Stanisław Mańkowski

Małgorzata Kwestarz

WYBRANE ZAGADNIENIA ENERGETYKI KOMUNALNEJ

W ASPEKCIE ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU

Wstęp

W 1997 została uchwalona ustawa: Prawo energetyczne. „Celem ustawy jest tworzenie warunków do zrównoważonego rozwoju kraju, zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego, oszczędnego i racjonalnego użytkowania paliw i energii, rozwoju konkurencji, przeciwdziałania negatywnym skutkom naturalnych monopoli, uwzględniania wymogów ochrony środowiska, zobowiązań wynikających z umów międzynarodowych oraz ochrony interesów odbiorców i minimalizacji kosztów” (art. 1.1 punkt 2).

Zrównoważonym rozwojem określa się proces, w którym działalność gospodarcza odbywa się z uwzględnieniem ochrony środowiska. Swoim zakresem obejmuje również potrzeby kraju, regionu i gminy chroniąc interesy odbiorców energii, poprzez tworzenie przepisów prawnych regulujących zasady określania kosztów i procedur związanych z wytworzeniem, przesyłem i obrotem nośnikami energetycznymi. Jednocześnie przeciwdziała praktykom monopolistycznym wynikających z dominującej pozycji przedsiębiorstw na lokalnych rynkach energii.

Podstawowym problem do rozwiązania jest minimalizowanie destrukcyjnego wpływu działalności gospodarczej człowieka na środowisko zewnętrzne przy jednoczesnym obniżaniu kosztów produkcji energii elektrycznej i cieplnej, oraz ciągłym wzroście standardu życia.

1. Przesłanki klimatyczne

W ciągu ostatnich dwóch wieków doszło do zauważalnych zmian składu chemicznego atmosfery ziemskiej. Na przestrzeni 116 lat stężenie CO₂ wzrosło o 26 % z poziomu 280 ppm w roku ok. 1880 do 353 ppm w 1996 ^[1]. Dwutlenek węgla zalicza się do grupy gazów cieplarnianych, do której należą również: metan, chlorowęglany (freony i halony), podtlenek azotu oraz parę wodną. Mechanizm zjawiska określanego mianem efektu cieplarnianego bądź efektu szklarniowego jest następujący. Mieszanina gazów wraz parą wodną gromadzona jest w troposferze w odległości 10-15 km od powierzchni Ziemi tworząc warstwę która przepuszcza promieniowanie ultrafioletowe i odbija promieniowanie podczerwone. W efekcie powierzchnia Ziemi pochłania ok. 47 % promieniowania ultrafioletowego Słońca w zakresie długości λ= 0,2 - 2 μm i emituje promieniowanie podczerwone o długości fali λ= 4 - 40 μm. Promieniowanie podczerwone odbijane jest przez mieszaninę gazów cieplarnianych i pochłaniane przez dolną część atmosfery i powierzchnię Ziemi. W wyniku tego procesu wzrosła średnia temperatura powierzchni Ziemi z - 0,4°C w 1860 roku do +0,3°C w 2000 roku ^[2]. Przebieg zmian przedstawiono na rysunku 1.

Rys. 1 Średnioroczna temperatura powierzchni Ziemi [2]

Szacuje się że ok. 50 % emisji gazów cieplarnianych jest wynikiem działalności człowieka - tzw. emisja antropogenna. Do największych źródeł emisji należy zaliczyć: spalanie paliw organicznych, transport i przechowywanie gazu ziemnego, procesy produkcyjne wykorzystujące freony szczególnie CCl₃F i CCl₂F₂ - czynnik chłodniczy , halony jako środek gaśniczy. Dwa ostanie wymienione gazy działają pośrednio degradując warstwę ozonową wokół Ziemi. Każda z substancji charakteryzuje się różnym okresem „życia” w atmosferze, od ok. 10 lat w przypadku metanu do 150-200 dla CO₂ i N₂O. Zatem oddziaływanie poszczególnych gazów kumuluje się, choć największy udział w należy przypisać CO₂. Wpływ pozostałych gazów na efekt cieplarniany przedstawia rysunek 2.

