Jak¹ energiê odnawialn¹ wybraæ?

Energia s³oneczna

kolektory s³oneczne ogniwa fotowoltaiczne

Energie odnawialne w oczywisty sposób bardziej korzystne pod ka¿dym wzglêdem od paliw kopalnych. Nie zmienia to faktu, ¿e i tutaj nale¿y wzi¹æ pod uwagê wady i zalety i dostosowaæ inwestycje do lokalnych warunków i mo¿liwoœci. Nie powinno siê np. budowaæ wielkich farm wiatrowych na trasach przelotów ptaków, czy te¿ przeznaczaæ ¿yznych ziem uprawnych pod produkcjê roœlin energetycznych.

Z powierzchni s³oñca do kuli ziemskiej dociera promieniowanie falowe 15 tys. razy wy¿sze od aktualnego zapotrzebowania na energiê na naszym globie.

Teoretycznie, ca³oroczne œwiatowe zapotrzebowanie na energiê mog³oby pokryæ promieniowanie s³oneczne docieraj¹ce w ci¹gu zaledwie jednej godziny do powierzchni Ziemi. W naszym klimacie 15 m2 paneli s³onecznych mo¿e zaspokoiæ do 60 proc. zapotrzebowania na ciep³¹ wodê i ogrzewanie dla domu o powierzchni 100 m2.

Elektrownie s³oneczne (helioelektrownie) mog¹ pracowaæ, wykorzystuj¹c dwa procesy konwersji energii: bezpoœrednio w ogniwie fotowoltaicznym oraz poœrednio, przetwarzaj¹c promieniowanie s³oneczne na ciep³o, a ciep³o na energiê elektryczn¹. Energia s³oneczna uwa¿ana by³a dot¹d za najdro¿sz¹, ale nowe technologie oraz konkurencja na rynku sprawi³y, ¿e cena modu³ów solarnych spad³a o po³owê w ci¹gu ostatnich dwóch lat. W Unii Europejskiej krajem przoduj¹cym w wykorzystaniu energii s³onecznej s¹ Niemcy: ³¹czna zainstalowana moc wynosi 9,8 GW (1 GW potrzebny jest do zasilenia 250 000 gospodarstw domowych przez rok).

Energiê s³oneczn¹ mo¿emy wykorzystaæ na dwa sposoby: rozró¿niamy , które podgrzewaj¹ wodê oraz

(baterie s³oneczne), które produkuj¹ pr¹d.

s¹

Ma³y kolektor s³oneczny do podgrzewania wody mo¿na zbudowaæ w³asnorêcznie.

Na zdjêciu: kolektor w gospodarstwie rolnym w Mo³dawii. Fot.: Archiwum SIE.

Energia wiatru

Energetyka wiatrowa jest jednym z najszybciej rozwijaj¹cych siê sektorów energetyki niekonwencjonalnej na œwiecie. Holenderscy naukowcy obliczyli, ¿e do 2020 r. energia wiatru mog³aby zaspokoiæ 12 proc. œwiatowego zapotrzebowania na energiê elektryczn¹. Zalet¹ elektrowni wiatrowej jest to, ¿e nie zanieczyszcza œrodowiska naturalnego, nie wymaga dostaw paliwa ani wody i wykorzystuje niewyczerpalne Ÿród³o energii, jakim jest wiatr; a instalowana w miejscach wietrznych jest op³acalna ekonomicznie. Wad¹ s¹ ci¹gle wysokie koszty inwestycji, nierównomiernoœæ dostaw energii elektrycznej, trudnoœci w magazynowaniu energii, ha³as, zmiany w krajobrazie oraz negatywny wp³yw na populacje ptaków na danym terenie. Dlatego kluczowy jest wybór w³aœciwej lokalizacji. Obiecuj¹co wygl¹da natomiast rozwój technologii wykorzystuj¹cych energiê wiatru w skali mikro – miniwiatraków przydomowych lub montowanych na dachach.

Ma³e turbiny wiatrowe produkuj¹ce energiê dla jednego budynku lub kilku gospodarstw domowych maj¹ kilka zalet:

mog¹ pracowaæ ju¿ przy wiatrach wiej¹cych z prêdkoœci¹ 2-3 m/s,

mog¹ pracowaæ w doœæ ekstremalnych warunkach (silne wiatry, szeroki zakres

o o

temperatur od -50 C do +50 C),

instalacja ma³ych turbin wiatrowych jest stosunkowo ³atwa, koszty inwestycyjne s¹ niewielkie.

Dodatkowy atut ma³ych elektrowni wiatrowych to fakt, ¿e nie musz¹ byæ wydawane na nie pozwolenia. Dotyczy to jednak tylko tych turbin, które nie s¹ trwale zwi¹zane z gruntem.

