U Poljskoj električnu energiju proizvodimo iz ugljena. Ova trivijalna izjava ni na koji način ne odražava opseg žrtava i nedaća koje stoje iza nje. Počnimo s činjenicom da svaki dan više od sto tisuća rudara pređe gotovo jedan kilometar pod zemljom obavljajući iscrpne radove gotovo osam sati u uvjetima nevjerojatno visoke prašine, temperature i vlage. Oni su također izloženi eksplozijama metana (i iznova postaju žrtve njih) ili prignječenja klizištima.
Štoviše, iskopani plijen u njemu ostavlja šupljine koje s vremenom prouzrokuju kolaps terena iznad rudnika, uništavajući postignuća mnogih generacija rudara i njihovih susjeda.
Izvađeni ugljen transportira se do elektrane, gdje se samo oko 1/3 njegove kemijske energije pretvara u električnu energiju. Preostalih 2/3 samo zagrijava atmosferu.
Konačna učinkovitost energetskog sustava nažalost je još niža, jer postoje gubici u prijenosu električne energije i transformatora, što rezultira time da u naše utičnice dopire samo ekvivalent od 10-20% kemijske energije ugljena goriva.
Učinci proizvodnje električne energije iz ugljena
U procesu sagorijevanja ugljena, elektrana proizvodi ogromne količine ugljičnog dioksida. Ovaj plin zarobljava toplinu u atmosferi, uzrokujući klimatske promjene poput otapanja ledenjaka i porasta razine mora, ali i povećavajući učestalost ekstremnih vremenskih događaja kao što su katastrofalne suše, kiše i oluje. Sve su to samo vrh sante leda. Njegov skriveni, zastrašujući dio su vanjski troškovi energije. Proizvodnjom električne energije elektrane u atmosferu emitiraju sumporni dioksid, dušikove okside, prašinu i druge tvari štetne za ljude i okoliš.
Međunarodni tim znanstvenika razvio je metodologiju za izračunavanje troškova tih emisija. Za poljsku elektroenergiju troškovi proizvodnje 1 kWh električne energije izračunati na ovaj način iznose 0,2, tj. Gotovo 40% njegove maloprodajne cijene, što je otprilike 0,53.
Ne shvaćajući koliki su to troškovi, nećemo vidjeti mnoštvo katastrofa uzrokovanih otrovnim emisijama iz elektroenergetske industrije. To su troškovi liječenja bolesti dišnog sustava, astme, alergija, kardiovaskularnog sustava, izostanka bolesti i prerane smrti najslabijih, tj. Naše djece i baka i djedova.
Te gigantske, iako neizbježne civilizacijske troškove nameće vladina politika koja zapravo umnožava patnju milijuna Poljaka. Mislim na način na koji se direktiva EU provodi u Poljskoj, obvezujući države članice da povećaju udio obnovljivih goriva u elektroenergetskom sektoru.
Ovo je još jedan primjer - nakon provedbe smjernice o energetskom certificiranju zgrada, koja je povećala potrošnju energije novoizgrađenih stanova, što pokazuje da smo u mogućnosti provesti direktive s učinkom suprotnim namjeri njihovih autora.
Vanjski troškovi energije u Poljskoj
Takav negativan primjer kako provoditi preporuke EU-a jest istodobno loženje ugljena s biomasom u elektranama. Kao rezultat ovog postupka, smanjuje se učinkovitost elektrane, što poništava blagodati smanjenja emisije CO2, dok stvara pustoš u okolnim šumama, udaljenim i do 100 km od elektrane. Cijena biomase generirane odredbama zelenih certifikata toliko je visoka da je isplativo sagorijevati i drvni otpad i drvo pogodno za proizvodnju namještaja i papira. Time se industrija namještaja i papira lišava sirovina, ali i drva za izgaranje u kotlovima kuća u malim gradovima i selima.
S rastom cijena ugljena i dramatično niskim energetskim standardom domova, stanovnici puše apsolutno svi. Smrad spaljene plastike i automobilskih guma zimi čvrsto obavija poljska sela i gradove, uništavajući zdravlje njihovih stanovnika. Prema mojim procjenama, vanjski troškovi kućnog grijanja u Poljskoj iznose 1 / kWh (za grijanje na ugljen). Inače, donedavno javnost nije čula nikakve informacije o vanjskim troškovima energetskog sektora, unatoč činjenici da su njihovi socijalni troškovi iznosili 25,6 milijardi! (godišnja proizvodnja električne energije iz ugljena u iznosu od 128 TWh pomnožena s vanjskim jediničnim troškovima električne energije od ugljena 0,2 / kWh).To je čak 13% nacionalnog dohotka (323 milijarde) ili čak 49% proračuna Nacionalnog zdravstvenog fonda (52,6 milijardi).
