Szukaj na tym blogu

czwartek, 31 lipca 2008

Przełom w produkcji wodoru.



Wiele przełomowych wynalazków powstało w oparciu o naśladowanie natury obecnie szykuje mam się kolejny, który ma szansę zrewolucjonizować produkcję wodoru. Prof. Daniel Nocera opracował rewolucyjną metodę rozdziału molekuł wody na tlen i jony wodoru. Użyty przez profesora katalizator jest tani i prosty w produkcji a zasilanie pochodzi z energii słonecznej. Pomysł stworzenia i działania katalizatora powstał poprzez próbę naśladowania naturalnych procesów fotosyntezy zachodzących w roślinach gdzie energia słoneczna wykorzystywania jest do rozbicia wody na tlen i wodór opanowanie tego procesu może być kluczem do produkcji olbrzymiej ilości taniej energii wodorowej. Niektórzy nawet twierdzą, że może być to odkrycie na miarę epoki.

Chociaż wodór już dawno okrzyknięto paliwem przyszłości to jednak głównie przez problemy z jego pozyskiwaniem i magazynowaniem ma dziś marginalne znaczenie. Badania prof. Nocera mogą rozwiązać jeden z tych problemów a potem jest już tylko krok do rewolucji energetycznej.

Jak już kilkakrotnie podkreślałem tania i czysta energia w równym stopniu fascynuje jak i przeraża ludzkość? Wyobraźmy sobie sytuację, w której każdy z nas ma swoim ogródku urządzenie do produkcji wodoru? Ogniwo paliwowe zasilałoby nasz dom i samochód elektryczny. W takim świecie nie można byłoby pobierać akcyzy od paliw, rachunki za elektryczność i gaz przestałyby istnieć a wraz z nimi cały przemysł energetyczny? Kolejne odkrycia pokazują coraz to nowe technologie pozwalające pozyskiwać energię odnawialną jednak ciągle czekamy na masowe wdrożenie którejś z nich.

piątek, 25 lipca 2008

Termoelektryczne materiały przełomem w poprawie efektywności energetycznej.

Materiały termoelektryczne to takie, które energię cieplną potrafią zamieniać na energię elektryczną i odwrotnie. Chociaż znane są, od dziesięcioleci do tej pory nie są powszechnie wykorzystywane do produkcji energii głównie ze względy na niską sprawność konwersji oraz wysokie koszty. Jedynym epizodem szerokiego zastosowania materiałów termoelektrycznych do produkcji prądu były kosmiczne wyprawy NASA, w których energia cieplna emitowana przez rozpad pierwiastków radioaktywnych zamieniana była na energię elektryczną właśnie przy pomocy tego typu materiałów. Chociaż system był wysoce nie efektywny to jednak dawał proste i stabilne źródło energii elektryczne na dziesięciolecia.

Obecnie z dużymi nadziejami patrzy się na materiały termoelektryczne w kontekście wykorzystania ciepła odpadowego a przez to poprawy efektywności energetycznej np. silników spalinowych, elektroniki itp.

Nowy materiał opracowany przez prof. Joseph Heremans oparty na tulerku ołowiu z dodatkiem talu osiąga już sprawność konwersji ok., 10% co jest dużym osiągnięciem. Ciągle też trwają prace nad poprawą tego wyniku. Główny problem, jaki się tu pojawia to silna toksyczność talu, co wymaga rygorystycznych zasad w procesie produkcji jak i podczas eksploatacji.

Na tym tle bardzo ciekawie wyglądają prace prof. Peidong Yang i jego zespołu, który pracuje nad wykorzystaniem termoelektrycznych właściwości krzemu. Opracowane nanoprzewody krzemowe produkuję energię elektryczną w przypadku różnicy temperatur po obu ich stronach. Jak donosi zespół sprawność konwersji jest zbliżona do innych znanych materiałów termoelektrycznych jednak w relatywnie krótkim czasie możliwie będzie znaczna poprawa tego wyniku? Dodatkowo na korzyść krzemu przemawia szeroka dostępność, łatwość przetwarzania i nietoksyczność.