Rys.2 Wpływ gazów na efekt cieplarniany[1]

Dwutlenek węgla pochodzenia antropogenicznego w łącznym bilansie strumienia gazów cieplarniach stanowi zaledwie ok. 5% ^[3]. Wzrost koncentracji tego gazu wyraźnie wiąże się z rozwojem w II poł. XIX wieku przemysłu a tym samym lawinowemu wzrostowi zużycia w paliw kopalnych. Na rysunku 3 przedstawiono rys historyczny emisji antropogenicznego dwutlenku węgla w powiązaniu ze wzrostem stężenia CO₂ w atmosferze.

Rys. 3 Światowa antropogeniczna emisja CO₂ i wzrost koncentracji CO₂ w atmosferze ziemskiej Źródło: IPCC (1995)[3]

Jeżeli obecna tendencja wzrostu emisji gazów cieplarnianych utrzyma się to wg prognoz NASA z 1990 roku średnia temperatury półkuli północnej wzrośnie od 1,5 do 4,5 °C w horyzoncie roku 2050, a wg IPCC - prognoz historycznych z 1978 roku wzrost średniej temperatury całego globu wyniesie od 0,2 do 0,5°C na każdą dekadę. Efekty w skali światowej to topnienie pokrywy lodowej, podniesieni poziomu mórz i oceanów od 3 do 10 cm, zmiana zasięgu stref klimatycznych poprzedzona wyraźnymi anomaliami klimatycznymi typu: huragany, powodzie, lokalne susze.

Koncentrując się na obszarze Polski, zjawisko ocieplenia klimatu można zaobserwować analizując zmiany średniorocznych temperatur powietrza. Przykładowo, na rysunku 4 przedstawiono wzrost temperatury średniorocznej oraz średniej dla sezonu grzewczego w latach 1920-2030.

Rys.4 Wzrost temperatury w Polsce w latach 1920-2030 (na podstawie modelu COSMIC-UIUC)[3]

Powyższe wartości temperatur obliczono przy założeniu długookresowej stabilizacji stężenia CO₂ na poziomie 750 ppmv - ponad 1,5 razy wyższym niż obecny.

W tabeli 1 zamieszczono dane liczbowe obrazujące zależność stężenia dwutlenku węgla i wartości średnich temperatur .

Tabela 1. Temperatury średnioroczne i średnie dla sezonu grzewczego w Polsce (1920 - 2030)[3]

Lata	Koncentracja CO2 w atmosferze	Średnioroczne temp. w Polsce	Średnie temperatury sezonu grzewczego w Polsce
	ppmv	^0C	^0C
1920	312	6.36	0.34
1930	316	6.41	0.39
1940	320	6.45	0.43
1950	326	6.50	0.48
1960	335	6.58	0.55
1970	351	6.69	0.66
1980	374	6.84	0.80
1990	404	7.04	1.00
2000	432	7.25	1.20
2010	463	7.48	1.41
2020	498	7.70	1.64
2030	536	7.95	1.88

Uwagi:

^* w II poł. XVIII wieku stężenie CO₂ w atmosferze wynosiło 280 ppmv

^** wartości temperatur dla lat wcześniejszych od 1990 obliczono na podstawie średniorocznych przyrostów temp. globalnej

Do roku 2030 dzieli nas niespełna 20 lat, w ciągu których prognozowane jest ocieplenie klimatu odniesione do wartości średniej temperatury powietrza bądź średniej temperatury sezonu grzewczego Δt = 0,68°C. Ten fakt przekłada się na zapotrzebowanie na moc i ciepło na cele grzewcze w okresie zimowym a także na wzrost zapotrzebowania na chłód w okresie letnim.

