Jak można pozyskiwać energię słoneczną?

Choć dla stałych bywalców tego bloga zapewne temat wyda się trywialny to jednak od dawna nosiłem się z zamiarem usystematyzowanie tej wiedzy w jednym poście. Wykorzystanie energii słonecznej nabiera coraz większej popularności niestety nie zawsze idzie to w parze z rozwojem wiedzy społeczeństwa na ten temat. Wielokrotnie spotkałem się z publikacjami, w których pojęcie „solarów” używane było zarówno w stosunku do ogniw fotowoltaicznych jak i kolektorów słonecznych w efekcie trudno było nawet wywnioskować, co tak naprawdę autor miał ma myśli.

Energię słoneczną możemy pozyskiwać za pomocą

1. kolektorów słonecznych - konwersja energii słonecznej do energii cieplnej
2. ogniw fotowoltaicznych - (baterii słonecznych) konwersja energii słonecznej do energii elektrycznej

Ad 1

kolektory słoneczne możemy podzielić na

1.1 płaskie

1.2 próżniowe rurowe

kolektory próżniowe możemy podzielić ze względu na dwa kryteria.

• budowę próżniowej rury:

1. - rury termosowe o podwójnej ściance szkła gdzie absorber napylany jest na zewnętrzną ściankę wewnętrznej rury.
2. - rury o pojedynczej ściance gdzie płaski absorber umieszczony jest wewnątrz próżniowej rury.

• ze względu na sposób wymiany ciepła
  

1. - o przepływie bezpośrednim gdzie wymiana ciepła jest jednofazowa analogicznie jak w kolektorze płaskim
2. - heat pipe (ciepłowód, gorąca rurka) gdzie wymiana ciepła jest dwufazowa link zasada wymiany ciepła w heat pipe

Z tego podziału wynika, że mogą być 4 rodzaje kolektorów próżniowych, choć osobiście spotkałem się z trzema

1 – rury termosowe z wymianą ciepła heat pipe

2 – rury termosowe o przepływie bezpośrednim

3 - rury o pojedynczej ściance z wymianą ciepła heat pipe



Oczywiści różnice w budowie poszczególnych kolektorów niosą za sobą pewne zalety jak i wady to jednak temat na osobny wpis.



Ad 2

Ogniwa fotowoltaiczne możemy podzielić na:


1 - Ogniwa pierwszej generacji - zbudowane w postaci płytek z wysoce czystego krzemu o grubości ok. 0.2 mm. Wymagają dużego nakładu pracy oraz energii. Wśród nich wyróżniamy

• ogniwa z krzemu monokrystalicznego (najwyższa sprawność najwyższa cena)

• ogniwa z krzemu polikrystalicznego, multikrystalicznego

• ogniwa z kremu amorficznego (najniższa sprawność najniższa cena)

2 - ogniwa drugiej generacji – wytwarzane w postaci bardzo cienkiej warstwy półprzewodnika tzw ang. thin film. Grubość warstwy to zaledwie 0.001-0.002 mm. Także metody wytwarzania ogniw drugiej generacji są tańsze i mnie energochłonne. Najbardziej popularne w tej kategorii są.

• ogniwa z tellurku kadmu CdTe ok 10% sprawności
  

• ogniwa z mieszaniny miedzi, indu, galu, selenu w skrócie CIGS od 11 -15 %
  

• ogniwa Grätzel'a DSSC (dye-sensitized solar cell) od 7-10% sprawności
  

• ogniwa z krzemu amorficznego i mikrokrystalicznego ok 7-10%
  
• ogniwa organiczne z polimerów rekord do 7,6% średnio do 5%

Są także ogniwa 3 generacji, lecz one jeszcze nie wyszły poza laboratoria.

Paradoksalnie na rynku dominują ogniwa 1 generacji znacznie droższe w produkcji od ogniw 2 generacji.

Najgłupszy projekt perpetuum mobile jaki widziałem

Czytając dziś doniesienia Reuters-a moją uwagę przykuła wzmianka o samochodzie, o którym „ koncerny paliwowe nie chciałyby wiedzieć” Początek wydawał się ciekawy, choć bez rewolucji. Samochód ma być zasilany energią słoneczną z paneli na dachu oraz turbin wiatrowych? Szczególną moją uwagę przykuły te turbiny wiatrowe w samochodzie. Bo w końcu gdzie, jak i w jakim celu?

Wchodząc na stronę producenta wszystko się rozjaśnia. Tu film obrazujący koncept.



Zakładając, że nie jest to żart mający na celu wykazać, że dziennikarze nawet w Reutersie „łykną” wszystko. Pomysł jest absurdalny a inżynierów z EarthSure posłałbym z powrotem do szkoły średniej. To, co proponują to istne perpetuum mobile. Energia, jaką wyprodukują turbiny w samochodzie nie będzie nawet zbliżona do tej, jaką będzie trzeba włożyć do pokonania oporu tychże turbin. Po uwzględnieniu limitu betza i stratach mechanicznych turbiny w tym samochodzie nie będą w stanie wytworzyć nawet połowy tej energii, która będzie potrzebna do ich poruszenia. Ciekawe ile jeszcze portali poda tego newsa za Reutersem.

Osmoza ciekawy sposób wykorzystania energii wód.

O wykorzystaniu energii osmowy rzek wpadających do morza mówiło się już dawno. Niestety poza teorią i planami niewiele w tej materii robiono do czasu jak Statkraft po 10 latach badań ogłosił budowę pilotażowej elektrowni wykorzystującej różnicę ciśnienia osmotycznego PRO (Pressure retarded osmosis). Różnica w zasoleniu wody słodkiej oraz słonej morskiej odpowiada różnicy ciśnienia do 26 barów. czyli ok 270 m słupa wody. To spory potencjał energii który można zamienić na energię elektryczną.

