ZAŁOŻENIA DO PLANU ZAOPATRZENIA W CIEPŁO, ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ I PALIWA
GAZOWE GMINY SZAFLARY
……...2012 r.
Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 2 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
ZAŁOŻENIA DO PLANU ZAOPATRZENIA W CIEPŁO, ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ I PALIWA GAZOWE GMINY SZAFLARY NA LATA 2012 – 2030
Wykonawca projektu:
CENTRUM-KRAK – J. Goraj, P. Rubik Spółka Jawna Ul. Balicka 56 30-149 Kraków www.centrum-krak.pl Tel. +48 12 638 0033
Zespół autorski:
mgr Marcin Kozendra mgr inż. Łukasz Zywar - prowadzący mgr inż. Mateusz Wachacki inż. Michał Michalski Arleta Cios
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 3 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
1. WSTĘP ...... 6 1.1. Podstawy formalno-prawne opracowania ...... 6 1.2. Przedmiot i zakres dokumentu ...... 8 1.3. Cele opracowania dokumentu ...... 8 1.4. Podstawy prawne gospodarki energetycznej ...... 9 2. CHARAKTERYSTYKA GMINY SZAFLARY ...... 13 2.1. Informacje ogólne ...... 13 2.2. Warunki geograficzno-przyrodnicze ...... 14 2.3. Demografia ...... 20 2.4. Mieszkalnictwo ...... 21 2.5. Gospodarka ...... 23 2.6. Rolnictwo ...... 26 2.7. Infrastruktura techniczna...... 30 3. SYSTEMY ENERGETYCZNE ...... 34 3.1. Gminny system elektroenergetyczny ...... 35 3.1.1. Opis infrastruktury zasilającej ...... 36 3.1.2. Oświetlenie ulic i placów ...... 37 3.1.2.1. Charakterystyka źródeł światła ...... 37 3.1.2.2. Modernizacja gminnego systemu oświetleniowego ...... 41 3.1.3. Zużycie energii ...... 46 3.1.4. Plany rozwoju przedsiębiorstwa elektroenergetycznego ...... 50 3.2. Gminny system ciepłowniczy ...... 52 3.2.1. Mieszkalnictwo ...... 53 3.2.2. PEC Geotermia Podhalańska S.A...... 63 3.2.3. Jednostki pożytku publicznego ...... 69 3.2.4. Przemysł, usługi ...... 71 3.2.5. Rolnictwo ...... 71 3.2.6. Ciepłownictwo – podsumowanie ...... 71 3.3. Gminny system gazowniczy ...... 73 3.4. Analiza kosztów energii ...... 74 3.5. Ocena stanu aktualnego systemów energetycznych ...... 81 3.5.1. System elektroenergetyczny ...... 81
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 4 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
3.5.2. System ciepłowniczy ...... 82 3.5.3. System gazowniczy ...... 83 4. PROGNOZA ZAPOTRZEBOWANIA ENERGETYCZNEGO GMINY ...... 85 4.1. Określenie wariantów prognozy oraz założeń ...... 85 4.2. Prognoza energetyczna...... 88 4.2.1. Prognoza zapotrzebowania na ciepło do roku 2030 ...... 88 4.2.2. Prognoza zapotrzebowania na energię elektryczną do roku 2030 ...... 94 4.2.3. Prognoza zapotrzebowania na gaz ziemny ...... 96 5. MOŻLIWOŚCI WYTWARZANIA ENERGII W GMINIE Z UWZGLĘDNIENIEM ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ...... 97 5.1. Możliwości wykorzystania odnawialnych zasobów paliw energii ...... 97 5.1.1. Energia słoneczna ...... 104 5.1.2. Energia wiatru ...... 109 5.1.3. Energia wody ...... 119 5.1.4. Energia geotermiczna ...... 123 5.1.5. Pompy ciepła ...... 129 5.1.6. Energia biomasy ...... 130 5.1.6.1. Uprawy energetyczne ...... 132 5.1.6.2. Biogaz ...... 134 5.1.6.3. Oczyszczalnia ścieków ...... 137 5.1.6.4. Składowisko odpadów ...... 139 5.1.6.5. Energia odpadów ...... 140 5.1.7. Podsumowanie możliwości wykorzystanie OZE na terenie gminy ...... 142 5.2. Ciepło odpadowe z instalacji przemysłowych...... 143 5.3. Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła – kogeneracja ...... 144 6. ZAKRES WSPÓŁPRACY Z SĄSIEDNIMI GMINAMI ...... 147 7. STAN ŚRODOWISKA ...... 150 7.1. Ocena stanu atmosfery na terenie województwa oraz gminy ...... 150 7.2. Emisja substancji szkodliwych ...... 153 8. PROPONOWANE PRZEDSIĘWZIĘCIA RACJONALIZUJĄCE UŻYTKOWANIE ENERGII I PALIW ...... 157 8.1. Zabiegi termomodernizacyjne ...... 157 8.2. Sieć energetyczna, ciepłownicza i gazowa ...... 161
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 5 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
8.2.1. Użytkowanie energii elektrycznej ...... 162 8.2.1.1. Mieszkalnictwo – gospodarstwa domowe...... 162 8.2.1.2. Budynki użyteczności publicznej ...... 163 8.2.1.3. Oświetlenie ulic ...... 163 8.2.1.4. Handel, usługi i przemysł ...... 164 8.2.2. Użytkowanie energii cieplnej ...... 164 8.2.2.1. Mieszkalnictwo – gospodarstwa domowe...... 164 8.2.2.2. Budynki użyteczności publicznej ...... 166 8.2.2.3. Handel, usługi i przemysł ...... 167 8.2.3. Użytkowanie gazu...... 167 8.2.3.1. Mieszkalnictwo – gospodarstwa domowe...... 167 8.2.3.2. Budynki użyteczności publicznej ...... 168 8.2.3.3. Handel, usługi i przemysł ...... 168 8.3. Kogeneracja ...... 168 8.4. Zarządzanie energią, inteligentne sieci energetyczne...... 169 8.5. Możliwości finansowania infrastruktury sieciowego zaopatrzenia w ciepło, rozwoju energetyki odnawialnej i termomodernizacji budynków ...... 173 8.5.1. Fundusze krajowe...... 173 8.5.2. FUNDUSZE ZAGRANICZNE ...... 180 9. KIERUNKI ROZWOJU I MODERNIZACJI SYSTEMÓW ZAOPATRZENIA W ENERGIĘ……………… ...... 183 10. PODSUMOWANIE ...... 185 11. SPIS TABEL ...... 187 12. SPIS RYSUNKÓW ...... 189 13. SPIS ŹRÓDŁOWY ...... 192
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 6 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
1. WSTĘP
1.1. Podstawy formalno-prawne opracowania
Podstawą niniejszego opracowania pod nazwą: „Projekt założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe gminy Szaflary” zwanego dalej „Projektem założeń” jest umowa nr PZ15/2011 z dnia 09.01.2012 roku zawarta pomiędzy Wójtem Gminy Szaflary – Stanisławem Ślimakiem, a firmą „Centrum-Krak” J. Goraj, P. Rubik Spółka Jawna.
„Projekt założeń” został opracowany zgodnie z obowiązującymi przepisami polskich aktów prawnych, tj.:
1. Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. - Prawo energetyczne (Dz.U. 1997 nr 54 poz. 348 z późn. zm.) – stan prawny na dzień: 05.01.2012, 2. Ustawa z dnia 8 marca 1990 r. o samorządzie terytorialnym (Dz.U. 1990 nr 16 poz. 95 z późn. zm.) – stan prawny na dzień: 16.01.2012, 3. Ustawa z dnia 20 grudnia 1996 r. o gospodarce komunalnej (Dz.U. 1997 nr 9 poz. 43 z późn. zm.) – stan prawny na dzień 11.04.2011, 4. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane (Dz.U. 1994 nr 89 poz. 414 z późn. zm.) – stan prawny na dzień: 18.01.2012, 5. Ustawa z dnia 27 marca 2003 r. o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym (Dz.U. 2003 nr 80 poz. 717 z późn. zm.) – stan prawny na dzień: 07.09.2011, 6. Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz.U. 2001 nr 62 poz. 627 z późn. zm.) – stan prawny na dzień: 19.01.2012, 7. Ustawa z dnia 21 listopada 2008 r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów (Dz.U. 2008 nr 223 poz. 1459 z późn. zm.) – stan prawny na dzień: 17.08.2011. oraz Ustawa z dnia 5 marca 2010 r. o zmianie ustawy o wspieraniu termomodernizacji i remontów (Dz.U. 2010 nr 76 poz. 493) – stan prawny na dzień: 20.10.2010, 8. Ustawa z dnia 15 kwietnia 2011 r. o efektywności energetycznej (Dz.U. 2011 nr 94 poz. 551) – stan prawny na dzień: 21.06.2011.
W art. 7 ustawy o samorządzie terytorialnym wskazano, iż zaspokajanie zbiorowych potrzeb wspólnoty należy do zadań własnych gminy, w szczególności zadania własne obejmują m.in. sprawy wymienione w ustępie 3 – wodociągów i zaopatrzenia w wodę, kanalizacji i oczyszczania ścieków komunalnych, utrzymania czystości i porządku oraz urządzeń sanitarnych, wysypisk i unieszkodliwiania odpadów komunalnych, zaopatrzenia w energie elektryczną i cieplną oraz gaz.
Art. 18 ustawy Prawo energetyczne określa zadania własne gminy w zakresie zaopatrzenia w energię elektryczną, ciepło i paliwa gazowe. Do zadań własnych gminy należy:
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 7 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
planowanie i organizacja zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe na obszarze gminy, planowanie oświetlenia miejsc publicznych i dróg znajdujących się na terenie gminy, finansowanie oświetlenia ulic, placów i dróg publicznych znajdujących się na terenie gminy, planowanie i organizacja działań mających na celu racjonalizację zużycia energii i promocję rozwiązań zmniejszających zużycie energii na obszarze gminy.
Projekt założeń jest opracowywany przez wójta, burmistrza lub prezydenta miasta dla obszaru gminy na okres co najmniej 15 lat i powinien być aktualizowany co najmniej raz na 3 lata. Projekt założeń podlega opiniowaniu przez samorząd województwa i wykłada się go publicznego wglądu na okres 21 dni. Po rozpatrzeniu wniosków, zastrzeżeń i uwag zgłoszonych w czasie wyłożenia Projektu założeń do publicznego wglądu Rada gminy uchwala dokument pn. „Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe” zwany dalej „Założeniami do planu” [1 str. Art. 19].
Projekt założeń sporządzono w oparciu o następujące dokumenty:
Narodowe strategiczne ramy odniesienia 2007–2013 – Ministerstwo Rozwoju Regionalnego, Koncepcja przestrzennego zagospodarowania kraju 2030, Polityka Energetyczna Polski do roku 2030 – Ministerstwo Gospodarki, Krajowy plan działania w zakresie energii ze źródeł odnawialnych z roku 2010 – Minister Gospodarki, Krajowy plan działań dotyczący efektywności energetycznej z roku 2007 – Ministerstwo Gospodarki, Plan zagospodarowania przestrzennego dla województwa małopolskiego z roku 2003, Strategia rozwoju województwa małopolskiego na lata 2011–2020, Program ochrony środowiska województwa małopolskiego na lata 2007–2014, Małopolski regionalny program operacyjny na lata 2007–2013, Aktualizacja strategii rozwoju powiatu nowotarskiego na lata 2006–2015, Program ochrony środowiska dla powiatu nowotarskiego na lata 2004–2015, Plan Gospodarki Odpadami na lata 2004–2011 z prognozą do roku 2015 dla powiatu nowotarskiego, Program Ochrony Środowiska dla Gminy Szaflary na lata 2004–2007 z perspektywą do roku 2014, Gminny Plan Gospodarki Odpadami z roku 2004.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 8 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
1.2. Przedmiot i zakres dokumentu
Przedmiotem niniejszego opracowania jest dokument strategiczno-planistyczny pod nazwą: „Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energie elektryczną i paliwa gazowe gminy Szaflary”.
Zgodnie z ustawą Prawo energetyczne, art. 19, Projekt założeń określa:
ocenę stanu aktualnego i przewidywanych zmian zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, przedsięwzięcia racjonalizujące użytkowanie ciepła, energii elektrycznej i paliw gazowych, możliwości wykorzystania istniejących nadwyżek i lokalnych zasobów paliw i energii, z uwzględnieniem energii elektrycznej i ciepła wytwarzanych w odnawialnych źródłach energii, energii elektrycznej i ciepła wytwarzanych w kogeneracji oraz zagospodarowania ciepła odpadowego z instalacji przemysłowych, możliwości stosowania środków poprawy efektywności energetycznej w rozumieniu ustawy o efektywności energetycznej z dnia 15 kwietnia 2011 r., zakres współpracy z innymi gminami.
1.3. Cele opracowania dokumentu
Do celów opracowania Projektu założeń należą:
1. Ocena stanu bezpieczeństwa energetycznego gminy i propozycja działań poprawiających ten stan – na skutek analizy istniejącego systemu dostaw energii elektrycznej, ciepła i gazu wskazuje się przykładowe działania zapewniające ciągłość dostaw energii elektrycznej, ciepła i gazu, czy możliwości dywersyfikacji źródeł zaopatrzenia w energię elektryczną i cieplną. Ponadto w dokumencie przedstawione są propozycje potencjalnych rozwiązań z zakresu odnawialnych źródeł energii i energii wytwarzanej w kogeneracji.
2. Ocena stanu gospodarki energetycznej gminy i propozycje racjonalizujące zużycie paliw i energii poprzez m.in. odpowiednie planowanie gospodarką energetyczną, dostawami ciepła i gazu, wiesze wykorzystanie energii pierwotnej paliw czy efektywniejsze wykorzystanie energii elektrycznej i cieplnej jak również działania mające na celu obniżenie kosztów jednostkowych zakupu paliw i energii.
3. Wstępna analiza możliwości termomodernizacyjnych – dzięki zidentyfikowaniu obiektów użyteczności publicznej, które mogłyby zostać poddane termomodernizacji oraz wskazaniu możliwości uzyskania finansowania na ten cel. Dzięki przeprowadzonej termomodernizacji można ograniczyć koszty związane z zaspokajaniem zapotrzebowania na paliwa i energię jak również związanych ze sprzedażą uzyskanych świadectw pochodzenia energii (białe certyfikaty).
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 9 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
4. Analiza potencjalnych możliwości inwestycji w odnawialne źródła energii na obszarze gminy – zbadanie gminy pod kątem potencjału energetycznego OZE oraz możliwości jego wykorzystania.
5. Przyczynienie się do poprawy warunków rozwoju działalności gospodarczej – planowanie energetyczne jest związane z optymalizacją kosztów paliw i energii, a także zapewnieniem bezpieczeństwa ich dostaw. Dzięki temu zmniejszają się koszty działalności przedsiębiorców oraz minimalizowane jest ryzyko przerw w dostawie tych surowców, wpływając pozytywnie na otoczenie dla biznesu oraz atrakcyjność inwestycyjną gminy. Bezpieczeństwo energetyczne może być jednym z czynników przyciągających przyszłych przedsiębiorców na teren gminy.
6. Zapewnienie podstaw do ubiegania się o środki finansowe na realizację działań w zakresie rozwoju infrastruktury energetycznej np. z Programów Operacyjnych Unii Europejskiej – przy składaniu wniosków o finansowanie w ramach Programów Operacyjnych i pozyskiwaniu kapitału na inwestycję z funduszy strukturalnych podstawą jest posiadanie przez gminę odpowiednich dokumentów strategicznych.
7. Pozytywny wpływ na stan środowiska naturalnego – wszystkie działania prowadzące do racjonalnego oraz optymalnego wykorzystania ciepła, energii elektrycznej i paliw
gazowych przyczynia się do redukcji emisji CO2, CO, SO2, NOX i pyłów. Ponadto zawarte w Projekcie założeń dane na temat możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii, czy też wytwarzania energii w kogeneracji, pozwalają na planowanie rozwoju energetycznego przy uwzględnieniu zasad zrównoważonego rozwoju. Realizacja planu działań zawartych w takim opracowaniu istotnie wpływa na poprawę jakości środowiska oraz wpisuje się w osiąganie celów krajowych określonych w „Polityce energetycznej Polski do 2030 roku” czy celów Unii Europejskiej zawartych w pakiecie klimatyczno-energetycznych „3x20”. Zapewnienie odpowiedniego stanu środowiska może przyczynić się również do rozwoju nowych branż, np. agroturystyki.
8. Podkreślenie wagi edukacji lokalnej społeczności – dzięki opisowi gospodarki energetycznej oraz możliwości jej rozwoju mieszkańcy mogą zapoznać się z informacjami na temat gospodarki energetycznej, co wpływa na poziom świadomości społeczeństwa m.in. odnośnie racjonalizacji zużycia energii. Możliwe jest także uzyskanie akceptacji społeczeństwa względem przyszłych działań związanych z inwestycjami energetycznymi.
1.4. Podstawy prawne gospodarki energetycznej
Polski sektor energetyczny stoi przed poważnymi wyzwaniami, które wynikają ze wzrostu zapotrzebowania na energię przy zapóźnieniach przy modernizacjach i inwestycjach w nowe moce wytwórcze i przesyłowe, uzależnienia kraju od dostaw gazu ziemnego i ropy
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 10 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
naftowej, czy zobowiązań międzynarodowych jakie przyjęła na siebie Polska związanych z ochroną środowiska przyrodniczego.
W gospodarce polskiej i światowej można zaobserwować szereg niekorzystnych zjawisk takich jak m.in. wahania cen surowców energetycznych, awarie systemów energetycznych, popyt na energię rosnący szybciej od podaży, czy wzrastające zanieczyszczenie środowiska. W związku z tym, koniecznym staje się podjęcie zdecydowanych działań zapobiegających pogorszeniu się sytuacji związanej z energetyką.
Sektor energetyki w Polsce reguluje ustawa Prawo energetyczne, Prawo ochrony środowiska, o odpadach i dokumenty planistyczno-strategiczne w tym zakresie na poziomie krajowym, regionalnym i lokalnym. Ponadto od momentu wstąpienia Polski do UE, krajowa polityka energetyczna powinna być zgodna z polityką wspólnotową. Połączone rozwiązania i działania Polski, Unii Europejskiej i innych państw mogą sprawić, że w przyszłości gospodarka energetyczna będzie stabilnym sektorem pozwalającym na zrównoważony rozwój.
Polska, jako członek Unii Europejskiej przyjęła m.in.: postanowienia zawarte w pakiecie klimatyczno-energetycznym, w którym zostały określone główne cele polityki energetycznej, tzw. „3x20”, a należą do nich:
zwiększenie efektywności energetycznej o 20% do roku 2020, zwiększenie udziału energii ze źródeł odnawialnych do 20% całkowitego zużycia energii pierwotnej w UE do roku 2020 i zwiększenie do 10% udziału biopaliw w zużyciu paliw transportowych, zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, o co najmniej 20% w odniesieniu do roku bazowego 1990 r. (dla Polski rokiem odniesienia jest 1988 r.).
Polityka energetyczna Unii Europejskiej jest istotną częścią jej działalności, a sytuacja energetyczna Wspólnoty wymaga jeszcze wielu działań dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego i zrównoważonego rozwoju członków wspólnoty. UE i Polska do najważniejszych celów na płaszczyźnie energetycznej zalicza poprawę efektywności energetycznej i uniezależnienie się od importu paliw.
W celu poprawy sytuacji energetycznej Wspólnoty powstało wiele aktów prawnych, przykładami są:
Dyrektywa 2003/30/WE Parlamentu Europejskiego i Rady, mająca na celu wspieranie użycia w transporcie biopaliw lub innych paliw odnawialnych, Dyrektywa 2004/8/WE Parlamentu Europejskiego i Rady, która ma na celu wspieranie kogeneracji w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło użytkowe na rynku wewnętrznym energii, Dyrektywa parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r., promująca stosowanie energii ze źródeł odnawialnych.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 11 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego i zrównoważonego rozwoju przepisy prawa UE i krajów członkowskich są stale modyfikowane i wzbogacane o nowe akty prawne. Polska czynnie uczestniczy w tworzeniu wspólnotowej polityki w tym zakresie, ale również dokonuje implementacji głównych celów UE w warunkach krajowych przy uwzględnieniu ochrony interesów odbiorców, posiadanych zasobów energetycznych, uwarunkowań technologicznych polskiej energetyki, czy uwarunkowań środowiskowych.
Najważniejszym dokumentem planistycznym w sektorze energetycznym na poziomie krajowym jest Polityka energetyczna Polski do 2030 roku. W dokumencie tym wskazano główne kierunki polityki energetycznej kraju, które są zgodne z celami polityki energetycznej Unii Europejskiej, a należą do nich:
poprawa efektywności energetycznej, może nastąpić dzięki: – zwiększeniu sprawności wytwarzania energii, – budowie wysokosprawnych jednostek wytwórczych, – wzrostowi produkcji energii elektrycznej wytwarzanej w technologii wysokosprawnej kogeneracji, – zmniejszeniu wskaźnika strat sieciowych poprzez modernizację obecnych i budowę nowych sieci, – wymianie transformatorów o niskiej sprawności, – rozwojowi generacji rozproszonej, – wzrostowi efektywności końcowego wykorzystania energii; wzrost bezpieczeństwa dostaw paliw i energii, jest możliwy dzięki: – racjonalnemu i efektywnemu gospodarowaniu złożami węgla, znajdującymi się na terytorium RP, – dywersyfikacji źródeł i kierunków dostaw ropy naftowej i gazu ziemnego (uzyskiwanie ropy naftowej z różnych regionów świata, od różnych dostawców z wykorzystaniem alternatywnych szlaków transportowych), – budowie magazynów gazu ziemnego o pojemnościach zapewniających utrzymanie ciągłości dostaw, w szczególności w sytuacjach kryzysowych, – zapewnieniu ciągłego pokrycia zapotrzebowania na energię przy uwzględnieniu maksymalnego możliwego wykorzystania krajowych zasobów oraz przyjaznych środowisku technologii; dywersyfikacja struktury wytwarzania energii elektrycznej poprzez wprowadzenie energetyki jądrowej, cele szczegółowe w tym zakresie obejmują: – dostosowanie systemu prawnego dla sprawnego przeprowadzania procesu rozwoju energetyki jądrowej w Polsce, – wykształcenie kadr dla energetyki jądrowej, – informację i edukację społeczną na ten temat, – wybór lokalizacji dla pierwszych elektrowni jądrowych, – wybór lokalizacji i budowa składowiska odpadów promieniotwórczych nisko i średnio aktywnych, – wzmocnienie kadr dla energetyki jądrowej i bezpieczeństwa radiacyjnego, – utworzenie zaplecza badawczego dla programu polskiej energetyki jądrowej na bazie istniejących instytutów badawczych, – przygotowanie rozwiązań cyklu paliwowego zapewniających Polsce trwały i bezpieczny dostęp do paliwa jądrowego, recyklingu wypalonego paliwa i składowania wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych; rozwój wykorzystania odnawialnych źródeł energii, w tym biopaliw, główne działania w tym zakresie powinny koncentrować się na: – wzroście udziału
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 12 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
odnawialnych źródeł energii w finalnym zużyciu energii, co najmniej do poziomu 15% w 2020 roku oraz na dalszym wzroście tego wskaźnika w latach następnych, – osiągnięciu 10% udziału biopaliw w rynku paliw transportowych do 2020 roku, oraz wzroście wykorzystania biopaliw II generacji, – ochronie lasów przed nadmiernym eksploatowaniem, w celu pozyskiwania biomasy, – zrównoważonym wykorzystaniu obszarów rolniczych w celach energetycznych tak, aby nie doszło do konkurencji między energetyką odnawialną a rolnictwem tradycyjnym, – ochronie różnorodności biologicznej upraw rolne, – wykorzystaniu do produkcji energii elektrycznej istniejących urządzeń piętrzących stanowiących własność Skarbu Państwa, – zwiększeniu stopnia dywersyfikacji źródeł dostaw energii oraz stworzeniu optymalnych warunków do rozwoju energetyki rozproszonej opartej na lokalnie dostępnych surowcach; rozwój konkurencyjnych rynków paliw i energii, jest możliwy dzięki: – zwiększeniu dywersyfikacji źródeł i kierunków dostaw gazu ziemnego, ropy naftowej i paliw płynnych oraz zmianie dostawców, dróg przesyłania oraz metod transportu, – zniesieniu barier przy zmianie sprzedawcy energii elektrycznej i gazu ziemnego, – rozwojowi mechanizmów konkurencji i regulacji rynków paliw i energii w obszarach noszących cechy monopolu naturalnego w sposób zapewniający zrównoważenie interesów wszystkich uczestników tych rynków, – ograniczeniu regulacji tam, gdzie funkcjonuje i rozwija się naturalny rynek konkurencyjny, – udziałowi w budowie regionalnego rynku energii elektrycznej, w szczególności dzięki umożliwieniu wymiany międzynarodowej, – wdrożeniu efektywnego mechanizmu bilansowania energii elektrycznej, – stworzeniu płynnego rynku SPOT i rynku kontraktów terminowych energii elektrycznej oraz wprowadzeniu rynkowych metod kształtowania cen ciepła; ograniczenie oddziaływania energetyki na środowisko, jest związane z: – działaniami
na rzecz ograniczenia emisji CO2 do 2020 roku przy zachowaniu wysokiego
bezpieczeństwa energetycznego, – redukcją emisji SO2 i NOx oraz pyłów (w tym PM10 i PM2,5) do poziomów wynikających z obecnych i projektowanych regulacji unijnych, – ograniczeniem negatywnego oddziaływania energetyki na stan wód powierzchniowych i podziemnych, – minimalizacją składowania odpadów poprzez jak najszersze wykorzystanie ich w gospodarce, – zmianami struktury wytwarzania energii w kierunku technologii niskoemisyjnych.
Kierunki polityki energetycznej są w znacznym stopniu współzależne, a realizacja działań zgodnych z tymi kierunkami pozytywnie wpłynie na gospodarkę energetyczną, przy jednoczesnym zachowaniu zasad zrównoważonego rozwoju.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 13 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
2. CHARAKTERYSTYKA GMINY SZAFLARY
2.1. Informacje ogólne
Gmina Szaflary jest gminą wiejską, położoną na terenie województwa małopolskiego w powiecie nowotarskim. Położenie administracyjne przedstawia (Rysunek 2.1). W odległości około 6 km na północ znajduje się Nowy Targ, a około 16,5 km na południe Zakopane. W ujęciu fizyczno-geograficznym gmina leży na obszarze dwóch mezoregionów: Kotlina Orawsko-Nowotarska i Pogórze Spisko-Gubałowskie.
Źródło: opracowanie własne Rysunek 2.1. Położenie administracyjne gminy Szaflary
Gmina Szaflary graniczy z:
miastem Nowy Targ – od północy, gminą Nowy Targ – od północnego wschodu, gminą Bukowina Tatrzańska (powiat tatrzański) – od wschodu, gminą Biały Dunajec (powiat tatrzański) – od południa, gminą Czarny Dunajec – od zachodu.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 14 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Pod względem administracyjnym gmina Szaflary jest podzielona na sołectwa:
Bańska Niżna, Bańska Wyżna, Bór, Maruszyna, Skrzypne, Szaflary, Zaskale.
Gmina Szaflary znajdując się w centralnej części Podhala, pomiędzy Tatrami, Gorcami, torfowiskami nowotarsko-orawskimi oraz Pieninami stanowi swoistą otulinę, a także strefę łącznikową pomiędzy tymi krainami. Razem cennymi obszarami chronionymi Podhala tworzy funkcjonalno-przestrzenny układ, który stanowi najwyższej rangi karpacki ciąg ekologiczny. Duże znaczenie ma przebieg rzeki Biały Dunajec tworzący dolinę, w której skupia się życie społeczno-gospodarcze.
Obszar gminy zajmuje 54,31 km² i stanowi 3,68% powierzchni powiatu nowotarskiego oraz 0,36% powierzchni województwa małopolskiego. W 2011 roku w gminie Szaflary liczba ludności wynosiła 10 663 osób, co stanowiło 5,68% ludności powiatu nowotarskiego oraz 0,32% ludności województwa małopolskiego.
2.2. Warunki geograficzno-przyrodnicze
Makroregion i mezoregion
Gmina Szaflary leży w makroregionie Obniżenie Orawsko-Podhalańskie, który sąsiaduje z Łańcuchem Tatrzańskim na południu i Beskidami Zachodnimi na północy. Procesy geologiczne zachodzące od epoki eocenu na terenie tego makroregionu spowodowały znaczne zróżnicowanie, dzięki któremu możemy wyróżnić 4 mezoregiony: Kotlinę Orawsko- Nowotarską, Pieniny, Pogórze Skoruszyńsko-Gubałowsko-Spiskie oraz Rów Podtatrzański.
Gmina Szaflary znajduje się w obrębie dwóch mezoregionów:
Kotlina Orawsko-Nowotarska – jest obszarem ugiętym pomiędzy łańcuchem Beskidów Zachodnich na północy, a podniesionymi tektonicznie pogórzami: Skoruszyńskim, Gubałowskim i Bukowińskim na południu; Pogórze Spisko-Gubałowskie – to asymetryczny ciąg wzniesień, opadających dość stromo na południe do Rowu Podtatrzańskiego, a łagodnie ku północy [2].
Rzeźba terenu
Rzeźba terenu gminy Szaflary jest dość zróżnicowana. Wysokość terenu zwiększa się w kierunku południowym, a jej wartości mieszczą się w przedziale od 610 do 925 m n. p. m. Północna część gminy charakteryzuje się mniejszymi deniwelacjami terenu, a także łagodnie
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 15 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
nachylonymi stokami. Część południowa jest bardziej zróżnicowana, a deniwelacje terenu i nachylenie stoków większe.
Kotlina Orawsko-Nowotarska – w okresie trzeciorzędu nastąpiło wgięcie kotliny, co spowodowało powstanie jeziora. W czwartorzędzie, podczas trzykrotnego zlodowacenia tatr, na tym terenie gromadziły się w postaci stożków napływowych lodowcowo-rzeczne żwiry. Natomiast po ociepleniu się klimatu z przed 10 000 lat zaczęły się tworzyć torfowiska.
Pogórze Spisko-Gubałowskie jest zbudowane z warstw fliszu podhalańskiego, lekko zdyslokowanego i zapadającego się z południa na północ. Wierzchowina pogórza jest powierzchnią erozyjno-denudacyjną. Duże nachylenie terenu jest skutkiem nierównomiernego wypiętrzenia. Główne doliny tego mezoregionu są dość szerokie, a wzdłuż nich występują żwirowe tarasy plejstoceńskie. Charakterystyczne dla tego obszaru są skałki wapienne różnych rozmiarów, m.in. dwie największe znajdujące się na terenie gminy Szaflary: Żdżar w Maruszynie i Ranysborg koło Szaflar [2].
Hydrografia
Gmina Szaflary należy do zlewni Białego Dunajca, który jest prawobrzeżnym dopływem Dunajca. Drugim pod względem wielkości ciekiem wodnym jest potok Mały Rogoźnik, który wpada do potoku Rogoźnik, a ten z kolei do Czarnego Dunajca. Wszystkie cieki wodne znajdujące się na terenie gminy mają charakter typowo górski, co oznacza znaczne spadki, zmienne wodostany oraz zmienne przepływy. Jest to następstwem urozmaiconej rzeźby terenu oraz zróżnicowanej ilości opadów w ciągu roku. Mała retencja, a także niska zasobność zbiorników wód podziemnych są związane z szybkim odpływem wód opadowych, co jest następstwem złożonej budowy geologicznej terenu, znacznych spadków terenu, czy wylesieniem [3].
Północna część gminy położona jest w rejonie występowania wód podziemnych, wchodzących w skład Głównego Zbiornika Wód Podziemnych – GZWP 440. Zbiornik ten rozciąga się od rejonu zbiornika Czorsztyńskiego w kierunku zachodnim do granicy państwa. Zasoby dyspozycyjne tego zbiornika szacowane są na 86 tys. m3/dobę, a średnia głębokość zwierciadła wynosi 35 metrów. Jest to najzasobniejszy zbiornik czwartorzędowy w regionie. Miąższość utworów wodonośnych waha się od kilku do ponad 100 m [4].
W gminie Szaflary, na terenie wsi Bańska Niżna zlokalizowany jest odwiert Bańska IG-1, gdzie rozpoznano wody geotermalne w kompleksie węglanowych skał eoceńsko-triasowych. Odwiert ten posiada najlepsze parametry spośród odwiertów wykonanych w rejonie Podhala, umożliwiając wykorzystanie wód w gospodarce. Wody występujące na głębokości 2100 – 2400 m posiadają temperaturę wynoszącą 72 oC i ciśnienie głowicowe 25 – 19 barów [5].
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 16 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Klimat
Klimat poszczególnych regionów Polski jest dość zróżnicowany, określany jako przejściowy między umiarkowanym oceanicznym, a umiarkowanym kontynentalnym, co wpływa na różnorodność pogody. Temperatura powietrza, ilość opadów i okres wegetacji są zależne od regionu, jak również od lokalnych warunków takich jak: bliskość zbiorników wodnych, rzeźba terenu, czy bliskość aglomeracji. Rozkład średniej temperatury w Polsce w roku 2010 oraz w latach 1971 – 2000 przedstawiono na mapach (Rysunek 2.2), (Rysunek 2.3).
Źródło: www.imgw.pl/wl/internet/zz/index.html Rysunek 2.2. Średnia temperatura powietrza w Polsce w 2010 roku
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 17 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Źródło: www.imgw.pl/wl/internet/zz/index.html Rysunek 2.3. Średnia temperatura powietrza w Polsce w latach 1971 – 2000
Klimat gminy jest kształtowany przez polarno-morskie masy powietrza, napływające z północnego zachodu i zachodu. Zimą to wpływa na ocieplenie i odwilż bądź zachmurzenie i opady, natomiast latem przynosi ochłodzenie, zachmurzenie, a także opady, przeważnie typu nawalnego. Ponadto obszar gminy znajduje się w zasięgu oddziaływania Tatr, sprawiając, że klimat gminy można określić jako chłodny i wilgotny. Na terenie gminy wielokrotnie zdarzają się silne inwersje temperatury. Ponadto obszar gminy znajduje się w zasięgu występowania i oddziaływania wiatru halnego o prędkości, często przekraczającej 30 m/s. Opady atmosferyczne w ciągu roku mieszczą się w przedziale 860 – 1 200 mm, jednak połowa tych wartości to opad śnieżny. Pokrywa śnieżna o grubości powyżej 20 cm utrzymuje się od 45 do 95 dni rocznie. Jest to jednak w dużej mierze uzależnione od takich czynników jak wysokość nad poziomem morza oraz ekspozycja zbocza [3].
Warto wskazać, że położenie gminy w dwóch regionach fizyczno-geograficznych również wpływa na klimat. Teren Kotliny latem jest cieplejszy i suchszy od otaczających wzniesień, a zimą powstają w niej zastoiska zimnego powietrza powodujące zamglenia. Średnia temperatura Kotliny mieści się w przedziale 5,5 °C do 6 °C, natomiast Pogórza Gubałowskiego 4,5 °C do 6 °C – w zależności od wysokości.
Warunki klimatyczne gminy zostały scharakteryzowane pod kątem ich wpływu na zużycie energii, w szczególności ciepła. Według normy PN-B-02025, najbliższą gminie Szaflary stacją meteorologiczną jest stacja w Zakopanem, a średnie temperatury w poszczególnych miesiącach odnotowane na tym terenie zostały określone w (Tabela 2.1). Tabela ta przedstawia też liczbę stopniodni na podstawie danych z wielolecia i założeniu temperatury
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 18 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
wewnętrznej na poziomie 20 °C. Łączna liczba stopniodni dla standardowego sezonu grzewczego dla gminy Szaflary wynosi 4 658.
Tabela 2.1. Wieloletnie temperatury średniomiesięczne Te(m) oraz liczby dni ogrzewania Ld(m) – stacja meteorologiczna w Zakopanem
Miesiąc I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Te(m) -5,0 -3,8 -0,6 4,5 9,4 12,9 14,3 13,7 10,2 5,9 1,3 -2,8 Ld(m) 31 28 31 30 20 0 0 0 20 31 30 31 Sd 775 666,4 638,6 465 212 0 0 0 196 437,1 561 706,8 Źródło: norma PN-B-02025
Zgodnie z normą PN-82-B-02403 „Temperatury obliczeniowe zewnętrzne” gmina Szaflary leży w IV strefie klimatycznej. Dla tej strefy przyjmuje się temperaturę obliczeniową powietrza na zewnątrz budynków równą -22°C.
Źródło: PN-82-B-02403 „Temperatury obliczeniowe zewnętrzne” Rysunek 2.4. Podział polski na strefy klimatyczne wg normy PN-82-B-02403
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 19 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Walory przyrodnicze
Flora gminy Szaflary jest charakterystyczna dla regla dolnego i podokręgów fitogeograficznych. Pierwotne zespoły roślinne, o podobnym składzie gatunkowym to m.in.: zbiorowiska leśne i torfowiskowe, zbiorowiska naturalnych młak, mszarów i płatów przy potokowych i nadrzecznych. Cechą odróżniającą ten teren od terenów Beskidów jest występowanie gatunków roślin torfowiskowych i bagiennych. Świat zwierzęcy reprezentowany jest w szczególności przez ptactwo: sowy, myszołowy, jastrzębie, dzięcioły, kraski, czaple, a także mniejsze gatunki ssaków oraz bezkręgowców.
Najbardziej charakterystyczne zbiorowiska roślinne występujące na terenie gminy:
zbiorowisko lasu sosnowego z trzcinnikiem owłosionym, zespół boru sosnowego i sosnowo-świerkowego w wariancie wilgotnym, fragmenty boru bagienno-sosnowego z tendencją torfotwórczą, zespół boru mieszanego górskiego sosnowo-świerkowego, las łęgowo-olszynowy nad Białym Dunajcem i Małym Rogoźnikiem, młaka ziołoroślowa i kozłkowo-turzycowa, łąka mieczykowo-mietlicowa i pastwisko grzebienicowe, zbiorowiska zrębowa złożone z ziół i zarośli światłolubnych i nitrofilnych, zbiorowiska zielne i krzewiaste po wyrobiskach skał wapiennych, dość bogate florystyczne.
Gmina Szaflary w całości znajduje się na terenie Południowomałopolskiego Obszaru Chronionego Krajobrazu.
Na obszarze gminy występują obiekty uznane lub zasługujące na uznanie za rezerwaty i pomniki przyrody albo stanowiska dokumentacyjne bądź zespoły przyrodniczo- krajobrazowe. Najcenniejszym z nich jest Skała Rogoźnicka uznana za rezerwat przyrody nieożywionej o powierzchni 0,26 ha, z czego ponad połowa ok. 0,15 ha leży w obszarze gminy Szaflary. Rezerwat od 1990 roku wpisany jest na listę Światowego Dziedzictwa Geologicznego [3].
Ochroną pomnikową objęte są okazałe, cenne krajobrazowo drzewa lub ich grupy:
grupa drzew – 5 jaworów, 5 lip, 4 jesiony obok kościoła w Szaflarach, lipa w Bańskiej Niżnej, lipa przy kapliczce murowanej w 1828 r. w Skrzypnem, lipy przy krzyżu w Skrzypnem, topola biała obok zabudowań Wojciecha Zapotocznego w Bańskiej Niżnej.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 20 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Złoża kopalin
W rejestrze dokumentacji geologicznych złóż kopalin użytecznych Polski odnotowano występowanie złoża wapienia wapiennika (złoże F3063) z okresu jura późna. Na terenie gminy prowadzona jest działalność górnicza w zakresie wydobycia wapieni oraz wód mineralnych. Rozwijane jest wykorzystanie wód geotermalnych. Zgodnie z planami rozwoju gminy w najbliższych latach będzie to dominująca forma eksploatacji surowców [6].
2.3. Demografia
Według danych GUS w 2011 roku gminę Szaflary zamieszkiwało 10 663 osoby. Pod względem liczby ludności gmina Szaflary zajmuje 8. miejsce w powiecie nowotarskim (na 14 gmin) i 99 miejsce w województwie małopolskim (na 182 gminy). Gęstość zaludnienia gminy wynosi 194 osoby/km2. Jest to dość wysoka wartość dla tego typu obszarów, gdyż wskaźnik ten dla gmin wiejskich w województwie małopolskim i w Polsce wynosi odpowiednio: 118 osób/km2 i 55 osób/km2.
Liczba ludności w gminie Szaflary w latach 2001 – 2011 systematycznie rosła. Dokładna liczba ludności zamieszkująca teren gminy w tych latach została zaprezentowana w (Tabela 2.2) i na (Rysunek 2.5).
Tabela 2.2. Liczba ludności w gminie Szaflary w latach 2001 – 2011
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 9 946 10 019 10 025 10 125 10 145 10 258 10 325 10 401 10 501 10 553 10 663 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Rysunek 2.5. Dynamika wzrostu liczby ludności w gminie Szaflary w latach 2001 – 2010
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 21 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Dokładna liczba ludności w podziale na sołectwa została przedstawiona w (Tabela 2.3).
Tabela 2.3. Liczba ludności w podziale na sołectwa w 2011 roku
SOŁECTWA GMINY SZAFLARY LICZBA LUDNOŚCI Bańska Niżna 1 221 Bańska Wyżna 1 047 Bór 472 Maruszyna 1 963 Skrzypne 1 089 Szaflary 3 453 Zaskale 1 418 SUMA 10 663 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS
Liczba ludności w gminie Szaflary w latach 2001 – 2011 rosła, w związku z czym wartość przyrostu naturalnego była dodatnia. Szczegółowe informacje na temat urodzeń, zgonów oraz przyrostu naturalnego w latach 2001 – 2010 są zawarte w (Tabela 2.4).
Tabela 2.4. Przyrost naturalny w gminie Szaflary w latach 2001 – 2010
Współczynnik Urodzenia Przyrost przyrostu Rok Zgony Ludność żywe naturalny naturalnego w % 2001 97 66 31 0,31% 9 946 2002 126 63 63 0,63% 10 019 2003 100 70 30 0,30% 10 025 2004 107 74 33 0,33% 10 125 2005 98 65 33 0,33% 10 145 2006 102 68 34 0,33% 10 258 2007 107 64 43 0,42% 10 325 2008 139 81 58 0,56% 10 401 2009 121 63 58 0,55% 10 501 2010 109 78 31 0,29% 10 553 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS
2.4. Mieszkalnictwo
Stan ilościowy zasobów mieszkaniowych gminy Szaflary, w podziale na poszczególne sołectwa został zaprezentowany w (Tabela 2.5). W dwóch największych miejscowościach: Szaflary i Maruszyna znajduje się kolejno: 33% i 19% mieszkań, co łącznie stanowi ponad połowę liczby mieszkań całej gminy.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 22 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Tabela 2.5. Zasoby mieszkaniowe w poszczególnych sołectwach gminy Szaflary
Liczba mieszkań Pow. użytk. Liczba mieszkań Pow. użytk. Miejscowość 2002 r. [szt.] 2002 r. [m2] 2010 rok [szt.] 2010 rok [m2] Bańska Niżna 256 22 256 283 26 022 Bańska Wyżna 225 18 377 249 22 871 Bór 105 8 818 116 10 673 Maruszyna 425 35 106 471 43 201 Skrzypne 225 17 642 249 22 871 Szaflary 741 70 563 821 75 325 Zaskale 242 21 963 268 24 599 SUMA 2 219 194 725 2 457 225 562 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Powierzchnia użytkowa przeciętnego mieszkania w gminie Szaflary w 2010 roku wynosiła 91,80 m2, a przeciętna powierzchnia mieszkania przypadająca na jednego mieszkańca – 21,37 m2.
Stan techniczny mieszkań jest związany przede wszystkim z ich wiekiem, ale także z tym, czy przeprowadzano modernizacje poszczególnych elementów budynku w odpowiednim czasie. W gminie Szaflary ok. 75% została wybudowana przed 1989 rokiem. To oznacza, że zdecydowana większość mieszkań ma ponad 20 lat. Najwięcej mieszkań – ok. 33% powstało w latach 1971 – 88, a także w latach 1945 – 70 – ok. 32%. Mieszkania najstarsze sprzed 1945 stanowią jedynie 10% wszystkich mieszkań. Mieszkania, które mają mniej niż 20 lat stanowią 25% wszystkich mieszkań. Liczba mieszkań wybudowanych w poszczególnych okresach w gminie Szaflary w podziale na sołectwa została przedstawiona w (Tabela 2.6). Na (Rysunek 2.6) przedstawiono strukturę wiekową zasobów mieszkaniowych pod względem liczby i powierzchni mieszkań.
Tabela 2.6. Zasoby mieszkaniowe gminy Szaflary według okresu budowy
przed 1918 – 1945 – 1971 – 1979 – 1989 – 2003 – Miejscowość 1918 1944 1970 1978 1988 2002 2010 Bańska Niżna 3 26 90 51 50 34 27 Bańska Wyżna 4 24 94 25 45 33 24 Bór 1 3 42 30 17 12 11 Maruszyna 6 43 146 62 91 76 46 Skrzypne 5 17 77 29 41 54 24 Szaflary 33 70 243 147 146 102 80 Zaskale 2 9 101 36 38 51 26 CAŁA GMINA 54 192 793 380 428 362 238 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 23 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Rysunek 2.6. Zasoby mieszkaniowe w % według okresu budowy w gminie Szaflary
Warto dodać, że starsze budynki były wznoszone bez uwzględnienia ich charakterystyki energetycznej, natomiast współczesne budownictwo wymaga użycia materiałów o odpowiednich cechach energochłonności, np. o wysokiej termoizolacyjności itp. Mieszkania wybudowane później posiadają lepszą charakterystykę energetyczną.
2.5. Gospodarka
Według danych GUS w 2010 roku na terenie gminy było zarejestrowanych 517 podmiotów gospodarczych, z czego 31 (ok. 6%) należało do sektora publicznego, pozostałe do sektora prywatnego. W podziale na sektory gospodarki, najwięcej podmiotów gospodarczych zarejestrowanych w gminie to podmioty działające w sektorze usług (66%), w sektorze przemysłu i budownictwa – ok. 31%, natomiast w rolnictwie jedynie 3%. Dane przedstawiono na (Rysunek 2.7).
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 24 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Rysunek 2.7. Struktura podmiotów gospodarczych działających w gminie Szaflary wg sektorów gospodarki (stan na 2010 rok)
Dane na temat podmiotów gospodarczych według przynależności do sekcji PKD zarejestrowanych w gminie Szaflary przedstawia (Rysunek 2.8).