Cele do jakich należy dążyć to przede wszystkim redukcja emisji gazów cieplarnianych w tym szczególnie emisji antropomorficznej CO₂ oraz wprowadzenie nowego „podejścia” w architekturze, budownictwie jak i energetyce.

2. Emisja zanieczyszczeń

Obecnie gospodarka polska wykorzystuje trzy nośniki energii: węgiel kamienny i brunatny, gaz ziemny i ropę naftową na potrzeby bytowo-komunalne i przemysłowe w tym także wytwarzanie energii elektrycznej. Minimalny udział w bilansie energetycznych potrzeb państwa maja także źródła odnawialne: hydroenergetyka, wody termalne i biopaliwa przede wszystkim drewno i słoma, marginalnie w skali lokalnej energia solarna i wiatrowa. W tabeli 2 przedstawiono porównawczo strukturę zużycia energii pierwotnej w Polsce, na Świecie i Unii Europejskiej.

Tabela 2. Struktura zużycia energii pierwotnej w Polsce i na Świecie ^[4]

Obszar	Paliwa stałe	Ropa naftowa	Gaz ziemny	Energia jądrowa	Energia wodna
Polska	72,7 %	17,3 %	9,7 %	-	0,3 %
Świat	26,9 %	39,9 %	23,2 %	7,3 %	2,7 %
Unia Europejska	15,4 %	44,9 %	21,8 %	15,9 %	2,0 %

Ropa naftowa oraz jej pochodne znajdują zastosowanie głównie w sektorze transportowym, przemyśle, rolnictwie oraz w niewielkim stopniu w sektorze energetycznym; w postaci mazutu lub w ciepłownictwie rozproszonym jako olej opałowy EKO. Polska energetyka wykorzystuje węglowo-gazowy wariant paliwowy.

Sektor energetyczny można podzielić na trzy kategorie producentów :

• Elektrownie, elektrociepłowni i ciepłownie zawodowe: łącznie ok. 100 przedsiębiorstw, ponad 300 jednostek kotłowych energetycznych parowych o wydajności nominalnej ok. 102 000 ton /h pary oraz kotłów ciepłowniczych wodnych o mocy ok. 10 000 MW,

• Elektrownie przemysłowe: łącznie ok. 200 , eksploatujących 700 kotłów energetycznych parowych o wydajności 34 000 ton /h pary,

• Ciepłownie komunalne i osiedlowe wyposażone w kilka tysięcy małych kotłów o szacunkowej łącznej mocy ponad 7 000 MW.

W wymienionych grupach udział węgla szacowany jest na 99% w sektorze produkcji energii elektrycznej, zaś ok. 75% w sektorze produkcji ciepła.

Oczywiście energetyka zawodowa jest głównym emiterem zanieczyszczeń w tym gazów cieplarnianych do atmosfery. Związku z tym od wielu lat trwają prace związane z ograniczeniem emisji szkodliwych substancji zarówno z źródłach spalających węgiel kamienny jak i węgiel brunatny. W okresie 1989-1997 wzrosła średnia kaloryczność węgli z 18 280 kJ/kg do 21 423 kJ/kg powodując zmniejszenie zużycia z 54 milionów ton rocznie do 43 milionów ton rocznie przy jednoczesnej redukcji zawartości siarki z 1,148% do 0,851%, montaż palników niskoemisyjny zaowocował obniżeniem emisji o z poziomu 390 ton NO₂ do 317 ton NO₂, a nowoczesne systemy odpylania spalin skutecznie ograniczyły emisję pyłów z poziomu 720 ton/rok do 119 ton/rok. W energetyce zawodowej spalane są także paliwa płynne w wysokości ok. 300 tys. ton/ roczne o wartości opałowej 40 000 kJ/kg i zawartości siarki 2 % ^[5]_.

