advertisement

Sonaravni energetski sistem - Osnova za Energetski koncept Slovenije, prof. dr. Peter Novak, Energotech d.o.o.

50 %
50 %
advertisement
Information about Sonaravni energetski sistem - Osnova za Energetski koncept Slovenije,...
Technology

Published on March 3, 2014

Author: ZSFI

Source: slideshare.net

advertisement

Osnova za energetski koncept Slovenije SONARAVNI ENERGETSKI SISTEM Prof.dr. Peter Novak, u.d.i.s. Zaslužni profesor VITES Podpredsednik Znanstvenega sveta pri Evropski agenciji za okolje, Kopenhagen 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 1

Kaj se je v 20 letih zgodilo? Od 1990 do danes se je na svetu in v Sloveniji marsikaj spremenilo: • Spremenil se je družbeni red v številnih državah na svetu; • Zgodile so se velike nesreče v JE: Černobil, Fukušima; • Nemčija, Japonska, Francija se odpovedujejo nadaljnji rabi JE !!!; • Skladiščenje V-RAO ni rešeno nikjer (v ZDA naj bi problem rešili do 2040, ZRN še ne ve, kaj bi z njimi, Švedska, Francija rešujejo lokalno, Rusija po svoje ??); • Trgovina s fosilnimi gorivi je postala prvovrstno politično vprašanje; • Nova nahajališča plina in tehnologije za pridobivanje nafte so podaljšale življenjsko dobo fosilnih goriv; • Slovenska energijska odvisnost ostaja visoka in presega brez jedrskega goriva (2012) ~47,6%, z njim pa skoraj 71% (61%, če upoštevamo le polovico JEK). • Stroški za uvoz goriv v Sloveniji so predstavljali v letu 2012 kar ~2,6 milijarde ali 7,56 % BDP ali 12,3% vsega izvoza 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 2

Potrebna energija v Sloveniji po EBRS za leto 2013 TPES: 295,75 PJ FE/TPES = 0,70 OVE: 41,97 PJ ali 14,2 % od TPES FE: 206,77 PJ OVE: 21,98 PJ ali 10,6% od FE + 30 PJ OVE + 30 PJ OVE 25% OVE 2020 ? 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 3

Kako do nove rešitve? Sonaravni energetski sistem (SES) mora izpolniti najmanj šest glavnih zahtev: 1. Vir energije mora biti neomejen in razpoložljiv povsod na planetu Zemlja; 2. Nosilci energije ne smejo povzročati emisij TGP pri pretvarjanju; 3. Energija mora biti na razpolago v vsakem času in v vseh potrebnih oblikah: trdi, tekoči, plinasti ter kot elektrika; 4. Nov energetski sistem mora uporabljati obstoječo infrastrukturo z majhnimi dopolnitvami 5. V prehodnem obdobju morata brez motenj paralelno delovati oba sistema; 6. Mora biti konkurenčen ob vključevanju vseh „eksternih“ (nepriznanih) stroškov, ki jih povzročajo fosilna goriva, v njihovo ceno. 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 4

Ali lahko samo sončna energija pokriva naše in svetovne potrebe po energiji? Sončna energija - SE, ki prihaja na planet: ~122.100 TWlet/leto (3,850.000 EJ/leto) Potrebna SE za biomaso: ~ 3.000 EJ/leto (~0,08%) SE v obliki energije vetra: ~2.250 EJ/leto CO2 ki se s pomočjo SE veže v biomaso: ~200 Gt/leto ! Emisije TGP- CO2 zaradi fosilnih goriv so dosegle v 2013: ~32 Gt/leto ali 6% letno vezanega CO2 v biomasi Sedanje in bodoče potrebe primarne energije (TPES) v svetu: 2010: 17,7 TWlet/leto (12,717 Gtoe/leto => ~ 0,015% od SE) 2050: ~30 TWlet/leto (0,025 % of SE) 2100: ~46 TWlet/leto (0,038% of SE) Z uporabo le 8,8% bioloških odpadkov (kemično shranjene sončne energije v rastlinah) lahko torej pokrijemo sedanjo potrebno TPES na svetu. Vendar je odprt problem njenega zbiranja in predelave. 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 5

