Europejski lider OZE
Niemcy europejskim liderem produkcji zielonej energii. Artykuł autorstwa Prof. dr hab. inż. Anny Marzec.
W Niemczech produkcja energii elektrycznej z energii wiatrów, słońca i ciepła głębi Ziemi, rośnie bardzo szybko. Poniżej przedstawiono wybrane dla tych surowców energetycznych poziomy produkcji energii elektrycznej . (wszystkie poniższe wartości wyrażono w GWh). Stanowią one przykłady z wyczerpujących danych, opublikowanych w marcu 2012 przez rząd federalny Niemiec 1 (m.in., w tablicy na stronie 11).
| Rok | Hydroelektrownia | Wiatr | Fotowoltaika | Geotermia |
|---|---|---|---|---|
| 1991 | 15,4 tysiace | 100 | 1,6 | 0 |
| 1996 | 18,3 tys. | 2000 tys. | 16 | 0 |
| 2001 | 23,2 tys. | 10,5 tys. | 76 | 0 |
| 2005 | 19,6 tys. | 27,3 tys. | 1,3 tys. | 0,2 |
| 2008 | 20,4 tys. | 40,6 tys. | 4,4 tys. | 17,6 |
| 2011 | 19,5 tys. | 46,5 tys | 19,0 tys. | 18,8 |
Sumaryczny udział wszystkich odnawialnych surowców energetycznych (łącznie z biomasą) w produkcji energii elektrycznej wzrósł od 6,3 % w 2000 roku do ponad 20 % już w połowie 2011 roku. Warto przypomnieć, że celem UE było osiągnięcie 12 % - wego udziału OZE w produkcji energii elektrycznej w 2010 roku. W Niemczech udało się ten cel zrealizować kilka lat wcześniej. Dotychczasowy wzrost to głównie wynik budowy farm wiatrowych i instalacji fotowoltaicznych. Towarzyszy temu intensywny wzrost Ilości miejsc pracy. W całym sektorze produkującym energię z odnawialnych surowców, w roku 2010 było zatrudnionych 370 tysięcy ludzi.
Energia wiatrowa
Niemcy są trzecim na świecie, producentem energii wiatrowej po Chinach i USA. A przecież w 1991 roku produkowano tu znikome ilości tej energii. Przełom nastąpił dopiero w 1996 r. Obecnie działa w Niemczech ponad 20 tysięcy turbin wiatrowych 2 i planowana jest budowa wielu następnych, zarówno na lądzie („onshore”) jak i na morzu w pobliżu brzegów („offshore” ). Ponieważ częstotliwość i szybkość wiatrów wzrasta w miarę wzrostu wysokości, turbiny wiatrowe są montowane na wieżach do około 100 m nad powierzchnią ziemi. Farmy wiatrowe składają się z wielu turbin a produkowana energia przekazywana jest do sieci elektrycznej. Z uwagi na większą częstotliwość i szybkość wiatrów na morzu, budowane są także farmy offshore. W sumie w Europie już wybudowano ponad 30 takich farm na wybrzeżach Anglii, Danii, Szwecji, Irlandii, Holandii i Niemiec. Zaletą farm offshore jest wyższa wydajność produkcji energii, przypadająca na jedną turbinę. Jednak ich budowa wiąże się z trudnościami. Budowa jest bowiem uzależniona od warunków pogodowych, w szczególności od wysokości fal i dlatego musi być prowadzona w okresie pomiędzy kwietniem a listopadem, kiedy morze jest stosunkowo spokojne.
Mniejsze turbiny montowane na wieżach do 20 m wysokości, są stosowane do zaopatrzenia w energię siedzib oddalonych od sieci elektroenergetycznych.
Obecnie pracuje w Niemczech około 70 tysięcy ludzi w sektorze produkcji energii z wiatrów. Ponadto duże znaczenie dla niemieckiej gospodarki ma eksport produkowanych tu turbin wiatrowych.
Ujemne skutki rozwoju energetyki wiatrowej dotyczą krajobrazów, spadku populacji ptaków a w niektórych okolicach – również przemysłu turystycznego.
Geotermia
Produkcja energii elektrycznej z gorącej wody – a raczej pary wodnej wydobywanej z głębi ziemi – rozwija się w Niemczech niezwykle dynamicznie. Do roku 2007 produkcja geotermicznej energii była na niemal zerowym poziomie. Poczynając od 2008 roku, zaledwie w ciągu czterech lat, dostarczyła 18,8 GWh. Odwierty są zlokalizowane w różnych obszarach Niemiec. Np., w północnych regionach kraju oraz w Bawarii i w rejonie górnego Renu, wydobywa się parę wodną o temperaturze ok 1400 C z głębokości rzędu 5000 m.. W innych rejonach wodę o temperaturze 1220 C znaleźć można już na głębokości 2200 m do 3500 m. Płytsze wiercenia (do 2000 m) nie zawsze prowadzą do medium o temperaturze nadającej się do produkcji energii elektrycznej. Niemal zawsze jednak temperatura jest dostatecznie wysoka, aby można było wykorzystać wodę do ogrzewania gospodarstw domowych..
