Odnawialne źródła energii w Małopolsce

ODNAWIALNE èRÓD¸A ENERGIIW MA¸OPOLSCE

PORADNIK

ODNAWIALNE èRÓD¸A ENERGIIW MA¸OPOLSCE

Kraków 2007

Odnawialne êród∏a energii w Ma∏opolsce4

WYDAWCA:STOWARZYSZENIE GMINPOLSKA SIEå „ENERGIE CITÉS”31-016 Kraków, ul. S∏awkowska 17Tel./Fax +48 12 429 17 93e-mail: [email protected]

ODNAWIALNE èRÓD¸A ENERGII W MA¸OPOLSCE

Autorzy rozdzia∏ów:mgr in˝. AAnneettaa SSaappiiƒƒsskkaa--ÂÂlliiwwaa, Stowarzyszenie Gmin Polska Sieç „Energie Cités”mgr in˝. PPiioottrr KKrrzzeecczzkkoowwsskkii, Polski Zwiàzek Pracodawców Sektora Energetyki

Odnawialnej i Ochrony Ârodowiskadr in˝. ZZddzziiss∏∏aaww ZZààbbeerr, DR ZÑBER Sp. z o.o.dr in˝. MMiirrooss∏∏aaww JJaannoowwsskkii, Wydzia∏ Geologii, Geofizyki i Ochrony Ârodowiska,

Akademia Górniczo-Hutniczadr in˝. WWiieess∏∏aaww BBuujjaakkoowwsskkii, Zak∏ad Energetyki Odnawialnej, Instytut Gospodarki

Surowcami Mineralnymi i Energià, Polska Akademia Naukdr in˝. TToommaasszz ÂÂlliiwwaa, Wydzia∏ Wiertnictwa, Nafty i Gazu,

Akademia Górniczo-Hutniczadr in˝. SS∏∏aawwoommiirr OObbiiddzziiƒƒsskkii, Wydzia∏ Mechaniczny, Politechnika Bia∏ostocka

Recenzja naukowa: prof. dr hab. JJaann PPaawwllaakk

Wydanie i opracowanie publikacji wspó∏finansowane zEuropejskiego Funduszu Spo∏ecznego Unii Europejskiej w ramachZintegrowanego Programu Operacyjnego Rozwoju Regionalnegooraz ze Êrodków bud˝etu paƒstwa.

ISBN 978-83-924306-1-2Redakcja: Aneta Sapiƒska-ÂliwaProjekt ok∏adki: D.A.G. studioSk∏ad, druk: rainbow studio

© COPYRIGHT BY STOWARZYSZENIE GMIN POLSKA SIEå „ENERGIE CITÉS”

egzemplarz bezp∏atny

Odnawialne êród∏a energii w Ma∏opolsce

Spis treÊci

5

Spis treÊci

Wst´p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1. WPROWADZENIE (Aneta Sapiƒska-Âliwa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2. ENERGIA WODNA (Piotr Krzeczkowski) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1. Charakterystyka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1.1. Historia ko∏a wodnego na Êwiecie i w Polsce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1.2. Narodziny turbin wodnych i ich rozwój . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.1.3. Ogólna charakterystyka elektrowni wodnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.1.4. Energetyka wodna na Êwiecie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.1.5. Energetyka wodna w Polsce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2. Potencja∏ energetyczny na terenie Ma∏opolski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.2.1. Górna Wis∏a i jej wa˝niejsze dop∏ywy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.2.2. Obiekty hydrotechniczne w województwie ma∏opolskim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.2.3. Energetyka wodna w województwie ma∏opolskim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.3. Technologie – dobór turbin wodnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.4. Procedury zwiàzane z inwestycjami dotyczàcymi wykorzystania energii wodnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.5. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3. ENERGIA WIATROWA (Zdzis∏aw Zàber) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35


3.2. Potencja∏ energetyczny na terenie Ma∏opolski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.3. Technologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.4. Formalne procedury wdra˝ania inwestycji (procedury, problemy, ryzyko...) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.5. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

4. ENERGIA S¸ONECZNA (Miros∏aw Janowski) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49


4.2. Potencja∏ energii s∏onecznej na terenie Ma∏opolski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

4.3. Technologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4.3.1. Systemy pasywne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

4.3.1.1. BezpoÊrednie pozyskiwanie ciep∏a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.3.1.2. Systemy ze Êcianami kolektorowo-magazynowymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.3.1.3. Systemy z termosyfonowym ogrzewaniem powietrznym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Spis treÊci


4.3.1.4. Systemy z przeszklonymi przybudówkami (szklarnie, oran˝erie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

4.3.1.5. Systemy z przep∏ywem powietrza wokó∏ lub wewnàtrz budynku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.3.2. Systemy fototermiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

4.3.2.1. Kolektory p∏askie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

4.3.2.2. Kolektory p∏askie pró˝niowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

4.3.2.3. Kolektory p∏askie pró˝niowo-rurowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

4.3.2.4. Rozwiàzania systemów fototermicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

4.3.3. Systemy fotowoltaiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

4.4. Formalne procedury wdra˝ania inwestycji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

4.5. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

5. ENERGIA GEOTERMALNA (Wies∏aw Bujakowski) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

5.1. Wst´p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

5.2. Zasoby energii geotermalnej w Polsce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

5.3. Wykorzystanie energii geotermalnej w Polsce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5.4. Przeglàd wykorzystania energii geotermalnej w Polsce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

5.5. Wody geotermalne w Ma∏opolsce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

5.6. Formalne aspekty zagospodarowania z∏o˝a wód geotermalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

5.7. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

6. POMPY CIEP¸A (Tomasz Âliwa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

6.1. Wst´p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

6.2. Zasada dzia∏ania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

6.3. Budowa spr´˝arkowej pompy ciep∏a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

6.3.1. Czynnik roboczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

6.4. èród∏a ciep∏a niskotemperaturowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

6.4.1. NoÊnik ciep∏a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

6.4.2. NoÊnik ciep∏a niskotemperaturowego a efektywnoÊç pompy ciep∏a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

6.4.3. Rodzaje êróde∏ ciep∏a niskotemperaturowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

6.5. Wybrane przyk∏ady wykorzystania êróde∏ ciep∏a niskotemperaturowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

6.5.1. Ciep∏o z górotworu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

6.5.2. Ciep∏o z wód g∏´binowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

6.5.3. Ciep∏o z wód powierzchniowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

6.5.4. Powietrze atmosferyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

6.5.5. Powietrze wentylacyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

6.5.6. Ciep∏o powrotne w systemach grzewczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125


Spis treÊci

7

6.5.7. Wykorzystanie instalacji c.o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

6.5.8. Lodowisko-p∏ywalnia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

6.5.9. Ciep∏o z odpadów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

6.5.10. Ciep∏o z instalacji infrastrukturalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

6.5.11. KoherentnoÊç êróde∏ ciep∏a niskotemperaturowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

6.6. Odbiorcy ciep∏a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

6.6.1. Systemy ciàg∏ego zasilania w ciep∏o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

6.6.2. Systemy cyklicznego zasilania w ciep∏o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

6.6.3. Systemy ciàg∏ego ch∏odzenia i zasilania w ciep∏o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

6.6.4. Systemy cyklicznego ch∏odzenia i zasilania w ciep∏o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

6.6.5. Systemy grzewcze lub grzewczo-ch∏odnicze z magazynowaniem ciep∏a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

6.7. EfektywnoÊç energetyczna i ekonomiczna pomp ciep∏a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

6.8. Koszty inwestycyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

6.9. Koszty eksploatacyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

6.10. Zagadnienia formalne dotyczàce stosowania pomp ciep∏a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

6.11. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

7. BIOMASA (S∏awomir Obidziƒski) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

7.1. Charakterystyka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

7.2. Potencja∏ energetyczny biomasy na terenie Ma∏opolski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

7.3. Technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

7.4. Formalne procedury wdra˝ania inwestycji (procedury, problemy, ryzyko...) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

7.5. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

8. PROCEDURY ZWIÑZANE Z INWESTYCJAMI W GMINIE Z ZAKRESU ENERGETYKI ODNAWIALNEJ (Piotr Krzeczkowski) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

8.1. Elektrownie wodne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

8.1.1. Tryb uzyskiwania dokumentów dotyczàcych planowania i zagospodarowania przestrzennego . . . . . 170

8.1.1.1. Procedury zwiàzane z wydaniem decyzji o lokalizacji inwestycji celu publicznego oraz sposobu zagospodarowania terenu i warunków zabudowy dla innych inwestycji . . . . . . . . 171

8.1.1.2. Procedury zwiàzane z inwestycjami w gminach posiadajàcych miejscowe plany zagospodarowania przestrzennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

8.1.2. Post´powanie w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko planowanych przedsi´wzi´ç . . . . . . . 174

8.1.3. Tryb nabywania prawa do gruntu pod inwestycje zwiàzane z budowà elektrowni wodnych poprzez zakup, dzier˝aw´, u˝ytkowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

8.1.4. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia wodnoprawnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

8.1.5. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia na budow´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

Spis treÊci


8.1.6. Post´powanie w sprawie wydawania koncesji na prowadzenie dzia∏alnoÊci gospodarczej w zakresie wytwarzania energii elektrycznej w Odnawialnych èród∏ach Energii . . . . . . . . . . . . . . . . 180

8.2. Elektrownie wiatrowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

8.2.1. Tryb nabywania gruntu pod inwestycje wiatrowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

8.2.2. Tryb uzyskiwania dokumentów dotyczàcych planowania i zagospodarowania przestrzennego . . . . . 183

8.2.3. Oznakowanie elektrowni wiatrowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

8.2.4. Post´powanie w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko planowanych przedsi´wzi´ç . . . . . . . . 183

8.2.4.1. Wydanie pozwolenia na emitowanie ha∏asu do Êrodowiska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

8.2.4.2. Wydanie pozwolenia na emitowanie pól elektromagnetycznych do Êrodowiska . . . . . . . . . . . . . 186



8.3. Kolektory s∏oneczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

8.4. Biomasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

8.4.1. Procedury formalno-prawne dotyczàce budowy biogazowi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

8.4.2. Procedury zwiàzane z wydaniem decyzji o Êrodowiskowych uwarunkowaniach . . . . . . . . . . . . . . . . 192

8.4.3. Wymagania zwiàzane z kot∏ami na biomas´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194



8.5. Energia geotermalna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

8.5.1. Nabywanie w∏asnoÊci u˝ytkowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

8.5.2. Wydawanie koncesji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

8.5.3. Prace geologiczne i hydrogeologiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

8.5.4. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia wodnoprawnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

8.5.5. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia na budow´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

8.6. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

9. PRZEGLÑD KRAJOWYCH I ZAGRANICZNYCH èRÓDE¸ FINANSOWANIA INWESTYCJI ZWIÑZANYCH Z WYKORZYSTANIEM ODNAWIALNYCH èRÓDE¸ ENERGII (Aneta Sapiƒska-Âliwa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

9.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

9.2. Ârodki krajowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

9.3. Ârodki zagraniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

9.4. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228


Wst´p

9

Niniejszy poradnik pt. Odnawialne êród∏a energii w Ma∏opolsce, który zosta∏przygotowany i wydany przez Stowarzyszenie Gmin Polska Sieç „Energie Cités”,stanowi efekt dzia∏aƒ podj´tych w projekcie pt. Energia odnawialna – transfer wie-dzy i technologii dla regionalnych strategii innowacyjnych. Projekt realizowanow latach 2005-2006 w ramach Dzia∏ania 2.6. ZPORR – Regionalne Strategie Inno-wacyjne i Transfer Wiedzy. Poglàdy w nim wyra˝one nie odzwierciedlajà oficjalne-go stanowiska Unii Europejskiej.

Partnerem projektu by∏ Zak∏ad Surowców Energetycznych Wydzia∏u Geologii,Geofizyki i Ochrony Ârodowiska Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie oraz Pol-ski Zwiàzek Pracodawców Sektora Energetyki Odnawialnej i Ochrony Ârodowiska.

Projekt by∏ wspó∏finansowany z Europejskiego Funduszu Spo∏ecznego UniiEuropejskiej oraz Êrodków bud˝etu paƒstwa.

G∏ównym celem tej publikacji jest wskazanie mo˝liwych rozwiàzaƒ z zakresuenergetyki odnawialnej. Autorzy poradnika pragnà zwróciç uwag´ na fakt, ˝e wcià˝poszukuje si´ najlepszych dost´pnych technik. Post´p w ka˝dej dziedzinie ˝ycia,szczególnie w obszarze rozwiàzaƒ technicznych, otwiera wcià˝ nowe mo˝liwoÊciokie∏znania natury i wykorzystania choç w cz´Êci jej zasobów na potrzeby cz∏owie-ka, szczególnie w zakresie pozyskiwania energii.

Wybór êród∏a energii i techniki jego wykorzystania powinien byç poparty zarów-no wczeÊniejszà analizà dotyczàcà mo˝liwoÊci zastosowania rozwiàzaƒ projekto-wych, jak równie˝ wynikami analizy ekonomicznej. Analiza taka powinna uwzgl´d-niaç mo˝liwe formy wsparcia finansowego danej inwestycji. Wskaêniki op∏acalno-Êci mogà znacznie si´ zmieniç, jeÊli np. inwestor pozyska bezzwrotnà pomoc lubpreferencyjnà po˝yczk´. Dlatego nale˝y poszukiwaç rozmaitych Êrodków finanso-wych na realizacj´ inwestycji z zakresu odnawialnych êróde∏ energii w instytucjachkrajowych i zagranicznych.

Trzeba pami´taç, ˝e odnawialne êród∏a energii stanowià zawsze potencja∏ lo-kalny. Zatem rozwiàzania dotyczàce pozyskania danego typu energii odnawialnej,które sprawdzi∏y si´ w jednym miejscu, niekoniecznie stanowiç b´dà dobre rozwià-zania dla innej spo∏ecznoÊci.

W odnalezieniu interesujàcej Czytelnika tematyki pomocny b´dzie szczegó∏o-wy spis treÊci oraz w wi´kszoÊci rozdzia∏ów spis literatury, który u∏atwi wyszuka-nie dodatkowych publikacji umo˝liwiajàcych pog∏´bienie wiedzy z danego zakresu.

Maria Stankiewicz Pawe∏ WoêniakKoordynator Projektu Kierownik Projektu

Dyrektor Biura



Wprowadzenie

11

1. WPROWADZENIEStowarzyszenie Gmin Polska Sieç „Energie Cités” w okresie od marca 2005 r.

do grudnia 2006 r. realizowa∏o projekt pn. Energia odnawialna – transfer wiedzyi technologii dla regionalnych strategii innowacyjnych, w ramach którego przepro-wadzono 22 szkolenia w ka˝dym powiecie Ma∏opolski. Na szkoleniach wyg∏aszaneby∏y referaty dotyczàce:

– energii wodnej,– energii wiatrowej,– energii s∏onecznej,– energii geotermalnej,– pomp ciep∏a,– biomasy,– inwestycji w gminie,– finansowania inwestycji zwiàzanych z energià odnawialnà.

Du˝e zainteresowanie szkoleniami i poruszonà tam tematykà ma swoje od-zwierciedlenie w wydaniu niniejszego poradnika.

Na obszarze Ma∏opolski istniejà przyk∏ady praktycznego wykorzystania energiiodnawialnej. Krótki przeglàd ich wykorzystania przytoczono poni˝ej za opracowa-niem pt. Program ochrony Êrodowiska województwa ma∏opolskiego, który przed-stawia polityk´ d∏ugoterminowà do roku 2012 oraz strategi´ wdro˝eniowà na la-ta 2005-2008.

Ma∏opolska le˝y w po∏udniowej cz´Êci Polski. Graniczy z województwami:Êlàskim, Êwi´tokrzyskim i podkarpackim oraz z Republikà S∏owacji. Wojewódz-two zajmuje powierzchni´ 15 190 km2 i jest jednym z mniejszych regionów Pol-ski (12. miejsce w kraju). Pod wzgl´dem liczby mieszkaƒców (3 mln 254 tys.osób) Ma∏opolska znajduje si´ na 4. miejscu w Polsce, dlatego te˝ g´stoÊç zalud-nienia jest tu jednà z najwy˝szych w kraju (Ma∏opolska – 214 osób/km2, Êredniakrajowa – 122 osób/km2).

Województwo ma∏opolskie zajmuje 3. miejsce w kraju pod wzgl´dem emisji py-∏ów i 4. miejsce pod wzgl´dem emisji gazów (za Êlàskim, ∏ódzkim i mazowieckim).

Od roku 1999 do roku 2003 mo˝na zauwa˝yç niewielki, lecz systematyczny spa-dek emisji zanieczyszczeƒ pochodzàcych ze spalania paliw. Struktura emisji zanie-czyszczeƒ kszta∏tuje si´ w sposób nast´pujàcy:

– przemys∏ 49,0%,– energetyka 39,7%,– gospodarka komunalna 6,0%.

W ostatnich latach w województwie ma∏opolskim zauwa˝yç mo˝na znacznywzrost udzia∏u energii pochodzàcej ze êróde∏ odnawialnych w bilansie energetycz-nym. Strategia Rozwoju Energetyki Odnawialnej z wrzeÊnia 2000 r. zak∏ada, ˝edo koƒca 2010 r. 7,5% ca∏ej energii zu˝ywanej w Polsce pochodziç b´dzie ze êró-de∏ odnawialnych (dla porównania w UE – 12%).

Pod wzgl´dem wykorzystania odnawialnych êróde∏ energii województwo ma∏o-polskie zajmuje czwartà pozycj´ w kraju po województwach: pomorskim (32,8%),Êlàskim (24,7%) i kujawsko-pomorskim (9,7%), a przed województwami: zachod-niopomorskim (7,5%) i podkarpackim (6,7%).

Na terenie województwa ma∏opolskiego dzia∏a 13 elektrowni wodnych o mo-cy powy˝ej 0,1 MW ka˝da, z których najwi´ksza jest elektrownia w Niedzicyo mocy 92,80 MW.

W województwie ma∏opolskim od roku 1994 wykorzystuje si´ energi´ geoter-malnà. Pierwsza tego typu instalacja zosta∏a uruchomiona w miejscowoÊci BaƒskaNi˝na. Obecnie funkcjonuje jako PEC „Geotermia Podhalaƒska” SA.

Pompy ciep∏a wykorzystuje si´ do ogrzewania wody u˝ytkowej i do centralnegoogrzewania w budynkach jednorodzinnych, a tak˝e w innych obiektach. Jako przy-k∏ady w Ma∏opolsce przytoczyç mo˝na instalacje m.in. w Zamku w Niepo∏omicachoraz w szko∏ach w Miechowie i Jordanowie.

Wzrasta równie˝ wykorzystanie biomasy na cele energetyczne. I tak dla przyk∏a-du – s∏oma wykorzystywana jest w Ma∏opolsce w 10 ciep∏owniach osiedlowycho ∏àcznej mocy zainstalowanej nieprzekraczajàcej 13 MW.

Przyk∏adem wykorzystania energii s∏onecznej jest gmina Miechów, w którejw oko∏o pi´çdziesićiu gospodarstwach zamontowano kolektory s∏oneczne. Nie-stety brakuje dok∏adnych danych dotyczàcych ∏àcznej mocy zainstalowanych kolek-torów, co wynika z braku ewidencjonowania instalacji solarnych montowanychprzez indywidualnych odbiorców energii.

Z punktu widzenia wykorzystania energii wiatru województwo ma∏opolskie zloka-lizowane jest g∏ównie w strefie niekorzystnej i wybitnie niekorzystnej, o ma∏ych zaso-bach energetycznych wiatru. Jednak˝e na terenach po∏udniowych województwa wy-st´pujà lokalne strefy, w których potencja∏ wiatru jest znaczàcy. Na obszarze Ma∏opol-ski w Rytrze uruchomiono w 1992 r. elektrowni´ wiatrowà o mocy nominalnej 150 kW,a na Przys∏opie w Zawoi w 1996 r. elektrowni´ o mocy nominalnej 160 kW.

Produkcja energii elektrycznej z odnawialnych êróde∏ jest w Ma∏opolsce du˝aw porównaniu ze Êrednià krajowà (2,3%), ale wcià˝ zbyt ma∏a jeÊli wziàç pod uwa-g´ istniejàcy w województwie potencja∏.

Wprowadzenie



Energia wodna

13

2. ENERGIA WODNAPozyskiwanie energii z wody zacz´∏o si´ prawie 2000 lat temu. Wówczas ko∏a

wodne nap´dza∏y ˝arna w m∏ynach. Póêniej, po kolejnych kilkuset latach prób i do-Êwiadczeƒ z wykorzystywaniem si∏y wody, zacz´to wykorzystywaç t´ si∏´ naturydo innych zadaƒ. W dolinach rzek powstawa∏y oprócz m∏ynów kuênie, tartaki i in-ne urzàdzenia.

Wspó∏czeÊnie maszynà odpowiadajàcà za pozyskiwanie energii z wód jest tur-bina wodna wspó∏pracujàca z pot´˝nymi generatorami w elektrowniach wodnych.W Europie sà kraje (np. Norwegia), gdzie w ten sposób produkuje si´ zdecydowa-nà wi´kszoÊç energii.

2.1. CharakterystykaNa Êwiecie istnieje oko∏o 1,4 mld km3 wody (Bajkiewicz – Grabowska 1993).

Jest ona niezb´dna do ˝ycia, które zresztà zacz´∏o si´ w∏aÊnie w niej rozwijaç.Cz∏owiek potrzebuje wody na ka˝dym kroku:

– w gospodarstwie domowym, – w rolnictwie, – w przemyÊle, – do celów sanitarnych, – do transportu i rekreacji.

Nie zawsze pami´tamy jednak, ˝e Êwiatowe zasoby wody to tak˝e wielki maga-zyn energii, z którego wspó∏czeÊnie pochodzi oko∏o 20% globalnej energii elek-trycznej (Szramka 1999).

2.1.1. Historia ko∏a wodnego na Êwiecie i w PolscePierwszà maszynà nap´dowà, która zastàpi∏a si∏´ mi´Êni ludzkich, a nast´pnie

zwierzàt, by∏o ko∏o wodne. Na poczàtku ko∏o s∏u˝y∏o do czerpania wody orazdo mielenia zbó˝.

Pierwsze ko∏a wodne:M∏yn rzymski (m∏yn Witruwiusza – I wiek p.n.e.), powsta∏ na terenach paƒstwa

rzymskiego, jako m∏yn z ko∏em wodnym o osi poziomej wyposa˝ony w przek∏adni´z´batà, poprzez którà nap´dzano m∏yƒski kamieƒ bie˝nikowy osadzony na drugimwale pionowym (Marcus Witruwiusz polio: Architektura z lat 25-23 p.n.e.).

M∏yn turecki (m∏yn grecki, m∏yn turbinowy) powsta∏ na terenach Ma∏ej Azji(rys.1) (Hoffmann 1991) – ko∏o wodne o wale pionowym wraz z kamieniem bie˝-nikowym, wyposa˝one w wirnik obracajàcy si´ w p∏aszczyênie poziomej, do które-

go doprowadzano wod´ rurà o znacznym nachyleniu. Wirniki te by∏y ko∏ami wod-nymi typu natryskowego, woda uderza∏a w zamocowane na ich obwodzie licznepó∏czarki lub ukoÊne deseczki.

Ko∏o wodne „Wa∏aska” z Podhala (Jost 1978). Ko∏o to wraz z ca∏à gamà innychurzàdzeƒ wodnoenergetycznych Podhala opisa∏ Henryk Jost w swej ksià˝ce pt. Lu-dowe urzàdzenia energetyczne i mechaniczne o nap´dzie wodnym na Podhalu.

Ko∏a wodne nap´dza∏y najró˝niejsze urzàdzenia w zak∏adach przetwórczych(np. m∏yny zbo˝owe i prochowe, folusze) oraz w tartakach i kuêniach zwanychte˝ m∏otowniami. Pod koniec Êredniowiecza ko∏a wodne sta∏y si´ najwa˝niejszymêród∏em mocy mechanicznej, osiàgajàc moce rz´du kilkudziesićiu kilowatów.

Energia wodna


Rys.1. Natryskowe ko∏o wodne (m∏yn turecki)

1 – natrysk wody, 2 – ∏opatki.

Rys.2. Typy kó∏ wodnych (Hoffmann 1991)1. nasi´bierne, 2. Êródsi´bierne, 3. podsi´bierne.


Energia wodna

15

Przyczyni∏y si´ w znacznej mie-rze do uprzemys∏owienia Euro-py Zachodniej, tym samymdo wzrostu jej znaczenia go-spodarczego.

Póêniej, poza m∏ynami wod-nymi, energia ta znalaz∏a zasto-sowanie w kuêniach i tartakach.W Skandynawii u˝ywano jejdo nap´dzania pi∏ podczas wiel-kich wyr´bów lasów.

Na ziemiach polskich pierw-sza udokumentowana informa-cja o m∏ynie nap´dzanym wodàpochodzi z 1264 roku i dotyczyrzeki Czarnej w Po∏aƒcu. Kilka wieków póêniej takich m∏ynów by∏o w Polsce kilka-naÊcie tysićy. Zazwyczaj towarzyszy∏y im konstrukcje pi´trzàce wod´, a w ich sà-siedztwie cz´sto zak∏adano stawy rybne. M∏yny wodne i m∏ocarnie, a póêniej tak˝etartaki i urzàdzenia hutnicze nap´dzane energià wody bardzo silnie wspiera∏y roz-wój gospodarczy.

2.1.2. Narodziny turbin wodnych i ich rozwójKo∏a wodne da∏y poczàtek rozwojowi turbin wodnych, czego podstawà by∏y pra-

ce teoretyczne D. Bernoulliego (1730 r.) i L. Eulera, który po raz pierwszy zastoso-wa∏ aparat kierowniczy oraz doÊwiadczenia J. Segnera (m∏ynek Segnera z 1750 r.)i prof. Bourdina (1824 r.), który tym silnikom nada∏ nazw´ turbina.

Turbina wodna (turbina hydrauliczna) – silnik wodny przetwarzajàcy energi´mechanicznà wody na ruch obrotowy za pomocà wirnika z ∏opatkami.Pierwsze turbiny wodne zastosowane w przemyÊle:

– turbina B. Foumeyrona (1827 r.) z promieniowym przep∏ywem wody,– turbina Girarda, która jest typowà turbinà o przep∏ywie osiowym. Wed∏ug

krajowych badaƒ jej wynalazcà jest Filip Girard, który w latach 1826-1844przebywa∏ w Polsce, a w 1828 r. opracowa∏ i zainstalowa∏ dwie turbiny wodnewg swego pomys∏u w dobrach gen. Ludwika Paca w Dowspudzie, jako nap´dwielkich m∏ocarni (Hoffmann 1985). Historycy francuscy twierdzà nato-miast, ˝e ten typ turbiny wynalaz∏ Louiz-Dominique Girard w 1853 r.,

– turbina Jonuala opracowana przez Henschela w 1841 r., w swej konstrukcjizastosowa∏ on po raz pierwszy sto˝kowà rur´ ssawnà, zwanà poczàtkowo osio-wym dyfusorem.

Rys. 3. Ko∏o wodne „Wa∏aska”1 – rynna doprowadzajàca wod´, 2 – odprowadzenie wody.

Turbiny wodne dzieli si´ na:– akcyjne np. stosowane

przy du˝ych spadkach,w których wirnik z wkl´s∏y-mi ∏opatkami zasilany jeststycznie strumieniem wo-dy z dyszy,

– reakcyjne, – turbina Francisa – dla

Êrednich spadków, – turbina Kaplana, turbina

Êmig∏owa – dla ma∏ychspadków,

– turbina Tesli, turbina tale-rzowa – szczególny przy-padek turbiny hydraulicznej.

W 1881 roku za pomocà dynama pod∏àczonego do znajdujàcej si´ w m∏yniezbo˝owym turbiny oÊwietlono ulice amerykaƒskiego miasta Niagara Falls, a w ro-ku 1882 uruchomiono pierwszà na Êwiecie elektrowni´ wodnà – instalacj´ na rze-ce Fox River w Appleton (stan Wisconsin). Wspó∏czesny zwrot ku odnawialnymêród∏om energii (OZE) sprawia, ˝e równie˝ energia wody budzi coraz wi´ksze za-interesowanie.

2.1.3. Ogólna charakterystyka elektrowni wodnychEnergetyka wodna (hydroenergetyka) zajmuje si´ pozyskiwaniem energii wód i jej

przetwarzaniem na energi´ mechanicznà i elektrycznà w elektrowniach wodnych.IloÊç wytworzonej energii uzale˝niona jest od wielkoÊci przep∏ywów oraz spadumierzonego jako ró˝nica poziomów wody górnej i dolnej z uwzgl´dnieniem stratprzep∏ywu. W zwiàzku z tym moc teoretyczna rozpatrywanego cieku wodnego wy-ra˝ana jest wzorem (Hoffmann 1991):

gdzie:QÊr – wieloletni przep∏yw Êredni, m3/sHÊr – spad analizowanego odcinka rzeki, m.

Energia wodna


Rys.4. Turbina Peltona (Kopecki 1976)


Energia wodna

17

Podzia∏ elektrowni wodnych

Elektrownie wodne cechuje wyjàtkowa ró˝norodnoÊç rozwiàzaƒ, wynikajàca z ko-niecznoÊci ka˝dorazowego dostosowania si´ do istniejàcych warunków lokalnych.W zwiàzku z tym elektrownie wodne mo˝emy podzieliç ze wzgl´du na ró˝ne kryteria.Podzia∏ elektrowni wodnych ze wzgl´du na wielkoÊç spadu:

– elektrownie o niskim spadzie, nie przekraczajàcym 15 m,– elektrownie o Êrednim spadzie 15 ÷ 50 m, – elektrownie o wysokim spadzie, przekraczajàcym 50 m.

Podzia∏ elektrowni wodnych ze wzgl´du na charakter przep∏ywu:1. Elektrownie z naturalnym dop∏ywem wody:

– elektrownie regulacyjne – inaczej zbiornikowe, co znaczy, ˝e przed elektrow-nià znajduje si´ zbiornik wodny, który wyrównuje sezonowe ró˝nice w iloÊcip∏ynàcej wody,

Rys.5. Schemat dzia∏ania elektrowni wodnej (www.energiaodnawialna.com.pl)Oznaczenia: 1 – ujćie rurowe – dop∏yw wody, 2 – fundamenty zapory, 3 – cokó∏ zapory, 4 – wirnik/∏o-patki turbiny, 5 – mechanizm regulacji skoku ∏opatek turbiny/przek∏adnia z´bata, 6 – wa∏ turbiny, 7 – wylot wody spod turbiny, 8 – przepust wody/przelew górny, 9 – generator i wyprowadzenie energiielektrycznej z elektrowni, 10 – stacja transformatorowa i przy∏àcze do sieci energetycznej, 11- przesy∏energii elektrycznej/sieç energetyczna, 12 – lokalna sieç odbiorcza.

– elektrownie przep∏ywowe, które nie posiadajà zbiornika, wić iloÊç wyprodu-kowanej energii zale˝y od iloÊci wody p∏ynàcej w rzece w danym momencie.

2. Elektrownie szczytowo-pompowe, które znajdujà si´ pomi´dzy dwoma zbiorni-kami wodnymi – tzn. górnym i dolnym. Te elektrownie umo˝liwiajà kumulacjénergii w okresie ma∏ego zapotrzebowania na nià przez pompowanie wody zezbiornika dolnego do górnego. Natomiast w okresie wi´kszego zapotrzebowaniaenergia wyzwalana jest przez spuszczanie wody ze zbiornika górnego do dolne-go za pomocà turbin wodnych.

Zalety stosowania elektrowni wodnych to:– wytwarzanie „czystej” energii elektrycznej – brak emisji jakichkolwiek gazów

lub wytwarzania Êcieków,– zu˝ywanie niewielkich iloÊci energii na potrzeby w∏asne, ok. 0,5-1%, podczas

gdy zu˝ycie w przypadku elektrowni tradycyjnych wynosi ok.10%,– niewielka pracoch∏onnoÊç – do ich obs∏ugi wystarcza sporadyczny nadzór

techniczny,– wykorzystanie energii przez lokalnych odbiorców tak, ˝e mo˝na mówiç o mi-

nimalnych stratach przesy∏u,– awaryjne êród∏o energii w przypadku uszkodzenia sieci przesy∏owej,– regulacja stosunków wodnych w najbli˝szej okolicy poprzez podniesienie wo-

dy gruntowej w okolicach cofki,– przy budowli pi´trzàcej powstanie zbiornik wodny, który stajàc si´ cennym

elementem krajobrazu mo˝e decydowaç o rozwoju turystyki i rekreacji w da-nym regionie,

– pobudzanie aktywnoÊci w Êrodowisku wiejskim (nowe miejsca pracy, obiektytowarzyszàce),

– budowla pi´trzàca mo˝e równie˝ w pewnym stopniu zmniejszyç stopieƒ za-tapiania okolic w przypadku wyst´powania powodzi.

Negatywne oddzia∏ywanie elektrowni wodnych zwiàzane jest:– ze zmniejszeniem naturalnego przep∏ywu wody, co niekorzystnie mo˝e wp∏y-

nàç na istniejàcà biocenoz´ rzeki (kumulacja glonów pobierajàcych tlen mo˝eprowadziç do masowego Ênićia ryb, gromadzenia si´ osadów dennych itd.),

– z wystàpieniem erozji brzegów oraz zatapianiem nadbrze˝nych siedlisk l´go-wych ptaków w przypadku podniesienia si´ poziomu wody.

Powy˝ej wymienione wady majà istotne znaczenie przy budowie du˝ych przy-zaporowych elektrowni wodnych, których wielkoÊç proporcjonalnie wp∏ywa na ku-mulacj´ negatywnego oddzia∏ywania.

Energia wodna



Energia wodna

19

Budujàc elektrowni´ wodnà okreÊlamy jej potencja∏ teoretyczny, który pomniej-szony o pewne straty i ograniczenia okreÊla si´ mianem potencja∏u technicznego.Najwa˝niejsze ograniczenia i straty majàce wp∏yw na oszacowanie potencja∏u tech-nicznego to:

– nierównomiernoÊç naturalnych przep∏ywów w czasie,– naturalna zmiennoÊç spadów,– sprawnoÊç urzàdzeƒ,– istniejàce warunki terenowe (zabudowa),– bezzwrotny pobór wody dla celów nieenergetycznych,– zmiennoÊç spadu wynikajàca z gospodarki wodnej w zbiornikach,– koniecznoÊç zapewnienia minimalnego przep∏ywu wody w korycie rzeki poza

elektrownià.

2.1.4. Energetyka wodna na ÊwiecieAktualnie potencja∏ hydroenergetyczny Êwiata szacuje si´ na ok. 2 857 TW.

Z tego potencja∏u wykorzystuje si´ i przetwarza na energi´ elektrycznà 0,152TW, co stanowi zaledwie 5,5%. Obecnie energetyka wodna dostarcza ok. 2%Êwiatowego zu˝ycia energii i ok. 20% Êwiatowej produkcji energii elektrycznej

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

1 400 000

1 600 000

1 800 000

2 000 000POTENCJA¸ [GWh/ROK]

KRAJ

Austr

ia

Czec

hy

Eston

ia

Franc

ja

Islan

dia

Litwa

¸otw

a

Niem

cy

Norw

egia

POLS

KA

Rosja

(z Az

jà)

Turcj

a (z A

zjà)

Ukra

ina

W´gr

y

S∏owa

cja

Szwa

jcaria

Szwe

cja

Ca∏kowity teoretyczny potencja∏ hydroenergetyczny

Potencja∏ hydroenergetyczny techniczniemo˝liwy do wykorzystania

Potencja∏ hydroenergetycznyop∏acalny do wykorzystania

Rys.6. Potencja∏ hydroenergetyczny w Europie (1999 rok) w GWh/rok (Word Atlas 2000)

Energia wodna


(w krajach wysoko uprzemys∏owionych ok. 17% i ok. 31% w krajach rozwijajà-cych si´).

Pràd elektryczny wytwarzany w takich elektrowniach by∏ istotnym czynnikiemrozwoju cywilizacyjnego w Rosji, Egipcie, krajach Ameryki Po∏udniowej i czarnejAfryki. Aktualnie powa˝ne inwestycje w dziedzinie energetyki wodnej sà prowa-dzone w wielu paƒstwach Êwiata. W Chinach, oprócz licznych inwestycji przy bu-dowie ma∏ych elektrowni wodnych, obecnie koƒczy si´ prace nad budowà najwi´k-szej na Êwiecie elektrowni wodnej „Trzy Koryta” na rzece Jangcy. Jej moc docelo-wa ma osiàgnàç rekordowà wartoÊç 18,2 GW.

Techniczne zasoby energii wodnej w skali Êwiata wynoszà 14,280 TWh/rok.Obecnie sà one wykorzystywane w ok. 27%. Przewiduje si´, ˝e wskaênik ten zosta-nie podwojony do roku 2020.

W krajach Unii Europejskiej w roku 1991 elektrownie wodne o mocy zainstalo-wanej poni˝ej 10 MW osiàgn´∏y ∏àcznà moc 5 GW i wyprodukowa∏y 15 TWh energiielektrycznej. W 1995 r. ich moc wynios∏a ju˝ 7 GW, dla roku 2005 prognozy zak∏ada-∏y osiàgnićie 10 GW. Dla porównania te same parametry w elektrowniach wodnycho mocy zainstalowanej powy˝ej 10 MW kszta∏towa∏y si´ nast´pujàco: 1991 r. – 75 GW,w 1995 r. – 83 GW, prognozy dla 2005 r. – 89 GW.

2.1.5. Energetyka wodna w PolsceTeoretyczne zasoby hydroenergetyczne naszego kraju wynoszà ok. 25 tys. GWh

rocznie. Zasoby techniczne szacuje si´ na ok. 13,7 tys. GWh/rok. WielkoÊç ta to

Rys.7. Najwi´ksze elektrownie wodne na Êwiecie (www.ure.gov.pl)


Energia wodna

21

niemal 10% energii elektrycznej produkowanej w naszym kraju. Polska wykorzy-stuje swoje zasoby energii wodnej jedynie w 12%, dla porównania Niemcy korzy-stajà z nich w 80%, Norwegia w 84%, zaÊ Francja – niemal w 100%. Wdro˝enie no-wych technologii, np. turboregulatorów umo˝liwiajàcych produktywne wykorzysta-nie wód powodziowych czy jazów pow∏okowych pozwalajàcych na podpi´trzaniewody bez koniecznoÊci prowadzenia powa˝nych prac hydrotechnicznych, mo˝eprzynieÊç dodatkowe zyski energetyczne, a tak˝e w wielu przypadkach znacznieobni˝yç koszty inwestycji.

W polskich warunkach klimatycznych zwi´kszenie mo˝liwoÊci retencji wodypowinno byç jednym z priorytetowych zadaƒ polityki ekologicznej paƒstwa.W przypadku zastosowania sztucznego pi´trzenia wód rzecznych oprócz efektówenergetycznych i przeciwpowodziowych mo˝na uzyskaç szereg innych korzyÊci go-spodarczych, takich jak: rozwój transportu wodnego, dodatkowe przejÊcia mosto-we, wi´ksze plony dzi´ki wzrostowi poziomu wód gruntowych, przyrost rybw zbiornikach, rozwój turystyki i rekreacji. Istotnà zaletà elektrowni wodnych jesttak˝e zerowy koszt „paliwa”. Bioràc pod uwag´ wszystkie wy˝ej wymienione korzy-Êci, uczestnictwem w finansowaniu tego rodzaju inwestycji powinna byç zaintere-sowana wi´ksza liczba podmiotów gospodarczych i instytucji.

Budowa du˝ych elektrowni wodnych zwiàzana jest z ogromnymi nak∏adami fi-nansowymi i aktualnie w kraju nie sà prowadzone praktycznie ˝adne pracenad rozpoczćiem realizacji nowych du˝ych obiektów.

Rozwija si´ natomiast dzia∏ energetyki wodnej o ma∏ych mocach jednostko-wych, tzw. ma∏a energetyka wodna w ramach której powstajà elektrownie przewa˝-nie na istniejàcych (cz´sto zdewastowanych) stopniach wodnych. Ranga technicz-no-ekonomiczna MEW nie wynika tylko z ich udzia∏u w krajowym bilansie energe-tycznym, lecz jest zwiàzana przede wszystkim z wykorzystaniem lokalnych mo˝li-woÊci produkcji energii elektrycznej. Nie bez znaczenia jest równie˝ fakt, ˝ew przypadku elektrowni prywatnych dajà one êród∏o utrzymania pewnej grupieosób, co jest szczególnie wa˝ne na obszarach o du˝ym bezrobociu.

Pojćie „ma∏ej elektrowni wodnej – MEW” mo˝e byç zdefiniowane na kilkasposobów – w zale˝noÊci od wielkoÊci spadu wody, mocy jednostkowej generato-rów, sumarycznej mocy zainstalowanej, etc. Zazwyczaj przyjmuje si´ okreÊleniema∏ych elektrowni wodnych na podstawie sumy mocy zainstalowanych generato-rów. W zale˝noÊci od paƒstwa lub organizacji przyjmuje si´ ró˝ne wartoÊci mocy,co zwiàzane jest ze stopniem uprzemys∏owienia i proporcjami pomi´dzy mocamielektrowni wodnych, a pozosta∏ymi pracujàcymi w danym kraju.

W Polsce przyj´∏o si´ u˝ywanie okreÊlenia ma∏e elektrownie wodne dla obiek-tów o mocy zainstalowanej do 5 MW. Niekiedy stosuje si´ równie˝ okreÊlenie MEWdo opisania obiektów o mocy zainstalowanej do 0,5 MW.

Energia wodna


Ponadto stosuje si´ jeszcze wewn´trzny podzia∏ MEW na:– mikro elektrownie wodne (do 100 kW), – mini elektrownie wodne (od 100 – 500 kW),– ma∏e elektrownie wodne (od 500 – 5 000 kW).

W kraju dzia∏a aktualnie ponad 400 hydroelektrowni, w tym zaledwie kilkana-Êcie o mocy wi´kszej ni˝ 5 MW. W ostatnich latach najwićej hydroelektrowniprzyby∏o na terenach by∏ych województw: olsztyƒskiego, gdaƒskiego, s∏upskiegoi bydgoskiego. Z regu∏y przy budowie MEW wykorzystuje si´ istniejàce spi´trze-nia. Z przeprowadzonych analiz wynika, ˝e po przeprowadzeniu prac remonto-wych przy wykorzystaniu istniejàcych budowli pi´trzàcych istnieje mo˝liwoÊçuruchomienia ok. 650 MEW o ∏àcznej mocy 80 MW. Dla celów rolniczych i innychplanuje si´ obecnie nowe spi´trzenia, które umo˝liwià uruchomienie kolej-nych 400 MEW o ∏àcznej mocy ok. 120 MW. Istnieje wić realna szansa odbudo-wy lub budowy od podstaw ok. 1000 MEW, które mogà wytworzyç rocznie ponadmilion MWh energii elektrycznej. Oznacza to tak˝e oszcz´dnoÊç 650 tys. ton w´-gla w skali roku i zwiàzanà z tym redukcj´ emisji substancji szkodliwych. Ka˝daMWh energii elektrycznej wytworzonej przez elektrownie wodne zmniejsza bo-wiem obcià˝enie Êrodowiska o ok. 15 kg dwutlenku siarki, 7 kg tlenków azotui 150 kg popio∏ów lotnych rocznie.

2.2. Potencja∏ energetyczny na terenie Ma∏opolskiMa∏opolska posiada znaczne zasoby wód powierzchniowych, które charaktery-

zuje du˝a zmiennoÊç przep∏ywów. Prawie 98% obszaru województwa nale˝y do do-rzecza Wis∏y, odprowadzajàcej oko∏o 52% wód z terenu Polski, pozosta∏y obszarMa∏opolski znajduje si´ w dorzeczu Dunaju (zlewnia Czarnej Orawy).

Województwo ma∏opolskie charakteryzuje si´ równie˝ najwi´kszà w Polsce ilo-Êcià opadów oraz sprzyjajàcà ich odp∏ywowi rzeêbà terenu. W zwiàzku z tym Êred-ni odp∏yw z 1 km2 wynosi oko∏o 10 dm3/s i jest prawie dwukrotnie wy˝szy od prze-ci´tnego odp∏ywu notowanego dla Polski (5 dm3/s z 1 km2). Ma∏opolska jest tak˝eregionem o najwi´kszej zmiennoÊci przep∏ywów, cz´Êciowo z∏agodzonej zabudowàhydrotechnicznà rzek (du˝e zbiorniki zaporowe na Dunajcu, Sole i Rabie).Pod wzgl´dem hydrograficznym obszar województwa ma∏opolskiego mo˝na po-dzieliç na:

– rzeki i potoki Karpat, których zasoby wodne sà znaczne, a odp∏yw doÊç nie-równomiernie roz∏o˝ony w czasie i przestrzeni; cieki te charakteryzujà tak˝ecz´ste zmiany stanów wody nawet w ciàgu dnia, znaczny potencja∏ powodzio-wy oraz znaczne procesy erozyjne koryt, brzegów i dna rzecznego,


Energia wodna

23

– rzeki Wy˝yny Ma∏opolskiej (lewobrze˝ne dop∏ywy Wis∏y), które charakteryzu-jà si´ przeci´tnymi zasobami wodnymi, doÊç stabilnymi stanami wód, prze-wagà wezbraƒ wiosennych i ma∏ym nasileniem procesów erozji koryt,

– rzeki Kotlin Podkarpackich, które majà charakter poÊredni, natomiast domi-nujàcà rol´ odgrywajà w tej grupie dolne odcinki du˝ych rzek karpackich.

2.2.1. Górna Wis∏a i jej wa˝niejsze dop∏ywyObszar Polski prawie w ca∏oÊci (99,7%) nale˝y do zlewiska Morza Ba∏tyckiego.

W obr´bie zlewiska najwi´kszà cz´Êç zajmuje dorzecze Wis∏y – 55,7% powierzch-ni kraju. Wis∏a jest najwi´kszà rzekà w Polsce i w zlewisku Morza Ba∏tyckiego, jejd∏ugoÊç wynosi 1 047 km, z czego 941 km ma charakter ˝eglowny.Wis∏´, z uwagi na warunki hydrologiczne, dzieli si´ na trzy odcinki:

– Wis∏´ górnà (od êróde∏ do ujÊcia Sanu), – Wis∏´ Êrodkowà (do ujÊcia Narwi), – Wis∏´ dolnà.

Dorzecze górnej Wis∏y jest najbogatszym w wod´ obszarem w skali Polski (24%zasobów), lecz wyró˝nia si´ jej nierównomiernym rozmieszczeniem i du˝à zmien-noÊcià w czasie. èród∏a Wis∏y znajdujà si´ na stokach Baraniej Góry w BeskidzieÂlàskim. Potokami êród∏owymi sà Czarna Wise∏ka (lewy) i Bia∏a Wise∏ka (prawy).Czarna Wise∏ka wyp∏ywa na wysokoÊci 1107 m na po∏udniowo-zachodnim stokuBaraniej Góry, natomiast Bia∏a Wise∏ka, zwana równie˝ Bia∏kà wyp∏ywa na wysoko-Êci 1080 m na stoku pó∏nocnym. W miejscu po∏àczenia Bia∏ej i Czarnej Wise∏kitworzy si´ Wise∏ka albo Ma∏a Wis∏a. Nazwa ta utrzymuje si´ do ujÊcia Przemszy,odkàd Wis∏a jest kilometrowana w dó∏ (poczàtek ˝eglownoÊci). Bieg górny liczy siód êróde∏ do ujÊcia Sanu.

Tabela 1. Wa˝niejsze dop∏ywy Górnej Wis∏y (www.krakow.rzgw.gov.pl)

Nazwa dop∏ywuWis∏y

PrzemszaSo∏aSkawaSkawinkaRudawaPràdnik (Bie∏ucha)D∏ubnia

Dop∏yw Wis∏y

[brzeg]lewobrze˝ny

prawobrze˝nyprawobrze˝nyprawobrze˝nylewobrze˝nylewobrze˝nylewobrze˝ny

UjÊcie do Wis∏y

[km]0,01,8

22,760,075,481,989,4

D∏ugoÊç

[km]87,688,996,433,035,833,449,2

Powierzchnia zlewni[km2]

2 121,51 390,61 160,1

352,4318,3195,8272,0

Energia wodna


2.2.2. Obiekty hydrotechniczne w województwie ma∏opolskimObiekty hydrotechniczne w województwie ma∏opolskim to:

– ponad 1013 km wa∏ów przeciwpowodziowych chroniàcych przed powodziàobszar o ∏àcznej powierzchni ponad 108 tys. ha,

– 884 sztuk Êluz i przepustów wa∏owych,– 20 przepompowni melioracyjnych obejmujàcych swym oddzia∏ywaniem ob-

szar o powierzchni ponad 35 tys. ha,– 6 stopni wodnych (Dwory, Smolice, ¸àczany, KoÊciuszko, Dàbie i Przewóz)

tworzàcych Drog´ Wodnà Górnej Wis∏y.

W województwie ma∏opolskim mo˝emy zlokalizowaç kilka zbiorników zaporo-wych oraz inne obiekty hydrotechniczne.

2.2.3. Energetyka wodna w województwie ma∏opolskimPod wzgl´dem wykorzystania odnawialnych êróde∏ energii województwo ma∏opol-skie zajmuje czwartà pozycj´ w kraju, po województwach: pomorskim (32,8%),

Nazwa dop∏ywuWis∏y

RabaSzreniawaUsznicaNidzicaDunajec

NidaBreƒCzarnaWis∏okaKoprzywiankaTrzeÊniówka¸´gSan

Opatówka

Dop∏yw Wis∏y

[brzeg]prawobrze˝nylewobrze˝ny

prawobrze˝nylewobrze˝ny

prawobrze˝ny

lewobrze˝nyprawobrze˝nylewobrze˝ny

prawobrze˝nylewobrze˝ny

prawobrze˝nyprawobrze˝nyprawobrze˝ny

lewobrze˝ny

UjÊcie do Wis∏y

[km]135,0144,0151,0154,0161,0

175,0210,0222,0227,0267,0272,0274,0280,0

282,0

D∏ugoÊç

[km]132,0

79,861,262,9

247,0

151,051,961,0

164,065,956,981,6

443,0

51,5

Powierzchnia zlewni[km2]

1 537,1706,1322,5708,4

6 804,0(w Polsce 4 851,6)

3 865,4717,6

1 358,64 110,2

707,4569,6960,2

16 861,3(w Polsce 14 390,0)

281,5


Energia wodna

25

Êlàskim (24,7%) i kujawsko-pomorskim (9,7%), a przed województwami: zachod-niopomorskim (7,5%) i podkarpackim (6,7%).

W wyniku zainstalowania ka˝dych 100 kW mocy w elektrowniach wodnych uzy-skuje si´ ograniczenie emisji do atmosfery szkodliwych substancji w iloÊci:

– dwutlenku w´gla – 0,59 t/rok, – tlenku azotu – 0,70 t/rok,– zwiàzków ˝elaza – 0,90 t/rok,– popio∏ów i ˝u˝la – 25,00 t/rok.

Tabela 3. Najwi´ksze dzia∏ajàce elektrownie wodne w województwie ma∏opolskimo mocy powy˝ej 1 MW (www.krakow.rzgw.gov.pl)

Nazwa zbiornikaDobczyceRo˝nówCzchówCzorsztyn-NiedzicaSromowce Wy˝neKlimkówkaÂwinna Por´ba (w budowie)

Rzeka

RabaDunajecDunajecDunajecDunajec

RopaSkawa

ca∏kowita125,0166,6

12,0231,9

7,443,5

161,0

powodziowa25,986,0

–63,3

–8,0

24,0

% przep∏ywumiarodajnego

6034

–51

–2446

PojemnoÊç zbiornika [mln m3]

Lp.

1.2.3.4.5.6.7.8.9.

10.11.12.

Najwi´ksze elektrownie wodne w Ma∏opolsce (moc > 1 MW)

NiedzicaRo˝nówCzchówDàbiePrzewózKoÊciuszkoDobczyce¸àczanySromowce Wy˝neSmoliceSkawinaKlimkówka

Moc zainstalowana[MW]

92,8056,00

8,004,004,003,302,502,302,082,001,501,25

Tabela 2. Charakterystyka zbiorników zaporowych zlokalizowanych w wojewódz-twie ma∏opolskim (www.krakow.rzgw.gov.pl)

Energia wodna


Rys.8. Najwi´ksze elektrownie wodne w Polsce – elektrownie przep∏ywowe (moc zainstalowana w MW)(www.otkz.pol.pl)

Rys.9. Najwi´ksze elektrownie wodne w Polsce – elektrownie szczytowo-pompowe i przep∏ywowo-pom-powe (www.otkz.pol.pl)


Energia wodna

27

Rys.11. Teoretyczny i techniczny potencja∏ polskich rzek (GWh/rok) oraz stopieƒ ich wykorzystania(w %) (www.krakow.rzgw.gov.pl)

Rys.10. Najwi´ksze elektrownie wodne w Polsce – ró˝nica poziomów/normalny spad (w metrach)(www.otkz.pol.pl)

Energia wodna


0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,0092,80

56,00

8,004,00 4,00 3,30 2,50 2,30 2,08 2,00 1,50 1,25

100,00

Rys.13. Najwi´ksze elektrownie wodne na rzece WiÊle w Ma∏opolsce (www.krakow.rzgw.gov.pl)

Rys.12. Teoretyczny i techniczny potencja∏ rzek Polski po∏udniowej (GWh/rok) oraz stopieƒ ich wyko-rzystania (w %) (www.krakow.rzgw.gov.pl)


Energia wodna

29

2.3. Technologie – dobór turbin wodnychDobór technologii (turbin wodnych) w obiektach hydrotechnicznych oparty

jest przede wszystkim na dwóch podstawowych parametrach:– Êrednim wieloletnim przep∏ywie [m3/s],– spadzie netto analizowanego odcinka cieku [m].

Dalej przedstawiono typowe dla elektrowni wodnych technologie i przyk∏adyich doboru na podstawie ww. parametrów.

Turbiny wodne dzieli si´ na dwie g∏ówne grupy:– turbiny reakcyjne (naporowe), w których energia ciÊnienia w czasie przep∏y-

wu przez wirnik przemienia si´ w dodatkowà energi´ kinetycznà, dzi´ki cze-mu czàstki wody w wirniku ulegajà przyspieszeniu; turbiny te sà zasilanestrumieniem wody z regu∏y na ca∏ym obwodzie wirnika,

– turbiny akcyjne (natryskowe, strumieniowe), w których przed wlotem na wir-nik ciÊnienie wody jest równe ciÊnieniu atmosferycznemu, a energia po∏o˝e-nia wody zmienia si´ ca∏kowicie na energi´ ruchu; sà one zasilane strumie-niem wody na cz´Êci obwodu wirnika – w jednym lub kilku punktach; proto-typem turbiny akcyjnej jest ko∏o wodne nasi´bierne.

SpoÊród kilku rodzajów i wielu systemów rozpowszechnionych w ciàgu ostat-nich lat, obecnie stosuje si´ przede wszystkim turbiny reakcyjne Francisa i Kapla-na (pionowe i poziome) oraz turbiny akcyjne Peltona.

Turbina Peltona

Turbiny tego typu prze-znaczone sà do elektrowniwodnych, które dysponujàspadami od 30 do 400 m. Hy-drozespo∏y dostarczane sàdo zabudowania w uk∏adziepionowym i poziomym, a ichmoc zainstalowana mo˝e si´mieÊciç w granicach od 10do 10 000 kW. Turbiny mogàpracowaç w szerokim pa-Êmie zmiennoÊci przep∏ywuw zakresie od 5 do 100%.Podczas zrzutów obcià˝enia

Rys.14. Jednowirnikowa turbina Peltona o wale poziomym z jed-nà dyszà (Krzy˝anowski 1971)

1 – ∏opatki, 2 – wirnik turbiny (ko∏o Peltona), 3- dysza,4 – zawór ig∏owy, 5 – ko∏o sterowania rćznego, 6 – obudowa,7 – przewód t∏oczny, 8 – kana∏ odp∏ywowy, 9 – fundament.

Energia wodna


w przypadku zak∏óceƒ elek-trycznych, przep∏yw przezturbin´ pozostaje stabilny,a uderzenie wodne nie wy-st´puje. Turbina nie maograniczeƒ w zakresie obro-tów rozbiegowych. Hydroze-spo∏y z turbinami Peltonamajà nowoczesnà zwartàkonstrukcj´ i w zwiàzkuz tym zajmujà ma∏e prze-strzenie. Minimalne kosztyutrzymania hydrozespo∏ui mo˝liwoÊç stosowaniaw instalacjach wody pitnejto kolejne wa˝ne walory hy-drozespo∏ów z turbinamiPeltona.

Turbina Francisa

Turbiny te nadajà si´do stosowania w elektrow-niach dysponujàcych spada-mi w granicach 20 – 200 m.Pracujà one przy przep∏ywiedo 2 m3/s. Moce dostarcza-nych hydrozespo∏ów nieprzekraczajà 1000 kWna jednostk´.

Turbina Kaplana

Turbiny Kaplana znaj-dujà zastosowanie w elek-trowniach dysponujàcychspadami od 1,5 – 15 mi przep∏ywem wody do 25m3/s. Moc zainstalowana do-starczanej jednostki nieprzekracza 1 MW.

Rys.15. Turbina Francisa o wale pionowym w spirali betonowej(Krzy˝anowski 1971)

1-turbina, 2-spirala; 3-wlot, 4-generator, 5-rura ssàca,6-krata, 7-belki zak∏adane, 8-zasuwa, 9-mechanizm podnoszà-cy zasuw´, 10-zasuwa.

Rys.17. Pionowa turbina Kaplana w komorze spiralnej (Krzy˝a-nowski 1971)

Rys.16. Schematy rozwiàzaƒ ma∏ych elektrowni niskiego spaduwyposa˝onych w turbiny Francisa (Krzy˝anowski 1971)a) schemat rozwiàzania z turbinà o osi pionowejb) schemat rozwiàzania z turbinà w osi poziomej

1 – zamknićie na wlocie, 2 – komora turbiny, 3 – komora odp∏y-wowa, 4 – wn´ki zamknićia remontowego, 5 – rura ssàca, 6 – turbina, 7 – przek∏adnia, 8 – generator, 9 – urzàdzenia regu-lacji turbiny, 10 – hala maszyn, 11 – krata.


Energia wodna

31

Rys.18. Turbina Kaplana (Krzy˝anow-ski 1971)

1 – serwomotor wirnika, 2 – wa∏ turbiny,3 – wa∏ generatora, 4 – t∏ok serwomoto-ru, 5 – dràg regulacyjny, 6 – piasta wir-nika, 7 – krzy˝ak, 8 – ∏àcznik, 9 – dêwi-gnia ∏opatki, 10 – ∏opatka wirnika, 11 i 12 – rury olejowe, 13 – g∏owica ole-jowa, 14 i 15 – komory olejowe, 16 – ru-ry oleju regulacyjnego, 17 – rura odpro-wadzajàca przecieki, 18 – dêwignia od-wodzenia, 19 – drà˝ek odwodzenia.

Rys.19. Przyk∏ad doboru turbin Kapla-na, Francisa i Peltona (Jackow-ski 1971)Nomogram doboru turbiny.W zale˝noÊci od wielkoÊci Êred-niego przep∏ywu i optymalnegospadu mo˝na dopasowaç odpo-wiedni typ turbiny o okreÊlonejzainstalowanej mocy.

Energia wodna


2.4. Procedury zwiàzane z inwestycjami dotyczàcymi wykorzystania energii wodnej

Aby inwestycja zwiàzana z wykorzystaniem wody jako odnawialnego êród∏ado produkcji energii w elektrowniach wodnych zosta∏a rozpocz´ta i pomyÊlnie zre-alizowana, potencjalny inwestor musi przejÊç przez wiele procedur prawnych,do których zalicza si´ uzyskanie kolejnych uzgodnieƒ, pozwoleƒ, opinii i innychdokumentów wymaganych przepisami.

Pierwszym podstawowym krokiem w tzw. okresie przedinwestycyjnym jestpodjćie odpowiednich decyzji przez inwestora. Przede wszystkim konieczne jestokreÊlenie bie˝àcych i przysz∏ych potrzeb energetycznych w gminie, a nast´pniesprawdzenie, czy na terenie danej gminy znajdujà si´ odpowiednie lokalne zasobyenergetyczne, które mog∏yby te potrzeby zaspokoiç, jakie sà te zasoby i czy sà mo˝-liwe do wykorzystania z technicznego punktu widzenia. Bardzo wa˝ne jest równie˝okreÊlenie ekologicznych efektów inwestycji i korzyÊci, jakie ona przyniesiena szczeblu lokalnym.

Kolejnym krokiem jest wykonanie wst´pnej analizy ekonomicznej w celu usta-lenia ca∏kowitego kosztu inwestycji oraz okreÊlenie, czy dana inwestycja b´dzieop∏acalna z ekonomicznego punktu widzenia, kiedy nastàpi zwrot poniesionychkosztów i kiedy inwestycja zacznie przynosiç dochody. Nast´pnym punktem dzia-∏ania powinno byç okreÊlenie êróde∏ finansowania. Warto pami´taç o uzyskaniu po-parcia wÊród lokalnej spo∏ecznoÊci, a tak˝e wÊród wszelkich organizacji ekologicz-nych itp. Kiedy inwestor podejmie konkretne decyzje dotyczàce wymienionych eta-pów, przyst´puje do realizowania kolejnych kroków.

Tryb uzyskiwania dokumentów dotyczàcych planowania i zagospoda-

rowania przestrzennego.

Miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego – powinien byçw posiadaniu ka˝dej gminy. Zawarte w nim jest przede wszystkim przeznaczenieterenu, zagospodarowanie i warunki zabudowy terenu, a tak˝e rozmieszczenie in-westycji celu publicznego.

Niestety nale˝y stwierdziç, ˝e wi´kszoÊç gmin albo takich planów nie posiada,albo sà one nieaktualne. Gdy gmina nie posiada planu, w∏aÊciwy organ wydaje de-cyzj´ o lokalizacji inwestycji celu publicznego lub decyzj´ o warunkach zabudowy.W przypadku posiadania przez gmin´ planu, w∏aÊciwy organ wydaje wypis i wyrysz planu oraz zaÊwiadczenie o przeznaczeniu terenu lub sporzàdza zmiany w miej-scowym planie.

Post´powanie w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko plano-

wanych przedsi´wzi´ç.

W przedsi´wzićiach takich jak budowa elektrowni wodnych konieczne jestprzeprowadzenie post´powania w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko, cze-


Energia wodna

33

go rezultatem jest wydanie decyzji o Êrodowiskowych uwarunkowaniach w sprawieplanowanego przedsi´wzićia mogàcego znaczàco oddzia∏ywaç na Êrodowisko.

Tryb nabywania prawa do gruntu pod inwestycje zwiàzane z budowà

elektrowni wodnych poprzez zakup, dzier˝aw´, u˝ytkowanie.

Je˝eli inwestor nie jest w posiadaniu gruntu pod inwestycj´, musi czyniç wszel-kie starania o pozyskanie gruntu, na którym zamierza wznieÊç obiekt i uzyskaç ty-tu∏ prawny do tego gruntu. W tym celu nale˝y w pierwszej kolejnoÊci ustaliç w∏a-Êciciela gruntów oraz zbadaç aktualny stan prawny rozwa˝anej nieruchomoÊci.

Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia wodnoprawnego.

Aby wybudowaç elektrowni´ wodnà, konieczne jest uzyskanie pozwolenia wod-noprawnego. Pozwolenie wodnoprawne wydaje si´ w drodze decyzji na czas okre-Êlony (10 – 25 lat), je˝eli dotyczy to wykonania urzàdzeƒ wodnych, w tym elektrow-ni wodnych.

W celu uzyskania pozwolenia wodnoprawnego nale˝y skompletowaç szereg do-kumentów, w tym operat wodnoprawny, sporzàdzany w formie opisowej i graficznej.

Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia na budow´.

Podstawà do uzyskania pozwolenia na budow´ jest z∏o˝enie wniosku o pozwole-nie na budow´, do którego nale˝y do∏àczyç w/w dokumenty (decyzje, pozwolenia).

Post´powanie w sprawie wydawania koncesji na prowadzenie dzia-

∏alnoÊci gospodarczej w zakresie wytwarzania energii elektrycznej w od-

nawialnych êród∏ach energii.

Prowadzenie dzia∏alnoÊci gospodarczej w zakresie wytwarzania energii elek-trycznej w odnawialnych êród∏ach energii (OZE) wymaga uzyskania koncesji.

Koncesja wydawana jest na wniosek inwestora przez Prezesa Urz´du RegulacjiEnergetyki.

2.5. Bibliografia1. Bajkiewicz-Grabowska E., Mikulski Z., (1993). Hydrologia ogólna. PWN, War-

szawa. 2. Jackowski K., (1971). Elektrownie wodne. WNT, Warszawa.3. Jost H., (1978). Ludowe urzàdzenia energetyczne i mechaniczne o nap´dzie

wodnym na Podhalu. PAN. 4. Kopecki K., (1976). Cz∏owiek w Êwiecie energii. Ksià˝ka i Wiedza, Warszawa. 5. Krzy˝anowski W., (1971). Turbiny wodne. Konstrukcje i zasady regulacji. WNT,

Warszawa. 6. Szramka R., Ró˝ycki A. W., (1999). Perspektywy dla ma∏ych elektrowni wodnych.

Biuletyn URE 4/1999.7. OÊrodek technicznej kontroli zapór, www.otkz.pol.pl8. Regionalny Zarzàd Gospodarki Wodnej w Krakowie, www.krakow.rzgw.gov.pl

Energia wodna


9. Urzàd Regulacji Energetyki, www.ure.gov.pl10. World Atlas & Industry Guide 2000 – Hydropower & Dams.11. Strona internetowa www.energiaodnawialna.pl


Energia wiatrowa

35

3. ENERGIA WIATROWA3.1. Charakterystyka

Energetyka wiatrowa, rozumiana jako profesjonalne wykorzystanie energiiwiatru do produkcji energii elektrycznej, ma za sobà ponad 30 lat rozwoju. Niejest to zatem nowinka techniczna czy te˝ eksperymentowanie na nowym poludzia∏ania. Wprawdzie nadal post´puje rozwój konstrukcji elektrowni wiatrowych,przejawiajàcy si´ produkcjà coraz to wi´kszych maszyn, mimo to jednak ugrunto-wa∏y si´ ju˝ podstawowe cechy wspó∏czesnej elektrowni wiatrowej. Na rurowychwie˝ach, o wysokoÊciach mierzonych w dziesiàtkach metrów, osadzane sà g∏owi-ce elektrowni. Z g∏owic tych wystajà poziome wa∏y, na których zamontowane sàzwykle trój∏opatowe wirniki. Wirniki te, wprawiane w ruch przez wiatr, nap´dzajà– bezpoÊrednio lub poprzez przek∏adnie – z´bate generatory energii elektrycznej.

Aby wirnik elektrowni by∏ ustawiony odpowiednio do kierunku wiatru, g∏owiceelektrowni wraz z wirnikiem samoczynnie obracajà si´ Êledzàc kierunek wiatru.Generowany pràd elektryczny przesy∏any jest z g∏owicy do podstawy wie˝y ela-stycznym kablem energetycznym, skàd dalej zwykle poprzez stacj´ transformato-rowà przesy∏any jest do sieci energetycznej. Kilka, kilkanaÊcie czy kilkadziesiàt ta-kich maszyn po∏àczonych razem nazywa si´ farmà wiatrowà.

Ta prosta zasada dzia∏ania nie oznacza prostoty konstrukcji elektrowni wiatro-wej. Elektrownia wiatrowa to w istocie z∏o˝one urzàdzenie techniczne, którego bu-dowa skupia w sobie problemy z wielu dyscyplin wiedzy. Do skutecznego opanowa-nia produkcji energii elektrycznej z wiatru konieczne sta∏o si´ po∏àczenie wysi∏kówprofesjonalistów meteorologów, aerodynamików, mechaników, elektrotechników,energetyków, automatyków, elektroników, programistów, akustyków a˝ do in˝ynie-rów budownictwa. Zwa˝ywszy zaÊ na wymiary tych maszyn, konieczna jest wiedzai doÊwiadczenie transportowców, urbanistów czy te˝ plastyków, by w trakcie pro-jektowania elektrowni, nadaç jej estetyczny wyglàd.

Na szcz´Êcie inwestor nie musi znaç tych wszystkich zagadnieƒ. Znaczna ichcz´Êç to problemy rozwiàzywane przez producenta elektrowni wiatrowych. Inwe-stor skupiç si´ mo˝e na u˝ytkowych cechach oferowanych na rynku elektrowni.Przez u˝ytkowe cechy elektrowni rozumiem tutaj nast´pujàce dane techniczne:

– krzywà mocy elektrowni,– parametry jakoÊci generowanej energii elektrycznej,– poziom ha∏asu generowanego przez elektrowni´,– wymiary i mas´ poszczególnych podzespo∏ów elektrowni.

Krzywa mocy to zale˝noÊç podajàca, jakà moc rozwija elektrownia wiatrowaw zale˝noÊci od pr´dkoÊci wiatru. Z krzywej tej odczytaç mo˝emy, w jakim zakre-

Energia wiatrowa


sie pr´dkoÊci wiatru pracuje oferowana elektrownia oraz przy jakiej pr´dkoÊci wia-tru osiàga moc nominalnà.

Postaç tej krzywej to w przybli˝eniu parabola trzeciego stopnia, przed∏u˝ona li-nià poziomà poczynajàc od mocy nominalnej. Niemal niepisanym standardem jest,˝e elektrownie pracujà w przedziale 4-25 m/s pr´dkoÊci wiatru. Czasem jednakproducenci obni˝ajà pr´dkoÊç wiatru, przy której elektrownie rozpoczynajà prac´,np. do 3 m/s lub te˝ obni˝ajà pr´dkoÊç wiatru, powy˝ej której nast´puje zatrzyma-nie elektrowni, np. do 20 m/s. Mo˝na wykazaç, ˝e wiatry o pr´dkoÊci poni˝ej 4 m/s,choç cz´sto wyst´pujàce, nie niosà z sobà istotnej iloÊci energii w ciàgu roku. Ob-ni˝anie zatem tej pr´dkoÊci w elektrowniach ma wi´kszà wartoÊç marketingowàdla producenta ni˝ energetycznà dla inwestora.

Podobnie jest z wiatrami powy˝ej 20 m/s. Wprawdzie przy takim wietrze elek-trownia pracuje z mocà nominalnà, to jednak wiatr taki wyst´puje rzadko i po˝ytekz niego marny. Najcz´Êciejw polskich warunkach wy-produkowana przy takimwietrze energia nie stanowinawet 1% produkcji rocznej.JeÊli zatem obni˝enie tejpr´dkoÊci pozwala produ-centowi zaproponowaç kon-kurencyjnà cen´, nie nale˝yêle oceniaç takiej maszyny.

Zaznaczona na krzywejmocy pr´dkoÊç wiatru,przy której elektrowniaosiàga moc nominalnà, zwy-kle znajduje si´ w przedziale 12-16 m/s. OczywiÊcie najlepiej jest, jeÊli jest to ni˝-sza wartoÊç. Nale˝y jednak mieç na uwadze fakt, ˝e wielkoÊç ta mówi fachowcomg∏ównie to, jak du˝y wirnik zosta∏ zastosowany do oferowanej elektrowni.

Producenci w zale˝noÊci od lokalizacji elektrowni oferujà dla generatorów tej samejmocy wirniki o ró˝nych Êrednicach. I tak dla polskich (i nie tylko polskich) warunkóww g∏´bi làdu, gdzie pr´dkoÊci wiatru sà mniejsze, mo˝na zastosowaç wirnik nieco wi´k-szy ni˝ dla elektrowni lokalizowanej np. w pasie nadmorskim Danii. W konsekwencjielektrownie nawet tego samego producenta i tej samej mocy mogà osiàgaç moc nomi-nalnà przy ró˝nych pr´dkoÊciach wiatru, zale˝nie od dobranych Êrednic wirnika. Prawi-d∏owoÊç ta znalaz∏a odzwierciedlenie w odpowiednich normach europejskich, gdzie wy-dzielono pi´ç klas elektrowni wiatrowych (w tym klas´ specjalnà) w zale˝noÊci od Êred-niej pr´dkoÊci wiatru, wyst´pujàcej na terenie przeznaczenia elektrowni.

Rys.1. Typowa krzywa mocy elektrowni wiatrowej


Energia wiatrowa

37

Parametry generowanej energii majà du˝e znaczenie zwa˝ywszy, ˝e wspó∏-czesna profesjonalna energetyka wiatrowa wprowadza energi´ do krajowej siecienergetycznej. Zatem jakoÊç tej energii nie mo˝e budziç zastrze˝eƒ, w tym oczy-wiÊcie nie mo˝e ona nie spe∏niaç stosownych norm.

Wiatr jako êród∏o energii to bardzo kapryÊny „dostawca” i w dodatku bardzo„nerwowy”. Nap´dzany przez niego wirnik elektrowni nie pracuje równomier-nie. Zatem generowana energia elektryczna nie p∏ynie równym strumieniemdo sieci energetycznej, mimo wysi∏ków i wielu osiàgni´ç konstruktorów tych ma-szyn. Dlatego te˝ dostawca elektrowni wiatrowej winien przedstawiç dokumentokreÊlajàcy potwierdzone doÊwiadczalnie parametry techniczne elektrowni, tzw.Windtest. Niestety nie posiadamy jeszcze polskiej nazwy tego dokumentu.WÊród wielu znajdujàcych si´ w nim danych podano parametry jakoÊci genero-wanej energii elektrycznej, np. zawartoÊç harmonicznych czy wspó∏czynnikimigotania. To oczywiÊcie wi´kszoÊci ludzi nic nie mówi, ale te dane majà du˝eznaczenie dla fachowców.

Inwestor powinien jednak wiedzieç, ˝e mo˝e nie udaç si´ w∏àczyç wybranejprzez niego elektrowni wiatrowej do sieci energetycznej w wybranym punkcie, mi-mo i˝ jego konkurent do tego miejsca w sieci dostanie takie pozwolenie na iden-tycznà jak jego moc. Wybra∏ jednak elektrowni´ o lepszych parametrach.

Poziom generowanego ha∏asu to z oczywistych wzgl´dów istotny czynnik okre-Êlajàcy jakoÊç elektrowni jako êród∏a ekologicznej energii. Wszak ha∏as to istotnezanieczyszczenie Êrodowiska. Ponadto im mocniej elektrownia ha∏asuje, tym dalejtrzeba b´dzie jà ustawiç od obszarów chronionych, np. zamieszkanych. W konse-kwencji mniej efektywnie b´dzie mo˝na wykorzystaç dla celów energetycznych te-ren, którym dysponujemy.

Elektrownia wiatrowa traktowana jest jako punktowe êród∏o ha∏asu o nat´˝eniupodawanym przez producenta. I tak np. 2 MW elektrownia wiatrowa mo˝e byç êró-d∏em ha∏asu o nat´˝eniu nawet 105 dB (A), zawieszonym na 100 m wie˝y. Wówczasw promieniu ponad 500 m od takiej elektrowni nie b´dzie mo˝na osiàgnàç nat´˝e-nia 40 dB (A), wymaganych w nocy na granicy obszaru chronionego.

Dla okreÊlenia strefy ochronnej prowadzi si´ stosowne symulacje komputero-we propagacji ha∏asu, uwzgl´dniajàce ukszta∏towanie terenu, roÊlinnoÊç oraz wy-st´powanie ró˝norodnych przeszkód terenowych. Niestety równie˝ rozwiàzanietych istotnych problemów nale˝y powierzyç odpowiednim fachowcom, by ustrzecsi´ k∏opotów po rozpoczćiu eksploatacji elektrowni czy farmy wiatrowej. O wadzetej kwestii, Êwiadczy fakt, ˝e wielu producentów wprowadza automatyczne ograni-czenie w nocy mocy generowanej przez elektrownie wiatrowe, by obni˝yç w tensposób nat´˝enie generowanego ha∏asu i umo˝liwiç efektywniejsze wykorzystanieatrakcyjnych energetycznie terenów.

Energia wiatrowa


Wymiary i masy podzespo∏ów elektrowni nale˝y mieç na uwadze, gdy planu-jemy inwestycj´. W warunkach polskich zbudowanie pojedynczej elektrownio typowej dzisiaj mocy 2 MW w wybranym miejscu mo˝e byç niemo˝liwe z racjiproblemów transportowych czy monta˝owych. Masa g∏owicy takiej elektrownizwykle znacznie przekracza 100 ton. ¸opata wirnika to kilkutonowa konstrukcjalaminatowa o d∏ugoÊci oko∏o 40 m. Transport i monta˝ tych elementów mo˝estanowiç powa˝ny problem techniczny i organizacyjny. Dlatego te˝ inwestor wi-nien otrzymaç od producenta opis warunków, jakie powinny spe∏niaç drogi do-jazdowe i place monta˝owe, co jest szczególnie istotne w bardziej zurbanizowa-nych rejonach Polski, w tym w Ma∏opolsce. Tutaj drogi sà zwykle wàskie i kr´te,a mosty na lokalnych drogach i dró˝kach s∏abe. Tymczasem tego typu inwesty-cje realizuje si´ najcz´Êciej w szczerych polach o znikomej infrastrukturze.Czasem jedno drzewo, pomnik przyrody na ostrym zakrćie mo˝e staç si´ pro-blemem nie do obejÊcia.

Skoro pojawia si´ tak wiele problemów, to có˝ nap´dza ten dynamicznie roz-wijajàcy si´ w Êwiecie (i chyba ju˝ i w Polsce) biznes? Czynników jest wiele, alez punktu widzenia inwestora g∏ówna si∏a nap´dowa to polityka paƒstwa, tworzà-ca rynek energii odnawialnej. Dla inwestora najistotniejsze jest, czy ten sztucz-nie tworzony rynek jest stabilny, przewidywalny i perspektywicznie rozwojowy.Wa˝ne jest tak˝e, czy na rynku energii odnawialnej w Polsce energetyka wiatro-wa ma szans´ zajàç istotnà pozycj´, zw∏aszcza jeÊli weêmiemy pod uwag´ jej wy-sokà niedyspozycyjnoÊç oraz fakt, ˝e w kraju niemal nie produkuje si´ urzàdzeƒdla tej energetyki.

