Odnawialne zródła energii w województwie kujawsko
advertisement
Edward Reszkowski Kinga Żuchowska Departament Środowiska i Geologii Urzędu Marszałkowskiego Województwa Kujawsko-Pomorskiego w Toruniu „ENERGIA ROZPROSZONA (ODNAWIALNA) W WOJEWÓDZTWIE KUJAWSKO-POMORSKIM” Zapotrzebowanie na energię we wszystkich krajach świata, perspektywy wyczerpania się zasobów konwencjonalnych źródeł energii oraz zabiegi mające na celu ochronę środowiska naturalnego człowieka znacznie zwiększyły zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii i w konsekwencji doprowadziły do dużego wzrostu ich zastosowania. Główną przyczyną tej rosnącej popularności jest ich niewyczerpywalność oraz nieszkodliwość dla środowiska. Cechy te odróżniają je od źródeł konwencjonalnych, których eksploatacja jest główną przyczyną niepokojących zmian klimatu i których światowe zasoby prędzej czy później zostaną całkowicie wyczerpane. Terminem energia odnawialna określa się energię pozyskiwaną ze źródeł innych niż paliwa kopalne. Pierwotnym źródłem wszystkich rodzajów energii jest promieniowanie słońca. Jego energia może być przetwarzana bezpośrednio w ciepło w kolektorach wodnych i powietrznych oraz w energię elektryczną w ogniwach fotowoltaicznych. Może też być wykorzystywana pośrednio jako energia wiatru, wody i energia biomasy. W niektórych krajach do odnawialnych źródeł energii zalicza się także ciepło ziemi i torf. Inaczej mówiąc: odnawialne źródła energii to takie źródła energii, których zasoby uzupełniają się w naturalnych procesach. W 2000 r. na szczycie w Lizbonie nakreślono strategię rozwoju Europy zgodną z zasadą zrównoważonego rozwoju. W 2005r., po 5 latach jej wdrażania, wyróżniono dodatkowe cztery obszary priorytetowe, które spowodować mają obniżenie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery: 1. Zmiany klimatyczne, a zwłaszcza spowolnienie zużycia paliw kopalnych w celu opóźnienia lub odwrócenia efektu cieplarnianego. 2. Opanowanie presji na środowisko ze strony transportu. 3. Poprawa zdrowia publicznego. 4. Zachowanie zasobów naturalnych. Zauważyć należy również istniejący problem energochłonności gospodarki będący obciążeniem dla środowiska. Wg wskaźników zużycie energii na jednostkę PKB jest w Polsce dwa razy większe niż w krajach członkowskich „starej” Unii Europejskiej. Na wyprodukowanie 1 dolara PKB zużywamy w Polsce 0,5 kWh energii, gdzie kraje członkowskie „starej” Unii Europejskiej zużywają 0,22 kWh. Wzrost PKB to wzrost emisji. Procesy wzrostu wartości dóbr i usług wymagają zużycia energii. Wykorzystanie OZE wiąże się z wyraźnym efektem ekologicznym – zmniejszeniem emisji CO2. 1 O potencjale w zakresie odnawialnych źródeł energii decydują (?): - zakłady produkujące brykiety z biomasy zakłady wytwarzające pelety zakłady produkcji bioetanolu elektrownie wiatrowe (farmy wiatrowe) agrorafinerie laboratoria biogazu z rolnictwa biogazownie z odpadów gorzelnianych pompy ciepła, ciepło z gruntu ciepłownie opalane biomasą elektrownie wodne systemy dopłat do plantacji roślin energetycznych zespoły do spraw promocji energii odnawialnej Rozwój energetyki odnawialnej przynosi wiele korzyści zarówno społecznych, gospodarczych jak i ekologicznych. Ze względu na walory przyrodnicze i środowiskowe w województwie kujawsko-pomorskim wszystkie działania zmierzające do rozwoju energetyki ze źródeł odnawialnych są nakazem chwili. ENERGIA ELEKTRYCZNA W WOJEWÓDZTWIE KUJAWSKO-POMORSKIM w 2007r. (wg ENERGA-OPERATOR S.A. i ENEA S.A.) Sprzedaż energii Produkcja