Szukaj na tym blogu

środa, 29 czerwca 2011

Szczelinowanie hydrauliczne – bądźmy świadomi zagrożenia.

Trudno znaleźć w Polsce osobę, która nie słyszałaby o gazie łupkowym. Media ciągle wałkują ten temat podkreślając nasze olbrzymie zasoby i korzyści polityczne i finansowe, jakie da nam wydobycie niekonwencjonalnych złóż gazu. Niestety w mediach bardzo mało mówi się o zagrożeniach, jakie niesie za sobą wydobywanie gazu łupkowego a dokładnie szczelinowanie hydrauliczne, proces niezbędny przy wydobyciu gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych.

Pierwszy entuzjazm związany z gazem łupkowym ostudził we mnie film GasLand Josh-a Fox-a. Biorąc pod uwagę, że celem filmu było nagłośnienie zagrożeń związanych ze szczelinowaniem hydraulicznym można założyć, że opisane przypadki nie są powszechne. Jednak skala zagrożeń jest na tyle duża, że z pewnością trzeba zadać sobie pytanie czy Polska jest gotowa na kontrolę wydobycia gazu łupkowego i czy posiadamy odpowiednie regulacje prawne związane z ochroną środowiska w tej materii?

(polecam obejrzeć całość – warto wytrwać do końca)


Drążąc temat dotarłem do ciekawego opracowania na temat składu chemicznego płynu używanego do szczelinowania. Choć firmy wydobywcze długo nie chciały go upubliczniać pod naciskiem amerykańskich władz musiały w końcu go ujawnić, o czym można przeczytać w raportach:

dec.ny.gov/

democrats.energycommerce.house.gov

Znajdująca się w raportach lista 750 związków chemicznych używanych do przygotowania płynu szczelinującego robi wrażenie, Dobitny jest także komentarz mówiący, że 650 z nich to substancje uznane za rakotwórcze i niebezpieczne. Szczelinowanie to nie tylko duże zagrożenie związane z zanieczyszczeniem wód podziemnych, lecz także wód powierzchniowych i powietrza. Jak pokazują badania Earthworks Wydobycie węglowodorów wiąże się ze znacznie większym zanieczyszczeniem powietrza niż późniejsze ich spalanie. Do emitowanych zanieczyszczeń należą węglowodory aromatyczne VOC jak benzen, toluen, siarkowodór, tlenki azotu, WWA (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne), Dwutlenek siarki. Problem zanieczyszczenia środowiska pogarsza udokumentowana na filmie GasLand metoda utylizacji przepracowanego płynu szczelinującego. Składowany jest on w miejscu wiercenia i często odparowywany do atmosfery. Biorąc pod uwagę, że średnio przy głębokim szczelinowaniu zużywane jest 15 mln litrów płynu na odwiert, z którego połowa jest po szczelinowaniu usuwana z odwiertu. Daje to obraz możliwości skażenia środowiska w przypadku nie zachowania najwyższych środków ostrożności. Nie można bagatelizować problemów z utylizacją przepracowanego płynu którego będą w Polsce mld litrów a w którym 0,5% stanowią bardzo niebezpieczne dla człowieka i zwierząt chemikalia.

W USA, które od lat na dużą skalę wydobywa gaz łupkowy z roku na rok przybywa głosów krytycznych zwracających uwagę na zagrożenia dla środowiska, jakie wiążą się z hydraulicznym szczelinowaniem niezbędnym przy wydobyciu gazu łupkowego. Chciałbym, aby obecny huraoptymizm związany z nowymi złożami gazu zamienił się na głębszą refleksję na temat kosztów i korzyści, jakie niosą za sobą niekonwencjonalne złoża węglowodorów. Czy stać nas na poniesienie kosztów środowiskowych związanych z wydobyciem gazu łupkowego?