Choç powszechnie jest znany brak zaufania do stabilnoÊci tworzonego u nasprawa, a zawi∏oÊç przepisów odnoszàcych si´ do energetyki jest cz´sto zdumiewa-jàca, to jednak inwestorzy wyciàgajà pozytywne dla tego biznesu wnioski z faktu, ˝ePolska podj´∏a mi´dzynarodowe zobowiàzania zwiàzane z produkcjà energii odna-wialnej. Produkowanie z roku na rok coraz wićej, a˝ do 9% energii odnawialnejw bilansie energetycznym w 2010 roku, to gigantyczne wyzwanie. Chcàc si´ z nie-go wywiàzaç musimy stworzyç znaczàcy rynek tej energii, w tym równie˝ energiipochodzàcej z wiatru, mimo i˝ w naszym systemie energetycznym produkcja jejjest dro˝sza ni˝ z w´gla.

Ogromna ufnoÊç inwestorów w wielkoÊç i stabilnoÊç tego sztucznego rynkuenergii w Polsce wynika z faktu, ˝e jego si∏à sprawczà sà nasze mi´dzynarodowezobowiàzania a nie realizacja polityki naszych w∏adz.

Dla inwestora rynek ten objawia si´ wić jako obszar stabilnej produkcjii sprzeda˝y energii po cenach z koniecznoÊci stymulowanych przez rzàd tak,by zapewniç wyprodukowanie koniecznej, gigantycznej iloÊci energii odna-wialnej.


Energia wiatrowa

39

3.2. Potencja∏ energetyczny na terenie Ma∏opolskiPotencja∏ energetyczny wiatru w Ma∏opolsce nie zosta∏ zbadany. Oznacza to, ˝e

trudno dzisiaj wyrokowaç jednoznacznie o szansach zwiàzanych z tà energetykà.Wprawdzie tak jak w pozosta∏ej cz´Êci kraju Instytut Meteorologii i GospodarkiWodnej prowadzi pomiary kierunku i pr´dkoÊci wiatru, jednak sà to pomiary pro-wadzone dla innych celów. Wyniki tych pomiarów nie mogà byç podstawà decyzjiinwestycyjnych w energetyce wiatrowej. Majà one jednak szczególnà wartoÊç w sy-tuacji, gdy inwestor dokona rocznego lub kilkuletniego pomiaru pr´dkoÊci wiatruw interesujàcym go terenie i poszukuje odpowiedzi na pytanie, jak jego okres po-miaru ma si´ do wielolecia. Powinien upewniç si´, czy przypadkiem nie trafi∏ na la-ta o wzmo˝onej pr´dkoÊci wiatru i jego prognoza nie jest zbyt optymistyczna. W ta-kim przypadku zasoby danych z IMGW sà nieocenione, gdy˝ pozwalajà wnieÊçdo naszych pomiarów poprawki uwzgl´dniajàce fluktuacj´ pr´dkoÊci wiatruw d∏u˝szym okresie czasu.

Porównujàc dane z innych krajów mo˝na stwierdziç, ˝e najprawdopodobniejobszar Ma∏opolski nie wyró˝nia si´ szczególnie du˝ymi pr´dkoÊciami wiatru.Na pewno jednak istniejà lokalne uwarunkowania, pozwalajàce z powodzeniem in-westowaç w t´ energetyk´. Sà to obszary lokalnych wzniesieƒ i prze∏ćzy o przewa-dze wiatru o kierunku po∏udniowym. Pragmatyzm inwestorów powoduje, ˝e inwe-stycje w energetyce wiatrowej realizowane sà w kolejnoÊci: od miejsc o najlepszychwarunkach wiatrowych do miejsc mniej atrakcyjnych, w tym miejsc o niemal prze-ci´tnych warunkach wiatrowych. Podobnie dzieje si´ te˝ w Polsce. Najwi´ksze in-westycje poczynione dotychczas znajdujà si´ w pasie nadmorskim. W miar´ wyko-rzystania tamtych terenów inwestorzy b´dà musieli si´ zadowoliç terenami o nie-co gorszych warunkach wiatrowych, lecz np. lepszej sieci energetycznej czy lep-szych mo˝liwoÊciach transportowych.

Dlatego te˝ mo˝na z du˝ym prawdopodobieƒstwem uznaç, ˝e energetyka wia-trowa w Ma∏opolsce te˝ si´ pojawi, lecz nieco póêniej ni˝ w pasie nadmorskim.Oznacza to, ˝e jest tutaj wićej czasu na przygotowanie si´ do tych inwestycji.W ramach tych przygotowaƒ gminy winny wykazaç si´ inicjatywà i wykonaç nast´-pujàce prace:

– wybraç tereny przeznaczone pod elektrownie wiatrowe i zapisaç to w planachzagospodarowania,

– na wyznaczonych terenach zainstalowaç profesjonalne, automatyczne stacjepomiarowe badajàce kierunek i pr´dkoÊç wiatru.

Wyniki pomiarów powinny zostaç udost´pnione potencjalnym inwestorom, coprzyczyni∏oby si´ do podejmowania decyzji inwestycyjnych. Przyk∏adem takiegodzia∏ania mo˝e byç gmina Rymanów w województwie podkarpackim. Wykonane

Energia wiatrowa


tam w po∏owie lat dziewi´çdziesiàtych, wspólnie z Krakowskim Oddzia∏em PAN,pomiary kierunku i pr´dkoÊci wiatru zosta∏y opublikowane na zorganizowanejprzez gmin´ konferencji. Inicjatywa ta z czasem zaowocowa∏a wielkim zaintereso-waniem inwestorów i dzisiaj w okolicy Rymanowa, Iwonicza i Dukli przygotowywa-ne sà inwestycje, liczone w setkach elektrowni wiatrowych. W kolejnych miejsco-woÊciach tego regionu prywatni inwestorzy zainstalowali kilkanaÊcie stacji pomia-rowych, co niewàtpliwie w przysz∏oÊci da impuls do podjćia kolejnych decyzji in-westycyjnych. Tymczasem zacz´∏o si´ od jednego masztu pomiarowego w okolicyRymanowa i opublikowania wyników pomiaru.

Dysponujàc co najmniej rocznymi pomiarami wiatru w miejscu lokalizacjiprzysz∏ej inwestycji, mo˝na wykonaç stosowne obliczenia i oceniç perspektyw´produkcji energii, a na tej podstawie stworzyç dobry biznesplan.

Nale˝y jednak dodaç, ˝e Ma∏opolska nie stanie si´ raczej miejscem wielkich in-westycji z zakresu energetyki wiatrowej. Jest to obszar stosunkowo mocno zurba-nizowany, z parkami narodowymi i krajobrazowymi, punktami widokowymi, znacz-nymi utrudnieniami transportowymi i rozdrobnionà w∏asnoÊcià terenów. W przy-sz∏oÊci powstanà raczej niewielkie instalacje, liczàce po kilka, mo˝e kilkanaÊcieelektrowni wiatrowych.

3.3. TechnologiaW po∏owie lat siedemdziesiàtych ubieg∏ego stulecia rozpocz´to w Danii in-

tensywne prace nad budowà elektrowni wiatrowych. W kolejnych dziesićiole-ciach do dalszego rozwoju tych konstrukcji przyczyni∏o si´ wiele firm z ró˝nychkrajów. W efekcie mo˝na dzisiaj stwierdziç, ˝e energetyka wiatrowa nie jest ju˝nowà i s∏abo znanà dziedzinà energetyki. Ma ona za sobà ponad trzydziestolet-nià histori´ rozwoju i przesz∏a od niewielkich, kilkudziesićiu pojedynczych ki-lowatowych instalacji do farm wiatrowych o mocach liczonych w dziesiàtkachmegawatów.

Skróconà i bar-dzo uproszczonà hi-stori´ rozwoju tychinstalacji przedsta-wiono poni˝ej narysunku 2.

Rys.2. Historia rozwojuinstalacji wyko-rzystujàcych si∏´wiatru


Energia wiatrowa

41

Tabela 1. Historia rozwoju instalacji wiatrowych

Inwestorzy zachodni w kolejnych latach instalowali elektrownie wiatrowe ofe-rowane przez producentów. W konsekwencji istniejàce instalacje z∏o˝one sà z ma-szyn ró˝nej wielkoÊci. W wi´kszoÊci krajów, w których energetyka wiatrowa znacz-nie si´ rozwin´∏a, istniejà mechanizmy wspierania nowych inwestycji w tej dzie-dzinie. Wobec coraz wi´kszych trudnoÊci w pozyskaniu miejsc pod nowe instala-cje, obecni w∏aÊciciele tak pojedynczych turbin, jak i farm wiatrowych, oferujà jedo sprzeda˝y. Majà bowiem w planach zainwestowanie w nowe, wi´ksze turbinyi skorzystanie z istniejàcych form wspierania takich inwestycji. W ten sposób stwo-rzony zosta∏ interesujàcy rynek maszyn u˝ywanych.

W konsekwencji mo˝na wyró˝niç trzy rozwiàzania mo˝liwe do zastosowaniaprzez inwestorów w Polsce. Pierwsze z nich to zbudowanie ma∏ej elektrowni wia-trowej, tzw. elektrowni przydomowej. Zwykle takie elektrownie sà budowane dlapoprawy bilansu energetycznego odbiorcy, nie zaÊ dla komercyjnej produkcji ener-gii, albo te˝ instalacje te majà zapewniç dostawy energii dla ma∏ych obiektów pozasiecià energetycznà. W takim wypadku sà one zwykle skojarzone z innymi êród∏a-mi, np. panelami fotowoltaicznymi. Drugie rozwiàzanie to zastosowanie maszynu˝ywanych. G∏ównà zaletà takiego rozwiàzania jest niska cena tych urzàdzeƒ, któ-ra wynika niekoniecznie ze stanu technicznego tych maszyn, lecz cz´sto z uwarun-kowaƒ oferenta. Cz´sto oferent starajàc si´ o pozwolenie na budow´ nowych ma-szyn musi w okreÊlonym terminie dokonaç rozbiórki istniejàcej elektrowni lub far-my. Trzecim rozwiàzaniem jest zakup nowych maszyn do komercyjnej produkcjienergii. W tym przypadku mamy do czynienia zwykle z turbinami wiatrowymio mocach od 1,5 MW ka˝da. Maszyny mniejszej mocy znikajà z ofert producentówkoncentrujàcych si´ na bardziej efektywnych maszynach wielomegawatowych.

Do energetyki zawodowej zaliczamy si∏ownie, w których zainstalowana moc wy-nosi minimum 100 kW. Przeglàdajàc oferty czo∏owych producentów elektrowniwiatrowych daje si´ zauwa˝yç, ˝e obecnie standardem stajà si´ maszyny o mocymin. 2000 kW. Dzieje si´ tak, poniewa˝ im wi´kszà elektrowni´ zainstaluje inwe-stor, tym ni˝sze sà koszty wyprodukowania 1 kWh energii z wiatru. Do drugiegosegmentu zaliczamy ma∏e elektrownie o umownej górnej granicy mocy wynoszà-cej 50 kW.

Zadaniem energetyki zawodowej jest produkcja energii elektrycznej na skal´przemys∏owà. Si∏ownie tej mocy sà zazwyczaj zintegrowane z ogólnokrajowym sys-

Rok 1975 1985 1988 1989 1991 1995 1996 1998 2003

Moc, kW 30 75 200 400 500 600 1500 2000 5000

Ârednica wirnika, m 12 17 25 35 39 42 60 80 120

Energia wiatrowa


tem energetycznym, a ich konstrukcja i oprogramowanie sà tak opracowane, abymog∏y osiàgnàç maksymalnà sprawnoÊç przy dowolnej pr´dkoÊci wiatru.

Cele ma∏ej energetyki ró˝nià si´ nieco od celów energetyki zawodowej, mimo˝e tutaj równie˝ chodzi o wytwarzanie energii. Jej cechà charakterystycznà jest to,˝e celem inwestora nie jest produkcja energii na sprzeda˝, lecz g∏ównie na potrze-by w∏asne, niezale˝nie od tego czy zastosuje on pomp´ wiatrowà, spr´˝ark´ wiatro-wà do napowietrzania stawu, czy te˝ elektrowni´ wspó∏pracujàcà bàdê nie z sieciàenergetycznà. Ma∏e elektrownie wiatrowe budowane sà przez inwestorów w dwóchzasadniczych przypadkach:

1. Inwestor, mimo ˝e ma zapewnione zasilenie w energi´ elektrycznà z siecienergetycznej, chce zmniejszyç iloÊç kupowanej przez siebie energii budu-jàc elektrowni´ wiatrowà wspó∏pracujàcà z siecià.

2. Inwestor chcia∏by zasiliç w energi´ obiekt, który znajduje si´ poza sieciàenergetycznà i nadzieja na pod∏àczenie go do niej jest nik∏a bàdê to ze wzgl´-du na wysokie koszty, bàdê na przeszkody formalno-prawne.

Poniewa˝ zagadnienia dotyczàce wymienionych przypadków sà doÊç ró˝ne,omówimy je poni˝ej oddzielnie.

1. Aby mniej p∏aciç za energi´ elektrycznà

Z technicznego punktu widzenia elektrownia wiatrowa pracujàca na sieç ener-getycznà jest najprostszym i najtaƒszym rozwiàzaniem. Jest to dla wielu potencjal-nych inwestorów wielkim zaskoczeniem. Tymczasem ma∏a elektrownia wiatrowapracujàca na sieç energetycznà wyposa˝ona jest zwykle w prosty, tani i bardzo nie-zawodny generator asynchroniczny. Generatorem tym jest zwyk∏y silnik trójfazowy,jaki powszechnie jest stosowany w wielu urzàdzeniach, maszynach przemys∏owychi maszynach gospodarstwa domowego. Rozp´dzenie go do pr´dkoÊci przewy˝szajà-cej t´, z jakà chce onobracaç si´ jako silnik,powoduje oddawanieenergii do sieci. Ta za-sada produkcji energii,zresztà doÊç powszech-nie stosowana w du˝ychelektrowniach wiatro-wych, jest najwa˝niej-szà zaletà takiego spo-sobu produkcji energiielektrycznej. Rys.3. Przydomowa elektrownia wiatrowa


Energia wiatrowa

43

Drugà zaletà jest, ˝e w chwili zaniku napićia w sieci generator ten prze-staje odprowadzaç pràd do sieci, co bardzo upraszcza wspó∏prac´ elektrowniz siecià.

Trzecia wielka zaleta takiego rozwiàzania, zw∏aszcza dla elektrowni wiatrowej,wynika z faktu, ˝e z technicznego punktu widzenia sieç energetyczna pe∏ni rológromnego akumulatora energii. W∏aÊciciel elektrowni uniezale˝niony jest od ka-prysów wiatru. Gdy elektrownia rozwija moc wy˝szà, ni˝ pobiera z sieci jej w∏aÊci-ciel, nadwy˝ka energii przekazywana jest do sieci. W przeciwnym razie niedobórenergii uzupe∏niany jest z sieci.2. Aby uzyskaç energi´ elektrycznà

Omawiajàc elektrownie wiatrowe dlasieci wydzielonej trzeba na wst´pie powie-dzieç, ˝e sà to maszyny bardziej z∏o˝oneni˝ te wspó∏pracujàce z siecià energetykizawodowej. Stosowane w nich generatorysynchroniczne samowzbudne sà znaczniedro˝sze i bardziej zawodne od asynchro-nicznych generatorów elektrowni pracujà-cych na sieç. Ponadto elektrownie takie dlazapewnienia ciàg∏oÊci dostaw energii pra-cowaç muszà w ca∏ym z∏o˝onym systemie.System ten winien zawieraç co najmniej:

– elektrowni´ wiatrowà,– bateri´ akumulatorów odpowiedniej

wielkoÊci,– regulator ∏adowania baterii,– przetwornic´ napićia sta∏ego

na zmienne, zwykle 230 V, 50 Hz,– oporowy odbiornik nadwy˝ki energii

np. bojler lub grzejnik elektryczny.

Dla ulepszenia ca∏oÊci systemu wskazane jest skojarzenie elektrowni wiatrowejz odpowiednio dobranà baterià ogniw fotowoltaicznych. Takie skojarzenie pozwa-la na wyrównanie dostaw energii w ciàgu roku. W okresie letnim, gdy energia wia-tru jest mniejsza, niedobór uzupe∏nià ogniwa fotowoltaiczne.

Ponadto dobrze jest przewidzieç rezerwowe êród∏o zasilania w postaci auto-matycznie uruchamianego agregatu spalinowego. OczywiÊcie niezb´dne jest,aby ca∏oÊç nadzorowa∏ komputerowy system sterowania. Dopiero w ten sposóbpowstaje wspó∏czesny system zasilania wykorzystujàcy êród∏a odnawialne.

Rys.4. Przydomowa elektrownia wiatrowaw Cieniawie (zdjćie M. Brzeziƒski)

Energia wiatrowa


Taki system opracowuje si´ indywidualnie dla ka˝dego obiektu. Kluczemdo poprawnego doboru elementów systemu sà dane dotyczàce charakterystyki za-potrzebowania obiektu na energi´ elektrycznà.

3. Aby ogrzewaç pomieszczenia

Wraz z ch∏odnymi jesiennymi podmuchami wiatru pojawiajà si´ pomys∏y, bywykorzystaç energi´ wiatru do ogrzewania, najcz´Êciej domu. Pomys∏ nie jest z∏yi technicznie mo˝liwy do zrealizowania, lecz w aktualnych warunkach bardzo trud-ny do uzasadnienia ekonomicznego.

Energia elektryczna to wysoce przetworzony produkt. Aby go uzyskaç w syste-mie energetycznym, wydobyto paliwo, uzyskano z niego ciep∏o, nast´pnie kilka-krotnie ze stratami energi´ t´ przetworzono, by uzyskaç pràd elektryczny, nast´p-nie znów ze stratami przes∏ano jà do naszego domu. JeÊli zatem dostarczony pràd„zepsujemy” z powrotem na ciep∏o, to nie mo˝emy si´ spodziewaç, ˝e otrzymamyogrzewanie konkurencyjne z ogrzewaniem, w którym bezpoÊrednio w domu wy-tworzymy z paliwa ciep∏o. I jak na razie nie pomagajà tutaj ˝adne pomys∏y na „ta-nie i proste elektrownie” z pràdem o nie unormowanych parametrach.

JeÊli zatem chcemy zaprzàc wiatr do ogrzewania naszej siedziby, to proponuje-my zrobiç to wg nast´pujàcego schematu: zbudowaç elektrowni´ wiatrowà i sprze-dawaç pràd do sieci, a za otrzymane Êrodki kupowaç paliwo.

Nale˝y jednak dodaç, ˝e projektanci elektrowni wiatrowych w wielu oÊrodkachwracajà do tego tematu i byç mo˝e wraz z rozwojem technologii prze∏om mo˝e nastà-piç i tutaj. Elektrownia wiatrowa b´dzie jednak w takiej instalacji mog∏a funkcjonowaçtylko w skojarzeniu z innym êród∏em energii, np. siecià energetycznà lub gazem.

4. Elektrownie u˝ywane

Przedsi´wzićie takie pole-ga zwykle na przeniesieniu in-stalacji z jednego miejsca np.z Niemiec do Polski. W takimprzypadku g∏ównymi pobudka-mi inwestorów jest atrakcyjnacena oferowanych maszyn. Na-le˝y jednak pami´taç, ˝edo podjćia decyzji o zakupietakich maszyn nie wystarczaatrakcyjna cena oraz pozorniedobry stan urzàdzeƒ. W celusformu∏owania oceny technicz-

Rys.5. Farma wiatrowa przeznaczona do przeniesieniaw nowe miejsce (zdjćie Z. Zàber)


Energia wiatrowa

45

nej bezwzgl´dnie nale˝ypos∏u˝yç si´ zespo∏em eks-pertów z∏o˝onym ze spe-cjalistów ró˝nych dziedzin.Powinni to byç mechanicy,elektrycy i elektronicy orazspecjaliÊci od konstrukcjistalowych.

Ponadto sprawdziç nale-˝y bardzo istotny aspektprzedsi´wzićia, jakim jestdost´pnoÊç serwisu i cz´Êcizamiennych. Cz´sto jednà z g∏ównych pobudek inwestora, by sprzedaç posiadanàinstalacj´, jest brak na rynku ich sprawnego serwisu. Taki stan rzeczy cz´sto wy-nika z konsolidacji producentów elektrowni wiatrowych. Firmy, które wch∏on´∏ymniejszych producentów, cz´sto nie chcà zajmowaç si´ maszynami wyprodukowa-nymi przez nich pod innà markà. JeÊli zakup realizowany jest przez firm´ poÊred-niczàcà, wówczas od poÊrednika nale˝y ˝àdaç zapewnienia serwisu i dostaw cz´Êcizamiennych. W innym przypadku realizacja takiego przedsi´wzićia obarczona jestbardzo du˝ym ryzykiem niepowodzenia.

Kolejna sprawa, o której nale˝y pami´taç, to problem z pozyskaniem êróde∏ fi-nansowania takiego przedsi´wzićia. Banki sà zwykle nieufne co do finansowaniaprzedsi´wzi´ç opartych na zastosowaniu u˝ywanych maszyn. Trudno jest im w ta-kiej sytuacji oceniç poziom ryzyka przedsi´wzićia. W konsekwencji banki ˝àdajàwysokich zabezpieczeƒ dla udzielanego kredytu.

Pami´taç ponadto nale˝y o tym, ˝e ryzyko techniczne dla takich przedsi´wzi´çjest mniejsze w przypadku przenoszenia ca∏ej farmy wiatrowej ni˝ pojedynczejmaszyny. Prawdopodobieƒstwo zepsucia si´ wszystkich maszyn w farmie i ca∏ko-wita utrata zdolnoÊci do produkcji energii jest tu znacznie mniejsza ni˝ w przypad-ku pojedynczej elektrowni.

5. Nowe instalacje

Nowe instalacje oparte na du˝ych kilkumegawatowych maszynach wymagajàod inwestora doÊç szczególnej wiedzy i doÊwiadczenia, a w szczególnoÊci dba∏oÊcio prawid∏owà ocen´ zasobów energii wiatru, co z kolei wymaga co najmniej rocz-nych pomiarów wiatru w miejscu planowanej si∏owni. Przeprowadzenie takiej in-westycji to zwykle kilkuletni proces, którego g∏ównà cz´Êç stanowi ogólnie poj´teplanowanie i organizacja. Najlepiej zadanie takie powierzyç specjalistycznej fir-mie, by zmniejszyç ryzyko uczenia si´ na w∏asnych b∏´dach.

Rys.6. Konsolidacja producentów elektrowni wiatrowych (Windand sun energy 2/2006)

Energia wiatrowa


6. Za i przeciw energetyce wiatrowej

Budowanie elektrowni wiatrowych ma ró˝ny wp∏yw zarówno na Êrodowiskonaturalne, jak i lokalnà spo∏ecznoÊç w zale˝noÊci od skali przedsi´wzićia.Wspólnà jednak cechà tego rodzaju dzia∏alnoÊci jest formowanie si´ strono przeciwstawnych poglàdach, zwykle opartych na pog∏oskach i pospiesznie ze-branych informacjach. Mo˝na zatem wyliczyç zainteresowanych realizacjà inwe-stycji w energetyce wiatrowej oraz przeciwników takich inwestycji. Do zaintere-sowanych nale˝à:

– inwestor, poniewa˝ 1 MW elektrownia produkuje, nawet w naszym ubogimw wiatr regionie, minimum 2 200 MWh/rok. Zatem przy cenie zielonej ener-gii ok. 300 z∏ netto/MWh, roczne przychody wynoszà co najmniej 660 000 z∏+VAT,

– gmina, poniewa˝ elektrownia 1 MW to inwestycja minimum 1mln €, czyliok. 4 mln z∏, z czego zwykle 1/3 to podstawa do 2% podatku lokalnego,

– zak∏ady energetyczne, poniewa˝ produkcja 2 200 MWh/rok pozwala im ∏a-twiej wype∏niç obowiàzek pozyskania okreÊlonej iloÊci energii odnawialnej,

– ekolodzy, poniewa˝ 2 200 MWh energii odnawialnej to zmniejszenie emisjiCO2 o 2 780 ton, SO2 o 17,6 ton, NOx o13,2 ton, py∏ów o ok. 2 tony, ˝u˝li i po-pio∏ów o 154 tony,

– lokalni podwykonawcy, gdy˝ konieczne b´dzie wykonanie projektów,map, badaƒ geologicznych, infrastruktury energetycznej, fundamentów, drógdojazdowych, prac monta˝owych i transportowych.

Sceptycznie patrzà na rozwój energetyki wiatrowej:– ekolodzy, ze wzgl´du na podnoszone przez niektórych zagro˝enie dla pta-

ków w´drownych i wzbudzany ha∏as,– urbaniÊci, ze wzgl´du – jak twierdzà – na ska˝enie krajobrazu,– górnicy, poniewa˝ taka inwestycja zmniejsza zapotrzebowanie na w´giel

energetyczny.

3.4. Formalne procedury wdra˝ania inwestycji (procedury,problemy, ryzyko...)

Procedura realizacji inwestycji w energetyce wiatrowej nie odbiega zasadniczood realizacji typowych przedsi´wzi´ç budowlanych. Nie ma bowiem odr´bnychprzepisów dotyczàcych energetyki wiatrowej. Specyfikà tego biznesu jest jedynieto, ˝e w biznesplanie konieczne jest okreÊlenie iloÊci produkowanej energiina podstawie pomiarów wiatru oraz podanie informacji o zasadach zakupu energiizielonej. Ponadto do rozpoczćia dzia∏alnoÊci konieczne jest uzyskanie koncesjina produkcj´ energii elektrycznej w Urz´dzie Regulacji Energetyki.


Energia wiatrowa

47

Jak ju˝ wczeÊniej wspomniano, moc elektrowni i produkcja energii sà w przy-bli˝eniu proporcjonalne do trzeciej pot´gi pr´dkoÊci wiatru. W konsekwencji pla-nujàc przedsi´wzićie w tej dziedzinie nale˝y poszukaç terenu:

– o wysokiej Êredniorocznej pr´dkoÊci wiatru (priorytet oceny lokalizacji), – przeznaczonego w planie zagospodarowania gminy pod energetyk´ wiatrowà,– z dost´pem do odpowiednio mocnej sieci energetycznej,– o mo˝liwie niskiej cenie ziemi, np. terenów pod rekultywacj´.

JeÊli w gminie nie przewidziano terenów pod energetyk´ wiatrowà, wówczas ko-nieczne jest zbadanie mo˝liwoÊci zmiany planu zagospodarowania gminy, ale jestto procedura kosztowna i czasoch∏onna. W gminach nie posiadajàcych jeszcze pla-nu zagospodarowania przestrzennego konieczne jest uzyskanie warunków zabu-dowy i zagospodarowania terenu zamiast wypisu z planu zagospodarowania.

JeÊli wst´pnie wybrano lokalizacj´, koniecznie nale˝y zainstalowaç automatycz-nà stacj´ pomiaru pr´dkoÊci i kierunku wiatru, by w czasie przygotowania inwesty-cji gromadziç dane o zasobach energii wiatru. Takie dzia∏anie pozwala jednakprzyspieszyç uzyskanie pozwolenia na budow´. Istnieje oczywiÊcie niebezpieczeƒ-stwo, ˝e po pewnym okresie pomiarów uzyskane wyniki ocenimy negatywniei cz´Êç prac przygotowawczych pójdzie na marne.

Nast´pnym krokiem jest opracowanie szczegó∏owej koncepcji technicznej,okreÊlajàcej liczb´, wielkoÊç i rozmieszczenie w terenie elektrowni wiatrowych.Na tej podstawie mo˝na wystàpiç z wnioskiem do lokalnej spó∏ki dystrybucyjnejo wydanie warunków pod∏àczenia elektrowni wiatrowych do sieci energetycznej.Dla wi´kszych inwestycji konieczne jest do∏àczenie do wniosku o wydanie wa-runków pod∏àczenia, ekspertyzy oddzia∏ywania elektrowni wiatrowych na sieçenergetycznà.

Dysponujàc wydanymi warunkami zabudowy lub wypisem z planu zagospoda-rowania terenu oraz warunkami pod∏àczenia do sieci mo˝emy przystàpiç do dal-szych procedur, które sà typowe, jak dla ka˝dej innej inwestycji zwiàzanej z budo-wà obiektu. Po uzyskaniu pozwolenia na budow´ do rozpoczćia dzia∏alnoÊci ko-nieczne jest uzyskanie koncesji na produkcj´ i sprzeda˝ energii elektrycznej. Pro-cedura ta szczegó∏owo podana jest przez Urzàd Regulacji Energetyki.

W tym miejscu nale˝y zauwa˝yç, ˝e w procesie inwestycyjnym zwiàzanymz energetykà wiatrowà równie˝ wyst´pujà pewne dzia∏ania iteracyjne. Oznacza to,˝e zwykle nie udaje si´ przeprowadziç tej inwestycji w ciàgu wyst´pujàcych po so-bie zaplanowanych dzia∏aƒ. Cz´sto konieczne sà zwroty na tej drodze i ponowneuzgodnienia, zmiany w projektach, koncepcjach itd. Zmiany te wynikajà zwyklez kolejnych uzgodnieƒ, zmian stanowisk stron post´powania administracyjnegolub z up∏ywu czasu i utraty wa˝noÊci niektórych dokumentów.

Energia wiatrowa


W zwiàzku z powy˝szym przygotowanie takiej inwestycji najlepiej jest powie-rzyç specjalistycznej firmie posiadajàcej ju˝ doÊwiadczenie w tej dziedzinie. Zde-cydowanie zmniejszy to ryzyko inwestycyjne, zw∏aszcza zwiàzane z harmonogra-mem realizacji przedsi´wzićia.

3.5. BibliografiaCzasopismo. Wind and sun energy nr 2/2006.


Energia s∏oneczna

49

4. ENERGIA S¸ONECZNAS∏oƒce jest naturalnym êród∏em energii, towarzyszàcym cz∏owiekowi od zara-

nia dziejów. Od zawsze determinowa∏o cykl dobowy i roczny naszej egzystencji.Dzi´ki jego promieniowaniu nast´puje biologiczny rozwój Êwiata oraz jego aktyw-noÊç w sferze fizycznej.

Cz∏owiek wykorzystywa∏ i wykorzystuje energi´ S∏oƒca w mniej lub bar-dziej Êwiadomy sposób na ka˝dym etapie rozwoju cywilizacyjnego. Poczàtko-wo ogranicza∏ si´ do bezpoÊredniego spo˝ytkowania ciep∏a s∏onecznegodo ogrzania w∏asnego cia∏a, nast´pnie S∏oƒce pos∏u˝y∏o do suszenia materia-∏ów budulcowych u˝ywanych przy konstrukcji ludzkich siedzib. Kiedy ludzie„opanowali” ogieƒ, ciep∏o s∏oneczne pos∏u˝y∏o do wytworzenia paliwa oparte-go na biomasie. Mog∏oby si´ wydawaç, ˝e post´powanie takie by∏o zgodnez naturà i zasadami tzw. zrównowa˝onego rozwoju. Niestety, tak w zamierz-ch∏ych czasach jak obecnie cz∏owiek prowadzi gospodark´ rabunkowà zmie-rzajàcà do destrukcji naszego naturalnego ekosystemu. Cz∏owiek pierwotnypo wykorzystaniu zasobów Êrodowiska w miejscu swojego bytowania przeno-si∏ si´ na inne miejsce. Obecnie, przy tak wielkiej populacji ludzkiej, nie jestmo˝liwe nieustanne przenoszenie si´ z miejsca na miejsce z powodu brakuterenów przyjaznych osadnictwu oraz ograniczonej odpornoÊci naszego eko-systemu na zanieczyszczenia homogeniczne. Cywilizacja wytworzy∏a wielkieorganizmy urbanistyczne, które chcàc nie chcàc przywiàzujà do siebie miesz-kaƒców. Ponadto globalne zasoby naturalnych paliw kopalnych sà na wyczer-paniu, co sk∏ania nas do poszukiwania êróde∏ energii opartych na czynnikachi surowcach niewyczerpywalnych. Stàd coraz wi´kszà uwag´ zwraca sińa tzw. odnawialne êród∏a energii. Podstawowym z nich jest energia s∏oƒca,która w sposób poÊredni „nap´dza” wytwarzanie biomasy, powstawanie ener-gii ruchów powietrza atmosferycznego, energii spadku wód itp.

4.1. CharakterystykaDo zewn´trznych warstw atmosfery naszej planety dociera promieniowa-

nie s∏oneczne o g´stoÊci Gsc = 1367 W/m2. WielkoÊç ta waha si´ w ciàgu rokuw granicach kilku procent, co jest wynikiem eliptycznego kszta∏tu orbityziemskiej powodujàcego zmiany odleg∏oÊci Ziemi i S∏oƒca. Jednak zasadni-czym czynnikiem, wp∏ywajàcym na ró˝nice w iloÊci energii s∏onecznej docie-rajàcej do powierzchni Ziemi w ciàgu roku, jest ró˝ne nachylenia osi obrotuZiemi do kierunku padania promieni s∏onecznych. W rezultacie zmienia si´gruboÊç atmosfery, jakà muszà pokonaç promienie, zanim dotrà do po-wierzchni Ziemi.

Dla Polski maksymalna g´stoÊç promieniowania s∏onecznego docierajàcado powierzchni wynosi ok. 1 kW/m2.

Promieniowanie emitowane przez S∏oƒce w przestrzeƒ mi´dzyplanetarnà po-siada bardzo szerokie spektrum. Poczàwszy od fal magnetycznych o najmniejszejd∏ugoÊci, sà to:

– promieniowanie gamma,– promieniowanie rentgenowskie,– ultrafiolet,– Êwiat∏o widzialne,– podczerwieƒ,– fale radiowe.

Do powierzchni Ziemi dociera promieniowanie o d∏ugoÊci fali powy˝ej 290 nm,czyli cz´Êç ultrafioletu, Êwiat∏o widzialne, podczerwieƒ i fale radiowe. IloÊç i cha-rakter promieniowania docierajàcego do powierzchni Ziemi zale˝y od czynnikówgeograficznych, atmosferycznych i klimatycznych.Obserwowane na Ziemi promieniowanie mo˝emy podzieliç na trzy grupy:

– promieniowanie bezpoÊrednie – padajàce wprost z tarczy s∏onecznej,– promieniowanie rozproszone – emitowane przez ca∏à atmosfer´ wskutek wie-

lokrotnego za∏amania w niej promieni s∏onecznych,– promieniowanie odbite – odbite od wody, Êniegu, piasku, ska∏, budynków itp.

Wszystkie one niosà ze sobà energi´, którà mo˝na przekszta∏ciç na inne u˝y-teczne formy.

4.2. Potencja∏ energii s∏onecznej na terenie Ma∏opolskiWojewództwo ma∏opolskie le˝y w okolicy 50° szerokoÊci geograficznej pó∏nocnej.Dla tych warunków, w zale˝noÊci od pory roku, po∏o˝enie (wysokoÊç – kàt jaki

tworzy promieƒ S∏oƒca z p∏aszczyznà horyzontu) S∏oƒca w s∏oneczne po∏udnieprzedstawia poni˝sza tabelka.

Tabela 1. WysokoÊç S∏oƒca nad horyzontem dla województwa ma∏opolskiego

Energia s∏oneczna


szerokoÊçgeograficzna N

50°

zima 21 XII

16,6°

wiosna 21 IIIjesieƒ 23 IX

40,1°

lato 21 VI

63,4°

WysokoÊç S∏oƒca nad horyzontem (w stopniach)

WysokoÊç S∏oƒca nad horyzontem okreÊla gruboÊç warstwy atmosfery, jakà ma-jà do pokonania promienie s∏oneczne, zanim dotrà do powierzchni Ziemi. Oczywi-ste jest, ˝e im S∏oƒce znajduje si´ ni˝ej nad horyzontem, tym d∏u˝sza jest drogajego promieni przez atmosfer´.

Innym parametrem charakteryzujàcym po∏o˝enie S∏oƒca jest jego azymut. Jestto kàt dwuÊcienny, zawarty pomi´dzy p∏aszczyznà przechodzàcà przez zenit punk-tu obserwacji i przez punkt, w którym w danej chwili znajduje si´ S∏oƒce, a p∏asz-czyznà przechodzàcà przez zenit oraz punkty N i S horyzontu.

W tabeli 2. przedstawiono azymuty wschodów i zachodów S∏oƒca dla 50° szero-koÊci geograficznej pó∏nocnej, czyli dla województwa ma∏opolskiego. Azymuty tedeterminujà czas przebywania S∏oƒca na niebie, a co za tym idzie czas dost´pudo energii jego promieniowania. Jak widaç, zmiany te sà bardzo du˝e. Latem S∏oƒ-ce wschodzi na pó∏nocnym wschodzie, a zachodzi na pó∏nocnym zachodzie. ZimàzaÊ wschodzi na po∏udniowym wschodzie i zachodzi na po∏udniowym zachodzie.Stàd czas jego przebywania na niebosk∏onie i dost´pnoÊç do jego energii diame-tralnie zmienia si´ latem i zimà.

Tabela 2. Azymuty wschodów i zachodów S∏oƒca w Ma∏opolsce dla poszczególnychpór roku

Oba wspomniane powy˝ej czynniki powodujà, i˝ latem mo˝emy uzyskaç oko-∏o 5 razy wićej energii z promieniowania s∏onecznego ni˝ zimà.

IloÊç promieniowania s∏onecznego padajàcego na powierzchni´ poziomà dlawojewództwa ma∏opolskiego w ciàgu roku waha si´ w granicach od 980 do 1060kWh/m2. Jest to po∏owa tego, co na Saharze, ale a˝ 2/3 energii promieniowania, któ-rà otrzymuje Hiszpania na metr kwadratowy powierzchni poziomej.

Tabela 3. pokazuje niewielkie rozbie˝noÊci, jakie zanotowano dla kilku punk-tów pomiarowych Ma∏opolski.

szerokoÊçgeograficzna N

50°

50°

Etykiety energetyczne

Energia s∏oneczna

51

zima 21 XII

16,6°

wiosna 21 IIIjesieƒ 23 IX

40,1°

lato 21 VI

63,4°

Azymut (w stopniach)

wschód

-52°

zachód

52°

wschód

-90°

zachód

90°

wschód

-128°

zachód

128°

Energia s∏oneczna

Etykiety energetyczne52

Tabela 3. IloÊç energii promieniowania s∏onecznego docierajàca do powierzchni po-ziomej w ciàgu roku dla wybranych punktów Ma∏opolski

Na rys.1. przedstawiono zmiennoÊç iloÊci rocznego promieniowania na terenieMa∏opolski. Ârednio mo˝emy przyjàç do szacunków promieniowanie roczneok. 1000 kWh/m2 (3600 MJ/m2).

Przedstawione powy˝ej wielkoÊci sà wielkoÊciami Êrednimi i nie mo˝na ichtraktowaç jako pewnych dla ka˝dego punktu województwa. Bardzo wa˝nym czyn-nikiem sà warunki lokalne panujàce na terenie potencjalnej inwestycji solarnej.

MiejscowoÊç

Âwi´ty Krzy˝Zakopane

Rabka Kasprowy Wierch

Kraków

rok I-XII

993,4976,8977,9

1090,0962,2

pó∏roczeletnie IV-IX

764,7695,4712,5750,0698,9

sezon letni V-VIII

423,6378,8394,2

--

pó∏roczezimowe X-III

223,4281,2265,4340,0263,4

IloÊç promieniowania kWh/m2

Rys.1. Roczne promieniowanie ca∏kowite dla terenu Polski

Etykiety energetyczne

Energia s∏oneczna

53

Nale˝y tu wspomnieç o takich elementach jak choçby zamglenie wyst´pujàcew dolinach rzek lub terenach podmok∏ych. BezpoÊrednia bliskoÊç akwenów wod-nych równie˝ przyczynia si´ do zwi´kszenia zamglenia sàsiadujàcych terenów, a coza tym idzie do pewnego ograniczenia promieniowania s∏onecznego, szczególniew okresach wiosennym i jesiennym, kiedy to instalacje solarne mogà pe∏niç tylkofunkcj´ wspomagajàcà systemy innego typu.

Innym bardzo wa˝nym czynnikiem jest umiejscowienie potencjalnej inwestycjiw górach. Wielekroç zdarza si´, ˝e po pó∏nocnej lub te˝ zawietrznej stronie stoku(jeÊli rozpatrzymy przewa˝ajàcy w roku kierunek wiatru), a cz´sto przy obu tychczynnikach wyst´pujàcych jednoczeÊnie, mamy do czynienia z wyst´powaniemznacznie wi´kszego zachmurzenia ni˝ ma to miejsce po stronie przeciwnej. Wa˝-ne sà w takich miejscach wieloletnie obserwacje, a najlepiej oprzeç si´, co mo˝ewydaç si´ zabawne, na doÊwiadczeniu wieloletnich mieszkaƒców okolicy.

4.3. TechnologiaEnergi´ promieniowania s∏onecznego mo˝emy wykorzystywaç na wiele sposo-

bów. W niniejszym rozdziale zajmiemy si´ bezpoÊrednim wykorzystaniem energiipromieniowania s∏onecznego. Radiacj´ S∏oƒca mo˝emy wykorzystaç na dwa sposo-by: pierwszy to bezpoÊrednie przetworzenie energii promieniowania na energićieplnà na powierzchni absorbera. Drugi jest nieco bardziej skomplikowany. Prze-twarzamy bowiem energi´ promieniowania na pràd elektryczny.

Rys.2. Mapka us∏onecznienia dla Polski

4.3.1. Systemy pasywneIstnieje wiele sposobów przetwarzania promieniowania s∏onecznego na ciep∏o.

Najstarsze i najprostsze z nich polegajà na wystawieniu na dzia∏anie S∏oƒca po-wierzchni o du˝ym wspó∏czynniku absorpcji. Powierzchnia ta nagrzewa si´, a nast´p-nie oddaje swoje ciep∏o otoczeniu. Je˝eli znajduje si´ w pomieszczeniu, nagrzewaznajdujàce si´ w nim powietrze. Sà to tzw. pasywne systemy ogrzewania s∏onecznego.

Takie metody znane sà ju˝ od staro˝ytnoÊci. Jednà z nich jest koncepcja tzw.domu s∏onecznego Sokratesa, która w taki sposób kszta∏towa∏a budowl´, abyw maksymalny sposób wykorzystywa∏a promieniowanie s∏oneczne w okresie ch∏od-nym, zaÊ w okresie goràcym chroni∏a przed nadmiernym jego dzia∏aniem.

Ogrzewanie pasywne polega na przechwyceniu, poch∏onićiu i przetworzeniuna energi´ cieplnà promieniowania s∏onecznego przez elementy konstrukcyjnebudynku. Pasywne systemy solarne nie wymagajà u˝ycia zewn´trznego êród∏aenergii, jak to ma miejsce choçby w systemach wykorzystujàcych kolektory cieczo-we. Wyjàtek stanowi zastosowanie sterowania umo˝liwiajàcego uzyskanie komfor-tu cieplnego mieszkaƒców, lecz nie zawsze jest ono konieczne. Niekiedy mo˝nazastosowaç uk∏ady samoregulujàce. Systemy pasywne nie wymagajà sta∏ej konser-wacji, ich dzia∏anie jest proste, samoczynne, istnieje wiele rozwiàzaƒ konstrukcyj-nych mo˝liwych do wykorzystania w danych warunkach.

Wadà systemów pasywnych jest koniecznoÊç ich instalowania w procesie po-wstawania budynku, poniewa˝ sà one elementami ÊciÊle uzale˝nionymi od rozwià-zaƒ konstrukcyjnych budynku i odwrotnie, budynek musi byç dostosowany do za-budowy w nim pasywnego systemu solarnego danego typu. Pasywny system solar-ny jest integralnà cz´Êcià budowli i mo˝e, a nawet powinien posiadaç równie˝ wa-lory architektoniczne. „Wady” tej nie majà systemy oparte na kolektorach cieczo-wych lub fotowoltaice, które z powodzeniem mo˝emy zainstalowaç na budynkachistniejàcych, co nie znaczy, ˝e nie nale˝y dbaç o estetyk´ monta˝u ww. urzàdzeƒi ich wp∏yw na wyglàd bry∏y budynku.

Pasywne systemy ogrzewania budynków mo˝emy podzieliç na pi´ç zasadni-czych grup (Pluta 2003):

– z bezpoÊrednim pozyskiwaniem ciep∏a,– ze Êcianami kolektorowo-magazynowymi,– z ogrzewaniem powietrznym termosyfonowym,– z przeszklonymi przybudówkami (szklarnie, oran˝erie),– z przep∏ywem powietrza wokó∏ lub wewnàtrz budynku.

Do niedawna panowa∏o przekonanie, i˝ systemy pasywne znajdujà swoje op∏a-calne wykorzystanie w budynkach ma∏ych. Obecnie istnieje wiele przyk∏adów wy-korzystania pasywnych systemów solarnych w budowlach wielkogabarytowych.

Energia s∏oneczna



Energia s∏oneczna

55

4.3.1.1. BezpoÊrednie pozyskiwanie ciep∏aJest to sposób najprostszy, oparty na koncepcji Sokratesa. Polega on na wyko-

rzystaniu du˝ych oszklonych powierzchni na po∏udniowych Êcianach budynku.Promieniowanie wpadajàce do wn´trza pomieszczenia ogrzewa jego Êciany i znaj-dujàce si´ w nim sprz´ty. One po uzyskaniu temperatury wi´kszej od temperatu-ry powietrza w ogrzewanym po-mieszczeniu oddajà ciep∏odo wn´trza. Równie˝ samo uzy-skanie przez Êciany temperaturywy˝szej ni˝ w przypadku ogrze-wania ich przez S∏oƒce, zmniej-sza straty energii cieplnejdo otoczenia.

Taka sytuacja ma miejscew zimie, kiedy to S∏oƒce znajdu-je si´ nisko i promieniowaniema mo˝liwoÊç dotrzeç do wn´-trza pomieszczenia. Zasad´dzia∏ania takiego systemu obra-zuje rys. 3.

W lecie, gdy S∏oƒce znajduje si´ na du˝ej wysokoÊci, jego promieniowanie do-cierajàce do wn´trza pomieszczenia jest ograniczone przez zadaszenie, markizy,okiennice czy ˝aluzje. Sposób bezpoÊredniego pozyskiwania ciep∏a jest powszech-nie znany i stosowany.

4.3.1.2. Systemy ze Êcianami kolektorowo-magazynowymiMetoda ta polega na umiejscowieniu w po∏udniowej elewacji budynku Êcian

kolektorowo-magazynowych. Sà to elementy wykonane z materia∏u o du˝ej po-jemnoÊci cieplnej, a ich powierzchnia wystawiona na dzia∏anie promieniowanias∏onecznego ma du˝y wspó∏czynnik absorpcji, zaÊ ma∏y wspó∏czynnik emisji,jak absorber w kolektorze cieczowym. Âciana taka przechwytuje energi´ s∏o-necznà, zamienia jà na ciep∏o, które nast´pnie magazynuje w swojej obj´toÊci.W celu ograniczenia strat do otoczenia ciep∏a zgromadzonego w Êcianie kolek-torowo- magazynowej, jest ona najcz´Êciej os∏oni´ta od zewnàtrz podwójnieszklonà os∏onà. Niejednokrotnie, w celu zwi´kszenia uzysku ciep∏a, os∏on´ wy-konuje si´ z materia∏ów o specjalnych w∏aÊciwoÊciach optycznych tzn. du˝ejprzepuszczalnoÊci i ma∏ym odbiciu. Odst´p mi´dzy Êcianà a os∏onà waha si´w granicach od 7 do 11 cm. W górnej i dolnej cz´Êci Êciany znajdujà si´ otworywentylacyjne, natomiast w górnej kraw´dzi os∏ony wywietrzniki ∏àczàce prze-

Rys.3. Padanie promieni s∏onecznych przez powierzchnieoszklone do wn´trza pomieszczeƒ w okresie zimowymi letnim

strzeƒ mi´dzy Êcianà a os∏onàz otoczeniem (rys. 4).

Podczas operowania S∏oƒcaÊciana kolektorowo-magazyno-wa nagrzewa si´ gromadzàcw sobie energi´ cieplnà. Powie-trze znajdujàce si´ pomi´dzyÊcianà a przeêroczystà os∏onànagrzewa si´ i poprzez otworyw górnej i dolnej cz´Êci Êcianysamoczynnie wp∏ywa do po-mieszczenia ogrzewajàc je.W porze nocnej Êciana oddajeciep∏o, które nagromadzi∏aza dnia w swojej obj´toÊci.

W lecie, aby nie dopuÊciçdo nadmiernego nagrzania si´Êciany, mo˝na zastosowaç od-powiednio ukszta∏towane zada-szenie lub os∏ony, np. rolety,˝aluzje.

Innà metodà niedopuszcze-nia do przegrzania Êciany, a jed-noczeÊnie pomieszczenia, jestzamknićie górnych otworówwentylacyjnych Êciany przy jed-noczesnym otwarciu wywietrzni-ków w przeêroczystej os∏onie.Taki stan przy swobodnym do-p∏ywie powietrza np. z pó∏nocnejstrony budynku pozwala na wy-muszenie obiegu powietrzaw pomieszczeniu, poprzez wy-rzucenie goràcego powietrzasprzed Êciany na zewnàtrz i za-ssaniu na jego miejsce ch∏odne-go powietrza z pó∏nocnej strony.Uzyskuje si´ w ten sposób pewnàform´ wymuszonej wentylacji.

Energia s∏oneczna


Rys.4. Przekrój Êciany kolektorowo-magazynowej

Rys. 5. Zasada dzia∏ania Êciany kolektorowo-magazynowejprzy: a) ogrzewaniu bezpoÊrednim (kolektorowym), b) ogrzewaniu nocnym konwekcyjno-radiacyjnym, c) wentylacji konwekcyjnej kolektorowej dziennej, d) wentylacji konwekcyjnej nocnej za pomocà energiicieplnej zmagazynowanej w dzieƒ.


Energia s∏oneczna

57

4.3.1.3. Systemy z termosyfonowym ogrzewaniem powietrznym Pasywne ogrzewanie termosyfonowe jest w istocie swojego dzia∏ania podobne

do systemu ze Êcianà kolektorowo-magazynowà. W uk∏adzie tym nie wyst´pujejednak element magazynowy nagrzewany promieniami s∏onecznymi.

Uk∏ad termosyfonowy sk∏ada si´ z oszklonej, a w∏aÊciwie zamkni´tej przeêro-czystà os∏onà termicznà przestrzeni i znajdujàcego si´ za nià absorbera. Os∏ona wy-konana jest najcz´Êciej z podwójnej szyby z przestrzenià pomi´dzy szybami wype∏-nionà gazem o niewielkim przewodnictwie cieplnym. Ogrzewanie termosyfonowemo˝e byç zabudowane poni˝ej okien, pod parapetem. Je˝eli okna nie sà wymaganew pomieszczeniu, rzeczone ogrzewanie mo˝e znajdowaç si´ pomi´dzy sufitema pod∏ogà, po stronie budynku o po∏udniowej ekspozycji. Równolegle za szklanàos∏onà znajduje si´ absorber wykonany z p∏yty metalowej powleczonej od stronyprzeszklenia lakierem solarnym lub innà pow∏okà o wysokim wspó∏czynniku po-ch∏aniania i niskim wspó∏czynniku emisji promieniowania np. tzw. selektywnà far-bà solarnà. P∏yta absorbera dzie-li przestrzeƒ termosyfonowàna dwie cz´Êci tworzàc w tensposób dwa szerokie kana∏y po-wietrzne, jeden pomi´dzy absor-berem a przeszkleniem, drugipomi´dzy tylnà stronà absorberaa Êcianà. Pod absorberem mo˝li-wy jest swobodny przep∏yw po-wietrza z jednego kana∏u do dru-giego. Kana∏ przedni (od stronyprzeszklenia) po∏àczony jestu góry poprzez otwory w parape-cie z przestrzenià pomieszcze-nia, które jest ogrzewane. Kana∏tylny (od strony Êciany) równie˝w swojej górnej cz´Êci ma po∏à-czenie z przestrzenià pomiesz-czenia, lecz jego wylot jestumiejscowiony poni˝ej wylotukana∏u przedniego (rys. 6).

Powietrze ogrzane w przednim kanale konwekcyjnie unosi si´ do góry i poprzezotwory w parapecie wpada do ogrzewanego pomieszczenia niosàc ze sobà ciep∏o.Wych∏odzone powietrze z pomieszczenia jest zasysane otworami kana∏u tylnego,gdzie wst´pnie ogrzewa si´ od tylnej strony absorbera, a nast´pnie trafia do∏em

Rys. 6. Pasywny system termosyfonowy – tylko praca dzien-na (biurowce, budynki u˝ytecznoÊci publicznej,szko∏y, centra handlowe)

1. przegroda szklana, 2. parapet z wylotami ciep∏ego powie-trza, 3. pod∏oga, 4. kana∏ termosyfonu, 5. absorber.

Energia s∏oneczna


do kana∏u przedniego, gdzie uzyskuje maksymalnà temperatur´ i trafia do po-mieszczenia. W ten sposób powstaje samoczynna cyrkulacja powietrza w pomiesz-czeniu i termosyfonowym kolektorze powietrznym. W sytuacji, kiedy nie ma dosta-tecznego promieniowania, powietrze ch∏odne z pomieszczenia gromadzi si´ w dolnejcz´Êci syfonu powodujàc „zamknićie” przep∏ywu i zapobiega sch∏odzeniu pomiesz-czenia przez cyrkulacj´ w przeciwnym kierunku. W przypadku zastosowania Êciankiabsorbera na wysokoÊciach pomi´dzy poziomem pod∏ogi a sufitu nale˝y zamknàçkana∏y wlotu i wylotu powietrza do kolektora, w celu uniknićia wych∏odzenia po-mieszczenia. Regulacja iloÊci uzyskanego ciep∏a polega na przymykaniu otworówpowietrznych lub stosowaniu zadaszeƒ i os∏on absorbera.

Wadà takiego ogrzewania jest brak magazynu ciep∏a, w zwiàzku z czym dzia∏a onotylko w czasie nas∏onecznienia. Mo˝e zatem z powodzeniem s∏u˝yç do ogrzewaniabiurowców, sklepów, budynków u˝ytecznoÊci publicznej, których pomieszczenia wy-magajà ogrzewania w porze dziennej. Nie nadaje si´ on natomiast szczególnie w na-szych warunkach klimatycznych, do ogrzewania pomieszczeƒ mieszkalnych.

W celu zaadaptowania systemów termosyfonowych do ogrzewania budynkówmieszkalnych nale˝y zachowaç ciep∏o zgromadzone w porze najwi´kszego nas∏onecz-nienia, aby nast´pnie mo˝na by∏o je wykorzystaç w okresie zapotrzebowania na ener-gi´ grzewczà. Nale˝y zatem po∏àczyç kolektor termosyfonowy z magazynem ciep∏a.Jako magazyn ciep∏a stosuje si´ najcz´Êciej materia∏ skalny lub ceramiczny o du˝ejpojemnoÊci cieplnej, zgromadzony w izolowanym cieplnie pomieszczeniu (rys. 7).

Rys.7. Termosyfonowy kolektorowy system pasywny ze skalnym z∏o˝em magazynowym ciep∏a


Energia s∏oneczna

59

Istotà dzia∏ania systemu termosyfonowego z magazynem ciep∏a jest zastosowa-nie dwóch obiegów cyrkulacyjnych. Pierwszy obieg jest w∏aÊciwie podobny do kla-sycznego systemu termosyfonowego z tym, ˝e w miejsce pomieszczenia ogrzewa-nego zabudowuje si´ magazyn ciep∏a, który gromadzi ciep∏o uzyskane przez kolek-tor w warunkach dobrego nas∏onecznienia. Drugim obiegiem jest system sk∏ada-jàcy si´ z magazynu ciep∏a po∏àczonego kana∏ami powietrznymi z ogrzewanym po-mieszczeniem. W celu zapewnienia poprawnego funkcjonowania ca∏oÊci systemu,konieczne jest sterowanie oraz odpowiednie zamykanie i otwieranie cyrkulacjiw obu obiegach. Cyrkulacja ta jest na ogó∏ samoczynna (konwekcyjna), choçw przypadku zaistnienia uwarunkowaƒ wynikajàcych z konstrukcji budynku, mo˝-liwe jest wymuszenie cyrkulacji za pomocà wentylatorów.

Sterowanie takiego systemu mo˝e odbywaç si´ rćznie lub automatycznie. Ste-rowanie automatyczne kontrolujàce na bie˝àco wiele czynników i parametrówprzyczynia si´ do zwi´kszenia efektywnoÊci i sprawnoÊci systemu.

Magazyny ciep∏a umieszcza si´ przewa˝nie w podziemnej, dobrze cieplnie izo-lowanej cz´Êci budynku (piwnica). Jako materia∏ skalny na wype∏nienie magazynuciep∏a cz´sto stosuje si´ otoczaki majàce dobre parametry termiczne i geome-tryczne. Ich uziarnienie powinno wynosiç 20 – 40 mm. Przy takim wype∏nieniu ob-j´toÊç materia∏u skalnego wynosi 40 – 50%. Dla klimatu umiarkowanego przyjmu-je si´ ok. 0,14 – 0,19 m3 z∏o˝a skalnego na 1 m2 powierzchni Êrednio sprawnego ko-lektora powietrznego. Dla 10 m2 kolektora wymagane b´dzie ok. 2,5 tony z∏o˝a ma-teria∏u skalnego w magazynie ciep∏a.

4.3.1.4. Systemy z przeszklonymi przybudówkami (szklarnie, oran˝erie)Sà one rozbudowà systemu ze Êcianà kolektorowo-magazynowà poprzez odsu-

nićie os∏ony przeêroczystej (przeszklenia) od Êciany kolektorowo-magazynowej.Powstaje w ten sposób jakby oszklona przybudówka przed w∏aÊciwà Êcianà. Uzy-skanà tak przestrzeƒ mo˝na wykorzystaç jako oran˝eri´, ma∏à szklarni´, ogród zi-mowy, si∏owni´ itp.

Promieniowanie przenika przez szyb´ i dociera do znajdujàcej si´ w pewnej od-leg∏oÊci Êciany. Âciana posiada odpowiednià konstrukcj´, zbudowana jest z materia-∏u o du˝ej pojemnoÊci cieplnej i usytuowana w taki sposób, aby gromadzi∏a jak naj-wićej ciep∏a pochodzàcego z konwersji promieniowania s∏onecznego. Ze wzgl´dówtechnicznych Êciana powinna byç chropowata i ciemna, najlepiej czarna. O ilepierwszy warunek jest mo˝liwy do spe∏nienia, o tyle drugi, z powodów architekto-nicznych i estetycznych, budzi pewne wàtpliwoÊci. Tego typu przybudówki sà te˝pewnego rodzaju izolacjà termicznà w zimie poprzez zmniejszenie ró˝nicy tempe-ratur w Êcianie budynku, obecnie tworzàcej Êcian´ wewn´trznà przybudówki. Oczy-wiÊcie najlepiej jest, kiedy te mocno oszklone przestrzenie powstajà na etapie bu-

Energia s∏oneczna


dowy budynku, a nie sà przybudówkami. Mogà one w znaczny sposób urozmaiciçbry∏´ architektonicznà budynku oraz zwi´kszyç jego estetyk´ i funkcjonalnoÊç.Omawiana Êciana magazynowa mo˝e byç równie˝ wykonana z odpowiednio zakom-ponowanych architektonicznie zbiorników wype∏nionych wodà. Takie rozwiàzaniepozwala na zgromadzenie stosunkowo du˝ej iloÊci ciep∏a w niewielkiej obj´toÊci.

Mimo i˝ zimà w omawia-nych przestrzeniach nie uzy-skuje si´ temperatury komfortucieplnego 20°C, przebywaniew tych pomieszczeniach, boga-tych na ogó∏ w zielonà roÊlin-noÊç, daje wra˝enie ciep∏aw kontraÊcie do klimatu panu-jàcego na zewnàtrz.

W porze jesiennej i wiosen-nej, kiedy w dni s∏onecznew przestrzeniach oszklonychuzyskujemy wysokie temperatu-ry powietrza, mo˝e ono byç roz-prowadzane po budynku w ce-lach grzewczych i wentylacyj-nych poprzez system kana∏ów∏àczàcych przybudówk´ z wn´-trzem budynku.

Przeszklenie powinno mieç jak najmniejsze straty ciep∏a, dlatego nale˝y stoso-waç podwójne szyby z warstwà mi´dzyszybowà wype∏nionà gazem o niskim wspó∏-czynniku przewodzenia ciep∏a. Ponadto wskazane jest, aby w nocy istnia∏a mo˝li-woÊç zas∏onićia szyb roletami lub ̋ aluzjami w celu dalszego ograniczenia strat cie-p∏a. W okresie letnim zas∏ony te wykorzystuje si´ do ograniczenia nadmiernego pro-mieniowania docierajàcego si´ do wn´trza. Dodatkowà zaletà przestrzeni szklarnio-wych jest mo˝liwoÊç uprawy w nich nowalijek i owocowych roÊlin tropikalnych.

4.3.1.5. Systemy z przep∏ywem powietrza wokó∏ lub wewnàtrz budynkuKonstrukcja taka jest jakby po∏àczeniem i rozwinićiem wszystkich do tej pory

omawianych rozwiàzaƒ, a tak˝e dodaniem rozwiàzania polegajàcego na zastosowa-niu podwójnych Êcian zewn´trznych z kana∏ami powietrznymi. Rozwiàzanie to po-lega na wybudowaniu na po∏udniowej Êcianie budynku przestrzeni szklarniowej(werandy) obejmujàcej praktycznie ca∏à wysokoÊç budynku. Tworzy si´ w ten spo-sób wielki powietrzny kolektor s∏oneczny ogrzewajàcy powietrze zawarte pomi´dzy

Rys.8. Oszklona przybudówka (oran˝eria) ograniczajàcastraty ciep∏a do otoczenia

1. otwory wentylacyjne, 2. zbiorniki wodne magazynujàceciep∏o, 3. ˝wir.


Energia s∏oneczna

61

Êcianà budynku a przeszkleniem. Konstrukcja budynku umo˝liwia przep∏yw na-grzanego powietrza wokó∏ budynku. Na wst´pie w´drujàce do góry ogrzane w we-randzie powietrze trafia do otwartej przestrzeni pomi´dzy stropem ostatniej kon-dygnacji a dachem, nast´pnie w´druje dwuwarstwowà Êcianà pó∏nocnà w dó∏do podziemnej cz´Êci budynku, aby w koƒcu pod budynkiem dotrzeç do dolnejcz´Êci werandy, gdzie ponownie zostanie ogrzane przez promienie s∏oneczne. Cie-p∏e powietrze oddaje cz´Êç swojego ciep∏a w p∏aszczu pó∏nocnej Êciany budynku,zaÊ reszt´ w skalnym magazynie ciep∏a umieszczonym pod budynkiem. Magazyngromadzi ciep∏o w wype∏nieniu skalnym (np. otoczakach), aby mo˝na je by∏o wy-korzystaç w dni o du˝ym zachmurzeniu.

Istotà dzia∏ania tego systemu jest nie tyle ogrzewanie budynku, ile zmniejsze-nie strat ciep∏a do otoczenia. Powietrze nagrzane w werandzie nie ma kontaktuz pomieszczeniami mieszkalnymi budynku, a tylko krà˝y wokó∏ niego w specjal-nych p∏aszczach Êciennych. Nie tylko Êciana pó∏nocna mo˝e byç wyposa˝onaw p∏aszcz powietrzny, istniejà równie˝ rozwiàzania, w których Êciany wschodniai zachodnia posiadajà p∏aszcze powietrzne.

Dzi´ki zastosowaniu p∏aszcza powietrznego wokó∏ budynku zwi´kszamy tem-peratur´ zewn´trznej Êciany budynku, co bezpoÊrednio przek∏ada si´ na zmniej-szenie strumienia cieplnego strat, który jest wprost proporcjonalny do ró˝nicytemperatur. Na przyk∏ad, jeÊli na zewnàtrz panuje temperatura -10°C, a w po-mieszczeniach 20°C, podniesienie temperatury zewn´trznej Êciany do 5°C przezop∏ywajàce jà powietrze ogrzane w werandzie spowoduje dwukrotne zmniejszeniestrat ciep∏a. JeÊli ogrzejemy Êciany do 10°C, straty zmniejszà si´ a˝ trzykrotnie.

System ten mo˝e w pewnym stopniu wykorzystywaç równie˝ strumieƒ ciep∏aZiemi odbierajàc energi´ od wype∏nienia skalnego pod budynkiem.

4.3.2. Systemy fototermiczneDrugà metodà jest zastosowanie cieczowych kolektorów s∏onecznych. Sà to

równie˝ urzàdzenia posiadajàce powierzchnie o du˝ym wspó∏czynniku absorpcjii jak najmniejszym wspó∏czynniku odbicia promieniowania. Powierzchnie te, zwa-ne absorberami, z jednej strony sà wystawione na promieniowanie, zaÊ z drugiej sàomywane przez p∏yn doprowadzony specjalnymi przewodami. P∏yn ten odbieraciep∏o od absorbera i transportuje je do miejsca, w którym mo˝na je u˝yteczniewykorzystaç. Jako p∏yn w kolektorach s∏onecznych stosuje si´ wod´, glikol etylowyi inne ciecze, niezamarzajàce w temperaturach poni˝ej 0°C.

Istnieje wiele rozwiàzaƒ konstrukcyjnych kolektorów. Mogà to byç urzàdzeniaproste i tanie, ale niestety ma∏o wydajne, lub urzàdzenia zaawansowane technolo-gicznie, majàce wy˝szà cen´, lecz charakteryzujàce si´ wi´kszymi sprawnoÊciami,a co za tym idzie, wydajnoÊciami.

Energia s∏oneczna


4.3.2.1. Kolektory p∏askieNajpopularniejsze kolektory p∏askie cieczowe sà z powodzeniem stosowane

w klimacie ciep∏ym (cieplejszym od naszego). Mo˝na je równie˝ stosowaç w pol-skich warunkach, lecz wymaga to u˝ywania specjalnych os∏on (szyb) zmniejszajà-cych straty ciep∏a do ch∏odnego otoczenia. Mogà one znaleêç zastosowanie w sys-temach wytwarzajàcych c.w.u. (ciep∏à wod´ u˝ytkowà) w sezonie letnim. Z powo-dzeniem znajdujà one miejsce na dzia∏kach rekreacyjnych, kempingach polach na-miotowych, odkrytych basenach itp.

4.3.2.2. Kolektory p∏askie pró˝niowePewnà odmianà kolektora p∏askiego jest kolektor p∏aski pró˝niowy. Jego kon-

strukcja zapewnia zmniejszenie strat ciep∏a do otoczenia poprzez stosowaniepró˝ni pomi´dzy powierzchnià absorbera a przezroczystà os∏onà. Ich zaletà jestni˝szy próg dzia∏ania, jeÊli weêmiemy pod uwag´ temperatur´ otoczenia i nas∏o-necznienie. Sà jednak znacznie dro˝sze od zwyk∏ych kolektorów p∏askich.

Kolektory p∏askie pró˝niowe jednak mogà byç wykorzystane znacznie d∏u˝ejw ciàgu roku, a zatem nadajà si´ do produkcji c.w.u. dla mieszkalnictwa jedno-i wielorodzinnego. Nie mogà one niestety pokryç ca∏kowitego zapotrzebowaniana ciep∏à wod´, dlatego wymagajà stosowania dodatkowego êród∏a ciep∏a w okre-sie zimowym, wiosennym i jesiennym. Nie zmienia to faktu, ˝e produkcja c.w.u.w kolektorach przynosi znaczne oszcz´dnoÊci energii. Ma to t´ dodatkowà zale-t´, ˝e w systemach produkcji c.w.u. wykorzystujàcych du˝e kot∏y centralnegoogrzewania, poza sezonem grzewczym nie ma koniecznoÊci ich uruchamianiaw ma∏o ekonomicznym trybie pracy na potrzeby wytwarzania c.w.u. W okresiegrzewczym, kiedy iloÊç promieniowania s∏onecznego nie jest wystarczajàca do po-krycia potrzeb c.w.u., braki energetyczne pokrywa si´ z – i tak funkcjonujàcego– systemu c.o.

4.3.2.3. Kolektory p∏askie pró˝niowo-ruroweNajbardziej zaawansowane technicznie sà kolektory pró˝niowo-rurowe.

Ich konstrukcja w znaczny sposób odbiega od konstrukcji kolektora p∏askie-go, gdy˝ zbudowane sà z oddzielnych przezroczystych rur o podwójnychÊciankach (jak w termosie). Wewnàtrz rury wewn´trznej znajduje si´ cylin-dryczny absorber omywany przez tzw. ciecz solarnà, odbierajàcà od niego cie-p∏o. Rury takie ∏àczy si´, w zale˝noÊci od potrzeb, w systemy szeregowo-rów-noleg∏e, tworzàc w ten sposób pole kolektorowe. Kolektory pró˝niowo-ruro-we charakteryzujà si´ bardzo ma∏ymi stratami ciep∏a przy niskich temperatu-rach otoczenia. Pozwala to na efektywne ich u˝ytkowanie w naszym klimacie,nawet w miesiàcach zimowych. OczywiÊcie nie pokrywajà one w 100% zapotrze-


Energia s∏oneczna

63

bowania na energi´, natomiast w znacznym stopniu zmniejszajà jej zu˝ycie. Wyso-ka sprawnoÊç kolektorów pró˝niowo-rurowych przy odpowiednio du˝ym polu ko-lektorowym pozwala na wspomaganie przez nie systemu grzewczego budynkuw okresie wiosenno-jesiennym.

4.3.2.4. Rozwiàzania systemów fototermicznychZe wzgl´du na znaczne przesunićie fazowe zapotrzebowania na c.w.u. w sto-

sunku do jej produkcji w systemach solarnych konieczne jest zmagazynowanieenergii zaabsorbowanej w okresie najwi´kszego nas∏onecznienia, a nast´pnie wy-korzystanie jej w okresie najwi´kszego zapotrzebowania, czyli popo∏udniu i wie-czorem oraz w porze porannej. Do tego celu u˝ywa si´ zasobnika solarnego. Niejest to nic innego jak specjalnej konstrukcji bojler, umo˝liwiajàcy zgromadzenieciep∏ej wody do celów sanitarnych w iloÊci potrzebnej w danym dniu, nast´pnegodnia rano i, w razie braku s∏oƒca, po po∏udniu i wieczorem oraz za dwa dni rano.Zatem przyjmuje si´, ˝e pojemnoÊç zasobnika odpowiada dwudniowemu zapo-trzebowaniu na c.w.u.

Wa˝nym problemem konstrukcyjnym jest sposób podpićia instalacji solarnejdo systemu wodociàgowego budynku. Istnieje wiele rozwiàzaƒ zale˝nych od takichczynników jak:

– rodzaj istniejàcego systemu produkcji c.w.u. oraz systemu grzewczego,– rodzaj zainstalowanych kolektorów,– charakterystyka zapotrzebowania na c.w.u.,– mo˝liwoÊci techniczne i architektoniczne budynku,– koszty.

Znana jest bardzo du˝a liczba rozwiàzaƒ systemów produkcji c.w.u. poprzez wy-twarzanie ciep∏a metodà spalania paliw lub z wykorzystaniem energii elektrycznej.

Mo˝na generalnie wyró˝niç dwie metody.Pierwsza metoda przep∏ywowa – w momencie wystàpienia zapotrzebowania

na ciep∏à wod´ uruchamia si´ grzejnik przep∏ywowy, który w danej chwili pod-grzewa p∏ynàcà wod´ do wymaganej temperatury. System ten, ze wzgl´du na ∏a-twoÊç sterowania, wykorzystuje na ogó∏ paliwo gazowe lub pràd elektryczny.Niestety grzejniki przep∏ywowe majà relatywnie wysokà moc, na przyk∏ad piecyk∏azienkowy ma takà samà moc, jak piec potrzebny do ogrzania domku jednoro-dzinnego. Drugà metodà jest stosowanie bojlerów, czyli izolowanych zbiorni-ków, w których gromadzi si´ pewnà iloÊç ciep∏ej wody potrzebnà potem w go-spodarstwie. Do bojlerów dostarcza si´ znacznie mniejszà moc ni˝ do grzejni-ków przep∏ywowych, trwa to jednak znacznie d∏u˝ej, co wynika z bilansu ener-getycznego. Energia cieplna do bojlera mo˝e pochodziç z zewn´trznego kot∏a

gazowego, olejowego, w´glowego, na biomas´, elektrycznego, pompy ciep∏a itp.lub mo˝e byç wytwarzana bezpoÊrednio w bojlerze przez grza∏ki elektryczne lubpoprzez spalanie np. gazu.

Podpićie instalacji solarnej do systemu wyposa˝onego w podgrzewacz lubpodgrzewacze przep∏ywowe polega na umieszczeniu bojlera solarnegoprzed wejÊciem na podgrzewacze. Z bojlera solarnego dociera do nich wodao odpowiedniej temperaturze lub wst´pnie ogrzana (poni˝ej wymaganej tem-peratury, ale powy˝ej temperatury poboru). W razie potrzeby w podgrzewa-czach woda zostaje podgrzana do temperatury wymaganej do u˝ytkowania.W sytuacji tej podgrzewacze muszà mieç sprawnà i czu∏à automatyk´ o szero-kim zakresie regulacji. Inaczej mo˝e dojÊç do podwójnego grzania wody i po-parzenia u˝ytkowników.

Podpićie instalacji solarnej do systemu wyposa˝onego w bojler jest znaczniemniej skomplikowane i bezpieczniejsze. W najprostszym przypadku, kiedy bojlerogrzewany jest przez zewn´trzny kocio∏ (np. kocio∏ c.o.), zast´puje si´ istniejàcy boj-ler, bojlerem solarnym, któryprzejmuje funkcje starego bojle-ra konwencjonalnego orazumo˝liwia ogrzanie wody syste-mem solarnym. Istnieje bardzodu˝a rozmaitoÊç konstrukcji te-go typu bojlerów, ale ich oma-wianie nie jest istotà niniejszegoporadnika.

Innym bardzo prostym spo-sobem podpićia instalacji solar-nej do systemu produkcji c.w.u.wyposa˝onego w bojler jestwpićie bojlera solarnego szere-gowo z bojlerem konwencjonal-nym pomi´dzy ów bojler a do-prowadzenie do niego zimnejwody z sieci wodociàgowej. W tejsytuacji woda jest na wst´piepodgrzewana w bojlerze solar-nym, a gdy jej temperatura niejest wystarczajàca, jest ona do-grzewana w bojlerze konwencjo-nalnym. JeÊli temperatura wody

Energia s∏oneczna


Rys.9. Solarny system kolektorowy bez êród∏a wspomagajà-cego w okresie s∏abego nas∏onecznienia – tylko w se-zonie letnim (campingi, pola namiotowe itp.)

1. kolektor, 2. sterowanie solarne, 3. solarny uk∏ad pompo-wo-zabezpieczajàcy, 4. zasobnik solarny, 5. opcjonalniegrza∏ka elektryczna.


Energia s∏oneczna

65

spe∏nia wymagania, bojler konwencjonalny s∏u˝y tylko jako zbiornik ciep∏ej wody. Ta-kie rozwiàzanie mo˝na stosowaç zarówno w systemach z bojlerem konwencjonalnymzasilanym z kot∏a zewn´trznego, jak i z bojlerem majàcym w∏asne, wewn´trzne êró-d∏o ciep∏a.W wypadku zastosowania du˝ego pola kolektorów pró˝niowo-rurowych mo˝na wy-korzystaç system solarny do wspomagania instalacji c.o. Konieczne jest wówczaszainstalowanie elementów magazynujàcych energi´ zgromadzonà w dzieƒ i po-zwalajàcych wykorzystaç jà nocà, kiedy wyst´puje wi´ksze zapotrzebowanie na cie-p∏o. Stosuje si´ do tego celu du˝e, izolowane cieplnie buforowe zbiorniki wodne,w których gromadzi si´ nagrzanà w dzieƒ wod´ po to, aby wykorzystaç zgromadzo-nà w niej energi´ cieplnà do ogrzewania pomieszczeƒ w porze nocnej.

Zupe∏nie innà charakterystyk´ zapotrzebowania na energi´ cieplnà b´dzie mia∏dom mieszkalny, innà na przyk∏ad basen, biurowiec, hotel czy szko∏a. Instalujàc sys-temy solarne nale˝y zwróciç bacznà uwag´ na rozk∏ad zapotrzebowania na energićieplnà w ciàgu doby. Zale˝y od tego bezpoÊrednio wielkoÊç zasobnika czy te˝ za-sobników solarnych, która to determinuje powierzchni´ zainstalowanego pola ko-lektorowego. Równie˝ charakterystyka zapotrzebowania wraz z rachunkiem ekono-micznym wp∏ywajà na wybór rodzaju zainstalowanych kolektorów. Im bardziej wy-

Rys.10. System solarny kolektorowy z zasobnikiem solarnym wpi´tym szeregowo z bojlerem zasilanymz kot∏a CO

1. kolektor, 2. sterowanie solarne, 3. solarny uk∏ad pompowo zabezpieczajàcy, 4. zasobnik solarny, 5. bojler, 6. kocio∏, 7. sterowanie kot∏a, 8. system ogrzewania budynku.

Energia s∏oneczna


dajne, skomplikowane i drogie kolektory, tym d∏u˝szy czas korzystania z energii so-larnej. JeÊli kolektory sà u˝ywane w sezonie letnim np. na kempingu, nie ma sensuinstalowaç drogich kolektorów pró˝niowo-rurowych. Natomiast w niektórych sytu-acjach wi´ksze pole tanich kolektorów p∏askich pró˝niowych warto zastàpiç mniej-szym polem dro˝szych, ale bardziej wydajnych (szczególnie przy niskich tempera-turach otoczenia) kolektorów pró˝niowo-rurowych.

Instalujàc system solarny, nale˝y zwróciç uwag´ na czynniki konstrukcyjne bu-dynku wp∏ywajàce na sposób i mo˝liwoÊci zabudowy kolektorów, zasobnika solar-nego oraz mo˝liwoÊç poprowadzenia przewodów solarnych. Wa˝ne jest tak˝e za-stosowanie w budynku obiegu cyrkulacyjnego dla c.w.u., zwi´kszajàcego stratyenergii. JeÊli planowane jest solarne wspomaganie ogrzewania, nale˝y zwróciçuwag´ na rodzaj instalacji grzewczej (nisko lub wysokotemperaturowa, grzejniko-wa, pod∏ogowa, Êcienna czy te˝ mieszana).

