Szukaj na tym blogu

czwartek, 26 listopada 2009

50 % spadek kosztów wytwarzania energii słonecznej oraz ambitny niemiecki plan.

Jak donosi New Energy Finance rok 2009 przyniósł 50% spadek kosztów produkcji energii z ogniw fotowoltaicznych. Na tak dobry wynik złożyło się wiele czynników. Od upowszechniania technologii ogniw II generacji które są średnio 25% tańsze od krzemowych poprzez oszczędności poczynione na pozostałych elementach instalacji oraz montażu. W 2009r producenci po raz pierwszy zwrócili na poważnie uwagę na "poza ogniwowe" koszty instalacji projektując lżejsze i większej mocy moduły. Dzięki czemu znacząco udało zmniejszyć się koszty pracy, konstrukcji wsporczej czy okablowana. Szczególną uwagę temu tematowi poświecił np Nanosolar w publikacji NanosolarUtilityPanelWhitePaper. Spadek kosztów w przypadku instalacji fotowolataicznych można było zauważyć na rynkach gdzie ta technologia dynamicznie się rozwija. Jak donosi Reuters Niemcy mają szansę na osiągnięcie poziomu 3GW zainstalowanych ogniw w tym roku wobec planowanych 2 GW. Dla porównania w roku 2008 W Niemczech zainstalowano tyko (lub aż) 1.6GW.

Można by zadać pytanie. Czy to Niemcy są tak głupi wspomagając energetykę słoneczną gdyż mino spadających taryf ciągle płacą sporo więcej za energię ze słońca niż z węgla. Czy to Polska jest tak mądra blokując rozwój fotowoltaiki do czasu spadku jej ceny poniżej ceny energii z węgla? Polska polityka wydawałaby się logiczna ale należy przyjrzeć się szerzej korzyściom i kosztom energetyki słonecznej. Dzięki przyjaznej polityki dla przemysłu słonecznego. Niemcy mimo wysokich kosztów ciągle są w europie najchętniej wywieraną lokalizacja dla "słonecznego" przemysłu. Za kilka lat kiedy w Polsce zacznie opłacać się montować moduły fotowoltaiczne na szeroką skalę kupimy je w krajach gdzie ten przemysł jest rozwinięty i od firm które posiadają odpowiednie know how - zapewne nie będą to polskie firmy. Niemcy od prawa do lewa tak solidarnie popierają OŹE gdyż to nie tylko źródło czystej energii lecz także źródło olbrzymiej ilości miejsc pracy dla których opłaca ponieść się wyższe koszty. Szkoda że w polce tak płytko patrzymy na OŹE.

Widząc zasadność przestawienia energetyki na zielone tory same inwestycje stają się prostsze a wypowiedzi w stylu Jochen Flasbarth z Federalnej Agencji Ochrony Środowiska mówiącego że do 2050 Niemcy mogą być w stanie produkować elektryczność tylko ze źródeł odnawialnych są widziane nie tylko przez pryzmat kosztów lecz także korzyści.

sobota, 21 listopada 2009

Energetyczna rzeczywistość roku 2020

Do faktu, że polska polityka energetyczna jest krótkowzroczna można się przyzwyczaić jednak wiele osób nie zdaje sobie sprawy jak duże zmiany czekają nas w ciągu najbliższych 10 lat. W roku 2020 będziemy żyć w zupełnie innej rzeczywistości, do której zupełnie nie jesteśmy przygotowani.


Co takiego zmieni się w roku 2020 ?

W tym roku po okresach przejściowych polska energetyka będzie zmuszona kupować uprawnienia do emisji CO2 na wolnym rynku. Wraz z tym obowiązkiem pryśnie mit taniej energetyki węglowej. Zgodnie z założeniami polskiej polityki energetycznej 2030 uprawnienia do emisji CO2 będą oscylować wokół 60Euro / tona. W przypadku produkcji energii z węgla uprawniania do emisji staną się głównym kosztem. Zakładając, że wytwarzając w Polsce 1 MWh energii elektrownie emitują 900kg CO2 cena energii podskoczy o 54euro czyli ok 216 zł/MWh. Jak zakłada polska polityka energetyczna cena energii elektrycznej wzrośnie w przemyśle z obecnych 233 zł do 474 zł/MWh w 2020. Jeszcze drożej będzie w przypadku odbiorców indywidualnych, którzy z obecnych 344 zł mogą liczyć na wzrost do 605 zł/MWh. Po doliczeniu podatków oraz opłat przesyłowych cena energii w gospodarstwach domowych z pewnością otrze się o 1 zł /kWh.


