Energia wodna - Plan Rozwoju Politechniki Częstochowskiej · Elektrownia Czarnocińskie Piece Położona jest na terenie gminy Skarszewy, 92 km od źródła. Ujmuje wody ze zlewni

Energia wodna

RYNEK ENERGII ELEKTRYCZNEJ ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH

• Przyjmując rok 2001 za rok bazowy, sprzedaż energii elektrycznej objętej Rozporządzeniem MG z 15.12.2000 wzrośnie do roku 2010 o 20%;

• Zgodnie z założeniami Polityki energetycznej Polski do 2020, popyt na energię ze źródeł odnawialnych do roku 2010 szacuje się na poziomie 9000GWh/a.

[ TWh ]

Rok 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010Baza

umowna 102 104 105 107 108 110 113 115 117 120

Obowiązekzakupu % 2,4 2,5 2,65 2,85 3,1 3,6 4,2 5 6 7,5

A. Popyt 2,4 2,6 2,8 3,0 3,3 4,0 4,7 5,8 7,0 9,0Woda 2,3 2,4 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,8 2,9 3,0Wiatr 0,06 0,06 0,24 0,30 0,48 0,50 0,60 0,70 1,12 1,21

Biomasa 0,06 0,15 0,14 0,20 1,98 2,31 2,76 3,21 3,66 4,80Inne 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04

B. Podaż 2,4 2,6 2,8 3,0 5,1 5,4 6,1 6,8 7,7 9,0

• Obecna produkcja energii elektrycznej z OZE wynosi: z elektrowni wiatrowych 375GWh/a; elektrowni wodnych 2200GWh/a - potencjał wzrostu do roku 2010 wynosi 6425GWh/a

• Wg stanu na koniec roku 2002 - 84% produkcji energii elektrycznej ze źródełodnawialnych to produkcja generowana z elektrowni wodnych

ESP NA RYNKU ENERGII ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH

Lata 1995 2000 2001 parametr2008 2116 2160 MW

w tym elektrownie szczytowo - pompowe* 1330 1330 1330 MW3780 3967 4043 GWh/a

w tym elektrownie szczytowo - pompowe* 1930 1915 1800 GWh/a

ELEKTROWNIE WODNE bez małych elektrowni wodnych

*Żarnowiec, Żar, Żydowo

Produkcja energii elektrycznej

MOC zainstalowana

Udział GK ESP S.A.w produkcji

„zielonej energii”elektrycznej

w kraju

Ogółem moc zainstalowana w elektrowniach wodnych

Grupy Kapitałowej ESP S.A. (GK ESP S.A.) na koniec

roku 2002 wyniosła -1533MW

17%

ELEKTROWNIE GK ESP S.A. WYKORZYSTUJĄCE DOPŁYW NATURALNY

ELEKTROWNIA ZDOLNOŚĆ PRODUKCYJNA ILOŚĆ (MWh/a)Myczkowce 32 500

Dychów teren 58 725Kliczków 1 961

Dychów (dopływ) 82 000Tresna i Porąbka 62 400Solina (dopływ) 134 000

Razem 371 586

OPŁACALNOŚĆ WYKORZYSTANIA OZE

1. Mała wodna na istniejącym jazie (do 5MW) 0,15 - 0,20 około 30 3,0 - 5,0 4000

2. Mała wodna budowana z jazem (do 5MW) 0,35 około 30 6,0 - 10,0 40003. Duża wodna budowana z jazem (powyżej 5MW) 0,35 - 0,40 około 30 10,0 - 15,0 45004. Wiatrowa (0,6 - 1,0MW) 0,25 - 0,40 8 - 10 3,5 - 4,0 22005. Elektrociepłownia na biomasę lub biogaz 0,20 - 0,30 10 - 15 5,0 - 7,5 4500 - 6500

Średnie nakłady jednostkowe w tys.PLN/kW

Średni czas wykorzystania mocy zainstalowanej w h

Szacunkowe ceny energii elektrycznej i nakłady inwestycyjne dla poszczególnych rodzajów źródeł w Polsce

Lp. Typ elektrowni Cena PLN/kWh Okres zwrotu w latach

Cena zakupu energii konwencjonalnej

Cena energii odnawialnej

Udział energii eko w zakupie

Wzrost ceny zakupu ogółem





PLN/kWh PLN/kWh % % % % % %0,12 0,20 2,40 101,60 5,00 103,30 7,50 105,000,12 0,25 2,40 102,60 5,00 105,40 7,50 108,100,12 0,30 2,40 103,60 5,00 107,50 7,50 111,300,12 0,35 2,40 104,60 5,00 109,60 7,50 114,400,12 0,40 2,40 105,60 5,00 111,70 7,50 117,500,12 0,45 2,40 106,60 5,00 113,80 7,50 120,60