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 25 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Rysunek 2.8. Podmioty zarejestrowane wg sekcji PKD w gminie Szaflary (stan na rok 2010)
Większość podmiotów gospodarczych zarejestrowanych na terenie gminy Szaflary to podmioty gospodarcze zatrudniające 0 – 9 osób, czyli tzw. mikroprzedsiębiorstwa. Podmioty małe, zatrudniające 10 – 49 osób stanowią ok. 6,6% wszystkich podmiotów. W gminie jest zarejestrowane 1 przedsiębiorstwo zatrudniające 50 – 249 osób, czyli przedsiębiorstwo średnie, nie ma natomiast przedsiębiorstw dużych czyli zatrudniających powyżej 249 osób. Dane zawarte w (Tabela 2.7).
Tabela 2.7. Podmioty gospodarcze wg ilości zatrudnionych w gminie Szaflary w roku 2010
Ilość zatrudnionych 0 – 9 10 – 49 50 – 249 Ilość podmiotów gospodarczych 482 34 1 Udział procentowy w ogólnej liczbie podmiotów 93,23% 6,58% 0,19% Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 26 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Liczba bezrobotnych w gminie w podziale na płeć jest zaprezentowana w (Tabela 2.8) i na (Rysunek 2.9). W latach 2003 – 2008 liczba bezrobotnych malała, natomiast od roku 2009 rosła.
Tabela 2.8. Liczba bezrobotnych w podziale na płeć w gminie Szaflary w latach 2003 – 2010
Bezrobotni 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 ogółem 415 327 304 273 264 245 330 391 kobiety 214 177 155 122 115 115 180 217 mężczyźni 201 150 149 151 149 130 150 174 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Rysunek 2.9. Liczba bezrobotnych w podziale na płeć w gminie Szaflary w latach 2003 – 2010 2.6. Rolnictwo
Według danych GUS w 2005 roku w gminie Szaflary użytki rolne stanowiły dużą część gminy bo prawie 75%, jednak z tego zdecydowana większość to łąki (łąki stanowią ok. 72% użytków rolnych). Grunty orne stanowiły ok. 11% całkowitej powierzchni gminy, natomiast lasy zajmowały ok. 15% powierzchni gminy. Struktura użytkowania gruntów z 2005 roku została przedstawiona na (Rysunek 2.10).
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 27 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Rysunek 2.10. Struktura użytkowania gruntów z gminie Szaflary w roku 2002
Obecnie według danych z Urzędu Gminy za 2011 użytki rolne stanowią ok. 80% powierzchni gminy, grunty orne natomiast ok. 47% powierzchni gminy. Powierzchnia lasów na przestrzeni lat 2005 – 2011 nie zmieniła się i dalej wynosi ok. 15%.
Według danych Urzędu Gminy Szaflary w 2011 roku całkowita liczba gospodarstw wynosiła 4548. Zdecydowaną większość, bo ok. 72% stanowią gospodarstwa małe do 1 ha użytków rolnych. Gospodarstwa o powierzchni użytków rolnych od 1 do 5 ha stanowią ok 27%. Gospodarstwa większe o powierzchni użytków od 5 do 10 ha stanowią natomiast niewiele ponad 1% całkowitej liczby gospodarstw. Szczegółowe informacje na temat liczby gospodarstw pogrupowanych pod względem wielkości użytków rolnych znajdują się w (Tabela 2.9) i na (Rysunek 2.11).
Tabela 2.9. Gospodarstwa rolne według wielkości użytków rolnych w ha w gminie Szaflary w 2011 roku
do 1 ha włącznie powyżej 1 do 5 ha od 5 do 10 ha 3270 1227 51 71,90% 26,98% 1,12% Źródło: opracowanie z UG Szaflary
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 28 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych z UG Szaflary Rysunek 2.11. Struktura gospodarstw rolnych pod względem wielkości użytków rolnych
Według danych GUS w 2002 roku w gminie Szaflary ok. 32% gospodarstw rolnych nie prowadzi produkcji rolnej. Gospodarstwa rolne produkujące wyłącznie na potrzeby własne lub głównie na potrzeby własne stanowią łącznie ok. 43% wszystkich gospodarstw. Jedynie 25% gospodarstw zajmuje się produkcją głównie z przeznaczeniem na rynek. Dane zostały przedstawione się na (Rysunek 2.12).
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Rysunek 2.12. Podział gospodarstw rolnych pod względem celu produkcji
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 29 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
W gminie Szaflary największą powierzchnię użytków rolnych zajmują uprawy mieszanek zbożowych. Pozostałe rodzaje upraw nie mają tak dużego znaczenia. Szczegółowe dane na temat rodzajów upraw zawiera (Tabela 2.10).
Tabela 2.10. Powierzchnia zasiewów według rodzajów upraw w gminie Szaflary w 2011 roku w ha
pszenica żyto jęczmień owies 10 3 3 10 pszenżyto mieszanki zbożowe ziemniaki warzywa gruntowe 6 150 15 3 Źródło: Opracowanie z UG Szaflary Gleby części kotlinnej gminy to najlepsze gleby w gminie – zaliczane są do IV klasy gruntów ornych i kompleksu gleb owsiano-ziemniaczanych górskich. Są to w szczególności gleby brunatne kwaśne, gleby pseudobielicowe i mady. Na obszarze Pogórza Gubałowskiego gleby są słabsze, gdyż zaliczane do V i VI klasy bonitacyjnej o niskiej wartości produkcyjnej, lecz wysokich właściwościach hydrologicznych.
W ujęciu ilościowym największe pogłowie zwierząt w 2002 roku stanowiło pogłowie kur, znacząca była również hodowla owiec, co jest charakterystyczne dla terenów górskich. Szczegółowe dane na temat pogłowia zwierząt zawiera (Tabela 2.11). Gmina nie posiada aktualnych danych na temat pogłowia zwierząt.
Tabela 2.11. Pogłowie zwierząt w gminie Szaflary w 2002 roku w szt.
trzoda chlewna bydło krowy trzoda chlewna lochy 3 157 1 880 239 21 kury (w tym kury konie owce kozy nioski) 184 8 810 20 577 131 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 30 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
2.7. Infrastruktura techniczna
Komunikacja
Przez teren gminy Szaflary przebiegają droga krajowa nr 47, drogi powiatowe, drogi gminne. Ponadto sieć dróg uzupełniają liczne ulice dojazdowe. Szczegółowy wykaz znajduje się w (Tabela 2.12).
Tabela 2.12. Wykaz dróg znajdujących się na terenie gminy Szaflary
DŁUGOŚĆ DROGI NR DROGI NAZWA DROGI [W KM] NA TERENIE GMINY DROGI KRAJOWE 47 Rabka Zdrój - Zakopane ok. 6 DROGI POWIATOWE 1646K Skrzypne - Szaflary - Ostrowisko 13,9 1653K Szaflary - Ząb 7,2 1658K Szaflary - Udźmierz 3,4 1659K Maruszyna - Ludźmierz - Czarny Dunajec 2,9 RAZEM: 27,4 DROGI GMINNE K364761 Bańska Niżna ul. Topory 1,2 K364762 Bańska Wyżna ul. Do Pitoniówki 2,4 K364768 Maruszyna ul. Do Gancarzy 2,3 K364769 Maruszyna Osiedle Bałtyzory 0,5 K364770 Maruszyna Osiedle Bukowa 2,1 K364771 Maruszyna ul. Kosy 0,7 K364772 Maruszyna Osiedle Stanki 0,5 K364873 Maruszyna ul. Za Żor 1,3 K364774 Maruszyna ul. Osiedle Janiki 0,7 K364775 Maruszyna ul. Jana Pawła II 3,2 K364778 Skrzypne ul. Wierchowa 3,3 K364781 Szaflary ul. Boczna 0,4 K364782 Szaflary ul. Kościelna 0,2 K364783 Szaflary ul. Kolejowa 0,7 K364784 Szaflary ul. Krzywa 0,3 K364785 Szaflary ul. Nadwodnia 0,3 K364786 Szaflary ul. Orkana 0,7 K364787 Szaflary ul. Ogrodowa 1,4 K364788 Szaflary ul. Polna 0,8 K364789 Szaflary ul. Pod Górą 0,6 K364790 Szaflary ul. Na Potoczku 0,2
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 31 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
K364791 Szaflary ul. Rola Galicowa 2,5 K364792 Szaflary ul. Szkolna 0,3 K364793 Szaflary ul. Wąska 0,3 K364794 Szaflary ul. 75-lecia Ruchu Ludowego 0,4 K364795 Szaflaryul. Augustyna Suskiego 2,1 K364829 Szaflary ul. Osiedle Pańskie 0,3 K364830’ Szaflary ul. Zakopiańska II 0,4 K364830’’ Szaflary ul. Zakopiańska III 0,1 K364830’’’ Szaflary ul. Zakopiańska IV 0,1 brak nr Szaflary Droga „Do Chlipałów” 0,2 brak nr Szaflary Droga Pod Ranisberg 0,3 brak nr Szaflary Ulica Osiedle Nowe- Boczna 0,9 RAZEM: 31,7 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych z UG Szaflary
Przez teren gminy biegnie trasa kolejowa Kraków – Sucha Beskidzka – Chabówka – Nowy Targ – Zakopane. Jest to trasa kolejowa o znaczeniu krajowym. Na terenie gminy znajduje się przystanek kolejowy i stacja kolejowa. Ponadto najbliższy węzeł komunikacyjny w miejscowości Nowy Targ umożliwia dogodne powiązania komunikacyjne na kierunku wschód-zachód. Najbliższy port lotniczy Kraków Balice znajduje się w odległości ok. 96 km od miejscowości Szaflary.
Gospodarka wodna
W gminie Szaflary w 2010 długość sieci wodociągowej wynosiła ok. 29 km, i korzystało z niej 32,4% ludności gminy. Szczegółowe informacje na temat gospodarki wodnej znajdują się w (Tabela 2.13).
Ujęcie wód powierzchniowych znajduje się na potoku Biały Dunajec w miejscowości Szaflary zasilające wodociąg miejski Nowego Targu. Jest to ujęcie wody o wydajności nominalnej 6050 m3/d.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 32 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Tabela 2.13. Charakterystyka gospodarki wodnej w gminie Szaflary w latach 2001 – 2010
Połączenia Woda Ludność Długość sieci prowadzące do dostarczona korzystająca z Lata rozdzielczej budynków gospodarstwom sieci w [km] mieszkalnych domowym wodociągowej [szt.] w [dam3] 2001 21,2 519 82,6 - 2002 21,2 527 82,6 1 964 2003 21,2 544 72,0 2 027 2004 21,2 557 72,0 2 093 2005 21,2 557 72,0 2 098 2006 21,2 557 72,0 2 121 2007 21,2 557 72,0 2 135 2008 21,2 544 72,0 2 151 2009 26,7 904 182,0 3 400 2010 29,2 494 118,3 3 417 Źródło: opracowanie własne po podstawie danych GUS
Niewielka część gospodarstw posiada podłączenie do sieci wodociągowej, a zdecydowana większość gospodarstw w gminie korzysta z własnych ujęć wody. Są to ujęcia wody bazujące na zbiornikach czwartorzędowych wód podziemnych i wykorzystujących studnie kopane, wiercone lub źródła.
Gospodarka ściekowa
Wg danych GUS długość sieci kanalizacyjnej w gminie Szaflary w roku 2010 wynosiła 43,5 km i korzystało z niej ok. 22% ludności gminy – szczegółowe dane na temat gospodarki kanalizacyjnej zostały przedstawione w (Tabela 2.14).
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 33 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Tabela 2.14. Charakterystyka gospodarki kanalizacyjnej w gminie Szaflary w latach 2001 – 2010
Połączenia Ludność Długość sieci Ścieki prowadzące do korzystająca z Lata kanalizacyjnej w odprowadzone w budynków sieci [km] [dam3] mieszkalnych kanalizacyjnej 2001 32,4 365 58,1 - 2002 32,4 392 41,3 1 713 2003 32,4 429 57,8 1 714 2004 32,4 453 62,7 1 816 2005 32,4 455 59,2 1 827 2006 32,4 476 60,5 1 920 2007 32,4 512 60,7 2 058 2008 32,4 527 66 2 124 2009 43,5 544 77,5 2 202 2010 43,5 565 9 2 284 Źródło: opracowanie własne po podstawie danych GUS
Sieć kanalizacyjna znajduje się w miejscowościach Szaflary oraz Maruszyna. Pozostałe miejscowości nie zostały skanalizowane.
Na terenie gminy funkcjonuje mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia w miejscowości Maruszyna o przepustowości nominalnej według pozwolenia wodnoprawnego 30 m3/dobę. Odbiornikiem ścieków oczyszczonych jest potok Mały Rogoźnik.
Gospodarka odpadami
Zgodnie z danymi zawartymi w Planie Gospodarki Odpadami dla gminy wszystkie gospodarstwa domowe na jej terenie są objęte zorganizowaną zbiórką odpadów komunalnych. Na terenie gminy nie prowadzi się selektywnej zbiórki surowców wtórnych [3]. Obecnie odpady komunalne zbierane z terenu gminy Szaflary przekazywane są do Zakładu Utylizacji Odpadów IB Sp. z o.o. zlokalizowanego przy ul. Jana Pawła II 115 w Nowym Targu.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 34 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
3. SYSTEMY ENERGETYCZNE
Do analizy obecnego stanu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe niezbędne jest określenie aktualnej liczby mieszkańców gminy, aktualnego stanu, liczby i wieku mieszkań jak również ich powierzchni użytkowej. Ostatni Narodowy Spis Powszechny, którego dane zostały oficjalnie opublikowane, odbył się w 2002 roku. Liczba mieszkań w latach 2002 – 2010 znacząco się zmieniła. Dysponując szczegółowymi danymi z 2002 roku i ogólnymi danymi z zakresu mieszkalnictwa dla 2010 roku opracowano prognozę przyrostu mieszkań i powierzchni użytkowej przypadającej na poszczególne miejscowości. W obliczeniach przyjęto wzrost powierzchni użytkowej mieszkań w poszczególnych miejscowościach na podstawie średniej ważonej.
Rokiem bazowym do obliczeń potrzeb energetycznych gminy Szaflary jest ostatni rok do którego dostępne są dane na temat ludności, liczby mieszkań i ich powierzchni użytkowej. Na czas tego opracowania GUS nie publikuje danych z roku 2011. Gmina Szaflary przedstawiła dane szczegółowe na temat liczby ludności za 2011 rok, które są w niewielkim stopniu rozbieżne z danymi prezentowanymi przez GUS, jednak różnice nie przekraczają 1,5% i mogą wynikać z różnych metod pomiarowych. Liczba osób zamieszkujących gminę Szaflary jest zgodna z liczbą osób prezentowaną przez GUS, a struktura rozkładu mieszkańców na poszczególne sołectwa została zaczerpnięta z informacji z Urzędu Gminy Szaflary.
Wyniki szacowanych wielkości przypadających na 2010 rok, niezbędnych do dalszych obliczeń, zestawiono w (Tabela 3.1). Podstawą do szacunków są dane GUS.
Tabela 3.1. Dane charakterystyczne gminy Szaflary
Powierzchnia Ludność Liczba mieszkań Lp. Miejscowość użytkowa 2010 r. 2010 r. 2010 r. 1 Bańska Niżna 1 231 283 26 022 2 Bańska Wyżna 1 022 249 22 871 3 Bór 470 116 10 673 4 Maruszyna 1 925 471 43 201 5 Skrzypne 1 085 249 22 871 6 Szaflary 3 413 821 75 325 7 Zaskale 1 407 268 24 599 Suma 10 553 2 457 225 562 Źródło: opracowanie własne na podstawie GUS i UG
Dla potrzeb przeliczeń pomiędzy potrzebami energetycznymi konkretnego roku a standardowym sezonem grzewczym obliczono liczbę stopniodni dla roku 2010 i 2011 które wyniosły odpowiednio 4 685 i 4 370 stopniodni stanowiąc odpowiednio 101 i 94% standardowego sezonu grzewczego.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 35 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Liczba stopniodni ogrzewania mieszkań w gminie Szaflary została obliczona według normy PN-B-02025 na podstawie danych ze stacji meteorologicznej, która znajduje się w miejscowości Zakopane. Norma PN-B-02025 zawiera schemat obliczeń oraz m.in. średnie miesięczne temperatury, jak również liczbę dni ogrzewania dla miejscowości Zakopane. Dane potrzebne do obliczeń liczby stopniodni w latach 2010 oraz 2011 takie jak średnia miesięczna temperatura zostały wykorzystane z opracowania [7].
Gmina Szaflary znajduje się w rejonie miejscowości Zakopane w którym statystycznie najczęściej występuje najniższa temperatura powietrza. W 2010 roku średniomiesięczna temperatura powietrza była najniższa w kraju przez 7 miesięcy, natomiast w 2011 roku najchłodniejszych miesięcy w skali kraju było już 10.
Do obliczeń ilości stopniodni wykorzystywane są następujące wartości: średnia miesięczna temperatura, liczba dni ogrzewania oraz założona na poziomie 20 ˚C temperatura powietrza w mieszkaniach.
Dane przedstawiające charakter sezonu w grzewczych z lat 2010–2011 przedstawia (Tabela 3.2).
Tabela 3.2. Dane charakterystyczne gminy – stopniodni w okresie 2010–2011 rok
Miesiąc I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Temperatura -6,5 -3,4 0,2 5,8 10 13,8 16,8 15,5 9,3 3,6 4,7 -5,4 2010 Temperatura -3,5 -4,6 1,9 7 10,3 14,4 14,7 16,3 13,3 5,7 0,7 -1 2011 Liczba dni 31 28 31 30 20 0 0 0 20 31 30 31 ogrzewania Sd 2010 821,5 655,2 613,8 426 200 0 0 0 214 508,4 459 787,4
Sd 2011 728,5 688,8 561,1 390 194 0 0 0 134 443,3 579 651
3.1. Gminny system elektroenergetyczny
W gminie Szaflary, podobnie jak w całej Polsce od 2007 roku została „uwolniona” energia elektryczna. Zmiany były wynikiem liberalizacji rynku energii wymuszonej/przyspieszonej przez zobowiązania Polski wobec Unii Europejskiej.
Zasada TPA (ang. Third Party Access) – zasada dostępu stron trzecich do sieci. Reguła ta umożliwia od 01.07.2007 r. wszystkim odbiorcom energii elektrycznej jej zakup od każdego producenta, niezależnie od lokalizacji źródła i odbiorcy tej energii. Zasada ta jest warunkiem uwolnienia rynku energii. W rzeczywistości zasada ta pozwala konsumentowi (odbiorcy) energii elektrycznej na wybór najkorzystniejszego wytwórcy lub spółki obrotu (proponującego najkorzystniejsze warunki zakupu) energii. W obecnym kształcie prawnym
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 36 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
zmiana wytwórcy energii wiąże się z koniecznością posiadania dwóch umów – jedna z wytwórcą energii, druga z Operatorem Systemu Przesyłowego lub Dystrybucyjnego. Istnieje również możliwość udzielenia pełnomocnictwa nowemu sprzedawcy energii, umożliwiającego negocjowanie umowy przesyłowej (dystrybucyjnej) przez tego sprzedawcę z Operatorem Systemu Przesyłowego lub Dystrybucyjnego. Praktyka ta jest jednak stosowana rzadko przez odbiorców grup taryfowych „G” z powodu większej zawiłości przy rozliczaniu zużycia energii (dwie umowy zamiast jednej) i wątpliwych oszczędności.
3.1.1. Opis infrastruktury zasilającej
Zgodnie z dokumentem przesłanym przez TAURON Dystrybucja S.A. o znaku DT/DTW- O9/LG/586/5414/2012 z 23.02.2012 roku będącym odpowiedzą na pismo Urzędu Gminy Szaflary o znaku PPGK-7021-II-22-2011 z dnia 09.12.2011 roku zasilanie Gminy Szaflary odbywa się w oparciu o stację elektroenergetyczną 110/15 kV „Szaflary”, wyposażoną w dwa transformatory o mocy 25 MVA każdy [8].
Z rozdzielni 110/15 kV „Szaflary” rozchodzi się 6 linii elektroenergetycznych napowietrznych 110 kV w kierunkach: Zakopanego, Niedzicy, Bukowiny Tatrzańskiej, Skawiny i Jabłonki. Energia elektryczna dostarczana jest sieciami napowietrznymi średnich napięć 15 kV. Bezpośrednio do odbiorców energia elektryczna dostarczana jest siecią niskich napięć zasilaną poprzez stacje transformatorowe. Do energii elektrycznej dostęp posiada 100% gospodarstw domowych, a sieć elektroenergetyczna jest sukcesywnie rozbudowywana.
Na terenie Gminy Szaflary znajdują się napowietrzne linie 110 kV relacji Skawina Huta – Skibówki, Szaflary – Niedzica oraz napowietrzne i kablowe linie średniego i niskiego napięcia. Szczegółowe informacje na temat sieci elektroenergetycznej w gminie Szaflary zawiera (Tabela 3.3). Schemat istniejącej sieci WN i SN zawarty w odpowiedzi TAURON Dystrybucja S.A. został załączony do niniejszego opracowania w postaci Załącznika Nr 1.
Tabela 3.3. Sieć elektroenergetyczna na obszarze gminy Szaflary
SN SN nN Wyszczególnienie 110 kV nN (kablowe) (napowietrzne) (kablowe) (napowietrzne)
Szacowana długość linii [km] 24 68,26 13,64 84 24
Rodzaj stacji transformatorowej 110/15 kV 15/0,4 kV Ilość stacji transformatorowych 1 43 (+2 obce) [szt.] Źródło: DT/DTW-O9/LG/586/5414/2012 TAURON Dystrybucja S.A.
Średnie zużycie energii przez klientów grupy G na terenie obsługiwanym przez TAURON Dystrybucja S.A. Oddział w Krakowie – 2416 kWh/klienta/rok.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 37 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Przy opracowaniu miejscowych planów zagospodarowania należy zabezpieczyć tereny pod budowę linii średniego napięcia, stacji transformatorowych oraz linii niskiego napięcia, na obszarach podlegających rozbudowie.
3.1.2. Oświetlenie ulic i placów
3.1.2.1. Charakterystyka źródeł światła
Od początku istnienia instalacji oświetlenia ulicznego elektrycznego do lat 60 XX w. nie zwracano uwagi na koszty eksploatacji oraz obsługi instalacji, ze względu na niskie koszty energii elektrycznej. W ten sposób w celu oświetlenia dróg, placów, hal przemysłowych oraz sportowych stosowano oprawy oświetleniowe wykorzystujące jako źródło światła wysokociśnieniowe lampy rtęciowe. Ich zaletą jest cena, dostępność, szeroki zakres mocy oraz łatwość obsługi. Posiadają one jednak znaczącą wadę, jaką jest słaba skuteczność świetlna oraz ich szkodliwe oddziaływanie na środowisko po czasie eksploatacji wywołane zawartością szkodliwej dla środowiska naturalnego rtęci. Wiele instalacji obecnie korzysta z lamp rtęciowych czego skutkiem są wysokie koszty eksploatacji oraz słaba efektywność energetyczna w stosunku do nowych rozwiązań w zakresie systemów oświetleniowych.
Źródło: http://www.nokaut.pl/pozostale-akcesoria-oswietleniowe/lampa-rteciowa-lrf-400w.html Rysunek 3.1. Wysokociśnieniowa lampa rtęciowa.
Skutecznym rozwiązaniem w celu ograniczenia zużycia energii w „starych” systemach oświetleniowych wykorzystujących wysokociśnieniowe lampy rtęciowe jest zastosowanie wysokoprężnych lamp sodowych tzw. „zamienników rtęciówek” (lampy z mieszaniną Penninga). Są one dostosowane do zastosowania w oprawach lamp rtęciowych bez konieczności ingerencji w konstrukcję samej oprawy. Zaletą takiego rozwiązania jest przede wszystkim zmniejszenie zużycia energii przy minimalnych kosztach inwestycyjnych oraz znaczne zwiększenie strumienia świetlnego. Przy wymianie „rtęciówek” na ich sodowe zamienniki można zmniejszyć pobór mocy przez punkt oświetleniowy według następujących zasad:
lampa sodowa o mocy 110W zastępuję lampę rtęciową o mocy 125W, lampa sodowa o mocy 210W zastępuję lampę rtęciową o mocy 250W, lampa sodowa o mocy 330W zastępuję lampę rtęciową o mocy 400W.
Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33
fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected]
Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 38 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary
Obecnie najczęściej stosuję się instalacje oświetleniowe oparte na niskoprężnych lub wysokoprężnych lampach sodowych.
Niskoprężne lampy sodowe osiągają skuteczność świetlną do 200 lm/W, która jest praktycznie najwyższa z dostępnych źródeł światła, oraz trwałość około 10 000 godzin. Lampa ta jest źródłem światła monochromatycznego (żółto-pomarańczowe) ze znikomą możliwością oddawania barw (współczynnik oddawania barw Ra<20). Rozwiązania wykorzystujące lampy sodowe stosuje się głównie przy oświetleniu autostrad, dróg szybkiego ruchu, portów morskich oraz tuneli.
Kolejnym rodzajem lamp sodowych są wysokoprężne lampy sodowe (WLS). Mają one szersze zastosowanie niż lampy niskoprężne ze względu na wyższy współczynnik oddawania barw 22 Źródło: http://natrium.pl.yellowpages.pl/p27572.html Rysunek 3.2. Wysokoprężna lampa sodowa Wraz ze wzrostem postępu techniki i coraz bardziej rygorystycznym przepisom dotyczącym ochrony środowiska dąży się do zmniejszenia zużycia energii w praktycznie każdej dziedzinie gospodarki. Obecnie najbardziej optymistycznym sposobem zmniejszenia zużycia energii przez systemy oświetleniowe dróg, placów parkingów itp. jest zastosowanie lamp oświetleniowych wykorzystujących jako źródło światła diody typu LED (ang. Light- Emiting Diode). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 39 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Diody typu LED to aktualnie najbardziej rozwijający się sektor oświetlenia. Diody LED charakteryzują się wysoką trwałością – do 50 000 godzin oraz niskim zużyciem energii elektrycznej wynoszącym od 40 do 80% zapotrzebowania lamp sodowych o porównywalnych parametrach oświetleniowych. Dzięki bardzo wysokiej sprawności luminescencyjnej lampa LED-owa o mocy 100 W posiada podobne właściwości świetlne jak wysokoprężna lampa sodowa o mocy 250 W. Zastosowanie lamp typu „LED” jest praktycznie bezobsługowe i nie wymaga systematycznej konserwacji, jak ma to miejsce przy lampach sodowych i rtęciowych, które są bardziej awaryjne, a żywotność ich jest dużo mniejsza niż lamp typu „LED”. Źródło: http://www.futuretec.pl/produkt39/lampa_uliczna_ip_led_168w_barwa_dzienna Rysunek 3.3. Lampa drogowa typu "LED" Inne sposoby zmniejszenia zapotrzebowania na energię elektryczną w oświetleniu dróg i placów Modernizacja oświetlenia przynosi niekwestionowane korzyści związane ze zmniejszeniem zużycia energii elektrycznej, obniżeniem kosztów konserwacji jak również poprawą jakości oświetlenia. Do oświetlenia miejsc takich jak przejścia dla pieszych, place, ulice wykorzystywane są systemy hybrydowe połączone z lampami typu „LED”. Lampa ta zasilana jest poprzez akumulator ładowany przez energię pochodzącą z panelu fotowoltaicznego i turbiny wiatrowej. Rozwiązanie takie nie wymaga zasilania zewnętrznego, dzięki czemu jest optymalnym rozwiązaniem w miejscach, gdzie dostęp do energii z sieci energetycznej jest utrudniony lub niemożliwy. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 40 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: http://rms.com.pl/obrazki/grafika/lampy_led/lampa.jpg Rysunek 3.4. System hybrydowy z lampą typu „LED” W systemach oświetleniowych gdzie zamontowane są lampy rtęciowe lub sodowe możliwe jest zmniejszenie zużycia energii elektrycznej poprzez zmniejszenie natężenia promieniowania świetlnego. Tego typu działanie może odbywać się poprzez: zastosowanie regulatorów mocy obniżających napięcie sieci zasilającej oprawy oświetleniowe (brak zmian w istniejącej sieci jednak w przypadku rozbudowy sieci konieczne jest zamontowanie układu z nadwyżką mocy lub wymiana na większy), zainstalowanie układu zmniejszającego pobieraną moc w każdej oprawie oświetleniowej (wymagany dodatkowy przewód sterujący, możliwość rozbudowy ciągu oświetleniowego), zainstalowanie opraw oświetleniowych z mikroprocesorowymi przekaźnikami czasowymi (programowalne i nieprogramowalne). Wymagania i zalecenia w oświetleniu ulic Stworzenie najlepszych warunków obserwacji, przy zapewnieniu maksymalnej rozpoznawalności przeszkód na drodze jak również komfortu podróży powinno zapewniać prawidłowe oświetlenie dróg i placów. Po wejściu Polski do UE polska norma PN-76/E-02032 „Oświetlenie dróg publicznych” została zastąpiona nową europejską normą składającą się z czterech części: 1 - PKN-CEN/TR 13201-1:2007 Tytuł: Oświetlenie dróg - Część 1: Wybór klas oświetlenia, 2 - PN-EN 13201-2:2007 Tytuł: Oświetlenie dróg - Część 2: Wymagania oświetleniowe, 3 - PN-EN 13201-3:2007 Tytuł: Oświetlenie dróg - Część 3: Obliczenia parametrów oświetleniowych, 4 - PN-EN 13201-4:2007 Tytuł: Oświetlenie dróg - Część 4: Metody pomiarów parametrów oświetlenia. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 41 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Pierwsza część pozwala na określenie sytuacji oświetleniowej i wybór klasy oświetlenia. Proces ten wymaga określenia dopuszczalnych prędkości, głównych użytkowników drogi, dopuszczalnych i wykluczonych użytkowników drogi. Druga część definiuje wymagania fotometryczne dla poszczególnych klas oświetleniowych z uwzględnieniem potrzeb użytkowników dróg i aspektów środowiskowych. Trzecia część określa jednolite metody obliczeniowe celem jednoznacznych procedur i oznaczeń. Czwarta część określa zasady dokonywania pomiarów, ich warunków oraz prezentacji. W przypadku oświetlenia dróg, na których dominujące znaczenia ma ruch samochodowy, podstawowymi czynnikami są: poziom luminancji, równomierność luminancji, ograniczenie olśnienia, prowadzenie wzrokowe. Odpowiednie zestawienie klas oświetlenia dróg skutkuje prawidłowym zaprojektowaniem instalacji oświetleniowej poprzez zastosowanie jednostek świetlnych o odpowiednim poborze mocy, skuteczności świetlnej, jak również temperaturze barwy. Obniżenie kosztów eksploatacji systemów oświetlenia drogowego, przy zachowaniu aktualnych norm daje szacowaną oszczędność rzędu 40 – 60% w porównaniu do przestarzałych systemów oświetleniowych bazujących na lampach rtęciowych. Efekty modernizacji oświetlenia niosą za sobą nie tylko oszczędności energii elektrycznej ale również poprawę jakości i estetyki oświetlenia, poprawę bezpieczeństwa jak również ograniczenie emisji szkodliwych pyłów i gazów – produktów ubocznych wytwarzania energii elektrycznej. 3.1.2.2. Modernizacja gminnego systemu oświetleniowego Gminy, jako jednostki zarządzające systemami oświetleniowymi w celu uzyskania znaczących oszczędności zapotrzebowania na energię elektryczną oraz poprawy jakości i estetyki oświetlenia ulicznego mogą przeprowadzić audyt systemu oświetlenia drogowego. Wiąże się to z: doborem typu mocy i liczby punktów świetlnych z zachowaniem istniejących urządzeń wsporczych z ewentualnym uwzględnieniem dobudowy i przebudowy punktów świetlnych, opracowaniem systemu konserwacji dla zmodernizowanego systemu oświetlenia, obliczeniem komputerowym parametrów oświetleniowych dla każdej miejscowości, opracowaniem wniosków i zaleceń dla wdrożenia modernizacji przebudowy oświetlenia, analiza możliwości sfinansowania modernizacji oświetlenia. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 42 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Przeprowadzenie tych działań w znaczącym stopniu może ograniczyć zapotrzebowanie na energię elektryczną. Przeprowadzona inwentaryzacja może wskazać miejsca, w których moc świetlna punktów oświetleniowych znacząco przekracza wymagane normy, przez co przyczynia się do nadmiernego zapotrzebowania na energię elektryczną. W wyniku modernizacji można zmniejszyć pobór mocy na cele oświetleniowe. Zmniejszenie zużycia energii elektrycznej o 1 MWh w warunkach polskich skutkuje redukcją emisji zanieczyszczeń o ilości podane w (Tabela 3.4). Tabela 3.4. Ilość powstałych zanieczyszczeń z produkcji 1 MWh Zanieczyszczenie kg/MWh Dwutlenek węgla 872,3 Dwutlenek siarki 1,8 Tlenki azotu 1,5 Pyły 0,1 Źródło: http://www.tauron-pe.pl/tauron/Pages/struktura-paliw.aspx Efekt ekologiczny zostanie osiągnięty również poprzez zwiększenie precyzji w zadawaniu czasu pracy opraw oświetleniowych, jak również zmniejszenie kosztów konserwacji. Konserwacja oświetlenia ulicznego, powinna uwzględniać pogarszające się w czasie zmiany jakości oświetlenia. Wynikają one głównie z: obniżania się sprawności opraw oświetleniowych na skutek starzenia się materiałów odbijających światło, obniżania się wartości strumienia świetlnego źródeł światła, zabrudzenia układów optycznych. Należy przyjąć odpowiedni współczynnik zapasu. Zapewnia on jakość oświetlenia na oczekiwanym poziomie przez cały okres eksploatacji systemu oświetleniowego. Współczynnik ten uwzględnia wszystkie elementy, które wpływają na zmianę parametrów oświetleniowych takich jak: zmiany warunków zasilania systemu, wpływ temperatury itp., zmiany parametrów opraw na skutek starzenia się materiałów, zmiany parametrów nawierzchni – charakterystyki odbiciowej, wypadanie pojedynczych źródeł światła, spadek strumienia świetlnego źródeł światła w czasie eksploatacji, zmiany parametrów na skutek zabrudzenia opraw. Wskaźnik utrzymania jest iloczynem wskaźników cząstkowych pochodzących od wymienionych elementów. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 43 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary W gminie Szaflary system oświetleniowy znajduję się w obrębie dwóch regionów dystrybucyjnych: RD Zakopane oraz RD Nowy Targ. Rodzaje źródeł światła w oświetleniu ulicznym to głównie lampy sodowe oraz rtęciowe. Rejon Dystrybucji Zakopane zarządzany jest przez 2 podmioty. Jednym z nim jest TAURON Dystrybucja S.A. a drugim Urząd Gminy Szaflary. Szczegółowe zestawienie ilości opraw drogowych zarządzanych przez TAURON Dystrybucja S.A. przedstawia (Tabela 3.5). Tabela 3.5. Zestawienie źródeł światła TAURON Dystrybucja S.A. na terenie gminy Szaflary w RD Zakopane Łączna Lp. Nazwa stacji transformatorowej Nr stacji Ilość sztuk moc [kW] 1 Bańska Dolna 1 Krajowe – Topory 5210 9 0,9 2 Bańska Dolna 2 Szkoła 5093 19 1,9 3 Bańska Dolna 3 Palenica 5211 13 1,3 4 Bańska Wyżna 1 5094 11 1,1 5 Bańska Wyżna 2 Dzwonek 5212 24 2,4 6 Maruszyna 9 Chodówka 5119 8 0,8 7 Maruszyna 2 Krzyżówka 5085 15 1,5 8 Maruszyna 3 Kościół 5086 10 1 9 Maruszyna 4 Bukowa 5087 13 1,3 10 Sierockie 2 Orawców W. 5207 12 1,2 11 Skrzypne 2 Szkoła S.O.1051 5090 20 2 12 Maruszyna 10 Nowa Szkoła 5120 5 0,5 13 Maruszyna 8 Szkoła 5350 6 0,6 14 Skrzypne 1 Pitoniówka 5089 4 0,4 15 Skrzypne 3 Górne 5091 10 1 16 Skrzypne 4 Kościół 5092 8 0,8 17 S.O.1033 Pod Lubelki na słupie nr 303 5369 6 0,6 18 Szaflary Palenica 5351 10 1 19 Maruszyna 1 S.O.1053 5084 0 0 20 Maruszyna 7 S.O.1054 5349 0 0 21 Szaflary Podlubelki S.O.1052 5369 0 0 22 Skrzypne Pitoniówka S.O. 1050 5089 0 0 23 Maruszyna 11 5457 0 0 Ogółem: 203 20,3 Źródło: Urząd Gminy Szaflary Tabela 3.6. Zestawienie źródeł światła Urzędu Gminy Szaflary na terenie gminy Szaflary w RD Zakopane Łączna Lp. Nazwa stacji transformatorowej Nr stacji Ilość sztuk moc [kW] 1 Bańska Dolna 1 Krajowe – Topory 5210 0 0 2 Bańska Dolna 2 Szkoła 5093 5 0,5 3 Bańska Dolna 3 Palenica 5211 0 0 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 44 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 4 Bańska Wyżna 1 5094 1 0,1 5 Bańska Wyżna 2 Dzwonek 5212 7 0,7 6 Maruszyna 9 Chodówka 5119 0 0 7 Maruszyna 2 Krzyżówka 5085 2 0,2 8 Maruszyna 3 Kościół 5086 10 1 9 Maruszyna 4 Bukowa 5087 0 0 10 Sierockie 2 Orawców W. 5207 1 0,1 11 Skrzypne 2 Szkoła S.O.1051 5090 9 0,9 12 Maruszyna 10 Nowa Szkoła 5120 6 0,6 13 Maruszyna 8 Szkoła 5350 6 0,6 14 Skrzypne 1 Pitoniówka 5089 0 0 15 Skrzypne 3 Górne 5091 9 0,9 16 Skrzypne 4 Kościół 5092 3 0,3 17 S.O.1033 Pod Lubelki na słupie nr 303 5369 0 0 18 Szaflary Palenica 5351 8 0,8 19 Maruszyna 1 S.O.1053 5084 7 0,7 20 Maruszyna 7 S.O.1054 5349 14 1,4 21 Szaflary Podlubelki S.O.1052 5369 9 0,9 22 Skrzypne Pitoniówka S.O. 1050 5089 12 1,2 23 Maruszyna 11 5457 0 0 Ogółem 109 10,9 Źródło: Urząd Gminy Szaflary Z otrzymanych informacji wynika że, wszystkie oprawy uliczne w RD Zakopane na terenie gminy Szaflary posiadają moc 100 W. Łączna moc zainstalowanych opraw oświetleniowych na terenie gminy Szaflary w RD Zakopane to 31,2 kW. Przy zakładanym średnim dobowym czasie pracy oświetlenia ulicznego wynoszącym 11 godzin zużycie energii elektrycznej wyniesie około 125 MWh/a. Informacje uzyskane z Urzędu Gminy Szaflary na temat oświetlenia ulicznego w Rejonie Dystrybucji Nowy Targ na terenie gminy Szaflary zawierają dodatkowe informacje na temat mocy zainstalowanych opraw oświetleniowych. Tabela 3.7. Zestawienie mocy oraz lokalizacji źródeł światła na obszarze gminy Szaflary w RD Nowy Targ Rodzaj oprawy Razem Moc łączna Wyszczególnienie OUR OUS ŻAR szt. [kW] Nr Stacja trafo 125 250 400 70 100 150 250 150 ewiden. 1 Szaflary 1 7532/001 1 10 6 1 18 3,68 2 Szaflary 2 7532/002 4 25 7 36 7,45 3 Szaflary 3 7532/003 3 3 6 0,96 4 Szaflary 4 7532/004 9 9 2,25 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 45 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Szaflary 5 SK 5 7 7 0,7 sł. Nr 8 6 Szaflary 5 7532/005 1 9 4 6 1 21 3,41 7 Bór 7532/006 1 15 2 18 4,02 Maruszyna 8 7532/011 6 6 1,5 Osiedle 9 Zaskale 1 7532/012 16 1 1 18 2,4 Zaskale 1 sk 10 7532/009 1 1 0,25 na sł. 11 Zaskale 3 SKR 7532/010 5 5 0,63 12 Zaskale 4 7532/007 6 6 0,75 13 Zaskale 5 7532/008 1 2 1 4 0,7 Razem 35 75 0 10 20 6 6 3 155 28,7 Źródło: Urząd Gminy Szaflary Z (Tabela 3.7) wynika, iż w obszarze gminy Szaflary w RD Nowy Targ zainstalowanych jest 155 lamp oświetleniowych o łącznej mocy 28,7 kW. Z otrzymanych informacji wynika również, iż na terenie gminy Szaflary wykorzystywane są nadal lampy rtęciowe, które są obecnie najmniej ekologicznym oraz ekonomicznym rozwiązaniem w systemach oświetleniowych. Średnioroczne zużycie energii elektrycznej przez oświetlenie ulic i placów w gminie Szaflary z RD Nowy Targ wynosi około 115 MWh przy zakładanym średnim dobowym czasie pracy 11 godzin. Udział opraw ulicznych rtęciowych w ogólnej sumie opraw oświetleniowych w gminie Szaflary wynosi 24%, jednak ich moc w stosunku to pozostałych opraw wynosi już 39%. W związku z tym zakłada się, iż przeprowadzenie modernizacji oświetlenia ulicznego na terenie gminy Szaflary powinno przynieść wymierne korzyści ekonomiczne i ekologiczne poprzez redukcję ilości wykorzystywanej energii, której produkcja wywołuje emisję szkodliwych substancji do środowiska przyrodniczego. Analizując otrzymane pisma z Urzędu Gminy Szaflary, stwierdzono iż na terenie gminy Szaflary oświetlenie uliczne realizowane jest poprzez 467 opraw. Ich łączna moc wynosi 59,9 kW. Średnia moc oprawy ulicznej w gminie Szaflary wynosi 128 W. Przy zakładanym czasie pracy oświetlenia ulicznego wynoszącego średnio 11 godzin, zużycie energii elektrycznej na oświetlenie ulic i placów wyniesie około 240,5 MWh/a. Redukcja kosztów utrzymania systemu oświetleniowego gminy możliwa jest dzięki racjonalnemu i zrównoważonemu zarządzaniu systemem oświetleniowym. Jest to związane z odpowiednim zautomatyzowaniem zasilania systemu oświetlenia, sterowaniem załączania i wyłączania punktów oświetleniowych oraz efektywnym sterowaniem poziomem natężenia światła do poziomu wymaganego odpowiednimi normami. Dobór odpowiednich mocy źródeł światła opraw ulicznych wiąże się z określeniem klas oświetleniowych ulic. Przyporządkowanie poszczególnym rodzajom dróg odpowiednich Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 46 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary kategorii oświetlenia ustala się na podstawie wskazań normy PN-EN13201, a następnie przyporządkowuje się im klasy oświetlenia. Za podstawę doboru opraw i źródeł światła przyjmuję się obliczenia wykonane zgodnie z wymaganiami klas oświetlenia. Oświetlenie dróg to znaczący wydatek dla budżetu gminy. Wiąże się on z kosztami energii elektrycznej, a także wydatkami poniesionymi na konserwację. Jednym ze źródeł oszczędności w sektorze oświetlenia gminy może stać się wymiana lamp oraz opraw oświetleniowych na bardziej oszczędne. Wymiana ta powinna być poprzedzona analizą stanu obecnego i określeniem korzyści związanych z konkretną modernizacją. Na rynku w ostatnich latach pojawia się coraz więcej nowoczesnych technologii umożliwiających znaczące oszczędności w zapotrzebowaniu energetycznym gminnych systemów oświetleniowych. Stosowane systemy oszczędności energetycznej przewidują rozwiązania mające na celu zarówno efektywne sterowanie już występującym systemem, jak również stosowanie nowoczesnych źródeł światła. Dużym potencjałem oszczędności energii charakteryzuje się wprowadzanie systemów oświetleniowych bazujących na źródle światła wykorzystującym technologię „LED”. LED-owe oświetlenie doskonale sprawdziło się przy oświetlaniu placów i parków, a rozwinięta technologia diod „LED” powinna być stopniowo wprowadzana do oświetlenia dróg, o ile przepisy prawa pozwalają na ich użycie w zależności od analizowanej lokalizacji. W gminie Szaflary dla zapewnienia oszczędności energii w wyniku modernizacji punktów oświetleniowych zaleca się przeprowadzenie szczegółowej inwentaryzacji i audytu gminnego oświetlenia ulic i placów i modernizacji gminnego systemu oświetleniowego według zaleceń przeprowadzonego audytu. Wynikiem przeprowadzonego audytu powinno być wskazanie punktów oświetleniowych, które należałoby wycofać z eksploatacji (np. oprawy rtęciowe) oraz wskazanie kierunków modernizacji pozwalających zmniejszyć zapotrzebowanie energetyczne gminnego systemu oświetleniowego. 3.1.3. Zużycie energii Zgodnie z dokumentem przesłanym przez TAURON Dystrybucja S.A. o znaku DT/DTW- O9/LG/586/5414/2012/ z 23.02.2012 roku będącym odpowiedzą na pismo Urzędu Gminy Szaflary o znaku PPGK-7021-II-22-2011 z dnia 09.12.2011 roku Z powodu braku informacji w piśmie TAURON Dystrybucja S.A. o znaku DT/DTW- O9/LG/586/5414/2012/ z 23.02.2012 roku będącym odpowiedzą na pismo Urzędu Gminy Szaflary o znaku PPGK-7021-II-22-2011 z dnia 09.12.2011 roku na temat zużycia energii elektrycznej przez gminę Szaflary w Projekcie założeń zastosowano metodę wskaźnikową obliczeń zużycia energii. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 47 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Zużycie energii elektrycznej przez gospodarstwa domowe W 2009 roku energia zużyta w gospodarstwach domowych województwa małopolskiego wyniosła 2 639,2 GWh i przy zasobach mieszkaniowych na poziomie 1 078 tys. wyznaczyła średnie zużycie energii elektrycznej przypadającą na jedno mieszkanie równe 2 448 kWh/rok. Populacja województwa na poziomie 3 298,3 tys. mieszkańców ustala wskaźnik zużytej energii na mieszkańca w wysokości 800 kWh/osobę [9]. TAURON Dystrybucja S.A. podało średnie zużycie energii poprzez klientów grupy G na terenie obsługiwanym przez oddział w Krakowie na poziomie 2 416 kWh/klienta/rok, co potwierdza zasadność danych prezentowanych przez GUS. Metodyka przyjęta w opracowaniu zakłada zużycie energii elektrycznej przez jedno mieszkanie podczas całego roku na poziomie 2,416 MWh. Oszacowane wartości zapotrzebowania na energię elektryczną poszczególnych miejscowości gminy Szaflary zostały zamieszczone w (Tabela 3.8). Tabela 3.8. Zużycie energii elektrycznej Zużycie energii Lp. Miejscowość elektrycznej [MWh] 1 Bańska Niżna 684 2 Bańska Wyżna 602 3 Bór 280 4 Maruszyna 1 138 5 Skrzypne 602 6 Szaflary 1 984 7 Zaskale 647 Suma: 5 937 Przedstawione dane w (Tabela 3.8) zostały przedstawione na wykresie (Rysunek 3.5). Największe zużycie energii elektrycznej wśród gospodarstw domowych oszacowano dla miejscowości Szaflary, a najmniejsze w miejscowości Bór. Średnim zużyciem na tle gminy charakteryzowały się miejscowości Bańska Niżna i Wyżna, Skrzypne oraz Zaskale. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 48 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 3.5. Zapotrzebowanie na energie elektryczną Przemysł i usługi Dostawca energii elektrycznej nie przedstawił zapotrzebowania gminy na energię elektryczną, a zapotrzebowanie gospodarstw domowych zostało określone przy pomocy metody wskaźnikowej. W szacowaniu potrzeb energetycznych gminy na energię elektryczną w sektorze przemysłu i usług z powodu braku danych od operatora sieci elektroenergetycznych w opracowaniu założono, że zapotrzebowanie to wynosi około 18% potrzeb gospodarstw domowych. Zapotrzebowanie na energię elektryczną dla sektora przemysłu i usług oszacowano na poziomie 1 069 MWh w skali roku. Gospodarstwa rolne Zużycie energii elektrycznej i cieplnej w gospodarstwach rolnych jest bardzo trudne do oszacowania z powodu różnej charakterystyki energetycznej produkcji rolnej. Produkcja rolna jest w dużej mierze zależna od aktualnej tendencji na rynku płodów rolnych jak również cen energii czy panujących warunków atmosferycznych. Szacunkowe wielkości zużycia energii elektrycznej i cieplnej w zależności od wielkości gospodarstwa zawiera (Tabela 3.9). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 49 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 3.9. Zużycie energii przez gospodarstwa rolne Powierzchnia Energia elektryczna Energia cieplna Wyszczególnienie [ha] [MWh] [GJ] Małe < 15 2,5 100 Średnie 15 – 50 3,0 140 Duże 50 – 150 4,0 170 Bardzo duże > 150 10,0 400 Źródło: [10] Województwo małopolskie jak i gmina Szaflary jest obszarem dużego rozdrobienia gospodarstw rolnych. Większość (70%) gospodarstw domowych w gminie Szaflary nie przekracza 5 ha, co przekłada się na nieznaczne zwiększenie zapotrzebowania na energię elektryczną i cieplną tych działalności poza tą już wliczoną dla gospodarstw domowych. Często skutkiem tak niskich powierzchni upraw jest zaniechanie upraw (odłogowanie) lub też uprawy niewymagające dodatkowych nakładów energetycznych (suszenia termicznego, przetwórstwa, chłodzenia itd.). Gospodarstwa te często nie zużywają dodatkowej energii elektrycznej poza tą już wliczoną do gospodarstwa domowego. Główny Urząd Statystyczny w publikacji Zużycie paliw i nośników energii w 2009 roku z 2010 roku [11] przedstawił rozkład zużycia paliw i nośników energii dla poszczególnych sektorów. Dla województwa małopolskiego ilość zużytej energii elektrycznej przez gospodarstwa rolne stanowiła niespełna 5% energii elektrycznej wykorzystywanej przez gospodarstwa domowe. Przy założeniu, że energia elektryczna zużywana przez gospodarstwa rolne stanowi około 5% energii zużywanej przez gospodarstwa domowe, szacowana ilość energii elektrycznej zużywana przez gospodarstwa rolne gminy Szaflary wyniesie w skali roku 297 MWh. Niskie zapotrzebowanie na energie elektryczną w tym sektorze związane jest z niskim rozwojem rolnictwa w obszarze gminy Szaflary. Użyteczność publiczna Za zużycie energii elektrycznej w gminie Szaflary w budynkach użyteczności publicznej odpowiadają większości szkoły. Gmina Szaflary dysponuje jedynie danymi cząstkowymi na temat zapotrzebowania na energię elektryczną, które pozwalają na przeprowadzenie ogólnej prognozy zapotrzebowania energetycznego w budynkach użyteczności publicznej. Szacuje się że wszystkie BUP w gminie Szaflary będą posiadać zapotrzebowanie na energię elektryczną w wysokości około 180 MWh/a. Część analizowanych budynków przedstawiono w (Tabela 3.10). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 50 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 3.10. Zestawienie budynków użyteczności publicznej gminy Szaflary Powierzchnia użytkowa Lp. Jednostka Adres [m2] 1 Szkoła Bańska Niżna ul. Papieska 141 1 120 2 Szkoła Bańska Wyżna ul. Szlak Papieski 64 1 241 3 Szkoła Bór ul. Jana Pawła II 44 362 4 Szkoła Maruszyna Dolna ul. Jana Pawła II 83 1 026 5 Szkoła Maruszyna Górna ul. Jana Pawła II 29 966 6 Szkoła Skrzypne ul. Św. Jadwigi Królowej 128 797 7 Szkoła Szaflary ul. Szkolna 6 2 500 ul. Kardynała Karola Wojtyły 8 Szkoła Zaskale 1 600 51 9 OSP Bańska Niżna ul. Papieska 132 416 10 OSP Bańska Wyżna ul. Szlak Papieski 77 411 OSP Bańska Wyżna 11 os. Hadówka 57 76 Pitoniówka 12 OSP Bór ul. Jana Pawła II 44a 388 13 OSP Maruszyna(2) ul. Jana Pawła II 1 536 14 OSP Skrzypne ul. Kościelna 4 384 15 OSP Szaflary ul. A. Suskiego 82 570 17 OSP Zaskale ul. Kard. Karola Wojtyły 67 623 18 UG Szaflary ul. Zakopiańska 18 1 260 19 SPGOZ w Szaflarach ul. Orkana 37C 980 Gminne Przedszkole w 20 ul. A. Suskiego 96 176 Szaflarach Suma 15 432 Całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną w sektorze budynków użyteczności publicznej oszacowano w wysokości 180 MWh w skali roku. Zapotrzebowanie na oświetlenie oszacowano na poziomie 240 MWh, co daje łącznie 420 MWh zapotrzebowania na energię elektryczną w całym sektorze użyteczności publicznej. 3.1.4. Plany rozwoju przedsiębiorstwa elektroenergetycznego W programie modernizacji i rozwoju sieci 110kV w dalszej perspektywie planuje się przebudowę na linię dwutorową relacji Szaflary – Białka Tatrzańska oraz budowę dwutorowej linii 110 kV relacji nacięcie linii 110 kV Szaflary – Niedzica – planowana stacja 110/15kV Nowy Targ. Lista projektów inwestycyjnych związana z przyłączeniem nowych Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 51 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary odbiorców do sieci elektroenergetycznej na lata 2011 – 2015 została zawarta w (Tabela 3.11). Tabela 3.11. Lista projektów inwestycyjnych TAURON Dystrybucja S.A. Lp. 144 53 Województwo małopolskie małopolskie Gmina Szaflary Szaflary Przyłączenie VI Nazwa/rodzaj - Odbiorców IV, V i VI Przyłączenie projektu grupy Odbiorców III gr. W inwestycyjnego przyłączeniowej w gminie Szaflary gminie Szaflary Moc przyłączeniowa 1200 700 Informacje Wydano warunki Wydano warunki dotyczące przyłączeniowe przyłączeniowe przyłączenia III przyłączeniowa Grupa Grupy przyłączeniowe IV przyłączeniowe Grupy wykonanie przyłącz kablowy 15 przyłączy Przyłącze kV, pola liniowe 15 napowietrznych i kV kablowych nN Zakres rzeczowy wymagana wymagana rozbudowa sieci na rozbudowa sieci na Rozbudowa sieci potrzeby potrzeby przyłączenia do przyłączenia do sieci sieci Nakłady ogółem 1174,0 27,4 Przyłącze 102,0 2011 Rozbudowa sieci 295,4 6,0 Suma 397,4 6,0 Przyłącze 77,2 2012 Rozbudowa sieci 249,8 6,1 Suma 327,0 6,1 Przyłącze 106,1 2013 Rozbudowa sieci 343,5 15,3 Suma 449,6 15,3 Przyłącze 2014 Rozbudowa sieci 0,0 Suma 0,0 0,0 Przyłącze 2015 Rozbudowa sieci 0,0 Suma 0,0 0,0 Źródło: TAURON Dystrybucja S.A. TAURON Dystrybucja S.A. ma w planach także modernizację sieci elektroenergetycznej zgodnie z (Tabela 3.12). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 52 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 3.12. Lista projektów inwestycyjnych TAURON Dystrybucja S.A. Lp. 1 28 116 Województwo 2 małopolskie małopolskie Zakopane - Biały Gmina 3 Dunajec - Szaflary Szaflary - Nowy Targ Linia 110 kV Nazwa/rodzaj projektu Szaflary - Modernizacja sieci w gminie 4 inwestycyjnego Kamieniec Szaflary Tor I Modernizacja 1 wewnętrznej stacji transformatorowej, 1 Dobudowa napowietrznej stacji drugiego transformatorowej, 437.35 m toru 18 km Zakres rzeczowy 5 sieci kablowej SN, 644.01 m linii sieci kablowej nN, 472.9 m sieci napowietrzn napowietrznej nN i ej WN opracowanie dokumentacji techniczno- prawnej Łączna wartość 6 23900 626 projektu Wysokość Plan do 2011 7 115,83 nakładów realizacji 2012 8 107,18 (w tys. zł) 2013 9 130,24 2014 10 8900 132,65 2015 11 15 000,00 140,1 Źródło: TAURON Dystrybucja S.A. Podczas konsultacji z zakładem energetycznym otrzymano zapewnienie o bezpieczeństwie dostaw energii, każda usterka czy przeciążenie transformatorów na rozpatrywanym obszarze skutkuje bezzwłoczną wymianą zagrożonych jednostek, trwającą zazwyczaj do jednego dnia roboczego. Plany rozwoju TAURON Dystrybucja S.A. pozwalają na zaspokojenie bieżących i perspektywistycznych potrzeb gminy Szaflary. 3.2. Gminny system ciepłowniczy Na obszarze gminy Szaflary istnieje ciepłownia zasilana przez wody geotermalne. Ogrzewanie odbywa się również z indywidualnych źródeł ciepła, w większości opalanych węglem i koksem. Na terenie wsi Bańska Niżna znajdują się dwa odwierty wód geotermalnych: Bańska IG-1, Bańska PGP-1, następnie wody te są zatłaczane dwoma otworami chłonnymi w Białym Dunajcu. Zatwierdzone zasoby eksploatacyjne dla otworów Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 53 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Bańska PGP-1 to 550 m3/h, dla otworu Bańska IG-1 to 120 m3/h, które są wykorzystywane do celów grzewczych w Bańskiej Niżnej oraz innych miejscowości. Sposób ogrzewania budynków ma zasadniczy wpływ na jakość powietrza gminy. Paliwa można posegregować od najbardziej szkodliwych do najmniej szkodliwych dla jakości powietrza w następujący sposób: 1) węgiel (brunatny i kamienny), torf, 2) olej opałowy, 3) paliwa gazowe (gaz ziemny, gaz rafineryjny głównie w postaci LPG), 4) biopaliwa, OZE (drewno, pelet, rośliny energetyczne, kolektory słoneczne, geotermia itd.). 3.2.1. Mieszkalnictwo Do wyliczenia potrzebnej energii do ogrzania mieszkań potrzebna jest analiza stanu zasobów mieszkaniowych. Urząd Gminy Szaflary nie przedstawił dokładniejszych danych z zakresu mieszkalnictwa niż te które są dostępne na stronie internetowej Głównego Urzędu Statystycznego. Do niniejszego opracowania przyjęto metodę wskaźnikową opartą na wieku zabudowy mieszkalnej dostępnej w gminie. Główny Urząd Statystyczny posiada szczegółowe dane wieku zabudowy mieszkalnej do 2002 roku z Narodowego Spisu Powszechnego. Dane ze spisu zostały wzbogacone o dane z Banku Danych Lokalnych, kategoria – gospodarka mieszkaniowa, grupa – zasoby mieszkaniowe, podgrupa – zasoby mieszkaniowe według lokalizacji, z której wynika że w gminie Szaflary w 2010 roku dostępnych było 2 457 mieszkań o łącznej powierzchni 225 562 m2. Przyrost mieszkań został rozłożony wagowo pomiędzy wszystkimi miejscowościami gminy. W gminie Szaflary zachowana jest charakterystyczna dla obszarów wiejskich niska zabudowa, budynki wielorodzinne stanowią poniżej 1% wszystkich budynków mieszkalnych. Około 42% budynków powstało przed 1970 rokiem. Kompleksowym procesom termomodernizacyjnym została poddana tylko niewielka liczba budynków, a w części mieszkań można zastać przestarzałe kotły i piece na paliwo stałe o niskich sprawnościach. Ogrzewanie pomieszczeń Przyjęta metodyka obliczeń zapotrzebowania w energię cieplną do ogrzewania budynków polega na wykorzystaniu powierzchniowego wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na energię cieplną charakterystycznego dla przedziałów lat powstawania mieszkań w gminie. gdzie: Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 54 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary E – średni współczynnik sezonowego zapotrzebowania na energię cieplną do ogrzewania budynków [kWh/m2 ∙ rok], A – suma powierzchni mieszkań w miejscowościach. Podział wiekowy gminnych budynków został dobrany na podstawie analizy danych dostępnych w GUS. Charakterystyka budynków w konkretnych przedziałach została założona na podstawie przedziałów wiekowych okresu powstawania zabudowy mieszkalnej opublikowanych przez GUS. Dla większej dokładności obliczeń w opracowaniu obliczono powierzchniowy współczynnik zapotrzebowania na ciepło na podstawie powierzchni mieszkań powstałych w charakterystycznych przedziałach czasowych, a nie na podstawie samej liczby mieszkań. Podział wiekowy budynków mieszkalnych potrzebnych do określenia wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło przedstawia (Tabela 3.13). Tabela 3.13. Współczynniki charakterystyczne zapotrzebowania energetycznego budynków Procentowy udział Uśredniony Średni współczynnik powierzchni współczynnik sezonowego Lata powstania użytkowej charakterystyczny zapotrzebowania na budynku wg. GUS mieszkań z w danym okresie energię cieplną określonego okresu [kWh/m2 ∙ rok] [kWh/m2 ∙ rok] [%] < 1944 350 7 1945 – 1970 300 26 1971 – 1978 230 16 212 1979 – 1988 200 20 1989 – 2002 150 17 > 2002 90 14 Wskaźnik „E” został dobrany na podstawie charakterystyki wiekowej zabudowy mieszkaniowej i dla gminy Szaflary wynosi 212 [kWh/m2· rok]. W obszarze gminy Szaflary nie znajdują się większe kotłownie mogące zasilać gminną sieć ciepłowniczą. Nie znajdują się również zakłady mogące dysponować odpadową energią cieplną, którą można byłoby zagospodarować do zasilania sieci ciepłowniczej. Na terenie gminy znajduje się sieć ciepłownicza zasilana ciepłem pochodzącym z wód geotermalnych wydobywanych z dwóch eksploatowanych odwiertów na obszarze gminy Szaflary. Właścicielem i zarządcą sieci ciepłowniczej jest Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej (PEC) Geotermia Podhalańska S.A. Gminne zapotrzebowanie na energię cieplną zależy głównie od zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budownictwa mieszkaniowego, przygotowania ciepłej wody użytkowej i przygotowania posiłków. Zapotrzebowanie na energię dla przemysłu, usług i budynków użyteczności publicznej ma niewielki udział w całej strukturze. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 55 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Zużycie energii (brutto) do ogrzewania mieszkań przedstawia (Tabela 3.14). Na jej podstawie stwierdzono, że największe zużycie energii cieplnej występuje w miejscowościach Szaflary i Maruszyna. Tabela 3.14. Zużycie energii cieplnej – CO, CWU i podgrzewanie posiłków Przygotowanie Suma Ogrzewanie Podgrzewanie ciepłej wody zapotrzebowani Lp. Miejscowość mieszkań posiłków użytkowej a na ciepło [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] 1 Bańska Niżna 8 113 1 373 310 9 796 2 Bańska Wyżna 7 130 1 140 273 8 543 3 Bór 3 327 524 127 3 978 4 Maruszyna 13 469 2 146 516 16 131 5 Skrzypne 7 130 1 210 273 8 613 6 Szaflary 23 484 3 805 899 28 188 7 Zaskale 7 669 1 569 293 9 531 Suma 70 322 11 767 2 691 84 780 Struktura zapotrzebowania energii do ogrzewania mieszkań została przedstawiona na (Rysunek 3.6). Największym zapotrzebowaniem charakteryzuje się miejscowość Szaflary, średnie zapotrzebowanie wykazuje miejscowości Bańska Niżna i Wyżna, Skrzypne oraz Zaskale. Natomiast najmniejszym zapotrzebowaniem na energię charakteryzuję się wieś Bór. Rysunek 3.6. Zapotrzebowanie na energię do ogrzewania pomieszczeń w rozbiciu na miejscowości gminy Ilość potrzebnej energii do ogrzania mieszkań zależy przede wszystkim od wielkości ich powierzchni, stanu izolacji cieplnej, jak również od sprawności źródeł ciepła i infrastruktury przesyłowej. Średnią sprawność w opracowaniu założono na poziomie 68%. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 56 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Ilość energii potrzebna do przygotowywania ciepłej wody użytkowej zależy przede wszystkim od ilości mieszkańców. Obliczenia potrzebne do wyznaczenia energii chemicznej paliwa zużytego na cele przygotowania ciepłej wody użytkowej wykonano według normy PN- 92/B-01706. Wyniki obliczeń ilości energii zużytej do przygotowania CWU w rozbiciu na miejscowości zawiera (Tabela 3.14). Przyjęto średnio-dobowe zużycie CWU na poziomie 35 [dm3/os.], temperaturę wejściową i wyjściową wody z urządzeń grzewczych odpowiednio 10 i 55°C i średnią sprawność systemów grzewczych (wytwarzanie, przesyłanie, magazynowanie) na poziomie 60%. Na sprawność łączną składa się sprawność wytwarzania, przesyłania i magazynowania energii. Graficzne zróżnicowanie zapotrzebowania na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej przedstawia (Rysunek 3.7). Podobnie jak w przypadku zapotrzebowania na energię do ogrzewania pomieszczeń, największe zapotrzebowanie występuje w miejscowości Szaflary, a średnim zapotrzebowaniem odznaczają się miejscowości Bańska Niżna i Wyżna, Skrzypne oraz Zaskale. Rysunek 3.7. Zużycie energii na cele CWU W opracowaniu zakłada się, że przygotowanie posiłków w jednym mieszkaniu podczas roku pochłania średnio 1095 kWh energii. Strukturę zapotrzebowania konkretnych miejscowości przedstawia (Rysunek 3.8). Zużycie energii w tym punkcie zależy głównie od ilości mieszkań. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 57 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 3.8. Energia potrzebna do przygotowania posiłków Suma zapotrzebowania energii na poszczególne potrzeby w rozłożeniu na poszczególne miejscowości znajduje się na (Rysunek 3.9). Rysunek 3.9. Łączne potrzeby energetyczne Struktura zużycia energii na potrzeby ogrzewania mieszkań, przygotowania ciepłej wody użytkowej i posiłków została przedstawiona na (Rysunek 3.9). Najwięcej energii pochłania ogrzanie mieszkań stanowiąc 83% potrzeb energii cieplnej wykorzystywanej na potrzeby mieszkalnictwa. Stosunkowo dużą ilość energii pochłania również przygotowanie ciepłej wody użytkowej, a najmniejszy udział stanowi energia wykorzystywana do przygotowywania posiłków. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 58 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 3.10. Struktura wykorzystania energii Ważnym pojęciem obrazującym stan energetyczny gminy jest jej gęstość energetyczna. W przedmiotowym opracowaniu autorzy przyjęli definicję gęstości energetycznej rozumianej jako stosunek potrzeb energetycznych brutto wliczających energię potrzebną do ogrzania mieszkań, przygotowania ciepłej wody użytkowej i posiłków w stosunku do powierzchni zajmowanej przez daną jednostkę terytorialną. Gęstości energetyczne biorące pod uwagę jedynie potrzeby energetyczne mieszkalnictwa świadczą głównie o stopniu zurbanizowania danej miejscowości. W przypadku dużych gęstości energetycznych zasadnym staje się budowa sieci ciepłowniczej. W gminie Szaflary występuje niska gęstość energetyczna, co przedstawia (Rysunek 3.11). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 59 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 3.11. Gęstość energetyczna gminy Średnia gęstość energetyczna gminy Szaflary wynosi 16 MWh/ha (57,6 GJ/ha). Największą gęstość energetyczną posiada miejscowość Bór, a zaraz po niej plasują się Zaskale i Szaflary. Najmniejszą gęstość energetyczną posiada miejscowość Maruszyna. Im większa gęstość energetyczna tym zasadniejszym staje się budowa sieci ciepłowniczej. Gmina Szaflary posiada sieć ciepłowniczą zasilaną wodą geotermalną jedynie w miejscowości Bańska Niżna. Przy wyznaczeniu kierunku rozbudowy sieci ciepłowniczej powinno brać się pod uwagę nie tylko zapotrzebowanie gospodarstw domowych ale również sektor przemysłu i usług jak również uwarunkowania środowiskowe (odległość, nachylenie gruntu, rodzaj powierzchni itp.). Łączne zapotrzebowanie sektora mieszkalnictwa w gminie Szaflary na potrzeby cieplne wynosi 84 780 MWh (305 208 GJ) w skali roku. Na podstawie danych z Głównego Urzędu Statystycznego, pism z zakładów energetycznych, informacji z Urzędu Gminy Szaflary i własnych analizach oszacowano strukturę sposobu ogrzewania mieszkań i przedstawiono ją na (Rysunek 3.12). Ponad 60% mieszkań do ogrzewania wykorzystuje centralne ogrzewanie (CO), ponad 30% mieszkań ogrzewanych jest jeszcze przez piece, a 5% mieszkań posiada CO zbiorowe (również ze źródeł geotermalnych). Piece używane są do ogrzewania domów głównie starych i niemodernizowanych. Tylko niewielka część gminnych mieszkań ogrzewana jest systemami innymi niż wymienione. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 60 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 3.12. Struktura sposobu ogrzewania mieszkań W gminie Szaflary wykorzystuje się oprócz konwencjonalnych źródeł energii cieplnej również nowoczesne systemy grzewcze zaliczane do odnawialnych źródeł energii. Na terenie gminy można do nich zaliczyć ciepłownie geotermalną zasilającą część gminy Szaflary oraz inne miejscowości z Podhala. Szacunkowa struktura zużywanych paliw, uzyskana w podobny sposób jak w przypadku sposobu ogrzewania mieszkań na terenie gminy została zawarta w (Tabela 3.15). Tabela 3.15. Struktura wykorzystania paliw na potrzeby ogrzewania mieszkań, przygotowania CWU i posiłków Paliwo Udział [%] Węgiel kamienny 70 Biomasa 23 Geotermia 2 Inne 5 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 61 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 3.13. Struktura pozyskania energii na potrzeby ogrzewania mieszkań, przygotowania CWU i posiłków Mimo posiadania przez gminę Szaflary dużych zasobów odnawialnej energii geotermalnej, nie posiada ona dużego udziału w pokryciu potrzeb energetycznych gospodarstw domowych. Związane może być to z dużym kosztem przyłączeniowym, który rozkłada się na relatywnie niewielkie zużycie. Odmienną sytuacją charakteryzuje się sektor przemysłu, usług i użyteczności publicznej. W tych sektorach pokrycie potrzeb energetycznych energią geotermalną jest znacznie większe, a podstawową barierą warunkującą wyższy udział energii geotermalnej w całkowitej strukturze tych sektorów jest jej dostępność. Szacunkowa struktura energii pozyskiwanych z poszczególnych źródeł na różne cele w sektorze gospodarstw domowych przedstawia (Tabela 3.16). Tabela 3.16. Struktura wykorzystania energii w sektorze mieszkalnictwa z podziałem na rodzaj paliwa w skali roku Ogrzewanie CWU PP Suma Wyszczególnienie pomieszczeń [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] Węgiel kamienny 49 213 5 765 404 59 346 Biomasa 16 696 2 400 404 19 499 Geotermia 1 600 72 0 1 672 Inne 2 813 3 530 1 884 4 263 Suma 70 322 11 767 2 691 84 780 Źródło: opracowanie własne na podstawie informacji z GUS i UG Szaflary Poszczególne struktury w postaci procentowych udziałów przedstawia (Rysunek 3.14, Rysunek 3.15 i Rysunek 3.16). Duży udział paliw innych niż wyszczególnione w strukturze Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 62 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary przygotowania posiłków, wynika z częstego zastosowania butli z gazem do kuchenek gazowych, jak również z wykorzystaniem kuchenek elektrycznych. Rysunek 3.14. Struktura pozyskania energii w celu ogrzania mieszkań Rysunek 3.15. Struktura pozyskania energii w celu przygotowania ciepłej wody użytkowej Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 63 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 3.16. Struktura pozyskania energii w celu przygotowywania posiłków W gminie Szaflary głównym sposobem ogrzewania mieszkań jest spalanie węgla kamiennego, co przedstawia (Rysunek 3.14). Niska emisja towarzysząca spalaniu węgla kamiennego jest szczególnie niekorzystna dla środowiska i zdrowia człowieka. Ten sam węgiel spalony w polskiej elektroenergetyce dzięki nowoczesnym technologiom odpylania i redukcji emisji, niósłby ze sobą zdecydowanie mniejszą emisję bardzo szkodliwych dla człowieka zanieczyszczeń takich jak SOx, NOx, pył PM10 czy drobny pył PM2,5. 3.2.2. PEC Geotermia Podhalańska S.A. Na terenie gminy Szaflary od wielu lat wykorzystuje się energię cieplna pochodzącą z bogatych złóż geotermalnych. Informacje szczegółowe prezentowane w tym podrozdziale zostały opracowane na podstawie informacji otrzymanych od PEC Geotermia Podhalańska S.A. w piśmie o znaku L.DZ. PEC GP/805/12 [12]. W okresie powojennym badacze podjęli inicjatywę kompleksowego zbadania warunków występowania wód geotermalnych. Opracowano projekt otworu w Zakopanem do głębokości 3 000 metrów, który wykazał obecność wód geotermalnych. W latach 1981 – 1997 wykonano na Podhalu 10 otworów wiertniczych, w których stwierdzono występowanie wód geotermalnych. W 2011 roku na terenie gminy Szaflary do sieci ciepłowniczej wykorzystujących energię geotermalną podłączonych było 144 odbiorców. Wszyscy Ci odbiorcy znajdują się na terenie miejscowości Bańska Niżna. Energia geotermalna na obszarze gminy Szaflary wykorzystywana jest głównie do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych jak również do celów rekreacyjnych. Zużycie energii geotermalnej w gospodarstwach domowych w 2011 roku wyniosło 6 018 GJ/rok (budynki jednorodzinne), budynki użyteczności publicznej wykorzystujące energię geotermalna zużyły Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 64 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 2 611 GJ/rok, natomiast największą jej ilość wykorzystały pozostałe jednostki podłączone do sieci ciepłowniczej, przede wszystkim pensjonaty (w tym Termy Podhalańskie), hotele, itp. które zużyły 12 470 GJ/rok. Na potrzeby gospodarstw domowych zużywane jest około 29% całkowitego zużycia energii cieplnej sieci ciepłowniczej w gminie Szaflary, potrzeby „inne” stanowią blisko 60% całkowitego zużycia. Szczegółowe dane zawarte są w (Tabela 3.17). Tabela 3.17. Zużycie energii geotermalnej w gminie Szaflary w roku 2011 Zużycie energii cieplnej Lp. Odbiorcy ciepła GJ MWh % 1 Gospodarstwa domowe 6 018 1 672 29% 2 Przemysł i Budownictwo 0 0 0% 3 Handel i usługi 0 0 0% 4 Budynki użyteczności publicznej 2 611 725 12% 5 Inne 12 470 3 464 59% Ogółem 21 099 5 861 100% Źródło: [12] Ciepłownia Geotermalna w gminie Szaflary to jedno z trzech źródeł ciepła PEC Geotermia Podhalańska S.A. Oprócz niej źródłami energii cieplnej są: Kotłownia Centralna oraz Kotłownia Pardałówka zlokalizowane w Zakopanem wykorzystujące kotły gazowe (Tabela 3.18). Tabela 3.18. Moc zainstalowana w PEC Geotermia Podhalańska S.A. Czas pracy Lp. Źródło energii Zakład (lokalizacja) Moc [MW] [h/rok] Ciepłownia Bańska Niżna 1 17 8760 Geotermalna ul. Cieplice 1 Kotłownia Zakopane 2 39,1 3400 Centralna ul. Nowotarska 31b Kotłownia Zakopane 3 2,8 0 Pardałówka os. Pardałówka Źródło: [12] Ciepłownia Geotermalna zlokalizowana w miejscowości Bańska Niżna eksploatuje dwa odwierty wód geotermalnych: IG-1 o wydajności 120 m3/h oraz PGP-1 o wydajności 550 m3/h. Po oddaniu energii cieplnej woda zatłaczana jest w głąb ziemi poprzez otwór chłonny w Białym Dunajcu PGP-2. Ciepłownia w Bańskiej Niżnej osiąga w sezonie grzewczym 17 MW mocy cieplnej. Wymienniki ciepła zamontowane w ciepłowni posiadają 41 MW mocy nominalnej. Istnieje możliwość zwiększenia mocy ciepłowni ponad dwukrotnie, bez konieczności radykalnej ingerencji w instalacje wymiennikowni ciepła. Rezerwa mocy wymienników ciepła w Ciepłowni Geotermalnej możliwa będzie do wykorzystania po uruchomieniu nowego odwiertu badawczo-produkcyjnego PGP-3 o zakładanej wydajności Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 65 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 200 m3/h. Według informacji od PEC Geotermia Podhalańska S.A. Ciepłownia Geotermalna w Bańskiej Niżnej pracuje nieprzerwanie przez 365 dni w roku. Schematyczną mapę odwiertów geotermalnych na obszarze Podhala przedstawia (Rysunek 3.17). Źródło: http://www.szanuj-energie.pl/?a=123&k=7&k1=13 Rysunek 3.17. Schematyczna mapa lokalizacji odwiertów geotermalnych na obszarze Podhala Schemat instalacji ciepłowni geotermalnej w Szaflarach przedstawia (Rysunek 3.18). Woda geotermalna posiada osobny obieg z siecią ciepłowniczą, a energia cieplna do sieci ciepłowniczej z wody geotermalnej przekazywana jest poprzez system wymienników. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 66 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: http://www.szanuj-energie.pl/?a=123&k=7&k1=13 Rysunek 3.18. Schemat działania instalacji geotermalnej Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 67 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Sieć ciepłownicza na terenie gminy Szaflary podzielona jest na 3 główne części. Szczegółowe ich parametry długości obiegu, mocy, wykorzystania i stanu sieci, a także sprawność przesyłania ciepła znajdują się w (Tabela 3.19). Tabela 3.19. Sieć ciepłownicza w gminie Szaflary Długość Sprawność Podział sieci Moc i Stan Lp. danego obiegu przesyłania ciepła ciepłowniczej wykorzystanie sieci sieci [km] [%] Magistrala 1 0,5 17 MW/40% 80 dobry ciepłownicza Sieci 2 12,1 1,4MW/70% 80 dobry dystrybucyjne 3 Przyłącza 2,5 1,176MW/80% 80 dobry Źródło: [12] Sprzedaż ciepła przez PEC Geotermia Podhalańska S.A. na rzecz gminy Szaflary w 2011 roku wyniosła 21 099 GJ i była dostarczona 144 odbiorcom. Warto zauważyć, iż w 2004 roku sprzedaż ta wynosiła 6 308 GJ przy 160-ciu odbiorcach ciepła. Przełom w ilości sprzedanej energii cieplnej w gminie Szaflary nastąpił w 2008 roku gdy odbiorcą ciepła geotermalnego stał się obiekt „Termy Podhalańskie” wykorzystujący energię geotermalną do ogrzewania kąpielisk. Ilość ciepła sprzedana w 2008 roku była o 13 344 GJ większa w porównaniu z rokiem poprzednim. Jednak w okresie 2004 – 2011 r. ilość odbiorców zmalała o 16 przyłączy. Przyczyną tego stanu mogą być migracje społeczne mieszkańców gminy Szaflary jak również rezygnacja z energii geotermalnej. Szczegółowe dane przedstawiono w (Tabela 3.20). Tabela 3.20. Sprzedaż ciepła geotermalnego w gminie Szaflary oraz ilość odbiorców Rok Ilość ciepła [GJ] Ilość odbiorców ciepła 2004 6308 160 2005 6344 161 2006 9663 143 2007 8597 146 2008 21941 147 2009 24355 143 2010 24177 144 2011 21099 144 Źródło: [12] Energia geotermalna jest energią odnawialną dzięki czemu, emisja szkodliwych substancji do atmosfery jest w dużym stopniu mniejsza niż przy wykorzystaniu konwencjonalnych źródeł energii. Dzięki wykorzystaniu geotermii w gminie Szaflary zredukowano emisje szkodliwych substancji, co przedstawia (Tabela 3.21). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 68 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 3.21. Efekt ekologiczny wykorzystywania geotermii w gminie Szaflary Ilość zredukowana Lp. Związek szkodliwy Mg/rok 1 CO2 1 440,19 2 CO 32,40 3 SO2 9,22 4 NOX 0,72 5 Pyły 27,00 6 Sadza 0,90 7 Benzo(a)piren 0,01 Źródło: [12] Zaletami geotermalnego systemu ciepłowniczego są: wygoda w obsłudze – wymiennik ciepła jest urządzeniem praktycznie bezobsługowym, brak specjalnych wymagań koniecznych w przypadku innych technologii cieplnych (np. komin), brak dodatkowych kosztów konserwacji, bezpieczeństwo, stabilne i konkurencyjne ceny, ochrona środowiska. Ciągły rozwój energetyki geotermalnej na Podhalu wiąże się z nowymi wyzwaniami. Jednym z nich jest dysponowanie odpowiednia mocą cieplną, co wiąże się z kolejnymi inwestycjami pozwalającymi na wzrost wydobycia wody geotermalnej. To wyzwanie jest obecnie realizowane poprzez odpowiednie działania PEC Geotermia Podhalańska S.A. w zakresie nowego odwiertu produkcyjnego PGP-3 o zakładanej wydajności 200 m3/h. Celem dodatkowego odwiertu jest: podniesienie wielkości wydobycia wody geotermalnej, a co za tym idzie zwiększenie ilości wykorzystywanej odnawialnej energii cieplnej, w przypadku uzyskania odpowiednich wielkości przepływu i temperatury wody z niższych poziomów, produkcja energii elektrycznej za pomocą ORC – organicznego obiegu Rankine’a, eksploatacja zasobów złóż wód geotermalnych o możliwie najwyższej temperaturze i wydajności na obszarze górniczym „Podhale 1”, w strefie położonej jak najbliżej Zakładu Górniczego w Bańskiej Niżnej. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 69 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Dodatkowym wyzwaniem jest również utrzymanie rentowności przedsiębiorstwa oraz zapewnienie możliwości techniczno-ekonomicznych dla przyłączania nowych odbiorców do sieci. W planach PEC Geotermia Podhalańska jest również rozbudowa ciepłowni w Bańskiej Niżnej umożliwiającej instalację pomp ciepła o łącznej mocy 10 MW, wraz z kotłownią gazową o mocy 6 MW dla zasilania pompy ciepła. Dolnym źródłem ciepła tej pompy będzie termalna woda powrotna zatłaczana otworami chłonnymi do horyzontu wodonośnego. 3.2.3. Jednostki pożytku publicznego Gmina Szaflary udostępniła informacje o zużyciu paliw i energii z większości budynków użyteczności publicznej. Informacje na temat wszystkich przedstawionych budynków użyteczności publicznej w gminie Szaflary i ich zużycia paliw i energii przedstawia (Tabela 3.22). Tabela 3.22. Zestawienie budynków użyteczności publicznej – ciepłownictwo Zużycie Współczynnik Moc instalacji Źródło Lp. Jednostka paliw Termomodernizacje zapotrzebowani CO [kW] energii [MWh/a] a [kWh/m2] 77 Szkoła Bańska okna wymienione, 1 (zamówiona geotermia 182 163 Niżna budynek ocieplony moc) Szkoła Bańska węgiel okna niewymienione, 2 2 x 60 188 151 Wyżna kamienny ściany nieocieplone ściany budynku docieplone 10 cm węgiel styropianu, strop kamienny + ostatniej kondygnacji 3 Szkoła Bór samoróbka 61 169 drewno 15 cm wełna opałowe mineralna, wymieniono okna i drzwi zewnętrzne ściany i stropy Szkoła olej ocieplone, okna 4 Maruszyna 110 – 145 178 173 opałowy wymienione w 2005 Dolna roku Szkoła węgiel 5 Maruszyna samoróbka kamienny, 152 nowe okna 157 Górna koks ściany budynku węgiel Szkoła docieplone 6 samoróbka kamienny, 179 225 Skrzypne styropianem w 2005 koks roku, okna 1997 roku olej wymiana okien w 2004 7 Szkoła Szaflary 160 – 185 322 129 opałowy roku olej okna nowe, 8 Szkoła Zaskale 70 – 105 159 99 opałowy ściany docieplone Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 70 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary CO – 25 kW budynek nieocieplony, OSP Bańska 9 (zamówiona geotermia 32 okna częściowo 77 Niżna moc) wymienione budynek nieocieplony, OSP Bańska węgiel 10 45 35 okna częściowo 85 Wyżna kamienny wymienione OSP Bańska węgiel budynek nieocieplony, 11 Wyżna 18 7 92 kamienny okna wymienione Pitoniówka budynek częściowo węgiel 12 OSP Bór samoróbka 35 ocieplony, okna 90 kamienny częściowo wymienione OSP olej okna wymienione, 13 56 – 64 32 60 Maruszyna(2) opałowy budynek nieocieplony budynek nieocieplony, 14 OSP Skrzypne 40 – 45 ekogroszek 38 99 okna wymienione okna wymienione w 15 OSP Szaflary 60 ekogroszek 60 1994 roku, budynek 105 nieocieplony ściany ocieplone 17 OSP Zaskale 75 ekogroszek 38 styropianem 10 cm, 61 okna wymienione ściany budynku docieplone węgiel 18 UG Szaflary 88 113 styropianem, 90 kamienny wymieniono okna i drzwi zewnętrzne węgiel SPGOZ w 2 kotły: 100 budynek nieocieplony, 19 kamienny, 254 259 Szaflarach kW oraz 75 kW okna niewymienione koks brak kotła, Gminne energia el., piece kaflowe nowe okna, brak 20 Przedszkole w węgiel do 35 197 z wkładami docieplenia ścian Szaflarach kuchni elektrycznymi Suma 1 273 – 2 065 – – W opracowaniu założono, że wykazane zapotrzebowanie z sektora użyteczności publicznej stanowi około 70% całkowitego zapotrzebowania z tego sektora podczas standardowego sezonu grzewczego. Z informacji przesłanych przez Geotermię Podhalańską S.A. wynika, że na potrzeby budynków użyteczności publicznej przekazywane jest średniorocznie 725 MWh energii cieplnej. Informacje zawarte w (Tabela 3.22) uwzględniają tylko część przekazywanego ciepła. Powyższe zestawienie tabelaryczne nie uwzględnia potrzeb kościoła w Bańskiej Niżnej, które zostało zawarte w zestawieniu Geotermii Podhalańskiej S.A. Całkowite zapotrzebowanie cieplne sektora użyteczności publicznej oszacowano na około 2 900 MWh energii (brutto) w wykorzystywanych paliwach i energii do celów ciepłowniczych. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 71 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 3.2.4. Przemysł, usługi W gminie Szaflary sektor przemysłu i usługi nie wykorzystuje znaczących zasobów energetycznych na tle zużycia energii w gminie. Szacuje się, że zużycie energii przez ten sektor stanowi około 12% energii zużywanej przez mieszkalnictwo i wyniesie około 10 000 MWh (36 000 GJ). 3.2.5. Rolnictwo Gmina Szaflary ma charakter rolniczy. W 2002 roku według danych Głównego Urzędu Statystycznego 42% powierzchni gruntów ornych było odłogowane. Przetwórstwo rolne na terenie gminy Szaflary jest słabo rozwinięte. Biorąc pod uwagę dostępne dane z Powszechnego Spisu Rolnego, struktury zużycia paliw i energii [11], jak również z wyników przeprowadzonych ankiet założono zapotrzebowanie energetyczne rolnictwa na poziomie 6% zapotrzebowania energetycznego gospodarstw domowych (suma CO, CWU i przygotowanie posiłków). Przy założeniu, że potrzeby energetyczne rolnictwa wynoszą około 6% energii potrzebnej gospodarstwom domowym zapotrzebowanie rolnictwa wynosi około 5 100 MWh (18 360 GJ) w skali roku. 3.2.6. Ciepłownictwo – podsumowanie Na terenie gminy Szaflary znajduje się sieć ciepłownicza, która zaopatruje mieszkańców w ciepłą wodę pochodzącą z ciepłowni geotermalnej znajdującej się w miejscowości Bańska Niżna. Energię wykorzystywaną w gospodarstwach domowych, poza wykorzystywaniem ciepła wód geotermalnych, otrzymuje się głównie ze spalania kopalin i siecią elektroenergetyczną. Głównymi paliwami wykorzystywanymi przez gminę Szaflary jest węgiel kamienny, koks oraz biomasa. Na obszarze gminy nie występuje sieć gazowa niższego ciśnienia, co uniemożliwia zaopatrzenie w gaz ziemny gospodarstw domowych. Wykorzystywanie gazu ziemnego do ogrzewania mieszkań jest korzystniejsze od wykorzystywania innych paliw kopalnych ze względów środowiskowych i dobrze wpisuje się w strategie zrównoważonego rozwoju. Gmina Szaflary wykorzystuje fakt posiadania na swoim terenie wód geotermalnych z których czerpie niekwestionowane korzyści środowiskowe oraz częściową niezależność od zewnętrznych dostaw paliw. Wyniki analizy zapotrzebowania energii w podziale na nośniki paliw w ujęciu poszczególnych sektorów gospodarki przedstawia (Tabela 3.23). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 72 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 3.23. Zapotrzebowanie na energię (brutto) w podziale na rodzaj paliwa (wyrażone w MWh/a) Przemysł i Wyszczególnienie Mieszkalnictwo Rolnictwo BUP Suma usługi Węgiel kamienny 59 346 4 000 2 091 1200 66 637 Biomasa 19 499 1500 2 805 10 23 814 Geotermia 1 672 3 464 0 725 5 861 Inne 4 263 1 036 204 965 6 468 Suma 84 780 10 000 5 100 2 900 102 780 Przedstawiona analiza częściowo opiera się na zebranych danych z GUS, Urzędu Gminy Szaflary jak np. zużycie ciepła pochodzącego z ciepłowni geotermalnej w budynkach użyteczności publicznej, dokumentach z zakładów energetycznych, jak i szacunkach opartych na wynikach badań terenowych. Rysunek 3.19. Struktura wykorzystania paliw na potrzeby ciepłownictwa gminy Struktura wykorzystania paliw do wytwarzania energii cieplnej dla całej gminy przedstawiona na (Rysunek 3.19) w niewielkim stopniu odbiega od tej samej struktury przedstawionej dla mieszkalnictwa. Symetryczny stan spowodowany jest przede wszystkim przeważającym udziałem zapotrzebowania energetycznego mieszkalnictwa w ogólnej strukturze zapotrzebowania energetycznego gminy w sektorze ciepłownictwa. W strukturze zapotrzebowania całej gminy w stosunku do zapotrzebowania gospodarstw domowych znacznym wzrostem udziału charakteryzuje się energia geotermalna, co związane jest z dużym jej udziałem w sektorach usług i użyteczności publicznej. Zaprezentowana struktura charakteryzuje się dominującą pozycją węgla kamiennego, który stanowi 65% energii cieplnej wykorzystywanej w gminie Szaflary. Wykorzystanie tak znaczących ilości węgla kamiennego przy niskiej emisji prowadzi do niebezpiecznego wzrostu Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 73 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary stężenia szkodliwych gazów i pyłów w powietrzu. Wzrost stężenia SOx, NOx, COx i pyłów jest szkodliwy nie tylko dla środowiska, ale również dla zdrowia ludzi i zwierząt. Tlenki siarki i azotu emitowane do atmosfery są źródłem powstawania kwasów: siarkowego i azotowego, które obniżając pH opadów atmosferycznych powodują powstawanie kwaśnych deszczy. Użytkowanie wód geotermalnych przyczyniło się do znacznej redukcji emisji zanieczyszczeń do atmosfery na Podhalu. Struktura korzyści wynikająca z zastępowania tradycyjnych paliw, odnawialnym źródłem energii, jakim jest ciepło pochodzące z wód geotermalnych, przedstawiono w (Tabela 3.21). Korzystanie z sieci ciepłowniczej posiada wiele zalet, dzięki którym takie rozwiązanie jest korzystniejsze dla konsumentów energii cieplnej od zaopatrywania się w energię cieplną z indywidualnych kotłowni. Do tych zalet można zaliczyć między innymi brak dodatkowych wymagań dotyczących posiadania instalacji kominowej oraz wentylacyjnej, wzrost bezpieczeństwa wykorzystywania instalacji czy łatwość sterowania automatyką. Wysoka bezawaryjność systemu ciepłowniczego wiąże się z bezpiecznym użytkowaniem tego systemu. Gmina Szaflary dzięki swojemu bogactwu, jakim są zasoby wód geotermalnych, powinna dążyć do jego właściwego wykorzystania. Podążając tą drogą gmina przyczynia się do poprawy stanu środowiska naturalnego oraz do stworzenia atrakcyjnych warunków rozwoju turystyki, usług i przemysłu. 3.3. Gminny system gazowniczy Przez teren gminy przebiega gazociąg wysokiego ciśnienia. Jednak obszar gminy nie jest zasilany w gaz ziemny. Brak stacji redukcyjno-pomiarowej i sieci niższego ciśnienia stwarza barierę rozwoju tego systemu na terenie gminy Szaflary. Karpacka Spółka Gazownictwa sp. z o.o. w Tarnowie Odział Zakład Gazowniczy w Krakowie odpowiedziała pismem o znaku KSGII/OTO/25/2/2/12 na pismo Urzędu Gminy Szaflary o znaku PPGK-7021-II-22-2011. W odpowiedzi na Państwa pismo w sprawie „Projektu założeń…”, Zakład Gazowniczy w Krakowie informuje, że na terenie gminy Szaflary zlokalizowana jest sieć gazowa wysokiego ciśnienia DN 300 wybudowana w 1992 roku. Ponadto informujemy, że zostały wydane techniczne warunki przyłączenia do sieci wysokiego ciśnienia dla firmy Geotermia Podhalańska S.A., w zakres których wchodzi budowa 950 m gazociągu wysokiego ciśnienia, 40 m przyłącza średniego ciśnienia i budowa stacji: I stopnia oraz redukcyjno – pomiarowej II stopnia. Geotermia Podhalańska planuje zużywać 1 100 m3/h i 2 000 000 m3/rok gazu. Istnieje 100% możliwość podłączenia nowych odbiorców po zrealizowaniu wydanych warunków technicznych dla Geotermii Podhalańskiej i rozbudowie sieci średnioprężnej na terenie gminy Szaflary. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 74 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Podstawowym źródłem zasilającym sieć gazową wysokiego ciśnienia DN 300 stal relacji Czechówka – Poronin jest przesyłowa sieć gazowa wysokiego ciśnienia DN 400 stal, którego właścicielem jest GAZ-SYSTEM [13]. Z załączonego pisma wynika, że przez teren gminy Szaflary przebiega sieć: Wysokoprężna o długości 6 403 m (o trasie przebiegu od węzła pomiarowego w Czechówce przez Myślenice, Lubień, Mszanę Dolną, Rabę Niżną, Rabkę, Nowy Targ do stacji I stopnia w Poroninie). Plany inwestycyjne przedsiębiorstwa na lata 2011 – 2015, budowa: sieci średnioprężnej o długości 40 m, sieci wysokoprężnej o długości 950 m, stacji redukcyjnej I stopnia 6,3/0,5 MPa, stacji redukcyjnej II stopnia 0,5/10 kPa, nowego przyłącza w ilości 1 szt. o długości 40 m. 3.4. Analiza kosztów energii Podczas analizy kosztów korzystano z ogólnie dostępnych informacji na temat cen energii i paliw z województwa małopolskiego. W analizie przyjęto do spalania drewno o koszcie pozyskania równym 180 zł/mp łącznie z transportem i łupaniem, współczynnik do przeliczenia objętości równy 0,65 m3/mp, gęstość sezonowanego drewna równą 0,75 Mg/m3 i jego wartość opałową równą 14 MJ/kg. Uzyskanie zakładanych sprawności i obliczonego kosztu uzyskanej energii do celów grzewczych jest możliwy dopiero po sezonowaniu (suszeniu) drewna przez okres 12 – 18 miesięcy. Spalanie drewna mokrego przyczynia się do większych strat energii chemicznej paliwa w kotle, większych strat kominowych związanych z koniecznością doprowadzania większej ilości powietrza i słabej wydajności całego procesu. Spalanie mokrego drewna doprowadza do nadmiernego osadzania się sadzy, co bezpośrednio wpływa na konieczność częstszych zabiegów czyszczenia kotła i komina. Przyczynić się może również do szybszego wyeksploatowania kotła (korozja) i komina (osadzająca się wilgoć może doprowadzić do rozszczelnienia się spoin, powstawania grzybów, odprysku tynku itp.). W analizie kosztów nie brano pod uwagę wariantu, w którym drewno jest pozyskiwane własnym nakładem pracy z powodu trudnych do oszacowania kosztów pracy własnej. Taka analiza rzetelnie przeprowadzona może zostać jedynie dla określonego podmiotu biorąc pod uwagę własny park maszynowy i możliwości pozyskiwania drewna (np. własny las). Szacunkowe obliczenia kosztów uzyskania energii cieplnej na terenie gminy Szaflary zostały przedstawione na wykresie złożonym (Rysunek 3.20). Dla poprawy czytelności wykresu przyjęto sprawność pompy ciepła na poziomie 120%, natomiast w obliczeniach przyjęto COP = 4. Na wykresie słupki pokazują koszt wyprodukowania 1 GJ ciepła z Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 75 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary uwzględnieniem sprawności przemian energetycznych i są przypisane do głównej osi rzędnych (oś pionowa lewa), natomiast seria danych punktowych przestawia sprawność energetyczną przemian, przypisaną do pomocniczej osi rzędnych (oś pionowa prawa). Rysunek 3.20. Analiza kosztów produkcji energii cieplnej Przedstawiona analiza kosztów przedstawia obciążenie finansowe związane z kosztem zakupu paliw dla otrzymania określonej jednostki ciepła. Wyliczony koszt bierze pod uwagę założone sprawności przetwarzania energii i koszty pozyskania paliw natomiast nie uwzględnia kosztów związanych z modernizacją systemu CO w celu przystosowania go do nowego paliwa. Sprawności przemian energetycznych zostały przyjęte na podstawie deklarowanych przez producentów średnich sprawności. Na podstawie (Rysunek 3.20) stwierdza się, że najtańszym analizowanym sposobem ogrzewania budynków w gminie Szaflary jest spalanie drewna sezonowanego w wysokosprawnym kotle zgazowującym (o sprawności 85%) oraz spalanie miału węglowego w kotle retortowym o takim samym koszcie równym 31 zł/GJ. Kolejnym najtańszym sposobem ogrzewania pod względem ceny jest spalanie drewna opałowego w kotle o wysokiej sprawności (założona sprawność 80%) i wynosi 33 zł/GJ. Zgazowanie przed spaleniem jest technologią czystszą od standardowego spalania. Na rynku dostępnych jest wielu producentów kotłów na biomasę i z analizy rynku wynika, że nie każdy kocioł zgazowujący drewno ma większą sprawność od standardowego kotła na biomasę o wysokiej sprawności. Część producentów kotłów deklaruje sprawności maksymalne obydwu tych technologii przekraczające 90%. Pewny jest natomiast fakt, że tej samej klasy/mocy kocioł zgazowujący będzie znacznie droższy od zwykłego kotła. Koszt zakupu kotła małej mocy opalanego drewnem to około 150 zł za każdy kW mocy, a koszt kotła zgazowującego jest średnio o 50 – 70% wyższy. Niewiele droższym sposobem ogrzewania jest instalacja pompy ciepła o koszcie energii równym 35 zł/GJ. Rzadkie przypadki stosowania pomp ciepła są wynikiem dużego Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 76 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary kosztu jednostkowego kompletnej instalacji pompy ciepła mogącego sięgać kilkunastu/kilkudziesięciu tysięcy złotych w zależności od mocy zainstalowanej. Na obszarze gminy Szaflary zlokalizowana jest ciepłownia zasilana energią z odwiertów geotermalnych. Zakład ten dostarcza ciepło na obszarze gminy do miejscowości Bańska Niżna. Koszt ogrzewania jest zależny od wykorzystania mocy zamontowanego wymiennika ciepła oraz od rodzaju danego wymiennika: jedno (CO) lub dwu funkcyjnego (CO i CWU). Koszt jednego GJ ciepła dla modelowego mieszkania (92 m2 powierzchni oraz założonym sezonowym współczynniku zapotrzebowania na energię 212 kWh/m2) został przedstawiony na (Rysunek 3.21). Rysunek 3.21. Koszt energii cieplnej w zależności od wykorzystania mocy wymiennika Na podstawie (Rysunek 3.21) stwierdza się, że koszt uzyskania ciepła spada wraz ze wzrostem wykorzystania mocy zamówionej wymiennika ciepła. Na wykresie zauważalny jest gwałtowny wzrost ceny poniżej 20% wykorzystania mocy wymiennika. Zalecane jest odpowiednie dobranie mocy zamówionej, w sposób który pozwoli na całkowite pokrycie potrzeb cieplnych budynku, przy najmniej korzystnych warunkach atmosferycznych, przy jednoczesnej minimalizacji tej mocy. Przewymiarowanie wykorzystywanego wymiennika ciepła prowadzi często do niepotrzebnych kosztów wynikających z niewykorzystanej mocy zamówionej. Na podstawie informacji z Geotermii Podhalańskiej S.A. przeprowadzono analizę kosztów energii. Przykładowo dla modelowego mieszkania przy mocy zamówionej 25 kW koszt jednego GJ ciepła wynosi 65 zł (10% wykorzystanie mocy wymiennika). Dla takiego samego mieszkania przy mocy instalacji cieplnej 10 kW koszt wynosi 45 zł/GJ (przy 25% wykorzystaniu mocy wymiennika). Zbyt wysokie wykorzystanie mocy cieplnej prowadzi do niedogrzewania mieszkań podczas najmroźniejszych dni sezonu grzewczego. Podawane ceny zawierają podatek VAT i uwzględniają 25% rabat stosowany przez Geotermię Podhalańską dla większości swoich odbiorców. Wykorzystywanie zamówionej mocy cieplnej zarówno do Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 77 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary centralnego ogrzewania jak i przygotowywania ciepłej wody użytkowej prowadzi do większego wykorzystania tej mocy (CWU jest potrzebne cały rok). Dla wymiennika dwu funkcyjnego o mocy 15 kW wprowadzenie wykorzystania energii geotermalnej do przygotowywania ciepłej wody użytkowej dla standardowego gospodarstwa domowego gminy Szaflary prowadzi do obniżenia ceny jednostkowej o około 2 zł za każdy pobrany GJ energii. W piśmie Geotermii Podhalańskiej o znaku L.DZ.PEC GP/805/12 zamieszczono średnie koszty zakupu węzła cieplnego poniesione przez odbiorcę wynoszące około 10 000 zł (cena netto). Odbiorca również ponosi koszty przyłączenia do sieci zgodnie z taryfą zatwierdzoną przez prezesa URE. Poniżej przedstawiono zestawienie opłat za przyłączenie do sieci (Tabela 3.24) [12]. Tabela 3.24. Taryfa opłat za przyłączenie do sieci Średnica Taryfa - Opłata za przyłączenie do sieci [zł/mb] Lp. opłata DN wym. zewn. [zł/mb] Odbiorcy do 30 kW Odbiorcy powyżej 30 kW 1 25 33,7/90 140,31 28,06 71,65 2 32 42,4/110 143,29 28,66 71,65 3 40 48,3/110 144,3 28,86 72,15 4 50 60,3/125 150,64 30,13 75,32 5 65 76,1/140 173,12 34,62 86,56 6 80 88,9/160 188,88 37,78 94,44 7 100 114,3/200 251,46 50,29 125,73 Źródło: PEC Geotermia Podhalańska Koszt uzyskania GJ ciepła jest równy 43 zł, koszt ten jest niższy od zasilania gazem ziemnym oraz porównywalna z węglem typu ekogroszek. Wymiennik ciepła jest praktycznie bezobsługowy, nie wymaga specjalistycznego serwisu oraz dodatkowych kosztów konserwacji, co w przypadku instalacji indywidualnych na paliwa stałe jest konieczne. Urządzenie nie musi znajdować się w pomieszczeniach z instalacją kominową, pobór ciepła jest uzależniony od warunków pogodowych. Istotnym czynnikiem wskazującym na wyższość instalacji geotermalnej jest stabilność cen, która nie zależy od zmian cen paliw na świecie oraz redukcja ilości zanieczyszczeń na Podhalu. Częstsze zastosowanie paliwa w postaci węgla kamiennego w gminie Szaflary wynikać może z wygody rozwiązania wykorzystującego spalanie węgla kamiennego w stosunku do rozwiązania wykorzystującego spalanie drewna opałowego. Stosowanie gazu ziemnego jest rozwiązaniem droższym, ale wygodniejszym od obydwu tych rozwiązań. Węgiel zajmuje ponad trzykrotnie mniej miejsca od drewna o podobnej wartości energetycznej i może być kupowany na bieżąco w ilościach wynikających z aktualnego zapotrzebowania, natomiast drewno dla ekonomicznego spalenia musi zostać zakupione blisko dwa lata wcześniej, kupno drewna już wysuszonego zmniejsza ekonomiczność wykorzystania. Korzystanie z drewna Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 78 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary mokrego zwiększa znacząco koszty związane z jego spalaniem. Przy założeniu wartości opałowej równej 8 MJ/kg i sprawności kotła na poziomie 60% dla kotła zasilanego drewnem mokrym, koszt uzyskania jednego GJ ciepła jest równy 56 zł i jest o 1 zł mniejszy od kosztu związanego ze spalaniem peletu, który jest o wiele wygodniejszym i bezpieczniejszym paliwem dla instalacji CO. Niskim kosztem pozyskania ciepła na cele ogrzewania mieszkań charakteryzuje się spalanie miału węglowego. W rozpatrywanym przypadku należy brać pod uwagę większe koszty związane z instalacją wymagającą systemu automatyki i podawania w porównaniu do standardowych kotłów na drewno czy węgiel o większych średnicach ziaren. Szacowany koszt paliw zużytych do celów ogrzewania standardowego mieszkania w gminie Szaflary został przedstawiony na (Rysunek 3.22). Do obliczeń założyliśmy powierzchnię standardowego mieszkania wynoszącą 92 m2, oraz zapotrzebowanie energii do ogrzewania równe 212 kWh/m2. W przypadku zastąpienia skrajnych rozwiązań typu wymiana kotła zasilanego olejem opałowym na kocioł z palnikiem retortowym na miał węglowy oszczędności dla jednego domu jednorodzinnego mogą sięgać ponad 7 000 zł w skali roku. Zastosowanie kotła elektrycznego jest najdroższym rozwiązaniem w tym zestawieniu. Nieznacznie tańszym rozwiązaniem jest wykorzystanie energetyczne oleju opałowego i przy zachowaniu trendu wzrostu jego ceny, może stać się najdroższym sposobem ogrzewania mieszkań. W przyszłości taka sytuacja może pogłębiać marginalizacje tego paliwa do celów energetycznych. Ograniczenie kosztów związanych z zakupem paliw przy modernizacji starych, nieefektywnych systemów CO, może ograniczyć koszty związane z zakupem paliw do ogrzewania pomieszczeń nawet w ponad 70-ciu procentach. Rysunek 3.22. Koszt ogrzewania modelowego mieszkania Rozwiązaniem najtańszym i zarazem najbardziej ekologicznym z rozpatrywanych wariantów dla gminy Szaflary jest spalanie drewna energetycznego (sezonowanego). Takie Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 79 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary rozwiązanie wiąże się zazwyczaj z najmniejszymi nakładami inwestycyjnymi i niskim nakładem finansowym związanym z zakupem paliwa. Instalacje pomp ciepła nie emitują zanieczyszczeń w sposób bezpośredni. Ich praca uzależniona jest jednak od dostaw energii elektrycznej, co w warunkach polskich przyczynia się do emisji pośredniej zanieczyszczeń i nie jest rozwiązaniem tak ekologicznym jak np. w Norwegii gdzie ponad 90% energii elektrycznej pochodzi z energetyki wodnej. Uzależnienie wytwarzania energii cieplnej od dostaw energii elektrycznej stwarza również zagrożenie dla bezpieczeństwa energetycznego w przypadku zaburzeń jej dostaw w trakcie sezonu grzewczego. Szczegółowe założenia i wyniki obliczeń dotyczących analizy kosztów paliw zużywanych na potrzeby grzewcze zostały zawarte w (Tabela 3.25). Tabela 3.25. Zestawienie zbiorcze założeń i wyników obliczeń Cena Sprawność Wartość Paliwo Instalacja Cena jednostki ogrzewania [%] opałowa [zł/GJ] Węgiel typ 31.1 Kocioł 75 22 MJ/kg 0,70 zł/kg 39 Węgiel typ 32.2 Kocioł 75 27 MJ/kg 0,825 zł/kg 41 Węgiel Kocioł 80 26 MJ/kg 0,90 zł/kg 43 "ekogroszek" Węgiel miał Kocioł 80 22 MJ/kg 0,55 zł/kg 31 Kocioł 36 Olej opałowy 100 4,30 zł/dm3 119 kondensacyjny MJ/dm3 36 Olej opałowy Kocioł 85 4,30 zł/dm3 141 MJ/dm3 Pompa ciepła Energia 3,6 COP = 4 taryfa 400 0,65 zł/kWh 45 elektryczna MJ/kWh G11 Energia Instalacja el. 3,6 98 0,65 zł/kWh 184 elektryczna taryfa G11 MJ/kWh 23,9 Gaz LPG Kocioł 90 2,40 zł/dm3 112 MJ/dm3 Kocioł 23,9 Gaz LPG 102 2,40 zł/dm3 98 kondensacyjny MJ/dm3 Kocioł Gaz ziemny 105 35 MJ/m3 2,50 zł/m3 68 kondensacyjny Gaz ziemny Kocioł 85 35 MJ/m3 2,50 zł/m3 84 Kocioł starego Gaz ziemny 70 35 MJ/m3 2,50 zł/m3 102 typu Energia Wymiennik 3,6 98 0,15 zł/kWh 43 geotermalna ciepła MJ/kWh Pelet Kocioł 88 18 MJ/kg 0,90 zł/kg 57 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 80 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Drewno Kocioł 80 14 MJ/kg 0,37 zł/kg 33 Drewno Piec 60 14 MJ/kg 0,37 zł/kg 44 Drewno – mokre Kocioł 60 8 MJ/kg 0,27 zł/kg 56 Kocioł Drewno 85 14 MJ/kg 0,37 zł/kg 31 zgazowujący Przy projektowaniu instalacji nie należy kierować się informacjami zawartymi w (Tabela 3.25), gdyż obliczenia mają charakter poglądowy. Przy projektowaniu instalacji CO i CWU należy brać pod uwagę dostępność surowca energetycznego (paliwa lub energii), jego aktualny koszt pozyskania i prognozę tego kosztu w przyszłości, sprawność przetwarzania energii, koszt instalacji i czas jej eksploatacji jak również wpływ na środowisko przyrodnicze. Proponowanym rozwiązaniem racjonalizującym koszty w sektorze ciepłowniczym jest dobór najkorzystniejszego rozwiązania w danych warunkach. W doborze rozwiązania należy kierować się nie tylko jednostkowym kosztem energii, ale także kosztami związanymi z inwestycjami niezbędnymi do zmiany wykorzystywanego paliwa, jak również z późniejszym kosztem obsługi, który będzie różny dla domku jednorodzinnego (koszt pracy własnej) czy szkoły (konieczność zatrudnienia dodatkowego pracownika). Proponowanym rozwiązaniem w celu ograniczenia kosztów dostaw energii elektrycznej do budynków użyteczności publicznej gminy Szaflary jest stworzenie grupy negocjacyjnej wraz z sąsiednimi gminami w celu wspólnego zakupu energii elektrycznej. Pozwala to na oszczędności do kilkudziesięciu procent. Prowadzenie negocjacji w grupie odbiorców pozwala na zamawianie większych ilości energii elektrycznej, co przekłada się na wzmocnienie pozycji negocjacyjnej skonsolidowanego podmiotu. Zasada TPA pozwala również odbiorcom indywidualnym na wybór najkorzystniejszej oferty dostarczania energii elektrycznej. Oszczędności przy wyborze innego dostawcy energii są znacznie mniejsze niż w przypadku wprowadzenia przetargów dla skonsolidowanych grup konsumenckich. Sprawność jest właściwością urządzeń zdefiniowaną między innymi dla możliwości porównywania właściwości energetycznych różnego typu urządzeń. Jako sprawność potocznie postrzega się iloraz energii otrzymanej po procesie energetycznym i energii doprowadzonej do tego procesu i wyraża się w procentach. Na sprawność całkowitą mogą składać się sprawności cząstkowe jak np. w układach kogeneracyjnych. Taka definicja dobrze się sprawdza w przypadku przemian energetycznych energii w postaci energii termicznej, elektrycznej i mechanicznej. W przypadku tych przemian nie jest możliwe uzyskanie większej ilości energii niż się wprowadza do danego procesu technologicznego, a więc nie ma możliwości przekroczenia sprawności powyżej 100%. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 81 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Sprawnością możemy zdefiniować również ciąg procesów jak np. sprawność systemu ciepłowniczego uwzględniającą zarówno sprawność przemian energetycznych w kotłowni, jak również sprawność przesyłania tego ciepła do odbiorców końcowych. W przypadku dużych jednostek energetycznych jak np. dla układów gazowo-parowych jako całkowitą energię paliwa określa się sumę energii chemicznej paliwa, jego entalpię fizyczną i energię kinetyczną [14]. Definicja sprawności kotłów energetycznych, konstrukcyjne przystosowanych do spalania paliw, opiera się na wartości opałowej tych paliw, która nie reprezentuje całkowitej energii chemicznej zawartej w paliwie. Paliwa posiadają dwa charakterystyczne parametry określające ich energię: Ciepło spalania - GCV (ang. Gross Calorific Value) - ilość ciepła, jaką otrzymuje się przy spalaniu całkowitym i zupełnym jednostki ilości paliwa w stałej objętości, przy czym produkty spalania oziębione są do temperatury początkowej, a para wodna zawarta w spalinach skrapla się zupełnie. Wartość opałowa - NCV (ang. Net Calorific Value) - ilość ciepła, jaką otrzymuje się przy spalaniu całkowitym i zupełnym jednostki ilości paliwa w stałej objętości, przy czym produkty spalania oziębiają się do temperatury początkowej, a para wodna nie zostaje skroplona. Wartość opałowa jest mniejsza od ciepła spalania o wielkość ciepła skraplania pary wodnej zawartej w spalinach [15]. Definicja sprawności kotłów powstała gdy urządzenia energetyczne nie były w stanie odbierać energii spalin w postaci pary wodnej dzięki procesowi jej kondensacji, przez co jako energię paliwa wprowadzaną do kotła uznano wartość opałową wprowadzanego paliwa. Obecnie dzięki rozwojowi technologicznemu jesteśmy w stanie zamienić więcej energii paliwa na energię cieplną niż jego wartość opałową. Dla gazu ziemnego o cieple spalania na poziomie 39 MJ/m3 i wartości opałowej na poziomie 35 MJ/m3 orientacyjną granicą sprawności, której przy obecnym stanie technicznym i obecnej definicji sprawności nie jesteśmy w stanie przekroczyć jest 110%. 3.5. Ocena stanu aktualnego systemów energetycznych 3.5.1. System elektroenergetyczny Zakres otrzymanych (dostępnych) informacji na temat systemu elektroenergetycznego gminy Szaflary nie pozwala na wnikliwą ocenę stanu obecnego przedmiotowego systemu uwzgledniającą wykorzystanie mocy transformatorowej. Z informacji telefonicznej uzyskanej z TAURON Dystrybucja S.A. wynika że stan sieci elektroenergetycznej w gminie Szaflary ocenia się jako dobry. Dobór mocy transformatorów Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 82 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary odbywa się z dnia na dzień w wyniku realnych zagrożeń bezpieczeństwa sieci i nie prowadzi się statystyk obciążenia transformatorów. W gminie Szaflary dla zapewnienia oszczędności energii w wyniku modernizacji punktów oświetleniowych zaleca się przeprowadzenie szczegółowej inwentaryzacji i audytu gminnego oświetlenia ulic i placów. Wynikiem przeprowadzonego audytu powinno być wskazanie punktów oświetleniowych, które należałoby wycofać z eksploatacji (np. oprawy rtęciowe) oraz wskazanie kierunków modernizacji pozwalających zmniejszyć zapotrzebowanie energetyczne gminnego systemu oświetleniowego. Oświetlenie gminy Szaflary w Rejonie Dystrybucji Zakopane zarządzane jest przez 2 podmioty. Jednym z nim jest TAURON Dystrybucja S.A. a drugim Urząd Gminy Szaflary. Zarządzanie oświetleniem gminnym przez zakład elektroenergetyczny prowadzi do konfliktu interesów pomiędzy zakładem a płatnikiem, którym jest Urząd Gminy. Zakład elektroenergetyczny zajmujący się dystrybucją energii elektrycznej dla maksymalizacji zysków dąży do maksymalizacji sprzedaży energii elektrycznej na swoim obszarze działalności (dochód z każdej dystrybuowanej jednostki energii elektrycznej), natomiast Urząd Gminy powinien dążyć do minimalizacji kosztów oświetlenia poprzez zwiększanie efektywności energetycznej systemu oświetleniowego (niższe zużycie energii elektrycznej przy zachowaniu obowiązujących norm w zakresie oświetlenia). Zaleca się by Urząd Gminy Szaflary był zarządcą całości oświetlenia ulic i placów znajdujących się w swoim koszyku płatności. Urząd Gminy Szaflary podczas opracowywania Projektu założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, w piśmie z 27.04.2012 r. o znaku PPGK-7021- II-22-2011, zgłosił „uciążliwości dla mieszkańców gminy Szaflary spowodowanej lokalizacją stacji elektroenergetycznej na terenie gminy Szaflary, która obsługuje teren Powiatu Nowotarskiego i Powiatu Tatrzańskiego. Wyprowadzone z tej stacji linie energetyczne utrudniają zabudowę posesji znajdujących się na terenie gminy Szaflary”. Zaleca się aby przedsiębiorstwo energetyczne trudniące się dystrybucją energii elektrycznej na terenie gminy Szaflary, TAURON Dystrybucja S.A., nawiązało działania zmierzające do minimalizacji negatywnego odziaływania swoich instalacji elektroenergetycznych na możliwości zabudowy posesji znajdujących się na terenie gminy Szaflary. Przy uchwalaniu zmian w Miejscowym Planie Zagospodarowania Przestrzennego i Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego należy przewidzieć możliwość uzbrojenia terenu dla zabudowy mieszkaniowej. Wzdłuż nowych ciągów komunikacyjnych należy przewidzieć pas zieleni dla rozbudowy sieci elektroenergetycznej. 3.5.2. System ciepłowniczy Gmina Szaflary na swoim terenie posiada sieć ciepłowniczą, która w 2011 roku zasilała 144 odbiorów indywidualnych. Stan sieci ocenia się na dobry. Gospodarstwa domowe Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 83 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary stanowiły niespełna 29% wykorzystania energii tej sieci za 2011 rok. Sieć ciepłowniczą zarządza PEC Geotermia Podhalańska S.A. Firma prężnie się rozwija i jest w stanie przyłączyć większą ilość odbiorców indywidualnych. Na kolejne lata planuje znaczący wzrost mocy ciepłowni gwarantujący wzrost możliwej do sprzedaży energii cieplnej. Proponowanym kierunkiem rozwoju systemu ciepłowniczego w gminie Szaflary jest rozwój cieci ciepłowniczej wykorzystującej wody geotermalne. Dobrym źródłem mocy podczas szczytowego zapotrzebowania na ciepło jest instalacja pompy ciepła zasilanej gazem ziemnym. Rozwiązanie to ma w tych warunkach znaczącą przewagę nad takimi samymi rozwiązaniami w innych miejscach z racji braku konieczności dużych inwestycji w pozyskanie dolnego źródła ciepła, którym może być woda geotermalna wtłaczana do otworu chłonnego. Oszczędność energii i negatywnego wpływu na środowisko sektora ciepłowniczego można realizować za pomocą ograniczania zapotrzebowania energetycznego od strony popytu. Taki kierunek, wraz ze wzrostem sprawności wykorzystania energii paliw zapewnia miarodajne korzyści zarówno środowiskowe, jak i ekonomiczne. Zamiana paliwa droższego (zł/kWh) na tańsze, nie zawsze prowadzi do osiągnięcia żądanego efektu ekonomicznego w dłuższej perspektywie czasu. 3.5.3. System gazowniczy Obecnie obszar gminy Szaflary nie jest zasilany w gaz, mimo iż przez jej obszar przebiega gazociąg wysokiego ciśnienia. Rozwój tego systemu na terenie gminy jest nie możliwy ze względu na brak stacji redukcyjno-pomiarowej oraz sieci średniego ciśnienia. Sieć gazowa znacząco zdywersyfikowałaby strukturę zużycia paliw w gminie. Na obszarach wiejskich o niskiej gęstości energetycznej system gazowniczy jest bardziej efektywny niż system ciepłowniczy. Pojawienie się sieci gazowej w gminie pozwoliłoby na zamianę dotychczas wykorzystywanego węgla kamiennego na paliwo bardziej ekologiczne jakim jest gaz ziemny. Urząd Gminy Szaflary podczas opracowywania Projektu założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, w piśmie z 27.04.2012 r. o znaku PPGK-7021- II-22-2011, zgłosił utrudnienia dla mieszkańców gminy Szaflary spowodowane brakiem dostępności do gazu ziemnego do celów grzewczych pomimo licznych starań Gminy Szaflary. Na obszarze całej gminy Szaflary zaleca się przeprowadzenie procesu gazyfikacji poprzedzonego opracowaniem przez Karpacką Spółkę Gazownictwa sp. z o.o. w Tarnowie dokumentu pn. Koncepcja techniczno-programowa gazyfikacji gminy Szaflary. Dokument powinien określać zakres gazyfikacji obszaru gminy wraz z jego etapami, kierunki rozbudowy sieci dystrybucyjnej, szacowane zapotrzebowanie na paliwo gazowe, wymagane nakłady inwestycyjne, ocenę efektywności ekonomicznej realizacji inwestycji wraz ze wskazaniem finansowania. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 84 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary W przypadku gdy plany przedsiębiorstw energetycznych nie zapewniają realizacji Założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, wójt (burmistrz, prezydent miasta) opracowuje projekt planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, dla obszaru gminy lub jej części. Projekt planu opracowywany jest na podstawie uchwalonych przez radę tej gminy Założeń do planu zaopatrzenia i winien być z nimi zgodny. Projekt planu, powinien zawierać: propozycje w zakresie rozwoju i modernizacji poszczególnych systemów zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, wraz z uzasadnieniem ekonomicznym; propozycje w zakresie wykorzystania odnawialnych źródeł energii i wysokosprawnej kogeneracji; propozycje stosowania środków poprawy efektywności energetycznej w rozumieniu ustawy z dnia 15 kwietnia 2011 r. o efektywności energetycznej; harmonogram realizacji zadań; przewidywane koszty realizacji proponowanych przedsięwzięć oraz źródło ich finansowania. W celu realizacji Planu zaopatrzenia, gmina może zawierać umowy z przedsiębiorstwami energetycznymi. W przypadku gdy nie jest możliwa realizacja planu na podstawie umów, rada gminy – dla zapewnienia zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe – może wskazać w drodze uchwały tę część planu, z którą prowadzone na obszarze gminy działania muszą być zgodne [1]. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 85 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 4. PROGNOZA ZAPOTRZEBOWANIA ENERGETYCZNEGO GMINY Zapotrzebowanie energetyczne gminy Szaflary w największym stopniu zależy od liczby mieszkańców, w dużo mniejszym stopniu od przemysłu i rolnictwa. W gminie Szaflary przemysł i usługi są słabo rozwinięte, a gmina nie posiada informacji, które mogłyby wskazywać, że ten stan rzeczy może ulec znaczącej zmianie w dającym się przewidzieć czasie. Mocnym rozwojem na tle innych gmin województwa małopolskiego charakteryzuje się sektor turystyki. Z informacji zebranych podczas Narodowego Spisu Rolnego w 2002 roku (brak dostępu do bardziej aktualnych danych informacji) wynika, że 42% powierzchni gruntów ornych było odłogowane. Również z tych danych zebranych z GUS z 2002 roku wynika, że 25% gospodarstw rolnych jest nastawionych głównie na produkcję rynkową, 22% produkuje głównie na własne potrzeby, 21% produkuje wyłącznie na własne potrzeby, a 31% gospodarstw rolnych nie prowadzi żadnej działalności rolniczej. Do złego stanu gospodarki rolnej w gminie Szaflary przyczynia się głównie dość duże rozdrobnienie gospodarstw rolnych, ok. 66% gospodarstw rolnych jest o powierzchni od 1 do 5 ha. Wśród właścicieli gospodarstw rolnych panuje duże przywiązanie do swoich ziem i prognoza zapowiadająca konsolidację tych gospodarstw wydaje się bardzo odległa. Małe gospodarstwa rolne są mało konkurencyjne w stosunku do dużych, co wpływa na słabą opłacalność uprawy ziem i brak możliwości finansowych na zakup nowego sprzętu rolniczego, co jeszcze bardziej wpływa na słabą rentowność prowadzenia działalności rolniczej. Analiza liczebności mieszkańców przez ostatnie 10 lat pozwala nakreślić stabilną tendencję wzrostową na kolejne lata. W latach następnych nie przewiduje się wzmożonego napływu ludzi z najbliższych miast – Nowy Targ i Zakopane. W rozpatrywanym okresie można spodziewać się wzrostu udziału małych przedsiębiorstw trudniących się w podsektorze turystyki w sektorze usług i przemysłu. Sektor turystyki jest główną osią rozwoju przedstawioną w Strategii rozwoju gminy Szaflary. 4.1. Określenie wariantów prognozy oraz założeń W opracowaniu przyjęto trzy warianty prognozy energetycznej dla gminy Szaflary. Gmina posiada stabilny przyrost naturalny, zgodny z przyrostem naturalnym dla powiatu nowotarskiego prezentowanym przez Główny Urząd Statystyczny. Na podstawie danych statystycznych liczby mieszkańców dla lat poprzednich gminy Szaflary i prognoz GUS ustalono trzy warianty prognozy demograficznej. Prognozowane warianty demograficzne przedstawione zostały w (Tabela 4.1 i Rysunek 4.1). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 86 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 4.1. Prognoza liczby ludności gminy Szaflary Wyszczególnienie 2010 2015 2020 2025 2030 Prognoza progresywna 10 553 10 970 11 361 11 751 12 141 Prognoza zrównoważona 10 553 10 779 10 983 11 113 11 141 Prognoza recesyjna 10 553 10 448 10 343 10 238 10 133 Prognoza progresywna dla mieszkalnictwa odzwierciedla liniowy trend pochodzący z lat 1995 – 2010. Średnioroczny przyrost przypadający na rok wynosi około 80 osób (400 osób na okres 5-cio letni). Prognoza zrównoważona dla mieszkalnictwa zakłada wzrost liczby mieszkańców gminy zgodny z prognozą GUS powiatu nowotarskiego. Prognoza ta jest mniej dynamiczna niż dotychczas obserwowany trend, ale przy obecnych uwarunkowaniach wydaje się najbardziej prawdopodobna. Prognoza recesyjna dla ludności zakłada spadek coroczny liczby mieszkańców o 21 osób (105 osób na okres 5-cio letni). Prognoza ta jest najmniej prawdopodobna. Rysunek 4.1. Prognoza demograficzna gminy Szaflary Warianty przedstawione w opracowaniu opierają się na założeniach przyjętych w prognozie demograficznej jak również na prognozach prezentowanych przez dokument Polityka energetyczna Polski do 2030 roku i prognozy Głównego Urzędu Statystycznego. Wariant I – wariant progresywny Wariant progresywny zakłada największy wzrost zapotrzebowania na energię z wszystkich analizowanych. Jest wariantem mniej prawdopodobnym niż wariant przedstawiony w prognozie zrównoważonej, ale to właśnie na niego winna być Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 87 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary przygotowana gmina dla zapewnienia możliwie dogodnych warunków dla progresywnego rozwoju. Wariant ten zakłada napływ nowych mieszkańców do gminy – coroczny przyrost liczby mieszkańców równy 80 osób. Prognoza wzrostu wykorzystania energii będzie uwzględniać wzrost populacji, jak i wskaźniki wzrostowe z Polityki energetycznej Polski do 2030 roku. Wariant zakłada rozkwit sektora turystyki i agroturystyki dzięki osiągnięciu celów strategicznych zawartych w Strategii rozwoju gminy Szaflary – zakłada się wzrost zapotrzebowania na energię w sektorze rolnictwa w wysokości 3% rocznie potrzeb energetycznych rolnictwa z 2010 roku. Zakłada się również prężny rozwój sektora przemysłu i usług w wysokości 3% rocznie zapotrzebowania tego sektora z 2010 roku. W sektorze użyteczności publicznej zakłada się średnioroczny wzrost zapotrzebowania energetycznego na poziomie 0,5% zapotrzebowania wykazanego w 2010 roku. W tym wariancie nie zakłada się oszczędności energii wynikającej z przeprowadzenia procesów termomodernizacyjnych w żadnym z sektorów. Zakłada się zrównoważenie zaoszczędzonej energii w wyniku prowadzenia tych prac potrzebą dodatkowej energii wynikającej ze spadku sprawności wytwarzania energii cieplnej (wraz z czasem eksploatacji – instalacja/kocioł/górne źródło ciepła traci sprawność). Wariant II – wariant zrównoważony Wariant zrównoważony zakłada umiarkowany wzrost zapotrzebowania na energię i jest on najbardziej prawdopodobny z wszystkich rozpatrywanych wariantów. Wariant zrównoważony zakłada wzrost liczby ludności zgodny prognozą GUS dla powiatu nowotarskiego. Wariant ten zakłada ograniczenie potrzebnej energii do ogrzania mieszkań w sektorze gospodarstw domowych wynikający z przeprowadzenia procesów termomodernizacyjnych na średniorocznym poziomie 0,3% energii potrzebnej na cele CO w 2010 roku i wzrost zapotrzebowania energetycznego poprzez podwyższenie zamożności mieszkańców odzwierciedlający się w większym zapotrzebowaniu na energię (większa powierzchnia użytkowa mieszkań przypadająca na mieszkańca, większe zużycie CWU) wynoszącym średniorocznie 0,4% poziomu zapotrzebowania energetycznego mieszkalnictwa z 2010 roku. Zakłada się wzrost zapotrzebowania na energię w rolnictwie na poziomie 2% rocznie z zapotrzebowania występującego w 2010 roku, a w budynkach użyteczności publicznej 0,5%. W pozostałych sektorach zakłada się zmianę zgodną z Polityką energetyczną Polski do 2030 roku. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 88 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Wariant III – wariant recesyjny Wariant recesyjny zakłada spadek zapotrzebowania energetycznego gminy Szaflary. W tym wariancie zakłada się, że liczba ludności będzie spadać rokrocznie o 21 osób. Zakłada się również stagnację we wzroście zamożności obrazowaną jednostkową ilością pożytkowanej energii. W tym wariancie zakłada się recesje w potrzebach energetycznych przemysłu i usług wynoszącą średniorocznie 1% potrzeb energetycznych z 2010 roku. Zakłada się również stagnację w sektorze użyteczności publicznej jak również spadki zapotrzebowania energii dla rolnictwa prezentowane przez Politykę energetyczną Polski do 2030 roku. W wariancie III nie przewiduje się znaczących oszczędności z tytułu przeprowadzonych termomodernizacji, a te które zostaną przeprowadzone będą równoważone spadkiem sprawności funkcjonujących instalacji. 4.2. Prognoza energetyczna 4.2.1. Prognoza zapotrzebowania na ciepło do roku 2030 Do 2030 roku nie przewiduje się znaczącego wzrostu zapotrzebowania na ciepło i energie elektryczną. Wzrosty będą zależeć w dużej mierze od poprawy warunków życia mieszkańców, jak również od wzrostu zapotrzebowania na energię w sektorach przemysłu, usług i rolnictwa. Prognozy zapotrzebowania na moc cieplną mają charakter poglądowy i zależne są jedynie od zakładanego poziomu zapotrzebowania energetycznego. Wariant I Przyjęte w tym wariancie współczynniki uwzględniają wzrost zapotrzebowania energetycznego przewidzianego w Polityce energetycznej Polski do 2030 roku w sektorze mieszkalnictwa, jak również wzrost zapotrzebowania energetycznego związanego ze wzrostem populacji i rozwojem gospodarczym gminy Szaflary. Prognozę zapotrzebowania energetycznego gminy przedstawia (Tabela 4.2). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 89 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 4.2. Wariant I prognozy zapotrzebowania na energię i moc cieplną brutto Wyszczególnianie 2010 2015 2020 2025 2030 MWh/rok 84 780 88 594 93 193 98 876 103 184 Gospodarstwa domowe MW 33,91 35,44 37,28 39,55 41,27 MWh/rok 10 000 11 500 13 000 14 500 16 000 Przemysł, usługi MW 4,00 4,60 5,20 5,80 6,40 MWh/rok 5 100 5 865 6 630 7 395 8 160 Gospodarstwa rolne MW 2,04 2,35 2,65 2,96 3,26 MWh/rok 2 900 2 973 3 045 3 118 3 190 Użyteczność publiczna MW 1,16 1,19 1,22 1,25 1,28 MWh/rok 102 780 108 931 115 868 123 889 130 534 Łącznie MW 41,11 43,57 46,35 49,56 52,21 Struktura zapotrzebowania na energię w latach 2010 – 2030 ulegnie nieznacznej zmianie, co przedstawia (Rysunek 4.2). W udziale oprócz gospodarstw domowych traci również sektor użyteczności publicznej, zyskuje natomiast sektor przemysłu, usług i rolnictwa. Rysunek 4.2. Wariant I zmiany struktury zapotrzebowania na energię w latach 2010 – 2030 Wariant progresywny prognozy zapotrzebowania na energię do 2030 roku przedstawiony na (Rysunek 4.3) powstał na podstawie prognoz przedstawionych w (Tabela 4.2) i przedstawia wzrost zapotrzebowania na energię w każdym sektorze. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 90 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 4.3. Wariant progresywny prognozy zapotrzebowania na energię do 2030 roku W przedstawionej prognozie największy wzrost zapotrzebowania na energię notuje sektor gospodarstw domowych, a najwyższy wzrost procentowy odnotowuje sektor rolnictwa, przemysłu i usług. Wariant II Przyjęte w tym wariancie współczynniki uwzględniają wzrost zapotrzebowania energetycznego założonego w wariancie zrównoważonym. Wynikiem prognozy jest wzrost zapotrzebowania energetycznego we wszystkich sektorach. Największym procentowo wzrostem charakteryzuje się sektor przemysłu (blisko 50%), a jednostkowym gospodarstwa domowe. Prognozę zapotrzebowania energetycznego gminy Szaflary przedstawia (Tabela 4.3). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 91 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 4.3. Wariant II prognozy zapotrzebowania na energię i moc cieplną brutto Wyszczególnianie 2010 2015 2020 2025 2030 MWh/rok 84 780 87 236 89 528 91 229 92 099 Gospodarstwa domowe MW 33,91 34,89 35,81 36,49 36,84 MWh/rok 10 000 10 766 11 976 13 589 14 839 Przemysł, usługi MW 4,00 4,31 4,79 5,44 5,94 MWh/rok 5 100 5 610 6 120 6 630 7 140 Gospodarstwa rolne MW 2,04 2,24 2,45 2,65 2,86 MWh/rok 2 900 2 973 3 045 3 118 3 190 Użyteczność publiczna MW 1,16 1,19 1,22 1,25 1,28 MWh/rok 102 780 106 585 110 669 114 565 117 268 Łącznie MW 41,11 42,63 44,27 45,83 46,91 Struktura zapotrzebowania na energię w latach 2010 – 2030 ulegnie zmianie, co przedstawia (Rysunek 4.4). W udziale traci przede wszystkim sektor gospodarstw domowych, a zyskuje sektor przemysłu, usług i rolnictwa. Rysunek 4.4. Wariant II zmiany struktury zapotrzebowania na energię w latach 2010 – 2030 Wariant zrównoważony prognozy zapotrzebowania na energię do 2030 roku przedstawiony na (Rysunek 4.5) powstał na podstawie prognoz przedstawionych w (Tabela 4.3) i przedstawia wzrost zapotrzebowania na energię w każdym sektorze. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 92 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 4.5. Wariant zrównoważony prognozy zapotrzebowania na energię do 2030 roku W przedstawionej prognozie największy wzrost zapotrzebowania na energię notuje sektor gospodarstw domowych, a najwyższy wzrost procentowy odnotowuje sektor przemysłu i usług. Wariant III Przyjęte w tym wariancie współczynniki uwzględniają spadki zapotrzebowania na energię w każdym sektorze poza sektorem użyteczności publicznej, który zachowa status quo. Wynikiem prognozy jest spadek zapotrzebowania energetycznego gminy Szaflary. Największym spadkiem jednostkowym charakteryzuje się sektor gospodarstw domowych, a największym procentowym spadkiem odznacza się sektor przemysłu. Prognozę zapotrzebowania energetycznego gminy Szaflary przedstawia (Tabela 4.4). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 93 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 4.4. Wariant III prognozy zapotrzebowania na energię i moc cieplną brutto Wyszczególnianie 2010 2015 2020 2025 2030 MWh/rok 84 780 83 936 83 093 82 249 81 406 Gospodarstwa domowe MW 33,91 33,57 33,24 32,90 32,56 MWh/rok 10 000 9 500 9 000 8 500 8 000 Przemysł, usługi MW 4,00 3,80 3,60 3,40 3,20 MWh/rok 5 100 4 900 5 000 4 500 4 200 Gospodarstwa rolne MW 2,04 1,96 2,00 1,80 1,68 MWh/rok 2 900 2 900 2 900 2 900 2 900 Użyteczność publiczna MW 1,16 1,16 1,16 1,16 1,16 MWh/rok 102 780 101 236 99 993 98 149 96 506 Łącznie MW 41,11 40,49 40,00 39,26 38,60 Struktura zapotrzebowania na energię w latach 2010 – 2030 ulegnie zmianie, co przedstawia (Rysunek 4.6). W udziale traci sektor przemysłu, usług i rolnictwa, a zyskuje sektor gospodarstw domowych i użyteczności publicznej. Rysunek 4.6. Wariant III zmiany struktury zapotrzebowania na energię w latach 2010 – 2030 Wariant recesyjny prognozy zapotrzebowania na energię do 2030 roku przedstawiony na (Rysunek 4.7) powstał na podstawie prognoz przedstawionych w (Tabela 4.4) i przedstawia spadki zapotrzebowania na energię w każdym sektorze wyłączając sektor użyteczności publicznej. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 94 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 4.7. Wariant recesyjny prognozy zapotrzebowania na energię do 2030 roku W przedstawionej prognozie największy spadek zapotrzebowania na energię notuje sektor gospodarstw domowych, a najwyższy spadek procentowy odnotowuje sektor przemysłu i usług. 4.2.2. Prognoza zapotrzebowania na energię elektryczną do roku 2030 Uzyskane informacje od operatora energetycznego TAURON Dystrybucja nie pozwalają na faktyczny bilans energii elektrycznej w poszczególnych sektorach. Polityka energetyczna Polski do 2030 roku wskazuje prognozy zużycia energii elektrycznej i to na nich opiera się poniższa prognoza. Na (Rysunek 4.8) zamieszczono prognozę zapotrzebowania na energię elektryczną w stosunku do 2010 roku. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 95 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 4.8. Zapotrzebowanie netto na energie elektryczną Wzrost standardu życia mieszkańców gminy Szaflary i postęp technologiczny będzie niósł ze sobą zwiększone zużycie energii elektrycznej. Nowe, czyste technologie niosą ze sobą często znaczący wzrost zużycia energii elektrycznej (pompy ciepła). Dzięki postępowi technologicznemu dobra luksusowe stają się coraz tańsze i dostępniejsze dla coraz szerszego grona konsumentów napędzając zużycie energii elektrycznej. Prognozy przedstawione w tej części opracowania podobnie jak prognozy związane z zapotrzebowaniem na energię cieplną opierają się na założeniach Polityki energetycznej Polski do 2030 roku. Prognoza I zapotrzebowania na energię elektryczną opiera się na założeniu wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną równą wzrostowi netto zakładanemu w Polityce energetycznej Polski do 2030 roku. Prognoza II zapotrzebowania na energię elektryczną opiera się na założeniu ograniczenia o połowę wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną prognozy I. Wariant ten wydaje się być najbardziej prawdopodobnym w świetle zbliżającego się kryzysu ekonomicznego w strefie Euro, jak również prognoz wzrostu kosztów energii. Prognoza III zapotrzebowania na energię elektryczną opiera się na założeniu ograniczenia o 75% wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną prognozy I. Wariant ten wydaje się najmniej prawdopodobny. Zakładając szacowane zużycie energii elektrycznej metodą wskaźnikową na poziomie 7 723 MWh/a dla 2010 roku, szacunkową prognozę zapotrzebowania na energię elektryczną przedstawia (Rysunek 4.9). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 96 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 4.9. Prognoza zapotrzebowania na energię elektryczną 4.2.3. Prognoza zapotrzebowania na gaz ziemny Na terenie gminy Szaflary obecnie nie wykorzystuje się gazu ziemnego. Karpacka Spółka Gazownicza nie posiada w swoich planach przyłączania do sieci gospodarstw domowych. Wydano jednak techniczne warunki przyłączenia do sieci wysokiego ciśnienia dla firmy Geotermia Podhalańska, która zużywać ma 1 100 m3/h i 2 000 000 m3/a gazu ziemnego. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 97 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 5. MOŻLIWOŚCI WYTWARZANIA ENERGII W GMINIE Z UWZGLĘDNIENIEM ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII 5.1. Możliwości wykorzystania odnawialnych zasobów paliw energii Odnawialne źródła energii (OZE) stanowią coraz atrakcyjniejszą alternatywę dla energetyki konwencjonalnej, która bazując na spalaniu paliw kopalnych jest przyczyną emisji szkodliwych gazów (w tym cieplarnianych) i pyłów. W prawodawstwie polskim odnawialne źródło energii to „źródło wykorzystujące w procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania słonecznego, geotermalną, fal, prądów i pływów morskich, spadku rzek oraz energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu wysypiskowego, a także biogazu powstałego w procesach odprowadzania lub oczyszczania ścieków albo rozkładu składowanych szczątek roślinnych i zwierzęcych” [1]. OZE nie mają jednolitej definicji i są różnie określane. Międzynarodowa Agencja Energetyczna (ang. International Energy Agency – IEA) powołała Roboczą Grupę ds. Odnawialnych Nośników Energii (ang. The Renewable Energy Working Party – REWP), która przyjęła definicję: „Odnawialna energia jest tą ilością energii, jaką pozyskuje się w naturalnych procesach przyrodniczych stale odnawialnych. Występując w różnej postaci, jest generowana bezpośrednio lub pośrednio przez energię słoneczną lub z ciepła pochodzącego z jądra Ziemi. Zakres tej definicji obejmuje energię generowaną przez promieniowanie słoneczne, wiatr, z biomasy, geotermalną, cieków wodnych i zasobów oceanicznych oraz biopaliwo i wodór pozyskany z wykorzystaniem wspomnianych odnawialnych źródeł energii” [16]. Do odnawialnych źródeł energii można zaliczyć takie nośniki i źródła energii jak [16]: odnawialne nośniki energii i odpady palne, co obejmuje: stałą biomasę, produkty pochodzenia zwierzęcego, gazy i paliwa ciekłe otrzymywane z biomasy, odpady komunalne palne pochodzące z wykorzystania ich składników biodegradowalnych, energię cieków wodnych, energię geotermalną, energię promieniowania słonecznego, energię wiatrową, energię ruchu fal morskich i przypływów. Kolejna cytowana definicja energii odnawialnej pochodzi z dyrektywy 2001/77/EC Parlamentu Europejskiego w sprawie promocji elektryczności produkowanej ze źródeł odnawialnych: OZE „to źródła odnawialne inne niż paliwa kopalne: energia wiatru, promieniowania słonecznego, geotermalna, fal i pływów morskich, z elektrowni wodnych, z biomasy oraz gazu z wysypisk śmieci i z oczyszczalni ścieków. Biomasa oznacza biodegradowalną część produktów i odpadów oraz pozostałości z rolnictwa (włączając w to Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 98 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary substancje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego), leśnictwa i pokrewnych przemysłów jak też biodegradowalną część odpadów komunalnych i przemysłowych” [16]. W (Tabela 5.1) zawarto podział odnawialnych źródeł energii, techniczne procesy przemiany energii oraz formę jej uzyskania. Tabela 5.1. Podział źródeł energii odnawialnej Naturalne procesy Techniczne procesy Forma uzyskanej Pierwotne źródła energii przemiany energii przemiany energii energii parowanie, Woda topnienie lodu i elektrownie wodne energia elektryczna śniegu, opady elektrownie energia cieplna ruch atmosfery Wiatr wiatrowe i elektryczna energia fal elektrownie falowe energia elektryczna elektrownie prądy oceaniczne wykorzystujące energia elektryczna prądy oceaniczne elektrownie nagrzewanie wykorzystujące energia elektryczna Słońce Promieniowanie powierzchni ziemi ciepło oceanów słoneczne i atmosfery pompy ciepła energia cieplna fotoogniwa promieniowanie i elektrownie energia elektryczna słoneczne słoneczne fotoliza paliwa ogrzewanie i energia cieplna elektrownie cieplne i elektryczna Biomasa produkcja biomasy urządzenia paliwa przetwarzające ogrzewanie Rozpad energia cieplna źródła geotermalne i elektrownie izotopów i elektryczna Ziemia geotermalne elektrownie Grawitacja pływy wód energia elektryczna pływowe Księżyc Źródło: [17] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 12 września 2008 r. w sprawie sposobu monitorowania wielkości emisji substancji objętych wspólnotowym systemem handlu uprawnieniami do emisji (Dz.U. 2008 nr 183 poz. 1142) wprowadza definicję, w myśl której „ilekroć w rozporządzeniu jest mowa o biomasie … – rozumie się przez to niekopalny materiał Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 99 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary organiczny ulegający biodegradacji, pochodzący z roślin, zwierząt i mikroorganizmów, a także produkty, produkty uboczne, pozostałości i odpady z działalności w rolnictwie, leśnictwie i z pokrewnych kategorii działalności przemysłowej, niekopalne i ulegające biodegradacji frakcje organiczne odpadów przemysłowych i komunalnych, w tym gazy i płyny odzyskiwane w procesie rozkładu niekopalnego i ulegającego biodegradacji materiału 3 organicznego … wskaźnik emisji biomasy wynosi zero [Mg CO2/TJ lub Mg lub m ]” [18]. OZE mają charakter zdecentralizowany, a największy ich potencjał znajduje się w najsłabiej rozwiniętych częściach kraju. Zielona energia jest ogólnodostępna i sprzyja rozwojowi gospodarczemu zarówno na poziomie lokalnym, regionalnym jak i krajowym. Korzystanie z nowoczesnych systemów energetycznych przyczynia się do obniżenia emisji gazów cieplarnianych (głównie CO2, CH4). Do lokalnych korzyści ekologicznych można zaliczyć: obniżenie emisji zanieczyszczeń gazowych (również toksycznych) i pyłowych do atmosfery, takich jak tlenki siarki (SOx), azotu (NOx) i węgla (CO), które są wynikiem spalania kopalin, jak i zagospodarowanie niewygodnej do utylizacji masy roślinnej, która często jest deponowana na składowiskach emitując do atmosfery szkodliwy biogaz (CH4, CO2), lub spalana poza instalacjami odzyskującymi energię chemiczną, z powodu braku innych możliwości zagospodarowania. OZE przyczyniają się do tworzenia nowych miejsc pracy, szacuje się, że 1 GWh wyprodukowanej energii w konwencjonalnych źródłach energii tworzy 0,01 – 0,1 etatu, a ta sama ilość wyprodukowanej zielonej energii to 0,4 – 0,9 etatu [17]. Wykorzystanie OZE jako proekologiczny sposób pozyskiwania energii zostało uprzywilejowane przez polskie Prawo energetyczne poprzez stworzony system świadectw pochodzenia. System polega na przyznawaniu zbywalnych świadectw pochodzenia energii jednostkom wytwórczym zielonej lub czerwonej energii. Do tej pory przysługiwało jedno prawo majątkowe za każdą wyprodukowaną jednostkę energii [kWh], w przyszłości planuje się zróżnicowanie ilości przyznawanych praw majątkowych w zależności od rodzaju źródła energii – im mniej opłacalna produkcja energii z danego źródła w danych warunkach techniczno-ekonomicznych tym większa pomoc finansowa. Taki sposób wsparcia sprzyja zrównoważonemu rozwojowi i wzrostowi dywersyfikacji źródeł energii. Uzyskane świadectwa pochodzenia można w Polsce sprzedawać na Towarowej Giełdzie Energii – TGE. Prawo energetyczne nakłada obowiązek na przedsiębiorstwa energetyczne odbioru energii ze wszystkich źródeł odnawialnych przyłączonych do ich sieci, w ilości jaka jest w nich produkowana, lecz nieprzekraczającej całkowitej sprzedaży przedsiębiorstwa energetycznego. Cena zakupu energii z OZE jest ustalona przez prezesa URE [19]. Każde przedsiębiorstwo energetyczne zajmujące się wytwarzaniem lub obrotem i sprzedażą energii elektrycznej odbiorcom końcowym przyłączonym do sieci Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 100 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary elektroenergetycznej na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej, zobowiązane jest do zakupu świadectw pochodzenia energii z OZE i przedstawienia ich do umorzenia prezesowi URE, lub uiszczenie opłaty zastępczej na konto Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Ilość świadectw pochodzenia koniecznych do umorzenia przez przedsiębiorstwa energetyczne określa Minister Gospodarki w poszczególnych rozporządzeniach [19]. Producenci energii odnawialnej za sprzedaż energii do sieci mają zagwarantowaną średnioroczną cenę w wysokości ceny sprzedaży energii na rynku konkurencyjnym za rok poprzedzający sprzedaż i w 2010 ta cena wyniosła 195,32 [zł/MWh] [20]. Średnioważona cena świadectw pochodzenia dla energii odnawialnej i kogeneracji na RPM w styczniu 2011 r. wyniosła [21]: kontrakt PMOZE – 277,25 [zł/MWh], kontrakt PMOZE_A – 256,11 [zł/MWh], kontrakt PMGM – 126,36 [zł/MWh], kontrakt PMEC – 23,28 [zł/MWh]. Poszczególne kontrakty oznaczają: PMOZE – prawa majątkowe do świadectw pochodzenia dla energii elektrycznej wyprodukowanej w OZE, której określony w świadectwie pochodzenia okres produkcji rozpoczął się przed 1 marca 2009 roku, PMOZE_A – prawa majątkowe do świadectw pochodzenia dla energii elektrycznej wyprodukowanej w OZE, której określony w świadectwie pochodzenia okres produkcji rozpoczął się od 1 marca 2009 roku, PMGM – prawa majątkowe do świadectw pochodzenia dla energii elektrycznej wyprodukowanej w kogeneracji opalanej paliwami gazowymi lub o łącznej zainstalowanej mocy elektrycznej do 1 MW, PMMET – prawa majątkowe do świadectw pochodzenia dla energii elektrycznej wyprodukowanej w kogeneracji opalanej metanem uwalnianym i ujmowanym przy dołowych robotach górniczych w czynnych, likwidowanych lub zlikwidowanych kopalniach węgla kamiennego lub gazem uzyskiwanym z przetwarzania biomasy, PMEC – prawa majątkowe do świadectw pochodzenia dla energii elektrycznej wyprodukowanej w pozostałych jednostkach kogeneracyjnych [19]. Urząd Marszałkowski Województwa Małopolskiego dla promocji odnawialnych źródeł energii regularnie wydaje opracowanie pn. Odnawialne i alternatywne źródła energii w Małopolsce – zbiór dobrych praktyk. W październiku 2010 roku została wydana już piąta edycja tego dokumentu. Dokument ma na celu przedstawienie realizacji małopolskich projektów mających na celu pozyskiwanie energii z odnawialnych i alternatywnych źródeł Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 101 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary energii. Dzięki tej publikacji każdy zainteresowany może poznać technologie sprawdzone w danych warunkach i wybrać najbardziej odpowiednią dla siebie. Piąta część publikacji [22] przedstawia między innymi: instalacje solarne w schroniskach PTTK, sposób wykorzystania gazu wysypiskowego ze składowiska odpadów komunalnych Barycz w Krakowie, wykorzystanie energii słonecznej przez Komendę Powiatową PSP w Suchej Beskidzkiej, elektrociepłownie biogazową na składowisku w Nowym Sączu, wykorzystanie biomasy w Elektrociepłowni Kraków, zasilanie świateł ostrzegawczych na przejściach dla pieszych w Krakowie wykorzystujące fotowoltaikę, odzysk energii z biogazu pochodzącego z oczyszczalni ścieków Kujawy w Krakowie, wykorzystanie energii geotermalnej przez piekarnię w Zakopanem, wykorzystanie biomasy do wytwarzania nowoczesnych biopaliw na Uniwersytecie Rolniczym w Krakowie, wykorzystanie energii potencjalnej wody w małej elektrowni wodnej w Dolinie Pięciu Stawów Polskich w Tatrach, hybrydowy system ogrzewania ciepłej wody użytkowej za pomocą energii słonecznej i energii zawartej w biomasie dla DPS w Sieradzy, kolektory słoneczne na budynkach mieszkalnych. Omawiany dokument przybliża też nowe rozwiązania mogące w przyszłości mieć znaczący wpływ na rozwój i większe wykorzystanie odnawialnych i alternatywnych źródeł energii takich jak zasilanie solarne w przedmiotach powszechnego użytku (np. telefon komórkowy), ograniczanie zapotrzebowania na energie przez wprowadzanie inteligentnych sieci energetycznych (ang. Smart Grids), czy wykorzystanie elektrycznych pojazdów do komunikacji. W Polsce wykorzystanie energii odnawialnej w ostatnich latach bardzo zyskuje na znaczeniu. Potrzebę wzrostu wykorzystania odnawialnych zasobów uwzględniają niemal wszystkie państwowe dokumenty strategiczne poruszające tematykę energetyczną jak np. Polityka energetyczna Polski do 2030 roku. Wynikiem dynamicznego rozwoju rynku odnawialnych źródeł energii jest zwiększanie jej udziału w ogólnym bilansie energii kraju, co przedstawia (Tabela 5.2). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 102 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 5.2. Bilans nośników energii odnawialnej w latach 2007 – 2010 [TJ] Wyszczególnienie 2007 2008 2009 2010 Biomasa stała 184 917 198 401 217 302 245 543 Biopaliwa ciekłe 4 614 12 402 17 847 19 123 Energia wody 8 468 7 748 8 550 10 512 Biogaz 2 708 4 025 4 104 4 797 Energia wiatru 1 878 3 012 3 878 5 992 Pompy ciepła 68 605 758 888 Energia geotermalna 439 531 600 563 Energia promieniowania słonecznego 15 54 83 100 Odpady komunalne 35 9 29 123 Suma 203 142 226 787 253 151 287 641 Źródło: opracowanie własne na podstawie [23] W 2010 roku ponad 85% energii odnawialnej wykorzystywanej w Polsce stanowiła energia pochodząca z biomasy stałej, co przedstawia (Tabela 5.1). Wykorzystanie energii odnawialnej wzrasta z roku na rok. Wzrost ten wyniósł 12% w latach 2007 – 2008 i 2008 – 2009 i 14% w latach 2009 – 2010. Największy wzrost udziału odnotowany został dla wykorzystania pomp ciepła w latach 2007 – 2008 równy 790%, bardzo wysokie wzrosty w tym okresie zanotowały również biopaliwa ciekłe i energia promieniowania słonecznego stanowiąc wzrost odpowiednio o 169% i 260%. Źródło: opracowanie własne na podstawie [23] Rysunek 5.1. Procentowy bilans nośników energii w 2010 roku Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 103 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Istotnym zmianom poddał się również rynek produkcji odnawialnych źródeł energii. Zmiany na przestrzeni ostatnich lat przedstawia (Tabela 5.3). Tabela 5.3. Produkcja energii elektrycznej z odnawialnych nośników energii w latach 2001 – 2010 [GWh] Rok Woda Wiatr Biomasa stała Biogaz Suma 2001 2 325,0 14,0 402,0 42,0 2 783,0 2002 2 279,0 61,0 379,0 48,0 2 767,0 2003 1 671,0 124,0 399,0 56,0 2 250,0 2004 2 081,7 142,3 768,2 82,2 3 074,4 2005 2 201,1 135,5 1 399,5 111,3 3 847,4 2006 2 042,3 256,1 1 832,7 160,1 4 291,2 2007 2 352,1 521,6 2 360,4 195,2 5 429,3 2008 2 152,2 836,8 3 365.4 251,6 6 440,4 2009 2 375,1 1 077,3 4 904,1 319,2 8 678,9 2010 2 919,9 1 664,3 5 905,2 398,4 10 887,8 Źródło: opracowanie własne na podstawie [23] Produkcja energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii notowana w latach 2001 – 2010 została przedstawiona na (Rysunek 5.2). Na wykresie obserwujemy stagnację w wykorzystaniu energii zawartej w wodzie i wzrosty wolumenów energii elektrycznej powstałej z biogazu, wiatru i biomasy. Największy wzrost wolumenu wytwarzanej odnawialnej energii notuje sektor energii wiatru od 2006 roku, a biomasy od 2003 roku. Rysunek 5.2. Produkcja energii elektrycznej z biomasy Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 104 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Obserwowane na (Rysunek 5.2) wzrosty wolumenów poszczególnych kierunków rozwoju odnawialnych źródeł energii tworzą strukturę produkcji o niskiej dywersyfikacji. Wysoki wzrost udziału energii elektrycznej z biomasy w stosunku do innych technologii może być wynikiem uprzywilejowania dużych, biomasowych (również współspalających) jednostek produkcyjnych kosztem energetyki rozproszonej lub większej zdolności do (aspekty techniczno-ekonomiczne) realizacji tego typu przedsięwzięć. Energia uzyskiwana z wody niemal w całości jest jeszcze spadkiem po poprzednim ustroju gospodarczo-politycznym. Struktura produkcji energii elektrycznej w latach 2001 – 2010 z energii wody przedstawia się nierównomiernie i w większości pochodzi z dużych elektrowni wodnych. 5.1.1. Energia słoneczna Energia słoneczna to promieniowanie elektromagnetyczne wyemitowane przez Słońce docierające do powierzchni Ziemi. Wartość promieniowania słonecznego waha się w szerokich granicach i zależy od pory roku, warunków atmosferycznych, szerokości geograficznej, pory dnia, stanu zanieczyszczenia środowiska i wielu innych czynników. Mocne zanieczyszczenie środowiska może prowadzić do powstania smogu i niemal w pełni zatrzymać promieniowanie w atmosferze. Promieniowanie docierające do powierzchni ziemi może występować w postaci 3 odmian: promieniowania bezpośredniego (bezchmurne dni), promieniowania rozproszonego (rozproszenie przez chmury) lub promieniowania odbitego. Średnią wartość natężenia promieniowania docierającego na orbitę ziemską nazywamy stałą słoneczną i ma wartość równą [14]: Promieniowanie na powierzchni Ziemi przybiera mniejszą wartość. Dzieje się tak z powodu odbić, absorpcji i rozproszenia promieniowania w atmosferze. Składniki gazowe atmosfery takie jak: O3, H2O, O2, CO2 posiadają zdolność do pochłaniania promieniowania w zakresie charakterystycznych dla siebie długości fal. Skutkiem jest zmiana nie tylko ilości docierającej energii promieniowania, ale również jej charakterystyki widmowej. Wielkość osłabienia natężenia promieniowania zależy również od odległości jaką musi przebyć promieniowanie w atmosferze przed dotarciem do powierzchni Ziemi. Im bardziej kąt padania odbiega od 90° w stosunku do stycznej do powierzchni Ziemi, tym większą drogę pokonać musi promieniowanie. W celu oceny ilościowej tego efektu wprowadzono pojęcie liczby masy powietrza AM. Jako definicję AM przyjmuje się stosunek masy atmosfery, przez którą przechodzi promieniowanie, do masy atmosfery, przez którą przeszłoby promieniowanie gdyby słońce było w zenicie i oblicza się ze wzoru: Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 105 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary [ ] ( ) gdzie: – kąt pomiędzy prostopadłą do stycznej do powierzchni Ziemi, – stosunek ciśnień. Średnia dzienna suma promieniowania globalnego waha się od 0,47 kWh/m2 w grudniu do 5,4 kWh/m2 w czerwcu. Roczna suma promieniowania wynosi 974,1 kWh/m2. W Polsce waha się pomiędzy 930 – 1070 (1150) kWh/m2. Najwyższe natężenie promieniowania słonecznego bezpośredniego w Polsce stwierdzono na Kasprowym Wierchu – ok. 1200 W/m2, natomiast nad morzem maksymalna jego wartość wynosiła 1050 W/m2. Dla przeważającej części kraju, w tym dla gminy Szaflary, wartości te rzadko przekraczają 1000 W/m2 (najczęściej notowane wartości promieniowania bezpośredniego wynoszą 600 – 800 W/m2) [24]. Średnie promieniowanie dla Polski można przyjąć na poziomie 3 600 MJ/m2 w ciągu roku. Promieniowanie rozproszone waha się od około 47% w miesiącach letnich, do około 70% w grudniu. Na (Rysunek 5.3) przedstawiono roczne nasłonecznienie, jakie przypadało na jednostkę powierzchni Polski. Na terenie gminy Szaflary wartość promieniowania słonecznego waha się pomiędzy 1022 – 966 [kWh/m2] i do obliczeń przyjęto wartość równą 1000 [kWh/m2]. Źródło: [25] Rysunek 5.3. Promieniowanie całkowite na terenie Polski w ciągu roku Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 106 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Na (Rysunek 5.4) wyszczególniono jedenaście regionów helioenergetycznych Polski. W (Tabela 5.4) te same regiony przedstawiono i uszeregowano pod względem przydatności dla potrzeb energetyki słonecznej [26]. Tabela 5.4. Regiony helioenergetyczne Polski Nr. Region I Nadmorski VII Podlasko-Lubelski VIII Śląsko-Mazowiecki IX Świętokrzysko-Sandomierski III Mazursko-Siedlecki V Wielkopolski II Pomorski XI Podgórski IV Suwalski VI Warszawski X Górnośląski Okręg Przemysłowy Źródło: http://www.ekologika.pl/cp/es/obiekty/rys210_1.gif Rysunek 5.4. Regiony helioenergetyczne Polski Na podstawie (Tabela 5.4) stwierdzono, iż rejon Podgórski jest ósmym regionem Polski pod względem atrakcyjności warunków helioenergetycznych. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 107 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Na podstawie rysunku (Rysunek 5.5) stwierdza się, że gmina Szaflary jest usłoneczniona na poziomie około 1 460 godzin w roku. Źródło: http://www.imgw.pl/klimat/# Rysunek 5.5. Usłonecznienie Polski Promieniowanie słoneczne docierające do powierzchni Ziemi można wykorzystać do produkcji energii elektrycznej (fotowoltaika) i energii cieplnej (kolektory słoneczne). Drugie ze wspomnianych rozwiązań jest znacznie bardziej uzasadnione techniczno-ekonomicznie w warunkach Polski i w gminie Szaflary. Kolektory słoneczne, przy odpowiednim dofinansowaniu z krajowych programów na rzecz ochrony środowiska bądź unijnych programów operacyjnych, mogą w gminie Szaflary stać się istotnym źródłem energii do celów podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU). W obecnych warunkach techniczno-ekonomicznych nie zaleca się w gminie Szaflary wykorzystywania systemów grzewczych opartych o kolektory słoneczne do ogrzewania budynków (zarówno gminnych jak i domów jednorodzinnych) z powodu wysokich kosztów Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 108 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary inwestycji i niskich korzyści energetycznych płynących z jej realizacji. System grzewczy wykorzystujący energię promieniowania słonecznego do ogrzewania budynków działa zazwyczaj jako system hybrydowy, energia pochodząca z kolektorów tylko zmniejsza zapotrzebowanie na energię cieplną pochodzącą z konwencjonalnego systemu grzewczego, przyczyniając się do obniżenia kosztów ogrzewania i zmniejszenia emisji (gazów cieplarnianych) związanej z ogrzewaniem. Dobrze dobrany system solarny służący do podgrzewania ciepłej wody użytkowej w okresie letnim powinien zapewniać blisko 100% zapotrzebowania na ciepło do celów CWU. Dla prawidłowo dobranego systemu solarnego szacowany stopień pokrycia zapotrzebowania na ciepło dla CWU został przedstawiony na (Rysunek 5.6). Rysunek 5.6. Stopień pokrycia zapotrzebowania na CWU przez kolektory słoneczne Przy doborze odpowiedniego rozwiązania, należy rozpatrywać indywidualnie dla konkretnego budynku optymalne technologie, dopasowane do oczekiwanych parametrów jakościowych i ilościowych otrzymywanej energii. Optymalizacja rozwiązań powinna uwzględniać rozkład czasu promieniowania słonecznego w cyklu rocznym, sezonowym i dobowym jak i czas działania instalacji. Pozwala to na lepszy dobór systemu magazynującego energię i systemu zasilania awaryjnego. Dla CWU zasobnik wody dla rodziny 3 – 4 osobowej nie powinien być mniejszy niż 300 dm3. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 109 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Przykład systemu CWU wykorzystującego panele słoneczne Zakładając zużycie CWU dla małego domku jednorodzinnego na poziomie 2 500 kWh energii cieplnej rocznie, średnioroczną sprawność przetwarzania energii (ze stratami związanymi z przesyłaniem i magazynowaniem) przez kolektor na poziomie 40%, energię promieniowania słonecznego na poziomie 1 000 kWh/m2 rocznie, potrzebna powierzchnia kolektora powinna wynosić: [ ] [ ] [ ] Obliczenia te nie uwzględniają różnic sezonowych w mocy promieniowania słonecznego, a obliczona powierzchnia kolektorów nie będzie w stanie zapewnić 100% pokrycia potrzeb na energię dla celów CWU. Koszt zakupu odpowiedniej powierzchni kolektora nie jest jedynym kosztem energii cieplnej otrzymywanej w latach eksploatacji. Należy przy bilansie ekonomicznym brać również pod uwagę koszt energii elektrycznej zużywanej do napędzania czynnika roboczego w kolektorze i kosztów związanych z awaryjnym dogrzewaniem CWU (grzałka elektryczna lub wężownica w zasobniku ciepła). Szacuje się, że standardowe tego typu instalacje zaspokajają potrzeby na CWU latem w 80 – 100%, a zimą do 50%. Dobrym rozwiązaniem pozwalającym na ograniczenie kosztów związanych z przygotowaniem ciepłej wody użytkowej jest połączenie systemu CO z CWU. Ogranicza to dodatkowe koszty związane z eksploatacją systemu CWU w sezonie grzewczym. Takie rozwiązanie znacząco wpływa na ograniczenie emisji gazów cieplarnianych i przyczynia się do poprawy stanu środowiska przyrodniczego. 5.1.2. Energia wiatru Wiatr (w zwięzłej definicji) to ruch mas powietrza względem obiektu odniesienia (np. gruntu). Powstaje pod wpływem różnicy ciśnień powietrza lub ukształtowania terenu. Różnica ciśnień powstaje pod wpływem różnicy gęstości powietrza powstającej podczas nierównomiernego nagrzewania powierzchni lądów i oceanów. Ogrzane powietrze staje się lżejsze od chłodniejszego i wypchnięte do góry. NASA za pomocą systemu AIRS, zamontowanego na satelicie pogodowej, mierzącego przy pomocy czujników na podczerwień temperaturę, zanotowała duże różnice temperatur na powierzchni Ziemi, które przedstawia (Rysunek 5.7). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 110 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=3505 Rysunek 5.7. Temperatura Ziemi zanotowana przez NASA Sposób przemieszczania się mas powietrza na kuli ziemskiej w wyższych i niższych warstwach atmosfery przedstawia (Rysunek 5.8). Źródło: http://www.instsani.webd.pl/ruchpow2.htm Rysunek 5.8. Kierunki przemieszczania się mas powietrza na Ziemi Powstawanie energii wiatru związane jest również z siłą Coriolisa. W dużym uproszczeniu jest ona związana z ruchem rotacyjnym Ziemi powodującym zawirowania powietrza. Zawirowania te powstające na powierzchni Ziemi powstają na skutek siły Coriolisa i zostały przedstawione na (Rysunek 5.9). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 111 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Coriolis_effect14.png Rysunek 5.9. Efekt Coriolisa Siła Coriolisa wiąże się z tym, że Ziemia jest nieinercjalnym układem odniesienia, na którym występują siły bezwładności. Powstające wiry powietrza dzięki tej sile mają przeciwne zwroty na przeciwnych półkulach ziemi. Wiatr powstaje też cyklicznie w pobliżu wzgórz. Podczas bezchmurnego dnia ogrzane zbocza wzgórz przekazują energię cieplną do powietrza, czego skutkiem jest jego nagrzanie i zmniejszenie gęstości powodujące wędrówkę ogrzanego powietrza wzdłuż zbocza ku górze. Odwrotna sytuacja ma miejsce w nocy kiedy to oziębione zbocza ochładzają powietrze powodując jego migrację w dół zbocza. Podobna sytuacja ma miejsce w pobliżu dużych akwenów wodnych czy podczas nierównomiernego ogrzewania powierzchni. Przypadek nierównomiernego ogrzewania powierzchni przedstawia (Rysunek 5.10). Rysunek 5.10. Cyrkulacja powietrza Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 112 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Energia wiatru podobnie jak prędkość wiatru jest parametrem bardzo niestabilnym w czasie i przestrzeni (szerokość geograficzna). Zmienność prędkości i kierunku wiatru w czasie można rozróżnić jako: wieloletnią (zmiany klimatyczne), roczną – w warunkach Polski energia wiatru bardzo zależy od pory roku, co przedstawia (Rysunek 5.11), synoptyczną – związana z przesuwaniem się frontów atmosferycznych, dobową – często występująca cykliczność w określonych godzinach. Źródło: http://energiazwiatru.w.interia.pl/energia.htm Rysunek 5.11. Energia wiatru w rozbiciu na miesiące dla klimatu umiarkowanego Pod kątem OZE jako energię wiatru rozumiemy ilość energii jaką jesteśmy w stanie odzyskać z całkowitej energii jaką posiada wiatr. Energię którą odzyskujemy z wiatru definiujemy jako stratę energii kinetycznej poruszającego się gazu (powietrza). Energia kinetyczna powietrza to: gdzie: m – masa powietrza, L – przebyta droga przez powietrze w czasie t, t – czas przebycia przez powietrze drogi odcinka L, S – powierzchnia przekroju, v – prędkość powietrza. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 113 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Moc strumienia wiatru to: Strata energii na turbinie wynosi: ( ) gdzie: ΔE – różnica energii wiatru przed i za turbiną. Energia, którą możemy odebrać od wiatru jest znacznie mniejsza od energii, którą ze sobą niesie. Wiąże się to z prędkością wiatru za turbiną, która nie może być zerowa. Graniczną wartość energii jaką jesteśmy w stanie odebrać można ustalić na podstawie warunku granicznego Betz’a. Wprowadza sprawność wykorzystania energii będącą stosunkiem mocy turbiny do mocy wiatru przez nią przepływającego: Po kilku przekształceniach znajdujemy zależność mówiącą o maksymalnej mocy, która jest osiągana dla prędkości wiatru za turbiną stanowiącą 1/3 prędkości wiatru przed turbiną i maksymalny współczynnik cp jest równy 16/27. Współczynnik ten wyznacza maksymalną możliwość wykorzystania energii wiatru na poziomie 59%. W praktyce wykorzystanie energii wiatru nie przekracza 50%. Możliwości odbioru energii z wiatru graficznie przedstawia (Rysunek 5.12). Rysunek 5.12. Możliwości odbioru energii z wiatru Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 114 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Podczas doboru odpowiedniej turbiny wiatrowej bardzo ważna jest znajomość charakterystyki właściwości wiatru. Dobrze je opisuje rozkład Weibulla, który mówi o gęstości prawdopodobieństwa wystąpienia określonej prędkości wiatru. Przykładowy rozkład przedstawia (Rysunek 5.13). Rysunek 5.13. Przykładowy rozkład Weibulla Przy znajomości średniorocznej prędkości wiatru w określonym miejscu, zakładając odpowiednie współczynniki, można ułożyć przybliżony rozkład prędkości wiatru, na podstawie którego można wyliczyć szacunkową wielkość produkcji energii elektrycznej. Prędkość (energia) wiatru oprócz już omówionych parametrów zależy też od wysokości nad poziomem gruntu, zależność tą przedstawia równanie: ( ) gdzie: h i h0 – wysokość i wysokość odniesienia, v i v0 – prędkość wiatru na obliczanej wysokości i wysokości odniesienia, α – wykładnik zależny od klasy szorstkości terenu. Na podstawie mapy (Rysunek 5.14) sporządzonej przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej stwierdzono, że gmina Szaflary znajduje się na granicy IV – mało korzystnej i V – niekorzystnej strefie energetycznej wiatru w Polsce. Oznacza to, że w gminie panują warunki niesprzyjające wykorzystaniu energii wiatru na dużą skale. Przynależność do IV mało korzystnej strefy nie przekreśla jednak możliwości wykorzystywania energii wiatru do produkcji energii elektrycznej, a jedynie klasyfikuje średnie możliwości. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 115 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: [25] Rysunek 5.14. Strefy energetyczne wiatru na obszarze Polski Na terenie gminy Szaflary jest możliwe wyznaczenie miejsc, w których warunki wietrzne będą pozwalać na racjonalne ekonomicznie wykorzystanie zasobów wietrznych, ale takie działania muszą zostać poprzedzone szczegółowymi badaniami mającymi na celu określenie potencjału energii wiatru w danej lokalizacji. Do typowania potencjalnych lokalizacji można posłużyć się wynikami badań pobliskich stacji meteorologicznych, lotnisk, bądź innych źródeł o ile znajdują się wystarczająco blisko i dysponują wiarygodnymi danymi. Najbezpieczniejszym sposobem określenia potencjału energetycznego wiatru jest ustawienie własnego punktu pomiarowego przed realizacją inwestycji. Koszt pomiaru jest niewspółmiernie mniejszy od kosztu inwestycji i może przesądzać o sensie jej realizacji. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 116 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: [27] Rysunek 5.15. Strefy energii wiatru w Polsce Na podstawie (Rysunek 5.15) stwierdzono, że gmina Szaflary posiada średnią energię użyteczną wiatru na poziomie 500 – 750 [kWh/ m2·rok]. Średnia prędkość wiatru podawana przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej określona na podstawie (Rysunek 5.16) wynosi około 2 – 3 [m/s]. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 117 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: http://www.imgw.pl Rysunek 5.16. Wiatr – prędkości średnie 10-minutowe (m/s) (na wysokości 10 m n.p.g. w terenie otwartym i klasie szorstkości 0-1) Na podstawie danych aktualizowanych w dniu 31.12.2011 udostępnianych przez Urząd Regulacji Energetyki stwierdza się, że województwie małopolskim wpiętych do sieci i eksploatowanych jest 9 elektrowni wiatrowych o łącznej mocy zainstalowanej 2,064 MW i żadna z nich nie znajduje się w powiecie nowotarskim, co za tym idzie również w gminie Szaflary [28]. Dla gminy Szaflary, podobnie jak dla województwa małopolskiego nie zostały przeprowadzane badania potencjału energetycznego wiatru. Podobnie jak dla pozostałych obszarów Polski, w województwie małopolskim Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej przeprowadza pomiary kierunku i prędkości wiatru. Dane zebrane przez IMiGW mogą być bardzo pomocne w interpretacji wyników badań potencjału energetycznego wiatru przeprowadzonych w konkretnej lokalizacji dając możliwość przełożenia wyniku badań (prowadzonego co najmniej przez rok) na średnią prognozę wieloletnią. Standardowe elektrownie wiatrowe o poziomej osi obrotu wirnika (ang. Horizontal Axis Wind Turbines – HAWT) posiadające około 90% rynku pracują zazwyczaj przy prędkościach wiatru od 5 do 25 m/s. Zbyt duże prędkości mogłyby doprowadzić do uszkodzenia części mechanicznych siłowni, zbyt niskie prędkości nie są w stanie dostarczyć odpowiedniej energii do pracy tych turbin. Coraz większym zainteresowaniem cieszą się turbiny wiatrowe o pionowej osi obrotu (ang. Vertical Axis Wind Turbines – VAWT). Posiadają szereg zalet w porównaniu do turbin o Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 118 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary poziomej osi obrotu. Można do nich zaliczyć mniejsze prędkości wiatru umożliwiającego pracę turbiny (nawet poniżej 1 m/s), mniejsze prędkości obrotowe, mniejsza emisja hałasu, większa elastyczność na zmiany kierunku wiatru, mniejsze rozmiary przy porównywalnych mocach. Zakładając średnioroczne zapotrzebowanie na energię elektryczną gospodarstwa domowego na poziomie 5 000 kWh/rok i wpięcie do sieci energetycznej (w zależności od produkcji energii i zapotrzebowania na energię, nadmiar będzie przekazywany do sieci, a niedomiar energii z tej sieci pobierany), lub zastosowanie systemu magazynowania energii, potrzebna moc elektrowni wiatrowej pokrywająca potrzeby energetyczne rozpatrywanego gospodarstwa domowego wyniesie około 3 kW. Zakładać należy odpowiednie warunki wietrzne, wyniki obliczeń są szacunkowe (poglądowe) i nie powinny służyć jako źródło informacji do studium ekonomicznego danej lokalizacji elektrowni wiatrowej. Energia wiatru należy do jednych z najbardziej efektywnych form uzyskiwania zielonej energii. Podczas procesu konwersji energii nie następuje żadna emisja gazów czy pyłów do atmosfery. Każda gmina zainteresowana lokalizowaniem siłowni wiatrowych na swoim terenie powinna wyznaczać odpowiednie tereny dla tego typu inwestycji i uwzględnić je w planach zagospodarowania przestrzennego. Najskuteczniejszym bodźcem dla rozwoju energetyki wiatrowej może być znajomość potencjału energetycznego wiatru na danym terenie i w tym kierunku gminy mogą instalować profesjonalne, automatyczne stacje pomiarowe, badające kierunek i prędkość wiatru. Pomyślnie przeprowadzone badania stawiają potencjalną lokalizację farm wiatrowych w dużo lepszym położeniu niż miejsca pozbawione tych badań, co zazwyczaj przekłada się na skuteczne przyciąganie potencjalnych inwestorów. Korzyści z tytułu takiego działania odnotowała gmina Rymanów (województwo podkarpackie), w której w połowie lat dziewięćdziesiątych, we współpracy z krakowskim oddziałem Państwowej Akademii Nauk wykonano pomiary kierunku i prędkości wiatru. Pomiary wpłynęły na bardzo duże zainteresowanie Inwestorów budową siłowni wiatrowych. Powiat krośnieński (w tym gmina Rymanów) posiada łączną moc zainstalowaną siłowni wiatrowych na poziomie 11.680 MW [28], a wykorzystanie potencjału jest jeszcze we wczesnym stadium realizacji. Wykorzystanie energii wiatru w Polsce jest bardzo dynamicznie rozwijającym się sektorem rynku energii. Co roku moc zainstalowana siłowni wiatrowych zostaje zwiększona od kilkudziesięciu do kilkuset procent. W 2011 roku moc zainstalowana energetyki wiatrowej przewyższa moc zainstalowaną w instalacjach energetyki wodnej. Mimo największej mocy zainstalowanej wśród technologii OZE dla energetyki wiatrowej, nie stanowi ona największego wolumenu produkcji odnawialnej energii elektrycznej. Wiąże się z krótkim czasem pracy z mocą nominalną siłowni wiatrowych, rzadko osiągającym 2000 godzin w skali roku. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 119 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 5.1.3. Energia wody Energia wody to energia potencjalna lub kinetyczna jaką można odzyskać z cieków wodnych. Elektrownie wodne można zaliczyć do najbardziej efektywnych systemów pozyskiwania zielonej energii. Przykładem szerokiego zastosowania elektrowni wodnych jest Norwegia, gdzie większość wytworzonej energii elektrycznej pochodzi z hydroenergetyki. Na świecie około 20% wytworzonej energii elektrycznej pochodzi z energetyki wodnej. Niestety nie każdy kraj ma taki sam potencjał energetyczny i to się tyczy wszystkich znanych człowiekowi technologii energetycznych, zarówno OZE jak i energetyki konwencjonalnej. Polska jest krajem relatywnie płaskim i z tego też powodu nie może liczyć na duży potencjał energetyczny wody, a inwestycje wiążą się najczęściej z budową zapory ze zbiornikiem wodnym służącym jej spiętrzeniu. Elektrownie wodne posiadają relatywnie krótki czas rozruchu i wygaszenia przez co znajdują zastosowanie w zaspokajaniu zapotrzebowania szczytowego na energię elektryczną. Elektrownie szczytowo-pompowe znalazły zastosowanie w regulacji systemu elektroenergetycznego – podczas nadprodukcji energii elektrycznej trafiającej do sieci dystrybucyjnej, która ma miejsce w czasie obniżonego zapotrzebowania na nią (zazwyczaj godziny nocne), woda w takich elektrowniach jest pompowana do zbiorników wodnych znajdujących się na znaczących wysokościach, natomiast podczas zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną wypompowana woda powraca napędzając turbozespoły prądotwórcze uzupełniające niedobory energii elektrycznej w sieci. Elektrownie szczytowo-pompowe nie są jednak źródłem zielonej energii, ich rolą jest regulacja systemu elektroenergetycznego i podczas swej pracy tracą część energii przez straty wynikające ze sprawności poszczególnych urządzeń, oporów hydrodynamicznych jak również wykorzystując energię na własne potrzeby (oświetlenie, opomiarowanie itp.) W Polsce takich instalacji bilansujących jest kilka: Elektrownia Żarnowiec – 716 MW, Elektrownia Porąbka-Żar – 500 MW, Zespół Elektrowni Wodnych Solina-Myczkowce – 200 MW, Elektrownia Żydowo – 156 MW, Elektrownia Czorsztyn-Niedzica-Sromowce Wyżne – 94,6 MW, Elektrownia Dychów – 90 MW. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 120 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary http://static.panoramio.com/photos/original/20944701.jpg Rysunek 5.17. Elektrownia szczytowo-pompowa w Żarnowcu Sprawności nowobudowanych elektrowni przekraczają 90% i przy bardzo niskich kosztach eksploatacyjnych (poniżej 1% kosztów inwestycyjnych) stają się atrakcyjną formą inwestycji. Potencjał całkowity energii wody w Polsce po uwzględnieniu technicznych ograniczeń wynosi 13,7 TWh/rok i rozkłada się następująco [14]: Wisła – 6,20 [TWh/rok], Odra – 1,27 [TWh/rok], dorzecze Wisły i Odry – 5,97 [TWh/rok], rzeki Przymorza – 0,26 [TWh/rok]. Szacuję się że 80% zasobów energii wody pochodzi ze spiętrzeń o wysokości poniżej 10 m, a 40% to spadek poniżej 4 m. Mniejsze spadki wiążą się z trudniejszym odzyskiem energii, co ogranicza wykorzystanie potencjału tego nośnika energii w Polsce. Polska wykorzystuje w niewielkim stopniu potencjał zasobów ekonomicznych energii wody, a udział w wykorzystaniu w różnych szacunkach nie przekracza 20%. Duży wpływ na małe wykorzystanie zasobów mają wpływ niewielkie spadki rzek przez co konieczne są inwestycje w zapory spiętrzające. Budowa zapór wodnych negatywnie oddziałuje na lokalny ekosystem, a zmiany w nim zachodzące mogą prowadzić do nieodwracalnych zmian w lokalnym ekosystemie. Prowadzi to do niepokojów społecznych i protestów lokalnego społeczeństwa przeciwko budowie tego typu zbiorników. Ma to duży wpływ na wykorzystanie i realizacje przedsięwzięć związanych z energetyką wodną w Polsce. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 121 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Zestawienia mocy zainstalowanej energetyki odnawialnej przedstawia Urząd Regulacji Energetyki w mapie energii odnawialnej udostępnianej na stronach urzędu. Tabela 5.5. Moc zainstalowana elektrowni wodnych Powiat Małopolska Polska nowotarski Rodzaj elektrowni Moc Moc Moc Ilość Ilość Ilość [MW] [MW] [MW] elektrownia wodna 9 0,84 32 2,8 586 42,97 przepływowa do 0,3 MW elektrownia wodna 3 1,1 6 3,22 85 51,30 przepływowa do 1 MW elektrownia wodna 1 2,08 8 19,45 60 136,35 przepływowa do 5 MW elektrownia wodna - - 1 8.00 6 48,28 przepływowa do 10 MW elektrownia wodna - - 1 50.00 6 289,80 przepływowa powyżej 10 MW elektrownia wodna szczytowo- pompowa lub przepływowych 1 92,75 1 92.75 3 382,68 z członem pompowym Suma 746 951,38 Źródło: URE, data aktualizacji danych: 31.12.2011 Zazwyczaj w elektrowniach wykorzystuje się energię potencjalną wody – a więc spadku zależną od wysokości spiętrzenia na rozpatrywanej elektrowni. Energia potencjalna wody wynosi: [ ] gdzie: m – masa wody [kg/m3], g – przyspieszenie ziemskie 9,81 [m/s2], h – wysokość spiętrzenia. Moc takiego źródła energii wyraża się przez energię w czasie. ̇ ̇ [ ] gdzie: ̇ , ̇ – strumień masowy i objętościowy wody, ρ – gęstość wody. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 122 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Istnieją też systemy wykorzystujące energię kinetyczną wody, związaną głównie z jej masą i prędkością lub systemy kombinowane. Teoretyczna moc kinetyczna źródła wynosi: ̇ ̇ gdzie: – prędkość przepływu. Gmina Szaflary znajduje się na obszarze o stosunkowo dużych opadach, których średnia, z wieloletnich badań Instytutu Meteorologii i Gospodarki wodnej w latach 1871 – 2000 zawiera się w granicach 950 – 1050 mm, co przedstawia (Rysunek 5.18). Źródło: IMiGW Rysunek 5.18. Średnia z wielolecia opadu rocznego z obszaru Polski Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 123 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Warunki gminy Szaflary pozwalają na budowę małych elektrowni wodnych. Do zalet tego typu instalacji można zaliczyć: brak szkodliwych emisji gazów cieplarnianych, brak emisji pyłów i innych ubocznych produktów spalania, przepływowy charakter pozwala wykorzystywać niskie spadki wysokości, przynależność do generacji rozproszonej (zmniejszenie strat energii na przesyle), wysoka niezawodność, możliwość ciągłej pracy, wysoka sprawność przetwarzania energii, nieliczna obsługa, regulacja cieków wodnych, poprawa jakości wód przez oczyszczanie mechaniczne i napowietrzanie, wykorzystanie małych cieków wodnych. Bardzo ważnym czynnikiem przy budowie MEW jest odpowiednie studium lokalizacyjne. Największy udział kosztów budowy (65 – 75%) tego typu obiektów przypada na nakłady inwestycyjne związane z obiektami hydrotechnicznymi do których zalicza się urządzenia piętrzące, zapory boczne itp. Nakłady związane z wyposażeniem mechanicznym i elektromechanicznym mają mniejsze znaczenie w bilansie kosztów instalacji. Hydroenergetyka niesie też ze sobą szereg niedogodności i zagrożeń dla środowiska. Budowa elektrowni wodnej wiąże się często z nieodwracalnymi zmianami w ekosystemie wodnym i ogólnie funkcjonującym ekosystemie przyrodniczym. Do określenia potencjału energetycznego rzek potrzebne są dane na temat przepływu cieków wodnych [Mg/h] i ich spadku [m]. W gminie Szaflary znajduje się Mała Elektrownia Wodna (MEW) na rzece Biały Dunajec. Jej osiągana moc wynosi 380 kW. Zainstalowana została jedna turbina Kaplana o średnicy wirnika 1550 mm o mocy maksymalnej do 330 kW i jedna turbina śmigłowa o średnicy 650 mm o mocy 50 kW. Zapora, która zbudowano przy elektrowni, oprócz czystej, ekologicznej energii daje również możliwość regulacji rzeki. 5.1.4. Energia geotermiczna Energia geotermalna to energia cieplna zmagazynowana wewnątrz skorupy ziemskiej, związana z energią jądra Ziemi, zachodzącymi procesami w jej wnętrzu jak i rozpadem promieniotwórczym pierwiastków. Określenie wielkości zasobów energii geotermalnej zależne jest od przyjętych kryteriów dotyczących zarówno jakości energii, jak i jej dostępności. Zasoby energetyczne możemy podzielić na kategorie [14]: I. Dostępne zasoby geotermalne – ilość ciepła zmagazynowanego w skorupie ziemskiej do głębokości 3 000 m odniesionego do średniorocznej temperatury na powierzchni terenu. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 124 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary II. Zasoby statyczne wód geotermalnych – ilość wolnej grawitacyjnej wody geotermalnej występująca w szczelinach, porach skał danego poziomu hydrogeotermalnego. III. Zasoby statyczne wydobywalne – część wydobywalna kategorii II. IV. Zasoby dyspozycyjne – ilość możliwej do zagospodarowania w danych warunkach środowiskowych wody geotermalnej przy określonych ograniczeniach fizycznych i technologicznych. V. Zasoby eksploatacyjne – ilość wolnej wody geotermalnej możliwej do pozyskania za pomocą ujęć o optymalnych parametrach techniczno-ekonomicznych. Wykorzystanie energii geotermalnej jest znacznie bardziej skomplikowanym procesem niż wykorzystanie energii wiatru, wody czy słońca. Wiąże się z wykonaniem odwiertów (sięgających niekiedy nawet ponad 3 km w głąb skorupy ziemskiej), przez które woda geotermalna jest pompowana na powierzchnie Ziemi do wymienników ciepła, w których jest schłodzona (odbiór energii), po czym z powrotem zatłaczana w głąb skorupy ziemskiej. Z wymienników ciepła czynnik roboczy (zazwyczaj woda) rozprowadza energię do odbiorcy/ów końcowych. Schemat takiej instalacji przedstawia (Rysunek 5.19). Źródło: http://www.builddesk.pl/edukacja/zrodla-energi/energia+geotermalna Rysunek 5.19. Schemat pozyskiwania i wykorzystania energii geotermalnej Temperatury poniżej 40°C w aktualnych warunkach technologiczno-ekonomicznych nie pozwalają na budowę instalacji geotermalnych, które należą do najdroższych instalacji wykorzystujących odnawialne źródła energii. Na (Rysunek 5.20) przedstawiono szkic prowincji i okręgów geotermalnych w Polsce. Gmina Szaflary należy do subbasenu podhalańskiego. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 125 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: [29] Rysunek 5.20. Szkic prowincji i okręgów geotermalnych Polski W województwie małopolskim można wykorzystywać do pozyskania energii geotermalnej basen dewońsko-karboński. Zbiorniki tych wód posiadają zasoby o temperaturze 50 – 90 °C. Wody geotermalne w tym basenie występują na głębokości 2 – 3 tysięcy metrów. Dostępne zbiorniki w województwie małopolskim są przeważnie węglanowe, co wpływa na większe zróżnicowanie pod względem porowatości i przepuszczalności. Zbiorniki te dzięki możliwości stosowania intensyfikacji przypływu wody geotermalnej posiadają łatwiejszą eksploatację [29]. Niecka Podhalańska stanowi zbiornik wód termalnych. Zasięg zbiornika sięga od brzegu Tatr, gdzie znane są naturalne wypływy ciepłych wód i jaskinie, których genezę wiąże się z kresem termalnym, prawdopodobnie aż po strukturę pienińskiego pasa skałkowego stanowiącego naturalną barierę – północną granicę zbiornika wód termalnych. Strefą zasilającą zbiornik wód termalnych Podhala jest masyw Tatr. Obszar strefy zasilania można ocenić na ok. 350 km2. W latach 1981 – 1997 wykonano na Podhalu 10 otworów wiertniczych. We wszystkich na głębokościach 1800 – 3500 m stwierdzono występowanie wód geotermalnych o temperaturze 58 – 95˚C, ciśnieniach 2,0 – 2,7 MPa i wydajności do 800 m3/h. Dużą ich zaletą w porównaniu z wodami eksploatowanymi w innych rejonach Polski jest bardzo niska mineralizacja do 3 g/l oraz to, że wypływają na powierzchnię pod własnym ciśnieniem. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 126 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Po raz pierwszy próby ciepłowniczego wykorzystania energii geotermalnej na Podhalu podjęte zostały przez Polską Akademię Nauk w Bańskiej Niżnej na początku lat dziewięćdziesiątych XX wieku. Wtedy do systemu opartego na dublecie otworów geotermalnych połączono kilka domów. Dublet ten składał się z otworu Bańska IG-1 (otwór produkcyjny) oraz z otworu Biały Dunajec PAN-1 (otwór chłonny), wymienniki ciepła zainstalowane zostały w obiekcie Doświadczalnego Zakładu Geotermalnego PAN w Bańskiej Niżnej. Eksperyment ten pokazał, że zastosowanie wód termalnych do ogrzewania budynków i wytwarzania ciepłej wody użytkowej jest możliwe. W 1993 roku została powołana Geotermia Podhalańska S.A., której głównym celem założenia było zredukowanie zanieczyszczenia powietrza, a co za tym idzie poprawienie stanu środowiska naturalnego regionu poprzez ogrzewanie geotermalne. Cel chciano osiągnąć dzięki zastępowaniu konsumpcji paliw kopalnianych (węgla i jego pochodnych) energią geotermalną. W 1994 roku ruszyła pilotażowa faza projektu „Zaopatrzenie w ciepło wsi Bańska Niżna”. Następny rok przyniósł rozbudowę sieci dystrybucyjnej w Bańskiej, a rok później zaczęto budować Ciepłownię Geotermalną. W 1997 roku odwiercono dwa otwory geotermalne Bańska PGP-1 i Biały Dunajec PGP-2. W kolejnym roku powstało PEC Geotermia Podhalańska poprzez połączenie się Geotermii Podhalańskiej S.A. i PEC „Tatry”. W 2001 roku na Podhalu zlikwidowano ostatnią osiedlową kotłownie na opał stały. W tym czasie zakończono budowę magistrali ciepłowniczej na trasie Ciepłownia Geotermalna Bańska – Kotłownia Szczytowa w Zakopanem. Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej Geotermia Podhalańska S.A. jest największym w Polsce producentem ciepła wykorzystującego ekologiczną energie wód termalnych. Obecnie sieć ciepłownicza PEC Geotermia Podhalańska S.A. obejmuje swym zasięgiem 4 gminy: Szaflary, Biały Dunajec, Poronin, Zakopane. System ciepłowniczy PEC Geotermia Podhalańska S.A. jest podzielony na trzy obiegi: układ geotermalny, sieć ciepłownicza, instalacje wewnętrzne u odbiorców. Gmina Szaflary jest pierwszą gminą w Polsce, której mieszkańcy korzystają z geotermalnego ogrzewania. Na przełomie 1993 i 1994 roku sieć ciepłowniczą zasilaną z Doświadczalnego Zakładu Geotermalnego PAN podłączono do pierwszych sześciu domów we wsi Bańska Niżna. W 2000 roku już ponad 220 budynków mieszkalnych, kościół, szkoła podstawowa i gimnazjum oraz remiza strażacka było zaopatrywanych w ciepło geotermalne. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 127 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Gmina Szaflary traktuje zasoby wód geotermalnych jako wielkie bogactwo naturalne, łącząc z nim szansę na ekologiczny rozwój jak i stworzenie bardzo atrakcyjnych warunków do rozwoju agroturystyki. W 2008 roku w gminie Szaflary zostały uruchomione Termy Podhalańskie, które stały się jedną z najciekawszych turystycznych atrakcji Podhala. Baseny zasila woda geotermalna z odwiertu na głębokości 3 040 m. Źródłem ciepła dla PEC Geotermii Podhalańskiej są wody termalne wydobywane z wapieni i dolomitów triasu środkowego oraz eocenu numulitowego występujących w przedziale głębokościowym od 2 200 do 3 100 metrów. Wody te są ujmowane dwoma otworami produkcyjnymi (Bańska IG-1, Bańska PGP-1) oraz zatłaczane dwoma otworami chłonnymi w Białym Dunajcu. Zatwierdzone zasoby eksploatacyjne dla otworów Bańska PGP- 1 to 550 m3/h, dla otworu Bańska IG-1 to 120 m3/h, natomiast zasoby dyspozycyjne to 23 600 m3/dobę [30]. Uproszczony przekrój geologiczny przez system geotermalny Niecki Podhalańskiej przedstawia (Rysunek 5.21). Źródło: http://mineralne.pgi.gov.pl/?page=58 Rysunek 5.21. Uproszczony przekrój geologiczny przez system geotermalny Niecki Podhalańskiej Otwory produkcyjne posiadają sumaryczną wydajność na poziomie 670 m3/h, temperatura wód na wypływie osiąga temperaturę 86˚C, a ciśnienie na głowicy ma wartość 2,7 MPa, mineralizacja wód nie przekracza 3 g/dm3. Wody ujmowane otworami w Bańskiej są wodami siarczanowo-chlorkowo-sodowo-wapniowymi. Wody termalne wydobywane są na powierzchnię bez użycia pomp następnie kierowane na wymienniki płytowe o mocy 41 MW, gdzie oddają ciepło wodzie sieciowej, która znajduje się w niezależnym obiegu. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 128 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Schłodzona woda termalna wędruje rurociągiem do stacji pomp gdzie jest zatłaczana w głąb ziemi. Moc cieplna w sezonie grzewczym osiąga 17 MW [12] [30]. Sieć ciepłownicza bierze swój początek na wymiennikach geotermalnych. Straty temperatury na rurociągu centralnym o długości około 15 km wynoszą 2 – 3˚C. W skład sieci wchodzą oprócz rurociągu, pompownie wody sieciowej oraz trzy przepompownie z układami redukcji ciśnień, które wymusiła skomplikowana sytuacja ciśnień w układzie związanych z dużymi różnicami położenia n.p.m. poszczególnych odcinków sieci. W 2009 roku sprzedaż energii w PEC Geotermia Podhalańska S.A. osiągnęła około 351 617 GJ. W wyniku realizowanych podłączeń od 1999 roku uzyskiwano rosnącą rokrocznie wartość redukcji emisji CO2 aż do ponad 30 000 ton w 2008 roku. Tabela 5.6. Redukcja emisji CO2 dzięki zastosowaniu wód geotermalnych przez PEC Geotermia Podhalańska Emisje CO2 Jednostka 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Emisja bazowe razem t CO2 33,409 27,762 30,184 31,771 33,727 35,371 Emisje projektu razem t CO2 11,26 4,3 5,56 6,606 4,384 4,462 Redukcja Emisji t CO2 22,148 23,462 24,624 25,165 29,343 30,909 Źródło: www.geotermia.pl Z raportu Polskiej Akademii Nauk wynika, że małopolska nie wykorzystuje w pełni swojego naturalnego bogactwa jakim są wody geotermalne. Na bazie analiz i ocen warunków geologicznych poszczególnych pięter hydrogeologicznych na obszarze województwa małopolskiego, wydzielone zostały 92 strefy możliwego wykorzystania energii geotermalnej. W 40 przypadkach byłoby to opłacalne dla miejscowej społeczności, w postaci basenów cieplicowych albo jako magistrala ciepłownicza. Tabela 5.7. Sprzedaż ciepła oraz liczba odbiorców PEC Geotermia Podhalańska S.A. Sprzedaż ciepła Liczba odbiorców Rok indywidualnych wielkoskalowych (moc MW GJ ogółem (moc do 30 kW) powyżej 30 kW) 2005 37,80 274 496 894 304 1 198 2006 41,86 297 188 912 331 1 243 2007 47,33 295 923 945 353 1 298 2008 50,41 324 254 981 377 1 358 2009 54,04 351 617 1 017 398 1 415 Źródło: Sytuacja społeczno-gospodarcza województwa małopolskiego 2010 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 129 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 5.1.5. Pompy ciepła Pompa ciepła jest maszyną cieplną wymuszającą przepływ energii cieplnej z obszaru o niższej temperaturze (dolne źródło) do obszaru o temperaturze wyższej (górne źródło). Pompa wymusza obieg energii cieplnej zgromadzonej w ziemi, wodzie lub powietrzu w ciepło do ogrzania np. domu czy basenu. Działa to na tej samej zasadzie co lodówka, z tą różnicą, że lodówka odbiera ciepło z produktów i powietrza będącego we wnętrzu lodówki i przekazuje je na zewnątrz chłodziarki (np. do powietrza w kuchni). Pompa ciepła natomiast wymusza przepływ ciepła z wody, ziemi lub powietrza z zewnątrz ogrzewanego obiektu do tegoż obiektu powodując wzrost temperatury, a więc w przypadku mieszkania wzrost komfortu cieplnego. Dolnym źródłem ciepła dla pomp ciepła może być: grunt: płaski kolektor gruntowy, spiralny kolektor gruntowy, sonda pionowa; powietrze: wymiennik ciepła na wolnym powietrzu z wymuszonym obiegiem powietrza (duży spadek sprawności przy ujemnych temperaturach zewnętrznych); woda (np. dno niezamarzającego zbiornika wodnego). Najpopularniejszymi górnymi źródłami ciepła są: grzejniki ścienne, klimakonwektory, ogrzewanie podłogowe, centralny wymiennik ciepła z systemem ogrzewania nadmuchowego. W pompach ciepła jako czynnik roboczy wykorzystuje się gaz (zazwyczaj freon). Gaz ten musi posiadać odpowiednie właściwości termodynamiczne pozwalające na przenoszenie (odbiór i przekazanie) energii podczas krążenia w zamkniętym obiegu pompy. Stosując tę technologię około ¾ energii otrzymujemy „za darmo” ze środowiska naturalnego, a „płacimy” jedynie za ¼ energii elektrycznej zużytej do napędu sprężarki, czyli z 1 kW energii elektrycznej otrzymujemy około 4 kW energii cieplnej. Jednym z decydujących czynników mających znaczenie przy wyborze systemu ogrzewania są właśnie koszty eksploatacyjne. Ponadto, dobrze dobrana do danego budynku pompa ciepła jest kompletnie bezobsługowa. Nie trzeba martwić się paliwem, i konserwacją instalacji (jak w przypadku kotła węglowego – czyszczenie go i komina). Obowiązki związane z eksploatacją pompy ciepła ograniczają się do regularnych opłat za energię elektryczną. Inną zaletą technologii pomp ciepła jest brak konieczności wykonywania przyłączy gazowych, a także komina odprowadzającego spaliny. Zastosowane w nowoczesnych pompach ciepła czynniki grzewcze są obojętne w stosunku do Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 130 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary środowiska, są również niepalne, co znacznie podnosi poziom bezpieczeństwa w porównaniu do konwencjonalnego ogrzewania. Mimo, iż stosowanie pomp ciepła do ogrzania powierzchni obiektu lub wody jest tańsze od np. ogrzewania elektrycznego, sama inwestycja jest znacznie droższa. Przykładowy schemat instalacji z pompą ciepła przedstawia rysunek (Rysunek 5.22). Źródło: http://www.4kominy.pl/ Rysunek 5.22. Przykładowy, uproszczony schemat instalacji z pompą ciepła Zazwyczaj w projektowanych instalacjach pompy ciepła CWU nie odgrywa dużej roli w bilansie energetycznym całego systemu. Duże zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową, musi być uwzględnione przy określaniu mocy zainstalowanej pompy. Oprócz tego warto wspomnieć, iż pompa ciepła może współpracować z innymi źródłami energii: kotłem olejowym lub gazowym, kominkiem, kolektorami słonecznymi itp. Źródła energii konwencjonalnej doskonale wypełniają zapotrzebowanie szczytowe na energię. Działanie różnych źródeł energii, współpracujących ze sobą, jest zarządzane przez mikroprocesorowy sterownik pompy ciepła. Dzięki niemu, oprócz swoich wewnętrznych funkcji możemy między innymi wprowadzić: programowanie pogodowe – różne temperatury w zależności od pory roku i pogody, programowanie dobowe – różne temperatury w zależności od pory dnia i nocy, programowanie ekonomiczne – ustawienie zróżnicowanych wartości dla np. różnych taryf cenowych za energię elektryczną [31]. 5.1.6. Energia biomasy W myśl rozporządzenia Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 30 maja 2003 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązku zakupu energii elektrycznej i ciepła z odnawialnych źródeł energii oraz energii elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu z wytwarzaniem ciepła, biomasą nazywamy substancje pochodzenia roślinnego lub Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 131 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także inne części odpadów, które ulegają biodegradacji. Biomasa oprócz bezpośredniego zastosowania do produkcji energii elektrycznej i cieplnej może posłużyć do wytwarzania paliw (biopaliw) takich jak biodiesel, biogaz, biometan czy holzgas. Biopaliwa mogą posłużyć do zasilania transportu czy produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Biomasę można posegregować według kategorii [14]: I. Biomasa roślinna i drzewna – uprawna. II. Odpady z produkcji roślinnej i spożywczej. III. Odpady leśne, z przemysłu drzewnego i jego produkty. IV. Odpady z procesu produkcji biopaliw i biomateriałów. V. Odpady z procesu hodowli zwierząt. VI. Odpady organiczne (w tym komunalne i osady ściekowe). Źródłem energii zawartej w biomasie jest energia promieniowania świetlnego hv związana w roślinach za pomocą procesu fotosyntezy. Reakcje zachodzące w biomasie można przedstawić za pomocą równania chemicznego: , Przykładowe wartości opałowe wybranych paliw wraz z biomasą przedstawia (Tabela 5.8). Tabela 5.8. Wartość opałowa wybranych paliw Rodzaj paliwa Wartość opałowa [MJ/kg] Słoma świeża 12,9 – 14,9 Słoma sucha 16,1 – 17,3 Słoma rzepaku 11,50 Nasiona rzepaku 21,90 Wytłoki rzepaku 17,50 Śruta poekstrakcyjna 14,90 Ziarno zbóż 15,0 – 15,5 Drewno suche 15,00 Brykiet 19,0 – 21,0 Pelet 22,00 Węgiel 22,7 – 27,5 Gaz ziemny zaazotowany 24,70 Olej opałowy 40,2 – 42,5 Źródło: [27] Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 132 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 5.1.6.1. Uprawy energetyczne W województwie małopolskim warunki klimatyczno-glebowe pozwalają na uprawę wielu roślin energetycznych. Do najefektywniejszych upraw można zaliczyć między innymi rośliny takie jak: Wierzba Wiciowa, Ślazowiec Pensylwański, Miskant Olbrzymi, Topola Szybkorosnąca. Wierzba jest rośliną dobrze znaną i uprawianą w wielu regionach Polski. Bardzo efektywnymi i popularnymi plantacjami mogą stać się uprawy Miskanta Olbrzymiego i Ślazowca Pensylwańskiego – posiadają charakter upraw traw szybko rosnących, mają stosunkowo niewielkie wymagania glebowe, nie potrzebują zbyt dużej uwagi przy uprawie. Zbiór może odbywać się za pomocą maszyn rolniczych przeznaczonych do innych celów jak kosiarki rotacyjne, prasy do siana czy sieczkarnie do kukurydzy. Na ich uprawach pełna wielkość zbioru osiągana jest już po 2 latach od wysadzenia, trwa około 15 – 20 lat i wynosi do 25 Mg/ha przy wilgoci zbioru poniżej 20%. Czas zbioru jest korzystny dla plantatorów i może trwać przez większość okresu zimowego, co zmniejsza potrzebne powierzchnie magazynowe i zwiększa atrakcyjność upraw na cele energetyczne. Trawy te doskonale nadają się na cele ogrzewania domków jednorodzinnych. Wszystkie z wymienionych roślin doskonale nadają się do produkcji brykietu czy peletu. Lasy i grunty leśne w gminie Szaflary nie stanowią dużego udziału w strukturze obszaru gminy, co skutkuje małym wykorzystanie drewna z tych powierzchni w celach ciepłowniczych. Do najważniejszych procesów technologicznych obejmujących przeróbkę i transformacje energii biomasy należą procesy spalania (energia cieplna, energia elektryczna i kogeneracja, w tym z wykorzystaniem obiegu Rankine’a i ORC – Organic Rankine Cycle), pirolizy, gazyfikacji. Na terenie gminy Szaflary nie znajdują się źródła energii elektrycznej pochodzącej z biomasy, a wykorzystanie jej do celów ciepłownictwa ma charakter jedynie lokalny – w domach jednorodzinnych i małych zakładach. Gmina nie posiada żadnych opracowań, które mogłyby charakteryzować lepiej sektor rolniczy niż dane GUS z Powszechnego Spisu Rolnego 2002 rok, publikacja nowszych danych przewidziana jest jeszcze w 2012 roku. Powierzchnia gruntów ornych posiadających realny potencjał biomasowy wynosi: zboża – 130 ha, odłogi – 178 ha. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 133 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Do obliczeń potencjału energetycznego słomy na terenie gminy przyjęto wartość opałową słomy świeżej na poziomie 14 MJ/kg (20% wilgoć) i plon równy 6 Mg/ha. W prognozie potencjału wykorzystania gruntów ornych odłogowanych założono uprawę Miskanta Olbrzymiego o plonie równym 18 Mg/ha i wartości opałowej równej 17 MJ/kg. Sprawność przetwarzania energii chemicznej zawartej w paliwie założono na poziomie 80%. Uzysk słomy z upraw zboża wyniesie około 780 Mg/rok słomy ze zbóż i około 3 204 Mg/rok biomasy Miskanta Olbrzymiego. Biomasa odpadowa z produkcji zbóż w gminie Szaflary posiada energię około 10 920 GJ (3 033 MWh). Biomasa zebrana z celowych upraw Miskanta Olbrzymiego na całym obszarze odłogowanym gminy Szaflary równym 178 ha (według danych GUS z 2002 roku) będzie posiadać energię równą 54 468 GJ (15 130 MWh). Przy spalaniu całości biomasy w kotle energetycznym potencjalna energia do wykorzystania wyniesie dla słomy 8 736 GJ (2 427 MWh) i dla biomasy Miskanta 43 574 GJ (12 104 MWh). Zakładając wykorzystanie powstałej energii w postaci technicznej pary wodnej przez 8000 h/a moc kotła wykorzystującego słomę powinna wynieść 0,3 MW, a przy wykorzystaniu Miskanta 1,5 MW. Zakładając chęć zagospodarowania energii biomasy do produkcji energii elektrycznej i wykorzystanie turbozespołu turbiny parowej o sprawności elektrycznej na poziomie 30% można byłoby wyprodukować ze słomy około 728 MWh energii elektrycznej, a z Miskanta około 3 631 MWh energii elektrycznej przy mocach turbozespołów odpowiednio około 0,1 MWel i 0,5 MWel. Każde prace mające na celu wykorzystanie energii biomasy na skale przemysłową (półprzemysłową) powinno być poprzedzone Studium wykonalności projektu. Realny potencjał jest znacznie mniejszy z powodu braku technicznych możliwości zebrania całej biomasy odpadowej, jak i z powodu dużego rozdrobnienia gospodarstw rolnych. Realny potencjał znajduje się przede wszystkim w niewykorzystanej biomasie. Uprawa Miskanta Olbrzymiego wiąże się z dużymi nakładami inwestycyjnymi na początku uprawy, pierwszy duży plon można zbierać dopiero w trzecim roku uprawy, a czas eksploatacji uprawy to 15 – 20 lat. Wykorzystanie biomasy w postaci słomy sprasowanej najłatwiejsze jest w miejscach większego zapotrzebowania na energię. Na rynku dostępne są kotły, które są przystosowane do bezpośredniego spalania całych kostek (beli, balotów) słomy. Inwestycja w takie rozwiązanie powinna zostać poprzedzona wykonaniem Studium wykonalności projektu, które określałoby dokładne zapotrzebowanie na moc budynku, potrzebną moc kotła na biomasę (ze względów technologicznych zazwyczaj nie może pracować pełną mocą w całym zakresie pracy), możliwości pozyskania i magazynowania biomasy, możliwości logistyczne, aspekty ekonomiczne i ekologiczne. Rozwiązanie takie pozwala na kilkudziesięcioprocentowe oszczędności z tytułu kosztów energii na centralne ogrzewanie. Minusem takiego rozwiązania jest konieczność ręcznego Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 134 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary ładowania komory spalania co kilkanaście, a czasem nawet kilka godzin. Istnieją też kotły do spalania biomasy z systemem podawania, ale to znacząco zwiększa koszty inwestycyjne. 5.1.6.2. Biogaz Biogaz jest wynikiem fermentacji beztlenowej (anaerobowej) masy organicznej biodegradowalnej. Substratem do produkcji biogazu może być każda masa organiczna biodegradowalna. Technologia biogazowa, współcześnie najczęściej stosowana, polega na dwustopniowym procesie fermentacji. Cały proces w skrócie można przedstawić następująco: biomasa magazynowana na terenie biogazowni zostaje wstępnie ujednolicona (mieszanie), następnie wędruje do komory fermentacyjnej, w której następuje produkcja biogazu. Komora fermentacyjna dla zapewnienia właściwych warunków dla procesu musi być ogrzewana i całkowicie odizolowana od powietrza atmosferycznego, a całość powietrza dostającego się do komory fermentacyjnej dostaje się wraz ze wsadem lub jest wtłaczana do komory w ściśle określonych proporcjach w celu odsiarczenia powstałego biogazu (odsiarczanie biologiczne). Procesy chemiczne zachodzące podczas technologii produkcji biogazu zostały przedstawione na (Rysunek 5.23). Z komory fermentacyjnej przereagowana biomasa zostaje przepompowana do zbiorników pofermentacyjnych, w których następuje dalszy odbiór biogazu. W komorach pofermentacyjnych można odbierać do 20% całości produkowanego biogazu. Kolejnym procesem jest magazynowanie pofermentu (mogą do tego służyć laguny lub zbiorniki zamknięte). Zazwyczaj ostatnim procesem w biogazowniach jest transport powstałego nawozu na pola uprawne. Istnieją też alternatywne sposoby zagospodarowania pofermentu i zaliczamy do nich np. podsuszanie i produkcja nawozów pakowanych lub suszenie (na słońcu lub przy pomocy ciepła odpadowego) z przeznaczeniem na opał [17]. Biogazownie mogą też służyć jako miejsce utylizacji niewygodnych odpadów takich jak odpady masarskie, padłe zwierzęta czy biodegradowalna frakcja selektywnie zbieranych odpadów komunalnych. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 135 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 5.23. Schemat przemian chemicznych fermentacji metanowej Głównym i najbardziej pożądanym składnikiem biogazu jest metan (CH4), który odpowiada za jego kaloryczność i przydatność do procesów energetycznych. Skład biogazu zależy ściśle od wykorzystywanego substratu i warunków przeprowadzania procesu fermentacji. Skład biogazu z komór fermentacyjnych wraz z właściwościami fizykochemicznymi został przedstawiony w (Tabela 5.9). Drugim pod względem udziału składnikiem jest niepalny dwutlenek węgla, a trzecim i palnym jest siarkowodór, którego udział dla uzyskania możliwie najlepszego paliwa powinien być jak najmniejszy, gdyż powoduje on korozję i spadek sprawności całego układu. Tabela 5.9. Fizyczna charakterystyka biogazu Dwutlenek Siarkowodór Właściwości fizyczne Metan CH4 Biogaz węgla CO2 H2S Udział objętościowy [%] 55 — 75 24 — 44 0,1 — 0,7 100 Zawartość kaloryczna netto 36 000 – 22 680 23 760 [kJ/m3] Zapłon/limit wybuchowy [% obj.] 5 — 15 – 4 — 45 6 — 12 Temperatura zapłonu [°C] 700 – 270 650 — 750 Ciśnienie krytyczne [bar] 47 75 90 75 — 89 Temperatura krytyczna [°C] -81,5 31 100 -82,5 Gęstość właściwa [kg/m3] 0,714 1,96 1,54 1,15 Źródło: informacje z realizacji firmy Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 136 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Obecnie powstające biogazownie na terenie Polski zazwyczaj planują wykorzystanie energetyczne ciepła odpadowego powstającego podczas skojarzonej produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Jest to kierunek pozwalający na wydajniejsze wykorzystanie energii chemicznej zawartej w paliwie przyczyniając się do obniżenia emisji spalin. Nie bez znaczenia są też kwestie ekonomiczne – koszt uzyskania ciepła o odpowiednich parametrach technologicznych jest niewspółmiernie mniejszy jeżeli ciepło nie jest uzyskiwane bezpośrednio z paliw (w kotle energetycznym), a zagospodarowane z instalacji, która w warunkach standardowej eksploatacji emitowałaby ciepło do atmosfery. Dodatkową korzyścią takiego rozwiązania jest możliwość sprzedaży świadectw pochodzenia przysługujących źródłom skojarzonej produkcji energii elektrycznej w wysokosprawnej kogeneracji. Polityka energetyczna Polski do 2030 roku zakłada intensywny rozwój technologii wytwarzania energii opartych na OZE, co ma istotne znaczenie dla realizacji podstawowych celów krajowej polityki energetycznej. Wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł energii w bilansie energetycznym Polski niesie za sobą większy stopień uniezależnienia się kraju od dostaw paliw i energii pochodzących z importu. Promowanie wykorzystania OZE pozwala na zwiększenie stopnia dywersyfikacji źródeł dostaw energii oraz stworzenie warunków do rozwoju energetyki rozproszonej opartej na lokalnie dostępnych surowcach. Polityka energetyczna Polski do 2030 roku zakłada wdrożenie kierunków rozwoju umożliwiających powstanie średnio jednej biogazowni rolniczej w każdej gminie. Do najważniejszych elementów polityki energetycznej realizowanych na szczeblu regionalnym i lokalnym jest maksymalizacja wykorzystania istniejącego lokalnie potencjału energetyki odnawialnej, zarówno do produkcji energii elektrycznej, ciepła, chłodu, produkcji skojarzonej jak również samego wytwarzania biogazu (produkcja biometanu). Budowa biogazowni rolniczych jako odnawialnego źródła energii przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa energetycznego lokalnych odbiorców energii, jak również zmniejszenia strat przesyłowych generowanych przez sieć elektroenergetyczną. Wytwarzanie energii z OZE cechuje się niewielką lub zerową emisją zanieczyszczeń, co zapewnia pozytywne efekty ekologiczne. Rozwój energetyki odnawialnej w gminie Szaflary przyczyni się również do rozwoju gospodarczego tego regionu. Na terenie gminy Szaflary najodpowiedniejszą instalacją do produkcji biogazu jest biogazownia rolnicza typu NaWaRo oparta na substracie pochodzenia roślinnego. Wiąże się to z tym, że w gminie nie występują znaczące hodowle zwierząt zapewniające dostawy alternatywnych substratów do produkcji biogazu jakimi mogą być odchody zwierzęce. Na terenie gminy nie występują również zakłady przemysłowe mogące zapewniać odpowiedni substrat do biogazowni (wywar gorzelniany, melasa, odpad poubojowy, zużyty olej roślinny itp.). Dla zapewnienia ciągłości produkcji biogazowni rolniczej wyłącznie na kiszonkę z kukurydzy o mocy równej 1 MW potrzeba około 400 ha upraw kukurydzy. Gmina Szaflary nie dysponując większym areałem mogącym zostać zagospodarowany na uprawę kiszonek z Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 137 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary kukurydzy i dużym rozdrobnieniem gospodarstw rolniczych może liczyć na mniejszej wielkości biogazownie rolnicze. 5.1.6.3. Oczyszczalnia ścieków Kanalizacja na terenie gminy Szaflary obejmuje głównie sołectwo Szaflary skanalizowane w około 80% oraz sołectwo Maruszyna skanalizowane w około 15%. Sieć kanalizacyjna na terenie gminy podzielona jest na dwie zlewnie [32]: zlewnia Czarny Dunajec, obsługująca sołectwo Maruszyna. Długość sieci kanalizacyjnej wynosi ok. 6,4 km. zlewnia Biały Dunajec, obsługująca sołectwo Szaflary. Długość sieci kanalizacyjnej wynosi ok. 26 km. Ścieki poprzez kolektor międzygminny kierowane są do oczyszczalni ścieków w Nowym Targu. długość sieci kanalizacyjnej we wsi Bańska Niżna – 12 km. Na pozostałej części obszaru gminy Szaflary nie znajduje się sieć kanalizacyjna. Łączna długość sieci kanalizacyjnej według danych z GUS-u w gminie Szaflary wynosi 43,5 km. W 2010 roku z sieci kanalizacyjnej korzystało 2 284 mieszkańców co stanowiło około 22% ludności gminy. Zgodnie z Krajowym Planem Gospodarki Odpadami z 2010, w perspektywie do 2018 r. podstawowe cele w gospodarce komunalnymi osadami ściekowymi są następujące [33]: ograniczenie składowania osadów ściekowych, zwiększenie ilości komunalnych osadów ściekowych przetwarzanych przed wprowadzeniem do środowiska oraz osadów przekształcanych metodami termicznymi, maksymalizacja stopnia wykorzystania substancji biogennych zawartych w osadach przy jednoczesnym spełnieniu wymogów dotyczących bezpieczeństwa sanitarnego i chemicznego, zgodnie z celami przedstawionymi na (Rysunek 5.24). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 138 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 5.24. Zmiany w strukturze odzysku i unieszkodliwiania osadów z komunalnych oczyszczalni ścieków w perspektywie do 2018 r. Dla gminy Szaflary przewidziano zagospodarowanie powstających osadów ściekowych dostępnymi metodami [3]: kompostowanie wraz frakcją organiczną odpadów komunalnych w ramach ZZO (Zakład Zagospodarowania Odpadów), wykorzystanie osadów ściekowych o odpowiednich parametrach w celach nawozowych w rolnictwie lub rekultywacji, deponowanie osadów na składowiskach odpadów komunalnych. Jednym z najbardziej korzystnych źródeł energii dla człowieka jest energia pozyskiwana z odpadów. Do odpadów mogących być źródłem energii zaliczamy osad ściekowy którego producentem jest gmina Szaflary. Dzięki wykorzystaniu procesów fermentacji metanowej osad ściekowy zostaje ustabilizowany chemicznie, a jego masa zostaje zredukowana. Powstały w tym procesie biogaz spalany w jednostkach energetycznych przyczynia się do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych związanych z produkcją ekwiwalentnej ilości energii w konwencjonalnych źródłach energii. Stabilizacja osadu ściekowego ogranicza emisję metanu związaną z rozkładem substancji organicznej w nim zawartej. Proces technologiczny odbywać się może na terenie oczyszczalni ścieków. Charakter działalności oczyszczalni niweluje negatywne efekty procesów związanych z otrzymywaniem biogazu (nieprzyjemny zapach). Spalany biogaz w przypadku zaniechania inwestycji dostałby się bezpośrednio do atmosfery (naturalne procesy rozkładowe osadu ściekowego). Biogazownia utrzymując odpowiednie warunki jedynie przyspiesza naturalne procesy rozkładu. Oczyszczalnia ścieków, działająca na terenie gminy Szaflary o przepływie Q=17 691 m3 w 2011 r. wyprodukowała około 5 ton suchego osadu ściekowego. Suchy osad przy założeniu, że z jednej tony można uzyskać 15 m3 biogazu, pozwoliłby na wyprodukowanie Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 139 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary około 75 m3 biogazu, co przy kaloryczności 22 MJ/m3 [34] i sprawności przetwarzania energii chemicznej paliwa na użyteczną na poziomie 80% pozwalałoby na wyprodukowanie 1320 MJ (367 kWh) energii. Źródło ciepła zasilane biogazem pracujące w trybie ciągłym posiadałoby moc zainstalowaną na poziomie 0,04 kW. Gminna oczyszczalnia ścieków jest zbyt mała do wykorzystywania własnego osadu ściekowego do produkcji biogazu. Ilość osadu jest bardzo mała do wykorzystania na terenie oczyszczalni co praktycznie jest nie opłacalne. 5.1.6.4. Składowisko odpadów Narastającym problemem potęgowanym przez rozwój gospodarczy stają się wysypiska śmieci, zajmują duże powierzchnie, niszczące krajobraz i emitujące olbrzymie ilości gazów cieplarnianych (głównie metan, którego potencjał cieplarniany jest 21 krotnie większy niż dwutlenku węgla, jego średnia zawartość w atmosferze wynosi 1,7 ppm i w ciągu minionych dwustu lat wzrosła ponad dwukrotnie, metan wpływa także w niewielkim stopniu na degradację ozonosfer). Doskonałym rozwiązaniem problemu już istniejących wysypisk jest wybudowanie na ich powierzchni biogazowni wysypiskowych. Biogazownie wysypiskowe doskonale wpisują się w strategię zrównoważonego rozwoju przyczyniając się do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Odpowiednio zagospodarowane wysypisko śmieci jest nie tylko źródłem efektywnej energii w postaci biogazu (o zbliżonych właściwościach z gazem ziemnym GZ-35) ale także przestaje zaburzać uwarunkowania estetyczne krajobrazu i emitować nieprzyjemne zapachy. Schemat typowej instalacji przedstawiony jest na (Rysunek 5.25). Źródło: www.rener.pl Rysunek 5.25. Schemat technologiczny zagospodarowania składowiska odpadów i powstałego biogazu Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 140 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tego typu biogazownia, różni się zdecydowanie od innych, nie posiada typowego fermentatora – jego rolę przejmuje szczelnie przykryte nieprzepuszczalną warstwą składowisko. Do odbioru biogazu służą studnie gazowe w których biogaz jest zbierany, oczyszczany, po czym sprężany i kierowany do wykorzystania energetycznego, tak jak to się dzieje przy biogazowniach rolniczych, a więc najefektywniej wykorzystując jednostki skojarzone (energia elektryczna, cieplna/chłód). Istnieje tez możliwość uszlachetnienia biogazu do biometanu i wtłoczenie go do sieci gazowej. Biogaz z wysypiska zawiera zazwyczaj 50 – 60% metanu, z jednej tony odpadów otrzymujemy około 250 m3 biogazu, a okres eksploatacji tego typu instalacji to około 10 lat. Na terenie gminy Szaflary eksploatowane było od lat 50-tych XX wieku, dzikie wysypisko odpadów komunalnych. W latach późniejszych na składowisku deponowane były odpady z Zakładów Przemysłu Skórzanego „Podhale” w Nowym Targu, a także zakładu produkującego narty „Polsport” w Szaflarach. W latach 90-tych obiekt pełnił funkcję składowiska odpadów komunalnych dla gminy Szaflary. Składowisko eksploatowane było w sposób nieodpowiadający wymaganiom dla tego typu obiektów czego skutkiem było wykonanie planu rekultywacji i zamknięcia składowiska. W 2003 roku zakończono rekultywację składowiska w gminie Szaflary. Od początku 2002 roku wszystkie zebrane odpady komunalne unieszkodliwiane były na składowisku odpadów komunalnych w Brzeszczach. Obecnie odpady komunalne zbierane z terenu gminy Szaflary przekazywane są do Zakładu Utylizacji Odpadów IB Sp. z o.o. zlokalizowanego przy ul. Jana Pawła II 115 w Nowym Targu. 5.1.6.5. Energia odpadów Źródłem powstawania odpadów, zarówno komunalnych jak i przemysłowych, są skupiska ludzkie miejskie i wiejskie, zakłady produkcyjno-usługowe oraz obiekty użyteczności publicznej. Powstające odpady, ich ilość i jakość, zależą w głównej mierze od charakteru danego obszaru. Inna jest struktura odpadów wytwarzanych na obszarach zurbanizowanych, a inna na obszarach o charakterze wiejskim. Skład odpadów uzależniony jest od rodzaju zabudowy, nasycenia infrastruktury, stanu wyposażenia budynków, przyzwyczajeń ludzi, poziomu życia mieszkańców. Odpady z terenów wiejskich charakteryzują się mniejszym udziałem materii organicznej, papieru oraz relatywnie zwiększonym udziałem tworzyw sztucznych oraz szkła. Na terenach wiejskich materia organiczna zagospodarowywana jest we własnym zakresie, kompostowana na terenie gospodarstw i wykorzystywana jako nawóz. Gmina Szaflary posiada charakter rolniczy, co ma wpływ na strukturę odpadów komunalnych, który charakteryzuje się: zmniejszonym udziałem frakcji organicznej w strukturze odpadów, zmniejszonym udziałem makulatury, Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 141 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary względnym przyrostem udziału tworzyw sztucznych, szkła i metali spowodowanych, mniejszym udziałem pozostałych frakcji odpadów. Gospodarka odpadami Ilość odpadów komunalnych zebranych w 2010 r. na terenie Gminy Szaflary wyniosła 1643,86 ton. W przeliczeniu na jednego mieszkańca średnia roczna wielkość odpadów komunalnych zebranych (wywiezionych) w gminie wynosi 156 kg/m/rok i jest to ilość dużo mniejsza od średniej dla województwa małopolskiego wynoszącej 222 kg/m/rok [35]. Urząd Gminy jest zobowiązany ustawą z dnia 13 września 1996 r. o utrzymaniu czystości i porządku w gminach (Dz.U. 1996 nr 132 poz. 622 z późn. zm.) [36] do zapewnienia czystości i porządku na swoim terenie i tworzenia warunków niezbędnych do ich utrzymania. Do realizacji tych postanowień koniecznym jest zapewnienie mieszkańcom gminy regularnych odbiorów odpadów komunalnych. Gmina zobowiązana jest również do ustanowienia selektywnej zbiórki odpadów komunalnych obejmującej co najmniej następujące frakcje odpadów: papieru, metalu, tworzywa sztucznego, szkła i opakowań wielomateriałowych oraz odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, w tym odpadów opakowaniowych ulegających biodegradacji. Gminy zostały zobligowane także do ilościowego ograniczenia deponowanych odpadów ustawą z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz.U. 2001 nr 62 poz. 628) [37] do zapewniania warunków ograniczenia masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji kierowanych do składowania: do dnia 31 grudnia 2010 r. – do nie więcej niż 75 % wagowo całkowitej masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, do dnia 31 grudnia 2013 r. – do nie więcej niż 50 % wagowo całkowitej masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, do dnia 31 grudnia 2020 r. – do nie więcej niż 35 % wagowo całkowitej masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji w stosunku do masy tych odpadów wytworzonych w 1995 r.; Ustawa o odpadach zobowiązuje gminy do zapewnienia budowy, utrzymania i eksploatacji własnych lub wspólnych z innymi gminami lub przedsiębiorcami instalacji i urządzeń do odzysku i unieszkodliwiania odpadów komunalnych albo zapewnienie warunków do budowy, utrzymania i eksploatacji instalacji i urządzeń do odzysku i unieszkodliwiania odpadów komunalnych przez przedsiębiorców [37]. Wszystkie obowiązki, jakie zostały nałożone na gminy i cele wskaźnikowe obniżenia ilości deponowanych odpadów pozwalają sądzić, że w niedługim czasie bardzo mocno wzrosną koszty utylizacji odpadów, co wpłynie w istotny sposób na budżet gminy. Zasadnym byłoby jak najszybsze uporanie się przez gminę lub wspólnie z gminami sąsiednimi z problemami związanymi z utylizacja odpadów. Rozwiązaniem, które mogłoby w istotny sposób przyczynić się do stworzenia efektywnej metody gospodarowania odpadami i Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 142 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary stworzyć dodatkowe miejsca pracy, jednocześnie będąc odnawialnym źródłem energii jest budowa małej elektrociepłowni, która zasilana byłaby selektywnie zbieranymi odpadami. Na rynku dostępne są systemy sprzyjające obniżeniu emisji gazów cieplarnianych, obniżeniu ilości deponowanych odpadów, przy jednoczesnej produkcji odnawialnej energii elektrycznej i/lub cieplnej. Doskonale wpisują się w strategię zrównoważonego rozwoju zwiększając udział odnawialnej energii w strukturze wytwarzania systemu elektroenergetycznego. Rozwiązanie technologiczne, które mogłoby sprawdzić się w gminie Szaflary to jednostka kogeneracyjna lub cieplna (w przypadku stałego odbioru energii cieplnej), produkująca odnawialną energię z gazu syntezowego, powstającego z wstępnie przygotowanych odpadów (peletyzacja). Typowe spalarnie śmieci dobrze sprawdzają się jedynie przy bardzo dużych projektach przetwarzających kilkadziesiąt Mg odpadów dziennie. Gmina inwestując w nowoczesne technologie przeznaczone do utylizacji odpadów zapewniłaby ich stabilny odbiór. Dodatkową korzyścią byłyby wieloletnie wpływy do gminnego budżetu, zarówno z tytułu przyjmowania odpadów do utylizacji (w tym również z gmin sąsiednich) i/lub wpływów z tytułu podatków (w przypadku prywatnej własności). Wielkość produkcji odnawialnej energii możliwa do obliczenia jest jedynie w przypadku wybrania do realizacji konkretnej technologii, jak również określenia potencjału energetycznego wyselekcjonowanych odpadów. 5.1.7. Podsumowanie możliwości wykorzystanie OZE na terenie gminy W obszarze gminy Szaflary do racjonalnych ekonomicznie możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł należy przede wszystkim wykorzystanie energii geotermalnej ze względu na doskonałe zasoby tego nośnika energii w gminie, oraz jego właściwości termodynamiczne. Drugim sposobem mogą stać się celowe uprawy roślin energetycznych z późniejszym wykorzystaniem w rolnictwie lub elektroenergetyce. Na terenie gminy Szaflary znajduje się składowisko odpadów jednak jest ono wyłączone z eksploatacji, przez co nie posiada potencjału energetycznego w tym zakresie. Zagospodarowanie osadu ściekowego pozwalałoby na wyprodukowanie 1 320 MJ (367 kWh) energii. Zagospodarowana słoma z rozpatrywanych upraw będzie mogła zapewnić 8 736 GJ (2 427 MWh) i dla biomasy Miskanta 43 574 GJ (12 104 MWh) energii cieplnej (po uwzględnieniu sprawności kotła a poziomie 80%). Zakładając chęć zagospodarowania energii biomasy do produkcji prądu elektrycznego i wykorzystanie turbozespołu turbiny parowej o sprawności elektrycznej na poziomie 30% można byłoby wyprodukować ze słomy około 728 MWh energii elektrycznej, a z Miskanta około 3 631 MWh energii elektrycznej przy mocach turbozespołów odpowiednio około 0,1 MWel i 0,5 MWel. Każde prace mające na celu wykorzystanie energii biomasy na skalę Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 143 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary przemysłową (półprzemysłową) powinno być poprzedzone Studium wykonalności projektu. Realny potencjał ekonomiczny zmniejszony będzie przez bariery techniczne i duże rozdrobnienie gospodarstw rolnych. Potencjał energetyczny biomasy w dużej mierze zależy od warunków atmosferycznych panujących w danym roku i może wahać się w szerokich granicach dochodzących niemal do 100% w przypadku klęsk nieurodzaju czy klęsk żywiołowych. Gmina Szaflary zlokalizowana jest na obszarze Polski o słabym rozpoznaniu energii wiatru. Każda lokalizacja siłowni wiatrowej powinna być poprzedzona co najmniej rocznymi badaniami prędkości i kierunku wiatru. Lokalne warunki słoneczne gminy Szaflary nie są najlepsze na tle warunków panujących w Polsce, a ewentualne wykorzystanie energii promieniowania słonecznego winno służyć do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Jest to kierunek pozwalający najbardziej efektywnie wykorzystać powierzchnię paneli słonecznych. Na terenie gminy Szaflary nie występują zakłady mogące dostarczać znaczących ilości substratów do produkcji biogazu, a dane GUS z Powszechnego Spisu Rolnego przedstawiają praktycznie zerowe uprawy kukurydzy. Do zapewnienia ciągłości produkcji biogazowni rolniczej wyłącznie na kiszonkę z kukurydzy o mocy pozwalającej na inwestycję o racjonalnym czasie zwrotu założonej na poziomie 1 MW potrzeba około 400 ha upraw kukurydzy. 