Efektywność energetyczna szansą dla gmin

Efektywność energetyczna Dolnego Śląska

Prof. dr hab. inż. Zbigniew GNUTEK Wrocław, dn. 29.09.2014 r.

2/48 Plan wystąpienia

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski.

2. Podział administracyjny Dolnego Śląska.

3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska.

4. Czego miarą jest efektywność?

5. Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

6. Potrzeby energetyczne Dolnego Śląska.

7. Poprawa efektywności energetycznej Dolnego Śląska.

8. Autonomiczne Regiony Energetyczne.

9. Działania na szczeblu lokalnym.

10. Akty prawne związane z efektywnością energetyczną.

11. Podsumowanie.

3/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

1. Problemy energetyki w wymiarze globalnym cechuje duża różnorodność poglądów. 2. Brak jednej idei przewodniej. Każde państwo lub regiony formułują skrajnie przeciwne oczekiwania.

3. W warunkach Polski i UE kluczowe wydaje się doraźne bezpieczeństwo energetyczne a także bezpieczeństwo klimatyczne.

4. Wyczuwa się oczekiwanie na nowe technologie pozyskiwania energii i jej użytkowania.

5. Jednym z ważniejszych czynników jest efektywność energetyczna w skali regionu.

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski 4/48

Światowe zapotrzebowanie

5/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

Polska

6/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

7/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

8/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

9/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

Polska

10/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

11/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

12/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

13/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

14/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

15/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

16/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski POZYSKANIE ROPY IMPORT ROPY IMPORT PRODUKTÓW NAFTOWYCH POZYSKANIE WĘGLA IMPORT WĘGLA POZYSKANIE GAZU IMPORT GAZU POZYSKANIE BIOPALIW IMPORT BIOPALIW IMPORTER ENERGII ELEKTRYCZNEJ POZYSKANIE ENERGII GEOTERMALNEJ INNE ELEKTROWNIE WODNE RÓŻNICE STATYSTYCZNE RAFINERIE POZOSTAŁE PRZEMIANY ZMIANA ZAPASÓW RÓŻNICE STATYSTYCZNE ELEKTROWNIE PRZEMYSŁ TRANSPORT POZOSTAŁE ZUŻYCIE NIEENERGETYCZNE ZMIANA ZAPASÓW EKSPORT STRATY EKSPORT ZUŻYCIE WŁASNE

17/48 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski PRODUKTY NAFTOWE WĘGIEL GAZ ZIEMNY BIOPALIWA I ODPADY PRZEMYSŁ TRANSPORT HUTNICTWO ŻELAZA PRZEMYSŁ CHEMICZNY HUTNICTWO NIEŻELAZNE PRZEMYSŁ MINERALNY PRZEMYSŁ ŚRODKÓW TRANSP.

PRZEMYSŁ MASZYNOWY GÓRNICTWO PRZEMYSŁ SPOŻYW. I TYTONIOWY PRZEMYSŁ PAPIERNICZY PRZEMYSŁ DRZEWNY BUDOWNICTWO PRZEMYSŁ TEKSTYLNY INNE FORMY PRZEMYSŁOWE TRANSPORT DROGOWY LOTNICTWO KRAJOWE TRANSPORT KOLEJOWY TRANSPORT RUROCIĄGOWY ENERGIA GEOTERMALNA POZOSTAŁE ENERGIA SŁONECZNA, PŁYNÓW ORAZ WIATRÓW ENERGIA ELEKTRYCZNA ZUŻYCIE NIEENERGETYCZNE GOSPODARSTWA DOMOWE USŁUGI KOMERC. I PUBLICZNE ROLNICTWO I LEŚNICTWO ZUŻYCIE NIEENERG. PRZEMYSŁU ZUŻYCIE NIEENERG. TRANSPORTU ZUŻYCIE NIEENERG. POZOSTAŁE CIEPŁO

