeczywistości. Kolektory na dachach domów, lampy fotowoltaiczne czy elektrownie wiatrowe nie budzą już takiego zdziwienia jak jeszcze dekadę
temu. Energia odnawialna staje się coraz bardziej powszechnym źródłem energii na świecie i w Europie.
W 2011 r. już niemal 30 proc. (ok. 275 GW) mocy sektora
elektroenergetycznego w UE pochodziła z odnawialnych
źródeł energii.
W 2010 r. Rada Ministrów przyjęła dokument pn.: Krajowy Plan Działania w zakresie energii ze źródeł odnawialnych, który określił krajowe cele w zakresie udziału energii
ze źródeł odnawialnych w sektorze energii elektrycznej,
sektorze ogrzewania i chłodzenia i transporcie do 2020 r.
Choć założone cele, realizacja tego planu i jego ocena wymagałaby osobnego opracowania, oficjalnie jest to popierany kierunek działań. Niestety wdrażanie ustawodawstwa
sprzyjającego dynamizacji rozwoju energetyki odnawialnej,
szczególnie tej małoskalowej i prosumenckiej i powiązanych z nimi inteligentnych sieci energetycznych ISE i inteligentnego opomiarowania postępuje – w opinii niemal
wszystkich ekspertów – bardzo powoli.
W końcu czerwca br. przyjęta został przez Sejm RP nowelizacja prawa energetycznego – tzw. „mały trójpak”.
O „dużym” i „małym” trójpaku i przeprowadzanych w ich
ramach zmianach prawnych, pisaliśmy już w poprzednich
biuletynach. Choć przez branżę energetyczną, w szczególności energetykę odnawialną, oczekiwany jest najbardziej
tzw. „duży trójpak”, w tym ustawa o odnawialnych źródłach energii, na całościowe zmiany legislacyjne trzeba
jeszcze będzie poczekać... Nie ma też dobrych informacji
dla przyszłych prosumenów – którzy w perspektywie wdrażania Inteligentnych Sieci Energetycznych i możliwości jakie
stwarzają, mieli być głównymi ich beneficjentami. Prosumenci to, przypomnijmy, równocześnie producenci i odbiorcy energii, wytwarzanej w małych przydomowych in-
stalacjach (słonecznych, wiatrowych, wodnych), której
nadwyżki mogą odpłatnie oddawać do sieci.
Wbrew wcześniejszym deklaracjom o wspieraniu energetyki rozproszonej posłowie nie przegłosowali przepisu
zwalniającego producentów "zielonej" energii i ciepła
w mikroinstalacjach (do 40 kWe lub 120 kWc) oraz biogazowniach z obowiązku koncesjonowania. Tymczasem, jak
pokazują dobre praktyki zachodnie – np. w Wielkiej Brytanii przez 1,5 roku od wejścia w życie brytyjskiego systemu
wsparcia dla prosumentów, na Wyspach zainstalowano
prawie 800 MW mocy w samej tylko fotowoltaice. To tylko
100 MW mniej niż planowana moc nowego bloku w Opolu.
1,5 roku to właśnie tyle, ile polscy prosumenci czekają na
właściwe zapisy prawne…
Sprawa OZE wymaga z pewnością osobnej i dobrej ustawy, projektowanej już od kilku lat i która ma znaleźć się
w dużym trójpaku energetycznym. Według zapowiedzi projekt ustawy ma być gotowy w sierpniu i ma znaleźć się w
nim również kwestia inteligentnego opomiarowania (smart
metering).
Dominujący temat bieżącego, czwartego już numery
biuletynu ISE to zatem energetyka odnawialna. Przypominamy jej najważniejsze źródła i sposoby wykorzystania,
podejmujemy temat jej powiązania z inteligentnymi sieciami energetycznymi, na tle założeń do nowych regulacji
prawnych. Podejmujemy też temat roli gminy w tworzeniu
korzystnych warunków planistycznych dla jej rozwoju. Na
początek polecamy szersze spojrzenie na problemy polskiej
energetyki i konieczne kierunki zmian – wywiad z profesorem Waldemarem Skomudkiem, Dziekanem Wydziału Inżynierii Produkcji i Logistyki Politechniki Opolskiej.
Życzymy ciekawej lektury!
Mikołaj Niedek, Redaktor
3
ENERGETYKĘ CZEKAJĄ WIELKIE ZMIANY
Rozmowa z dr hab. inż. Waldemarem
Skomudkiem, Dziekanem Wydziału
Inżynierii Produkcji i Logistyki Politechniki Opolskiej.
Na co dzień nie zauważamy najczęściej, jaką wagę
w naszym życiu odgrywa energia. Przywykliśmy, że możemy zawsze z niej korzystać, kiedy tylko chcemy i to w ilościach dla nas potrzebnych. Tymczasem coraz częściej słyszymy ostrzeżenia, że tej energii może nam wkrótce zabraknąć. Musimy jak najszybciej szukać nowych źródeł
energii. Strachy na lachy?
To, że energia elektryczna jest nam niezbędna do życia
jest prawdą powszechną do tego stopnia, że na ogół o niej
nie myślimy. Zazwyczaj nie zastanawiamy się także nad
problematyką jej wytworzenia, sposobu dostarczenia do
miejsc konsumpcji, czy też racjonalnego korzystania z tej
najbardziej przetworzonej formy pozyskania energii. Jednakże, zmiany zachodzące w naszym otoczeniu, które
w sposób szczególny są domeną ostatnich kilkudziesięciu
lat sprawiają, że nie możemy – a nawet nie jesteśmy w stanie – przejść obojętnie obok nich. Co zatem sprawia, że
zaczynamy zmieniać optykę patrzenia na rozwój gospodarczy regionów i kraju, dostrzegając niebywałe znaczenie
otwarcia na nowe produkty, nowe metody produkcji, czy
też zdobywanie nowych źródeł surowców? Rodzi się także
zasadnicze pytanie, czy jako społeczeństwo zaangażowane
w konsumpcję energii elektrycznej, a w ograniczonej części
odpowiedzialne także za jej wytworzenie, przesył i dystrybucję czynimy wszystko, co należy, aby zagwarantować
sobie i przyszłym pokoleniom możliwość zaspokojenia
energetycznych potrzeb gospodarki i społeczeństwa?
Podejmując próbę rozstrzygnięcia podjętych kwestii
warto rozważania te rozpocząć od problematyki zasadniczych zmian dostrzeganych w światowej i krajowej energetyce, zachodzących z końcem XX wieku.
Jakie zatem zmiany zachodzą w energetyce światowej?
Siłą napędową tych zmian były i są nadal problemy
związane z zaspokajaniem potrzeb energetycznych. Zachodzące w wielu krajach przemiany gospodarcze prowadzące
do powstania i rozwoju rynku konkurencyjnego sprawiły, że
energia elektryczna została potraktowana jak towar, a jej
dostawa do odbiorcy jak usługa. W dodatku cała ta operacja została osadzona w realiach rachunku opłacalności eko-
nomicznej. Odstąpienie od praktyk monopolistycznych
w energetyce, wraz z głęboką strukturalną transformacją
tej sfery gospodarki, prowadzi do zmiany filozofii funkcjonowania energetyki. Proces zapoczątkowanych i skutecznie
kontynuowanych przemian jest mocno osadzony na gruncie zrównoważonego rozwoju, efektywności wykorzystania
energii i powszechnego czerpania ze źródeł odnawialnych.
Takie podejście oznacza duże zmiany w strukturze wytwarzania energii oraz zwiększenie roli odbiorcy w zakresie
podnoszenia efektywności energetycznej.
Jak, Pana zdaniem, na tym tle, ma się obecnie polski
rynek energetyki?
Jeżeli chodzi o obecny kształt polskiego rynku energetycznego trzeba wcześniej przeanalizować dane statystyczne odnoszące się do trzech podstawowych czynników rzutujących na zachowanie ciągłości dostaw energii elektrycznej, tj. tempa rozwoju gospodarczego kraju, rejestrowanej
tendencji w prognozach zużycia energii elektrycznej i szacowanej zdolności inwestycyjnej sektora energetycznego.
Dowodzą one szczególnej współzależności, która naszą
uwagę na temat zagrożenia bezpieczeństwa energetycznego koncentruje na potrzebach wytwórczych i sieciowych.
Dostrzegany brak nowych mocy wytwórczych (nieliczne
przypadki nowo uruchomionych bloków to kropla w morzu
potrzeb), wysoki i postępujący stopień dekapitalizacji wielu
bloków energetycznych, wieloletni czas realizacji inwestycji
greenfield, czyli inwestycji zupełnie nowych, a także niewystarczający w stosunku do potrzeb przyrost długości nowych linii i wysoki stopień dekapitalizacji istniejącego majątku sieciowego sprawiają, że słabnie rynkowa zdolność do
konkurencji tych jednostek gospodarczych.
Jednocześnie, oceniając kondycję krajowej gospodarki
przez pryzmat podstawowych danych, na przykładzie Banku Światowego i dokumentów Komisji Europejskiej można
uznać, że zmiana wartości wskaźnika PKB dla Polski w najbliższych latach będzie oscylowała na poziomie pojedynczych punktów procentowych, co tym samym pozwala na
stwierdzenie, że w latach 2013-2018 utrzyma się tendencja
wzrostowa w zakresie zapotrzebowanie na energię elektryczną brutto.
A podobno zużywamy jej mniej, niż w przeszłości?
Oczywiście nasze obecne zużycie energii elektrycznej
zostało uwolnione od energochłonnego przemysłu z lat
osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych, ale jest także wielce
prawdopodobne, że w horyzoncie długoterminowym, tj. do
roku 2030 osiągniemy w kraju poziom ok. 200 TWh rocznego zużycia energii elektrycznej, przy jednoczesnym zachowaniu w tym okresie tendencji dalszego obniżania energochłonności gospodarki (dla porównania w roku 2012 krajo-
4
we zużycie energii elektrycznej wyniosło 162,7 TWh).
Tej krótkiej analizie makroekonomicznej należy jednak
w tym miejscu przeciwstawić realne możliwości zaspokojenia systematycznie rosnącego zapotrzebowania na energię.
Dane liczbowe odzwierciedlające krajową średnią wieku
urządzeń związanych z generowaniem energii to prawie 30
lat – przy efektywnym okresie życia bloków węglowych
szacowanym na poziomie 40-45 lat. Natomiast poziom dekapitalizacji sieci elektroenergetycznych przesyłowych i
dystrybucyjnych mieści się w przedziale od 45 % do 65 %.
Dużym niepokojem napawa poziom operacyjnych rezerw
mocy, który spada okresowo poniżej dopuszczalnych wartości (odnotowana na przełomie stycznia i lutego ubiegłego
roku rezerwa mocy w systemie wyniosła zaledwie 1,3 GW).
Również limitowanie uprawnień do emisji CO2 przez Komisję Europejską pogłębia skalę zagrożeń, zarówno związanych z dostępnością mocy, jak i problemami finansowymi,
m.in. natury sankcyjnej. Przy takich uwarunkowaniach
utrata ciągłości dostaw energii, jak i płynności finansowej
firm energetycznych staje się realnym zagrożeniem w krótkookresowym horyzoncie czasowym i w przyszłości.
Czyli, że polska energetyka nie jest w najlepszej kondycji?
Ta uproszczona informacja faktycznie prowadzi do niepokojących wniosków odnośnie obecnych krajowych aktywów wytwórczych i sieciowych w energetyce oraz możliwości powstania wielu zupełnie nowych inwestycji. Odsłania ona bowiem znaczącą lukę w inwestycjach odtworzeniowych w branży energetycznej, co sprawia, że również z
niepokojem należy patrzeć na dalsze możliwości spełniania
przez krajową gospodarkę reguł rynku konkurencyjnego.
