Czym są odnawialne źródła energii i dlaczego inwestycja w OZE się opłaca?

Odnawialne źródła energii – kwestie definiujące

Energia odnawialna, to przeciwieństwo nieodnawialnych źródeł energii, które większość z nas stale wykorzystuje każdego dnia. Mowa o napędzaniu gospodarki przez węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropę naftową, benzynę, gaz ziemny. Do momentu, kiedy postęp technologiczny nie był, aż tak rozwinięty, mało osób zastanawiało się i stawiało sobie pytanie odnośnie skutków emisji gazów cieplarnianych, masami zalewającego nas plastiku, rosnącą ilością aut na drogach. Aktualnie te wszystkie negatywne zjawiska, pojawiające się z dużą częstotliwością, zaczęły być widoczne i namacalne. Choroby, smog, rosnące ceny energii elektrycznej – to efekt niezrównoważonego wykorzystywania konwencjonalnych źródeł energii, którego nie da się cofnąć, ale który da się ograniczyć.

OZE to energia fal, energia słoneczna, wiatrowa, wodna, geotermalna oraz biomasa, zgodnie z ustawą Prawo Energetyczne z dnia 10 kwietnia 1997 r. i późniejszymi zmianami Art. 3 pkt. 20 definiuje OZE,  jako (...) źródło wykorzystujące w procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania słonecznego, geotermalną, fal, prądów i pływów morskich, spadku rzek oraz energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu wysypiskowego, a także biogazu powstałego w procesach odprowadzania lub oczyszczania ścieków albo rozkładu składowanych szczątek roślinnych i zwierzęcych. Zasób odnawialny źródeł energii odnawia się w krótkim czasie, ich używanie nie wiąże się z długotrwałym deficytem.

OZE stanowi zdecydowanie mniej inwazyjną metodę pozyskiwania energii, aniżeli tradycyjne rozwiązania. Energia z promieni słonecznych, ruchu wody, wiatru jest cały czas, to stała, która występuje naturalnie, dlatego tak istotne wydaje się jej wykorzystanie do codziennego użytku oraz zastąpienie konwencjonalnych metod produkcji energii. To, co jest kolejnym plusem w OZE, to to, iż wiele tych rozwiązań możemy wprowadzać samodzielnie do swoich domów czy firm. Własne elektrownie słoneczne? Nie ma problemu! Konflikt interesów pojawia się w  temacie nieodnawialnych źródeł energii, gdzie za wydobyciem węgla czy ropy naftowej stoją gigantyczne koncerny.

OZE w Europie

Według danych z Eurostatu, produkcja pierwotna energii (czyli, każde wydobycie produktów energetycznych w przydatnej formie ze źródeł naturalnych) ze źródeł odnawialnych w Unii Europejskiej na przełomie lat 2007-2017 wzrosło o dwie trzecie i wyniosło 226,5 mln ton oleju ekwiwalentnego (czyli, przybliżonej ilości energii, którą można uzyskać z jednej tony ropy naftowej). Najistotniejszym źródłem energii w całej UE uznano drewno oraz pozostałe biopaliwa stałe, z których otrzymano 42% produkcji podstawowej z OZE w 2017 roku. Na drugim miejscu znalazła się energia wiatrowa (13,8%), energia wodna (11,4%). Ponadto zauważalny jest rosnący udział w produkcji energii słonecznej, aż o 6,4%. Jeśli chodzi o produkcję energii pływów i fal to ten rodzaj produkcji energii utrzymuje się na dość niskim poziomie, a technologie stosowane są głównie w Wielkiej Brytanii oraz we Francji.

Dwukrotny wzrost energii z OZE w latach 2004-2017

Skupiając uwagę na państwach członkowskich UE, pod względem odnawialnych źródeł energii - nietrudno zauważyć priorytetowy cel. Punktem docelowym dla krajów UE jest osiągnięcie 20% udziału energii z OZE do końca 2020 roku. Każdy kraj ma określone indywidualne wytyczne, które powinien spełnić w wyznaczonym czasie. Wiele państw zrealizowało już w 100% cele związane z OZE, co widać na poniższym wykresie. Ponadto udział OZE w zużyciu energii końcowej brutto w UE w 2004 wyniósł 8,5%, a w 2017 roku już 17,5%.