sobota, 25 czerwca 2011

Porównanie efektu ekologicznego pompy ciepła i kotła gazowego

Pompy ciepła zaliczane są do urządzeń wykorzystujących odnawialne źródła energii, gdyż przetwarzają energię słoneczną zgromadzoną w gruncie wodzie i powietrzu na użyteczną energię cieplną. Problem pomp ciepła polega niestety na tym, że do swojej pracy potrzebują energię elektryczną. Średnio, aby dostarczyć 4 kWh energii cieplnej pompa ciepła musi zużyć 1 kWh energii elektrycznej. Z uwagi na wykorzystanie prądu nie można mówić, że pompy ciepła są zupełnie bez emisyjnym źródłem ciepła. Dodatkowo wskaźnik emisji pompy ciepła będzie zależał od struktury produkcji energii elektrycznej w danym kraju. Z drugiej strony za „ekologiczne” źródło ciepła uznawany jest gaz ziemny, który choć nie jest źródłem odnawialnym charakteryzuje się relatywnie niską emisją zanieczyszczeń.

Dla pomp ciepła przyjęta zastała emisja wnikająca ze średniej emisji w polskiej elektro-energetyce przeliczona w zależności od wsp. COP pompy. Takie zestawienie niewiele mówi gdyż jak można łatwo zauważyć przy jednych zanieczyszczeniach wygrywa kocioł gazowy w innych pompa ciepła. Często popełnianym błędem jest branie pod uwagę tylko emisji CO2. Aby odpowiedzieć na pytanie, które źródło ciepła charakteryzuje się lepszym efektem ekologicznym należy poszczególne zanieczyszczenia sprowadzić do jednego mianownika. Takim mianownikiem jest odpowiednia wycena jednostkowych zanieczyszczeń w pieniądzu. Do takiej wyceny można wykorzystać różne analizy zewnętrznych kosztów emisji zanieczyszczeń, które nie są łatwe do przeprowadzenia, dlatego watro skorzystać z gotowej wyceny jak ExternE.

Wyższa kwota oznacza wyższe koszty społeczne i środowiskowe. Z powyższego zestawienia widać, że z uwagi na „brudny” charakter produkcji energii elektrycznej w Polsce efekt ekologiczny dla pompy ciepła jest niższy niż dla ogrzewania gazowego. Z tego prostego zestawienia widać, że pierwszym etapem rozwoju pomp ciepła w Polsce powinna być zmiana w produkcji energii elektrycznej i jej transformacja w kierunku niskoemisyjnych źródeł. Inaczej w obecnych warunkach rozwój pomp ciepła z punktu widzenia ekologicznego nie wydaje się uzasadniony a rozwój ogrzewania gazowego przyniósłby większe korzyści środowiskowe niższym nakładem kosztów.

środa, 22 czerwca 2011

Udział biopaliw w wysokich cenach żywności

Raport "Price Volatility in Food and Agricultural Markets: Policy Responses" przygotowany przez światową organizację handlu, bank światowy i szereg innych uznanych organizacji próbuje podać przyczynę bezprecedensowego wzrostu cen żywności w ostatnim roku. Choć tych przyczyn autorzy raportu podają bardzo wiele znaczące miejsce znalazły w nim biopaliwa.

Zapotrzebowanie na uprawy i produkty żywnościowe do produkcji biopaliw w latach 2007 – 2009 znacząco się zwiększyło. Obecnie na świecie ok. 20% upraw trzciny cukrowej, 9% oleju roślinnego i zbóż oraz 4 % buraków cukrowych przeznaczanych jest do produkcji paliw. Tak znaczny udział produkcji rolniczej przeznaczany na cele energetyczne musi odbijać się na cenach produktów rolnych. Zdaniem autorów raportu „produkcja biopaliw będzie wywierać znaczący wpływ na wzrost cen (żywności) w przyszłości”. Z uwagi na szerokie wsparcie dla biopaliw ceny pszenicy mogą wzrosnąć o 8% innych zbóż o 13% rzepaku o 7% a oleju roślinnego o 35%. Obligatoryjne w wielu krajach dodawanie biokomponentów do paliw w znaczącym stopniu pogarsza elastyczność cenową żywności i przyczynia się do wzrostu jej ceny. Nie trzeba być ekspertem, aby zauważyć, że produkcja żywności na świecenie nie jest stała, lecz zależy od wielu czynników głównie pogodowych. Z kolei zapotrzebowanie na żywność jest relatywnie stałe z tendencją wzrostową. Z tego względu, jeżeli zwiększamy sztucznie popyt na produkty rolne i kierujemy je w sposób stały i obligatoryjny do produkcji paliwa w przypadku nieurodzaju doprowadzamy do kryzysu na rynku żywności objawiającym się znaczącym wzrostem cen.