Mimo iż do szerokiego zastosowania materiałów termoelektrycznych do produkcji energii dzieli nas jeszcze sporo czasu to jednak w tej technologii drzemie duży potencjał. Jedyne, co mnie niepokoi to kompletny brak zainteresowania tą dobrze rokującą technologią z Polsce.

środa, 23 lipca 2008

Czy kryzys jest nieunikniony?

W okresie drożejących surowców energetycznych mówienie o zbliżającym się kryzysie jest na topie, co owocuje ciągle nowymi rewelacjami jak te prezesa Gazpromu o 250 $ za baryłkę ropy w 2009. Z drugiej strony wielu ekspertów wieszczy bańkę spekulacyjną, którą nadmuchali inwestorzy uciekający z rynku akcji – osobiście przyznam, że można znaleźć tu pewną korelację. W tym tygodniu po silnych spadkach cen ropy zaczęły zyskiwać rynki akcji praktycznie na całym świece. Jednak w moim przekonaniu opinie o przejściowym kryzysie, który wkrótce uda się zażegnać są nazbyt optymistyczne?
Chociaż kapitał spekulacyjny z pewnością wiele dołożył do obecnej ceny ropy to jednak trzeba mieć na uwadze kilka faktów. Praktycznie wszystkie kraje poza Arabskimi maksima produkcji ropy mają już za sobą. Co jeszcze niedawno wydawałoby się niewyobrażalne nawet UK z eksportera staje się importerem tego surowca? Dodatkowo należy mieć na uwadze, że praktycznie od lat 70-siatych nie odkryto żadnych dużych złóż czarnego złota, co jest chyba najlepszym dowodem, że oil peak się zbliża?

Dodatkowo na naszym podwórku także rynek energii elektrycznej nie wygląda najlepiej jak pisze prof. Żmijewski już w 2010 zacznie brakować nam energii elektrycznej a kulminacja tego problemu nastąpi w roku 2013. Tu jednak winą należy obarczyć kolejne rządy, które z niezrozumiałych dla mnie powodów nie podejmowały i dalej nie podejmują żadnych decyzji. Chociaż w przypadku rynku energetyki sprawa powinna być prosta posiadamy duże zasoby węgla, jednak przepisy unijne skutecznie odstraszają od inwestycji w to źródło energii. Budowa elektrownii atomowej odwlekana głównie z powodu sprzeciwu społecznego przestaje być realną alternatywą z uwagi na czas jej budowy 15- 20 lat. Nasuwa się pytanie, dlaczego nie inwestuje się skutecznie w odnawialne źródła energii, które zarówno są powszechnie akceptowane jak również szeroko wspierane przez UE. Dodatkowo w przypadku OZE w polskim wydaniu dochodzi problem w rozróżnianiu pojęć „czerpania z doświadczę o innych” z czymś, co potocznie określa się jako „małpowanie” a owocuje to tym, że usilnie wdraża się w naszym kraju rozwiązania, które chociaż dobrze spisują się w innych krajach zupełnie nie pasują do polskiej rzeczywistości, czego efektem są wysokie koszty tak produkowanej energii, problemy z połączeniem do sieci a w konsekwencji ślimacze tempo rozwoju.

poniedziałek, 21 lipca 2008

Certyfikaty energetyczne – a polska rzeczywistość

Wprowadzenie świadectwa charakterystyki energetycznej ma być w zamyśle presją w kierunku promocji budynków bardziej energooszczędnych. Certyfikat przyznawałby nieruchomości klasę energetyczną od A – G tak jak jest to np. w przypadku sprzętu AGD. Rozwiązanie to jest korzystne dla kupujących gdyż przy porównywalnych cenach klasa energetyczna budynku stawałaby się kluczem w podejmowaniu decyzji – wyższa klasa (A,B) to niższe koszty ogrzewania które dochodzą do 75% kosztów utrzymania budynku. Zgodnie z dyrektywą UE 2002/91/WE certyfikacje budynków powinny obowiązywać od 4 stycznia 2006? Mamy lipiec 2008 i do tej pory nic się w tej sprawie nie ruszyło chociaż bezwzględnie nieruchomości będące w obrocie po 1 stycznia 2009 musza posiadać wspomniany certyfikat!