Kolejnym ważnym aspektem jest spojrzenie na pracę Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) z punktu widzenia dostępnych rezerw mocy (możliwość szybkiej reakcji
na wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną) i po-
trzeb bilansowych (bieżące bilansowanie produkcji i zapotrzebowania na energię elektryczną).
W tym zakresie decydującą rolę odgrywają właśnie bloki
energetyczne elektrowni systemowych, m.in. takich jak
Elektrownia Opole, Kozienice, Bełchatów, Turów, Łagisza,
Rybnik i in. Tego rodzaju źródła gwarantują prawie 90 %
pokrycie w produkcji energii elektrycznej i póki co są podstawą pracy KSE (rys. 1).
Wielkość tego wskaźnika świadczy również o tym, jak
bardzo krajowa gospodarka jest uzależniona od energetyki
węglowej i to, że wszelkie decyzje o jej przyszłości powinny
być podejmowane bez emocji, z rozwagą i w zgodzie z interesem społecznym, systemowym oraz ekologicznym.
Jaki zatem proponowany model rynku energii powinien być w Polsce?
Nie ulega wątpliwości, że dzisiejsza energetyka podlega
fundamentalnym zmianom, a z punktu widzenia perspektywy naszego kraju zmiany te rysują pożądany kierunek przebudowy energetyki oparty na zbieżnym rozwoju energetyki
konwencjonalnej, czyli energetyki węglowej oraz zdecentralizowanej energetyki odnawialnej. Należy jednak podkreślić zdecydowanie wyższe zaangażowanie w rozwój
energetyki odnawialnej.
Zatem, można przyjąć, że przebudowa krajowego systemu elektroenergetycznego będzie zmierzała w kierunku
stworzenia tzw. mixu energetycznego, z tendencją wzrostową w zakresie źródeł rozproszonych korzystających z
surowców odnawialnych – elektrownie wiatrowe i wodne,
biogazownie, ogniwa fotowoltaiczne, biorafinerie rolnicze i
in. Obecnie technologie odnawialnych źródeł energii bardzo dynamicznie rozwijają się na całym świecie, a tym samym stanowią faktyczną alternatywę dla wielkoskalowej
energetyki konwencjonalnej.
rys. 1
5
Ich rozwój jest także reakcją na konieczność spełnienia
wymagań unijnego pakietu klimatyczno-energetycznego.
Należy jednak bezwzględnie podkreślić, że słabnąca tendencja rozwojowa energetyki węglowej nie oznacza jednak
całkowitego i w sposób gwałtowny przeprowadzonego
ograniczenia wykorzystania węgla. Dalszy rozwój energetyki węglowej jest mocno uzależniony od zastosowania przede wszystkim innowacyjnych technologii ograniczających
emisję CO2, technologii odsiarczania spalin oraz stosowania
bloków na parametry nadkrytyczne. Z kolei aktywne wdrażanie innowacji do gospodarki dynamizuje procesy jej rozwoju wskutek:
- koncentracji dużych środków finansowych przeznaczonych na rozwój nauki, co pozwala tworzyć nowoczesne,
wysoko wydajne wyposażenie kadrowe i techniczne;
- silnego powiązania nauki z produkcją, rynkiem wewnętrznym i światowym, co powoduje, że podejmowane
przedsięwzięcia naukowo-badawcze nakierowane są przede wszystkim na sprostanie potrzebom rynku;
- traktowania innowacji jako procesu, którym należy
właściwie, tzn. efektywnie zarządzać na każdym poziomie
organizacji – przedsiębiorstwa, regionu, państwa czy Unii
Europejskiej.
Co zmieni technologia Smart Grid w polskim systemie
elektroenergetycznym?
Nowy etap budowy energetyki to przede wszystkim inwestycje infrastrukturalne korzystające z wysoko zaawansowanych technologii. Niewątpliwie w czołówce takich
technologii energetycznych jest rozbudowa istniejącej infrastruktury o elementy sieci inteligentnej – Smart Grid
począwszy od infrastruktury sieciowej i pomiarowej AMI
(Automated Meter Infrastructure) po aplikacje prosumenckie (prosument – odbiorca i producent energii elektrycznej). Dzisiaj możemy już uznać Smart Grid, jako kierunkową
technologię rozwoju sieci elektroenergetycznych na całym
świecie, doskonale ułatwiającą zarządzanie energetyką rozproszoną oraz umożliwiającą efektywne użytkowania energii, zwłaszcza w budownictwie, przemyśle oraz w transporcie (np. samochody z napędem elektrycznym). Wiele państw postrzega technologię inteligentnych sieci elektroener-
getycznych jako jedną z najskuteczniejszych dróg do zoptymalizowania profilu zużycia energii elektrycznej, a w szczególności możliwości zużywania energii w miejscu jej wytworzenia - zmniejszenie strat przesyłu energii elektrycznej.
Upatrują w niej również możliwość skutecznego oddziaływania na poziom bezpieczeństwa dostaw energii do odbiorców i systemowej integracji źródeł odnawialnych.
Formułowane obecnie definicje smart grid najczęściej
odwołują się do powiązania nowoczesnej automatyki, systemów sterowania i komunikacji elektronicznej z bezpieczeństwem systemu, działaniem na rzecz klienta, efektywną konkurencją, czy też ze zrównoważonym rozwojem regionu/kraju. W naszym, europejskim rozumieniu zwrot ten
obejmuje przede wszystkim:
- platformę technologiczną sieci inteligentnych, wykorzystującą najnowocześniejsze dostępne technologie i koncepcje;
- nową jakość wprowadzoną do elektroenergetycznych
struktur sieciowych;
- monitorowanie pobranej mocy i energii;
- poprawę świadomości użytkowania energii, obniżenie
jej kosztów;
- zwiększenie efektywności przepływów energii w sieci;
- zintegrowanie w systemie licznych źródeł rozproszonych;
- zwiększenie zaangażowania odbiorców w zagadnienia
rynku energii elektrycznej.
Delegacja prawna zainteresowania podsektora elektroenergetycznego technologią smart power grids znajduje
się w Dyrektywach: 2009/72/WE Parlamentu Europejskiego
i Rady w sprawie wspólnych zasad rynku wewnętrznego
energii elektrycznej i 2006/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady o efektywności końcowej wykorzystania energii i
usługach energetycznych. Obie dyrektywy zalecają podmiotom energetycznym optymalizację wykorzystania energii
elektrycznej oraz stosowanie efektywnych energetycznie
instrumentów regulacyjnych, w szczególności poprzez dostarczenie usług w zakresie zarządzania energią, rozwój
systemów bilingowych i innowacyjnych formuł cenowych
lub wprowadzenie, w stosownych przypadkach, inteligentnych systemów pomiarowych lub inteligentnych sieci. Zatem, smart power grids jest odpowiedzią, na co najmniej
kilka podstawowych dylematów krajowej i międzynarodowej gospodarki energetycznej, na które napotykają współczesne społeczeństwa. Chodzi przede wszystkim o to, czy
zachować tradycyjny, jednokierunkowy model dostawy
energii elektrycznej do odbiorcy oparty w zdecydowanej
większości na konwencjonalnych źródłach (przyjmując założenie przyszłego rozwoju tych źródeł i budowę źródeł energetyki jądrowej), czy też dopuścić decentralizację wytwarzania i zwiększyć udział w bilansie energetycznym energetyki rozproszonej, korzystając z doświadczeń niektórych
państw Unii Europejskiej (np. z doświadczeń Niemiec, Austrii) – rys. 2.
6
rys. 2
Technologia ta nabiera szczególnego znaczenia wobec
istniejącego w kraju niedoboru nowych sieci i istotnego
zdekapitalizowania istniejącej infrastruktury sieciowej w
przesyle i dystrybucji, konieczności zmniejszenia zużycia
energii oraz coraz ostrzejszych wymagań środowiskowych.
Notowane w ostatnich latach anomalie klimatyczne wielokrotnie stają się przyczyną wyłączeń odbiorców w skali znacząco wykraczającej poza pojedyncze domostwa. Jak się
okazuje skutki takich zdarzeń mogą również być skutecznie
ograniczane dzięki zastosowaniu inteligentnych sieci (ISE).
Mają temu służyć m.in. inteligentne liczniki? Konsumenci energii wątpią często w prawdziwość tych zapowiedzi…
Z deklaracji krajowych operatorów sieci dystrybucyjnych wynika zamiar zainstalowania u odbiorców w najbliższych dwóch latach ponad 300 tys. inteligentnych układów
pomiarowych. Urządzenia te stanowią jednak tylko cześć
systemu sieci inteligentnych. Instalacja nowoczesnych liczników u odbiorców to właściwie początek drogi do stworzenia systemu sieci inteligentnych. Włączenie tych inteligentnych liczników w jeden wspólny system będzie dopiero
stanowiło to rozwiązanie, na temat którego dzisiaj jest prowadzonych tak wiele dyskusji. Efekty pracy pierwszych takich instalacji będą poddane technicznej i ekonomicznej
ocenie opłacalności, co wpłynie na kierunkowe decyzje w
zakresie rozwoju projektu. Warto dodać, że rozważania
dotyczące tej technologii są prowadzone obecnie bardzo
szeroko i uwzględniają również koncepcję gazowego smart
gridu oraz opracowania systemu składającego się z inteligentnych sieci elektroenergetycznej i gazowej.
Odbiorcy energii niewiele będą mieli na ten temat do
powiedzenia?
Uważam, że nie należy w ten sposób odbierać tej nowości na rynku elektroenergetycznym. Rozwój inteligentnych sieci nie nastąpi bez udziału odbiorców energii. Oczekiwana w myśl prawa unijnego zmiana roli odbiorcy, z odbiorcy pasywnego na aktywnego została wpisana w treść
Dyrektywy 2009/72/UE. Dyrektywa ta ustanawia wspólne
zasady dotyczące wytwarzania, przesyłu, dystrybucji i dostaw energii elektrycznej oraz aktywnej roli odbiorców.
Odbiorca energii, oprócz poprawy szybkości i przejrzystości
rozliczania za zużytą energię, otrzyma bieżący dostęp do
swoich danych o zużyciu energii. W połączeniu z informacją
cenową pozwoli mu to bardziej racjonalnie i efektywnie
korzystać z energii elektrycznej. Dalsza rozbudowa funkcjonalności opomiarowania instalacji sieci domowej odbiorcy
umożliwi integrację różnych domowych urządzeń w jeden
system. Dzięki instalacji sieci domowej odbiorca uzyska
możliwość dwukierunkowej komunikacji z licznikiem energii elektrycznej. W praktyce oznacza to, że aktywni konsumenci, czyli tacy, którzy produkują i wprowadzają energię
do sieci dystrybucyjnej będą mogli zarządzać swoją generacją, wykorzystując inteligentną sieć domową i urządzenia
sterujące.
To nowatorskie podejście do aktywizacji odbiorców w
zakresie użytkowania i wytwarzania energii wymaga jednak
pracy nad poprawą ich świadomości w zakresie reagowania
na bodźce rynkowe i odpowiedniego do nich zachowania w
kwestii wykorzystania energii elektrycznej. Jest również
sprawą oczywistą, że nikt nie będzie zmuszał odbiorcy do
7
pełnego wykorzystania możliwości systemu Smart Grid. Ale
sądzę, że świadomość możliwości uzyskania przez odbiorcę
m.in. korzyści finansowych szybko zweryfikuje nastawienie
wielu z nich.
Czy naprawdę wydanie pieniędzy na te zmiany w energetyce jest zasadne?