18/48 2. Podział administracyjny Dolnego Śląska

3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska 19/48

• • • • • • • Podstawową cechą charakterystyczną Dolnego Śląska ze względu na zaopatrzenie w energię jest : Istnienie zasobów węgla brunatnego (BOT Turów) oraz kamiennego (nie eksploatowane), Istnienie niedużych zasobów gazu ziemnego (zaazotowanego), Liczne, choć rozproszone małe elektrownie wodne, Niedokończona elektrownia wodna w Młotach, Budowana energetyka wiatrowa, fotowoltaiczna, Budowana energetyka oparta o biomasę, Brak źródeł paliw ciekłych,

20/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

• • • • Dostawcą energii elektrycznej jest firma, której siedziba znajduje się poza Dolnym Śląskiem, Stan techniczny sieci elektroenergetycznych wymaga doinwestowania, Podobnie jest w odniesieniu do gazu, Węgiel kamienny oraz paliwa ciekłe są dostarczane do naszego Regionu z odległych kopalń oraz rafinerii w znacznym stopniu transportem samochodowym.

21/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

Region dolnośląski zajmuje znaczącą pozycję w kraju w produkcji wyrobów przemysłowych:  1 miejsce w produkcji chłodziarek i zamrażarek [67,8% produkcji krajowej],  1 miejsce w produkcji domowych pralek i wirówek elektrycznych,  2 miejsce w produkcji tkanin bawełnianych i bawełnopodobnych,  2 miejsce w produkcji środków do prania i mycia,  3 miejsce w produkcji soli,  4 miejsce w produkcji cukru,  5 miejsce w produkcji prądu elektrycznego.

3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska 22/48

Województwo dolnośląskie zajmuje czołową pozycję w kraju pod względem występujących surowców mineralnych. Zasoby kopalin użytecznych stanowią podstawę dla rozwoju przemysłu wydobywczego oraz innych gałęzi przemysłu bazujących na górnictwie i kopalnictwie [energetyka, hutnictwo miedzi i metali nieżelaznych, budownictwo, drogownictwo, przemysł ceramiki szlachetnej, budowlanej i innych.

Najważniejsza dla gospodarki regionu są:

    eksploatacja rud miedzi i srebra – KGHM Polska Miedź S.A. w Legnicko Głogowskim Okręgu Miedziowym, węgla brunatnego prowadzona w KWB Turów [3 miejsce w kraju pod względem wydobycia], kamieni drogowych i budowlanych, glin ogniotrwałych [złoże Rusko Jaroszów] – blisko 600 udokumentowanych złóż kopalin skalnych, w tym kamieni drogowych, kruszywa naturalnego oraz surowców ilastych ceramiki budowlanej gazu ziemnego

23/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

24/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

25/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

26/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

27/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

28/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

29/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

30/48 3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

4. Czego miarą jest efektywność?

• Efektywny = skuteczny, • Być skutecznym (efektywnym) to:  Osiągnąć cel mając do dyspozycji efektory,  Osiągnąć cel za pomocą najmniejszej ilości efektorów o możliwie najmniejszej ich „ sile”,  Osiągnąć jak największy cel lub największą ich ilość przy danym efektorze.

• Efektywność ocenia więc działania,

31/48

• Działania, które są oceniane podlegają prawom natury.

4. Czego miarą jest efektywność?

32/48

Termodynamika, która rozważa procesy konwersji energii uczy, że w przyrodzie zachodzą wyłącznie procesy nieodwracalne. W odniesieniu do procesów innych niż fizyczne ( np. ekonomicznych) można również mówić o ich niedoskonałości.

Miarą efektywności może być ocena werbalna lub wielkość , którą często określa się jako iloraz oceniający.

Istnieją różne zasady konstruowania ilorazów oceniających.

  Iloraz mianowany, Iloraz niemianowany.

