background image

Akademia

Sesja 3

Wytwarzanie energii elektrycznej

z wykorzystaniem odnawialnych zasobów energii – część druga

Wykładowcy:

Prof. nzw. dr hab. inż. Józef Paska,

mgr inż. Mariusz Sałek, mgr inż. Tomasz Surma 

Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki, 

Zakład Elektrowni i Gospodarki Elektroenergetycznej

W numerze 3/2005 

Energetyki ukazały się trzy pierwsze wykłady Sesji 3. 

W bieżącym numerze zamieszczamy wykład czwarty i piąty.

background image

strona

 

312

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

Elektrownie geotermiczne

W budowie elektrowni geotermicznych mogą być 

stosowane następujące systemy:
–  hydrotermiczny wysokotemperaturowy, w którym 

wykorzystuje się źródła geotermiczne z przewagą 
wody lub pary;

–  hydrotermiczny niskotemperaturowy, w którym 

występują dwa obiegi czynnika roboczego;

–  wykorzystujący  ciepło  suchych  gorących  skał 

(dry hot rocks);

–  magmowy.

Znaczenie praktyczne mają obecnie trzy pierwsze 

systemy. Schematy ideowe różnych układów elektrow-
ni geotermicznych przedstawiono na rysunku 14. 

Wykorzystanie ciepła gorącej magmy wydaje się 

jeszcze dość odległe, przede wszystkim ze względu na 
brak materiałów odpornych na wysokie temperatury 
płynnej magmy.

Źródła geotermiczne z przewagą pary, wykorzy-

stywane w systemie hydrotermicznym wysokotem- 
peraturowym,  umożliwiają  czasami  uzyskiwanie 
pary  przegrzanej,  która  może  być  kierowana  bez- 
pośrednio do turbiny parowej. Zwykle jednak para  
z otworu geotermicznego jest kierowana do oddzie-
lacza  wody,  a  następnie  do  separatora  związków 
chemicznych  (rys.  14a),  gdzie  jest  pozbawiana 
zanieczyszczeń  gazowych  i  chemicznych.  Źródła 
geotermiczne  z  przewagą  pary  występują  rzadko. 
Znajdują  się  one  w  rejonie  Północnej  Kalifornii 

Wykład czwarty

Elektrownie geotermiczne, maremotoryczne i maretermiczne 

oraz elektrownie wykorzystujące biomasę

Rys. 14. Schematy elektrowni geotermicznych 

a) elektrownia zasilana parą wodną, b) elektrownia zasilana mieszaniną wodno-parową, 

c) elektrownia z obiegiem wtórnym, d) elektrownia wykorzystująca ciepło suchych gorących skał 

1 – otwory geotermiczne, 2 – pompa, 3 – turbina, 4 – generator, 5 – skraplacz, 6 – oddzielacz wody, 

7 – wymiennik ciepła (wytwornica pary), 8 – separator związków chemicznych, 9 – odgazowywacz, 10 – parownik, 

11 – skały osadowe i wulkaniczne o grubości ok. 600 m, 12 – granit, 13 – kawerna na głębokości ponad 3000 m

  (46)

background image

strona

 

313

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

(Dolina Gejzerów), we Włoszech (Lardello) i w Japonii 
(Matsukawa).  Przegrzana  para  geotermalna  nie 
wymaga dodatkowej obróbki, poza oddzieleniem czą- 
stek  stałych,  mogących  powodować  erozję  łopatek 
turbiny. W efekcie niższego (niż w zwykłych elek-
trowniach  parowych)  ciśnienia  turbiny,  pracujące  
na  parze  geotermalnej,  mają  jedynie  część  nisko- 
prężną.  Przy  jednakowych  mocach  turbiny  elek-
trowni  geotermicznych  są  większych  rozmiarów 
i  wymagają  większego  przepływu  pary.  Poza  tym 
praca  elektrowni  geotermicznych  zasilanych  parą 
wodną nie różni się od pracy klasycznych elektrowni 
parowych.

Największa  elektrownia  geotermiczna  świata 

Gejzery (Geysers), której moc w 1983 roku osiągnę- 
ła 908 MW, jest zasadniczo wyposażona w turbiny  
o mocy 110 MW, współpracujące z dwoma generato-
rami po 55 MW. Każdą z turbin obsługuje 15 otwo- 
rów geotermicznych (14 do poboru pary geotermalnej 
i l do zwrotu skroplin) o głębokości od 120 do 2100 m. 
Średnia wydajność otworu wynosi 19 kg/s pary o ci-
śnieniu 0,73 MPa i temperaturze 180°C. Jednostkowe 
zużycie pary wynosi ok. 9 kg na kWh produkowanej 
energii elektrycznej, a zużycie energii na potrzeby 
własne (włącznie z wpompowywaniem kondensatu) 
sięga 30%. Jednostkowy koszt budowy bloku o mocy 
110 MW wyniósł w cenach 1979 r. 520 USD/kW.

Obszar geotermiczny Lardello jest eksploatowany 

od 1913 r. (pierwsza na świecie elektrownia geoter-
miczna o mocy 250 kW). Obecnie 16 eksploatowanych 
w tym rejonie elektrowni ma łączną moc ok. 420 MW. 
Głębokość  większości  otworów  geotermicznych  nie 
przekracza 1000 m (średnio – 700 m). Temperatura 
czynnika  roboczego  na  wyjściu  z  otworu  zawiera  
się w granicach od 150 do 260°C, ciśnienie od 0,5 do 
0,6 MPa, a wydatek od 15 do 30 kg/s. Jednostkowe 
zużycie  pary  przez  turbozespół  wynosi  ok.  10  kg/ 
/kWh.  Jednostkowe  koszty  wytwarzania  energii 
elektrycznej są 1,5–2 razy niższe niż w klasycznych 
elektrowniach cieplnych.

Początkowo w japońskiej elektrowni geotermicz-

nej 

Matsukawa  zainstalowano  turbinę  o  mocy  22 

MW,  zasilaną  parą  geotermalną  z  sześciu  otworów 
geotermicznych o średnicy 210 mm i głębokości 940 
do 2000 m. Para po wyjściu z turbiny była kierowa-
na do wymiennika ciepła, gdzie podgrzewała do 70°C 
wodę na potrzeby odległego o 6 km osiedla. Obecnie 
łączna moc tej elektrowni osiągnęła 90 MW.

Źródła geotermiczne z przewagą wody są spoty- 

kane  znacznie  częściej  niż  źródła  parowe.  Uzyski- 
wana  z  nich  mieszanina  wodnoparowa  jest  kiero-
wana  w  pierwszej  kolejności  do  odgazowywacza,  
a  następnie  do  parownika,  gdzie  ulega  zmianie  w 
parę wilgotną. Kolejny etap stanowi oddzielenie wody  
(rys.  14b).  Największe  eksploatowane  elektrownie 
geotermiczne tego typu to: 

Wairakei w Nowej Zelandii 

(293  MW), 

Tiwi  na  Filipinach  (220  MW),  Sierra 

Prieto w Meksyku (150 MW), Kakkonda w Japonii 
(50 MW).

W 1973 r. na obszarze geotermicznym 

Sierra Prieto 

w  Meksyku  oddano  do  eksploatacji  elektrownię 
geotermiczną z dwoma turbozespołami po 37,5 MW 
(firmy 

Toshiba, Japonia). Do ich zasilania wykonano 

56 otworów geotermicznych o głębokości od 700 do 
2200 m, z których produktywnymi okazały się 42. 
Uzyskiwano  mieszaninę  wodnoparową,  zawierają-
cą 20–40% pary, w ilości średnio 55 kg/s z otworu. 
Jeden  turbozespół  jest  zasilany  przez  7  otworów. 
Obliczeniowy czas eksploatacji otworu wynosi 10 lat 
i co roku są wykonywane nowe otwory dla pokry- 
cia  deficytu  pary,  wynikającego  ze  spadku  ciśnie- 
nia i temperatury wraz z wyeksploatowaniem dzia- 
łających otworów. Zainstalowane w elektrowni tur-
biny  kondensacyjne  (ciśnienie  pary  na  wlocie  do 
turbiny 0,51 MPa, temperatura 160°C) zużywają ok. 
8 kg pary na wyprodukowanie 1 kWh energii elek-
trycznej.  W  1979  r.  oddano  do  eksploatacji  kolejne  
dwa bloki – moc elektrowni osiągnęła 150 MW.

System  hydrotermiczny  niskotemperaturowy 

umożliwia wykorzystanie nośnika składającego się  
z wody lub pary o niższych temperaturach (nawet  
poniżej  100°C),  dzięki  temu,  że  czynnik  ten  zasila 
obieg pierwotny elektrowni geotermicznej (rys. 14 c), 
zaś w obiegu wtórnym stosuje się czynnik niskow-
rzący (freon, izobutan).

Największa część zasobów energii geotermicznej 

jest zlokalizowana w suchych gorących skałach (dry 
hot rocks), które występują w zasadzie we wszyst-
kich rejonach świata, chociaż na różnej głębokości 
(zwykle  4000–5000  m).  Do  wykorzystania  ciepła 
suchych gorących skał konieczne jest istnienie odpo-
wiednio wysokiej temperatury na ekonomicznie do-
stępnej głębokości oraz właściwa porowatość gorącej 
warstwy skał, aby możliwe było ogrzanie odpowied-
niej  ilości  wody.  Odbieranie  ciepła  geotermicznego 
odbywa  się  dzięki  tłoczeniu  wody  przez  pionowy 
głębszy otwór (rys. 14 d) do kawerny naturalnej lub 
wykonanej  w  sposób  sztuczny  (wybuchy  konwen- 
cjonalne lub jądrowe, metoda hydrauliczna polega-
jąca na wpompowaniu pod ciśnieniem zimnej wody 
w gorące warstwy skalne). Ogrzana woda wydobywa 
się przez drugi otwór o mniejszej głębokości, oddaje 
ciepło w wymienniku ciepła elektrowni geotermicz-
nej i wraca głębszym otworem do kawerny.

Instalację doświadczalną do zbadania możliwoś- 

ci  praktycznych  wykorzystania  ciepła  suchych 
gorących skał zrealizowano w Los Alamos (Kalifor- 
nia,  USA).  Dzięki  wpompowaniu  pod  ciśnieniem 
12,3  MPa  zimnej  wody  do  szczeliny  na  głębokości 
2789 m otrzymano kawernę o promieniu ok. 140 m. 
Drugi otwór o głębokości ok. 2670 m doprowadzono 
do  części  centralnej  kawerny.  Uzyskiwano  z  niego 
wodę o temperaturze ok. 160°C, a moc cieplna układu 
osiągała 5 MW. W Niemczech podobne prace prowadzi 
się w Urach (Szwabia), w Wielkiej Brytanii badania 
są prowadzone w Kornwalii, we Francji w Soultz na 
północ od Strasburga, w Japonii na północ od Tokio, 
w Rosji w Stawropolu. 