Problem przebudowy energetyki nabiera ogromnego
znaczenia z punktu widzenia zaspokojenia zapotrzebowania na energię końcową. Prezentowana technologia sieci
inteligentnych Smart Grid i inne innowacyjne technologie
wdrażane w podsektorze elektroenergetycznym będą łagodzić niedobór kapitału inwestycyjnego, umożliwiając odroczenia w czasie realizacji niezbędnych inwestycji w nowe
moce wytwórcze oraz w sieć elektroenergetyczną. Ponadto, technologia Smart Grid będzie stanowiła podstawę rozwoju infrastruktury przyspieszającej uniwersalizację technologii wytwórczych w obszarze energetyki odnawialnej
oraz technologii rynku energii elektrycznej. Będzie także
poważnym impulsem do rozwoju generacji opartej na technologiach efektywnościowych oraz na technologiach, które
będą znaczącym wsparciem dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego i które jednocześnie będą skutecznie
ograniczać negatywne oddziaływanie na środowisko naturalne. Równie istotnym argumentem przemawiającym za
alokacją środków finansowych w proponowane nowości
jest możliwość przekształcenia konsumenta energii elektrycznej – w pełni zarządzającego poborem energii prosumenta.
Zatem, co konkretnie będzie miał z tego Kowalski i czy
rzeczywiście nie jest to nowość, która będzie służyć przede
wszystkim operatorom sieci elektroenergetycznych?
Przede wszystkim korzyści odbiorcy należy upatrywać
w możliwości redukcji zużycia energii dzięki bieżącej informacji o poziomie jej wykorzystania i wskutek tego dostosowywania swojego zachowania do optymalizowania zużycia.
Dodatkowo, dzięki możliwości uzyskiwania bieżącej informacji taryfowej o aktualnych cenach jednostkowych energii oraz dostępnych promocjach w różnych okresach czasu
będzie istniała sposobność wyboru np. pory doby, w której
proponowana cena będzie najkorzystniejsza.
Oddziaływanie na odbiorców poprzez cenę produktu
będzie miało przede wszystkim jeden bardzo ważny aspekt
– umożliwi przesunięcie części popytu na energię na okresy
czasu poza szczytem. Cecha ta będzie miała wielu beneficjentów, bowiem odbiorcy odczują ją poprzez cenę jednostkową energii elektrycznej, a u operatorów sieci i wytwórców energii ograniczy to produkcję w drogich źródłach
interwencyjnych (szczytowych). Szacuje się, że tego tytułu
poziom zmniejszenia zużycia energii elektrycznej u zainteresowanych odbiorców wyniesie 3 - 6 %.
Sieci inteligentne wpłyną również na obniżenie kosztów obsługi klienta, w szczególności ze względu na redukcję kosztów odczytów liczników, spadek reklamacji. Ograniczenie zużycia energii elektrycznej oraz obniżenie zapotrzebowania na moc w szczycie będzie miało bezpośredni związek z redukcją emisji zanieczyszczeń, w tym CO2 do atmosfery. Zatem, łatwo dostrzec korzyści ekologiczne, które będą wynikiem wdrożenia tej nowoczesnej technologii.
Należy również zaznaczyć jak duże znaczenie w racjonalnym wydatkowaniu środków inwestycyjnych będą miały
sieci inteligentne w przypadku optymalizacji nakładów inwestycyjnych na nowe moce wytwórcze oraz na sieci przesyłowe i dystrybucyjne. Przesunięcie części popytu na energię na okresy pozaszczytowe, jak i dodatkowa redukcja zużycia energii elektrycznej, doprowadzi do ograniczenia zapotrzebowania na energię w okresie szczytowym. To z kolei
umożliwi przeprowadzenie optymalizacji inwestycji w tym
zakresie, a w przypadku istniejącej infrastruktury sieciowej
dodatkowo wpłynie na ograniczenie strat technicznych. W
przypadku odbiorców zainteresowanych funkcją prosumencką Smart Grid będzie czynnikiem wspierającym rozwój generacji przydomowej, która przy odpowiednio wysokiej skali rozwoju może być istotnym narzędziem pozwalającym na uniknięcie black-out’ów.
Reasumując, warto podkreślić, że obecnie energetyka
wytwórcza i sieciowa powinna szeroko otworzyć się na innowacje, na nowe technologie. Sieci inteligentne bardzo
dobrze wpisują się w ten nurt, są przecież doskonałą ścieżką do transferu najnowszej wiedzy i technologii. Są rozwiązaniem, które może dostarczyć korzyści wielu beneficjentom. Jednak, aby tak się stało, należy równie intensywne
działania podejmować w zakresie stanowienia właściwych
regulacji prawnych i tworzenia skutecznych mechanizmów
motywujących do wchodzenia w projekty R&D. Bo w dzisiejszej rzeczywistości nie bardzo wiadomo, jaką rolę państwo przywiązuje do inwestycji i innowacji w elektroenergetycznych podsektorach, które mogłoby uczynić znaczącą
siłą napędową wzrostu gospodarczego. A przecież nie o tak
wiele chodzi – o pilne zweryfikowanie polityki energetycznej uwzględniającej nowoczesne kierunki rozwoju krajowej
energetyki. Brak tak ważnego, aktualnego dokumentu będzie stale skłaniał do stawiania wątpiących tez.
Dziękuję za rozmowę.
Rozmawiał: Włodzimierz Kaleta
Dr hab. inż. Waldemar Skomudek posiada ponad 26-letni staż pracy zawodowej w energetyce zawodowej. Pełnił w
latach 2001 – 2007 funkcje zarządcze w spółkach energetycznych województw opolskiego i dolnośląskiego, a w latach
2008 – 2010 funkcję Wiceprezesa PSE Operator S.A. w Konstacinie-Jeziornej. Ukończył m.in. studium menedżerskie
„Nowoczesne zarządzanie finansami” – WIFI Osterreich Institut w Wiedniu. Jest m.in. członkiem Zespołu Doradców Ministerstwa Gospodarki do spraw rozwiązań systemowych w sektorze energetyki, ekspertem Narodowego Centrum Badań i
Rozwoju, członkiem PKWSE CIGRE i dwóch Sekcji Komitetu Elektrotechniki PAN oraz Senior Member IEEE. Obecnie sprawuje funkcję Dziekana Wydziału Inżynierii Produkcji i Logistyki Politechniki Opolskiej.
8
ENERGIA Z ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ
Energetyka odnawialna staje się coraz powszechniejszym elementem naszej rzeczywistości. Kolektory na dachach domów, lampy fotowoltaiczne czy elektrownie wiatrowe nie budzą już takiego zdziwienia jak jeszcze dekadę
temu. Energia odnawialna staje się coraz bardziej powszechnym źródłem energii na świecie i w Europie. W
2011 r. już niemal 30 proc. (ok. 275 GW) mocy sektora
elektroenergetycznego w UE pochodziła z odnawialnych
źródeł energii OZE.
Energia słoneczna
Technologie energetyki słonecznej wykorzystują promieniowanie słoneczne do produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Energetyka słoneczna jest jednym z najszybciej
rozwijających się przemysłów na świecie.
Natężenie promieniowania słonecznego w Polsce waha
się w granicach 950 - 1250 kWh/m2. Około 80% całkowitej
rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy
sezonu wiosenno-letniego, od początku kwietnia do końca
września, przy czym czas operacji słonecznej w lecie wydłuża się do 16 godz./dzień, natomiast w zimie skraca się do 8
godzin dziennie
klimatycznej pogoda jest kapryśna, co wpływa na zmienną
ilość dni słonecznych w roku.
Kolektory słoneczne
Urządzeniami służącymi do pozyskiwania energii cieplnej z promieniowania słonecznego są kolektory słoneczne.
Służą one do konwersji fotochemicznej energii słonecznej
w ciepło użyteczne, do wykorzystania na potrzeby ogrzewania pomieszczeń (c.o.), produkcji ciepłej wody użytkowej
(c.w.u.), chłodzenia oraz wytwarzania ciepła technologicznego. Przeważnie kolektory słoneczne umieszczane są na
dachach budynków. Wg badań optymalna wartość kąta
nachylenia kolektora powinna wynosić ok. 42 - 55 st. C w
kierunku południowym.Na rynku dostępne są kolektory
płaskie i rurowe (próżniowe). Najważniejszym elementem
kolektora płaskiego jest absorber z blachy miedzianej lub
aluminiowej, rzadziej stalowej, do której przymocowane na
całej swojej długości są rury miedziane, przez które przepływa czynnik niezamarzający (glikol). Całość pokrywa warstwa wysokoselektywną, czyli taka, która posiada bardzo
wysoki współczynnik absorpcji dla promieniowania słonecznego oraz niski współczynnik emisji dla promieniowania podczerwonego. Aby uchronić absorber przed stratą
ciepła do otoczenia umieszcza się go w szczelnym "pudle"
dobrze izolowanym płytą poliuretanową lub wełną mineralną od spodu. Całość przykryta jest szybą. Drugim równie
ważnym elementem jest jego przeźroczyste pokrycie. Najczęściej używa się szyb szklanych hartowanych o niskiej
zawartości żelaza w celu zwiększenia przepuszczalności dla
promieniowania słonecznego.
Schemat budowy kolektora płaskiego.
Źródło: http://www.southface.org
Źródło: Atlas klimatu Polski pod redakcją
Haliny Lorenc, IMGW. Warszawa 2005
W skali roku w Polsce możemy liczyć na usłonecznienie
w przedziale od 1390 do 1900 godzin, w zależności od regionu. Planując inwestycje w technologie energii słonecznej
należy jednak pamiętać, że nasłonecznienie podlega wahaniom w zależności od pory dnia i roku, a w naszej strefie
Kolektory próżniowe to wysoko zaawansowany produkt
techniki solarnej. Jest do 30% sprawniejszy od kolektorów
płaskich, zwłaszcza w okresach wiosennym i jesiennozimowym. Wynika to ze zdolności kolektora próżniowego
do absorbowania promieniowania rozproszonego i ograniczonych strat ciepła dzięki próżni w rurach kolektora.
W kolektorach rurowych powierzchnia absorbująca
znajduje się wewnątrz szklanych rurek, które ze względu na
panującą w nich próżnię muszą być dodatkowo odporne na
działanie ciśnienia. Kilka rurek połączonych szeregowo lub
9
szeregowo lub równolegle tworząc moduł fotowoltaiczny.
Moduły są hermetyzowane, aby uchronić je przed korozją,
wilgocią, zanieczyszczeniami i wpływami atmosfery. Obudowy muszą być trwałe, ponieważ dla modułów fotowoltaicznych oczekuje się czasów życia przynajmniej 20 - 30 lat.
Na rynku znajduje się szeroki wachlarz modułów o różnej
wielkości pokrywający zapotrzebowanie na szybko rosnącą
ilość zastosowań fotowoltaicznych. Ogniwa, w zależności
od celu inwestycji (komercyjna, prosumencka, celu publicznego), montuje się w formie specjalnych farm (elektrowni)
solarnych lub na dachach domów mieszkalnych
(prosumpcja) i innych budynków, od strony południowej.
Schemat budowy kolektora rurowego (próżniowego).
Źródło: postcarbon.pl
częściej przez rozdzielacz tworzą kolektor słoneczny. Dużą
zaletą kolektorów próżniowych są wysokie temperatury
uzyskiwane przez czynnik grzewczy.
Ogniwa fotowoltaiczne
Ogniwa fotowoltaiczne (PV) służą do przekształcania
energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną za pomocą tzw. ogniw (baterii) słonecznych. Ogniwa
fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały, który przekształcany
jest w prąd zmienny lub bezpośrednio ładuje akumulatory.
Wykorzystuje się je w elektrowniach słonecznych, do
ogrzewania domów, w małych lampkach, zegarkach
i kalkulatorach, a przede wszystkim w przestrzeni kosmicznej, gdzie promieniowanie słoneczne jest dużo silniejsze.