Zasada działania osmozy W2 - słona woda W1 - woda słodka M - membrana O - Osmoza

schemat elektrowni wykorzystującej energię osmozy

W prosty i ciekawy sposób problem wykorzystania energii osmozy wyjaśnia poniższy film Stankraft-u



W filmie podano wysokość 120 m gdyż optymalne ciśnienie pracy to 11 do 15 bar. Choć pilotażowa elektrownia wykorzystująca osmozę w Norwegii będzie miała zaledwie 25MW jest z wielu względów przełomowa gdyż po raz pierwszy na skale przemysłową zostanie wykorzystane nowe źródło energii odnawialnej. Bardzo ciekawią mnie koszy przedsięwzięcia oraz cena produkowanej w ten sposób energii.

Ekologiczne certyfikaty które malo mówią

Chciałbym dziś podzielić się z czytelnikami spostrzeżeniowymi na temat certyfikatów bezpieczeństwa ekologicznego dla kotłów na paliwo stałe.

Takie certyfikaty sporządzane są np przez ICHPW dla kotłów na biomasę oraz węgiel. Niestety bliżej im się przyglądając niewiele z nich wynika i trudno tak naprawdę powiedzieć który kocioł jest bardziej ekologiczny ten na węgiel czy na biomasę.

kocioł na węgiel

kocioł na pelety

Muszę tu zaznaczyć że certyfikaty dobrałem przypadkowo. Jednak nawet dla dwóch kotłów będących w tej samej klasie emisja jest bardzo różna. Nie chcę tu faworyzować żadnego paliwa nie jest to celem tego wpisu lecz zwrócić na sposób oznaczeń zanieczyszczeń.

Wszystkie zanieczyszczenia oznacza się w mg/m3 zakładając że wszystkie kotły spalałyby to samo paliwo miałoby to sens ale mamy zgodnie z tym co podaje ICHPW

• WO – węgiel kamienny, sortyment „Orzech”
• WGr - węgiel kamienny, sortyment „Groszek”
• WM – węgiel kamienny sortyment „Miał”
• WBGr – węgiel brunatny sortyment „Grysik”
• K- koks
• BIOM - biomasa
• D – drewno kawałkowe
• DZr- zrębki drzewne
• DTr – trociny drzewne
• DPel – pelet drzewny
• S – słoma
• SPel – pelet słomiany
• Z – ziarno zbóż

Różne paliwa o różnym składzie chemicznym a co za tym idzie różnej wartości energetycznej. Z tego powodu dla uzyskania dżula energii dla różnego rodzaju paliwa zostanie wymiotowana różna objętość spalin. Im paliwo jest mniej kaloryczne tym jego certyfikat będzie lepszy. Dopiero po przeliczeniu emisji na dżul uzyskanej energii można obiektywnie porównać urządzenia.

Aby to zobrazować załóżmy że kocioł A spala wysoko kaloryczny węgiel a kocioł B słomę oba mają oznaczoną taką samą emisję w mg/m3. W takim przypadku kocioł B po rocznej pracy wyemituje prawie dwa razy więcej zanieczyszczeń zakładając że spalana przez niego słoma będzie o połowę mniej kaloryczna od węgla spalanego w kotle A. Po prostu słomy będzie trzeba spalić więcej.

Cały problem wynika oczywiście z norm które też tak oznaczają zanieczyszczenia ciekawe czy nikt się nad tym nie zastanawiał gdyż w przypadku różnych paliw takie oznaczenia niewiele mówią użytkownikowi. A może tak niewiele mają mówić ? Policzyć roczną emisję m3 spalin nie jest tak prosto za to policzyć zużycie energii znacznie łatwiej.

biomasa, bioenergia i europejska hipokryzja.

Często wypowiadam się krytycznie na temat wykorzystywania biomasy gdyż staram się patrzeć na ten problem globalnie a im dokładniej się przyglądam nabieram coraz więcej wątpliwości. W mojej ocenie ten rodzaj energii odnawialnej ma niewiele wspólnego z ekologią a wykorzystywanie biomasy poza odpadami biologicznymi powinno być bardzo ograniczone.

Wiele osób tak wspierających wykorzystywanie biomasy zapomina że biomasa przed rewolucją przemysłową była głównym źródłem energii na świecie. Skutkiem takiego stanu rzeczy było powszechne wylesienie Europy. Głównie dzięki "odkryciu" węgla przez przemysł zachowały się resztki lasów w Europie. Dziś nasze potrzeby energetyczne znacznie wzrosły lasów nie mamy ale biomasa znów stała się "trendy". Dziwi mnie to niezmiernie gdyż albo nie zdajemy sobie sprawy z konsekwencji jakie się z tym wiążą albo po prostu jesteśmy hipokrytami.

Już kiedyś na solarisie przedstawiałem problem biopaliw i wycinki lasów w Indonezji. Dziś BBC (niestety film nie jest udostępniony w sieci) z okazji obecnego spotkania na szczycie UE i ustaleń w sprawie klimatu wyemitowała film obrazujący rabunkową wycinkę lasów na Borneo. Miliom hektarów dziewiczych lasów deszczowych rocznie jest tam wycinanych, choć słowo wycinka nie najlepiej tu pasuje. Wierząc BBC europejscy politycy powszechnie krytykują te działania nazywając je rabunkową gospodarka lub dobitniej "gwałtem" na dziewiczej naturze Borneo. Dlaczego tylko sami ten gwałt wspieramy?

To co w Indonezji nazywamy gospodarką rabunkową w Europie jest zrównoważoną gospodarką rolną. Borneo w 75% pokryte jest lasem celem rządu jest osiągniecie zalesienia na poziomie 20-30 % czyli tyle ile jest w Europie(sic..) Krytykujemy Indonezję zapominając że sami zrobiliśmy to samo. Jednak to nie koniec naszej hipokryzji. Zadajmy Sobie pytanie. Dlaczego Indonezja wycina swoje lasy? Bo potrzebuje nowych terenów pod uprawy......, bio uprawy:( Indonezja produkuje tyle biomasy że według europejskich standardów byłaby tzw CO2 neutral :) Ba w Indonezji produkuje się tyle biomasy że większości nikt nawet nie chce kupić i trzeba ją spalić na miejscu. Przypomnę ze Unia Europejska ta która tak zażarcie walczy o ochronę klimatu jest jednym z liderów importujących olej palmowy z Indonezji. Olej palmowy musimy importować bo w europie rolnikom bardziej opłaca się uprawiać rzepak na biodiesel. Importujemy tez inne produkty rolne z Indonezji gdyż w Europie lasów już wyciąć nie możemy, konsumować też mniej nie chcemy, więcej nawozów też używać się nie da, GM nam się nie podoba a biouprawy potrzebują coraz więcej przestrzeni.

