Odnawialne Źródła Energii (OZE)

W ostatnich latach coraz to większe zainteresowanie wzbudzają odnawialne źródła energii (OZE). Zasoby tych źródeł nie wyczerpują się na skutek eksploatacji i odnawiają się w krótkim czasie. Główną przyczyną rosnącej popularności odnawialnych źródeł energii jest ich niewyczerpywalność i proekologiczny charakter, czego nie można przypisać konwencjonalnym źródłom energii.

Obowiązek zastępowania źródeł tradycyjnych tak zwaną "zieloną energią" nakładają na Polskę również wymogi Unii Europejskiej. Do 2020 roku Polska zobowiązana jest osiągnąć 15% udział energii odnawialnej w finalnym zużyciu energii- na rok 2014 udział ten wynosił niespełna 12%.

Należy pamiętać, że stosując OZE możemy przyczynić się do ochrony środowiska i redukcji emisji dwutlenku węgla do atmosfery, a co za tym idzie- zapobiegamy globalnemu ociepleniu.

Do odnawialnych zasobów energii należą:

  • Energia słoneczna
  • Energia wiatru
  • Energia geotermalna
  • Energia wodna
  • Energia biomasy

ENERGIA SŁONECZNA

Energia promieniowania słonecznego stanowi dla człowieka największe dostępne źródło energii. Jej zasoby są olbrzymie. W ciągu kilkudziesięciu minut Słońce przesyła na Ziemię więcej energii, niż cała ludzkość zużywa w ciągu roku !

Ważną wielkością charakterystyczną dla energii Słońca jest średnie roczne usłonecznienie, czyli liczba słonecznych godzin w roku. Dla miasta Poznania jest to 1875 godzin, co jest bardzo dobrym wynikiem.

W prosty sposób energię Słońca można zamieniać energie termiczną za pomocą kolektorów słonecznych, zaspokajając w ten sposób potrzeby gospodarstw domowych w zakresie ciepłej wody bądź dogrzewania pomieszczeń, ale również energię Słońca można przekształcić na energię elektryczną, za pomocą paneli fotowoltaicznych. W wyniku konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną możemy sami produkować prąd i zasilać nim wszelkie urządzenia elektryczne w naszym domu. Ogniwa fotowoltaiczne coraz częściej stosowane są m.in. w zegarkach, kalkulatorach, odbiornikach radiowych, automatach parkingowych, do zasilania znaków drogowych czy w systemie oświetlenia ulic.

Zalety wykorzystywania energii słońca:

  • Jest wszechobecna, co pozwala na uniezależnienie jej wykorzystanie od transportu
  • Stanowi czystą energię- nie emituje zanieczyszczeń do atmosfery
  • Umożliwia długotrwałe użytkowanie instalacji kolektorów cieplnych i elektrycznych (średnio 20-25 lat)
  • Energia słońca jest, niewyczerpalna i darmowa
  • Mie ma żadnych ograniczeń co do korzystania z energii Słońca
  • Możliwość bezpośredniej konwersji na energie termiczna i elektryczną
  • Spadająca cena urządzeń do konwersji energii słonecznej i prosty ich montaż
  • Instalacje fotowoltaiczne poprawiają bezpieczeństwo energetyczne uniezależniając kraj od dostaw surowców energetycznych.

Farmy fotowoltaiczne mogą być budowane na nieużytkach (terenach wyłączonych z użytkowania)


ENERGIA WIATRU

Zasoby energii wiatrowej są silnie powiązane z lokalnymi warunkami klimatycznymi oraz ukształtowaniem terenu. W Polsce występują korzystne warunki wietrzne, a możliwości rozwoju energetyki wiatrowej są bardzo obiecujące. Obszarem o szczególnie dobrych warunkach wiatrowych w Polsce jest wybrzeże Morza Bałtyckiego i Suwalszczyzna, jednak w strefie bardzo korzystnych wiatrów znajduje się również Poznań. Ulokowanie miasta w tak korzystnej strefie wietrznej powinno zachęcić nas do przetwarzania siły wiatru na energię elektryczną za pomocą turbin wiatrowych.

Według URE woj. wielkopolskie znajduje się na drugim miejscu pod względem całkowitej mocy energetyki wiatrowej w poszczególnych województwach Polski (zaraz za woj. zachodniopomorskim).

Coraz częściej budowane są przydomowe turbiny wiatrowe o niewielkiej mocy, gdzie produkcja energii elektrycznej przeznaczona jest na potrzeby własne. Oczywiście turbiny wiatrowe mogą stanowić również zasadniczy element większych elektrowni wiatrowych o dużych mocach. Przydomowe turbiny wiatrowe niewielkiej mocy są też często alternatywną dla sieci energetycznej w miejscach, gdzie zużycie prądu jest na tyle małe, że nieopłacalnym staje się doprowadzanie go z sieci (np. rzadko wykorzystywane domek letniskowy). Często energia wiatru wykorzystywana jest do oświetlenia ogrodów, ulic czy wspomożenia zasilania w energię elektryczną gospodarstw domowych.