Typowe ogniwo fotowoltaiczne to płytka półprzewodnikowa z krzemu krystalicznego lub polikrystalicznego,
w której została uformowana bariera potencjału, np.
w postaci złącza p-n. Grubość płytek zawiera się
w granicach 200 - 400 mikrometrów. Na przednią i tylnią
stronę płytki naniesione są metaliczne połączenia, będące
kontaktami i pozwalające płytce działać jako ogniwo fotowoltaiczne.
Pojedyncze ogniwo produkuje zazwyczaj pomiędzy 1 a 2
W, co jest niewystarczające dla większości zastosowań. Dla
uzyskania większych napięć lub prądów ogniwa łączone są
Schemat budowy ogniwa fotowoltaicznego
. Źródło: Solarpraxis AG, Berlin, Germany
System
ogniw
fotowoltaicznych
z następujących elementów:
składa
się
1. Ogniw fotowoltaicznych.
2. Kontrolera – który ma za zadanie stabilizowanie energii wychodzącej z ogniwa oraz stanowi jednocześnie system
ładujący akumulatory.
3. Akumulatorów (przy systemie off-grid).
4. Inwertera – będącego przetwornicą napięcia stałego
na napięcie zmienne sieciowe – 230V.
Przemysł fotowoltaiczny rozwija się bardzo dynamicznie
- notowany jest wzrost o 50% rocznie, a nawet więcej. Poszukiwane są nowe rozwiązania dążące do lepszych uzysków ogniw, oraz minimalizacji kosztów wytworzenia.
Energia wiatru
Energia wiatru powstaje dzięki różnicy temperatur mas
powietrza, spowodowanej nierównym nagrzewaniem się
powierzchni Ziemi. Turbina wiatrowa uzyskuje swoją moc
poprzez konwersję wiatru poprzez moment obrotowy działając na łopaty wirnika. Wytwarzając w ten sposób energię
elektryczną. Energia wiatru jest szeroko dostępna, redukuje emisję gazów cieplarnianych, gdyż zastępuje energetykę
konwencjonalną opartą na paliwach kopalnych.
Turbiny wiatrowe mogą być budowane i na lądzie, i na
wodzie (tzw. off-shore), przy czym większy uzysk energii
jest możliwy na farmach morskich oraz ich lokalizacja jest
mniej kłopotliwa dla skupisk ludzkich, jednak przyłączenie
do sieci takiej elektrowni jest bardziej skomplikowane.
Zmienność wiatru nie powoduje dużych wahań
w działaniu systemów energetycznych, o ile nie stanowi
dominującego udziału energii. Według duńskich doświadczeń zalecany udział energii wiatrowej w systemie energetycznym nie powinien przekraczać 20%. Współcześnie dostępne turbiny mają rozpiętość od kilkudziesięciu kW, po
duże kilku megawatowe urządzenia. Energia wiatrowa odgrywa coraz większą rolę w światowym bilansie energetycznym, decyduje o tym przede wszystkim rozwój dużych
farm wiatrowych.
Główny element siłowni wiatrowej to wirnik przekształcający energię wiatru w energię mechaniczną, z której
z kolei generator produkuje energię elektryczną. Osadzony
na wale wolnoobrotowym wirnik posiada zwykle trzy łopaty, wykonane ze wzmocnionego poliestrem włókna szklanego. Wirnik obraca się najczęściej z prędkością od 15 do
10
30 obrotów na minutę. Prędkość ta zostaje następnie
zwiększona przez przekładnię do 1500 obrotów na minutę.
Przekładania połączona jest z wałem szybkoobrotowym,
a ten z kolei z generatorem. Generator, przekładnia,
a także monitorujący siłownię system sterowania oraz układy smarowania, chłodzenia i hamulec umieszczone są
w gondoli, zamocowanej wraz z wirnikiem na stalowej wieży o wysokości od 30 do 100 m. Na szczycie wieży znajduje
się silnik i przekładnia zębata, których zadaniem jest obracanie wirnika i gondoli w kierunku wiatru.
wysokości. Pomiar wiatru (zalecany 12 – miesięczny) dokonywany jest za pomocą masztu pomiarowego o określonej
wysokości.
Źródło: Atlas klimatu Polski pod redakcją
Haliny Lorenc, IMGW. Warszawa 2005
Schemat budowy turbiny wiatrowej.
Źródło: energiazwiatru.w.interia.pl
Najbardziej istotną cechą energii wiatrowej jest jej duża
zmienność, zarówno w przestrzeni jak i w czasie. Zmienność wiatru w czasie dotyczy bardzo szerokiej skali czasu od sekund do lat, z tego powodu wyróżniono różne rodzaje
zmienności wiatru w czasie: wieloletnia, roczna, dobowa,
synoptyczna. Elektrownie wiatrowe wykorzystują moc wiatru w zakresie jego prędkości od 4 do 25 m/s. Przy prędkości wiatru mniejszej od 4 m/s moc wiatru jest niewielka,
a przy prędkościach powyżej 25 m/s ze względów bezpieczeństwa elektrownia jest zatrzymywana.
Wydajność siłowni wiatrowych w dużej mierze zależna
jest od ich lokalizacji w terenie. Na wydajność siłowni zasadniczy wpływ ma ukształtowanie terenu (podłużne wzgórza, pojedyncze wzgórza i góry, skarpy zagłębienia, przełęcze), przeszkody (budynki, drzewa). Płaski obszar porośnięty trawą jest typowym przykładem terenu o jednolitej
szorstkości. Na tym obszarze prędkość wiatru na wybranej
wysokości jest prawie jednakowa. Przeszkody terenowe
(budynki, rzędy drzew, pojedyncze drzewa), znajdujące się
na drodze przesuwających się mas powietrza, powodują
gwałtowne zmniejszenie prędkości wiatru i wzrost turbulencji w jej pobliżu. Zaburzenie w przepływie wywołane
przeszkodą ma niezwykle negatywny wpływ na trwałość
i żywotność konstrukcji elektrowni, aczkolwiek współczesne obiekty charakteryzują się wysoką niezawodnością
i trwałością.
Podstawą budowy elektrowni wiatrowej jest rzetelny
audyt wietrzności. Jest to badanie określające, jaką minimalną ilość energii może wyprodukować dane urządzenie,
w danym miejscu, umieszczone na maszcie o określonej
Małe Elektrownie Wiatrowe
Są, to elektrownie wiatrowe o mocy 0,5 kW do 20 kW.
W odróżnieniu od dużych turbin wiatrowych mogą być stosowane tam, gdzie panują mniej korzystne warunki wiatrowe. Nie potrzebują znacznej ilości niezabudowanego terenu, nie emitują też uciążliwego szumu, jaki wytwarzają końcówki łopat dużych generatorów. Mogą być instalowane
w miastach na słupach oświetleniowych oraz na dachach
budynków.
Małe elektrownie wiatrowe znajdują szerokie zastosowanie do zasilania samodzielnych systemów telekomunikacyjnych i nawigacyjnych, gospodarstw oraz domów letniskowych, niewielkich osad ludzkich, pompowni i stacji odsalania wody morskiej, nawadniania, oświetlenia wolnostojących obiektów oraz wielu innych systemów odległych od
sieci energetycznej. Małe elektrownie wiatrowe często
11
współpracują w systemach hybrydowych z modułami fotowoltaicznymi lub generatorami dieslowskimi, co pozwala
na niezawodne i optymalne zaspokojenie zapotrzebowania
na energię. W przypadku MEW pomiar wiatru przeprowadza się w miejscu wybranym pod lokalizację małej turbiny
wiatrowej. Pomiar trwa nie krócej niż trzy miesiące
i zostaje zakończony, jeżeli wyniki są zgodne z ogólną tendencją warunków wiatrowych danego obszaru.
Energia wody
Energetyka wodna to pozyskiwanie energii wód
i przekształcenie jej na energię mechaniczną przy użyciu
turbin wodnych, a następnie na energię elektryczną dzięki
hydrogeneratorom. Obecnie hydroenergetyka zajmuje się
głównie wykorzystaniem wód o dużym natężeniu przepływu i znacznej różnicy poziomów. Uzyskuje się to poprzez
spiętrzenie górnego poziomu wody. Aby osiągnąć takie warunki, wybór odpowiedniej lokalizacji pod elektrownię
wodną jest kluczową sprawą. Jednak w Europie i w Polsce,
większość lokalizacji o preferencyjnych warunkach do budowy dużych elektrowni wodnych, w których energia magazynowana jest w postaci spiętrzonej wody w zbiornikach
retencyjnych, już została wykorzystana.
Elektrownie wodne wykorzystujące wody śródlądowe ze względu na sposób odprowadzania wody do turbin dzieli
się na:
Elektrownie przepływowe - przetwarzają bezpośrednio
w turbinach energię kinetyczną przepływającą w rzece wody. Ich moc uzależniona jest od ilości przepływającej wody.
Brak jest w nich zbiornika gromadzącego wodę.
nego do górnego, (co powoduje stratę pewnej części energii). Natomiast w okresie większego zapotrzebowania energia wyzwalana jest przez spuszczenie wody ze zbiornika
górnego do dolnego, która napędza turbiny. Elektrownie te
skutecznym akumulatorem o ogromnej pojemności
Małe elektrownie wodne
Z powodu niekorzystnych warunków rozwoju dużych
elektrowni wodnych rozwój energetyki wodnej w Polsce
w najbliższych latach będzie należał do tzw. Małych Elektrowni Wodnych (MEW), które mogą wykorzystywać potencjał niewielkich rzek, rolniczych zbiorników retencyjnych, systemów nawadniających, wodociągowych, kanalizacyjnych i kanałów przerzutowych.. Według przyjętej nomenklatury są to elektrownie o mocy zainstalowanej nie
większej niż 5 MW. Zalety Małych elektrowni wodnych to:
 nie zanieczyszczają środowiska i mogą być instalowane
w licznych miejscach na małych ciekach wodnych
 są elementem regulacji stosunków wodnych
 poprawiają jakość wody poprzez oczyszczanie mechaniczne na kratach wlotowych do turbin pływających zanieczyszczeń oraz zwiększają natlenienie wody, co poprawia ich zdolność do samooczyszczania biologicznego.
 są zazwyczaj dobrze wkomponowane w krajobraz
 mogą być wykorzystywane do celów przeciwpożarowych, rolniczych, małych zakładów przetwórstwa rolnego, melioracji, rekreacji, sportów wodnych oraz pozyskiwania wody pitnej
Elektrownie regulacyjne (zbiornikowe) – wyrównują
sezonowe różnice w ilości płynącej wody dzięki zastosowaniu zbiornika wodnego umieszczonego przed elektrownią.
Mogą mieć one charakter retencyjny (wyrównują poziom
rzeki poniżej zapory).
 mogą być zaprojektowane i wybudowane w ciągu 1-2
Elektrownie szczytowo-pompowe - służą głównie do
magazynowania energii elektrycznej wyprodukowanej
w inny sposób. Elektrownia taka znajduje się pomiędzy
dwoma zbiornikami wodnymi - górnym i dolnym. Umożliwiają one kumulowanie energii w okresie małego zapotrzebowania na nią przez pompowanie wody ze zbiornika dol-
 wymagają nielicznego personelu i mogą być sterowanie
lat, wyposażenie jest dostępne
a technologia dobrze opanowana
powszechnie,
 prostota techniczna powoduje wysoką niezawodność
i długą żywotność oraz niskie nakłady inwestycyjne
zdalnie
 rozproszenie w terenie skraca odległości przesyłu energii
i zmniejsza związane z tym koszty
Energia geotermalna
Energia geotermalna polega na wykorzystaniu energii
cieplnej ziemi do produkcji energii cieplnej i elektrycznej.
Uzyskiwana jest ona poprzez odwierty do naturalnie gorących wód podziemnych.