Aby do minimum ograniczyç straty ciep∏a z przewodów solarnych, nale˝y usytu-owaç kolektory mo˝liwie blisko zasobnika. Wtedy im krótsze przewody ∏àczàce po-le kolektorowe z zasobnikiem (bojlerem) solarnym, tym mniejsze straty ciep∏a. Za-sobnik powinien znajdowaç si´ w pomieszczeniu o mo˝liwie wysokiej temperatu-rze, co przyczynia si´ do minimalizacji strat ciep∏a z samego zasobnika. Gabarytyzasobników solarnych nie sà ma∏e. Sà one wi´ksze od zasobników konwencjonal-nych, dlatego te˝ przy adaptacji istniejàcego budynku do zasilania solarnego, mogà

Rys.11. System solarny do produkcji c.w.u. i wspomagajàcy ogrzewanie1. kolektor, 2. sterowanie solarne, 3. solarny uk∏ad pompowo-zabezpieczajàcy, 4. zasobnik solarny, 5. wymiennik ciep∏a, 6. kocio∏, 7. sterowanie kot∏a, 8. zbiornik buforowy, 9. system ogrzewania budynku.


Energia s∏oneczna

67

wystàpiç trudnoÊci ze znalezieniem miejsca na zasobnik solarny, nie mówiàc ju˝o du˝ych zbiornikach buforowych do systemu solarnego wspomagania ogrzewania.

Tylna Êcianka kolektorów p∏askich jest miejscem powstawania du˝ych strat cie-p∏a i zmniejszenia sprawnoÊci kolektora, dlatego wkomponowanie kolektoróww p∏aszczyzn´ dachu zmniejsza rzeczone straty ciep∏a i ogranicza iloÊç materia∏uzu˝ytego do pokrycia dachu. Wià˝e si´ to jednak z dodatkowymi pracamiprzy uszczelnieniu ∏àczenia kolektor – pokrycie dachu, a w przypadku wykonywa-nia prac naprawczych nastrćza dodatkowe trudnoÊci.

4.3.3. Systemy fotowoltaiczneSystemy fotowoltaiczne przetwarzajà promieniowanie s∏oneczne bezpoÊred-

nio na pràd elektryczny. Niestety, nie jest to jeszcze system konkurencyjnypod wzgl´dem sprawnoÊci oraz stosunku wydajnoÊci energetycznej do ceny sys-temów kolektorowych. Natomiast bardzo szybki rozwój fotowoltaiki i wzrost jejpopularnoÊci pozwala przypuszczaç, i˝ w niedalekiej przysz∏oÊci mo˝e ona zajàçznaczàce miejsce nie tylko wÊród systemów solarnych, ale ogólnie wÊród odna-wialnych êróde∏ energii. Powstajà coraz to nowe konstrukcje. Na szczególnà uwa-g´ zas∏ugujà systemy cienkowarstwowe, które mo˝na zainstalowaç na pod∏o˝uo w∏aÊciwie dowolnym kszta∏cie.

SprawnoÊç urzàdzeƒ fotowoltaicznych w warunkach laboratoryjnych kszta∏tujesi´ w okolicy dwudziestu kilku procent, choç zapowiadane sà systemy selektywneo sprawnoÊci 40%. Obecnie sprawnoÊç modu∏ów fotowoltaicznych waha si´ w gra-nicach od kilku do kilkunastu procent.

Podstawà dzia∏ania ogniw s∏onecznych jest efekt fotowoltaiczny, inaczej mó-wiàc zjawisko fotoelektryczne. Powstaje ono pod wp∏ywem Êwiat∏a s∏onecznegowewnàtrz warstwowej struktury pó∏przewodnikowej i polega na powstaniu w pó∏-przewodniku si∏y elektromotorycznej podczas oÊwietlania jego powierzchni pro-mieniowaniem elektromagnetycznym.

Systemy fotowoltaicz-ne znajdujà zastosowanieg∏ównie tam, gdzie mamydo czynienia z konieczno-Êcià zasilania odbiornikapràdu o stosunkowo ma∏ejmocy, oddalonego znacz-nie od sieci energetycz-nych. W takiej sytuacjikoszty doprowadzenia sie-ci energetycznej do od- Rys 12. Zasada dzia∏ania ogniw fotowoltaicznych

Energia s∏oneczna


biornika sà tak wysokie, i˝ op∏acalna staje si´ budowa niezale˝nego, drogiegosystemu fotowoltaicznego. Urzàdzenia zasilane systemami fotowoltaicznymimo˝e wykorzystywaç w dziedzinach takich jak:

– telekomunikacja (zasilanie stacji nadawczych i przekaênikowych naziemnychoraz satelitarnych),

– budownictwo mieszkaniowe (oÊwietlenie, zasilanie urzàdzeƒ elektrycznychpowszechnego u˝ytku),

– transport drogowy i morski (zasilanie znaków sygnalizacji drogowej aku-stycznej i Êwietlnej, oÊwietlanie znaków i tablic drogowych, przystanków, boisygnalizacyjnych),

– rolnictwo (zasilanie urzàdzeƒ pompujàcych i nawadniajàcych gleb´, konser-wacja ˝ywnoÊci),

– rekreacja i turystyka (êród∏a energii elektrycznej – jachty, pola namiotowe,domki kempingowe poza zasi´giem sieci elektroenergetycznej),

– elektronika u˝ytkowa (zasilanie sprz´tu powszechnego u˝ytku: kalkulatory,zegarki).

W sk∏ad ww. uk∏adów na ogó∏ wchodzà nast´pujàce elementy:– panel fotowoltaiczny,– akumulator,– regulator ∏adowania akumulatora,– falownik (przekszta∏tnik) pràdu sta∏ego na zmienny (DC/AC) – gdy odbior-

niki wymagajà napićia zmiennego,– odbiornik.

Fotowoltaika znajduje równie˝ zastosowanie w po∏àczeniu z siecià energetycz-nà jako buforem energii. Nie zachodzi wtedy koniecznoÊç stosowania akomulato-rów do gromadzenia energii wyprodukowanej za dnia, aby jà wykorzystaçpo zmierzchu.

Istnieje bardzo du˝a ró˝norodnoÊç konstrukcji systemów solarnych. Powy˝ej zo-sta∏y tylko przybli˝one podstawowe problemy z nimi zwiàzane. Wa˝nym jest, abyznaleêç optymalnà drog´ przy projektowaniu i prowadzeniu inwestycji solarnej orazkompromis pomi´dzy kosztami i wydajnoÊcià energetycznà, który znajduje swojeodzwierciedlenie w rachunku ekonomicznym Niewàtpliwà zaletà systemów fotowol-taicznych jest ich trwa∏oÊç, prostota monta˝u, niezawodnoÊç, praktyczna bezobs∏u-gowoÊç, absolutna niezale˝noÊç od innych êróde∏ energii. Wszystkie te zalety, wobecszybkiego rozwoju fotowoltaiki, mogà z czasem postawiç jà ponad systemami opar-tymi o kolektory cieczowe. Niestety obecne wysokie koszty instalacji fotowoltaicznejnie pozwalajà na ich powszechne, ekonomicznie uzasadnione stosowanie.


Energia s∏oneczna

69

4.4. Formalne procedury wdra˝ania inwestycjiPod wzgl´dem prawnym prowadzenie prac przy budowie solarnych instalacji

zarówno pasywnych, jak i aktywnych, musi spe∏niaç wymogi prawa budowlanego,które mówi w art. 29 punkt 2 podpunkt 16, ˝e od dnia 26.09.2005 roku „pozwole-nia na budow´ nie wymaga wykonywanie robót budowlanych polegajàcych na mon-ta˝u wolno stojàcych kolektorów s∏onecznych”. Nie stworzono przepisu normujà-cego kwesti´ ogniw fotowoltaicznych, choç per analogia, mo˝na chyba stwierdziç,˝e mimo diametralnie innej zasady dzia∏ania, mo˝na zastosowaç do nich przepisdotyczàcy kolektorów s∏onecznych.

Nie znaczy to, ̋ e instalacje solarne sà „wyj´te spod prawa”. OczywiÊcie muszà onespe∏niaç wszystkie wymogi stawiane przez Prawo budowlane (Ustawa z dnia 7 lip-ca 1994 r., Dz.U.03.207.2016), Prawo ochrony Êrodowiska (Ustawa z dnia 27 kwiet-nia 2001 r.; Dz.U.01.62.627 z dnia 20 czerwca 2001 r.) czy przepisy ochrony zdrowia.

W przypadku systemów pasywnych nierozerwalnie zwiàzanych z konstrukcjàbudowli majà zastosowanie wszystkie przepisy prawne zwiàzane z prowadzeniemprac budowlanych, a nast´pnie eksploatacjà budynku.

Mimo pozornie bezproblemowej kwestii w przypadku systemów solarnych spo-tykamy si´ z problemem nieograniczonego dost´pu do s∏oƒca, a w∏aÊciwie do pro-mieniowania s∏onecznego.

Rozporzàdzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawiewarunków technicznych, jakim powinny odpowiadaç budynki i ich usytuowanie(Dz.U.02.75.690) w dziale VIII „Higiena i zdrowie” w rozdziale 1 „Wymaganiaogólne” w § 309 mówi, ˝e budynek powinien byç zaprojektowany i wykonany z ta-kich materia∏ów i wyrobów oraz w taki sposób, aby nie stanowi∏ zagro˝enia dla hi-gieny i zdrowia u˝ytkowników lub sàsiadów, w szczególnoÊci w wyniku ogranicze-nia nas∏onecznienia i oÊwietlenia naturalnego.

Niestety pojćie „nas∏onecznienie” jest rozumiane pod kàtem pomieszczeƒmieszkalnych, placów zabaw dla dzieci i tak np. Dzia∏ III „Budynki i pomieszcze-nia”, Rozdzia∏ 2 „OÊwietlenie i nas∏onecznienie” § 60 mówi:1. Pomieszczenia przeznaczone do zbiorowego przebywania dzieci w ˝∏obku,

przedszkolu i szkole, z wyjàtkiem pracowni chemicznej, fizycznej i plastycznej,powinny mieç zapewniony czas nas∏onecznienia co najmniej 3 godziny w dniachrównonocy (21 marca i 21 wrzeÊnia) w godzinach 8.00-16.00, natomiast pokojemieszkalne – w godzinach 7.00-17.00.

2. W mieszkaniu wielopokojowym dopuszcza si´ ograniczenie wymagania okreÊlo-nego w ust. 1 co najmniej do jednego pokoju, przy czym w Êródmiejskiej zabu-dowie uzupe∏niajàcej dopuszcza si´ ograniczenie wymaganego czasu nas∏o-necznienia do 1,5 godziny, a w odniesieniu do mieszkania jednopokojowegow takiej zabudowie nie okreÊla si´ wymaganego czasu nas∏onecznienia.

Energia s∏oneczna


Nie ma przepisów normujàcych kwesti´ absorberów urzàdzeƒ energetyki so-larnej. Wskazane jest wić sprawdzenie w planach zagospodarowania przestrzen-nego, czy nie mogà powstaç przed planowanà inwestycjà solarnà obiekty, które mo-g∏yby ograniczyç promieniowanie s∏oneczne docierajàce do powierzchni absorp-cyjnych systemu solarnego. Ma to szczególne znaczenie w odniesieniu do syste-mów pasywnych, wykorzystujàcych znacznà cz´Êç, cz´sto przyziemnej partii, po∏u-dniowej elewacji budynku. Jak widaç, sytuowanie budynków z instalacjà solarnàna po∏udniowych stokach wzniesieƒ, pod warunkiem umieszczenia obiektu na od-powiedniej wysokoÊci lub wystarczajàcego oddalenia od przeciw stoku, jest opty-malnym rozwiàzaniem z wielu powodów.

Powy˝ej omawiano systemy solarne wytwarzajàce energi´ cieplnà i elektrycznàna potrzeby w∏asne. W przypadku wytwarzania jej do celów komercyjnych, przepi-sy reguluje „Prawo energetyczne”, ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r.(Dz.U.03.153.1504 wraz z póêniejszymi zmianami) oraz Rozporzàdzenie MinistraGospodarki i Pracy z dnia 20 grudnia 2004 r. w sprawie szczegó∏owych warunkówprzy∏àczenia podmiotów do sieci elektroenergetycznych, ruchu i eksploatacji tychsieci (Dz. U. z dnia 6 stycznia 2005 r.), a tak˝e inne akty prawne.

Wspomniane ustawy regulujà zasady klasyfikacji, dystrybucji, zakupu, ce-ny, parametrów, koncesjonowania, op∏at do bud˝etu paƒstwa dotyczàcychenergii elektrycznej i cieplnej wytworzonej za pomocà êróde∏ odnawialnych.Formy Êwiadczeƒ na rzecz rozwoju energetyki odnawialnej normuje Rozpo-rzàdzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 21 paêdziernika 2005 r. w spra-wie udzielania pomocy na wspieranie inwestycji zwiàzanych z odnawialnymiêród∏ami energii (Dz.U.05.219.1857) oraz Rozporzàdzenie Rady Ministrówz dnia 27 kwietnia 2004 r. w sprawie szczegó∏owych warunków udzielania po-mocy publicznej na inwestycje zwiàzane z odnawialnymi êród∏ami energii(Dz.U.05.214.1800).

4.5. Bibliografia1. Katarski Z., (1998). Ogrzewanie energià s∏onecznà – systemy pasywne. SIGMA.2. Klugmann E., Klugmann-Radziemska E., (2005). Ogniwa i modu∏y fotowolta-

iczne oraz niekonwencjonalne êród∏a energii. Wydawnictwo Ekonomia i Ârodo-wisko, Bia∏ystok.

3. Körner W., Kirchhoff W., Schabach T., Schulung Solarthermie Beratung, Pla-nung, Installation.

4. Pluta Z., (2003). S∏oneczne instalacje energetyczne. OWPW.5. Recknagel, Sprenger, Hönmann, Schramek (1991). Ogrzewanie i klimatyzacja

z uwzgl´dnieniem ch∏odnictwa i zaopatrzenia w ciep∏à wod´. EWFE.6. System Informacji Prawnej LEX (2006) – baza AGH.


Energia s∏oneczna

71

7. WiÊniewski G., Go∏´biowski S., Gryciuk S., (2001). Kolektory s∏oneczne – po-radnik wykorzystania energii s∏onecznej. COIB.

8. Zawadzki M., (2003). Kolektory s∏oneczne pompy ciep∏a na tak. Polska Ekologia.

Energia geotermalna


5. ENERGIA GEOTERMALNA5.1. Wst´p

Pierwsze przypadki wykorzystania energii geotermalnej datowane sà na oko-∏o 10 000 lat temu, kiedy to ludzie gromadzili si´ wokó∏ miejsc naturalnych wyp∏y-wów goràcych wód. Miejsca takie, uznawane za szczególne, dawa∏y zdrowie, odpo-czynek i co niezwykle istotne, bezpieczeƒstwo. Informacje o nich znajdujemyg∏ównie w legendach i przekazach ustnych. Zapisy historyczne pochodzà ze staro-˝ytnego Rzymu, Japonii, Turcji, Chin i innych miejsc, a mówià o wykorzystaniu go-ràcych wód g∏ównie w ∏aêniach, pralniach, rekreacji i w lecznictwie, a tak˝e o od-zyskiwaniu z nich cennych minera∏ów.

W wydanej w 1999 roku ksià˝ce pt. OpowieÊci z goràcego serca Ziemi – naszedziedzictwo geotermalne autorzy R. Cataldi, S. Hodgson i J. Lund (1999) opisujàszereg interesujàcych wczesnych zastosowaƒ energii geotermalnej poczàwszyod czasów prehistorycznych.

Wspó∏czesne wykorzystanie energii geotermalnej, datowane od poczàt-ku XX wieku, realizowane jest w trzech g∏ównych kierunkach:

– poÊrednie wykorzystanie – polegajàce na generacji energii elektrycznej z gorà-cych par i wód, których temperatura przekracza 150°C (parametr ten wymagaobecnie modyfikacji – np. w austriackim mieÊcie Altheim pracuje instalacja pro-dukujàca energi´ elektrycznà z wód o temperaturze znacznie ni˝szej: 106°C);

– bezpoÊrednie wykorzystanie – polegajàce na odebraniu ciep∏a p∏ynom geoter-malnym (g∏ównie wodzie) i skierowaniu go do u˝ytkowników. Uznaje si´, ˝ekierunek ten dotyczy zastosowania wód o temperaturach ni˝szych ni˝ 150°C;

– pompy ciep∏a – wykorzystujàce niskotemperaturowe êród∏a energii o tempe-raturach poni˝ej 20°C, pochodzàce z gruntu i p∏ynów wyst´pujàcych na nie-wielkich g∏´bokoÊciach.

W ostatnich latach pojawi∏o si´, bàdê upowszechni∏o, wiele nowych rozwiàzaƒtechnologicznych, które mogà byç zastosowane przy produkcji lub wykorzystaniuenergii. WÊród tego typu urzàdzeƒ i rozwiàzaƒ mo˝na wymieniç: absorpcyjnei spr´˝arkowe pompy ciep∏a, agregaty kogeneracyjne (tzw. jednostki cieplno-prà-dowe) na gaz, biogaz i biomas´, turbiny pràdowe, kot∏y na biomas´, niskotempe-raturowe systemy grzewcze, ogrzewanie pod∏ogowe i Êcienne oraz wiele ró˝nychinnych rozwiàzaƒ niemal futurystycznych, jak np. produkcja energii elektrycznejz ciep∏a gruntu. Wiele z tych rozwiàzaƒ znalaz∏o ju˝ obecnie zastosowanie przy za-gospodarowaniu energii geotermalnej.

Zgodnie z definicjà energia geotermalna jest to energia wn´trza Ziemi skumulo-wana w ska∏ach i wodach podziemnych. Ciep∏o we wn´trzu Ziemi jest cz´Êciowo cie-


Energia geotermalna

73

p∏em pierwotnym, które pochodzi z okresu formowania si´ naszej planety, a cz´Êcio-wo jest ciep∏em wspó∏czesnym, pochodzàcym g∏ównie z rozpadu pierwiastków pro-mieniotwórczych m.in. z szeregu uranowego, aktynowego i torowego oraz promie-niotwórczego izotopu potasu. Definicja ta nie okreÊla wartoÊci temperatur, z jakimijest zwiàzana. Wynika z tego, ˝e pojćie energii geotermalnej dotyczy praktycznieka˝dej temperatury wód wg∏´bnych lub ska∏, z których jest mo˝liwe jej pozyskaniei zagospodarowanie. NoÊnikiem energii geotermalnej sà naturalne p∏yny z∏o˝owe,zwykle wody, ale tak˝e ropa naftowa, gaz ziemny i para wodna, wyst´pujàce w porachi szczelinach ska∏ budujàcych skorup´ ziemskà oraz specjalne ciecze, jak np. glikolw pionowych i poziomych systemach gruntowego êród∏a ciep∏a dla pomp grzejnych.W Êwietle powy˝szego, wody i inne ciecze winny byç klasyfikowane jako p∏yny i gazy,wed∏ug temperatury okreÊlajàcej sposób ich wykorzystania. Podzia∏ ten, bazujàcyna sposobie wykorzystania energii geotermalnej, mo˝na przedstawiç nast´pujàco:

Energia geotermalna do bezpoÊredniego wykorzystania jako energia

cieplna.

NoÊniki o temperaturach do 100°C obejmujàce:P∏yny zimne – do 25°C (wykorzystywane jako woda lub glikol w spr´˝arkowychpompach ciep∏a z ewentualnym êród∏em szczytowym),P∏yny niskotemperaturowe – od 25° do 60°C (wykorzystywane w absorpcyjnychpompach ciep∏a z ewentualnym êród∏em szczytowym),P∏yny Êredniotemperaturowe – od 60° do 100°C (wykorzystywane bezpoÊred-nio u odbiorcy z ewentualnym êród∏em szczytowym).

Energia geotermalna do poÊredniego wykorzystania poprzez produkcj´

energii elektrycznej.

NoÊniki o temperaturach powy˝ej 100°C obejmujàce: P∏yny wysokotemperaturowe – od 100° do 140°C (wykorzystywane w elektrow-niach binarnych – produkujàcych energi´ elektrycznà i cieplnà),P∏yny bardzo wysokotemperaturowe – ponad 140°C (wykorzystywane w kon-wencjonalnych elektrowniach geotermalnych).Klasyfikacja ta obejmuje praktycznie wszystkie istniejàce p∏yny wyst´pujàce w wa-runkach naturalnych i wprowadzone sztucznie w grunt, poni˝ej powierzchni tere-nu (niezale˝nie od ich temperatury).

5.2. Zasoby energii geotermalnej w PolscePodzia∏ zasobów stosowany w Unii Europejskiej przedstawiono za W. Góreckim

(1995). Zasoby energii geotermalnej zosta∏y tu sklasyfikowane w zale˝noÊciod stopnia rozpoznania geologicznego i op∏acalnoÊci ekonomicznej:

Energia geotermalna


Dost´pne zasoby jest to iloÊç energii cieplnej zmagazynowanej w skorupieziemskiej do g∏´bokoÊci 3 km, odniesiona do Êredniej temperatury rocznej na po-wierzchni terenu.

Zasoby statyczne wód i energii geotermalnej jest to iloÊç wolnej (gra-witacyjnej) wody geotermalnej wyst´pujàcej w porach, szczelinach itd. w ska-∏ach danego poziomu hydrogeotermalnego, wyra˝ona w m3 lub w km3, po prze-liczeniu w [J].

Zasoby statyczne wydobywalne wód i energii geotermalnej sà tylko cz´-Êcià zasobów statycznych pomniejszonych o wspó∏czynnik wydobycia w uproszcze-niu wynoszàcy ok. 0,33. Sà one wyra˝ane w [J].

Zasoby dyspozycyjne wód i energii geotermalnej jest to iloÊç wolnej(grawitacyjnej) wody geotermalnej mo˝liwa do zagospodarowania w danych wa-runkach Êrodowiskowych, ale bez wskazania szczegó∏owej lokalizacji i warunkówtechniczno-ekonomicznych ujćia wody. Wyra˝ane w [m3/dob´] lub w [m3/rok]i po przeliczeniu w [J/rok].

Zasoby eksploatacyjne wód i energii geotermalnej jest to iloÊç wolnejwody geotermalnej mo˝liwa do pozyskania w danych warunkach geologicznychi Êrodowiskowych za pomocà optymalnych uj´ç. Wyra˝ane sà one w [m3/godz.],[m3/dob´] i [J/rok] (Górecki 1995).

Rys.1. Podzia∏ zasobów energii geotermalnej wg Góreckiego (1995)


Energia geotermalna

75

WÊród tych wielu rodzajów zasobów autorzy pracy Atlas zasobów energii geo-termalnej na Ni˝u Polskim (Górecki 1995), podkreÊlajà wag´ zasobów dyspo-

zycyjnych wód i energii geotermalnej ju˝ nie jako teoretycznych czy majà-cych jedynie wag´ poznawczà. Dla obszaru Ni˝u Polskiego oszacowane zosta∏yzasoby dyspozycyjne energii geotermalnej we wszystkich zbiornikach hydroge-otermalnych (Górecki, MyÊko, Kozdra 2002). Temperatury graniczne dla tychocen wynoszà od temperatur rz´du 40°C po oko∏o 100°C, a nawet 160°C dlazbiornika dolnotriasowego. Zasoby dyspozycyjne sà udokumentowanà cz´Êciàzasobów statycznych wydobywalnych, których wykorzystanie jest uzasadnioneekonomicznie. Zasoby te dla konkretnego ujćia okreÊla si´ jako iloÊç energiimo˝liwej do uzyskania w przeciàgu jednego roku i liczone sà one z zale˝noÊci(Górecki 1995):

EEDD == QQ ** ((TTss –– 2255)) ** rrww ** ccww ** DDtt [[JJ//rrookk]]

gdzie:

Q – nominalna wydajnoÊç potencjalnego otworu wydobywczego [m3/h]Ts – temperatura w stropie warstwy wodonoÊnej [°C]rw – g´stoÊç wody [kg/m3]cw – ciep∏o w∏aÊciwe wody [J/kg °C]Dt – czas eksploatacji odwiertu geotermalnego [h]

Wed∏ug tego wzoru obliczone zosta∏y zasoby dyspozycyjne mezozoicznych ho-ryzontów hydrogeotermalnych na Ni˝u Polskim (Górecki 1995) i przedstawionew tabeli 1.

Dotychczasowe oceny zasobowe w Polsce dotyczà wód o temperaturach powy-˝ej 20°C. Wody o temperaturach poni˝ej tej wartoÊci nie by∏y przedmiotem ocenpotencja∏u energetycznego w skali regionalnej. Z racji wzgl´dnie niskich mocycieplnych by∏y traktowane marginalnie tak˝e od strony komercyjnej. Wody takie wy-st´pujà powszechnie i, co jest niezwykle istotne, wymagajà znacznie ni˝szych na-k∏adów na ich udost´pnienie. Sà to zwykle wody s∏abozmineralizowane lub s∏odkie,co umo˝liwia wykorzystanie ich tak˝e do celów pitnych, a urzàdzenia i instalacjeodbierajàce od nich ciep∏o nie muszà spe∏niaç szczególnych warunków odpornoÊcina korozj´. Ten ostatni element ma du˝y wp∏yw na koszty wytworzenia instalacjii przysz∏e jej u˝ytkowanie. Nowe technologie szeroko wkraczajàce w dziedzin´ pro-dukcji energii oraz jej wykorzystania umo˝liwiajà uwzgl´dnienie w ocenach zasobo-wych tak˝e tych zasobów wód, które do tej pory w nich si´ nie znalaz∏y. Dotyczy towód wyst´pujàcych w G∏ównych Zbiornikach Wód Pitnych (GZWP), które zosta∏y

Energia geotermalna


szczegó∏owo opisane i udokumentowane w licznych pracach hydrogeologicznych.Za GZWP uznaje si´ zbiorniki, w których m. in. potencjalna wydajnoÊç otworu stu-dziennego wynosi powy˝ej 70 m3/godz. Ze wzgl´du na przewa˝nie niewielkie g∏´-bokoÊci wyst´powania, wody te majà w z∏o˝u temperatury rz´du od 9° do 25°C.GZWP stanowià fragment bardzo powszechnie wyst´pujàcych tzw. U˝ytkowych Po-ziomów Wód Podziemnych (UPWP), dla których wydajnoÊç potencjalna otworustudziennego mieÊci si´ w zakresie 5-10 m3/godz. Poniewa˝ GZWP sà znacznie le-piej rozpoznane, poddano je ocenie w aspekcie oszacowania potencja∏u energetycz-nego i oszacowano zasoby dyspozycyjne energii. Dla przeprowadzenia tych ocenwykorzystano wielkoÊci zasobów dyspozycyjnych wód GZWP tzn. takich, które sàzabezpieczone w 95% czasu w ka˝dym roku (Kleczkowski 1990).

Dla opracowania poni˝szego zestawienia tabelarycznego wykorzystano szacun-ki zasobów wód i energii geotermalnej, wyst´pujàcych na Ni˝u Polski w utworachkredy, jury oraz triasu (Górecki i in. 2002), oceny energetyczne zasobów dyspozy-cyjnych wód w G∏ównych Zbiornikach Wód Pitnych w utworach od czwartorz´du(Q) po dewon i starsze od dewonu (Kleczkowski 1990) oraz zasoby statyczne ener-gii geotermalnej w Niecce Podhalaƒskiej (D∏ugosz 2001 i 2002).

Tabela 1. Zasoby dyspozycyjne energii w GZWP Polski w g∏ównych horyzontachhydrogeotermalnych Ni˝u Polski oraz Niecki Podhalaƒskiej

Zbiornik

GZWP – Q /117 zbiorników/GZWP – Tr/14 zbiorników/GZWP – Tr - K/1 zbiornik/GZWP – Tr – J/1 zbiornik/GZWP – Tr – T/1 zbiornik/GZWP – Flisz karpacki Tr, Tr – K, K

Zbiornika

[km2]

45 468

64 718

74

145

3 468

Udzia∏ wpow. kraju

[%]

14,7

20,3

0,03

0,07

1,1

Temp.z∏o˝owa

(od – do)[°C]

22 26110°C

14°C

14°C

28°C

11°C

Zasobydyspozycyjne

energii[TJ/rok]

38 700

7 192

92

188

431

G∏ówne Zbiorniki Wód Podziemnych

Powierzchnia


Energia geotermalna

77

Przedstawione wartoÊci obrazujà zasoby dyspozycyjne energii geotermalnej i sà towartoÊci niewyobra˝alnie du˝e. Dla oceny wielkoÊci rzeczywistych, realnie mo˝liwychdo zagospodarowania, a wić zasobów eksploatacyjnych, nale˝a∏oby te wartoÊci skory-gowaç odpowiednim wspó∏czynnikiem. Zak∏adajàc, ˝e wykorzystane zostanie od 1%do 2,5% (wartoÊci przyjmowane przez autorów Atlasu – Górecki 1995) zasobów dys-pozycyjnych, to wielkoÊç zasobów eksploatacyjnych wynios∏aby od oko∏o 102 000TJ/rok do ok. 170 000 TJ/rok. WielkoÊci te stanowià równowartoÊç zasobów energiiod 130 do 212 zak∏adów geotermalnych, z których ka˝dy pokrywa potrzeby cieplne od-biorców na poziomie oko∏o 800 TJ/rok. Dla porównania, takà wielkoÊç produkcji ener-gii planuje uzyskaç Zak∏ad Geotermalny na Podhalu dla pokrycia potrzeb miast Zako-panego, Nowego Targu i odbiorców w pozosta∏ych miejscowoÊciach (D∏ugosz 2002).

5.3. Wykorzystanie energii geotermalnej w PolscePolska uznawana jest za kraj o znacznych mo˝liwoÊciach wykorzystania energii geo-

termalnej. Oko∏o 2/3 powierzchni kraju zajmujà obszary perspektywiczne pod wzgl´-dem technologicznych mo˝liwoÊci zagospodarowania potencja∏u geotermalnego,

GZWP – K/13 zbiorników/GZWP – J/11 zbiorników/GZWP – T/9 zbiorników/GZWP – D i starsze/6 zbiorników/

Dolnej Kredy K1Górnej Jury J3Ârodkowej Jury J2Dolnej Jury J1Górnego Triasu T3Dolnego Triasu T1

Trias i Trzeciorz´d

32 263

10 057

6 650

593

115 521198 975202 225158 600175 900229 525

475

10,5

3,2

2,1

0,2

52,2

36,963,664,750,756,373,4

0,15

14°C

14°C

14°C

11°C

40 – 100°C40 – 100°C40 – 100°C40 – 100°C40 – 100°C40 – 160°C

20 – 100°C

31 355

15 839

9 616

797

104 210

382 000224 000999 000

1 731 000761 000

2 585 0006 682 000

1 4906 787 700

GZWP – RAZEM/180 zbiorników/

RAZEM

RAZEM ZBIORNIKI: GZWP, NI˚U POLSKI, NIECKIPODHALA¡SKIEJ

G∏ówne zbiorniki hydrogeotermalne Ni˝u Polski

Zbiornik hydrogeotermalny Niecki Podhalaƒskiej

Energia geotermalna


a oko∏o 40% powierzchni kraju ma korzystne warunki dla budowy ekonomicznych in-stalacji tj. takich, w których cena energii mo˝e byç ni˝sza od ceny energii konwencjo-nalnej (Ney 1997). G∏ówne zbiorniki wód termalnych wyst´pujà na Ni˝u Polski (Gó-recki 1995). Prace badawcze i wdro˝eniowe, prowadzone w Polsce od po∏owy lat 80.ubieg∏ego stulecia, doprowadzi∏y do uruchomienia dzia∏ajàcych obecnie pićiu instala-cji geotermalnych (rys. 2) wykorzystujàcych wody o temperaturze ponad 25°C (na Pod-halu, w Pyrzycach, Mszczonowie, Uniejowie i Stargardzie Szczeciƒskim), kilku insta-lacji wykorzystujàcych wody podziemne o temperaturze poni˝ej 25°C (np. w S∏omni-kach) oraz kilkuset instalacji wykorzystujàcych ciep∏o gruntu w pompach ciep∏a. Ener-gia geotermalna do celów kàpielowych praktycznie nie jest wykorzystywana na szerokàskal´, pomimo tego ˝e w Polsce istniejà podobne warunki klimatyczne i hydrogeoter-

Rys.2. Lokalizacja funkcjonujàcych zak∏adów geotermalnych (z wy∏àczeniem instalacji wykorzystujà-cych ciep∏o gruntu) i balneologicznych w Polsce na tle jednostek geotermalnych (wg. Ney, Soko-∏owski 1987; K´piƒska 2005 – zmodyfikowane)


Energia geotermalna

79

malne jak w sàsiedniej S∏owacji, gdzie kàpieliska termalne (aktualnie sà 44 termy) osià-gn´∏y rang´ wa˝nej ga∏´zi gospodarki tego kraju. W chwili obecnej prognozuje si´ mo˝-liwoÊç realizacji kilku projektów zwiàzanych z rekreacyjnym wykorzystaniem wód geo-termalnych na terenie Polski. Projekty te znajdujà si´ na ró˝nym etapie zaawansowaniai dotyczà g∏ównie rejonu Podhala oraz centralnej Polski.

Wykorzystanie energii geotermalnej w Polsce realizowane jest metodà bezpoÊredniàpolegajàcà na zagospodarowaniu energii cieplnej u odbiorcy, cz´sto z zastosowaniempomp ciep∏a. Odmiennà metodà jest metoda poÊrednia, w której energia geotermalnas∏u˝y do wytworzenia energii elektrycznej wykorzystywanej przez u˝ytkowników energii.Wed∏ug danych na koniec 2005 roku zainstalowana moc cieplna wszystkich zak∏adówgeotermalnych, w∏àczajàc instalacje pomp ciep∏a, wynosi∏a w Polsce oko∏o 210 MWt

przy rocznej produkcji energii cieplnej na poziomie 1 108 TJ/rok (tabela 2). Sumaryczna moc zainstalowana we wszystkich instalacjach przekracza 210 MWt,

w tej liczbie blisko po∏owa mocy (ponad 101 MWt) pochodzi z energii geotermalnej,pozosta∏a cz´Êç mocy (ponad 110 MWt) natomiast z gazu, oleju opa∏owego i energiielektrycznej. Te tradycyjne noÊniki energii wykorzystywane sà do nap´du pomp ab-sorpcyjnych (gaz) i spr´˝arkowych (energia elektryczna) oraz w êród∏ach szczyto-wych, jak kot∏y gazowe i olejowe, a tak˝e w agregatach kogeneracyjnych (gaz) wytwa-rzajàcych energi´ cieplnà i elektrycznà. Ca∏kowita iloÊç wytwarzanej rocznie energiioceniana jest na ponad 1 108 TJ. WartoÊç ta obejmuje wszystkie noÊniki energii,a wić energi´ geotermalnà i konwencjonalnà. Sumaryczna iloÊç energii wytwarzanejz energii geotermalnej we wszystkich instalacjach w/w trzech grup wynosi oko∏o 720

TJ, co stanowi oko∏o 65% ogólnie wytwarzanej energii.

5.4. Przeglàd wykorzystania energii geotermalnej w PolsceDo chwili obecnej, tj. 2006 r., w Polsce uruchomiono wiele zak∏adów geoter-

malnych, które podzielone zosta∏y na trzy podstawowe grupy instalacji geotermal-nych (tabela 2). Obejmujà one: Grupa I – instalacje wykorzystujàce wody termalne o temperaturze ponad 25°C

do celów ciep∏owniczych (centralnego ogrzewania – c.o. i przygotowaniaciep∏ej wody u˝ytkowej – c.w.u.),

Grupa II – instalacje wykorzystujàce wody termalne do celów leczniczych i rehabi-litacyjnych,

Grupa III – instalacje spr´˝arkowych pomp ciep∏a wykorzystywanych do c.o. i przygo-towania c.w.u., bazujàcych g∏ównie na cieple gruntu (o temp. Êredniorocz-nej ok. 7°C) i wodach podziemnych (o temp. poni˝ej 25°C). (Temperatu-ra 25°C zosta∏a przyj´ta jako umowna granica rozdzielajàca instala-cje I i III grupy z uwagi na to, ˝e jest to praktycznie maksymalna tempera-tura dolnego êród∏a dla efektywnej pracy spr´˝arkowych pomp ciep∏a).

Energia geotermalna


Tabela 2. G∏ówne parametry energetyczne instalacji geotermalnych, balneologicznychi pomp ciep∏a w Polsce (na podstawie K´piƒska 2005 – zmodyfikowane)

Lokalizacja

instalacji

PodhalePyrzyce

MszczonówUniejówStargard

Szczeciƒski

CiepliceLàdek

DusznikiCiechocinekKonstancin

UstroƒIwonicz

S∏omniki

WydajnoÊç

[m3/godz]

67034060

120300

275020

20093

11

53

Temperatura

[oC]

8661416887

36 - 3920 - 4419 - 2127 - 29

292821

7 - 2517

Moc zainstalowana

ca∏kowita / z geotermii

[MWt]

54,6 / 15,548,0 / 15,0

7,4 / 1,15,6 / 3,2

10,0 / 10,0

125,6 / 44,8

0,3 / 0,30,76 / 0,760,05 / 0,05

1,9 / 1,90,15 / 0,150,06 / 0,060,14 / 0,143,36 / 3,36

>80 / >531,8 / 0,35

>81,8 / >53,35>210,76 / >101,51

Produkcja

energii

[TJ/rok]

26413045

19,6120

578,6

10,015,00,72,80,20,60,6

29,9

>5000,25

>500,25>1 108,75

RAZEM

RAZEM

RAZEMRAZEM WSZYSTKIE INSTALACJE

Pompy ciep∏a (kilkaset)

Grupa I – Instalacje geotermalne wykorzystujàce wody termalne (o temp. >25°C)

Grupa II – Instalacje geotermalne funkcjonujàce w zak∏adach balneologicznych

Grupa III – Pompy ciep∏a wykorzystujàce ciep∏o wód gruntowych i gruntu (o temp. <25°C)

Instalacje ciep∏ownicze wykorzystujàce wody o temperaturze ponad 25°C

W tej grupie znajdujà si´ instalacje: Podhala, Pyrzyc, Mszczonowa, Uniejowaoraz Stargardu Szczeciƒskiego.

Zak∏ad Geotermalny na Podhalu w Baƒskiej – Bia∏ym Dunajcu Badania realizowane na obszarze Niecki Podhalaƒskiej w 1981 roku, kiedy to

Paƒstwowy Instytut Geologiczny wykona∏ odwiert Baƒska IG-1, pozwoli∏y wst´p-nie oceniç zasoby geotermalne i iloÊç dost´pnego ciep∏a. Na tej podstawie Insty-tut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energià Polskiej Akademii Nauk uru-chomi∏ w roku 1993 pierwszà w Polsce instalacj´ geotermalnà funkcjonujàcà


Energia geotermalna

81

w oparciu o dublet otworów BaƒskaIG-1 (otw. eksploatacyjny) i Bia∏y Du-najec PAN-1 (otw. ch∏onny) (rys. 3).Po uruchomieniu doÊwiadczalnej in-stalacji, komercyjnym wykorzystaniemi rozbudowà projektu zaj´∏a si´ spe-cjalnie powo∏ana w 1995 roku firma„PEC Geotermia Podhalaƒska S.A.”natomiast IGSMiE PAN powo∏a∏ do ˝y-cia Laboratorium Geotermalne, w któ-rym prowadzone sà badania m.in.nad kaskadowym wykorzystaniemenergii geotermalnej. W tym czasiew latach 90. ubieg∏ego stulecia wyko-nano tak˝e szereg odwiertów na po-trzeby rozpoznania zasobów wódi energii geotermalnej na obszarzePodhala (rys. 4). Odwierty geotermal-ne sà przedmiotem zagospodarowania(Baƒska IG-1, Baƒska PGP-1, Bia∏yDunajec PAN-1 i Bia∏y Dunajec PGP--2) lub sà przygotowane do wykorzy-stania gospodarczego (pozosta∏e od-wierty geotermalne wyró˝nionena rys. 4).

System ciep∏owniczy PEC Geoter-mia Podhalaƒska S.A. (Geotermia Pod-halaƒska 2003) jest najwi´kszymw Polsce i jednym z najrozleglejszychniskotemperaturowych systemóww Europie, dlatego zosta∏ poni˝ejszczegó∏owo opisany. Sk∏ada si´ onz trzech g∏ównych obiegów, w obr´biektórych znajdujà si´ dwa g∏ówne êró-d∏a energii:

– uk∏ad geotermalny ze êród∏emgeotermalnym,

– sieç ciep∏ownicza ze êród∏em szczytowym,– instalacje wewn´trzne odbiorców.

Rys.3. Schemat funkcjonowania doÊwiadczalnej in-stalacji Baƒska IG-1–Bia∏y Dunajec PAN-1

Rys.4. Schematyczna mapa lokalizacji odwiertówgeotermalnych na obszarze Podhala

Energia geotermalna


Uk∏ad geotermalny. Podstawowym êród∏em energii dla ca∏ego systemu jestw´glanowy horyzont wodonoÊny (triasu i eocenu numulitowego) nawierconyna g∏´bokoÊci oko∏o 2200 – 3100 m p.p.t. odwiertami eksploatacyjnymi BaƒskaIG-1 i Baƒska PGP-1 oraz odwiertami ch∏onnymi Bia∏y Dunajec PAN-1 i Bia∏yDunajec PGP-2. Sumaryczna wydajnoÊç odwiertów eksploatacyjnych wynosi 670m3/godz., temperatura wód na wyp∏ywie osiàga 86°C, ciÊnienie statyczne na g∏o-wicy przekracza 2,7 MPa. Wody majà bardzo niskà mineralizacj´ ca∏kowità na po-ziomie 3 g/dm3. Wody termalne wydobywajàce si´ na powierzchni´ bez u˝yciaotworowych agregatów pompowych kierowane sà na system wymienników p∏yto-wych o mocy 35 MW, gdzie oddajà ciep∏o wodzie sieciowej obiegu wtórnego.Po przejÊciu przez wymienniki och∏odzona woda termalna transportowana jestrurociàgiem tzw. zrzutowym do stacji pomp, które zat∏aczajà jà odwiertamich∏onnymi do horyzontu wodonoÊnego. Moc êród∏a geotermalnego wynosi oko-∏o 15,5 MWt.

Sieç ciep∏ownicza. Sieç ciep∏ownicza bierze swój poczàtek na wymiennikachgeotermalnych i w ca∏oÊci wykonana jest w nowoczesnej technologii rur preizolo-wanych. Straty temperatury na rurociàgu centralnym o d∏ugoÊci ok. 15 km wyno-szà 2° – 3°C. W sk∏ad sieci wchodzà, oprócz rurociàgu, pompownie wody sieciowejoraz trzy przepompownie z uk∏adami redukcji ciÊnieƒ, które wymusi∏ skompliko-wany rozk∏ad ciÊnieƒ zwiàzany z du˝ymi ró˝nicami wysokoÊci po∏o˝enia poszcze-gólnych odcinków sieci. èród∏o geotermalne wspomagane jest êród∏em szczyto-wym, na które sk∏adajà si´: dwa kot∏y gazowe (po 10 MWt ka˝dy) z ekonomizerami(po 1 MWt ka˝dy), jeden kocio∏ gazowo-olejowy (15 MWt), trzy agregaty kogenera-cyjne gazowe (o ∏àcznej mocy 2,1 MWt i 1,5 MWel). Sumaryczna moc êród∏a szczy-towego wynosi 39,1 MWt i 1,5 MWel.

Instalacje wewn´trzne. Sieç ciep∏ownicza dostarcza wod´ sieciowà do od-biorców. U ka˝dego odbiorcy jest zainstalowany indywidualny w´ze∏ grzewczy, któ-ry jest dostosowany do potrzeb odbiorcy obejmujàcych centralne ogrzewanie (c.o.)i przygotowanie ciep∏ej wody u˝ytkowej (c.w.u.). W sieci wyst´pujà trzy rodzaje in-dywidualnych w´z∏ów z wymiennikami o mocach: 15 kW c.o./33 kW c.w.u., 25 kWc.o./43 kW c.w.u. i 33 kW c.o./50 kW c.w.u. W´z∏y wyposa˝one sà w system kontro-lno-pomiarowy umo˝liwiajàcy rozliczanie dostarczanej energii.

W 2004 r. sprzeda˝ energii osiàgn´∏a oko∏o 264 000 GJ. Do geotermalnej sieciciep∏owniczej zosta∏o pod∏àczonych 490 odbiorców indywidualnych (232 w Zako-panem i 258 w Baƒskiej, Bia∏ym Dunajcu i Poroninie), 146 odbiorców wielkoskalo-wych (131 w Zakopanem, 90% hoteli w Zakopanem) oraz 15 w Baƒskiej, Bia∏ymDunajcu i Poroninie, a tak˝e 27 osiedlowych kot∏owni w´glowych i koksowychw Zakopanem. W wyniku zrealizowanych pod∏àczeƒ w 2003 r. zredukowano emisjĆO2 o 22 148 ton rocznie.


Energia geotermalna

83

Obok komercyjnej sieci grzewczej, obs∏ugiwanej przez PEC Geotermia Pod-halaƒska S.A., dzia∏a prowadzony przez Instytut Gospodarki Surowcami Mineral-nymi i Energià PAN kaskadowy system zagospodarowania energii. W sk∏ad tegosystemu wchodzà ró˝ne obiekty odbioru energii. Zosta∏y one przedstawionena rysunku 5.

Ciep∏ownia geotermalno-gazowa w PyrzycachMiasto Pyrzyce jest blisko 14 tys. miastem po∏o˝onym ok. 40 km na po∏udnie

od Szczecina. W celu zakoƒczenia rozpocz´tej przez gmin´ Pyrzyce w 1992 rokubudowy ciep∏owni geotermalno-gazowej wraz z magistralà ciep∏owniczà, w´z∏amicieplnymi i siecià sterowniczà, w 1994 roku zosta∏o utworzone Przedsi´biorstwoGeotermia Pyrzyce Sp. z o.o. (Geotermia Pyrzyce 2004).

Zak∏ad geotermalny uruchomiony zosta∏ w lutym 1996 roku i po zakoƒczeniubudowy sieci cieplnej ciep∏ownia zosta∏a przekazana do eksploatacji 10 czerw-ca 1997 roku (Maliszewski 1997; Sobaƒski i in. 2000). Jest to w pe∏ni przemys∏owyzak∏ad, który mia∏ zastàpiç 68 istniejàcych dotychczas kot∏owni w´glowych.

Instalacja technologiczna ciep∏owni w Pyrzycach zawiera szereg nowoczesnychrozwiàzaƒ. Podobnie jak na Podhalu system sk∏ada si´ z podstawowego êród∏a geo-termalnego i szczytowego êród∏a energii. W odró˝nieniu od Podhala w uk∏adzie

Rys.5. Kaskadowe wykorzystanie energii geotermalnej w obiektach IGSMiE PAN na Podhalu

Energia geotermalna


znajdujà si´ absorpcyjne pompy ciep∏a dodatkowo (poza wymiennikami I i II stop-nia) zwi´kszajàce sch∏odzenie wód termalnych.

Podstawowe parametry z∏o˝owe:– z∏o˝e geotermalne – lias– g∏´bokoÊç z∏o˝a – strop – 1 489 m– mià˝szoÊç z∏o˝a – 147 m– temperatura w z∏o˝u – 64°C– mineralizacja wody z∏o˝owej – 121 g/dm3

– iloÊç otworów wydobywczych – 2 szt.– iloÊç otworów zat∏aczajàcych – 2 szt.– strumieƒ wody geotermalnej – 340 m3/h– moc cieplna z wody z∏o˝owej – 15,0 MWt

– odleg∏oÊç mi´dzy otworami – 1,5 kmPodstawowe parametry ciep∏owni i sieci:

– 2 kot∏y gazowe niskotemperaturowe – 20,0 MW– 2 ch∏odnice spalin ze skraplaniem pary – 2,2 MW– 2 kot∏y gazowe (ok. 160°C) – 16,0 MW– 2 ch∏odnice spalin ze skraplaniem pary – 1,8 MW– wymiennik bezpoÊredni – I stopnia – 7,2 MW– wymiennik pracujàcy z APG-II stopnia – 7,6 MW– czynnik ogrzewczy: woda – 95/40°C– strumieƒ masy wody ogrzewczej – 340 t/h– d∏ugoÊç sieci ciep∏owniczej – 15 km– max. Êrednice rurociàgów magistrali – 450 mm

Sumaryczna produkcja energii cieplnej w 2004 roku wynios∏a oko∏o 130 000GJ/rok. Emisja CO2 zosta∏a zredukowana o blisko 82 tys. ton.

Rys.6. Widok ogólny na ciep∏owni´ w Pyrzycach oraz kot∏y gazowe i pompy absorpcyjne


Energia geotermalna

85

Zak∏ad Geotermalny w MszczonowieMiasto Mszczonów po∏o˝one jest przy drodze Katowice – Warszawa, ok. 50 km

na po∏udniowy-wschód od Warszawy. Liczba mieszkaƒców miasta przekracza 6 tys.W czerwcu 1994 roku z inicjatywy w∏adz samorzàdowych ˚yrardowa powsta∏a jakospó∏ka akcyjna „Geotermia ˚yrardowska”. Rok póêniej w wyniku du˝ego zaintereso-wania eksploatacjà wód geotermalnych rozszerzy∏a swojà dzia∏alnoÊç, inwestujàcw dwóch innych miastach by∏ego województwa skierniewickiego: Mszczonowiei Skierniewicach. W konsekwencji zmieniono nazw´ na „Geotermia Mazowiecka” S.A.W 1998 roku do przedsi´biorstwa do∏àczy∏ Sochaczew. W mieÊcie firma wybudowa∏asystem ciep∏owniczy zasilany biomasà. W 2004 roku w sk∏ad spó∏ki wszed∏ system cie-p∏owniczy miasta B∏onie (Geotermia Mazowiecka 2004). G∏ównym zadaniem spó∏kiby∏a budowa trzeciego w Polsce (po Podhalu i Pyrzycach) zak∏adu geotermalnego. Pro-jekt przewidywa∏ eksploatacj´ wód ze zrekonstruowanego odwiertu Mszczonów IG-1.Otwór ten wykonany by∏ przez Instytut Geologiczny w 1977 roku. Po przeprowadzeniuw latach 1997/98 rekonstrukcji odwiertu przez IGSMiE PAN udost´pniono poziomwodonoÊny i przeprowadzono testy eksploatacyjne (Bujakowski 2000a).

Rys.7. Lokalizacja Zak∏adów Geotermalnych w Mszczonowie i Uniejowie na tle zasi´gu utworów kredydolnej i jednostek mezozoicznych Polski

Energia geotermalna


Charakterystyka z∏o˝a w otworze Mszczonów IG-1:– z∏o˝e dolna kreda (piaskowce)– g∏´b. stropu/spàgu 1602/1714 m. p.p.t.– mià˝szoÊç 112 m– temperatura 41°C– wydajnoÊç 60 m3/h– mineralizacja 0,5 g/l (woda s∏odka)

Podmszczonowskie wody termalne sà w stanie ogrzaç Mszczonów do momen-tu, gdy temperatura powietrza nie spadnie poni˝ej -5°C – w tej sytuacji woda mu-si byç ju˝ podgrzewana gazem. Dodatkowo woda termalna wykorzystywana jest ja-ko woda pitna. Mszczonowska geotermia dysponuje wodà s∏odkà (z g∏. ok. 1700 mp.p.t.), co jest rzadkoÊcià w skali Êwiatowej. W Europie podobna instalacja dzia∏aw podmonachijskim Erding. System dzia∏a w podobnym uk∏adzie, jaki funkcjonu-je w Pyrzycach.

Moc ca∏kowita zainstalowana w tym zak∏adzie wynosi 7,4 MWt. W tej liczbiemieÊci si´ absorpcyjna pompa ciep∏a o mocy 2,7 MWt oraz gazowe kot∏y niskotem-peraturowe zabezpieczajàce potrzeby cieplne odbiorców w okresach spadku tem-peratury zewn´trznej. Pompa ciep∏a funkcjonuje wykorzystujàc wody termalne,sch∏adzajàc je do oko∏o 25°C. Ocenia si´, ˝e moc systemu pochodzàca z wód ter-malnych wynosi oko∏o 1,1 MWt. Roczna produkcja energii wynios∏a w 2004 rokuoko∏o 45 000 GJ.

Ciep∏ownia geotermalna w Mszczonowie zastàpi∏a dzia∏ajàce do niedawna trzymiejskie kot∏ownie w´glowe, które co roku emitowa∏y do atmosfery 15 ton zwiàz-ków azotu, 60 ton zwiàzków siarki, 9700 ton dwutlenku w´gla oraz 145 ton py∏ów.Po zastosowaniu zasilania geotermalnego i wspó∏dzia∏ajàcego z nim dodatkowegosystemu gazowego – emisja py∏ów spad∏a do zera, znik∏y równie˝ zwiàzki siarki,zwiàzki azotu spad∏y do poziomu zaledwie jednej tony, a dwutlenku w´gla wydzie-la si´ teraz czterokrotnie mniej.

Zak∏ad Geotermalny w Uniejowie Kolejny, czwarty w Polsce zak∏ad geotermalny uruchomiono w Uniejowie

(rys. 7). ObecnoÊç wód geotermalnych w rejonie Uniejowa udokumentowanopo raz pierwszy podczas prac wiertniczych prowadzonych w 1978 roku na zleceniePaƒstwowego Instytutu Geologicznego. Kolejne dwa otwory wykonano w la-tach 1990-91 w ramach programu realizowanego przez Akademi´ Górniczo-Hut-niczà z Krakowa i PIG. Temperatura wód geotermalnych na powierzchni terenuwynosi 68ºC. Horyzont z∏o˝owy budujà utwory piaskowcowe dolnej kredy (ten samzbiornik jest eksploatowany w Mszczonowie) na g∏´bokoÊci oko∏o 2000 m. Wydaj-


Energia geotermalna

87

noÊç wód wynosi 68 m3/h przy ciÊnieniu samowyp∏ywu 2,6 bara. Woda charaktery-zuje si´ niskà mineralizacjà wynoszàcà 8 g/l. Sà to wody chlorkowo-sodowe, fluor-kowe, borowe (Geotermia Uniejów 2005).

Prace zwiàzane z wykorzystaniem wód geotermalnych do celów ciep∏owniczychrozpocz´to w 1999 roku zawiàzujàc spó∏k´ o nazwie „Geotermia Uniejów” Sp. z o.o.Inicjatorami prac by∏a Rada Nadzorcza i Zarzàd Wojewódzkiego Funduszu OchronyÂrodowiska i Gospodarki Wodnej w ¸odzi oraz gmina Uniejów. Geotermalny zak∏adciep∏owniczy w Uniejowie wykorzystuje trzy zrekonstruowane odwierty.

¸àczna moc ciep∏owni wynosi 5,6 MW, z czego 3,2 MW to moc uzyskiwanaz wód termalnych. W warunkach temperatury zewn´trznej poni˝ej -5ºC systemwspomagany jest dwoma kot∏ami olejowymi o ∏àcznej mocy 2,4 MW. Wydobywa-na pompà g∏´binowà z wydajnoÊcià od 90 do 120 m3/h woda termalna kierowa-na jest do zestawu filtracyjnego i dalej do wymienników ciep∏a. Po przejÊciuprzez dwa wymienniki centralnego ogrzewania i dwa wymienniki ciep∏ej wodyu˝ytkowej, sch∏odzona woda zat∏aczana jest z powrotem do z∏o˝a otworamich∏onnymi.

System dystrybucji ciep∏a to sieç rurociàgów z preizolowanych rur stalowycho ∏àcznej d∏ugoÊci 10 km, wyposa˝ona w indywidualne urzàdzenia pomiarowe i za-wory. Ciep∏ownia oraz sieç cieplna sà sterowane i monitorowane przez zintegrowa-ny system komputerowy, u∏atwiajàcy prac´ i zmniejszajàcy straty energii. „Geo-termia Uniejów” wykona∏a dotychczas 180 przy∏àczy ciep∏owniczych, z czego 30wykorzystywanych jest przez odbiorców wielkoskalowych pobierajàcych obec-nie 80% produkcji ciep∏owni. WÊród nich znajdujà si´ budynki mieszkalne gospo-darki komunalnej, spó∏dzielni mieszkaniowej, szko∏a, przedszkole, urz´dy, bankioraz firmy. Pozosta∏e przy∏àcza doprowadzajà ciep∏o dla odbiorców indywidual-nych. Dostarczanie ciep∏a rozpocz´to we wrzeÊniu 2001 roku. Udzia∏ wytworzonejenergii z cz∏onu geotermalnego w stosunku do ca∏oÊciowej produkcji ciep∏a wyno-si Êrednio 70%. Od lipca 2002 roku prowadzone sà badania nad przydatnoÊcià wo-dy geotermalnej wyst´pujàcej w êród∏ach uniejowskich do celów leczniczych. Uzy-skane pozytywne wyniki oddzia∏ywania wody na organizm cz∏owieka pozwalajàmieç nadziej´ na rozwój balneologii na terenie gminy Uniejów, co korzystnie wp∏y-nie na funkcjonowanie geotermii.

Zak∏ad Geotermalny w Stargardzie Szczeciƒskim Na poczàtku roku 2005 zosta∏a uruchomiona kolejna, piàta w Polsce instalacja

geotermalna w Stargardzie Szczeciƒskim. W 1999 r. powsta∏a spó∏ka „GeotermiaStargard” Sp. z o.o., którà tworzà dwie firmy – Przedsi´biorstwo Us∏ug Inwestycyj-nych „Eko-Inwest” (90% udzia∏ów) oraz duƒska firma projektowa „ScandinavianEnergy Group”. Wiercenie pierwszego otworu eksploatacyjnego rozpocz´to we

Energia geotermalna


wrzeÊniu 2001 r. i zakoƒczono w kwietniu 2002 r. dokumentujàc na g∏´boko-Êci 2 670 metrów poziom wód termalnych. Obecnie (2006 r.) w systemie pracujàdwa otwory geotermalne, eksploatacyjny GT-1 oraz zat∏aczajàcy GT-2 umiejsco-wione obok siebie w odleg∏oÊci 10 metrów. Pierwszy jest otworem pionowym,a drugi kierunkowym o nachyleniu 39º. Wody termalne wydobywane sà z wykorzy-staniem agregatu pompowego z maksymalnà wydajnoÊcià 300 m3/godz. i majàna wyp∏ywie temperatur´ 87°C.

Planowana, docelowa produkcja ciep∏a wynosi 300 000 GJ/rok, obecnie (2006 r.)spó∏ka rozpoznaje z∏o˝e i produkcja energii od rozpoczćia dzia∏alnoÊci tj. od kwiet-nia 2005 r. wynosi 120 000 GJ/rok. Moc wymienników geotermalnych oddzielajàcychobieg wód z∏o˝owych od obiegu ciep∏owniczego wynosi ok. 10 MWt. Ciep∏ownia po-przez 200-metrowy rurociàg dostarcza i sprzedaje ciep∏o dla PEC Sp. z o.o., którajest firmà komunalnà, a ta firma dalej za pomocà w∏asnej sieci przesy∏a energi´do mieszkaƒców.

Uchwa∏a Rady Miasta z 15 grudnia 1999 r., na podstawie której by∏a realizowa-na inwestycja, gwarantuje spó∏ce „Geotermia Stargard”, ˝e PEC b´dzie musia∏ za-kupywaç ca∏kowità iloÊç ciep∏a przez nià wytworzonà. W∏àczenie ciep∏owni geoter-malnej do systemu grzewczego Przedsi´biorstwa Energetyki Cieplnej pozwolioszcz´dzaç rocznie oko∏o 15-17 tys. ton mia∏u w´glowego, co spowoduje obni˝enielokalnej emisji zanieczyszczeƒ (Geotermia Stargard 2005).

Instalacje balneologiczneDo drugiej grupy instalacji geotermalnych zaliczono zak∏ady balneologiczne

(tabela 2). W Polsce w∏asnoÊci balneologiczne wód wykorzystywane sà jedynieprzez kilka uzdrowisk, do których zaliczyç nale˝y mi´dzy innymi (Dowgia∏∏o 1976;K´piƒska, ¸owczowska 2002):

– Iwonicz Zdrój – uzdrowisko wykorzystuje solanki o temperaturze 20°C i wy-sokiej mineralizacji (6 – 19 g/l), bogate w brom, jod i wolny dwutlenek w´gla.Ze wzgl´du na nieodnawialoÊç zasobów wód geotermalnych eksploatacja pro-wadzona jest tu ze szczególnà uwagà;

– Ciechocinek – trzema odwiertami o g∏´bokoÊci 1,3 – 1,4 km eksploatuje si´solank´ o temperaturze 37°C. Wody majà charakter chlorkowo-sodowo- wap-niowo-jodowo-bromkowy;

– Duszniki Zdrój – eksploatowane wody majà temperatur´ 18° – 19°C – zgod-nie z literà prawa nie sà to zatem wody termalne (do których zalicza si´ wo-dy o temperaturze naturalnej powy˝ej 20°C). Obni˝ona temperatura wódzwiàzana jest z du˝à iloÊcià rozpuszczonego w nich dwutlenku w´gla;

– Làdek Zdrój – eksploatuje si´ tu wody o temperaturze 20° – 45°C i minerali-zacji 160 – 280 mg/l.


Energia geotermalna

89

Instalacje pomp ciep∏aGleby, ska∏y i wody znajdujàce si´ pod powierzchnià Ziemi, dzi´ki zjawisku

akumulacji energii cieplnej pochodzàcej z: zachodzàcego w g∏´bi Ziemi naturalne-go rozpadu pierwiastków chemicznych szeregu uranowego, wymiany ciep∏a z po-wietrzem atmosferycznym, promieniowania s∏onecznego, infiltracji wód opado-wych oraz dzi´ki ich w∏asnoÊciom fizycznym, stanowià naturalne i odnawialne êró-d∏o energii cieplnej. Ich temperatura podlega regularnym zmianom dobowymi rocznym. Zmiany dobowe zachodzà do g∏´bokoÊci oko∏o 40 cm (maksymalniedo 144 cm). Zmiany roczne obejmujà swym zasi´giem g∏´bokoÊci od 7,7 mdo 27,1 m (Plewa 1994; Pajàk 2001). Grunt jest cz´sto stosowanym, posiadajàcymdobre w∏asnoÊci cieplne êród∏em dolnym – szczególnie dla ma∏ych pomp ciep∏a(do 20 kW) stosowanych do ogrzewania i przygotowania ciep∏ej wody u˝ytkowejw budynkach jednorodzinnych. Energia cieplna z gruntu jest przekazywana do pa-rownika pompy ciep∏a za pomocà kolektorów gruntowych (gruntowych wymienni-ków ciep∏a) umieszczonych zwykle na g∏´bokoÊci od 1,2 do 2,0 m (poni˝ej strefyprzemarzania gruntu). Na tej g∏´bokoÊci temperatura gruntu zmienia si´ sinuso-idalnie od 6 do 15°C.

Rys.8. Przebieg zmian temperatury powietrza i gruntu w okresie 1 roku (Pajàk 2001)

Trzecia grupa instalacji wyszczególnionych w tabeli 2. to systemy spr´˝arko-wych pomp ciep∏a wykorzystywane do wytwarzania energii cieplnej do centralnegoogrzewania i do przygotowania ciep∏ej wody u˝ytkowej. Szacuje si´, ˝e w Polsce tenowoczesne rozwiàzania technologiczne znalaz∏y zastosowanie w kilkuset obiek-tach, którymi sà g∏ównie domy jednorodzinne, szko∏y, szpitale i inne budynki u˝y-tecznoÊci publicznej, a tak˝e niewielkie osiedla mieszkaniowe.

Przyk∏adem wykorzystania spr´˝arkowych pomp ciep∏a bazujàcych na wodachzimnych o temperaturze 17°C w zintegrowaniu z kot∏ami gazowymi i olejowymi

Energia geotermalna


jest instalacja ciep∏ownicza w S∏omnikach k. Krakowa. Instalacja ta otwarta w 2002r., wykorzystuje p∏ytko zalegajàcy horyzont wodonoÊny na g∏´bokoÊci 150 – 300 mp.p.t., który w tym rejonie charakteryzuje si´ samowyp∏ywem wód s∏odkich o tem-peraturze 17°C, pod ciÊnieniem ok. 0,4 MPa, z wydajnoÊcià ok. 50 m3/godz. Zak∏adwykorzystuje wody jako dolne êród∏o pomp ciep∏a dla obiektów szko∏y, budynkówindywidualnych oraz po sch∏odzeniu jako wody pitne dla miejskiego wodociàgu.Pompa ciep∏a o mocy 320 kWt umieszczona jest w budynku ciep∏owni obs∏ugujà-cej osiedle mieszkaniowe i w∏àczona w konwencjonalny system kot∏ów gazowychi olejowych (rys. 9). Sumaryczna moc ca∏ego uk∏adu wynosi 1,8 MWt. Ciep∏owniadostarcza energi´ cieplnà do centralnego ogrzewania bloków mieszkalnych, zespo-∏u szkó∏ oraz budynków u˝ytecznoÊci publicznej. Woda z∏o˝owa jest êród∏em ener-gii dla tej sieci osiedlowej i dla pobliskich domów mieszkalnych, do których jestdoprowadzana rurociàgiem z rur preizolowanych. Woda w rurach ma temperaturóko∏o 16°C (poziom temperatury z∏o˝owej) i stanowi êród∏o energii dla trzechpomp ciep∏a zainstalowanych w domach mieszkalnych.

Miasto S∏omniki ma typowe rozwiàzanie grzewcze – identyczne dla wielu ma∏ychosiedli bloków i domów prywatnych. Miasto po∏o˝one jest na obszarze p∏ytko wyst´pujà-cych zbiorników wód, a wić posiada warunki hydrogeotermalne typowe dla znacznychobszarów Polski. Pozytywny wynik realizacji projektu mo˝e byç szeroko upowszechniony.

Rys.9. Schemat ciep∏owni w S∏omnikach


Energia geotermalna

91

5.5. Wody geotermalne w Ma∏opolsceNiniejszy rozdzia∏ zosta∏ opracowany g∏ównie na podstawie materia∏ów wyniko-

wych Studium wyst´powania i mo˝liwoÊci zagospodarowania energii wód geoter-malnych horyzontów wodonoÊnych: neogenu, paleogenu, kredy (bez cenomanu),jury, triasu oraz paleozoiku w województwie ma∏opolskim oraz Atlasu zbiornikówwód geotermalnych Ma∏opolski (Bujakowski, Barbacki 2004; Barbacki, Bujakowski,Pajàk 2006) wykonanych na zlecenie Wojewódzkiego Urz´du Marsza∏kowskiegow Krakowie przez Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energià PAN.Przy realizacji tych opracowaƒ wspó∏pracowano z Biurem Geologicznym „Geona-fta” Oddz. Po∏udnie PGNiG S.A. oraz z Paƒstwowym Instytutem GeologicznymOddz. Karpacki w Krakowie.

Na obszarze Ma∏opolski wody podziemne wyst´pujà w zbiornikach usytuowa-nych w obr´bie zró˝nicowanych wiekowo pi´ter hydrogeologicznych. Sà to zbior-niki w pi´trach paleozoicznych (dewon, karbon), mezozoicznych (trias, jura, kre-da), trzeciorz´dowych (neogen, paleogen) oraz czwartorz´dowych.

Wody wyst´pujàce w obr´bie zbiorników tego samego pi´tra charakteryzujàsi´ bardzo zró˝nicowanymi parametrami geotermalnymi, tj. wydajnoÊcià, tem-peraturà i mineralizacjà, np. nale˝àce do pi´tra triasowego poziomy zbiornikapodhalaƒskiego (Karpaty) i zbiornika miechowskiego (niecka miechowska).Wynika to stàd, ˝e zbiorniki geotermalne Ma∏opolski wyst´pujà w obr´bie jed-nostek geologicznych, które wykazujà specyficzne cechy strukturalne i litolo-giczne wynikajàcez kszta∏tujàcych jeprocesów tektonicz-nych i sedymentacyj-nych. Na obszarzeMa∏opolski wyró˝niasi´ pi´ç takich jedno-stek (rys. 10): Karpa-ty, Zapadlisko Przed-karpackie, NieckaMiechowska, Mono-klina Âlàsko-Krakow-ska i Zapadlisko Gór-noÊlàskie.

Rys.10. G∏ówne jednostki geo-logiczne Ma∏opolski

Energia geotermalna


Najwi´ksze mo˝liwoÊci wykorzystania wód termalnych dla celów ciep∏owni-czych wià˝à si´ ze zbiornikami mezozoicznymi. Strefy predestynowane do zago-spodarowania energii geotermalnej na obszarze gmin prezentuje rysunek 10. Naj-bardziej spektakularnym zbiornikiem wód termalnych Ma∏opolski jest triasowyzbiornik podhalaƒski – wyst´pujàcy w obr´bie utworów dolomitycznych jednostkireglowej. Tak˝e bardzo interesujàcy jest cenomaƒski poziom wodonoÊny wyst´pu-jàcy na obszarze Niecki Miechowskiej i przedgórza Karpat, który co prawda niecharakteryzuje si´ tak wysokimi temperaturami wód, lecz powierzchniowo obej-muje znacznie wi´kszy obszar, a wyst´pujàce tu wody sà cz´sto wodami s∏odkimi.

Geotermalna charakterystyka zbiornika neogeƒskiego (miocen)

Korzystne warunki zbiornikowe w utworach mioceƒskich wyst´pujà jedynie lo-kalnie, g∏ównie w strefie przykarpackiej, gdzie w obr´bie ilasto–mu∏owcowych, na-dewaporatowych utworów miocenu pojawiajà si´ soczewkowate kompleksy pia-skowcowe. Specyfika tych zbiorników to: znaczne zasolenie wyst´pujàcych w nichwód, ograniczone rozmiary zbiornika oraz niedu˝e wydajnoÊci wód. Wody termal-ne wyst´pujàce w ww. zbiornikach (baden górny – sarmat) wykazujà przewa˝nietemperatury do 35°C (sporadycznie powy˝ej 50°C pod nasunićiem karpackim),silnie zró˝nicowany stopieƒ mineralizacji (od wody s∏odkiej do 220 g/l), a ich wy-dajnoÊç obserwowana w analizowanych otworach dochodzi do 30 m3/h. W wieluotworach obserwowano zjawisko samowyp∏ywu wód. Oprócz piaskowcowych kom-pleksów górnego badenu stwierdzono poziom wodonoÊny zwiàzany ze zwietrza∏à,erozyjnà powierzchnià kontaktu miocen–kreda (m.in. rejon Proszowic) oraz mio-cen–flisz karpacki (rejon na po∏udnie od Tarnowa).

Strefy z potencjalnymi mo˝liwoÊciami wykorzystania wód termalnych o wyró˝-niajàcych si´ parametrach zbiornikowych oraz doÊç wysokich wydajnoÊciach wódo temperaturach 20° – 60°C to (rys. 11): Dàbrówka – Zagrody – Bucze, Zawada– ¸´kawica, Siedlec – Nieznanowice – ¸apczyca – Gierczyce, ˚ukowice – Luszo-wice, lokalnie: rejon Za∏u˝a, Rzezawy i Grobli oraz w aspekcie wykorzystania p∏yt-kich uj´ç wód: rejon Bie˝anowa i Mokrzysk.

Geotermalna charakterystyka zbiornika karpackiego (paleogen + mezozoik)

W rejonie tatrzaƒskim wodonoÊne sà zarówno sp´kane i skrasowia∏e ska∏y w´-glanowe mezozoiku, jak i eocenu tatrzaƒskiego (paleogen). W strefie przytatrzaƒ-skiej o szerokoÊci ok. 1 km, w utworach tych stwierdzono wody zwyk∏e (np.w otworze Hruby Regiel IG-2), zaÊ w kierunku na pó∏noc temperatura wód pod-ziemnych wzrasta do 82°C w otworze Chocho∏ów PIG-1, 82°C w otworze BaƒskaIG-1, 82°C w otworze Bia∏y Dunajec PAN-1 i 86°C w otworze Baƒska PGP-1 na sa-mowyp∏ywie.


Energia geotermalna

93

Istnienie wód termalnych na obszarze Karpat w obr´bie województwa ma∏opol-skiego, mogàce mieç znaczenie gospodarcze oraz balneologiczne, zosta∏o stwier-dzone w niecce podhalaƒskiej, Rabce oraz Por´bie Wielkiej. Wody termalneo mniejszym znaczeniu znaleziono równie˝ w innych rejonach Karpat w nast´pu-jàcych otworach: Sucha Beskidzka IG-1, Potrójna IG-1, Skomielna Bia∏a 1.

Wody termalne w niecce podhalaƒskiej odkryto wierceniami: Siwa Woda IG-1(20°C), Zakopane 2 (26°C), Baƒska IG-1 (72°C), Zazadnia IG-1 (22°C), Furma-nowa PIG-1 (42°C), Chocho∏ów PIG-1 (70°C), Bukowina Tatrzaƒska PIG/PNiG--1 (32°C), Bia∏y Dunajec PAN-1 (49°C), Poronin PAN-1 (45°C). W la-tach 1996–1997 Geotermia Podhalaƒska S.A. wykona∏a w obr´bie niecki podhalaƒ-skiej, na pograniczu Bia∏ego Dunajca i Szaflar dwa otwory. Jeden z nich, BaƒskaPGP-1, usytuowany zosta∏ na pó∏noc od otworu Baƒska IG-1, zaÊ drugi, Bia∏y Du-najec PGP-2 na po∏udniowy-wschód od odwiertu Bia∏y Dunajec PAN-1. W otwo-rze Baƒska PGP-1 uzyskano samowyp∏yw 550 m3/h, zaÊ w otworze Bia∏y DunajecPGP-2 – 175 m3/h. Istnienie wód termalnych w utworach fliszowych stwierdzonoi udokumentowano w otworach: Rabka IG-2 (temp. na wyp∏ywie 28°C) w Rabceoraz Por´ba Wielka IG-1 (temp. na wyp∏ywie 42°C) w Por´bie Wielkiej. Ponadtowody termalne zosta∏y odnalezione w innych otworach (obecnie zlikwidowanych)wykonanych przez Przemys∏ Naftowy i PIG w nast´pujàcych rejonach: SkomielnaBia∏a – otwór Skomielna Bia∏a 1 (temp. na wyp∏ywie 38°C, mineralizacja 11,15g/dm3) oraz Ci´˝kowice (temp. na wyp∏ywie 32°C, mineralizacja 25,0 g/dm3).

Istnienie wód termalnych w pod∏o˝u Karpat zosta∏o stwierdzone w nast´pujà-cych rejonach:

– Sucha Beskidzka – otwór Sucha IG-1, temperatura 28°C, wydajnoÊç 0,56 m3/h;– Potrójna – otwór Potrójna IG-1, temperatura 22°C.

Strefy z potencjalnymi mo˝liwoÊciami wykorzystania wód termalnych w Karpa-tach (rys. 11) to: na Podhalu: strefa Chocho∏ów – KoÊcielisko – Zakopane – Fur-manowa – Poronin – Bukowina Tatrzaƒska, w utworach fliszowych Karpat rejon:Por´by Wielkiej, Rabki, Ci´˝kowic, Gorlic, Skomielnej, Szczawy.

Geotermalna charakterystyka zbiornika kredowego (senon)

Utwory kredy górnej (senonu) stanowià najmniej obiecujàcy zbiornik wód ter-malnych, przede wszystkim ze wzgl´du na s∏abe parametry zbiornikowe, ale rów-nie˝ z powodu p∏ytkiego zalegania. Wody wyst´pujàce w poziomach wodonoÊnychmogà osiàgaç temperatury od 10° do 35°C na obszarze niecki miechowskiej orazod 10° do 60°C na obszarze zapadliska przedkarpackiego i w strefie przykarpac-kiej. Wykazujà one znacznie zró˝nicowanà mineralizacj´, od wody s∏odkiejna znacznym obszarze Niecki Miechowskiej (strefa przypowierzchniowa) do po-

Energia geotermalna


nad 100 g/l w strefie karpackiej. Dane odnoÊnie temperatur wód i utworów zbior-nika senoƒskiego na obszarze niecki miechowskiej wskazujà, ˝e zmieniajà si´ oneod 10°C w cz´Êci stropowej do 33°C w cz´Êci spàgowej utworów górnej kredy.Najwy˝szà temperatur´ spàgowej cz´Êci utworów senonu zmierzono w osiowejcz´Êci Niecki Miechowskiej w rejonie J´drzejowa. Na obszarze Zapadliska Przed-karpackiego temperatury wód utworów senonu zmieniajà si´ w zakresie od 17°C(poziom stropowy, otwór P∏awowice 1) do 68°C (poziom spàgowy, otwór Zawa-da 2), przy zró˝nicowaniu g∏´bokoÊci poziomów wodonoÊnych od 300 mdo 2135 m. Strefy (rys. 11) z potencjalnymi mo˝liwoÊciami wykorzystania wódtermalnych senonu w poziomie stropowym to: P∏awowice – Mniszów – Grobla,Kwików, Rudy – Rysie, w poziomie spàgowym: Tarnów – Tarnowiec, Zawada – ¸´-kawica, Nieczajna – Zd˝ary oraz w aspekcie wykorzystania p∏ytkich uj´ç wód s∏od-kich: rejon Miechowa.