Istotnym stymulatorem działań, których efekty przytoczono powyżej jest przygotowanie i nowelizacja przepisów ochrony środowiska w świetle dostosowania ich do przepisów obowiązujących w Unii Europejskiej. Pojawią się nowe przepisy dotyczące pozwoleń zintegrowanych, bądź też programy join implementation powiązane z handlem emisjami.

Z pewnością energetyka zawodowa skupiająca największe źródła energii w stosunkowo małej liczbie obiektów będzie miała opracowane procedury modernizacji i przystosowania do nowych warunków rynkowych.

Pozostaje jednak ogromna ilość rozproszonych źródeł energetycznych zasilających miasta przede wszystkim w energię cieplną: ciepłownie komunalne, liczna grupa kotłowni lokalnych, kotłów indywidualnych i pieców, określana wspólnym mianem „niskiej emisji”. W tych przypadkach zadanie uporządkowania i stymulacji konwersji węgla w kierunku paliw niskoemisyjnych należy do lokalnych władz samorządowych.

3. Planowanie energetyczne na szczeblu gmin^[6]

W wyniku wielu lat dyskusji i wstępnych prac koncepcyjnych prowadzonych w latach 1990- 1997 dotyczących sfery zaopatrzenia Polski w nośniki energetyczne oraz procesów jej użytkowania w dniu 10 kwietnia 1997 roku Sejm przyjął ustawę Prawo energetyczne która weszła w życie 5 grudnia 1997 roku. Zasadniczymi celami, tej ustawy są:

• Zapewnienie dostaw paliw i energii odpowiedniego rodzaju i jakości,

• Zapewnienie cen nośników energetycznych akceptowalnych społecznie i umożliwiających prowadzenie racjonalnej działalności gospodarczej w sferze energetyki, jej rozwój oraz zapewnienie właściwego poziomu bezpieczeństwa energetycznego kraju,

• Spełnienie zaostrzanych wymagań w zakresie ochrony środowiska przyrodniczego obejmującego również środowiska miejskie.

Równolegle zachodzące przemiany społeczno - polityczne doprowadzają do zdecydowanego zwiększanie roli samorządów lokalnych również w zaspokajaniu zbiorowych potrzeb miejscowych społeczności w zakresie nośników energetycznych obejmujących energię elektryczną, ciepło i gaz. Istnieje zatem potrzeba prowadzenia na szczeblach lokalnych gmin prac planistycznych związanych z zaopatrzeniem obecnych i przyszłych odbiorców w różnego rodzaju nośniki energetyczne. Konieczność energetycznego planowania na szczeblu gminy wynika również z procesów racjonalizacji użytkowania energii. Wiadomym jest, że w Polsce udział kosztów energii w domowych budżetach jest wyższy ok. 2- 2,5 krotnie od podobnych udziałów w krajach Unii Europejskiej. Sytuacja ta stwarza potrzebę zwiększenia efektywności użytkowania energii w obszarze jej wytwarzania, przesyłu, użytkowania przez odbiorców oraz wykorzystania energii odnawialnej i odpadowej np. z miejscowych zakładów przemysłowych.

Rozwijając więc istotę lokalnego planowania energetycznego, można generalne cele ująć w sposób następujący:

CEL I

Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego gminy czy miasta w zakresie zaspokojenia jego potrzeb energetycznych poprzez stosowanie właściwych technik, technologii, rodzajów nośników energetycznych, rozwiązań organizacyjno - własnościowych oraz wprowadzenie racjonalnych zasad funkcjonalnych wynikających z zintegrowanego planowania gospodarki energetycznej.

CEL II

Stworzenie lokalnego rynku energii dopuszczającego konkurencję pomiędzy uczestnikami rynku a tym samym zbudowanie systemu uniemożliwiającego lub utrudniającego tworzenie się monopolu lokalnego z jego atrybutami cenotwórczymi, koordynacją stosowania oszczędnych technologii po stronie podażowej i popytowej oraz minimalizacją kosztów paliw, nośników energetycznych i opłat za usługi energetyczne.