Niskotemperaturowe zasoby geotermalne używane są
do zmniejszenia zapotrzebowania na energię poprzez wykorzystywanie w bezpośrednim ogrzewaniu domów, fabryk, szklarni lub mogą być wykorzystywane w pompach
ciepła, czyli urządzeniach, które pobierają ciepło z ziemi na
płytkiej głębokości i uwalniają je wewnątrz domów
w celach grzewczych. Źródła o wysokiej temperaturze wykorzystywane są w specjalnych instalacjach do produkcji
energii elektrycznej, a także ciepła.
Schematy różnych typów elektrowni wodnych
Źródło: http://www.uwm.edu.pl
Energia geotermalna w Polsce jest konkurencyjna pod
12
względem ekologicznym i ekonomicznym w stosunku do
pozostałych źródeł energii, posiadamy stosunkowo duże
zasoby energii geotermalnej, możliwe do wykorzystania dla
celów grzewczych. W Polsce wody wypełniające porowate
skały występują na ogół na głębokościach od 700 do 3000
m i mają temperaturę od 20 do 100 stopni C. Bardzo ważny
jest fakt, iż w Polsce regiony o optymalnych warunkach
geotermalnych w dużym stopniu pokrywają się z obszarami
o dużym zagęszczeniu aglomeracji miejskich i wiejskich,
obszarami silnie uprzemysłowionymi oraz rejonami intensywnych upraw rolniczych i warzywniczych.
Źródła energii geotermalnej ze względu na stan skupienia nośnika ciepła i jego wysokość temperatury można podzielić na następujące grupy:
 grunty i skały do głębokości 2500 m, z których ciepło
pobiera się za pomocą pomp ciepła,
 wody gruntowe jako dolne źródło ciepła dla pomp grzejnych,
 wody gorące, wydobywane za pomocą głębokich odwiertów eksploatacyjnych,
 para wodna wydobywana za pomocą odwiertów, mająca
zastosowanie do produkcji energii elektrycznej,
 pokłady solne, z których energia odbierana jest za pomocą solanki lub cieczy obojętnych wobec soli,
 gorące skały, gdzie woda pod dużym ciśnieniem cyrkuluje przez porowatą strukturę skalną.
W przypadku instalacji geotermalnych, wykorzystujących zasoby głębokich poziomów wodonośnych barierą
w rozpowszechnieniu, są wysokie koszty inwestycji, a także
ryzyko niepowodzenia, jakie wciąż towarzyszy pracom poszukiwawczym. Informacje na temat wód termalnych
w Polsce pochodzą głównie z obserwacji hydrogeologicznych prowadzonych w głębokich otworach wiertniczych
wykonywanych w okresie ostatnich kilkudziesięciu lat
głównie w celu poszukiwania ropy naftowej i gazu ziemnego.
Pompy ciepła
W ostatnich latach wzrasta liczba instalacji wykorzystujących pompy ciepła w celu zaspokojenia potrzeb cieplnych. Pompa ciepła umożliwia wykorzystanie energii cieplnej ze źródeł o niskich temperaturach. Jej rola polega na
pobieraniu ciepła ze źródła o niższej temperaturze (tzw.
źródła dolnego) i przekazywaniu go do źródła o temperaturze wyższej (tzw. źródła górnego). Pompy ciepła wykorzystują ciepło niskotemperaturowe (o niskiej energii) (w
praktyce 0°C - 60°C), trudne do innego praktycznego wykorzystania.
Najczęstszym wariantem zastosowania pompy ciepła
w Polsce jest wykorzystanie ciepła gruntu poprzez tzw. kolektor
gruntowy
(kolektor
ziemny).
Możemy wyróżnić pompy ciepła z poziomym oaz pionowym gruntowym wymiennikiem ciepła.
Poziome wymienniki ciepła (kolektory poziome) – ułożone są na głębokości ok. 1,0 - 1,6 m gdzie temperatura zmienia się wprawdzie w ciągu roku, ale jej dobowe wahania są
minimalne. Na tym poziomie temperatura wynosi
w naszym klimacie w lipcu +17°C, a w styczniu +5°C. Ułożony w ziemi kolektor poziomy w żaden sposób nie zakłóca
wegetacji roślin tam rosnących. Najwięcej ciepła można
odebrać układając kolektory w wilgotnej glebie. Charakteryzuje się łatwością wykonania i niskim kosztem, jednak
wymaga dużej powierzchni gruntu.
Uproszczony schemat funkcjonowania sprężarkowej
pompy ciepła. Źródło: www.muratorplus.pl
Mapa strumienia cieplnego dla obszaru Polski. Źródło: www.pig.gov.pl (J. Szewczyk, D. Gientka, PIG 2009)
Obszary podwyższonych wartości strumienia, oznaczone na mapie kolorem czerwonym, posiadają największe perspektywy dla pozyskiwania energii geotermalnej.
Pionowy wymiennik ciepła (sonda pionowa) - ułożony
w odwiercie wymiennik pionowy stanowi zamknięty obieg,
w którym cyrkuluje niezamarzający roztwór glikol-woda.
Pobrane ciepło jest zamieniane przez pompę ciepła na
energię. Zajmuje on małą powierzchnię gruntu jednak wadą są wysokie koszty odwiertu.
13
Dolne źródło ciepła dostarcza do parownika pompy ciepła energię niezbędną do zmiany stanu skupienia czynnika
roboczego. Czynnik roboczy odparowuje pobierając ciepło
od źródła dolnego, a następnie jest sprężany. Sprężanie
powoduje wzrost ciśnienia i temperatury czynnika roboczego. Kolejno w skraplaczu ma miejsce skroplenie czynnika
(schłodzenie) i oddanie ciepła użytecznego (np. do ogrzewania pomieszczeń). Zawór rozprężający następnie rozpręża czynnik, czemu towarzyszy obniżenie jego ciśnienia
i temperatury, po czym jest on ponownie kierowany do
parownika zamykając obieg. Pompy ciepła mogą wykorzystywać również ciepło pochodzące z wód gruntowych oraz
powierzchniowych, a także z powietrza atmosferycznego.
Biogaz
Biogaz jest to mieszanina gazów, głównie metanu i dwutlenku węgla, który powstaje podczas rozkładania przez
mikroorganizmy złożonych związków organicznych, takich
jak węglowodory, białka i tłuszcze, zawarte w biomasie roślinnej i zwierzęcej. Proces fermentacji metanowej przebiega w wielu naturalnych obszarach: dnach zbiorników wodnych, na polach ryżowych, w przewodach pokarmowych
przeżuwaczy, w składowanych odchodach zwierzęcych i
odpadach. Może także powstawać w kontrolowanych warunkach w urządzeniach zwanych biogazowniami. Ze względu na lokalizację i podstawowe substraty wyróżnia się biogazownie: rolnicze, na składowiskach odpadów i w oczyszczalniach ścieków. Ważne jest również to, że odnawialne
źródła energii w postaci instalacji biogazowych mogą powstawać na obszarach Natura 2000, nie stanowiąc zagrożenia dla środowiska. Szacuje się, że w Polsce może zostać
wytworzone ok. 1,7 mld m3 biogazu rocznie. Taka ilość biogazu po oczyszczeniu mogłaby pokryć ok. 10% zapotrzebowania na gaz lub w całości zabezpieczyć potrzeby odbiorców z terenów wiejskich oraz dostarczyć dodatkowo 125
tys. MWhe (energii elektrycznej) i 200 tys. MWhc (energii
cieplnej). Nie bez znaczenia jest fakt, że biogazownie rolnicze wpłyną na wzrost dochodów rolników poprzez wykorzystanie pozostałości przemysłu rolno-spożywczego.
Do produkcji biogazu może być wykorzystywana biomasa różnego pochodzenia, o ile zawiera węglowodany, białka, tłuszcze, celulozę i hemicelulozę jako główne składniki i
musi ona zawierać minimum 30% udziału substancji organicznej. Natomiast lignina, główny składnik drewna, nie jest
dobrym substratem do produkcji biogazu, ponieważ jej
proces rozkładu zachodzi bardzo powoli. W biogazowniach
może być wykorzystana materia organiczna w postaci: ro-
ślin lub ich części, odchody zwierząt, odpady z ubojni, odpady organiczne a także osady ściekowe.
Do przeprowadzenia wstępnych rachunków związanych
z produkcją biogazu, można wykorzystać bezpłatne proste
narzędzie kalkulacyjne do oszacowania wielkości produkcji
biogazu, wysokości nakładów inwestycyjnych w projekcie
biogazowym oraz ekonomiki projektu biogazowego,
z uwzględnieniem produktywności biogazu, przygotowane
przez Mazowiecką Agencję Energetyczną i dostępne na
stronie: http://www.mae.com.pl/biogaz.
Biomasa
Biomasa jest głownie wykorzystywana jako paliwo do
spalania i współspalania w celu wytwarzania energii elektrycznej oraz ciepła oraz podgrzewania wody użytkowej.
Najbardziej popularną rośliną energetyczną uprawianą w
Polsce jest wierzba krzewiasta (Salix viminalis). Kolejną pod
względem ilości upraw jest miskantus olbrzymi oraz ślazowiec pensylwański. Należy zwrócić również uwagę na uprawę topoli, która może być traktowana jako roślina energetyczna. Biomasę dzieli się na: biomasa pochodzenia leśnego, pochodzenia rolnego oraz odpady organiczne
(bioodpady).
Sposoby konwersji biomasy, czyli jej przetwarzania na
potrzeby energetyczne to: spalanie bezpośrednie, piroliza,
gazyfikacja, fermentacja alkoholowa, synteza metanolu,
estryfikacja olejów roślinnych. Różnorodność form, w jakich występuje biomasa, zarówno na plantacjach celowych
jak i w stanie naturalnym lub półnaturalnym, powoduje
konieczność sięgania po szeroką gamę urządzeń pomocnych w jej pozyskaniu i przetworzeniu. Według R. Gajewskiego, Prezesa Polskiej Izby Biomasy - podstawowe zasady
wykorzystania biomasy są następujące:
 Biomasa jest typowym lokalnym paliwem i powinna byś
zagospodarowana w miejscu jej występowania i przetwarzania dlatego należy szczególnie zwracać uwagę w
wyborze instalacji ( kotłownia, biogazownia) na jej dostępność.
 Biopaliwa powinny być dostarczane z odległości nie
większej niż 60 km.
 Podstawowym źródłem biomasy powinny być uprawy
roślin wieloletnich. Odpady z przetwórstwa rolnego, leśnego i przemysłowego powinny stanowić jedynie uzupełnienie produkcji na plantacjach roślin wieloletnich.
 Powinniśmy stosować paliwa o możliwie najmniejszym
stopniu przetworzenia.
 Zainstalowany w kotłowni kocioł powinien być przystosowany do jednego, wybranego przez użytkownika typu
paliwa biomasowego.
W artykule wykorzystano
www.mae.com.pl
Schemat wytwarzania biogazu.
Źródło: www.zielona-energia.ews21.pl
14
informacje
ze
strony
ODNAWIALNA ENERGIA
W INTELIGENTNYCH SIECIACH
Rozwój wykorzystania odnawialnych źródeł energii
(OZE) w Polsce jest postrzegany głównie jako działanie
zmniejszające obciążenie środowiska oraz zwiększające
bezpieczeństwo energetyczne kraju. Ma to szczególne
znaczenie w sytuacji, gdy polska elektroenergetyka oparta jest w około 90 % na węglu, w związku z czym zdywersyfikowanie źródeł wytwarzania energii elektrycznej jest
niezwykle istotne. Rozwój energetyki odnawialnej opierać się powinien na generacji rozproszonej, która jednocześnie przyczynia się do zmniejszenia strat związanych z
przesyłem energii, a tym samym istotnie poprawia bezpieczeństwo energetyczne i redukuje emisję gazów cieplarnianych.