Informacije o vanjskim troškovima energije pojavile su se samo kao dio promotivne kampanje za nuklearnu energiju, koja nam nudi drugačiju apokalipsu. S druge strane, vanjske troškove otpadne energije nitko nije proučavao (lako je pogoditi zašto), ali nema sumnje da oni moraju biti zastrašujući.
Gore navedena razmatranja pokazuju koliko je važno - ne samo za kućni budžet - učinkovito korištenje električne energije.
Racionalizacija upotrebe električne energije
Jedini način da umanjimo svoj osobni doprinos ravnoteži nedaća nastalih u elektroenergetici na bazi ugljena je, prije svega, racionalna upotreba električne energije.
Prvi korak u ovom smjeru su LED svjetiljke koje nam danas pružaju osvjetljenje parametara usporedivih, a ponekad i boljih od tradicionalnih žarulja. Drugi je način izbjeći trošenje energije u obliku lampica, računala i AV opreme stalno.
Budući da upravljanje sustavom grijanja kuće i vode u Autonomnoj pristupačnoj kući zahtijeva upotrebu napredne automatizacije, proširujući opseg njezinih primjena, možemo izgraditi "inteligentnu kuću" po malo višim troškovima.
Pod tim imenom postoji sustav automatizacije koji kontrolira mnoge njegove funkcije - osim nadgledanja temperature, može kontrolirati sigurnosne sustave, rolete, audio-video opremu itd. njihov rad kad nam zatrebaju.
Daljnje smanjenje potražnje za električnom energijom razuman je izbor kućanskih aparata. Trebali bismo pokušati odabrati uređaje najviše moguće energetske klase, tj. Klase A + i više.
Sve ove mjere omogućuju smanjenje potrošnje električne energije za najmanje polovicu u usporedbi sa standardnim rješenjima; međutim, to će i dalje biti oko 750 kWh po osobi godišnje ili oko 3 MWh za četveročlanu obitelj.
Energija sunca i vjetra
Da bismo dobili ovu količinu električne energije bez da automatski generiramo katastrofe o kojima sam ranije pisao, moramo koristiti energiju sunca i vjetra. To je moguće zahvaljujući razvoju tehnologije fotonaponskih ćelija i mikroturbina na vjetar s vertikalnom i vodoravnom osi rotacije. Pogotovo oni s okomitom osi ne stvaraju buku, ne uzrokuju vibracije, pa se stoga mogu spojiti na građevinsku strukturu i - što je vrlo važno - ne predstavljaju prijetnju pticama.
Sunčevu energiju možemo učinkovito pretvoriti u električnu i toplinsku energiju koristeći hibridne PVT stanice spomenute u prethodnoj epizodi našeg ciklusa. Pojednostavljeno rečeno, to su ravni solarni kolektori u kojima je obični apsorber zamijenjen PV solarnom ćelijom. Zbog zagrijavanja grijaćeg medija u kolektoru, PV ćelija se hladi, što povećava njezinu učinkovitost za 20-30% u odnosu na "običnu" fotonaponsku ćeliju. Zahvaljujući tome, ploča dimenzija 0,86 m × 1,66 m može u Poljskoj proizvesti preko 150 kWh električne energije pod prosječnim uvjetima sunčeve svjetlosti, a istodobno dobivamo najmanje 350 kWh topline u obliku vode na temperaturi od 30-40 ° C.
Na južnoj strani ADD krova možemo instalirati 40 takvih ploča, što nam omogućuje proizvodnju 6000 kWh električne energije i 14 000 kWh topline. Jedini je problem taj što jedva da ikad dobijemo potrebnu količinu energije u trenutku kada nam je potrebna. Stoga ne možemo bez akumulatora energije.
Što se tiče topline, rješenje je geotermalno skladištenje topline opisano u prethodnoj epizodi našeg ciklusa. Njegova je učinkovitost niska, ali također nam je potrebno samo 7% toplinske energije koju proizvode hibridne PVT stanice za grijanje.