Glavni nosilci energije v bodoče? 1. Elektrika iz obnovljivih virov energije iz: HE, VE; GE; FNE, TE(Elektrarne na solarni vodik, metan ali metanol za pokrivanje nestacionarnosti)) 2. Metan CH4 3. Metanol CH3OH (bio-etanol v prehodnem obdobju) 4. Dimetil-eter in sintetični dizel iz organskih odpadkov in biomase v prehodnem obdobju ZAKAJ? Metan in metanol imata samo en ogljikov atom, ki ga lahko dobimo iz biomase. Vodik pa bomo po znani tehnologiji pridobili s pomočjo hidrolize vode z viški solarne elektrike (kemično hranjenje SE). Zakaj ne bio-etanol? 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 6

Primer učinkovitosti pretvarjanja sončne energije v bioetanol iz Brazilije • Povprečno sončno obsevanje v Južno- Centralni regiji South-Central Region Brazilije (S:21 ; E: -48 ) z največjo pridelavo sladkornega trsa je 5,26 kWh/m2,dan ali 19.016 MWh/leto,ha. • Pridelava sladkornega trsa in njegova predelava v bio-etanol na osnovi realnih statističnih podatkov v Braziliji je 7000 l/ha,leto ali, pretvorjeno v energijske enote: 6,1 MWh/ha,leto* • Rezultat: celoten izkoristek procesa od sonca do bioetanola je 0,032%. • Če primerjamo to s sedanjim izkoristkom FNE ~ 14% s standardno instalirano močjo 1250 kW/ha, dobimo pri istih pogojih 2660 MWhe/ha,leto ali 436 krat več, kot pri predelavi sladkornega trsa v bio-etanol. Pouk: 1. Biomaso je potrebno uporabljati zelo smotrno 2. kurjenje biomase za pridobivanje nizko-exergijske toplote je zadnja tehnologija, ki jo lahko uporabljamo v bodoče. *P.Zuurbier,J. Vooren. Sugarcane Ethanol,2008,Wageningen Acad. Publ. ISBN 978-90-8686-090-6, pp. 67; pp. 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 7

ENERGETSKI SISTEM ZA USKLAJENI RAZVOJ Voda, zrak VETER JE, PREMOG ? Ima le tri nosilce energije: - Elektrika - Metan CH4 - Metanol CH3OH - Dimetileter CH3-O-CH3 Ni potrebna bistveno nova infrastruktura Potrebne so številne nove tehnologije za konverzijo OVE v elektriko in posredno za proizvodnjo vodika (P. Novak, 2003) Za proizvodnjo sin-metana in metanola se uporabi izključno ogljik iz biomase. 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 8

Ali so URE* in OVE rešitev za Slovenijo ali svet? • URE je pogoj za uporabo OVE v široki rabi in industriji, vendar ni dolgoročna rešitev, ker je tehnološko omejena. • OVE pa so pogoj za večjo energijsko neodvisnost Slovenije in za njen tehnološki , ekonomski in socialni razvoj. • Proizvodnja elektrike iz OVE je primarni pogoj za sonaravni energetski sistem. • Gretje z biomaso, razen v lokalnih razmerah (redke kmetije in vikendi) je nesmotrno, ker so les in ostala biomasa kemično akumulirana sončna energija, ki jo moramo uporabljati drugače. • Biomasa predstavlja osnovno surovino za sintetični dizel, dimetileter, metan in metanol, kot goriva prihodnosti. URE* - v politiki je mišljena učinkovita raba fosilnih goriv 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 9

