Marek KOTT
Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław tel.: (71) 320 44 23; e-mail: marek.kott@pwr.edu.pl
Streszczenie: Zużycie energii elektrycznej w każdym z sektorów gospodarki narodowej nabiera coraz większego znaczenia. Efek-tywność energetyczna dotyczy zarówno szeroko rozumianej polity-ki energetyczno-klimatycznej, jak i stanowi istotny czynnik wpły-wający na wysokość kosztów produkcji przedsiębiorstw (a tym samym na ich zyski) oraz na rozwój społeczno-gospodarczy. Kon-sekwencją nieracjonalnego użytkowania energii jest nadmierna konsumpcja zasobów surowców energetycznych, problemy z za-nieczyszczeniem środowiska naturalnego, oraz ograniczona konku-rencyjność krajowych przedsiębiorstw na rynkach światowych.
Z punktu widzenia indywidualnego odbiorcy efektywność energe-tyczna jest jednym z głównych środków do obniżenia udziału kosztów energii elektrycznej w domowym budżecie.
W ostatnich latach Komisji Europejskiej poczyniła wiele wysiłków mających na celu redukcję zużycia energii elektrycznej w gospo-darstwach domowych między innymi: promowanie oszczędnego oświetlenia, dopłaty do przydomowych mikro-instalacji OZE, konieczność etykietowania energetycznego urządzeń AGD oraz szerokorozumiana liberalizacja rynku energii elektrycznej.
W referacie przedstawiono wyniki analizy porównawczej wykorzy-stania energii elektrycznej w polskich gospodarstwach domowych na tle wybranych krajów Unii Europejskiej.
Słowa kluczowe: zużycie energii elektrycznej, gospodarstwa do-mowa, analiza porównawcza
1. ZUŻYCIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ W POLKIEJ GOSPODARCE
Od początku transformacji lat ‘90 w Polsce, pomimo kilku globalnych przestojów i kryzysów ekonomicznych, widoczny jest stały i szybki rozwój społeczno-gospodarczy.
W ostatniej dekadzie XX wieku proces pozytywnych zmian, zarówno ilościowo jak i jakościowych, przebiegał znacznie burzliwiej niż to mało miejsce w obecnym stulecia. Po przy-stąpieniu Polski do Unii Europejskiej w 2004 roku w sferze rozwoju działalności gospodarczej, kulturowej i społecznej można stwierdzić, iż mamy do czynienia ewolucją, a nie rewolucją stosunków społeczno-produkcyjnych oraz poli-tyczno-ustrojowych. Istnieje jednak wiele czynników, które mogą negatywnie wpłynąć na rozwój kraju. Z punktu widze-nia gospodarki paliwowo-energetycznej takim czynnikiem spowalniającym wzrost gospodarczy może być niewystar-czająca wielkość produkcji energii elektrycznej. Przyczyn deficytu w produkcji energii elektrycznej można wymienić wiele. Jednymi z najistotniejszych są brak znaczących inwe-stycji w nowe jednostki wytwórcze i infrastrukturę sieciową, nadmierna zużycie energii elektrycznej w gospodarce naro-dowej oraz brak zachęt do oszczędzania energii elektrycznej.
Zatem jednym z najważniejszych zadań jest zapewnienie zrównoważonej polityki energetycznej kraju. Skuteczna
działalność polityczno-gospodarcza powinna opierać się na zdobywaniu informacji o sektorach gospodarki oraz ich efektywnym wykorzystaniu w procesie prognozowania, symulacji i podejmowania decyzji, a w dalszym czasie two-rzeniu odpowiednich aktów prawnych.
Do najistotniejszych sektorów gospodarki narodowej zalicza się: sektor przemysłowy, energetyczny, transporto-wy, gospodarstwa domowe oraz rolnictwo. Analizując zuży-cie energii elektrycznej (rys.1) w wybranych sektorach go-spodarki narodowej można podzielić je na trzy grupy:
sektory, w których w ostatnim dziesięcioleciu ilość zuży-tej energii elektrycznej spadła.
sektory cechujące się zużycie energii na niezmien-nym/stabilnym poziomie,
sektory charakteryzujące się wzrostem zużycia energii elektrycznej,
Rys. 1. Zużycie energii elektrycznej wg sektorów ekonomicznych na podstawie [1]
Sektorem, w którym spadło zużycie energii elektrycznej w ostatniej dekadzie jest sektor transportowy, a w szczegól-ności podsektor kolejowy. Przyczyn pogarszającej się sytu-acji sektora transportu szynowego jest wiele, najistotniejsze to: złe zarządzanie, niewykorzystanie w pełni funduszy eu-ropejskich na modernizację kolei oraz duża i silna konkuren-cja na rynku przewozów towarów i osób.