Wpływ cen energii odnawialnej na średnią cenę zakupu spółek dystrybucyjnych

Wyszczególnienie 1980 1985 1990 1995 2000 2005*prognoza 2010*prognoza

Małe elektrownie wodne - koszt energii w EUR'98/kWh

0,025 - 0,21

0,025 - 0,19

0,024 - 0,16

0,024 - 0,15

0,024 - 0,125

0,024 - 0,10 0,022 - 0,09

Elektrownie wiatrowe - koszt energii w EUR/kWh

0,28 - 0,70

0,14 - 0,35

0,084 - 0,21

0,04 - 0,10

0,03 - 0,08 0,0275 - 0,07 0,027 - 0,07

Koszty produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w UE

Analiza strategii rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce- odnawialne źródła energii elektrycznej

Wojciech Kułagowski- TEW, ESPSA

Strategia rozwoju energetyki odnawialnej Ministerstwa Środowiska (2) – główne założenia

Realizacja wariantu 7,5% udziału energii odnawialnej elektrycznej w2010 roku zakłada wybudowanie około 2500 MW z produkcją rocznąokoło 14 000 000 MWh z tego:

• 600 MW elektrownie wiatrowe 1 200 000 MWh,• 200 MW małe elektrownie wodne 800 000 MWh,• 590 MW biogazownie 530 000 MWh,• 1200 MW elektrociepłownie na drewno 9 600 000 MWh,• 2 MW ogniwa fotowoltaiczne 2 000 MWh.


NA PODSTAWIE MATERIAŁU Wojciech Kułagowski- TEW, ESPSA

Rodzaje źródeł odnawialnych - szanse rozwojuhydroenergetyka (1)

Potencjał energetyczny polskich rzek wynosi:- teoretyczny około 23,0 TWh/rok- realny techniczny około 12,1 TWh/rok - ekonomiczny około 8,5 TWh/rok Obecnie w Polsce pracuje około 500 różnej mocy elektrowni wodnych.Produkcja roczna (z dopływu naturalnego) wynosi około 2,2 TWh.W obecnych warunkach, w najbliższych dziesięciu latach, nie należyspodziewać się większego przyrostu produkcji z elektrowni wodnychniż 800 000 MWh/rok - jest to przyrost mocy rzędu 200 MW.



Rodzaje źródeł odnawialnych - szanse rozwojuhydroenergetyka (2)

Zakładając wybudowanie małych i średnich elektrowni o łącznejmocy 150 MW i dużej elektrowni o mocy około 50 MW w roku 2010łączna moc w elektrowniach wodnych wyniesie około 1000 MW z produkcją około 3 000 000 MWh rocznie.

Wykorzystanie technicznych zasobów energii wodnej zwiększy się zobecnych 18 % do około 25 % .



Prognoza rozwoju (2)

Struktura sprzedaży energii odnawialnej w latach 1999 2010

woda 98,8% biomasa 1% woda 33,3% biomasa 52,8% wiatr 0,2% inne 0% wiatr 13,3% inne 0,6%

Fale i pływy morskieFarma podmorskich turbin

Gazeta Wyborcza, 2 marca 2004

Podmorskie turbiny• Pierwsze urządzenie zbudowali w 1967 roku Francuzi u ujścia

rzeki Rance. Moc 240 MW.• Podobnie jak w przypadku zapór na rzekach tego typu

elektrownie stanowią nieprzekraczalną barierę dla ryb i utrudniają transport wodny.

• Podmorskie turbiny – 300 kW przytwierdzona do morskiego dna w cieśninie Kvalsund koło norweskiego miasteczka Hammersfest.

Podmorskie turbiny – zasada działania

• W cieśninie bez przerwy występuje ruch wody wywołany przypływami o wysokości ok. 3 m. Przez półdoby przypływ wtłacza wodę morską do zatoki z prędkością do 2.5 m/s, a przez drugie pół woda wraca z powrotem do morza. Podwodne turbiny zaopatrzone sąw ruchome ramiona o dł. 10 m, które równo co 12 godz. i 25 min. obracają się o 180 stopni. Ramiona turbiny znajdują się na głębokości 17 m pod poziomem morza, umożliwiając tym samym swobodny transport morski.