Całkowicie odmiennym, pod względem technologicznym, sposobem wykorzystania energii geotermalnej są pompy ciepła. Są one stosowane do ogrzewania gospodarstw domowych. Ich zasada działania jest taka sama jak chłodziarek/lodówek. Różnica polega na tym, iż część sprężająca cyrkulujące medium jest zlokalizowana w pomieszczeniach domu, natomiast część w której medium ulega rozprężeniu, znajduje się pod powierzchnią ziemi na niewielkiej głębokości. Tu pobierane jest ciepło przez proces rozprężania, które następnie oddawane jest w pomieszczeniach domowych podczas sprężania medium. Wymuszana cyrkulacja medium wymaga zastosowania sieciowej energii elektrycznej. Jednak energia dostarczona przez pompę jest około czterokrotnie wyższa od pobranej z sieci.
W Niemczech dynamiczny rozwój rozpoczął się dopiero w 2004 r. W 2007 roku działało już około 130 tysięcy pomp ciepła zainstalowanych w domach 5 . Po około 70 tysięcy przybyło w roku 2008 oraz 2009 6. Znacznie większe ilości instalacji działają w Norwegii, Szwecji i we Francji. (W Polsce instaluje się rocznie ok. 8 tysięcy pomp. To i tak dużo, jeśli wziąć pod uwagę ponad dwadzieścia różnego rodzaju barier i utrudnień 6 istniejących w kraju).
Układy hybrydowe
Przyszłość należy do lokalnych systemów hybrydowych. W ich skład oprócz ogniw słonecznych (produkcja zmienna) i wiatraków (produkcja zmienna) wchodzą hydroelektrownie (regulowany poziom produkcji energii), geotermia (produkcja stała – stabilizator systemu) oraz ewentualna rezerwowa produkcja z gazu ziemnego. Dzięki systemom hybrydowym zapewniona zostaje stabilna produkcja energii, niezależna od braku nasłonecznienia czy też – wiatru. Obszar zasilany przez energetykę hybrydową może być połączony własną, lokalną siecią energetyczną. W ten sposób, można wyeliminować przesył energii elektrycznej na duże odległości i związane z tym znaczne straty energii.
Działania Rządu Federalnego Niemiec
W latach 1998 – 2005 w skład rządu wchodziła Partia Zielonych. Jej przedstawiciele zainicjowali z powodzeniem promowanie energii odnawialnej poprzez wprowadzenie rozporządzenia mocą którego operatorzy sieci energetycznej mieli obowiązek płacić za dostarczoną do sieci czystą energię. Producenci tej energii mieli zapewnioną stałą cenę za dostarczaną energię przez 20 do 15 lat. Okazało się to silnym stymulatorem rozwoju produkcji energii z OZE Procedura jest obecnie rozpowszechniona w Europie i szeroko znana pod nazwą „feed in tariff” (FID).
W 2001 r w Niemczech uchwalono prawo mocą którego cała nuklearna produkcja energii miała być zlikwidowana w ciągu 32 lat. Po katastrofie w Fukushimie zdecydowano jednak, że likwidacja tej energetyki musi nastąpić do 2022 roku. Obecny Rząd zamknął ostatecznie 8 reaktorów jądrowych; pozostałych 15 reaktorów będzie likwidowanych stopniowo do 2022 r. Decyzja zapadła w maju 2011 roku a parlament (Bundestag) zaakceptował ją zdecydowaną większością głosów.
Jeśli wziąć pod uwagę, że maksymalny udział energii jądrowej (2010 r) w produkcji energii elektrycznej wynosił 22,4 % 7 , to zastąpienie jej przez energetykę odnawialną nie będzie stanowiło trudności, skoro w 2011 r surowce odnawialne już miały 20 % udziału w produkcji energii elektrycznej.
W latach 2005-2010 Rząd Federalny przeznaczył 800 milionów euro na badania naukowe, których celem było m.in., określenie perspektywicznych kierunków polityki zapewniającej krajowi rozwój i bezpieczeństwo energetyczne. Rozwój czystej energii jest subsydiowany przez Rząd kwotą 13 miliardów euro rocznie 1 .
Jednak ciężar inwestowania w czystą energię, ponoszą głównie niemieckie firmy. Godne uwagi wydarzenie to przyznanie Niemcom, w grudniu 2011, na Światowym Szczycie Klimatycznym (World Climate Summit, Durban), nagrody za intensywny rozwój czystej energii 8 . Duży udział w gremium wybierającym mieli przedstawiciele dużych firm przemysłowych, wywodzący się z wielu różnych krajów świata.
Prof. dr hab. inż. Anna Marzec
Artykuł do pobrania: Europejski lider OZE.pdf