Zalety wykorzystywanie energii wiatru:

  • Znaczne zredukowanie zanieczyszczenia środowiska poprzez wykorzystywanie bezemisyjnego źródła energii
  • Zmniejszenie zużycia energii ze źródeł nieodnawialnych
  • Zagospodarowanie nieużytków (rozmieszczenie elektrowni wiatrowych na terenach niezurbanizowanych)
  • Stworzenie nowych miejsc pracy
  • Oszczędność na surowcach, gdyż energia wiatru jest bezpłatna
  • Zachowywanie stosunkowo kończących się zasobów paliw kopalnych, oszczędność na procesach wydobywania oraz późniejszego transportu
  • Sąsiednie tereny wiatraków mogą być wykorzystywane jako tereny rolnicze.
  • Energia z elektrowni wiatrowych jest stałego kosztu, a konkurencyjność ekonomiczna tego rodzaju OŹE względem konwencjonalnych źródeł energii stale wzrasta
  • Coraz większe znaczenie przy ciągle pogarszających się warunkach zasilania odbiorców za pomocą standardowych sieci przesyłowych, głównie na wsiach

Możliwość zastosowania małych turbin wirowych i produkcji prądu w terenach gdzie prąd sieciowy nie dociera


ENERGIA GEOTERMALNA

Energia geotermalna jest energią nagromadzoną w skorupie ziemskiej. Temperatura Ziemi zwiększa się wraz z głębokością. Polska ma bardzo dobre warunki geotermalne, gdyż pod ok. 80% powierzchni kraju znajdują się wody geotermalne, a głębokość zalegania jej złóż szacuje się na 1000-4500m. Na obszarze Polski wody geotermalne osiągają temperaturę ok. 40-75⁰C.

Głównym sposobem pozyskiwania energii geotermalnej jest tworzenie odwiertów do zbiorników gorących wód geotermalnych.

Najlepszym przykładem wykorzystania energii geotermalnej są Termy Maltańskie zlokalizowane w Poznaniu, które stanowią największy aquapark w Polsce! Powierzchnia basenów Term Maltańskich wynosi 2 400 m2, natomiast sama zabudowa aquaparku ma powierzchnię 3 ha.

Wykorzystywanie energii geotermalnej do wytwarzania energii cieplnej jest znacznie bardziej opłacalne niż jej zamiana na energię elektryczną. Oprócz zastosowań ciepłowniczych w Polsce zasoby geotermalne wykorzystywane są do celów leczniczych, w rolnictwie, suszarnictwie, w obiektach rekreacyjnych czy procesach technologicznych.

Ciepło Ziemi często wykorzystywane jest również przez gruntowe pompy ciepła, zwane również geotermalnymi. Mają one zastosowanie głównie do ogrzewania pomieszczeń, podgrzewania wody użytkowej, przetwórstwie spożywczym, klimatyzacji pomieszczeń czy chłodnictwie.

 Zalety wykorzystywanie energii geotermalnej:

  • nieszkodliwa dla środowiska, nie powoduje bowiem żadnych zanieczyszczeń przy poprawnym działaniu
  • pokłady energii geotermalnej są zasobami lokalnymi, mogą być więc pozyskiwane w pobliżu miejsca użytkowania
  • elektrownie geotermalne nie wywierają niekorzystnego wpływu na krajobraz
  • zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie od warunków pogodowych
  • instalacje oparte o wykorzystanie energii geotermalnej odznaczają się stosunkowo niskimi kosztami eksploatacyjnymi
  • możliwość użytkowania bez powodowania zakłóceń w środowisku naturalnym

jako lokalne źródło energii - konkurencyjność cenowa i mała wrażliwość na zmiany cen tradycyjnych nośników energii na rynkach światowych


ENERGIA BIOMASY

Biomasa jest najstarszym i najszerzej wykorzystywanym odnawialnym źródłem energii. Są to ulegające biodegradacji frakcje produktów, odpadów, pozostałości z produkcji rolnej czy leśnej, ale również na potrzeby produkcji biomasy uprawia się rośliny szybko rosnące, np. wierzbę wiciową, ślazowca pensylwańskiego itd. Polska, a w szczególności województwo wielkopolskie, ma bardzo dobre warunki do wykorzystania biomasy na cele energetyczne.

Biomasa jest pierwszym co do wielkości nośnikiem energii odnawialnej w Europie oraz trzecim na świecie.