CEL III

Ograniczenie zanieczyszczenia środowiska naturalnego głównie poprzez obniżenie emisji zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego z obiektów energetycznych w zakresie emisji pyłów, SO2, NOx, CO2 oraz CO, z uwzględnieniem istniejącego tła zanieczyszczeń emitowanych z innych źródeł.

Warunkiem osiągnięcia wymienionych celów jest uzyskanie niezbędnego społecznego poparcia dla realizacji zdefiniowanych w planach energetycznych programów technicznych, ekonomicznych oraz z zakresu ochrony środowiska. Pierwszym krokiem w procedurze planowania energetycznego jest przygotowanie zestawu wytycznych dla poszczególnych władz samorządowych. Zgodnie z Prawem Energetycznym wytyczne te powinny określać:

• Ocenę stanu aktualnego i przewidywanych zmian zapotrzebowania na ciepło,

• Przedsięwzięcia racjonalizujące użytkowanie ciepła przez odbiorców i użytkowników,

• Możliwości wykorzystania nadwyżek i lokalnych zasobów energii, z uwzględnieniem skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej oraz zagospodarowania ciepła odpadowego z instalacji przemysłowych,

• Możliwość współpracy z innymi gminami.

Przedsiębiorstwa energetyczne zajmujące się przesyłem lub dystrybucją paliw gazowych, energii elektrycznej lub ciepła są zobowiązane do opracowania własnych planów rozwoju dla obszarów objętych ich działaniem. Celem jest zapewnienie obecnego i przyszłego zapotrzebowania na paliwa gazowe, energię elektryczną i ciepło, przy uwzględnieniu lokalnych planów zagospodarowania przestrzennego, warunki lokalne gmin oraz kierunki rozwoju przestrzennego. Przedsiębiorstwa energetyczne powinny kooperować z władzami gmin w celu zapewnienia zgodności planów rozwoju przedsiębiorstw z planami zaopatrzenia w energię.

4. Rozwiązania modelowe ^[6]
   

Celem opracowania dokumentu pt. ”Założenia do planu zaopatrzenia ...” jest przedstawienie optymalnych scenariuszy rozwojowych systemów zaopatrzenia gminy w nośniki energetyczne: ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe. Wybór ten powinien wskazywać rozwiązania najkorzystniejsze z szeregu możliwości zdefiniowanych jako scenariusze wariantowe. Analiza tego typu prowadzona jest przy wysokim poziomie niepewności przyjętych założeń wyjściowych. Niepewność ta obejmuje z jednej strony prognozę przyszłych potrzeb energetycznych gminy : w tym potencjał termomodernizacji i nowych odbiorców a z drugiej wzajemne relacje przyszłych cen nośników energetycznych. Ogólnie, scenariusze rozwojowe zaopatrzenia w nośniki energetyczne można podzielić na trzy grupy:

• scentralizowane,

• zdecentralizowane będące zbiorem rozproszonych czy rozsianych gniazd energetycznych od mocy paru MW do małych, indywidualnych źródeł ułamkowych mocy,

• mieszane w którym występują elementy zarówno scenariusza pierwszego jak i drugiego.

Scenariusze scentralizowane charakterystyczne są dla miejskich systemów elektroenergetycznych i gazowych. Prognozuje się, że wprowadzenie lokalnych źródeł energii elektrycznej produkowanej w skojarzonych układach spalających gaz ziemny i korzystanie z usług przesyłowych nie zmieni scentralizowanego charakteru systemów, gdyż lokalne źródła muszą być rezerwowane lub uzupełniane z państwowej sieci elektroenergetycznej i systemu gazowniczego. Nie dotyczy to nielicznych gmin mogących korzystać z lokalnych źródeł gazu, szczególnie zaazotowanego.