Geotermalna charakterystyka zbiornika cenomaƒskiego

Niskie temperatury wód cenomaƒskich wynikajàce ze stosunkowo p∏ytkiegozalegania tych utworów sà rekompensowane znacznymi wydajnoÊciami przekra-czajàcymi niekiedy 100 m3/h – cz´sto w formie samowyp∏ywów. Wyst´pujàce tutajzasoby geotermalne nale˝y zaliczyç do zasobów w utworach o du˝ej porowatoÊci(przekraczajàcej 30%), w warunkach nadciÊnieƒ i ciÊnieƒ hydrostatycznych orazo niskiej mineralizacji wód. Niska mineralizacja stwarza dodatkowe mo˝liwoÊciwykorzystania ich zarówno do celów konsumpcyjnych jak i leczniczych. By∏y tog∏ówne przes∏anki dla przygotowania projektu dotyczàcego zagospodarowania tychwód w celach ciep∏owniczych i konsumpcyjnych dla miasta S∏omniki k/Krakowa.Najpe∏niej rozwini´te osady cenomanu wyst´pujà wzd∏u˝ centralnej strefy zbior-nika biegnàcej przez takie miejscowoÊci jak: W´gleszyn, J´drzejów, KazimierzaWielka, Koszyce, Szczurowa i dalej pomi´dzy Bochnià a Brzeskiem w kierunku Po-∏omia Du˝ego. Temperatury utworów i wód cenomaƒskich osiàgajà najwy˝szewartoÊci w strefie przykarpackiej (rejon ¸àkty), lecz najbardziej znaczàce przyp∏y-wy wód z tych utworów uzyskiwano w centralnej strefie zbiornika na obszarze Za-padliska Przedkarpackiego, gdzie temperatury wynosi∏y oko∏o 30°C. W zatoceS∏omniki – Niepo∏omice Êrednia temperatura tych wód wynosi oko∏o 20°C.Do stref z potencjalnymi mo˝liwoÊciami wykorzystania wód termalnych opróczww. strefy S∏omnik nale˝à (rys. 11): Bochnia – Rzezawa – Brzesko, Borzćin– Szczurowa – Koszyce oraz rejon: Drwini i Niepo∏omic.

Geotermalna charakterystyka zbiornika jury górnej (malm)

Zbiornik górnojurajski nie tworzy jednorodnego systemu wodonoÊnego– nawet w blisko po∏o˝onych strefach te same poziomy stratygraficzne raz sta-


Energia geotermalna

95

nowià warstw´ wodonoÊnà, a raz warstw´ izolujàcà. Prawid∏owoÊcià sà nato-miast lepsze parametry zbiornikowe stref stropowych wykszta∏cone w okresieprzedmioceƒskich procesów wietrzenia. ¸àcznoÊç hydrauliczna zbiornika ce-nomaƒskiego i górnojurajskiego wyst´puje na ca∏ym obszarze Ma∏opolski. Za-soby geotermalne tej cz´Êci basenu nale˝y zaliczyç do zasobów niskotempera-turowych (20° – 40°C), które wyst´pujà w warunkach artezyjskich i subartezyj-skich, i o niskiej mineralizacji wód (szczególnie w pó∏nocno-wschodniej cz´Êciobszaru), co umo˝liwia ich wykorzystanie w celach zarówno geotermalnych, jaki konsumpcyjnych. W g∏´bokich otworach notowano cz´ste przypadki samowy-p∏ywów wód, przy czym za wyjàtkiem strefy S∏omnik oraz strefy Zielona – ¸u-czyce samowyp∏ywy by∏y niedu˝e. Interesujàce jest, ˝e samowyp∏ywy obserwo-wano równie˝ w strefie przykarpackiej w rejonie Brzeska (Sufczyn, Jadowniki,Poràbka Uszewska). Na obszarze Zapadliska Przedkarpackiego regionalnytrend temperaturowy zwiàzany jest g∏ównie ze wzrostem g∏´bokoÊci zaleganiakompleksu górnej jury w kierunku po∏udniowym. G∏ówne strefy dodatnich ano-malii temperaturowych zwiàzane sà ze strefami z∏ó˝ w´glowodorów: Partynia– Podborze (38° – 40°C na g∏´bokoÊci oko∏o 800 m), M´drzechów – Sm´gorzów,Tarnów (60°C na g∏´bokoÊci oko∏o 1900 m), Grobla – P∏awowice (36°C na g∏´-bokoÊci oko∏o 800 m). Wysokie temperatury wód, oko∏o 36°C na g∏´boko-Êci 1010 m, notowano równie˝ w otworze Trzonów 2 oraz w otworze Czarkowy 2(29°C na g∏´bokoÊci 650 m). Strefy z potencjalnymi mo˝liwoÊciami wykorzysta-nia wód termalnych w utworach jury górnej to (rys. 11): S∏omniki – Pietrzejo-wice – Wić∏awice – Tropiszów – Kraków Wschód – Niepo∏omice, Cikowice– Rzezawa – Jadowniki – Poràbka Uszewska – Sufczyn, Drwinia – P∏awowice,¸´kawica – Tarnów – Paw´zów – Wola Rz´dziƒska – Machowa oraz w aspekciewykorzystania p∏ytkich uj´ç wód s∏odkich rejon: Batowic, Zes∏awic i Pasternika(Kraków – ul. Tetmajera).

Geotermalna charakterystyka zbiornika jury Êrodkowej (dogger)

W obr´bie kompleksu jurajskiego centralnej cz´Êci Przedgórza Karpat pia-skowcowe utwory doggeru odznaczajà si´ najlepszymi parametrami zbiorniko-wymi. Wyst´pujàce tu zasoby geotermalne nale˝y zaliczyç do zasobów w utwo-rach o silnej zmiennoÊci parametrów zbiornikowych, z wodami wyst´pujàcymiw warunkach artezyjskich lub subartezyjskich oraz od niskiej mineralizacji(w strefie Niecki Miechowskiej) do wysokiej (w rejonie Brzeska). Strefa samo-wyp∏ywów to g∏ównie strefa rozciàgajàca si´ pomi´dzy otworami Rac∏awice 2i Ostrów 1. Równie˝ w rejonie niepo∏omickim notowano samowyp∏ywy wys∏odzo-nych wód. Nie obserwuje si´ natomiast samowyp∏ywów wód poczàwszy od liniinasunićia karpackiego na po∏udnie, gdzie zwierciad∏o stabilizuje si´ na g∏´bo-

Energia geotermalna


koÊciach od oko∏o 50 – 200 m p.p.t. (strefa Dobczyce – Raciborsko). Niedu˝amià˝szoÊç utworów jury Êrodkowej umo˝liwia przypisanie sta∏ej temperatury ca-∏emu interwa∏owi g∏´bokoÊciowemu tego poziomu. Strefy z potencjalnymi mo˝-liwoÊciami wykorzystania wód termalnych w utworach doggeru to (rys. 11):Brzesko – Okocim – Uszew, Rzezawa – Brzeênica – Por´ba Spytkowska – Brze-sko, Liplas – Gdów – Hucisko, MyÊlenice – Borz´ta – Zakliczyn k/Dobczyc, Za-lasowa, Trzciana – Leszczyna, a na obszarze Zapadliska Przedkarpackiegoi Niecki Miechowskiej: Miechów – S∏omniki, Rac∏awice – Skalbmierz, Niepo∏o-mice – Wola Zabierzowska, ˚abno – Ilkowice.

Geotermalna charakterystyka zbiornika triasowego

Na terenie Polski wykorzystanie wód geotermalnych wyst´pujàcych w utwo-rach triasowych ma miejsce na obszarze zbiornika podhalaƒskiego, gdzie wydaj-noÊci wód z niektórych uj´ç dochodzà nawet do 550 m3/h. Zbiornik triasowyw obszarze Niecki Miechowskiej i centralnej cz´Êci Zapadliska Przedkarpackie-go wykazuje jednak odmiennà budow´ geologicznà oraz inne cechy hydrogeolo-giczne. Lokalnie wyst´pujà warunki artezyjskie, przy czym wydajnoÊci samowy-p∏ywów nie przekraczajà 10 m3/h przy ciÊnieniach g∏owicowych poni˝ej 0,25 MPa.G∏ówne poziomy wodonoÊne triasu, w których wyst´pujà wody geotermalne,zbudowane sà z utworów piaskowcowych. Poziom wapienia muszlowego zbudo-wany jest z utworów w´glanowych i jedynie sporadycznie wykazuje korzystne pa-rametry zbiornikowe. Zasoby geotermalne zbiornika triasowego na analizowa-nym obszarze sà zasobami nisko-temperaturowymi (20° – 80°C), wyst´pujàcymiw warunkach artezyjskich i subartezyjskich z wodami o silnie zró˝nicowanej mi-neralizacji (1,36 – 235,0 g/l). Mapa temperatur wód zbiornika triasowego poka-zuje, ˝e strefy dodatnich anomalii termicznych zaznaczajà si´ na po∏udniowy--wschód od Buska, gdzie w otworze ˚ó∏cza 1 w utworach triasu w interwa-le: 1456 – 1743 m (wapieƒ muszlowy) stwierdzono temperatury odpowiedniood 60°C do 72°C. Do stref anomalnych oprócz ww. rejonu ˚ó∏czy nale˝y strefaotworu Trzonów 2, w którym na g∏´bokoÊci 1170 m (wapieƒ muszlowy) uzyska-no samowyp∏yw wody z∏o˝owej o temperaturze 38°C. W otworze Paw´zów 3na g∏´bokoÊci 1960 m zmierzono temperatur´ 55°C, co równie˝ Êwiadczy o ko-rzystnych warunkach geotermicznych tej strefy. Strefy z potencjalnymi mo˝liwo-Êciami wykorzystania wód termalnych w utworach triasu (rys. 11) zwiàzane sàz takimi strefami jak: Koz∏ów – Bogdanów – Ksià˝ Wielki – Trzonów – S∏abo-szów, Szczucin – S∏upiec, Rad∏ów – Niedomice, Skrzyszów, Sm´gorzów – Boru-sowa. Wa˝nym czynnikiem poszerzajàcym mo˝liwoÊci wykorzystania wód triaso-wych jest potwierdzony balneologiczny charakter tych wód, zwiàzany g∏ówniez obecnoÊcià leczniczych jonów bromu oraz jodu.


Energia geotermalna

97

Geotermalna charakterystyka zbiorników paleozoicznych

Najcz´Êciej utwory starszego paleozoiku i prekambru sà nieprzepuszczalne,za wyjàtkiem utworów kambru pod∏o˝a Karpat na po∏udniowy-wschód od Krakowa.Najkorzystniej pod wzgl´dem wodonoÊnoÊci prezentujà si´ utwory pi´tra dewoƒskie-go i sporadycznie cechsztyƒskiego oraz karboƒskiego. Du˝e zró˝nicowanie g∏´boko-Êciowe wyst´powania wodonoÊnych poziomów paleozoicznych tego obszaru(od ok. 300 do ok. 3000 m p.p.t.) implikuje znaczne zró˝nicowanie mineralizacji wód,poczàwszy od wód s∏odkich do solanek o mineralizacji dochodzàcej do 230 g/l, jakrównie˝ zró˝nicowanie temperatury wód od oko∏o 17° do 102°C. Na obszarze zapa-dliska przedkarpackiego z piaskowcowo–zlepieƒcowo–∏upkowych utworów dewonudolnego o Êredniej mià˝szoÊci ok. 100 m uzyskano przyp∏ywy solanek m.in. w otwo-rach Wycià˝e 4 i Niepo∏omice 11. Korzystniejsze parametry zbiornikowe posiadajàw´glanowe utwory dewonu górnego i Êrodkowego, co potwierdzajà liczne samowyp∏y-wy wód z otworów w wi´kszoÊci usytuowanych na linii Bochnia – Kraków Wschód– S∏omniki. Strefy z potencjalnymi mo˝liwoÊciami wykorzystania wód termalnychstrefa (rys.11) to: Wycià˝e, KoÊcielniki, Przylasek Rusiecki – Niepo∏omice – Wola Za-bierzowska, ¸apczyca – Cikowice, S∏omniki – Rac∏awice, Sucha – Potrójna – Lacho-wice oraz lokalnie rejony: Krzeszowic, Mniszowa, Woli Rad∏owskiej, K´t i Zalesia.

Rys.11. Strefy wytypowane do wykorzystania energii geotermalnej na obszarze województwa ma∏opol-skiego

Energia geotermalna


5.6. Formalne aspekty zagospodarowania z∏o˝a wód geotermalnychPrzedsi´wzićia inwestycyjne majàce na celu wykorzystanie energii geotermal-

nej realizowane sà w okreÊlonym przepisami prawa porzàdku chronologicznym.Przepisy te, jakkolwiek skomplikowane, jasno wytyczajà Êcie˝k´ post´powania, aletylko w zakresie samej inwestycji nie dotykajàc problematyki pozyskiwania infor-macji o z∏o˝u.

Fazy wdra˝ania przedsi´wzi´ç geotermalnych

System geotermalny sk∏ada si´ z dwóch podstawowych cz´Êci. Podziemnej– obejmujàcej warstw´ wodonoÊnà i otwór wiertniczy, który stanowi ujćie pod-ziemnych wód geotermalnych oraz cz´Êci powierzchniowej, w sk∏ad którejwchodzà urzàdzenia i instalacje konwertujàce ciep∏o wód geotermalnychi umo˝liwiajàce przesy∏ energii do u˝ytkowników oraz urzàdzenia wspomagajà-ce êród∏o energii (w okresach szczytowego zapotrzebowania), tzw. „szczytoweêród∏a energii”.

W rozwoju projektu geotermalnego obejmujàcego obie cz´Êci mo˝na wyró˝niçnast´pujàce fazy realizacyjne:

A. Faza analityczna, B. Faza projektowa ujćia wód,C. Faza wykonania odwiertu i badaƒ z∏o˝owych,D. Faza projektowa cz´Êci powierzchniowej zak∏adu geotermalnego,E. Faza funkcjonowania ca∏ego systemu.

Kontakt ze z∏o˝em i wodami termalnymi umo˝liwia ich kompleksowe opróbo-wanie, co jest warunkiem opracowania projektów technicznych elementów êród∏aenergii. Mo˝liwoÊci takie pojawiajà si´ w trakcie trwania fazy wykonywania odwier-tu i badaƒ z∏o˝owych, kiedy to przeprowadzane sà pierwsze pompowania oczysz-czajàce i pomiarowe oraz w fazie funkcjonowania systemu, kiedy prowadzona jesteksploatacja zasadnicza zbiornika wodonoÊnego. Uznano, ˝e zamiast zwrotu„pompowanie” lepsze b´dzie u˝ywanie zwrotu „eksploatacja”, który ma znaczenieszersze i mo˝e odnosiç si´ zarówno do zbiorników z warunkami subartezyjskimi,jak i artezyjskimi.

Faza analityczna

Rozpoznanie warunków budowy nowego zak∏adu geotermalnego rozpoczynasi´ ocenà sytuacji geologiczno-geotermalnej danej lokalizacji. Gromadzone i ana-lizowane sà informacje pochodzàce z badaƒ geofizycznych, geologicznych, wiert-niczych, hydrogeologicznych i geomorfologicznych. IloÊç i jakoÊç tych danych mazwykle decydujàcy wp∏yw na dalszy przebieg i rozwój projektu inwestycji geoter-


Energia geotermalna

99

malnej. Na podstawie zbioru informacji podejmuje si´ decyzje o zaniechaniu re-alizacji inwestycji lub te˝ opracowuje si´ program prac badawczych, które majàna celu pozyskanie danych do wykonania projektów inwestycji. Etap ten mo˝na na-zwaç wst´pnym studium celowoÊci rozwoju przedsi´wzićia, z tym ˝e g∏ównà za-wartoÊç studium stanowià analizy, oceny i interpretacje badawczo-naukowe. Uzu-pe∏nione sà one o symulacje efektów ekonomicznych ró˝nych wariantów rozwiàzaƒtechnologicznych, wykreowanych dla przewidywanych wartoÊci parametrów geo-termalnych. Zwykle pierwsze opracowania dotyczàce inwestycji obejmujà:

– wst´pne studium celowoÊci obejmujàce prace analityczne majàce na celurozpoznanie geologiczne obszaru, na którym planowane jest prowadzeniedalszych prac geologicznych,

– wst´pne studium wykonalnoÊci przedsi´wzićia obejmujàce m.in. koncepcjezagospodarowania oraz wykorzystania wód i ciep∏a.

Na tym etapie prac mo˝na zwróciç si´ do Skarbu Paƒstwa o nieodp∏atnieudost´pnienie informacji geologicznej. Jednak˝e Przedsi´biorca winien si´ li-czyç z kosztami, jakie mo˝e ponieÊç w zwiàzku z koniecznoÊcià wykonania opra-cowania.

Faza projektowa ujćia wód

Na tym etapie rozwoju projektu opracowywane sà za∏o˝enia do wykonania pracgeologicznych i przeprowadzenia testów hydrogeotermalnych jednoznacznie usta-lajàcych parametry wód podziemnych.

Prace geologiczne polegajà na wykonaniu odwiertu udost´pniajàcego zbiornikwodonoÊny oraz przeprowadzeniu szeregu badaƒ (m.in. hydrogeologicznych, geo-logicznych, geofizycznych, z∏o˝owych) i realizuje si´ je na podstawie projektu pracgeologicznych. Projekt ten zawiera syntez´ wczeÊniej wykonanych badaƒ i na jejpodstawie wskazuje optymalnà metod´ post´powania przy g∏´bieniu nowego uj´-cia geotermalnego. Wymagania formalne, jakie powinien spe∏niaç projekt oraz je-go zakres merytoryczny okreÊlone sà w Prawie Geologiczno-Górniczym (Usta-wa 1994). Projekt prac geologicznych uzupe∏niony o raport oddzia∏ywania na Êro-dowisko stanowi za∏àcznik do wniosku koncesyjnego na rozpoznanie i poszukiwa-nie wód termalnych. Wniosek sk∏adany jest w Ministerstwie Ârodowiska w 4 eg-zemplarzach wraz z op∏atami administracyjnymi zwiàzanymi ze z∏o˝eniem wnio-sku. Czas potrzebny na koreferat projektu prac geologicznych w Komisji Doku-mentacji Hydrogeologicznej wynosi oko∏o 1 miesiàca. Opracowanie kompletnegowniosku trwa oko∏o 3 miesićy. Projekt musi byç podpisany przez osob´ posiada-jàcà odpowiednie kwalifikacje zawodowe. Po otrzymaniu pozytywnej decyzji udzie-

Energia geotermalna


lajàcej koncesji na poszukiwanie i rozpoznanie przedsi´biorca mo˝e przystàpiçdo nast´pnej fazy prac. W oczekiwaniu na decyzj´ Ministerstwa Ârodowiska przed-si´biorca mo˝e (je˝eli to konieczne) przystàpiç do procedury przetargowej na wy-∏onienie wykonawcy prac wiertniczych, geofizycznych, nadzorów i dozorów pracgeologicznych.

Wiedza o systemie geotermalnym, pozyskana w tej fazie rozwoju projektu, ob-j´∏a dane dotyczàce:

– budowy geologicznej z∏o˝a geotermalnego i jego otoczenia,– gabarytów i kszta∏tu zbiornika z okreÊleniem jego wartoÊci granicznych,– zasobów cieczy oraz energii,– parametrów z∏o˝owych oraz stabilnoÊci ich wartoÊci w d∏ugim okresie czasu

(tzw. ˝ywotnoÊç zasobów),– w∏asnoÊci ska∏ zbiornikowych (chemiczne, fizyczne itd.),– w∏asnoÊci cieczy z∏o˝owych (chemiczne, fizyczne),– technicznej budowy odwiertu oraz stanu jego elementów (rury, filtr, g∏owica).

Faza wykonania odwiertu i badaƒ z∏o˝owych

Prawid∏owo zaprojektowany odwiert, zarówno od strony konstrukcyjnej, po-przez przebieg procesu g∏´bienia, a˝ po projekt testów i badaƒ z∏o˝owych, umo˝-liwia przysz∏emu wykonawcy prac precyzyjne zdefiniowanie zakresu dzia∏aƒ. Opra-cowany przez wykonawc´ wiercenia Plan Ruchu zak∏adu górniczego jest formalnàpodstawà do przystàpienia do prac wiertniczych (po jego zatwierdzeniu w odpo-wiednim Urz´dzie Górniczym).

Po g∏ównych pracach wiertniczych (dowierceniu i przewierceniu odpowiednie-go interwa∏u warstwy z∏o˝owej) zbiornik wodonoÊny poddany zostanie zabiegomudost´pnienia, zafiltrowania, intensyfikacji dop∏ywu i nast´pnie testom oczyszcza-jàcym i pomiarowym. W trakcie trwania tych ostatnich uzyskany zostanie materia∏informacyjny umo˝liwiajàcy udokumentowanie parametrów eksploatacyjnych. Fa-za koƒczy si´ dokumentacjà hydrogeologicznà ustalajàcà dost´pne zasoby eksplo-atacyjne danego ujćia wód oraz odpowiednià decyzjà administracyjnà zatwierdza-jàcà wielkoÊç zasobów do wydobycia.

W tej fazie mo˝na wyró˝niç nast´pujàce prace i dzia∏ania wymagajàce odpo-wiednich opracowaƒ:

– prace wiertnicze, prace geofizyki wiertniczej, próbna eksploatacja,– pozwolenie wodnoprawne na zrzut wód,– dokumentacja hydrogeologiczna,– zatwierdzenie dokumentacji hydrogeologicznej,– budowa zak∏adu eksploatacyjnego.


Energia geotermalna

101

Prace specjalistyczne zwiàzane z udost´pnieniem horyzontu wodonoÊnegooraz jego opróbowaniem muszà byç prowadzone przez specjalistyczne firmy, b´-dàce w myÊl obowiàzujàcych przepisów zak∏adem górniczym. Koszt prac geolo-gicznych uzale˝niony jest od szeregu czynników m.in: g∏´bokoÊci wiercenia, me-tody udost´pnienia horyzontu wodonoÊnego, rodzaju i iloÊci prób, iloÊci badaƒgeofizycznych w odwiercie, badaƒ horyzontu wodonoÊnego, etc.

Dokumentacja hydrogeologiczna sk∏adana jest do Ministerstwa Ârodowiska celemzatwierdzenia zasobów wód termalnych (czas na koreferat dokumentacji wynosi oko-∏o 1 miesiàca, chyba ˝e konieczne oka˝e si´ ewentualne usunićie braków w doku-mentacji). Z tà procedurà zwiàzane sà tylko op∏aty administracyjne. Majàc zatwier-dzone zasoby przedsi´biorca mo˝e przystàpiç do budowy zak∏adu geotermalnego.

Faza projektowa cz´Êci powierzchniowej zak∏adu geotermalnego

WielkoÊç zasobów zatwierdzonych do eksploatacji oraz parametry wód z∏o˝owychokreÊlone w dokumentacji hydrogeologicznej, majà kluczowe znaczenie w projekto-waniu uk∏adu technologicznego zagospodarowania energii wód termalnych.

Faza funkcjonowania ca∏ego systemu

W tej fazie rozwoju projektu przedsi´biorca musi uzyskaç pozwolenie na eks-ploatacj´, z czym zwiàzane sà nast´pujàce dzia∏ania i koszty:

– wniosek koncesyjny na eksploatacj´ jednootworowà lub dwuotworowà, – pozwolenie wodnoprawne na zrzut przy eksploatacji jednootworowej,– ustanowienie zak∏adu górniczego,– uruchomienie eksploatacji.

Wniosek koncesyjny sk∏adany jest w Ministerstwie Ârodowiska, gdzie uzgad-niane sà elementy wniosku dot. m.in. obszaru i terenu górniczego, oddzia∏ywaniana Êrodowisko oraz zakresu prowadzonej dzia∏alnoÊci. Uzgodnienia te dokonywa-ne sà z ró˝nymi jednostkami m.in. z Ministerstwem Gospodarki, Wy˝szym Urz´-dem Górniczym, gminà, na której terenie dzia∏alnoÊç ma byç prowadzona oraz in-nymi podmiotami zobowiàzanymi do wydania swoich opinii w tym zakresie. Ka˝dyz tych podmiotów ma okreÊlony czas na ustosunkowanie si´ do przedmiotu spra-wy i wydanie opinii, co trwa oko∏o 2 miesićy. Tak wić od momentu z∏o˝enia wnio-sku do otrzymania pozytywnych opinii mo˝e up∏ynàç nawet i kilka miesićy.Z tà procedurà zwiàzane sà tylko op∏aty administracyjne.

Nast´pnym krokiem po otrzymaniu decyzji koncesyjnej na eksploatacj´ jest za-warcie ze Skarbem Paƒstwa, poprzez Ministra Ârodowiska, Umowy o u˝ytkowaniegórnicze. Ustanowienie u˝ytkowania górniczego nast´puje w drodze umowyza wynagrodzeniem. WysokoÊç op∏aty za u˝ytkowanie górnicze zwiàzana jest

Energia geotermalna


z okresem, na jaki koncesja ma byç przyznana, wielkoÊcià obszaru górniczego,wielkoÊcià wydobycia. WielkoÊç op∏aty podlega negocjacji.

Przedsi´biorca musi uwzgl´dniç w analizie ekonomicznej koszty osobowe zwiàza-ne z zatrudnieniem za∏ogi z uprawnieniami górniczymi do obs∏ugi zak∏adu górnicze-go (zgodnie z wymaganiami dokumentu zwiàzanego z ruchem zak∏adu górniczego).

Przedsi´biorca, który uzyska∏ koncesj´ na eksploatacj´, obowiàzany jest utwo-rzyç fundusz likwidacji zak∏adu górniczego. WielkoÊç odpisów na funduszwynosi 3-10% odpisów amortyzacyjnych od Êrodków trwa∏ych zak∏adu

górniczego. Ârodki te gromadzone sà na odr´bnym rachunku bankowym.Przedsi´biorca, który poniós∏ koszty wykonania prac geologicznych na mocy decyzji

wydanych na podstawie odpowiedniego aktu prawnego, ma wy∏àczne prawo do infor-macji geologicznej. Prawo to wygasa z up∏ywem 5 lat od utraty mocy odpowiedniej de-cyzji. Po tym czasie pojawiajà si´ dodatkowo koszty zwiàzane z rozporzàdzaniem pra-wem do informacji geologicznej. Nast´puje to na drodze umowy za wynagrodzeniem.

Przedsi´biorca nie dysponujàcy prawem do informacji geologicznej powinienzakupiç rozporzàdzanie prawem do informacji geologicznej. Nast´puje tow drodze umowy ze Skarbem Paƒstwa. Rozporzàdzenie Ministra Ârodowiskaz dnia 22 czerwca 2005 r. okreÊla warunki, sposób i tryb rozporzàdzania prawemdo informacji geologicznej za wynagrodzeniem. WysokoÊç op∏aty zale˝y od liczbyotworów, od szacunku wartoÊci otworu, wykonanego przez ministerstwo oraz cza-su, na jaki informacja ma byç udost´pniona.

Specyfikà projektów geotermalnych jest wysoki poziom technologiczny nie tyl-ko ich cz´Êci podziemnej, ale tak˝e powierzchniowej. Z tym zwiàzane sà wysokienak∏ady inwestycyjne na instalacje powierzchniowe np. rurociàgi preizolowane,wymiennikownie, êród∏a szczytowe, przepompownie, systemy kontrolne, automa-tyk´ itd. Tak˝e tutaj fiskus nie jest ∏askawy dla tych projektów. Obowiàzujàce rocz-ne opodatkowanie tych sk∏adników instalacji – nieruchomoÊci wynosi do 2%. W sy-tuacji, gdy instalacja jest w pe∏ni nowoczesna wartoÊç tego obcià˝enia mo˝e osià-gaç znaczne kwoty.

Jak wić widaç z powy˝szego, koszt opracowaƒ potrzebnych do realizacji cz´Êcipodziemnej przedsi´wzićia pn. zak∏ad geotermalny jest kroplà w morzu op∏at,które nale˝y ponieÊç w fazie eksploatacji. Op∏ata za u˝ytkowanie górnicze + op∏a-ta za informacj´ geologicznà + fundusz likwidacyjny stanowià najbardziej koszto-twórczà cz´Êç (poza kosztami wiercenia i prac geologiczno-geofizycznych) op∏atywytworzenia ciep∏a in situ.

5.7. Bibliografia1. Barbacki A., Bujakowski W., Pajàk L., (2006). Atlas zbiorników wód geotermal-

nych Ma∏opolski. Wyd. IGSMiE PAN Kraków.


Energia geotermalna

103

2. Bujakowski W. (red.), (2000). Wybrane problemy wykorzystania geotermii –I. Wyd. IGSMiE PAN. Studia Rozprawy Monografie, Nr 76. Kraków.

3. Bujakowski W., Barbacki A., (2004). Potential for geothermal development in So-uthern Poland, Geothermics 33.

4. Bujakowski W., Ho∏ojuch G., (2006). Wprowadzenie w zasady zagospodarowa-nia i monitorowania pracy z∏o˝a wód geotermalnych. Gospodarka SurowcamiMineralnymi, T. 22., Zeszyt specjalny nr 1.

5. Cataldi R., Hodgson S.F., Lund J.W., (1999). Stories from a heated Earth. Geo-thermal Resources Council and International Geothermal Association.

6. Dowgia∏∏o J., (1976). Wody termalne Sudetów. Acta Geol. Pol., vol. 26, nr. 4, Warszawa.7. Geotermia Mazowiecka (2004). Materia∏y informacyjne.8. Geotermia Podhalaƒska (2003). Materia∏y informacyjne.9. Geotermia Pyrzyce (2004). Materia∏y informacyjne.10. Geotermia Stargard (2005). Materia∏y informacyjne.11. Geotermia Uniejów (2005). Materia∏y informacyjne.12. Górecki W. (red.), (1995). Atlas zasobów energii geotermalnej na Ni˝u Polski.

Wyd. Towarzystwo Geosynoptyków „GEOS”. Kraków.13. Górecki W., MyÊko A., Kozdra T., (2002). Zasoby wód i energii geotermalnej

na Ni˝u Polskim oraz mo˝liwoÊci ich przemys∏owego wykorzystania. GLOBE-nergy, Nr 02/2002.

14. K´piƒska B., (2005). Geothermal energy country update report from Po-land, 2000-2004. World Geothermal Congress. Turkey.

15. K´piƒska B., ¸owczowska A., (2002). Wody geotermalne w lecznictwie, rekre-acji i turystyce. Studia Rozprawy Monografie. Wyd. IGSMiE PAN. Kraków.

16. Kleczkowski A., (1990). ObjaÊnienia mapy obszarów G∏ównych ZbiornikówWód Podziemnych (GZWP) w Polsce wymagajàcych szczególnej ochrony. Aka-demia Górniczo-Hutnicza, Kraków.

17. Ney R., (1997). Zasoby energii geotermalnej w Polsce i mo˝liwe kierunki jej wyko-rzystania. W: Materia∏y z seminarium naukowego pn. Problemy wykorzystaniaenergii geotermalnej i wiatrowej w Polsce. Wyd. IGSMiE PAN. Kraków – Zakopane.

18. Ney R., Soko∏owski J., (1987). Wody geotermalne Polski i mo˝liwoÊci ich wyko-rzystania, Nauka Polska, Nr 6.

19. Pajàk L., (2001). Model numeryczny rozwoju strefy przemarzania gruntuw warunkach eksploatacji energii cieplnej. Studia Rozprawy Monografie. Wyd.IGSMiE PAN Kraków.

20. Plewa S., (1994). Rozk∏ad parametrów geotermalnych na obszarze Polski. Wyd.CPPGSMiE PAN. Kraków.

21. Ustawa z dnia 4 lutego 1994 r. Prawo geologiczne i górnicze (Dz.U. z 1994.,nr 27 ze zmianami.

Pompy ciep∏a


6. POMPY CIEP¸APompa ciep∏a (zwana tak˝e pompà grzejnà, pompà cieplnà) jest urzàdzeniem,

które zosta∏o po raz pierwszy opisane ju˝ w po∏owie XIX wieku. Praktyczne zasto-sowania pojawi∏y si´ znacznie póêniej. Pierwsze przemys∏owe pompy ciep∏a o du-˝ych mocach zosta∏y zastosowane w okresie mi´dzywojennym w Stanach Zjedno-czonych. W okresie powojennym XX wieku nast´powa∏ w ró˝nych krajach znacznywzrost zastosowaƒ pomp ciep∏a. W Europie sà one obecnie na szerokà skal´ stoso-wane w Szwajcarii, Szwecji, Norwegii oraz coraz cz´Êciej w Niemczech i w Austrii(Signorelli i in. 2004). Najwi´ksze przyrosty mocy instalowanych nowych pompciep∏a by∏y notowane w USA w latach osiemdziesiàtych poprzedniego wieku. Popu-larne sà równie˝ w Kanadzie. Dzi´ki opracowaniu technologii masowej produkcjispr´˝arek, pompy ciep∏a sta∏y si´ dost´pne dla indywidualnych odbiorców energiido ogrzewania, s∏u˝àc do wytwarzania ciep∏a w sezonie grzewczym, do klimatyza-cji w lecie oraz do ogrzewania wody u˝ytkowej przez ca∏y rok. W ostatnim czasieznaczàco wzrasta zainteresowanie tymi urzàdzeniami tak˝e w Polsce.

6.1. Wst´pIloÊç energii cieplnej ∏àczy si´ cz´sto z pojćiem temperatury, sà to jednak in-

ne pojćia fizyczne. IloÊç ciep∏a nie zale˝y od temperatury, temperatura jest nato-miast miarà jakoÊci ciep∏a. W powietrzu wodzie, glebie i w ska∏ach znajdujà si´ ol-brzymie iloÊci ciep∏a. Jest ono rozproszone i posiada stosunkowo niskà temperatu-r´. Ciep∏o przydatne dla celów grzewczych musi mieç temperatur´ wy˝szà odpo-wiednio dla danego odbiornika. Mo˝na wić stwierdziç, ˝e ciep∏o w przyrodzie mani˝szà jakoÊç od ciep∏a wymaganego w ciep∏ownictwie. Miarà jakoÊci ciep∏a orazenergii jest egzergia.

IloÊç ciep∏a mo˝na obrazowo przedstawiç w dwojaki sposób. Dla 1 kg wodyo temperaturze 20°C i 1 kg powietrza o temperaturze 30°C odpowiednie iloÊci ener-gii zawarte w tych masach przy sch∏odzeniu do 10°C wynoszà oko∏o 42 kJ dla wodyi 20 kJ dla powietrza. Wynika to z faktu, ˝e ciep∏o w∏aÊciwe wody wynosi prawie 4200J·kg-1·°C-1 a powietrza tylko troch´ ponad 1000 J·kg-1·°C-1. Stàd pomimo wy˝szej tem-peratury powietrze zawiera mniej energii ni˝ woda o takiej samej masie.

Podobnie jak mo˝liwe jest przet∏aczanie masy (np. wody, gazu, ropy w rurocià-gach) i przesy∏anie pràdu elektrycznego, tak i w przypadku ciep∏a mo˝liwy jest je-go transport. Do tego celu konieczne jest dostarczenie dodatkowej energii. Urzà-dzeniami s∏u˝àcymi do „przet∏aczania” energii cieplnej sà pompy ciep∏a. Pozatransportem ciep∏a z jednego oÊrodka do drugiego nast´puje wzrost jego tempe-ratury. Istota dzia∏ania pompy ciep∏a podobna jest do dzia∏ania spr´˝arek lub pompobiegowych (rys. 1).


Pompy ciep∏a

105

Pompa grzejna umo˝li-wia podniesienie stanu ener-getycznego takiego ciep∏ado wy˝szej temperatury, u˝y-tecznej dla danego odbiorni-ka ciep∏a. Proces ten mo˝naporównaç do pracy pompyobiegowej. Rol´ ciep∏a od-grywa przet∏aczane medium.WartoÊç ciÊnienia odpowiadatemperaturze. Pompa obie-gowa, w celu przet∏oczeniap∏ynu wytworzyç musi wi´k-sze ciÊnienie, które stanowipotencja∏ do wywo∏ania ru-chu masy. Podobnie pompaciep∏a podnosi temperaturćzynnika roboczego, dzi´kiczemu mo˝liwy staje si´ przep∏yw ciep∏a.

Pompy cyrkulacyjne wymuszajà przep∏yw p∏ynów kosztem dostarczonej energiizasilajàcej wywo∏ujàcej wzrost ciÊnienia. Zadaniem pompy ciep∏a jest wymuszenieprzep∏ywu ciep∏a, w wyniku wzrostu temperatury – potencja∏u dla przep∏ywu ciep∏a.

Systemy z pompami ciep∏a sà uk∏adami, które umo˝liwiajà pozyskanie i wyko-rzystanie rozproszonej, niskotemperaturowej energii cieplnej w odbiornikach wy-magajàcych zasilania w ciep∏o o wy˝szych temperaturach. Szerzej przeanalizowa-ne b´dzie dzia∏anie i wykorzystanie spr´˝arkowych pomp ciep∏a, które sà najbar-dziej popularne.

6.2. Zasada dzia∏aniaCiep∏o rozproszone w przyrodzie (w powietrzu, wodzie i górotworze) lub np.

skumulowane w strumieniu masy, ale posiadajàce zbyt niskà temperatur´, aby gobezpoÊrednio wykorzystaç, mo˝e byç pozyskiwane dzi´ki instalacjom z pompamiciep∏a. Urzàdzenie spr´˝arkowe dzia∏a na zasadzie obiegu termodynamicznegoprzedstawionego na rys. 2.

Zasada dzia∏ania spr´˝arkowej pompy ciep∏a polega na wykorzystaniu w∏aÊci-woÊci czynnika roboczego – specjalnego p∏ynu, który wype∏nia wewn´trznà insta-lacj´ pompy. P∏yn ten przep∏ywajàc przez wymiennik ciep∏a (parownik) pobieraciep∏o niskotemperaturowe (z tzw. êród∏a dolnego) i parujàc przechodzi w postaçgazowà. Nast´pnie spr´˝arka podnosi ciÊnienie pary, czemu towarzyszy wzrost

Rys.1. Porównawczy schemat istoty dzia∏ania pompy cyrkulacyj-nej (a) i pompy ciep∏a (b)

Pompy ciep∏a


temperatury gazu. Dzi´kiodpowiedniemu dobieraniuczynnika roboczego i regu-lacji ciÊnienia wp∏ywa sińa wartoÊç temperatury pa-rowania i skraplania. Parao wysokiej temperaturzeoddajàc ciep∏o w drugimwymienniku ciep∏a (skra-placzu) zmienia swój stanskupienia na ciek∏y. Nast´-puje wtedy oddawanie cie-p∏a do uk∏adu odbiorczego(nazywanego górnym êró-d∏em ciep∏a). Nast´pnie czynnik roboczy przep∏ywajàc przez zawór rozpr´˝ny,w którym nast´puje redukcja wysokiego ciÊnienia i obni˝enie temperatury, wracado parownika i proces rozpoczyna si´ ponownie. Proces wymiany ciep∏a odbywa sińa zasadzie jego przekazywania w procesie zmian fazowych czynnika roboczego

Rys.2. Schemat obiegu czynnika roboczego w pompie ciep∏a

Rys.3. Przyk∏ad w´z∏a cieplnego z pompà ciep∏a (Oszywa 2004)1 – pompa ciep∏a (PC), 2 – pompa obiegowa niskotemperaturowego êród∏a ciep∏a (PDZ), 3 – pompaobiegowa odbiornika ciep∏a (PGZ), 4, 5 – pompy c.w.u. (PCWU), 6 – pompa c.o. (PCO), 7 – zbiornikbuforowy (ZB), 8 – zasobnik c.w.u. (ZCW), 9 – czujnik temperatury wody dla c.o. (TCO), 10 – czujniktemperatury c.w.u. (TCWU), 11, 18, 31 – zawór bezpieczeƒstwa, 12, 19 – ciÊnieniowe naczynie przepo-nowe, 13, 17, 30 – manometr, 14, 21 – odpowietrznik, 15, 23, 24 – zawór czerpalny, 16 – rozdzielacz ni-skotemperaturowego êród∏a ciep∏a, 20 – termometr, 22 – zawór odcinajàcy, 25, 26, 27, 28 – filtr siatko-wy, 29 – wymiennik p∏ytowy, 32 – ciÊnieniowe naczynie przeponowe (opcjonalnie).


Pompy ciep∏a

107

w skraplaczu i parowniku. Dla danego ciÊnienia przy jednorodnym czynniku robo-czym procesy te zachodzà w warunkach izotermicznych.

Odbiór ciep∏a ze êród∏a niskotemperaturowego zachodzàcy w parowniku mo˝eodbywaç si´ w systemie otwartym, zamkni´tym lub pó∏otwartym. Do pierwszegosposobu pobierania ciep∏a nale˝à uk∏ady odbierania ciep∏a z powietrza atmosfe-rycznego. Uk∏ady zamkni´te to p´tle rur, w których cyrkuluje noÊnik ciep∏a, np.poziome gruntowe wymienniki ciep∏a i wymienniki otworowe w górotworze.Do pó∏otwartych uk∏adów nale˝à systemy, w których mo˝e nast´powaç rozprasza-nie strumienia masy noÊnika ciep∏a. Przyk∏adem jest uk∏ad studni eksploatacyjneji iniekcyjnej, w którym to przypadku zamknićiem obiegu wody jest warstwa wo-donoÊna.

Na rysunku 3. przedstawiono schemat typowego w´z∏a z pompà ciep∏ado ogrzewania centralnego i wody u˝ytkowej. Na rys. 4 przedstawiono przyk∏adyw´z∏ów ciep∏a wykonanych z wykorzystaniem pomp ciep∏a produkowanych w Ma-∏opolsce.

6.3. Budowa spr´˝arkowej pompy ciep∏aSpr´˝arkowa pompa ciep∏a sk∏ada si´ z czterech podstawowych elementów,

którymi sà wymienniki ciep∏a – parownik i skraplacz oraz spr´˝arka i zawór roz-pr´˝ny. Poza nimi dodatkowym wyposa˝eniem sà zbiornik czynnika roboczego, za-wory, czujniki i elementy systemu automatyki, czasem te˝ rejestracji parametrówpracy. Wielu producentów wyposa˝a równie˝ pomp´ ciep∏a w pompki obiegowew uk∏adach cyrkulacji êród∏a niskotemperaturowego i uk∏adu odbioru ciep∏a.

W obiegu noÊnika ciep∏a kluczowymi elementami sà parownik i skraplacz.W grzewczym cyklu pracy nast´puje w nich przekazywanie ciep∏a ze êród∏a nisko-temperaturowego do czynnika roboczego (parownik) i od czynnika do odbiorcyenergii cieplnej (skraplacz). Wymienniki te zapewniaç powinny:

Rys.4. Przyk∏adowe w´z∏y z pompami ciep∏a wyprodukowanymi w Ma∏opolsce: z lewej – przez firm´Vatra S.A. z Krakowa (Oszywa 2004), z prawej – przez firm´ Hibernatus Sp. z o.o. z Wadowic(Skupiƒski i Ch∏opecki 2004)

Pompy ciep∏a


– jak najwi´kszà sprawnoÊç wymiany ciep∏a,– wytrzyma∏oÊç mechanicznà na odpowiednie ciÊnienie cieczy roboczej,– odpornoÊç na korozj´.

Ponadto powinny mieç jak najmniejsze gabaryty, co stoi w sprzecznoÊci z za-pewnieniem efektywnej wymiany ciep∏a przy ma∏ych ró˝nicach temperatur p∏ynówwymieniajàcych ciep∏o i wymaga optymalizacji techniczno-ekonomicznej.

Elementem nap´dowym cyrkulacji czynnika roboczego, a jednoczeÊnie urzà-dzeniem, które zapewnia podniesienie poziomu energetycznego ciep∏a do wy˝-szych temperatur, jest spr´˝arka. Stanowi ona ze wzgl´du na specyfik´ warunkówi Êrodowiska pracy element najbardziej skomplikowany i najdro˝szy. Spr´˝arkiw pompach ciep∏a zapewniaç powinny:

– szczelnoÊç,– niski poziom ha∏asu,– niskie wartoÊci pràdu rozruchowego (jest to realizowane za pomocà uk∏adów

elektronicznych),– d∏ugotrwa∏à bezawaryjnà prac´,– du˝à sprawnoÊç pracy.

W sk∏ad zespo∏u elementów sk∏adajàcych si´ na pomp´ ciep∏a wchodzi równie˝naczynie wzbiorcze zapewniajàce mo˝liwoÊç magazynowania zapasu czynnika ro-boczego.

6.3.1. Czynnik roboczyCzynnikiem roboczym w obiegu pompy ciep∏a jest p∏yn, który przy niskiej tem-

peraturze i ciÊnieniu odbiera ciep∏o w parowniku, a przy wysokiej temperaturzei ciÊnieniu w skraplaczu je oddaje. P∏ynom takim, zwanym równie˝ czynnikamich∏odniczymi, nadawane sà nazwy za pomocà numeracji odpowiadajàcej sk∏adowichemicznemu. Numer poprzedzony jest literà R (z ang. refrigerant). Przyk∏adamiczynników ch∏odniczych sà:

– R134a – halogenizujàcy zwiàzek w´glowodorowy,– R290 – propan (organiczny zwiàzek w´glowodorowy),– amoniak (zwiàzek nieorganiczny).

Czynniki ca∏kowicie halogenizujàce (np. R12) wykazujà szkodliwoÊç dlaÊrodowiska. Atomy chloru i bromu w czynnikach fluoro-chloro-w´glowodoro-wych uszkadzajà warstw´ ozonowà. Zjawisko powszechnie nazywane „dziuràozonowà” teoretycznie zosta∏o opisane w 1947 roku i póêniej potwierdzone ba-daniami. Powoduje ono tzw. efekt cieplarniany objawiajàcy si´ zmianami kli-


Pompy ciep∏a

109

matycznymi wywo∏anymi przez globalny wzrost temperatury. Do czynnikówca∏kowicie zabronionych do stosowania w nowych instalacjach i wymagajàcychwymiany w starych urzàdzeniach ch∏odniczych, a tak˝e w pompach ciep∏a na-le˝à: R11, R12, R502. Szkodliwe sà równie˝ czynniki cz´Êciowo halogenizujà-ce (np. R22). Atom chloru w czàsteczce tego zwiàzku, który jest zwiàzkiemfluoro-chloro-wodorowym, równie˝ jest niebezpieczny. Przyk∏adowo zamiastszkodliwego czynnika R12 nale˝y stosowaç R401A, zamiast R22 stosowaçR407C lub R410A. Tym samym obecnie produkowane pompy ciep∏a sà ca∏ko-wicie nieszkodliwe dla Êrodowiska.

Jako czynniki robocze w pompach ciep∏a coraz cz´Êciej stosuje si´ mieszaninyzeotropowe czynników jednosk∏adnikowych, które wypierajà szkodliwe dla Êrodo-wiska Êrodki azeotropowe. Mieszanina zeotropowa ma t´ w∏aÊciwoÊç, ˝e charakte-ryzuje si´ tzw. poÊlizgiem temperaturowym. Wynika to z faktu, i˝ poszczególnesk∏adniki mieszaniny majà swoje specyficzne temperatury wrzenia. Efektem za-stosowania takiego czynnika w obiegu jest to, ˝e temperatura czynnika w parowni-ku i skraplaczu pod koniec przemiany fazowej b´dàcej wynikiem wymiany ciep∏ajest inna ni˝ na jej poczàtku. Przemiana nie jest wić izotermiczna, co teoretycz-nie powinno wyst´powaç przy stosowaniu czynników jednosk∏adnikowych. W prak-tyce i tak wyst´powa∏o przegrzanie i przech∏odzenie czynnika roboczego, co obni-˝a∏o efektywnoÊç pracy pompy ciep∏a. ZnajomoÊç w∏asnoÊci termodynamicznychczynników wielosk∏adnikowych i prawid∏owe ustawienie parametrów obieguw pompie ciep∏a bezpoÊrednio wp∏ywa na efektywnoÊç jej pracy. OptymalizacjawartoÊci temperatur i ciÊnieƒ z uwzgl´dnieniem wartoÊci przegrzania czynnikaw parowniku i przech∏odzenia w skraplaczu pompy ciep∏a w znaczàcym stopniumo˝e podnieÊç efektywnoÊç pracy uk∏adu grzewczo-ch∏odniczego. Przy dodatko-wej optymalizacji wymienników w pompie ciep∏a mo˝e wywo∏aç wzrost wspó∏czyn-nika efektywnoÊci pracy systemu.

Mieszaninami zeotropowymi sà np. R404A, R507, R407A, R407B, R407C, R410.W pompach ciep∏a do ogrzewania stosuje si´ najcz´Êciej obecnie R407C (zamiastR22), który to czynnik zeotropowy jest mieszaninà R32, R125 i R134a. „PoÊlizgtemperaturowy” tego czynnika wynosi oko∏o 7,4 K. W pompach grzewczychdo ogrzewania wody u˝ytkowej stosuje si´ czynnik R134a, który charakteryzuje si´tym, ˝e posiada relatywnie wysokie temperatury wrzenia przy niskich ciÊnieniach.Np. przy ciÊnieniu 15,8 bar temperatura skraplania wynosi 60°C (w∏aÊciwa dlatemperatury wody goràcej w instalacji c.w.u. równej 57°C). Przy tych samych para-metrach dla R407C ciÊnienie wynosi 26 bar (Rubik 1996).

Zmieniajàc parametry czynnika (ciÊnienie) oraz rodzaj czynnika w pompie cie-p∏a (proporcje sk∏adu chemicznego) mo˝na prowadziç proces przenoszenia ciep∏aw szerokim zakresie zmiennoÊci temperatur êróde∏ dolnych i górnych. Umo˝liwia

Pompy ciep∏a


to tak˝e stosowanie systemów kaskadowego odbioru ciep∏a ze êród∏a dolnego i/lubkaskadowego dostarczania ciep∏a do jednego lub wielu odbiorników.

Przemys∏owa produkcja tego typu uk∏adów nie jest realizowana ze wzgl´duna koniecznoÊç doboru parametrów do indywidualnych potrzeb dla danego odbior-nika i êród∏a niskotemperaturowego. Wymaga to zaprojektowania pompy ciep∏a dlakonkretnych wartoÊci temperatur êród∏a dolnego i górnego. Przemys∏owa produk-cja obejmuje pompy ciep∏a dla typowych rozwiàzaƒ, takie które znajdujà najcz´st-sze zastosowania. Odpowiada to pompom ciep∏a, które pracujà przy kombinacjitemperatur typowych dolnych êróde∏ ciep∏a (grunt, woda, powietrze) i górnychêróde∏ (grzejniki konwektorowe, ogrzewanie pod∏ogowe, ogrzewanie i klimatyzacjanawiewowa, ciep∏a woda u˝ytkowa). Dobre dopasowanie temperatur parowaniai skraplania czynnika roboczego do temperatur niskotemperaturowego êród∏a cie-p∏a i odbiornika jest warunkiem osiàgnićia wysokiej efektywnoÊci pracy systemówgrzewczo-klimatyzacyjnych z pompami ciep∏a.

6.4. èród∏a ciep∏a niskotemperaturowegoG∏ówne techniczne i ekonomiczne parametry charakteryzujàce êród∏a ciep∏a

niskotemperaturowego to:– temperatura,– zmiennoÊç temperatury w czasie,– koszty inwestycyjne,– koszty eksploatacyjne.

Pierwsze dwa parametry sà istotnà cechà, która wp∏ywa na wspó∏czynnik efek-tywnoÊci pompy ciep∏a. Wy˝sza wartoÊç temperatury pozyskiwanego ciep∏a zwi´k-sza efektywnoÊç pracy systemu, co przek∏ada si´ na obni˝enie kosztu ciep∏a.

Koszty inwestycyjne wià˝à si´ z realizacjà instalacji pozyskiwania ciep∏a. Majàone wp∏yw na ekonomicznà efektywnoÊç systemu, przy czym nale˝y pami´taç, ˝ekoszty te rozk∏adajà si´ na czas eksploatacji. Koszty eksploatacyjne zwiàzane sàg∏ównie z dostarczaniem energii nap´dowej do wymuszenia cyrkulacji noÊnika cie-p∏a przez wymiennik (parownik), tj. przede wszystkim z kosztami pràdu elektrycz-nego dla pomp obiegowych lub wentylatorów.

6.4.1. NoÊnik ciep∏aNajprostszym noÊnikiem ciep∏a jest powietrze (tab. 1). Mo˝e ono cyrkulowaç

w uk∏adach otwartych i zamkni´tych. W uk∏adzie otwartym pobierane jest powietrzeatmosferyczne lub wentylacyjne (z wentylacji pomieszczeƒ, kopalƒ itp.). Powietrzneuk∏ady zamkni´te stosuje si´ tylko w specyficznych sytuacjach. Podczas obni˝aniatemperatury w parowniku nast´powaç mo˝e skraplanie pary wodnej zawartej w po-

wietrzu atmosferycznym czy wentylacyjnym. Nast´pnie mo˝e wyst´powaç oszrania-nie i/lub obladzanie powierzchni wymiennika, co obni˝a efektywnoÊç wymiany cie-p∏a. Stosowanie specjalnego odszraniania jest procesem wymagajàcym dodatkowejenergii, co podnosi jednostkowy koszt dostarczanego ciep∏a u˝ytecznego.

Ciekawym przyk∏adem zastosowania powietrza w uk∏adzie odbioru energii jest sys-tem rurek zainstalowany w palach noÊnych szko∏y w Szwajcarii. Powietrze atmosferycz-ne wp∏ywajàc do rurek w lecie och∏adza si´ i jest elementem klimatyzacji pomieszczeƒszko∏y. Górotwór w otoczeniu pala podczas tego procesu ogrzewa si´, poniewa˝ w pro-cesie sch∏adzania powietrza nast´puje przekazywanie energii cieplnej do górotworu.W zimie natomiast pale s∏u˝à do zasilania pompy ciep∏a w ciep∏o niskotemperaturowe,w tym tak˝e zmagazynowane, pochodzàce z ciep∏ego letniego powietrza.

Najlepszym noÊnikiem ciep∏a jest woda (tab. 1), bo ma wysokà pojemnoÊçcieplnà i podobnie jak powietrze jest powszechnie dost´pna. Mo˝e ona cyrkulowaçprzez parownik w uk∏adzie otwartym (np. odbierajàc ciep∏o z cieków i zbiornikówwodnych, oczyszczalni Êcieków) lub w uk∏adzie zamkni´tym – w rurach stanowià-cych p´tle wymienników ciep∏a. Mo˝na równie˝, w przypadkach takich jak uk∏adstudni eksploatacyjnej i ch∏onnej dostarczajàcy wod´ g∏´binowà do parownika, wy-dzieliç uk∏ady cz´Êciowo zamkni´te (cz´Êciowo otwarte), w których zamknićieobiegu noÊnika ciep∏a odbywa si´ np. za poÊrednictwem warstwy wodonoÊnej.

Tabela 1. WartoÊci temperatury noÊnika ciep∏a i parowania czynnika roboczegow pompie ciep∏a w zale˝noÊci od êród∏a ciep∏a niskotemperaturowego

Poniewa˝ woda zamarza w 273 K (0°C), stosuje si´ zw∏aszcza w zamkni´tychuk∏adach wymienników gruntowych roztwory niezamarzajàce. Mo˝e to byç solanka,która jednak stosowana jest rzadko ze wzgl´du na jej agresywnoÊç korozyjnà. Naj-cz´Êciej natomiast stosuje si´ roztwory glikoli etylenowego i propylenowego. Sà onenieszkodliwe dla Êrodowiska, zw∏aszcza glikol propylenowy, który ulega biodegrada-


Pompy ciep∏a

111

Lp.

1.2.

34.5.6.

èród∏o ciep∏a

niskotemperaturowego

Poziomy wymiennik gruntowyOtworowy wymiennik ciep∏a (do 30 mg∏´bokoÊci)Woda ze studniPowietrzeÂcieki, woda technologicznaPowietrze wentylacyjne

°C-15-10

0-20

K258263

273253

°C-10-5

7-12

K263268

280263

Minimalna temperatura

noÊnika ciep∏a wp∏ywa-

jàcego do parownika

Minimalna temperatura

parowania czynnika

roboczego w parowniku

Tc

Tg

Tc-3Tg-7

Pompy ciep∏a


cji i nie powoduje korozji. Korozyjne w∏aÊciwoÊci glikolu etylenowego zredukowaçmo˝na wprowadzajàc do jego wodnego roztworu fosforan trójetanoaminowy. W tabe-li 2. podano wartoÊci temperatur zamarzania roztworów glikoli o ró˝nych st´˝eniach.

Tabela 2. WartoÊci temperatury zamarzania roztworów wodnych glikolu etyleno-wego i propylenowego (Rubik 1996)

6.4.2. NoÊnik ciep∏a niskotemperaturowego a efektywnoÊç pompy ciep∏aW tabeli 3. zestawiono iloÊci mo˝liwej do odebrania energii zawartej w jednost-

ce obj´toÊci êród∏a ciep∏a przy za∏o˝eniu wych∏odzenia o DT. Przyj´to Êrednie aryt-metyczne wartoÊci g´stoÊci oraz ciep∏a w∏aÊciwego w danym zakresie temperatur.

Tabela 3. Parametry kolektorów niskotemperaturowego rozproszonego ciep∏a oraziloÊci mo˝liwej do uzyskania energii z 1 m3 przy sch∏odzeniu o danà ró˝-nic´ temperatur (Âliwa, Gonet 2004)

St´˝enie obj´toÊciowe

Glikol etylenowy

Glikol propylenowy

%

K°CK°C

10

269,3-3,7

269,7-3,3

20

264,1-8,9

265,8-7,2

30

257-16

260,2-12,8

40

247,5-25,5252,2-20,8

50

235,8-37,2240,8-32,2

60

222-51221-52

Parametr

Temperatura poczàtkowaTemperatura koƒcowaRó˝nica temperatur

G´stoÊç w temperaturze TpG´stoÊç w temperaturze Tk

Ciep∏o w∏aÊciwe w temperaturze Tp

Ciep∏o w∏aÊciwe w temperaturze Tk

IloÊç energii odebranej przysch∏odzeniu od Tp do Tk

Wy-miar

K (C)K (C)

Kkg.m-3

kg.m-3

J.kg-1.K-1

J.kg-1.K-1

kJ

Ozna-czenie

Tp

Tk

DTrrc

c

Q

ciekipowierz-chniowe

278 (5)275 (2)

3100010004201

4207

12600

g∏´bino-we

288 (10)277 (4)

6100010004193

4203

25200

technolo-giczne

odpado-we, Êcieki

303 (30)283 (10)

2099610004175

4193

83500

atmosfe-ryczne wzimnympó∏roczu

273 (0)265 (-8)

81,2931,332776

757

8

atmosfe-ryczne wciep∏ympó∏roczu

293 (20)280 (7)

131,2051,261834

797

13

wentyla-cyjne, z

procesówtechnolo-gicznych303 (30)285 (12)

181,1651,239863

811

18

Wody Powietrze


Pompy ciep∏a

113

W tabeli 4. zestawiono teoretyczne wartoÊci wspó∏czynnika efektywnoÊci pom-py ciep∏a w zale˝noÊci od zastosowanego êród∏a energii i rodzaju odbiorcy ciep∏a.EfektywnoÊci takie odpowiadajà pompie ciep∏a, której sprawnoÊç termodynamicz-na wynosi 50% przy za∏o˝onym obiegu porównawczym Carnot’a. Sch∏odzenie no-Ênika ciep∏a niskotemperaturowego wynosi 3,5°C dla wody i jej roztworów oraz 6°Cdla powietrza. Odpowiednio do êród∏a energii ró˝ne b´dà wartoÊci temperaturynoÊnika ciep∏a wyp∏ywajàcego z parownika. Podobnie w zale˝noÊci od odbiornikaciep∏a ró˝ne sà wartoÊci temperatury noÊnika ciep∏a wyp∏ywajàcego ze skraplacza.

Tabela 4. Teoretyczne wartoÊci wspó∏czynnika wydajnoÊci grzejnej pompy ciep∏aw zale˝noÊci od charakterystyki uk∏adu zasilania w ciep∏o niskotempera-turowe oraz uk∏adu odbiorczego (Âliwa, Gonet 2004)

Pompy ciep∏a


6.4.3. Rodzaje êróde∏ ciep∏a niskotemperaturowegoèród∏a ciep∏a niskotemperaturowego podzieliç mo˝na generalnie na dwie gru-

py ze wzgl´du na kryterium stanu fazowego noÊnika ciep∏a, który mo˝e byç cieczà(np. roztwór glikolu) lub gazem (np. powietrze).

Ze wzgl´du na wykorzystanie istniejàcego zasobu ciep∏a mo˝na wydzieliç wy-mienione ni˝ej grupy i rodzaje êróde∏ ciep∏a niskotemperaturowego.I. Górotwór

Pozyskiwanie ciep∏a odbywaç si´ mo˝e za poÊrednictwem:a) otworowych wymienników ciep∏a,b) poziomych wymienników gruntowych,c) wymienników spiralnych.

II. Wody wg∏´bne

Mogà byç pozyskiwane poprzez:a) studnie eksploatacyjne ze zrzutem wykorzystanej wody do cieków po-

wierzchniowych lub zagospodarowaniem do celów np. rolniczych,b) dublety studni eksploatacyjnej i ch∏onnej,c) uk∏ady geotermalne.

III. Wody powierzchniowe

Pozyskiwane z:d) cieków powierzchniowych,e) kana∏ów,f) jezior i stawów.

IV. Energia s∏oneczna

Odbierana za poÊrednictwem:a) powietrza atmosferycznego,b) kolektorów s∏onecznych,c) specjalnych uk∏adów odbiorczych na po∏aciach dachowych i Êciennych.

V. Procesy technologiczne

èród∏ami ciep∏a niskotemperaturowego mogà byç np.:a) z∏ady ciep∏ownicze,b) ciep∏o z procesów zamra˝ania lub sch∏adzania (np. w mleczarniach,

w ch∏odniach spo˝ywczych, na lodowiskach),c) ciep∏o powrotne w systemach grzewczych,d) wody z procesu odwadniania kopalƒ lub powietrze z procesu ich wen-

tylacji.


Pompy ciep∏a

115

VI. Odpady

èród∏em ciep∏a niskotemperaturowego mo˝e byç równie˝ energia zawarta w stru-mieniu odpadów bytowych, komunalnych lub towarzyszàcych procesom technolo-gicznym. Do przyk∏adów zaliczyç mo˝na odbiór ciep∏a:

a) podczas wentylacji pomieszczeƒ,b) z wód pozabiegowych w dzia∏alnoÊci sanatoryjno-uzdrowiskowej,c) podczas procesów w rolnictwie (suszarnie drewna, suszarnie pasz),d) ze Êcieków w oczyszczalniach.

VII. Infrastruktura

Ró˝ne rodzaje obiektów i instalacji infrastrukturalnych mogà stanowiç kolektor,w którym gromadzi si´ ciep∏o niskotemperaturowe. Przy ich pomocy mo˝e te˝ byçdostarczane do noÊnika ciep∏a, który transportuje je do parownika pompy ciep∏a.Jako przyk∏ady wykorzystania tego typu instalacji mo˝na przytoczyç:

a) sieç wodociàgowà,b) sieç kanalizacyjnà,c) uk∏ady drena˝owe,d) sk∏adowiska odpadów,e) wod´ wodociàgowà,f) pale noÊne,g) fundamentowanie.

Tabela 5. Udzia∏ poszczególnych êróde∏ energii niskotemperaturowej zasilajàcychpompy ciep∏a w Szwajcarii w 2004 r. (Signorelli i in. 2004)

Paƒstwem, w którym stosowanie pomp ciep∏a w systemach grzewczo-klimaty-zacyjnych jest najbardziej powszechne, jest Szwajcaria, kraj nie posiadajàcy w∏a-snych zasobów surowców energetycznych. W tabeli 5. przedstawiono udzia∏ po-szczególnych êróde∏ energii niskotemperaturowej zasilajàcych pompy ciep∏aw Szwajcarii w roku 2004. Najbardziej popularnym êród∏em energii dla pomp cie-p∏a sà wymienniki otworowe. PowszechnoÊç ich wykorzystywania doprowadzi∏ado tego, i˝ w niektórych kantonach wprowadza si´ specjalne przepisy prawne re-

èród∏o ciep∏a niskotemperaturowego

Otworowe wymienniki i gruntowe poziome wymienniki ciep∏aWody g∏´binowe

Wody odpadowe z sanatoriówPowierzchniowe zbiorniki wodne

Woda z odwadniania tuneli komunikacyjnych i g∏´bokie otworowe wymienniki ciep∏aPale noÊne obiektów budowlanych i inne

Udzia∏ procentowy, %

7712,9

71

0,91,2

Pompy ciep∏a


gulujàce techniczne parametry wykonywania i eksploatacji otworowych wymienni-ków ciep∏a pod kàtem ich oddzia∏ywania mi´dzy sobà, kiedy pozostajà w u˝ytkowa-niu innych w∏aÊcicieli na sàsiadujàcych dzia∏kach.

6.5. Wybrane przyk∏ady wykorzystania êróde∏ ciep∏a niskotemperaturowego

Poni˝ej opisano kilka mo˝liwoÊci praktycznego wykorzystania ró˝nego typuêróde∏ energii niskotemperaturowej. Skoncentrowano si´ na uk∏adach najbardziejpopularnych i najbardziej dost´pnych dla potencjalnych inwestorów. W zakresiewykorzystania ciep∏a technologicznego i odpadowego konieczne jest podejÊcie in-dywidualne. Przyk∏adów z tego zakresu jest bardzo du˝o, ze wzgl´du na ogranicze-nia przytoczone zostanie tylko kilka z nich.

6.5.1. Ciep∏o z górotworuGórotwór jest dobrym kolektorem ciep∏a. Pochodziç ono mo˝e z energii s∏onecz-

nej, geotermicznej, mo˝e byç to tak˝e ciep∏o antropogeniczne. Energia s∏onecznagromadzi si´ w gruncie jako wierzchniej cz´Êci górotworu na skutek bezpoÊredniegooddzia∏ywania promieniowania s∏onecznego i ruchu powietrza. W polskich warun-kach energia s∏oneczna gromadzi si´ w gruncie podczas lata w wyniku ruchu ciep∏ana drodze konwekcji, promieniowania a tak˝e przewodzenia. Zimà natomiast prze-p∏yw tego ciep∏a ma kierunekprzeciwny. Najwićej ciep∏a s∏o-necznego zmagazynowane jestw gruncie wczesnà jesienià, naj-mniej natomiast wczesnà wiosnà.Objawia si´ to zmiennoÊcià tem-peratury gruntu w ciàgu roku.ZmiennoÊç ta zmniejsza si´ zewzrostem g∏´bokoÊci (rys. 5), cojest zwiàzane ze wzrostem udzia-∏u energii geotermicznej, któracharakteryzuje si´ stabilnoÊciàprzep∏ywu, brakiem uzale˝nieniasezonowego. Im wi´ksza g∏´bo-koÊç tym mniejszy udzia∏ ciep∏as∏onecznego na korzyÊç energiigeotermicznej. Ciep∏o s∏onecznedociera w Polsce do g∏´bokoÊcimaksymalnie 27 m (Plewa 1994).

Rys.5. Zale˝noÊç maksymalnego sezonowego odchyleniatemperatury gruntu od wartoÊci Êredniej w funkcjig∏´bokoÊci przy ró˝nym zawilgoceniu gleby

1 – wilgotna, 2 – Êredniowilgotna, 3 – sucha.


Pompy ciep∏a

117

Pozyskiwanie energii cieplnej z górotworu mo˝liwe jest za poÊrednictwem po-ziomych lub pionowych wymienników ciep∏a. Poziome gruntowe wymienniki cie-p∏a wykorzystujà g∏ównie ciep∏o s∏oneczne zakumulowane w kolektorze, jakim jestgleba, pionowe pozyskujà g∏ównie ciep∏o geotermiczne.

Trzecim êród∏em pochodzenia ciep∏a zawartego w gruncie jest dzia∏alnoÊçcz∏owieka. Ruch ciep∏a do lub z górotworu odbywa si´ na przyk∏ad w otoczeniu sie-ci kanalizacyjnych i wodociàgowych, poprzez fundamenty obiektów budowlanych,w wyniku dzia∏alnoÊci górniczej (np. wentylacji wyrobisk górniczych), sk∏adowaniaodpadów itd. Przep∏yw ciep∏a mo˝e w tego typu przypadkach mieç charakter cià-g∏y, cykliczny lub jednorazowy.

Poziome gruntowe wymienniki ciep∏a

Pomimo, ˝e ju˝ na g∏´bokoÊci 10 m w Polsce temperatura górotworu wynosioko∏o 283 K (10°C), koszty wykonania uk∏adu rurek w gruncie ograniczajà g∏´bo-koÊç jego po∏o˝enia najcz´Êciej maksymalnie do 2 m. Na tej g∏´bokoÊci wyst´pujesezonowa zmiana temperatury i w Polsce wynosi w lecie oko∏o 290 K (17°C),a w zimie oko∏o 278 K (5°C).

Im g∏´biej po∏o˝one rury wymiennika, tym korzystniej ze wzgl´du na wy˝szài bardziej stabilnà w czasie temperatur´. Zwi´kszanie g∏´bokoÊci nie jest jednakrozwiàzaniem korzystnym ekonomicznie ze wzgl´du na koszty. Projektowanie wy-miennika, a w∏aÊciwie wybór êród∏a ciep∏a niskotemperaturowego, to kompromispomi´dzy efektywnoÊcià i stabilnoÊcià pracy pompy ciep∏a a kosztem wykonaniaujćia ciep∏a.

Poziome gruntowe wymienniki ciep∏a wykonywane mogà byç jako systemy bez-poÊredniego parowania lub systemy z dodatkowym noÊnikiem ciep∏a. Systemy bez-poÊredniego parowania stosowane sà rzadko ze wzgl´du na technologi´ i du˝e ilo-Êci czynnika roboczego.

Obieg termodynamiczny tego typu ró˝ni si´ od klasycznych tym, ˝e parownikjest bezpoÊrednio zakopywany w gruncie lub montowany wewnàtrz pomieszczenia.Odparowujàcy w gruncie lub w powietrzu czynnik roboczy jest bezpoÊrednim no-Ênikiem ciep∏a, bez dodatkowej wymiany ciep∏a. Rury w tego typu rozwiàzaniachwykonane powinny byç z miedzi w celu zapewnienia wymaganej szczelnoÊci, gdy˝czynnik roboczy ma postaç pary, a dodatkowo miedê dobrze wymienia ciep∏o. Ci-Ênienie pary mo˝e dochodziç do 5 barów.

Klasycznymi uk∏adami wymienników gruntowych sà rurki z poÊrednim noÊni-kiem, który krà˝àc w systemie przekazuje energi´ cieplnà pomi´dzy gruntem i pa-rownikiem pompy ciep∏a. Mogà one byç kombinacjà odcinków rur po∏àczonych sze-regowo lub równolegle, jak pokazano na rys. 6 albo spiral i p´tli widocznych na rys. 7,które uk∏ada si´ wtedy, gdy powierzchnia gruntu do wykorzystania jest zbyt ma∏a.

Pompy ciep∏a


W tabeli 6 przedstawiono parametry wymienników ciep∏a przy najcz´Êciej re-alizowanych sposobach u∏o˝enia rur w wykopie (Rubik 1996).

Tabela 6. Najcz´Êciej spotykane u∏o˝enia rur wymiennika w wykopie

Gdy w wykopie u∏o˝y si´ po cztery rury (dwie p´tle) z przeciwbie˝nym prze-p∏ywem w jednej p´tli, to najcz´Êciej g∏´bokoÊç wykopu wynosi 2,1 m przy rozsta-wie rur 0,3 m w wykopie.

Cz´sto przyjmuje si´, ˝e powierzchnia gruntu wymagana dla zapewnienia od-powiedniej iloÊci energii grzewczej ma mieÊciç si´ w granicach od 1,2 do 1,8 krot-noÊci powierzchni ogrzewanej.

IloÊç mo˝liwego do odebrania strumienia energii z gruntu mo˝na opisaç wzorem(Gryglaszewski 1997):

Rys.6. Sposoby uk∏adania poziomych wymienników gruntowycha – po∏àczenie szeregowe, b – po∏àczenie równoleg∏e, c – po∏àczenie w jednà p´tl´ (Sanner 2004)

Rys.7. Sposoby uk∏adania poziomych wymienników gruntowych na ograniczonej powierzchnia – po∏àczenie spiralne poziome, b – po∏àczenie spiralne pionowe, c – po∏àczenie w kilka p´tli (San-

ner 2004)

Uk∏ad rur

wymiennika

gruntowego

Gdy po dwie ruryw wykopie z przep∏y-wem przeciwbie˝nymGdy jedna rura w wykopie

w przeliczeniu na

d∏ugoÊç wykopu

17-30 m/kW

w przeliczeniu

na d∏ugoÊç rury

35-50 m/kW

G∏´bokoÊç

wykopu

pierwsza rura1,2-1,8 mdruga rura 0,9-1,5 m1-1,5 m

Rozstaw rur

w wykopie

0,3 m

—

Jednostkowy odbiór energii

28-45 m/kW

(1)

Zapotrzebowanie na t´ energi´ opisuje zale˝noÊç:

(2)

Stàd, uwzgl´dniajàc poprawk´ na cyklicznoÊç odbierania ciep∏a z gruntu, która wy-ra˝a si´ wzorem:

(3)

mo˝na okreÊliç wymaganà d∏ugoÊç rur wymiennika w gruncie:

(4)

Najkorzystniej jest, gdy opór cieplny materia∏u rur jest jak najni˝szy, a wyra˝a sión wzorem:

(5)

Grunty mogà charakteryzowaç si´ ró˝nymi wartoÊciami oporu cieplnego. Opórcieplny zale˝y od ich rodzaju (zawartoÊci poszczególnych sk∏adników), struktury(np. stopnia zwiàzania) oraz od nasycenia wodà (wilgotnoÊci).

Pojedyncza rura wymiennika gruntowego nie mo˝e byç zbyt d∏uga zewzgl´du na hydrauliczne opory przep∏ywu noÊnika ciep∏a. Wzrost tych opo-rów powoduje zwi´kszenie zapotrzebowania na energi´ zasilajàcà pompóbiegowà. Praktyczne maksymalne d∏ugoÊci pojedynczej rury w uk∏adzie sze-regowym zale˝à od jej Êrednicy, podobnie jak strumieƒ obj´toÊci przep∏ywuroztworu glikolu przy pr´dkoÊci przep∏ywu oko∏o 0,5 m/s, co zosta∏o przedsta-wione w tabeli 7. Ârednice rur najcz´Êciej stosowane do budowy wymienni-ków gruntowych wynoszà 11/4" – 2". Stopieƒ sch∏odzenia roztworu glikoluw parowniku wynosi oko∏o 3 K.


Pompy ciep∏a

119

��

��

�

��

��

��

��

��

��

��

��

��

Pompy ciep∏a


Tabela 7. Maksymalna d∏ugoÊç pojedynczego odcinka wymiennika gruntowegooraz strumieƒ obj´toÊci noÊnika ciep∏a w zale˝noÊci od Êrednicy rury

Zaletà gruntu jest jego powszechna dost´pnoÊç, ale wykorzystany mo˝e byç dlainstalacji o stosunkowo ma∏ej mocy (do oko∏o 20 kW).

Otworowe wymienniki ciep∏a

Korzystniejszym rozwiàzaniem uk∏adu pozyskiwania niskotemperaturowegociep∏a z górotworu sà otworowe wymienniki ciep∏a (rys. 8). Za ich poÊrednic-twem mo˝na czerpaç ciep∏o o stabilnej temperaturze, zale˝nej jedynie od wiel-koÊci obcià˝enia. Dzi´ki wymiennikom otworowym mo˝liwe jest nie tylko po-bieranie ciep∏a z górotworu, ale te˝ jego magazynowanie, którego efektywnoÊçw przypadku wymienników poziomych jest gorsza. Otworowe wymienniki ciep∏ao znacznych g∏´bokoÊciach mogàzapewniç prac´ pompy ciep∏aprzy wysokiej efektywnoÊci dzi´kiwy˝szej temperaturze noÊnika cie-p∏a. Mo˝e si´ tak˝e zdarzyç, i˝ po-bierane z górotworu ciep∏o b´dziezasilaç odbiorc´ bez poÊrednictwapompy ciep∏a, jak to ma miejscew Niemczech, gdzie wykorzystywa-ny jest wymiennik otworowy o g∏´-bokoÊci 3 km.

Wymiana ciep∏a pomi´dzy góro-tworem a cyrkulujàcym noÊnikiemciep∏a mo˝e byç realizowana przy za-stosowaniu ró˝nych konstrukcjiotworu wiertniczego i jego wyposa-˝enia. Na rys. 9 przedstawiono przy-k∏adowe konstrukcje wymiennikówotworowych.

Ârednica nominalna rury, in

3/4

111/4

11/2

2

D∏ugoÊç

rury, m

150230275365750

Strumieƒ obj´toÊci noÊnika

ciep∏a, m3/h

0,751,222,12,94,7

Rys.8. Otworowe wymienniki ciep∏a w uk∏adziegrzewczym i grzewczo-klimatyzacyjnym (San-ner 2004)


Pompy ciep∏a

121

Najprostszym rozwiàza-niem jest wyposa˝enieotworu wiertniczego w po-jedynczà u-rurk´ (rys. 9ci 11). Nieco bardziej skom-plikowanym uk∏adem jestodwiert wyposa˝ony w wi´k-szà liczb´ u-rurek. Wymien-nik otworowy z podwójnà u--rurkà (rys. 9d) umo˝liwiauzyskanie oko∏o 15-25%wi´kszej mocy grzewczejni˝ przy pojedynczej u-rur-ce. Po wprowadzeniu uk∏a-du rurek do wn´trza od-wiertu nale˝y uzupe∏niç pu-stà przestrzeƒ materia∏em wype∏niajàcym. Ma on za zadanie zabezpieczenie wódwg∏´bnych poprzez uszczelnienie interwa∏ów ska∏ przepuszczalnych. Korzystnie jestzastosowaç w tym celu materia∏, który posiada dobrà przewodnoÊç cieplnà.

Najkorzystniejszà kon-strukcjà (niestety tak˝e naj-dro˝szà) jest uk∏ad z ruràcentrycznà. W tym przy-padku uzyskuje si´ wzrostpowierzchni wymiany cie-p∏a, lepszy kontakt noÊnikaciep∏a z górotworem orazzmniejszenie hydraulicz-nych oporów jego przep∏y-wu. Wewn´trzna rura w tymprzypadku powinna od-wrotnie ni˝ w przypadku u--rurek byç wykonana z ma-teria∏u o jak najwi´kszejopornoÊci cieplnej. Rurazewn´trzna (obudowa od-wiertu) odwrotnie, z mate-ria∏u o wysokiej przewod-noÊci cieplnej.

Rys.10. Samojezdne urzàdzenie wiertnicze wykonuje odwiertw celu realizacji wymiennika otworowego do pozyskiwaniaciep∏a z górotworu (Âliwa 2005)

Rys.9. Schematy konstrukcji otworowych wymienników ciep∏aa – uk∏ad centryczny, b – uk∏ad po∏ówkowy, c – uk∏ad z pojedyn-czà u-rurkà, d – uk∏ad z podwójnà u-rurkà, 1 – Êciana odwiertu,2 – obudowa odwiertu, 3 – wewn´trzna rura wymiennika,4 – uszczelniajàcy materia∏ wype∏niajàcy odwiert.