  (47)

background image

strona

 

314

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

Wykorzystanie  ciepła  suchych  gorących  skał 

stanowi  perspektywę  dla  rozwoju  elektrowni  geo-
termicznych.

W  roku  2001  r.  na  świecie  eksploatowano  ze- 

społy elektrowni geotermicznych o łącznej mocy za-
instalowanej 5443 MW.

Sprawność  elektrowni  geotermicznych  jest  nie-

wielka i wynosi 20–25% brutto (15–20% netto). Na 
przykład w elektrowni 

Geysers przy parametrach 

pary  0,73  MPa  i  200°C  osiąga  się  sprawność  23%.  
O  ekonomicznej  konkurencyjności  elektrowni  geo-
termicznych świadczą dane z tabeli 11.

Tabela 11

Nakłady inwestycyjne i koszty wytwarzania energii elektrycznej 

w amerykańskich elektrowniach różnych typów  

(w cenach 1980 r.) [24]

Typ elektrowni

Jednostkowe 

nakłady 

inwestycyjne,

USD/kW

Koszt 

wytwarzania 

energii 

elektrycznej,

USc/kWh

Elektrownia jądrowa

1200

4,1

Elektrownia cieplna 

  (ropa)

600–800

3,4

Elektrownia cieplna 

  (węgiel)

600–1000

2,9–3,8

Elektrownia 

  geotermiczna 

  na parze suchej

300

2,1

Elektrownia 

  geotermiczna na 

  źródłach gorącej wody

500–950

3,1–5,3

Elektrownia 

  geotermiczna na cieple 

  suchych gorących skał

550–950

3,4–6,8

W  Polsce  występują  dość  duże  zasoby  wód  geo- 

termalnych, jednak ich temperatura nie przekracza 
70°C, co sugeruje raczej wykorzystanie do ogrzewa- 
nia.  Zasoby  są  zlokalizowane  w  trzech  rejonach: 
Niżowym,  Przedkarpackim  i  Karpackim.  Najko- 
rzystniejsze warunki występują w basenie podha- 
lańskim (dotychczas stwierdzono 19 zbiorników wód 
geotermalnych, zawierających ok. 30 mld m

3

).

W  1993  r.  ukończono  budowę  Doświadczalnego 

Zakładu  Geotermalnego  na  Podhalu,  gdzie  woda  
o  temperaturze  ok.  86°C,  ciśnieniu  artezyjskim  
2,5 MPa i potencjalnej wydajności 60–200 m

3

/h ogrze-

wa 200 budynków, kościół i szkołę, a także suszarnię 
drewna, szklarnię i basen do hodowli ryb.

Drugi  zakład  geotermalny  został  zbudowany  w 

latach 1992–1995 w Pyrzycach (byłe woj. szczeciń-
skie).  Ciepłownia  zaopatruje  w  ciepło  14-tysięczne 
miasto  i  jest  pierwszą  instalacją  geotermalną  na 
Niżu  Polskim.  Moc  cieplna  instalacji  wynosi  ok. 
15  MW  (wydatek  wody  geotermalnej  340  m

3

/h, 

temperatura  61–63°C,  temperatura  po  schłodzeniu  
26°C). W ciepłowni zastosowano 2 absorpcyjne pom-
py ciepła oraz 4 kotły wodne o mocy 40 MW. Koszt 
budowy ciepłowni wyniósł ok. 59 mln zł (w cenach 
1997 r.) a jednostkowy koszt wytwarzanego ciepła 
wynosi ok. 25 zł/GJ.

Łącznie  w  latach  1993–2003  zbudowano  i  uru- 

chomiono w Polsce 6 instalacji ciepłowniczych wy- 
korzystujących ciepło wód geotermalnych (tab. 12) 
a budowa kolejnych obiektów jest planowana w naj-
bliższej przyszłości.

Wykorzystanie energii mórz i oceanów

Oceany  i  morza,  stanowiąc  znaczną  część  po- 

wierzchni kuli ziemskiej, otrzymują od Słońca (nie 
tylko) dużą ilość energii. Są one zatem potencjalnym 
źródłem  energii  odnawialnej,  którą  można  spo- 
żytkować do produkcji energii elektrycznej. Jest to 
możliwe dzięki wykorzystaniu:

  energii  pływów  morskich  (elektr.  pływowe)  i  fal 

(elektr. maremotoryczne),

  energii cieplnej wód (elektr. maretermiczne),

  różnic zasolenia wód (gradientu zawartości soli),

  energii  prądów  oceanicznych  (elektrownie  ma- 

remotoryczne).

W elektrowniach pływowych energia mórz i oce- 

anów, przejawiająca się w postaci pływów wód mor-
skich, jest przetwarzana na energię elektryczną w 
cyklu przemian energetycznych, analogicznym jak 
w  elektrowniach  wodnych.  Wykorzystanie  energii 
wody poruszanej pływami polega na odgrodzeniu od 
otwartego morza zatoki lub jej części i umieszczeniu 
w utworzonej przegrodzie turbin wodnych. W czasie 
przypływu  woda  wpływając  do  odgrodzonej  części 
zatoki napędza turbiny, aż do czasu zrównania się 
poziomów wody. Podczas odpływu woda zgromadzo- 
na  uprzednio  w  zatoce  wypływa  z  niej,  ponownie  
dostarczając energii turbinom. 

Obiekt

Rok  

uruchomienia

Temperatura wody 

w złożu,  

°C

Głębokość 

złoża,  

m

Mineralizacja,  

g/l

Wydatek, 

m

3

/h

Całkowita  

moc cieplna,  

MW

Bańska  

  – Biały Dunajec

1994

86

2000–3000

3

120

9

Pyrzyce

1996

61

1500–1650

120

2×170

50

Mszczonów

1999

40

1600–1700

0,5

60

12

Uniejów

2001

67–70

Ok. 2000

6,8–8,8

68

4,6

Bańska Niż.    

  – Biały Dunajec

2001

76–80

2500

3

550

125

Słomniki 

  k. Krakowa

2002

17

300

260

3,5

Tabela 12

Podstawowe dane ciepłowni geotermalnych funkcjonujących w Polsce

  (48)

background image

strona

 

315

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

Turbiny  hydrozespołów  elektrowni  pływowych 

są  dostosowane  do  pracy  przy  dwukierunkowym 
przepływie wody. Istnieje również możliwość wspo-
magania tworzenia się różnicy poziomów wody przez 
jej przepompowywanie.

Pierwszą  małą  elektrownię  pływową  urucho-

miono  w  1913  r.  w  Niemczech,  na  wybrzeżu  Morza 
Północnego.  Z  dużej  liczby  późniejszych  projektów 
zrealizowano praktycznie trzy. Od 1968 r. pracuje w 
b. ZSRR elektrownia o mocy 400 kW, zbudowana w 
Zatoce Kisłogubskaja, koło Murmańska. Zatoka two-
rzy zbiornik wodny o powierzchni 1,1 km

2

 i głębokości 

35 m, połączony z morzem wąskim (40 m) i płytkim 
(3–5 m) przełykiem, co pozwoliło na odcięcie zatoki 
od morza stosunkowo niewielkim kosztem. W elek-
trowni zastosowano hydrozespoły odwracalne (praca 
przy przepływie wody w obu kierunkach oraz praca 
pompowa).  Drugi  projekt  zrealizowano  w  Chinach, 
gdzie elektrownia doświadczalna składa się z sześciu 
małych zespołów. Pierwszą dużą elektrownię pływo-
wą, o mocy 240 MW zbudowali Francuzi w Bretanii, 
u ujścia rzeki Rance do kanału La Manche. 

Budowę elektrowni zakończono w 1967 roku, kiedy 

to oddano do eksploatacji ostatni z 24 zespołów; budo-
wa trwała 6 lat. Różnica poziomów pływów waha się 
tam od 3 do 13,5 m (średnio 8,45 m), a zamknięty tamą 
o długości 750 m zbiornik wodny ma powierzchnię 
22 km

2

 (rys. 15) [39]. 

Rys. 15. Elektrownia pływowa 

Rance

a) usytuowanie (linią przerywaną zaznaczono miejsce 

projektowanej budowy kolejnej elektrowni), 

b) przekrój przez maszynownię, c) plan

Na lewym brzegu znajduje się wnętrzowa rozdziel-

nia elektrowniana 225 kV. Przy lewym brzegu została 
zlokalizowana  śluza,  wyposażona  w  dwie  komory 
65×13 m; następną część stanowi budowla elektrowni 
(maszynownia)  w  postaci  zapory  żelazobetonowej  
o długości 332,5 m. Środkową część spiętrzenia stano-
wi martwa część zapory, powstała przy wykorzysta-
niu istniejących skał (193,7 m); przy prawym brzegu 
zlokalizowano część przelewową o długości 115 m.

W  maszynowni  elektrowni  pływowej 

Rance 

znajdują się 24 hydrozespoły rurowe (gruszkowe). 

Średnica wirnika turbiny wynosi 5,35 m, prędkość 
obrotowa 93,75 min

–1

, przełyk 275 m

3

/s. Generatory  

o  napięciu  znamionowym  3,5  kV  znajdują  się  we-
wnątrz  kapsuł–gruszek  (rys.  16)  i  pracują  przy 
nadciśnieniu  powietrza  0,2  MPa.  W  maszynowni 
umieszczono  3  transformatory  o  mocy  po  82  MVA 
i  napięciu  3,5/225  kV,  wyposażone  w  podwójne 
komplety uzwojeń dolnego napięcia. Każdy z trans-
formatorów pracuje w bloku z dwiema grupami po 
4 generatory. Tak więc elektrownia stanowi zespół 
sześciu bloków energetycznych po 40 MW. Połączenie 
transformatorów z rozdzielnią elektrownianą 225 kV 
zrealizowano za pomocą kabli olejowych, przebiega-
jących tunelem pod ziemią i śluzą.

Rys. 16. Hydrozespół rurowy elektrowni pływowej 

Rance 

1 – szyb zejściowy, 2 – cięgła, 3 – płaszcz metalowy, 4 – łopatki 

wsporcze, 5 – łopatki kierownicze (kierownica), 6 – obudowa,  

7 – wentylator, 8 – łożysko, 9 – generator, 10 – łożysko wzdłużne 

połączone z łożyskiem prowadzącym, 11 – wał, 12 – stożek 

przejściowy turbiny i łożysko, 13 – wirnik turbiny

Charakterystyczne dane hydrozespołów elektrow-

ni 

Rance w różnych warunkach pracy przedstawiono 

w tabeli 13. 

