Energia w środowisku (13)

Polska energetyka - zasoby Duże zasoby węgla oszacowane na 45 Gton (3% zasobów światowych) Małe zasoby ropy naftowej Dość małe zasoby gazu ziemnego – klasycznego Duże, ale nie potwierdzone zasoby gazu łupkowego Nizinne rzeki Brak złóż uranu Stosunkowo słabe wiatry Obfite złoża energii ciepłych wód ale o stosunkowo niskiej temperaturze Umiarkowane nasłonecznienie

Zużycie energii pierwotnej w Polsce Źródło Zużycie [M toe] 2000 2010 Węgiel kamienny 61.5 56.0% 48% Węgiel brunatny 12.2 11.0% 13% Ropa naftowa 21.8 19.9% 24% Gaz ziemny 11.3 10.3% 12% Pozostałe 3.1 2.8% 3% Energia podana w jednostkach M toe nic nie mówi o rzeczywistym wydobyciu węgla kamiennego i brunatnego w milionach ton węgla

Zużycie energii pierwotnej w Polsce

Energia pierwotna Charakterystyczna cecha polskiej energetyki Świat: Węgiel 24% Ropa 40% Polska: Węgiel 61% Ropa 24% Polska energetyka to głównie węgiel z własnych kopalń węgla kamiennego i węgla brunatnego

Zużycie energii finalnej Paliwa stałe (węgiel, koks) 24.6 34.1% Paliwa płynne 16.8 23.3% Gaz ziemny 10.1 14.0% Energia cieplna (c.o.) 7.4 10.3% Energia elektryczna 8.1 11.3% Pozostałe paliwa 5.0 7.0%

Zużycie energii finalnej w 2010 wg GUS Węgiel kamienny [milion ton] Gaz ziemny [1015 J] Ciepło Energia elektryczna [TWh] Razem 82.0 520 458 141.6 Elektrownie kopalnie 50.5 53 - 22.8 Przemysł 18.7 230 240 44.7 Transport 14 2 4.7 Drobni odbiorcy 12.8 223 216 69.2

Zużycie energii elektrycznej

Zużycie energii elektrycznej w gospodarstwach domowych

Energia finalna Zasadnicze cechy struktury zużycia energii finalnej: Mały udział energii elektrycznej Wielki udział węgla jako energii finalnej ! Węgiel spalany jest w indywidualnych gospodarstwach, w których oczywiście nie ma instalacji wyłapujących gazy i elektrofiltrów

Węgiel kamienny Węgiel kamienny to główne źródło energii Wydobywany jest w kopalniach głębinowych o głębokości nawet 1000 metrów Zagłębia węglowe to: Górny Śląsk Wsch. Lubelszczyzna Dolny Śląsk (zamknięte)

Węgiel kamienny Pokłady węgla kamiennego Wielkość wydobycia Wydobycie węgla szybko rosło aż do roku 1980. Po dużym spadku osiągnęło poziom 100 mln ton w 2004 i dalej spada (88mln ton w 2007)

Węgiel kamienny - wykorzystanie Na przykładzie 1997 roku 2007 Wydobycie 137.8 mln 88 mln Import 3.2 mln 7 mln Eksport 29.5 mln ton 2 mln Elektrownie 56.2 mln ton Przerób 14.3 mln ton Sprzedaż det. 36.4 mln ton Zapasy 4.6 mln ton Do indywidualnych odbiorców 36.4 mln ton ( 34% zużytego węgla zostało spalone w piecach indywidualnych odbiorców )

Węgiel kamienny - elektrownie Około połowy wydobytego węgla spalana jest w dużych elektrowniach na węgiel kamienny Elektrownie znajdują się: - na Śląsku (Łaziska, Rybnik, Jaworzno) - wzdłuż Wisły (Skawina, Połaniec, Kozienice) - wzdłuż Odry (Opole, Dolna Odra) Elektrownie usytuowane są nad rzekami, gdyż planowany był transport węgla rzeką. Woda potrzebna jest do chłodzenia

Produkcja energii elektrycznej w Polsce Prawie cała energia elektryczna produkowana jest w elektrowniach na węgiel kamienny i brunatny Produkcja energii ze źródeł odnawialnych:woda 2.4%, inne 0.3%

Produkcja energii elektrycznej w innych krajach Europy Nie ma w Europie drugiego kraju, którego energetyka w takim stopniu jak w Polsce oparta byłaby wyłacznie na węglu (Polska 97%, Czechy 70%)

