Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w celu osiągnięcia samowystarczalności...

Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii

w celu osiągnięciasamowystarczalności

energetycznej

Konferencja międzynarodowa nt. gospodarki ekologicznej, ochrony

środowiska oraz nowych nośników energiiNorbert Kohlheb

Karcag, dnia 14 sierpnia 2010 r.

Spis treściOdnawialne źródła energii

• Definicja• Rodzaje

Planowanie• Czy rynek sam to rozwiąże?• Autonomię energetyczną!

– lokalne zaopatrzenie w żywność– oszczędność energii

• Etapy planowania i ich znaczenie• Badania

Kiemelt mondanivaló

Nowe nośniki energii | Karcag, 14 sierpnia | www.essrg.hu

http://www.essrg.hu/

Odnawialne źródła energii

Odnawialne źródła energii• Są zdolne do odtworzenia się na przestrzeni życia

człowieka– Warunkowe– Bezwarunkowe

Rodzaje• Bezpośrednie wykorzystanie energii słonecznej• Pośrednie wykorzystanie energii słonecznej – biomasa




Możliwości wykorzystania biomasy



Surowce

Pierwsze

przetworzenie

Wyroby

pośrednie

Drugie

przetworzenie

Materiały

pędne

B i o m a s a

Uzyskanie FermentacjaWytwarzanie biogazu

Procesy

termochemiczne

Węglowodany

Oleje roślinne

biogaz

Bio olej

Gaz do syntezy H2/CO/CO2

Przetworzen

ie na estry Nasycanie wodorem

Przeformowanie parą wodną / przetworzenie na gaz

Wytwarzanie z gazu

do syntezy Przetwarzanie CO, czyszczenie gazu Ropa

syntetyczna Nasycanie

wodorem

Oleje roślinne

Bioropy

Bio oleje

Cięższe alkohole

Węglowodory Fischer-

Tropsh* Wodór

NOME: oleje roślinne - kwas tłuszczowy – estry metylowe (MSZ EN 14214/2004) = biodiesele

Benzyna, ropa i ropy wyjściowa z dużą zawartością izoparafiny itd.


Potencjał Biomasy


Źródło: Kohlheb – Porteleki – Szabó 2008

Odpowiedni obszar: 3,9 MhaWykorzystany obszar: 1,633 Mha

Źródło biomasy

Zapotrzebowanie na biomasę i jej podaż

obecne zapotrzebowanie na biomasę, PJ

potencjałekologicznej biomasy energetycznej,

Lasy 27,5 8,3

Grunty orne 146,3 50,2

Odpady 5,5 87

Razem 179,3 135,5


Bezpośrednie możliwości wykorzystania energii słonecznej



Kolektory słoneczne – produkcja ciepła, ciepłej wody użytkowej• Płaskie, próżniowe płaskie• Z rurami próżniowymi• System Drain-back, system izolowany

Baterie słoneczne – produkcja energii elektrycznej• Kwarcowe• Inne półprzewodniki• Anteny nano• Octany, plastyki


Potencjał energii słonecznej


Potencjał fizyczny maks. 2900 kWh/m2/rok

średnio 2900 kWh/m2/rok

Potencjał, który można wykorzystać technicznie

Bateria słoneczna: ~ kWh/m2/rok

Kolektor: 400 kWh/m2/rok

Potencjał, który można wykorzystać w gospodarce


Porównanie efektywności energii słonecznej w

zależności od miejsca

Rośliny: – maks. 4% efektywność w wykorzystaniu energii słonecznej!

Nowe nośniki energii | Karcag, 14 sierpnia 2010 r. | www.essrg.hu

>

Sposób przetwarzania energiiEfektywność przetwarzania

energii do użytkownika

Efektywność przetwarzania energii w odniesieniu do

pasażera na kilometr

%

Etanol z trzciny cukrowej do silnika Otto 0,16 0,029

Energia elektryczna z biomasy do silnika elektrycznego

0,038-1,14 0,027-08

Energia elektryczna kolektora słonecznego do silnika elektrycznego

4,5-10,2 5,2-10,5


Potencjały gospodarcze

Możliwe odnawialne źródła energii• Energetyczne wykorzystanie biomasy

– Spalanie– Fermentacja

• Bezpośrednie wykorzystanie energii słonecznej• Wykorzystanie energii wiatru

home.btconnect.com/.../biogas2_large.jpg www.avanzi.unipi.it/.../Image19.jpg


http://home.btconnect.com/.../biogas2_large.jpg

http://www.avanzi.unipi.it/.../Image19.jpg


Koncepcja planowania


0,00

50,00

100,00

150,00

T/ro

k

Inne 31,60

Instytucje 0,29 3,25

Ludność 16,36 94,20 34,07

Zużycie energii elektrycznej

Zużycie gazu Endosomatyczne

zapotrzebowanie na


Znaczenie i ramy planowania

Planowanie, znaczenie strategii• Długofalowa inwestycja i rozwój z kroku na krok – drogie