Tabela 13

Charakterystyki turbozespołu rurowego elektrowni 

Rance

Praca

Wysokość spadu  

(pompowania),

m

Moc  

zespołu,

MW

Spraw- 

ność,

%

Przełyk,

m

3

/s

Turbinowa:
  zatoka-morze
  morze-zatoka

3–11
3–11

3–10
2–10

55–87

60–73

110–275
115–240

Pompowa:
  morze-zatoka
  zatoka-morze

1–3
1–3

6
6

30–66
25–58

110–170

108–200

Począwszy od 1983 r. rozpoczął się III etap eksplo-

atacji elektrowni 

Rance (pierwszy do 1974 r. – osią-

gnięcie  projektowanych  parametrów  pracy,  drugi 
1975–1982  –  prace  remontowe),  charakteryzujący 
się  roczną  produkcją  609  GWh  energii  elektrycz-
nej (netto 512 GWh) o jednym z niższych kosztów 
wytwarzania  –  9,67  centym/kWh,  podczas  gdy  w 
elektrowniach węglowych – 12,67, w elektrowniach 
jądrowych – 9,06 (w cenach 1979 r.).

  (49)

background image

strona

 

316

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

W wyniku obliczeń optymalizacyjnych ustalono 

optymalne  udziały  czasów  poszczególnych  stanów 
pracy turbozespołów elektrowni:

  praca turbinowa zatoka-morze 

57%,

  praca pompowa morze-zatoka 

18%,

  praca turbinowa morze-zatoka 

5%,

  praca pompowa zatoka-morze 

0%.

Przeważający udział pracy turbinowej zatoka-mo-

rze wynika z faktu, że dysponuje się wówczas rów-
nież wodą rzeczną dopływającą do zatoki. Niewielki 
udział pracy pompowej jest efektem tego, że cykle 
pływów podporządkowane są dobie księżycowej, róż-
nej od doby słonecznej – maksymalny poziom wody 
w  morzu  powtarza  się  co  12  h  i  26,5  min;  ponadto 
w zatoce jest zwykle utrzymywany średni poziom 
wody, wyższy niż przeciętny zerowy poziom pływów, 
z uwagi na zagospodarowanie jej brzegów – baseny 
portowe, przystanie (rys. 17).

Rys. 17. Ilustracja pracy elektrowni pływowej 

1 – poziom wody w morzu (pływu), 2 – poziom wody w zatoce, 

T – praca turbinowa, P – praca pompowa

Obecnie  uważa  się,  że  dla  opłacalności  budowy 

elektrowni  pływowej  jest  konieczne,  by  różnica 
poziomów morza między przypływem a odpływem 
przekraczała 4 m. 

Lista  planowanych  do  realizacji  projektów  bu-

dowy elektrowni pływowych jest szeroka: Kanada 
zbudowała  w  1983  roku  w  zatoce  Fundy  elektrow- 
nię 

Annapolis  Royal  o  mocy  20  MW  i  planuje  bu- 

dowę  trzech  dalszych  elektrowni  pływowych  – 

Shepody (920 MW), Cumberland (795 MW), Cobequid 
(3200  MW);  w  Wielkiej  Brytanii  trwają  prace  nad 
elektrownią pływową w Zatoce Bristolskiej u ujścia  
rzeki  Severn  (4000  MW);  Francja  zamierza  zbu- 
dować  nową  zaporę  o  długości  98  km,  zamykają- 
cą  południowo-zachodnią  część  zatoki  St.  Mało  
(6000 MW); Indie projektują zamknięcie zatoki Kaćch 
zaporą o długości 8 km (600 MW); własne elektrownie 
pływowe  projektują:  Argentyna,  Australia,  Korea 
Południowa.

Elektrownie maremotoryczne umożliwiają pozy-

skiwanie  i  przetwarzanie  na  energię  elektryczną 
energii  fal  oraz  prądów  morskich  i  oceanicznych.  
W przypadku fal można do pozyskiwania ich energii 
stosować  urządzenia:  mechaniczne,  pneumatyczne, 
hydrauliczne, elektromagnetyczne (rys. 18). 

Rys. 18. Koncepcje urządzeń do pozyskiwania  

i przetwarzania energii fal

A – pneumatyczne, B – mechaniczne, C – hydrauliczne,  

D – elektromagnetyczne (indukcyjne)

Prace  badawcze  rozpoczęły  się  stosunkowo  nie-

dawno  (ok.  1976  r.)  i  dotychczas  opracowano  wiele 
rozwiązań,  z  których  najciekawsza  jest  instalacja 
z oscylacyjną kolumną wodną. Jest wyposażona w 
korpus  betonowy,  zakotwiczony  na  dnie  morskim. 
W  dolnej  części  kolumny  znajduje  się  otwór.  Fale 
wpadając do kolumny oscylacyjnej powodują sprę-
żanie powietrza w jej górnej części, skąd sprężone 
powietrze przez wąski kanał przechodzi do turbiny 
powietrznej sprzężonej z generatorem, a następnie 
jest wydmuchiwane do atmosfery. Przy cofaniu się 
fal następuje obniżanie się poziomu wody w kolum-
nie i dzięki powstającemu podciśnieniu – zasysanie 
powietrza.

Pierwsza  doświadczalna  instalacja  z  oscylacyj-

ną  kolumną  wodną  została  zbudowana  w  1980  r. 
w  Japonii.  W  barce  o  długości  80  m  wykonano  11 
otworów, w których zainstalowano kolumny z tur-
bozespołami o mocy po 125 kW. Jednakże udało się 
uzyskać tylko 20 kW z każdej kolumny. 

W  projekcie  brytyjskim  zakłada  się  budowę 

elektrowni  maremotorycznej,  opartej  na  zasadzie 
oscylacyjnej kolumny wodnej o mocy 2000 MW w 
pobliżu  Hybrydów.  Instalacja  o  długości  kilkudzie- 
sięciu kilometrów ma się składać z modułów po 5 MW.  
Ma również stanowić ochronę brzegów przed niszczą-
cym działaniem fal.

W Norwegii w 1986 roku, w pobliżu Bergen zbudo-

wano pierwszą na świecie przemysłową elektrownię 
falową na zasadzie wielorezonansowej oscylacyjnej 
kolumny wodnej. Woda w kolumnie jest w rezonansie 
z nadbiegającą falą. Konstrukcja turbiny powietrz-
nej  jest  zbliżona  do  turbiny  wiatrowej  Darrieusa.  
Moc elektrowni wynosi 350 kW.

  (50)

background image

strona

 

317

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

Koncepcja elektrowni maremotorycznych, w któ-

rych wykorzystuje się energię prądów oceanicznych, 
polega  na  zastosowaniu  wielkich  turbin  wodnych, 
zanurzonych i zakotwiczonych na drodze przepływu 
silnego prądu morskiego (np. przepływająca wzdłuż 
Florydy odnoga Golfstromu).

Oceany  i  morza  świata  są  naturalnym,  ogrom-

nym akumulatorem ciepła, którego wykorzystanie 
jest możliwe dzięki elektrowniom maretermicznym. 
Działanie  elektrowni  maretermicznych  opiera  się 
na  wykorzystaniu  różnicy  temperatur  między 
ciepła warstwą wód powierzchniowych a zimnymi 
wodami głębinowymi. Jest to możliwe na obszarach 
równikowych. Woda morska ma tam na powierzchni 
temperaturę ok. 30°C, zaś na głębokości 300–500 m 
temperaturę ok. 7°C. Rozwiązania elektrowni mare-
termicznych idą w dwóch kierunkach: wykorzysta-
nia pośredniego czynnika roboczego o niskiej tempe-
raturze wrzenia (amoniak, propan) i pracy turbiny 
w  cyklu  zamkniętym  zgodnie  z  obiegiem  Carnota 
(rys. 19) oraz zastosowania otwartego cyklu (zgodnie 
z obiegiem Clouda), w którym wykorzystuje się bez-
pośrednio wodę morską odparowującą w atmosferze 
rozrzedzonej. Częściej rozpatrywana metoda z cyklem 
zamkniętym polega na doprowadzeniu ciepłej wody 
powierzchniowej do wymiennika ciepła, w którym 
ulega odparowaniu czynnik roboczy niskowrzący.

Do  skraplania  pary  opuszczającej  turbinę  jest 

stosowana woda z warstw głębinowych. Sprawność 
cyklu  zależy  od  różnicy  temperatur  wody  dostar-
czanej  do  parownika  i  skraplacza  (kondensatora). 
Wynosi ona zwykle od 15 do 26°C, a zatem sprawność 
cyklu zawiera się w przedziale od 3 do 5%. Sprawność 
elektrowni wynosi tylko 2–3%, co oznacza, że dla uzy-
skania mocy l MW należy przez wymienniki ciepła 
przeprowadzić moc ok. 40 MW – pociąga to za sobą 
znaczne wymiary instalacji. Przewód doprowadzają-
cy zimną wodę w elektrowni o mocy 40 MW powinien 
mieć  średnicę  ok.  10  m,  a  powierzchnia  wymiany 
ciepła w wymienniku 45 000 m.

Rys. 19. Schemat ideowy elektrowni maretermicznej  

z cyklem zamkniętym czynnika niskowrzącego

1 – doprowadzenie ciepłej wody,  

2 – wymiennik ciepła (wytwornica pary), 3 – odpływ wody,  

4 – para czynnika roboczego (NH

3

), 5 – turbina,  

6 – generator elektryczny, 7 – skraplacz, 8 – doprowadzenie wody 

zimnej, 9 – czynnik roboczy w stanie ciekłym,  

10 – pompa czynnika roboczego

Przewiduje się dwa rozwiązania konstrukcyjne: 

stacjonarne, w którym urządzenia są zamontowane 
na zakotwiczonych platformach i dostarczają wytwo-
rzoną energię elektryczną na ląd kablami podwodny-
mi, oraz pływające, w którym urządzenia wytwórcze 
poruszają się po powierzchni w poszukiwaniu miejsc 
o optymalnych warunkach termicznych, a wytworzo-
na energia elektryczna jest zużywana na miejscu do 
produkcji elektrochłonnych wyrobów.

Koncepcja  budowy  elektrowni  wykorzystującej 

miejscowy gradient zasolenia polega na pozyskaniu 
energii  pochodzącej  z  różnicy  potencjałów  energii 
chemicznej dwóch roztworów o różnych stężeniach 
soli. Najodpowiedniejszą lokalizacją takich elektrow-
ni są ujścia rzek. Ciśnienie osmotyczne między słodką 
wodą rzeki a wodą morską o zasoleniu 35‰ wynosi 
2,3–2,4 MPa, co odpowiada różnicy poziomów wody 
w klasycznej elektrowni wodnej 260 m.