Scenariusze rozwoju systemów zaopatrzenia gmin w ciepło mają większą różnorodność. W tym przypadku scenariusze scentralizowane obejmujące systemem zasilającym wszystkich odbiorców gminy w ciepło sieciowe nie występują w skali całego miasta czy gminy. Choć, z punktu widzenia grup odbiorców ciepła miejski system ciepłowniczy ma charakter struktury scentralizowanej w ujęciu strefowym.

Istnieją mniejsze miasta, w których nie powstały miejskie systemy ciepłownicze. Występuje tam znaczna liczba źródeł lokalnych zasilanych różnymi nośnikami energetycznymi. Stan obecny ma wyjściowe cechy właściwe dla tworzenia scenariuszy zdecentralizowanych.

Najczęściej istniejące systemy zaopatrzenia w ciepło miast posiadają warunki do konstruowania scenariuszy mieszanych. W tym przypadku problem sprowadza się do decyzji czy przyjęty scenariusz rozwojowy zmierza do większego scentralizowania, zdecentralizowania czy utrzymania obecnych proporcji zasilania w ciepło odbiorców różnymi nośnikami energetycznymi. Na rysunku 5 przedstawiono przykład sytuacji zasilania miasta w ciepło właściwy dla budowy scenariusza mieszanego.

Rys. 5 Ilustracja zdecentralizowanego scenariusza zasilania miasta w ciepło
Objaśnienia: EC -istniejąca elektrociepłownia,
CR -istniejąca ciepłownia rejonowa,
PRCG -przyszła rejonowa ciepłownia gazowa z kogeneracją,
GŚ -rejony luźnej jednorodzinnej lub rezydencjalnej zabudowy zasilane gazem przewodowym,
PCŚ -obszar przyszłej zwartej zabudowy, przewidywane ciepło sieciowe.

Sytuacja wyjściowa jest następująca: w mieście istnieje system ciepłowniczy zasilający 50 - 60% odbiorców ciepła. Zarówno jedno skupione źródło ciepła (ciepłownia rejonowa CR1) jak i sieć ciepłownicza jest własnością spółki skarbu komunalnego. System w połowie zasilany jest przez elektrociepłownię EC spółkę akcyjną skarbu państwa podlegającą prywatyzacji. Sumaryczna moc obu źródeł jest o 30 % większa od mocy zamówionej przez odbiorców. Pomiędzy wytwórcami ciepła występuje mocna rywalizacja o rynek miejski. Warunki techniczne umożliwiają przesuwanie linii podziału zasilania z obu źródeł w granicach 25% zapotrzebowania na ciepło. Tak więc obszar wzajemnej konkurencji stwarza możliwość zasilania ok. 25% odbiorców z jednego lub drugiego źródła.

W wyniku przeprowadzonej analizy zaproponowano następujący mieszany scenariusz rozwojowy:

• na rynku ciepła sieciowego początkowo utrzymuje się podział pomiędzy wytwórców. Zmiana nastąpi stopniowo po wprowadzeniu zasady korzystania z usług przesyłowych przez odbiorców. W wyniku przekształceń nastąpi wtórny podział rynku wykreowany przez odbiorców.

• obszary luźnej zabudowy jednorodzinnej lub rezydencjonalnej położone na peryferiach miasta (oznaczone GŚ) zasilane będą w ciepło z indywidualnych rozproszonych gazowych kotłowni ułamkowych mocy,

• dwa obszary przyszłej zabudowy zwartej oznaczonej PĆŚ i PRCG mogą być zasilane alternatywnie: ciepłem sieciowym PĆŚ lub z lokalnego gazowo - olejowego źródła ze skojarzonym wytwarzaniem ciepła i energii elektrycznej (PRCG). Wybór właściwego podsystemu zostanie dokonany w drodze postępowania przetargowego na dostawę ciepła w którym mogą uczestniczyć zarówno lokalni dostawcy ciepła jak i podmioty zewnętrzne.

