Energetyka Polska, alternatywne źródła energi :: Kompendium / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

[MECHANIKA KLASYCZNA] Rodzaje energii mechanicznej, praca, moc

[TEORIA ZBIORÓW] Pojęcie zbioru, działania na zbiorach

[Geografia] Zróżnicowanie oświetlenia Ziemi

[MECHANIKA KLASYCZNA] Wyprowadzenie wzorów i zależności

Alternatywne źródła energii to przyszłość polskiej i światowej energetyki. Na łamach tego tekstu chciałbym przedstawić ile już uczyniono dla poprawy polskiej pozycji w tej dziedzinie, planowane inwestycje oraz przeszkody jakie stoją przed służbami państwowymi oraz prywatnymi inwestorami, we wdrażaniu nowoczesnych technologii energetycznych.

Alternatywne źródła energii to zasób energii, który z racji teoretycznej niewyczerpalności uważamy za odnawialne. Obecne przepisy polskie, unijne oraz światowe nie są jednolite w kwestii, które z pośród źródeł możemy zakwalifikować do odnawialnych, a które nie. Dlatego postaram się przytoczyć tutaj tylko, te usankcjonowane przez polskie prawo i uznane za alternatywne źródła energii.

Źródła energii odnawialnej były wykorzystywane od setek lat najczęściej w przemyśle rolnym, do nawadniania i odwadniania pól oraz w przemyśle drzewnym. Obecnie ich rola zmieniła się diametralnie, stały się producentami energii elektrycznej i cieplnej ale zasada działania większości z nich się nie zmieniła. Doszły nowe metody, skuteczniejsze od stosowanych dawniej, ale mimo to największymi źródłami energii odnawialnej są woda i wiatr.

Energia geotermalna prócz sporadycznie spotykanych źródeł wykorzystywanych jako baseny była do niedawna bardzo słabo eksploatowana. Podobnie było z energią słoneczną z której korzystamy od ostatnich kilku dziesięcioleć, dzięki rozwojowi nowoczesnych technologii energetycznych.

Teraz przedstawię, ogólną charakterystykę, metodę działania i sposób wykorzystania najczęściej stosowanych alternatywnych źródeł energii.

Elektrownie wiatrowe:

Są bardzo popularnym źródłem energii odnawialnej, dużą ich zaletą jest to, że koszt ich budowy w porównaniu z całkowitym zwrotem kosztów jest stosunkowo krótki i wynosi około 20 lat. Trzeba tu podkreślić że elektrownie konwencjonalne jak np. elektrownia węglowa wbrew pozorom potrzebuje znacznie więcej czasu ponieważ prócz kosztów związanych z budową potrzebuje ciągłych kosztownych modernizacji i renowacji, czerpie z zasobów nieodnawialnych węgla za które musi płacić dystrybutorowi oraz wnosić opłaty za zanieczyszczanie środowiska. Mimo to kraj taki jak polska w 90% korzysta właśnie z tego typu elektrowni. Jest to spowodowane złą polityką energetyczną czasów PRLu. Gdyby zasoby węgla kurczyły się w Polsce takim tempem jak w latach 70tych to skończyły by się one przed upływem 100 lat. Dlatego tak rabunkowa gospodarka miała małą szansę długofalowego rozwoju.

Możliwości budowy elektrowni wiatrowych są prawie nieograniczone jedynymi miejscami, gdzie tak naprawdę nie mogą powstać, są duże aglomeracje miejskie. Dostępność modeli siłowni wiatrowych jest naprawdę duża począwszy od dużych budowanych na farmach wiatrowych po małe ze średnicą śmigieł nie przekraczającą 5 metrów do użytku przydomowego, wspierającego sieć energetyczną małego gospodarstwa domowego.

Mimo tak świetnych możliwości elektrownie wiatrowe, są stosunkowo drogie a przepisy w polskim prawie źle skonstruowane, dla tego też wielu prywatnych inwestorów nie podejmuje się inwestowania w tą gałąź przemysłu. Koszt dużej siłowni wiatrowej to około 1 mln zł, a przydomowej 40 tyś, bez podłączeń i tu zaczynają się schody dla rozwoju. Za podłączenie siłowni wiatrowej o sieci energetycznej trzeba zapłacić niemałą sumę pieniędzy, na której wydanie nie stać inwestorów dających duży wkład finansowy w samą budowę. W Niemczech przepisy są zupełnie inne, firma sprzedająca prąd ma obowiązek podłączyć takie źródło energii do swojej sieci i skupywać od niego energię, niestety kosztami z tego tytułu są obciążeni odbiorcy. Energia wiatrowa jest stosunkowo droższa w pierwszym etapie od energii konwencjonalnej, wzbudza ona także niemało kontrowersji, związane są one szczególnie z lokalnymi zmianami klimatycznymi przy dużym zagęszczeniu elektrowni, szpeceniem krajobrazu, hałasem oraz niebezpieczeństwem dla ptaków.