Trudno powiedzieć co jest faktyczną przyczyną aż takiego opóźnienia gdyż nawet po burzliwych debatach udało się osiągnąć konsensus w kwestii określenia grup zawodowych dopuszczonych do sporządzania charakterystyk energetycznych – jednak dalej ustawodawca zwleka z wydaniem rozporządzenia określającego wytyczne do przeprowadzenia kursów i egzaminów dla osób certyfikujących co de facto zatrzymuje cały proces! Obecnie many przerwę wakacyjną w sejmie wiec przyjdzie nam czekać do jesieni licząc że ministerstwo zabierze się do pracy i zakończy tą wydawać by się mogło prostą sprawę.

Nasuwa się jedynie pytanie komu zależy na ciągłym opóźnianiu wejścia świadectw charakterystyki energetycznej? Z pewnością prawo będzie nie na rękę wielu deweloperom – i nie jest tak jak się to próbuje pokazywać. Nie chodzi o same koszty wykonania certyfikatów które podniosą ceny mieszkań a raczej utratę wartości źle ocieplonych budynków których mamy sporo. Każdy klient będzie łatwo mógł zweryfikować cenę w stosunku do kosztów utrzymania? Obecnie jest to dla przeciętnego klienta bardzo trudne i kosztowne – po certyfikacji energetycznej będzie standardem - widać wielu boi się prawdy?

czwartek, 17 lipca 2008

Krytyka biopaliw w modzie

Powoli trudno już znaleźć instytucje czy organizacje która nie wypowiadałaby się krytycznie o biopaliwie. Od Greenpeace po bank światowy wszyscy grzmią na temat niekorzystnych skutków gospodarczych i środowiskowych? Także niekorzystny okazał się ostatni raport OECD w którym bardzo istotny jest jeden wykres pokazujący że poza Brazylią produkowane biopaliwo jest znacznie droższe od tradycyjnego - nie jest to zaskakujące. Co natomiast jest pewnym zaskoczeniem, to mimo szybkiego wzrostu cen ropy biopaliwa wcale nie stają się coraz bardziej atrakcyjne cenowo! Koszty produkcji biopaliw rosną w tym samym tempie co ceny ropy na światowych giełdach? Obala to mit że przy drogiej ropie biopaliwa będą w stanie być konkurencyjne cenowo i egzystować bez subwencji.



Co jest jeszcze ciekawe w raporcie to poziomy redukcji CO2 uzyskiwane przy wykorzystaniu biopaliw określane na poziomie 30- 60% (Europa), co jednak przekłada się na ogólną redukcję CO2 w transporcie rzędu 1% - nie za wiele zważywszy na olbrzymie środki które idą na dopłaty do produkcji tego paliwa. Te olbrzymie pieniądze które są pompowane w biopaliwo dzięki któremu jest ono wstanie funkcjonować na rynku sprawia że koszty redukcji CO2 wynoszą 960 - 1700 $ na tonę emisji! – trzeba powiedzieć że nie jest to dużo i należałoby się zastanowić czy oby nie ma innego bardziej efektywnego i tańszego sposobu na redukcję CO2 ?

Skąd biorą się takie problemy? Z prostej przyczyny biopaliwa promują politycy którzy prawdopodobnie nie mają wiedzy w elementarnych sprawach dotyczących energii, ekonomi, rolnictwa itd. Przyczyny problemów są zasadniczo dwa, jeden to ograniczone zasoby użytków rolnych. Nie wspominając już o głodzie w Afryce. Ale także w Europie czy Ameryce nie mamy zbyt wielu obszarów które moglibyśmy wykorzystać. Dla przykładu w USA były przeprowadzone badania z których wynika że do zaspokojenia zapotrzebowania amerykanów na paliwo biouprawy w zależności od typu i technologii musiałyby zając od 300 – 500% obecnych obszarów użytków rolnych - to obrazuje najlepiej w jakiej części biopaliwa mogą rozwiązać kryzys paliwowy. Druga sprawa to EROEI (Energy Returned on Energy Invested) wskaźnik energii włożonej do energii uzyskanej. Jeżeli wynosi mniej niż 1 oznacza to że więcej energii wkładamy w produkcję, przetwarzanie niż później uzyskujemy. I tak mino że ropa wydobywana jest z coraz mniej dostępnych złóż jej EROEI wynosi dla niej 5-15 natomiast dla biopaliwa waha się od 0.8 – 2 ?