Pierwszy projekt przemysłowej elektrowni wyko-

rzystującej gradient zasolenia oceanu i powstające 
w jego wyniku ciśnienie hydrauliczne opracowano 
w 1978 r. Wykorzystuje się w nim dwa stopnie prze-
kształcania energii, dzięki wybudowaniu dwóch wy-
sokich tam oddzielających wodę słodką od morskiej. 
W pierwszym etapie woda słodka przepływa do zbior-
nika  umieszczonego  między  tamami  ponad  100  m 
poniżej poziomu morza i napędza turbinę. Następnie, 
w  drugim  etapie,  woda  słodka  jest  przepompowy-
wana  przez  membrany  osmotyczne  do  morza.  Dla 
uproszczenia  zaproponowano  umieszczenie  turbin 
bezpośrednio na dnie morza, co pozwala ograniczyć 
się  do  jednej  tamy,  a  w  przypadku  korzystnego 
ukształtowania  dna  morskiego  całkowicie  z  nich 
zrezygnować.

Sprawność przemian realizowanych w elektrowni 

wykorzystującej  gradient  zasolenia  ocenia  się  na 
3–20%;  pozyskiwanie  tych  zasobów  energii  odna- 
wialnej natrafia jednak na ogromne trudności tech- 
niczne i ekologiczne. Szczególnie wykonanie wytrzy-
małych,  półprzepuszczalnych  membran,  stanowią-
cych zasadniczy element elektrowni, sprawia duże 
kłopoty.

Energetyczne 

wykorzystanie biomasy

Biomasa ma spośród odnawialnych źródeł energii 

największy obecnie udział w pokrywaniu zapotrze- 
bowania na nośniki energii pierwotnej (ok. 13%).

Wytwarzanie energii elektrycznej z biomasy może 

odbywać się przez jej bezpośrednie spalanie w elek-
trociepłowniach lub elektrowniach (odpady rolnicze 
w  postaci  słomy  i  siana,  śmieci  i  niektóre  odpady 
komunalne,  odpady  drewna)  lub  dzięki  spalaniu 
biogazu uzyskanego z biomasy.

Biogaz powstający w wyniku fermentacji z bioma-

sy pochodzenia rolniczego zawiera 55–70% metanu  
i ma wartość opałową 19 700–25 000 kJ/m

3

.

  (51)

background image

strona

 

318

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

Oprócz  biogazu  uzyskiwanego  z  różnych  odpa-

dów organicznych poprzez fermentację beztlenową 
w  specjalnych  komorach  fermentacyjnych  można 
uzyskiwać  gaz  bezpośrednio  ze  składowisk  odpa-
dów, tzw. gaz składowiskowy (wysypiskowy, niem. 
Deponiegas). Składa się on głównie z metanu (ok. 50%) 
i  dwutlenku  węgla.  Pozyskiwanie  gazu  składowi-
skowego wymaga budowy na składowisku odpadów 
systemu studzienek do odsysania gazu oraz systemu 
rurociągów do jego odprowadzania. Ideę i możliwości 
wykorzystania gazu wysypiskowego przedstawiono 
na rysunku 20.

Rys. 20. Możliwości wykorzystania gazu wysypiskowego

Schemat  ideowy  elektrociepłowni,  w  której  bio-

gaz jest wykorzystywany jako paliwo w silnikach 
wysokoprężnych pracujących wg obiegu Otto, przed-
stawiono  na  rysunku  21  [19].  Silniki  te  napędzają 
generatory elektryczne, a ciepło z chłodzenia silników 
i odbierane z gazów spalinowych może służyć do pro-
dukcji wody gorącej lub pary technologicznej. Gorąca 
woda  użytkowa  może  być  wykorzystana,  m.in.  do 
przyspieszenia procesu fermentacji biomasy.

Podobny układ zastosowano do spalania gazu wy-

sypiskowego, pochodzącego z wielkiego wysypiska od-
padów komunalnych w południowo-zachodniej części 
Berlina Zachodniego, na którym w latach 1955–1980 
zgromadzono ok. 11 mln m

śmieci. Wysypisko obej-

muje powierzchnię 50 ha i osiągnęło wysokość 50 m. 
Ze  względu  na  trujące  wyziewy  zostało  całkowicie 
przykryte warstwą ziemi o grubości co najmniej 1 m. 
W 1984 r. została zawarta umowa o eksploatacji wy-
sypiska do produkcji energii elektrycznej i ciepła.

Rys. 21. Schemat ideowy elektrociepłowni biogazowej

1 – silnik wysokoprężny systemu Otto, 2 – kocioł odzysknicowy,  

3 – odbiorniki grzewcze, 4 – odbiorniki technologiczne,  

5 – generator elektryczny, 6 – sieć energetyki zawodowej,  

7 – transformator sprzęgający, 8 – rozdzielnica, 

9 – wymiennik ciepła, 

10 – lokalne odbiorniki energii elektrycznej

Dla optymalnego pozyskania gazu z wysypiska 

założono  133  studzienki  odsysające,  o  głębokości 
15–25 m. Gaz ze studzienek trafia do sześciu prze-
wodów zbiorczych. Cała sieć przewodów zbiorczych 
ma długość 12 km i jest przyłączona do centralnej 
stacji sprężania. Pozyskiwany gaz ma temperaturę 
20–45°C i zawiera parę wodną i śladowe ilości sub-
stancji szkodliwych – jest więc ochładzany (konden-
sat jest usuwany) i oczyszczany. Została zbudowana 
elektrociepłownia blokowa z trzema silnikami spa-
linowymi i generatorami o mocy 1,5 MW i napięciu 
10  kV.  Energia  elektryczna  jest  przekazywana  do 
sieci publicznej, a ciepło odpadowe z silników służy 
do  ogrzewania  okolicznych  domów  mieszkalnych  
i Instytutu Badań Jądrowych (

Hahn-Meitner).

Innym sposobem energetycznego wykorzystania 

odpadów  komunalnych  jest  ich  spalanie.  Historia 
rozwoju  spalarni  odpadów  miejskich  datuje  się  od 
1874 r., kiedy to w Wielkiej Brytanii podjęto pierw-
sze próby likwidacji odpadów poprzez ich spalanie. 
Dynamiczny  rozwój  spalarni  nastąpił  po  drugiej 
wojnie  światowej  w  krajach  Europy  Zachodniej, 
Stanach  Zjednoczonych  i  Japonii.  Dotychczas  na 
świecie  zainstalowano  ok.  170  spalarni  o  dziennej 
wydajności ponad 100 t miejskich odpadów.

Spalanie odpadów winno być połączone z produk-

cją energii elektrycznej i ciepła. Przykładem takiego 
podejścia jest Szwecja, gdzie unieszkodliwia się przez 
spalanie w 22 zakładach ok. 60% śmieci komunalnych 
(rocznie 1,7 mln t). Największymi spalarniami dyspo-
nują: Sztokholm, Uppsala, Malmö, Göteborg.

Elektrociepłownia 

Högdalen  unieszkodliwia  w 

100% śmieci zbierane z całego Sztokholmu, rocznie 
230 tys. t (odpowiada to 50 tys. m

3

 ropy naftowej). 

Składają się na nie: papier (ok. 40% ilości odpadów), 
tworzywa  sztuczne  (9–10%),  odpadki  ogrodowe 
(25–30%), metal i szkło (6–9%). Moc cieplna części 
spalającej śmieci wynosi 154 MW, zaś moc elektrycz-
na 24 MW. 

  (52)

background image

strona

 

319

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

W  celu  zapewnienia  dostaw  ciepła  nawet  w  wa- 

runkach  bardzo  ostrej  zimy  oraz  utrzymania  sto-
sownej rezerwy mocy na wypadek awarii urządzeń 
podstawowych, elektrociepłownię wyposażono dodat-
kowo w jeden olejowy kocioł parowy o mocy cieplnej 
80 MW i dwa, również olejowe, kotły wodne o łącznej 
mocy cieplnej 20 MW. Około 85% ciepła oddawanego  
do sieci ciepłowniczej przez elektrociepłownię 

Högda- 

len  pochodzi  ze  spalania  śmieci.  Elektrociepłownia 
jest wyposażona w skuteczną instalację oczyszcza-
nia spalin, nie stanowi więc żadnego zagrożenia dla 
środowiska.

Kompleksowe wykorzystanie 

źródeł energii odnawialnej

Można sądzić, że jednoczesne pozyskiwanie i prze-

twarzanie  różnych  nośników  energii  odnawialnej 
pozwoli na pełne i stabilne pokrycie potrzeb energe-
tycznych konkretnego obiektu lub rejonu.

Przykładem takiego kompleksowego systemu jest 

zbudowany dla zakładu utylizacji ścieków na wys- 
pie  Fehmarn  (Niemcy)  hybrydowy  system  wyko-
rzystania odnawialnych źródeł energii, składający 
się z:

  generatora fotoelektrycznego wraz z przekształt-

nikiem prądu stałego na przemienny,

  instalacji wiatrowej,

  instalacji biogazowej wytwarzającej energię elek-

tryczną i ciepło,

  punktu zarządzania systemem.

Generator  fotoelektryczny  o  mocy  szczytowej 

140 kW składa się z 3840 modułów. Dla uzyskania 
napięcia 410 V prądu stałego 24 moduły typu PO10/40 
łączy się szeregowo, a następnie 160 tak połączonych 
zestawów łączy się równolegle dla uzyskania prądu 
znamionowego  370  A.  Dwa  przekształtniki  prądu 
stałego na przemienny, każdy o mocy 80 kVA, słu-
żą  do  powiązania  generatora  z  siecią  elektryczną. 
Przekształtniki  są  wyposażone  w  zabezpieczenia 
zwarciowe i przeciążeniowe.

Instalacja wiatrowa, typ HSW250, ma moc zna-

mionową 250 kW. Wysokość wieży do piasty wirnika 
silnika wiatrowego, o średnicy 25 m, wynosi 28 m. 
Wieża jest wyposażona w schody wewnętrzne. Moc 
znamionową instalacja wiatrowa osiąga przy pręd-
kościach wiatru od 14 do 23 m/s. Jest wyposażona w 
generator asynchroniczny z przełącznikiem liczby 
par biegunów, kontrolowanym i sterowanym przez 
komputer. Komputer kontroluje i monitoruje także 
wszystkie operacje dokonywane automatycznie: za-
trzymanie instalacji przy spadku prędkości wiatru 
poniżej 4 m/s, wyłączenie instalacji przy prędkości 
wiatru powyżej 23 m/s, monitorowanie stanu oleju 
i  jego  temperatury,  ciśnienia  hamulca  hydraulicz-
nego.

Instalacja  biogazowa  jest  wyposażona  w  silnik 

spalinowy i generator synchroniczny. Woda chłodzą-
ca oraz gazy spalinowe silnika oddają ciepło, które 
ogrzewa kolumnę fermentacyjną biogazu. Buforowy 
zbiornik gazu o pojemności 200 m

stanowi rezerwę 

krótkookresową.

Punkt zarządzania systemem gromadzi, przetwa-

rza i przekazuje wszystkie istotne dane dotyczące 
wytwarzania  energii,  dane  meteorologiczne  oraz 
dane zakładu utylizacji ścieków. Zarządzanie syste-
mem polega na śledzeniu danych eksploatacyjnych, 
porównaniu  profilu  produkcji  energii  z  danymi 
meteorologicznymi, porównaniu mocy generowanej  
z obciążeniem itp.

