efektywność energetyczna dolnego Śląska

Efektywność energetyczna Dolnego Śląska

Wrocław, dn. 29.09.2014 r.

Prof. dr hab. inż. Zbigniew GNUTEK

Efektywność energetyczna szansą dla gmin

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.

2/48

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.

3/48

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

Światowe zapotrzebowanie4/48

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

Polska

5/48

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

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

Polska

9/48

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

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

ZMIANA ZAPASÓW

POZYSKANIE ENERGII GEOTERMALNEJ

IMPORTER ENERGII ELEKTRYCZNEJ

IMPORT BIOPALIW

POZYSKANIE BIOPALIW

IMPORT GAZU

POZYSKANIE GAZU

IMPORT WĘGLA

POZYSKANIE WĘGLA

POZOSTAŁE PRZEMIANY

RAFINERIE

POZYSKANIE ROPY

IMPORT ROPY

IMPORT PRODUKTÓW NAFTOWYCH

INNE

ELEKTROWNIE WODNE

PRZEMYSŁ

TRANSPORT

POZOSTAŁE

ZUŻYCIE NIEENERGETYCZNE

EKSPORT

ELEKTROWNIE

STRATY EKSPORT ZUŻYCIE WŁASNE

RÓŻNICE STATYSTYCZNE RÓŻNICE STATYSTYCZNEZMIANA ZAPASÓW

16/48

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski

PRZEMYSŁ

TRANSPORT

POZOSTAŁE

ZUŻYCIE NIEENERGETYCZNE

PRODUKTY NAFTOWE

WĘGIEL

GAZ ZIEMNY

BIOPALIWA I ODPADY

ENERGIA GEOTERMALNA

ENERGIA SŁONECZNA, PŁYNÓW ORAZ WIATRÓW

ENERGIA ELEKTRYCZNA

CIEPŁO

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

GOSPODARSTWA DOMOWE

USŁUGI KOMERC. I PUBLICZNE

ZUŻYCIE NIEENERG. POZOSTAŁE

ZUŻYCIE NIEENERG. TRANSPORTU

ZUŻYCIE NIEENERG. PRZEMYSŁU

ROLNICTWO I LEŚNICTWO

17/48

2. Podział administracyjny Dolnego Śląska

18/48

3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

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,

19/48

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.

20/48

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.21/48

3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

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 ziemnego22/48

3. Problemy energetyczne Dolnego Śląska

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

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,

• Działania, które są oceniane podlegają prawom

natury.

31/48

4. Czego miarą jest efektywność?

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.32/48

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)

5. Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

33/48

5. Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

Przykłady definicji niemianowanych ułamków oceniających:

Sprawność maszyny cieplnej (np. silnika):

Stopień wykorzystania energii pierwotnej:

.

= 1-

34/48

Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

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..

35/48

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 energetycznych i uzyskanych efektów to nieużyteczny wysiłek w procesie otrzymywania zamierzonego celu. Na nieużyteczny wysiłek składają się: Straty energii wynikające z nieodwracalności

zjawisk fizycznych, Ze źle zaprojektowanego łańcucha konwersji

energii, Ze strat wynikających z przewymiarowanego celu.

36/48

5. Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne?

Energia dostarczona do ciała w charakterze efektora wynosi:

𝐸𝑑=𝐸𝑢 ż+𝐸𝑠𝑛+𝐸𝑠𝑘𝑒+𝐸𝑠𝑐

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.

37/48

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.

38/48

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.

Działania poprawiające efektywność energetyczną: Zmiany technologiczne (np. wymiana kotła), Optymalizacja procesów (np. automatyka

pogodowa), Zmiana zachowań (np. obniżenie temperatury).

7. Poprawa efektywności energetycznej Dolnego Śląska

39/48

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

7. Poprawa efektywności energetycznej Dolnego Śląska

40/48

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.

8. Autonomiczne Regiony Energetyczne

41/48

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

42/48

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.

9. Działania na szczeblu lokalnym

43/48

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.

44/48

Dyrektywy Unii Europejskiej, Polityka energetyczna Polski, Prawo energetyczne, Ustawa o wspieraniu przedsięwzięć

termomodernizacyjnych, Ustawa o efektywności energetycznej, Krajowy Plan Działań dotyczący

efektywności energetycznej.

10. Akty prawne związane z efektywnością energetyczną

45/48

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.

46/48

Dziękuję za uwagę

47/48

Efektywność energetyczna Dolnego Śląska

Wrocław, dn. 29.09.2014 r.

Prof. dr hab. inż. Zbigniew GNUTEK

Efektywność energetyczna szansą dla gmin