5.2. Ciepło odpadowe z instalacji przemysłowych Na terenie gminy Szaflary nie występują instalacje przemysłowe, które są emitorem znaczących ilości ciepła odpadowego. Większość instalacji przemysłowych o znaczącej mocy cieplnej produkuje ciepło w ilości jaką potrzebuje do własnych procesów technologicznych, a teoretyczne ciepło, które można byłoby odzyskać charakteryzowałoby się słabymi parametrami technologicznymi, niepozwalającymi na jego dystrybucję siecią ciepłowniczą na znaczące odległości. Źródło ciepła, które nadawałyby się do zagospodarowania muszą posiadać odpowiednie parametry. Do emitorów ciepła odpadowego posiadających potencjał energetyczny nadający się do sieci ciepłowniczych można zaliczyć np. piece hutnicze czy elektrownie (bez wiatrowych czy na pływy oceaniczne), a do wykorzystania lokalnego – ciepło spalin odlotowych z silników spalinowych czy pieców piekarskich. Elektrownia sprzedająca energię cieplną do sieci ciepłowniczej czy do innego wykorzystania nazywana jest elektrociepłownią. Pozostałymi źródłami ciepła sieciowego mogą być zakłady zużywające duże ilości energii cieplnej, gdyż niemal zawsze projektowane są z nadwyżką mocy. Koszt związany z wyprodukowaniem i sprzedażą dodatkowej jednostki energii w zakładach produkujących energię na własne potrzeby jest znacznie niższy niż w specjalnie do tego celu wybudowanym źródle i koszt ten związany jest głównie z kosztem paliwa. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 144 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Ciepło odpadowe powstaje również w każdym budynku w postaci powietrza wentylacyjnego. Z powietrza wentylacyjnego energię cieplną można odzyskać w rekuperatorach, rozwiązanie to cieszy się coraz większym zastosowaniem i często wykorzystywane jest w nowych budynkach, jak i termomodernizowanych starszych budynkach. 5.3. Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła – kogeneracja Kogeneracja jako proekologiczny sposób wykorzystywania energii z paliw została uprzywilejowana przez organy państwowe, podobnie jak zostały uprzywilejowane odnawialne źródła energii, systemem kolorowych certyfikatów (rynek praw majątkowych na Towarowej Giełdzie Energii – TGE). O sposobie rozliczania skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła kwalifikującego jednostki wytwórcze do wysokosprawnej kogeneracji, której przysługują prawa majątkowe (kolorowe certyfikaty) stanowi Dyrektywa 2004/8/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie promowania kogeneracji w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło użytkowe na wewnętrznym rynku energii (Dz.Urz. WE L 52 z 21.02.2004 r.) [38]. Zgodnie z wyżej wymienioną dyrektywą do opisu procesów zachodzących w jednostkach kogeneracyjnych oraz ich oceny, stosuje się następujące definicje: „ciepło użytkowe” oznacza ciepło, służące zaspokojeniu gospodarczo uzasadnionego zapotrzebowania na ciepło, które w innej sytuacji zostałoby zaspokojone przy zastosowaniu innych procesów wytwarzania ciepła; „energia elektryczna z kogeneracji” oznacza energię elektryczną wytwarzaną w skojarzeniu z ciepłem użytkowym (przy wykorzystaniu tego samego strumienia energii). Przyjmuje się, że jest to zmierzona na zaciskach generatora całkowita roczna produkcja energii elektrycznej wytworzonej w jednostce kogeneracyjnej. Ten sposób obliczeń dotyczy jednostek o całkowitej rocznej sprawności na poziomie co najmniej 75% dla jednostek kogeneracyjnych typu: turbina parowa przeciwprężna, turbina gazowa z odzyskiem ciepła, silnik spalinowy, mikroturbina, silnik Stirlinga, ogniwo paliwowe, lub 80% dla jednostek wytwórczych typu: układ gazowo-parowy, turbina parowa upustowo-kondensacyjna. W jednostkach kogeneracyjnych o całkowitej rocznej sprawności niższej od wyżej podanych wartości, ilość energii elektrycznej wytworzonej w skojarzeniu oblicza się według wzoru: gdzie: Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 145 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary – ilość energii elektrycznej wytworzonej w skojarzeniu, C – współczynnik równy stosunkowi energii elektrycznej do ciepła, – ilość ciepła użytkowego otrzymanego z procesu kogeneracji. Jeśli dla danej jednostki kogeneracyjnej nie jest znana rzeczywista wartość współczynnika C (ustalonego na podstawie pomiarów parametrów technologicznych jednostki), to można stosować następujące jego wartości: układ gazowo-parowy 0,95; turbina parowa przeciwprężna 0,45; turbina parowa upustowo-kondensacyjna 0,45; turbina gazowa z odzyskiem ciepła 0,55; silnik spalinowy 0,75. Zastosowane pojęcia technologiczne z wyjaśnieniem: „sprawność całkowita” – obliczana jako iloraz sumy rocznej produkcji energii elektrycznej i mechanicznej oraz produkcji ciepła użytkowego (wytworzonych w skojarzeniu) i całkowitego zużycia paliwa w procesie kogeneracji; „referencyjne wartości sprawności rozdzielonego wytwarzania energii elektrycznej (Ref Eη) i ciepła (Ref Hη)” oznaczają sprawności alternatywnego rozdzielonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, zastępującego kogenerację; „stosunek energii elektrycznej do ciepła” oznacza stosunek ilości energii elektrycznej do ciepła użytkowego, określony na podstawie dokumentacji techniczno-ruchowej lub przyjęty na podstawie podanych wyżej wartości; „oszczędność energii pierwotnej” uzyskana w procesie kogeneracji, obliczana jest wg następującego wzoru: ( ) [ ] gdzie: CHP Hη – sprawność cieplna procesu kogeneracji zdefiniowana jako stosunek ilości rocznej produkcji ciepła użytkowego do zużycia paliwa w procesie kogeneracji, Ref Hη – wartość referencyjna sprawności produkcji ciepła w układzie rozdzielonym, CHP Eη – sprawność elektryczna procesu kogeneracji zdefiniowana jako stosunek ilości rocznej produkcji energii elektrycznej wytworzonej w skojarzeniu do zużycia paliwa w procesie kogeneracji, Ref Eη – wartość referencyjna sprawności produkcji energii elektrycznej w układzie rozdzielonym. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 146 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary „wysokosprawna kogeneracja” oznacza skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła, spełniające następujące kryteria: − produkcja pochodząca z układów skojarzonych o mocy zainstalowanej od 1 MW wzwyż powinna zapewniać oszczędność energii pierwotnej „PES” w wysokości co najmniej 10% w porównaniu z odpowiednimi wielkościami dla rozdzielonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, − produkcja pochodząca z układów skojarzonych o mocy zainstalowanej poniżej 1 MW powinna zapewniać jakąkolwiek oszczędność energii pierwotnej „PES” w stosunku do procesu rozdzielonego. W gminie Szaflary możliwości wykorzystania skojarzonej produkcji energii są znacząco ograniczone przez brak dużych odbiorców ciepła (duże sieci ciepłownicze, duże zakłady przemysłowe). Konwencjonalna technologia wytwarzania energii w skojarzeniu musiałaby zostać oparta na gazie ziemnym albo obiegu parowym zasilanym energią ze spalania biomasy lub węgla kamiennego. Odrzuca się paliwo gazowe płynne czy sprężone i produkty naftowe z powodu wysokich kosztów nabycia i transportu. Na terenie gminy Szaflary najbardziej konwencjonalnym rozwiązaniem korzystającym z kogeneracji jest wykorzystywanie do tego celu biomasy lub energii z odpadów, które zostały opisane w rozdziale 5.1.6. Do sektora skojarzonej produkcji energii elektrycznej i cieplnej zalicza się również termofotowoltaikę. Wykorzystuje ona jednocześnie efekt fotowoltaiczny, który odpowiada za bezpośrednie przekształcenie energii promieniowania świetlnego w energię elektryczną i właściwości paneli słonecznych przekształcających energię słoneczną w cieplną. Ciepło pochodzące z termofotowoltaiki pochodzi z chłodzenia paneli fotowoltaicznych. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 147 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 6. ZAKRES WSPÓŁPRACY Z SĄSIEDNIMI GMINAMI Źródło: opracowanie własne Rysunek 6.1 Gmina Szaflary oraz gminy sąsiadujące Zgodnie z art. 19 ustawy z 10 kwietnia 1997 roku Prawo energetyczne, w sprawie określenia zakresu współpracy z innymi gminami zwrócono się do poszczególnych gmin ościennych o udzielenie informacji. Gminami bezpośrednio sąsiadującymi z gminą Szaflary są gminy miejska i wiejska Nowy Targ i gminy wiejskie: Czarny Dunajec, Bukowina Tatrzańska i Biały Dunajec. Wszystkie wymienione wcześniej jednostki terytorialne zostały przedstawione na mapie (Rysunek 6.1), tj. położenie gminy Szaflary względem gmin z nią sąsiadujących. Zakres współpracy został określony na podstawie odpowiedzi na ankiety wysłane z Urzędu Gminy Szaflary. Zaopatrzenie w ciepło Na terenie gminy Szaflary znajduje się sieć ciepłownicza, jednak w ciepło zasilana jest tylko miejscowość Bańska Niżna. Większość mieszkańców gminy korzysta z indywidualnych kotłów i pieców grzewczych zasilanych paliwem stałym. Niska gęstość energetyczna gminy oraz uwarunkowania terenowe stanowią barierę do dalszej rozbudowy sieci ciepłowniczej. Gmina Szaflary jest powiązana z gminą Biały Dunajec magistralą ciepłowniczą, pochodzącą z ciepłowni geotermalnej. Wykorzystywanie odnawialnej energii pochodzącej z wnętrza ziemi jest kierunkiem dobrze wpisującym się w politykę zrównoważonego rozwoju jak również w strategię energetyczną Polski zapisaną w Polityce Energetycznej Polski do 2030 roku. Dotychczasowa współpraca gmin przynosi wymierne korzyści zarówno ekonomiczne jak i środowiskowe i powinna być wzmacniana nowymi inwestycjami mającymi na celu wyposażenie możliwie dużej ilości odbiorców w czystą energię odnawialną do ogrzewania mieszkań i przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 148 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Zaopatrzenie w gaz Przez teren gminy Szaflary przebiega gazociąg wysokiego ciśnienia. Na obszarze gminy nie ma odbiorców gazu ziemnego i nie została zlokalizowana stacja redukcyjna gazu ziemnego. Z analizowanych ankiet wynika, że gmina wiejska Nowy Targ jest zainteresowana współpracą w zakresie rozbudowy sieci gazowej z kierunku gminy Szaflary. Gminy Bukowina Tatrzańska i Biały Dunajec wyraziły chęć współpracy w ramach gazyfikacji obszaru gminy, lecz nie podały informacji na temat zakresu takiej współpracy. Dalsza rozbudowa sieci gazowych może przyczynić się do poprawy jakości powietrza dzięki eliminacji konieczności spalania alternatywnych, bardziej szkodliwych dla środowiska paliw (węgiel kamienny). Zaopatrzenie w energię elektryczną Na terenie gminy Szaflary i gmin ościennych, sieć i urządzenia elektroenergetyczne obsługuje firma TAURON Dystrybucja. Analizowane ankiety nie zawierają informacji na temat zakresu współpracy gmin w zakresie zaopatrzenia w energię elektryczną. Proponowanym rozwiązaniem mającym na celu ograniczenie kosztów dostaw energii elektrycznej do budynków użyteczności publicznej gminy Szaflary jest stworzenie grupy negocjacyjnej wraz z sąsiednimi gminami w celu wspólnego zakupu energii elektrycznej. Takie działanie pozwala na wypracowanie oszczędności do kilkudziesięciu procent na zakupie energii elektrycznej zaangażowanych podmiotów. Prowadzenie negocjacji w grupie odbiorców pozwala na zamawianie większych ilości energii elektrycznej, co przekłada się na wzmocnienie pozycji negocjacyjnej skonsolidowanego podmiotu. Taka możliwość istnieje od kilku lat w wyniku „uwolnienia” rynku energii poprzez wprowadzenie zmian w ustawie Prawo energetyczne. Odnawialne źródła energii Gminy sąsiadujące z gminą Szaflary na swoim obszarze wykorzystują odnawialne źródła energii w postaci kolektorów słonecznych, które zamontowane są między innymi na budynkach szkoły w gminie Czarny Dunajec. W mieście Nowy Targ istnieje mała elektrownia wodna na Białym Dunajcu o mocy 50 kW. Planowana jest również budowa MEW na rzece Dunajec o mocy planowanej 369 kW. Na obszarze gminy wiejskiej Nowy Targ znajduje się MEW na rzece Dunajec w Waksmundzie o mocy 320 kW. Gmina Bukowina Tatrzańska przedstawiła w ankiecie, że posiada na swoim terenie instalacje geotermalne, lecz nie podała szczegółowych informacji na ten temat. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 149 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Gminy Bukowina Tatrzańska oraz Miasto Nowy Targ deklarują chęć współpracy z sąsiednimi gminami w ramach wykorzystania OZE. Pozostałe gminy nie wykazują zainteresowania współpracą w ramach wykorzystania odnawialnych źródeł energii. W ankietach pochodzących z gmin ościennych nie ujawniono informacji na temat potencjału pozyskiwania biomasy na ich terenach. Gminy powinny posiadać wiedzę na temat potencjału energetycznego OZE na swoim obszarze i dążyć do możliwie największego ich wykorzystania. W gminie Biały Dunajec eksploatowane są dwa geotermalne otwory chłonne. Pozostałe zagadnienia Dwie z pośród gmin sąsiadujących posiadają Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe: Miasto Nowy Targ (opracowany w 2009) oraz Czarny Dunajec (opracowany w 2008). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 150 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 7. STAN ŚRODOWISKA Gmina Szaflary nie zalicza się do terenów uprzemysłowionych. Ma charakter głównie rolniczy. Jednak miejscowość Szaflary będąca siedzibą gminy stanowi centrum społeczno- gospodarcze. Na terenie miejscowości znajduję się wiele podmiotów gospodarczych, głównie handlowych, jednak ich działalność nie przyczynia się znacząco na pogorszenie stanu zanieczyszczenia środowiska. Do głównych zanieczyszczeń emitowanych przez gminę Szaflary zalicza się emisję z indywidualnych kotłowni. Wpływ na stężenie substancji niepożądanych w atmosferze na terenie gminy mają zanieczyszczenia napływowe, głównie z uprzemysłowionego regionu krakowskiego. W sezonie grzewczym w obszarach położonych w dolinach, z uwagi na słabą wymianę powietrza, okresowo może występować podwyższone stężenie szkodliwych substancji, w tym dwutlenku siarki i pyłów zawieszonych, spowodowane głównie niską emisją z kotłowni indywidualnych, w których spalanie węgla odbywa się w sposób nieefektywny, zasilanych paliwami niskiej jakości. Do największych zagrożeń dla środowiska należą „dzikie wysypiska śmieci” i braki w sieci kanalizacyjnej gminy. Długość sieci kanalizacyjnej w gminie Szaflary wynosi 43,5 km z której korzystało w 2010 roku 2 284 osoby, co stanowi około 22% liczby ludności gminy. Brak kanalizacji jest szczególnie niebezpieczny dla wód powierzchniowych, gdyż nieczystości nietrafiające do sieci kanalizacyjnej często są uwalniane do cieków wodnych. Dużym zagrożeniem dla stanu czystości wód są spływające wraz z wodami opadowymi z obszarów eksploatowanych rolniczo nawozy i środki chemiczne ochrony roślin. Realizacja celu strategicznego polegająca na osiągnięciu jakości powietrza na poziomie bezpiecznym dla środowiska i zdrowia ludzi obejmuje: redukcję emisji, w tym zanieczyszczeń specyficznych z zakładów przemysłowych energetycznych i innych objętych pozwoleniami o dopuszczalnej emisji, ograniczenie uciążliwości obszarowej zanieczyszczeń powietrza z sektora bytowo- komunalnego i rolnictwa, redukcję obciążeń środowiska atmosferycznego ze źródeł komunikacyjnych. Realizacji celu sprzyjać będą działania racjonalnego użytkowania środowiska w zakresie zmniejszenia energochłonności i zwiększenia udziału wykorzystania energii odnawialnej w gminie. 7.1. Ocena stanu atmosfery na terenie województwa oraz gminy W województwie małopolskim podstawowym źródłem zanieczyszczeń powietrza jest emisja antropogeniczna, pochodząca z działalności przemysłowej, komunikacji oraz sektora bytowego. Emisja przemysłowa pochodzi głównie z procesów spalania paliw energetycznych i z procesów technologicznych w zakładach przemysłowych. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 151 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Na terenie województwa znajduję się wiele przedsiębiorstw emitujących szkodliwe pyły i gazy m.in.: Arcelor Mittal Poland S.A. Oddział w Krakowie, Elektrociepłownia Kraków S.A., Elektrownia Skawina S.A., Elektrownia Siersza w Trzebini, Zakłady Azotowe w Tarnowie-Mościcach. Emisja z sektora bytowego pochodzi głównie z terenów zabudowy mieszkaniowej ogrzewanej indywidualnie, oczyszczalni ścieków itp. Głównymi zanieczyszczeniami są SO2, NOx, CO, węglowodory oraz pyły. W ostatnim czasie obserwuje się znaczne zainteresowanie energetyką odnawialną, taką jak kolektory słoneczne i panele fotowoltaiczne wykorzystywane przez gospodarstwa domowe. Jednak na chwilę obecną nie wpływa to znacząco na zmniejszenie emisji szkodliwych zanieczyszczeń do środowiska. Warunki klimatyczne gminy Szaflary kształtują masy powietrza polarno-morskiego napływające z północnego zachodu. Zimą przynoszą ocieplenie i odwilż oraz zachmurzenie wraz z opadami, latem ochłodzenie, zachmurzenie i również opady. Częstym zjawiskiem termicznym są silne inwersje, obejmujące swoim zasięgiem całą gminę. Na stan jakości powietrza w gminie Szaflary wpływ mają zanieczyszczenia emitowane z aglomeracji krakowskiej, jak również okolic Nowego Targu i Nowego Sącza oraz emisja zanieczyszczeń komunikacyjnych z drogi krajowej 47 tzw. zakopianki. Na terenie gminy nie znajdują się duże zakłady przemysłowe, a zanieczyszczenia lokalne występują głównie w okresie grzewczym. Według „Raportu o stanie środowiska w województwie małopolskim w 2010 roku” stężenia pyłu zawieszonego PM10 przekraczały dopuszczalną wartość dobową wynoszącą 50 μg/m3 oraz dopuszczalną wartość roczną wynoszącą 40 μg/m3. Coroczna ocena jakości powietrza wykazała, że wszystkie strefy w województwie zostały sklasyfikowane do klasy C. Przyczyną wysokich stężeń jest emisja pyłu ze źródeł antropogenicznych. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 152 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska Rysunek 7.1. Średnie stężenie pyłu zawieszonego PM10 województwie małopolskim Źródło: Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska Rysunek 7.2. Średnie stężenie dwutlenku siarki Stężenie dwutlenku siarki w województwie małopolskim jest na stosunkowo niskim poziomie a odnotowane zwiększone stężenie na zachodniej granicy województwa jest skutkiem napływu zanieczyszczonego powietrza ze Śląska. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 153 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska Rysunek 7.3. Średnie stężenie dwutlenku azotu W województwie małopolskim stężenie dwutlenku azotu kształtuje się na stosunkowo niskim poziomie, jednak w obszarach gdzie przemysł jest rozwinięty poziom ten jest większy. Są to obszary aglomeracji krakowskiej oraz okolice Tarnowa. Największy poziom stężenia notowany jest jednak na zachodzie województwa ze względu na napływ zanieczyszczeń ze Śląska. W gminie Szaflary nie znajdują się znaczące ośrodki przemysłowe a stężenie NO2 jest na stosunkowo niskim poziomie. Występujące stężenie NO2 jest głównie skutkiem napływu zanieczyszczenia z bardziej uprzemysłowionych regionów województwa. 7.2. Emisja substancji szkodliwych Wyróżnia się dwie główne grupy zanieczyszczeń powietrza: zanieczyszczenia substancjami gazowymi pochodzenia nieorganicznego i organicznego, np.: tlenki węgla (CO i CO2), siarki (SOx) i azotu (NOx), amoniak (NH3), fluor, węglowodory, fenole, zanieczyszczenia substancjami pyłowymi np.: popiół lotny, sadza, związki ołowiu, miedzi, chromu, kadmu i innych metali ciężkich. Do zanieczyszczeń energetycznych należą: dwutlenek węgla – CO2, tlenek węgla - CO, dwutlenek siarki – SO2, tlenki azotu – NOx, pyły oraz benzo(a)piren. W trakcie prowadzenia różnego rodzaju procesów technologicznych dodatkowo, poza wyżej wymienionymi, do atmosfery emitowane mogą być zanieczyszczenia w postaci związków chemicznych, a wśród nich silnie toksyczne węglowodory aromatyczne. Natomiast głównymi związkami wpływającymi na powstawanie efektu cieplarnianego są dwutlenek węgla – odpowiadający w około 55% za efekt cieplarniany oraz metan – odpowiadający w Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 154 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary około 20% za efekt cieplarniany. Dwutlenek siarki i tlenki azotu niezależnie od szkodliwości związanej z bezpośrednim oddziaływaniem na organizmy żywe są równocześnie źródłem kwaśnych deszczy. Najbardziej toksycznymi związkami są węglowodory aromatyczne (WWA) posiadające właściwości kancerogenne. Najsilniejsze działanie rakotwórcze wykazują WWA mające więcej niż trzy pierścienie benzenowe w cząsteczce. Najbardziej znany wśród nich jest benzo(a)piren, którego emisja związana jest również z procesem spalania węgla zwłaszcza w nisko sprawnych paleniskach indywidualnych. Żadne ze wspomnianych zanieczyszczeń nie występuje pojedynczo, niejednokrotnie ulegają one w powietrzu dalszym przemianom. W działaniu na organizmy żywe obserwuje się występowanie zjawiska synergizmu, tj. działania skojarzonego, wywołującego efekt większy niż ten, który powinien wynikać z sumy efektów poszczególnych składników. Na stopień oddziaływania mają również wpływ warunki klimatyczne takie jak: temperatura, nasłonecznienie, wilgotność powietrza, kierunek i prędkość wiatru. Wielkości dopuszczalnych poziomów stężeń niektórych substancji zanieczyszczających w powietrzu określone są w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 3 marca 2008 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu (Dz.U. 2008 nr 47 poz. 281). W 2010 roku przeprowadzono badanie stanu jakości powietrza przez 252 stanowiska zlokalizowane w województwie małopolskim. Stężenia dwutlenku siarki, tlenku węgla, benzenu, ołowiu, arsenu, kadmu, niklu oraz ozonu zmierzone w 2010 roku spełniają kryteria ustanowione w celu ochrony zdrowia ludzkiego. Spełnione były również wymagania obowiązujące dla dwutlenku siarki, dwutlenku azotu i ozonu, ustanowione ze względu na ochronę roślin. Rejestrowane były ponadnormatywne ilości pyłu zawieszonego PM10, PM2.5, benzo(a)pirenu oraz dwutlenku azotu. Niedotrzymane były także poziomy celu długoterminowego dla ozonu obowiązujące zarówno dla kryterium ochrony zdrowia, jak i ochrony roślin. W latach 2000–2010 stężenia SO2 utrzymywały się na zbliżonym poziomie wykazując tendencje spadkowe w kolejnych latach, co przedstawia (Rysunek 7.4). Znaczny spadek stężenia SO2 w przeciągu 10 lat zanotowano dla miasta Zakopane. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 155 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska Rysunek 7.4. Średnie roczne stężenie dwutlenku siarki w największych miastach Emisja uciążliwych pyłów i gazów z zakładów przemysłowych systematycznie maleje ze względu na coraz bardziej rygorystyczne normy europejskie dotyczące ochrony środowiska. Duże zakłady przemysłowe stosują coraz to efektywniejsze urządzenia do redukcji zanieczyszczeń. Źródło: GUS Rysunek 7.5. Emisja zanieczyszczeń pyłowych z zakładów szczególnie uciążliwych w latach 2000–2009 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 156 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: GUS Rysunek 7.6. Emisja zanieczyszczeń gazowych z zakładów szczególnie uciążliwych w latach 2000–2009 w województwie małopolskim Z dostępnych informacji wynika, że w województwie małopolskim stężenia większości szkodliwych gazów nie przekraczają dopuszczalnych norm. Jednak stężenia pyłów PM10, PM2.5, benzo(a)pirenu, oraz ozonu rejestrowane były w ilościach przekraczających normatywne poziomy dla kryterium ochrony zdrowia i roślin. Jest to spowodowane głównie działalnością przemysłową jako produkt uboczny procesów spalania oraz przeróbki hutniczej. Edukacja ekologiczna to koncepcja kształcenia i wychowania społeczeństwa w duchu poszanowania środowiska przyrodniczego zgodnie z hasłem „myśleć globalnie, działać lokalnie”. Powinna ona obejmować wszystkie grupy społeczeństwa – od dzieci, młodzieży, dorosłych do decydentów. Prawidłowo i skutecznie prowadzona edukacja ekologiczna jest warunkiem powodzenia pozostałych działań w zakresie ochrony środowiska. Doświadczenia wielu zachodnich państw wskazują, że tylko przy współudziale mieszkańców można uzyskać zakładane efekty. Dlatego ważne jest zaangażowanie każdego mieszkańca gminy, a także turysty odwiedzającego region gminy w tą problematykę. Poprzedzone to musi być odpowiednim teoretycznym przygotowaniem społeczeństwa do planowanych działań, aby przyniosło pożądane efekty. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 157 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 8. PROPONOWANE PRZEDSIĘWZIĘCIA RACJONALIZUJĄCE UŻYTKOWANIE ENERGII I PALIW 8.1. Zabiegi termomodernizacyjne Celem termomodernizacji jest głównie zmniejszenie kosztów ogrzewania budynku oraz podniesienie komfortu użytkowania jak również poprawa estetyki budynków. Możliwe jest to poprzez lepsze ocieplenie oraz uszczelnienie przegród budowlanych tj. ścian, stropu, okien, drzwi, dachu a także możliwie maksymalną likwidację mostków termicznych. Ze względu na ciągle rosnące ceny ogrzewania budynków, nowo powstające obiekty powinny charakteryzować się niskim współczynnikiem przenikania ciepła U uwzględnionym już w fazie projektu. Budynki powstałe przed 1991 rokiem charakteryzują się wysokim współczynnikiem przenikania ciepła U ze względu na ówcześnie obowiązujące normy ochrony cieplnej budynku takich jak: PN-64/B-02405, PN-74/B-03404, PN-82/B-02020, PN-91/B-02020. Według rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 roku zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie określone są wartości dopuszczalnego maksymalnego współczynnika przenikania ciepła U(max) w odniesieniu do jednorodzinnego budynku mieszkalnego: Tabela 8.1. Współczynnik U(max) – budynek mieszkalny i zamieszkania zbiorowego Budynek mieszkalny i zamieszkania zbiorowego Lp. Rodzaj przegrody i temperatura w pomieszczeniu U(max) Ściany zewnętrzne (stykające się z powietrzem zewnętrznym, niezależnie od 1 rodzaju ściany): przy ti> 16 °C 0,3 przy ti ≤ 16 °C 0,8 Ściany wewnętrzne pomiędzy pomieszczeniami ogrzewanymi a 2 1 nieogrzewanymi, klatkami schodowymi lub korytarzami Ściany przyległe do szczelin dylatacyjnych o szerokości: 3 do 5 cm, trwale zamkniętych i wypełnionych izolacją cieplną na głębokości co 1 najmniej 20 cm powyżej 5 cm, niezależnie od przyjętego sposobu zamknięcia i zaizolowania szczeliny 0,7 4 Ściany nieogrzewanych kondygnacji podziemnych - Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad 5 przejazdami: przy ti> 16 °C 0,25 przy 8 °C < ti ≤ 16 °C 0,5 Stropy nad piwnicami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami 6 podpodłogowymi, podłogi na gruncie 0,45 7 Stropy nad ogrzewanymi kondygnacjami podziemnymi - Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 158 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 8 Ściany wewnętrzne oddzielające pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego 1 Tabela 8.2. Współczynnik U(max) – budynek użyteczności publicznej Budynek użyteczności publicznej Lp. Rodzaj przegrody i temperatura w pomieszczeniu U(max) 1 Ściany zewnętrzne (stykające się z powietrzem zewnętrznym, niezależnie od rodzaju ściany): przy ti> 16 °C 0,3 przy ti ≤ 16 °C 0,65 2 Ściany wewnętrzne między pomieszczeniami ogrzewanymi a klatkami 3,00 schodowymi lub korytarzami 3 Ściany przylegające do szczelin dylatacyjnych o szerokości: do 5 cm, trwale zamkniętych i wypełnionych izolacją cieplną na głębokość co 3 najmniej 20 cm powyżej 5 cm, niezależnie od przyjętego sposobu zamknięcia i zaizolowania 0,7 szczeliny 4 Ściany nieogrzewanych kondygnacji podziemnych - 5 Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami: przy ti> 16 °C 0,25 przy 8 °C < ti ≤ 16 °C 0,5 6 Stropy nad nieogrzewanymi kondygnacjami podziemnymi i zamkniętymi 0,45 przestrzeniami podpodłogowymi, posadzki na gruncie 7 Stropy nad piwnicami ogrzewanymi - Tabela 8.3. Współczynnik U(max) – budynek produkcyjny, magazynowy i gospodarczy Budynek produkcyjny, magazynowy i gospodarczy Lp. Rodzaj przegrody i temperatura w pomieszczeniu U(max) Ściany zewnętrzne (stykające się z powietrzem zewnętrznym, niezależnie od 1 rodzaju ściany): przy t > 16 °C 0,3 i przy 8 °C < t ≤ 16 °C 0,65 i przy ti≤ 8 °C 0,9 2 Ściany wewnętrzne i stropy między kondygnacyjne: przy Δti> 16 °C 1 przy 8 °C < Δti ≤ 16 °C 1,4 przy Δti≤ 8 °C - Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad 3 przejazdami: przy t > 16 °C 0,25 i przy 8 °C < t Ł 16 °C 0,5 i przy Δti Ł 8 °C 0,7 4 Stropy nad nieogrzewanymi kondygnacjami podziemnymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi, posadzki na gruncie: Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 159 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary przy ti> 16 °C 0,8 przy 8 °C < ti ≤ 16 °C 1,2 przy Δti ≤ 8 °C 1,5 5 Stropy nad piwnicami ogrzewanymi - W budynkach o wysokim współczynniku przenikania ciepła należy dokonać oceny istniejącego stanu oraz analizy efektywności ekonomicznej modernizacji. Głównym celem termomodernizacji jest realizowanie usprawnień budynku tylko rzeczywiście opłacalnych, które wpłyną znacząco na redukcje kosztów ogrzewania i wentylacji. Podstawowymi działaniami zmniejszającymi współczynnik przenikania ciepła a co za tym idzie zmniejszenie zużycia energii w stosunku do stanu poprzedniego jest [39]: ocieplenie zewnętrznych przegród budowlanych 10–25%, wymiana okien 10–15%, uszczelnienie okien i drzwi zewnętrznych 3–5%, zamontowanie zaworów z głowicami termostatycznymi we wszystkich pomieszczeniach budynku 10–20%, montaż ekranów izolujących grzejniki od strony ściany zewnętrznej 2–3%, zastosowanie automatyki w instalacji cieplnej budynku 5–15%. Dzięki analizie kosztów i efektów ocieplenia możliwe jest dobranie optymalnych grubości warstw izolacji termicznej, czego skutkiem jest poprawa właściwości termicznych struktury budowlanej. W celu osiągnięcia pełnego efektu oszczędnościowego termomodernizację struktury budowlanej należy przeprowadzać równolegle z modernizacją instalacji ogrzewania. Poprzez zmieniające się parametry zapotrzebowania na ciepło dzięki termomodernizacji struktury budowlanej budynku, istotne znaczenie ma przebudowa systemu ogrzewania. W celu zmniejszenia kosztów ogrzewania należy przeprowadzić przegląd instalacji tj. kotła, grzejników, zaworów, głowic termostatycznych a także ciągu kominowego. Duża część strat ciepła powstaje poprzez niską sprawność eksploatowanych kotłów. Wiąże się to ze stratami energii zawartej w paliwie co skutkuje zwiększoną emisją szkodliwych gazów i pyłów. W miarę możliwości finansowych kotły powinny być wymienione na nowe, o jak najwyższej sprawności i odpowiedniej mocy dla określonego zapotrzebowania budynku na ciepło. Dobór rodzaju paliwa wiąże się z jego lokalną dostępnością, jak również ceną i oddziaływaniem spalin na środowisko. Przyczyną złej pracy nowo zainstalowanego kotła, w starej instalacji, może być nieprawidłowy ciąg kominowy który jest określony w dokumentacji technicznej nowego kotła. Dobór parametrów kotła i komina musi być ze sobą zoptymalizowany, w przeciwnym razie nie osiągnie on parametrów deklarowanych przez producenta, przez co nie będzie ekonomiczny i ekologiczny. Optymalna praca systemu grzewczego budynku dająca wymierne korzyści materialne i komfortowe powinna być w odpowiedni sposób sterowana przez systemy automatyki Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 160 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary dobowe oraz pogodowe. Zapotrzebowanie na ciepło w budynku może zmieniać się wraz z pogodą lub porą dnia. Dzięki zautomatyzowaniu systemu grzewczego możliwe jest dostosowanie wydajności kotła do chwilowego zapotrzebowania na ciepło. Czujnik zamontowany w reprezentatywnym miejscu wewnątrz budynku kontroluje i steruje pracą kotła według zadanej temperatury, natomiast czujnik na zewnątrz budynku rejestrujący temperaturę, steruje mocą kotła. Takie rozwiązanie skutkuje szybszą reakcją systemu grzewczego na dobowe zmiany temperatury. Działania termomodernizacyjne nabrały tempa po wprowadzeniu Dyrektywy Europejskiej 2002/91/WE w dniu 1-go stycznia 2009 roku. Dyrektywa ta wprowadza certyfikaty energetyczne pozwalające na obiektywną ocenę energetyczną kosztów eksploatacji budynków lub lokali w zakresie zużycia energii. Ustawa zobowiązuje inwestora przed przystąpieniem do użytkowania nowo wzniesionego budynku lub budynku istniejącego, w którym dokonywana było modernizacja wykonanie świadectwa energetycznego. Dyrektywa znacząco promuje wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii, dzięki którym łatwiej uzyskać wyższej klasy certyfikat energetyczny dla budynku. Charakterystykę energetyczną, zgodnie z ustawą z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (Dz.U. 1994 nr 89 poz. 414 z późn. zm.) określa się na podstawie obliczonego wskaźnika rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną budynku. W przypadku budynków i lokali mieszkalnych niewyposażonych w instalację chłodzenia wskaźnik energii pierwotnej obejmuje sumę rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną użytkowaną dla celów ogrzewania i wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej wraz z energią pomocniczą. Zgodnie z Ustawą o Wspieraniu Termomodernizacji i Remontów (Dz.U. 2008 nr 223 poz. 1459) [40] inwestorowi, który zaciągnął kredyt na przedsięwzięcie termomodernizacyjne przysługuje premia termomodernizacyjna. Jest ona przydzielana jeśli z przeprowadzonego audytu energetycznego po termomodernizacji nastąpi: zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię w budynkach, których modernizuje się wyłącznie system grzewczy co najmniej o 10%, zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię w budynkach, w których po 1984 roku przeprowadzono modernizację systemu grzewczego co najmniej o 15%, zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię w pozostałych budynkach co najmniej o 25%, zmniejszenie rocznych strat energii co najmniej o 25%, zmniejszenie rocznych kosztów pozyskania ciepła co najmniej o 20%, zamiana źródła energii na źródło odnawialne lub zastosowanie wysokosprawnej kogeneracji. Do wniosku o przyznanie premii termomodernizacyjnej należy dołączyć: Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 161 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary audyt energetyczny, oświadczenie inwestora, ze kredyt na sfinansowanie przedsięwzięcia termomodernizacyjnego nie jest przeznaczony na sfinansowanie prac, na które uzyskano środki pochodzące z budżetu Unii Europejskiej lub zaciągnięto inny kredyt, do którego przyznana została premia termomodernizacyjna lub remontowa. Audyt energetyczny powinien zawierać: dane identyfikacyjne budynku, lokalnego źródła ciepła (lokalnej sieci ciepłowniczej) i inwestora, ocenę stanu technicznego budynku, lokalnego źródła ciepła lub lokalnej sieci ciepłowniczej, wskazanie optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego. Wysokość premii termomodernizacyjnej stanowi 20% wykorzystanej kwoty kredytu zaciągniętego na realizacje przedsięwzięcia termomodernizacyjnego jednak nie może ona wynosić więcej niż 16% kosztów poniesionych na realizację termomodernizacji oraz dwukrotności przewidywanych rocznych oszczędności kosztów energii, ustalonych na podstawie audytu energetycznego. Bank Gospodarstwa Krajowego przyznaje premie w granicach wolnych środków Funduszu w ramach limitów premii każdego rodzaju, określonych w planie finansowym Funduszu. 8.2. Sieć energetyczna, ciepłownicza i gazowa Do najważniejszych zadań operatorów systemów energetycznych należy zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego sieci. Poprzez pojęcie bezpieczeństwa energetycznego w myśl Prawa energetycznego rozumiemy taki stan gospodarki, który umożliwia pokrycie bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa i energię, w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony, przy minimalizacji negatywnego oddziaływania sektora energii na środowisko i warunki życia. Nieco bardziej precyzyjną definicję zawiera Polityka energetyczna Polski do 2030 roku: przez bezpieczeństwo dostaw paliw i energii rozumie się zapewnienie stabilnych dostaw paliw i energii na poziomie gwarantującym zaspokojenie potrzeb krajowych i po akceptowanych przez gospodarkę i społeczeństwo cenach, przy założeniu optymalnego wykorzystania krajowych zasobów surowców energetycznych oraz poprzez dywersyfikację źródeł i kierunków dostaw ropy naftowej, paliw ciekłych i gazowych. Bezpieczeństwo energetyczne jest postrzegane inaczej na różnych płaszczyznach, i tak bezpieczeństwo energetyczne dla odbiorcy końcowego (np. mieszkańca gminy) to określony stopień gwarancji uzyskania przez niego potrzebnych mu form energii, w wymaganej ilości, jakości i czasie, przy akceptowalnej ekonomicznie i społecznie w danych warunkach cenie. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 162 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Uzyskanie odpowiedniego stopnia bezpieczeństwa energetycznego odbiorcom końcowym narzuca określone wymagania bezpieczeństwa na systemy zaopatrzenia energetycznego dotyczącego zarówno kwestii odpowiednich wielkości magazynowych, stopnia dywersyfikacji źródeł energii jak i zachowania odpowiedniego stanu sieci przesyłowej i dystrybucyjnej z uwzględnieniem zapasu mocy, planów rozbudowy i modernizacji w przyszłości. Do sprawnego działania systemu energetycznego konieczne są modernizacje sieci energetycznych i transformatorów. Kolejność modernizacji powinna w pierwszej kolejności brać pod uwagę miejsca i odcinki zagrożone awariami – miejsca w których brak jest odpowiedniej rezerwy mocy, a stan urządzeń grozi awarią. Kolejnym czynnikiem powinien być stan techniczny sieci, który zazwyczaj pogarsza się wraz z wiekiem tej sieci, a więc od odcinków najstarszych do najnowszych. 8.2.1. Użytkowanie energii elektrycznej W celach obniżenia kosztów związanych z zakupem energii elektrycznej zaleca się konsolidację jednostek i instytucji (budynki Urzędu Miasta, szkół, zakładów przemysłowych) ze znaczącym zużyciem energii elektrycznej. Takie rozwiązanie umacnia pozycję konsumenta energii – w tym przypadku wszystkie skonsolidowane jednostki i instytucję są traktowane przez firmy energetyczne, zajmujące się sprzedażą energii, jako jeden większy podmiot. Dzięki umocnionej pozycji możliwe jest uzyskanie niższej ceny jednostkowej za energię elektryczną, a najtańsza firma może zostać wyłoniona w przetargu. System przetargu na energię elektryczną w którym konkurują między sobą firmy energetyczne pozwala na oszczędności dla gmin nawet powyżej 15%. Oszczędności skonsolidowanych kilku gmin mogą być jeszcze większe. Zaleca się dalszą modernizację sieci energetycznej poczynając od najstarszych odcinków tej sieci. Skutkować będzie to poprawą sprawności przesyłania energii (obniżenie strat energii związanych z przesyłaniem) przyczyniającą się do ograniczenia kosztów i zawodności całego systemu elektroenergetycznego. 8.2.1.1. Mieszkalnictwo – gospodarstwa domowe W przypadku ogrzewania mieszkań energią elektryczną zaleca się wymianę systemu centralnego ogrzewania najlepiej na taki, który byłby bardziej ekologiczny. W warunkach Polski zdecydowana większość energii elektrycznej powstaje z węgla, więc podczas zużywania sieciowej energii elektrycznej przyczyniamy się do zwiększenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Jednym z rozwiązań jest wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii w gospodarstwach domowych. Do ograniczenia zużycia energii elektrycznej przyczyni się też dbałość o optymalne wykorzystanie sprzętu RTV i AGD [39]: Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 163 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Lodówko-zamrażarka regularnie rozmrażana będzie zużywać mniej energii. Każde otworzenie lodówki odbija się również na zużyciu energii. Podobnie zawartość lodówki wpływa na zużycie energii – mniej produktów to mniejsze zużycie. Wychodząc ze sztucznie oświetlanych pomieszczeń powinno się wyłączać oświetlenie. Wymieniając żarówki konwencjonalne na żarówki energooszczędne oszczędza się nawet do 75 – 80% energii, także żywotność tych żarówek jest 10- krotnie większa niż tradycyjnych. Nie korzystając ze sprzętu RTV dobrze jest go odpiąć całkowicie z sieci elektrycznej (np. wyłączając listwę zasilającą). Artykuły gospodarstwa domowego powinny charakteryzować się energooszczędnością która opisana jest na tzw. etykietach efektywności energetycznej urządzeń AGD i RTV. Urządzenia te są droższe w zakupie, jednak ich koszt zwraca się w czasie użytkowania. Istotnym zagadnieniem jest oszczędzanie wody: W trakcie czynności mycia zębów – powinno się zakręcać kran. Częstsze stosowanie prysznicu zamiast wanny do kąpieli również przyczynia się do ograniczenia zużycia wody. W celu większych oszczędności jest możliwość wymiany słuchawki prysznicowej na bardziej „oszczędną”- drobno strumieniową. Pozwala to na ograniczenie emisji CO2 nawet do 230 kg na osobę. Podczas gotowania wody powinno się używać wody tyle ile naprawdę potrzebujemy (średnio o 1 litr wody dziennie mniej) – ograniczenie emisji CO2 na poziomie do 25 kg na osobę rocznie 8.2.1.2. Budynki użyteczności publicznej W budynkach użyteczności publicznej potencjalne oszczędności należy szukać w szkołach, remizach a także Urzędzie Gminy. To one zużywają najwięcej energii elektrycznej w sektorze publicznym. W budynkach gdzie wykorzystywane jest ogrzewanie elektryczne powinno się je zamienić na bardziej energooszczędne, a o ile to jest możliwe zastosować odnawialne źródła energii. 8.2.1.3. Oświetlenie ulic Udział opraw ulicznych rtęciowych w ogólnej sumie opraw oświetleniowych w gminie Szaflary wynosi 24%, jednak ich moc w stosunku do pozostałych opraw wynosi już 39%. W związku z tym zakłada się, iż przeprowadzenie modernizacji oświetlenia ulicznego na terenie gminy Szaflary powinno przynieść wymierne korzyści ekonomiczne i ekologiczne poprzez redukcję ilości wykorzystywanej energii, której produkcja wywołuje emisję szkodliwych substancji do środowiska przyrodniczego. Analizując informacje z Urzędu Gminy Szaflary, stwierdza się iż na terenie gminy Szaflary oświetlenie uliczne realizowane jest poprzez 467 opraw. Ich łączna moc wynosi 59,9 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 164 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary kW. Średnia moc oprawy ulicznej w gminie Szaflary wynosi 128 W. Przy zakładanym czasie pracy oświetlenia ulicznego wynoszącego średnio 11 godzin, zużycie energii elektrycznej na oświetlenie ulic i placów wyniesie około 240,5 MWh/a. W gminie Szaflary dla zapewnienia oszczędności energii w wyniku modernizacji punktów oświetleniowych zaleca się przeprowadzenie szczegółowej inwentaryzacji i audytu gminnego oświetlenia ulic i placów i modernizacji gminnego systemu oświetleniowego według zaleceń przeprowadzonego audytu. Wynikiem przeprowadzonego audytu powinno być wskazanie punktów oświetleniowych, które należałoby wycofać z eksploatacji (np. oprawy rtęciowe) oraz wskazanie kierunków modernizacji pozwalających zmniejszyć zapotrzebowanie energetyczne gminnego systemu oświetleniowego. Oszczędności w obszarze oświetlenia ulic należy szukać również w racjonalnym sterowaniu i zarządzaniu źródłami światła poprzez automatykę regulacji natężeniem światła oraz regularne przeglądy i konserwację. 8.2.1.4. Handel, usługi i przemysł W gminie Szaflary handel, usługi i przemysł nie są znacząco rozwinięte, a ich zużycie energii elektrycznej jest stosunkowo małe do ogólnego zużycia energii w gminie. Działania redukujące zużycie energii w tych sektorach są uzasadnione w przypadku znaczącego zmniejszenia się kosztów poniesionych ze zużyciem energii elektrycznej. 