inwestycje• Uwzględnianie lokalnych interesów

– Umacnianie pozycji na rynku

Ramy• Samowystarczalność – autonomia• Efektywność energetyczna – oszczędność energii• Produkcja żywności – wzbogacanie ekologiczne




Proces projektowania

Ocena wersji

Ocena lokalnych warunków

Alternatywy wykorzystania

Aspekty oceny

Analiza wersji

Warunki naturalne

Potrzeby społeczne

Możliwości techniczne

Sformułowanie kryteriów oceny

Popyt - podaż

Opis techniczny

Jakie aspekty są ważne dla zainteresowanych?

Obliczenie wskaźników

Rozważenie wskaźników Podjęcie decyzji o inwestycji

Lokalizacja



Proces projektowania - 1

Ocena warunków lokalnych

Środowiskowe

GIS

SA

AnkietyWywiadyGrupy docelowe

Społeczne

Prawne

Ekonomiczne

Literatura, statystyki

Techniczne Projekty, bazy danych



Zapotrzebowanie na energię

Obecne potrzeby energetyczne miasta Gyöngyös• Potrzeby żywnościowe – endosomatyczne

– 8,6 GJ/osoba/rok konsumpcja głównej żywności – 288,5 TJ/rok żywność– Obszar przypadający na 1 osobę: 0,16 ha/osoba – 5410 ha cała

powierzchnia

• Konsumpcja komfortowa – exosomatyczna– Zamieszkanie – ogrzewanie, ciepła woda użytkowa, energia elektryczna;

mobilność

• Inne: drewno opałowe, węgiel

• Źródło: Centralny Urząd Statystyczny, samorząd

Zwiększenie efektywności energetycznej

Średnie zużyciegazu

Średnie zużycieenergii elektrycznej

Średnie ogrzewaniez ciepłowni

Zapotrzebowaniena żywność

TJ/rokSamorządowe 34,7 10,6Ludności 381,9 149,2 288,5Mieszane 7,0

TJ/rok – średnia lat 2004-2009


Potencjał biomasy

Obszary


Potencjał biomasy

Potencjały teoretyczne

Branża upraw Obszar upraw Zbiory Zawartość energii Produkcja energiiha t/ha GJ/t TJ/rok

Lasy 1 983,6 2,8 11,5 63,3Sady 102,9 5,4 11,5 6,4Winorośla 333,4 2,5 11,5 9,6Grunty orne 1 086,7 10,0 15,7 171,1Parki 36,3 3,0 11,5 1,3Razem: 3 506,6 251,6

Forum strategii ochrony klimatu | Gyöngyös, 14 czerwca 2010 r. | www.essrg.hu

Gatunek zwierzątLiczba zwierząt

Ilość powstającego nawozu

Typ nawozu Osiągalna ilość gazu Zawartość metanu Produkcja energii

szt. t/rok/szt. Nm3/t % TJ/rokTrzoda chlewna 4 000 1,5 hígtrágyás 28 65% 3,9Trzoda chlewna, tylko na farmie 12 000 1,5 mélyalmos 60 60% 23,3Bydło 120 10,25 hígtrágyás 25 60% 0,7Konie 50 9 mélyalmos 45 60% 0,4Zielone odpady ludności 1125 100 61% 2,5Razem: 30,7

Termelés és igény összehasonlítása

Energia cieplna - razem

Porównanie zapotrzebowania i możliwości produkcyjnych energii cieplnej

251,6

30,7

7,034,7

381,9

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

450,0

Źródło energii

Energia (TJ)

Lakossági gázfogyasztás

Intézmények gázfogyasztása

Távfűtés

Energiaforrások (állatimelléktermékek, lakossági zöldhulladék)

Energiaforrások (erdő,gyümölcsös,szőlő, szántó, parkok)