Pompy ciep∏a


W konstrukcji otworowego wymiennika ciep∏a z pojedynczà u-rurkà w odwier-cie najcz´Êciej stosuje si´ Êrednice rur 3/4" – 1". Jednostkowy odbiór energiiw przeliczeniu na g∏´bokoÊç odwiertu wynosi 8-16 m/kW (w przeliczeniu na d∏u-goÊç rury 16-32 m/kW). W tabeli 8. przedstawiono Êrednie wartoÊci parametróweksploatacyjnych otworowych wymienników ciep∏a w ska∏ach ró˝nego typu dla po-jedynczego odwiertu o g∏´bokoÊci 150 m.

Tabela 8. Ârednie wartoÊci parametrów eksploatacyjnych wymienników otworo-wych w ró˝nych ska∏ach (Rybach 1998)

Wysokie koszty wymiennikówotworowych zwiàzane sà z konieczno-Êcià wykonania drogich odwiertów(rys. 10).

W Ma∏opolsce istnieje wielemiejsc, gdzie na otworowe wymienni-ki ciep∏a zaadaptowaç mo˝na istnie-jàce odwierty naftowe, które przezna-czone sà do likwidacji. Na licznychz∏o˝ach ropy naftowej, a tak˝e gazuziemnego, wykonano wiele odwiertóww celach poszukiwawczych i eksplo-atacyjnych (rys. 12). Zasoby z∏ó˝ ule-g∏y wyczerpaniu. Obecnie cz´Êç z od-wiertów, zw∏aszcza gdy znajdujà si´bezpoÊrednio przy budynkach ró˝ne-go typu, mo˝e s∏u˝yç im jako êród∏ociep∏a (rys. 13). Mo˝na dzi´ki temuobni˝yç koszty takiego ujćia ciep∏az górotworu tym bardziej, ˝e na likwi-dacj´ odwiertów tak˝e potrzebne sàdu˝e Êrodki finansowe.

Rodzaj

ska∏y

Ska∏y zwi´z∏eSka∏y luêno nasycone

Ska∏y luêno suche

Wspó∏czynnik

przewodzenia

ciep∏a ska∏y

W .m-1.K-1

3,02,01,5

Uzyskiwana moc

grzewcza

W .m-1

do 7045-50do 25

Roczna produkcja

energii

kWh.m-1

100-1209050

z jednego metra bie˝àcego wymiennika otworowego

Rys.11. U-rurka z tworzywa sztucznego w odwiercie


Pompy ciep∏a

123

6.5.2. Ciep∏o z wód g∏´binowychWody zawarte w górotworze stanowià êród∏o ciep∏a o du˝ej stabilnoÊci termicz-

nej. Ich wykorzystanie wymaga wykonania uk∏adu studni zasilajàcej i zazwyczajtak˝e iniekcyjnej (o ile woda nie jest zagospodarowana do innych celów). Stàd wy-nika koniecznoÊç wyst´powania odpowiednich parametrów hydrogeologicznych,które zapewnià odpowiednià iloÊç wód z∏o˝owych do pozyskania danej energii orazumo˝liwià ich ponowne wprowadzanie do górotworu. Minimalna odleg∏oÊç od-wiertów dubletu wynosiç powinna 15 m, choç zazwyczaj jest ona wi´ksza, cozwi´ksza bezpieczeƒstwo w∏aÊciwej eksploatacji.

Uk∏ady odbioru ciep∏a najcz´Êciej wykonuje si´ w sposób bezpoÊredni, tzn.z przep∏ywem wody przez parownik. Mo˝e si´ zdarzyç, np. gdy woda wykazuje

Rys.12. Przyk∏ad rozmieszcze-nia odwiertów eksplo-atacyjnych w tereniezurbanizowanym (z∏o˝eLibusza-Kryg-Lipinkiw powiecie gorlickim)

Rys.13. Przyk∏ad istniejàcego od-wiertu naftowego (Kryg),który móg∏by zostaç prze-kwalifikowany na wy-miennik otworowy do ce-lów grzewczych w miej-sce likwidacji

Pompy ciep∏a


agresywnoÊç korozyjnà, ˝e korzystniejszy b´dzie uk∏ad poÊredniej wymiany ciep∏az zastosowaniem dodatkowego wymiennika. Maksymalny spadek temperatury wo-dy mo˝e wynieÊç 5 K.

Strumieƒ energii odbierany przy przep∏ywie noÊnika ciep∏a przez parownik wy-ra˝a si´ wzorem:

(6)

Na efektywnoÊç ekonomicznà uk∏adu ma wp∏yw, poza efektywnoÊcià energe-tycznà pompy ciep∏a, tak˝e g∏´bokoÊç zwierciad∏a wody w studni. Od niej zale˝yiloÊç energii potrzebnej do nap´du pompy g∏´binowej.

6.5.3. Ciep∏o z wód powierzchniowychCiep∏o w wodach pochodzi z atmosfery i od gruntu. Dlatego te˝ na d∏ugoÊci

rzeki mo˝na wykonaç wićej ni˝ jedno ujćie ciep∏a ze wzgl´du na odnawianie si´zasobów energii podczas przep∏ywu wody. Odbiór ciep∏a realizowany mo˝e byçw ten sposób, ˝e wykorzystuje si´ cz´Êç strumienia cieku bezpoÊrednio przep∏ywa-jàcego przez wymiennik w pompie ciep∏a. Problemem jest odbiór energii w okre-sie niskich temperatur oraz przy najmniejszych przep∏ywach, a tak˝e wyst´powa-nie oblodzenia rzek zimà.

Drugim rozwiàzaniem jest poÊrednia wymiana ciep∏a z rzeki. W tym przypad-ku nale˝y wykonaç w korycie uk∏ad wymiany ciep∏a w formie rurek. W zamkni´tymuk∏adzie cyrkuluje w nich ciecz o obni˝onej temperaturze zamarzania dostarcza-jàc energi´ do parownika pompy ciep∏a.

Podobnie odbieraç mo˝na ciep∏o z jezior i stawów, które na okreÊlonej g∏´bo-koÊci charakteryzujà si´ pewnà stabilnoÊcià temperatury. Na dnie mo˝na u∏o˝yçp´tle rur, przez które przep∏ywa∏ b´dzie roztwór glikolu odbierajàcy ciep∏o nisko-temperaturowe.

6.5.4. Powietrze atmosferycznePowietrze mo˝e byç êród∏em ciep∏a niskotemperaturowego w zakresie tempe-

ratur od -15° do +25°C. Najcz´Êciej stosuje si´ takie êród∏o ciep∏a w biwalentnychsystemach grzewczych, tzn. sk∏adajàcych si´ ze êród∏a podstawowego (pompy cie-p∏a) i szczytowego (np. kocio∏ gazowy). Dwa êród∏a ciep∏a w uk∏adzie równoleg∏ymlub alternatywnym pracujà najcz´Êciej z temperaturà prze∏àczania 0°C. Wynikaona ze skraplania i obladzania powierzchni wymiany ciep∏a (parownika). Tempe-ratura prze∏àczania to temperatura powietrza, przy której nast´puje w∏àczenie do-datkowego/innego êród∏a ciep∏a. Produkowane sà pompy ciep∏a z odszranianiemgoràcym gazem, co powoduje bezawaryjnà prac´ w zakresie temperatur ujemnych,ale jest czynnikiem obni˝ajàcym efektywnoÊç energetycznà uk∏adu.

��

��


Pompy ciep∏a

125

6.5.5. Powietrze wentylacyjnePompy ciep∏a s∏u˝àce do ogrzewania w zimie i klimatyzacji w lecie mogà byç

zintegrowane z krzy˝owymi wymiennikami ciep∏a lub wymiennikami kana∏owymi,które umo˝liwiajà rekuperacj´ ciep∏a odpadowego zawartego w powietrzu wyde-chowym. Ogrzewajà one strumieƒ powietrza Êwie˝ego. Pompy ciep∏a tak funkcjo-nujàce dzia∏ajà na zasadzie odwracalnego obiegu termodynamicznego, ogrzewajàclub ch∏odzàc w zale˝noÊci od potrzeb dzi´ki regulacji temperatury nawiewanegopowietrza. Nie sà w takim przypadku potrzebne grzejniki ogrzewania wodnego.

6.5.6. Ciep∏o powrotne w systemach grzewczychNa rys. 14 przedstawiono uk∏ad w´z∏a ciep∏a, którego stosowanie w praktyce

daje mo˝liwoÊç zwi´ksze-nia mocy grzewczej dostar-czanej do odbiorcy dzi´kizwi´kszeniu temperaturynoÊnika ciep∏a. Nast´pujetak˝e zwi´kszenie odbioruciep∏a z ciep∏ociàgu przezwymiennik ciep∏a poprzezwi´ksze sch∏odzenie wodypowrotnej. Kluczowà funk-cj´ pe∏ni pompa ciep∏a,która dogrzewa za wymien-nikiem noÊnik ciep∏a zasi-lajàcy odbiorc´, korzystajàcz ciep∏a noÊnika powraca-jàcego do wymiennika.

6.5.7. Wykorzystanie instalacji c.o.W okresie poza sezonem grzewczym jako êród∏o ciep∏a niskotemperaturowego

wykorzystaç mo˝na wype∏nione noÊnikiem ciep∏a instalacje ciep∏ownicze. Jako dol-ne êród∏o mogà poprzez pomp´ grzewczà dostarczaç ciep∏o do ogrzewania wodyu˝ytkowej. Rozwiàzaniem takim powinny interesowaç si´ zak∏ady ciep∏ownicze,które w okresie letnim muszà dostarczaç ciep∏o do znacznie oddalonych odbior-ców. Niejednokrotnie straty energii w takim uk∏adzie sà znaczne, a zastosowaniepompy ciep∏a je eliminuje. Koszt takiej instalacji zawiera jedynie cen´ pompy cie-p∏a i adaptacji istniejàcego w budynku w´z∏a cieplnego. W wyniku sch∏adzania wo-dy cyrkulujàcej pomi´dzy grzejnikami w pomieszczeniach mieszkalnych a parow-nikiem pompy ciep∏a uzyskaç mo˝na efekt ch∏odzenia pomieszczeƒ.

Rys.14. W´ze∏ ciep∏a z pompà ciep∏a zainstalowanà na powrociejako dolnym êródle i zasilaniu jako górnym êródle ciep∏a

1 – ciep∏ociàg, 2 – g∏ówny wymiennik ciep∏a, 3 – pompa ciep∏a,4 – odbiorca ciep∏a.

Pompy ciep∏a


6.5.8. Lodowisko-p∏ywalniaBardzo dobre rezultaty daje zastosowanie pomp ciep∏a w sytuacji, gdy jedno-

czeÊnie wymagane jest zaspokojenie zapotrzebowania na ciep∏o i na ch∏odzenie.Pompa ciep∏a zastàpiç mo˝e dwa urzàdzenia – grzewcze i ch∏odnicze. Jednocze-Ênie w miejsce dwóch strumieni energii (ciep∏o z paliwa pierwotnego i ciep∏o od-bierane w procesie ch∏odzenia) uzyskuje si´ jeden, przet∏aczany z miejsca, gdziewymagane jest ch∏odzenie do miejsca, gdzie potrzebne jest ogrzewanie.

Jako przyk∏ad takiego zastosowania mo˝na wymieniç kompleks sportowy,w sk∏ad którego wchodzi lodowisko i p∏ywalnia. Utrzymanie tafli lodowiska w sta-nie sch∏odzonym wià˝e si´ z odbieraniem ciep∏a. Zamiast emitowaç je do atmos-fery, co dzieje si´ przy zastosowaniu tradycyjnych systemów ch∏odniczych, mo˝naciep∏o przet∏aczaç do odbiorcy jakim jest ogrzewanie wody w p∏ywalni. W ten spo-sób mo˝na wyeliminowaç koniecznoÊç zasilania w ciep∏o z tradycyjnego êród∏a jed-nego odbiorcy. Stosujàc pomp´ ciep∏a, której parownik s∏u˝y do ch∏odzenia tafli lo-dowiska a skraplacz do ogrzewania wody w basenie, mo˝na uzyskaç oszcz´dnoÊcizwiàzane z kosztami inwestycyjnymi (mniejsza moc grzewcza tradycyjnych êróde∏dla p∏ywalni) i z kosztami eksploatacyjnymi („paliwem” jest ciep∏o odbierane z ta-fli lodowiska).

Podobnych przyk∏adów mo˝na znaleêç wiele w procesach przemys∏owych,gdzie wyst´puje jednoczesne zapotrzebowanie na ciep∏o i ch∏ód. Mo˝na wymieniçmleczarnie, gdzie proces sch∏adzania mleka mo˝e zostaç po∏àczony z procesemogrzewania c.w.u. Ciep∏o nie b´dzie wtedy marnowane, a dzi´ki pompie ciep∏aograniczy koszty operacyjne mleczarni.

Nast´pnym przyk∏adem mogà byç ch∏odnie przemys∏owe, spo˝ywcze czy rolne.Proces ch∏odzenia po∏àczony z ogrzewaniem np. c.w.u. mo˝e byç êród∏em znacz-nych oszcz´dnoÊci operacyjnych. Jedna pompa ciep∏a zast´puje agregat ch∏odniczyi kocio∏ grzewczy, co z kolei mo˝e przynieÊç oszcz´dnoÊci w zakresie kosztów in-westycyjnych.

6.5.9. Ciep∏o z odpadówW Êciekach z oczyszczalni mogà byç zakumulowane znaczne iloÊci ciep∏a. Ze

wzgl´du na to, ˝e strumieƒ Êcieków komunalnych posiada w miar´ stabilnà i prze-widywalnà wartoÊç, mo˝na zanim oczyszczona woda b´dzie zrzucona do cieków,odebraç z niej ciep∏o i przekazaç odbiorcy. Mo˝e nim byç obiekt oczyszczalni (po-trzeby w∏asne) zarówno dla celów bytowych, jak te˝ technologicznych. Podobniedu˝e iloÊci ciep∏a zakumulowane mogà byç w Êciekach porafineryjnych w rafine-riach naftowych.

Odpadem sà tak˝e eksploatowane podczas odwadniania kopalƒ podziemnychi odkrywkowych wody kopalniane, które posiadajà stabilnà temperatur´ i sà do-


Pompy ciep∏a

127

brym noÊnikiem ciep∏a. Odpadem jest równie˝ powietrze z wentylacji kopalƒ pod-ziemnych. Wykorzystujàc ciep∏o z tego typu êróde∏ mo˝na w znacznym stopniuograniczyç koszty inwestycyjne na realizacj´ innych dro˝szych rozwiàzaƒ pozyski-wania ciep∏a niskotemperaturowego.

6.5.10. Ciep∏o z instalacji infrastrukturalnychRurociàgi w gruncie

W ramach tworzenia instalacji infrastrukturalnych wykonywane sà m.in. ró˝no-rakie sieci rur w gruncie. Dodatkowo przez te rury przep∏ywajà ró˝ne media, któ-re zapewniaç mogà stabilnoÊç temperatury gruntu w otoczeniu rur. Do takich in-stalacji zaliczyç nale˝y przede wszystkim sieci wodociàgowe, kanalizacyjne i dre-na˝owe. Je˝eli przy okazji prac ziemnych u∏o˝one zostanà w gruncie rury wymien-ników ciep∏a, mogà one z powodzeniem odbieraç ciep∏o, jakie jest zawarte np.w przep∏ywajàcych Êciekach komunalnych. Bezw∏adnoÊç takiej instalacji zapewniagrunt, który jest w tym przypadku dobrym kolektorem ciep∏a.

Sk∏adowiska odpadów

Gromadzenie i sk∏adowanie odpadów zazwyczaj wià˝e si´ z d∏ugotrwa∏ym pro-cesem egzotermicznym. W przypadku odpadów komunalnych proces ten towarzy-szy fermentacyjnemu rozk∏adowi substancji organicznej wraz z wydzielaniem bio-gazu. Odbiór ciep∏a za poÊrednictwem rurek uk∏adanych przy okazji instalacji dre-nowania sk∏adowiska z odcieków wysypiskowych mo˝e poza pozyskiwaniem ciep∏ana cele grzewcze w pewnym stopniu regulowaç produkcj´ biogazu. Podobne pro-cesy zachodzà w przypadku innych rodzajów odpadów. Przyk∏adem mo˝e byç utle-nianie ha∏d górniczych.

Wykorzystanie ciep∏a z wody wodociàgowej

Woda przep∏ywajàca w sieci wodociàgowej posiada najcz´Êciej sta∏à temperatu-r´, stanowi wić stabilne êród∏o ciep∏a. Woda ta przep∏ywajàc przez parownik pom-py ciep∏a mo˝e pozostawiç cz´Êç energii niskotemperaturowej, która mo˝e byç wy-korzystana do celów grzewczych. Och∏odzona w niewielkim stopniu woda z powro-tem wprowadzona zostaje do sieci wodociàgowej. StabilnoÊç temperatury zapewniagrunt, który posiada prawie niezmiennà temperatur´ w ciàgu roku. Och∏odzona wo-da w rurach wodociàgowych mo˝e osiàgnàç swà pierwotnà temperatur´, zale˝nieod sposobu funkcjonowania wodociàgu i sposobu wpićia do niego przy∏àcza zasi-lajàcego parownik pompy ciep∏a. Zdarza si´ te˝, ˝e woda w sieci wodociàgowej po-siada temperatur´ zbyt wysokà, co niekorzystnie wp∏ywa na jej parametry. Zastoso-wanie w takiej sytuacji odbioru ciep∏a daje podwójnà korzyÊç – poprawienie para-metrów wody wodociàgowej i uzyskanie ciep∏a na cele grzewcze (Âliwa, Starowiej-

Pompy ciep∏a


ski 2005). Sytuacja taka mo˝e wystàpiç w okresie letnim, gdy woda do wodociàgówpobierana jest z otwartych zbiorników wodnych ogrzewajàcych si´ w lecie lub zestudni g∏´binowych o znacznej g∏´bokoÊci, gdzie panujà wy˝sze temperatury. Z ta-kà instalacjà mo˝na zapoznaç si´ w ¸owiczu, którego sieç wodociàgowa zasilanajest wodà z g∏´bokich studni. Zbyt wysoka temperatura pogarsza jakoÊç wody. Za-stosowana na jednym z magistralnych odcinków pompa ciep∏a obni˝a temperatur´wody podnoszàc jej jakoÊç i jednoczeÊnie dostarcza ciep∏o do szko∏y, hali sportoweji klasztoru. Z zalet tego rozwiàzania korzystajà odbiorcy ciep∏a, dzi´ki taƒszej ener-gii oraz wodociàgi miejskie poprawiajàc parametry wody.

Wymiana ciep∏a za poÊrednictwem fundamentów budowlanych

Przy budowie obiektów na niestabilnych gruntach (o ma∏ej wytrzyma∏oÊci me-chanicznej) zachodzi niejednokrotnie koniecznoÊç wykonania noÊnych pali bu-dowlanych. Muszà one byçposadowione na stabilnympod∏o˝u poni˝ej wierzch-nich warstw gruntu. Dzi´kitemu po zainstalowaniuw palach uk∏adu rurek uzy-skaç mo˝na tzw. „filaryenergii”, które przedstawiarys. 15.

Pale noÊne stanowiàniejako odpowiednik otwo-rowych wymienników cie-p∏a, ale bez koniecznoÊciwykonywania otworów specjalnie do tego celu. Dzi´ki stabilnoÊci temperaturymo˝na pozyskiwaç w ten sposób ciep∏o z otaczajàcego górotworu, a w okresie let-nim klimatyzowaç pomieszczenia. Uk∏ad tego typu klimatyzacji w lecie zosta∏ zre-alizowany poprzez obieg powietrza w uk∏adzie rurek nawet bez udzia∏u pompy cie-p∏a. Powietrze wprowadzane do uk∏adu u-rurek, wykonanego w palach noÊnych,wyp∏ywa och∏odzone i s∏u˝y do wentylacji pomieszczeƒ szko∏y. Górotwór jednocze-Ênie ogrzewa si´ magazynujàc ciep∏o na sezon grzewczy.

Podobnie jak pale noÊne z rys. 15. mogà s∏u˝yç jako odpowiednik otworo-wych wymienników ciep∏a przedstawionych na rys. 8, tak samo odpowiedni-kiem poziomych wymienników z rys. 6c mogà byç rury uk∏adane przy okazji wy-konywania fundamentów. Nale˝y w procesie projektowania takich instalacji pa-mi´taç o uwzgl´dnieniu mostków termicznych i ich wp∏ywu na zapotrzebowa-nie ciep∏a odbiorcy.

Rys.15. Schemat zastosowania rur wymiennika ciep∏a w palachnoÊnych obiektów budowlanych

1 – Êciana pala, 2 – rury wymiennika ciep∏a, 3 – zbrojenie pala(Sanner 2004).


Pompy ciep∏a

129

Przy budowie ogrodzeƒ czy murów posadowionych na g∏´bokich fundamentachpoziomych wykonanie przy ich okazji instalacji odbioru ciep∏a nie powoduje obni-˝enia temperatury przegród budowlanych, co mog∏oby zwi´kszyç zapotrzebowaniena ciep∏o odbiorcy.

Opisane uk∏ady mogà byç wykorzystywane np. w przypadku budowy wiaduktówdrogowych posadowionych na palach noÊnych (odpowiednio izolowanych) bàdêbudowy autostrad, gdzie ciep∏o mo˝e znaleêç zastosowanie do celów odladzaniaczy odÊnie˝ania powierzchni dróg, mostów i podjazdów (jak to jest realizowanew Japonii i Szwajcarii). Zapobiegnie to procesowi korozji, który zachodzi w wyni-ku stosowania soli.

Majàc na wzgl´dzie wykorzystanie ró˝nych dost´pnych w danej sytuacji êróde∏ciep∏a niskotemperaturowego oraz ich adaptacji dla danego uk∏adu odbiorczegotrzeba pami´taç, ˝e temperatura êród∏a dolnego jest ograniczona maksymalnàtemperaturà parowania dla stosowanych w seryjnie produkowanych pompach cie-p∏a spr´˝arek i nie powinna przekraczaç 20°C. Seryjne pompy ciep∏a ponadto po-siadajà ograniczenie co do maksymalnej temperatury wyjÊciowej ze skraplacza.Przy zastosowaniu czynnika R407C wynosi ona 55°C, a dla czynnika R134a po-nad 65°C. Dlatego mo˝e si´ zdarzyç, ˝e konieczne b´dzie inne rozwiàzanie kon-strukcyjne pompy ciep∏a i/lub dobór innego czynnika roboczego dla specyficznegouk∏adu êród∏o dolne/êród∏o górne.

6.5.11. KoherentnoÊç êróde∏ ciep∏a niskotemperaturowegoEfektywnoÊç zagospodarowania ciep∏a niskotemperaturowego zale˝y od stopnia

jego rozproszenia. Bardzo istotnym czynnikiem jest stopieƒ skorelowania dost´pno-Êci energii ze êród∏a w odniesieniu do potrzeb cieplnych odbiorcy. Jest to definiowa-ne jako koherentnoÊç êród∏a. W praktyce koherentnoÊç pokrywa si´ ze stabilnoÊciàmocy êród∏a w czasie jego eksploatacji. I tak przyk∏adowo powietrze atmosferycznema niskà koherentnoÊç (temperatura êród∏a spada i jednoczeÊnie rosnà potrzebygrzewcze). Wysokà koherentnoÊç, a tak˝e stabilnoÊç posiadajà np. wody g∏´binowe(choç mogà wystàpiç niedobory energii zwiàzane ze spadkiem poziomu wód).

6.6. Odbiorcy ciep∏aOpis uk∏adów odbioru ciep∏a zosta∏ cz´Êciowo zrealizowany w cz´Êci dotyczà-

cej êróde∏ ciep∏a niskotemperaturowego. Poni˝ej zosta∏y przytoczone przyk∏adyuk∏adów grzewczych i grzewczo-klimatyzacyjnych lub grzewczo-ch∏odniczych,w których korzystnym rozwiàzaniem mo˝e byç zastosowanie pompy ciep∏a. Uk∏a-dy takie mo˝na podzieliç na:

1. systemy ciàg∏ego zasilania w ciep∏o,2. systemy cyklicznego zasilania w ciep∏o,

Pompy ciep∏a


3. systemy ciàg∏ego ch∏odzenia i zasilania w ciep∏o,4. systemy cyklicznego ch∏odzenia i zasilania w ciep∏o,5. systemy grzewcze lub grzewczo-ch∏odnicze z magazynowaniem ciep∏a,6. systemy ciàg∏ego ch∏odzenia,7. systemy cyklicznego ch∏odzenia.

Ze wzgl´du na charakter pracy majàcy za zadanie przedstawienie mo˝liwoÊciwykorzystania pomp ciep∏a dla szerokich zastosowaƒ pomini´te zosta∏y przyk∏adyodpowiadajàce przypadkom z punktów 6 i 7.

6.6.1. Systemy ciàg∏ego zasilania w ciep∏oZastosowaniem pomp ciep∏a w systemach ciàg∏ego zasilania w ciep∏o sà uk∏ady

ogrzewania c.w.u. System ogrzewania pojemnoÊciowego c.w.u. umo˝liwia zastoso-wanie pompy ciep∏a o znacznie mniejszej mocy grzewczej przy wyd∏u˝eniu czasujej pracy (stopnia wykorzystania mocy). Uk∏ad taki jest w pewnym sensie syste-mem grzewczym z magazynowaniem ciep∏a w ogrzanej wodzie u˝ytkowej.

Dobrym rozwiàzaniem jest pompa ciep∏a ogrzewajàca wod´ w basenie, zewzgl´du na wymaganà w tym celu stosunkowo niskà temperatur´. JeÊli jest to ba-sen kryty, to obcià˝enie pompy ciep∏a b´dzie ciàg∏e poprawiajàc tym samym eko-nomicznà efektywnoÊç instalacji.

6.6.2. Systemy cyklicznego zasilania w ciep∏oDo systemów cyklicznego zasilania w ciep∏o nale˝y przede wszystkim zali-

czyç ogrzewanie wn´trz, które realizowane jest podczas sezonu grzewczego.Pompy ciep∏a w takich systemach pracujà najlepiej (ekonomicznie), gdy sezongrzewczy trwa d∏ugo i instalacja grzewcza wykonana jest w technologii nisko-temperaturowej (ogrzewanie powierzchniowe, grzejniki konwektorowe, a tak˝einstalacja nawiewowa). Dobierajàc powierzchnie grzejników nale˝y pami´taç,˝e dla parametrów 45/40 i 55/50 (zasilanych pompà ciep∏a) muszà byç odpo-wiednio 2,7 i 2,3 krotnie wi´ksze od grzejników dobranych dla parame-trów 90/70 (zasilanych z kot∏a). Koszty zakupu grzejników b´dà wić wy˝sze dlainstalacji z pompà ciep∏a o oko∏o 25-30%. B´dà jednak bardziej bezpieczne zewzgl´du na ni˝szà temperatur´ pracy.

Pompy ciep∏a mogà zostaç wykorzystane do cyklicznego zasilania w energi´do podgrzewania dachów w celu ich odÊnie˝ania. Innym przyk∏adem sà p∏yty boiskpi∏karskich, które w celu zapewnienia standardów w warunkach klimatycznychPolski muszà byç podgrzewane. Uk∏ad rurek pod p∏ytà boiska stanowi instalacj´podobnà do poziomego wymiennika gruntowego z tym, ˝e zamiast pobieraç ciep∏oz gruntu, ogrzewa go.


Pompy ciep∏a

131

6.6.3. Systemy ciàg∏ego ch∏odzenia i zasilania w ciep∏oJeÊli opisane wczeÊniej ogrzewanie wody w basenie krytym po∏àczy si´ np. z ch∏o-

dzeniem tafli lodowiska, to nie jest konieczne wykonywanie dodatkowego dolnego êró-d∏a ciep∏a, co by∏o opisane w cz´Êci dotyczàcej êróde∏ ciep∏a niskotemperaturowego.

Ciekawym rozwiàzaniem jest zastosowanie rurek poziomego wymiennika ciep∏ana stokach narciarskich. Cz´sto okres wykorzystania trasy narciarskiej ograniczadop∏yw ciep∏a z górotworu ku powierzchni. Najcz´Êciej objawia si´ to poprzez wo-dy gromadzàce si´ w gruncie i dop∏ywajàce wody gruntowe, które roztapiajà Ênieg.Uk∏ad rurek w gruncie odbierajàc ciep∏o mo˝e utrzymywaç grunt w stanie zmro˝o-nym, uniemo˝liwiajàc wodzie przejÊcie w stan ciek∏y. Pozwoli to ograniczyç wp∏ywczynników powodujàcych topienie Êniegu do dzia∏ania s∏oƒca i wiatru. Wykorzystu-jàc dodatkowo odbierane ciep∏o do ogrzewania w miejsce np. spalania w´gla czydrewna redukuje si´ niskà emisj´, która poprzez osadzanie py∏ów na powierzchniÊniegu równie˝ przyÊpiesza proces topnienia Êniegu. Zjawisko to jest wynikiemzwi´kszonej absorpcji ciep∏a z promieniowania s∏onecznego. Rurki takie mogà s∏u-˝yç do pobierania ciep∏a przez ca∏y rok, zale˝nie od potrzeb odbiornika ciep∏a.

6.6.4. Systemy cyklicznego ch∏odzenia i zasilania w ciep∏oOpisany wczeÊniej sposób odÊnie˝ania dachów mo˝e przy zastosowaniu pomp

ciep∏a staç si´ instalacjà, w której ten sam uk∏ad rurek mo˝e pe∏niç rol´ dolnegoêród∏a ciep∏a np. do ogrzewania c.w.u. w sezonie letnim. Podobnie w przypadkustadionów pi∏karskich, pompa ciep∏a mo˝e zasilaç w ciep∏o system rurek w p∏ycieboiska podgrzewajàc jà. W okresie, gdy nie jest to konieczne, mo˝e pobieraç cie-p∏o zasilajàc np. instalacj´ c.w.u.

System rurek w konstrukcji drogi na podjazdach, mostach, skrzy˝owaniach lubpod powierzchnià parkingów mo˝e byç zimà wykorzystany do ogrzewania. Uzyskaçwtedy mo˝na efekt odÊnie˝ania i/lub odladzania powierzchni. Sposób taki korzyst-nie wp∏ywa na stan techniczny nawierzchni (nie wyst´pujà szkody zwiàzane z od-Ênie˝aniem p∏ugami, a zw∏aszcza zwiàzane z korozjà przy zastosowaniu soli). W po-zosta∏ym czasie mo˝na uk∏ady rurek wykorzystywaç do pobierania ciep∏a i zasilaniapompy ciep∏a. W ten sposób rozgrzane w lecie powierzchnie dróg mogà byç sch∏a-dzane. Ciep∏o mo˝e byç magazynowane w gruncie do topienia Êniegu i lodu w se-zonie zimowym. W pewnym stopniu odbiór ciep∏a z konstrukcji drogi mo˝e zmniej-szyç podatnoÊç powierzchni na tworzenie si´ kolein (Heliasz, Ostaficzuk 2001).

6.6.5. Systemy grzewcze lub grzewczo-ch∏odnicze z magazynowaniem ciep∏aDo uk∏adów takich nale˝y system grzewczo-klimatyzacyjny z magazynowaniem

ciep∏a w górotworze. Pompa ciep∏a wykorzystujàca wymiennik ciep∏a w górotworzemo˝e w okresie zapotrzebowania na ciep∏o pobieraç je, a w okresie letnim zat∏a-

Pompy ciep∏a


czaç do górotworu przy okazji klimatyzowania pomieszczeƒ. W ten sposób wzrastastopieƒ wykorzystania pompy ciep∏a, uzyskuje si´ uk∏ad klimatyzacyjny korzyst-niejszy ekonomicznie, a tak˝e energia cieplna z pomieszczeƒ zmagazynowanaw górotworze jest wykorzystana do ogrzewania w sezonie grzewczym. W tym celunajcz´Êciej stosowany bywa system nawiewowy (pompa ciep∏a ciecz/gaz).

Pompy ciep∏a ciecz/ciecz mogà tak˝e pracowaç w obiegu odwrotnym, tzn. w zi-mie jako urzàdzenie grzewcze, w lecie jako urzàdzenie ch∏odzàce. Zmiana kierun-ku przep∏ywu strumienia ciep∏a w przypadku ch∏odzenia odbywa si´ najcz´Êciejpoprzez odwrócenie obiegu termodynamicznego z wykorzystaniem zaworu zwrot-nego czterodrogowego. W tym przypadku ciep∏o pobierane b´dzie z systemugrzewczego (np. sch∏adzanie wody w grzejnikach c.o. – tzw. klimakonwektorach)i wpompowywanie do górotworu poprzez wymiennik. W przypadku wykorzystaniagórotworu jako magazynu ciep∏a korzystniejszym rozwiàzaniem jest zastosowaniewymienników otworowych ani˝eli poziomych wymienników gruntowych, ze wzgl´-du na mniejsze rozpraszanie zmagazynowanej energii.

Pompy ciep∏a mogà funkcjonowaç w bardziej wyrafinowanych uk∏adach, wspó∏-pracujàc np. z elektrowniami wiatrowymi lub ma∏ymi elektrowniami wodnymi.Przyk∏adem mo˝e byç zamiana nadwy˝ki energii wiatrowej na ciep∏o i jej magazy-nowanie w górotworze. Dzi´ki temu mo˝e nie byç konieczna synchronizacja prà-du z siecià. Ponadto ciep∏o wykorzystane byç mo˝e w czasie, gdy wyst´puje na niezapotrzebowanie, a nie tylko wtedy gdy wieje wiatr. Podobnie mo˝na opisywaçmniej lub bardziej rozbudowane instalacje wspó∏pracujàcych ze sobà ró˝nych êró-de∏ odnawialnych, np. energii wodnej w uk∏adach z pompà ciep∏a, zarówno jakoêród∏a dolne jak i górne (przy magazynowaniu energii). Ze wzgl´du na koszty nieznajdujà one jednak do tej pory szerszego zastosowania, pozostajàc w obszarze za-interesowania jedynie entuzjastów oraz laboratoriów badawczych.

6.7. EfektywnoÊç energetyczna i ekonomiczna pomp ciep∏aJako efektywnoÊç pompy ciep∏a, w odró˝nieniu od sprawnoÊci, nale˝y rozumieç

stosunek u˝ytecznej energii cieplnej do energii nap´dowej. Na ca∏oÊç energii nie-zb´dnej do nap´dzania uk∏adu ze spr´˝arkowà pompà ciep∏a w czasie t sk∏ada siénergia elektryczna niezb´dna do zasilania spr´˝arki En oraz energia koniecznado wymuszenia przep∏ywu noÊników ciep∏a niskotemperaturowego Ed (w uk∏adziedolnego êród∏a ciep∏a) oraz grzewczego w sieci odbiorczej Eg (w êródle górnym):

(7)

Jest to ca∏kowita energia nap´dowa uk∏adu, umo˝liwiajàca dostarczenie odbior-cy w tym czasie energii grzewczej Qu. Energia zasilajàca pomp´ obiegowà w celu

��


Pompy ciep∏a

133

wymuszenia cyrkulacji noÊnika ciep∏a w uk∏adzie odbiorczym Eg jest potrzebnaniezale˝nie od zastosowanego êród∏a ciep∏a, stàd jej okreÊlanie w analizie kosztówmo˝na pominàç. Energia do przet∏aczania niskotemperaturowego noÊnika ciep∏aEd wynika z parametrów i geometrii przep∏ywu oraz rodzaju noÊnika ciep∏a. Stano-wiç ona powinna u∏amek energii zasilajàcej uk∏ad (maksymalnie do 10%). Mo˝najà okreÊliç poprzez standardowe metody obliczania oporów przep∏ywu oraz iloÊcienergii hydraulicznej.

Na efektywnoÊç ekonomicznà stosowania pomp ciep∏a w systemach grzew-czych w g∏ównej mierze wp∏ywa wspó∏czynnik efektywnoÊci (wydajnoÊci grzejnej).Jest to stosunek u˝ytecznej energii grzewczej Qg do energii nap´dowej spr´˝arkiEn dostarczanej w danym czasie:

(8)

Ciep∏o grzewcze otrzymywane z pompy grzejnej Qg sk∏ada si´ z energii zasila-jàcej spr´˝ark´ En oraz z ciep∏a pobieranego z niskotemperaturowego êród∏a ener-gii Qd (Brodowicz, Dyakowski 1990):

(9)

IloÊç energii otrzymana z noÊnika ciep∏a niskotemperaturowego (z dolnegoêród∏a ciep∏a) okreÊla si´ wzorem:

(10)

WartoÊç wspó∏czynnika efektywnoÊci pompy ciep∏a mo˝na wyznaczyç korzysta-jàc z charakterystyki porównawczego obiegu czynnika roboczego (obieg Carnot’a).Jest on funkcjà temperatury parowania Td i skraplania Tg czynnika roboczegow wymiennikach:

(11)

Stopieƒ doskona∏oÊci rzeczywistego obiegu pompy ciep∏a j wynosi w prakty-ce 0,5∏0,6. Jego wartoÊç zwiàzana jest z konstrukcjà pompy ciep∏a (zale˝y od opo-rów przep∏ywu czynnika roboczego, strat energetycznych w wymiennikach itp.).Jak wynika z wzoru 11, efektywnoÊç pracy wzrasta wraz ze spadkiem ró˝nicy tem-peratur skraplania i parowania czynnika roboczego. Temperatura parowania usta-lona byç powinna odpowiednio do temperatury wykorzystanego êród∏a ciep∏a ni-skotemperaturowego. Powinna byç ona ni˝sza od temperatury niskotemperaturo-

��

��

��

��

��

��

��

��

��

Pompy ciep∏a


wego noÊnika ciep∏a na wyp∏ywie z parownika. Temperatura skraplania odwrotnie,powinna byç wy˝sza od temperatury noÊnika ciep∏a na wyp∏ywie ze skraplacza, czy-li na zasilaniu uk∏adu odbiorczego:

(12)

(13)

W praktyce ró˝nice temperatur DT wynoszà w przypadku wody i jej roztwo-rów 3∏4 K, a w przypadku powietrza 5∏7 K (Rubik 1996). WartoÊci te mogà byçmniejsze, ale konieczne jest wtedy zastosowanie wymienników o wi´kszej po-wierzchni wymiany ciep∏a, co zwi´ksza gabaryty i koszty pompy ciep∏a.

Reasumujàc, efektywnoÊç dostarczania ciep∏a ca∏ego uk∏adu z pompà grzejnàwyra˝a si´ zale˝noÊcià:

(14)

Najlepsze efekty pompa ciep∏a osiàga, je˝eli odbiorca wykorzystuje ciep∏oo temperaturze nie wi´kszej ni˝ 50-55°C (tabela 9).

Tabela 9. Typowe wartoÊci sprawnoÊci spr´˝arkowej pompy ciep∏a dla systemówgrzewczych o ró˝nych temperaturach wejÊciowych/wyjÊciowych czynni-ka grzewczego (Rybach 1998)

1) parametry dla spr´˝arkowej pompy ciep∏a (woda-woda) przy temperaturze êród∏a ciep∏a wynoszà-cej 5°C i sprawnoÊci Carnota równej 50%.

6.8. Koszty inwestycyjneGeneralnie niskimi kosztami inwestycyjnymi charakteryzujà si´ ujćia ciep∏a

z powietrza atmosferycznego, czasem tak˝e ciep∏a odpadowego (powietrze wenty-lacyjne, Êcieki). Âredni poziom kosztów inwestycyjnych charakteryzuje ujćia cie-p∏a za poÊrednictwem wód powierzchniowych, wód gruntowych i poprzez poziomewymienniki gruntowe. Wysokie koszty zwiàzane sà natomiast z wykonaniem insta-lacji odbioru ciep∏a w formie otworowych wymienników ciep∏a, kolektorów s∏o-necznych lub uj´ç wód geotermalnych.

��

��

��

��

��

�

��

�

System

dystrybucji ciep∏a

Konwencjonalne grzejnikiOgrzewanie pod∏ogoweGrzejniki konwektorowe

Temperatura wejÊciowa/wyjÊcio-

wa czynnika grzewczego, °C

60/5035/3045/35

Wspó∏czynnik efektywnoÊci

pompy ciep∏a1

2,54,03,5


Pompy ciep∏a

135

Tabela 10. Sk∏adniki kosztów inwestycyjnych uk∏adu grzewczego z pompà ciep∏aw porównaniu z instalacjami tradycyjnymi

6.9. Koszty eksploatacyjneDostarczanie ciep∏a z powietrza (atmosferycznego, wentylacyjnego) mo˝e byç

mniej kosztowne od jego pozyskiwania z wymienników ciep∏a w górotworze czy eks-

Lp.

1

2

3

4

5

6

7

8

Pompa ciep∏a

Pompa ciep∏a + automatyka +zabezpieczenia wewn´trzne

zabudowane w pompie ciep∏a –niskiego ciÊnienia, wysokiego

ciÊnienia, przed zamarznićiemparownika, przecià˝eniowe

kompresoraUk∏ad redukcji pràdu rozruchowego,

konieczny w przypadku starychinstalacji elektrycznych

Instalacja elektryczna, oddzielnalinia pićioprzewodowa

Instalacja zabezpieczajàcazewn´trzna (zmostkowany uk∏adpràdowy, czujnik zaniku fazy –zmostkowany, czujnik spadku

napićia poni˝ej krytycznej wartoÊci)Wymogi zabudowy – pomieszczeniesuche i o temperaturach powy˝ej 0°C

Uk∏ad niskotemperaturowego êród∏aciep∏a (grunt, studnie itp.)

Instalacja gazowa

Kocio∏ + palnik +automatyka

Przy∏àcz gazowa, nowe budownictwo

Instalacja kominowa

Wymogi instalacji z tytu∏uprzepisów

przeciwpo˝arowych

Wymogi serwisowezabudowy kot∏a:– odpowiednia wentylacja– materia∏y budowlane

zgodne z przepisamip.po˝.

Instalacja olejowa

Kocio∏ + palnik + automatyka

Zbiorniki olejowe z instalacjàhydraulicznà

Instalacja kominowa

Wymogi instalacji z tytu∏u przepisówprzeciwpo˝arowych

Wymogi serwisowe zabudowy kot∏a:– odpowiednia wentylacja– materia∏y budowlane zgodne

z przepisami p.po˝.– pomieszczenie, w którym stojà

zbiorniki, powinno byç wykonanez materia∏ów o ogniotrwa∏oÊci o stopieƒ wi´kszej ni˝ pozosta∏acz´Êç kot∏owni

W przypadku niskotemperaturowych uk∏adów ogrzewaniagrzejnikowego i pod∏ogowego – uk∏ad mieszajàcy

Wymogi stawiane przez firmy ubezpieczeniowe pomieszczeniom i obiektom ogrzewanym przez kot∏y gazowe i olejowe

Instalacja elektryczna dla uk∏adu automatycznego iskrowegozap∏onu kot∏a oraz potrzeb pomp obiegowych i automatyki

Pompy ciep∏a


ploatacji wód podziemnych pod warunkiem, ˝e powietrze to ma odpowiednià i sta∏àtemperatur´. Niestety tak nie jest. Zw∏aszcza, ˝e w sytuacji, gdy spada temperaturapowietrza atmosferycznego, roÊnie zapotrzebowanie na ciep∏o do ogrzewaniawn´trz. Wzrasta wić koszt jednostki ciep∏a. Wobec tego w szerokich zastosowaniachnajbardziej korzystne pod kàtem kosztów eksploatacyjnych okazujà si´ êród∏a ciep∏aw formie wymienników w górotworze lub wody g∏´binowej. O ile pozwalajà warunkinajbardziej op∏acalne bywa wykorzystanie ciep∏a odpadowego i technologicznego.

Koszt jednostki ciep∏a mo˝na okreÊliç na podstawie wzoru:

(15)

Nale˝y pami´taç, ˝e przy pozyskiwaniu ciep∏a niskotemperaturowego mogà wy-stàpiç dodatkowe koszty operacyjne charakterystyczne dla danego typu ujćiaenergii. I tak np. przy eksploatacji wód gruntowych i geotermalnych pojawiç mogàsi´ dodatkowe koszty eksploatacyjne zwiàzane z koniecznoÊcià renowacji otworóweksploatacyjnych i/lub ch∏onnych. Przy zastosowaniu powietrza mo˝e nast´powaçoszranianie powierzchni wymiany ciep∏a. Przy pozyskiwaniu ciep∏a odpadowegomo˝e zachodziç zjawisko korozji itp. Analiza tych dodatkowych czynników koszto-twórczych w eksploatacji dolnych êróde∏ ciep∏a wskazuje w du˝ym uogólnieniu, ˝enajmniejszym ryzykiem obarczone sà dobrze wykonane ujćia ciep∏a z górotworuw uk∏adach zamkni´tych.

Tabela 11. Sk∏adniki kosztów eksploatacyjnych uk∏adu grzewczego z pompà ciep∏aw porównaniu z instalacjami tradycyjnymi

� ��

�

Lp.

12

345678

910

Spr´˝arkowa

pompa ciep∏a

Instalacja gazowa

Koszt gazu

Koszty transportu gazu

Instalacja olejowa

Koszt oleju

Koszty transportu oleju

Zwi´kszone koszty paliwa ze wzgl´du na spadek wspó∏czynnika sprawnoÊci w czasie eksploatacjii zmiennoÊci wartoÊci opa∏owej gazu

Koszty corocznych przeglàdówW przypadku instalacji wi´kszej mocy – koszt utrzymania pracownika dozoru

Koszt wymiany wk∏adów kominowych co kilka latKoszty remontowe instalacji kot∏a po kilku latach eksploatacji

Koszty modernizacji instalacji kot∏a po kilkunastu latach eksploatacjiPomi´dzy 15 a 20 rokiem eksploatacji modernizacja ca∏ego systemu lub wymiana kot∏a zewzgl´du na du˝y spadek wspó∏czynnika sprawnoÊci (spalanie zbyt du˝ych iloÊci paliwa)

Koszty energii elektrycznej do nap´dzania pompy obiegowej instalacji c.o.

Koszt energiielektrycznejnap´dzajàcej

spr´˝ark´


Pompy ciep∏a

137

W celu obni˝enia kosz-tów nap´dzania pompy cie-p∏a mo˝na zasilaç jà energiàelektrycznà wytwarzanàna miejscu. Spr´˝arkowapompa ciep∏a mo˝e byç na-p´dzana silnikiem spalino-wym poprzez generator prà-dotwórczy (rys. 16). Zastoso-wanie poÊredniej przemianyenergii nap´dowej zwiàzanejest z konstrukcjà spr´˝arko-wych pomp ciep∏a. Nie jestmo˝liwe bezpoÊrednie prze-kazywanie energii mecha-nicznej z silnika spalinowegodo spr´˝arki z przyczynzwiàzanych ze szczelnoÊcià instalacji czynnika roboczego w pompie ciep∏a.

Pràdnice nap´dzane byç mogà silnikiem spalinowym, wykorzystujàcym gazziemny lub olej nap´dowy. Wspó∏czynniki efektywnoÊci generatorów pràdu nap´-dzanych silnikami spalinowymi opalanymi gazem ziemnym wynoszà ponad 80%.Tym samym koszt wytworzenia jednostki energii elektrycznej b´dzie ni˝szy w po-równaniu z kosztem energii z sieci. SprawnoÊç takiego uk∏adu mo˝na jeszcze pod-nieÊç poprzez wykorzystanie ciep∏a zawartego w produktach spalania do ogrzewa-nia, co zobrazowano na schemacie z rys. 16.

6.10. Zagadnienia formalne dotyczàce stosowania pomp ciep∏aZastosowanie pomp ciep∏a w instalacji grzewczej wymaga odpowiednich dzia∏aƒ

formalno-prawnych, które zale˝à od rodzaju odbiorcy ciep∏a, od rodzaju êród∏a ciep∏aniskotemperaturowego, a tak˝e od mocy pompy ciep∏a. Do takich zagadnieƒ nale˝à:

– elementy zwiàzane z pozwoleniami na stosowanie pompy ciep∏a ze wzgl´duna wymogi sanitarne (np. w szczególnych przypadkach przy pracy pompy cie-p∏a podczas podgrzewania wody pitnej, wody w basenie czy przy zabiegachsanatoryjnych, a tak˝e podczas pracy w systemie nawiewowym oraz w ró˝nychprocesach technologicznych, np. w mleczarniach),

– wymagania odnoÊnie poziomu ha∏asu, drgaƒ i wibracji,– pozwolenia wodno-prawne (jeÊli pompa ciep∏a jest zasilana w ciep∏o nisko-

temperaturowe z wód eksploatowanych za poÊrednictwem studni g∏´bino-wych, wód cieków powierzchniowych itp.),

Rys.16. Schemat spr´˝arkowej pompy ciep∏a zasilanej gazemziemnym poprzez generator pràdotwórczy

1 – rurociàg z noÊnikiem ciep∏a niskotemperaturowego (roztwór gli-kolu, powietrze), 2 – spr´˝arkowa pompa ciep∏a, 3 – energia nap´-dowa z generatora, 4 – odbiorca ciep∏a, 5 – dop∏yw paliwa (np. ga-zu), 6 – generator pràdotwórczy, 7 – spaliny z generatora.

Pompy ciep∏a


– procedury prawa górniczego i geologicznego, jeÊli wykorzystuje si´ g∏´bokieodwierty jako otworowe wymienniki ciep∏a, a tak˝e wody geotermalne,

– umowy z zak∏adem energetycznym odnoÊnie dostarczanej mocy energetycz-nej oraz taryfy pràdu elektrycznego w rozliczeniach kosztów.

Podsumowanie1. Zastosowanie seryjnie produkowanych pomp ciep∏a nale˝y rozwa˝aç jedynie

u odbiorców lub w cz´Êci systemu ciep∏owniczego, gdzie parametry pracynie przekraczajà wartoÊci temperatury 55°C na zasilaniu, przekraczajà jenieznacznie lub tylko okresowo. Poza wymienionymi w tabeli 1. nale˝a∏obywymieniç dodatkowo baseny odkryte i kryte, ogrzewanie ciep∏ej wody u˝yt-kowej, jak równie˝ klimatyzacj´ pomieszczeƒ i ch∏odnictwo.

2. Zasilanie z pompy ciep∏a elementów systemów grzewczych zaprojektowa-nych i wykonanych jako systemy Êrednio i wysokotemperaturowe nie przyno-si pozytywnych efektów technicznych i ekonomicznych. Zatem w przypadkuzastosowania ogrzewania bazujàcego na pompie ciep∏a nale˝a∏oby liczyç si´m. in. z niedogrzaniem w okresach najwi´kszego obcià˝enia lub wzrostemkosztu jednostki ciep∏a.

3. Mo˝liwych jest wiele konfiguracji pracy pomp ciep∏a ze êród∏ami ciep∏a ni-skotemperaturowego. Rozpatrujàc ró˝ne sposoby pozyskiwania ciep∏a nisko-temperaturowego i jego magazynowania najkorzystniejszym rozwiàzaniemwydaje si´ zastosowanie otworowych wymienników ciep∏a. Zaletami tegorozwiàzania sà: mo˝liwoÊç realizacji prawie w ka˝dym miejscu, dobre para-metry termiczne, brak problemów realizacyjnych i eksploatacyjnych orazmo˝liwoÊç magazynowania ciep∏a.

4. Zastosowanie pompy ciep∏a w miejsce istniejàcego tradycyjnego kot∏a wod-nego ∏àczy si´ z koniecznoÊcià remontu systemu grzewczego. Polegaç onmusi na zmianie grzejników na posiadajàce wi´kszà powierzchni´ wymianyciep∏a. Przy doborze wymienników w systemach grzewczych bazujàcychna cieple z pomp ciep∏a nale˝y kierowaç si´ dost´pnymi w literaturze meto-dami optymalizacji ich parametrów.

5. Podczas produkcji ciep∏a w uk∏adzie biwalentnym energia cieplna wytwarza-na jest w dwóch êród∏ach. Pierwsze, podstawowe êród∏o ciep∏a wytwarzau˝ytecznà energi´ cieplnà po kosztach ni˝szych (pompa ciep∏a). Stopieƒ wy-korzystania i obcià˝enia tego êród∏a powinien byç jak najwi´kszy. W przypad-ku przekroczenia mo˝liwoÊci podstawowego êród∏a ciep∏a i wi´kszego zapo-trzebowania na moc grzewczà (gdy np. temperatura zewn´trzna spadnie po-ni˝ej okreÊlonego poziomu) uruchomione musi byç szczytowe êród∏o ciep∏a,które wytwarza energi´ dro˝szà. W ten sposób uzyskuje si´ uk∏ad, w którym


Pompy ciep∏a

139

êród∏o podstawowe, o wi´kszym koszcie inwestycyjnym, obcià˝one jest mo˝-liwie maksymalnie i wytwarza energi´ taƒszà, natomiast êród∏o szczytowe,którego koszt inwestycyjny jest niski, a koszt jednostki wytworzonego ciep∏awysoki, obcià˝one jest tylko w okresach najwi´kszego zapotrzebowania. Bar-dzo istotne jest w∏aÊciwe dobranie mocy êród∏a szczytowego i êród∏a podsta-wowego z uwzgl´dnieniem zale˝noÊci temperatury powrotu noÊnika ciep∏az uk∏adu grzewczego do êród∏a ciep∏a od wielkoÊci obcià˝enia.

6. W uk∏adzie monowalentnym najcz´Êciej pracujà pompy ciep∏a zaopatrywanew energi´ niskotemperaturowà z górotworu i wód. Pompy ciep∏a pobierajàceenergi´ z powietrza najcz´Êciej pracujà w systemach biwalentnych.

7. Ze wzgl´du na wy˝szà sprawnoÊç energetycznà wymiennika ciecz-cieczod wymiennika gaz-ciecz oraz brak problemów zwiàzanych ze skraplaniemi oszranianiem, co wyst´powaç mo˝e, jeÊli êród∏em ciep∏a niskotemperatu-rowego jest powietrze, bardziej popularne sà pompy ciep∏a odbierajàce cie-p∏o z górotworu lub wód powierzchniowych za poÊrednictwem noÊnika cie-p∏a (cieczy) o obni˝onej temperaturze zamarzania.

8. Do czynników, które decydujà o op∏acalnoÊci wykorzystania niskotemperatu-rowego ciep∏a, nale˝à:– odleg∏oÊç odbiorców ciep∏a od êród∏a ciep∏a niskotemperaturowego, która

wp∏ywa na koszty inwestycyjne i przesy∏owe straty ciep∏a,– stopieƒ obcià˝enia êród∏a ciep∏a, który wp∏ywa na wartoÊç wykorzystania

dyspozycyjnej mocy grzewczej w ciàgu roku i oszcz´dnoÊci wynikajàcez produkcji taƒszej energii,

– charakterystyka temperaturowa êród∏a niskotemperaturowego i odbiorcze-go systemu grzewczego, która wp∏ywa na sprawnoÊç wytwarzania u˝ytecz-nej energii przez pomp´ ciep∏a, a tym samym na koszt wytworzenia jed-nostki ciep∏a,

– charakterystyka temperaturowa êród∏a ciep∏a w czasie (koherentnoÊç êró-d∏a),

– ceny innych noÊników energii.9. EfektywnoÊç pompy ciep∏a wzrasta wraz ze zrównywaniem si´ temperatur

êród∏a dolnego i górnego. Najwi´ksze sprawnoÊci wytwarzania ciep∏a do ce-lów grzewczych osiàga si´ przy stosunkowo wysokiej temperaturze dolnegoêród∏a ciep∏a (np. odpadowe przemys∏owe wody technologiczne) i wymaga-nej niskiej temperaturze zasilania w ciep∏o u˝ytkowe (np. ogrzewanie wodyw basenie).

10. Wy˝sze efektywnoÊci uzyskuje si´ w pompach ciep∏a, w których w obiegudolnego i górnego êród∏a ciep∏a cyrkuluje ciecz, ni˝sze je˝eli gaz. Cieczeposiadajà ponadto wi´ksze wartoÊci ciep∏a w∏aÊciwego, dzi´ki czemu danà

Pompy ciep∏a


porcj´ energii uzyskuje lub przekazuje si´ przy mniejszej ró˝nicy tempera-tur albo z mniejszej masy.

Znaczenie symboli wyst´pujàcych we wzorach

c – ciep∏o w∏aÊciwe noÊnika ciep∏a, J·kg-1·K-1,dz – zewn´trzna Êrednica rury, m,dw – wewn´trzna Êrednica rury, m,En – energia nap´dowa spr´˝arki, J,Eg – energia do wymuszenia przep∏ywu noÊnika ciep∏a grzewczego

w sieci odbiorczej, J,Ed – energia do wymuszenia przep∏ywu noÊnika ciep∏a

niskotemperaturowego, J,kt – poprawka na cyklicznoÊç odbierania ciep∏a z gruntu, -,Kjc – jednostkowy koszt ciep∏a, z∏/J,Kjn – jednostkowy koszt energii nap´dowej, z∏/J,L – d∏ugoÊç odcinka rury, m,Pg – zapotrzebowanie na moc grzewczà odbiorcy ciep∏a, W,Pd – moc grzewcza pobierana z niskotemperaturowego êród∏a ciep∏a, W,Qg – u˝yteczna energia grzewcza, J,Qd – iloÊç energii otrzymana z noÊnika ciep∏a niskotemperaturowego

(z dolnego êród∏a ciep∏a), J,Rr – opór cieplny materia∏u rury, mK/W,Rg – opór cieplny gruntu, mK/W,t – czas eksploatacji, s,tc – czas pozyskiwania ciep∏a z gruntu w danym okresie, s,tm – dany przedzia∏ czasu (najcz´Êciej jeden miesiàc), s,T1d – temperatura noÊnika ciep∏a wp∏ywajàcego do parownika, K,T2d – temperatura noÊnika ciep∏a wyp∏ywajàcego z parownika, K,Td – temperatura parowania czynnika roboczego w parowniku, K,Tg – temperatura skraplania czynnika roboczego w skraplaczu, K,To – temperatura gruntu w warunkach nienaruszonych, K,DT – ró˝nica temperatur, K,

– strumieƒ obj´toÊci noÊnika ciep∏a, m3·s-1,e – efektywnoÊç dostarczania ciep∏a ca∏ego uk∏adu z pompà grzejnà, -,j – stopieƒ doskona∏oÊci rzeczywistego obiegu pompy ciep∏a

(sprawnoÊç obiegu), -,h – wspó∏czynnik efektywnoÊci pracy pompy ciep∏a (COP), -,lr – wspó∏czynnik przewodzenia ciep∏a materia∏u rury, W/(mK),r – g´stoÊç noÊnika ciep∏a, kg·m-3.


Pompy ciep∏a

141

6.11. Bibliografia1. Brodowicz K., Dyakowski T., (1990). Pompy ciep∏a. PWN, Warszawa.2. Gryglaszewski L., (1997). Dolne êród∏a ciep∏a. SeCeS-Pol.3. Heliasz Z., Ostaficzuk S., (2001). Mo˝liwoÊci wykorzystania ciep∏a odpadowego

i energii geotermalnej do odÊnie˝ania i odladzania – koncepcje i problemy, Tech-nika Poszukiwaƒ Geologicznych Geosynoptyka i Geotermia, nr 5/2001.

4. Oszywa M., (2004). Pompa ciep∏a w twoim domu. Globenergy, nr 02/2004.5. Plewa S., (1994). Rozk∏ad parametrów geotermalnych na obszarze Polski, Wy-

dawnictwo CPPGSMiE PAN, Kraków.6. Rubik M., (1996). Pompy ciep∏a. Poradnik. Bran˝owy OÊrodek Informacji Na-

ukowej, Technicznej i Ekonomicznej „Instal”, Warszawa.7. Rybach L., (1998). Market Penetration of BHE Coupled Heat Pumps – the Swiss

Success Story, Geothermal Resources Council Trans., Vol 22.8. Sanner B., (2004). Technologie i rozwój zastosowania geotermalnych pomp cie-

p∏a. Technika Poszukiwaƒ Geologicznych Geosynoptyka i Geotermia, nr 5-6/2004.

9. Signorelli S., Andenmatten N., Kohl T., Rybach L., (2004). Projekt Statistik dergeothermischen Nutzung der Schweiz für die Jahre 2002 und 2003. Bericht fürdas Bundesamt für Energie, Bern.

10. Skupiƒski J., Ch∏opecki A., (2004). Nowoczesne pompy ciep∏a, Globenergy,nr 02/2004.

11. Âliwa T., (2005). Otworowe wymienniki ciep∏a. Prace geoin˝ynieryjne w pozy-skiwaniu i magazynowaniu ciep∏a, Nowoczesne Budownictwo In˝ynieryjne in-˝ynieria sanitarna, geoin˝ynieria, tunelowanie, górnictwo, hydrotechnika, dro-gi, mosty, nr 3.

12. Âliwa T., Gonet A., (2004). Techniczne mo˝liwoÊci pozyskiwania niskotempera-turowego i odpadowego ciep∏a za poÊrednictwem pomp ciep∏a. Problemy ekolo-giczne euroregionu karpackiego, Prace Naukowo-Dydaktyczne PaƒstwowejWy˝szej Szko∏y Zawodowej w KroÊnie, PWSZ Krosno.

13. Âliwa T., Starowiejski K., (2005). Wykorzystanie sieci wodociàgowej jako êró-d∏a energii niskotemperaturowej w instalacjach z pompà ciep∏a. Wiertnictwo,Nafta, Gaz, R. 22/1.

Biomasa


7. BIOMASA7.1. Charakterystyka

Biomasa jest i b´dzie najwa˝niejszym odnawialnym êród∏em energii w nadcho-dzàcym çwierçwieczu. O jej przydatnoÊci do wykorzystania energetycznego decy-duje mi´dzy innymi wysoka wartoÊç opa∏owa zwiàzana z kosztem uzyskania 1 GJenergii, stosunkowa ∏atwoÊç pozyskania, odnawialnoÊç w krótkim czasie. Poza tymzastosowanie biomasy mo˝e zagwarantowaç nowe miejsca pracy i êród∏a dochodu,pozwoli walczyç z degradacjà Êrodowiska i ze zmianami klimatycznymi.

Wed∏ug Nowej Encyklopedii Powszechnej PWN biomasa to masa materii za-warta w organizmach zwierzćych lub roÊlinnych w momencie pomiaru; wyra˝anabywa w jednostkach tzw. Êwie˝ej masy (naturalna masa organizmów), suchej ma-sy (masa bezwodna), w przeliczeniu na w´giel organiczny lub w jednostkach ener-gii; pozwala okreÊliç iloÊç materii organicznej wytworzonej przez populacj´ w da-nej przestrzeni oraz czasie i stanowi miar´ produktywnoÊci biologicznej (NowaEncyklopedia... 1995).

Definicja biomasy zawarta jest równie˝ w Rozporzàdzeniu Ministra Gospo-darki, Pracy i Polityki Spo∏ecznej z 30 maja 2003 r. w sprawie szczegó∏owego zakre-su obowiàzku zakupu energii elektrycznej i ciep∏a z odnawialnych êróde∏ energiioraz energii elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu z wytwarzaniem ciep∏a (Dz.U.Nr 104, poz. 971), zgodnie z którà: biomasa to substancje pochodzenia roÊlinne-go lub zwierzćego, które ulegajà biodegradacji, pochodzàce z produktów, odpa-dów i pozosta∏oÊci z produkcji rolnej oraz leÊnej, a tak˝e z przemys∏u przetwarza-jàcego ich produkty oraz inne cz´Êci odpadów, które ulegajà biodegradacji.

Pojćie biomasy podane w ww. Rozporzàdzeniu jest w pe∏ni zgodne z Dyrekty-wà Parlamentu Europejskiego i Rady Nr 2001/77/WE w sprawie promocji na rynkuwewn´trznym energii elektrycznej produkowanej ze êróde∏ odnawialnych.

Wprowadzenie tych definicji pozwala na jednoznaczne okreÊlenie, czy daneprodukty lub odpady kwalifikujà si´ jako biomasa, a tym samym – czy wytworzonaw oparciu o nie energia podlega mechanizmom wsparcia przewidzianym w ww.rozporzàdzeniu.

Klasyfikacja biomasy (biopaliw)W zale˝noÊci od stopnia przetworzenia biomasy, mo˝na przeprowadziç nast´pujà-cy podzia∏:

– surowce energetyczne pierwotne – drewno, s∏oma, roÊliny energetyczne, tzn.uprawiane g∏ównie dla uzyskania biomasy,

– surowce energetyczne wtórne – gnojowica, obornik, inne produkty dodatko-we i odpady organiczne, osady Êciekowe,


Biomasa

143

– surowce energetyczne przetworzone – biogaz, bioetanol, biometanol, estryolejów roÊlinnych (biodiesel), biooleje, biobenzyna i wodór.

Potencjalne zasoby energetyczne biomasy mo˝na podzieliç na dwie grupy:1) Organiczne pozosta∏oÊci i odpady:

a) pozosta∏oÊci roÊlin uprawnych, b) odpady powstajàce przy produkcji i przetwarzaniu produktów roÊlinnych,c) odpady zwierzće (obornik, gnojowica),d) organiczne odpady komunalne.

2) Plantacje roÊlin uprawnych z przeznaczeniem na cele energetyczne (np. ku-kurydza, rzepak, topinambur, szybkorosnàce uprawy drzew i traw).

Biomasa jest materià wyjÊciowà do produkcji biopaliw, które jako pochodnebiomasy mogà wyst´powaç w trzech stanach skupienia:

– sta∏ym,– ciek∏ym,– gazowym.

Klasyfikacj´ biopaliw ze wzgl´du na stan skupienia przedstawiono na rys. 1.W∏aÊciwoÊci majàce najwi´ksze znaczenie dla wszystkich biopaliw to:

– zawartoÊç wilgoci (M), – wielkoÊç/wymiary czàstek (P lub D/L),

– zawartoÊç popio∏u (A), – wartoÊç opa∏owa,– g´stoÊç nasypowa,– postaç paliwa i inne.

BIOPALIWA STA¸Edrewno opa∏owe: zr´bki, trociny,

Êcinki, wióry, brykiety, pelety,pozosta∏oÊci z rolnictwa: s∏oma zbó˝,

rzepaku i traw,osady Êciekowe odwodnione,roÊliny energetyczne trawiaste i

drzewiaste,inne, w tym makulatura.

BIOPALIWA GAZOWEbiogaz rolniczy (fermentacja

gnojowicy),biogaz z fermentacji odpadów

przetwórstwa spo˝ywczego,biogaz z fermentacji osadów Êciek.,biogaz/ gaz wysypiskowy,gaz drzewny.

BIOPALIWA CIEK¸Ebiodiesel-paliwo rzepakowe,etanol,metanol,paliwa p∏ynne z drewna:

– biobenzyna, – biooleje,– biobutanol.

BIOMASA

Rys.1. Systematyka energetycznego wykorzystania biomasy (Grzybek, Teliga 2006)

Biomasa


Charakterystyka najcz´Êciej u˝ywanych biopaliw sta∏ychDrewno

Drewno jako paliwo wyst´puje pod wieloma postaciami:– szczapy (drewno ràbane),– zr´bki,– trociny i wióry,– kora,– brykiety,– pelety.

Sk∏ad chemiczny drewna i s∏omy (tab. 1.) jest podobny do wielu materia∏ów ro-Êlinnych.

W´giel, tlen i wodór to najwa˝niejsze sk∏adniki chemiczne s∏omy i drewna. Za-wartoÊç siarki (0,05-0,12%) w s∏omie jest nieznaczna w porównaniu do jej zawar-toÊci w w´glu kamiennym (1-2%), co powoduje, ˝e emisja SO2 jest niewielka.

Tabela 1. Sk∏ad chemiczny s∏omy i drewna (Hejft 1997)

Do jednostek miar dla porównania ró˝nych rodzajów paliwa drzewnego przyjmujesi´:

1m3 jeden metr szeÊcienny obj´toÊci drewna litego (mià˝szoÊçdrewna) – np. 1 m3 wyci´ty z grubego pnia drzewa

1mp jeden metr przestrzenny obj´toÊci drewna ∏àcznie z powie-trzem znajdujàcym si´ pomi´dzy kawa∏kami drewna

Najw∏aÊciwszym sposobem oceny iloÊci drewna wg jego obj´toÊci jest

przeliczenie z metrów przestrzennych na metry szeÊcienne drewna, coprzy znajomoÊci rodzaju drewna i jego wilgotnoÊci pozwala na oszacowanie jegowartoÊci opa∏owej. WartoÊç opa∏owa ró˝nych rodzajów drewna w zale˝noÊci od wil-gotnoÊci podana jest w tabeli 2.

Materia∏

Drewno:– liÊciaste– iglasteS∏oma:– pszenna– rzepakowa– kukurydziana

popió∏

0,50,5

6,54,65,8

C

48,851,2

48,548,747,1

H

6,06,2

5,55,95,5

O

44,342,6

39,142,639,8

N

0,10,1

0,30,30,8

S

--

0,050,080,12

ZawartoÊç (wagowa) substancji (bez wody) (%)


Biomasa

145

Tabela 2. WartoÊç opa∏owa ró˝nych rodzajów drewna (Wach)

Druga metoda oceny wartoÊci energetycznej paliwa to metoda przyjmujàca

za podstaw´ obliczeƒ mas´ paliwa i wilgotnoÊç. Tabela 3. przedstawia dane odnoÊnie oceny technicznej spalania drewna w ró˝-

nej postaci (Grzybek, Teliga 2006).

Tabela 3. Ocena techniczna spalania drewna (Grzybek, Teliga 2006)

Oceny: ++ bardzo korzystna, + korzystna, 0 Êredniokorzystna, – niekorzystna

WilgotnoÊç

%

015202530354045505560

Wyszczególnienie

G´stoÊç usypowa (kg/m3)Masa jednostkowa (kg)Ârednia obj´toÊç magazynowania(m3/60000 kWh)Transport:

– krótki odcinek– d∏ugi odcinek

Za∏adunek materia∏u do piecaMo˝liwoÊç za∏adunku rćznegoAutomatyzacja za∏adunkuMo˝liwoÊç regulacji mocy cieplnejSystem spalania

Trociny

150-200-

105-140

+++

ciàg∏yokresowy

0+

++specjalne

piece

Zr´bki

200-300-

770-105

++++ciàg∏y

okresowy+

++++

przedpalenisko

ruszt mechaniczny

30-50 cm

200-5000,4-2,540-105

++

okresowy

+-0

100 cm

300-5003-25

40-70

++

okresowy

++-0

Brykiety

z trocin

400-6000,03-0,2

35-50

++++ciàg∏y

okresowy+++

buk, dàb

10,8310,5910,4910,3710,2410,099,929,719,469,168,78

brzoza

9,699,479,389,289,179,038,878,698,478,197,85

wierzba

6,656,506,446,376,296,206,095,965,815,625,39

modrzew

8,748,558,468,378,278,158,007,847,647,397,08

sosna, olcha

7,987,807,737,647,557,447,317,166,976,756,47

Êwierk

7,607,437,367,287,197,086,966,816,646,436,16

WartoÊç opa∏owa drewna (GJ/m3)

Kawa∏ki drewna o d∏.

dolne palenisko

Biomasa


Drewno ràbane w postaci szczap jest najcz´Êciej u˝ywanym paliwem. Do spa-lania w kominkach i kot∏ach lepsze jest drewno liÊciaste ze wzgl´du na wi´kszàg´stoÊç oraz mniejszà zawartoÊç kopcàcych przy spalaniu ˝ywic.

Drewno kawa∏kowe u˝ywane do spalania powinno byç powietrzno-suche, cooznacza, ˝e w procesie suszenia w warunkach naturalnych utraci∏o ca∏y nadmiarwilgoci zawarty w mikroporach miazgi, a pozosta∏a wilgoç znajduje si´ w stanierównowagi z otaczajàcym wilgotnym powietrzem. Drewno zaraz po Êcićiu posia-da wilgotnoÊç ok. 60%.

Zr´bki stosowane sà przede wszystkim do kot∏ów wi´kszych mocy. Mo˝na jejednak stosowaç równie˝ do ma∏ych kot∏ów (20 kW), pod warunkiem, ˝e sà to zr´b-ki suche. Zr´bki suche (w<20%) uzyskuje si´ poprzez zr´bkowanie przesuszo-nych ga∏´zi. Suszenie zr´bków mokrych w pryzmach pod zadaszeniem jest nie-efektywne i po∏àczone z utratà wartoÊci energetycznych oraz butwieniem zr´bków.

Pozyskiwanie materia∏u i zr´bkowanie zr´bków suchych jest trudniejsze,a przechowywanie (w zamkni´tych silosach lub magazynach) dro˝sze ni˝ zr´bkówmokrych. Jednak ich stosowanie jest op∏acalne, gdy˝ spalanie zr´bków suchychjest ∏atwiejsze, a kot∏y i instalacje zasilajàce znacznie taƒsze. Ponadto, rozwiàzaniatechnologiczne pozwalajà na automatyzacj´ instalacji zasilajàcej kocio∏ i jego bez-obs∏ugowà prac´.

Zr´bki mokre mogà byç dostarczane do kot∏owni prosto z lasu lub plantacjienergetycznych. Nie wymagajà specjalnych magazynów, a jedynie dobrze przewie-trzanych, zabezpieczonych przed opadami atmosferycznymi placów sk∏adowych.Do spalania zr´bków mokrych nadajà si´ w zasadzie kot∏y o mocach powy˝ej 500 kW.

Trociny i wióry sà materia∏em odpadowym z tartaków i zak∏adów przeróbkidrewna. Sà najtaƒszym paliwem pod warunkiem lokalizacji kot∏owni w pobli˝u za-k∏adu przetwórczego. Trociny sà du˝o trudniejsze do spalania ni˝ zr´bki, peletyi brykiety, dlatego nadajà si´ g∏ównie do spalania w du˝ych kot∏ach, w których kon-strukcja rusztu przystosowana jest do spalania mokrych lub suchych trocin.

W kot∏ach tych istnieje mo˝liwoÊç spalania mieszanek trocin i zr´bków. Nale˝yunikaç spalania trocin w ma∏ych kot∏ach, gdy˝ zwykle po∏àczone jest to z ma∏àsprawnoÊcià i du˝ymi emisjami szkodliwych gazów i py∏ów.

S∏omaS∏oma to „dojrza∏e” lub wysuszone êdêb∏a roÊlin zbo˝owych lub wysuszo-

nych ∏odyg roÊlin stràczkowych, lnu, rzepaku. Podstawowym sk∏adnikiem s∏omyjest w∏ókno surowe i zwiàzki bezazotowe wyciàgowe. Ponadto s∏oma charaktery-zuje si´ wysokà zawartoÊcià suchej masy (oko∏o 85%), zdolnoÊcià do ch∏onićiawody i gazów. Sk∏ad chemiczny s∏omy podano w tabeli 1.


Biomasa

147

S∏oma jest u˝ywana jako:– materia∏ Êció∏kowy (szczególnie w tradycyjnych budynkach inwentarskich),– sk∏adnik pasz dla zwierzàt (zw∏aszcza dla byd∏a i owiec – mimo niskiej war-

toÊci pokarmowej),– nawóz (posiada du˝à zawartoÊç makro- i mikroelementów oraz wp∏ywa do-

datnio na bilans sk∏adników pokarmowych w glebie, mo˝e byç bardzo wa˝-nym êród∏em substancji organicznej, która istotnie wp∏ywa na struktur´ gle-by, równowag´ stosunków powietrzno-wodnych),

– materia∏ wykorzystywany na cele energetyczne.

S∏oma u˝yta do spalania (na cele energetyczne) mo˝e wyst´powaç w postaciluênej, poci´tej na sieczk´, ma∏ych bel wysokiego zgniotu, du˝ych bel okràg∏ych,prostopad∏oÊciennych granulatu oraz brykietów. WartoÊç opa∏owa s∏omy zmniejszasi´ znacznie wraz ze wzrostem wilgotnoÊci. Górna granica wilgotnoÊci nie powin-na przekraczaç 20% (ze wzgl´du na podwy˝szonà emisj´ zanieczyszczeƒ w spali-nach). W tabeli 4. przedstawiono iloÊci energii uzyskane z 1m3 materia∏u ze s∏omyi drewna w ró˝nych ich postaciach.

Tabela 4. Fizyczne wartoÊci materia∏u opa∏owego ze s∏omy i drewna (Hejft 1997)

Na produkcj´ s∏omy wp∏ywa wiele czynników. Do najwa˝niejszych nale˝y zali-czyç: powierzchni´ uprawy roÊlin, których produktem ubocznym jest s∏oma, plo-ny, gatunek roÊliny, odmiana, nawo˝enie, warunki pogodowe.

Postaç materia∏u

S∏oma– luêna– poci´ta– du˝e bele prostopad∏oÊcienne– du˝e bele okràg∏e– ma∏e bele wysokiego zgniotu– zmielona– brykietyDrewno– kawa∏ki (polana)– wióry– trociny– brykiety

G´stoÊç

(kg/m3)

--

80-14080-13080-130

-800-1400

330-560--

1000-1350

Masa

usypowa

(kg/m3)

20-5040-6070-13060-9050-110

180-360300-450

200-500200-300150-200600-800

Obj´toÊç

masowa

(m3/t)

20-5016-257,7-1411-169-20

2,8-5,52,2-3,3

2,0-5,03,3-5,05,0-6,61,3-1,6

Energia

cieplna

(MWh/m3)

0,07-0,160,13-0,190,23-0,430,19-0,290,15-0,350,59-1,150,99-1,48

0,86-2,150,86-1,290,65-0,862,58-3,44

Biomasa


Podstawowym czynnikiem kszta∏tujàcym tendencje produkcji s∏omy jest po-wierzchnia zasiewów zbó˝, rzepaku i rzepiku oraz plony.