Konieczność zakupu uprawnień do emisji CO2 wywróci rynek energii a obecnie tania energia z węgla stanie się jedną z najdroższych. Znacznie droższą od energii wiatrowej, a także gazowej. Z tego też powodu znając realia, jakie będą w uni europejskiej za kilka lat większość członków UE stawia na energetykę odnawialną oraz gazową traktując obecnie wyższe koszty jako dobrą inwestycję na przyszłość. My za to z uporem maniaka stawiamy na węgiel zaklinając rzeczywistość licząc chyba na jakiś cud. Uleganie lobby węglowemu będzie dużo kosztowało polski przemysł, bo nie wiem czy narzekający już obecnie na drogi prąd przemysł wytrzyma 100% podwyżkę do 2020.


Zaniedbania w Polskiej energetyce mogą mieć paradoksalnie pozytywne skutki przyśpieszając rozwój energetyki rozproszonej. Przy cenie energii wokół 1 zł / kWh wiele rozwiązań staje się opłacalnych bez żadnych dopłat.

wtorek, 17 listopada 2009

Peak uranium, polskie palny atomowe oraz dziwna nagroda Nobla w tle.


Inwestorzy wiedzą, że momencie, gdy pani z warzywniaka wspomina jak ostatnio kupiła akcje najwyższy czas się wycofać, bo spadki i straty są już blisko. Tą prostą anegdotę można także odnieść do Polskich planów atomowych. Nie mamy doświadczenia w tej dziedzinie, zasobów paliwa a jednak na oślep pchamy się główne, dlatego że inni to robią i dlatego że kiedyś energia pozyskiwana w ten sposób była tania z różnych względów, ale zawsze ładnie to wygląda w propagandzie.

Sięgając do danych o zasobach uranu publikowanych przez The Nuclear Energy Agency (NEA) oraz the International Atomic Energy Administration of the United Nations możemy znaleźć informacje że zasoby tego surowca szacowane są na 5.5 mln ton z czego 2.2 mln jeszcze nie odkryto lecz zakładamy że są. Na tej podstawie oraz założeniu obecnego zapotrzebowania na paliwo uranowe zasobów wystarczy na 100 lat. Przewidywania te są dość wątpliwe gdyż nie zakładają obecnego bumu na energię atomową. Szacuje się, że moc elektrowni atomowych z ok. 372 GWe w 2007r wzrośnie do 663 GWe przed 2030. W tej sytuacji zapotrzebowanie na uran może osiągnąć 122 000 ton/ roczne kurcząc zasoby do niecałych 50 lat a my właśnie jesteśmy w okolicach Peak uranium. Kwestia zasobów i zapotrzebowania na paliwo uranowe jest jednak dużo bardziej ciekawa. Światowa produkcja uranu oscyluje wokół 40 000 ton a reaktory zużywają ponad 66 000 ton? Łatwo zauważyć, że na rynku brakuje 40% zasobów a jednocześnie cena surowca jest niska? Tą dziwną sytuację zawdzięczamy powszechnemu rozbrojeniu rosyjskich i amerykańskich arsenałów jądrowych. Niestety jak donosi publikacja The Future of Nuclear Energy źródełko uranu płynące z rosyjskich głowic szybko wysycha a już w 2013r na rynku paliwa uranowego może pojawiać się spora luka w zaopatrzeniu. W tak krótkim czasie trudno zwiększyć wydobycie i uruchomić nowe kopalnie. Problem może odsunąć w czasie nowe rosyjsko amerykańskie porozumienie o rozbrojeniu, które ze względów „bezpieczeństwa…:)” popiera gorąco noblista Barac Obama.

Można uznać za prawdopodobne, że w nowej sytuacji, w której uran znów staje się cennym i niezwykle pożądanym surowcem Rosja spróbuje zagrać bronią atomową w nowy pokojowy sposób. Trudno wyrokować już teraz czy na rynku uranu rzeczywiście dojdzie do zapaści i problemów z zaopatrzeniem jednak taki scenariusz jest prawdopodobny. W tej sytuacji obecne bardzo niskie koszty paliwa w elektrowniach atomowych mogą nabrać na znaczeniu a wątpliwa tania polska energia atomowa będzie tylko jeszcze bardziej wątpliwa.






środa, 11 listopada 2009

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.


REKLAMA

sobota, 7 listopada 2009

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.

czwartek, 5 listopada 2009

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.


poniedziałek, 2 listopada 2009

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.