energii Ilość i moc siłowni Ilość i moc Ilość i moc elektrycznej ze źródeł wiatrowych elektrowni wodnych elektrowni odbiorcom odnawialnych końcowym w 2007r. biogazowych w 2007r. 6 830 059 MWh 903 091 MWh 135 szt. 47 szt. 8 szt. (13,2%) (34 MW) (208 MW) (4,4 MW) Odnawialne źródła energii mogą stanowić istotny udział w bilansie energetycznym poszczególnych gmin, województw, kraju. Mogą przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego regionu, a zwłaszcza do poprawy zaopatrzenia w energię na terenach o słabo rozwiniętej infrastrukturze energetycznej. Potencjalnie największym odbiorcą energii ze źródeł odnawialnych może być sektor komunalny, transport i rolnictwo. Tereny rolnicze, które z uwagi na silne zanieczyszczenie gleb nie nadają się do uprawy roślin jadalnych, mogą być wykorzystane do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji biomasy. Wojewódzkie dokumenty dotyczące OZE: 1. „Strategia Rozwoju Województwa Kujawsko-Pomorskiego”. O wykorzystaniu energii z odnawialnych źródeł mówi działanie 2.2.3. Rozwój i unowocześnienie pozostałej infrastruktury technicznej i mieszkalnictwa, gdzie zapisano m.in.: 2 „Potrzeby wynikające z rozwoju gospodarczego oraz wzrostu liczby ludności na niektórych obszarach z jednej strony, oraz eksploatacyjne zużycie czynnej dziś infrastruktury i postęp techniczny z nią związany z drugiej powodują, że przedsięwzięcia z zakresu infrastruktury technicznej będą musiały być podejmowane. W ich zakresie należy postrzegać m.in. - pozyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych (energii spadku wody i wód termalnych, energii wiatrowej, energii z biomasy, energii z ogniw słonecznych)”. 2. „Program ochrony środowiska z planem gospodarki odpadami województwa kujawsko – pomorskiego 2010” – projekt. Zgodnie z projektem Polityki ekologicznej państwa na lata 2007-2010 z perspektywą na lata 2011-2014 należy przyjąć, że podstawowymi priorytetami ochrony środowiska w województwie kujawsko-pomorskim w wymienionym okresie będą: - dalsza poprawa jakości środowiska oraz likwidacja i minimalizacja bezpośrednich zagrożeń dla zdrowia i życia mieszkańców województwa, - zrównoważone wykorzystanie bogactw naturalnych, w tym wody oraz energii, - racjonalne gospodarowanie odpadami, - ochrona dziedzictwa przyrodniczego i racjonalne wykorzystanie zasobów przyrody, - prowadzenie edukacji ekologicznej w celu podniesienia świadomości ekologicznej mieszkańców województwa. O energii odnawialnej w projekcie Programu ochrony środowiska z planem gospodarki odpadami województwa kujawsko – pomorskiego 2010 stanowi cel średniookresowy do 2014r.:„Zwiększenie produkcji energii pochodzącej z odnawialnych źródeł energii (OZE) zgodnie z krajową polityką energetyczną kraju”. Kierunki działań do 2010r. to: − sporządzenie analizy dotyczącej wyznaczenia terenów dla lokalizacji elektrowni wiatrowych, w tym szczególnie parków wiatrowych oraz innych instalacji OZE, − intensyfikacja wykorzystania mechanizmów wsparcia rozwoju OZE z prowadzeniem działań edukacyjnych oraz popularyzacyjnych, − wykorzystanie biomasy i biogazu, energii wiatrowej, wodnej, geotermalnej, słonecznej, innej, − lokalizowanie elektrowni wiatrowych na terenach nie kolidujących z obszarami chronionymi, obszarami o walorach kulturowych i przyrodniczych oraz szlakami wędrówek ptaków, − wspieranie i aktywizacja samorządów gminnych w kierunku wykorzystania lokalnych zasobów dla zwiększenia ilości energii uzyskiwanej ze źródeł odnawialnych, − wspieranie wykorzystania wód termalnych jako ekologicznego źródła ciepła, − realizacja przedsięwzięć z zakresu małej retencji z zachowaniem drożności korytarzy ekologicznych. 