RoÊliny energetyczne szybkorosnàceRoÊliny drzewiaste szybkiej rotacji (Majtkowski 2003)

„Drzewiaste plantacje szybkiej rotacji” to plantacje drewna twardego, rosnàce-go szybko w poczàtkowej fazie wzrostu oraz mogàcego rozmna˝aç si´ poprzez sa-dzonki oraz p´dy. – Wierzba energetyczna (Salix sp.) – najwi´kszà popularnoÊç zdoby∏a w krajach

skandynawskich. W Polsce wierzb´ uprawia si´ na ok. 8 tys. ha. Powierzchnia ta – wgszacunków – b´dzie gwa∏townie rosnàç, dzi´ki ∏atwoÊci uprawy, osiàgnićiom w ho-dowli (nowe, wydajniejsze odmiany), rozwojowi technologii pozyskiwania energiiz biomasy, nieuchronnoÊci zmian w rolnictwie, zwiàzanej z integracjà europejskàoraz ni˝szym kosztom wytworzenia 1 GJ energii w porównaniu do paliw kopalnych.

– Topola (Populus sp.) – uwa˝ana jest za gatunek nadajàcy si´ do uprawy w cie-plejszych rejonach ni˝ wierzba. Najcz´Êciej na plantacjach topoli wysadzanychjest 700-2000 roÊlin/ha, z których biomasa pozyskiwana jest w cyklu 4-6 lat.W warunkach produkcyjnych roczna wydajnoÊç topoli wynosi 6-12 t s.m./ha.W wyniku prac hodowlanych, podj´tych w latach 50-tych ubieg∏ego stuleciaw Holandii, uzyskano szybko rosnàce mieszaƒce pomi´dzy topolà amerykaƒskàPopulus deltoides, topolà czarnà P. nigra i topolà kalifornijskà P. trichocarpa.W Wielkiej Brytanii testowano mieszaƒce topoli balsamicznej P. balsamifera, na-tomiast w Szwecji uzyskano odpornego na choroby mieszaƒca topoli dr˝àceji osiki amerykaƒskiej – P. tremula x P. tremuloides, o bardzo dobrych cechachtechnicznych drewna. Mieszaniec ten nadaje si´ do uprawy na nieu˝ytkachi gruntach zdegradowanych, pod warunkiem dostatecznie wysokiego poziomuwody gruntowej. W krajach skandynawskich plantacje tego mieszaƒca likwido-wane sà po 18-20 latach, po osiàgnićiu pe∏nej wartoÊci u˝ytkowej.

– Ró˝a wielokwiatowa (Rosa multiflora) – w wyniku prac hodowlanych, powsta-∏a bezkolcowa, silnie odrastajàca, mieszaƒcowa odmiana JART, która mo˝e byçuprawiana na ubogich, piaszczystych glebach klasy V i VI. Na plantacjach powin-na byç wysadzana w rozstawie 0,5x1 m. Tworzy roz∏o˝yste krzewy o wysokoÊci 4-7 m, które kosi si´ 8-10 cm od pod∏o˝a. Z plantacji o powierzchni 1 ha uzyskaçmo˝na ok. 20 t biomasy. Sadzona na obrze˝ach lasów mo˝e stanowiç êród∏o po-karmu dla zwierzàt oraz os∏on´ dla ptactwa w okresie rozrodu.

Trwa∏e roÊliny dwuliÊcienne (Majtkowski 2003)

Do najwa˝niejszych bylin dwuliÊciennych uprawianych w Europie na cele ener-getyczne nale˝à:


Biomasa

149

– Karczoch (Cynara cardunculus). Jest to roÊlina o wszechstronnych kierunkachwykorzystania: na cele spo˝ywcze, kiszonki liÊciowe, olej, surowiec dla przemy-s∏u farmaceutycznego, celulozowo-papierniczego i energetyki. W wyniku inten-sywnych prac hodowlanych uzyskano odmian´ bezcierniowà – Cynara 804. Po-wierzchnia uprawy karczochów wzrasta tak˝e w Australii i Ameryce Pd.

– Topinambur (s∏onecznik bulwiasty). RoÊlina ta posiada ma∏e wymagania sie-dliskowe. Do jej zalet nale˝y równie˝ wysoki potencja∏ produkcyjny. Plon bio-masy wynosi do ok. 80 t/ha, a bulw – do 40 t/ha. Znajduje zastosowanie w pro-dukcji etanolu, w przemyÊle spo˝ywczym i medycynie. ¸odygi i liÊcie topi-namburu sà doskona∏à karmà dla zwierzàt, a wysuszone nadajà si´ do celówenergetycznych.

– Âlazowiec pensylwaƒski (Sida hermaphrodita), znany równie˝ pod nazwàmalwy pensylwaƒskiej, jest przedstawicielem rodziny Êlazowatych. Istniejà mo˝-liwoÊci wykorzystywania go jako roÊliny w∏óknodajnej, miododajnej, paszowej,leczniczej oraz w przemyÊle celulozowo-papierniczym. W ostatnich latach pro-pagowana jest uprawa Êlazowca jako roÊliny energetycznej. Z hektara plantacjimo˝na osiàgnàç plon do 15 t suchej masy, z czego 6,7 t stanowi celuloza. ZaletàÊlazowca jest mo˝liwoÊç uprawy na glebach IV-V klasy oraz ∏atwoÊç rozmna˝aniaz nasion lub przez podzia∏ karp.

– Sylfia (Sylphium perfoliatum). RoÊlina ta posiada liÊcie do 40-60 cm, a jej zie-lona masa plonuje w granicach 100 t/ha (19 t s.m./ha). Do zalet sylfii mo˝na za-liczyç niskie wymagania siedliskowe i piel´gnacyjne, szybki odrost po skoszeniuoraz wielorakie wartoÊci u˝ytkowe (roÊlina miododajna, lecznicza i ozdobna). Po-za tym za∏o˝enie plantacji wymaga niewielkich nak∏adów.

– Rdest japoƒski (Reynoutria japonica) i rdest sachaliƒski (R. sachalinensis)pochodzà z Azji Wschodniej. Do Europy sprowadzono je w XIX w. jako roÊlinyozdobne. W warunkach polskich rdesty rozpoczynajà wegetacj´ doÊç póêno,na prze∏omie kwietnia i maja. Rosnà bardzo szybko, osiàgajàc wysokoÊç 2-4 m.Wegetacj´ koƒczà wraz z nadejÊciem pierwszych przymrozków. Ze wzgl´duna du˝à dynamik´ wzrostu oraz niewielkie wymagania glebowe, zas∏ugujàna szersze zainteresowanie ze strony genetyków i hodowców.

Trawy wieloletnie (Majtkowski 2003)

– Miskant olbrzymi (Miscanthus x giganteus) to okaza∏a trawa k´powa, wytwa-rzajàca mocny, si´gajàcy do 2,5 m w g∏àb ziemi system korzeniowy. Uprawianyjest dla grubych, sztywnych, wype∏nionych gàbczastym rdzeniem êdêbe∏, o wyso-koÊci 200-350 cm. Charakteryzuje si´ szybkim wzrostem (szczególnie w upalnelata), wysokim plonem biomasy z jednostki powierzchni oraz odpornoÊcià na ni-skie temperatury. W warunkach polskich krytycznym momentem w uprawie jest

Biomasa


wra˝liwoÊç sadzonek na niskie temperatury w pierwszym roku uprawy. Przed na-dejÊciem zimy m∏ode plantacje wymagajà zabezpieczenia (np. Êció∏kowanie).

– Miskant chiƒski (Miscanthus sinensis), pochodzi z Azji Po∏udniowo-Wschod-niej, gdzie roÊnie na wilgotnych terenach podgórskich, na obrze˝ach lasów.Ozdobà sà efektowne, pierzaste wiechy barwy srebrzysto-brunatnej, które poja-wiajà si´ w koƒcu lata.

– Palczatka Gerarda (Andropogon gerardi) – ma okaza∏e k´py (do 2,5 m wyso-koÊci), liÊcie do 50 cm d∏ugoÊci i do ok. 1 cm szerokoÊci oraz palczasto-gronia-ste kwiatostany (ok. 10 cm d∏ugoÊci). RoÊlina ma szerokie zastosowanie, m.in. ja-ko pokarm dla drobiu i pasza dla zwierzàt. Palczatk´ wykorzystuje si´ równie˝do rekultywacji np. zwa∏owisk pow´glowych, poboczy autostrad oraz na celeenergetyczne.

– Proso rózgowate (Panicum virgatum) – wyst´puje na znacznych obszarachkontynentu pó∏nocnoamerykaƒskiego i na po∏udniu. Ze wzgl´du na du˝àtrwa∏oÊç polecane sà do zadarniania terenów zdegradowanych, w charakterzeroÊlinnoÊci przeciwerozyjnej (roÊliny tworzà krótkie, ∏uskowate roz∏ogi),a tak˝e do upi´kszania poboczy autostrad. Departament Energii Stanów Zjed-noczonych w latach 90. objà∏ Panicum virgatum programem badawczymnad roÊlinami do celów energetycznych dla centralnych i pó∏nocno-wschod-nich rejonów USA.

– Mozga trzcinowata (Phalaris arundinacea) to wysokowydajna trawa wieloko-Ênych ∏àk na ˝yznych, wilgotnych glebach organicznych. Wyst´puje na ca∏ejpó∏kuli pó∏nocnej, gdzie porasta tak˝e rowy, moczary i brzegi wód. Dorastado 3 m wysokoÊci, dajàc plon do 12 t s.m. z ha. Dzi´ki zdolnoÊciom nitrofilnymwykorzystywana w oczyszczalniach biologicznych. W latach 90. ubieg∏ego wie-ku w krajach nale˝àcych do UE mozgà trzcinowatà obj´to programem hodow-lanym, majàcym na celu ocen´ przydatnoÊci do uprawy na cele energetycznei dla przemys∏u celulozowo-papierniczego w warunkach klimatycznych EuropyPó∏nocnej.

Trawy roczne (Majtkowski 2003)

W niektórych krajach Europy, szczególnie w rejonach z deficytem opadów i wy-sokimi temperaturami, jako êród∏o surowca do produkcji biogazu uprawiane jestsorgo sudaƒskie (Sorghum bicolor). Powierzchnia uprawy tego gatunku na celeenergetyczne w Europie wynosi kilkadziesiàt hektarów. W zwiàzku z obserwowa-nym globalnym ociepleniem klimatu uprawa takich roÊlin jak sorgo stanowiç mo-˝e alternatyw´ dla gatunków o wi´kszych wymaganiach wodnych.

Z traw rodzimych najlepiej plonuje trzcina pospolita, bowiem jej plony oce-nia si´ na 12-30 t/ha.


Biomasa

151

W tabeli 5. podano zestawienie mo˝liwoÊci pozyskania energii z ró˝nych roÊlin.

Tabela 5. Mo˝liwoÊci pozyskania energii z ró˝nych roÊlin (KoÊcik i in. 2002)

1) w odniesieniu do cz´Êci nadziemnych

Biopaliwa ciek∏e

Wzrost zapotrzebowania na paliwa p∏ynne przy ograniczonych zasobach i ro-snàcych kosztach wydobycia ropy naftowej, a tak˝e zanieczyszczenie Êrodowiskaemisjami pochodzàcymi z transportu to przyczyny poszukiwania nowych rodzajówpaliw do powszechnie stosowanych silników. èród∏a zwiàzane z transportem sà od-powiedzialne za oko∏o 1/4 emisji CO2, przy czym 80% tych emisji to emisje powo-dowane przez transport drogowy.

Kolejne Êwiatowe kryzysy paliwowe spowodowa∏y rozwój technologii w dziedzi-nie produkcji i wykorzystania biopaliw ciek∏ych. W ostatnich latach powsta∏ow Unii Europejskiej i w Polsce szereg dokumentów wspierajàcych rozwój sektorabiopaliw ciek∏ych. Do tej grupy zaliczamy (Grzybek 2004):

– bioetanol, – olej roÊlinny,– biopaliwo rzepakowe (biodiesel),– biometanol,– bioolej.

Paliwa ciek∏e mo˝na otrzymaç poprzez konwersj´ w procesach: hydrolizy, fer-mentacji, estryfikacji lub pirolizy. W tabeli 6. przedstawiono roÊliny, na których wy-konane zosta∏y doÊwiadczenia otrzymania biopaliw i odpowiadajàce im procesykonwersji.

Lp.

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.

RoÊlina

Mozga trzcinowataTrzcina pospolitaKostrzewa trzcinowataTopinambórMiskant cukrowyÂlazowiec pensylwaƒskiWierzbaU˝ytki zieloneDrewno sosnoweS∏oma zbo˝owa

Plon s.m.

t/ha

15-1813-705-6

10-161)

3017288

45,22-3

WartoÊç

opa∏owa GJ/t

14151413171317

15,81516

Plon s.m.

GJ/ha

210-252195-1050

70-84130-208

510221306

126,4678,332-48

Biomasa


Tabela 6. èród∏a biopaliw ciek∏e i ich zastosowanie (Grzybek 2001)

Zgodnie z Dyrektywà 2003/30/EC w 2010 roku b´dzie istnia∏ obowiàzek doda-wania 5,75% biokomponentów do ogólnej masy olejów nap´dowych wprowadza-nych do obrotu wg wartoÊci energetycznej. Zgodnie z ustaleniami Dyrektywynr 2003/30/EC w poszczególnych latach dynamicznie i stabilnie ma wzrastaç do-puszczalny udzia∏ biopaliw (bioetanolu i estrów) w ogólnym zu˝yciu paliw cie-k∏ych. Biokomponentem wymienionym w ww. Dyrektywie stosowanym zamienniez olejem nap´dowym sà estry kwasów t∏uszczowych – biopaliwo rzepakowe. Pod-stawowym surowcem do produkcji tego komponentu jest rzepak.

Istniejà dwie podstawowe technologie produkcji biopaliwa na bazie nasion ro-Êlin oleistych (Grzybek, Rogulska 2001):

– zimna, w której proces otrzymywania biopaliwa prowadzony jest w tempera-turach 20°-70°C z u˝yciem katalizatorów alkalicznych,

– goràca, która wymaga prowadzenia reakcji transestryfikacji w temperatu-rze 240°C i pod ciÊnieniem ok. 10 MPa. Technologia ta wymaga dost´pudo êród∏a taniej energii cieplnej, a tak˝e du˝ej iloÊci metanolu, który nast´p-nie mo˝e byç ponownie kierowany do procesu.

Proces transestryfikacji oleju rzepakowego odbywa si´ w linii technologicznej,w której poszczególne operacje procesowe sà realizowane przez odpowiednieurzàdzania i maszyny.

Biogaz (Grzybek 2005) W wyniku oddzia∏ywania z∏o˝onego Êwiata mikroorganizmów, wytwarzanie me-

tanu zachodzi w przyrodzie w naturalnych warunkach, które istniejà np. w war-stwach mu∏u, torfowiskach, na obszarach pól uprawnych zalanych wodà itp. Proces

Biopaliwo

Bioetanol

BiomelanolOlej roÊlinnyBiodieselBioolej

RoÊlina

zbo˝a, ziemniaki, pseudozbo˝a i lopinamburburaki cukrowe, trzcina cukrowa lub s∏odkie sorgouprawy energetyczne, s∏oma, Miscantus, roÊliny trawiasteuprawy energetyczne, Miscantusrzepak, s∏onecznik, sojarzepak, s∏onecznik, sojauprawy energetyczne, Miscantus

Proces konwersji

hydroliza i fermentacja

fermentacja

obróbka wst´pna, hydroliza i fermentacjagazyfikacja lub synteza metanolut∏oczenieostryfikacjapiroliza

Zastosowanie

dodatek do benzyny

Dodatek do CNsubstytut oleju nap´-dowego lub benzyny


Biomasa

153

ten mo˝e zachodziç równie˝ w sztucznie stworzonych warunkach w komorach,gdzie na skutek fermentacji metanowej uzyskuje si´ biogaz.

Zgodnie z Rozporzàdzeniem Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Spo∏ecznejz dnia 30 maja 2003 r. w sprawie szczegó∏owego zakresu obowiàzku zakupu energiielektrycznej i ciep∏a z odnawialnych êróde∏ energii definicja biogazu jest nast´pujàca:„biogaz” – gaz pozyskany z biomasy, w szczególnoÊci z instalacji przeróbki odpa-

dów zwierzćych lub roÊlinnych, oczyszczalni Êcieków i sk∏adowiskodpadów.

Biogaz mo˝e byç otrzymywany z nast´pujàcych odpadów organicznych:– gnojowica, gnojówka, obornik, pomiot kurzy, – odpadki roÊlinne, – Êcieki z zak∏adów przetwórstwa spo˝ywczego: rzeêni, mleczarni, zak∏adów

mi´snych, – osady ze Êcieków komunalnych,– frakcja organiczna na wysypiskach.

Do produkcji biogazu rolniczego stosuje si´ biomas´ z odchodów zwierzćych:gnojowic´, obornik i gnojówk´. Jako materia∏ uzupe∏niajàcy mogà byç stosowaneodpady roÊlinne lub uprawiane do tego celu roÊliny.

Na przebieg procesu fermentacji metanowej wp∏ywa szereg czynników, z któ-rych najwa˝niejsze to (Grzybek 2005):

– temperatura – która musi byç dobrana w∏aÊciwie dla ró˝nych bakterii,– czas reakcji, jest te˝ uzale˝niony od temperatury, w jakiej przebiega proces

fermentacji,– obcià˝enie ∏adunkiem zanieczyszczeƒ organicznych ma zasadniczy

wp∏yw na przebieg procesu fermentacji i iloÊci wyprodukowanego biogazu,– odczyn pH – musi byç dobrany w∏aÊciwie dla ró˝nych bakterii,– mieszanie biomasy jest niezb´dne w celu zapewnienia przebiegu procesu

w sposób jednorodny w ca∏ej obj´toÊci, utrzymania jednorodnej konsystencji;ponadto mieszanie biomasy zwi´ksza dost´p bakterii do czàstek substancjiorganicznej, a tym samym przyspiesza proces fermentacji,

– substancje toksyczne – musi byç utrzymywana w∏aÊciwa zawartoÊç tychsubstancji.

Sk∏ad biogazu zale˝y od procesu technologicznego i zastosowanego materia∏uwsadowego, ale mo˝na uznaç nast´pujàce granice zawartoÊci poszczególnych ga-zów: 55-80% metan, 20-45% CO2 oraz ma∏e iloÊci siarkowodoru, azotu, tlenu, wo-doru. O wartoÊci opa∏owej biogazu decyduje procentowy udzia∏ metanu.

Biomasa


Biogaz mo˝e byç zagospodarowany do:– produkcji energii cieplnej,– wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej (w systemach skojarzonych),– nap´du pojazdów mechanicznych.

Proces przygotowania biogazu jako paliwa do zasilania pojazdów wymaga wy-p∏ukiwania CO2, osuszania, spr´˝ania, magazynowania i stacji tankowania. Zastosowania metanu do zasilania pojazdów daje nast´pujàce korzyÊci:

– obni˝enie emisji spalin, – ca∏kowite wyeliminowanie emisji czàstek sta∏ych,– obni˝enie g∏oÊnoÊci pracy silników,– obni˝enie kosztów w transporcie.

7.2. Potencja∏ energetyczny biomasy na terenie Ma∏opolskiPolska posiada znaczne zasoby biomasy, jednak istniejà du˝e rozbie˝noÊci

w szczegó∏owej ocenie jej potencja∏u technicznego (tzn. mo˝liwego do realnegowykorzystania w oparciu o opracowane technologie) oraz przestrzennego rozk∏aduna obszarze kraju.

Potencja∏ techniczny biopaliw w Polsce mo˝liwy do wykorzystania na cele ener-getyczne oszacowano na ok. 684,6 PJ w skali roku. Rozwój tego sektora nast´pujeobecnie przede wszystkim w oparciu o biopaliwa sta∏e (407,5 PJ). Sk∏adajà sińa nie nadwy˝ki biomasy pozyskiwanej w rolnictwie 195 PJ, leÊnictwie 101 PJ, sa-downictwie 57,6 PJ oraz odpady z przemys∏u drzewnego 53,9 PJ. Natomiast pro-dukcja i wykorzystanie biopaliw p∏ynnych zale˝eç b´dzie od przyj´tych rozwiàzaƒekonomiczno-finansowych (Gradziuk i in. 2003)

W Ma∏opolsce wyst´puje du˝e zró˝nicowanie zapotrzebowania na ciep∏o i po-tencja∏u energetycznego biopaliw sta∏ych. Na podstawie obliczeƒ (Trojanow-ska 2006) stwierdzono, ˝e roczne zapotrzebowanie na ciep∏o na terenach wiejskichca∏ego województwa ma∏opolskiego wynosi 60 PJ, zmieniajàc si´ od wartoÊci 1,3 PJw powiecie miechowskim do przesz∏o 5,7 PJ w powiecie krakowskim. Wskaênik tenobliczono jako iloczyn mocy zainstalowanej w poszczególnych powiatach i czasutrwania przeci´tnego sezonu grzewczego.

Dla celów porównawczych zapotrzebowanie to odniesiono do powierzchni,uzyskujàc odpowiednio wartoÊci od 2 TJ/km2 w powiecie miechowskim do 7,9TJ/km2 w powiecie oÊwićimskim, przy Êredniej dla województwa 3,8 TJ/km2

i wspó∏czynniku zmiennoÊci tego wskaênika równym 0,7 (Trojanowska 2006).Zró˝nicowanie zapotrzebowania na ciep∏o oraz potencja∏u energetycznego biopaliw

sta∏ych w Ma∏opolsce rozpoznano stosujàc klasyfikacj´ rozmytà. Za najlepszà uznanoklasyfikacj´ 3-klasowà. W klasyfikacji tej obiektami by∏o 19 powiatów województwa ma-


Biomasa

155

∏opolskiego (z wyjàtkiem miast), zaÊ zmiennymi, na podstawie których dokonywanorozpoznania by∏o jednostkowe zapotrzebowanie na ciep∏o (PC) oraz wskaêniki opisu-jàce mo˝liwoÊci pokrycia tego zapotrzebowania przez spalanie lokalnych zasobów od-padów drzewnych z lasów, przemys∏u drzewnego i sadów (PD), wierzby energetycznejw przypadku obsadzenia 20% od∏ogów jej plantacjami (PW) oraz s∏omy (PS), liczonejako stosunek potencja∏u energetycznego biopaliw do zapotrzebowania na ciep∏o.

W tabeli 7. zestawiono dla ka˝dej z klas przeci´tne wartoÊci analizowanychwskaêników.

Tabela 7. WartoÊci Êrednie wskaêników charakteryzujàcych potrzeby energetycz-ne odbiorców wiejskich woj. ma∏opolskiego i mo˝liwoÊci ich zaspokojeniaprzez spalanie lokalnych zasobów biopaliw sta∏ych (Trojanowska 2006)

gdzie:PC – jednostkowe zapotrzebowanie na ciep∏o, PD – stosunek potencja∏u energetycznego odpadów drzewnych z lasów, prze-

mys∏u drzewnego i sadów do zapotrzebowania na ciep∏o, PW – stosunek potencja∏u energetycznego wierzby z upraw energetycznych

do zapotrzebowania na ciep∏o, PS – stosunek potencja∏u energetycznego s∏omy do zapotrzebowania na ciep∏o.

Do klasy S1 nale˝à powiaty le˝àce w pó∏nocnej cz´Êci województwa ma∏opolskie-go. Przy ma∏ym zapotrzebowaniu na ciep∏o istniejà tu najbardziej korzystne warunkibudowy instalacji do pozyskiwania energii z biopaliw sta∏ych, zw∏aszcza ze spalanias∏omy i wierzby energetycznej. Z kolei do klasy S2 nale˝à powiaty, w których wyst´-pujà najwi´ksze jednostkowe potrzeby energetyczne, a najmniejsze mo˝liwoÊci ichlokalnego zaspokojenia. Za reprezentantów tej klasy mo˝na uznaç powiaty: wielicki(stopieƒ przynale˝noÊci 0,97), wadowicki (0,94) i chrzanowski (0,91). Najwićej po-wiatów skupionych jest w klasie S3. Zapotrzebowanie na ciep∏o oraz mo˝liwoÊci jegopokrycia poprzez spalanie biopaliw sta∏ych w tych powiatach kszta∏tujà si´ na pozio-mie przeci´tnym dla Ma∏opolski, a reprezentantami klasy S3 sà powiaty: limanowski,nowotarski i nowosàdecki, których stopnie przynale˝noÊci przekraczajà wartoÊç 0,9.Powiatów: bocheƒski, brzeski, tarnowski i tatrzaƒski nie mo˝na jednoznacznie za-kwalifikowaç do ˝adnej z klas, co uzasadnia przydatnoÊç klasyfikacji rozmytej do ana-lizy zró˝nicowania potrzeb i zasobów energetycznych (Trojanowska 2006).

Klasa

S1S2S3

PC, TJ/km2

2,74,83,0

PD, %

4,75,813,4

PW, %

16,65,87,1

PS, %

18,26,47,8

Biomasa


Prognoza upraw energetycznych

Jako podstaw´ zaopatrzenia polskiej gospodarki energetycznej przyjmujesi´ 100 mln t w´gla. Poniewa˝ 1 t w´gla odpowiada 1,5 t biomasy (orientacyjnie),przyjmujàc za bazowe ww. zapotrzebowanie, obliczono jej niezb´dny potencja∏.Zak∏adajàc, ˝e biomasa zastàpi w´giel w wymaganych iloÊciach procentowych, za-potrzebowanie na nià do roku 2010 b´dzie si´ kszta∏towa∏o tak, jak pokazanona rys. 2 (Grzybek 2004).

Ponadto biomasa jestwykorzystywana w istnie-jàcych i przysz∏ych syste-mach ciep∏owniczychÊredniej i ma∏ej mocy.Eksperci szacujà przy-rost mocy do 2010 r.do 10 GW w kot∏achna drewno i s∏om´ lub in-ne roÊliny uprawianena cele energetyczne (Grzybek 2004).

Wed∏ug prognoz (Grzybek 2004) szacuje si´, ˝e w województwie ma∏opolskimb´dà nast´pujàce area∏y upraw roÊlin energetycznych (tabele 8 i 9).

Tabela 8. Prognoza upraw roÊlin energetycznych na 2006 r. (tys. ha) (Grzybek 2004)

Tabela 9. Prognoza upraw energetycznych na 2009 r. w (tys. ha) (Grzybek 2004)

W województwie ma∏opolskim produkuje si´ rocznie ok. 1 mln ton s∏omy zbo-˝owej, z czego na cele energetyczne mo˝na przeznaczyç ok. 50% (Dreszeri in. 2003), lub te˝ wed∏ug innych autorów 25% (Stelmachowski 2001).

W tabeli 10. podano prognozy pozyskiwania drewna w latach 2006-2015 w PGLLasy Paƒstwowe.

Rys.2. Zapotrzebowanie na biomas´ dla energetyki do 2010 r.(Grzybek 2004)

Obszar

Województwo ma∏opolskieCa∏y kraj

wierzba

8270

Êlazowiec

679

miskant i inne trawy

250,5

Inne

11

Obszar

Województwo ma∏opolskieCa∏y kraj

wierzba

6189

Êlazowiec

460

miskant i inne trawy

236


Biomasa

157

Tabela 10. Prognoza pozyskania drewna w PGL Lasy Paƒstwowe w latach 2006-2015 (Gradziuk i in. 2003)

7.3. TechnologieSposoby konwersji biomasy

Energi´ z biomasy mo˝na uzyskaç w wyniku procesów (rys. 3): – spalania bezpoÊredniego, – pirolizy,– zag´szczania (granulowanie, brykietowanie),– gazyfikacji, – fermentacji alkoholowej,– syntezy metanolu,– wykorzystania olejów roÊlinnych i ich pochodnych jako paliwa.

Spalanie biomasy jest najstarszym i najbardziej prostym sposobem wykorzy-stywania energii w niej zawartej, cz´sto tak˝e uwa˝anym za sposób najbardziej eko-nomiczny. Bardzo du˝e zró˝nicowanie biomasy pod wzgl´dem budowy chemiczneji cech fizycznych (wahania i niestabilnoÊç wilgotnoÊci, iloÊci popio∏u, zawartoÊci

Wyszcze-

gólnienie

Bia∏ystokGdaƒskKatowiceKraków

KrosnoLublin¸ódêOlsztynPikiPoznaƒRadomSzczecinSzczecinekToruƒWarszawaWroc∏awZi´bnà GóraRazem

2006

1903921

2225577

13081128905

1 9039361290981

23821848132157519801264

23 447

2007

19139262236580

13141134909

1 913940129698623941858132857819901271

23 565

2008

19229302247583

1321114091419229451303991

240618671334581

20001277

23 682

2009

1 9329352258586

132711459181932950130999624181876134158420101283

23 801

2010

1 9419402269589

1 3341 151923

1 94195413161 00124301886134858720201290

23 920

2011

19519442281592

13411157928195195913231 00624421895135458920301296

24 039

2012

19619492292595

13471163932196196413291 011245519051361592

2 0411 303

24 160

2013

19719542304598

13541168937197196913361 016246719141368595

2 0511 309

24 280

2014

19819592315600

1 3611 174941

1 98197413431021247919241375598

2 0611 316

24 402

2015

19909632327604

1368118094619909791349102624921933138260120711322

24 524

tys. m3 grubizny netto

Biomasa


cz´Êci lotnych) niejednokrotnie powoduje okreÊlone trudnoÊci w przebiegu spala-nia biomasy, jak i ograniczeniu emisji sk∏adników b´dàcych ubocznymi produktamiprocesów. Zbyt du˝a wilgotnoÊç paliw z biomasy nie tylko zmniejsza iloÊç uzyski-wanego ciep∏a podczas spalania, ale tak˝e niekorzystnie wp∏ywa na przebieg proce-su spalania (spalanie nieca∏kowite, zwi´kszona emisja zanieczyszczeƒ w spalinach).

Zag´szczanie (granulowanie, brykietowanie)

Za wykorzystaniem odpadów pochodzenia roÊlinnego w formie zag´szczonej(brykietów i granulatu) przemawiajà nast´pujàce ich zalety (Hejft, Obidziƒ-ski 2006):

– brykiety mo˝na spalaç we wszystkich piecach rusztowych,– kinetyka spalania brykietów jest podobna do spalania kawa∏ków (polan) drewna,– kilkakrotnie zmniejsza si´ powierzchnia magazynowania,– parokrotnie wi´ksza jest g´stoÊç brykietów (granulatu) w porównaniu z ma-

teria∏em sypkim, co istotnie zmniejsza koszty transportu,– spalanie brykietów (granulatu) jest bezpieczne (nie grozi wybuchem),– istnieje mo˝liwoÊç wprowadzenia mechanizacji i automatyzacji przy trans-

porcie, magazynowaniu i za∏adunku do pieca.

Granulat i brykiety opa∏owe powstajà w procesie ciÊnieniowej aglomeracji (gra-nulowania, brykietowania), w którym sypki materia∏ w wyniku dzia∏ania si∏ ze-wn´trznych (naciski zag´szczajàce) i wewn´trznych (si∏y i wiàzania mi´dzyczà-steczkowe) przybiera trwa∏à postaç o okreÊlonych wymiarach geometrycznych.

Rys.3. Sposoby konwersji biomasy (Grzybek, Teliga 2006)


Biomasa

159

Granulat wed∏ug BN-78/1135-04 to walec lub prostopad∏oÊcian o Êrednicy lubboku podstawy do 15 mm, zaÊ brykiet to walec lub prostopad∏oÊcian o Êrednicy lubboku podstawy 15-30 mm lub 60-120 mm.

Materia∏y poddane brykietowaniu (granulowaniu) powinny mieç wilgotnoÊçw granicach 8-15%. Wi´ksza wilgotnoÊç materia∏u wp∏ywa ujemnie na jakoÊçotrzymywanego produktu. Dotyczy to g∏ównie spadku g´stoÊci i wytrzyma∏oÊci ki-netycznej brykietów (granulatu), spadku ich wartoÊci opa∏owej i wzrostu emisji za-nieczyszczeƒ w trakcie spalania.

Wzrost temperatury procesu zag´szczania wp∏ywa na wzrost g´stoÊci aglome-ratu. Podwy˝szona temperatura, przy zag´szczaniu trocin z drewna oraz rozdrob-nionej s∏omy, powoduje cz´Êciowà hydroliz´ hemicelulozy oraz dekrystalizacj´ ce-lulozy, co powoduje uplastycznienie czàstek materia∏u. Przyk∏adowo: wzrost tem-peratury trocin sosnowych z 20°C do 180°C powoduje, ˝e przy brykietowaniu z ci-Ênieniem 60 MPa uzyskujemy brykiety o g´stoÊci wi´kszej o oko∏o 75-80 kg/m3.

Odpadowe materia∏y pochodzenia roÊlinnego np. trociny czy wióry posiadajàczàstki o zró˝nicowanej wielkoÊci. Przyk∏adowo, trociny sosnowe o sk∏adzie granu-lometrycznym 31,3% czàstek zatrzymanych na sicie o oczkach 1,5x1,5 mm, 16%na sicie 1x1 mm, 13,5% na sicie 3x3 mm, 15,4% na sicie 2x2 mm sà dobrym ma-teria∏em do brykietowania.

W praktyce przemys∏owej granulat (brykiety) sà wytwarzane w urzàdzeniachz uk∏adami roboczymi: „komora zamkni´ta-t∏ok zag´szczajàcy” (rys. 4a), „komo-ra otwarta-t∏ok zag´szczajàcy” (rys. 4b) lub „komora otwarta–Êlimak zag´szczajà-cy” (rys. 4c), „p∏aska matryca-rolki zag´szczajàce” (rys. 4d) oraz „pierÊcieniowamatryca-rolki zag´szczajàce” (rys. 4e).

Urzàdzenia do zag´szczania wykorzystujàce uk∏ady robocze z komorà za-mkni´tà (rys.4a) charakteryzujà si´ ni˝szym zu˝yciem energii na jednostk´ otrzy-manego produktu oraz mo˝liwoÊcià zag´szczania ró˝nych materia∏ów pochodze-nia roÊlinnego w tej samej komorze zag´szczajàcej. Do ich wad nale˝y zaliczyçskomplikowany mechanizm zamykania i otwierania komory oraz ma∏à wydajnoÊç.

Urzàdzenia wykorzystujàce uk∏ady robocze z komorà otwartà (rys. 4b) sà urzà-dzeniami prostszej konstrukcji i o wi´kszej wydajnoÊci. Do ich wad zaliczyç nale-˝y zwi´kszonà energoch∏onnoÊç procesu oraz stosowanie ró˝nych komór zag´sz-czajàcych (w zale˝noÊci od u˝ytego do zag´szczania materia∏u). Zwi´kszona ener-goch∏onnoÊç, która jest wynikiem wzrostu si∏ tarcia, w przypadku brykietowaniatrocin czy wiórów jest czynnikiem w cz´Êci pozytywnym (energia mechanicznaprzy zamianie w ciep∏o powoduje uplastycznienie materia∏u, a tym samym otrzy-muje si´ brykiety o lepszej jakoÊci).

Zag´szczanie trocin (rozdrobnionej s∏omy) w urzàdzeniach (brykieciarkach)ze Êlimakowym uk∏adem roboczym (rys. 4c) odbywa si´ przy pomocy Êlimaka 1,

Biomasa


matrycy 2 i sto˝kowego trzpienia 3. Otrzymywane brykiety charakteryzujà siútwardzonà powierzchnià zewn´trznà i wewn´trznà cylindrycznego brykietu.

Piroliza

Piroliza jest procesem termochemicznym przemiany biomasy w ciecz (kwasoctowy (etanowy), aceton i metanol, w´giel drzewny i nieskondensowane gazy,poprzez ogrzanie biomasy do oko∏o 750 K w nieobecnoÊci powietrza. W dopusz-czalnym zakresie mo˝liwa jest elastycznoÊç prowadzenia procesu. Poprzez stero-wanie parametrami procesowymi lub zastosowanie odpowiedniego typu kataliza-tora, w zale˝noÊci od doraênych potrzeb ekonomicznych na rynku paliwowo--energetycznym, wp∏ywaç mo˝na na wydajnoÊç i selektywnoÊç z∏o˝onego uk∏adureakcji chemicznych. JeÊli celem pirolizy biomasy jest np. uzyskanie mo˝liwienajwy˝szej wydajnoÊci produktów ciek∏ych, wymagane sà: umiarkowana tempe-ratura, du˝a szybkoÊç grzania i krótszy czas przebywania uwalnianych gazów.

Rys.4. Schemat uk∏adów roboczych granulujàco-brykietujàcycha) z zamkni´tà komorà zag´szczania: 1-mimoÊród, 2-t∏ok, 3-Êlimak podajàcy materia∏, 4-komora za-g´szczania, 5-zamknićie komory, b) z otwartà komorà zag´szczania: 1-t∏ok, 2-korbowód, 3-komorazag´szczania, 4-brykiety, 5-grza∏ki, 6-Êlimak podajàcy materia∏, 7-materia∏, c) ze Êlimakowym uk∏a-dem roboczym: 1-Êlimak zag´szczajàcy, 2-matryca, 3-trzpieƒ sto˝kowy, d) uk∏ad roboczy „p∏aska ma-tryca-rolki zag´szczajàce”: 1-rolka zag´szczajàca, 2-materia∏, 3-matryca, 4-aglomerat, e) uk∏ad robo-czy „pierÊcieniowa matryca-rolki zag´szczajàce” (Hejft, Obidziƒski 2006).


Biomasa

161

Zwi´kszenie wydajnoÊci procesowej w kierunku produkcji w´gla drzewnegoosiàgane jest poprzez zastosowanie ni˝szej temperatury i ma∏ej szybkoÊci grza-nia. WydajnoÊç produktów gazowych mo˝na zwi´kszyç poprzez zastosowanie wy-sokiej temperatury, ma∏ej szybkoÊci grzania i zwi´kszenie Êredniego czasu prze-bywania gazów (Piotrkowski 2004).

Metoda unieszkodliwiania odpadów (biomasy) w wysokotemperaturowym re-aktorze pirolitycznym wyró˝nia si´ zaletami (Grzybowski 2005):

– uniwersalnoÊcià, tzn. mo˝liwoÊcià utylizacji ró˝nego rodzaju odpadów (w tymzmieszanych),

– brakiem powstawania popio∏ów, py∏ów czy emisji spalin (dwutlenek w´gla,zwiàzki azotu, sadza, dioksyny itd.) w wyniku procesu HTSV,

– znacznie ni˝szymi kosztami utylizacji w porównaniu do innych technologiispalania,

– od pićiu do dwudziestu razy ni˝szà poda˝à wsadu ni˝ w konwencjonalnychspalarniach,

– neutralnymi dla Êrodowiska koƒcowymi produktami utylizacji, – optymalnym wykorzystaniem energii, – usuwaniem substancji szkodliwych ju˝ w trakcie procesu,– mo˝liwoÊcià tworzenia mniejszych zak∏adów utylizacji.

W procesie pirolizy jako materia∏ wsadowy kwalifikujà si´ wszelkie odpady,w tym surowce pochodzenia roÊlinnego (biomasa). W zale˝noÊci od przetwarza-nego materia∏u wsadowego uzyskuje si´ ró˝ne produkty. Mogà to byç wysoko-energetyczny gaz opa∏owy (o jakoÊci uzyskiwanej w procesach syntezy) i nieroz-puszczalny granulat lub krystality w blokach, które doskonale nadajà si´ do dal-szego przerobu na materia∏y izolacyjne, np. we∏n´ mineralnà lub do produkcjimateria∏ów budowlanych, ze wzgl´du na minimalnà zawartoÊç metali ci´˝kich(Grzybowski 2005).

Wspó∏spalanie

Wspó∏spalanie w´gla z biomasà jest popierane przez obecny stan prawny w Pol-sce (Rozporzàdzenie z dnia 30 maja 2003 r. w sprawie szczegó∏owego zakresu obo-wiàzku zakupu energii elektrycznej i ciep∏a z odnawialnych êróde∏ energii orazenergii elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu z wytwarzaniem ciep∏a) ze wzgl´-du na niskie emisje tlenków siarki, tlenków azotu, py∏ów i popio∏ów. Rozporzàdze-nie to okreÊla rodzaje, parametry techniczne i technologiczne êróde∏ odnawialnychwytwarzajàcych energi´ elektrycznà lub ciep∏o; w tym mo˝liwoÊci wydzieleniaenergii elektrycznej lub ciep∏a jako energii z odnawialnych êróde∏ przy wspó∏spa-laniu, dodatku biomasy do w´gla.

Biomasa


Wspó∏spalanie biomasy ma pozytywny efekt, polegajàcy na zmniejszeniu emisjisubstancji szkodliwych do atmosfery, nast´puje zmniejszenie emisji tlenków siar-ki i azotu oraz spadek zawartoÊci py∏u w spalinach ze wspó∏spalania.

Gazyfikacja

Gazyfikacja jest formà pirolizy przeprowadzanej w stosunkowo wysokiej tem-peraturze w celu optymalizacji wydajnoÊci sk∏adników gazowych – CO, H2, CH4,CO2 i N2. Jest najnowoczeÊniejszà i najefektywniejszà generacjà procesów konwer-sji energii biomasy. Wysokie efektywnoÊci procesowe (dochodzàce do 50%) mo˝-liwe sà do uzyskania w najnowszych, z∏o˝onych systemach turbin gazowych. Otrzy-muje si´ stosunkowo ma∏e iloÊci pozosta∏oÊci sta∏ych (w´giel drzewny) i popio∏u(Piotrkowski i in. 2004).

Gazyfikacja biomasy z u˝yciem pary wodnej dostarcza pewnych dodatkowych ko-rzyÊci. Produkty gazowe majà du˝à wartoÊç opa∏owà, redukuje si´ efekt rozcieƒczaniaprzez N2 z powietrza i eliminuje potrzeb´ kosztownych zak∏adów produkujàcychna miejscu tlen (kiedy zarówno powietrze, jak i tlen sà u˝ywane jako medium dla celówgazyfikacji). Gazyfikacja parà wodnà jest procesem bardziej z∏o˝onym, choçby z tegowzgl´du i˝ ciep∏o konieczne dla przebiegu procesu nie jest dostarczane bezpoÊredniodrogà cz´Êciowego spalania materia∏u biomasy w czasie gazyfikacji przy zastosowaniupowietrza i/lub tlenu. Wskutek tego konieczne stajà si´ g∏´bsze badania, okreÊlajàcem.in. optymalny stosunek pary/biomasy w zale˝noÊci od jej rodzaju (pochodzenia, sk∏a-du) i szeregu innych wa˝nych parametrów procesowych (Piotrkowski i in. 2004).

7.4. Formalne procedury wdra˝ania inwestycji (procedury, problemy, ryzyko...)

Akty prawne odnoÊnie biomasy

W celu uchronienia Êrodowiska naturalnego przed katastrofà i ustanowieniabezpieczeƒstwa energetycznego spo∏eczeƒstwo Êwiata i Europy ustanowi∏o trzypodstawowe dokumenty:

1. „White Paper” (Bia∏a Ksi´ga) – ustanowiona w listopadzie 1997 roku przezkraje UE. Dokument ten okreÊli∏ cel rozwoju wykorzystania OZE z 6%w 1995 roku do 12% w 2010 roku. Wykorzystanie biomasy powinno wzrosnàçz 45 Mtoe do 135 Mtoe.

2. Protokó∏ „Kioto” z grudnia 1997 roku, wg którego w celu ochrony klimatu,sygnatariusze podj´li decyzje ograniczenia emisji gazów cieplarnianych,w tym CO2 o 8% do 2008 – 2012 roku.

3. „Green Paper” (Zielona Ksi´ga) – stanowi o bezpieczeƒstwie energetycz-nym, o samozaopatrzeniu energetycznym UE poprzez wdro˝enie wykorzy-stania OZE, w tym biomasy.


Biomasa

163

Uznajàc rol´ i potencja∏ OZE, Parlament Europejski i Rada Unii Europej-skiej 27 wrzeÊnia 2001 roku przyj´∏a Dyrektyw´ 2001/77/EC w sprawie promocjienergii elektrycznej ze êróde∏ odnawialnych na wewn´trznym rynku energii elek-trycznej. W myÊl tej Dyrektywy odnawialne êróde∏a energii OZE cechuje (Vigla-sky 2004):

1. zerowy (per saldo) udzia∏ emisji spalin ze spalania biomasy w tworzeniu ga-zów cieplarnianych CO2, CH4 (spalanie s∏omy, ga∏´zi drzew, upraw energe-tycznych),

2. mo˝liwoÊç zapewnienia w odleg∏ej przysz∏oÊci zaspokajania potrzeb energe-tycznych rozwini´tej gospodarki przez wykorzystanie potencja∏u odnawial-nych êróde∏ energii,

3. wyst´powanie tych zasobów w rozproszeniu, co umo˝liwia ich wykorzystaniew lokalnych systemach energetycznych, a zw∏aszcza na terenach wiejskichi ma∏ych miasteczek. Rozproszenie energii odnawialnej zapewnia spo∏eczno-Êci lokalnej bezpieczeƒstwo energetyczne, a w skali kraju zwi´ksza ró˝no-rodnoÊç êróde∏ energetycznych.

Polskie akty prawne dotyczàce biomasy

Jednym z polskich aktów prawnych dotyczàcych biomasy jest RozporzàdzenieMinistra Gospodarki, Pracy i Polityki Spo∏ecznej z 30 maja 2003 r. w sprawie szcze-gó∏owego zakresu obowiàzku zakupu energii elektrycznej i ciep∏a z odnawialnychêróde∏ energii oraz energii elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu z wytwarzaniemciep∏a (DzU Nr 104, poz. 971). Rozporzàdzenie to jest w pe∏ni zgodne z DyrektywàParlamentu Europejskiego i Rady Nr 2001/77/WE w sprawie promocji na rynku we-wn´trznym energii elektrycznej produkowanej z odnawialnych êróde∏.

Zgodnie z „Za∏o˝eniami polityki energetycznej Polski do 2020 r.” (korektaz 2.04.2002 r.), „Strategià rozwoju energetyki odnawialnej” i „Politykà ekologicznàpaƒstwa” w Polsce przewiduje si´ dynamiczny rozwój wykorzystania energii zeêróde∏ odnawialnych. Zak∏ada si´ rozwój wykorzystania wszystkich rodzajów odna-wialnych êróde∏ energii (Kamieƒski 2003).

Rozporzàdzenie Ministra Gospodarki z 19 grudnia 2005 r. w sprawie szczegó-∏owego zakresu obowiàzku uzyskania i przedstawiania do umorzenia Êwiadectwpochodzenia, uiszczania op∏aty zast´pczej oraz zakupu energii elektrycznej i cie-p∏a wytworzonych z odnawialnych êróde∏ energii uÊciÊla, jakie êród∏a energiiuznaje si´ za odnawialne, a ponadto definiuje spe∏nienie obowiàzku udzia∏u ener-gii elektrycznej w ca∏kowitej rocznej sprzeda˝y energii odbiorcy koƒcowemu.Udzia∏ ten ma wynosiç w tym roku 3,6%, a w latach 2010-14 – 9%. JednoczeÊnieprawodawca narzuci∏ obowiàzek stosowania biomasy pochodzàcej z „upraw ener-getycznych lub odpadów i pozosta∏oÊci z produkcji rolnej oraz przemys∏u prze-

Biomasa


twarzajàcego jej produkty” w iloÊciach od 5% w 2008 r. do 60% w 2014 r. ∏àcznejmasy biomasy dostarczanej do procesu spalania. W zwiàzku z powy˝szym ka˝daelektrownia, o ile nie zamierza uiszczaç tzw. op∏aty zast´pczej z tytu∏u nie wytwo-rzenia energii w odnawialnym êródle, b´dzie musia∏a docelowo wspó∏spalaçod 200 do 450 tys. ton biomasy rocznie o Êredniej kalorycznoÊci ok. 9 GJ/t.Przy tym z upraw energetycznych w 2008 r. ma pochodziç 10-22,5 tys. ton bioma-sy, a w 2014 r. – 120-270 tys. ton (Surmiak 2006).

Celem strategicznym polityki paƒstwa jest zwi´kszenie wykorzystania odna-wialnych zasobów energii i uzyskanie 7,5-procentowego udzia∏u energii z OZEw bilansie energii pierwotnej w 2010 r. Do g∏ównych barier rozwoju sektora ener-getyki odnawialnej nale˝y zaliczyç uwarunkowania ekonomiczne. Dla wyrównaniakonkurencji, w tym poprawy relacji ekonomicznych energetyki odnawialnej w sto-sunku do ca∏ego sektora energetyki, nale˝y wesprzeç finansowo inwestycje w OZE.W zwiàzku z tym zosta∏ opracowany Programu Operacyjny „Infrastruktura i Âro-dowisko” (PO IiÂ) na lata 2007-2013.

W ramach PO realizowanych b´dzie 14 Priorytetów. Jednym z nich jest Priory-tet X pt. Infrastruktura energetyczna przyjazna Êrodowisku.

Dzia∏ania w Priorytecie X (Wyciàg z drugiego projektu Programu Opera-

cyjnego 2006):

1. Dzia∏anie 10.1. Zwi´kszenie stopnia wykorzystania energii pierwotnejw sektorze energetycznym i obni˝enie energoch∏onnoÊci sektora pu-blicznego.

2. Dzia∏anie 10.2. Zwi´kszenie wytwarzania energii ze êróde∏ odnawial-nych, w tym biopaliw. Dzia∏anie to ma na celu rozwój wykorzystaniaOZE, a obejmowaç b´dzie budow´ nowych mocy wytwórczych opartychna OZE oraz instalacji do produkcji biokomponentów i biopaliw. Jegorealizacja przyczyni si´ do zwi´kszenia wykorzystania lokalnych OZE(zw∏aszcza upraw energetycznych), zwi´kszenia sprawnoÊci ich wyko-rzystania oraz zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych i importu ga-zu ziemnego i ropy naftowej.

Bariery na drodze wzrostu produkcji energii odnawialnej (Viglasky 2004)

Na podstawie badaƒ przeprowadzonych zarówno w ramach UE jak i w poszcze-gólnych paƒstwach cz∏onkowskich zosta∏y okreÊlone bariery wzrostu energii odna-wialnej oraz metody ich pokonywania. Bariery te jak i przedsi´wzićia, które po-winny byç podj´te by im si´ przeciwstawiç podsumowuje Bia∏a Ksi´ga.

G∏ówne typy barier w procesie wdra˝ania Technologii Energii Odnawialnej(TEO) przedstawia tabela 11.


Biomasa

165

Tabela 11. G∏ównych typów barier w procesie wdra˝ania TEO (Viglasky 2004)

Energia produkowana z biomasy konkuruje z energià pochodzàcà ze êróde∏konwencjonalnych, lecz cz´sto stoi na pozycji przegranej ze wzgl´du na to, ˝e:

– wiele stacji wydobywczych i atomowych wybudowano dzi´ki ogromnym sub-sydiom,

– wi´kszoÊç projektów energii odnawialnej ma mniejszy zasi´g ni˝ projektyenergii konwencjonalnej, i z tego powodu nie mogà mieç zysku z wielkoÊciobrotu w takiej skali jak êród∏a konwencjonalne,

– odnawialne êród∏a energii zast´pujà koszty operacyjne kosztami, które majàbyç poniesione zanim podejmie si´ inwestycj´. Dlatego brak wystarczajàcychÊrodków pieni´˝nych to g∏ówna przeszkoda. D∏ugoterminowe stabilne sche-maty dochodu (zysku) sà wa˝niejsze od rywalizacji z tradycyjnymi technolo-giami energetycznymi,

– mimo, ˝e Technologie Energii Odnawialnej (TEO) sà konkurencyjnepod wzgl´dem ekonomicznym, to jednak postrzeganie ich kosztów przez ry-nek cz´Êciowo hamuje wdro˝enie,

– jednolite taryfy na elektrycznoÊç stosujà si´ do ca∏ego regionu lub kraju, cho-cia˝ realne koszty dostarczania do niektórych odleg∏ych terenów, takich jakwyspy i regiony górzyste, mogà byç o wiele wy˝sze ni˝ Êrednia. Efektywnekrzy˝owe subsydiowanie faworyzuje centralne dostawy energii (w stosunkudo zdecentralizowanych),

Rodzaj bariery

RentownoÊç – konkurencyjnoÊçFinansowe

Fiskalne

Regulacyjne oraz ustawodawcze

Administracyjne

Technologiczne

Informacja, edukacja, szkoleniaPolityczne

Przeszkody

ZdolnoÊç do konkurowania z konwencjonalnymi êród∏ami energiiBrak odpowiedniego finansowania dla osiàgnićia d∏ugoterminowych korzyÊci (dochodów, zysków)Wypaczenie konkurencji ze strony konwencjonalnych êróde∏ energii (np. w´gla, energii jàdrowej) w dziedzinie cen koƒcowych produktówBrak odpowiednich unormowaƒ, regulacji i ram prawnych w UE oraz w paƒstwach,które wspiera∏yby rozwój OZE. TrudnoÊci zwiàzane z pod∏àczeniem pràdu albo ciep∏a pochodzàcego od OZE do istniejàcych sieci elektrycznych oraz cieplnychBrak praktycznego wsparcia na szczeblu regionalnym i lokalnym, które stymulowa-∏oby rozwój projektów w sferze energii odnawialnejTechnologiczne przeszkody, które odnoszà si´ do badaƒ, rozwoju oraz demonstracji,dost´p do sieci publicznejBrak ÊwiadomoÊci i wiedzy o potencjale oraz mo˝liwoÊciach OZEBrak motywacji politycznej, która wspar∏aby inicjatywy rynkowe, konieczne dlarozwoju energii odnawialnej

Biomasa


– wysokie koszty Technologii Energii Odnawialnej (TEO) zwiàzane z planowa-niem zastosowaƒ, ustaleniem finansowania i zastosowaniem zabezpieczajà-cych taryf, które nie istniejà w technologiach konwencjonalnych.

Na rozwój wykorzystania biomasy w energetyce majà wp∏yw nast´pujàce czynniki:– dost´pnoÊç surowca, – wzrost wymagaƒ s∏u˝b ochrony Êrodowiska,– wzrost cen paliw: w´gla, oleju, gazu,– dost´pnoÊç na rynku technologii (kot∏ów) do spalania biopaliwa w ró˝nej postaci,– mo˝liwoÊç otrzymania dofinansowania inwestycji,– okreÊlone wymagania prawne zwiàzane z produkcjà zielonej energii.

KorzyÊci rozwoju lokalnego opartego o wykorzystanie biomasy

Obok mechanizmów zachćajàcych producentów energii do stosowania biopa-liw (preferencje wynikajàce z ww. rozporzàdzenia, zwolnienie z akcyzy energiielektrycznej wytwarzanej z OZE), dodatkowym czynnikiem motywujàcym do wy-korzystywania odpadów w produkcji biopaliw sà wzgl´dy ochrony Êrodowiska,zwiàzane z zagro˝eniami Êrodowiska, wynikajàcymi z innego post´powaniem z ty-mi odpadami. Przyk∏adowo, powszechne wypalanie s∏omy pozostawionej na polu,sk∏adowanie cz´Êci odpadów komunalnych, które z powodzeniem mogà byç wyko-rzystywane energetycznie, emisja metanu ze sk∏adowisk odpadów komunalnych,który ma bardzo wysoki wspó∏czynnik niszczenia warstwy ozonowej (Kamieƒ-ski 2003).

Wykorzystanie biomasy na szczeblu lokalnym (gminy lub gospodarstwa rolne-go) jest uzasadnione ze wzgl´du na mo˝liwoÊci aktywizacji gospodarczej lokalnychspo∏ecznoÊci, która to jest zwiàzana z (Grzybek, Teliga 2006):

– pozyskiwaniem i transportem surowca, – dystrybucjà paliw i urzàdzeƒ do ich spalania,– us∏ugami w bran˝y instalacyjnej, – tworzeniem kó∏ek maszynowych (us∏ugi),– budowà mi´dzygminnych hurtowni na biomas´,– wspó∏pracà samorzàdów z prywatnym kapita∏em,– wspó∏pracà z sektorem rolnym i leÊnictwem.

Liczba nowych miejsc pracy szacowana jest na 12-26 osób, na 1000 t roczniewytwarzanych biopaliw (Grzybek, Teliga 2006).

Pomimo korzystnych efektów ekologicznych, ekonomicznych i spo∏ecznych,wykorzystanie biomasy na cele energetyczne stwarza jednak wiele problemówtechnicznych, spowodowanych nast´pujàcymi czynnikami (Grzybek):


Biomasa

167

– szerokim przedzia∏em wilgotnoÊci (od kilku do 60%), powodujàcym trudno-Êci z przygotowaniem biomasy do energetycznego wykorzystania,

– stosunkowo niskim ciep∏em spalania na jednostk´ masy lub obj´toÊci, b´dà-cym przyczynà utrudnieƒ w dystrybucji biopaliw (w postaci naturalnej)(Grzybek, Teliga 2006).

7.5. Bibliografia1. Dreszer K., Micha∏ek R., Roszkowski A, 2003. Energia odnawialna – mo˝liwo-

Êci jej pozyskania i wykorzystania w rolnictwie. Polskie Towarzystwo In˝ynieriiRolniczej. Kraków-Lublin-Warszawa.

2. Gradziuk i inni, 2003. Biopaliwa. Wydawnictwo „WieÊ Jutra”.3. Grzybek A., 2001. Biopaliwa p∏ynne. Czysta Energia 11/2001, s. 23.4. Grzybek A., Rogulska M., 2001. Produkcja biopaliwa rzepakowego. Czysta

Energia 9/2001, s. 16.5. Grzybek A., 2003. Technologia przetwarzania oleju rzepakowego na biopaliwo.

Wydawnictwo „WieÊ Jutra”, 2 (55), 39 – 41.6. Grzybek A., Gradziuk P., Kowalczyk K., 2001. S∏oma – energetyczne paliwo, Wy-

dawnictwo „WieÊ Jutra”, Warszawa.7. Grzybek A., Teliga K., 2006. Metody i sposoby konwersji biomasy pochodzàcej

z rolnictwa na cele energetyczne. Materia∏y szkoleniowe do przedmiotu „Prze-twórstwo biomasy pochodzàcej z rolnictwa na cele energetyczne”. Wy˝sza Szko-∏a Handlowa, Kielce.

8. Grzybek A., 2006. Zasoby krajowe biopaliw sta∏ych i mo˝liwoÊci ich wykorzysta-nia w aspekcie technicznym, organizacyjnym i ekologicznym. Energetyka, Nr 6.

9. Grzybek A., 2004. Prognozy produkcji biomasy na cele energetyczne. Konferen-cja Naukowa: Stan polskiej energetyki odnawialnej BIOMASA. Materia∏y konfe-rencyjne, s. 46-50.

10. Grzybek A., 2005. Biogaz jako êród∏o energii. Wydawnictwo „WieÊ Jutra”.11. Grzybowski W., 2005. Technologia przysz∏oÊci. Przeglàd Komunalny 6 (2005),

s. 42.12. Hejft R., 1997. Wykorzystanie odpadowych produktów roÊlinnych do celów

energetycznych. Ogólnopolska Konferencja Naukowa nt. Teoretyczne i aplika-cyjne problemy in˝ynierii rolniczej. Wroc∏aw – Otmuchów 1997.

13. Hejft R., Obidziƒski S., 2006. Produkcja granulatu i brykietów w aspekcie cechjakoÊciowych. Czysta Energia. 6 (56), s. 26-27.

14. Kamieƒski Z., 2003. Polskie prawodawstwo a mo˝liwoÊci produkcji biopaliw.Czysta Energia 10/2003, s. 21.

15. KoÊcik B., Gradziuk P., 2002. RoÊliny energetyczne. Wydawnictwo AR w Lubli-nie.

Biomasa


16. Majtkowski W., 2003. RoÊliny energetyczne – przeglàd. Czysta Energia, 10(2003), s. 33.

17. Nowa Encyklopedia Powszechna. Tom I. PWN. Warszawa, 1995.18. Piotrkowski K. i inni., 2004. Biomasa – k∏opotliwe pozosta∏oÊci czy strategiczne

rezerwy czystej energii? Cz. 1. Czysta Energia 10/2004, s. 16.19. Surmiak R., 2006. Zielone Êwiat∏o dla biomasy z upraw energetycznych. Czy-

sta Energia, 3/2006, s. 26.20. Wach E., Biomasa – ekologiczne êród∏o energii. Ba∏tycka Agencja Poszanowania

Energii.21. Viglasky J., 2004. Polityka UE w zakresie odnawialnych êróde∏ energii – barie-

ry na drodze przyspieszonego wzrostu produkcji EO. Konferencja Naukowa:Stan polskiej energetyki odnawialnej BIOMASA. Materia∏y konferencyjne,s. 12-19.

22. Trojanowska M., 2006. Mo˝liwoÊci zaspokojenia zapotrzebowania na ciep∏ow Ma∏opolsce przez spalanie lokalnych zasobów biopaliw sta∏ych. Energetyka.Nr 6, s. 65-67.

23. Wyciàg z drugiego projektu Programu Operacyjnego Infrastruktura i Ârodowi-sko. Priorytety dla OZE. Czysta Energia 6/2006, s. 16.


Procedury zwiàzane z inwestycjami w gminie z zakresu energetyki odnawialnej

169

8. PROCEDURY ZWIÑZANE Z INWESTYCJAMIW GMINIE Z ZAKRESU ENERGETYKI ODNAWIALNEJ

Procedury zwiàzane z inwestycjami w gminie z zakresu energetyki odnawialnejzosta∏y omówione poni˝ej wed∏ug nast´pujàcej kolejnoÊci:

1. Energetyka wodna (elektrownie wodne).2. Energetyka wiatrowa (si∏ownie wiatrowe).3. Energetyka s∏oneczna (kolektory s∏oneczne).4. Biomasa. 5. Energetyka geotermalna (wykorzystanie kopalin ze z∏ó˝ do produkcji energii).

Aby ka˝da z ww. inwestycji zosta∏a rozpocz´ta, potencjalny inwestor musiprzejÊç przez wiele procedur prawnych z tym zwiàzanych, co zazwyczaj wià˝e si´z uzyskaniem kolejnych uzgodnieƒ, pozwoleƒ, opinii i innych dokumentów wyma-ganych przepisami.

Rozpocznijmy, wić nasze rozwa˝ania od etapów podejmowania decyzji przezinwestorów.

Przede wszystkim konieczne jest okreÊlenie bie˝àcych i przysz∏ych potrzebenergetycznych w gminie, jako elementu, od którego b´dzie zale˝a∏o przysz∏eokreÊlenie mo˝liwoÊci zaspokojenia tych potrzeb. Nale˝y sprawdziç, czy na tereniedanej gminy sà odpowiednie lokalne zasoby energetyczne, które mog∏yby te po-trzeby zaspokoiç, jakie sà te zasoby i czy sà mo˝liwe do wykorzystania z technicz-nego punktu widzenia.

Po okreÊleniu technicznych mo˝liwoÊci zrealizowania inwestycji, powinna byçwykonana wst´pna analiza ekonomiczna majàca doprowadziç do ustalenia ca∏kowi-tego kosztu inwestycji oraz wst´pnie odpowiedzieç na pytanie, czy dana inwestycjab´dzie op∏acalna z ekonomicznego punktu widzenia (tzn. kiedy nastàpi zwrot po-niesionych kosztów oraz kiedy inwestycja zacznie przynosiç dochody).

Kolejnym krokiem powinno byç okreÊlenie mo˝liwoÊci êróde∏ finansowania.Mogà to byç Êrodki w∏asne, po˝yczki czy kredyty bankowe, dotacje oraz sfinanso-wanie inwestycji przez stron´ trzecià.

Kolejny etap to okreÊlenie skutków ekologicznych inwestycji i korzyÊci, jakieona przyniesie na szczeblu lokalnym. Mo˝e si´ bowiem okazaç, ˝e inwestycja nierokujàca osiàgnićia korzyÊci ekonomicznych, zostanie zrealizowana ze wzgl´duna koniecznoÊç ochrony Êrodowiska lub mo˝liwoÊç stworzenia nowych miejsc pra-cy, co przecie˝ jest tak˝e wymiernà korzyÊcià. Powinno tu nastàpiç w∏àczenie spo-∏ecznoÊci lokalnej, obejmujàcej zarówno organizacje (ekologiczne, pozarzàdowe



etc.), jak i indywidualnych mieszkaƒców zainteresowanych sytuacjà w gminie. Jestto etap bardzo istotny, jako ˝e zapewnia uzyskanie akceptacji przez spo∏ecznoÊç lo-kalnà, której brak mo˝e spowodowaç konflikty wokó∏ inwestycji i w efekcie opóê-nienie, czy nawet powstrzymanie procesu inwestycyjnego, co z kolei wià˝e si´ zestratami finansowymi.

Warto pami´taç, ˝e choç w skali makro energetyka odnawialna ma bardzo pozy-tywny wp∏yw na Êrodowisko, to jej oddzia∏ywanie na otoczenie na szczeblu lokalnymmo˝e spotykaç si´ z niechćià sàsiadów i najbli˝szego otoczenia. Dzieje si´ tak dla-tego, ˝e niektóre z technologii wykorzystujàcych OZE powodujà jednak w najbli˝-szym sàsiedztwie pewne zak∏ócenia, takie jak np. ha∏as (elektrownie wiatrowe), nie-przyjemny zapach (energetyczne wykorzystanie odpadów organicznych), wp∏ywajàna krajobraz cz´sto nienaruszony wczeÊniej przez cywilizacj´ przemys∏owà.

Kiedy inwestor podejmie konkretne decyzje dotyczàce ww. etapów, przyst´pu-je do realizowania kolejnych kroków.

8.1. ELEKTROWNIE WODNE8.1.1. Tryb uzyskiwania dokumentów dotyczàcych planowania i zagospoda-

rowania przestrzennego (Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniuprzestrzennym z dnia 27.03.2003 r.)

Ka˝da gmina powinna posiadaç swój miejscowy plan zagospodarowania prze-strzennego, w którym przede wszystkim zawarte jest przeznaczenie terenu, zago-spodarowanie i warunki zabudowy terenu, a tak˝e rozmieszczenie inwestycji celupublicznego (Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennymz dn. 27.03.2003 r., art. 15).

Niestety nale˝y stwierdziç, ˝e wi´kszoÊç gmin albo takich planów nie posiada, albosà one nieaktualne. Dlatego te˝ w naszych rozwa˝aniach rozpatrzymy dwa warianty:

1. wariant, gdy gmina nie posiada miejscowego planu zagospodarowania prze-strzennego,

2. wariant, gdy gmina posiada miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego.

W pierwszym przypadku, gdy jest brak miejscowego planu zagospodarowaniaprzestrzennego, okreÊlenie sposobów zagospodarowania i warunków zabudowy te-renu nast´puje w drodze decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania tere-nu, przy czym rozró˝nia si´ dwie procedury w zale˝noÊci od rodzaju planowanejinwestycji, i tak:

– lokalizacj´ inwestycji celu publicznego ustala si´ w drodze decyzji o lokaliza-cji inwestycji celu publicznego,

– sposób zagospodarowania terenu i warunki zabudowy dla innych inwestycjiustala si´ drodze decyzji o warunkach zabudowy.



171

8.1.1.1. Procedury zwiàzane z wydaniem decyzji o lokalizacji inwestycji celupublicznego oraz sposobu zagospodarowania terenu i warunkówzabudowy dla innych inwestycji

Procedura ta wyglàda nast´pujàco: 1. Miejsce za∏atwienia sprawy: Wydzia∏ Architektury i Urbanistyki w Urz´dach

Gmin (Miast).2. Sk∏adajàcym wniosek o wydanie decyzji o lokalizacji inwestycji celu publiczne-

go jest inwestor (Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennymz dn. 27.03.2003 r., art. 52 ust. 1).

3. Wniosek powinien zawieraç: 3.1. OkreÊlenie granic terenu obj´tego wnioskiem, przedstawionych na kopii

mapy zasadniczej lub, w przypadku jej braku, na kopii mapy katastralnej,przyj´tych do paƒstwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego, obej-mujàcych teren, którego wniosek dotyczy i obszaru, na który ta inwestycjab´dzie oddzia∏ywaç, w skali 1:500 lub 1:1 000, a w stosunku do inwestycjiliniowych równie˝ w skali 1:2 000.

3.2. Charakterystyk´ inwestycji, obejmujàcà: – okreÊlenie zapotrzebowania na wod´, energi´ oraz sposobu odprowadza-

nia lub oczyszczania Êcieków, a tak˝e innych potrzeb w zakresie infra-struktury technicznej, a w razie potrzeby równie˝ sposobu unieszkodli-wiania odpadów,

– okreÊlenie planowanego sposobu zagospodarowania terenu oraz charak-terystyki zabudowy i zagospodarowania terenu, w tym przeznaczeniai gabarytów projektowanych obiektów budowlanych, przedstawionew formie opisowej i graficznej,

– okreÊlenie charakterystycznych parametrów technicznych inwestycjioraz dane charakteryzujàce jej wp∏yw na Êrodowisko.

W przypadkach uzasadnionych, organ zwróci si´ do inwestora o uzupe∏nieniekoniecznych materia∏ów, w przypadku szczególnego miejsca lokalizacji lubcharakteru inwestycji (Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzen-nym z dn. 27.03.2003 r., art. 52 ust. 2).

4. Informacje o wszczćiu post´powania w sprawie wydania decyzji:4.1. O ustaleniu lokalizacji inwestycji po˝ytku publicznego oraz post´powaniach

i decyzji koƒczàcej post´powanie strony, zawiadamia si´ w drodze obwiesz-czenia, a tak˝e w sposób zwyczajowo przyj´ty w danej miejscowoÊci,

4.2. Inwestora natomiast oraz w∏aÊcicieli i u˝ytkowników wieczystych nieru-chomoÊci, na których b´dà lokalizowane inwestycje celu publicznego, za-wiadamia si´ na piÊmie (Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu prze-strzennym z dn. 27.03.2003 r., art. 53 ust. 1).



5. Organ wydajàcy decyzj´ o lokalizacji inwestycji po˝ytku publicznego w odniesie-niu do:5.1. Inwestycji celu publicznego o znaczeniu krajowym i wojewódzkim – wójt,

burmistrz albo prezydent miasta w uzgodnieniu z marsza∏kiem wojewódz-twa,

5.2. Inwestycji celu publicznego o znaczeniu powiatowym i gminnym – wójt,burmistrz albo prezydent miasta,

5.3. Inwestycji celu publicznego na terenach zamkni´tych – wojewoda,5.4. Inwestycji celu publicznego wykraczajàcej poza obszar jednej gminy –

wójt, burmistrz albo prezydent miasta, na którego obszarze znajduje sińajwi´ksza cz´Êç terenu, na którym ma byç realizowana inwestycja, w po-rozumieniu z zainteresowanymi wójtami, burmistrzami albo prezydenta-mi miast.

6. W przypadku niewydania przez wójta, burmistrza albo prezydenta miasta w ter-minie 2 miesićy od dnia z∏o˝enia wniosku o wydanie decyzji o znaczeniu kra-jowym albo wojewódzkim, wojewoda wzywa wójta, burmistrza albo prezydentamiasta do jej wydania w wyznaczonym terminie, a po jego bezskutecznym up∏y-wie, wydaje decyzj´ i kosztami jej wydania obcià˝a gmin´ (Ustawa o planowaniui zagospodarowaniu przestrzennym z dn. 27.03.2003 r., art. 51).

7. W przypadku budowy elektrowni wodnej, decyzje wydaje si´ po uzgodnieniuz dyrektorem regionalnego zarzàdu gospodarki wodnej (dla przedsi´wzi´ç wy-magajàcych uzyskania pozwolenia wodnoprawnego, do wydania, którego orga-nem w∏aÊciwym jest wojewoda (Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu prze-strzennym z dn. 27.03.2003 r., art. 53 ust. 4 pkt 11).

8. Post´powanie w∏aÊciwego organu do wydania decyzji:8.1. Dokonanie analizy warunków i zasad zagospodarowania terenu oraz jego

zabudowy, wynikajàcych z przepisów odr´bnych oraz stanu faktycznegoprawnego terenu, na którym przewiduje si´ realizacj´ inwestycji (Ustawao planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dn. 27.03.2003 r.,art. 53 ust. 3).

Projekt decyzji sporzàdza: osoba wpisana na list´ izby samorzàdu zawodowegourbanistów lub architektów.

9. Wydana decyzja zawiera:9.1. Rodzaj inwestycji,9.2. Warunki i szczegó∏owe zasady zagospodarowania terenu oraz jego zabudo-

wy wynikajàce z przepisów odr´bnych, a w szczególnoÊci w zakresie:– warunków i wymagaƒ ochrony i kszta∏towania ∏adu przestrzennego,– ochrony Êrodowiska i zdrowia ludzi oraz dziedzictwa kulturowego i za-

bytków oraz dóbr kultury wspó∏czesnej,



173

– obs∏ugi w zakresie infrastruktury technicznej i komunikacji,– wymagaƒ dotyczàcych ochrony interesów osób trzecich,– ochrony obiektów budowlanych na terenach górniczych,

9.3. Linie rozgraniczajàce teren inwestycji, wyznaczone na mapie w odpowied-niej skali (Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennymz dn. 27.03.2003 r., art. 54).

10. Rejestr wydanych decyzji prowadzi:10.1. Marsza∏ek województwa przy inwestycji o znaczeniu krajowym i woje-

wódzkim,10.2. Wójt, burmistrz, prezydent, jeÊli inwestycja jest o znaczeniu powiatowym

i gminnym,10.3. Wojewoda przy inwestycjach na terenach zamkni´tych (Ustawa o plano-

waniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dn. 27.03.2003 r., art. 57).Czas procedury: decyzje wydaje si´ w terminie jednego miesiàca, a w sprawachskomplikowanych do dwóch miesićy.

8.1.1.2. Procedury zwiàzane z inwestycjami w gminach posiadajàcych miej-scowe plany zagospodarowania przestrzennego

Gdy gmina posiada miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego procedury sàmniej skomplikowane, lecz równie˝ istniejà. Mo˝na je podzieliç na dwa warianty:1. Gdy w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego jest uwzgl´dniona

dana dzia∏ka, nieruchomoÊç, na której b´dzie realizowana dana inwestycja, ko-nieczne jest uzyskanie przez inwestora nast´pujàcych dokumentacji:– wypis i wyrys z planu, – zaÊwiadczenia o przeznaczeniu terenu.1.1. Miejsce za∏atwienia sprawy: Wydzia∏ Architektury i Urbanistyki w Urz´-

dach Gmin (Miast).1.2. Sk∏adajàcym wniosek o wydanie decyzji o lokalizacji inwestycji celu pu-

blicznego jest inwestor (Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu prze-strzennym z dn. 27.03.2003 r., art. 52 ust.1).

1.3. Wniosek powinien zawieraç: 1.3.1. Imi´ i nazwisko lub nazw´ jednostki organizacyjnej ubiegajàcej si´

o uzyskanie wyrysu i wypisu,1.3.2. Dokumenty otrzymane w Wydziale Geodezji Urz´du Gminy (Mia-

sta).Czas oczekiwania do siedmiu dni od momentu z∏o˝enia wniosku przez inwe-stora.

2. Gdy w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego nie jest uwzgl´d-niona dana dzia∏ka, nieruchomoÊç, na której b´dzie realizowana dana inwesty-



cja, konieczne jest z∏o˝enie przez inwestora wniosku o sporzàdzenie lub zmia-n´ w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego. 2.1. Miejsce za∏atwienia sprawy: Wydzia∏ Gospodarki Przestrzennej i Nieru-

chomoÊci w Urz´dzie Gminy (Miasta).2.2. Wniosek sk∏ada: inwestor.2.3. Wniosek powinien zawieraç:

2.3.1. Imi´ i nazwisko lub nazw´ jednostki organizacyjnej ubiegajàcej sió sporzàdzenie lub zmian´ w miejscowym planie zagospodarowaniaterenu,

2.3.2. Dokumenty otrzymane w Wydziale Geodezji UM.2.4. Wnioski rozpatruje: prezydent miasta (wójt, burmistrz gminy) raz do roku,

informujàc wnioskodawc´ o trybie za∏atwienia sprawy.2.5. Koszty pokrywa: bud˝et gminy.

8.1.2. Post´powanie w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko plano-wanych przedsi´wzi´ç (Ustawa Prawo ochrony Êrodowiskaz dnia 27.04.2001 r.)

W przedsi´wzićiach takich jak budowa elektrowni wodnych konieczne jest prze-prowadzenie post´powania w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko, czegorezultatem jest wydanie decyzji o Êrodowiskowych uwarunkowaniach w sprawieplanowanego przedsi´wzićia mogàcego znaczàco oddzia∏ywaç na Êrodowisko.

Decyzj´ o Êrodowiskowych uwarunkowaniach inwestor obowiàzany jest uzy-skaç, przed wystàpieniem o inne decyzje i pozwolenia m.in.:

– decyzj´ o pozwoleniu na budow´ obiektu budowlanego, o zatwierdzeniu pro-jektu budowlanego oraz o pozwoleniu na wznowienie robót budowlanych,

– pozwolenie wodnoprawne na wykonanie urzàdzeƒ wodnych, – decyzj´ ustalajàcà warunki prowadzenia robót polegajàcych na regulacji wód

oraz budowie wa∏ów przeciwpowodziowych, a tak˝e robót melioracyjnych,odwodnieƒ budowlanych oraz innych robót ziemnych zmieniajàcych stosun-ki wodne na terenach o szczególnych wartoÊciach przyrodniczych, zw∏aszczana terenach na których znajdujà si´ skupienia roÊlinnoÊci o szczególnej war-toÊci z punktu widzenia przyrodniczego, terenach o walorach krajobrazowychi ekologicznych, terenach masowych l´gów ptactwa, wyst´powania skupieƒgatunków chronionych oraz tarlisk, zimowisk, przep∏awek i miejsc masowejmigracji ryb i innych organizmów wodnych – na podstawie przepisów ustawyz dnia 16 kwietnia 2004 r. o ochronie przyrody,

– równie˝ przed dokonaniem zg∏oszenia budowy lub wykonywania robót bu-dowlanych oraz zg∏oszenia zmiany sposobu u˝ytkowania obiektu budowlane-go lub jego cz´Êci.



175

Decyzj´ o Êrodowiskowych uwarunkowaniach wydaje si´ tak˝e przed wydaniemdecyzji o zatwierdzeniu projektu scalenia lub wymiany gruntów, jednak˝eprzedmiotowe post´powanie wszczyna si´ z urz´du.