Wykorzystanie węgla brunatnego Węgiel brunatny wydobywany w Polsce jest w 99% wykorzystywany do produkcji elektryczności i ciepła w przemysłowych elektrowniach i elektrociepłowniach Wydobycie rosło do roku 1990 Obecnie ustabilizowało się na poziomie około 60 milionów ton

Węgiel brunatny - odkrywki Kopalnia Bełchatów Kopalnia Turoszów

Węgiel brunatny - wydobycie Lokalizacja złóż Kopalnia Działa Od roku Wydobycie w 2003 r. Adamów 1964 4.5 Bełchatów 1980 34.5 Konin 1947 11.5 Turów 10.5

Węgiel brunatny - elektrownie Praktycznie w 100% węgiel brunatny wykorzystuje się do produkcji energii elektrycznej Elektrownie znajdują się w pobliżu kopalń a węgiel transportowany jest taśmociągami Elektrownie węgla brunatnego: Adamów - 600 MW Bełchatów - 4320 MW Konin - 580 MW i Pątnów – 1600 MW Turów – 2000 MW

Węgiel brunatny - perspektywy Kopalnia Okres pracy do lub od roku Wydobycie w mln ton Adamów do 2024 ok 4 Bełchatów do 2032 35-43 Konin do 2040 ok 10 Turów ponad 2040 Legnica od 2020 20-50

Wydobycie węgla w Polsce - porównanie Kamienny (8 miejsce) Brunatny (6 miejsce)

Rozmieszczenie polskich elektrownii Największe elektrownie: Węgiel brunatny: Bełchatów 4320 MW Węgiel kamienny: Kozienice 2600 MW Wodna przepływowa: Włocławek 160 MW Wodna szczytowo-pompowa: Żarnowiec 720 MW

Elektrownie wodne - zasoby Zasoby energii wodnej Wszystkie zasoby mogą dać około 13.7 TWh rocznie (Wisła 45%, Odra 10%, ich dorzecza razem 43%, rzeki Pomorza 2%) Wszystkie jednostkowe elektrownie mogą być stosunkowo małymi elektrowniami. Opłacają się lokalizacje w górach, na Roztoczu i na Pomorzu. Wykorzystanie Obecnie wykorzystuje się około 12% zasobów Posiadamy elektrownie o łącznej mocy 2040 MW - 3 elektrownie szczytowo pompowe ( służą do magazynowania a nie do produkcji energii - kilka małych i bardzo dużo (łącznie około 420) zupełnie małych elektrownii zbiornikowych i przepływowych. W krajowym systemie energetycznym znajduje się 125 elektrownii wodnych ale tylko 15 o mocy powyżej 5 MW

Elektrownie wodne - położenie

Widok elektrownii wodnych Czorsztyn Zbiornik przeciw- powodziowy + 92 MW (6 miejsce) Dobczyce Ujęcie wody + 2 MW (43 miejsce

Największe elektrownie wodne Elektrownia Rzeka/jezioro Moc w MW Żarnowiec J.Żarnowieckie 716 Porąbka-Żar Soła 500 Solina San 198 Żydawo Radew 150 Włocławek Wisła 160 Czorsztyn Dunajec 92 Dychów Bóbr 80 Rożnów 50 Koronowo Brda 25 Tresna 21

Elektrownia na Wiśle we Włocławku Elektrownia na Wiśle we Włocławku została wybudowana w 1970 roku, z myślą, że to na 10 lat. Jest to największa elektrownia wodna w Polsce (160 MW) produkująca energię netto. Miała być jedną z kilku elektrownii ustawionych w kaskadzie w dolnym biegu Wisły Dane techniczne: Spad: 8.8 m Przesmyk: 2190 m3/s Średnia roczna produkcja energii: 739 GWh/rok (gdyby pracowała pełną mocą przez cały czas byłoby 1400 GWh) Produkcja 53% nominalnej mocy.

Elektrownia Solina – Myczkowce na Sanie Budowa zespołu elektrowni: - zapory ziemnej i Elektrowni Myczkowce w latach 1956-1960  - budowa zapory betonowej i Elektrowni Solina w latach 1961-1968  Stworzenie tak olbrzymiego Jeziora jak Solińskie wymagało zalania terenów kilku wsi. Pod wodą znalazły się: Solina, Teleśnica Sanna, Sokole, Chrewt i część Wołkowyji.  Elektrownia szczytowo-pompowa Solina ma cztery turbozespoły o łącznej mocy 198 MW Produkcji rocznej energii elektrycznej ~ 230 GWh.  Gdyby pracowała bez przerwy pełną mocą to: 200 MW x 8640 h = 1728GWh Przepływ wody wystarczy tylko na efektywność 13%

Zbiorniki elektrownii Żar i Solina

Produkcja energii elektrycznej Moc zainstalowana w elektrowniach nie jest równoznaczna z ilością wyprodukowanej energii. W przypadku energii wodnej energia wyprodukowana zależy głównie od przepływu wody w rzece Np..w 2003 spadek produkcji o 25%.