Składowe elementy systemu zostały dostarczone 

przez:

  generator fotoelektryczny – 

Telefunken System- 

technik,

  instalacja  wiatrowa  –  stocznia  okrętowa 

Husa- 

mer,

  instalacja biogazowa – 

Daimler-Benz.

Zakład utylizacji ścieków przerabia ścieki z mia-

sta Burg i ośrodka rekreacyjnego Burg-Tiefe.

Takie  układy,  jak  przedstawiony  wyżej,  noszą 

nazwę hybrydowych systemów wytwarzania ener-
gii  elektrycznej  czy  też  hybrydowych  systemów 
energetycznych (hybrid power systems), przy czym 
możliwe jest w nich także wykorzystywanie trady-
cyjnych nośników energii pierwotnej.

Innym  przykładem  kompleksowego  wykorzy-

stania  odnawialnych  źródeł  energii  jest  duńska 
koncepcja  budowy  systemów  o  mocy  od  0,2  do  
10  MW  do  lokalnego  zaopatrywania  odbiorców  w 
energię  elektryczną  i  ciepło,  wytwarzane  w  ukła- 
dzie  skojarzonym  –  LOCUS  (LOcal  Cogeneration 
Utility System). System składa się z elektrowni wia-
trowej,  elektrociepłowni  opalanej  gazem  ziemnym 
lub  biogazem,  pompy  ciepła  i  akumulatora  ciepła 
(rys. 22).

Jednostkowe  nakłady  inwestycyjne  ocenia  się 

na  800  USD/kW,  co  czyni  LOCUS  konkurencyjnym 
ekonomicznie dla elektrowni węglowych. 

Rys. 22. Schemat ideowy duńskiego układu do 

skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła  

z energii odnawialnych LOCUS 

l – zbiornik paliwa (biogaz, gaz ziemny), 

2 – silnik spalinowy,  

3 – generator (silnik) elektryczny,  

4 – pompa ciepła, 5 – akumulator ciepła

  (53)

background image

strona

 

320

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

Obecna rola odnawialnych zasobów energii

Zużycie pierwotnych nośników energii na świecie 

w 2001 r. wynosiło 10,383 Gtoe, z czego na poszczegól-
ne nośniki przypadało:

  ropa naftowa 

3,63 Gtoe 

35%

  węgiel 

2,42 Gtoe 

23,5%

  gaz ziemny 

2,20 Gtoe 

21%

  energia jądrowa 

0,72 Gtoe 

7%

  odnawialne źródła energii 

1,4 Gtoe 

13,5%

Zużycie  energii  na  świecie  stale  wzrasta. 

Odnawialne źródła energii wprawdzie nie mogą sta-
nowić substytutu energii jądrowej; są jednak i będą 
wykorzystywane i rozwijane, szczególnie w krajach 
wysoko uprzemysłowionych.

Światowe zasoby biomasy szacuje się na 170 Gt/a 

suchej masy. Stałe odpady komunalne utylizuje się 
w  Europie  Zachodniej  i  Ameryce  Północnej  w  630 
instalacjach; 40% z nich ma urządzenia regeneracji 
ciepła odpadowego.

W okresie od 1990 do 2001 roku nastąpił wzrost 

produkcji  energii  elektrycznej  w  elektrowniach 
wiatrowych z 3,8 TWh do 34 TWh. Za optymalne pod 
względem  ekonomicznym  uważa  się  elektrownie 
wiatrowe o mocy powyżej 1 MW.

Ponad 20 krajów posiada elektrownie geotermicz-

ne. Ich moc w 2001 r. osiągnęła 5443 MW.

Wykorzystanie  energii  słonecznej  odbywa  się 

na  drodze  przemiany  w  ciepło  za  pomocą  kolekto-
rów słonecznych, które następnie używane jest do 
ogrzewania  pomieszczeń  oraz  do  produkcji  energii 
elektrycznej  (metoda  heliotermiczna)  oraz  drogą 
przemiany w energię elektryczną (metoda fotoelek-
tryczna). Światowy rynek ogniw fotoelektrycznych 
ocenia się obecnie na ok. 40 MW/a, a koszty ogniw 
systematycznie maleją.

Energia  pływowa  jest  wykorzystywana  w  spo-

sób  ograniczony.  Poza  elektrownią  pływową 

La 

Rance (Francja) o mocy 240 MW, eksploatowaną od 
1967  roku,  oraz  małymi  elektrowniami  w  b.  ZSRR 
i  Kanadzie,  wykorzystanie  energii  pływów  pozo-
staje  w  sferze  projektów,  np.  W.  Brytania  planuje 
budowę wielkiej elektrowni pływowej u ujścia rzeki 
Severn.

W Polsce wykorzystywanym dotychczas i liczą-

cym się rodzajem energii odnawialnej była energia 
wodna, chociaż nasze zasoby hydroenergetyczne są 
niewielkie. Pewną rolę odgrywa również drewno opa-
łowe i torf. Zużycie drewna i jego odpadów wynosi ok. 
4 mln m

3

/a, a zużycie torfu ok. 0,2 mln t/a.

O  dynamice  wykorzystania  potencjalnych  za-

sobów  energii  odnawialnych  na  świecie  i  w  Polsce 
decydują teraz i w przyszłości głównie koszty: budo-
wy elektrowni oraz wytwarzania energii ze źródeł 
energii odnawialnej. 

Szacunkowe  koszty  wytwarzania  energii  elek-

trycznej  ze  źródeł  odnawialnych,  w  warunkach 
amerykańskich zestawiono w tabeli 14.

Tabela 14

Zdyskontowane przeciętne koszty energii elektrycznej ze źródeł 

odnawialnych wg US DoE

Rodzaj źródła lub technologia

centy/kWh

Geotermalna i wodna
Geotermalna (suche skały)

3,3–3,9

10,9

Wiatr

5,0–6,4

Cieplna słoneczna (rynny paraboliczne)

17,3

Cieplna słoneczna (koncentrator talerzowy)

134,3

Fotowoltaiczna – domy mieszkalne

37

Fotowoltaiczna – skala przemysłowa

51,7

Porównania ekonomiczne są z natury rzeczy bar-

dzo  przybliżone,  celowe  jest  więc  przeprowadzenie 
oceny jakościowej. Przedstawiono ją w tabeli 15.

Istniejący potencjał odnawialnych źródeł energii 

może być uzupełniony przez tzw. rolniczy produkt 
energetyczny  oraz  przez  recyrkulację  materiałów 
jako  ponowne  wprowadzenie  w  obieg  gospodarczy 
uprzednio zużytej energii.

Rolniczy  produkt  energetyczny  jest  to  roślina, 

która jest specjalnie produkowana w celu zaspoko-
jenia  energetycznych  potrzeb  gospodarki.  Do  naj- 
bardziej znanych współczesnych rolniczych substy-
tutów  produktów  energetycznych  należą:  drewno, 
trzcina  cukrowa,  zboże.  Drewno  jest  najstarszym  
i nadal stosowanym nośnikiem energii. Trzcina cu-
krowa od czasów I wojny światowej jest przerabiana 
na paliwo alkoholowe do pojazdów samochodowych. 
W tym samym celu używa się zboża.

Wykład piąty

Obecna rola i perspektywy 

zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii 

w gospodarce energetycznej świata

  (54)

background image

strona

 

321

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

Uwarunkowania rozwoju wykorzystania 

odnawialnych źródeł energii  

– regulacje prawne

1)

Racjonalne  wykorzystanie  energii  ze  źródeł  od-

nawialnych jest jednym z istotnych komponentów 
zrównoważonego rozwoju przynoszącym wymierne 
efekty  ekologiczno-energetyczne.  Wzrost  udziału 
odnawialnych  źródeł  energii  w  bilansie  paliwowo-
-energetycznym świata przyczynia się do poprawy 
efektywności wykorzystania i oszczędzania zasobów 
surowców energetycznych, poprawy stanu środowi-
ska poprzez redukcję zanieczyszczeń do atmosfery  
i wód oraz redukcję ilości wytwarzanych odpadów.  
W  związku  z  tym  wspieranie  rozwoju  tych  źródeł 
staje się coraz poważniejszym wyzwaniem dla nie-
malże wszystkich państw świata.

Udział  odnawialnych  źródeł  energii  w  bilansie 

paliwowo-energetycznym świata wynosi około 14%, 
wartość ta wynika zarówno z rozwoju nowych tech-
nologii wykorzystujących odnawialne źródła energii 
jak również z faktu, że część ludności świata nie ma 
dostępu do konwencjonalnych źródeł energii. 

Wspieranie rozwoju odnawialnych źródeł energii 

stało się ważnym celem polityki Unii Europejskiej. 
Wyrazem tego stała się opublikowana w 1997 roku, 

Białej  Księdze  Komisji  Europejskiej,  strategia 

rozwoju odnawialnych źródeł energii w krajach Unii 
Europejskiej, która została uznana za podstawę dzia-
łań na poziomie unijnym.

Białej Księdze „Energia dla przyszłości: odna-

wialne źródła energii” stwierdza się, że odnawialne 
źródła energii mają zbyt mały udział w bilansie ener- 
getycznym krajów Unii w porównaniu z dostępnym 
potencjałem  technicznym.  Plan  działania  przed-
stawiony  w  Białej  Księdze  ma  na  celu  stworzenie 
odpowiednich  warunków  rynkowych  dla  rozwoju 
odnawialnych źródeł energii bez nadmiernych obcią-
żeń finansowych. Jego podstawowe założenie to 12% 

udział odnawialnych źródeł energii w zaspokojeniu 
zapotrzebowania EU na energię pierwotną w 2010 r.

Obok 

Białej  Księgi  dokumentem  międzynarodo-

wym  o  charakterze  strategicznym,  wyrażającym 
polityczną  wolę  wsparcia  odnawialnych  źródeł 
energii jest 

Zielona Księga „Ku europejskiej strategii 

bezpieczeństwa energetycznego”. W dokumencie tym 
Komisja Europejska przedstawia możliwą sytuację 
energetyczną Europy w ciągu najbliższych kilkudzie-
sięciu lat i podkreśla dwie zasadnicze kwestie:

  Unia Europejska jest w znacznym stopniu uzależ-

niona od zewnętrznych dostaw energii (obecnie 50% 
samowystarczalności),

  emisje gazów cieplarnianych na obecnym poziomie 

nie pozwalają na wypełnienie zapisów Protokołu  
z Kioto [17],

co ma bezpośredni związek z rozwojem wykorzysta-
nia odnawialnych źródeł energii.