Przy wysokich cenach żywności w których swój udział mają biopaliwa ten rysunek mówi więcej nić 1000 słów

Jak z tego wybrnąć?


Znaleźć inną niż biopaliwa alternatywę w transporcie! Ten postulat znajduje się także w raporcie, jako jedna z rekomendacji. Biopaliwa to ślepa droga, która generuje więcej problemów niż korzyści, im wcześniej zaczniemy rozwijać inne technologie jak np. elektryczne pojazdy tym lepiej dla gospodarki, środowiska i naszej kieszeni.

niedziela, 19 czerwca 2011

E85 najdroższym paliwem na rynku i mało przyjaznym dla środowiska

PKN Orlen wprowadził ostatnio do sprzedaży detalicznej nowe biopaliwo pod nazwą E85, czyli mieszaninę 85% etanolu i 15% benzyny. Z racji, że nominalna cena za litr tego biopaliwa jest 7-10% niższa media ogłosiły E85 ekologiczną alternatywą dla oszczędnych. W mojej ocenie to paliwo nie jest ani ekologiczne ani nie pozwoli obniżyć kosztów podróżowania.
Proste porównywanie ceny za litr E85 i benzyny jest zupełnym nieporozumieniem. Z punktu widzenia termodynamicznego są to zupełnie różne substancje i charakteryzują się różnymi wartościami opałowymi. Benzyna posiada kaloryczność na poziomie 31.8 MJ / litr (liczba oktanowa nie ma tu nic do rzeczy) natomiast E85 charakteryzuje się wartością opałową na poziomie 22,7 MJ/litr (podobna wartość opałowa jak LPG). Na tym porównaniu widać, że wartość opałowa E85 jest o 30% niższa niż benzyny. Oznacza to, że samochód potrzebuje 40% więcej E85 niż benzyny, aby przejechać ten sam dystans.

Z powyższej tabeli widać, że przy cenie za litr benzyny 5 zł B85 powinien kosztować nie więcej niż ok. 3.5 aby jazda na nim nie powodowała wzrostu kosztów dla kierowcy. Przy obecnej różnicy w cenie na poziomie kilkudziesięciu groszy kierowca decydujący się na jazdę na etanolu dopłaca do każdego litra przeszło złotówkę. Także aspekt ekologiczny jest przy E85 bardzo dyskusyjny. W polskich warunkach aby wyprodukować 1 litr czystego spirytusu trzeba zużyć ok. 10 kg ziemniaków, 2,8 kg żyta lub 2,3kg kukurydzy. Przy średnim plonie żyta z hektara na poziomie 2,4 tony daje to zaledwie 850 litrów etanolu z hektara. Produkcja etanolu z ziemniaków czy kukurydzy jest bardzie efektywna od strony wykorzystania pól uprawnych. Przy średnim plonie ziemniaków z hektara na poziomie 19 ton daje to 1900 litrów etanolu z hektara a dla kukurydzy dającej ok. 6 ton z hektara daje to uzysk ok. 2500 litrów na hektar. Dużym problemem etanolu jest niska efektywność energetyczna procesu jego produkcji (niskie EROEI). Oznacza to konieczność poniesienia wysokich nakładów energetycznych na wyprodukowanie tego biopalwia, a co za tym idzie wyemitowanie wielu zanieczyszczeń. Jak pokazuje raport IPPC redukcja emisji CO2 dla biopaliw I generacji do których zaliczamy polski etanol jest iluzoryczna.