Mierzmy wszystkich jedną miarą a działania na rzecz ochrony środowiska zacznijmy od siebie. Chwalimy się czystym podwórkiem gdyż śmieci lądują u sąsiada.

Sharp i rekordowo sprawne ogniwo z gwiazdką.

W zeszłym tygodniu świat fotowoltaiki a w tym pozostałe portale zajmujące się nowymi technologiami obiegła informacja o rekordowo sprawnym ogniwem Sharpa. Z uwagi, że pojawia się coraz więcej mylnych informacji w internecie chciałbym wyjaśnić kilka kwestii.

Po pierwsze uzyskana przez Sharpa rekordowa sprawność 35.8% dotyczy ogniw bez koncentrowania promieniowania. Ogniwa przystosowane do pracy z koncentratorami już dawno przekroczyły 40%. Wielu mogło zastanawiać się jak to jest z tymi rekordami że w 2000r pokonano granicę 40% sprawności a teraz rekordem jest 35.8% :). Osobno są liczone rekordy dla ogniw przy skoncentrowanym promieniowaniu osobno dla ogniw bez koncentrowania.

Druga sprawa to pojawiające się przy tej okazji sugestie „redaktorów” portali, że nowe ogniwa zrewolucjonizują rynek fotowoltaiki. Szanuję wizje osób zafascynowanych wysoce sprawnymi ogniwami ale z obecnych prac Sharpa dla szerokiego rynku fotowotaiki niewiele wynika a ich produkt prawdopodobnie znajdzie bardzo wąskie zastosowanie tam gdzie szczególnie istotna jest wysoka sprawność jak np. w sondach kosmicznych. Z dużą dozą prawdopodobieństwa można stwierdzić, że takie ogniwa pod strzechy nie trafią z powodów.

1. skomplikowanego procesu produkcji
2. użytych rzadkich pierwiastków

Z tych dwóch tylko powodów ogniwo mimo wysokiej sprawności będzie bardzo drogie w przeliczeniu na wat mocy. Należy zaznaczyć, że ogniwo zbudowane przez sharpa należy do ogniw o wielu złączach P-N (multiple-junction). W tym przypadku sharp zastosował 3 złącza.

W przypadku ogniw tzw singel junction z jednym złączem P-N sprawność ogniwa limitowana jest szerokością przerwy energetycznej półprzewodnika. Fotony o zbyt małej lub zbyt dużej energii są bezużyteczne a sprawność ogniwa jest niska. Dlatego zrodził się pomysł, aby na jednym ogniwie umieścić kilka złączy półprzewodników o różnych wartościach przerwy energetycznej. W ten sposób każda warstwa absorbuje światło z wąskiego zakresu spektrum ale całe ogniwo pracuje już z dużą sprawnością absorbując szerokie spektrum. Patrz rysunek


Problem w tym że ogniwo o wielu złączach to jakby wiele ogniw w jednym to komplikuje proces produkcji i podnosi koszty. Często poszczególne złącza tworzy się z kombinacji bardzo rzadkich pierwiastków. W wyniku czego mino wyższej sprawności ogniwa o wielu złączach są zazwyczaj droższe w przeliczeniu na wat mocy od klasycznych ogniw o jednym złączu.

Spośród ogniw o kilku złączach sukces rynkowy odnoszą jedynie dwu złączowe ogniwa krzemowe. Niska sprawność cienkowarstwowych ogniw krzemowych wymusiła na producentach znalezienie sposobu poprawy sprawności. W tym przypadku połączenie dwóch warstw krzemu (amorficznego i krystalicznego) poprawia sprawność całego ogniwa utrzymując koszty w ryzach. W tym przypadku dwu złączowe ogniwa są stosunkowo tanie w produkcji ale ich sprawność nie jest spektakularna i oscyluje wokół 10%.

Czy każde odnawialne źródło energii zasługuję na wsparcie ?

W ostatnim wpisie odniosłem się krytycznie do propozycji dodania zbóż do definicji biomasy i nie chodziło mi o to aby próbować udowadniać co jest a co nie jest odnawialnym źródłem energii, lecz chciałem zwrócić uwagę na fakt, że nie każde odnawialne źródło energii zasługuje na wsparcie i nie każde odnawialne źródło energii jest przyjazne dla środowiska.

Problem polega na tym że wsparcie dla odnawialnych źródeł energii opiera się na lekko mówiąc nieprzemyślanych przesłankach. Stąd często obserwujemy wsparcie dla technologii które z ochroną środowiska mają niewiele wspólnego, lecz np. pozwalają wykazać w Brukseli redukcję emisji CO2. Z tego powodu na tym blogu wielokrotnie pastwiłem się nad biomasą biopaliwami . Dziś zwrócę się w kierunku energetyki wodnej.