Dokumenty strategiczne i zobowiązania UE
Aktualnym dokumentem strategicznym w zakresie rozwoju energetyki państwa jest Polityka energetyczna Polski
do 2030 r., uchwalona przez Radę Ministrów w dniu 10 listopada 2009 r. Jednym z priorytetów tej strategii jest zapewnienie osiągnięcia przez Polskę w 2020 r. co najmniej
15% udziału energii z odnawialnych źródeł w zużyciu energii finalnej brutto. Zobowiązanie osiągnięcia powyższego
celu wynika bezpośrednio z dyrektywy 2009/28/WE w
sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych. Minister Gospodarki opracowuje politykę energetyczną państwa co 5 lat, a w kolejnej perspektywie dokument ten ma uwzględniać zmiany w kierunkach promowania rozwoju wykorzystania OZE, wypracowane w ustawie o
odnawialnych źródłach energii. Zasadnicza transpozycja
postanowień dyrektywy 2009/28/WE do polskiego porządku prawnego ma być przeprowadzona poprzez opracowywaną ustawę o odnawialnych źródłach energii. Celem tej
regulacji jest doprowadzenie do przyspieszenia wykorzystania odnawialnych źródeł energii i wypełnienia obowiązku
osiągnięcia celów pośrednich, kształtujących się w poszczególnych latach na poziomie:
 9,54% udziału energii z OZE do 2014 r.,
 10,71% udziału energii z OZE do 2016 r.
 12,27% udziału energii z OZE do 2018 r.
W ramach realizacji zobowiązań zawartych w tej dyrektywie Rada Ministrów, w dniu 6 grudnia 2010 r., przyjęła
„Krajowy plan działania w zakresie energii ze źródeł odnawialnych” (KPD), który określa krajowe cele w zakresie
udziału energii ze źródeł odnawialnych zużyte w sektorze
transportowym, sektorze energii elektrycznej, sektorze
ogrzewania i chłodzenia do 2020 r. W KPD przyjęto, iż osią-
gnięcie powyższego celu oparte będzie o dwa filary zasobów dostępnych i możliwych do wykorzystania w Polsce, tj.
poprzez wzrost wytwarzania energii elektrycznej z generacji wiatrowej oraz większe wykorzystanie energetyczne biomasy. Osiągnięcie tego celu będzie możliwe jedynie pod
warunkiem zapewnienia zrównoważonego rozwoju wykorzystywania odnawialnych źródeł energii. Rozwój tych źródeł powinien bowiem następować z uwzględnieniem nie
tylko zobowiązań Polski w zakresie zapewnienia odpowiedniego udziału energii z OZE w zużyciu energii ogółem, ale
także następować z uwzględnieniem uwarunkowań w zakresie ochrony środowiska, jak również nie może pociągać
za sobą negatywnych skutków dla gospodarki, w tym dla
zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego kraju.
Zgodnie z Uzasadnieniem do ustawy o OZE rozwój ten
powinien następować w sposób zapewniający uwzględnienie nie tylko interesów przedsiębiorców działających w sektorze energetyki odnawialnej, ale także innych podmiotów,
na których rozwój tej energetyki będzie miał wpływ, w
szczególności odbiorców energii, podmiotów prowadzących działalność w sektorze rolnictwa czy też gminy na terenie których powstawać będą odnawialne źródła energii.
Jednocześnie polityka klimatyczno-energetyczna przyjęta
we wszystkich krajach Unii Europejskiej jako podstawa rozwoju sektora energetycznego i całej gospodarki, nakłada na
państwa członkowskie szereg celów i konkretnych zadań
dla jej realizacji. Sytuacja, w której znajduje się Polska jest
szczególna ze względu na historycznie uwarunkowaną specyfikę branży energetycznej opartej na paliwach kopalnych.
Stan realizacji poszczególnych zadań niezbędnych do
wdrożenia polityki opartej na uwzględnieniu kosztów środowiskowych wysokoemisyjnych gałęzi gospodarki, wymagają systemowych i skoordynowanych działań. Specyfika
rozwoju odnawialnych źródeł energii wiąże się więc z koniecznością zintegrowania i zsynchronizowania szeregu
działań znajdujących się w sferze zainteresowania wielu
organów (w szczególności Ministra Gospodarki, Ministra
Środowiska, Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej oraz Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi). Konieczne jest także określenie szczegółowych działań służących rozwojowi energetyki odnawialnej, w tym dotyczących
poszczególnych technologii OZE, m.in. energetyki wiatrowej na lądzie oraz na morzu w wyłącznej strefie ekonomicznej, energetyki biogazowej, energetyki wodnej, kolektorów
słonecznych, fotowoltaiki, a także pomp ciepła. Do chwili
obecnej nie ma w Polsce dedykowanego aktu prawnego
rangi ustawowej, który dotyczyłby wyłącznie szeroko pojętej problematyki energetyki odnawialnej. Skala wyzwań
wiążących się z rozwojem wykorzystania odnawialnych źródeł energii wskazuje na potrzebę uchwalenia takiej ustawy.
15
Na uwagę zasługuje fakt, że wśród państw liderów Unii Europejskich w zakresie wykorzystania OZE zdecydowana
większość uchwaliła dedykowaną ustawę umożliwiającą
zagwarantowanie trwałego rozwoju gospodarki energetycznej opartej o wykorzystanie zasobów OZE w kontekście
ochrony klimatu i środowiska.
Cele nowych regulacji
Celem projektowanej ustawy jest:
 zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego i ochrony
środowiska, między innymi w wyniku efektywnego wykorzystania odnawialnych źródeł energii,
 racjonalne wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii, uwzględniające realizację długofalowej polityki rozwoju gospodarczego Rzeczypospolitej Polskiej,
 wypełnienie zobowiązań wynikających z zawartych
umów międzynarodowych, oraz podnoszenie innowacyjności i konkurencyjności gospodarki Rzeczypospolitej
Polskiej,
 kształtowanie mechanizmów i instrumentów wspierających wytwarzanie energii elektrycznej, ciepła lub chłodu,
lub biogazu rolniczego w instalacjach odnawialnych źródeł energii,
 wypracowanie optymalnego i zrównoważonego zaopatrzenia odbiorców końcowych w energię elektryczną,
ciepło lub chłód, lub w biogaz rolniczy z instalacji odnawialnych źródeł energii,
 tworzenie innowacyjnych rozwiązań w zakresie wytwarzania energii elektrycznej, ciepła lub chłodu, lub biogazu
rolniczego w instalacjach odnawialnych źródeł energii,
 tworzenie nowych miejsc pracy w wyniku przyrostu liczby oddawanych do użytkowania nowych instalacji odnawialnych źródeł energii,
 zapewnienie wykorzystania na cele energetyczne produktów ubocznych i pozostałości z rolnictwa oraz przemysłu wykorzystującego surowce rolnicze.
Ważnym efektem wdrożenia projektu ustawy o OZE będzie wdrożenie jednolitego i czytelnego systemu wsparcia
dla producentów zielonej energii, który stanowić będzie
wystarczającą zachętę inwestycyjną dla budowy nowych
jednostek wytwórczych, ze szczególnym uwzględnieniem
generacji rozproszonej opartej o lokalne zasoby OZE. Podstawową potrzebą i celem uchwalenia ustawy o odnawialnych źródłach energii jest wyodrębnienie i usystematyzowanie mechanizmów wsparcia dla energii z OZE zawartych
w przepisach ustawy z dnia 10 kwietnia 1997 r. – Prawo
energetyczne.
Według nowych przepisów wsparcie energii wytworzonej z OZE, ma być zróżnicowane w zależności od nośnika
energii odnawialnej, zainstalowanej mocy urządzeń generujących energię oraz daty włączenia do eksploatacji lub
modernizacji. Przedstawione zasady mają wesprzeć rozwój
rozproszonych mocy wykorzystujących odnawialne źródła
energii, a także zmniejszyć koszty dla odbiorcy końcowego.
Promocja stosowania energii z OZE stanowi jeden z
trwałych i kluczowych priorytetów wyznaczonych w polityce energetycznej UE, a jego realizacja uwzględnia kryteria
zrównoważonego rozwoju. Osiągnięcie celów dyrektywy
2009/28/WE winno nastąpić przy zastosowaniu najbardziej
efektywnych sposobów wsparcia promocji stosowania
energii z OZE. Promocja rozwoju energii z OZE wymaga dobrze funkcjonującego rynku wewnętrznego energii elektrycznej, tak aby ustanowiony system wsparcia dostarczał
producentom energii z OZE zachęt inwestycyjnych wystarczających do podjęcia pozytywnej decyzji dotyczącej budowy nowych mocy wytwórczych.
Przyłączenie OZE do Sieci
Przyłączenie instalacji odnawialnego źródła energii do
sieci elektroenergetycznej przesyłowej lub sieci elektroenergetycznej dystrybucyjnej, lub do sieci gazowej dystrybucyjnej odbywa się na zasadach i w trybie określonym w rozdziale 1 i 2 działu II ustawy – Prawo energetyczne w odniesieniu do instalacji odnawialnego źródła energii służącej do
wytwarzania energii elektrycznej, ciepła lub chłodu z odnawialnych źródeł energii i wytwarzania energii elektrycznej,
ciepła lub chłodu z biogazu rolniczego albo w rozdziale 1
działu II ustawy – Prawo gazowe w odniesieniu do instalacji
odnawialnego źródła energii służącej do wytwarzania biogazu rolniczego. Zgodnie z zapisami tego rozdziału, przedsiębiorstwo energetyczne wykonujące działalność gospodarczą w zakresie przesyłania lub dystrybucji energii elektrycznej jest obowiązane do przyłączenia instalacji odnawialnego źródła energii do sieci, z zachowaniem pierwszeństwa w przyłączeniu instalacji odnawialnego źródła energii
przed instalacją niestanowiącą instalacji odnawialnego źródła energii, jeżeli istnieją techniczne i ekonomiczne warunki
przyłączenia do sieci.
Przyłączanie urządzeń lub instalacji do sieci elektroenergetycznych odbywa się na wniosek podmiotu ubiegającego
się o przyłączenie, który podmiot składa do przedsiębiorstwa energetycznego zajmującego się przesyłaniem lub
dystrybucją energii elektrycznej, do którego sieci ubiega się
16
o przyłączenie. W procesie przyłączania rozróżnić można
jego główne etapy:
 wnioskowane wszystkie przyłączenia obiektów będące w
różnej fazie planistycznej, również w fazie ekspertyz wykonywanych przez inne podmioty, jakie wpłynęły do OSD
i OSP w analizowanym horyzoncie czasowym.
· rozpatrzenie możliwości przyłączenia do sieci;
· realizacja prac związanych z przyłączeniem;
· przyłączenie (odbiór, testy).
Rozpatrzenie możliwości przyłączenia źródła do sieci,
zgodnie z obowiązującymi regulacjami prawnymi związane
jest z:
1. złożeniem wniosku o określenie warunków przyłączenia do sieci przez Zainteresowany podmiot i wniesienie zaliczki;
2. przygotowaniem ekspertyzy wpływu przyłączenia badanego źródła na Krajową Sieć Elektroenergetyczną (KSE);
3. opracowaniem i wydaniem warunków przyłączenia
wraz z projektem umowy o przyłączenie lub odmową ich
wydania;
4. negocjacją umowy o przyłączenie;
5. zawarciem umowy o przyłączenie.