Sonaravni energetski sistem in Slovenija Rabimo ~200 PJ/a končne energije do leta 2020 , od tega jih je že danes ~30 PJ/a iz OVE. Tehnični potencial je ~ 74 krat (33,8 brez GE) večji od potreb. Ostalih 170 PJ/a pa je mogoče razdeliti na (za obdobje do 2020 - 2030) : • Široko rabo : ~40 PJ/a– tu lahko prihranimo~ 50% z izolacijo stavb in ostane ~20 PJ/a. Pokrijemo jih z uporabo toplotnih črpalk in biomaso (pri grelnem številu 4, rabimo max. 1.389 GWh elektrike za 20 PJ toplote • Promet: ~76 PJ/a – velik problem, z zmanjšano porabo (nova vozila, javni transport) lahko prihranimo 10% ali 8,6 PJ, uporaba sintetičnega dizla iz odpadne biomase pokrije po izračunih 13% ali 11,18 PJ, predvsem za domača tovorna vozila in kmetijsko mehanizacijo, hibridna vozila lahko pokrivamo z elektriko in sinteznim plinom v višini do 20% ali 17,2 PJ. Preostali del 39 PJ pa bo potrebno še naprej oskrbovati fosilnimi gorivi. • Industrija : ~54 PJ/a – ostane na fosilnem plinu in elektriki ZA URESNIČITEV KONCEPTA POTREBUJEMO TOREJ VELIKO ELEKTRIKE IZ OVE 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 10

Sonaravni energetski sistem in Slovenija Sedanja proizvodnja elektrike iz fosilnih goriv in jedrske elektrarne dosega 8985 GWh in jo bo potrebno nadomestiti z OVE, saj bodo do leta 2050 že vse termoelektrarne izven obratovanja. • Nove HE z akumulacijo – tehnični potencial v Sloveniji je ocenjen na 6.527 GWh/a. • Energija vetra omogoča izgradnjo nad 200 MW VE z letno proizvodnjo cca 240 GWh/a • Geotermalna energija je neizkoriščena možnost z visokim multiplikativnim učinkom – elektrika + proizvodnja v rastlinjakih, ocenjena moč GE je 150 MW in proizvodnja na 1200 GWh/a. • Sončne FN elektrarne je možno graditi postopno in z njimi postopno dograditi manjkajoče proizvodnje kapacitete po zaustaviti TE in JE. Rabimo najmanj 5000 MW moči z letno proizvodnjo cca 5000 GWh. Potrebna površina pri sedanji tehnologiji je 30 ÷40 km2. Skupaj torej : ~ 13.000 GWh ali ~ 4000 GWh več od sedanje proizvodnje TE, JE, kar potrebujemo za izenačevanje nestacionarnosti in pretvorbo v metan in metanol v prvi fazi 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 11

Sonaravni energetski sistem in Slovenija Ali je 5000 MW in 5000 GWh iz sonca možnih? • Potrebna površina pri sedanji tehnologiji je med 30 40 km2. • Zazidane površine obsegajo v Sloveniji 571 km2, ceste 212 km2 in železnica 21 km2 . • Torej nam površin ne bo primanjkovalo. • Ključna pa je izgradnja akumulacij in tehnologij za kemično akumulacijo sončne energije (vodik za metan in metanol). TO JE MOJA VIZIJA ZA BODOČI NEK IN ZA RAZVOJ PROIZVODNIH OBRATOV ZA PRETVARJANJE ENERGIJE 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 12

Ocena vlaganj v obnovljive vire energije v Sloveniji Ocena vlaganj: vložiti moramo cca 90 milijard ali letno cca 1,25 milijarde €/ leto do leta 2050 (2020-2050), da bi zamenjali 2000 MW moči v naših termoelektrarnah in pridobili enako količino elektrike z FNE, VE, GE. Približno enako vsoto 1,25 milijarde € pa bi potrebovali za izgradnjo HE in akumulacij. Ali so vlaganja v infrastrukturo v višini 2,5 milijarde EUR preveč ali premalo za oživitev naše ekonomije pa morajo odgovoriti ekonomisti in sociologi. Ta vlaganja pomenijo letno vsaj 100.000 delovnih mest z letno plačo bruto 25.000 EUR. Obveze do EU so tu: 25% OVE v letu 2020 pomeni to najmanj skupaj 60 PJ/leto ali podvojitev sedanje rabe (30 PJ ali 0,713 Mtoe energije iz novih OVE), v naslednjih 6 letih, če bomo uspeli zmanjšati potrebno primarno energijo pa 49 PJ (+17 PJ). V ceno so vključeni tudi potrebni proizvodni obrati za pretvarjanje SE 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 13

