Energy payback oraz EROEI – dwa ważne pojęcia dla OŹE

Dziś odłamem do bloga nową etykietę NAUKA będą pod nią podstawowe wiadomości z zakresu energetyki odnawialnej wolne od mitów i przekłamań, od których roi się w Internecie.

W latach 70-siątych i 80-siątych osoby sceptycznie nastawione, do OZE stawiały tezę, że poszczególne technologie pozyskiwania "zielonej energii" nie mają przyszłości gdyż energia wkładana w proces produkcji poszczególnych urządzeń była większa od energii z nich uzyskanej. Zarzut ten zazwyczaj stawiano pod adresem fotowoltaiki.

Wyznacznikiem „opłacalności energetycznej" inwestycji w dane źródło energii przy pomocy danej technologii jest parametr zwany EROEI (Energy Return on Energy Invested) czyli stosunek energii uzyskanej do energii zainwestowanej. Jak łatwo zauważyć im wartość EROEI jest wyższa tym lepiej a jeżeli spada poniżej 1 inwestycja z punktu widzenia energetycznego niema sensu!


Zadanie określenia opłacalności inwestycji w OZE spełnia także parametr zwany Energy payback, – który określa czas w latach, po którym dane urządzenie wyprodukuje tyle energii ile użyto do jego produkcji.

Tyle teorii a co z praktyką.

Z początkiem prac nad wykorzystaniem źródeł odnawialnych wiele technologii jak np. ogniwa fotowoltaiczne miały EROEI, poniżej 1 a energy payback = nieskończoności - czyli rzeczywiście więcej energii wkładano w wyprodukowanie ogniwa niż było ono w stanie wyprodukować w czasie swojego życia. Ta prawidłowość obowiązywała w latach 70-siątych lecz dziś jest jedynie mitem!

Obecnie z punktu widzenia energetycznego ogniwa PV są bardzo opłacalne. Ale zawsze najlepiej wszystko to policzyć.

Do wyprodukowania 1m2 popularnego ogniwa polikrystalicznego potrzeba ok. 420 kWh energii. Zakładając sprawność modułu na poziomie 14% z 1m2 otrzymamy rocznie 140 kWh energii (polskie warunki klimatyczne).

420 kWh energii włożonej / 140 kWh rocznego zysku energii = 3 letni energy pay-back

Energia zainwestowana, włożona w produkcję takiego ogniwa zostanie przez to ogniwo wyprodukowana po 3 latach. Zważając na typ ogniwa (produkcja ogniw polikrystalicznych jest dość energochłonna) oraz na nie najlepsze warunki nasłonecznienia w Polsce jest to bardzo dobry wynik.

Zakładając dodatkowo że tak wyprodukowanie ogniwo będzie działać 30 lat wyprodukuje w tym czasie 4000 kWh(założony ubytek sprawności) energii odnosząc to do energii włożonej 420 kWh EROEI takiego modułu wyniesie 9.5 (Ponad 9 razy więcej energii uzyskujemy niż włożyliśmy)

Nowe technologie znacznie miej energochłonne np thin film sprawiają, że energy payback ogniw PV może być nawet poniżej 1 roku a EROEI ok. 30. Takie wyniki pokazują że z punktu widzenia energetycznego ogniwa PV są bardzo korzystne a historie o ich nieopłacalności są nieuzasadnionymi mitami.



Paradoksalnie na problem niskiego EROEI cierpi bardzo biomasa a zwłaszcza biopaliwa w przypadku których ten parametr oscyluje w granicy 1-3 (warunki polskie).


Należy pamiętać że wskaźniki takie jak EROEI czy energy pay-back nie mają nic wspólnego ze wskaźnikami ekonomicznymi! jednak dają dobre wyobrażenie które technologie mają przyszłość i powinny być rozwija nie a które nie.