Na wstępie zaznaczę, że nie jestem przeciwnikiem elektrowniom wodnym niektóre rzeki rzeczywiście wymagają regulacji, budowy tam i pozyskanie przy tej okazji energii elektrycznej jest jak najbardziej słusznym działaniem. Problem zaczyna się, gdy energię rzeki wykorzystuje się w sposób rabunkowy. Najlepszym przykładem może być tu zapora trzech przełomów w Chinach. Jest to obecnie największej na świecie elektrownia wodna, w której 26 generatorów o łącznej mocy 18,2 tys. MW, (czyli połowa mocy wszystkich polskich elektrowni razem). Jak podaje Wiki nowa elektrownia pozwoli zaoszczędzić chińczykom 31 milionów ton węgla rocznie . Ograniczy to emisje 100 milionów ton gazów cieplarnianych, milionów ton pyłów, miliona ton dwutlenku siarki, 370 tys. ton tlenku azotu, 10 tys. ton tlenku węgla itd . Z drugiej strony należy dodać, że jest to zaledwie 3% chińskich potrzeb energetycznych, woda w Jangcy została spiętrzona na długości 660 km, wysiedlono 1,4 mln osób zalano całe i miasta fabryki, zabytki, nieodwracalnie zmieniono jedną z bardziej znanych chińskich atrakcji turystycznych, bezpowrotnie zmieniono hydrologię terenu. Polecam artykuł w rp

W europie już dawno nie ma przyzwolenia na tak duże hydroelektrownie jednak niebezpiecznie zaczyna się działać na mniejsza skale. Niedawno czytałem na wnp że prywatni inwestorzy złożyli wnioski o wybudowanie 33 małych elektrowni na Dunajcu. Choć skala przedsięwzięcia nieporównywalnie mniejsza niż w Chinach, gdyż i rzeka jest znacznie mniejsza w przypadku realizacji efekt będzie podobny i równie destrukcyjny. Zbudowanie zapór co kilka kilometrów na górskiej rzecze sprawi, że przestanie mieć ona charakter rzeki górskiej. To wpłynie nie tylko na krajobraz lecz również na faunę i florę. Dlatego nie dziwi mnie tu protest wędkarzy którzy słusznie obawiają się, że taka liczba inwestycji na Dunajcu stanowi zagrożenie dla populacji występujących tam ryb.

Skąd biorą się problemy biomasy i energetyki wodnej?

Choć są to dwa źródła energii odnawialnej ich wykorzystanie zazwyczaj wiąże się z dużym negatywnym wpływem na środowisko naturalne. Jeżeli przyjrzymy się potencjałowi poszczególnych odnawialnych źródeł energii zauważymy, że biomasa oraz energia wód lądowych szacuje się na szarym końcu. Jednocześnie oba te źródła mają największy udział w pozyskiwanej obecnie energii odnawialnej. Jeżeli ze źródła energii o małym potencjale chce się pozyskać dużo energii zawsze będzie to miało negatywny wpływ na środowisko i wiązało się będzie z rabunkową eksploatacją. Nie zawsze najprostsze, najtańsze rozwiązanie jest najlepsze. W przypadku odnawialnych źródeł energii powinniśmy wspierać technologie i źródła, których potencjał pozwoli w przyszłości zaspokoić potrzeby energetyczne kraju bez dużego negatywnego wpływu na środowisko. Idąc dalej w kierunku biomasy oraz elektrowni wodnych zmierzmy w ślepą uliczką.

Nowa rządowa definicja biomasy – czy kto zyska a kto straci ??

W ministerstwie gospodarki kierowanym przez Waldemara Pawlaka zaproponowało zmianę definicji biomasy w brzmieniu: link

biomasa – stale lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji oraz ziarna zbóż niespełniające wymagań jakościowych dla zbóż w zakupie interwencyjnym określonych w załączniku (...)

Oczywiście zasadnicza zmiana polega na zakwalifikowaniu ziaren zbóż niespełniających wymagań jakościowych do biomasy odpadowej, z której będzie można produkować energię elektryczną z dopłatą. Pozornie takie rozwiązanie może wydawać się dobre a przynajmniej niegroźne tyle że: Jak pisałem 4 września 2009 we wpisie Prąd ze zboża a chleb z ....(węgla)? Przy obecnym poziomie wsparcia dla produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych energetyka zawodowa współspalająca biomasę może spokojnie oferować ponad 900 zł za zboże. Uwzględniając jedynie wartość samych certyfikatów energetyka może zaoferować za tonę zboża 570zł i będzie to dla niej doskonały interes.

Teraz retoryczne pytania do ministerstwa.

Czy wierzą Państwo, że rolnicy będą skłonni sprzedawać interwencyjnie zboże na cele spożywcze znacznie taniej (po cenie rynkowej) czy zrobią wszystko, aby ich zboże zakwalifikowano jako niespełniających wymagań jakościowych i oddać je na cele energetyczne po znacznie wyższej cenie.

Czy wiedzą Państwo, że w Polsce zbiera się rocznie ok 2 766 430 ton zbóż (łącznie wszystkich) oraz wytwarza ok 139TWh energii elektrycznej z paliw stałych. Oznacza to że energetyka zawodowa jest w stanie spalić każdą ilość zboża, jaką im tylko rolnicy dostarczą i tak nie osiągną 7.5% „OŹE” w bilansie.


Bardzo ciekawe jest uzasadnienie ministerstwa gospodarki dla tej propozycji.

Wymaga zaznaczenia, iż biomasa jest najbardziej istotnym z odnawialnych źródeł energii, posiadającym również największy potencjał rozwojowy (...)

Nie rozumiem co ministerstwo rozumie pod pojęciem najbardziej istotnego źródła? Czy ministerstwo zdaje sobie sprawę, że biomasa ma najmniejszy potencjał oraz najbardziej negatywny wpływ na środowisko naturalne, że wszystkich odnawialnych źródeł!


I tu mamy odpowiedz.

Możliwość wykorzystania na cele energetyczne ziaren zbóż jest oczekiwane zarówno przez energetykę, jak i rolnictwo. Przed energetyką postawione zostały rosnące z roku na rok zadania w zakresie wytwarzania energii z odnawialnych źródeł energii. (...)

Dodanie zbóż do biomasy jest rozpaczliwą próbą poprawienia polskiego bilansu produkcji energii ze źródeł odnawialnych wynikających z wieloletnich zaniedbań i braku inwestycji nowe technologie z zakresu OŹE. Dodatkowo rolnicy i energetyka zawodowa na zmianie przepisów może sporo zarobić oczywiście na koszt odbiorców energii elektrycznej.