System wnioskowy ubiegania się o przyłączenie urządzeń i instalacji do sieci elektroenergetycznej zakłada, że
przy rozpatrywaniu danego wniosku o określenie warunków przyłączenia, w przygotowywanej ekspertyzie wpływu
jego przyłączenia na KSE, uwzględnia się pozytywnie wcześniej rozpatrzone wnioski dla innych źródeł. Przygotowanie
projektu warunków przyłączenia jest poprzedzone wykonaniem ekspertyzy wpływu przyłączenia wnioskowanego
obiektu na pracę systemu elektroenergetycznego w oparciu o założenia określone przez to przedsiębiorstwo
uprzednio uzgodnione z właściwym operatorem systemu
elektroenergetycznego. Wyniki z opracowanej ekspertyzy
stanowią materiał pomocniczy dla właściwego operatora
do wydania warunków przyłączenia bądź odmowy ich wydania, w których jednym z zasadniczych postanowień jest
określenie zakresu niezbędnych zmian w sieci
(przeprowadzenie jej rozbudowy lub modernizacji) wynikających z planowanego przyłączenia wnioskowanego obiektu do sieci. Zakres rozbudowy w przypadku przyłączania do
sieci zamkniętej w wielu przypadkach może dotyczyć sieci
będącej własnością różnych podmiotów i zarządzaną przez
różnych operatorów.
Obowiązki Operatorów
Zasadniczą preferencją instalacji OZE względem jednostek zasilanych paliwem kopalnym będzie regulacja stanowiąca, że przedsiębiorstwo energetyczne wykonujące działalność gospodarczą w zakresie przesyłania lub dystrybucji
energii elektrycznej jest obowiązane do zawarcia umowy o
przyłączenie z podmiotem ubiegającym się o przyłączenie,
na zasadzie równoprawnego traktowania, z zachowaniem
pierwszeństwa instalacji odnawialnego źródła energii przed
instalacjami niestanowiącymi instalacji odnawialnych źródeł energii, jeżeli realizacja przyłączenia do sieci spełnia
warunki techniczne i ekonomiczne przyłączenia, a żądający
zawarcia umowy akceptuje warunki przyłączenia. Kolejną
odrębnością proceduralną dla instalacji OZE jest zapis, że
przedsiębiorstwo energetyczne zobowiązane jest także do
określenia lub uwzględnienia w warunkach przyłączenia
harmonogramu przyłączenia uwzględniającego harmonogram etapów realizacji rozbudowy sieci oraz zestawienia
planowanych prac i przewidywanych kosztów związanych z
realizacją przyłączenia. Jednocześnie w wypadku braku warunków technicznych przyłączenia w terminie proponowanym przez podmiot ubiegający się o przyłączenie, przedsiębiorstwo energetyczne wskazuje planowany termin wykonania niezbędnej rozbudowy lub modernizacji sieci i proponuje najbliższy możliwy termin przyłączenia po wykonaniu
rozbudowy lub modernizacji sieci, podając szczegółowo
uzasadnienie tego terminu.
Niezależnie od powyższego, jeżeli brak jest warunków
technicznych lub ekonomicznych przyłączenia w zakresie
całej mocy przyłączeniowej objętej wnioskiem o przyłączenie, właściwe do przyłączenia przedsiębiorstwo energetyczne za zgodą podmiotu ubiegającego się o przyłączenie może wydać warunki przyłączenia na taką moc, dla jakiej są
spełnione te warunki.
Istotnym odstępstwem od generalnych zasad ustanowionych w ustawie – Prawo energetyczne jest, że w wypadku istnienia warunków technicznych przyłączenia jedynie z
czasowymi ograniczeniami wytwarzania energii w stanach
remontowych lub awaryjnych sieci, przedsiębiorstwo energetyczne za zgodą podmiotu ubiegającego się o przyłączenie, wydaje warunki przyłączenia, przewidujące zastosowanie powyższych ograniczeń, określając jednocześnie harmonogram ewentualnych prac służących ich likwidacji.
Do obowiązków operatorów należy skoordynowane
wprowadzenie zmian w sieci wynikające z wnioskowanego
przyłączenia. Model sieciowy (systemowy) używany w toku
wykonywania ekspertyzy powinien uwzględniać wszystkie
zmiany jakie planuje się do wprowadzenia do analizowanego obszaru sieci (systemu) w określonym horyzoncie czasowym. Ocenie zatem podlegają:
 zmiany, jakie planuje przedsiębiorstwo sieciowe zgodnie
ze swoim planem rozwoju sieci opracowanym i uzgodnionym w trybie wynikającym z prawa energetycznego,
17
ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII
W PLANOWANIU ENERGETYCZNYM
Rozwój energetyki odnawialnej, szczególnie tej małoskalowej, stymulowany jest nie tylko przez europejską politykę energetyczno-klimatyczną, dyrektywy i wdrażające je
ustawodawstwo krajowe, ale w skali lokalnej powinien być
także wynikiem właściwego podejścia i działań samorządu
gminnego, w szczególności planistycznych. Jednym z elementów jest odpowiednio opracowana strategia i założenia do gminnego planu zaopatrzenia w energię.
OZE – korzyści dla gminy
Ustawa Prawo energetyczne z dnia 10 kwietnia 1997
roku uznała, że do zadań własnych gminy należy planowanie i organizacja zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną
i paliwa gazowe na obszarze gminy. Ustawa nałożyła także
na władze gminne obowiązek opracowania projektu założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i
paliwa gazowe. Powinny w nich zostać również uwzględnione inwestycje w wykorzystanie odnawialnych źródeł
energii.
Inwestycje w OZE mogą wpływać korzystnie na rozwój
lokalnych społeczności. Umożliwiają bowiem wykorzystanie
lokalnych zasobów i tworzą nowe miejsca pracy. Zgodnie z
europejską polityką regionalną inwestycje w OZE mogą
przyczynić się do poprawienia warunków życiowych w regionach zacofanych gospodarczo, dotkniętych upadkiem
przemysłu, obszarów rolnych i nadbrzeżnych oraz o niskiej
gęstości zaludnienia. W wielu przypadkach jednostki samorządu terytorialnego mogą być beneficjentami funduszy
unijnych na energetykę odnawialną, co powinno skłaniać je
do aktywnego udziału w inwestycjach na własnym terenie.
Korzyścią dla gminy z inwestycji w OZE są wpływy z podatków od nieruchomości, od osób prawnych inwestujących w OZE i mających siedzibę na terenie danej gminy oraz
od osób fizycznych mających miejsce zamieszkania na terenie danej gminy, np. rolników wydzierżawiających swoje
nieruchomości pod elektrownie wiatrowe i uzyskujących z
tego tytułu opodatkowane dochody.
Inwestycje w OZE zaliczają się do przemysłu nieuciążliwego. Dlatego tereny przeznaczone na inwestycje nie tracą
walorów użytkowych i turystycznych. Efektem inwestycji w
OZE mogą też być napływ innego rodzaju inwestycji. Gmina, na której terenie powstają inwestycje w OZE, uzyskuje
wizerunek gminy przyjaznej inwestorom, przychylnej rozwojowi nowych technologii i chroniącej środowisko, a zatem gminy, w której warto inwestować. Odnawialne źródła
energii posiadają też znaczący potencjał w tworzeniu
"zielonych miejsc pracy". Sektor odnawialnych źródeł energii kreuje więcej miejsc pracy niż sektor opierający się na
źródłach nieodnawialnych.
Dywersyfikacja i bezpieczeństwo energetyczne
Kwestia dywersyfikacji dostaw energii w Polsce i powiązana z nią sprawa zapewnienia bezpieczeństwa energetyvznego, dzięki nagłośnieniu medialnemu, stała się zagadnieniem znanym i akceptowanym przez większość naszego
społeczeństwa. Dywersyfikacja źródeł energii na terenie
gminy odbywać się może poprzez projektowanie lokalnych
źródeł energii, w szczególności w oparciu o jej odnawialne
źródła:
 energię słoneczną
 biomasę,
 biogazownie,
 energię wiatru,
 energię geotermalną,
 energię wodną,
Każda gmina dla potrzeb planowania zaopatrzenia w
ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe powinna przeanalizować możliwości stosowania różnych źródeł energii dla
zaopatrzenia obiektów użyteczności publicznej a także zasugerować mieszkańcom i przedsiębiorcom wybór różnych
źródeł zasilania energetycznego, w tym z odnawialnych
źródeł energii poprzez zastosowanie skutecznych bodźców
ekonomicznych.
Dla potrzeb planowania zaopatrzenia w ciepło, energię
elektryczną i paliwa gazowe na poziomie samorządu gminnego nie powinno się zapominać o problematyce bezpieczeństwa energetycznego. Gmina musi dbać o zapewnienie
wysokiego poziomu bezpieczeństwa energetycznego swoich mieszkańców. Jednym z elementów uświadamiania sobie problematyki związanej z bezpieczeństwem energetycznym jest proces opracowywania projektu założeń do planu
zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe,
gdzie należy uzyskać od przedsiębiorstw dostarczających
energię na teren gminy wszelkich danych diagnozujących
stan techniczny urządzeń wytwórczych oraz możliwości
zaopatrzenia i przesyłu różnych rodzajów energii dostarczanych na teren gminy. Umiejętnie przeprowadzona diagnoza
stanu w tym zakresie natychmiast pokaże główne zagrożenia dla zaopatrzenia gminy w różne nośniki energii. Mogą
one objawiać się już obecnie w postaci:
 przerw w zasilaniu,
 dostawy nośników energii bez wymaganych parametrów
technicznych i energetycznych,
 braku możliwości zwiększenia dostaw,
 uzależnienia od jednego dostawcy,
18
 braku układów rezerwowego zasilania.
Najkrócej rzecz ujmując bezpieczeństwo energetyczne
to gwarancja dostępu odbiorcy do uzyskania zamówionej
energii o odpowiednich parametrach technicznych, odpowiedniej cenie i odpowiedniej ilości teraz i w przyszłości.
Polska norma PN-80/N-04000 określa niezawodność w następujący sposób: niezawodność w technice, to: właściwość obiektu charakteryzującą jego zdolność do pełnienia
określonych funkcji, w określonych warunkach i w określonym przedziale czasu. Niezawodność powinna ponadto
cechować się takimi właściwościami, jak:
 trwałość,
 nieuszkadzalność,
 naprawialność,
 przechowywalność.
W energetyce mówi się o niezawodności zasilania, którą
mierzy się współczynnikiem stosunku rocznego czasu
przerw zasilania do rocznego czasu kalendarzowego. Odpowiedni poziom bezpieczeństwa energetycznego można uzyskiwać dzięki:
 wprowadzaniu rozproszonych źródeł energii na poziomie
gminy,
 konstruowaniu dwustronnego zasilania w energetyce
OZE w planie energetycznym
Jednostki samorządu terytorialnego w oparciu o ustawę
prawo energetyczne i w oparciu o ustawę o samorządzie
gminnym sporządzają założenia do planów zaopatrzenia w
ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe a także są odpowiedzialne za realizację samego zaopatrzenia. Dokument
powyższy powinien określać możliwości wykorzystania istniejących nadwyżek i lokalnych zasobów paliw i energii, z
uwzględnieniem energii elektrycznej i ciepła wytwarzanych
w odnawialnych źródłach energii, energii elektrycznej i ciepła użytkowego wytwarzanych w kogeneracji oraz zagospodarowania ciepła odpadowego z instalacji przemysłowych.