Ali je vse to za Slovenijo ekonomično? • • • • • • • • • Elektriko imamo že danes v celoti domačo – zeleno (HE, VE, SE), rjavo (TE) in črno (JE). Toplotna zaščita stavb je posel za 10.000 delavcev skozi 10 let. Letni prihranek je najmanj 120 mio € na uvozu goriv (pokrije plačo delavcev za sanacijo stavb) Poveča se obrat kapitala na domačem trgu zaradi porabe izolacijskih in gradbenih materialov, ki so domačega izvora. Gradnja HE je vezana, razen manjšega dela opreme, v celoti na domači trg. Zaposli lahko vsaj 500 delavcev in najmanj 100 v inženiringu in 100 v industriji opreme za naslednjih 20 let. Zelena elektrika omogoča uporabo vseh vrst TČ, ki nadalje zmanjšujejo uvoz fosilnih goriv, predvsem kurilnega olja. Proizvodnja naprav za predelavo organskih odpadkov v sintetični dizel in njihova uporaba omogoča oskrbo z domačim dizlom iz praktično lastne biomase v obsegu cca 13,0 % letne porabe. Sočasno rešimo problem odlaganja organskih odpadkov po končani reciklaži. Ali lahko dvomimo o ekonomičnosti take usmeritve? 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 14

Socialne posledice • Kombinacija porazdeljene in centralne oskrbe z energijo s pametnim omrežjem bo spremenil obnašanje dobaviteljev in uporabnikov. • Vedno več uporabnikov bo energijsko neodvisnih in/ali manj izpostavljeno velikim dobaviteljem na trgu (premogovnim, naftnim, plinskim in elektrogospodarskim družbam). • Energijska svoboda je pomembna iz nacionalnega in privatnega vidika. • Energijska svoboda (če vključimo tudi hrano) pa je tudi osnovni pogoj za stabilno in resnično demokracijo. 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 15

Kaj pomeni to za planiranje energetike v naseljih? Sedanji lokalni energetski koncepti - LEK-i so izdelani po znanem pravilniku in brez jasne dolgoročne energijske usmeritve države. Ker so investicije v naprave dolgoročne narave (najmanj 15 let) je potrebno z izjemno pazljivostjo načrtovati gretje in hlajenje stavb, predvsem javnih, da jih zaradi trenutne ekonomske situacije ne zavedemo. Gradnja kurilnic na biomaso ni okoljsko niti energetsko utemeljena če ni povezana s soproizvodnjo. EKO sklad s svojo podporo tem rešitvam ne bi smel slediti. Uporaba SSE je močno podcenjena, čeprav lahko z njimi in novimi sistemi akumulacije v energijsko saniranih stavbah dosežemo zelo dobre rezultate. 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 16

Cene elektrike na svetovnem trgu • Cene elektrike v Sloveniji, OECD in ZDA za gospodinjstva in industrijo Slovenija Slovenija brez omr. ZDA Slovenija Meksika J. Koreja Nizozemska ZDA Cena elektrike za godpodinjstva v EUR/MWh €/MWh Francija V. Britanija Nizozemska Cena elektrike za godpodinjstva v EUR/MWh $/MWh Japonska Italija Cena elektrike za industrijo v EUR/MWh €/MWh Francija V. Britanija Cena elektrike za industrijo v EUR/MWh $/MWh Španija Nemčija Japonska Španija Italija Nemčija 0 0 200 400 100 200 300 600 Vidimo, da je razmerje cen med ZDA in EU za več kot 50% v korist ZDA. Pomembno za nadaljnje odločitve pa je ugotovitev, da končne cene elektrike za gospodinjstva v Sloveniji že danes presegajo proizvodno ceno elektrike iz sončnih celic. Vir: FAZ, 21.05.2013, Novak P. 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 17