Obserwując obecny rozwój biopaliw dochodzę do wniosku że prowadzony jest on przez ludzi zupełnie pozbawionych elementarnej wiedzy ekonomicznej i technicznej a w dodatku głuchych na głosy ekspertów. Porażką jest cały plan szukania alternatywy dla ropy – Świat potrzebuje alternatywy w napędach!

piątek, 11 lipca 2008

50 % więcej energii z ogniw fotowoltaicznych dzięki kolorowym koncentratorom.

Główny problem w zwiększaniu sprawności ogniw fotowoltaicznych leży w naturze materiałów, z których są one budowane. W przypadku powszechnego obecnie krzemu dochodzimy do technicznych granic jego możliwości. A co gorsza w tym względzie niewiele da się zrobić?
Najprościej mówiąc ogniwo fotowoltaiczne zbudowane z półprzewodnika krzemowego potrzebuje światła a dokładnie fotonów o ściśle określonym zakresie energii, aby nastąpiło wybicie elektronu. Dlatego ok. 80% energii światła marnuje się gdyż jego energia jest zbyt mała lub zbyt duża do inicjacji zjawiska fotovoltaicznego.
Ze względu na wysokie koszty produkcji ogniw fotowoltaicznych i relatywnie niskie sprawności coraz powszechniej myśli się o wykorzystywaniu koncentratorów pozwalających znacznie zredukować koszty. Tradycyjne koncentratory to wyprofilowane lustra skupiające promieniowanie słoneczne na małej powierzchni ogniwa.

Ciekawą a nawet przełomową budowę koncentratorów zaprezentował profesor Marc Baldo. Koncepcja polega na pokryciu ograniczanym barwnikiem szklanych płyt, dzięki czemu promieniowanie słonecznie absorbowanie przez barwnik przekazywane jest do szkła i dalej do brzegów szklanej płyty w ten sam sposób jak robi to światłowód. Wyzwaniem w zastosowaniu organicznych barwników było jednak rozwiązanie problemu wtórnej absorpcji światła przez barwnik w jego drodze do brzegów płyty. Problem ten został w końcu rozwiązany poprzez opracowanie i zastosowanie barwików, które nie absorbują emitowanego przez siebie świata.

W zależności od koloru płyty możliwa jest absorpcja i transportowanie fotonów o różnych poziomach energii przetwarzając je na obrzeżach przy użyciu półprzewodnika najlepiej dostosowanego do danego poziomu energetycznego fotonów. Każdy, że szklanych koncentratorów pochłania pewien zakres promieniowania słonecznego przepuszczając inny. Należy nadmienić, że płaskie szklane płyty łatwo jest zamontować na dachu,nie są też potrzebne systemy nadążne. W tej technologii drzemie duży potencjał gdyż z jednej strony pozwala znacznie zredukować koszty ogniwa dodatkowo poprawiając efektywność do 50%.

poniedziałek, 7 lipca 2008

Śmieci – odnawialne źródło energii

Śmieci kojarzą nam się główne z czymś nieprzyjemnym i kłopotliwym, a już na pewno mało kto widzi w nich źródło energii. Chociaż spalarnie śmieci znane są już od dawna to jednak dopiero wdrożenie technologii plazmowej pozwoliło pozyskiwać z tego procesu energię. W Ottawie (Kanada) powstaje spalarnia mogąca przetworzyć 400ton śmieci dziennie w 21 MW energii elektrycznej netto.
Tradycyjne spalarnie dokonują rozkładu śmieci w bardzo wysokiej temperaturze i atmosferze pozbawionej tlenu, co powoduje ich rozpad na mieszankę wodoru i CO tzw syngas, który może zostać wykorzystany do napędzania turbin gazowych. Problem stanowią jednak niebezpieczne materiały oraz wysokie koszty pracy instalacji. Unieszkodliwienie niebezpiecznych chemicznie materiałów rozwiązano poprzez zastosowanie spalania przy pomocy plazmy jednak olbrzymi pobór mocy, jaki był potrzebny do działania takiej instalacji pozwalał zapomnieć o produkcji energii netto.