Međutim, gore je s akumulacijom električne energije. Nadamo se da će ovaj problem uskoro biti uspješno riješen, ali zasad je akumulacija električne energije skupa i neekološka s obzirom na okolišne učinke proizvodnje baterija. Rješenje ove dileme je ograničiti kapacitet baterija na razinu koja proizlazi iz dnevne potrebe za električnom energijom sustava potrebnih za funkcioniranje kuće, tj. Energije za potrebe opskrbe cirkulacijskim crpkama sustava grijanja i pripreme tople vode, ventilatora ventilacijske jedinice i osvjetljenja u slučaju nužde.
Iz gore opisanih razloga trebali bismo smanjiti broj baterija, a time i razinu potražnje za energijom u izvanrednim stanjima. Maksimalna potreba za energijom ovog sustava ne smije prelaziti 200 W, što se sastoji od minimalne potrošnje energije:
- rekuperatora u najnižem stupnju prijenosa - 10 W;
- crpke za kamin s vodenom košuljom - 30 W;
- pumpe za centralno grijanje - 60 W;
- pumpe za toplu vodu - 40 W;
- rasvjeta u nuždi - 10 W;
- internetsko napajanje - 50 W.
To jamči našu sigurnost u slučaju sve vjerojatnijih kvara elektroenergetskih sustava, uz istodobni nedostatak sunca i vjetra.
Za višak električne energije iznad trenutne potražnje, primatelj bi trebao biti električna mreža. Najjednostavniji oblik takvog sustava su dvosmjerna brojila koja broje koliko je električne energije preneseno u mrežu, a koliko je vlasnik kuće uzeo iz mreže. Nagodba s elektranom rezultat je ravnoteže ovih protoka. Takav proizvođač i potrošač energije naziva se potrošač. Prema stručnjacima iz cijelog svijeta (isključujući one koji rade za poljsku vladu), ova metoda djelovanja bit će osnova za izgradnju sustava energetske sigurnosti.
Nažalost, ovo krši interese profesionalne energije i stoga se ne može primijeniti u Poljskoj, suprotno direktivama EU. Shema vladinog djelovanja ista je kao i u slučaju drugih zakonskih rješenja koja je nametnula Europska unija, podržavajući racionalizaciju korištenja energije. Poljski zakon dopušta takva rješenja na razini zakona. S druge strane, propisi ovih akata praktički ih isključuju.
Potpuno nekažnjeni monopol distribucijskih tvrtki bdije nad zaštitom interesa komercijalne elektroenergetske industrije od konkurentne raspršene industrije obnovljive energije. Očito je da brani vlastite izvore energije, uključujući i obnovljive - u obliku ogromnih vjetroelektrana.
Rješenje za danas i za budućnost
Kako je prijenos viška električne energije u mrežu danas složen i neisplativ, rješenje je danas pokriti samo dio ADD krova hibridnim ćelijama.
Hibridne stanice - sada. Njihov broj treba odabrati tako da toplina koju proizvode tijekom godine u potpunosti zadovolji potrebe autonomne kuće; prema izračunima je oko 900 kWh. Podijelimo li ovu količinu s učinkovitošću prizemnog akumulatora topline (pažljivo procijenjenog za povoljne uvjete tla na 30%) i s proizvodnjom topline iz jedne ćelije godišnje (350 kWh), ispada da su nam potrebni: 900 kWh / 0,3 / 350 kWh = 8,57, odnosno 9 kom.
S ovim brojem ćelija imamo jamstvo da maksimalna proizvodnja električne energije neće premašiti privremene potrebe kuće, a istodobno ćemo dobiti količinu topline potrebne za grijanje kuće i vode.
Hibridne stanice i vjetroturbina - u budućnosti. Ako jednog dana dođe do promjene u razmišljanju naše političke klase ili Unija uvede učinkovite sankcije zbog kršenja svojih direktiva, isplatit će se pokriti cijeli ADD krov hibridnim stanicama i instalirati mikroturbinu s vertikalnom osi od 3 kW ili više.
Instalacija vjetroagregata izuzetno je korisna u poljskim vremenskim uvjetima, jer kad sunce sja, vjetar ne puše i obrnuto.