Najbardziej kuriozalna dla mnie jest ta część uzasadnienia

Opłacalność produkcji rolnej na gruntach słabych jest niska, co sprawia, że grunty te są ugorowane lub wycofywane z produkcji rolnej poprzez ich zalesianie. Stworzenie możliwości zagospodarowania przedmiotowych zbóż na cele energetyczne umożliwi rozwój tych upraw, a tym samym włączenia do produkcji biomasy gruntów dotychczas ugorowanych. (...)

Ministerstwo wychodzi z założenia, że w jakimś miejscu są słabe gleby i nie opłaca się uprawa należy wymyślić taki system wsparcia, który tą produkcję uczyni opłacalną. Dlaczego tylko ministerstwo swoje pomysły wprowadzenia realnego socjalizmu i powrotu do cen regulowanych chce finansować z kieszeni odbiorców energii elektrycznej?

Dodatkowo w mojej ocenie rozwój odnawialnych źródeł energii powinien być wpierany z uwagi na konieczność ochrony środowiska. Z tego względu znacznie lepszym pomysłem jest zalesianie nieużytków niż biouprawy. Nawet zakładając, że spalając biomasę bilans CO2 jest zerowy to jednak sama uprawa roślin energetycznych czy zbóż wiąże się z dużą niezbilansowaną emisją CO2 wynikającą z prac rolnych, stosowaniem nawozów i transportem. W przypadku zalesienia bilans CO2 staje się ujemny.

Ministerstwo gospodarki po raz kolejny opowiada się za rozwiązaniem korzystnym jedynie dla wąskiej grupy społecznej kosztem reszty społeczeństwa, środowiska naturalnego i gospodarki.

BIPV – czy upowszechni się w budownictwie ?

BIPV dla nie wtajemniczonych to skrót od słów (building integrated photovoltaics) czyli instalacja fotowoltaiczna zintegrowana z budynkiem. Osobiście jestem dużym zwolennikiem BIPV, gdyż zintegrowanie fotowoltaiki z budynkiem pozwala:

• zredukować koszty instalacji systemu: Jeżeli fotowoltaika jest zintegrowana z elementami budynku koszty instalacji i konstrukcji wsporczej można wliczyć w koszty prac, które i tak były wykonywane dla standardowych elementów. Dla przykładu, jeżeli zamiast części dachówek na południowej części dachu wykorzystamy dachówki ze zintegrowanymi ogniwami pv zwiększamy koszty jedynie o różnicę w cenie zwykłych dachówek a tych solarnych. Zakres prac wzrasta minimalnie a do montażu zostanie wykorzystana istniejąca struktura dachu.

• Zoptymalizować wykorzystywaną przestrzeń. Systemy fotowoltaiczne zintegrowane z budynkiem sprawiają, że instalacja nie zajmuje dodatkowej przestrzeni ponad tą która, i tak jest wykorzystywana przez budynek. Zwłaszcza powierzchnia dachu daje dużą przestrzeń do adaptacji fotowoltaiki.
  

• Ograniczyć niszczenie krajobrazu. System zintegrowany mniej rzuca się w oczy niż nie zintegrowany.
  

Przyznam szczerze, że jestem zdziwiony obecną sytuacją na rynku fotowoltaiki, która mimo ciągłej popularyzacji bardzo późno dostrzegła korzyści płynąca z BIPV. Zwłaszcza chodzi mi o sprawę kosztów. Mianem marnotrawstwa można określić sytuację, w której buduje się dach, kryję się go dachówką czy blachą, aby następnie na znacznej jego części zbudować konstrukcje pod instalację kolektorów i ogniw PV. Jak na poniższym przykładzie

typowe marnotrawstwo kosztów i pracy

System zintegrowany pozwala zredukować nakłady pracy i koszty użytych materiałów.

system zintegrowany

Obecna sytuacja na rynku BIPV może już wkrótce ulec zmienia dzięki firmie Dow Chemical Company ten amerykański gigant na rynku ekologicznych rozwiązań dla domów na poważnie zajął się adaptacją fotowoltaiki we współpracy z Global solar.

Zaprezentowane w zeszłym tygodniu przez firmę solarne dachówki zbudowane na bazie cienkowarstwowych ogniw CIGS mają być tańsze od standardowych paleni krzemowych o 10 – 15%. Dodatkowo firma Dow twierdzi, że ich rozwiązanie ma być tańsze od 30 do 40% od obecnie stosowanych rozwiązań z zakresu BIPV. Niestety do kwestii ceny i kosztów trudno się odnieść, gdyż na prezentacji systemu nie padły konkretne ceny a solarne dachówki firmy Dow znajdą się na rynku dopiero w 2011r




Choć sam pomysł integracji ogniw fotowoltaicznych w dachówkach nie jest nowy (wspominałem o nim na solarisie tu i tu ) to jednak Dow jako pierwsza firma chce to zrobić na tak dużą skalę i to wykorzystaniem ogniw CIGS (do tej pory głównie wykorzystywano ogniwa z krzemu amorficznego i polikrystalicznego). Zastosowanie CIGS wydaje się niezwykle trafione, gdyż jest to tani półprzewodnik ja jak pokazała firma Nanosolar można go szybko i tanio nanosić na różne powierzchnie.

Zakładnicy czarnego złota.

Bardzo mnie irytuje określanie węgla mianem czarnego złota głównie, dlatego że złoto powinno kojarzyć się z dobrobytem a nie z szantażem i niekończącymi się kosztami dla społeczeństwa.

Choć na górnictwie się nie znam nie wiem, dlaczego polskie kopalnie są nierentowne i nie mam też pomysłu jak je uzdrowić jednak z punktu widzenia konsumenta niedopuszczalne jest dla mnie, aby w imię interesów 120 000 grupy osób działać na szkodę 38 000 000.

Jak donosi energetyka.wnp.pl. Po podwyżkach cen energii elektrycznej czaka nas podwyżka energii cieplnej również pozyskiwanej w Polsce głównie z węgla. Powód wzrost cen surowca (węgla) o 40%.