Do kolejnej grupy sektorów zaliczyć można rolnictwo oraz sektor energetyczny. Oba działy gospodarki charaktery-zują się zużyciem na stałym poziomie z niewielkimi odchył-kami. Dla rolnictwa roczne zużycie energii elektrycznej wynosi ok 1,5 TWh 5%, natomiast dla sektora energetycz-nego 26,5 TWh 0,5%. O ile w rolnictwie zużywa się rocz-nie rocz-nieco ponad 1% wyprodukowanej energii elektrycznej, o tyle stabilne zużycie energii elektrycznej w sektorze
ener-164
Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki PG, ISSN 2353-1290, Nr 42/2015 getycznym nie napawa optymizmem. Fakt ten pozwalawnioskować, że krajowy sektor energetyczny czekają znacz-ne (i być może gwałtowznacz-ne zmiany) spowodowaznacz-ne polityką UE. Na szczycie unijnym w październiku 2014 przyjęto dwa główne cele w zakresie polityki klimatycznej: 40% redukcji emisji gazów cieplarnianych do roku 2030 w stosunku do 1990r oraz 27% udziału energii z OZE w końcowym zużyciu energii w UE do 2030 roku. Oba przyjęte cele klimatyczne są fizycznie nierealizowalne, szczególnie w Polsce [2].
Ostatnia grupę stanowią: sektor przemysłowy i gospo-darstwa domowe, w których zanotowano wzrost zużycia energii elektrycznej od 2001 roku odpowiednio o 18%
i 24,5%. Wzrost udziału przemysłu w krajowym zużyciu energii elektrycznej spowodowany jest znacznym rozwojem tego sektora w Polsce. W większości rozwijających się w kraju branż przemysłowych (zwłaszcza nastawionych na eksport) wskaźniki efektywności energetycznej nieznacznie odbiegają lub są porównywalne do wartości tych wskaźni-ków w wysokorozwiniętych krajach Europy Zachodniej [3].
Poprawę efektywności energetycznej w sektorze przemy-słowym jest efektem konkurencji na szerokorozumianym rynku europejskim oraz wynika z wprowadzenia następują-cych działań:
nakazów wynikających z obowiązującego prawa, wymu-szających podejmowanie odpowiednich działań,
regulacji rynku energii wymuszających wzrost efektyw-ności energetycznej przedsiębiorstw energetycznych,
stworzenia warunków rynkowych do oszczędzania energii,
promocji zachowań ukierunkowanych na racjonalne użytkowanie energii.
W ostatnich latach najwyższą dynamikę wzrostu zuży-cia energii elektrycznej odnotowały gospodarstwa domowe, które zagospodarowują obecnie ponad 19% rocznej produk-cji energii elektrycznej. Sektor ten z punktu widzenia gospo-darki narodowej stanowi drugiego pod względem wielkości odbiorcę energii elektrycznej. Jednocześnie należy zwrócić też uwagę, że znacznie trudniej jest poprawić wskaźniki efektywności energetycznej dla działu gospodarki narodowej obejmującego ponad 13mln odbiorców, z których każdy zużywających średnio rocznie ok 2150 kWh, niż w znacznie mniej licznym sektorze przemysłowym. Z przeprowadzonej wstępnej analizy wynika, że w sektorze gospodarstw domo-wych można znacznie poprawić wskaźniki efektywności energetycznej. Ponad 50% gospodarstw domowych w 2013 roku charakteryzowało się powierzchnią nie przekraczającą 60 m2 i kubaturą do 200 m3, w którą zamieszkiwało najczę-ściej 23 osoby. W ciągu ostatniego dziesięciolecia można zauważyć systematyczny zwiększanie się powierzchni mieszkań oraz spadek średniej ilości osób w gospodarstwie domowym.