33/48 5. Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

Przykłady definicji mianowanych ilorazów oceniających: • Efektywność energetyczna – jest to wielkość zużycia energii odniesionej do uzyskiwanej wielkości efektu użytkowego (Ministerstwo Gospodarki) • Efektywność energetyczna – stosunek uzyskanych wyników, usług, towarów lub energii do wkładu energii (Dyrektywa 2006/32/WE)

34/48 5. Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

Przykłady definicji niemianowanych ułamków oceniających: Sprawność maszyny cieplnej (np. silnika): 𝑄𝑐ℎ 𝜂 = 1 𝑄𝑝𝑎𝑙 Stopień wykorzystania energii pierwotnej: 𝜑 = 𝐸𝑢ż . 𝐸𝑝

Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

35/48

• • • • • • Efekty energetyczne to: Wykonana praca mechaniczna, Dostarczone do układu ciepło, Skutek ziębniczy, Efekt grzejny, Przepływ prądu elektrycznego, Ciała o odpowiednich (zaplanowanych) własnościach np. para wodna ,gorące spaliny, powietrze o odpowiedniej wilgotności itp..

36/48 Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

Sam efekt lub efekty energetyczne nie informują o efektywności.

Dopiero zestawione z nakładami (efektorami) pozwalają na ocenę.

Różnica poniesionych nakładów otrzymywania zamierzonego celu.

energetycznych i uzyskanych efektów to nieużyteczny wysiłek w procesie Na nieużyteczny wysiłek składają się:  Straty energii wynikające z nieodwracalności zjawisk fizycznych,   Ze źle zaprojektowanego łańcucha konwersji energii, Ze strat wynikających z przewymiarowanego celu.

5. Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

Energia dostarczona do ciała w charakterze efektora wynosi: 𝐸𝑑 = 𝐸𝑢ż + 𝐸𝑠𝑛 + 𝐸𝑠𝑘𝑒 + 𝐸𝑠𝑐

37/48

gdzie: Ed - energia dostarczona , Euż -energia zużyta na realizację celu w sposób odwracalny, Esn straty energii wynikające z nieodwracalności konwersji energii, Eske straty energii wynikające z realizacji nieoptymalnego łańcucha konwersji, Esc straty energii wynikające z przewymiarowania celu. Poprawa efektywności polega na minimalizacji trzech ostatnich składników.

38/48 6. Potrzeby energetyczne Dolnego Śląska

• Potrzeby energetyczne regionu (powiat, województwo) to suma potrzeb energetycznych wszystkich użytkowników na oferowane produkty.

• Jednocześnie z tymi potrzebami związane są straty. One również podlegają sumowaniu.

• Poprawa efektywności Dolnego Śląska to minimalizacja głównie dwóch składników strat tj. Eske i Esc. • Na pierwszy człon duży wpływ ma konieczność sprowadzania energii spoza Dolnego Śląska. Drugi to problem odpadowych źródeł energii.

7. Poprawa efektywności energetycznej Dolnego Śląska

Poprawa efektywności energetycznej – zwiększenie stopnia wykorzystania energii końcowej.

Cele efektywności energetycznej:  Redukcja wykorzystania energii,   Podwyższenie sprawności konwersji energii, Redukcja strat energii w przesyle i dystrybucji.

39/48

Działania poprawiające efektywność energetyczną:  Zmiany technologiczne (np. wymiana kotła),  Optymalizacja procesów (np. automatyka pogodowa),  Zmiana zachowań (np. obniżenie temperatury).

40/48 7. Poprawa efektywności energetycznej Dolnego Śląska

Powody konieczności poprawiania efektywności energetycznej:  Zobowiązania międzynarodowe,   Malejące zasoby paliw konwencjonalnych, Rosnące ceny paliw,    Rosnące zapotrzebowanie na energię, Ochrona środowiska, Bezpieczeństwo energetyczne.

8. Autonomiczne Regiony Energetyczne 41/48

1. Zobowiązania prawne (3x20 – redukcja gazów cieplarnianych, zwiększenie udziału energii odnawialnej, poprawa efektywności energetycznej).