Żródło: Eurostat

Co zamiast paliw kopalnych? Źródła OZE

To, iż OZE jest coraz chętniej wybierane, aniżeli konwencjonalne metody produkcji energii, jest widoczne. OZE pojawia się coraz częściej w domach i firmach. Dzięki temu patrząc na dłuższą perspektywę czasu, użytkownicy OZE zauważają nie tylko to, iż więcej pieniędzy zostaje w ich portfelach, ale także wygodę użytkowania z własnych, prywatnych źródeł energii elektrycznej. Poniżej przedstawione zostały jedne z najważniejszych źródeł energii odnawialnej wraz z przykładami ich zastosowania.

Energia wiatru, elektrownie wiatrowe

Ten rodzaj produkcji energii pokrywa, aż jedną czwartą całego zużycia energii elektrycznej brutto w UE. To sektor bardzo prężnie i dynamicznie się rozwijający. Wiele krajów UE inwestuje w farmy wiatrowe, na co wskazują dane. W 2005 roku w UE produkowano 154 GW z wiatru, a 2017 roku już 540 GW. Jednakże, nie jest możliwe wybudowanie elektrowni wiatrowych, bez odpowiednich przygotowań i odpowiednich warunków atmosferycznych na wybranym obszarze. Poprawne funkcjonowanie wiatraka wymaga miejsca, gdzie wiatr osiąga prędkość przynajmniej 4 m/s. Jeśli chodzi o Polskę - to bardzo dobre warunki panują na Pomorzu. Ponadto koszta związane z budową wiatraka są wysokie, co nie jest opłacalną inwestycją w skali gospodarstwa domowego.

Za zalety OZE w postaci energii z wiatru zalicza się:

• pracę turbin - nie emitują zanieczyszczeń do środowiska,
• niewyczerpywalność głównego zasobu, gdyż praca wiatraka zależna jest od wiatru, którego zasoby są niewyczerpywalne,
• wiatraki, bez problemu mogą być montowane na nieużytkach rolnych.

Wady:

• głośna praca turbin,
• zagrożenie dla ptaków oraz nietoperzy,
• wysokie koszta związane z budową wiatraków.

Woda, jako źródło energii

Hydroenergia to metoda, która od bardzo dawna służyła i nadal służy ludziom do produkcji energii elektrycznej. Dawniej, najczęściej wykorzystywano hydroenergie do napędzania młynów, tartaków i kuźni.  W elektrowniach wodnych najważniejszą funkcję pełnią turbiny, które napędzają cały system pozwalający na produkcję energii. Wyróżnia się kilka rodzajów elektrowni wodnych, jak:

• elektrownie szczytowo-pompowe: dostosowują produkcję energii do jej chwilowego zapotrzebowania,
• elektrownie przepływowe: ich moc jest ograniczona poprzez moc płynącej naturalnie wody,
• elektrownie pływowe: wykorzystują energię potencjalną wody morskiej spiętrzonych w czasie pływów,
• małe elektrownie wodne: w skrócie MEW, to elektrownie o mocy poniżej 5 MW, są małe, a ich wpływ na środowisko nie jest duży.

Zalety:

• nie emitują emisji szkodliwych gazów i pyłów,
• zbiorniki przy elektrowniach mogą być wykorzystywane podczas powodzi,
• zbiorniki mogą być wykorzystywane w celach rekreacyjnych.

Wady:

• zmiana ekosystemów w okolicach elektrowni,
• zagrożenie dla niektórych gatunków zwierząt
• zajmowanie terenów rolniczych i leśnych pod budowę dużych elektrowni.

Energetyka słoneczna

Energia, której źródłem jest słońce, idealnie sprawdza się jako eko rozwiązanie dla gospodarstw domowych, jak i mniejszych podmiotów, którym zależy na świadomym korzystaniu z niewyczerpywalnych źródeł, jakie daje nam natura. Proces ten polega na bezpośredniej produkcji energii elektrycznej, bezpośredniej produkcji energii cieplnej, jak i pośredniej produkcji energii elektrycznej z energii cieplnej. Analiza poszczególnych procesów wytwarzania energii jest szerzej ujęta w artykule Odnawialne źródła energii – alternatywa dla konwencjonalnych rozwiązań! Dlaczego to dobre rozwiązanie?