Zaraz zaraz wzrost w kryzysie ? Wystarczy zajrzeć na globalcoal.com aby przekonać się, że cena węgla jest w tym roku stabilna, po spadkach w 2008. W porcie w Rotterdamie można kupić do końca roku tonę węgla za 73$ (ok. 220 zł klasa 25D) podczas gdy w Kompanii Węglowej S.A. za ten sam surowiec trzeba wydać 334 zł / tona. Suma sumarum Europa zachodnia, która zrezygnowała z wydobycia węgla cieszy się tanim surowcem kupionym w jednym z portów ARA (Antwerpiia Rotterdam i Amsterdam) my za zaszczyt posiadania czarnego „złota” dopłacamy 30% bezpośrednio + od czasu do czasu pośrednio.

Trzeba pamiętać, że państwo Polskie dba o to, aby polski węgiel był tani i wspomaga górnictwo dotacjami. W 2003 tuż przed przystąpieniem do UE ówczesny rząd przekazał na restrukturyzację górnictwa 6,17 mld + 18mld na oddłużenie. Po kilku latach górnictwu udało się wypracować nowe zadłużenie oraz hałdy niesprzedanego węgla, więc wiceminister gospodarki Joanna Strzelec-Łobodzińska mówi "Z przeprowadzonych analiz wynika, że dla zapewnienia długoletniej (do 2015 roku - PAP) perspektywy stabilnych dostaw potrzebne są nakłady inwestycyjne rzędu 19 mld zł" Ile z tej sumy Pani minister zamierza wydać z publicznej kasy? Czy nikt w rządzie nie zauważył, że górnictwo w Polsce to studnia bez dna? 24 mld w 2003, 19 mld w 2009 i w 2015 znów wyciągną rękę po kolejne miliardy?

Czy znajdzie się w Polsce polityk pokroju pani Margaret Thatcher która raz na zawsze rozwiązała problem państwowego górnictwa i wszechwładzy związków zawodowych.

Jedynym rozsądnym posunięciem w polskich realiach byłaby prywatyzacja sektora górniczego oraz rozbudowa infrastruktury umożliwiającej import węgla do polski. Wąskie gardło importu daje polskiemu górnictwu możliwość swobodnego dyktowania cen w oderwaniu od światowych trendów. Możliwość zapewnienia dostaw z zagranicy wymusiłaby na kopalniach redukcję kosztów lub zamknięcie tych nierentownych.

Dlaczego dom oszczędny, ale nie pasywny.

Po ostatnim wpisie i licznych ciekawych komentarzach, za które dziękuję przewinęła się koncepcja domu pasywnego, którą osobiście już po pierwszych analizach odrzuciłem.

Dlaczego dom pasywny nie jest najlepszym rozwiązaniem?

W przypadku budownictwa pasywnego osiągniecie wyśrubowanych norm strat ciepła stwarza konieczność stosowania rozwiązań z najwyższej półki, co znacznie podnosi koszty budowy nie współmiernie do uzyskanych korzyści.

Jeżeli pokrótce przeanalizujemy koszty budowy domu pasywnego i bardzo energooszczędnego na przykładzie domy-pasywne.pl łatwo można dojść do wniosku, że poniesione koszty nie zwrócą się za czasu życia budowniczego.

Na przykładzie projektu Lipińskich gdzie wyliczone są przykładowe koszty i straty energii. Widzimy, że przejście od standardowego domu zużywającego 100 – 120 kWh/m2/ rok do domu energooszczędnego zużywającego ok. 50 kWh/m2/rok jest dość „tanie” przy wydatku rzędu, 20 000 zł. Przy ogrzewaniu gazowym nakład zwróci się po 10 – 15 latach. Oczywiście wszystko zależy od wzrostu cen tego surowca i rodzaju finansowania inwestycji.

Idąc dalej od domu energooszczędnego do pasywnego zyski energii przyrastają coraz wolniej za to koszty nabierają rozpędu. Dalej na przykładzie Lipińskich

Dom ciepły P 160 - 44,8 kWh/ m2/ rok 290 000 pow ok. 150 m2

Dom pasywny 1 – 13,7 kWh/ m2/rok 379 000 pow ok. 150 m2

Różnica w zapotrzebowaniu na energię 30 kWh / m2 / rok a różnica w kosztach budowy 89 000.zł. Nawet zakładając, że ceny energii cieplnej będą systematycznie rosły i będą ulegać podwajaniu, co 10 lat a inwestycja finansowana była z oszczędności to nakłady zwrócą się prawie po 50 latach. W bardziej realnym scenariuszu zakładających, że ceny energii cieplnej będą rosły w postępie 3-5% ponad koszty obsługi kredytu to okres zwrotu otrze się nam o okres 100 lat.

Jest jeszcze jedna kwestia, którą należy poruszyć. Dom pasywny podobnie jak każdy inny zużywa energię elektryczną znacznie droższą od energii cieplnej. Zamiast idąc w ekstremalne ocieplenie budynku w mojej ocenie znacznie lepiej iść w kierunku budownictwa oszczędnego ze zintegrowaną instalacją pozyskującą energię odnawialną. W niektórych krajach jak np. UK ustawowo chce się zobligować budownictwo do pozyskiwania części energii ze źródeł odnawialnych. W mojej ocenie jest to rozwiązanie tańsze a przy upowszechnieniu może przyczynić się do powstanie budynków, które nie będą pasywne ale mino to niezależne energetycznie.

Budownictwo jednorodzinne - moimi oczami.

Z uwagi, na coraz bardziej sprecyzowane plany budowy własnego domu zaczynam głośno się zastanawiać co i jak zbudować. Na tym blogu zawsze staram się propagować odnawialne źródła oraz energooszczędność dlatego chciałbym, aby w tym duchu powstał także mój dom. Nie bez znaczenia jest też kwestia finansowa dlatego nie będzie to dom pasywny, lecz energooszczędny, nie będzie to dom off grid (przynajmniej początkowo) lecz z częściowym pokryciem zapotrzebowania na energię przez OŹE.