Zagadnienia  krajowej  polityki  energetycznej 

w  zakresie  odnawialnych  źródeł  energii  zostały 
przedstawione  w  dokumencie 

Strategia  rozwoju 

energetyki odnawialnej. Opublikowana w roku 2000 
jest  dokumentem  politycznym  wynikającym  z  re-
alizacji obowiązku wynikającego z Rezolucji Sejmu 
Rzeczypospolitej  Polskiej  z  dnia  8  lipca  1999  r.  w 
sprawie  wzrostu  wykorzystania  energii  ze  źródeł 
odnawialnych. 

Strategia określa cel strategiczny udziału energii 

ze źródeł odnawialnych w bilansie paliwowo-energe-
tycznym kraju 7,5% dla 2010 roku i 14% dla 2020 
roku w strukturze zużycia nośników pierwotnych. 

Strategia  i  plan  działań  w  dziedzinie  odnawial-

nych źródeł energii przedstawiony w 

Białej Księdze 

Komisji Europejskiej wymusiły na wszystkich kra- 
jach  członkowskich  podejmowanie  działań  wspie-
rających odnawialne źródła energii, takich jak: in- 
westowanie w badania, zwolnienia podatkowe, gwa-
rantowane  ceny  energii,  subsydia  inwestycyjne 
itp.  Sama  Komisja  Europejska  od  ponad  dziesięciu 
lat  wspiera  badania  i  rozwój  odnawialnych  źródeł 
energii w ramach kolejnych Ramowych Programów 
Badań i Rozwoju. 

1)

  Artykuł  przekazano  do  Redakcji  w  listopadzie  2004  r.  Niektóre  regulacje 

prawne uległy od tego czasu zmianie.

Źródło energii

Koszty ogółem

Koszty  

inwestycyjne

Koszty  

eksploatacji

Koszty  

paliwa

Woda

b. niskie

wysokie

b. niskie

żadne

Węgiel (blisko kopalni)

niskie

umiarkowane

dość niskie

umiarkowane

Węgiel (daleko od kopalni)

dość wysokie

umiarkowane

umiarkowane

dość wysokie

Ropa

wysokie

niskie

niskie

wysokie

Gaz ziemny

umiarkowane

niskie

niskie

dość wysokie

Energia jądrowa:
– reaktory termiczne

dość wysokie

wysokie

umiarkowane

niskie

– reaktory powielające

obecnie  

nieefektywne

b. wysokie

umiarkowane

„ujemne”

Energia geotermiczna

niskie

umiarkowane

dość niskie

żadne

Wiatr

wysokie

wysokie

b. niskie

żadne

Słońce

b. wysokie

b. wysokie

b. niskie

żadne

Biomasa

niskie

umiarkowane

niskie

umiarkowane

  (55)

Tabela 15 

Ocena jakościowa kosztów wytwarzania energii elektrycznej z różnych źródeł energii pierwotnej

background image

strona

 

322

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

W  dokumencie  postawiony  cel  jest  celem  poli-

tycznym,  wymuszającym  dalsze  działania,  w  tak 
zasadniczej  kwestii  dla  zrównoważonego  rozwoju, 
jaką jest wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł 
energii w Polsce.

Wzrost  udziału  energii  elektrycznej  ze  źródeł 

odnawialnych na wewnętrznym rynku energii elek-
trycznej stał się ważnym celem Unii Europejskiej. 
Dyrektywa  2001/77/EC  Parlamentu  Europejskiego  
i Rady z dnia 27 września 2001 r. w sprawie promocji 
energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych na we-
wnętrznym rynku energii elektrycznej stwierdza, 
że ze względu na poprawę bezpieczeństwa i dywer-
syfikację dostaw energii, ochronę środowiska oraz 
czynniki społeczne i ekonomiczne, odnawialne źródła 
energii należy traktować priorytetowo.

Dyrektywa  definiuje  odnawialne  źródła  ener-

gii  jako  niekopalne  źródła  energii  (wiatr,  energia 
słoneczna,  geotermalna,  pływów  i  fal  morskich, 
hydroenergia,  biomasa,  gaz  uzyskiwany  z  wysy-
pisk, ścieków oraz biogaz), zaś energia elektryczna 
uzyskiwana ze źródeł odnawialnych oznacza energię 
elektryczną  wytwarzaną  przez  elektrownie  wy-
łącznie z zasobów oraz proporcjonalną część energii 
elektrycznej wytworzonej przez elektrownie hybry-
dowe, zużywające także konwencjonalne paliwa, jak 
również energię elektryczną pochodzącą z elektrowni 
zbiornikowo-pompowych, po wyłączeniu energii elek-
trycznej wytworzonej przez elektrownie szczytowe 
w układzie pompowym. 

Dyrektywa określa również referencyjne wskaź-

niki  krajowych  udziałów  energii  elektrycznej  wy-
twarzanej  w  źródłach  odnawialnych,  w  relacji  do 
zużycia  energii  elektrycznej  brutto  do  2010  roku. 
Komisja Europejska wyznaczyła również dla Polski 
taki  wskaźnik,  ustalając  cel  indykatywny  na  po-
ziomie  7,5%  w  roku  2010  dla  energii  elektrycznej 
pochodzącej z odnawialnych źródeł energii. Ponadto 
dyrektywa nakłada na państwa członkowskie szereg 
dodatkowych obowiązków, wynikających z tworze-
nia  wewnętrznego  wspólnotowego  rynku  energii 
elektrycznej.

W tabeli 16 przedstawiono krajowe cele indyka-

tywne  udziału  energii  elektrycznej  wytworzonej 
w odnawialnych źródłach energii dla krajów UE.

Podstawą  działań  legislacyjnych,  mających  na 

celu m.in. wspieranie rozwoju wytwarzania energii 
z wykorzystaniem odnawialnych źródeł jest ustawa 
z dnia 10 kwietnia 1997 roku – 

Prawo energetyczne 

(Dz. U. z 2003 r., nr 153 poz. 1504 ze zmianami).

Ustawa  określa  zasady  kształtowania  polityki 

energetycznej  państwa,  zasady  i  warunki  zaopa-
trzenia i użytkowania paliw i energii, w tym ciepła 
oraz  działalności  przedsiębiorstw  energetycznych, 
jak  również  określa  organy  właściwe  w  sprawach 
gospodarki paliwami i energią. 

Celem ustawy jest tworzenie warunków do zrów-

noważonego rozwoju kraju, zapewnienia bezpieczeń-
stwa  energetycznego,  oszczędnego  i  racjonalnego 

użytkowania paliw i energii, rozwoju konkurencji, 
przeciwdziałania  negatywnym  skutkom  natural-
nych  monopoli,  uwzględnienia  wymogów  ochrony 
środowiska, zobowiązań wynikających z umów mię-
dzynarodowych oraz ochrony interesów odbiorców  
i minimalizacji kosztów.

Tabela 16

Krajowe cele indykatywne udziału energii elektrycznej 

wytworzonej w odnawialnych źródłach energii dla krajów UE

Kraj

OZE % – 1997

OZE % – 2010

Austria

70

78

Belgia

1.1

6

Dania

8.7

29

Finlandia

24,7

31,5

Francja

15

21

Niemcy

4,5

12,5

Grecja

8,6

20,1

Irlandia

3,6

13,2

Włochy

16

25

Luxembourg

2,1

5,7

Holandia

3.5

9

Portugalia

38,5

39

Hiszpania

19,9

29,4

Szwecja

49,1

60

Wielka Brytania

1,7

10

Cypr

0,05

6,0

Czechy

3,8

8,0

Estonia

0,2

5,1

Węgry

0,7

3,6

Łotwa

42,4

49,3

Litwa

3,3

7,0

Malta

0,0

5,0

Polska

1,6

7,5

Słowacja

17,9

31,0

Słowenia

29,9

33,6

EU 25

12,9

21,0

Ustawa 

Prawo energetyczne definiuje odnawialne 

źródło energii jako źródło wykorzystujące w proce-
sie 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 procesie odprowadzania lub oczyszcza-
nia  ścieków  albo  rozkładu  składowanych  szczątek 
roślinnych i zwierzęcych.

  (56)

background image

strona

 

323

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

Ustawa  nakłada  na  przedsiębiorstwa  energe-

tyczne zajmujące się obrotem energią elektryczną 
obowiązek zakupu wytwarzanej na terytorium Rze- 
czypospolitej  Polskiej  energii  elektrycznej  z  odna-
wialnych źródeł energii, przyłączonych do sieci oraz 
jej odsprzedaży bezpośrednio lub pośrednio odbiorcom 
dokonującym zakupu energii elektrycznej na własne 
potrzeby. Przystąpienie Polski do Unii Europejskiej 
implikowało konieczność przyjęcia prawa wspólno-
towego, w tym implementacji omówionej wcześniej 
dyrektywy 2001/77/EC Parlamentu Europejskiego i 
Rady z dnia 27 września 2001 r. w sprawie promocji 
energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych na we-
wnętrznym rynku energii elektrycznej. 

Ustawa z dnia 2 kwietnia 2004 r. o zmianie ustawy 

Prawo energetyczne oraz ustawy – Prawo ochrony 

środowiska (Dz. U. Nr 91, poz. 875), która weszła w 
życie z dniem 1 maja 2004 r., zawiera m.in. regulacje 
dotyczące  wymaganych  wymienioną  dyrektywą 
świadectw  pochodzenia  dla  energii  elektrycznej 
wytworzonej  w odnawialnych  źródłach  energii, 
obowiązku  zapewnienia  przez  operatora  systemu 
elektroenergetycznego pierwszeństwa w świadczeniu 
usług przesyłowych tej energii oraz doprecyzowuje 
mechanizm obowiązku zakupu energii elektrycznej 
z  OZE,  szczególnie  w odniesieniu  do  ustalenia  mi-
nimalnej  wysokości  kar  za  nieprzestrzeganie  tego 
obowiązku.

W ustawie wprowadzono wiele uregulowań szcze-

gółowych. 
1.  Instytucję świadectw pochodzenia jako rozwiąza-

nia gwarantującego, że dana energia elektryczna 
faktycznie została wyprodukowana w odnawial-
nym źródle energii. Ustawa szczegółowo określa 
tryb wydawania, zawartość świadectwa pochodze-
nia oraz wniosku o jego wydanie, a także sposób 
umorzenia  świadectw  pochodzenia.  Obowiązek 
wydawania i umarzania świadectw pochodzenia 
nałożony  został  na  Prezesa  Urzędu  Regulacji 
Energetyki.

2.  Obowiązek  uzyskania  koncesji  na  prowadzenie 

działalności gospodarczej w zakresie wytwarzania 
energii  elektrycznej  w  odnawialnych  źródłach 
energii  niezależnie  od  mocy  źródła.  Wymaganie 
to  jest  konsekwencją  wprowadzenia  świadectw 
pochodzenia, dla których koncesje stanowią pod-
stawę  dokonywania  kontroli  pochodzenia.  Aby 
przepis  ten  nie  był  dodatkowym  obciążeniem 
dla  małych  wytwórców  energii  ze  źródeł  odna-
wialnych  wprowadzono  zwolnienia  ich  z  opłaty 
koncesyjnej.