Historia elektrowni wodnych na Raduni

Radunia mała, ale bystra rzeka Pomorza, wypływająca na poziomie 160 m npm z 12 jezior "Raduńskich"; w byłym powiecie kartuskim, położonych na zachód od Kartuz, nanosiła w okresach powodzi takznaczne ilości piasku do dolnego jej biegu, że przed Gdańskiemwystępowały częste spiętrzenia wody, rozmycia tam i powodzi nanizinnych przedpolach Gdańska.

Obecnie praca w elektrowniach odbywa się w systemiepółautomatycznym: pracownicy posiadają w swoich domach systemysygnalizacyjne zakłóceń pracy elektrowni. Energia wytwarzana w elektrowniach jest bezpośrednio przesyłana do ogólnej siecienergetycznej. Najczęściej elektrownie szczytowe pracują w godzinachod 7.00 do 13.00 i od 19.00 do 22.00, a więc wtedy, gdy energiaelektryczna jest najdroższa. Elektrownie przepływowe pracują całą dobę.

http://www.key.net.pl/firmy/elektrownie/foto.html

WYKORZYSTANIE ENERGETYCZNE RZEKI WIERZYCY1. Ogólna charakterystyka WierzycyRzeka Wierzyca jest lewobrzeżnym dopływem Wisły. Bierze poczatek w rejonie WzgórzSzymbarskich u stóp Zamkowej Góry na wysokości 223 m npm. Po przebyciu 166 km wpadado Wisły w Gniewie. Po drodze zbiera wody Kacynki (Małej Wierzycy), Wietcisy, Piesienicy, Węgermucy i Inki (Janki) ze zlewni o powierzchni ok.1650 km2. Spad całkowity wynosiponad 200 m - jest więc Wierzyca rzeka bystra o reżimie przepływu zbliżonym do górskiego. Liczne jeziora w dorzeczu Wierzycy wpływają stabilizująco na natężenie przepływu w cieku. 2. Energetyczne wykorzystanie WierzycyGórski reżim przepływu Wierzycy spowodował, iż chętnie budowano na niej tartaki i młynywodne, tym bardziej że nieopodal leżą Żuławy Wiślane, bogaty spichlerz regionu. Podczas II wojny i wkrótce po niej część urządzeń popadła w ruinę. Młyny wodne straciły na znaczeniu, niektóre stopnie wodne - zapomniane - zarosły zielskiem. Kilka stopni odbudowano. Ponieważ Wierzyca w górnym biegu prowadzi niewiele wody, do wykorzystaniaenergetycznego nadaje się ok. 100 m spadu (poniżej Skarszew). Zakład Energetyczny GdańskS.A. ma na tym odcinku cztery elektrownie wodne o łącznym spadzie 18.70 m.

Elektrownia Czarnocińskie Piece

Położona jest na terenie gminy Skarszewy, 92 km od źródła. Ujmuje wody ze zlewni o powierzchni 850 km2. To najstarsza elektrownia wodna na Wierzycy, zbudowana przez miastoSkarszewy w 1907. roku. Poczatkowo w pozwoleniu wodno - prawnym udzielono zezwolenie napiętrzenie do rzędnej 99.21 m npm, jednak z powodu wzrostu zapotrzebowania na energięelektryczną w Skarszewach w roku 1919. piętrzenie podniesiono o 1.20 m, do rzędnej 100.41 m npm. Elektrownia przepływowa. Poczatkowo dwie turbiny pionowe Francisa o mocy 145 kW i 60 kW z przekładnią zębatą. W 1961. roku elektrownię zmodernizowano likwidując jedną (małą) turbinę. Na miejscu drugiej zainstalowano turbinę pionowa Kaplana w komorze otwartej o mocy136 kW, spadzie 3.5 m i przełyku 6 m3/s. W roku 1986. wymieniono stara przekładnię zębata naprzekładnię pasowa. W 1996. regulator hydrauliczno-mechaniczny Voitha zastapionoregulatorem elektrohydraulicznym, wykonanym przez Instytut Energetyki O/Gdańsk. Generator synchroniczny o napięciu 0.525 kV, 500 obr./min. Jaz żelbetowy o długości 17.5 m, światło 11.4 m. Przepustowość jazu 111 m3/s. Największy przepływ notowany w kwietniu 1962. -17.4 m3/s, średni przepływ 3.8 m3/s.