1. Wniosek sk∏ada inwestor.2. Do wniosku nale˝y do∏àczyç:

2.1. PoÊwiadczonà przez w∏aÊciwy organ kopi´ mapy ewidencyjnej z zaznaczo-nym przebiegiem granic terenu, którego dotyczy wniosek, oraz obejmujà-cej obszar, na który b´dzie oddzia∏ywaç przedsi´wzićie,

2.2. Wypis i wyrys z miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego.3. Raport o oddzia∏ywaniu przedsi´wzićia na Êrodowisko – je˝eli sporzàdzenie ta-

kiego raportu jest wymagane. Wnioskodawca przed z∏o˝eniem wniosku o wyda-nie decyzji o Êrodowiskowych uwarunkowaniach mo˝e zwróciç si´ z zapytaniemo okreÊlenie zakresu raportu, a w przypadku przedsi´wzi´ç, które mogà trans-granicznie oddzia∏ywaç na Êrodowisko jest do tego obowiàzany.

4. Do zapytania, o którym mowa, nale˝y do∏àczyç informacje o planowanym przed-si´wzićiu, zawierajàce w szczególnoÊci dane o:4.1. Rodzaju, skali i usytuowania przedsi´wzićia, 4.2. Powierzchni zajmowanej nieruchomoÊci, a tak˝e obiektu budowlanego oraz

dotychczasowym sposobie ich wykorzystywania i pokryciu szatà roÊlinnà, 4.3. Rodzaju technologii, 4.4. Ewentualnych wariantach przedsi´wzićia, 4.5. Przewidywanej iloÊci wykorzystywanej wody i innych wykorzystywanych su-

rowców, materia∏ów, paliw oraz energii, 4.6. Rozwiàzaniach chroniàcych Êrodowisko,4.7. Rodzajach i przewidywanej iloÊci wprowadzanych do Êrodowiska substan-

cji lub energii przy zastosowaniu rozwiàzaƒ chroniàcych Êrodowisko,4.8. Mo˝liwym transgranicznym oddzia∏ywaniu na Êrodowisko,4.9. Obszarach podlegajàcych ochronie.

5. Organ w∏aÊciwy do wydania decyzji stwierdza koniecznoÊç sporzàdzenia rapor-tu o oddzia∏ywaniu przedsi´wzićia na Êrodowisko.

6. Raport o oddzia∏ywaniu przedsi´wzićia na Êrodowisko powinien zawieraç:6.1. Opis planowanego przedsi´wzićia, a w szczególnoÊci:

– charakterystyk´ ca∏ego przedsi´wzićia i warunki wykorzystywania tere-nu w fazie realizacji i eksploatacji,

– g∏ówne cechy charakterystyczne procesów produkcyjnych,– przewidywane wielkoÊci emisji, wynikajàce z funkcjonowania planowa-

nego przedsi´wzićia.6.2. Opis elementów przyrodniczych Êrodowiska, obj´tych zakresem przewidy-

wanego oddzia∏ywania planowanego przedsi´wzićia.



6.3. Opis analizowanych wariantów, w tym wariantu: – polegajàcego na niepodejmowaniu przedsi´wzićia,– najkorzystniejszego dla Êrodowiska, wraz z uzasadnieniem ich wyboru.

6.4. OkreÊlenie przewidywanego oddzia∏ywania na Êrodowisko analizowanychwariantów, w tym równie˝ w wypadku wystàpienia powa˝nej awarii przemy-s∏owej, a tak˝e mo˝liwego transgranicznego oddzia∏ywania na Êrodowisko.

6.5. Uzasadnienie wybranego przez wnioskodawc´ wariantu, ze wskazaniemjego oddzia∏ywania na Êrodowisko, w szczególnoÊci na ludzi, zwierz´ta, ro-Êliny, powierzchni´ ziemi, wod´, powietrze, klimat, dobra materialne, do-bra kultury, krajobraz, oraz wzajemne oddzia∏ywanie mi´dzy tymi elemen-tami.

6.6. Opis przewidywanych znaczàcych oddzia∏ywaƒ planowanego przedsi´-wzićia na Êrodowisko, obejmujàcy bezpoÊrednie, poÊrednie, wtórne, sku-mulowane, krótko-, Êrednio- i d∏ugoterminowe, sta∏e i chwilowe oddzia∏y-wania na Êrodowisko, wynikajàce z: – istnienia przedsi´wzićia, – wykorzystywania zasobów Êrodowiska, – emisji, oraz opis metod prognozowania zastosowanych przez wniosko-

dawc´.6.7. Opis przewidywanych dzia∏aƒ majàcych na celu zapobieganie, ogranicza-

nie lub kompensacj´ przyrodniczà negatywnych oddzia∏ywaƒ na Êrodowi-sko.

6.8. Je˝eli planowane przedsi´wzićie jest zwiàzane z u˝yciem instalacji, po-równanie, z zastrze˝eniem ust. 2, proponowanej technologii z technologiàspe∏niajàcà wymagania (Ustawa Prawo ochrony Êrodowiskaz dnia 27.04.2001 r., art. 143).

6.9. Wskazanie, czy dla planowanego przedsi´wzićia konieczne jest ustano-wienie obszaru ograniczonego u˝ytkowania oraz okreÊlenie granic takiegoobszaru, ograniczeƒ w zakresie przeznaczenia terenu, wymagaƒ technicz-nych dotyczàcych obiektów budowlanych i sposobów korzystania z nich.

6.10. Przedstawienie zagadnieƒ w formie graficznej.6.11. Analiz´ mo˝liwych konfliktów spo∏ecznych zwiàzanych z planowanym

przedsi´wzićiem.6.12. Przedstawienie propozycji monitoringu oddzia∏ywania planowanego

przedsi´wzićia na etapie jego budowy i eksploatacji.6.13. Wskazanie trudnoÊci wynikajàcych z niedostatków techniki lub luk we

wspó∏czesnej wiedzy, jakie napotkano, opracowujàc raport.6.14. Streszczenie w j´zyku niespecjalistycznym informacji zawartych w rapor-

cie.



177

6.15. Nazwisko osoby lub osób sporzàdzajàcych raport.6.16. èród∏a informacji stanowiàce podstaw´ do sporzàdzenia raportu.

7. Decyzj´ o Êrodowiskowych uwarunkowaniach wydaje wójt, burmistrz lub prezy-dent miasta.

8. W przypadku gdy przedsi´wzićie wykracza poza obszar jednej gminy, decyzjó Êrodowiskowych uwarunkowaniach wydaje wójt, burmistrz lub prezydent mia-sta, na którego obszarze znajduje si´ najwi´ksza cz´Êç terenu, na którym ma byçrealizowane to przedsi´wzićie, w porozumieniu z zainteresowanymi wójtami,burmistrzami lub prezydentami miasta.

9. W post´powaniu w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko okreÊla si´, ana-lizuje oraz ocenia:9.1. BezpoÊredni i poÊredni wp∏yw danego przedsi´wzićia na:

– Êrodowisko oraz zdrowie i warunki ˝ycia ludzi,– dobra materialne,– dobra kultury,– wzajemne oddzia∏ywanie mi´dzy czynnikami, o których mowa powy˝ej.

9.2. Mo˝liwoÊç oraz sposoby zapobiegania i ograniczania negatywnego oddzia-∏ywania na Êrodowisko.

9.3. Wymagany zakres monitoringu.

8.1.3. Tryb nabywania prawa do gruntu pod inwestycje zwiàzane z budowàelektrowni wodnych poprzez zakup, dzier˝aw´, u˝ytkowanie

1. We wszystkich Urz´dach Gmin powinny znajdowaç si´ Wydzia∏y Geodezji,a w nich ewidencje gruntów, aby ustaliç w∏aÊciciela gruntu i zbadaç aktualnystan prawny nieruchomoÊci. Informacje, które umieszczone sà w ewidencjigruntów to:– zasób u˝ytkowy, – operat ewidencji gruntów i budynków,– mapy ewidencji gruntów i mapy zasadnicze.

2. Po z∏o˝eniu odpowiedniego wniosku powinniÊmy otrzymaç kopi´ mapy ewiden-cji gruntów i map´ zasadniczà i wypis z rejestru gruntów.

3. Wypis z rejestru gruntów zawiera nast´pujàce informacje: numer ksi´gi wieczy-stej, po∏o˝enie gruntów, obszar, granice, rodzaj u˝ytków, klasa gruntów, w∏aÊci-ciel lub osoba w∏adajàca gruntem.Czas uzyskania dokumentów: 1-2 dni, w wypadku wi´kszych zamówieƒ

– od jednego tygodnia do jednego miesiàca.W przypadku, gdy inwestor jest w∏aÊcicielem gruntu pod inwestycj´ to pro-

cedura, która na tym etapie jest konieczna wymaga jedynie pozyskania ww. do-kumentów.



Je˝eli inwestor nie jest w posiadaniu gruntu pod inwestycj´, musi czyniç wszel-kie starania o pozyskanie gruntu, na którym zamierza wznieÊç obiekt i uzyskaç ty-tu∏ prawny do tego gruntu. W tym celu nale˝y w pierwszej kolejnoÊci ustaliç w∏a-Êciciela gruntów oraz zbadaç aktualny stan prawny rozwa˝anej nieruchomoÊci.

W∏aÊcicielem gruntu mo˝e okazaç si´ osoba fizyczna lub prawna, w tym gminabàdê Skarb Paƒstwa. W przypadku zainteresowania inwestora nabyciem gruntu na-le˝àcego do osób fizycznych lub prawnych innych ni˝ Skarb Paƒstwa czy gmina– nabywanie gruntów odbywa si´ poprzez zawarcie umowy nabycia sporzàdzonejw formie aktu notarialnego.

Sprzeda˝ gruntu gminy lub Skarbu Paƒstwa albo oddanie takiego gruntuw u˝ytkowanie wieczyste mo˝e nastàpiç tylko w drodze przetargu publicznego.Wykaz nieruchomoÊci gminy lub Skarbu Paƒstwa przeznaczonych do przetargujest podawany do publicznej wiadomoÊci. Wynik przetargu uj´ty w protokole sta-nowi podstaw´ do zawarcia umowy w formie aktu notarialnego. O terminie i miej-scu zawarcia umowy sprzeda˝y nieruchomoÊci czy oddania w u˝ytkowanie wieczy-ste gruntu, organizator przetargu winien zawiadomiç osob´ ustalonà jako nabyw-ca w ciàgu 21 dni od dnia rozstrzygnićia przetargu.

Inwestor zainteresowany nabyciem na w∏asnoÊç, u˝ytkowaniem wieczystym lubdzier˝awà konkretnej dzia∏ki gminy nie zamieszczonej w wykazie, mo˝e zg∏osiçswojà ofert´ nabycia, która mo˝e byç podstawà do przygotowania projektu uchwa-∏y Rady Miasta, a nast´pnie zorganizowania przetargu.

8.1.4. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia wodnoprawnego(Ustawa Prawo wodne z dnia 18.07.2001 r.)

Aby wybudowaç elektrowni´ wodnà konieczne jest uzyskanie pozwolenia wodno-prawnego. Pozwolenie wodnoprawne wydaje si´ w drodze decyzji na czas okreÊlo-ny (10 – 25 lat), je˝eli dotyczy to wykonania urzàdzeƒ wodnych, w tym elektrowniwodnych.

Procedury zwiàzane z wydaniem pozwolenia wodnoprawnego przedstawia sińast´pujàco:1. Wniosek o wydanie pozwolenia wodnoprawnego sk∏ada inwestor.2. Za∏àczniki do wniosku:

2.1. Operat wodnoprawny, sporzàdzamy w formie opisowej i graficznej.2.1.1. Cz´Êç opisowa operatu zawiera: – oznaczenie zak∏adu ubiegajàcego si´ o wydanie pozwolenia, jego siedzi-

by i adresu, – wyszczególnienie:

– celu i zakresu zamierzonego korzystania z wód, – rodzaju urzàdzeƒ pomiarowych oraz znaków ˝eglugowych,



179

– stanu prawnego nieruchomoÊci usytuowanych w zasi´gu oddzia∏ywa-nia zamierzonego korzystania z wód lub planowanych do wykonaniaurzàdzeƒ wodnych,

– obowiàzków ubiegajàcego si´ o wydanie pozwolenia w stosunkudo osób trzecich,

– charakterystyk´ wód obj´tych pozwoleniem wodnoprawnym, – ustalenia wynikajàce z warunków korzystania z wód regionu wodnego, – okreÊlenie wp∏ywu gospodarki wodnej zak∏adu na wody powierzch-

niowe oraz podziemne, – sposobu post´powania w przypadku rozruchu, zatrzymania dzia∏al-

noÊci bàdê wystàpienia awarii, jak równie˝ rozmiaru i warunków ko-rzystania z wód oraz urzàdzeƒ wodnych w tych sytuacjach.

2.1.2. Cz´Êç graficzna operatu zawiera: – plan urzàdzeƒ wodnych naniesiony na map´ sytuacyjno-wysokoÊciowà

terenu z zaznaczonymi nieruchomoÊciami, usytuowanymi w zasi´gu od-dzia∏ywania zamierzonego korzystania z wód lub planowanych do wyko-nania urzàdzeƒ wodnych, z oznaczeniem powierzchni nieruchomoÊcioraz w∏aÊcicieli, ich siedzib i adresów,

– zasadnicze przekroje pod∏u˝ne i poprzeczne urzàdzeƒ wodnych oraz ko-ryt wody p∏ynàcej w zasi´gu oddzia∏ywania tych urzàdzeƒ,

– schemat rozmieszczenia urzàdzeƒ pomiarowych oraz znaków ̋ eglugowych, – schemat funkcjonalny lub technologiczny urzàdzeƒ wodnych.

2.2. Decyzja o warunkach zabudowy i zagospodarowaniu terenu lub wyrys i wy-pis z miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego.

2.3. Opis prowadzenia dzia∏alnoÊci sporzàdzony w j´zyku nietechnicznym.3. Pozwolenie wodnoprawne na wykonanie urzàdzeƒ wodnych mo˝e byç wydawane

na podstawie projektu tych urzàdzeƒ, który musi odpowiadaç wymaganiom ope-ratu wodnoprawnego.

4. Pozwolenie wodnoprawne wydaje: starosta, wykonujàcy to zadanie jako zadaniez zakresu administracji rzàdowej. Organ ten jest w∏aÊciwy w sprawach stwier-dzenia wygaÊnićia, cofnićia lub ograniczenia tego pozwolenia, a tak˝e orze-czenia o przeniesieniu prawa w∏asnoÊci urzàdzenia wodnego na w∏asnoÊç w∏a-Êciciela wody.

5. Pozwolenie wodnoprawne zawiera: cel i zakres korzystania z wód, warunki wy-konywania uprawnienia oraz obowiàzki niezb´dne ze wzgl´du na ochron´ zaso-bów Êrodowiska, interesów ludnoÊci i gospodarki.

8.1.5. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia na budow´Posiadajàc wszystkie potrzebne dokumenty czyli:



– dokumenty geodezyjne z zasobu geodezyjnego i kartograficznego, – decyzj´ o lokalizacji inwestycji celu publicznego lub decyzj´ o warunkach

zabudowy lub wypis i wyrys z miejscowego planu zagospodarowania prze-strzeni,

– decyzj´ o Êrodowiskowych uwarunkowaniach,– pozwolenie wodnoprawne,

inwestor mo˝e przejÊç do ostatniego etapu realizacji inwestycji, a mianowicie uzy-skania pozwolenia na budow´.

Podstawà do uzyskania pozwolenia na budow´ jest z∏o˝enie wniosku o pozwo-lenie na budow´, do którego nale˝y do∏àczyç:

– cztery egzemplarze projektu budowlanego wraz z opiniami, uzgodnienia-mi, pozwoleniami i innymi dokumentami wymaganymi przepisami szcze-gólnymi,

– oÊwiadczenie o posiadanym prawie do dysponowania nieruchomoÊcià na ce-le budowlane,

– decyzj´ o warunkach zabudowy i zagospodarowaniu terenu, je˝eli jest onawymagana zgodnie z przepisami o planowaniu i zagospodarowaniu prze-strzennym,

– stronami w post´powaniu w sprawie pozwolenia na budow´ sà: inwestor orazw∏aÊciciele, u˝ytkownicy wieczyÊci lub zarzàdcy nieruchomoÊci znajdujàcychsi´ w obszarze oddzia∏ywania obiektu,

– decyzj´ o pozwoleniu na budow´ wydaje w∏aÊciwy organ, który przesy∏a nie-zw∏ocznie t´ decyzj´ wójtowi, burmistrzowi lub prezydentowi miasta albo or-ganowi, który wyda∏ decyzj´ o warunkach zabudowy i zagospodarowania tere-nu oraz decyzj´ o Êrodowiskowych uwarunkowaniach,

– w∏aÊciwy organ prowadzi rejestr decyzji o pozwoleniu na budow´ oraz prze-chowuje zatwierdzone projekty budowlane, a tak˝e inne dokumenty obj´tepozwoleniem na budow´.

8.1.6. Post´powanie w sprawie wydawania koncesji na prowadzenie dzia∏al-noÊci gospodarczej w zakresie wytwarzania energii elektrycznejw Odnawialnych èród∏ach Energii (Ustawa Prawo energetycznez dnia 10.04.1997 r.)

Prowadzenie dzia∏alnoÊci gospodarczej w zakresie wytwarzania energii elektrycz-nej w Odnawialnych èród∏ach Energii (OZE) wymaga uzyskania koncesji.

Koncesja wydawana jest na wniosek inwestora przez Prezesa Urz´du RegulacjiEnergetyki.1. Aby wnioskodawca otrzyma∏ koncesj´ musi spe∏niaç nast´pujàce warunki:



181

1.1. Siedziba lub miejsce zamieszkania na terytorium paƒstwa cz∏onkowskiego UniiEuropejskiej lub paƒstwa cz∏onkowskiego Europejskiego Porozumienia o Wol-nym Handlu (EFTA) – strony umowy o Europejskim Obszarze Gospodarczym,

1.2. Dysponuje Êrodkami finansowymi w wielkoÊci gwarantujàcej prawid∏owewykonywanie dzia∏alnoÊci bàdê jest w stanie udokumentowaç mo˝liwoÊciich pozyskania,

1.3. Posiada mo˝liwoÊci techniczne gwarantujàce prawid∏owe wykonywaniedzia∏alnoÊci,

1.4. Zapewni zatrudnienie osób o w∏aÊciwych kwalifikacjach zawodowych,1.5. Uzyska∏ decyzj´ o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu.

2. Koncesja nie mo˝e byç wydana wnioskodawcy, który: 2.1. Znajduje si´ w post´powaniu upad∏oÊciowym lub likwidacji,2.2. Skazanemu prawomocnym wyrokiem sàdu za przest´pstwo majàce zwià-

zek z przedmiotem dzia∏alnoÊci gospodarczej.3. Prezes URE, za poÊrednictwem ministra w∏aÊciwego do spraw gospodarki, informu-

je Komisj´ Europejskà o przyczynach odmowy udzielenia wnioskodawcy koncesji.4. Przedsi´biorstwa energetyczne, którym zosta∏a udzielona koncesja wnoszà co-

roczne op∏aty do bud˝etu paƒstwa. 5. WysokoÊç oraz form´ pobierania op∏at przez Prezesa URE okreÊli Rada Mini-

strów na drodze rozporzàdzenia z uwzgl´dnieniem wysokoÊci przychodów tychprzedsi´biorstw a tak˝e kosztów regulacji.

6 Przedsi´biorstwa energetyczne wytwarzajàce energi´ elektrycznà z odnawial-nych êróde∏ energii o mocy nieprzekraczajàcej 5 MW sà zwolnione z ww. op∏at.

7. Wniosek o udzielenie koncesji powinien zawieraç:7.1. Oznaczenie wnioskodawcy i jego siedziby lub miejsca zamieszkania,

a w razie ustanowienia pe∏nomocników do dokonywania czynnoÊci praw-nych w imieniu podmiotu gospodarczego – równie˝ ich imiona i nazwiska,

7.2. OkreÊlenie przedmiotu oraz zakresu prowadzonej dzia∏alnoÊci, na któràma byç wydana koncesja, oraz projekt planu rozwoju w zakresie zaspoko-jenia obecnego i przysz∏ego zapotrzebowania na energi´ elektrycznà,uwzgl´dniajàc miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego gminy,

7.3. Informacje o dotychczasowej dzia∏alnoÊci wnioskodawcy, w tym sprawoz-dania finansowe z ostatnich 3 lat, je˝eli podmiot prowadzi dzia∏alnoÊç go-spodarczà,

7.4. OkreÊlenie czasu, na jaki koncesja ma byç udzielona wraz ze wskazaniemdaty rozpoczćia dzia∏alnoÊci,

7.5. OkreÊlenie Êrodków, jakimi dysponuje podmiot ubiegajàcy si´ o konce-sj´, w celu zapewnienia prawid∏owego wykonywania dzia∏alnoÊci obj´tejwnioskiem,



7.6. Statystyczny numer identyfikacyjny w krajowym rejestrze podmiotów pro-wadzàcych dzia∏alnoÊç gospodarczà.

8. Koncesja powinna okreÊlaç:8.1. Podmiot i jego siedzib´ lub miejsce zamieszkania,8.2. Przedmiot oraz zakres dzia∏alnoÊci obj´tej koncesjà,8.3. Dat´ rozpoczćia dzia∏alnoÊci obj´tej koncesjà oraz warunki wykonywania

dzia∏alnoÊci,8.4. Okres wa˝noÊci koncesji,8.5. Szczególne warunki wykonywania dzia∏alnoÊci obj´tej koncesjà, majàce

na celu w∏aÊciwà obs∏ug´ odbiorców,8.6. Zabezpieczenie ochrony Êrodowiska w trakcie oraz po zaprzestaniu kon-

cesjonowanej dzia∏alnoÊci,8.7. Statystyczny numer identyfikacyjny w krajowym rejestrze podmiotów pro-

wadzàcych dzia∏alnoÊç gospodarczà,8.8. Koncesja powinna ponadto okreÊlaç warunki zaprzestania dzia∏alnoÊci

przedsi´biorstwa energetycznego po wygaÊnićiu koncesji lub po jej cof-nićiu.

9. Prezes URE przekazuje kopie wydanych koncesji w∏aÊciwemu terenowo woje-wódzkiemu urz´dowi statystycznemu.

10. Koncesj´ udziela si´ na czas okreÊlony, nie krótszy ni˝ 10 lat i nie d∏u˝szyni˝ 50 lat.

8.2. ELEKTROWNIE WIATROWEProcedury prawne dotyczàce inwestycji zwiàzanych z budowà si∏owni wiatro-

wych sà bardzo podobne do tych, które dotyczà budowy elektrowni wodnych. Jednym z pierwszych etapów realizacji takiej inwestycji jest okreÊlenie lokali-

zacji elektrowni wiatrowych. Jest to bardzo wa˝ny etap, od którego mo˝e zale˝eçprzysz∏a eksploatacja elektrowni wiatrowej.

Elektrownie wiatrowe podczas pracy mogà emitowaç ha∏as, którego êród∏emjest uk∏ad przeniesienia mocy (wirnik – przek∏adnia – generator) oraz sam wirnik.Poziom ha∏asu zale˝y w du˝ej mierze od wielkoÊci (mocy) elektrowni, ogólnychrozwiàzaƒ konstrukcyjnych oraz od wykonania i zaprojektowania poszczególnychelementów konstrukcyjnych. Ha∏as jest nieod∏àcznà cechà elektrowni wiatrowych,co jest szczególnie dokuczliwe przy ma∏ych i Êrednich pr´dkoÊciach wiatru, mimozastosowania i wykorzystania nowoczesnych technologii. Z tego wzgl´du nie nale-˝y planowaç inwestycji blisko zabudowaƒ mieszkalnych. Polskie prawo wymaga,aby ha∏as nie przekroczy∏ 40 dB w porze nocnej, co w praktyce wyznacza minimal-nà odleg∏oÊç elektrowni od domostw na oko∏o 400 m (dla pracy jednej elektrowni).Jednak w przypadku wi´kszej liczby turbin niezb´dne sà symulacje poziomu ha∏a-



183

su dla danego terenu. Podczas pracy elektrowni wiatrowej mo˝liwe sà równie˝ za-k∏ócenia elektromagnetyczne. Na podstawie ustawy z dnia 27.04.2001 r. Prawoochrony Êrodowiska, emisja ha∏asu oraz pól elektromagnetycznych sà zagadnienia-mi wa˝nymi i koniecznymi do rozpatrzenia.

Innym elementem, który nale˝y wziàç pod uwag´ wybierajàc lokalizacj´ dlaelektrowni wiatrowych to ucià˝liwoÊç zwiàzana z szybko poruszajàcym si´ cieniemoraz odblaski promieni s∏onecznych od obracajàcego si´ wirnika. Sà to elementyz pozoru b∏ahe, ale mogàce jednak silnie oddzia∏ywaç na cz∏owieka i staç si´,w okresie eksploatacji elektrowni, przedmiotem niepotrzebnych ciàgnàcych si´sporów pomi´dzy okolicznymi mieszkaƒcami, a w∏aÊcicielem elektrowni.

Kiedy ju˝ inwestor ustali lokalizacj´ swojej si∏owni wiatrowej, mo˝e przejÊçdo kolejnego etapu, którym jest nabywanie gruntu pod inwestycj´. Etap ten jestidentyczny jak w przypadku elektrowni wodnych.

8.2.1. Tryb nabywania gruntu pod inwestycje wiatroweSzerzej ta procedura zosta∏a opisana w punkcie 8.1.3. dla elektrowni wodnych.

8.2.2. Tryb uzyskiwania dokumentów dotyczàcych planowania i zagospoda-rowania przestrzennego (Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniuprzestrzennym z dnia 27.03.2003 r.)

Szerzej ta procedura zosta∏a opisana w punkcie 8.1.1. dla elektrowni wodnych.

8.2.3. Oznakowanie elektrowni wiatrowychBudowle wiatrowe (maszty – wie˝e z maszynownià) nie wyst´pujà jako osobne ele-menty w polskich normach, tak wić przyjmuje si´ zasad´, ˝e mogà byç uwa˝aneza przeszkody lotnicze, je˝eli ich ca∏kowita wysokoÊç przekracza 100 m. W takimprzypadku sposób ich oznakowania reguluje polska norma PN-65/L 48002. Dlabudowli uwa˝anych za przeszkody lotnicze konieczne jest zastosowanie oznakowa-nia dziennego i nocnego.

8.2.4. Post´powanie w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko plano-wanych przedsi´wzi´ç (Ustawa Prawo ochrony Êrodowiskaz dnia 27.04.2001 r.)

Sporzàdzenie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko jest bezwzgl´dnie wymaganetylko w przypadku inwestycji szczególnie szkodliwych i mogàcych pogorszyç stanÊrodowiska, do których nie sà zaliczane elektrownie wiatrowe. Mimo tego organnadzoru budowlanego mo˝e za˝àdaç sporzàdzenia takiej oceny. Wówczas procedu-ra post´powania w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko jest taka sama jakw przypadku elektrowni wodnych.



Oprócz post´powania, o którym mowa wy˝ej, nale˝y równie˝ rozpatrzyç spra-w´ emitowania do Êrodowiska ha∏asu i pól elektromagnetycznych. KoniecznoÊciàw tej sprawie jest wydanie pozwolenia na emitowanie ha∏asu i pól elektromagne-tycznych do Êrodowiska.

Na podstawie odr´bnych przepisów z ustawy z dnia 27.04. 2001 r. Prawo ochro-ny Êrodowiska omówiç nale˝y dwa warianty.

8.2.4.1. Wydanie pozwolenia na emitowanie ha∏asu do ÊrodowiskaEksploatacja instalacji powodujàcych emisj´ ha∏asu do Êrodowiska jest mo˝liwa je-dynie po uzyskaniu pozwolenia na emitowanie, je˝eli jest ono wymagane.1. Pozwolenie (decyzj´) wydaje organ ochrony Êrodowiska na wniosek inwestora.

O wygaÊnićiu, cofnićiu oraz ograniczeniu pozwolenia orzeka organ w∏aÊciwydo wydania pozwolenia.

2. Wniosek o wydanie pozwolenia powinien zawieraç: 2.1. Oznaczenie prowadzàcego instalacj´, jego adres zamieszkania lub siedziby,2.2. Adres zak∏adu, na którego terenie prowadzona jest eksploatacja instalacji,2.3. Informacj´ o tytule prawnym do instalacji,2.4. Informacje o rodzaju instalacji, stosowanych urzàdzeniach i technologiach

oraz charakterystyk´ technicznà êróde∏ powstawania i miejsc emisji,2.5. Ocen´ stanu technicznego instalacji,2.6. Informacj´ o rodzaju prowadzonej dzia∏alnoÊci,2.7. Opis mo˝liwych wariantów funkcjonowania instalacji,2.8. Bilans masowy i rodzaje wykorzystywanych materia∏ów, surowców i paliw,

wraz ze schematem technologicznym,2.9. Informacj´ o energii wykorzystywanej lub wytwarzanej przez instalacj´,2.10. WielkoÊç i êród∏a powstawania albo miejsca emisji – aktualnych i propo-

nowanych – w trakcie normalnej eksploatacji instalacji oraz w warunkachodbiegajàcych od normalnych, w szczególnoÊci takich jak: rozruch, awa-ria, wy∏àczenia:2.10.1. OkreÊlenie poziomu mocy akustycznej êróde∏ ha∏asu,2.10.2. Proponowane wartoÊci dopuszczalne poziomu ha∏asu emitowane-

go przez zak∏ad okreÊlone dla pory dnia i nocy,2.11. Informacj´ o planowanych okresach funkcjonowania instalacji w warun-

kach odbiegajàcych od normalnych,2.12. Informacj´ o istniejàcym lub przewidywanym oddzia∏ywaniu emisji

na Êrodowisko,2.13. Wyniki pomiarów wielkoÊci emisji z istniejàcej instalacji,2.14. Zmiany wielkoÊci emisji jakie nastàpi∏y po wydaniu ostatniego pozwolenia

dla istniejàcej instalacji,



185

2.15. Planowane dzia∏ania, w tym przewidywane Êrodki techniczne majàcena celu zapobieganie lub ograniczanie emisji,

2.16. Proponowane procedury monitorowania procesów technologicznych,w szczególnoÊci pomiaru lub ewidencjonowania wielkoÊci emisji,

2.17. Przewidywany sposób zakoƒczenia eksploatacji instalacji nie stwarzajàcyzagro˝enia dla Êrodowiska,

2.18. Czas, na jaki wydane ma byç pozwolenie,2.19. Rozk∏ad czasu pracy êróde∏ ha∏asu dla pory dnia i nocy,2.20. Charakterystyk´ terenu, na którym usytuowany jest zak∏ad, i terenów ota-

czajàcych, wynikajàcà z ustaleƒ miejscowego planu zagospodarowaniaprzestrzennego, lub w razie braku planu, zgodnie z art. 115 – w zasi´guoddzia∏ywania ha∏asu emitowanego przez zak∏ad,

2.21. Aktualny stan akustyczny Êrodowiska wokó∏ zak∏adu.3. Je˝eli wniosek dotyczy instalacji nowo uruchamianych lub w sposób istotny

zmienianych, powinien on zawieraç informacje o spe∏nianiu nast´pujàcych wy-mogów:3.1. Stosowanie substancji o ma∏ym potencjale zagro˝eƒ,3.2. Efektywne wytwarzanie oraz wykorzystanie energii,3.3. Zapewnienie racjonalnego zu˝ycia wody i innych surowców oraz materia-

∏ów i paliw,3.4. Stosowanie technologii bezodpadowych i ma∏oodpadowych oraz mo˝liwoÊç

odzysku powstajàcych odpadów,3.5. Rodzaj, zasi´g oraz wielkoÊç emisji,3.6. Wykorzystywanie porównywalnych procesów i metod, które zosta∏y sku-

tecznie zastosowane w skali przemys∏owej,3.7. Wykorzystanie analizy cyklu ˝ycia produktów,3.8. Post´p naukowo-techniczny.

4. Do wniosku o wydanie pozwolenia nale˝y do∏àczyç: 4.1. Dokument potwierdzajàcy, ˝e wnioskodawca jest uprawniony do wyst´po-

wania w obrocie prawnym, je˝eli prowadzàcy instalacj´ nie jest osobà fi-zycznà,

4.2. Wypis i wyrys z miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego, je-˝eli zosta∏ sporzàdzony, oraz decyzj´ o warunkach zabudowy i zagospoda-rowania terenu, je˝eli jej uzyskanie by∏o wymagane,

4.3. Streszczenie wniosku sporzàdzone w j´zyku niespecjalistycznym.5. Pozwolenie jest wydawane na czas oznaczony, nie d∏u˝szy ni˝ 10 lat.6. Pozwolenie okreÊla:

6.1. Rodzaj i parametry instalacji istotne z punktu widzenia przeciwdzia∏aniazanieczyszczeniom,



6.2. WielkoÊç dopuszczalnej emisji w warunkach normalnego funkcjonowania in-stalacji, nie wi´kszà ni˝ wynikajàca z prawid∏owej eksploatacji instalacji, dlaposzczególnych wariantów funkcjonowania – wartoÊci dopuszczalne poziomuha∏asu emitowanego przez zak∏ad, okreÊlone oddzielnie dla pory dnia i nocy,

6.3. Maksymalny dopuszczalny czas utrzymywania si´ uzasadnionych techno-logicznie warunków eksploatacyjnych odbiegajàcych od normalnych,w szczególnoÊci w przypadku rozruchu i unieruchomienia instalacji, a tak-˝e warunki wprowadzania do Êrodowiska substancji lub energii w takichprzypadkach oraz warunki emisji,

6.4. Rodzaj i iloÊç wykorzystywanej energii, materia∏ów, surowców i paliw,6.5. èród∏a powstawania albo miejsca wprowadzania do Êrodowiska substancji

lub energii,6.6. Zakres i sposób monitorowania procesów technologicznych, w tym pomia-

ru i ewidencjonowania wielkoÊci emisji,6.7. Sposób post´powania w przypadku uszkodzenia aparatury pomiarowej s∏u-

˝àcej do monitorowania procesów technologicznych, je˝eli jej zastosowa-nie jest wymagane,

6.8. Sposób i cz´stotliwoÊç przekazywania informacji i danych, o których mowaw pkt 6.6., organowi w∏aÊciwemu do wydania pozwolenia,

6.9. Wymagane dzia∏ania, w tym Êrodki techniczne majàce na celu zapobiega-nie lub ograniczanie emisji,

6.10. Dla pory dnia i nocy: czas pracy êróde∏, dopuszczalne warianty pracy in-stalacji, z uwzgl´dnieniem wykorzystywanych urzàdzeƒ.

7. Pozwolenie mo˝e okreÊlaç: 7.1. Sposób post´powania w razie zakoƒczenia eksploatacji instalacji,7.2. WielkoÊç i form´ zabezpieczenia roszczeƒ.

8.2.4.2. Wydanie pozwolenia na emitowanie pól elektromagnetycznychdo Êrodowiska

1. Pozwolenie na emitowanie pól elektromagnetycznych jest wymagane dla: 1.1. Linii i stacji elektroenergetycznych o napićiu znamionowym 110 kV lub

wy˝szym,1.2. Instalacji radiokomunikacyjnych, radionawigacyjnych i radiolokacyjnych,

których równowa˝na moc promieniowana izotropowo jest równa 15 W lubwy˝sza, emitujàcych pola elektromagnetyczne o cz´stotliwoÊciach od 0,03MHz do 300 000 MHz.

2. Pozwolenie wydaje: organ ochrony Êrodowiska na wniosek inwestora. O wyga-Ênićiu, cofnićiu oraz ograniczeniu pozwolenia orzeka organ w∏aÊciwy do wy-dania pozwolenia.



187

3. Wniosek o wydanie pozwolenia powinien zawieraç: 3.1. Oznaczenie prowadzàcego instalacj´, jego adres zamieszkania lub

siedziby,3.2. Adres zak∏adu, na którego terenie prowadzona jest eksploatacja instalacji,3.3. Informacj´ o tytule prawnym do instalacji,3.4. Informacj´ o rodzaju instalacji, stosowanych urzàdzeniach i technologiach

oraz charakterystyk´ technicznà êróde∏ powstawania i miejsc emisji,3.5. Ocen´ stanu technicznego instalacji,3.6. Informacj´ o rodzaju prowadzonej dzia∏alnoÊci,3.7. Opis mo˝liwych wariantów funkcjonowania instalacji,3.8. Bilans masowy i rodzaje wykorzystywanych materia∏ów, surowców i paliw,

wraz ze schematem technologicznym,3.9. Informacj´ o energii wykorzystywanej lub wytwarzanej przez instalacj´,3.10. WielkoÊç i êród∏a powstawania albo miejsca emisji – aktualnych i propo-

nowanych – w trakcie normalnej eksploatacji instalacji oraz w warunkachodbiegajàcych od normalnych, w szczególnoÊci takich jak: rozruch, awa-ria, wy∏àczenia – okreÊlenie zakresów cz´stotliwoÊci pól elektromagne-tycznych emitowanych przez instalacje oraz napićia znamionowe w od-niesieniu do linii i stacji elektroenergetycznych,

3.11. Informacj´ o planowanych okresach funkcjonowania instalacji w warun-kach odbiegajàcych od normalnych,

3.12. Informacj´ o istniejàcym lub przewidywanym oddzia∏ywaniu emisjina Êrodowisko – wskazanie w formie opisowej i graficznej, miejsca wyst´-powania w otoczeniu instalacji pól elektromagnetycznych o wartoÊciachgranicznych dla obszarów zabudowy mieszkaniowej oraz dla miejsc do-st´pnych dla ludnoÊci,

3.13. Wyniki pomiarów wielkoÊci emisji z istniejàcej instalacji,3.14. Zmiany wielkoÊci emisji jakie nastàpi∏y po wydaniu ostatniego pozwolenia

dla istniejàcej instalacji,3.15. Planowane dzia∏ania, w tym przewidywane Êrodki techniczne majàce

na celu zapobieganie lub ograniczanie emisji,3.16. Proponowane procedury monitorowania procesów technologicznych,

w szczególnoÊci pomiaru lub ewidencjonowania wielkoÊci emisji,3.17. Przewidywany sposób zakoƒczenia eksploatacji instalacji nie stwarzajàcy

zagro˝enia dla Êrodowiska,3.18. Czas, na jaki wydane ma byç pozwolenie,3.19. Propozycje zabezpieczenia przed dost´pem ludnoÊci oraz oznaczenia ob-

szarów wyst´powania pól elektromagnetycznych o wartoÊciach wi´kszychni˝ dopuszczalne.



4. Je˝eli wniosek dotyczy instalacji nowo uruchamianych lub w sposób istotnyzmienianych, powinien on zawieraç informacje o spe∏nianiu nast´pujàcychwymogów:4.1. Stosowanie substancji o ma∏ym potencjale zagro˝eƒ,4.2. Efektywne wytwarzanie oraz wykorzystanie energii,4.3. Zapewnienie racjonalnego zu˝ycia wody i innych surowców oraz materia-

∏ów i paliw,4.4. Stosowanie technologii bezodpadowych i ma∏oodpadowych oraz mo˝liwoÊç

odzysku powstajàcych odpadów,4.5. Rodzaj, zasi´g oraz wielkoÊç emisji,4.6. Wykorzystywanie porównywalnych procesów i metod, które zosta∏y sku-

tecznie zastosowane w skali przemys∏owej,4.7. Wykorzystanie analizy cyklu ˝ycia produktów,4.8. Post´p naukowo-techniczny.

5. Do wniosku o wydanie pozwolenia nale˝y do∏àczyç: 5.1. Dokument potwierdzajàcy, ˝e wnioskodawca jest uprawniony do wyst´powa-

nia w obrocie prawnym, je˝eli prowadzàcy instalacj´ nie jest osobà fizycznà,5.2. Wypis i wyrys z miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego, je-

˝eli zosta∏ sporzàdzony, oraz decyzj´ o warunkach zabudowy i zagospoda-rowania terenu, je˝eli jej uzyskanie by∏o wymagane,

5.3. Streszczenie wniosku sporzàdzone w j´zyku niespecjalistycznym.6. Pozwolenie jest wydawane na czas oznaczony, nie d∏u˝szy ni˝ 10 lat.7. Pozwolenie okreÊla:

7.1. Rodzaj i parametry instalacji istotne z punktu widzenia przeciwdzia∏aniazanieczyszczeniom,

7.2. WielkoÊç dopuszczalnej emisji w warunkach normalnego funkcjonowaniainstalacji, nie wi´kszà ni˝ wynikajàca z prawid∏owej eksploatacji instalacji,dla poszczególnych wariantów funkcjonowania:7.2.1. Napićia znamionowe linii i stacji elektroenergetycznych,7.2.2. Maksymalnà równowa˝nà moc promieniowana izotropowo dla insta-

lacji radiokomunikacyjnych, radionawigacyjnych i radiolokacyjnychemitujàcych pola elektromagnetyczne o cz´stotliwoÊci od 0,03 MHzdo 300 000 MHz,

7.3. Maksymalny dopuszczalny czas utrzymywania si´ uzasadnionych techno-logicznie warunków eksploatacyjnych odbiegajàcych od normalnych,w szczególnoÊci w przypadku rozruchu i unieruchomienia instalacji, a tak-˝e warunki wprowadzania do Êrodowiska substancji lub energii w takichprzypadkach oraz warunki emisji,

7.4. Rodzaj i iloÊç wykorzystywanej energii, materia∏ów, surowców i paliw,



189

7.5. èród∏a powstawania albo miejsca wprowadzania do Êrodowiska substancjilub energii,

7.6. Zakres i sposób monitorowania procesów technologicznych, w tym pomia-ru i ewidencjonowania wielkoÊci emisji,

7.7. Sposób post´powania w przypadku uszkodzenia aparatury pomiarowej s∏u-˝àcej do monitorowania procesów technologicznych, je˝eli jej zastosowa-nie jest wymagane,

7.8. Sposób i cz´stotliwoÊç przekazywania informacji i danych, o których mowaw pkt. 7.6., organowi w∏aÊciwemu do wydania pozwolenia,

7.9. Wymagane dzia∏ania, w tym Êrodki techniczne majàce na celu zapobiega-nie lub ograniczanie emisji,

7.10. OkreÊlenie granic obszarów w otoczeniu instalacji niedost´pnych dla lud-noÊci, w których b´dà wyst´powa∏y pola elektromagnetyczne o warto-Êciach wi´kszych ni˝ dopuszczalne, oraz sposobu ich zabezpieczeniaprzed dost´pem ludnoÊci, a tak˝e ich oznaczenia.

8. Pozwolenie mo˝e okreÊlaç: 8.1. Sposób post´powania w razie zakoƒczenia eksploatacji instalacji,8.2. WielkoÊç i form´ zabezpieczenia roszczeƒ.



8.2.6. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia na budowÉlektrownia wiatrowa jest traktowana jak ka˝da inna budowla i konieczne jest uzy-skanie pozwolenia na budow´. Pozwolenie to wydawane jest przez odpowiedni dladanego terenu urzàd gminy.1. Podstawà do uzyskania pozwolenia na budow´, jest z∏o˝enie wniosku o pozwo-

lenie na budow´, do którego nale˝y do∏àczyç: 1.1. Cztery egzemplarze projektu budowlanego wraz z opiniami, uzgodnienia-

mi, pozwoleniami i innymi dokumentami wymaganymi przepisami szcze-gólnymi,

1.2. OÊwiadczenie o posiadanym prawie do dysponowania nieruchomoÊciàna cele budowlane,

1.3. Decyzj´ o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu, je˝eli jest onawymagana zgodnie z przepisami o planowaniu i zagospodarowaniu prze-strzennym.



2. Stronami w post´powaniu w sprawie pozwolenia na budow´ sà: inwestor orazw∏aÊciciele, u˝ytkownicy wieczyÊci lub zarzàdcy nieruchomoÊci znajdujàcych si´w obszarze oddzia∏ywania obiektu.

3. Decyzj´ o pozwoleniu na budow´ wydaje w∏aÊciwy organ, który przesy∏a nie-zw∏ocznie t´ decyzj´ wójtowi, burmistrzowi lub prezydentowi miasta albo orga-nowi, który wyda∏ decyzj´ o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenuoraz decyzj´ o Êrodowiskowych uwarunkowaniach.

4. W∏aÊciwy organ prowadzi rejestr decyzji o pozwoleniu na budow´ oraz przecho-wuje zatwierdzone projekty budowlane, a tak˝e inne dokumenty obj´te pozwo-leniem na budow´.

5. W pozwoleniu na budow´ w∏aÊciwy organ w razie potrzeby mo˝e okreÊliç:5.1. Szczególne warunki zabezpieczenia terenu budowy i prowadzenia robót

budowlanych,5.2. Czas u˝ytkowania tymczasowych obiektów budowlanych,5.3. Szczegó∏owe wymagania dotyczàce nadzoru na budowie (inspektor nadzo-

ru), obowiàzek uzyskania pozwolenia na u˝ytkowanie, je˝eli jest to uzasad-nione wzgl´dami bezpieczeƒstwa ludzi, mienia lub ochrony Êrodowiska.

6. Decyzja o pozwoleniu na budow´ wygasa, je˝eli budowa nie zosta∏a rozpocz´taprzed up∏ywem 2 lat od dnia, w którym decyzja sta∏a si´ ostateczna lub budowazosta∏a przerwana na czas d∏u˝szy ni˝ 2 lata.

8.3. KOLEKTORY S¸ONECZNEW przypadku kolektorów s∏onecznych stwierdziç nale˝y, i˝ brak jest jednolitychprzepisów dotyczàcych budowy instalacji solarnych. Ogólne wymogi w tym zakre-sie reguluje polskie prawo (Rozporzàdzenie Ministra Gospodarki Przestrzenneji Budownictwa z 1994 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpo-wiadaç budynki i ich usytuowanie) poprzez rozporzàdzenie, które zawiera wymogidotyczàce: oÊwietlenia i nas∏onecznienia, instalacji zimnej i ciep∏ej wody, palenisk,przewodów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, oszcz´dnoÊci energii i izolacyjnoÊcicieplnej.

Do tej pory omówione zosta∏y procedury prawne przy realizacji inwestycji do-tyczàcych elektrowni wodnych i wiatrowych. Jak zauwa˝yliÊmy, aby zrealizowaç ta-kie przedsi´wzićie nale˝y przejÊç wiele procedur prawnych, które w rezultaciezmierzajà do uzyskania pozwolenia na budow´. W przypadku kolektorów s∏onecz-nych (Ustawa Prawo Budowlane z dnia 26.09.2005 r., art. 29 pkt 2) pozwoleniana budow´ nie wymaga wykonywanie robót budowlanych polegajàcych na monta˝uwolno stojàcych kolektorów s∏onecznych. Tak wić mo˝na stwierdziç, ˝e zastoso-wanie kolektorów s∏onecznych do produkcji energii nie podlega praktycznie ˝ad-nym procedurom prawnym.



191

Aby omawiane instalacje solarne doskonale wykonywa∏y swoje zadanie, nale˝yzwracaç uwag´ na nast´pujàce sprawy:

– usytuowanie wzgl´dem stron Êwiata (optymalne usytuowanie w stron´ po∏u-dnia),

– zacienienie spowodowane konstrukcjà budynku oraz przeszkodami tereno-wymi,

– rodzaj u˝ytych materia∏ów,– rodzaj stosowanej izolacji,– warunki klimatyczne, – po∏o˝enie geograficzne.

8.4. BIOMASABiomasa (Rozporzàdzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 9 grudnia 2004 r.)to sta∏e lub ciek∏e substancje pochodzenia roÊlinnego lub zwierzćego, które ule-gajà biodegradacji, pochodzàce z produktów, odpadów i pozosta∏oÊci z produkcjirolnej oraz leÊnej, a tak˝e przemys∏u przetwarzajàcego ich produkty, a tak˝e cz´-Êci pozosta∏ych odpadów, które ulegajà biodegradacji. Biomasa jest surowcemenergetycznym, który wykorzystuje si´ do produkcji energii cieplnej jak równie˝elektrycznej, poprzez utylizacj´ w drodze procesów biochemicznych takich jakfermentacja lub w drodze procesów termochemicznych, czyli spalania lub wspó∏-spalania w mieszaninie z innymi paliwami np. w´glem czy torfem. Je˝eli chodzio pierwszy sposób produkcji energii z biomasy, zachodzi ona w procesie beztleno-wej fermentacji biomasy w tzw. biogazowniach.

Drugi sposób to spalanie biomasy w specjalnych kot∏ach, które majà przedewszystkim zastosowanie w sektorze ciep∏ownictwa indywidualnego (domach jed-norodzinnych) i komunalnego (lokalnych sieciach grzewczych), w zak∏adach pro-dukcyjnych (przede wszystkim przemys∏u drzewnego), w ogrodnictwie i rolnic-twie. W energetyce przemys∏owej biomasa wykorzystywana jest g∏ównie w du˝ychelektrowniach, przede wszystkim w procesie wspó∏spalania z w´glem.

8.4.1. Procedury formalno-prawne dotyczàce budowy biogazowiZe wzgl´du na fakt, i˝ inwestycje zwiàzane z budowà biogazowni ∏àczà w sobie za-gospodarowanie odpadów organicznych oraz produkcj´ energii elektryczneji cieplnej, muszà spe∏niaç szereg wymogów prawnych.1. Rozwa˝ajàc budow´ biogazowni, nale˝y rozpoczàç od okreÊlenia rodzaju wsadu,

jego iloÊci i jakoÊci oraz dost´pnoÊci (przez ca∏y rok czy tylko okresowo). Na-st´pnym krokiem jest kontakt z firmà zajmujàcà si´ projektowaniem i budowàbiogazowni w celu okreÊlenia czy dany substrat mo˝e byç wykorzystany (i pod ja-kimi warunkami), jak du˝a biogazownia mo˝e powstaç oraz jaka iloÊç energii



mo˝e byç przez nià maksymalnie produkowana. Na tym etapie mo˝liwe jest te˝wst´pne oszacowanie kosztów i zysków.

2. Kolejnym etapem inwestycyjnym jest (podobnie jak w przypadku elektrowni wodnychi wiatrowych) tryb nabywania gruntów pod planowanà inwestycj´ a tak˝e uzyskiwaniedokumentów zwiàzanych z planowaniem i zagospodarowaniem przestrzennym.

3. Poszukiwanie êróde∏ dofinansowania (w Polsce podobnie jak w innych krajach,przedsi´wzićia chroniàce Êrodowisko sà wspierane z ró˝nych Êrodków).

4. Usytuowanie biogazowni oraz szczegó∏owe warunki techniczne, jakim powinnyodpowiadaç komory fermentacyjne oraz zbiorniki biogazu zawarte sà w rozpo-rzàdzeniu (Rozporzàdzenie Ministra Rolnictwa i Gospodarki ˚ywnoÊciowejz dnia 07.10.1997 r. Dz. U. nr 132, poz. 877).

Ze wzgl´du na fakt, i˝ oprócz budowli i urzàdzeƒ bezpoÊrednio zwiàzanych z pro-dukcjà biogazu znajduje si´ tu równie˝ ogólne wyposa˝enie techniczne inwestycji,majà zastosowanie przepisy (Rozporzàdzenie Ministra Infrastruktury w sprawiewarunków technicznych, jakim powinny odpowiadaç budynki i ich usytuowaniez dnia 12.04.2002 r., Dz. U. nr 75, poz. 690) dotyczàce warunków technicznych, ja-kim powinny odpowiadaç budynki i ich usytuowanie. Spe∏nienie warunków zawar-tych w tych rozporzàdzeniach zapewni:

– bezpieczeƒstwo konstrukcji, – bezpieczeƒstwo po˝arowe, – bezpieczeƒstwo u˝ytkowania, – odpowiednie warunki higieniczne i zdrowotne oraz ochron´ Êrodowiska,– ochron´ przed ha∏asem i drganiami,– oszcz´dnoÊç energii i odpowiednià izolacyjnoÊç cieplnà przegród,– odpowiednie warunki u˝ytkowe,– ochron´ uzasadnionych interesów osób trzecich,– trwa∏oÊç budowli,– ochron´ dóbr kultury.

5. W przedsi´wzićiach takich jak budowa biogazowni konieczne jest prze-prowadzenie post´powania w sprawie oceny oddzia∏ywania na Êrodowisko,czego rezultatem jest wydanie decyzji o Êrodowiskowych uwarunkowaniachw sprawie planowanego przedsi´wzićia mogàcego znaczàco oddzia∏ywaçna Êrodowisko.

8.4.2. Procedury zwiàzane z wydaniem decyzji o Êrodowiskowych uwarunkowaniach

1. Inwestor musi si´ dostosowaç do ustawy (Ustawa o odpadach z dnia 27 kwiet-nia 2001 r., Dz. U. nr 62, poz. 628), która nak∏ada na inwestora obowiàzek uzy-skania pozwolenia na odzysk i wytwarzanie odpadów.



193

2. Zezwolenie na prowadzenie dzia∏alnoÊci w zakresie odzysku lub unieszkodliwia-nia odpadów jest wydawane, w drodze decyzji, przez w∏aÊciwy organ na czasoznaczony, nie d∏u˝szy ni˝ 10 lat.

3. W∏aÊciwym organem do wydawania ww. decyzji jest:3.1. Wojewoda – dla przedsi´wzi´ç mogàcych znaczàco oddzia∏ywaç na Êrodowi-

sko, dla których obowiàzek sporzàdzania raportu o oddzia∏ywaniu przedsi´-wzićia na Êrodowisko wynika z przepisów o ochronie Êrodowiska oraz gdydotyczy eksploatacji instalacji na terenach zak∏adów zaliczanych do tychprzedsi´wzi´ç. Wojewoda wydaje zezwolenie po zasi´gnićiu opinii wójta,burmistrza lub prezydenta miasta, w∏aÊciwego ze wzgl´du na miejsce pro-wadzenia dzia∏alnoÊci w zakresie odzysku lub unieszkodliwiania odpadów,

3.2. Starosta – dla pozosta∏ych przedsi´wzi´ç. Starosta wydaje zezwoleniepo zasi´gnićiu opinii wójta, burmistrza lub prezydenta miasta oraz powia-towego inspektora sanitarnego, w∏aÊciwych ze wzgl´du na miejsce prowa-dzenia dzia∏alnoÊci w zakresie odzysku lub unieszkodliwiania odpadów.

4. Kopi´ wydanej decyzji wojewoda lub starosta przekazuje w∏aÊciwemu marsza∏-kowi województwa oraz wójtowi, burmistrzowi lub prezydentowi miasta.

5. Zezwolenie na prowadzenie dzia∏alnoÊci w zakresie odzysku lub unieszkodliwia-nia odpadów wydaje si´ na wniosek, który powinien zawieraç:5.1. Wyszczególnienie rodzajów odpadów przewidywanych do odzysku lub

unieszkodliwiania: w przypadku, gdy okreÊlenie rodzaju jest niewystarcza-jàce do ustalenia zagro˝eƒ, jakie te odpady mogà powodowaç dla Êrodowi-ska, w∏aÊciwy organ mo˝e wezwaç wnioskodawc´ do podania podstawowe-go sk∏adu chemicznego i w∏aÊciwoÊci odpadów,

5.2. OkreÊlenie iloÊci odpadów poszczególnych rodzajów poddawanych odzy-skowi lub unieszkodliwianiu w okresie roku,

5.3. Oznaczenie miejsca prowadzenia dzia∏alnoÊci w zakresie odzysku lubunieszkodliwiania odpadów,

5.4. Wskazanie sposobu i Êrodków transportu odpadów,5.5. Wskazanie miejsca i sposobu magazynowania odpadów,5.6. Szczegó∏owy opis stosowanych metod odzysku lub unieszkodliwiania od-

padów,5.7. Przedstawienie mo˝liwoÊci technicznych i organizacyjnych pozwalajàcych

nale˝ycie wykonywaç dzia∏alnoÊç w zakresie odzysku lub unieszkodliwia-nia odpadów, ze szczególnym uwzgl´dnieniem kwalifikacji zawodowychlub przeszkolenia pracowników oraz liczby i jakoÊci posiadanych instalacjii urzàdzeƒ odpowiadajàcych wymaganiom ochrony Êrodowiska,

5.8. Przewidywany okres wykonywania dzia∏alnoÊci w zakresie odzysku lubunieszkodliwiania odpadów.



6. W zezwoleniu na prowadzenie dzia∏alnoÊci w zakresie odzysku lub unieszko-dliwiania odpadów okreÊla si´:

6.1. Rodzaj i iloÊç odpadów przewidywanych do odzysku lub unieszkodliwianiaw okresie roku,

6.2. Miejsce i dopuszczone metody odzysku lub unieszkodliwiania odpadów,6.3. Dodatkowe warunki prowadzenia dzia∏alnoÊci w zakresie odzysku lub

unieszkodliwiania odpadów, je˝eli wymaga tego specyfika odpadów,w szczególnoÊci niebezpiecznych, lub potrzeba zachowania wymagaƒochrony ˝ycia, zdrowia ludzi lub ochrony Êrodowiska,

6.4. Miejsce i sposób magazynowania odpadów,6.5. Warunki transportu odpadów,6.6. Czas obowiàzywania zezwolenia.

7. KoniecznoÊç przeprowadzenia badaƒ pozosta∏oÊci po produkcji biogazu przed za-stosowaniem ich jako nawozu na polach – obowiàzek ten nak∏ada Rozporzàdzenie(WE) nr 1774/2002 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 3 paêdziernika 2002 r.ustanawiajàce przepisy zdrowotne zwiàzane z ubocznymi produktami zwierzćyminieprzeznaczonymi do spo˝ycia przez ludzi.

Zgodnie z za∏àcznikiem VI do tego rozporzàdzenia, próbki pozosta∏oÊci po pro-dukcji biogazu podlegajà badaniom liczebnoÊci bakterii Salmonella i Enterobacte-riaceae.

8.4.3. Wymagania zwiàzane z kot∏ami na biomas´W polskim prawodawstwie nie sà wyszczególnione wymagania odnoÊnie kot∏owni,w których eksploatuje si´ kot∏y opalane biomasà (drewnem), stàd podane poni˝ejprzepisy dotyczà kot∏owni, w których stosuje si´ paliwo sta∏e. Wymagania regulujePolska Norma PN-87/B-02411. Norma wyodr´bnia oddzielne przepisy dla kot∏ow-ni o mocy cieplnej do 25 kW oraz dla kot∏owni o mocy od 25 do 2000 kW. Normńale˝y stosowaç przy projektowaniu i wykonywaniu kot∏owni wbudowanych i dobu-dowanych wodnych, w których temperatura wody nie przekracza 100°C, oraz paro-wych niskopr´˝nych o ciÊnieniu roboczym pary nie przekraczajàcym 170 kPa.Przepisy dotyczàce kot∏owni o mocy cieplnej od 25 kW do 2000 kW regulujà szcze-gó∏owo wiele technicznych aspektów regulujàcych po∏o˝enia kot∏owni, ustawianiakot∏ów i inne.

Szczegó∏owe wymagania techniczne dotyczàce zabezpieczeƒ instalacji ogrze-wania wodnego systemu otwartego zawiera Polska Norma PN-91/B-02413. W przy-padku monta˝u kot∏ów w instalacji, w której kocio∏ posiada otwarte po∏àczeniez powietrzem atmosferycznym, nie podlega dozorowi technicznemu. Przepisomdozoru technicznego podlegajà kot∏y pracujàce pod ciÊnieniem z przeponowymnaczyniem zbiorczym oraz inne urzàdzenia ciÊnieniowe wchodzàce w sk∏ad insta-



195

lacji. Dokumentacja techniczna urzàdzeƒ tych musi zostaç zatwierdzona w Insty-tucie Dozoru Technicznego (IDT).

Normy Polskie skonstruowane sà w sposób wydzielajàcy jedynie kot∏y gazowei odpowiadajàce tradycyjnym konstrukcjom. Urzàdzenia dodatkowe kot∏owni na bio-mas´, takie jak nagrzewnice wodne, wentylatory, przenoÊniki, dozowniki nie podle-gajà przepisom IDT (Rozporzàdzenie Ministra Gospodarki z dnia 16.03.1998 r.,Dz.U. nr 59/1998 poz. 377).



8.4.5. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia na budow´Szerzej ta procedura zosta∏a opisana w punkcie 8.1.5.dla elektrowni wodnych.

8.5. ENERGIA GEOTERMALNAOgólne zasady i warunki wykonywania prac geologicznych, wydobywania kopalin zez∏ó˝ oraz ochrony z∏ó˝ kopalin i towarzyszàcych im sk∏adników Êrodowiska, regulujeustawa – Prawo geologiczne i górnicze. Ustawa ta okreÊla wody termalne jako ko-palin´, której wydobywanie wymaga uzyskania koncesji zarówno do prac poszuki-wawczo-rozpoznawczych, jak i dzia∏alnoÊci wydobywczej. Wykorzystanie wód ter-malnych podlega równie˝ pod ustaw´ – Prawo wodne i wymaga pozwolenia wodno--prawnego wydawanego na podstawie sporzàdzonego operatu wodnoprawnego.

8.5.1. Nabywanie w∏asnoÊci u˝ytkowaniaZ∏o˝a wód termalnych, które nie sà cz´Êcià sk∏adowà danej nieruchomoÊci grun-towej sà w∏asnoÊcià Skarbu Paƒstwa. W zwiàzku z tym Skarb Paƒstwa mo˝e korzy-staç z tych z∏ó˝ oraz rozporzàdzaç prawem do nich. Uprawnienia Skarbu Paƒstwa,o których mowa wykonujà organy w∏aÊciwe do udzielania koncesji zwane organamikoncesyjnymi. W sprawach nie uregulowanych w ustawie, co do w∏asnoÊci z∏ó˝ ko-palin stosuje si´ odpowiednio przepisy o w∏asnoÊci nieruchomoÊci gruntowej. Or-gan w∏aÊciwy do udzielania koncesji mo˝e równie˝ przeprowadziç przetarg na na-bycie prawa u˝ytkowania górniczego.

8.5.2. Wydawanie koncesjiDzia∏alnoÊç gospodarcza w zakresie poszukiwania, rozpoznawania i wydobywaniawód termalnych wymaga wydania koncesji. Koncesji tej udziela minister w∏aÊciwy



do spraw Êrodowiska. Udzielenie koncesji na wydobywanie kopalin leczniczych wy-maga uzgodnienia z ministrem w∏aÊciwym do spraw zdrowia. Udzielenie koncesjiwymaga równie˝ zasi´gnićia opinii oraz uzgodnienia w∏aÊciwego wójta, burmistrzalub prezydenta miasta. Uzgodnienie to nast´puje na podstawie miejscowego planuzagospodarowania przestrzennego, a w przypadku jego braku na podstawie stu-dium uwarunkowaƒ i kierunków zagospodarowania przestrzennego gminy.

Wniosek o wydanie koncesji. 1. We wniosku o wydanie koncesji nale˝y zamieÊciç:

1.1. Oznaczenie wnioskodawcy, jego siedziby i adresu,1.2. OkreÊlenie numeru w rejestrze przedsi´biorców lub ewidencji dzia∏alnoÊci

gospodarczej,1.3. OkreÊlenie rodzaju i zakresu wykonywania dzia∏alnoÊci gospodarczej,

na którà ma byç udzielona koncesja,1.4. OkreÊlenie prawa wnioskodawcy do terenu, w ramach którego projektowa-

na dzia∏alnoÊç ma byç wykonywana lub prawa o ustanowienie którego ubie-ga si´ wnioskodawca,

1.5. OkreÊlenie czasu, na jaki koncesja ma byç wydana, wraz ze wskazaniem da-ty rozpoczćia dzia∏alnoÊci,

1.6. OkreÊlenie Êrodków jakimi dysponuje podmiot w celu zapewnienia prawi-d∏owego wykonania dzia∏alnoÊci obj´tej wnioskiem.

Dane wymienione powy˝ej nale˝y uzupe∏niç dowodami ich istnienia, w szczegól-noÊci przez do∏àczenie za∏àczników graficznych sporzàdzonych zgodnie z wyma-ganiami dotyczàcymi map górniczych. Organ koncesyjny mo˝e zobowiàzaç wnio-skodawc´ do przedstawienia danych okreÊlajàcych stan prawny nieruchomoÊci ob-j´tych wp∏ywami zamierzonej dzia∏alnoÊci. Do wniosku nale˝y równie˝ do∏àczyçprojekt prac geologicznych. 2. Wniosek o udzielenie koncesji na wydobywanie kopalin, poza wymaganiami ww.

powinien równie˝ okreÊlaç: 2.1. Z∏o˝e kopaliny lub jego cz´Êç, która ma byç przedmiotem wydobycia,2.2. WielkoÊç i sposób zamierzonego wydobycia kopaliny,2.3. Stopieƒ zamierzonego wykorzystania zasobów z∏o˝a, w tym kopalin towa-

rzyszàcych i wspó∏wyst´pujàcych u˝ytecznych pierwiastków Êladowych, jakrównie˝ Êrodki umo˝liwiajàce osiàgnićie tego celu,

2.4. Projektowane po∏o˝enie obszaru górniczego i terenu górniczego oraz ichgranic.

3. Do wniosku nale˝y do∏àczyç: 3.1. Dowód istnienia prawa przys∏ugujàcego wnioskodawcy do wykorzystania

dokumentacji geologicznej w celu ubiegania si´ o koncesj´,



197

3.2. Projekt zagospodarowania z∏o˝a, zaopiniowany przez w∏aÊciwy organ nad-zoru górniczego,

3.3. Dowód istnienia prawa przys∏ugujàcego wnioskodawcy do nieruchomoÊcigruntowej, w granicach której ma byç wykonywana zamierzona dzia∏alnoÊçw zakresie wydobywania kopaliny metodà odkrywkowà, lub dowód przyrze-czenia jego ustanowienia.

4. Wydawana koncesja powinna okreÊlaç: 4.1. Rodzaj i sposób prowadzenia dzia∏alnoÊci obj´tej koncesjà,4.2. Przestrzeƒ, w granicach której ma byç prowadzona ta dzia∏alnoÊç,4.3. Okres wa˝noÊci koncesji ze wskazaniem terminu rozpoczćia dzia∏alnoÊci,4.4. Inne wymagania dotyczàce wykonywania dzia∏alnoÊci obj´tej koncesjà,

w szczególnoÊci w zakresie bezpieczeƒstwa powszechnego i ochrony Êro-dowiska,

4.5. Cel, zakres, rodzaj i harmonogram prac geologicznych,4.6. Wymaganà dok∏adnoÊç rozpoznania geologicznego.

Powierzchnia terenu, na którym na podstawie jednej koncesji mogà byç wykonywa-ne prace, nie mo˝e przekroczyç 1200 km2. 5. Koncesja wydana na podstawie ustawy wygasa:

– z up∏ywem czasu, na jaki zosta∏a wydana,– je˝eli sta∏a si´ bezprzedmiotowa, – w razie likwidacji przedsi´biorcy, – w razie zrzeczenia si´ koncesji.

Kopie wszystkich decyzji wydawanych na podstawie ww. przepisów organ konce-syjny przesy∏a do wiadomoÊci w∏aÊciwym miejscowo organom administracji geolo-gicznej i nadzoru górniczego.

8.5.3. Prace geologiczne i hydrogeologiczne1. Projektowanie i wykonywanie prac geologicznych.Prace geologiczne mogà byç wykonywane, dozorowane i kierowane tylko przez oso-by posiadajàce odpowiednie kwalifikacje. Prace geologiczne obejmujàce robotygeologiczne mogà byç wykonywane tylko na podstawie projektu prac geologicz-nych. 2. Projekt prac geologicznych powinien okreÊlaç:

2.1. Cel zamierzonych prac, sposób jego osiàgnićia wraz z okreÊleniem rodza-ju wymaganej dokumentacji geologicznej,

2.2. Harmonogram prac,2.3. Przestrzeƒ, w obr´bie której majà byç wykonywane prace geologiczne,2.4. Przedsi´wzićia konieczne ze wzgl´du na ochron´ Êrodowiska, w tym

zw∏aszcza wód podziemnych, oraz sposób likwidacji wyrobisk, otworów



wiertniczych, rekultywacji gruntów i Êrodki majàce na celu zapobie˝enieszkodom.

3. Wykonawca prac geologicznych jest zobowiàzany: 3.1. Posiadaç dokumentacj´ prowadzonych prac i uzupe∏niaç jà w miar´ post´-

pu robót,3.2. Zg∏osiç zamiar przystàpienia do wykonywania robót geologicznych organo-

wi nadzoru górniczego oraz wójtowi, burmistrzowi lub prezydentowi mia-sta w∏aÊciwym ze wzgl´du na miejsce wykonywanych robót,

3.3. Zagospodarowaç kopalin´ wydobytà lub wydobywajàcà si´ samoistniew czasie wykonywania tych prac.

4. W zg∏oszeniu nale˝y okreÊliç zamierzone terminy rozpoczćia i zakoƒczenia ro-bót, ich rodzaj, podstawowe dane dotyczàce prac geologicznych oraz dane doty-czàce osób sprawujàcych dozór i kierownictwo tych prac.

5. Zg∏oszenia dokonuje si´ na piÊmie najpóêniej na dwa tygodnie przed zamierzo-nym terminem rozpoczćia prac.

6. Organ administracji geologicznej mo˝e w drodze decyzji nakazaç podmiotom wyko-nujàcym prace geologiczne dokonanie, za wynagrodzeniem, dodatkowych prac geolo-gicznych, w szczególnoÊci badaƒ, pomiarów oraz pobranie dodatkowych próbek.

7. Wyniki prac geologicznych wraz z ich interpretacjà oraz okreÊleniem stopniaosiàgnićia zamierzonego celu nale˝y przedstawiç w dokumentacji geologicznej.

8. Dokumentacja ta powinna okreÊlaç: 8.1. Rodzaj, iloÊç i jakoÊç rozpoznanych kopalin, w tym tak˝e kopalin towarzy-

szàcych i wspó∏wyst´pujàcych u˝ytecznych pierwiastków Êladowych orazsubstancji szkodliwych dla Êrodowiska wyst´pujàcych w z∏o˝u,

8.2. Po∏o˝enie z∏o˝a, jego budow´ geologicznà, form´ i granice,8.3. Elementy Êrodowiska otaczajàcego z∏o˝e,8.4. Hydrogeologiczne i inne geologiczno-górnicze warunki wyst´powania z∏o˝a,8.5. Stan zagospodarowania powierzchni.

9. W przypadku, gdy dokumentacja geologiczna ma stanowiç podstaw´ do udziele-nia koncesji na wydobywanie kopalin, stopieƒ rozpoznania z∏o˝a powinienumo˝liwiç opracowanie projektu zagospodarowania z∏o˝a oraz wskazanie mo˝-liwoÊci i kierunków rekultywacji terenów poeksploatacyjnych.

10. Dokumentacj´ hydrogeologicznà sporzàdza si´ w celu: 10.1. Ustalenia zasobów wód podziemnych,10.2. OkreÊlenia warunków hydrogeologicznych w zwiàzku z:

10.2.1. Projektowaniem odwodnieƒ do wydobywania kopalin ze z∏ó˝,10.2.2. Wt∏aczaniem wód do górotworu,10.2.3. Projektowaniem odwodnieƒ budowlanych otworami wiertniczymi,10.2.4. Projektowaniem inwestycji mogàcych zanieczyÊciç wody podziemnej,



199

10.2.5. Magazynowaniem i sk∏adowaniem na powierzchni lub w górotwo-rze substancji oraz odpadów,

10.2.6. Ustanawianiem obszarów ochronnych zbiorników wód podziem-nych,

10.2.7. Zakoƒczeniem lub zmianà poziomu odwadniania likwidowanychzak∏adów górniczych.

11. Dokumentacja hydrogeologiczna powinna okreÊlaç: 11.1. Budow´ geologicznà i warunki hydrogeologiczne badanego obszaru,11.2. Warunki wyst´powania wód podziemnych, w tym charakterystyk´ warstw

wodonoÊnych okreÊlonego poziomu,11.3. JakoÊç wody podziemnej, a w przypadku wody leczniczej tak˝e trwa∏oÊç

jej sk∏adu chemicznego i cechy fizycznej,11.4. Przedsi´wzićia niezb´dne dla ochrony Êrodowiska,11.5. Przedsi´wzićia niezb´dne dla ochrony obiektów na powierzchni.

12. Dokumentacj´ geologiczno-in˝ynierskà sporzàdza si´ dla: 12.1. OkreÊlenia warunków geologicznych dla potrzeb zagospodarowania prze-

strzennego,12.2. Ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowla-

nych,12.3. Magazynowania i sk∏adowania substancji oraz odpadów.

13. Dokumentacja geologiczno-in˝ynierska powinna okreÊlaç: 13.1. Budow´ geologicznà, warunki geologiczno-in˝ynierskie i hydrogeologicz-

ne pod∏o˝a budowlanego lub okreÊlonej przestrzeni,13.2. Prognoz´ zmian w Êrodowisku, mogàcych powstaç na skutek realizacji lub

eksploatacji obiektów budowlanych,13.3. Wyst´powanie z∏ó˝ kopalin, szczególnie surowców budowlanych, nadajà-

cych si´ do wykorzystania przy realizacji inwestycji.Dokumentacj´ geologicznà przekazuje si´ w czterech egzemplarzach w∏aÊciwemuorganowi administracji geologicznej.

W terminie 2 miesićy od dnia otrzymania dokumentacji geologicznej organ,o którym mowa zawiadamia pisemnie o przyjćiu dokumentacji bez zastrze˝eƒ,a w przypadku, gdy dokumentacja nie odpowiada wymaganiom okreÊlonym w prze-pisach prawa, za˝àda, w drodze decyzji, uzupe∏nienia lub poprawienia dokumen-tacji. W terminie jednego miesiàca od dnia otrzymania uzupe∏nionej lub poprawio-nej dokumentacji organ zawiadamia o przyjćiu jej bez zastrze˝eƒ. Organ ten gro-madzi informacje oraz próbki uzyskane w wyniku prowadzenia prac geologicznychw celu wykonania zadaƒ okreÊlonych w ustawie.

Informacje oraz próbki, podlegajà ochronie w zakresie, w jakim wymaga tegointeres paƒstwa lub ich w∏aÊciciela.



14. Dokumentacja geologiczna podlega zmianie w razie: 14.1. Stwierdzenia istotnych ró˝nic w budowie geologicznej w stosunku do da-

nych okreÊlonych w zatwierdzonej dokumentacji,14.2. Zmiany przedmiotu lub zakresu dzia∏alnoÊci, dla której dokumentacja zo-

sta∏a sporzàdzona.Prawo do informacji uzyskanych w wyniku prac geologicznych przys∏ugujeSkarbowi Paƒstwa. Prawem do informacji geologicznej rozporzàdza Skarb Paƒ-stwa. Ten, kto poniós∏ koszt wykonania prac geologicznych prowadzonychna mocy decyzji wydanych na podstawie ustawy, ma wy∏àczne prawo do nieod-p∏atnego wykorzystywania uzyskanych w ich wyniku informacji geologicznychw celach badawczych, naukowych, jak równie˝ w celu wykonywania dzia∏alnoÊciregulowanej ustawà. Prawo to wygasa z up∏ywem 5 lat od utraty mocy odpowied-niej decyzji, na podstawie której wykonano prace b´dàce êród∏em informacji,lub zezwalajàcej na wykonywanie innej dzia∏alnoÊci regulowanej ustawà alboprzepisami odr´bnymi. Je˝eli koncesja nie stanowi inaczej, ten komu przys∏u-guje prawo wykorzystywania uzyskanych w ten sposób informacji geologicz-nych, mo˝e udost´pniç je innym podmiotom. Je˝eli informacja geologiczna,do której prawa przys∏ugujà Skarbowi Paƒstwa, zawarta jest w dokumentacjigeologicznej, rozporzàdzenie nià nast´puje wy∏àcznie na czas oznaczony. Ten,kto prowadzi dzia∏alnoÊç na podstawie ustawy, jest obowiàzany do bie˝àcegoprzekazywania organom administracji geologicznej informacji geologicznychw tym próbek wraz z wynikami ich badaƒ. Zakres i harmonogram przedstawia-nia informacji oraz próbek mo˝e okreÊlaç koncesja. Udokumentowane wodypodziemne, w granicach projektowanych stref ochronnych uj´ç oraz obszarówochronnych zbiorników wód podziemnych, uwzgl´dnia si´ w miejscowych pla-nach zagospodarowania przestrzennego. Na podstawie dokumentacji geologicz-nych i ewidencji zasobów minister w∏aÊciwy do spraw Êrodowiska sporzàdza co-rocznie krajowy bilans zasobów z∏ó˝ kopalin.

8.5.4. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia wodnoprawnego(Ustawa Prawo wodne z dnia 18.07.2001 r.)

Procedury prawne sà takie same jak w przypadku wykorzystania wód powierzch-niowych (patrz elektrownie wodne) z wyjàtkiem ma∏ych ró˝nic, a mianowiciedo operatu wodnoprawnego na podstawie, którego wydawane jest pozwoleniewodnoprawne na pobór wód podziemnych do∏àcza si´ dokumentacj´ hydroge-ologicznà.

8.5.5. Post´powanie w sprawie uzyskania pozwolenia na budow´Szerzej ta procedura zosta∏a opisana w punkcie 8.1.5.dla elektrowni wodnych.



201

8.6. Bibliografia1. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r.2. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r., art. 15.3. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r., art. 52

ust. 1.4. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r., art. 52

ust. 2.5. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r., art. 53

ust. 1.6. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r., art. 51.7. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r., art. 53

ust. 4 pkt. 11.8. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r., art. 53

ust. 3.9. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r., art. 54.10. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27.03.2003 r.,

art. 57.11. Ustawa Prawo ochrony Êrodowiska z dnia 27.04.2001 r.12. Ustawa Prawo ochrony Êrodowiska z dnia 27.04.2001 r., art. 143.13. Ustawa Prawo wodne z dnia 18.07.2001 r.14. Ustawa Prawo energetyczne z dnia 10.04.1997 r.15. Rozporzàdzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa w sprawie wa-

runków technicznych, jakim powinny odpowiadaç budynki i ich usytuowaniez dnia 14.12.1994 r., Dz. U. nr 15, poz. 140.

16. Ustawa Prawo Budowlane z dnia 07.08.1994 r., Dz. U. 1994 nr 89 poz. 414, art. 29pkt 2.

17. Rozporzàdzenie Ministra Gospodarki i Pracy, w sprawie klasyfikacji zawodów i spe-cjalnoÊci dla potrzeb rynku pracy oraz zakresu jej stosowania z dnia 8.12.2004 r., Dz. U. 1997, poz. 2644.

18. Rozporzàdzenie Ministra Rolnictwa i Gospodarki ˚ywnoÊciowej z dnia 7 paêdzierni-ka1997 r, Dz. U. 1997 Nr 132, poz. 877.

19. Rozporzàdzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakimpowinny odpowiadaç budynki i ich usytuowanie z dnia 12.04.2002 r., Dz. U. 2002Nr 75, poz. 690.

20. Ustawa o odpadach z dnia 27 kwietnia 2001 r., Dz. U. 2001 Nr 62, poz. 628.21. Rozporzàdzenie (WE) nr 1774/2002 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 3 paê-

dziernika 2002 r. ustanawiajàce przepisy zdrowotne zwiàzane z ubocznymi produk-tami zwierzćymi nieprzeznaczonymi do spo˝ycia przez ludzi.

22. Rozporzàdzenie Ministra Gospodarki z dnia 16.03.1998 r., Dz. U. 1998 Nr 59 poz. 377.

Przeglàd krajowych i zagranicznych êróde∏ finansowania inwestycji


9. PRZEGLÑD KRAJOWYCH I ZAGRANICZNYCH èRODE¸FINANSOWANIA INWESTYCJIZWIÑZANYCH Z WYKORZYSTANIEMODNAWIALNYCH èRÓDE¸ ENERGII

Odnawialne êród∏a energii nie sà w stanie rozwijaç si´ szybko na wolnym ryn-ku przy obecnym poziomie cen tradycyjnych noÊników energii. Konieczne do tegorozwoju jest wsparcie finansowe, przede wszystkim na etapie inwestycyjnym, któ-re odzwierciedla zarówno polityk´ Rzàdu RP, jak te˝ UE. Wsparcie takie daje mo˝-liwoÊç zwi´kszenia udzia∏u energii ze êróde∏ odnawialnych w bilansie energetycz-nym paƒstwa, a tak˝e umo˝liwia rozpowszechnienie i udoskonalenie technologiina wypadek zawirowaƒ finansowych na rynku energetycznym.

9.1. WprowadzenieRealizacja projektów z zakresu odnawialnych êróde∏ energii wià˝e si´ z regu∏y

z koniecznoÊcià poniesienia wysokich nak∏adów inwestycyjnych oraz niskimi kosz-tami operacyjnymi. Energia dostarczana z tego typu êróde∏ jest zazwyczaj taƒszani˝ energia ze êróde∏ tradycyjnych, pod warunkiem ˝e nie uwzgl´dnia si´ w kosz-tach jej wytwarzania zwrotu poniesionych nak∏adów inwestycyjnych.

Przygotowanie inwestycji z zakresu odnawialnych êróde∏ energii nale˝y bez-wzgl´dnie rozpoczàç od rozpoznania potencjalnych i mo˝liwych do wykorzystaniazasobów lokalnego êród∏a odnawialnego. Ju˝ samo okreÊlenie tych zasobów cz´stowià˝e si´ z wysokimi nak∏adami finansowymi, bez gwarancji uzyskania pozytywnychwyników ekonomicznie uzasadniajàcych realizacj´ inwestycji. Wst´pnà koncepcjínwestycji mo˝na oprzeç na danych dost´pnych w istniejàcych atlasach, opracowa-niach i publikacjach. Dane takie razem z lokalnym rozpoznaniem zapotrzebowaniana energi´ cieplnà lub elektrycznà mogà stanowiç podstaw´ do opracowania wst´p-nego studium inwestycji. Powodzenie inwestycji uwarunkowane jest jednak dok∏ad-nymi analizami bazujàcymi cz´sto na wieloletnim monitoringu i badaniach.

Finansowanie inwestycji z zakresu odnawialnych êróde∏ energii obarczone mo-˝e byç du˝ym ryzykiem. Ryzyko to zwiàzane jest z trafnoÊcià decyzji o podjćiu in-westycji (np. poprawnoÊç za∏o˝eƒ studium wykonalnoÊci, biznesplanu i analizyrynku) ze z∏o˝onoÊcià technicznà procesu (uzgodnienia technologiczne, budowla-ne itp.), jak równie˝ ze stronà dokumentacyjnà oraz formalnà (np. pozwolenia,koncesje). Dok∏adne rozpoznanie i oparcie projektu na rzetelnych danych znacz-nie obni˝a takie ryzyko. Ponadto inwestycje tego typu zwiàzane sà najcz´Êciej



203

z d∏ugim okresem zwrotu, a wić i z d∏ugim okresem finansowania. Stàd finanso-we wsparcie inwestycji tego typu jest niezb´dne, aby przy obecnym poziomie cennoÊników energii realizacje mog∏y dochodziç do skutku, wp∏ywajàc korzystniena Êrodowisko naturalne. Wsparcie takie mo˝na uzyskaç z licznych êróde∏, co wy-nika z za∏o˝eƒ polityki ekologicznej paƒstwa, która wpisuje si´ w szeroko poj´tàeuropejskà polityk´ ekologicznà i energetycznà.

Finansowanie inwestycji z zakresu odnawialnych êróde∏ energii mo˝e byç reali-zowane w du˝ym uogólnieniu na trzy sposoby:

1) inwestor przekazuje w∏asne Êrodki finansowe na realizacj´ projektu;2) inwestor zapewnia jedynie cz´Êç Êrodków na realizacj´ projektu, pozosta∏a

pochodzi ze Êrodków krajowych lub zagranicznych;3) inwestor realizuje projekt za pomocà tzw. trzeciej strony.

Wsparcie zewn´trzne staje si´ cz´sto czynnikiem warunkujàcym podjćie de-cyzji o realizacji i zakoƒczeniu inwestycji. Nale˝y jednak mieç na uwadze, i˝ ˝ad-na z instytucji wspierajàcych finansowo projekty z zakresu odnawialnych êróde∏energii nie ma mo˝liwoÊci sfinansowania inwestycji w ca∏oÊci. Dlatego ju˝ na eta-pie wykonywania projektów, dokumentacji, zbierania pozwoleƒ, koncesji itp. nale-˝y pami´taç, i˝ koszty poniesione przez inwestora przed rozpoczćiem w∏aÊciwejinwestycji stanowiç mogà udzia∏ w∏asny, jakim trzeba si´ wykazaç w ka˝dej insty-tucji wspierajàcej finansowo zadania tego typu. Na poczet udzia∏u w∏asnego mogàbyç zaliczone faktury wystawione nie wczeÊniej ni˝ na 3 lata przed realizacjà pracinwestycyjnych (ka˝da instytucja okreÊla to w swoich zasadach przyznawania po-mocy finansowej). Podstawà udzielenia dofinansowania jest rzetelnie przygotowa-ny harmonogram rzeczowo-finansowy, w którym przedstawiona jest realizacja fi-nansowa inwestycji z podzia∏em na zadania i okresy ich wykonywania.

Istnieje szereg mo˝liwoÊci otrzymania finansowego wsparcia projektów bazujà-cych na wykorzystaniu odnawialnych êróde∏ energii. Ârodki finansowe mogà mieçcharakter komercyjny lub preferencyjny. Mogà one pochodziç zarówno z instytucji,które wspierajà energetyk´ odnawialnà, jak równie˝ z innych êróde∏ (np. z rynków fi-nansowych). Obok krajowych Êrodków finansowych przeznaczonych na zadania zwià-zane z energià odnawialnà istnieje równie˝ mo˝liwoÊç pozyskania Êrodków z Unii Eu-ropejskiej oraz innych krajów. W du˝ej mierze powodzenie w zakresie pozyskaniaÊrodków finansowych zale˝y od posiadania aktualnej, kompletnej informacji.

Obecnie w Polsce istnieje kilka êróde∏ wspierajàcych finansowanie inwestycjiz zakresu odnawialnych êróde∏ energii. Nale˝à do nich m.in.:

– Narodowy Fundusz Ochrony Ârodowiska i Gospodarki Wodnej,– Wojewódzkie Fundusze Ochrony Ârodowiska i Gospodarki Wodnej,– EkoFundusz,



– Bank Ochrony Ârodowiska,– Bank Inicjatyw Spo∏eczno-Ekonomicznych S.A.,– Agencja Techniki i Technologii,– Fundacja Wspomagania Wsi.

W celu zrealizowania polityki Unii Europejskiej, zmierzajàcej do wzrostuudzia∏u energii pochodzàcej ze êróde∏ odnawialnych w bilansie energetycznym,zosta∏y utworzone ró˝ne instrumenty finansowe.

Lata 2007-2013 b´dà nowym okresem w pozyskiwaniu wsparcia finansowego z UniiEuropejskiej, dlatego te˝ zmienià si´ nieco zasady i tryb przyznawania Êrodków.

Nale˝y podkreÊliç, i˝ poni˝sze informacje dotyczàce dofinansowania sà aktual-ne na dzieƒ 08.01.2007 r. Konieczne jest nieustanne Êledzenie zasad dofinansowa-nia, które ulegajà doÊç cz´stym zmianom.

Zbiorcze zestawienie instytucji krajowych i zagranicznych wspierajàcych odna-wialne êród∏a energii przedstawione jest w tabelach 1 i 2.

ObjaÊnienia do tabeli 1:

po˝yczka z mo˝liwoÊcià jej cz´Êciowego umorzenia

kredyt ze Êrodków NFOÂiGW udzielony przez banki, które majà popisa-

nà umow´ o wspó∏pracy

dotacja tylko na prace geologiczne

dop∏ata do oprocentowania kredytu bankowego

po˝yczka

dotacja

NFOÂiGW – Narodowy Fundusz Ochrony Ârodowiska i Gospodarki Wodnejw Warszawie

WFOÂiGW – Wojewódzki Fundusz Ochrony Ârodowiska i Gospodarki WodnejBOÂ – Bank Ochrony Ârodowiska S.A.BISE – Bank Inicjatyw Spo∏eczno-Ekonomicznych S.A.MNiL – Ministerstwo Nauki i Informatyzacji7PR – Siódmy Program Ramowy o Wspó∏pracy NaukowejEFRR – Europejski Fundusz Rozwoju RegionalnegoEOG – Europejski Obszar GospodarczyGEF – Globalny Fundusz ÂrodowiskaDEPA – Duƒska Agencja Ochrony ÂrodowiskaFWPN – Fundacja Wspó∏pracy Polsko-Niemieckiej



205

Tabela 1. Instytucje finansujàce projekty zwiàzane z wykorzystaniem energii geotermalnej(opracowanie w∏asne na podst. Strategii rozwoju energetyki odnawialnej 2000)



E-m

ail,

ww

w

fundu

sz@nfo

sigw.g

ov.pl,

www

.nfos

igw.go

v.pl

biuro

@wf

os.kr

akow

.pl, w

ww.w

fos.kr

akow

.pl

info@

ekofu

ndus

z.org

.pl, w

ww.ek

ofund

usz.o

rg.pl

bos@

bosb

ank.p

l, www

.bosb

ank.p

lkr

akow

@bo

sban

k.pl, w

ww.bo

sban

k.pl

info@

bise.p

l, www

.bise.

plfri

k@bg

k.com

.pl, w

ww.bg

k.com

.plzk

irpp@

att.go

v.pl, w

ww.at

t.gov.

plfw

w@fw

w.org

.pl, w

ww.fw

w.org

.pl

www.f

wpn.o

rg.pl

infp@

armi

r.gov.

pl, w

ww.ar

mir.g

ov.pl

www.u

ndap

.org.p

l

www.f

undu

szwsp

olpra

cy.or

g.pl

fundu

sz@nfo

sigw.g

ov.pl,

www

.nfos

igw.go

v.pl

eog@

mgip.

gov.p

l, www

.mgip

.gov.p

l

kape

@ka

pe.go

v.pl

www.e

c.eur

opa.e

u, ww

w.kap

e.gov.

pl

Faks

(22)

459 0

1 01

(012

) 422

30 46

(22)

629 5

1 25

(22)

850 8

8 91

(12)

423 1

0 98

(22)

860 1

1 03

(22)

627 0

3 78

(22)

628 3

6 11

(22)

636 6

2 70

(22)

338 6

2 00

(22)

318 5

3 30

(22)

825 4

9 58

(22)

459 0

1 01

(22)

693 4

0 95

(22)

626 0

9 11

Adre

s

ul. Ko

nstru

ktor

ska 3

a, 02

-673

War

szawa

ul. Ka

nonic

za 12

, 31-0

02 Kr

aków

ul. B

rack

a 4, 0

0-50

2 War

szawa

Al. Ja

na Pa

w∏a I

I 12,

00-9

50 W

arsza

waul.

Pi∏su

dskie

go 23

, 31-1

10 Kr

aków

ul. D

ubois

5a, 0

0-18

4 War

szawa

Al. Je

rozo

limsk

ie 7,

00-9

55 W

arsza

waul.

Kruc

za 38

/42,

00- 5

12 W

arsza

waul.

Bell

ottieg

o 1, 0

1-022

War

szawa

ul. Zi

elna 3

7, 00

-108 W

arsza

waAl.

Jana

Paw∏

a II 7

0, 00

-175 W

arsza

waAl.

Niep

odleg

∏oÊci

186,

00-6

08 W

arsza

wa

ul. Pl

ac Tr

zech

Krzy

˝y 3/

5, 00

-507

War

szawa

ul. Ko

nstru

ktor

ska 3

a, 02

-673

War

szawa

ul. W

spóln

a 2-4

, 00-

526 W

arsza

wa

ul. M

okoto

wska

25, 0

0-56

0 War

szawa

Inst

ytucj

e

Naro

dowy

Fund

usz O

chro

ny Âr

odow

iska i

Gos

poda

rki W

odne

j w

Warsz

awie

Wojew

ódzk

i Fun

dusz

Ochr

ony Â

rodo

wisk

a i G

ospo

dark

iWo

dnej

w Kr

akow

ie Fu

ndac

ja Ek

oFun

dusz

Bank

Och

rony

Ârod

owisk

aBa

nk O

chro

ny Âr

odow

iska,

Oddz

ia∏ w

Krak

owie

Bank

Inicj

atyw

Spo∏e

czno

-Eko

nomi

czny

ch S.

A. B

ISEBa

nk G

ospo

darst

wa Kr

ajowe

goAg

encja

Tech

niki i

Tech

nolog

iiFu

ndac

ja W

spom

agan

ia W

si

Fund

acja

Wsp

ó∏pra

cy Po

lsko-

Niem

ieckie

jAg

encja

Rest

rukt

uryz

acji

i Mod

erniza

cji R

olnict

waFu

ndus

z na R

zecz

Glob

alneg

o Âro

dowi

ska B

iuro P

rogr

amu

Ma∏yc

h Dota

cji G

EF w

Polsc

eFu

ndus

z Spó

jnoÊci

, Ins

tytuc

ja Za

rzàd

zajàc

a: Mi

nister

stwo G

ospo

dark

i i Pr

acy,

Depa

rtame

nt Ko

ordy

nacji

Fund

uszu

Spójn

oÊci

Fund

usz S

pójno

Êci, I

nstyt

ucja

Wdr

a˝ajà

ca:

Naro

dowy

Fund

usz O

chro

ny Âr

odow

iska i

Gos

poda

rki W

odne

j w

Warsz

awie,

Dep

arta

ment

Prze

dsi´w

zi´ç S

pójno

ÊciNo

rwesk

i Mec

haniz

m Fin

anso

wy i

Mech

anizm

Fina

nsow

ego

Euro

pejsk

iego O

bsza

ru G

ospo

darcz

ego (

EOG)

, Kra

jowy P

unkt

Kont

rakt

owy:

Minis

terstw

o Gos

poda

rki i

Prac

y, De

parta

ment

Prog

ramó

w Po

moco

wych

i Po

mocy

Tech

niczn

ejIn

telige

ntna

Energ

ia dla

Euro

py,

Krajo

wa Ag

encja

Posza

nowa

nia En

ergii

Tele

fon

(22)

459 0

0 00,

(22)

459 0

0 01

(12)

422 9

4 90

(22)

621 2

7 04

(22)

850 1

1 00

(12)

628 4

5 00

(22)

860 1

1 00

(22)

522 9

1 12

(22)

661 9

1 61

(22)

636 2

5 75

(22)

338 6

2 00

(22)

318 4

2 20

(22)

825 9

2 45

(22)

459 0

2 57

(22)

639 5

8 93

(22)

626 0

9 10

èród∏a

fin

anso

wan

ia w

Pols

ce

Zagr

anic

zne

êród∏a

fin

anso

wan

ia

Tabe

la2.

Dan

e te

lead

reso

we

wyb

rany

ch in

styt

ucji

wsp

iera

jàcy

ch r

ealiz

acj´

zad

aƒ z

zakr

esu

odna

wia

lnyc

h êr

óde∏

ene

rgii



207

9.2. Ârodki krajowe

NARODOWY FUNDUSZ OCHRONY ÂRODOWISKA I GOSPODARKI

WODNEJ W WARSZAWIE – www.nfosigw.gov.pl

Beneficjenci: jednostki samorzàdu terytorialnego, przedsi´biorstwa, instytucjei urz´dy, szko∏y wy˝sze i uczelnie, jednostki organizacyjne ochrony zdrowia, organiza-cje pozarzàdowe (fundacje, stowarzyszenia), administracja paƒstwowa, osoby fizyczne.

Zadania priorytetowe

WÊród priorytetów NFOÂiGW na rok 2007 odnaleêç mo˝na dzia∏anie pn. „Wzrost wy-

twarzania energii ze êróde∏ odnawialnych, w tym biopaliw”, w ramach któregomo˝liwe b´dà:

– budowa lub modernizacja elektrowni wodnych o mocy poni˝ej 10 MW,– budowa elektrowni wiatrowych,– budowa lub modernizacja instalacji wytwarzania energii elektrycznej i ciep∏a

z wykorzystaniem biomasy lub zwiàzanej ze wspó∏spalaniem,– budowa lub modernizacja instalacji wytwarzania energii elektrycznej i ciep∏a

z wykorzystaniem biogazu uzyskiwanego w procesie fermentacji metanowejosadów Êciekowych oraz odpadów komunalnych na sk∏adowiskach,

– budowa lub modernizacja instalacji pozyskiwania energii z wód geotermalnych,– budowa kolektorów s∏onecznych i ogniw fotowoltaicznych,– budowa nowych lub przystosowanie istniejàcych instalacji energetycznych

do wykorzystywania metanu pochodzàcego z odmetanowania kopalƒ w´glakamiennego i szybów wydobywczych ropy naftowej,

– zastosowanie pomp ciep∏a wykorzystujàcych ciep∏o ziemi lub ciep∏o z otoczenia,– inwestycje dotyczàce produkcji i stosowania w transporcie biopaliw lub in-

nych paliw odnawialnych,– opracowanie dokumentacji niezb´dnej do wnioskowania o dofinansowanie

i realizacji przedsi´wzićia.

WÊród ró˝nych mo˝liwych form dofinansowania zadaƒ inwestycyjnych z zakre-su odnawialnych êróde∏ energii najbardziej korzystna wydaje si´ po˝yczka z mo˝-liwoÊcià cz´Êciowego umorzenia. Nale˝y jednak zaznaczyç, i˝ nie ka˝dy podmiotmo˝e si´ o nià ubiegaç.

Najwa˝niejsze formy dofinansowania: 1) po˝yczki preferencyjne,2) po˝yczki p∏atnicze,



3) kredyty udzielane ze Êrodków Narodowego Funduszu przez banki w ramachlinii kredytowych,

4) dotacje,5) dop∏aty do oprocentowania preferencyjnych kredytów i po˝yczek,6) po˝yczki w ramach umowy konsorcjum,7) umorzenia po˝yczek preferencyjnych.

Po˝yczki

Udzielone przez Narodowy Fundusz dofinansowanie nie mo˝e przekro-czyç 80% kosztów przedsi´wzićia, z wyjàtkiem przedsi´wzi´ç dofinansowywa-nych z nie podlegajàcych zwrotowi Êrodków zagranicznych.

WysokoÊç dofinansowania w formie po˝yczki nie mo˝e byç ni˝sza ni˝

2 mln z∏, z wy∏àczeniem po˝yczek p∏atniczych oraz po˝yczek udzielanych zeÊrodków subfunduszy.

Oprocentowanie po˝yczek ustalane jest w odniesieniu do stopy redyskontowejweksli, zwanej dalej „s.r.w.”, og∏aszanej przez Narodowy Bank Polski.

Przy udzielaniu po˝yczek i kredytów stosowana jest karencja w sp∏acie rat nied∏u˝sza ni˝ 6 miesićy. Okres kredytowania nie mo˝e byç d∏u˝szy ni˝ 15 lat, a dlapo˝yczek p∏atniczych ustalany jest przez Narodowy Fundusz w zale˝noÊci od wa-runków finansowania przedsi´wzićia z Funduszu SpójnoÊci.

Dotacje

Dofinansowanie w formie dotacji mo˝liwe jest jedynie dla zadaƒ inwestycyjnychzwiàzanych z poznaniem budowy geologicznej kraju oraz w zakresie gospodarki za-sobami z∏ó˝ kopalin i wód podziemnych. Do dzia∏aƒ tych nale˝à poni˝sze programy:

– badania i prace geologiczne dla ochrony Êrodowiska,– kartografia geologiczna, hydrogeologiczna i geoÊrodowiskowa,– dokumentowanie zasobów wód podziemnych oraz g∏ównych zbiorników wód

podziemnych,– rozpoznawanie mo˝liwoÊci wykorzystania energii geotermalnej oraz wód mi-

neralnych i leczniczych,– regionalne badania budowy geologicznej kraju.

Dotacje mogà byç tak˝e udzielane na przedsi´wzićia wspó∏finansowane w ra-mach funduszy unijnych, z wyjàtkiem przedsi´wzi´ç dofinansowywanych z Fundu-szu SpójnoÊci.

Dotacje w wysokoÊci do 50% kosztów przedsi´wzićia mogà byç równie˝ udzie-lane na realizacj´ przedsi´wzi´ç z zakresu ochrony powietrza, oczyszczania Êcie-ków i kanalizacji, przez podmioty prowadzàce dzia∏alnoÊç w dziedzinie ochrony



209

zdrowia, profilaktyki zdrowotnej i rehabilitacji, pomocy spo∏ecznej, ochrony zabyt-ków i krajobrazu, z wy∏àczeniem przedsi´biorstw, banków, spó∏ek prawa handlowe-go i jednostek bud˝etowych.

Procedura udzielania dofinansowania

Beneficjent starajàcy si´ o dofinansowanie sk∏ada kart´ informacyjnà zadania,a w przypadku jej pozytywnej oceny sk∏ada wniosek. Na podstawie ocen przydzie-lanych ka˝demu wnioskowi odpowiedni Departament/Wydzia∏ sporzàdza listywniosków o dofinansowanie przedsi´wzi´ç w zale˝noÊci od wyników oceny.Wszystkie listy Zarzàd Narodowego Funduszu zatwierdza w formie uchwa∏y. Negocjacje umowy

Po zakoƒczeniu negocjacji Departament odpowiedzialny za danà dziedzinóchrony Êrodowiska przygotowuje wnioski do Zarzàdu Narodowego Funduszuo udzielenie dofinansowania przedsi´wzi´ç. Zarzàd w formie uchwa∏y podejmujedecyzje w sprawie dofinansowania.

WOJEWÓDZKI FUNDUSZ OCHRONY ÂRODOWISKA I GOSPODARKI

WODNEJ W KRAKOWIE – www.wfos.krakow.pl

Beneficjenci: jednostki samorzàdowe, organizacje spo∏eczne, koÊcielne osobyprawne, inne.


WÊród priorytetów WFOÂiGW odnaleêç mo˝na dzia∏anie pn. „Zwi´kszenie

wykorzystania niekonwencjonalnych êróde∏ energii”. Zatem mo˝liwe jestfinansowanie zadaƒ wchodzàcych w zakres ww. priorytetu.

Ârodki Funduszu przeznacza si´ na dofinansowanie przedsi´wzi´ç wspomaga-jàcych dzia∏alnoÊç, na którà zgodnie z ustawà sà przeznaczane Êrodki gminnychfunduszy ochrony Êrodowiska i gospodarki wodnej, obejmujàcà m.in.:

1. edukacj´ ekologicznà oraz propagowanie dzia∏aƒ proekologicznych i zasadyzrównowa˝onego rozwoju,

2. dzia∏ania zwiàzane z ochronà powietrza,3. wspieranie wykorzystania lokalnych êróde∏ energii odnawialnej oraz pomoc

przy wprowadzaniu bardziej przyjaznych dla Êrodowiska noÊników energii.

Forma dofinansowania: – po˝yczki preferencyjne (z mo˝liwoÊcià cz´Êciowego umorzenia),– dotacje.



Po˝yczki

Maksymalna kwota po˝yczki na jedno zadanie mo˝e wynosiç do 20 mln z∏, lecznie wićej ni˝ 50% Êrodków przyj´tych w planie finansowym Funduszu na okreÊlo-ny artyku∏ ustawy. Maksymalna kwota zad∏u˝enia z tytu∏u po˝yczek dla jednego in-westora mo˝e wynosiç do 40 mln z∏.

Dotacje

W przypadku dotacji maksymalna kwota na jedno zadanie wynosi 2 mln z∏, lecznie wićej ni˝ 50% Êrodków przyj´tych w planie finansowym Funduszu na okreÊlo-ny artyku∏ ustawy. Dla zadaƒ z zakresu edukacji ekologicznej suma przyznanychdotacji dla jednego inwestora nie mo˝e przekroczyç 75 tys. z∏ w danym roku kalen-darzowym.

Ze Êrodków Funduszu dotacja mo˝e byç przyznana m.in. dla beneficjentów, ta-kich jak:

1. powiaty i gminy – na cele okreÊlone ustawà o ochronie i kszta∏towaniuÊrodowiska, realizowane w szko∏ach, przedszkolach, jednostkach pu-blicznej s∏u˝by zdrowia i domach pomocy spo∏ecznej (oprócz termomo-dernizacji),

2. organizacje spo∏eczne (w tym stowarzyszenia) oraz fundacje, których celemstatutowym jest ochrona Êrodowiska – na konkretne zadania proekologiczne,

3. koÊcielne osoby prawne na zadania zwiàzane z likwidacjà niskiej emisjii ochrony wód w obiektach sakralnych lub w obiektach zwiàzanych z dzia∏al-noÊcià charytatywnà,

4. inwestorzy, realizujàcy zadania w zakresie m.in. budowy êróde∏ ciep∏a o mo-cy do 50 kW, je˝eli pochodzà one z czystych lub odnawialnych êróde∏ energii;poza bateriami i kolektorami s∏onecznymi, dla których moc nie przekra-cza 10 kW; którzy na ich wykonanie zaciàgn´li po˝yczki (w bankach wytypo-wanych przez Fundusz) na pomoc w sp∏acie do 75% odsetek od takich po˝y-czek, dla których oprocentowanie bankowe nie przekracza 1,20 stopy redy-skonta weksli.

Procedura udzielenia dofinansowania

Beneficjent starajàcy si´ o dofinansowanie sk∏ada kart´ informacyjnà zadania,a w przypadku jej pozytywnej oceny sk∏ada wniosek.

EKOFUNDUSZ – www.ekofundusz.org.pl

Beneficjenci: samorzàdy, przedsi´biorcy, inni.



211


WÊród priorytetów w Sektorze III – Ochrona klimatu odnaleêç mo˝emy:– oszcz´dnoÊç energii w miejskich systemach zaopatrzenia w ciep∏o, – wykorzystanie biomasy do celów energetycznych w sektorze komunalno-by-

towym i w zak∏adach przemys∏owych,– gospodarcze wykorzystanie biogazu z odpadów pochodzenia rolniczego, z wy-

sypisk odpadów komunalnych i z oczyszczalni Êcieków oraz gazu odpadowe-go z procesów przemys∏owych,

– produkcj´ biopaliwa z rzepaku,– wykorzystanie energii solarnej (kolektory s∏oneczne i panele fotowoltaiczne),– wykorzystanie energii wiatru,– wykorzystanie energii geotermalnej w zakresie naziemnej cz´Êci ciep∏owni-

czej wraz z centralà geotermalnà,– wykorzystanie p∏ytkiej geotermii (pompy ciep∏a),– promocj´ technologii ogniw paliwowych,– wykorzystanie energii odpadowej z procesów przemys∏owych i z procesów

spalania.

EkoFundusz mo˝e wspieraç finansowo zarówno projekty dopiero rozpoczyna-ne, jak i b´dàce w fazie realizacji, je˝eli ich zaawansowanie finansowe nie przekra-cza 60% w dniu z∏o˝enia wniosku do EkoFunduszu. Ze wzgl´du na ponoszonekoszty administracyjne dotacja EkoFunduszu dla pojedynczego projektu nie mo˝ebyç ni˝sza ni˝ 50 tys. z∏.

Zamawiajàcy wymaga, aby oferent wykonujàcy zamówienie w cz´Êci finansowa-nej przez EkoFundusz korzysta∏ z dostawców lub wykonawców ze Stanów Zjedno-czonych, Szwajcarii, Norwegii i/lub krajów Unii Europejskiej. Podstawà do rozli-czenia dostaw wyrobów jest Êwiadectwo pochodzenia lub oÊwiadczenie producen-ta o miejscu ich wytworzenia.

W zale˝noÊci od typu projektu oraz osobowoÊci prawnej beneficjenta kwota do-finansowania waha si´ od 30 do 60%.

Poni˝ej przedstawione zosta∏y szczegó∏owo zasady dofinansowania projektówo charakterze powtarzalnym. Ten mechanizm finansowy funkcjonuje od ro-ku 2004.Forma dofinansowania: dotacja dla wszystkich projektów.

KOLEKTORY S¸ONECZNE

Dofinansowanie obejmuje wy∏àcznie instalacj´ kolektorów s∏onecznych (p∏a-skich lub pró˝niowych) wraz z niezb´dnà instalacjà (konstrukcja wsporcza, zasob-nik ciep∏a, rozrzàd wody, armatura, sterowanie). Wnioski mogà dotyczyç zarówno



kolektorów instalowanych na istniejàcych budowlach, jak te˝ i nowo budowanych.Wszystkie obiekty muszà byç w∏asnoÊcià wnioskodawcy. EkoFundusz uwzgl´dniazg∏oszenia zarówno projektów nowych, jak i zaawansowanych, o ile finansowe ichzaawansowanie nie przekroczy∏o 60% kosztów projektu na dzieƒ z∏o˝enia wnioskudo EkoFunduszu.

Poziom dofinansowania

Dop∏ata ta nie mo˝e byç ni˝sza od 50 tys z∏, co oznacza, ˝e wniosek powiniendotyczyç instalacji wynoszàcej co najmniej 50 m2 powierzchni czynnej kolektorów(tabela 3). Roczny limit Êrodków EkoFunduszu na projekty dotyczàce budowy in-stalacji kolektorów s∏onecznych wynosi 10 mln z∏ (na 10 000 m2/rok), przy czymwnioski przyjmowane sà a˝ do wyczerpania limitu. Po jego wyczerpaniu Fundacjainformuje nast´pnych wnioskodawców o tym fakcie oraz o mo˝liwoÊci wpisaniawniosku na rok nast´pny bàdê rezygnacji z dotacji.

Projekty zg∏oszone w danym roku powinny zostaç w tym˝e roku zrealizowane.JeÊli jednak realizacja przesuwa si´ na rok nast´pny, Êrodki EkoFunduszu przecho-dzà wraz z projektem, nie uszczuplajàc limitu na rok nast´pny.

Procedura

Brak pierwszego etapu wniosku tzw. „Ankiety”, rozpatrywanie nast´pujena podstawie „Wniosku o dotacj´”. Procedura jest maksymalnie uproszczonai przyÊpieszona.Uwagi

Projekty, w których kolektory s∏oneczne stanowià jedynie cz´Êç wi´kszej insta-lacji (np. z pompami ciep∏a), rozpatrywane sà indywidualnie, na ogólnych zasa-dach EkoFunduszu.

ELEKTROWNIE WIATROWE

Mo˝liwe jest przyznanie dop∏aty wy∏àcznie dla nowo podejmowanych inicjatywdotyczàcych budowy farm wiatrowych w Polsce. Inwestycja powinna byç wydzielo-na obszarowo i przeznaczona do pod∏àczenia do jednej stacji transformatorowej.


WysokoÊç dop∏aty ze strony Fundacji mo˝e wynieÊç do 700 000 z∏/MW,przy rocznym limicie Êrodków na ten cel 35 mln z∏ (tabela 3).

Procedura

Wnioski na rok nast´pny, zawierajàce komplet wy˝ej wymienionych dokumen-tów, nale˝y zg∏aszaç do 31 grudnia roku poprzedniego. W styczniu wszystkie wnio-



213

ski sà sprawdzane pod wzgl´dem ich kompletnoÊci i przygotowania do realizacji.Wnioski niekompletne lub przedwczesne sà eliminowane, a wÊród pozosta∏ychrozdzielana jest kwota roczna (35 mln z∏) proporcjonalnie do mocy farm wiatro-wych aplikujàcych o dotacj´ EkoFunduszu. Kwota ta zostanie przyznana z puli da-nego roku niezale˝nie od tego, ile lat b´dzie trwa∏a inwestycja (pieniàdze „idà”za projektem, nie uszczuplajàc puli w latach nast´pnych). Wszystkie wnioskisprawdzane sà w EkoFunduszu pod wzgl´dem technicznym i ekonomicznym,przy czym szczególnie wa˝nym czynnikiem jest wiarygodnoÊç finansowa wniosko-dawcy oraz wybór technologii. Wnioski te rozpatrywane sà przez Zarzàd EkoFun-duszu, po czym kierowane na Rad´ Fundacji, która ostatecznie przyznaje dotacj´w marcu lub maju danego roku.

OLEJ NAP¢DOWY Z RZEPAKU

Szacuje si´, ˝e „otwarcie rynku” nastàpi, jeÊli roczna produkcja estrów z olejurzepakowego osiàgnie poziom 200 000 t/rok. Wa˝ne jest te˝, aby paliwo to produ-kowane by∏o w sposób profesjonalny, a jego jakoÊç by∏a sprawdzona i gwarantowa-na. Mogà to zapewniç jedynie du˝e, nowoczesne instalacje.

W zwiàzku z tym Rada EkoFunduszu ustali∏a nast´pujàce warunki granicznedla wniosków aplikujàcych o dotacj´:

– dolny limit produkcji estrów dla instalacji – 10 000 ton rocznie (tabela 3), – udokumentowane dostawy krajowego ziarna rzepakowego,– udokumentowany odbiór produkcji estrów do celów dystrybucji jako biopaliwo.


Dop∏ata EkoFunduszu wynosi do 200 z∏ na ton´ estrów, jednak nie wićejni˝ 10% kwalifikowanych kosztów instalacji. Roczny limit Êrodków Fundacji prze-znaczonych na ten cel wynosi 10 mln z∏ (na 50 000 ton estrów rocznie).

Procedura

Podobnie jak w przypadku farm wiatrowych, inwestorzy chcàcy podjàç w na-st´pnym roku budow´ instalacji powinni z∏o˝yç wnioski w EkoFunduszu do 31grudnia roku poprzedniego.

W styczniu sprawdzana jest ich kompletnoÊç i dojrza∏oÊç do realizacji. Wnioskiniekompletne lub przedwczesne sà odrzucane, a wÊród pozosta∏ych rozdzielanyjest roczny limit Êrodków Fundacji przeznaczonych na ten cel (proporcjonalniedo mocy produkcyjnych zadeklarowanych w projektach). Wnioski te zostajà na-st´pnie sprawdzone pod wzgl´dem technicznym i ekonomicznym, a po akceptacjiprzez Zarzàd przedstawiane Radzie Fundacji, która ostatecznie przyznaje dotacj´.W przypadku realizacji projektu d∏u˝szej ni˝ rok, odpowiednie Êrodki EkoFundu-



szu zostajà na ten projekt zarezerwowane w latach nast´pnych, nie uszczuplajàc li-mitów na te lata dla nowych projektów.

Przewiduje si´, ˝e EkoFundusz zakoƒczy akcj´ promujàcà produkcj´ es-trów z oleju rzepakowego, gdy poziom produkcji w Polsce si´gnie 200 000 tonrocznie.

PLANTACJE ROÂLIN DO CELÓW ENERGETYCZNYCH

EkoFundusz sk∏onny jest dotowaç te projekty pod nast´pujàcymi warunkami (ta-bela 3):

– wielkoÊç plantacji powinna wynosiç 50-500 ha, przy czym mo˝e ona byç za∏o-˝ona w jednym lub w kilku miejscach, b´dàcych w∏asnoÊcià pojedynczegownioskodawcy lub konsorcjum utworzonego zgodnie z Prawem Zamówieƒ Pu-blicznych (konieczne jest zaÊwiadczenie z gminy o ∏àcznej wielkoÊci plantacji),

– powinna byç za∏àczona pozytywna opinia Wojewódzkiego Konserwatora Przyrody,– powinien byç udokumentowany zamiar odbioru biomasy przez pobliskà ko-

t∏owni´ lub wyspecjalizowanà firm´ dystrybucyjnà (w formie listu intencyjne-go czy porozumienia wst´pnego).


Mo˝liwoÊç otrzymania dop∏aty w wysokoÊci do 1 000 z∏ na hektar nowej planta-cji przy limicie rocznym 10 mln z∏ (na 10 000 ha/rok).

Procedura

Dop∏aty mogà uzyskaç jedynie inwestorzy, którzy zak∏adajà plantacj´ w rokuz∏o˝enia wniosku do EkoFunduszu. Wnioski nale˝y sk∏adaç do 15 listopada jedyniena t´ cz´Êç plantacji (matecznej lub towarowej), która faktycznie zosta∏a w danymroku za∏o˝ona.

Wnioski sà sprawdzane w EkoFunduszu co do ich kompletnoÊci i spe∏nieniawymagaƒ formalnych. Wnioski niekompletne sà odrzucane. WÊród pozosta∏ychwniosków rozdzielany jest roczny limit Êrodków przeznaczonych na ten cel. Gdy∏àczny area∏ plantacji zg∏oszonych do dop∏at przekracza 10 000 ha, Êrodki Eko-Funduszu rozdzielane sà proporcjonalnie do wielkoÊci plantacji. Wszystkie tewnioski poddawane sà analizie technicznej i ekonomicznej, po czym zaprezento-wane Zarzàdowi, który przyznaje promes´ dotacji. Zarzàd podpisuje z wniosko-dawcà promes´ o wyp∏aceniu dotacji pod okreÊlonymi warunkami. Najwa˝niej-szym z nich jest osiàgnićie wymaganej udatnoÊci uprawy po pierwszym pe∏nymsezonie wegetacyjnym.

W czerwcu roku nast´pnego EkoFundusz zleca z w∏asnych Êrodków wykonanieoceny udatnoÊci uprawy przez niezale˝nego rzeczoznawc´, wed∏ug zaakceptowa-



215

nej przez Fundacj´ metodyki. Je˝eli udatnoÊç jest wi´ksza lub równa zapisanejw promesie – dotacja zostaje wyp∏acona.

Nie ma mo˝liwoÊci przesuwania p∏atnoÊci i aneksowania umowy na rok nast´p-ny. Je˝eli udatnoÊç uprawy lub inny warunek promesy nie b´dà spe∏nione, dotacjanie zostanie wyp∏acona.

Tabela 3. Zbiorcze zestawienie projektów o charakterze powtarzalnym

KONKURSY

Konkurs na oszcz´dnoÊç energii w systemach grzewczychMo˝liwoÊç dofinansowania zadaƒ majàcych na celu modernizacj´ systemów

ogrzewczych poprzez zastosowanie energooszcz´dnych i przyjaznych dla Êrodowi-ska technologii zarówno w fazie wytwarzania, przesy∏ania, jak i u˝ytkowania ciep∏a,które prowadzà do ograniczenia emisji zanieczyszczeƒ do atmosfery.

1. W konkursie mogà braç udzia∏ jedynie projekty dotyczàce kompleksowej mo-dernizacji zamkni´tych systemów ogrzewczych, sk∏adajàcych si´ ze êród∏a lubêróde∏ ciep∏a (indywidualne paleniska, kot∏ownie, elektrociep∏ownie, grupowyw´ze∏ ciep∏owniczy), sieci dystrybucyjnej i odbiorców. Modernizacji powinnypodlegaç wszystkie trzy elementy systemu – êród∏o, sieç i odbiorcy.

2. Konkurs przeznaczony jest dla systemów ogrzewczych o istniejàcym zapo-trzebowaniu na moc cieplnà (przed modernizacjà) w granicach 1 – 50 MWt.W przypadku gdy zamierza si´ w projekcie zbudowaç kot∏owni´ na biomas´,jako podstawowe êród∏o ciep∏a, zast´pujàcà kot∏owni´ na paliwa kopalne, dol-na granica zapotrzebowania na moc cieplnà kwalifikowana do konkursu jestobni˝ona do 500 kW.

3. Projekt po stronie odbioru (termomodernizacja budynków) musi obejmowaçu˝ytkowników energii zamawiajàcych co najmniej 50% mocy pochodzàcej zeêróde∏ ten system zasilajàcych.

Rodzaj

produktu

Kolektory s∏oneczneElektrownie wiatrowePlantacje roÊlinenergetycznychEstry olejurzepakowego

Jednostka

m2

MWha

tony

Maksymalna

dop∏ata do

jednostki

1000 z∏700 000 z∏

1000 z∏

200 z∏

Limit roczny

(z∏/rok)

10 000 00035 000 00010 000 000

10 000 000

Warunki dodatkowe

do 40% kosztów projektudo 15% kosztów projektudo 15% kosztów projektu, wielkoÊçplantacji od 50 do 500 hainstalacja nie mniejsza ni˝ 10 000ton/rok, krajowe êród∏o surowca,odbiór do celów produkcji biopaliwa



4. Je˝eli w systemie ciep∏owniczym ju˝ wczeÊniej dokonano cz´Êciowej mo-dernizacji (zaliczaç si´ b´dzie prace wykonane i op∏acone po 1 stycz-nia 2003 r.), projekty obejmujàce modernizacj´ pozosta∏ych cz´Êci tychsystemów równie˝ mogà byç dopuszczone do konkursu pod warunkiem,˝e projekty te stanowià zamknićie prac modernizacyjnych w ramach tychsystemów. Oznacza to, ˝e nie b´dà dofinansowywane projekty obejmujàcetylko wybrane elementy systemu, a pozostawiajàce inne ich cz´Êci bezzmian, w szczególnoÊci projekty, w których modernizacji êród∏a ciep∏a do-konano w latach wczeÊniejszych.

5. Nie b´dà przyjmowane projekty polegajàce na zastosowaniu êróde∏ ciep∏a,w których podstawowym paliwem b´dzie olej opa∏owy.

6. Preferowane b´dà projekty, w których zastosowane b´dà odnawialne êród∏aenergii lub uk∏ady skojarzone.


Dotacja w wysokoÊci 30-50% kosztów przedsi´wzićia (w zale˝noÊci od iloÊcipunktów).

W 2007 r. w pierwszej kolejnoÊci EkoFundusz przyznawaç b´dzie dop∏a-

ty dla projektów z nast´pujàcych dziedzin:

– instalacje kolektorów s∏onecznych,

– plantacje roÊlin do celów energetycznych (wnioski dotyczàce za∏o-

˝enia plantacji w 2006 r. mo˝na nadsy∏aç do EkoFunduszu do 15

stycznia 2007 r.).

Wnioski dotyczàce wszystkich innych dziedzin sà rozpatrywane przez

EkoFundusz z zastrze˝eniem, ˝e dotacje Fundacji mogà byç przyznane

dopiero w latach 2008-2009.

BANK OCHRONY ÂRODOWISKA S.A. – www.bosbank.pl

BBeenneeffiiccjjeennccii: bezpoÊredni inwestorzy.PPrrzzeeddmmiioott kkrreeddyyttoowwaanniiaa:

– przy∏àcze do sieci cieplnej wykorzystujàce geotermalne êród∏o energii, – zakup i instalacja urzàdzeƒ dla ma∏ych elektrowni wodnych o mocy do 5

MW,– zakup i instalacja kot∏ów opalanych biomasà o mocy do 5 MW jako êróde∏ cie-

p∏a, wraz z produkcjà biomasy,



217

– lokalne instalacje do produkcji biopaliw,– zakup i instalacja urzàdzeƒ systemów grzewczych z zastosowaniem pomp

ciep∏a lub z wykorzystaniem ciep∏a odpadowego,– zakup i instalacja baterii s∏onecznych oraz kolektorów s∏onecznych.

Forma dofinansowania: kredyt preferencyjny ze Êrodków NFOÂiGW w Warsza-wie (Êrodki limitowane, warunki zale˝ne od umowy podpisanej przez BOÂ z NFO-ÂiGW w Warszawie).Poziom dofinansowania: maksymalnie 80% wartoÊci inwestycji (maksymalnakwota kredytu – 3 mln z∏).Okres kredytowania: do 5 lat.Oprocentowanie kredytu: zmienne i zale˝ne od stopy WIBOR.

Przedmiot kredytowania: przedsi´wzićia zwiàzane z zakupem i instalacjàbaterii, a tak˝e kolektorów s∏onecznych (bez kot∏owni) o mocy nie wi´kszej ni˝ 15kW oraz zakupem i instalacjà urzàdzeƒ i systemów grzewczych z zastosowa-niem pomp ciep∏a lub wykorzystaniem ciep∏a odpadowego o mocy nie wy˝szejni˝ 60 kW, budowà êróde∏ ciep∏a wykorzystujàcych odnawialne êród∏a energiio mocy nie wy˝szej ni˝ 60 kW zarówno w modernizowanych, jak i nowo budowa-nych obiektach. Forma dofinansowania: kredyt preferencyjny ze Êrodków WFOÂiGW (przyk∏addla WFOÂiGW z Krakowa).Poziom dofinansowania: do 100% (brutto – dla klientów nie b´dàcych p∏atni-kami VAT, netto – dla klientów b´dàcych p∏atnikami VAT).Okres kredytowania: do 4 lat.Oprocentowanie kredytu: zmienne i zale˝ne od stopy WIBOR.Warunki dodatkowe: dla przyk∏adu koszt zainstalowania kolektora s∏onecznegonie mo˝e byç wy˝szy ni˝ 3500 z∏ za 1 m2 lub 1 kW, a dla pompy ciep∏a nie mo˝eprzekraczaç 2000 z∏ od 1 kW.

Przedmiot kredytowania: zadanie sk∏adaç si´ musi z przedsi´wzićia termo-modernizacyjnego, o którym mowa w ustawie o wspieraniu przedsi´wzi´ç termo-modernizacyjnych z dnia 18.12.1998 r.Forma dofinansowania: kredyt na przedsi´wzićia z zakresu termomoderni-zacji z premià o wysokoÊci 25%.Poziom dofinansowania: do 80% kosztów zadania.Okres kredytowania: do 10 lat.Oprocentowanie kredytu: zmienne i zale˝ne od stopy WIBOR.Warunki dodatkowe: mo˝liwoÊç uzyskania premii w wysokoÊci 25% kwoty kre-dytu. Obowiàzek wykonania audytu energetycznego.



BANK INICJATYW SPO¸ECZNO-EKONOMICZNYCH S.A.

– www.bise.pl

Beneficjenci: spó∏dzielnie mieszkaniowe, przedsi´biorcy, prywatni w∏aÊcicielebudynków mieszkaniowych i komercyjnych itp.Przedmiot kredytowania: zadanie sk∏adaç si´ musi z przedsi´wzićia termo-modernizacyjnego, o którym mowa w ustawie o wspieraniu przedsi´wzi´ç termo-modernizacyjnych z dnia 18.12.1998 r.Forma dofinansowania: kredyt inwestycyjny, komercyjny oraz kredyt preferen-cyjny na inwestycje termomodernizacyjne.Poziom dofinansowania: maksymalnie 80% wartoÊci inwestycji.Okres kredytowania: maksymalnie 10 lat.Prawne zabezpieczenie:

– pe∏nomocnictwo do wydzielonego rachunku remontowego,– porćzenie z funduszu GEF,– hipoteka na nieruchomoÊci u˝ytkowej.

Oprocentowanie kredytu: zmienne i zale˝ne od stopy WIBOR.Porćzenie GEF – grant GEF jest przekazany przez Bank Âwiatowy do BGK, cos∏u˝y udzieleniu porćzeƒ sp∏aty kredytów bankowych na realizacj´ przedsi´wzi´çenergooszcz´dnych w Polsce.Warunki dodatkowe dla kredytu preferencyjnego:Premia Banku Gospodarstwa KrajowegoWysokoÊç premii: 25% – wyp∏ata nast´puje po otrzymaniu od inwestora zawia-domienia, ˝e przedsi´wzićie termomodernizacyjne zosta∏o zrealizowane zgod-nie z projektem i w okreÊlonym w umowie terminie. Wymagane jest przedsta-wienie audytu energetycznego. Konieczne jest spe∏nienie warunku, ˝e sp∏atakredytu wraz z odsetkami powinna mieç pokrycie w uzyskanych oszcz´dno-Êciach kosztów energii.

BANK GOSPODARSTWA KRAJOWEGO – www.bgk.com.pl

Kredyty na realizacj´ przedsi´wzi´ç termomodernizacyjnych z premià ter-momodernizacyjnà sà udzielane przez banki, które podpisa∏y umow´ o wspó∏-pracy z Bankiem Gospodarstwa Krajowego. Przyk∏ady wykazane powy˝ej:BOÂ i BISE.

Bank Gospodarstwa Krajowego posiada równie˝ w swojej ofercie Fundusz Kre-dytu Technologicznego, który zosta∏ powo∏any Ustawà z dnia 29 lipca 2005 r. o nie-których formach wspierania dzia∏alnoÊci innowacyjnej (Dz.U. nr 179, poz. 1484).



219

Ârodki Funduszu przeznaczone sà na kredyty technologiczne, udzielane na finan-sowanie inwestycji technologicznych.Beneficjenci: przedsi´biorcy.Przeznaczenie kredytu na:

– zakup nowej technologii, jej wdro˝enie i uruchomienie w oparciu o nià pro-dukcji nowych albo zmodernizowanych wyrobów lub Êwiadczenie nowychalbo zmodernizowanych us∏ug,

– wdro˝enie w∏asnej nowej technologii i uruchomienie w oparciu o nià produk-cji nowych albo zmodernizowanych wyrobów lub Êwiadczenie nowych albozmodernizowanych us∏ug.

Przez nowà technologi´ rozumie si´ wiedz´ technologicznà w postaci wartoÊci nie-materialnych i prawnych (w szczególnoÊci wyniki badaƒ naukowych i prac rozwo-jowych), która:

– umo˝liwia wytwarzanie nowych lub udoskonalonych wyrobów i us∏ug, – nie jest stosowana na Êwiecie d∏u˝ej ni˝ 5 lat.

Kredyt technologiczny udzielany jest na warunkach rynkowych, w∏aÊciwych dlafinansowania dzia∏alnoÊci gospodarczej, jako kredyt inwestycyjny, z zastrze˝eniemmo˝liwoÊci cz´Êciowego umorzenia kwoty kapita∏u kredytu. Poziom dofinansowania: nie mo˝e przekroczyç równowartoÊci w z∏otych 2 mlneuro, przeliczanej wed∏ug Êredniego kursu og∏aszanego przez NBP na dzieƒ pod-jćia decyzji o udzieleniu kredytu.Okres kredytowania: kredyt technologiczny udzielany jest na okres do 72 mie-sićy, mo˝liwa jest karencja w sp∏acie kapita∏u kredytu do 12 miesićy. Umorzenie kredytu: ca∏kowita kwota umorzenia cz´Êci kredytu technologiczne-go nie mo˝e przekroczyç:

– równowartoÊci w z∏otych 1 mln euro, przeliczonej wed∏ug Êredniego kursuog∏aszanego przez NBP na dzieƒ dokonania umorzenia,

– 50% kwoty wykorzystanego kapita∏u kredytu technologicznego, w danym ro-ku kalendarzowym – iloczynu 10% kwoty kapita∏u wykorzystanego kredytutechnologicznego i liczby lat, które up∏yn´∏y od dnia udzielenia przedsi´bior-cy kredytu technologicznego.

W zale˝noÊci od miejsca realizacji inwestycji technologicznej, ca∏kowita kwotaumorzenia kredytu technologicznego nie mo˝e przekroczyç 40% wydatków ponie-sionych na realizacj´ inwestycji technologicznej we Wroc∏awiu, Krakowie, Gdaƒ-sku-Gdyni-Sopocie.



AGENCJA TECHNIKI I TECHNOLOGII – www.att.gov.pl

Agencja Techniki i Technologii zosta∏a powo∏ana Ustawà Sejmowà z dnia 12kwietnia 1996 r. Do podstawowych zadaƒ Agencji nale˝y promowanie i wspomaga-nie wdro˝eƒ innowacyjnych technik i technologii celem podwy˝szania nowocze-snoÊci i konkurencyjnoÊci polskich produktów. Dzia∏alnoÊç Agencji kierowana jestprzede wszystkim do ma∏ych i Êrednich przedsi´biorstw.Przedmiot kredytowania: m.in. wspomaganie finansowe wdro˝eƒ innowacji,promowanie projektów innowacyjnych o najwy˝szym potencjale proeksportowym,aktywne dysponowanie i gromadzenie projektów innowacyjnych, wyrobów i tech-nologii przygotowywanych do wdro˝enia w praktyce gospodarczej.Beneficjenci: przede wszystkim ma∏e i Êrednie przedsi´biorstwa o potencjale pro-eksportowym. Forma dofinansowania: po˝yczki, dop∏ata do po˝yczek i kredytów.Poziom dofinansowania: po˝yczki do 40% kosztów projektu, ale nie wićej ni˝ 1mln z∏; dop∏aty do oprocentowania dla po˝yczek i kredytów, które nie przekracza-jà 60% kosztów projektu wdro˝eniowego, ale nie wićej ni˝ 2,5 mln z∏. Okres kredytowania: do 5 lat dla po˝yczek.Oprocentowanie po˝yczki: po˝yczki – po∏owa stopy kredytu lombardowegoNBP; dop∏ata do oprocentowania i kredytów – nie wy˝sze ni˝ 1,2 stopy oprocento-wania kredytu lombardowego NBP. Uwagi: Agencja jest organizatorem konkursu pn. Polski Produkt Przysz∏oÊciw dwóch kategoriach: wyrób przysz∏oÊci i technologia przysz∏oÊci. Zgodnie z Re-gulaminem Konkursu nagroda w kategorii wyrób przysz∏oÊci przyznawana jestpodmiotom gospodarczym, instytucjom naukowym, jednostkom badawczo-rozwo-jowym, zak∏adom doÊwiadczalnym, które propozycj´ nowego wyrobu doprowadzi-∏y do etapu prototypu i rozpocznà jego produkcj´ nie póêniej ni˝ 3 lata po przyzna-niu nagrody.

Nagroda w kategorii technologia przysz∏oÊci przyznawana jest instytucjom, którepropozycj´ nowej technologii doprowadzi∏y do etapu wdra˝ania i produkcj´ wyrobuobj´tego tà technologià rozpocznà nie póêniej ni˝ 3 lata po przyznaniu nagrody. Nagrody przyznawane sà corocznie.

FUNDACJA WSPOMAGANIA WSI – www.fww.org.pl

Beneficjenci: bezpoÊredni inwestorzy (gminy, osoby fizyczne, spó∏ki osób fizycz-nych, instytucje koÊcielne).Przedmiot kredytowania: ma∏e elektrownie wodne w ramach programupod tà samà nazwà. Program stawia sobie za cel odtworzenie zdewastowanych



221

jazów, zapór, m∏ynów i innych obiektów rzecznych oraz promocj´ ekologicznieczystej energii.Forma dofinansowania: po˝yczka.Poziom dofinansowania: do 50% wartoÊci nak∏adów inwestycyjnych.Okres kredytowania: do 5 lat wraz z mo˝liwoÊcià uzyskania w tym okresie ka-rencji w sp∏acie kredytu do 1 roku, jednak nie d∏u˝ej ni˝ 3 miesiàce kalendarzowepo miesiàcu, w którym zakoƒczono inwestycj´.Oprocentowanie po˝yczki: sta∏e w okresie sp∏aty i wynosi 0%.Uwagi: Wyst´pujàc o po˝yczk´ beneficjent zobowiàzany jest do przedstawieniam.in. umowy z zak∏adem energetycznym o warunkach odbioru i odbiorze energiielektrycznej. Uruchomienie po˝yczki do wysokoÊci 80% nast´puje sukcesywniepo udokumentowaniu poniesionych nak∏adów. Pozosta∏e 20% po˝yczki realizowa-ne jest po przedstawieniu protoko∏u koƒcowego budowy.

9.3. Ârodki zagraniczne

FUNDACJA WSPÓ¸PRACY POLSKO-NIEMIECKIEJ – www.fwpn.org.pl

Beneficjenci: w zale˝noÊci od rodzaju sk∏adanego projektu.Podmiot dofinansowania: dzia∏ania edukacyjne na rzecz ochrony Êrodowiska,badania naukowe z zakresu wiedzy o Niemczech oraz Europie Ârodkoweji Wschodniej, projekty s∏u˝àce integracji Polski z Unià Europejskà.

Celem Fundacji jest udzielanie finansowego wsparcia przedsi´wzićiom, sta-nowiàcym przedmiot obopólnego zainteresowania Rzeczypospolitej Polskiej i Re-publiki Federalnej Niemiec.Forma dofinansowania: dotacja.Poziom dofinansowania: maksymalnie do 60% ca∏kowitych kosztów projektu.Dotacja przyznawana jest przez Fundacj´ na koszty okreÊlone w oÊwiadczeniu be-neficjenta.Termin sk∏adania wniosków: terminy przyjmowania wniosków publikowane sàna stronie Fundacji. Ârodki przyznane przez Fundacj´ nie sà zwiàzane z rokiembud˝etowym. Fundacja zastrzega sobie prawo do przyznawania zarejestrowanymp∏atnikom podatku VAT dotacji w kwocie netto.

AGENCJA RESTRUKTURYZACJI I MODERNIZACJI ROLNICTWA

– www.arimr.gov.pl

Beneficjenci: dop∏aty przys∏ugujà producentom rolnym, którzy prowadzà plan-tacje o powierzchni nie mniejszej ni˝ 1 ha roÊlin takich jak wierzba (Salix sp.)



oraz ró˝a bezkolcowa (Rosa multiphlora var.), wykorzystywanych na cele ener-getyczne.Forma dofinansowania: dop∏ata do 1 ha.WysokoÊç udzielanego dofinansowania: WysokoÊç dop∏at w danym roku ka-lendarzowym ustala si´ jako iloczyn deklarowanej przez producenta rolnego po-wierzchni plantacji wierzby lub ró˝y bezkolcowej wykorzystywanych na cele ener-getyczne i stawek dop∏at do 1 ha powierzchni takiej plantacji. Stawki dop∏at do 1 haustala corocznie Rada Ministrów w drodze rozporzàdzenia, uwzgl´dniajàc ogólnàpowierzchni´ upraw tych roÊlin oraz za∏o˝enia do ustawy bud˝etowej na dany rok.W roku 2006 r. wysokoÊç dop∏aty za 1 ha wynosi∏a 276,28 z∏.

FUNDACJA NA RZECZ GLOBALNEGO ÂRODOWISKA

– www. undap.org.pl

(Global Environmental Facility – GEF) – Program Narodów Zjednoczonych ds.Rozwoju – Program ma∏ych dotacji.Beneficjenci: organizacje spo∏eczne i pozarzàdowe formalnie zarejestrowanei posiadajàce w∏asne konto bankowe.Przedmiot kredytowania: w ramach przedsi´wzi´ç z zakresu przeciwdzia∏aniazmianom klimatu Fundacja dofinansowuje wykorzystanie energii pochodzàcej zeêróde∏ odnawialnych (w tym instalacje na biomas´, biopaliwo, ma∏e elektrowniewodne oraz inwestycje z zakresu energii wiatrowej).Forma dofinansowania: dotacja.Poziom dofinansowania: do 50% kosztów projektu (dotacje do 50 tys. dolarów) na lo-kalne dzia∏ania i inwestycje przyczyniajàce si´ do poprawy stanu Êrodowiska naturalnego.Uwagi: Aby otrzymaç dotacj´ w ramach SGP, projekt musi spe∏niç wymogiokreÊlone w Krajowej Strategii GEF/SGP oraz musi byç zgodny ze StrategiàOperacyjnà GEF i odpowiednimi Programami Operacyjnymi zatwierdzonymiprzez GEF.

Fundacja GEF posiada∏a Êrodki na projekty realizowane w roku 2006. Finanso-wanie w latach nast´pnych stoi pod znakiem zapytania. Termin sk∏adania wniosków: na bie˝àco.

FUNDUSZ SPÓJNOÂCI (Cohesion Fund) – www.funduszspojnosci.gov.pl

Fundusz SpójnoÊci jest instrumentem polityki strukturalnej Unii Europejskiej,nie nale˝y do funduszy strukturalnych.



223

Ârodki z Funduszu SpójnoÊci kierowane sà najpierw do paƒstw cz∏onkow-skich, a nast´pnie przekazywane na realizacj´ projektów do poszczególnych re-gionów potrzebujàcych wsparcia. G∏ównym celem strategii Êrodowiskowej FSw Polsce jest wsparcie zadaƒ inwestycyjnych w∏adz publicznych w zakresieochrony Êrodowiska.Beneficjenci: g∏ównie jednostki samorzàdu terytorialnego, przedsi´biorstwa ko-munalne.Zadania priorytetowe: w ramach poprawy jakoÊci powietrza mo˝liwoÊç wspar-cia przedsi´wzi´ç z zakresu odnawialnych êróde∏ energii.Forma dofinansowania: dotacja.Poziom dofinansowania: do 85% kosztów projektu, pozosta∏e 15% udzia∏u w∏a-snego mo˝e byç pokryte np. ze Êrodków NFOÂiGW, bud˝etu gminy czy innegoniezale˝nego êród∏a.Termin sk∏adania wniosków: na bie˝àco, do siedziby jednego z wojewódzkichfunduszy ochrony Êrodowiska i gospodarki wodnej.Dodatkowe informacje

Instytucje wdra˝ajàce i zarzàdzajàce Funduszem SpójnoÊci: – Ministerstwo Gospodarki i Pracy – instytucja odpowiedzialna za zarzàdzanie

i koordynacj´ dzia∏aƒ zwiàzanych z wykorzystaniem Êrodków FS,– Ministerstwo Finansów – instytucja p∏atnicza,– Ministerstwo Ârodowiska – instytucja poÊredniczàca w zarzàdzaniu

FS I stopnia,– NFOÂiGW – instytucja poÊredniczàca w zarzàdzaniu FS II stopnia,– WFOÂiGW – instytucja poÊredniczàca w zarzàdzaniu FS III stopnia.

PROGRAM OPERACYJNY INFRASTRUKTURA I ÂRODOWISKO na la-

ta 2007 – 2013

Rada Ministrów przyj´∏a 29 listopada 2006 r. projekt Programu OperacyjnegoInfrastruktura i Ârodowisko na lata 2007-2013, który – zgodnie z projektem Naro-dowych Strategicznych Ram Odniesienia na lata 2007-2013 (NSRO) – stanowi je-den z programów operacyjnych b´dàcych podstawowym narz´dziem do osiàgni´-cia za∏o˝onych w NSRO celów przy wykorzystaniu Êrodków Funduszu SpójnoÊcii Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.

PO Infrastruktura i Ârodowisko koncentruje si´ na dzia∏aniach o charakterzestrategicznym i ponadregionalnym. Ponad 66% wydatków b´dzie przeznaczonychna realizacj´ celów Strategii Lizboƒskiej. W ramach Programu Operacyjnego In-frastruktura i Ârodowisko realizowanych b´dzie 17 osi priorytetowych, w tym prio-rytet X – Infrastruktura energetyczna przyjazna Êrodowisku.



Na realizacj´ Programu Operacyjnego Infrastruktura i Ârodowisko na la-ta 2007-2013 zostanie przeznaczonych ponad 36 mld euro. Ostateczny kszta∏tProgramu uzale˝niony b´dzie od negocjacji z Komisjà Europejskà. Projekt PO IiÂpo przyjćiu przez Rad´ Ministrów zosta∏ przes∏any do Komisji Europejskiejdo zatwierdzenia. Negocjacje mogà trwaç nawet kilka miesićy. Realizacja projek-tów mo˝e rozpoczàç si´ wczeÊniej, a koszty kwalifikowane b´dà od dnia przyjćiaprzez KE dokumentu lub od 1 stycznia 2007 r.Beneficjenci: przede wszystkim samorzàdy województw, powiatów i gmin, stowa-rzyszenia oraz zwiàzki gmin i powiatów, instytucje naukowe, agencje rozwoju re-gionalnego i instytucje wspierania przedsi´biorczoÊci, a za ich poÊrednictwemprzedsi´biorstwa.Zadania priorytetowe: w ramach priorytetu X wsparcie przedsi´wzi´ç z zakre-su odnawialnych êróde∏ energii.G∏ówny cel osi priorytetowej: poprawa bezpieczeƒstwa energetycznego paƒstwaw zakresie oddzia∏ywania sektora energetyki na Êrodowisko.Cele szczegó∏owe osi priorytetowej:

– podwy˝szenie sprawnoÊci wytwarzania, przesy∏ania, dystrybucji i u˝ytkowa-nia energii,

– wzrost wykorzystania energii ze êróde∏ odnawialnych, w tym biopaliw.Forma dofinansowania: dotacja.Warunki dofinansowania: projekty w zakresie wytwarzania, przesy∏ania i dys-trybucji energii wytworzonej z odnawialnych êróde∏ energii planowane sà do reali-zacji ze Êrodków Funduszu SpójnoÊci, które nie sà kwalifikowane w ramach Pro-gramu Rozwoju Obszarów Wiejskich, a które przekraczajà 5 mln euro. Ten sampróg obowiàzuje w przypadku inwestycji dotyczàcych budowy nowych oraz moder-nizacji istniejàcych sieci ciep∏owniczych, a tak˝e budowy ma∏ych i Êrednich jedno-stek wytwarzania energii elektrycznej i ciep∏a w skojarzeniu. W odniesieniu do bio-paliw w ramach osi priorytetowej X wspierane b´dà inwestycje dotyczàce produk-cji biodiesla i innych biopaliw, wy∏àczajàc produkty rolnicze okreÊlone w za∏àczni-ku I do Traktatu ustanawiajàcego Wspólnot´ Europejskà, które b´dà wspieranew ramach PROW.

Szacunkowy podzia∏ Êrodków w wysokoÊci 732,2 mln euro pomi´dzy kategorieenergii odnawialnej wyglàda nast´pujàco:

– wiatrowa 23%,– s∏oneczna 2%,– biomasa 27%,– energia hydroelektryczna, geotermiczna i pozosta∏e 5%,– efektywnoÊç energetyczna, produkcja skojarzona (kogeneracja), zarzàdzanie

energià 43%.



225

Zarzàdzanie Programem Operacyjnym IiÂ: Instytucjà Zarzàdzajàcà Progra-mem Operacyjnym Infrastruktura i Ârodowisko jest minister w∏aÊciwy ds. rozwo-ju regionalnego, który wykonuje swoje funkcje przy pomocy Departamentu Koor-dynacji Programów Infrastrukturalnych w Ministerstwie Rozwoju Regionalnego.Instytucja Zarzàdzajàca przeka˝e realizacj´ cz´Êci swoich zadaƒ Instytucjom Po-Êredniczàcym, tj. ministrom w∏aÊciwym.

NORWESKI MECHANIZM FINANSOWY I MECHANIZM FINANSOWY

EUROPEJSKIEGO OBSZARU GOSPODARCZEGO – www.eog.pl

Wynikiem przystàpienia Polski do UE by∏o przystàpienie do Europejskiego Ob-szaru Gospodarczego (EOG). W paêdzierniku 2004 r. polski rzàd podpisa∏ dwieumowy, które umo˝liwiajà korzystanie z dodatkowych, obok funduszy struktural-nych i Funduszu SpójnoÊci Unii Europejskiej, êróde∏ bezzwrotnej pomocy zagra-nicznej: Memorandum of Understanding wdra˝ania Mechanizmu FinansowegoEuropejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Memorandum of Understandingwdra˝ania Norweskiego Mechanizmu Finansowego. Darczyƒcami sà 3 krajeEFTA: Norwegia, Islandia i Liechtenstein.

Pomoc zostanie udzielona w ramach dwóch instrumentów finansowych: Nor-weskiego Mechanizmu Finansowego i Mechanizmu Finansowego EuropejskiegoObszaru Gospodarczego (EOG). Przyznana Polsce kwota w wysokoÊci 533,51 mln

euro b´dzie wykorzystywana w latach 2004-2009.Beneficjenci: wszystkie instytucje sektora publicznego i prywatnego (dzia∏ajàcew interesie publicznym) oraz organizacje pozarzàdowe zarejestrowane na teryto-rium Polski. W szczególnoÊci wymieniç nale˝y: organy administracji rzàdowej i sa-morzàdowej wszystkich szczebli, instytucje naukowe i badawcze, instytucje Êrodo-wiskowe i bran˝owe, organizacje spo∏eczne oraz organizacje spo∏ecznego partner-stwa publiczno-prywatnego.Zadania priorytetowe: w ramach finansowania dzia∏aƒ z zakresu poprawy jako-Êci powietrza mo˝liwoÊç wsparcia przedsi´wzi´ç z zakresu wykorzystania odna-wialnych êróde∏ energii.Priorytety Mechanizmu Finansowego EOG zwiàzane z ochronà Êrodowiska:

1. Ochrona Êrodowiska, w tym Êrodowiska ludzkiego, poprzez mi´dzy innymi re-dukcj´ zanieczyszczeƒ i promowanie odnawialnych êróde∏ energii, w tym m.in.:

– rozbudowa miejskich systemów ciep∏owniczych w celu eliminowaniaêróde∏ niskiej emisji,

– zastàpienie przestarza∏ych êróde∏ energii cieplnej nowoczesnymi (w tymlikwidacja przestarza∏ych kot∏owni w´glowych),– termomodernizacja budynków u˝ytecznoÊci publicznej.



Maksymalna wartoÊç dofinansowania dla tego priorytetu wynosi 2 mln euro. 2. Promowanie zrównowa˝onego rozwoju poprzez lepsze wykorzystanie i za-

rzàdzanie zasobami, w tym m.in.:– zmniejszanie energo-, materia∏o- i wodoch∏onnoÊci produkcji i us∏ug

poprzez popraw´ efektywnoÊci wykorzystania zasobów produkujàcych,– wykorzystanie odnawialnych êróde∏ energii,– wspieranie procesu tworzenia „zielonych” miejsc pracy i „zielonych za-

mówieƒ”,– dzia∏ania na rzecz poprawy poziomu edukacji ekologicznej.

Forma dofinansowania: dotacja.Poziom dofinansowania: do projektów finansowanych z bud˝etu paƒstwa lubprzez jednostki samorzàdu terytorialnego, wnioskodawca mo˝e ubiegaç o maksy-malne dofinansownaie do 85% ca∏kowitych kosztów kwalifikowanych, pozosta-∏e 15% udzia∏u w∏asnego mo˝e byç pokryte np. ze Êrodków NFOÂiGW, bud˝etugminy itp. W przypadku realizacji projektu we wspó∏pracy z podmiotami prywat-nymi, poziom wspó∏finansowania z Mechanizmów Finansowych mo˝e wynieÊçmaksymalnie do 60% kosztów kwalifikowanych.

Minimalna wartoÊç dofinansowania pojedynczego projektu ze Êrodków Mecha-nizmu Norweskiego i Mechanizmu Finansowego EOG wynosi 250 tys. euro.Termin sk∏adania wniosków: og∏aszany na stronach www.eog.gov.pl orazwww.eog.pl.Dodatkowe informacje

Instytucje wdra˝ajàce i zarzàdzajàce Mechanizmem EOG:– Ministerstwo Gospodarki i Pracy – Krajowy Punkt Kontaktowy,– Ministerstwo Ârodowiska – instytucja poÊredniczàca dla nast´pujàcych prio-

rytetów:1. Ochrona Êrodowiska, w tym Êrodowiska ludzkiego, poprzez mi´dzy

innymi redukcj´ zanieczyszczeƒ i promowanie odnawialnych êróde∏energii.

2. Promowanie zrównowa˝onego rozwoju poprzez lepsze wykorzystaniei zarzàdzanie zasobami.

3. Ochrona Êrodowiska, z uwzgl´dnieniem administracyjnych zdolnoÊciwprowadzania w ˝ycie odpowiednich przepisów UE istotnych dla reali-zacji projektów inwestycyjnych.

W dniu 2 stycznia 2007 r. rozpocznie si´ nabór dla wnioskodawców ubiegajà-cych si´ o dofinansowanie ze Êrodków Norweskiego Mechanizmu Finansowegoi Mechanizmu Finansowego EOG.Wnioski do wszystkich priorytetów b´dzie mo˝na sk∏adaç do dnia 16 kwietnia.



227

WA˚NE – B´dzie to ostatni nabór dla priorytetów ubiegajàcych si´ o dofinanso-wanie z nast´pujàcych priorytetów:

– ochrona Êrodowiska, – ochrona kulturowego dziedzictwa europejskiego, – badania naukowe.

Nie b´dzie mo˝liwe ubieganie si´ o dofinansowanie inwestycji termomodernizacynych.

INTELIGENTNA ENERGIA DLA EUROPY – www. ec.europa.eu

Program Inteligentna Energia dla Europy ma na celu wsparcie wykorzystaniaodnawialnych êróde∏ energii oraz zmniejszenie negatywnych dla Êrodowiska skut-ków korzystania ze êróde∏ energii. Program posiada kilka komponentów:

– SAVE – poprawa racjonalnego zu˝ycia energii, zw∏aszcza w sektorze budow-lanym i przemys∏owym,

– ALTENER – promocja zastosowania nowych i odnawialnych êróde∏ energiido procesów produkcyjnych w przemyÊle,

– STEER – energetyka w transporcie,– COOPENER – promocja odnawialnych êróde∏ energii i efektywnoÊci energe-

tycznej w krajach rozwijajàcych si´.Beneficjenci: samorzàdy, przedsi´biorstwa, organizacje pozarzàdowe, instytucjeszkoleniowe.Poziom dofinansowania: g∏ównie do 50% kosztów projektu.Forma dofinansowania: dotacja.Terminy sk∏adania wniosków: podawane sà w oficjalnym Dzienniku KomisjiEuropejskiej oraz dost´pne na stronach serwisu Dyrekcji Generalnej ds. Energiii Transportu.Przydatne informacje dotyczàce tego programu znajdujà si´ na stronach interne-towych:

– Krajowej Agencji Poszanowania Energii,– Inteligentna Energia dla Europy na stronach Komisji Europejskiej.

Inteligentna Energia dla Europy na lata 2007-2013

Program ten od roku 2007 b´dzie istnia∏ w ramach Programu Ramowego Kon-kurencyjnoÊç i Innowacja (Competitiveness and Innovation Framework Program-me (CIP). Nowy Program Ramowy (CIP) zosta∏ podzielony na programy:

– Enterpreneurship and Innovation Programme (Program Przedsi´biorczoÊçi Innowacja),



– ICT Policy Support Programme (Program Wspierania Polityki ICT),– Intelligent Energy – Europe Programme (Inteligentna Energia dla Europy).

Program Ramowy KonkurencyjnoÊç i Innowacja jest zintegrowanà i spójnà od-powiedzià na cele nowej Strategii Lizboƒskiej. Na lata 2007-2013 ustalony zosta∏bud˝et w wysokoÊci 3,6 mld euro. W 2013 roku w porównaniu do roku 2006 nastà-pi wzrost rocznych wydatków na dzia∏ania zwiàzane z konkurencyjnoÊcià i innowa-cjà w wysokoÊci 60%.

Program ramowy na rzecz konkurencyjnoÊci i innowacji (CIP) zosta∏ ustano-wiony, by przyczyniç si´ do zwi´kszenia konkurencyjnoÊci i potencja∏u innowacyj-nego Wspólnoty, ze szczególnym uwzgl´dnieniem potrzeb ma∏ych i Êrednichprzedsi´biorstw (MÂP). ¸àczy on kilka istniejàcych dzia∏aƒ UE, które wspierajàprzedsi´biorczoÊç i innowacj´ (www.ec.europa.eu).

Szczegó∏owe informacje dotyczàce zasad przyznawania Êrodków z ProgramuInteligentna Energia dla Europy w nowym okresie programowania w latach 2007-2013 nale˝y szukaç na stronach internetowych www.ec.europa.eu.

9.4. Bibliografia1. Strategia rozwoju energetyki odnawialnej, Ministerstwo Ârodowiska (realizacja

obowiàzku wynikajàcego z Rezolucji Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia8 lipca 1999 r. w sprawie wzrostu wykorzystania energii ze êróde∏ odnawialnych).Warszawa 2000.

2. Program Operacyjny Infrastruktura i Ârodowisko. Narodowe Strategiczne RamyOdniesienia 2007-2013. Dokument przyj´ty przez Rad´ Ministrów. Warsza-wa, 29 listopada 2006 r.

3. èród∏a internetowe:www.nfosigw.gov.pl – Narodowy Fundusz Ochrony Ârodowiska

i Gospodarki Wodnej w Warszawiewww.ekofundusz.org.pl – Ekofunduszwww.bosbank.pl – Bank Ochrony Ârodowiska S.A.www.bgk.com.pl – Bank Gospodarstwa Krajowegowww.bise.pl – Bank Inicjatyw Spo∏eczno-Gospodar-

czych S.A. www.att.gov.pl – Agencja Techniki i Technologiiwww.fww.org.pl – Fundacja Wspomagania Wsiwww.fwpn.org.pl – Fundacja Wspó∏pracy Polsko-Niemieckiejwww.arimr.gov.pl – Agencja Restrukturyzacji i Modernizacji Rol-

nictwawww.undap.org.pl – Fundacja na Rzecz Globalnego Ârodowiska



229

www.funduszspojnosci.gov.pl – Fundusz SpójnoÊciwww.zporr.gov.pl – Zintegrowany Program Operacyjny Rozwoju

Regionalnego na lata 2007-2013www.ec.europa.eu – Inteligentna Energia dla Europywww.kape.gov.pl – Krajowa Agencja Poszanowania Energiiwww.wfos.krakow.pl – Wojewódzki Fundusz Ochrony Ârodowiska

i Gospodarki Wodnej w Krakowiewww.eog.pl – Norweski Mechanizm Finansowy i Mecha-

nizm Finansowy Europejskiego Obszaru Go-spodarczego

www.mos.gov.pl – Ministerstwo Ârodowiska

Notatki



Notatki

231

Notatki


Documents

Odnawialne źródła energii w Małopolsce