Moc zainstalowana w elektrowniach wytwarzających energię elektryczną ze wszystkich źródeł odnawialnych w latach 2002-2004   Moc zainstalowana [MW] 2002 2003 2004 Biogaz  15,0  18,0  22,0  Biogaz rolniczy  b.d.  1,0    2,0  Gaz wysypiskowy  15,0  15,0  17,0  Gaz ze ścieków  b.d.  2,0    3,0 Biomasa w tym:  1,1  16,6  51,9  Elektrownie i ciepłownie przemysłowe  b.d.  15,5  50,5  Elektrownie pozostałe  1,1  1,1    1,4 Elektrownie wodne (w tym) 840,0 873,0  881,0  Duże elektrownie wodne > 10 MW 630,0 637,0  638,0  Małe elektrownie wodne < 10 MW 210,0 236,0  243,0 Elektrownie wiatrowe  59,0  60,0  65,0 Suma OZE 915,1 967,0 1019,9 OZE bez elektrowni wodnych  75,1  94,0  138,9

Moc zainstalowana w elektrowniach wytwarzających energię elektryczną ze źródeł odnawialnych - komentarz Wszystkie elektrownie oparte na odnawialnych źródłach energii produkują mniej niż 3% całej energii elektrycznej produkowanej w naszym kraju Elektrownie szczytowo – pompowe (1370 MW) nie są wliczone ponieważ nie wytwarzają energii netto a tylko magazynują energię wytworzoną z innych źródeł. Aż 63% mocy elektrownii odnawialnych zainstalowana jest w 10 elektrowniach wodnych o jednostkowej mocy powyżej 10 MW Dodatkowo ponad 400 małych elektrownii posiada moc 243 MW czyli 24% mocy wszystkich elektrownii bazujących na źródłach odnawialnych Biomasa (5%), biogaz (2%) i elektrownie wiatrowe (6%) dają łączny wkład około 13% do energii z odnawialnych źródeł.

Elektrownie wiatrowe – dobre lokalizacje Najlepsze lokalizacje znajdują się wzdłuż wybrzeża Bałtyku i w okolicach Suwałk Dość dobra lokalizacja to pas w środkowej Polsce od zachodniej granicy do Mazowsza Słabe warunki na ogół panują w górach i na pogórzu

Elektrownie wiatrowe Rozmieszczenie elektrownii wiatrowych w Polsce Farma wiatrowa -Zagórze Dynamika rozwoju energetyki wiatrowej Rozmieszczenie elektrownii wiatrowych w Polsce

Elektrownie wiatrowe a Największe elektrownie – 2012 3. Zagórze 30MW Nr Miejscowość Moc 1 Dąbrowa 200 kW 2 Nowogard 225 kW 3 Zagórze 30 MW 4 Jagniątkowo 30,6 MW 5 Tymień 50 MW 6 Cisowo 18 MW 7 Barzowice 5 MW 8 Zajączkowo i Widzino (w budowie) 90 MW 9 Zwarcienko 320 kW 10 Starbienino 250 kW 11 Lisewo 10,8 MW 12 150 kW 13 Połczyno 1,6 MW 14 Swarzewo 1,2 MW 15 Puck 22 MW 16 Bogatka 850 kW 17 Malbork (w budowie) 18 Kisielice 40,5 MW 19 Wrocki 160 kW 20 Kłonowo 450 kW 21 Zagorzyce 750 kW 22 Sokoły 600 kW 23 Kramsk 24 Kwilcz 25 Sosnowiec 26 Słup 27 Kamieńsk 28 Rembertów 29 Chwałowice 300 kW 30 Mielec 31 Zawoja 32 Rytro 33 Pielgrzymka 34 Sieniawa 35 Wróblik Szlachecki 36 Wiżajny a Największe elektrownie – 2012 3. Zagórze 30MW 4. Jagniątkowo 30MW 5. Tymień 50MW 8. Zajączkowo 90MW 18. Kisielice 40MW 27. Kamieńsk 30MW

Wykorzystanie energii słonecznej Energia słoneczna w Polsce jest tylko sporadycznie wykorzystywana jako żródło ciepłej wody lub dodatkowe źródło ciepła w systemie grzewczym, w który jest inne tradycyjne źródło. Małe zróżnicowanie – największe nasłonecznienie na wschodzie kraju

Energia geotermalna - zasoby Pod dużą częścią terytorium kraju znajdują się źródła ciepłej wody. Woda ma temperaturę poniżej 100oC. Może służyć do ogrzewania, do rekreacji i do pewnych technologii. Jest zmineralizowana i po wykorzystaniu powinna zostać wpompowana do złoża.