2. Bezpieczeństwo energetyczne:      Rozproszona generacja energii, Wykorzystanie lokalnych źródeł energii, Większa samowystarczalność energetyczna, Mniejsze straty przesyłowe, Zasilanie awaryjne.

3. Aspekt ekonomiczny – zwiększone przychody regionu, oszczędności mieszkańców, większe zainteresowanie potencjalnych inwestorów.

4. Aspekt społeczny – nowe miejsca pracy, aktywizacja lokalnej społeczności.

5. Aspekt środowiskowy – zmniejszenie emisji, czystsze środowisko naturalne.

42/48 9. Działania na szczeblu lokalnym

   Dążenie do uzyskania wymaganych oszczędności paliw i energii poprzez realizację na szczeblu lokalnym działań określonych w krajowym planie działań dotyczącym efektywności energetycznej.

Maksymalizacja wykorzystania istniejącego lokalnie potencjału energetyki odnawialnej, zarówno do produkcji energii elektrycznej, ciepła, chłodu, produkcji skojarzonej, jak również do wytwarzania biopaliw ciekłych i biogazu.

Zwiększenie wykorzystania technologii wysokosprawnego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w układach skojarzonych, jako korzystnej alternatywy dla zasilania systemów ciepłowniczych i dużych obiektów w energię .

9. Działania na szczeblu lokalnym 43/48

    Rozwój scentralizowanych lokalnie systemów ciepłowniczych, który umożliwia osiągnięcie poprawy efektywności i parametrów ekologicznych procesu zaopatrzenia w ciepło oraz podniesienia lokalnego poziomu bezpieczeństwa energetycznego.

Modernizacja i dostosowanie do aktualnych potrzeb odbiorców sieci dystrybucji energii elektrycznej, ze szczególnym uwzględnieniem modernizacji sieci wiejskich i sieci zasilających tereny charakteryzujące się niskim poborem energii.

Rozbudowa sieci dystrybucyjnej gazu ziemnego na terenach słabo zgazyfikowanych, w szczególności terenach północno-wschodniej Polski.

Wspieranie realizacji w obszarze gmin inwestycji infrastrukturalnych o strategicznym znaczeniu dla bezpieczeństwa energetycznego i rozwoju kraju, w tym przede wszystkim budowy sieci przesyłowych, infrastruktury magazynowej, kopalni surowców energetycznych oraz dużych elektrowni systemowych.

44/48 9. Działania na szczeblu lokalnym

• Badanie potrzeb energetycznych końcowych odbiorców.

• Tworzenie zasad racjonalnego użytkowania różnych form energii.

• Opracowanie zasad substytutywności dla tych form.

• Magazynowanie form energii pochodzących ze źródeł odpadowych.

• Budowanie wielopoziomowego systemu bezpieczeństwa energetycznego.

45/48 10. Akty prawne związane z efektywnością energetyczną

      Dyrektywy Unii Europejskiej, Polityka energetyczna Polski, Prawo energetyczne, Ustawa o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych, Ustawa o efektywności energetycznej, Krajowy Plan Działań dotyczący efektywności energetycznej.

46/48 11. Podsumowanie

1. Pojawiające się nowe technologie pozyskiwania energii (np.OZE) definiują nowe problemy techniczne i organizacyjne.

2. Jednym z nich jest efektywność energetyczna. 3. Nie posiada ona jednoznacznej definicji, co prowadzi do różnych prób jej wdrażania.

4. Rozpatrywanie jej jako problemu regionalnego nadaje jej piętno bardziej społeczno-polityczne niż techniczne.

5. Konieczne jest, zdaniem referującego, zwrócenie baczniejszej uwagi na mało poznane własności i potrzeby końcowego odbiorcy, a w konsekwencji stworzenie energetyki użytkownika.

47/48

Dziękuję za uwagę

Efektywność energetyczna szansą dla gmin

Efektywność energetyczna Dolnego Śląska

Prof. dr hab. inż. Zbigniew GNUTEK Wrocław, dn. 29.09.2014 r.