3.  Nałożenie obowiązku odbioru przez przedsiębior-

stwo  energetyczne,  zajmujące  się  przesyłaniem  
i dystrybucją energii elektrycznej, do sieci którego 
przyłączone  są  odnawialne  źródła  energii,  całej 
ilości energii elektrycznej z tych źródeł, jeżeli są 
na nią zawarte umowy sprzedaży.

4.  Obowiązek  zapewnienia  przez  operatora  syste- 

mu elektroenergetycznego pierwszeństwa w świad-
czeniu  usług  przesyłowych  energii  elektrycznej 
wytworzonej  w  odnawialnych  źródłach  energii  
o  ile  nie  naruszy  to  niezawodności  i  bezpieczeń- 
stwa  krajowego  systemu  elektroenergetycz- 
nego.

5.  Zmianę adresata obowiązku zakupu energii elek-

trycznej wytworzonej w odnawialnych źródłach 
energii lub wytworzenia energii elektrycznej we 
własnych źródłach. Zmiana ta podyktowana jest 
liberalizacją rynku energii, a tym samym coraz 
szerszym stosowaniem zasady dostępu stron trze-
cich do usług przesyłowych.

6.  Przedstawianie,  przez  ministra  właściwego  do 

spraw  gospodarki,  Radzie  Ministrów  co  pięć  lat 
raportu określającego cele w zakresie udziału ener-
gii  elektrycznej  wytwarzanej  w odnawialnych 
źródłach energii w krajowym zużyciu energii elek-
trycznej w kolejnych dziesięciu latach. Pierwszy 
taki raport powinien zostać ogłoszony w terminie 
do 1 marca 2005 roku.

7.  Sporządzanie, przez ministra właściwego do spraw 

gospodarki,  co  dwa  lata  raportu  zawierającego 
analizę realizacji celów ilościowych i osiągniętych 
wyników w zakresie wytwarzania energii w od-
nawialnych źródłach energii. W tym przypadku 
pierwszy  raport  powinien  być  ogłoszony  do  27 
października 2005 roku.

8.  Ustalenie minimalnej wysokości kary pieniężnej 

za nieprzestrzeganie obowiązku zakupu lub wy-
tworzenia  energii  elektrycznej  w  odnawialnych 
źródłach  energii,  co  powinno  poprzez  rachunek 
ekonomiczny, skutecznie zniechęcać do narusza-
nia prawa w tym zakresie. Wpływy z tytułu kar 
stanowić będą przychody Narodowego Funduszu 
Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej i będą 
przeznaczone  wyłącznie  na  wspieranie  rozwoju 
odnawialnych  źródeł  energii  znajdujących  się 
na terytorium RP. Jest to dodatkowy instrument 
wspierania rozwoju energetyki odnawialnej.

9.  Jednoznaczne  określenie  obowiązków  gminy  w 

zakresie uwzględniania w założeniach do planów 
zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i pa-
liwa  gazowe  lokalnych  odnawialnych  zasobów 
energii.

Ponadto ustawa 

Prawo energetyczne nakłada na 

ministra  właściwego  ds.  gospodarki  kompetencje 
uszczegółowienia  zakresu  obowiązku  zakupu  ener-
gii elektrycznej pochodzącej z odnawialnych źródeł 
energii w drodze rozporządzenia.

Rozporządzenie Ministra Gospodarki Pracy i Po- 

lityki Społecznej z dnia 30 maja 2003 r. w sprawie 

  (57)

background image

strona

 

324

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

szczegółowego  zakresu  obowiązku  zakupu  energii 
elektrycznej i ciepła z odnawialnych źródeł energii 
oraz  energii  elektrycznej  wytwarzanej  w  skoja- 
rzeniu  z  wytwarzaniem  ciepła  (Dz.  U.  Nr  104,  poz.  
971) stanowi wykonanie delegacji zawartej w usta-
wie.

Rozporządzenie określa:

  zakres  obowiązku  zakupu  energii  elektrycznej  

i ciepła z odnawialnych źródeł energii oraz energii 
elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu z wytwa-
rzaniem ciepła;

  rodzaje,  parametry  techniczne  i  technologiczne 

źródeł  odnawialnych  wytwarzających  energię 
elektryczną lub ciepło;

  parametry  techniczne  i  technologiczne  źródeł 

energii elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu 
z wytwarzaniem ciepła;

  wielkość udziału energii, o których mowa w pkt. 

1,  których  zakup  przez  przedsiębiorstwa  ener-
getyczne  jest  obowiązkowy,  w  sprzedaży  energii 
elektrycznej odbiorcom;

  sposób uwzględniania w taryfach kosztów energii 

elektrycznej i ciepła objętych obowiązkiem zakupu 
[35].

Obowiązek  zakupu  energii  elektrycznej  i  ciepła 

wytworzonych w źródłach odnawialnych jest podsta-
wowym mechanizmem polskiego systemu wsparcia 
dla „zielonej” energii. 

Przepisy rozporządzenia mają za zadanie uspraw-

nić  i  ułatwić  rozwój  energetyki  odnawialnej  oraz 
produkcję energii elektrycznej w skojarzeniu z wy-
twarzaniem ciepła.

Obowiązek zakupu energii elektrycznej pochodzą-

cej z odnawialnych źródeł energii uznaje się za speł-
niony, jeżeli udział ilościowy tej energii w wykonanej 
całkowitej  rocznej  sprzedaży  energii  elektrycznej 
przez dane przedsiębiorstwo energetyczne tym od-
biorcom wynosi nie mniej niż: 

  2,85% w 2004 r.;

  3,1% w 2005 r.;

  3,6% w 2006 r.;

  4,2% w 2007 r.;

  5,0% w 2008 r.;

  6,0% w 2009 r.;

  7,5% w 2010 r. 

Przepisy rozporządzenia zaliczają do energii wy-

twarzanej z odnawialnych źródeł energii, niezależnie 
od  parametrów  technicznych  źródła,  energię  elek-
tryczną lub ciepło pochodzące ze źródeł odnawialnych, 
w szczególności z:

  elektrowni wodnych,

  elektrowni wiatrowych,

  źródeł wytwarzających energię z biomasy,

  źródeł wytwarzających energię z biogazu,

  słonecznych ogniw fotowoltaicznych,

  słonecznych kolektorów do produkcji ciepła,

  źródeł geotermicznych.

Przepisy wprowadzają także regulacje w zakresie 

współspalania, tj. regulacje pozwalające na zalicze-
nie  do  energii  pochodzącej  z  odnawialnych  źródeł 
energii części energii wytworzonej z jednoczesnego 
spalania  biomasy  lub  biogazu  z  paliwami  konwen-
cjonalnymi.

Jeżeli w tej samej jednostce wytwórczej zachodzi 

współspalanie biomasy lub biogazu z innymi paliwa-
mi służącymi do wytwarzania energii elektrycznej, 
do  energii  wytwarzanej  z  odnawialnych  źródeł 
energii  zalicza  się  także  część  energii  odpowiada- 
jącą  procentowemu  udziałowi  energii  chemicznej 
biomasy  lub  biogazu  w  całości  energii  chemicznej 
zużywanego paliwa do produkcji energii elektrycz-
nej. Wyliczenia dokonuje się na podstawie poniższe-
go wzoru, według wskazań urządzeń i przyrządów 
pomiarowych:

gdzie poszczególne symbole oznaczają:

E

o

  – ilość energii elektrycznej lub ciepła zaliczonych 

 

  do energii wytwarzanej z odnawialnych źródeł 

 

  energii, MWh lub GJ;

E  – ilość energii elektrycznej lub ciepła wytworzo- 
 

   nych w jednostce wytwórczej, w której jest spa- 

 

  lana biomasa lub biogaz wspólnie z innymi pali- 

 

  wami, MWh lub GJ;

M

bi

  –  masę  spalonej  w  jednostce  wytwórczej  bio- 

 

  masy lub biogazu, Mg;

M

kj

 –  masę  spalonych  w  jednostce  wytwórczej  in- 

 

  nych rodzajów paliw, Mg;

W

bi

 – wartości opałowe biomasy lub biogazu spalo- 

 

  nych w jednostce wytwórczej, obliczone w spo- 

 

  sób określony w Polskich Normach, MJ/Mg;

W

kj

 – wartości opałowe innych niż określone w sym- 

 

  bolu  W

bi

  paliw  spalonych  w  jednostce  wy- 

 

  twórczej,  obliczone  w  sposób  określony  w 

 

  Polskich Normach, MJ/Mg;

n  –  liczbę  rodzajów  biomasy  lub  biogazu  spalo- 
 

   nych w jednostce wytwórczej;

m  –  liczbę  rodzajów  innych  paliw  spalonych  w 
 

  jednostce wytwórczej.

Koszty energii pochodzącej z odnawialnych źródeł 

energii  jak  na  razie  przewyższają  koszty  energii 
pochodzącej  z  energetyki  konwencjonalnej.  Wiąże 
się to między innymi z kosztami rozwoju technologii 
wykorzystania  zasobów  energetyki  odnawialnej. 
Koszty uzasadnione, czyli niezbędne do wykonywa-
nia zobowiązań powstałych w związku z prowadzoną 
przez  przedsiębiorstwo  energetyczne  działalnością 
w  zakresie  wytwarzania  energii,  często  pomijają 
koszty  zewnętrzne  działalności  przedsiębiorstwa. 

  (58)

background image

strona

 

325

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

Działalność energetyki niesie za sobą ujemne skutki 
oddziaływania na środowisko. 

W przypadku energetyki odnawialnej skutki te 

są  zwykle  mniejsze  od  oddziaływania  energetyki 
konwencjonalnej. 

W miarę rozwoju technologii i większego rozpo-

wszechniania  energetyki  odnawialnej  prognozuje 
się obniżenie kosztów tej energii. 

Postęp  technologiczny  powoduje  stopniowe 

obniżanie  cen  materiałów  wykorzystywanych  do 
wytwarzania energii z odnawialnych źródeł energii. 
Przykładem  w  tym  przypadku  może  być  rozwój  
materiałów w zakresie ogniw fotowoltaicznych, któ-
ry spowodował na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci 
znaczny spadek cen paneli fotowoltaicznych.

Aby określić uzasadnione koszty pozyskania ener-

gii ze źródeł odnawialnych przepisy rozporządzenia 
określają koszty ponoszone w związku z realizacją 
obowiązków ustawowych. 