Rozwiązanie problemu znalazła firma PlascoEnergy, która postanowiła wykorzystać do spalania śmieci chłodniejszy palnik plazmowy przy użyciu, którego wartość energetyczna gazów była większa od włożonej w proces rozpadu energii cieplej. Przy takim rozwiązaniu możliwe stało się produkowanie energii netto ze śmieci.

Proces działania spalarni



Nie zagłębiając się w cały proces działania spalarni istotne jest, że technologia pozwala przetworzyć 99% śnieci na energię i inne dalej użyteczne produkty. Może w przyszłości będziemy inaczej patrzeć na problem odpadów a przy rosnącej ich produkcji staną się one źródłem odnawialnej energii. Musimy jedynie przełamać strach i uprzedzenia przed technologią oraz obecnością spalarni w naszym sąsiedztwie.

sobota, 5 lipca 2008

Cała prawda o wyspie SAMSO

Zawsze cieszą mnie pozytywne doniesienia z rynku energetyki odnawialnej jak np. ta o Duńskiej wyspie SAMSO. Z drugiej strony zastanawia mnie, dlaczego media dopiero teraz zainteresowały się tym miejscem? Miałem tą przyjemność i w roku 2004 byłem na wyspie SAMSO oglądając instalacje z zakresu energetyki odnawialnej. To już 4 lata i od tamtego czasu na wyspie niewiele się zmieniło – już wtedy bilans energetyczny wyspy był dodatni (więcej energii produkowali niż zużywali). Jest to ciekawe, ale nie, dlatego że gdzieś mała lokalna społeczność może być niezależna energetycznie, ale dlatego że swoimi doświadczeniami potrafi dzielić się z innymi. Trzeba przyznać, że mieszkańcy są tam naprawdę przyjaźni i otwarci, co skutkuje tym, że na Samso można np. zwiedzić turbinę wiatrową od środka.

Naocznie można przekonać się czy rzeczywiście stanowi ona zagrożenie czy nie. Można prześledzić proces przetwarzania i spalanie biomasy, zwiedzić wielko powierzchniowe instalacje solarne, itd. Drugą stroną jest przereklamowanie całego osiągnięcia należy pamiętać, że niezależność energetyczna wyspy polega na tym, że energia sprzedawana jest do sieci elektroenergetycznej a następnie pobierana tylko że bilans jest na dodatni. Tak na to patrząc można by rzec, że każda wioska w Polsce znajdująca się przy farmie wiatrowej też jest niezależna energetycznie? – Oczywiście nie jest tak jak nie jest wyspa Samso. Przełomowym rozwiązaniem byłoby gromadzenie nadmiaru energii i wykorzystywanie jej w okresach bezwietrznych, co próbuje się wdrażać w Irlandii. Jeżeli powstaną takie systemy (a są już w budowie)pojawią się realne możliwości tworzenia prawdziwych niezależnych energetycznie obszarów.

