Efektywność energetyczna Dolnego Śląska Efektywność energetyczna szansą dla gmin Efektywność energetyczna Dolnego Śląska Prof. dr hab. inż. Zbigniew GNUTEK Wrocław, dn. 29.09.2014 r.

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski. Plan wystąpienia 1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski. 2. Podział administracyjny Dolnego Śląska. Problemy energetyczne Dolnego Śląska. Czego miarą jest efektywność? Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne? Potrzeby energetyczne Dolnego Śląska. Poprawa efektywności energetycznej Dolnego Śląska. Autonomiczne Regiony Energetyczne. Działania na szczeblu lokalnym. Akty prawne związane z efektywnością energetyczną. Podsumowanie. 2/48

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski Problemy energetyki w wymiarze globalnym cechuje duża różnorodność poglądów. Brak jednej idei przewodniej. Każde państwo lub regiony formułują skrajnie przeciwne oczekiwania. W warunkach Polski i UE kluczowe wydaje się doraźne bezpieczeństwo energetyczne a także bezpieczeństwo klimatyczne. Wyczuwa się oczekiwanie na nowe technologie pozyskiwania energii i jej użytkowania. Jednym z ważniejszych czynników jest efektywność energetyczna w skali regionu. 3/48

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski Światowe zapotrzebowanie 4/48

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 ZUŻYCIE NIEENERGETYCZNE EKSPORT ELEKTROWNIE STRATY ZUŻYCIE WŁASNE RÓŻNICE STATYSTYCZNE 16/48

1. Wprowadzenie. Panorama problemów energetycznych UE i Polski HUTNICTWO ŻELAZA PRZEMYSŁ CHEMICZNY PRODUKTY NAFTOWE HUTNICTWO NIEŻELAZNE PRZEMYSŁ MINERALNY PRZEMYSŁ ŚRODKÓW TRANSP. PRZEMYSŁ MASZYNOWY PRZEMYSŁ GÓRNICTWO WĘGIEL PRZEMYSŁ SPOŻYW. I TYTONIOWY PRZEMYSŁ PAPIERNICZY PRZEMYSŁ DRZEWNY BUDOWNICTWO PRZEMYSŁ TEKSTYLNY GAZ ZIEMNY INNE FORMY PRZEMYSŁOWE TRANSPORT TRANSPORT DROGOWY BIOPALIWA I ODPADY LOTNICTWO KRAJOWE TRANSPORT KOLEJOWY TRANSPORT RUROCIĄGOWY ENERGIA GEOTERMALNA POZOSTAŁE GOSPODARSTWA DOMOWE ENERGIA SŁONECZNA, PŁYNÓW ORAZ WIATRÓW USŁUGI KOMERC. I PUBLICZNE ROLNICTWO I LEŚNICTWO ENERGIA ELEKTRYCZNA ZUŻYCIE NIEENERG. PRZEMYSŁU ZUŻYCIE NIEENERGETYCZNE ZUŻYCIE NIEENERG. TRANSPORTU ZUŻYCIE NIEENERG. POZOSTAŁE 17/48 CIEPŁO

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 ziemnego 22/48

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

5. Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne? 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) 33/48

5. Efektywność energetyczna czy efekty energetyczne? Przykłady definicji niemianowanych ułamków oceniających: Sprawność maszyny cieplnej (np. silnika): Stopień wykorzystania energii pierwotnej: 𝜑= 𝐸𝑢ż 𝐸𝑝 . 𝜂= 1- 𝑄𝑐ℎ 𝑄𝑝𝑎𝑙 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=𝐸𝑢ż+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

7. Poprawa efektywności energetycznej Dolnego Śląska 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). 39/48

7. Poprawa efektywności energetycznej Dolnego Śląska Powody konieczności poprawiania efektywności energetycznej: Zobowiązania międzynarodowe, Malejące zasoby paliw konwencjonalnych, Rosnące ceny paliw, Rosnące zapotrzebowanie na energię, Ochrona środowiska, Bezpieczeństwo energetyczne. 40/48

8. Autonomiczne Regiony Energetyczne Zobowiązania prawne (3x20 – redukcja gazów cieplarnianych, zwiększenie udziału energii odnawialnej, poprawa efektywności energetycznej). Bezpieczeństwo energetyczne: Rozproszona generacja energii, Wykorzystanie lokalnych źródeł energii, Większa samowystarczalność energetyczna, Mniejsze straty przesyłowe, Zasilanie awaryjne. Aspekt ekonomiczny – zwiększone przychody regionu, oszczędności mieszkańców, większe zainteresowanie potencjalnych inwestorów. Aspekt społeczny – nowe miejsca pracy, aktywizacja lokalnej społeczności. Aspekt środowiskowy – zmniejszenie emisji, czystsze środowisko naturalne. 41/48

9. Działania na szczeblu lokalnym 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. 42/48

9. Działania na szczeblu lokalnym 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. 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

10. Akty prawne związane z efektywnością energetyczną Dyrektywy Unii Europejskiej, Polityka energetyczna Polski, Prawo energetyczne, Ustawa o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych, Ustawa o efektywności energetycznej, Krajowy Plan Działań dotyczący efektywności energetycznej. 45/48

11. Podsumowanie Pojawiające się nowe technologie pozyskiwania energii (np.OZE) definiują nowe problemy techniczne i organizacyjne. Jednym z nich jest efektywność energetyczna. Nie posiada ona jednoznacznej definicji, co prowadzi do różnych prób jej wdrażania. Rozpatrywanie jej jako problemu regionalnego nadaje jej piętno bardziej społeczno-polityczne niż techniczne. 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 Efektywność energetyczna szansą dla gmin Efektywność energetyczna Dolnego Śląska Prof. dr hab. inż. Zbigniew GNUTEK Wrocław, dn. 29.09.2014 r.