Zużycie gazu przez

ludność

Zużycie gazu przez instytucje

Ogrzewanie z ciepłowni

Źródła energii (produkty uboczne zwierząt, zielone odpady ludności)

Źródła energii (lasy, sady, winorośla, grunty orne,

parki)

Porównanie produkcji i potrzeb

Energia elektryczna

Porównanie zapotrzebowania i możliwości produkcyjnych energii elektrycznej

19,0 8,51,92,951,3

0,4

0,710,6

149,2

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

Źródła energii

Energia (TJ) Lakossági villamos energiafogyasztásIntézményi villamos energiafogyasztásLakossági zöld hulladék

Állati melléktermékek

Parkok

Szántó

Szőlő

Gyümölcsös

Erdő



Zużycie energii elektrycznej przez ludność Zużycie energii elektrycznej przez instytucje Zielone odpady ludności

Produkty uboczne zwierząt

Parki

Grunty orne

Winorośla

Sady

Lasy

Porównanie produkcji i potrzeb

Energia elektryczna - razem

Porównanie zapotrzebowania i możliwości produkcyjnych energii elektrycznej

75,5

9,2

10,6149,2

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

Źródła energii

Energia (TJ)

Lakossági villamos energia igény

Intézményi villamos energia igény

Energiaforrások (állatimelléktermékek, lakossági szerveshulladék)

Energiaforrások (erdő, gyümölcsös,szőlő, szántó, parkok)



Zapotrzebowanie na energię elektryczną przez ludność


elektryczną przez instytucje

Źródła energii (produkty uboczne zwierząt, organiczne

odpady ludności) Źródła energii ( lasy, sady, winorośla, grunty orne, parki)

Możliwości

Zapotrzebowanie na energię do ogrzewania z biomasy• Potencjał biomasy 282,3 TJ/rok• Zapotrzebowanie na energię cieplną (gaz, ciepło z ciepłowni?)

423,7 TJ/rok• 66%-owa samowystarczalność – bez produkcji żywności

Kogeneracyjna produkcja energii elektryczneji ciepła• Potencjał energii elektrycznej 84,7 TJ/rok – potrzebne 159,8

TJ/rok, 53%• Potencjał energii cieplnej 169,4 TJ/rok – 40%


Opracowanie alternatyw wykorzystania

Możliwe scenariusze

Położenie terytorialne Planowanie terytorialne

Potrzeby społeczne Tworzenie obrazuprzyszłości

Możliwości techniczne



Kierunki rozwoju

Zwiększenie efektywności energii• Izolacja cieplna• Bardziej efektywne systemy grzewcze

Zaspokojenie brakującej energii energią odnawialną• Wykorzystanie ubocznych produktów biomasy

– Biogaz, granulacja

• Wykorzystanie drewna opałowego• Wykorzystanie kolektorów słonecznych od wiosny do

jesieni do produkcji ciepłej wody użytkowej


40-80% oszczędności

Ukształtowanie kryteriów ocenyGrupy docelowe

Realizacja lokalnych interesów

Dostosowanie społeczne

Wywiady




Charakterystyka wersji

Analiza cyklu życiaEfektywność energetyczna

Możliwość zachowania środowiska

Wpływy społeczneModelowanie



Ocena wersji

Rozważanie wskaźnikówMultikryterialne metody pomocne w podjęciu decyzji

Wybór systemu najbardziej akceptowanego przez zainteresowanych

Opłacalność inwestycji ??

Dostosowanie do środowiska ??

Dostosowanie społeczne !!

Zdolność do funkcjonowania

Eksperci


Badania

Możliwe ramy utrzymania energetycznego wykorzystania biomasy – Coach BioEnergy• Doradztwo – za półtora roku będzie bezpłatne

– Centrum innowacyjne Centralnych Węgier– Klub Energia– Uniwersytet Świętego Stefana – Instytut Gospodarki Środowiskowej

Terenowej

• Analizy możliwości realizacji

Warsztaty MERT• Warsztat Projektowania Odnawialnego Systemu

Energetycznego• www.kti.szie.hu/mert


Kiemelt mondanivalóKontakt:

• doc. uniw. Norbert Kohlheb, Uniwersytet Św. Stefana, Instytut Gospodarki Środowiskowej Terenowej, ESSRG - environmental social scienceTel: 30/9295447

• E-mail: [email protected]

Dziękujemy za uwagę!


Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w celu osiągnięcia samowystarczalności...

Documents

Transcript of Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w celu osiągnięcia samowystarczalności...