2. POLSKIE GOSPODARSTWA DOMOWE NA TLE WYBRANYCH KRAJÓW UE
Liczba gospodarstw domowych w Polsce stanowi 6,4%
gospodarstw domowych ogółem w krajach UE. Średnia liczba osób w gospodarstwie domowym w Polsce wynosi 2,8 (podobną wielkość odnotowano na Cyprze, Irlandii, Malcie, Rumuni i Słowacji) i była wyższa niż średnia unijna wynosząca 2,3 osób. Najmniejsza średnia liczba osób doty-czyła gospodarstw domowych w Szwecji (1,9 osoby) i w Niemczech (2 osoby).
Tablica 1. Porównanie zużycia energii elektrycznej w gospo-darstwach domowych w wybranych krajach EU w 2012 roku na podstawie [4,5].
Zużycie energii elektrycznej w mieszkaniach (ogółem) Zużycie energii elektrycznej w mieszkaniach na ogrzewanie Zużycie energii elek- trycznej na jedno mieszkanie Zużycie energii elek- trycznej na ogrzewa- nie i ciepłą wodę na jedno mieszkanie Kraj
TWh TWh kWh/mieszk. toe/mieszk.
Czechy 14,58 2,57 3 547,31 1,23
W tablicy 1 zestawiono wybrane wskaźniki zużycia energii elektrycznej dla krajów UE. Poddając analizie zuży-cie energii elektrycznej w każdym z krajów można zauwa-żyć, że:
zużycie energii elektrycznej w niemieckich gospodar-stwach domowych jest porównywane ze zużyciem ener-gii elektrycznej w całej polskiej gospodarce,
porównywalna pod względem ilości mieszkańców Hisz-pania zużywa rocznie 2,5 razy więcej energii w gospo-darstwach domowych niż Polska,
w Polsce tylko 8% zużytej rocznie energii elektryczne jest wykorzystywana w celach grzewczych, podczas gdy średnia UE wynosi 20,3%. W rejonie Europy środkowej jedynie Niemcy (6,4%) mają mniejszy udział konsumpcji energii elektrycznej do ogrzewania mieszkań. Procento-wy udział w Czechach i Słowacji Procento-wynosi odpowiednio 17,6% oraz 9%. Krajem UE o największym udziale zu-życia energii elektrycznej do ogrzewania jest Szwecja.
Wynika do głównej mierze ze względów na położenie geograficzne.
Wskaźnik zużycie energii elektrycznej na jedno miesz-kanie w Polsce jest jednym z najniższych w Europie – jest prawie dwa razy mniejszy od średniej UE.
Sumaryczne zużycie energii na ogrzewanie i ciepłą wodę w Polsce (1,0 toe/mieszk.) jest niższe od średniej UE (1,12 toe/miesz) i najniższym w rejonie Europy Środko-wej. Ze względów na warunki klimatyczne kraje połu-dnia Europy charakteryzuje niższym wskaźnikiem zuży-cia energii elektrycznej do celów grzewczych i podgrze- wania wody.
Przeprowadzona analiza pozwala stwierdzić, że w kra-jowe gospodarstwa domowe na tle krajów UE charakteryzu-ją się stosunkowo niedużym zużyciem energii elektrycznej.
Główna przyczyną jest brak znaczącego udziału energii elektrycznej w produkcję ciepła na potrzeby gospodarstw domowych. W najbliższych latach wskaźnik ten powinien zachować trend wzrostowy (rys. 1), ponieważ w mieszka-niach stale wzrasta ilość urządzeń elektrycznych głównie o małych mocach (elektronika użytkowa, Komputery).
Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki PG, ISSN 2353-1290, Nr 42/2015
165
Tablica 2. Wybrane wskaźniki Europa 2020 na podstawie [4,5]
Wskaźnik efektywności ener- getycznej gospo- darstw domowych Emisje CO2 na mieszkanie Emisje CO2 na mieszkanie (z korektą klima- tyczną)
Kraj
Hiszpania 96,03 0,92 0,92
Irlandia 68,60 3,64 3,46
UE-27 81,30 1,94 1,98
Na szczycie Rady Europejskiej 89 marca 2007 r. przy-jęto Plan Działań integrujący politykę klimatyczną i energe-tyczną UE. Plan zakłada ograniczenie wzrostu średniej glo-balnej temperatury o więcej niż 2oC powyżej poziomu sprzed okresu uprzemysłowienia oraz zmniejszenie wzrostu cen i ograniczoną dostępność ropy i gazu. Pakiet 320 do 2020 roku zakłada:
zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych do 2020 r. co najmniej o 20% w porównaniu do 1990 r.,
zwiększenie udziału energii produkowanej z odnawial-nych źródeł energii (OZE) do 20% całkowitego zużycia energii w UE w 2020 roku,
racjonalizację wykorzystania energii i w konsekwencji ograniczenie jej zużycia o 20% (poprawa efektywności energetycznej gospodarki).