Kosztami energii elektrycznej i ciepła wytwarza-

nych z odnawialnych źródeł energii, uwzględnionymi 
w taryfach, są koszty zakupu:

  energii elektrycznej na giełdzie towarowej w rozu-

mieniu przepisów ustawy z dnia 26 października 
2000 r. o giełdach towarowych,

  energii  elektrycznej  na  uznanym  za  konkuren-

cyjny  pozagiełdowym,  ogólnodostepnym  rynku 
energii,

  energii  elektrycznej  lub  ciepła  bezpośrednio  od 

wytwarzającego  tę  energię  lub  ciepło  na  podsta-
wie ceny ustalonej odpowiednio w zatwierdzonej 
taryfie wytwarzającego, w wyniku przetargu lub 
negocjacji.

Przytoczone przepisy rozporządzenia mają unie-

możliwić – między innymi – realizację obowiązku 
poprzez wielokrotny obrót tą samą energią, a więc 
podwyższanie kosztów obrotu na skutek marż nakła-
danych  przez  przedsiębiorstwa  dokonujące  obrotu 
tą energią. 

Wyeliminowanie  możliwości  praktykowania 

wielokrotnego  zaliczania  tej  samej  energii  jako 
wypełnienia obowiązku zakupu przez różne przed-
siębiorstwa energetyczne ma duże znaczenie dla cen 
energii pochodzącej z odnawialnych źródeł energii dla 
odbiorcy końcowego.

Należy  również  zaznaczyć,  że  regulacje  te  gwa-

rantują, że wzrost cen energii elektrycznej spowo-
dowany  obowiązkiem  zakupu  nie  przekroczy  max 
poziomu ceny określonej rozporządzeniem Ministra 
Gospodarki  z  dnia  14  grudnia  2000  r.  w  sprawie 
szczegółowych zasad kształtowania i kalkulacji taryf 
oraz zasad rozliczeń w obrocie energią elektryczną 
(Dz. U. Nr 1, poz.7). 

Dodatkowym  czynnikiem  poprawiającym  kon-

kurencyjność  energii  ze  źródeł  odnawialnych  na 
rynku, w stosunku do energii konwencjonalnej jest, 
stosowane także w Polsce, zwolnienie na mocy ustawy 
z dnia 23 stycznia 2004 r. – o podatku akcyzowym 
(Dz. U. Nr 29, poz. 257) z podatku akcyzowego m.in. 
sprzedaży energii elektrycznej wytwarzanej w źró-
dłach odnawialnych.

Rozwój  energetyki  odnawialnej  w  Polsce  jest 

uzasadniony  wieloma  korzyściami  społecznymi, 
gospodarczymi i ekologicznymi. Polska jest krajem 
o  stosunkowo  wysokim  potencjale  technicznym 
energetyki  odnawialnej,  mogącej  służyć  zarówno 
do  produkcji  energii  elektrycznej,  ciepła  i  paliw 
płynnych. 

W ciągu najbliższych lat energia ze źródeł odna-

wialnych stanowić będzie znaczący składnik bilansu 
energetycznego Unii Europejskiej. Integracja z Unią 
Europejską z jednej strony zobowiązuje nasz kraj do 
podejmowania  działań  na  rzecz  rozwoju  wykorzy-
stania odnawialnych źródeł energii, z drugiej strony 
daje szansę na skorzystanie z istotnej pomocy Unii 
Europejskiej w tej dziedzinie. 

  (59)

background image

strona

 

326

maj 

2005

www.e-energetyka.pl

  [1]  Bogdanienko  J.:  Odnawialne  źródła  energii.  PWN, 

Warszawa 1989

  [2]  Boyle G. (Ed.): Renewable Energy. Power for a Sustainable 

Future. Oxford University Press, Oxford 1996

  [3]  Devins  D.:  Energy:  its  Physical  Impact  on  the 

Environment. John Wiley and Sons, New York 1982 

  [4]  Directive 2001/77/EC of the European Parliament and 

of the Council of 27 September 2001 on the promotion 

of electricity produced from renewable energy sources 

in the internal electricity market. 

Official Journal of 

the European Union, L 283/33

  [5]  Directive 2003/54/EC of the European Parliament and 

of  the  Council  of  26  June  2003  concerning  common 

rules of internal market in electricity and repealing 

Directive  96/92/EC. 

Official  Journal  of  the  European 

Union, L 176 15.7.2003

  [6]  Directive of the European Parliament and of the Council 

on the promotion of cogeneration based on a useful heat 

demand in the internal energy market. Final Version 

– 23.07.2003

  [7]  Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady nr 2002/ 

/91/WE z dnia 16 grudnia 2002 r. w sprawie poprawy 

efektywności  wykorzystania  energii  w  budynkach 

(Directive on the Energy Performance of Buildings) 

  [8]  Energy  for  Tomorrow’s  World  –  Acting  Now.  WEC 

Statement 2000

  [9]  European  Commission:  Green  Paper  –  Towards  a 

European strategy for the security of energy supply. 

Brussels 2001

[10]  Gajer  M.:  Wybrane  zagadnienia  optymalizacji  i  do- 

boru  turbin  elektrowni  wiatrowych. 

Przegląd  Elek-

trotechniczny, Nr 2, 2002

[11]  Garstka J.: Oceany i morza źródłem energii elektrycznej. 

Gospodarka Paliwami i Energią, Nr 6, 1986 

[12]  Hau E.: Die zweite Generation. EuropaischeWindkrafta

nlagen der Megawatt-Klasse. 

Energie, No. 9, 1987

[13]  Jarzębski Z.M.: Energia słoneczna. Konwersja fotowol-

taiczna. PWN, Warszawa 1990 

[14]  Kaiser H.: Wykorzystanie energii słonecznej. Wyd. AGH, 

Kraków 1995

[15]  Kowalska-Bundz  A.:  Analiza  i  ocena  regulacji  praw-

nych w Polsce i w Niemczech pod kątem wspierania 

rozwoju generacji rozproszonej. VII Międzynarodowa 

Konferencja  Naukowo-Techniczna  „Nowoczesne  urzą-

dzenia  zasilające  w  energetyce”,  Kozienice,  10–12 

marca 2004

[16]  Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F.: Elektrownie. WNT, 

Warszawa 1990

[17]  Lorenc H.: Struktura i zasoby energetyczne wiatru w 

Polsce. IMiGW, Warszawa 1996

[18]  Lorenc  H.:  Współczesne  tendencje  zmian  prędkości  

i zasobów energii wiatru w Polsce. Ogólnopolskie Forum 

Odnawialnych  Źródeł  Energii,  Warszawa,  listopad 

2002 

[19]  Manwell J. F., McGowan J. G., Rogers A. L.: Wind Energy 

Explained – Theory, Design and Application. John Wiley 

& Sons, Chichester (England) 2002

[20]  Miszczak M., Waszkiewicz Cz.: Energia słońca, wiatru  

i inne. Instytut Wydawniczy „Nasza Księgarnia”, War- 

szawa 1988 

[21]  Paska J.: Odnawialne źródła energii. 

Problemy, Nr 11, 

1987

[22]  Paska J.: Renewable Energies in World’s Energy Balance. 

Archiwum Energetyki, Nr 3–4, 1993

[23]  II  Polityka  ekologiczna  Państwa.  Ministerstwo  Śro- 

dowiska, 2000 r. www.mos.gov.pl

[24]  Polityka  ekologiczna  państwa  na  lata  2003–2006  

z  uwzględnieniem  perspektywy  na  lata  2007–2010. 

Rada Ministrów, 2002

[25]  Poręba S., Barc W., Gajda A., Jaworski W.: Rynek zielonej 

energii. 

Biuletyn Miesięczny PSE, 2001, nr 1

[26] 

Prawo ochrony środowiska. Dz. U. Nr 62, poz. 627 z dnia 

27 kwietnia 2001

[27]  Projekt  Polityki  Klimatycznej  Polski.  Ministerstwo 

Środowiska 2003 r. www.mos.gov.pl

[28]  Pluta Z.: Podstawy teoretyczne fototermicznej konwer-

sji energii słonecznej. OWPW, Warszawa 2000

[29]  Pluta  Z.:  Słoneczne  instalacje  energetyczne.  OWPW, 

Warszawa 2003

[30]  Regulation  (EC)  No  1228/2003  of  the  European 

Parliament  and  of  the  Council  of  26  June  2003  on 

conditions  for  access  to  the  network  for  cross-bor-

der  exchanges  in  electricity. 

Official  Journal  of  the 

European Union, L 176 15.7.2003

[31]  Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 25 wrześ- 

nia 2000 r. w sprawie szczegółowych warunków przy-

łączenia  podmiotów  do  sieci  elektroenergetycznych, 

obrotu  energią  elektryczną,  świadczenia  usług  prze-

syłowych,  ruchu  sieciowego  i  eksploatacji  sieci  oraz 

standardów  jakościowych  obsługi  odbiorców.  Dz.  U.  

Nr 85, poz. 957

[32]  Rozporządzenie Ministra Gospodarki,Pracy i Polityki 

Społecznej  z  dnia  30  maja  2003  r.  w  sprawie  szcze- 

gółowego  zakresu  obowiązku  zakupu  energii  elek- 

trycznej  i  ciepła  z  odnawialnych  źródeł  energii  oraz 

energii  elektrycznej  wytwarzanej  w  skojarzeniu  

z wytwarzaniem ciepła. Dz. U. Nr 104, poz. 971

[33]  Różycki M.: Elektrownia wiatrowa z indukcyjną ma-

szyną  pierścieniową. 

Przegląd  Elektrotechniczny,  

Nr 4–5, 1990

[34]  Smolec  W.:  O  możliwościach  wykorzystania  energii 

słonecznej w Polsce. 

Energetyka, Nr 8, 1987

[35]  Spójna  polityka  strukturalna  rozwoju  obszarów  

wiejskich i rolnictwa z dnia 13 lipca 1999 www.ibmer.

waw.pl

[36]  Staniszewski  A.:  Zarys  elektrowni.  WPW,  Warszawa 

1983

[37]  Statystyka elektroenergetyki polskiej 2002. Agencja 

Rynku Energii SA, Warszawa 2003

[38]  Strategia rozwoju energetyki odnawialnej. Ministerstwo 

Ochrony Środowiska. Warszawa, wrzesień 2000

[39]  Strategia zrównoważonego rozwoju Polski do roku 2025. 

Ministerstwo Środowiska. 

Monitor Polski, Nr 8 z dnia 

11 marca 1999 r. Poz. 96

[40]  Ustawa  Prawo  energetyczne  z  dnia  10  kwietnia  

1997  roku  wraz  z  późniejszymi  zmianami  www.ure.

gov.pl

[41]  Ustawa z dnia 26 lipca 2002 r. o ratyfikacji Protoko- 

łu z Kioto do Ramowej konwencji Narodów Zjednoczonych 

w  sprawie  zmian  klimatu.  Dz.  U.  2002  nr  144,  poz. 

1207

[42]  World Energy Outlook. OECD/IEA, Paris 2000 

[43]  Założenia  polityki  energetycznej  państwa.  Minister 

Gospodarki, 2000

  (60)

LITERATURA