Cene nafte in plina na svetovnem trgu • Projekcija cene nafte v letošnjem letu (EIA –ZDA, FT 09.09.13) je 116 USD/sod • Cene plina za MWh pa so naslednje: Slovenija Slovenija Kanada ZDA ZDA Kanada V. Britanija V. Britanija Cena plina za godpodinjstva v EUR/MWh €/MWh J. Koreja Poljska Cena plina za godpodinjstva v EUR/MWh $/MWh Francija Španija Nemčija Cena plina za industrijo v EUR/MWh €/MWh Španija Nizozemska Cena plina za industrijo v EUR/MWh $/MWh Poljska Francija Nemčija J. Koreja Nizozemska 0 0 50 100 20 40 60 80 150 • Slovenija in EU tudi tu nimata najbolj konkurenčnih pogojev, ZDA so tudi tu v veliki prednosti, zato je vprašanje konkurenčnosti resnično odprto. Vir: FAZ, 21.05.2013, Novak P. 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 18

Sklepi 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Rast prebivalstva, socialna nepravičnost in revščina na planetu Zemlja zahtevajo številne spremembe. Ena od teh je sprememba v oskrbi z energijo in njeno rabo. OZN je pripravil program „Energija za vsakega“, s katerim skuša rešiti problem energijske revščine v svetu. Predlagani sonaravni energetski sistem predstavlja eno izmed možnih rešitev. Ker je osnovan na sončni elektriki, biomasi kot surovini za metan in metanol, predstavlja dolgoročno rešitev, brez omejitve rabe energije. Prednosti so v uporabi obstoječe infrastrukture, tehnološko znanih naprav za pretvarjanje in v sožitju s sedanjim energetskim sistemom, Prehodno obdobje ocenjujemo za svet v povprečju na 75 do 100 let, v EU pa na 35 do 50 let. 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija 19

Naš cilj mora biti „družba s kroženjem ogljika“ in ne nizko-ogljična družba. Samo slučajno se izraz „kroženje“ sklada z najnovejšo ekonomsko teorijo zelene rasti, ki jo imenujejo „circular economy“ – krožeča ekonomija. Slika vir: Olah et al., J. ACS, jul 2011 28/02/2014 P.Novak Sonaravni energetski sistemLjubljana EKO-energija Sončnice naj bodo kot znanilke nove dobe! 20

Add a comment

Related presentations

Presentación que realice en el Evento Nacional de Gobierno Abierto, realizado los ...

In this presentation we will describe our experience developing with a highly dyna...

Presentation to the LITA Forum 7th November 2014 Albuquerque, NM

Un recorrido por los cambios que nos generará el wearabletech en el futuro

Um paralelo entre as novidades & mercado em Wearable Computing e Tecnologias Assis...

Microsoft finally joins the smartwatch and fitness tracker game by introducing the...

Related pages

Svet strojnistva - November 2014 by Zveza ZSIS - issuu

svetstrojništva Zveza Strojnih Inženirjev Slovenije. svetplina. PLIN IN PLINSKE TEHNOLOGIJE MEDNARODNO POSVETOVANJE Grand hotel Union, Ljubljana ...
Read more

EOL 87 by Fit media d.o.o. - issuu

Prof. dr. Peter Novak iz podjetja Energotech d.o.o ... sonaravni energetski sistem, kjer gre za ... energetski koncept Slovenije ...
Read more

Maj 2015 - Revija Energetik - spotidoc.com

... KI JO ZAGOTAVLJA! www.vitanest.si Uvoz in distribucija klimatskih naprav in toplotnih črpalk VITANEST d.o.o., NOVA GORICA | tel.: 05/338 49 99 ...
Read more

Zbornik okoljskega simpozija 2007 - Documents

... Fit media d.o.o. Zanjo: ... prof. dr. Lučka Kajfež Bogataj, prof. dr. Peter Novak, mag. Silvo Škornik, ...
Read more

November 2010 - Revija Energetik - spotidoc.com

No category; November 2010 - Revija Energetik +
Read more