Z punktu widzenia ochrony środowiska niezależnie, który ze scenariuszy zostanie zaakceptowany każdy generuje pewną wartość emisji zanieczyszczeń. Przyjmując to założenie, należy dla każdego ze scenariuszy oszacować wartość emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Przykładowe współczynniki emisji CO2 na jednostkę energii zawartą w paliwie w zależności od rodzaju paliwa i układu technologicznego przedstawiono poniżej:

Węgiel:	95 kg/GJ zużytego paliwa
Gaz ziemny:	57 kg/GJ zużytego paliwa
Ogrzewanie elektryczne:	250 kg/GJ ciepła z energii elektrycznej
Układ skojarzony (gaz):	- 161 kg/GJ ciepła dostarczonego do odbiorcy

Wartość dla ogrzewania elektrycznego oparta jest na energii elektrycznej produkowanej z węgla w konwencjonalnych elektrowniach kondensacyjnych ze sprawnością 38 %.

Ujemna wartość dla układu skojarzonego wynika z faktu, że wspólnie z produkcją 1 GJ ciepła produkowana jest energia elektryczna w wysokości 1,2 GJ. Ilość ta równoważna jest energii elektrycznej wyprodukowanej z węgla kamiennego w elektrownii kondensacyjnej ze sprawnością 38 %.

W przypadku spalania biomasy przyjmuje się, że całkowita emisja dwutlenku węgla jest równa zero. Wynika to z faktu, iż można założyć, że w procesie spalania biopaliwa emisja dwutlenku węgla równa jest pochłanianiu CO₂ na drodze fotosyntezy w procesie odnawiania tego paliwa.

Wskaźniki wyraźnie pokazują, że skojarzone wytwarzanie ciepła dla systemu ciepłowniczego jest najbardziej atrakcyjnym rozwiązaniem z punktu widzenia ochrony środowiska. Również zmiana węgla na gaz ziemny jest rozwiązaniem przyjaznym środowisku. Jeżeli w przyszłości będzie możliwe uwzględnienie tych korzyści dla środowiska na przykład poprzez zwiększenie ceny węgla to zamiana węgla na gaz będzie również bardziej korzystna z ekonomicznego punktu widzenia. Patrząc na wysoki wskaźnik emisji przy ogrzewaniu elektrycznym powinno się uwzględnić to, że emisja zanieczyszczeń odbywa się z wysokiego komina w elektrowni a nie z niskich emitorów w mieście.

Z punktu widzenia ochrony środowiska preferowanym przez władze Gminy powinny być rozwiązania oparte na:

• paliwach odnawialnych,

• gazie ziemnym,

• skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej.

W centralnej części miasta i na terenach o gęstej zabudowie rozwiązaniem najkorzystniejszym jest miejski system ciepłowniczy.

Wnioski

W nadchodzącym dwudziestoleciu, nastąpi utworzenie lokalnych rynków energii konkurujących z rynkiem krajowym oraz uzupełniających ten rynek. Podstawą lokalnych rynków energii będzie ciepło sieciowe, gaz ziemny przewodowy, energia elektryczna oraz ciepło ze źródeł zasilanych energią odnawialną. Ocenia się, że docelowo, lokalne i regionalne rynki energii elektrycznej obejmą do 30 % obrotu w skali kraju. W istniejących elektrociepłowniach powinny zostać zwiększone współczynniki skojarzenia produkcji ciepła i energii elektrycznej a w ciepłowniach wprowadzone układy kogeneracji rozproszonej z blokami turbin gazowych i parowo-gazowych wytwarzających ciepło i energię elektryczną. Równolegle powstawać będą rozsiane źródła kogeneracyjne ułamkowych mocy z generatorami napędzanymi gazowymi silnikami spalinowymi (poniżej 0,5 MW mocy cieplnej), zasilające większych odbiorców np. szpitale, zespoły budownictwa ogólnego czy mieszkaniowego. Procesy te wymagają jednak zmiany obecnej relacji cen nośników energetycznych w tym szczególnie taryfikacji cen energii elektrycznej i gazu ziemnego. W chwili obecnej uzasadnienie ekonomiczne i środowiskowe konwersji węgla kamiennego ciepłem sieciowym, gazem, olejem opałowym bądź energią elektryczną w źródłach ciepła małych i ułamkowych mocy rośnie wraz z malejącą mocą tych źródeł. Zatem program likwidacji tzw. niskiej emisji węglowej, powinien być wstępnym krokiem na drodze do poprawy warunków środowiska miejskiego.