W Polsce i Europie już od dłuższego czasu dużo mówi się o potrzebie oszczędzana energii i jej produkcji z odnawialnych źródeł jednocześnie niewiele się robi, aby te postulaty urzeczywistnić zwłaszcza w budownictwie jednorodzinnym. Odnawialne źródła energii, jeżeli już trafiają pod strzechy są jedynie dodatkiem, a nie integralna częścią budynku.

Na temat problemu OZE w domu przyjdzie jeszcze czas. W tym wpisie chciałbym się zastanowić nad wyborem odpowiedniego projektu projektu, w który można zbudować budynek wysoce energooszczędny i do którego można zaadoptować instalacje OZE. I tu już na samym początku pojawia się spory problem. Niestety chociaż w internecie można znaleźć tysiące projektów z punktu widzenia energooszczędności 95% z nich jest zła lub bardzo zła, gdyż według projektantów dom energooszczędny to taki, który ma grubszą warstwę styropianu i lepsze okna ewentualnie mechaniczna wentylację z rekuperatorem ciepła.

Jeżeli chcemy zoptymalizować budynek pod kątem kosztów i oszczędności energii dom klasyczny odpada. Najgorszy pod tym względem jest dom parterowy, który ma dużą powierzchnię przegród zewnętrznych w stosunku do kubatury. Nie najlepiej wypada też bardzo popularny dom z zabudowanym poddaszem. Dom energooszczędny musi mieć maksymalnie zwartą budowę bez zbędnych mostków cieplnych. Dlatego moje typy skłaniają się w kierunku domu piętrowego, podpiwniczonego z płaskim dachem. - co postaram się umotywować na poniższym przykładzie.
http://www.kreodom.pl/portal/projekt/Nasz-Dom-34_1_4478.html


Choć ten projekt nie jest idealny posiada kluczowe elementy dzięki którym można z niego stworzyć wysoce energooszczędny dom z zaadoptowanymi odnawialnymi źródlanymi energii.

1 - płaski dach – jest znacznie tańszy w budowie niż dach tradycyjny zaoszczędzone fundusze można przeznaczyć na instalacje fotowoltaiczne, turbinę wiatrową czy kolektory słoneczne, które na plaskiem dachy znacznie łatwiej zamontować i serwisować niż na dachu skośnym. Decydując się na montaż kolektorów np. na południowej elewacji domu (co ma wiele zalet) taki dach można zaadoptować na ogródek. „Zielony dach” zapewnia dobrą izolacją cieplną niskim kosztem.

2 – podpiwniczenie – racjonalne wykorzystanie podpiwniczenia na cele pomieszczeń gospodarczych i technicznych może zoptymalizować koszty budowy i obniżyć zużycie energii w budynku. W przypadku powyższego projektu pod budynkiem znajduje się duży garaż oraz pomieszczenia gospodarcze, które z założenia nie będą ogrzewane i staną się naturalną izolacją dla pomieszczeń na parterze. Zlokalizowanie garażu pod budynkiem ograniczy koszty jego budowy jednocześnie nawet w zimie temperatura nie powinna spadać w nim poniżej zera.

3- Zwarta budowa – budynek posiada zwartą budowę i dobry niski stosunek przegród zewnętrznych do kubatury. Jedyne czego mi brakuje to typowego dla budynków energooszczędnych typowego otwarcia na południe.

Jeżeli czytelnicy mają swoje ciekawe uwagi, propozycje, czy własne doświadczenia otwarty jestem na propozycje.

Brytyjski peak fossil fuels

Z faktem wyczerpywania się zasobów paliw kopalnych najbardziej znane jest pojęcie peak oil odnoszące się do szczytu produkcji ropy naftowej. Zasadniczo problem wyczerpywania się zasobów paliw kopalnych jest bagatelizowany, pomijany lub wyśmiewany dopóki nie zacznie fizycznie dotykać danego kraju czy regionu.

Choć nikt oficjalnie nie potwierdzi, że wojna w Iraku czy ostatnie „umizgi” polegające na wypuszczeniu libijskiego terrorysty mają cokolwiek wspólnego z ropą czy gazem to jednak do Brytyjczyków zaczyna docierać, że mają poważany problem energetyczny.

W tym tygodniu wielu mieszkańców wysp brytyjskich kompletnie zaskoczyła informacja podana przez Sky News i BBC, że brytyjski import gazu sięgnie w tym roku poziomu 50% zużycia dwa lata temu było to 27%, 2004 - 5% a w 2003r kraj był jeszcze eksporterem netto tego surowca. Oczywiście spadkiem przez lata wydobycia na morzu północnym i rosnącym popytem nikt specjalnie się nie przejmował. Najpierw był to tylko mały spadek eksportu później niewielkie import.

Podobne wielkie medialne „zaskoczenie” nastąpiło w zeszłym roku po tym ja okazało się, że Wielka Brytania permanentnie stanie się importerem netto ropy naftowej.


Wielka Brytania prezentuje typowe podejście świata „zachodniego” do surowców energetycznych. Problem jest bagatelizowany dopóki fizycznie nas nie dotyka dlatego Europa na poważnie nie zajmie się problemem szczytu wydobycia paliw kopalnych do póki będzie w stanie gdzieś te surowce zdobyć. Mniej ważne jakim kosztem politycznym czy za jaką cenę.

Nikt nie jest w stanie powiedzieć, kiedy nastąpi światowy szczyt wydobycia danego surowca energetycznego jednak, kiedy on nastąpi Europę czka poważny kryzys. Rozwój energetyki odnawialnej jest w powijakach a wiele gałęzi przemysłu jak np. transport całkowicie uzależnione są od jednego rodzaju paliwa kopalnego.

Nie taki węgiel straszny – arogancka propaganda lobby węglowego.