Dlaczego więc wspierać coś, co jest drogie, nie efektywne energetycznie i mało przyjazne dla środowiska?

środa, 15 czerwca 2011

Jak wybrać kolektory ?

Z uwagi na program dopłat w ciągu roku zainteresowanie w Polsce kolektorami słonecznymi znacznie wzrosło. Z tego względu wiele osób zwraca się z pytaniem, jakie kolektory wybrać. Czy droższe kolektory warte są większych pieniędzy i czy ogrzeją więcej wody jak podkreśla wielu sprzedawców?

Przypomnę, że cała instalacja z kolektorami słonecznymi jest najbardziej uzasadniona ekonomicznie, jeżeli jest dobrana do wspomagania ogrzewania ciepłej wody użytkowej. Wspomaganiem C.O. zajmiemy się innym razem. Jeżeli dobraliśmy wstępnie liczbę kolektorów i ich lokalizację na budynku. Należy w końcu wybrać producenta typ. Do wspomagania ogrzewania ciepłej wody najlepsze z punktu widzenia ekonomicznego są kolektory płaskie, które w tego typu zastosowaniu będą charakteryzować się znacznie lepszym stosunkiem ceny do uzysku energii niż kolektory próżniowe.

Najlepszym z punktu widzenia ekonomicznego będzie kolektor, który będzie charakteryzował się największym uzyskiem energii w stosunku do ceny. Z uwagi, że producent kolektora podaje jedynie cenę uzysk energii trzeba niestety obliczyć->oszacować samemu. Takie oszacowanie nie jest trudne z uwagi, że kolektory poddawane są badaniom i wyznaczone są ich parametry takie jak sprawność optyczna, oraz wskaźniki strat ciepła a1 i a2. Na ich podstawie można wyliczyć sprawność a co za tym idzie uzysk energii z kolektora w określonych warunkach pracy. Aby dokonać takich obliczeń należy uprzednio zdefiniować warunki pracy kolektorów takie jak DT - różnicę temperatur między absorberem a otoczeniem oraz wartość natężenia promieniowania słonecznego Ek. Obie te wartości ciągle się zmieniają podczas pracy kolektora. Dlatego należy poprawnie je założyć, jako typową wartość średnią lub skorzystać z programu do doboru kolektorów.

Wzór do obliczenia sprawności kolektorów w danych warunkach pracy

Wielu producentów podaje charakterystyki kolektora przy natężeniu promieniowania słonecznego Ek = 1000W/m2 jest to dla nich bardzo korzystne gdyż im wyższa wartość Ek tym spadek sprawności kolektora jest niższy. W rzeczywistych warunkach pracy średnie nasłonecznienie nawet w półroczu letnim oscyluje wokół 600 W/m2 (średnia w słoneczny dzień). Drugim trudnym aspektem jest określenie różnicy temperatur DT między absorberem a otoczeniem. W praktyce jest to różnica temperatur między czynnikiem przepływającym w kolektorze -> (wodan w dole zasobnika + 5 – 7C) a otoczeniem, czyli temperaturą na zewnątrz. W normalnych warunkach pracy w półroczu letnim DT przy ogrzewaniu ciepłej wody użytkowej oscyluje od głównie od 10 – 25C. Po przyjęciu powyższych założeń na podstawie wzoru możemy dokonać obliczeń sprawności pracy kolektora.