Elektrowni tego typu jest stosunkowo niewiele w Polsce ale ostatnimi czasy odnotowywane jest znaczne przyśpieszenie rozwoju tego sektora. W szczególności jest to spowodowane przepisami unijnymi nakazującymi nam diametralny wzrost źródeł energii odnawialnej.

Elektronie wodne, pływów morskich i fal:

Elektrownie tego typu mają ogromne możliwości i mogę prawie w 100% zaspokoić potrzeby polskiej energetyki. Obecnie są jednak wykorzystywane w stopniu dość znikomym stanowią około 7% ogólnego zaopatrzenia w energię i są to tylko tamy. Energia pływów morskich i fal jest niewykorzystywana. Mimo to elektrownie wodne mają ogromną siłę a ich budowa jest bardzo korzystna w górnych biegach rzek, gdzie prócz energii, stanowią najlepsze zabezpieczenie dla polski przed powodziami.

Przyczyną tego, że Polskę nawiedzają powodzie jest właśnie niewystarczająca ilość zalewów. Mogły by one także „nawadniać” Polskę w okresach susz występujących coraz częściej, poprzez spuszczanie wody zmagazynowanej w czasie zimowych roztopów. Mimo tak pozytywnych aspektów tamy wodne w dużym stopniu ingerują w środowisko, aby uzyskać odpowiedni poziom wody dla elektrowni potrzebne jest zalewanie wielkich terenów, często wiąże się to z wysiedleniami ludności i niszczeniem przyrody. Z pośród wszystkich źródeł energii odnawialnej elektrownie wodne prezentują największy wpływ na środowisko. Sztuczne zalewy zostają z czasem przekształcone w ośrodki sportów wodnych i wędkarstwa przyciągając turystykę i dając możliwości rozwoju gospodarczego ludności zamieszkującej obszary wokół sztucznych zbiorników. Do elektrowni wodnych zaliczamy także elektrownie przepływowe, gdzie woda w cieku wodnym napędza turbiny, jest to mniej ingerująca metoda produkcji energii ale ma jedną zasadniczą wadę, jest uzależniona od stanu (poziomu) wody. Budowa tamy jest procesem niezwykle kosztownym i ciężkim pod względem technicznym oraz prawnym. Dlatego, inwestorem w tego typu przedsięwzięciach jest skarb państwa.

Elektrownie pływów morskich wykorzystująca do produkcji energii zmiany poziomu morza. Jest niewykorzystywana do celów przemysłowych ale tkwi w niej ogromny potencjał energetyczny. Przyczyną nie budowania ich na szerszą skalę są problemy techniczne oraz możliwość ich uszkodzenia lub nawet zniszczenia podczas sztormów.

Energia fal morskich, wydaje się najkorzystniejszą możliwością czerpania energii z morza. „Węże morskie” bo z taką potoczną nazwą możemy się spotkać rozważając elektrownie falowe mają duży potencjał lecz są bardzo niestabilnym źródłem energii z powodu zmiennej wysokości fal oraz stosunkowo częstych ich uszkodzeń i potrzebnych renowacji. Właśnie te przeciwności zniechęcają inwestorów, którzy wolą trzymać się bardziej elektrowni wiatrowych usytuowanych na morzu, produkujących praktycznie cały czas energię i posiadających małe prawdopodobieństwo uszkodzenia.

Energia solarna i fotoogniw:

Mapa nasłonecznienia Polski

Do Ziemi docierają ogromne ilości promieni słonecznych, tą dzięki tej energii następuje fotosynteza. Dlatego, też człowiek odkrył aby wykorzystywać to źródło energii do swoich celów. W Polsce na 1 m/kw pada od 950 do 1250 kWh. Co roku średnio do ziemi na obszar 1 m/kw pada równowartość 120 kg paliwa!

Duże obszary polski mogą stać się skutecznym źródłem pozyskiwania tej energii. Ale przeciwko nastania takiej sytuacji tworzy się dużo przeciwności. Najważniejszą spośród nich jest cena kolektorów słonecznych i ogniw fotowoltarycznych. Dlatego, też nie są one stosowane na skalę przemysłową, a jedynie do użytku prywatnego w gospodarstwach domowych, czasem dla instytucji państwowych. Zwrot kosztów takiej instalacji, zależy od nasłonecznienia danego obszaru oraz od dobrego usytuowania kolektoru i wacha się od 20 do 25 lat. Jest to stosunkowo duży okres czasu, mimo to coraz więcej osób decyduje się na tego typu inwestycję z racji możliwości otrzymania dużych dotacji z Unii Europejskiej, stanowiących nawet 50% wartości zakupu i instalacji. Zasady te jednak nie są jednolite dla terenów Polski i każda gmina ustala swój poziom dofinansowania, zależny od negocjacji z UE. Kolejną przeciwnością jest sama instalacja, przy której w domu prywatnym trzeba zrobić remont instalacji, dlatego warto on takiej instalacji pomyśleć jeszcze w trakcie budowy.