Główne rodzaje biomasy wykorzystywanej na cele energetyczne to:

  • drewno i odpady z  jego przerobu: drewno kawałkowe, trociny, wióry, zrębki, kora itp.
  • specjalne rośliny pochodzące z upraw energetycznych, np. wierzba wiciowa, topinambur, ślazowiec pensylwański
  • produkty rolnicze oraz odpady organiczne z rolnictwa: np. słoma, siano, ziemniaki, buraki cukrowe
  • pozostałości z produkcji rolnej i spożywczej
  • odchody zwierzęce
  • frakcje organiczne odpadów komunalnych oraz komunalnych osadów ściekowych

Biomasę można łatwo przetwarzać w paliwo zarówno do postaci stałej, płynnej jak i gazowej.

  • Paliwa stałe - zrębki, trociny czy szczapy drewna, które mogą być bezpośrednio spalane lub przetworzone na coraz bardziej popularne pelety czy brykiety.
  • Biopaliwa ciekłe - bioalkohole i biooleje. Bioalkohole to biologicznie wytwarzane alkohole, spośród których największą popularnością cieszy się bioetanol, natomiast w drugiej grupie prym wiedzie biodiesel, czyli paliwo powstałe na bazie olejów roślinnych który stosowany, może być w czystej postaci lub dodatek do oleju napędowego i stanowi najbardziej popularne biopaliwo w Europie
  • Forma gazowa -biogaz, zawierający 50-70% metanu, który służy do produkcji energii elektrycznej i ciepła lub dostarczany jest do sieci gazowej.

Zalety wykorzystywania energii biomasy:

  • Możliwiość wytworzenia wielu form energii, od ciepła do ogrzewania, po paliwo dla samochodu
  • Tworzenie kotłowni na biomasę (np. pelet, brykiet) przyczynia się do znacznej poprawy stanu środowiska dzięki zmniejszeniu emisji zanieczyszczeń do atmosfery, w tym całkowitej eliminacji emisji dwutlenku węgla. Zaleca się więc likwidacje pieców i kotłowni węglowych zamieniając je tym samym na ekologiczne ogrzewanie -> więcej na ten temat w "programie KAWKA"
  • Spalanie biomasy daje zerowy bilans emisji CO2, gdyż rośliny w procesie wzrostu pochłaniają i wiążą dwutlenek węgla powstały w procesie spalania
  • Możliwość wykorzystania i przetworzenia surowców odpadowych, które często mogą stanowić problem dla ludzkości
  • Decentralizacja produkcji energii i poprawa bezpieczeństwa energetycznego kraju
  • Powstawanie biogazowni tworzy nowe miejsca pracy i powoduje aktywacje lokalnych społeczności (głównie na wsi)
  • Uprawa niektórych roślin energetycznych przyczynia się do poprawy stanu środowiska i daje możliwość zagospodarowania gleb niższych klas
  • Biomasa zapewnia tanią energie cieplną dla odbiorców indywidualnych, np. koszty ogrzewania przy zastosowaniu pelet są prawie 2-krotnie niższe niż przy stosowaniu propanu-butanu czy oleju opalowego

Stosowanie biopaliw, jako dodatku do paliw na bazie ropy naftowej, przyczynia się do zwiększenia w czystości ich spalania.


ENERGIA WODY

Jest to wykorzystywana gospodarczo energia wód płynących lub stojących (zbiorniki wodne). Większość krajowych zasobów, bo aż 68%, skupionych jest w obszarze dorzecza Wisły. Współcześnie energia wodna przetwarzana jest zazwyczaj się na energię elektryczną za pomocą elektrowni wodnych. Spośród elektrowni wodnych najbardziej rozpowszechnione są te zasilane energią spadku rzek, jednak nie należy zapominać również o elektrowniach wodnych wykorzystujących prądy morskie, pływy czy falowanie. Coraz więcej w Polsce powstaje małych elektrowni wodnych (MEW) o mocy poniżej 5MW.

Zalety wykorzystywania energii wody:

  • Czystość ekologiczna oraz niewyczerpalność zasobów wody
  • Możliwość szybkiego włączenia bądź wyłączenia do sieci energetycznej, co ma duże znaczenie głównie w okresie szczytowego zapotrzebowania na energię
  • Wysoka sprawność energetyczna elektrowni wodnych, która wynosi ok. 90-95%
  • Niskie koszty eksploatacyjne stanowiące ok. 0,5% nakładów inwestycyjnych rocznie
  • Obszary bogate w zasoby energii wodnej przyciągają przemysł niskimi cenami elektryczności
  • Duża "żywotność" elektrowni wodnych, które budowane są w założeniu na działanie trwające 70-100 lat

Wywierają korzystny wpływ na gospodarkę przeciwpowodziową, regulują stosunki wodne w najbliższej okolicy