3 PROGRAM OCHRONY ŚRODOWISKA Z PLANEM GOSPODARKI ODPADAMI WOJEWÓDZTWA KUJAWSKO-POMORSKIEGO 2010 Zasoby odnawialne Projekt Programu ochrony środowiska z planem gospodarki odpadami województwa kujawsko – pomorskiego 2010 zagadnienia dotyczące odnawialnych źródeł energii na terenie województwa precyzuje poprzez ocenę wykorzystania surowców odnawialnych: 1. energia słoneczna, 2. energia wiatru, 3. energia wód płynących, 4. ciepło geotermalne, 5. energia biomasy. ad. 1. Energię słoneczną wykorzystuje się dla celów ogrzewania budynków oraz podgrzewania wody. Energetyka słoneczna jest praktycznie najmniej wykorzystywaną formą energii w Polsce. Praktyczną możliwość wykorzystania energii słonecznej ograniczają warunki klimatyczne oraz wciąż jeszcze wysokie nakłady inwestycyjne, związane z zainstalowaniem odbiorników o bardzo dużych powierzchniach. W 2007r. Wspólne Centrum Badawcze (Joint Research Centre - JRC) działające pod patronatem Komisji Europejskiej opublikowało mapy nasłonecznienia dla całej Europy, w tym Polski. 4 Położenie geograficzne województwa kujawsko-pomorskiego powoduje, że sprawność urządzeń wykorzystujących energię promieniowania słonecznego nie jest największa. Dotychczas na terenie naszego województwa brak jest większych instalacji wykorzystujących tę energię. Funkcjonuje natomiast szereg instalacji do podgrzewania wody w zabudowie jednorodzinnej. ad. 2. Zasoby energii wiatru są niewyczerpalne. Możliwości rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce są bardzo obiecujące zarówno pod względem zasobów wiatru jak i potencjału technicznego. Ocenia się, że na 2/3 terytorium Polski ( w tym na terenie naszego województwa) występują korzystne warunki do rozwoju energetyki wiatrowej. Żeby móc wykorzystywać energię wiatru do produkcji energii elektrycznej niezbędne są odpowiednie warunki, to znaczy stałe występowanie wiatru o określonej prędkości. Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną. Zbyt małe prędkości uniemożliwiają wytwarzanie energii elektrycznej o wystarczającej mocy, zbyt duże zaś – przekraczające 30 m/s – mogą doprowadzić do mechanicznych uszkodzeń elektrowni wiatrowej. Wg stanu na 31 grudnia 2007r. na terenie województwa kujawsko - pomorskiego istnieje około 135 elektrowni wiatrowych o łącznej mocy 34 MW. 5 I wybitnie korzystna II bardzo korzystna III korzystna IV mało korzystna V niekorzystna Rys. Strefy energetyczne wiatru na obszarze Polski (wg. Ośrodka Meteorologii Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej, prof. Halina Lorenc). ad. 3. Energetyka wodna ma 20% udział w światowej produkcji energii elektrycznej. W Polsce udział energetyki wodnej w krajowej produkcji energii elektrycznej wynosi obecnie około 1,1%. Polska wykorzystuje swoje zasoby użytkowe zaledwie w 12%. Energetyka wodna ma bez wątpienia w naszym kraju największe tradycje. Zasoby wodne Polski o znaczeniu energetycznym są niewielkie, głównie ze względu na niezbyt obfite i niekorzystnie rozłożone opady, dużą przepuszczalność gruntów i niewielkie spadki terenów. Łączna moc zainstalowana dużych elektrowni wodnych w Polsce wynosi około 630 MW, a małych około 185 MW. Na terenach nizinnych wykorzystanie energii wód płynących wymaga budowy zapory i zbiornika wodnego. Obszar województwa kujawsko - pomorskiego znajduje się w około 80% w dorzeczu Wisły. Tylko zachodnia i południowo zachodnia