Elektrownia OwidzPołożona jest na terenie gminy Starogard Gdański, 113 km od źródła. Wielkość zlewni Wierzycy w przekroju Owidza wynosi 1070 km2. W Owidzu co najmniej od 1880. roku istniał młyn wodny. W roku 1910. firma F. Wichert pobudowała na jego miejscu elektrownię wodną. Dozwolone piętrzenie 69.304 m npm. Elektrownia przepływowa o mocy 186 kW. Turbina pionowa Francisa w komorze otwartej, spad 4 m, przełyk 7 m3/s. Modernizacjaprzeprowadzona w roku 1978. polegała na wymianie generatorasynchronicznego i przekładni o zębach drewnianych na generator asynchroniczny o napięciu 6 kV, 990 obr./min. i przekładnię kątową. Jazbetonowy - długość 12.6 m, światło jazu 9.86 m. Przepustowość jazu84.5 m3/s. Przepustowość upustu bocznego przy elektrowni 55.23 m3/s. W kwietniu 1962. zanotowano przepływ 21.6 m3/s, najwyższy powojnie. W źródłach zachowały się zapisy o wielkiej wodzie wiosną1888. roku, kiedy to przepływ w Owidzu wyniósł 61.6 m3/s.

Elektrownia KolinczPołożona jest w gminie Starogard Gdański,127 km od źródła. Wielkośćzlewni Wierzycy w przekroju Kolincza wynosi 1180 km2. W roku 1911. firma F. Wichert wybudowała tu młyn zbożowy, do którego po trzechlatach dobudowano siłownię wodną. Piętrzenie 58 m npm, dozwolone odpoczatku istnienia obiektu. Elektrownia przepływowa o mocy 407 kW. Turbina podwójna bliźniaczaFrancisa pozioma w komorze otwartej (dwie turbiny na wspólnym wale). Spad 7 m, przełyk 6.88 m3/s. Generator synchroniczny bez hamulca o napięciu 5.2 kV, 214 obr./min. Jaz betonowy o długości 20 m, światło17.5 m. Przepustowość jazu 81 m3/s. Przepustowość upustu dennego44.6 m3/s, upustu bocznego 22 m3/s. Największy powojenny przepływzanotowano w kwietniu 1962. - 22.5 m3/s. W źródłach zachowały sięzapisy o wielkiej wodzie wiosną 1888. Przepływ w Kolinczu wyniósłwówczas 68 m3/s.

Małe elektrownie wodne (MEW), nieliczne jeszczew Polsce (ok.300) budowane wg tradycyjnychsposobów pochłaniają znaczną część kosztów w czasie ich realizacji na zrealizowanie piętrzeniawody. Zrealizowanie piętrzenia wymaga środkówna kosztowne i czasochłonne budowlehydrotechniczne.Ponadto niemal każdorazowo konieczne jest przebrnięcie przez czasochłonną procedurę zmianyplanu zagospodarowania danej gminy.Dla większości gmin projektanci urbaniści niezaproponowali terenów pod MEW. Można wręczstwierdzić, że takich planów niemal nie ma.Opracowując projekty MEW zauważyliśmy u inwestorów naturalną w tej sytuacji dążność do wykorzystania piętrzeń istniejących, energetycznieniezagospodarowanych.

Najliczniejszą grupę( wg naszego rozeznania ponad 300) takichpiętrzeń stanowią jazy zasuwowe budowane w trakcie regulacji rzeknizinnych. Jazy te piętrząc wodę służą,(a właściwie służyły) do nawodnień okolicznych pól.Cechą charakterystyczną takich piętrzeń jest niski spad (1 ¸ 3m) oraz dosyć znaczny przepływ rzeki sięgający niekiedy kilkunastum3/s. Pozwala to na zbudowanie elektrowni o mocy od kilku do kilkuset kW.Wybudowanie jednak MEW na takim piętrzeniumetodą tradycyjną pociąga za sobą konieczność:

•Wykupienia terenu obok jazu, co nie zawsze jest możliwe.•Dokonania zmian w planie zagospodarowania gminy (MEW w terenie rolniczym). •Wybudowania budynku elektrowni w nawiązaniu do istniejącego jazu

Documents

Energia wodna - Plan Rozwoju Politechniki Częstochowskiej · Elektrownia Czarnocińskie Piece Położona jest na terenie gminy Skarszewy, 92 km od źródła. Ujmuje wody ze zlewni