W horyzoncie roku 2010 w istniejących miejskich systemach ciepłowniczych wystąpi znaczący spadek zapotrzebowania na moc i ciepło sieciowe u odbiorców wywołany w 90 % procesami termomodernizacyjnymi a w pozostałych w 10 % zmianami klimatycznymi. Skompensowanie spadku sprzedaży ciepła jest jedynie możliwe przez podłączanie nowych odbiorców, ale pozyskanie ich wymagać będzie wygrania konkurencji ciepła sieciowego z innymi nośnikami energetycznymi.

Zmiany w układzie taryfowym dla gazu sieciowego zdają się zmierzać w kierunku preferowania zasilania gazem obecnych i przyszłych elektrociepłowni traktowanych jako odbiorców hurtowych, natomiast spalanie gazu w tych źródłach wyłącznie dla celów ogrzewczych z pominięciem kogeneracji czyli jednoczesnego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej będzie działaniem nieracjonalnym. Podobnie wzrastające ceny gazu ziemnego dla odbiorców indywidualnych, o ok. 70 % w perspektywie kolejnych 15 lat, znacząco obniżą efektywność ekonomiczną ogrzewania przez indywidualne kotły gazowe.

W okresie 2005 do 2010 prognozuje się znaczny wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w obszarze odbiorców indywidualnych przede wszystkim gospodarstw domowych, co stwarza potrzebę zaplanowania odpowiedniego rozwoju zdolności przesyłowych systemów elektroenergetycznych lokalnych.

Prof. dr hab. inż. Stanisław Mańkowski - Instytut Ogrzewnictwa i Wentylacji PW,

Mgr inż. Małgorzata Kwestarz - Instytut Ogrzewnictwa i Wentylacji PW,

Uczelniane Centrum Badawcze Energetyki i Ochrony Środowiska PW.

^* Model COSMIC- system obliczeniowy umożliwiający generowanie scenariuszy zmian klimatu, w tym także dla Polski, model UIUC - model atmosferycznej cyrkulacji globalnej z uwzględnieniem wymiany w warstwach oceanicznych.

Piśmiennictwo

^[1] Kucowski J.,Laudyn D., Przekwas M.: Energetyka a ochrona środowiska, WNT,

Warszawa 1997

^[2] Sadowski W.: Żywe fabryki, Wprost nr 21, 2002, na podstawie: Raport IPCC 2001

^[3] Gaj H.: Fragment raportu dla KBN, Etap III, Zmiany temperatur w Polsce i krajach sąsiednich związane z ociepleniem klimatu globalnego wg wyników wybranego modelu cyrkulacji globalnej, Warszawa, 2001

^[4] Rychlicki S., Siemka J.; Analiza konkurencyjności gazu względem innych paliw i nośników energii, Ciepło, Energetyka i Gaz nr 86 (5556), 11 kwietnia 2000

^[5] Badyda K.: Ograniczenie emisji do atmosfery e energetyce-nowelizacje w przepisach o ochronie powietrza, Gospodarka Paliwami i Energią, 2/2000

^[6] Uczelniane Centrum Badawcze Energetyki i Ochrony Środowiska PW, COWI-Dania, Krajowa Agencja Poszanowania Energii, Duńsko-polski projekt „Planowanie energetyczne w Polsce na szczeblu gmin-pomoc dla osób podejmujących decyzje”, 1998-2001

---