część województwa leży w dorzeczu Odry. Wisła jest osią hydrograficzną województwa płynącą przez jego obszar na długości 205,3 km, z czego 21,7 km przypada na Zbiornik Włocławski. Łącznie dopływy rzek w województwie wynoszą ok. 1.015 m3/s, co daje w roku objętość 32 mld m3. Wg stanu na 31 grudnia 2007r. na terenie województwa kujawsko – pomorskiego istnieje około 47 obiektów piętrzących wodę na rzekach o łącznej mocy 208 MW. I tak np.: w zlewni Brdy zlokalizowanych jest 7 elektrowni wodnych, na Drwęcy - 7 MEW, na Osie - 6 takich obiektów oraz na Mątawie - 4 obiekty. Duże znaczenie dla regionalnej energetyki odgrywa elektrownia na Wiśle we Włocławku o mocy 162 MW, zapora na Zalewie Koronowskim, zapory Smukała i Tryszczyn na Brdzie oraz zapory Gródek i Żur na Wdzie. 6 PROGRAM OCHRONY ŚRODOWISKA Z PLANEM GOSPODARKI ODPADAMI WOJEWÓDZTWA KUJAWSKO-POMORSKIEGO 2010 Zasoby wód podziemnych i powierzchniowych 7 Program udrożnienia rzek województwa kujawsko-pomorskiego. „Raport o stanie przyrody województwa kujawsko-pomorskiego” – (stan na dzień 30 kwietnia 2004 roku). ad. 4. Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi nagromadzonym w skałach oraz w wodach wypełniających pory i szczeliny skalne. Energetyka geotermalna bazuje na gorących wodach cyrkulujących w przepuszczalnej warstwie skalnej skorupy ziemskiej, na głębokości poniżej 1000 m. Sposób wykorzystania zasobów geotermalnych zależy od temperatury. Przyjmuje się, że przy temperaturach powyżej (120-150)°C opłaca się je wykorzystywać do produkcji energii elektrycznej. Przy niższych temperaturach wchodzi w rachubę wykorzystanie do celów ciepłowniczych, klimatyzacyjnych, wytwarzania ciepłej wody użytkowej w systemach miejskich i przemysłowych oraz do celów rekreacyjnych. 8 Warstwa Głębokość [km] Temperatura [stopnie C] skorupa i litosfera 0 - 100 930 płaszcz 100 - 2886 2730 jądro zewnętrzne 2886 - 5156 4200 jądro wewnętrzne 5156 - 6371 4500 Źródło danych: www.mos.gov.pl Na terenie województwa kujawsko-pomorskiego występują wody termalne: kredowe i jurajskie, których temperatura na wypływie z odwiertu wynosi co najmniej 20 0 C. Wody takie udokumentowano w Ciechocinku (na głębokości około 1300 m p.p.t.), Janiszewie k/Lubrańca, Rzadkiej Woli w rejonie Brześcia Kujawskiego oraz najcieplejsze w Maruszy k/Grudziądza. Żadne z tych złóż w chwili obecnej nie jest wykorzystywane jako źródło energii odnawialnej. Inną formą pozyskania energii jest budowa pomp ciepła. Zasadą pracy takiej instalacji jest pobieranie ciepła ze źródła o temperaturze niższej i przekazywanie go do źródła o temperaturze wyższej. Zgodnie z prawami fizyki proces ten wymaga doprowadzenia energii z zewnątrz. Pompy umożliwiają wykorzystanie niskotemperaturowych źródeł ciepła. Źródłem tego ciepła może być woda gruntowa, powierzchniowa, powietrze, grunt, promieniowanie słoneczne oraz źródła odpadowe ( gazy odlotowe, woda odpadowa, ścieki, woda chłodnicza itp.). Pompy ciepła stosuje się w ciepłownictwie oraz w instalacjach klimatyzacyjnych. Obecnie są one stosowane najczęściej w budownictwie jednorodzinnym. ad. 5. Według rozporządzenia Ministra Gospodarki z 19 grudnia 2005r. biomasa to stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego, lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także z przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji. Obecnie w Polsce biomasa wykorzystywana w przemyśle energetycznym pochodzi z dwóch gałęzi gospodarki: z rolnictwa i leśnictwa. Ogólnie z 1ha użytków rolnych zbiera się rocznie 10-20 ton biomasy, czyli równowartość 5–10 ton węgla. Rolnictwo i leśnictwo zbierają w Polsce biomasę równoważną pod względem kalorycznym 150 mln ton węgla. Właściwe zagospodarowanie biomasy (odpadów organicznych, odchodów zwierzęcych, roślin energetycznych w tym: wierzby, brzozy, topoli) oraz odpadów komunalnych skutecznie zasilić może bilans energetyczny. W warunkach beztlenowego kompostowania i fermentacji osadów możliwe jest pozyskiwanie biogazu. 