Upozorenje! Učinak mikroturbina na vjetar ovisi o mnogim parametrima, od lokalnih vremenskih uvjeta, okoliša (šuma, susjednih zgrada itd.) Do njihovog tipa. Iz tog razloga isti aparat od 3 kW može proizvesti i 3000 i 1000 kWh (ili čak i manje) godišnje.
Stoga, prije kupnje mikroturbine, vrijedi se posavjetovati sa stručnjakom i napraviti godišnje mjerenje sile vjetra na mjestu planirane instalacije uređaja. Ako mjerenja potvrde učinkovitost mikroturbine, naši obnovljivi izvori energije proizvest će 9 MWh, što ne samo da pokriva potrebe za električnom energijom kućanstva od 4 osobe, već osigurava i električnu energiju za dva električna automobila s godišnjom kilometražom od 15 000 km svaki!
Tablica prikazuje cijenu uređaja potrebnih da osiguraju ne samo energetsku autonomiju autonomne pristupačne kuće, već i mogućnost punjenja baterija dva električna automobila koja koriste njezini stanovnici. Uz pretpostavku najpovoljnijih, ali stvarnih cijena s europskog tržišta, to će biti 95 000.
Je li 95 000 puno? Za tu ćemo količinu godišnje dobivati 9.000 kWh električne energije s tržišnom vrijednošću:
9.000 kWh × 0,53 / kWh = 4.770.
Međutim, ako pretpostavimo da se od tih 9.000 kWh, 1/3 (oko 3.000 kWh) troši kod kuće, a 2/3 - za pogon dva električna automobila, dobivena energija bit će nam vrijedna (pod pretpostavkom da je prosječna potrošnja goriva benzinskih automobila 6 l / 100 km i optimističan u pogledu cijene benzina u iznosu od 6 / l i troška 1 kWh električne energije 0,53), stvarna vrijednost energije dobivene zahvaljujući ovim uređajima bit će:
3.000 kWh × 0,53 / kWh + 2 × 15 000 km × 6 l / 100 km × 6 / l = 12 390.
I to bez vrijednosti topline, što smo uzeli u obzir prilikom izračuna ekonomske učinkovitosti akumulatora topline u prethodnom članku našeg ciklusa.
Ovaj rezultat daje nam vrlo pristojno jednostavno vrijeme povrata (SPBT):
95.000 / 12.390 / godišnje = 7,7 godina.
Pod pretpostavkom da je 30 godina maksimalno razdoblje otplate zajma, vidimo da ovo ulaganje ispunjava kriterij dostupnosti, tj. Daje manji zbroj troškova zajma i operativnih troškova nego da to nismo učinili.
Također možemo, baš kao i u slučaju izvora toplinske energije, izračunati trošak 1 kWh električne energije proizvedene u tom izvoru (pod pretpostavkom trajnosti uređaja 20 godina):
95 000 / (20 godina × 9 000 kWh / godišnje) = 0,53 / kWh,
dakle isto kao što sada plaćamo.
Međutim, ako uzmemo u obzir izjave političara o budućim cijenama energije koji kažu da se od njih očekuje udvostručavanje, to bi mogla biti stvarno velika investicija, povećavajući našu energetsku sigurnost i štedeći patnju ljudi i prirode.
Nastavit će se
U sljedećem ćemo se članku pozabaviti vrtom koji je za ADD ideju važan kao i energetski standard. Budući da je sastavni dio kuće, a također i dio prirode za koji stanovnici preuzimaju osobnu odgovornost, dizajniran je s posebnom pažnjom, u skladu s pretpostavkama oblikovanja stanišnih (biocenotskih) vrtova. To se posebno odnosi na odabir vegetacije, uglavnom od domaćih vrsta.
Uloga vrta u ADD-u nije ograničena na pružanje estetskog iskustva stanovnicima. Osim njih, vrt vam omogućuje upravljanje svim organskim otpadom, kanalizacijom i kišnicom. U tu svrhu služit će i uređaj za pročišćavanje kanalizacije od trske i ribnjak za plivanje koji se uglavnom napajaju kišnicom koja teče s površine krova.
Također su pažljivo dizajnirane tvrde površine (drvene platforme, popločane površine). Svi će oni biti vodopropusni i u velikoj mjeri biološki aktivni.
U vrtu će se naći i voće, povrće i začinsko bilje koje stanovnicima nije samo hrana.
Više o Autonomnoj pristupačnoj kući možete pročitati na www.domadd.pl.