Komisja Unii Europejskiej monitoruje realizację przyjętej polityki klimatyczno-energetyczną w krajach członkowskich m.in. poprzez publikowanie wskaźników nazywanych potocznie Europa 2020 (tablica 2). Jednym z najistotniejszych indeksów dla sektora gospodarstw do-mowych jest wskaźnik efektywności energetycznej gospo-darstw domowych. W Polsce wynosi 76% i jest o 5% niższy od średniej krajów UE. Wynik ten jest efektem wymiany przestarzałych urządzeń AGD i RTV na nowsze i energo-oszczędne oraz coraz popularniejsze stają się źródła światła typu LED. Z kolei emisje CO2 w przeliczeniu na jedno mieszkanie w kraju jest o ok. 25% wyższa od średniej UE i wynosi 2,47 tCO2 w ciągu roku. Stosunkowa duża wartość tego wskaźnika jest wypadkową krajowego mixu energe-tycznego, który jest oparty głownie o paliwa kopalne (węgiel kamienny i brunatny).
3. PODSUMOWANIE
Energia elektryczna jest w krajowych gospodarstwach domowych zużywana powszechnie, w przeważającej części gospodarstw do oświetlenia, gotowania posiłków oraz zasi-lania urządzeń AGD i RTV. Zastosowanie energii elektrycz-nej w celach grzewczych jest niewielkie, ze względu na wysokie ceny i istnienie tańszych substytutów. Energia elek-tryczna jest stosowana do ogrzewania pomieszczeń raczej jako nośnik dodatkowy, a do ogrzewania wody jest używana głównie tam, gdzie nie ma dostępu do sieci ciepłowniczej i gazowej.
Średnie roczne wydatki na energię elektryczną nie przekraczają obecnie 1500zł i stanowią ok 11% ogółu wy-datków w gospodarstwie domowym. Tak znaczny udział
wydatków na energię elektryczną mógł przyczynić się do faktu, że ok 100 000 indywidualnych odbiorców energii eklektycznej (licząc od roku 2011) skorzystało z zasady TPA (Third-party Access) umożliwiającej zmianę dostawcy ener-gii elektrycznej. Pomimo początkowych problemów (bariery techniczne oraz prawne, braku pełnej i rzetelnej informacji o możliwości zmiany dostawcy energii, małe zróżnicowanie ofert spółek obrodu energią dla odbiorców indywidualnych) zauważalny jest stały wzrost zainteresowania zmianą do-stawcy energii elektrycznej. Pozwala to stwierdzić, że przy prognozowanych wzrostach cen za energię elektryczną w na-stępnych latach [1, 6, 7] w Polsce wzrośnie zainteresowanie redukcją wydatków na energię elektryczną wśród odbiorców indywidualnych, a tym samym na poprawę efektywności energetycznej w gospodarstwach domowych. Szacuje się, że potencjał poprawy efektywności energetycznej do 2020 roku jedynie poprzez modernizację oświetlenia i wymianę urzą-dzeń AGD wynosi ok 10 TWh rocznie [6]. Aby potencjał ten był w pełni wykorzystany , konieczne jest wdrożenie szeregu instrumentów skierowanych do sektora gospodarstw domo-wych. Narzędzia te można podzielić na informacyjne, edu-kacyjne, regulacyjne, finansowe oraz instytucjonalne i zali-czyć do nich:
częste kampanie informacyjne, których głównym celem powinien być wzrost świadomości o racjonalnym wyko-rzystaniu energii elektrycznej,
serwisy internetowe opisujące sprzęt oświetleniowy, AGD i RTV od strony efektywności energetycznej oraz charakteryzujące dostępne technologie energooszczędne wykorzystywane w gospodarstwach domowych. Głów-nym celem takich serwisów powinien być ukierunkowa-ny na pomoc w Świadomym i racjonalukierunkowa-nym wyborze i zakupie energooszczędnych odbiorników energii elek-trycznej,
powszechne i szeroko dostępne informacje o etykietowa-niu sprzętu AGD i RTV.