Plan zaopatrzenia powinien zawierać także propozycje
działań zmierzających do zmniejszenia zużycia energii,
ograniczenia emisji zanieczyszczeń pyłowych i gazowych,
wdrażania nowych technologii, w tym rozwiązań z zakresu
inteligentnych sieci energetycznych. Jak każdy dokument
strategiczny plan zaopatrzenia powinien zawierać wizję
gospodarki energetycznej gminy za lat kilkanaście, zestaw
celów strategicznych średnio i długookresowych oraz zestaw działań/programów realizujących założenia zawarte w
celach strategicznych. Plan zaopatrzenia powinien także
pokazywać mechanizmy kontroli realizacji poszczególnych
działań i wykaz podmiotów odpowiedzialnych za wdrożenia
działań i programów cząstkowych.
 budowanie układów grzewczych dwupaliwowych,
Dla określenia możliwości wykorzystania energii z odnawialnych źródeł energii, do których zaliczamy: wiatr, słońce, ciepło ziemi, biopaliwa, słomę, drewno, biogaz, należałoby przeprowadzić inwentaryzację istniejących zasobów
gminy w tym zakresie. I tak:
 wyposażaniu instalacji w rozwinięty układ pomiarowy i
 zasoby biogazu wynikają z pogłowia zwierząt hodowla-
zawodowej,
 wprowadzaniu awaryjnych źródeł energii u odbiorcy,
nych, z obecności i wielkości wysypisk śmieci i oczyszczalni ścieków.
zabezpieczający (smart metering),
 sytuowaniu rozproszonych źródeł energii na terenie gminy.
 potencjał plantacji energetycznych wynika ze statystyk
wykorzystania powierzchni gminy pod poszczególne rodzaje upraw i skłonności rolników do zaangażowania się
w takie uprawy.
 możliwości wykorzystania energii wiatru ocenić można
na podstawie map ukazujących prędkość i moc wiatru
oraz oceniając lokalne warunki terenowe.
 ocena potencjału energii słonecznej na obszarze gminy
uzależniona będzie od analiz natężenia promieniowania
słonecznego w przeciągu roku oraz analizy parametrów
technicznych dachów z uwzględnieniem kąta nachylenia
i usytuowania geograficznego na południe (odchylenie w
granicach 30 – 40 stopni).
Projekt założeń do planu energetycznego
Projekt założeń do gminnego planu energetycznego powinien zawierać:
1. Ocenę stanu aktualnego i przewidywanych zmian zapotrzebowania na ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe,
2. Przedsięwzięcia racjonalizujące użytkowanie ciepła,
19
energii elektrycznej i paliw gazowych,
3. Możliwości wykorzystania istniejących nadwyżek i
lokalnych zasobów paliw i energii, z uwzględnieniem energii elektrycznej i ciepła wytwarzanych w odnawialnych źródłach energii, energii elektrycznej i ciepła użytkowego wytwarzanych w kogeneracji oraz zagospodarowania ciepła
odpadowego z instalacji przemysłowych.
4. Zakres współpracy z innymi gminami.
Projekt założeń powinien być sporządzany dla obszaru
gminy co najmniej na okres 15 lat i aktualizowany co najmniej raz na trzy lata. Powinien on być zgodny zarówno z
miejscowym planem zagospodarowania przestrzennego
(lub studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania
przestrzennego gminy) jak i z gminnym programem ochrony środowiska. Ustawa nakłada także obowiązek na przedsiębiorstwa energetyczne zajmujące się przesyłaniem lub
dystrybucją paliw gazowych lub energii, sporządzania dla
obszaru swojego działania planów rozwoju w zakresie zaspokojenia obecnego i przyszłego zapotrzebowania na paliwa gazowe lub energię, które powinny uwzględniać miejscowe plany zagospodarowania przestrzennego albo kierunki rozwoju gminy określone w studium uwarunkowań i
kierunków zagospodarowania przestrzennego gminy.
Przedsiębiorstwa energetyczne muszą udostępnić samorządom gminnym własne plany rozwojowe w zakresie dotyczącym obszaru gminy.
Podstawą do wykonania Projektu założeń powinny być
następujące dokumenty:
 Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania
przestrzennego
 Miejscowe plany zagospodarowania przestrzennego
gminy (mapy, plany w formie cyfrowej, papierowej).
 Programy i plany inwestycyjne gminy.
 Dane statystyczne, informacje dotyczące gminy m in.:
liczba ludności, zasoby mieszkaniowe, wykaz obiektów
usług i użyteczności publicznej (typu szkoły, przedszkola,
szpitale itp.), zakłady przemysłowe i działalności gospodarczej - sposób ogrzewania.
 Istniejące
źródła
(charakterystyka).
ciepła
na
terenie
gminy mają prawo składać wnioski, zastrzeżenia i uwagi do
projektu założeń. Następnie Rada Gminy uchwala założenia
do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, rozpatrując jednocześnie wnioski, zastrzeżenia
i uwagi zgłoszone w czasie wyłożenia projektu założeń do
publicznego wglądu.
W przypadku, gdy plany przedsiębiorstw energetycznych nie zapewniają realizacji założeń, wójt, burmistrz, prezydent miasta opracowuje projekt planu zaopatrzenia w
ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, dla obszaru
gminy lub jej części. Projekt planu opracowywany jest na
podstawie uchwalonych przez radę tej gminy założeń i winien być z nimi zgodny.
Przepisy Prawa energetycznego nakładają na przedsiębiorstwa energetyczne, zajmujące się wytwarzaniem energii elektrycznej lub jej obrotem, i równocześnie sprzedające
tę energię odbiorcom końcowym, obowiązek zakupu energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnych źródłach
energii. Wspomniany obowiązek nakazuje takim przedsiębiorstwom nabywać "energię elektryczną w odnawialnych
źródłach energii", czyli tzw. zielone certyfikaty i przedstawiać je do umorzenia albo uiszczenia opłaty zastępczej.
Powyższe obowiązki zostały skonkretyzowane w licznych
rozporządzeniach wykonawczych.
Aktualnie, udział ilościowy sumy energii wynikającej ze
świadectw pochodzenia, które przedsiębiorstwo przedstawiło do umorzenia, lub uiszczona przez nie opłata zastępcza, w całkowitej sprzedaży energii odbiorcom końcowym
ma wzrastać aż do poziomu 15% w roku 2020.
Plan zaopatrzenia w energię z uwzględnieniem OZE
W przypadku gdy plany przedsiębiorstw energetycznych
nie zapewniają realizacji założeń przyjętych przez gminy wójt (burmistrz, prezydent miasta) opracowuje projekt
planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa
gazowe, dla obszaru gminy lub jej części. Projekt planu
opracowywany jest na podstawie uchwalonych przez radę
tej gminy założeń i winien być z nim zgodny. Projekt planu
powinien zawierać: 1) propozycje w zakresie rozwoju
i modernizacji poszczególnych systemów zaopatrzenia
w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, wraz
gminy
Konsultacje społeczne i współpraca z przedsiębiorstwami energetycznymi
Ważną kwestią jest fakt, że projekt założeń opracowany
dla gminy podlega opiniowaniu przez samorząd wojewódzki w zakresie koordynacji współpracy z innymi gminami
oraz w zakresie zgodności z polityką energetyczna państwa.
Projekt założeń podlega także procedurze (podobnie jak
przy uchwalaniu planów miejscowych) wyłożenia do wglądu publicznego na okres 21 dni z powiadomieniem zainteresowanych obywateli i instytucji w zwyczajowo przyjęty
sposób.
Osoby i instytucje zainteresowane zaopatrzeniem w
ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe na obszarze
20
z uzasadnieniem ekonomicznym; 2) propozycje w zakresie
wykorzystania
odnawialnych
źródeł
energii
i wysokosprawnej kogeneracji; 3) harmonogram realizacji
zadań; 4) przewidywane koszty realizacji proponowanych
przedsięwzięć oraz źródło ich finansowania. W celu realizacji
planu,
gmina
może
zawierać
umowy
z przedsiębiorstwami energetycznymi. W przypadku gdy
nie jest możliwa realizacja planu na podstawie umów, rada
gminy - dla zapewnienia zaopatrzenia w ciepło, energię
elektryczną i paliwa gazowe - może wskazać w drodze
uchwały tę część planu, z którą prowadzone na obszarze
gminy działania muszą być zgodne. Zakres prac powinien
być rozwinięty o zagadnienia związane z charakterystyką
gminy oraz zaopatrujących gminę w energię, systemów
energetycznych: ciepłowniczego, elektroenergetycznego i
gazowniczego. W opracowaniu powinny być przedstawione
m. in.:
 charakterystyka gminy i jej potrzeb energetycznych,
 charakterystyka istniejących systemów energetycznych
w gminie i sposobów zaopatrzenia w ciepło, energię
elektryczną i paliwo gazowe,
 prognoza rozwoju potrzeb energetycznych w perspektywie 15 letniej z uwzględnieniem racjonalizacji zużycia
energii,
 zakres pokrycia potrzeb przez poszczególne systemy
energetyczne z zapewnieniem bezpieczeństwa energetycznego gminy,
 szacunkowa analiza ekonomiczna kosztów ciepła z różnych paliw i na tej podstawie zakres ich stosowania,
 kierunki polityki energetycznej gminy.
skania środków na modernizację infrastruktury systemów
zaopatrzenia mieszkańców gminy w ciepło i inne czynniki
energetyczne. Jednym z ważniejszych elementów planu
zaopatrzenia w energię jest wykonanie poprawnej prognozy w zakresie:
· zapotrzebowania na energię cieplną elektryczną i paliwa;
· określenia przewidywanych cen energii i ich wzrostu;
· opracowania programu wdrożenia planu.
Strategie energetyczne często są tworzone jako przymus prawny, ponieważ wymagane jest to przy uzyskaniu
dotacji. Jednakże należy wyraźnie podkreślić, że planowanie energetyczne w gminie jest nie tylko obowiązkiem, ale
daje realne możliwości kształtowania lokalnej polityki energetycznej przez lokalne władze. Realizacja strategii gminnej
wymaga odwagi i należytego zaangażowania w realizację
planu zapotrzebowania w energię i paliwa w perspektywie
krótko i średnio terminowej np. 15 lat.
Powinno następować wyraźne zwiększenie roli samorządów w działaniach lokalnych związanych z określeniem
sposobu wytwarzania energii, tras przesyłu i pozyskiwania
surowców energetycznych i wykorzystywania odnawialnych źródeł energii. Decyzje te powinny być w wyraźny
sposób powiązane z uchwalanymi przez lokalne i regionalne samorządy planami i programami zaopatrzenia w energię. Procesy regionalnego i lokalnego planowania energetycznego powinny być powiązane z budowaniem sieci specjalistów (liderów, zarządców i zespołów ds. energii) na
każdym szczeblu władz samorządowych.
Do decyzji władz lokalnych i regionalnych należy pozostawić jak najwięcej decyzji dotyczących energetyki na danym obszarze, w szczególności związanych z:
Niezbędne dane statystyczne i informacje dotyczące
stanu aktualnego powinny być określone w trybie roboczym z przedsiębiorstwami energetycznymi zajmującymi
się przesyłaniem lub dystrybucją paliw gazowych i energii
(cieplnej i elektrycznej).
 planowaniem i udzielaniem zezwoleń,
Plan zaopatrzenia gminy w energię elektryczną ciepło i
gaz powinien być dokumentem strategicznym w zakresie
prawidłowego użytkowania energii oraz działań dla pozy-
 oświetleniem publicznym.
 inwestycjami,
 budownictwem mieszkaniowym i budynkami publicznymi,
Szczególny nacisk należy położyć na następujące bardzo
istotne zagadnienia gospodarki energetycznej:
 zwiększenie efektywności energetycznej w budownictwie, MŚP i transporcie,
 wykorzystanie procesów utylizacji odpadów do generowania energii
 zwiększanie roli energetyki rozproszonej
 budowa lokalnych sieci dystrybucyjnych
Działania regionalnych i lokalnych struktur samorządowych
i lokalnych instytucji odpowiedzialnych za energetykę
(agencje energetyczne) powinny prowadzić do budowy inteligentnych sieci energetycznych smart grid w przedsiębiorstwach, gminach i regionach.
21
22
Download

LEKCJA