TVL-ODRA Lubin we współpracy z Porozumieniem Producentów Węgla Brunatnego zrealizowała zgodnie z duchem poprzedniej epoki propagandowy film mający poprawić obraz energetyki węglowej w oczach społeczeństwa.

film można zobaczyć tu
http://www.tvl.pl/pgm22.htm

Film zrealizowany przez TVL-ODRA opiera się głównie na zastraszaniu, półprawdach, insynuacjach i kłamstwach.

Głównym zadaniem filmu jest zdyskredytowanie odnawialnych źródeł energii i sugerowanie, że JEDYNĄ alternatywą dla polski jest węgiel. Jednak forma przekazu woła o pomstę do …

Ltości autorzy tego filmu czy wy naprawdę uważacie, że Polacy w XXI wieku są nadal tak ciemni i uwierzą, że bez węgla w całej europie zabranie prądu? A dostęp do energii elektrycznej będzie limitowany – może kartki na prąd wprowadzą?

Kolejnym bulwersującym aspektem są pieniądze. W filmie sugeruje się, że kopalnia odkrywkowa to JEDYNE źródło dobrobytu dla regionu. Trzeba być obiektywnym i przyznać, że kopalnie są dla gmin źródłem dużych pieniędzy, ALE krótkowzroczność burmistrzów, którzy teraz cieszą się z dużych wpływów odbije się na następnym pokoleniu, które będzie musiało pokryć olbrzymie koszty rekultywacji wyeksploatowanej odkrywki. Ciekawe, że w filmie padł przykład Niemiec gdzie trudno odróżnić dawną odkrywkę od normalnego terenu Niestety zapomniano dodać, że w Niemczech w przeciwieństwie do Polski zanim wydobędzie się pierwszą tonę węgla trzeba przygotować program rekultywacji i mieć źródło jej finansowania. Natomiast w Polsce albo zostaje dziura w ziemi z hałdami wokół albo kolejne sztuczne jezioro z chałami wokół wszystko zależy czy odkrywka ma tendencje do zbierania wody czy nie.

W filmie zapomniano zaprezentoować że kopalnia odkrywkowa wygląda tak
Widok na kopalnię w Turowie - nie dziwię się że nie każdy zamiast łąki czy lasu chce mieć coś takiego za domem.

Kłamstwa

Jeden fragment filmu zbulwersował mnie wyjątkowo. Pada w nim pytanie czy elektrownia opalana węglem brunatnym truje – i odpowiedź NIE gdyż została skreślona z jakiejś listy. Dodatkowo sugeruje się, że to, co wydobywa się z kominów to tylko para wodna. To kłamstwo jest o tyle żałosne, że nawet na swojej stronie internetowej podana za przykład elektrownia Turów przyznaje się do emisji:

- Pył - 0,18 kg/MWh
- SO2 - 3,47 kg/MWh
- NO2 - 1,0 kg/MWh
I prawdopodobnie ok 900 kg CO2/MWh

Mam propozycje dla autora filmu i szefów kopalni aby organoleptycznie zbadali brak szkodliwości wyziewów z kominów.

Aż dziw bierze, że można w Polsce kręcić takie filmy propagandowe z jawnymi kłamstwami i jeszcze na cire.pl pisać, że opiera się o merytoryczne argumenty.

Polska energetyka węglowa – zbiór niekończących się absurdów.

Do obecnego stanu polskiej energetyki, w której racjonalne działanie jest rzadkością zdążyłem się przyzwyczaić jednak skala absurdów jaką możemy ostatnio zaobserwować przerosła moje oczekiwania.

Dziś w TVN CNBC wiceprezes URE Marek Woszczyk powiedział, że wszyscy dostawcy energii w Polsce zgłosili wnioski o zatwierdzenie nowych WYŻSZYCH taryf, przy czym średni proponowany wzrost mieści się między 16-22%. Niezwykle zastanawiające jest dla mnie czym ten wzrost cen jest motywowany przez producentów. Jeżeli w Polsce 95% energii pochodzi z węgla a cena węgla w ostatni roku spadała o ponad połowę to trzeba mieć tupet, aby w takiej sytuacji wnioskować o podwyżki. Sytuacja ta pokazuje jak chory jest nasz przemysł energetyczny od samego wydobycia do przetwórstwa.


Państwowe kopalnie, państwowe elektrownie i ciepłownie działają zupełnie poza zasadami wolnego rynku a jedynym lekarstwem jest prywatyzacja i poprawa konkurencyjności. Czy politycy wspierający górnictwo jak np. Pan W. Pawlak czy J. Buzek są w stanie racjonalnie wytłumaczyć społeczeństwu, dlaczego w dobie taniego światowego węglą ( w 2009 r średnia cena węgla na światowych giełdach to 160zł ) Polacy muszą płacić za ten surowiec znacznie więcej i to bezpośrednio na składach węglowych i pośrednio w cenie energii. Dlaczego za ochronę pozornych interesów 100 000 górników ma płacić 38 mln reszty społeczeństwa?

Uzależnienie polski od węgla może nas kosztować znacznie więcej niż nam się wydaje. Jacek Piekacz, przewodniczący Polskiej Platformy „Czystych” Technologii Węglowych w wywiadzie dla energetyka.wnp.pl twierdzi, że koszty wychwytywania i składowania CO2 będzie kosztować 25 - 35 euro dla 1 MWh. Dużo, ale na akceptowalnym poziomie. Dziwić może jedynie to skąd wzięła się ta cena. Jeżeli jak pisze dalej wnp.pl „...według obecnych analiz, przygotowywanych dla zakładów demonstracyjnych( CCS ), do każdej MWh trzeba dopłacać ok. 60-90 euro ...” słowa te dobrze pokazują jak „tanią” technologię CCS widzą jej propagatorzy. Jeżeli dopłacimy do CCS porównywalnie do tego do dopłacamy do OZE to możemy liczyć na niewielkie wzrosty cen energii produkowanej z węgla. - brawo!! Jak widać przy pomocy dopłat każda nawet najgłupsza technologia może być rentowna.