opracowanie i wdrożenie systemu egzekwowania stoso-wania etykietostoso-wania sprzętu i urządzeń w miejscach ich sprzedaży,
włączenie systemu etykietowania do informacji i eduka-cji użytkowników energii,
system powszechnej edukacji składający się z szkoleń wpływających na wzrost świadomości i racjonalne użyt-kowanie energii w sektorze gospodarstw domowych
system szkoleń zawodowych podnoszących kwalifikacje i umiejętności stosowania standardów oraz doradztwo w wykorzystaniu energooszczędnych technologii prze-znaczonych dla odbiorców indywidualnych,
wprowadzenie szeregu uregulowań prawnych ukierun-kowanych na promocję efektywnego wykorzystania energii przez użytkowników końcowym, w tym tez go-spodarstwa domowe.
Stworzenie kompleksowego systemu dofinansowania środkami publicznymi przedsięwzięć dotyczących poten-cjału efektywnego wykorzystania energii i zastosowania odnawialnych źródeł energii w budynkach wielko i jed-norodzinnych. Realne umożliwienie gospodarstwom do-mowym stanie się prosumentem na rynku energii elek-trycznej [8].
Kierunek jaki Polska przyjęła, zainicjowany europej-skim pakietem klimatyczno-energetyczny wraz z później-szymi zmianami, wydaje się być słuszny, zwłaszcza w sto-sunku do sektora gospodarstw domowych. Pozwala sektorowi na szybką modernizację i dogonienie wysokoro-zwiniętych krajów europejskich z pominięciem kilku
po-166
Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki PG, ISSN 2353-1290, Nr 42/2015 średnich etapów. Poprawa efektywności energetycznejw dziale gospodarstw domowych wpływa również pozytyw-nie na poprawę bezpieczeństwa energetycznego kraju oraz sprzyja budowie nowoczesnej gospodarki w Polsce.
4. BIBLIOGRAFIA
1. Bank danych lokalnych, GUS http://stat.gov.pl/ (2.02.2015) 2. Mielczarski W.,Odnawialne źródła energii. Wag the Dog.’07,
Energy Newsletters 2015/8 Łódź 20.02.2014.
3. Kott M. “Indicators of energy intensity in industry.” The Euro-pean Energy Market: 11th International Conference, EEM 14:
Kraków, Poland, 2830 May 2014.
4. Eurostat. Baza danych http://ec.europa.eu/eurostat/ (2.02.2015) 5. Odyssee-Mure Baza danych, www.odyssee-mure.eu
(2.02.2015)
6. Liszka Sz., Pasierb S., Wojtulewicz J., „Raport: Możliwości zwiększenia efektywności energetycznej Polski w ramach wdrożenia pakietu energetyczno-klimatycznego”, Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii, Katowice 11.2009 7. „Krajowy Plan Działań dotyczący efektywności energetycznej
dla Polski 2014”. Wersja 1.9, Ministerstwo Gospodarki. War-szawa, 20.10.2014
8. Popczyk J. ”Prosumenstwo – innowacja przełomowa”, Energe-tyka cieplna i Zawodowa 2.2014
ELECTRICITY CONSUMPTION IN HOUSEHOLDS IN SELECTED EU COUNTRIES
The efficient use of electricity in each of the sectors of the national economy is becoming increasingly important. Energy efficiency relates among others energy and climate policy, as well as an important determinant of the cost of production en-terprises and socio-economic development. The main consequences of irrational energy use is the excessive consumption of energy resources, problems of environmental pollution and limited competitiveness of domestic enterprises in world’s mar-kets. Energy efficiency for individual customer is one of the main means to reduce the share of the cost of electricity in the household budget.
In the last years the European Commission has made a lot of efforts to reduce energy consumption in households among others: to promote efficient lighting, subsidies to domestic micro-RES installations, the need for energy labeling of household appliances and the liberalization of the electricity market.
The paper presents the results of a comparative analysis of energy use in Polish households compared to selected coun-tries of the European Union in the context of European energy policy.
Keywords: electricity consumption, household, comparative analysis
Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej Nr 42 XVII Międzynarodowa Konferencja Naukowa
AKTUALNE PROBLEMY W ELEKTROENERGETYCE APE’15 Jastrzębia Góra, 1719 czerwca 2015