Przede wszystkim dlatego, że przykładowo, fotowoltaika nie wymaga bardzo kosztownych nakładów finansowych, a co więcej, takie rozwiązanie charakteryzuje się długą żywotnością - nawet do 35 lat! Dużym atutem instalacji fotowoltaicznych jest to, iż koszta związane z instalacją zwracają się po kilku latach. W Polsce są także organizowane liczne dofinansowania, programy, jak np. projekt - Mój Program, czy też ulgi dla rolników. Bardzo popularne w ostatnim czasie są panele fotowoltaiczne, które przetwarzają promieniowanie słoneczne na energię elektryczną. Elementy te mocowane są na zewnątrz, np. na dachach domów.

Zalety:

• darmowa energia elektryczna,
• brak emisji zanieczyszczeń,
• niewyczerpywalne zasoby energii słonecznej,
• liczne wsparcia finansowe do instalacji fotowoltaicznych.

Wady:

• wymagane jest odpowiednie miejsce, aby zamontować panele,
• szkodliwość paneli, które produkowane są ze złych związków, jak kadm, czy arsen.

​Biomasa

Za pomocą biomasy, czyli poprzez pozostałości i odpady organiczne, głównie produkowane jest ciepło. To w pełni ekologiczna opcja, umożliwiająca produkcję energii. Bardzo często uprawia się rośliny o wysokiej kaloryczności, które są przeznaczane do produkcji energii, jak np. wierzba wiciowa. Cały proces polega na odzyskiwaniu energii, która jest zawarta w roślinach, poprzez ich spalanie.

Przykłady źródeł biomasy:

• drewno,  np. odpady drzewne,
• odpady rolnicze,  np. pozostałości po zbiorach,
• odpady organiczne, np. osady ściekowe.

Zalety:

• wykorzystywanie surowców odpadowych,
• poprawa bezpieczeństwa energetycznego kraju,
• stałe dostawy biomasy.

Wady

• powstawanie tlenku azotu podczas spalania,
• zanieczyszczona biomasa przez pestycydy, przyczynia się do emisji szkodliwych substancji.

Opłacalność OZE na przykładzie instalacji fotowoltaicznej

Trzyosobowa rodzina co miesiąc płaci około 164 złotych za prąd, daje to roczne zużycie energii w wysokości około 3 028 kWh. Po zsumowaniu każdej miesięcznej kwoty wydanej na energię elektryczną otrzymamy sumę 1 968 złotych. Średnio instalacja fotowoltaiczna na takie zużycie energii zwraca się w przeciągu 8 lat, a w przypadku otrzymania dofinansowania na instalację PV nawet w ciągu 6 lat. Analizując tę przykładową inwestycję w długiej perspektywie czasu,  to przez 25 lat trzyosobowa rodzina wyda na prąd 71 752 złote, natomiast instalacja PV pozwoli jej zaoszczędzić około 48 477 złotych. Ponadto wyprodukowane nadwyżki prądu prosumenci, będący przedsiębiorcami mogą sprzedawać do sieci.

Aktualnie osoby fizyczne mogą skorzystać z dotacji w ramach programu Mój Prąd.

​Podsumowanie

Odnawialne źródła energii to odpowiedź na liczne problemy, które stają się coraz bardziej uciążliwe. Mowa tutaj o kłopotach ekologicznych, jak emisja gazów cieplarnianych, zanieczyszczenia powietrza, degradacja gleb, degradacja biosfery. To także utrudnienia gospodarcze, związane z uzależnieniem się krajów od dostaw energii z innych państw, finansowe, związane z rosnącymi kosztami energii elektrycznej od dostawców. OZE to narzędzia, które są coraz częściej wdrażane do firm, domów, mieszkań, które pomagają w zaoszczędzeniu pieniędzy, a do tego są bardziej ekologiczne aniżeli konwencjonalne źródła energii.

Kolejną zaletą omawianych źródeł energii, jest ich niewyczerpywalność i dostępność. Mikroinstalacje, w postaci fotowoltaiki, pozwalają na zmniejszenie wydatków na prąd, a nawet całkowite uzależnienie się od dostawców energii z sieci. OZE to przede wszystkich świadome i zrównoważone wykorzystywanie zasobów, które pozwalają na bardziej ekologiczne i ekonomiczne życie.