Jeszcze kilka fotek z wyspy SAMSO

widok z góry turbiny wiatrowej robi duże wrażenie.


tego nie widać na zdjęciu ale trawę wokół kolektorów przycinają owce naturalne kosiarki.


spalarnia biomasy

czwartek, 3 lipca 2008

Ani ładu ani składu

Gorącym ostatnio tematem jest podział emisji, CO2 oczywiście uznany za niesprawiedliwy przez wszystkie zainteresowane strony z prostego powodu emitujemy więcej niż nasz limit, więc ktoś będzie musiał dokupić sobie limity, – ale chętnych brak.
Prawdą jest, że energetyka zawodowa dostał więcej niż było pierwotnie planowane rzekomo z obawy przed kolejnymi wzrostami cen energii, które dotkną wszystkich, więc zwiększono limity dla sektora, który powinniśmy i teoretycznie chcemy reformować np. zwiększając udział odnawialnych źródeł energii. Z drugiej strony odebrano limity branżom, które tak naprawdę nie mają technicznych możliwości redukcji, CO2 jak cementownie, przemysł ceramiczny a w obecnej sytuacji bumu budowlanego i przygotowań do euro2012 jest to sektor niesłychanie ważny! Ważny dla każdego, kto marzy o własnym mieszkaniu, ale statystycznie patrząc przez pryzmat inflacji nieruchomości nie istnieją, więc dla rządu nie ma znaczenia czy koszty w tym sektorze wzrosną czy nie – przynajmniej na papierze nic się nie zmieni a energetyka to już dla inflacji poważny problem.
Niezależnie czy ktoś się z tym zgadza czy nie, ale jest duża szansa, że na forum UE przejdzie propozycja obowiązku zakupu przez energetykę 100% limitów i spadnie to na nas w 2013r jak kubeł zimniej wody! – Znów wszyscy będą zaskoczeni jakby dowiedzieli się wczoraj. Ciekawe, jaki pomysł ma rząd na nie podnoszenie cen energii w takim wypadku? Typowo polskie posuniecie odsunąć problem w czasie i po sprawie niech się inni martwią gdyż i tak każde wybory przynoszą zazwyczaj nową ekipę.


Żeby się tak kompletnie nie załamywać UE jest również kopalnią absurdalnych posunięć. Czy ktoś się zastanowił, dlaczego ostatnio olej napędowy jest droższy od benzyny?Nie jest to akurat wina ceny ropy a wyłącznie głupiej polityki unijnej redukcji emisji, CO2 poprzez promocję silników wysokoprężnych tzw. diesla! Nie zagłębiając się w szkodliwość spalin wydobywających się z oszczędnego diesla ma on kilka zalet lepszą od benzyny sprawność, wysoki moment obrotowy, przez co jest niezastąpiony w ciężkim transporcie. Jednak poprzez działania ratujące nasz klimat, których częścią jest promocja silników wysokoprężnych ponad połowa jednostek napędowych samochodów osobowych w UE to już diesle. Do tego dochodzi olej opałowy i zaczyna się problem – 1 - skąd wziąć tyle diesla, 2 – co robić z benzynami. Każdy, kto chociaż trochę studiował przetwórstwo ropy naftowej wie, że tylko pewną część baryłki da się przerobić na olej napędowy zazwyczaj ok. 30-35% do 25% można przerobić na benzyny a proporcje można zmieniać nieznacznie poprzez kraking, ale to jest kosztowne i ograniczone. Widać decydenci europejscy nie mieli przyjemności zapoznać się z tymi faktami. Drugi problem diesli polega na tym, że trudno znaleźć do nich alternatywne paliwo. Gdy w przypadku silników benzynowych mamy relatywnie niskie koszty przy przystosowaniu silnika do zasilania LPG czy CNG tak w Dieslu jest to praktycznie nie możliwe. Dodatkowo nawet w przypadku tych nieszczęsnych biopaliw znacznie lepsze rokowania dają silniki benzynowe niż diesle. Chociaż można produkować biodiesel z rzepaku jest to wybitnie nieefektywne ekonomicznie, energetycznie i rolniczo – z jednego hektara jesteśmy w stanie otrzymać ok. 800 litrów paliwa nie jest to dużo porównując z 5000 – 7000 litr/hektar biometanolu produkowanego syntetycznie. Nie dysponujemy nieprzebraną ilością użytków rolnych, które bez wpływu na produkcję żywności mogłyby być przeznaczone na bio uprawy! Dlatego promocja najbardziej ekonomicznego i efektywnego rozwiązania powinna być podstawą działań pro ekologicznych w Europie dlaczego więc nie jest?