Zakłady geotermalne w Polsce Działa od roku Odwierty Temperatura wody Wydajność źródła Bańska- Niżna 1993 4=2+2 86oC 670 m3/h Pyrzyce 2 61oC 340 m3/h Mszczonów 2000 1 42oC 55 m3/h Uniejów 2001 68oC 120 m3/h Stargard Szczeciński 2005 Toruń w budowie

Wykorzystywanie ropy i gazu Gaz ziemny wydobywany w kraju 2.7 mld m3 Gaz ziemny z importu z Rosji 7.7 mld m3 Zaazotowany krajowy 3.0 mld m3 Zużycie w około 40% gospodarstwach domowych Ropa naftowa: Import ropy 17-18 mln ton Krajowe wydobycie 0.8 mln ton Produkcja gazu i ropy

Złoża ropy i gazu w Polsce Zagłębie Karpackie Zagłębie Pomorskie Zach Wielkopolska Ropa naftowa Ziemia Lubuska pod dnem Bałtyku

Gaz łupkowy w Polsce

Zasoby gazu w Polsce na tle zasobów światowych Gaz konwencjonalny Gaz łupkowy

Paliwa ciekłe - rafinerie Ropę naftową przerabia się na paliwa, oleje, smary, asfalty Polskie rafinerie: Płock (PKN Orlen – przerabia ropę rosyjską doprowadzoną rurociądiem Gdańsk (Lotos – przerabia importowaną ropę przywożoną statkami i polską spod dna Bałtyku Gorlice, Jedlicze – ropa z Podkarpacia Trzebinia, Czechowice – specjalistyczne, np.. produkują biopaliwo

Wykorzystanie źródeł energii finalnej Węgiel kamienny – duże własne zasoby - ponad połowa zamieniana na energię elektryczną – główne źródło tej energii Węgiel brunatny – duże zasoby - w 100% spalany w elektrowniach – dziś tanie źródło energii elektrycznej Ropa naftowa – ponad 90% z importu – przerabiana w polskich rafineriach na paliwa płynne Gaz ziemny – około 30% z własnych złóż – potencjalnie własny gaz łupkowy Energia wodna – brak perspektyw dynamicznego rozwoju Energia wiatrowa – kosztowna – rozwija się dynamicznie dzięki polityce promującej OZE Energia geotermalna – duże potencjalne możliwości wykorzystania jako źródło ciepła Energia słoneczna – dla entuzjastów

Problemy polskiej energetyki - plany Produkcja energii elektrycznej w 2008 roku 130 TWh (130 TWh / 8760 h = 15 GW) Założenia planu Rządu RP na 2030 rok Planowana produkcja: 210 TWh Elektrownie oparte na węglu w 2030: 56% energii (?) Elektrownie jądrowe: 16% ! Gazowe (?) Inne odnawialne (?)

Problemy polskiej energetyki - polityka Największym zagrożeniem jest „pakiet klimatyczny” ponieważ Polska jest jedynym krajem na świecie prawie pełnej monokultury węgla Opłaty za emisję CO2 - w 2013 roku 3 mld zł. Gdy będą obowiązywały wszystkie regulacje (2020rok) cena energii elektrycznej z tego tylko powodu wzrośnie u nas o 60%

Problemy polskiej energetyki - podsumowanie Polska energetyka bazuje na węglu – nie można szybko tego zmienić - tak będzie przez kilkadziesiąt lat – pojawia się duże opodatkowanie ze względu na emisją CO2 Energia z innych źródeł odnawialnych (poza wodną) jest dziś bardzo droga – może pojawią się lepsze technologie w przyszłości Ewentualny rozwój energii wodnej nie rozwiązuje problemu bo zapotrzebowanie o rząd wielkości przekracza potencjalne możliwości tej energetyki Jedyna recepta na najbliższe 30 lat: - unowocześnianie energetyki węglowej - budowa elektrowni jądrowej - inwestowanie we własne źródło gazu - wykorzystanie energii geotermalnej jako źródło ciepła - rozwój energetyki wiatrowej, aby spełniać wskaźniki korzystania z OZE