Link
Na powyższym zestawieniu porównane zostały 3 kolektory 2 wiodących polskich producentów i jeden z dalekowschodniego importu. Mimo iż że na pierwszy rzut oka parametry wszystkich trzech kolektorów znacznie różnią się od siebie ich sprawność a co za tym idzie uzysk energii przy ogrzewaniu wody na potrzeby c.w.u. będzie podobny. Z tego powodu ze względów energetycznych należałoby wybrać kolektor najtańszy. Poza ceną i uzyskiem energii są także inne czynniki jak gwarancja i marka. Dlatego każdy musi sobie sam odpowiedzieć ile jest skłonny więcej zapłacić za logo.

czwartek, 9 czerwca 2011

Elektrownia wodna Kamienna

Mała elektrownia wodna Kamienna to jedna z najstarszych małych elektrowni wodnych w Europie uruchomiona w 1903r. Posiada moc 0,96 MW i znajduje się rzece Drawa, ok. 1 km na pd.-zach. od wsi Głusko, w Drawieńskim Parku Narodowym. W zeszłym tygodni miałem okazję ją obejrzeć poniżej zdjęcia i filmy z wizyty
elektrownia wodna kamienna budynek elektrownibudynek elektrowni

przepławka dla rybprzepławka dla ryb.

generatr elektrownia kamiennajeden z generatorów z roku 1896r. działający do tej pory z przerwami na remonty

jezioro przy elektrowni kamienna
jezioro utworzone przez zaporę

zapora w elektrowni kamienna


wypływ wody z elektrowni kamiennawypływ wody z elektrowni



praca generatora w elektrowni kamienna


przepławka dla ryb w elektrowni kamienna

piątek, 3 czerwca 2011

Gaz łupkowy korzyści i zagrożenia

Gaz łupkowy jest w Polsce przedstawiany głównie w kontekście korzyści gospodarczych i bezpieczeństwa energetycznego. Mało niestety porusza się kwestii związanych z zagrożeniami związanymi z wydobyciem gazu z łupków. Niektóre kraje jak Francja już zapowiedziały że nie zamierzają wydobywać tego typu złóż gazu z uwagi na ochronę środowiska. Czy więc niechęć UE do gazu łupkowego to tylko wynik lobby Gazpromu czy jednak wynik szerszej refleksji na temat korzyści i kosztów społeczno środowiskowych. W ramach przemyśleń materiał CBS

środa, 1 czerwca 2011

Niemcy rezygnują z Atomu – ekooszołomstwo czy daleko posunięty pragmatyzm?

Po ogłoszeniu prze Angelę Merkel decyzji o rezygnacji z elektrowni atomowych w roku 2022 w mediach pojawiło się na ten temat wiele komentarzy - głównie krytycznych i prześmiewczych. W tych najbardziej skrajnych „eksperci” piali, że Norbert Roettgen niemiecki minister ds. środowiska „wprowadzi Niemców z powrotem na drzewa”.

Pytanie, jakie należy sobie zadać to czy Niemcy są w stanie załatać dziurę po energii atomowej energią ze źródeł odnawialnych. Znając pragmatycznie podejście Niemców i ich umiejętność do wykonywania analiz i planów jestem przekonany, że decyzja ta została dokładne przemyślana zarówno pod kątem wykonalności, ale także skutków ekonomicznych i gospodarczych.

W tym miejscu należy zaznaczyć, że energia atomowa nie jest jedynym a nawet głównym źródłem energii elektrycznej u naszych zachodnich sąsiadów. Udział energii atomowej w bilansie produkcji energii elektrycznej w Niemczech to ok. 26% z kolei OŹE w 2010 dostarczyły w tym kraju ok. 17% energii elektrycznej. Ten przykład pokazuje, że są kraje gdzie odnawialne źródła energii to nie tylko ciekawostka techniczna, ale źródło, które dostarczać energię na skalę przemysłową. Zgodnie z planami, jakie Niemcy tworzyli kilka lat temu w 2020r. zamierzają aż 35% energii elektrycznej wytwarzać, z OZE. Dlatego też, aby zastąpić elektrownie atomowe niemieckie plany w sprawie OZE niewiele będą musiały ulec zmianie. Już od wielu lat w Niemczech widać ciągłą modernizację sektora energetycznego. OZE + energetyka gazowa staje się trzonem niemieckiego modelu wytwarzania energii.