(Rados³aw Szczerbowski, Politechnika Poznañska „Energia Elektryczna” – styczeñ 2011)

Farmy wiatrowe mo¿na lokowaæ na l¹dzie lub poza nim. Sieæ farm wiatrowych szybko rozwija siê np. w Danii i w Niemczech. Ponadto upowszechnia siê tam budowa wiatraków,

których w³aœcicielem jest gmina i lokalna spo³e-cznoœæ (spó³dzielnie ener-getyczne), a nie wielka firma zewnêtrzna.

n n n n

Dyrekcja Szko³y Ludowej w Vestjytlland w zachodniej Danii postanowi³a uniezale¿niæ siê od centralnych Ÿróde³ energii. W szkole zainstalowano:

wiatrak o mocy 225 kW; pompê ciep³a o mocy 120 kW (piêæ km rur) i 75 m² paneli solarnych.

Produkcja elektrycznoœci i ciep³a z tych Ÿróde³ zaspokaja potrzeby szko³y i okolicznych mieszkañców.

Fot.: S. Priwieziencew.

Energia wody

Biomasa i biogaz

Energia geotermalna

Elektrownie wodne zamieniaj¹ energiê spadku lub przep³ywu wody w energiê elektryczn¹. Energia wodna mo¿e byæ tañsza od spalania paliw kopalnych lub energii j¹drowej. Do lat 80. ubieg³ego wieku panowa³ powszechny pogl¹d, ¿e elektrownie wodne s¹ Ÿród³em czystszej energii i s¹ najmniej szkodliwe dla œrodowiska naturalnego, bo wytwarzanie energii nie wi¹¿e siê z emisj¹ zanieczyszczeñ. Jednak budowa du¿ych elektrowni oznacza przesiedlanie ludzi, zniszczenie ekosystemu, zmniejszenie bioró¿norodnoœci. Bezpieczniejsze pod tym wzglêdem s¹ mikroelektrownie wodne. Z ogó³u zasobów energii wodnej wystêpuj¹cej na œwiecie wykorzystuje siê zaledwie oko³o 26 proc. Liderem wykorzystania zasobów hydroenergetycznych jest Norwegia, która uzyskuje z energii spadku wody 98 proc. energii elektrycznej.

Biomasa produkowana jest z roœlin energetycznych (np. wierzba), pozosta³oœci przemys³u rolnego i leœnictwa (drewno, zrêbki, s³oma, ³upiny, brykiety, pellety), odpadów przemys³owych i miejskich. Biomasê warto wykorzystywaæ z wielu powodów. Pozwala zagospodarowaæ nieu¿ytki i spo¿ytkowaæ odpady. Biomasa to korzystne rozwi¹zanie szczególnie na poziomie lokalnym: nawet skoszona trawa mo¿e byæ Ÿród³em energii i ciep³a. Wad¹ tego sposobu pozyskiwania energii jest wydzielanie siê szkodliwych substancji podczas spalania bia³ek i t³uszczy, dlatego konieczne jest instalowanie filtrów.

Biogaz jest mieszanin¹ metanu i dwutlenku wêgla. Wystêpuje miêdzy innymi jako produkt uboczny w oczyszczalniach œcieków i na sk³adowiskach odpadów organicznych. Jest wykorzystywany jako paliwo do generatorów pr¹du elektrycznego. Wa¿n¹ korzyœci¹ jest te¿ zagospodarowanie metanu, który jest jednym z gazów cieplarnianych.

Energia geotermalna polega na wykorzystywaniu cieplnej energii wnêtrza Ziemi. Do odbioru ciep³a z niewielkiej g³êbokoœci stosuje siê pompy ciep³a lub pozyskuje siê je bezpoœrednie z g³êbokoœci powy¿ej 2500 metrów. Energiê geotermaln¹ stosuje siê w systemach centralnego ogrzewania, klimatyzacji, w rolnictwie, w hodowli zwierz¹t, przemyœle spo¿ywczym, w rekreacji i lecznictwie. Innym powszechnym zastosowaniem ciep³a Ziemi jest budowa elektrowni geotermalnej do produkcji pr¹du elektrycznego. Energia geotermalna jest coraz czêœciej wykorzystywana ze wzglêdu na swoje niew¹tpliwe zalety. Jest czysta ekologicznie, a koszt pozyskania 1 GJ energii jest ni¿szy od energii uzyskanej ze spalania gazu lub ropy. Ze wszystkich niekonwencjonalnych Ÿróde³ energii, energia geotermalna jest najbardziej stabilna w czasie i daje najwiêksze efekty ekonomiczne.

5.4. OZE – sytuacja prawna w Polsce i perspektywy dla