9 Można stwierdzić, że najpoważniejszym źródłem biomasy jako źródła energii odnawialnej w Polsce są słoma i odpady drzewne. Wykorzystanie biomasy to szansa dla polskiego rolnictwa. Obecnie w wielu krajach trwają badania nad roślinami, które mają szansę stać się surowcem alternatywnym dla paliw tradycyjnych. Za energetycznym wykorzystaniem biomasy przemawiają następujące argumenty: wytworzenie energii tanim kosztem, redukcja opłat za korzystanie ze środowiska, efektywne zagospodarowanie bioodpadów (bez konieczności ich utylizacji), możliwość uzyskania pomocy finansowej z funduszy ekologicznych, możliwość tworzenia nowych miejsc pracy na wsi i w mieście, aktywizacja ekonomiczna lokalnych społeczności wiejskich, wykorzystanie nadwyżki siły roboczej, zagospodarowanie niewykorzystanych gruntów rolnych i nieużytków uprawami np. roślin energetycznych wyższe bezpieczeństwo energetyczne poprzez poszerzenie oferty producentów energii, ograniczenie emisji CO2 (efekt cieplarniany), wysokie koszty oczyszczania spalin ze spalania paliw kopalnych. Zapotrzebowanie na biomasę w Polsce. (wg doc.dr inż. Anny Grzybek, Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa) mln t biomasy 12 11,25 9 10 8 6 4 4,65 3,975 4,275 5,4 6,3 7,5 2 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 lata Na terenie województwa kujawsko – pomorskiego instalacje, w których wykorzystywana jest biomasa do celów grzewczych występują m.in. w Sepólnie Krajeńskim, Gostycynie, Więcborku, Wojnowie, Biskupinie, Pruszczu, Koronowie, Dębowej Łące i Grudziądzu. Nowe instalacje realizowane są m.in. przez Komunalne Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplej w Bydgoszczy w Nakle n/ Notecią, Solcu Kujawskim, Szubinie oraz przez firmę Agrogaz w miejscowości Liszkowo. Uruchomienie tej ostatniej zaplanowane jest na przełom maja i czerwca 2008r. W jej instalacjach w procesie beztlenowej fermentacji metanowej z biomasy odpadów rolniczych prowadzony będzie odzysk metanu, a następnie w wyniku spalania otrzymanego biogazu produkowana będzie energia cieplna oraz zielona energia elektryczna. 10 Możliwe jest również wykorzystywanie biogazu do produkcji energii elektrycznej – istnieje 10 takich instalacji o łącznej mocy 3 976 kW. Są to m.in. Elektrociepłownia Świecie, składowisko odpadów w Toruniu, składowisko odpadów komunalnych w Grudziądzu, Kompleks Utylizacji Odpadów w Bydgoszczy, Mondi Packaging Paper Świecie S.A., Spółka Wodna „KAPUŚCISKA” w Bydgoszczy i OPEC Grudziądz. Racjonalne wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych tj. energii rzek, wiatru, promieniowania słonecznego, geotermalnej lub biomasy, jest jednym z istotnych komponentów zrównoważonego rozwoju przynoszącym wymierne efekty ekologicznoenergetyczne. Wzrost udziału odnawialnych źródeł energii w bilansie paliwowoenergetycznym, przyczynia się do poprawy efektywności wykorzystania i oszczędzania zasobów surowców energetycznych, poprawy stanu środowiska poprzez redukcję zanieczyszczeń do atmosfery i wód oraz redukcję ilości wytwarzanych odpadów. 11