Ogniwa fotowoltaryczne służą do produkcji energii elektryczne i często stosowane są z przydomowymi elektrowniami wiatrowymi, co zapewnia całoroczny dostęp do darmowej energii elektrycznej. Najbardziej popularne obecnie są kolektory słoneczne służące do podgrzewania bieżącej wody. Jest to na tyle korzystne, że można zminimalizować ilość instalacji domowych obniżając koszty. (Sam posiadam kolektor słoneczny w domu o powierzchni 150 m/kw)

Energia solarna rozwija się bardzo dynamicznie i na rynek co jakiś czas wchodzą nowe rozwiązania. Dlatego też tym którzy planują kupno zwrócę uwagę aby uważnie przyglądali się produktom, dokładnie sprawdzali kraj produkcji i parametry pochłaniania światła zwłaszcza w okresach jesienno – zimowych.

Ostatnią nowością na rynku kolektorów fotowoltarycznych są różnokolorowe panele którymi można obudować dom.

Obecnie na rynku Polskim jest duża ilość firm zajmujących się instalacją tego typu alternatywnych źródeł energii, jednak problem stanowi niska produkcja krajowa kolektorów, które są w większości sprowadzane z zagranicy, co podnosi koszty. Obecnie nad rozwojem nowych technologii solarnych dynamicznie pracuje się na Polskich uczelniach jedną z nich jest Akademia Górniczo – Hutnicza w Krakowie.

Energia geotermalna:

Obecnie największa możliwość dla Polski jeśli chodzi o odnawialne źródła energii. Na terenie kraju znajduje się około 30 tysięcy zapieczętowanych otworów geotermalnych które w bardzo dużym stopniu zaspokoiły by potrzeby energetyczne i uniezależniłyby nas od dostaw gazu z Rosji. Energia geotermalna staje się coraz popularniejsza zwłaszcza w małych gminach gdzie nie ma elektrociepłowni. Zasad działania zdobywania energii termalnej jest kilka. Pierwszą z nich jest odwiert głębinowy jego głębokość wacha się w zależności od ciepłoty warstw skalnych ale zazwyczaj wynosi do 200 metrów. Specjalna instalacja pomp cieplnych wprowadza w głąb ziemi wodę która później wypompowuje.

Kolejnym dostarczycielem energii mogą być wody gruntowe. Dostajemy się do nich poprzez studnie lub odwierty. Działanie tego mechanizmu jest takie same jak przy odwiertach głębinowych.

Jednym z najciekawszych rozwiązań poboru energii termalnej jest usytuowanie poziomych wymienników ciepła pod ziemią na głębokości około 1,5 metra. „Wężowate” rurki pokrywają w ten sposób około trzy krotnie większą powierzchnię od ocieplanej. Niestety na obszar ten nie może zostać w pełni zagospodarowany i nie mogą rosnąć na nim drzewa, ponieważ korzenie mogły by zniszczyć instalację, a korona drzewa zasłania powierzchnię obniżając jej pochłanialność cieplną.

Technologie tego typu są bardzo drogie, prócz tego wymienniki cieplne pochłaniają energię elektryczną. Koszt instalacji odwiertowej to około 40 tyś złotych. Konkurencja w tej branży też nie jest zbyt duża, a sama technologia i wkład pracy dość uciążliwy.

Do zabudowy prywatnej raczej nie stosuje się energii geotermalnej. Przedsięwzięcia tego typu stają się opłacalne przy większej liczbie mieszkańców bądź budynkach firm czy administracji.

Energia z biopaliw:

Biopaliwa są w Polsce regulowane wieloma przepisami nie zawsze czytelnymi. Mimo tych przeciwności biopliwa rozwijają się dynamicznie i z czasem mają zastępować baliwa konwencjonalne. Jak sama nazwa wskazuje biopaliwo to produkt organiczny mający właściwości energetyczne. Coraz popularniejsze w Polsce i na świecie.

Wyróżniamy trzy rodzaje bipaliw ciekłe, stałe i gazowe. Produkowane są z bardzo różnorodnych mas roślinnych, roślino podobnych lub gnilnych.

(Wiadomości własne)

[Wszelkie sugestie kierować na PW]

komentuj publikację