8.2.2. Użytkowanie energii cieplnej Energia pożytkowana w gminie na cele ciepłownicze pochodzi głównie ze spalania węgla kamiennego, koksu oraz ze źródeł geotermalnych. Gmina powinna dążyć do tego by produkcja energii na cele ciepłownicze pochodziła z OZE, w możliwie największym stopniu ze źródeł geotermalnych oraz poprzez m.in. kotły na biomasę, pompy ciepła, kolektory słoneczne. Kolejnym krokiem gminy w kierunku zrównoważonego rozwoju powinna stać się kampania edukacyjna mieszkańców w zakresie efektywności energetycznej, OZE i szkodliwości środowiskowej spalania paliw kopalnych i śmieci. 8.2.2.1. Mieszkalnictwo – gospodarstwa domowe Największym i najpewniejszym potencjałem energetycznym oszczędności w mieszkalnictwie cechuje się termomodernizacja najstarszych budynków i wymiana przestarzałych systemów ogrzewania o niskich sprawnościach. Termomodernizacja budynków wiąże się z najpewniejszymi oszczędnościami, gdyż nie jest zależna od wahań cen paliw i energii – bez względu na różnicę cen paliw i energii zapłacimy mniej za ogrzewanie w stosunku do wariantu, w którym byśmy tej modernizacji nie wykonali. Wymiana wykorzystywanego paliwa (wraz z dostosowaniem systemu CO do nowego paliwa wiążącym się z wydatkami, np. nowy kocioł) na tańsze jest ryzykowniejszym sposobem na oszczędności. Wiąże się to z niepewnymi rynkami paliw i energii, jak i Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 165 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary niepewnością prognoz tych cen w przyszłości. Paliwa tańsze teraz (cena za jednostkę otrzymanej energii netto) jak np. pelet w stosunku do oleju opałowego, nie koniecznie będą tańsze w przyszłości (choć prognozy na to wskazują). W gospodarstwach domowych może być również wykorzystywane ciepło, które jest tracone przez wentylacje. Urządzeniem do odzyskiwania tego ciepła jest rekuperator, składający się z wymiennika oraz dwóch wentylatorów, w którym przepływają obok siebie dwa strumienie powietrza. W jednym z nich przepływa ogrzane powietrze wylatujące z domu, a w drugim wpływa chłodne powietrze zewnątrz budynku. Schemat działania rekuperatora przedstawiono na (Rysunek 8.1). Źródło: [41] Rysunek 8.1. Zasada działania rekuperatora w okresie letnim i zimowym Najważniejszą zaletą zastosowania rekuperatora w domu jest obniżenie kosztów ogrzewania. Zainstalowanie wymiennika pozwala na odzysk ponad 90% ciepła wymienianego przez system wentylacji i obniża koszty ogrzewania budynku. Nie znacznie wzrosną koszty energii elektrycznej służącej do działania wentylatorów. Oczyszcza powietrze, ogrzewa je oraz osusza, co zapewnia komfort oraz obecność zdrowego powietrza w pomieszczeniach. Wadą tego systemu jest duży, jednorazowy koszt instalacji oraz utrudniony montaż w domach już wybudowanych. Poniżej na (Rysunek 8.2) przedstawiono system wentylacji mieszkań w budynku jednorodzinnym. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 166 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: http://www.budomania.pl/budowlane-abc.php?v=porady&dza=porady&ar=132&d=prawidlowa- wentylacja-domu-i-mieszkania Rysunek 8.2. System wentylacji wraz z odzyskiem ciepła w budynku mieszkalnym. 8.2.2.2. Budynki użyteczności publicznej Budynki użyteczności publicznej powinny wykorzystywać energię ekonomiczną i ekologiczną. Zainstalowanie OZE (paneli słonecznych czy pompy ciepła) powinno ograniczać koszty związane z wykorzystywaniem energii na cele CO i CWU. Tylko takie działania pokazujące realne korzyści lokalnemu społeczeństwu mogą efektywnie pomóc w promocji odnawialnych źródeł energii. Potencjał energetyczny paneli słonecznych idealnie komponuje się z potrzebami energetycznymi na CWU, zarówno budynków urzędu gminy jak i budynków oświatowych, z powodu pokrycia się czasu promieniowania słonecznego z czasem pracy (przebywanie) ludzi w tych budynkach. Potencjał energetyczny paneli słonecznych nie pozwala na całkowite pokrycie zapotrzebowania na energię potrzebną do CWU w skali roku, więc instalacja powinna mieć dodatkowe źródło ciepła wykorzystywane podczas ogrzewania budynków (CO), istnieje jednak możliwość zasilania dodatkowego tych instalacji. Przy synergii jaką stworzy efekt ekonomiczny inwestycji wraz z efektem ekologicznym, który można udowodnić, OZE mogą stać się pożądaną alternatywą dla wykorzystywania paliw kopalnych. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 167 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 8.2.2.3. Handel, usługi i przemysł Zarówno sektor handlu, jak i usług może korzystać z rozwiązań wykorzystujących OZE (panele słoneczne) podobnie jak w budynkach użyteczności publicznej z powodu zbliżonych potrzeb energetycznych. Sektor przemysłu, który wykorzystuje większe ilości energii (lub praca w danym zakładzie odbywa się w systemie zmianowym) nie będzie skłonny wykorzystywać OZE takich jak panele słoneczne. Spowodowane jest to barierą przestrzenną. Systemy paneli słonecznych zazwyczaj zajmują powierzchnię nie większą niż powierzchnia dachu budynków, w których ta energia będzie wykorzystywana. Jeśli natomiast powierzchnia ta jest większa, zachodzi konieczność wykupu/dzierżawy lub zajęcia (w przypadku posiadania dodatkowych gruntów w bliskiej lokalizacji) dodatkowych powierzchni. Generuje to dodatkowe koszty związane zarówno z wykupem dodatkowych powierzchni i wyłączeniem ich z innych działań. Takie rozwiązanie powoduje również straty związane z przesyłaniem energii odzyskanej z promieniowania słonecznego. Sektor przemysłu o rozpatrywanym charakterze może z powodzeniem wykorzystywać odnawialne źródła energii jakimi są: biomasa (pelet, słoma) i częściowo pompy ciepła (głównie gazowe pompy ciepła). Innym sposobem wykorzystywania ciepła w przemyśle jest odzysk ciepła „odpadowego”. Odzyskaną energię cieplną można wykorzystać do ogrzewania pomieszczeń jak i również do zwiększenia efektywności procesu technologicznego. Instalacja taka składa się z wymiennika ciepła o wysokiej odporności termicznej, zamontowanego na kominie odprowadzającym spaliny. Wymiennik ten przekazuje ciepło za pomocą czynnika do instalacji ciepłej wody użytkowej. Cały proces odzysku ciepła powinien być w pełni zautomatyzowany dla poprawnej i efektywnej pracy systemu. 8.2.3. Użytkowanie gazu W gminie Szaflary sieć gazownicza nie obsługuje gospodarstw domowych oraz sektora handlu i usług. Przez teren gminy przebiega gazociąg wysokiego ciśnienia, jednak brak stacji redukcyjno-pomiarowej i sieci niższego ciśnienia stwarza barierę rozwoju tego systemu na terenie gminy Szaflary. 8.2.3.1. Mieszkalnictwo – gospodarstwa domowe Racjonalnym zastąpieniem gazu ziemnego w gminie Szaflary do podgrzewania posiłków jest używanie gazu płynnego w butlach (propan-butan). W starszej zabudowie gospodarstw domowych możliwe jest również wykorzystywanie tradycyjnych paliw w piecach (drewno, węgiel). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 168 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 8.2.3.2. Budynki użyteczności publicznej W gminie Szaflary część energii na potrzeby ciepłownictwa pochodzi z wód geotermalnych. Taka struktura wykorzystania energii sprzyja obniżeniu niskiej emisji w gminie. 8.2.3.3. Handel, usługi i przemysł Gaz ziemny znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle. Zastosowanie gazu jest w przemyśle szersze i nie ogranicza się do produkcji ciepła. Z gazu ziemnego produkuje się również energię elektryczną w systemach wysokosprawnej kogeneracji jak również stosuje się go przy produkcji chemicznej (zakłady azotowe). 8.3. Kogeneracja Kogeneracja – CHP (z ang. Combined Heat and Power) jest kierunkiem wykorzystania energetycznego paliw do wytworzenia energii elektrycznej w skojarzeniu z wytworzeniem energii cieplnej. Kogenerację nazywamy wysokosprawną, gdy energia zawarta w paliwie zostanie wykorzystana co najmniej w 75%. Oznacza to, że założona część energii zawartej w paliwie liczona na podstawie wartości opałowej zostanie przetworzona na energię elektryczną i cieplną po czym zostanie wykorzystana energetycznie. Układy kogeneracyjne (gazowe) nie należą do tanich jednostek zarówno podczas zakupu jak i w trakcie eksploatacji. Stopa zwrotu inwestycji jest zależna od możliwości całorocznej sprzedaży energii elektrycznej i cieplnej. Jednostka mikrokogeneracji to jednostka o mocy zainstalowanej elektrycznej poniżej 50 kW. W praktyce takie instalacje mogą być wykorzystywane w obiektach użyteczności publicznej, budynkach biurowych, szkołach, hotelach itp. Głównymi podmiotami które powinny być zainteresowane taką instalacją, powinny być samorządy oraz zarządcy nieruchomości. Uzyskana energia elektryczna może być wykorzystana na potrzeby własne budynku, a wyprodukowana nadwyżka możliwa jest do odsprzedania spółce obrotu energią elektryczną. Wysokosprawna kogeneracja jest rozwiązaniem proekologicznym, wspieranym przez państwo, które wynagradza firmy korzystające z tego typu rozwiązań świadectwami pochodzenia. Na potrzeby lokalne małych podmiotów wykorzystywana jest mikrokogeneracja. Małe układy skojarzone pozwalają na zastosowanie skojarzonego wytwarzania tam, gdzie występuje niewielkie zapotrzebowanie na moc cieplną i elektryczną np. szkoły. Małe układy skojarzone zasilane są głównie gazem bądź paliwem olejowym. Stosowanie technologii skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej jest korzystne z ekonomicznego, jak i ekologicznego punktu widzenia. Małe układy można zastosować tam, gdzie przez dużą ilość godzin w roku równocześnie występuje zapotrzebowanie na ciepło i energię elektryczną. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 169 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Wysoka wydajność mikrokogeneracji wpływa korzystnie na: redukcję emisji zanieczyszczeń, obniżenie zużycia paliw, niższe koszty energii dla użytkowników. Innym sposobem wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej w jednym procesie jest wykorzystywanie (utylizacja) odpadów komunalnych, które nie podlegają recyklingowi. W trakcie procesu termicznego rozkładu (gazyfikacji w temperaturze 1000oC w obecności powietrza lub pary wodnej) powstaje syngaz o składzie procentowym: Azot – 44% CO – 17% Wodór – 13% Metan – 10% Woda – 9% CO2 – 7% Gaz o wartości opałowej na poziomie 12 – 15 [MJ/kg] (w zależności od zawartości odpadów) jest następnie wykorzystywany do produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Proces zgazowania pozwala na większą efektywność w porównaniu z klasyczną spalarnią śmieci, zmniejszając masę odpadów o ok. 80%. Schemat instalacji przedstawiono na (Rysunek 8.3). Źródło: http://www.strateg-z4.imp.gda.pl/instalacje-pilotazowe-02.html Rysunek 8.3. Schemat instalacji układu kogeneracyjnego wraz z suszarnią biomasy 8.4. Zarządzanie energią, inteligentne sieci energetyczne Zarządzanie energią stanowić powinno bardzo istotny obszar polityki gmin, którego efektem winno być ograniczenie zużycia paliw i energii, co przekłada się bezpośrednio na zmniejszenie kosztów związanych z ich wykorzystaniem i redukcją emisji zanieczyszczeń. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 170 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Koszt energii dla konsumenta końcowego kształtuje się podobnie, jak kształtowanie ceny na podstawie popytu i podaży. Popyt na energię elektryczną jest większy w ciągu dnia, a więc i cena tej energii jest większa. Koszty związane z zakupem paliw i przesyłaniem energii dla wytwórcy energii są tożsame w ciągu dnia i nocy, ale dodatkowe zużycie energii w szczycie wiąże się z koniecznością budowy nowych mocy wytwórczych lub magazynowych, co niesie ze sobą dodatkowy koszt i stratę energii w przypadku magazynowania (np. elektrownie szczytowo pompowe). Wiedząc o tym podczas planowania zużycia energii można celowo unikać o ile to możliwe zużywania energii w szczycie zapotrzebowania. Sektor publiczny może przyczynić się do efektywnego wykorzystania energii elektrycznej przez stosowanie w swych systemach oświetlenia nowoczesnych energooszczędnych żarówek. Kolejnym posunięciem powinna być wymiana lub kupno (o ile zachodzi taka potrzeba) nowych urządzeń AGD/RTV kierując się długoterminowym rachunkiem ekonomicznym, a więc przy wyborze nowego urządzenia oprócz ceny i jakości powinno się brać pod uwagę koszty eksploatacyjne, np. pompa ciepła o COP równym 4 zużyje do wytworzenia ekwiwalentnej ilości energii elektrycznej połowę energii elektrycznej, którą zużyłaby pompa ciepła o COP równym 2. Podobnie monitor LCD z diodami LED zużyje mniej energii niż standardowy monitor, podobnie jest z lodówkami, klimatyzatorami itp. Efektywność energetyczna urządzeń jest na większości z nich podawana w postaci etykiety energetycznej, zawiera ona informacje o klasie energetycznej i podstawowych parametrach urządzenia (zużycie energii, moc, poziom hałasu). W Unii Europejskiej każde urządzenie AGD i oświetleniowe, zgodnie z przepisami prawa, powinno być wyposażone w taką etykietę. Porządkując od najmniej efektywnych energetycznie klas zaczynają się one od oznaczeń G, F, E, D, C, B, A. Przyznanie odpowiednich klas energetycznych w Polsce reguluje rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 20 maja 2005 r. „w sprawie wymagań dotyczących dokumentacji technicznej, stosowania etykiet i charakterystyk technicznych oraz wzorów etykiet dla urządzeń” (Dz.U. 2005 nr 98 poz. 825 z późn. zm.). Wzór etykiety energetycznej został przedstawiony na (Rysunek 8.4). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 171 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 8.4. Wzór etykiety dla urządzeń gospodarstwa domowego Inteligentne sieci energetyczne, mają poprzez zmianę sposobu wytwarzania, dystrybucji i wykorzystania energii elektrycznej przyczynić się do ograniczenia zużycia energii, zmniejszenia liczby przerw i usterek w dostawach, łatwiejszej i efektywniejszej integracji odnawialnych źródeł energii (przede wszystkim energii wiatru i słońca z powodu ograniczonego czasu pracy). W każdej przemianie energetycznej występują mniejsze bądź większe straty energii, magazynowanie energii stanowi duży odsetek kosztów energii, które ponosi odbiorca i z tych powodów w inteligentnych sieciach stosowane są również systemy zarządzania popytem (taryfy). Na (Rysunek 8.5) poniżej przedstawiono schemat inteligentnej sieci Smart Grid. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 172 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Źródło: http://www.ncbir.pl/gfx/ncbir/userfiles/_public/aktualnosci/strategiczne/zadanie4.pdf Rysunek 8.5. Schemat sieci Smart Grid. W inteligentnych sieciach cyfrowych, wyposaża się przedsiębiorstwa komunalne w warstwę inteligencji cyfrowej wykorzystującej czujniki, liczniki, cyfrowe elementy sterujące co przyczynia się do automatyzacji, zwiększenia monitoringu i kontroli przepływu energii z elektrowni do gniazdka i z powrotem. Rozwiązania takie niosą ze sobą korzyści dla konsumentów nie tylko w postaci mniejszych rachunków za prąd ale również otwierają zupełnie nowe możliwości. Możliwa będzie swoboda nie tylko pobierania energii z sieci ale również przesyłania energii wyprodukowanej w lokalnych źródłach do sieci. Możliwym i ekonomicznie uzasadnionym będzie zakup i montaż odnawialnego źródła energii o średniorocznej produkcji energii równej średniorocznemu zużyciu energii przez odbiorcę planującego taką inwestycję. Do tej pory rozwiązanie takie miało mniejszy sens z powodu wysokich kosztów magazynowania energii (koszty instalacji magazynującej, np. akumulatory kwasowo-ołowiowe i strat związanych z tymże magazynowaniem). Obecnie odbiorca końcowy nie będzie musiał magazynować energii, a jedynie przesłać ją do sieci, i odebrać w dogodnym dla siebie momencie. Rosnące zapotrzebowanie na pojemne systemy kanalizacji teletechnicznej niesie za sobą nowe pomysły. Jednym z nich jest mikrokanalizacja światłowodowa. Jest to innowacyjna technologia pozwalająca na znaczące zwiększenie upakowania kabli światłowodowych w rurociągu. Umożliwia ona budowę sieci światłowodowej o dużej ilości włókien. Przy okazji robót takich jak budowa lub remont sieci ciepłowniczej, kanalizacyjnej itp. możliwa jest budowa mikrokanalizacji. Mikrokanalizacja składa się z tzw. mikrorurek (mikrotub), w które lokowane są światłowody. Mikrorurki zbudowane są z HDPE i posiadają średnice od kilku do kilkunastu milimetrów. Dzięki zastosowaniu mikrorurek możliwa jest rozbudowa sieci teletechnicznej w sposób nie inwazyjny w instalacje mikrokanalizacji. Zmniejsza to koszty rozbudowy sieci. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 173 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Mikrokanalizacja zalecana jest do budowy operatorskich sieci światłowodowych, miejskich sieci samorządowych. pozwala również budować sieci miejskie w standardzie FTTX o dowolnej strukturze i topologii, z dużą ilością odgałęzień. 8.5. Możliwości finansowania infrastruktury sieciowego zaopatrzenia w ciepło, rozwoju energetyki odnawialnej i termomodernizacji budynków 8.5.1. Fundusze krajowe Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (NFOŚiGW) Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej powstał w 1989 r. w wyniku zmian ustrojowych Polski, wspólnie z Wojewódzkimi Funduszami Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej jest filarem polskiego systemu finansowania ochrony środowiska i przedsięwzięć związanych z odnawialnymi źródłami energii. Ustawa Prawo ochrony środowiska jest podstawą działania Narodowego Funduszu, jako państwowej osoby prawnej. Środki finansowe jakie przeznaczone są na kredyty preferencyjne oraz współfinansowanie projektów OZE pochodzą z: opłat zastępczych i kar naliczanych przez Urząd Regulacji Energetyki, opłat za gospodarcze korzystanie ze środowiska, opłat koncesyjnych i eksploatacyjnych pobieranych na mocy Prawa geologicznego i górniczego, opłat wynikających z ustawy dotyczące recyklingu pojazdów wycofanych z eksploatacji, kar za naruszenie Prawa ekologicznego, ze sprzedaży uprawnień do emisji CO2 zgodnie z postanowieniami Protokołu z Kioto (autor szczegółowo opisał te zagadnienia w Rozdziale I niniejszej pracy) kredytu Europejskiego Banku Inwestycyjnego, dotacji z budżetu państwa (ok. 18% przychodów NFOŚiGW w ciągu roku). Środki te przeznaczane są głównie na dofinansowanie dużych inwestycji o znaczeniu ponadregionalnym i ogólnopolskim, które przyczyniają się do poprawy stanu środowiska naturalnego. Sam Fundusz nazywa je często „odnawialnymi źródłami finansowania” jako, że duża pula środków finansowych wykorzystywana jest jako preferencyjne pożyczki, które po okresie spłaty trafiają z powrotem do puli Funduszu. Wydatkowanie odbywa się w ramach Programów Priorytetowych oraz Systemu Zielonych Inwestycji (ang. Green Investment Scheme). Z punktu widzenia odnawialnych źródeł energii największe wykorzystanie środków finansowych odbywa się w ramach Priorytetu „Program dla przedsięwzięć w zakresie odnawialnych źródeł energii i obiektów wysokosprawnej kogeneracji” składa się on z trzech części. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 174 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Część 1 – obejmuje wsparcie dla wszystkich projektów z branży OZE oraz z zakresu wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w kogeneracji. Wsparcie udzielane jest przez NFOŚiGW w formie preferencyjnych pożyczek na realizację projektów. Część 2 – jest to część priorytetu w przypadku, której pożyczek preferencyjnych udzielają Wojewódzkie Fundusze Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Pożyczki są udzielane mniejszym projektom (tym o wartości poniżej 10 mln złotych) OZE oraz ciepła i energii elektrycznej wytwarzanej w kogeneracji. Część 3 – w ramach tej części priorytetu wspierane są dopłaty do pożyczek udzielanych przez wskazane przez NFOŚiGW banki na zakup, montaż i stworzenie projektu kolektorów słonecznych przez osoby fizyczne i wspólnoty mieszkaniowe. Na dopłaty te przekazanych zostało 300 mln złotych na lata 2010 – 2014. Dopłata pokrywa 45% kosztów całkowitych przedsięwzięcia. Jest to bardzo wyjątkowe działanie na skale całego kraju, ponieważ jako jedno z niewielu jest bezpośrednią i bezzwrotną formą wsparcia, z jakiej może skorzystać każda osoba fizyczna będąca obywatelem Polski. Szacuje się, że ta część priorytetu „Programu dla przedsięwzięć w zakresie odnawialnych źródeł energii i obiektów wysokosprawnej kogeneracji” pozwoli na zainstalowanie kolektorów słonecznych o łącznej 2 powierzchni ponad 250 tys. m , co przyczyni się do redukcji emisji CO2 o 36 tys. ton rocznie. System Zielonych Inwestycji (GIS) – jest to system polegający na współfinansowaniu projektów ze środków finansowych, które NFOŚiGW pozyskuje w ramach sprzedaży uprawnień do emisji CO2 zgodnie z postanowieniami Protokołu z Kioto. Środki te przeznaczane są na inwestycje w ramach czterech programów priorytetowych: Priorytet 1 – Zarządzanie energią w budynkach użyteczności publicznej; Priorytet 2 – Biogazownie rolnicze; Priorytet 3 – Elektrociepłownie i ciepłownie na biomasę; Priorytet 4 – Budowa i przebudowa sieci elektroenergetycznych w celu podłączenia odnawialnych źródeł energii wiatrowej. Priorytet 1 - Zarządzanie energią w budynkach użyteczności publicznej Rodzaje przedsięwzięć: 1) dofinansowanie może być udzielone na realizacje przedsięwzięć w budynkach użyteczności publicznej, przez które należy rozumieć budynki przeznaczone do pełnienia następujących funkcji: administracji samorządowej i państwowej, wymiaru sprawiedliwości, kultury, kultu religijnego, oświaty, nauki, służby zdrowia, opieki społecznej i socjalnej, a także budynkach zamieszkania zbiorowego przeznaczonych do okresowego pobytu ludzi poza stałym miejscem zamieszkania (w szczególności: internaty, domy studenckie, koszary, zakłady karne i zakłady dla nieletnich), a także budynkach do stałego pobytu ludzi (w szczególności: domy rencistów lub emerytów, domy dziecka, domy opieki, domy zakonne i klasztory); Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 175 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 2) termomodernizacja budynków użyteczności publicznej, w tym zmiany wyposażenia obiektów w urządzenia o najwyższych, uzasadnionych ekonomicznie standardach efektywności energetycznej związanych bezpośrednio z prowadzoną termomodernizacją obiektów, a w szczególności: ocieplenie obiektu, wymiana okien, wymiana drzwi zewnętrznych, przebudowa systemów grzewczych (wraz z wymiana źródła ciepła), wymiana systemów wentylacji i klimatyzacji, przygotowanie dokumentacji technicznej dla przedsięwzięcia, zastosowanie systemów zarządzania energią w budynkach, wykorzystanie technologii odnawialnych źródeł energii; 3) wymiana oświetlenia wewnętrznego na energooszczędne (jako dodatkowe zadania realizowane równolegle z termomodernizacją obiektów); 4) w ramach programu mogą być realizowane projekty grupowe. Liderem w projekcie grupowym jest podmiot składający wniosek o dofinansowanie w formie dotacji lub wniosek o dofinansowanie w formie pożyczki lub składający wniosek o dofinansowanie w formie pożyczki w imieniu i na rzecz partnerów. Wzajemne relacje lidera i partnerów reguluje zawierane miedzy nimi porozumienie. Priorytet 2 – Biogazownie rolnicze Fundusze z priorytetu są skierowane tylko i wyłącznie na wsparcie większych (powyżej 10 mln złotych) projektów biogazowni rolniczych. Jest to branża OZE, która w warunkach Polski ma bardzo duży potencjał rozwojowy, jednak ze względu na szereg barier, wysokie nakłady inwestycyjne oraz skomplikowany proces organizowania wsparcia substratowego do produkcji, nie rozwija się w sposób zadowalający. Priorytet 3 – Elektrociepłownie i ciepłownie na biomasę Spalanie biomasy w celach ciepłowniczych jest jednym z podstawowych rozwiązań mogącym w znaczącym stopniu ograniczyć emisję CO2 i innych szkodliwych substancji do atmosfery, ze względu na to, iż większość projektów realizowanych w tym zakresie polega na wymianie kotłów spalających konwencjonalne źródła energii pierwotnej. Wymiana taka jest jednak często bardzo kosztowna ze względu na dodatkowe zmiany w instalacjach odprowadzających jakie trzeba dokonać podczas wymiany kotłów. Priorytet 4 - Budowa i przebudowa sieci elektroenergetycznych w celu podłączenia odnawialnych źródeł energii wiatrowej Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 176 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Priorytet ten jest bardzo istotny z punktu widzenia krajowych sieci energetycznych. Brak środków finansowych na modernizację doprowadził do bardzo złego stanu sieci przesyłowych w całej Polsce. Niskie moce przesyłowe stwarzają bariery techniczne w postaci niemożności przyłączania nowych inwestycji do centralnej sieci elektroenergetycznej. Farmy wiatrowe, ze względu na swoją specyfikę produkcji energii uzależnionej od siły wiatru. Ze względu na potencjalnie lepsze warunki wiatrowe w północnej części Polski, a w szczególności nad morzem, większość farm wiatrowych lokalizowanych jest właśnie w tamtym rejonie. Priorytet ten ma więc za zadanie poprawić sytuację w tym zakresie i stworzyć warunki dla podłączania nowych inwestycji. System Zielonych Inwestycji (GIS) wydaje się być bardzo ważnym instrumentem finansowania sektora energetyki odnawialnej. Konstrukcja priorytetów oraz wydatkowanie środków finansowych ma zapewnić wsparcie dla kluczowych branży OZE, które ze względu na swoją specyfikę doświadczają wielu problemów, wykazując jednocześnie duży potencjał rozwojowy i pozytywny (ponadprzeciętny) wpływ na ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Należy pamiętać, że wydatkowanie środków krajowych na wsparcie energetyki odnawialnej odbywa się na zupełnie innych zasadach niż w przypadku wsparcia udzielanego z funduszy Unii Europejskiej. Znacznie mniejsze obciążenia formalne oraz te związane z późniejszymi kontrolami, stwarzają przedsiębiorcom przyjazne warunki korzystania z funduszy krajowych. Za przykład można podać art.39 Rozporządzenia Rady (WE) nr 1083/2006, które to nakłada obowiązek notyfikacji przez Komisję Europejską wszystkich wniosków o dofinansowanie tzw. „projektów dużych” (których łączna wartość przekracza 50 mln euro). Duża część realizowanych przedsięwzięć OZE kwalifikuje się do tej właśnie grupy. Postępowanie notyfikacyjne w Komisji Europejskiej, poza wydłużeniem czasu oceny wniosku, nakłada na inwestorów obowiązek przedłożenia dodatkowych dokumentów takich jak np. pełna „Analiza kosztów i korzyści”, czy dodatkowe wyliczenia środowiskowe znacznie zwiększające koszty etapu przygotowania projektu. NFOŚiGW poprzez wszystkie swoje programy i działania stanowi bardzo ważny element wsparcia sektora odnawialnych źródeł energii – kierując swoje środki finansowe zarówno do osób fizycznych, jednostek samorządu terytorialnego, dużych i małych przedsiębiorstw. EkoFundusz Priorytetowe sektory w dziedzinie ochrony środowiska, dla których dofinansowywane są przedsięwzięcia z fundacji EkoFundusz to: 1. Ograniczenie transgranicznego transportu dwutlenku siarki i tlenków azotu oraz eliminacja niskich źródeł ich emisji (ochrona powietrza), 2. Ograniczenie dopływu zanieczyszczeń do Bałtyku oraz ochrona zasobów wody pitnej (ochrona wód), 3. Ograniczenie emisji gazów powodujących zmiany klimatu Ziemi (ochrona klimatu), Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 177 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 4. Ochrona różnorodności biologicznej, 5. Racjonalizacja gospodarki odpadami i rekultywacja gleb zanieczyszczonych. Sektor I – Ochrona powietrza EkoFundusz wspiera finansowo realizację projektów związanych przede wszystkim z oszczędnością energii i poprawą efektywności jej wykorzystania, jak również promuje możliwie szerokie użycie odnawialnych źródeł energii. W szczególności priorytet ten dotyczy: likwidacji niskich źródeł emisji w miastach o udokumentowanym ponadnormatywnym stężeniu dwutlenku siarki (przekraczanie dopuszczalnych stężeń 1-godzinnych i 24-godzinnych), budowy kotłów z paleniskami fluidalnymi, budowy turbin gazowo-parowych na gaz ziemny (preferowane będą układy z wykorzystaniem lokalnych złóż gazu ziemnego lub gazu odpadowego), zmniejszenia emisji zanieczyszczeń atmosfery z pojazdów samochodowych w miastach. Sektor III – Ochrona klimatu oszczędność energii w miejskich systemach zaopatrzenia w ciepło, o wykorzystanie biomasy do celów energetycznych w sektorze komunalno-bytowym i w zakładach przemysłowych, gospodarcze wykorzystanie biogazu z odpadów pochodzenia rolniczego, z wysypisk odpadów komunalnych i z oczyszczalni ścieków oraz gazu odpadowego z procesów przemysłowych, produkcja biopaliwa z rzepaku, wykorzystanie energii solarnej (kolektory słoneczne i panele fotowoltaiczne), wykorzystanie energii wiatru, wykorzystanie energii geotermalnej w zakresie naziemnej części ciepłowniczej wraz z centralą geotermalną, wykorzystanie płytkiej geotermii (pompy ciepła), promocja technologii ogniw paliwowych, wykorzystanie energii odpadowej z procesów przemysłowych i procesów spalania. Bank Ochrony Środowiska Bank Ochrony Środowiska zgodnie z ustawą o wspieraniu termomodernizacji i remontów z dnia 21.11.2008 r. (Dz.U. 2008 nr 223 poz. 1459 z późn. zm.) udziela kredytów na przedsięwzięcia z zakresu termomodernizacji. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 178 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Podstawową korzyścią kredytów termomodernizacyjnych i remontowych jest możliwość uzyskania pomocy finansowej dla Inwestorów realizujących przedsięwzięcia termomodernizacyjne, remontowe oraz remonty budynków mieszkalnych jednorodzinnych. Pomoc ta zwana odpowiednio: premią termomodernizacyjną, premią remontową, premią kompensacyjną stanowi źródło spłaty części kredytu zaciągniętego na realizację przedsięwzięcia lub remontu. Przedmiot kredytowania: 1. przedsięwzięcia termomodernizacyjne, tj. przedsięwzięcia, których przedmiotem jest: ulepszenie prowadzące do zmniejszenia zapotrzebowania na energię zużywaną na potrzeby ogrzewania i podgrzewania wody użytkowej w budynkach, ulepszenie powodujące zmniejszenie strat energii pierwotnej w lokalnych sieciach ciepłowniczych i lokalnych źródłach ciepła, wykonanie przyłącza technicznego do scentralizowanego źródła ciepła w związku z likwidacją źródła lokalnego, całkowita lub częściowa zamiana źródła energii na odnawialne lub zastosowanie wysokosprawnej kogeneracji; dotyczące: budynków mieszkalnych, budynków zbiorowego zamieszkania, budynków stanowiących własność jednostek samorządu terytorialnego służących do wykonywania przez nie zadań publicznych, lokalnych sieci ciepłowniczych, lokalnych źródeł ciepła; prowadzące do: a) dla budynków: zmniejszenia rocznego zapotrzebowania na energię o co najmniej: 10% - gdy modernizowany jest wyłącznie system grzewczy, 15% - gdy po 1984r. przeprowadzono modernizację systemu grzewczego, 25% - w pozostałych budynkach, b) dla sieci i źródeł ciepła: Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 179 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary zmniejszenia rocznych strat energii – co najmniej o 25%, zmniejszenia rocznych kosztów pozyskania ciepła w związku z likwidacją źródła i podłączeniem do sieci lokalnej – co najmniej o 20%, zamiany źródła energii na źródło odnawialne lub zastosowanie wysokosprawnej kogeneracji; 2. przedsięwzięcia remontowe, tj. przedsięwzięcia związane z termomodernizacją, których przedmiotem jest: remont, wymiana okien lub remont balkonów, przebudowa, w wyniku której następuje ulepszenie budynku, wyposażenie w instalacje i urządzenia wymagane dla budynków mieszkalnych oddawanych do użytkowania; dotyczące: budynków mieszkalnych wielorodzinnych (mających więcej niż dwa lokale mieszkalne), których użytkowanie rozpoczęto przed 14 sierpnia 1961 r. prowadzące do: zmniejszenia rocznego zapotrzebowania na energię zużywaną na potrzeby ogrzewania i podgrzewania wody użytkowej o co najmniej o 10%. 3. Remonty budynków jednorodzinnych – jedynie przy ubieganiu się o premię kompensacyjną. Podmioty uprawnione do ubiegania się o kredyt 1) na przedsięwzięcie termomodernizacyjne – właściciele lub zarządcy budynku, lokalnej sieci ciepłowniczej lub lokalnego źródła ciepła, z wyłączeniem jednostek budżetowych i zakładów budżetowych; 2) na przedsięwzięcie remontowe – osoby fizyczne, wspólnoty mieszkaniowe z większościowym udziałem osób fizycznych, spółdzielnie mieszkaniowe, towarzystwa budownictwa społecznego; 3) na remonty – osoby fizyczne, uprawnione do ubiegania się o premię kompensacyjną. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 180 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rodzaje premii 1. termomodernizacyjna – dla kredytów na przedsięwzięcia termomodernizacyjne: 20% wykorzystanej kwoty kredytu jednak nie więcej niż: 16% kosztów poniesionych na realizację przedsięwzięcia i dwukrotność przewidywanych rocznych oszczędności kosztów energii 2. remontowa – dla kredytów na przedsięwzięcia remontowe: 20% wykorzystanej kwoty kredytu jednak nie więcej niż: 15% kosztów poniesionych na realizację przedsięwzięcia Wysokość premii ulega zmniejszeniu jeżeli w budynku znajdują się lokale inne niż mieszkalne (proporcjonalnie do udziału powierzchni użytkowej lokali mieszkalnych w powierzchni użytkowej wszystkich lokali w budynku). 1. kompensacyjna – dla kredytów na przedsięwzięcia remontowe (budynki wielorodzinne) i remonty (budynki jednorodzinne): Premia przysługuje osobie fizycznej, która w dniu 25 kwietnia 2005 r. była właścicielem lub spadkobiercą właściciela, bądź po tej dacie została spadkobiercą właściciela budynku mieszkalnego, w którym był co najmniej jeden lokal kwaterunkowy. W przypadku zamiaru realizacji przedsięwzięcia lub remontu w całości z innych środków niż kredyt, w związku z którym przyznana została premia termomodernizacyjna lub premia remontowa, inwestor składa wniosek o przyznanie premii kompensacyjnej bezpośrednio do BGK. Warunki kredytowania Kredyty na realizację przedsięwzięć termomodernizacyjnych i remontowych oraz remontów udzielane są na warunkach standardowo obowiązujących w BOŚ S.A. dla kredytów inwestycyjnych. Prowizja dla BGK – 0,6% premii 8.5.2. FUNDUSZE ZAGRANICZNE Szwajcarsko – Polski Program Współpracy Szwajcarsko -Polski Program Współpracy daje możliwości finansowania przedsięwzięć w działania związane z energetyką odnawialną. Program ten jest formą bezzwrotnej pomocy zagranicznej przyznanej przez Szwajcarię dziesięciu państwom, które przystąpiły do Unii Europejskiej 1 maja 2004 roku w tym także Polsce. Budżet Programu, przeznaczony dla Polski to ok. 312 mln euro. Projekty ubiegające się o wsparcie są przyjmowane od 14 czerwca 2007 do 13 czerwca 2012. Jednym z bloków tematycznych Szwajcarsko – Polskiego Programu Współpracy jest Środowisko i Infrastruktura, w ramach którego lista kwalifikowanych projektów obejmuje – „tworzenie systemów energii odnawialnej (np. słonecznej, wiatrowej, Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 181 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary małych systemów energii wodnej, geotermicznej, na biomasę)”. Beneficjatami mogą być jedynie instytucje publiczne (władze gminne, regionalne i krajowe) oraz organizacje pozarządowe. Przykładem projektu realizowanego w ramach Szwajcarsko – Polskiego Programu Współpracy może być finansowanie instalacji kolektorów słonecznych na budynkach użyteczności publicznej oraz budynkach mieszkalnych gmin: Niepołomice, Wieliczka, Skawina oraz Kłaj. Gminy wspólnie wystąpiły z wnioskiem o współfinansowanie instalacji kolektorów słonecznych na 5 000 – 6 000 budynkach (w zależności od powierzchni). Dały one w ten sposób szansę swoim mieszkańcom na zakup i montaż kolektorów, gdzie wkład finansowy jaki musi wnieść osoba fizyczna to jedynie 30% kosztów instalacji. Projekt ten cieszy się dużym zainteresowaniem i jest obecnie na etapie realizacji. Norweski Mechanizm Finansowy i Mechanizm Finansowy Europejskiego Obszaru Gospodarczego Głównymi celami Mechanizmów Finansowych jest przyczynianie się do zmniejszania różnic ekonomicznych i społecznych w obrębie Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz wzmacnianie stosunków dwustronnych pomiędzy państwami-darczyńcami, a państwem- beneficjentem. Wnioskodawcami mogą być podmioty prywatne czy też publiczne, komercyjne bądź niekomercyjne, oraz organizacje pozarządowe ustanowione jako podmiot prawny w Polsce, jak również organizacje międzyrządowe działające w Polsce. Jednym z obszarów programowych powyższych mechanizmów finansowych jest Obszar programowy: Efektywność energetyczna i odnawialne źródła energii. Głównym celem obszaru programowego jest oszczędzanie energii i promowanie odnawialnych źródeł energii oraz zmniejszanie emisji gazów cieplarnianych i zanieczyszczeń powietrza Wsparcie finansowe kierowane jest na: poprawę efektywności energetycznej w budynkach, zwiększenie produkcji energii ze źródeł odnawialnych, tworzenie rozbudowanych strategii w celu polepszenia wykorzystania schematu zielonych inwestycji, polepszenie zdolności do tworzenia rozwiązań dla odnawialnych źródeł energii na poziomach: krajowym, regionalnym i lokalnym, wzrost świadomości społecznej i edukacji w zakresie odnawialnych źródeł energii, wzrost świadomości społecznej i edukacji w zakresie kwestii dotyczących efektywności energetycznej. W dniu 10 czerwca 2011 r. podpisano Memorandum of Understanding dotyczące Norweskiego Mechanizmu Finansowego, natomiast 17 czerwca 2011 r. Memorandum of Understanding dotyczące Mechanizmu Finansowego EOG. Okres przyznawania dofinansowania upłynie 30 kwietnia 2014 r., natomiast okres kwalifikowalności wydatków w ramach wyłonionych projektów zakończy się 30 kwietnia 2016 roku. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 182 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Fundusze Unii Europejskiej Z uwagi na zakończenie budżetowego okresu programowania Unii Europejskiej 2007 – 2013, większość środków finansowych przeznaczonych na finansowanie infrastruktury sieciowego zaopatrzenia w ciepło, rozwoju energetyki odnawialnej i termomodernizacji budynków została już wydatkowana. Obecnie nie są planowane nabory na dofinansowanie projektów w w/w zakresie zarówno z Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko, jak i z Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Małopolskiego. Z uwagi na zobowiązania międzynarodowe jakie przyjęła na siebie UE w zakresie redukcji emisji CO2 (m.in. podpisanie Protokołu z Kioto) oraz politykę wewnętrzną UE w tym zakresie (m. in. Pakiet Energetyczno-Klimatyczny UE), środki finansowe kierowane na poprawę infrastruktury energetycznej, odnawialnych źródeł energii, poprawę efektywności energetycznej są znaczącej wielkości, a zgodnie z projektami rozporządzeń dotyczących przyszłego okresu budżetowego (2014 – 2020) alokacja na te działania wzrośnie. Zaleca się przeprowadzenie szczegółowej analizy możliwych obszarów wsparcia dla gminy Szaflary z funduszy UE w przyszłym okresie programowania budżetowego podczas ustawowej aktualizacji Założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe gminy Szaflary. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 183 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 9. KIERUNKI ROZWOJU I MODERNIZACJI SYSTEMÓW ZAOPATRZENIA W ENERGIĘ……………… W Polityce energetycznej Polski do 2030 roku szczególny nacisk położono na kwestię poprawy efektywności i bezpieczeństwa energetycznego, wzrostu dywersyfikacji źródeł energii, rozwoju wykorzystania odnawialnych źródeł energii, poprawy konkurencyjności rynków paliw i energii z możliwym ograniczaniem oddziaływania energetyki na środowisko. Podkreślono również istotność poprawy stanu infrastruktury technicznej. Ważną kwestią energetyczną na obszarze gminy powinna stać się promocja odnawialnych źródeł energii, a w szczególności energii geotermalnej którą gmina Szaflary dysponuje. Promocja ta winna się odbywać zarówno poprzez kampanie informacyjne (w szkołach, jak i w domach kultury), jak i konkretną pomoc. Taką pomocą może się okazać wsparcie przy doborze optymalnego rozwiązania dotyczącego CO i CWU, które dobrze się sprawdziło na obszarze gminy. Systemy OZE doskonale wpisują się w politykę zrównoważonego rozwoju, pozwalając na ograniczenie (zaniechanie) w znacznym stopniu emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Duże znaczenie przy korzystaniu z OZE ma również zwiększenie dywersyfikacji źródeł energii jak i poprawa lokalnego bezpieczeństwa energetycznego. Oprócz wymienionych cech odnawialne źródła energii w większości pozwalają na szybki zwrot nałożonych kosztów i w dłuższej perspektywie na wypracowanie oszczędności. OZE często są też wygodniejszym sposobem na pozyskanie energii w porównaniu do konwencjonalnych źródeł energii. Sprawność i niezawodność systemu elektroenergetycznego jest kwestią kluczową i niezbędną dla zapewnienia prawidłowego funkcjonowania współczesnego społeczeństwa. Stan sieci energetycznej zależy głównie od jej wieku i modernizacja winna zaczynać się od odcinków sieci i transformatorów najbardziej zagrożonych awarią i przekroczeniem mocy znamionowej. Bardzo ważną kwestią jest również oszczędność energii generowana na szczeblu użyteczności publicznej. Do działań mogących generować oszczędności dla gminy należy zaliczyć, termomodernizację budynków, które jej wymagają, jak i dążenia (w miarę możliwości) do pozyskiwania energii cieplnej z OZE i źródeł niekonwencjonalnych. Dla współczesnego społeczeństwa coraz większego znaczenia nabiera problem pogarszania się stanu środowiska naturalnego. Poprawę tego stanu może zapewnić ograniczenie niskiej emisji, która jest przyczyną powstawania wielu chorób układu krążenia i oddechowego. Ograniczając niską emisję towarzyszącą procesom spalania w kominkach i kotłach energetycznych lokalne społeczeństwo może przyczynić się do poprawy zarówno stanu środowiska naturalnego, jak i do poprawy własnego stanu zdrowia. Ograniczenie emisji można osiągnąć poprzez zastąpienie konwencjonalnych źródeł energii, źródłami niekonwencjonalnymi jak np. OZE (np. panele słoneczne, pompy ciepła, wody geotermalne) lub wymianą paliwa na mniej emisyjne (gaz ziemny zamiast węgla). Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 184 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Na obszarze całej gminy Szaflary zaleca się przeprowadzenie procesu gazyfikacji poprzedzonego opracowaniem przez Karpacką Spółkę Gazownictwa sp. z o.o. w Tarnowie dokumentu pn. Koncepcja techniczno-programowa gazyfikacji gminy Szaflary. Zaleca się aby przedsiębiorstwo energetyczne trudniące się dystrybucją energii elektrycznej na terenie gminy Szaflary, TAURON Dystrybucja S.A., nawiązało działania zmierzające do minimalizacji negatywnego odziaływania swoich instalacji elektroenergetycznych na możliwości zabudowy posesji znajdujących się na terenie gminy Szaflary. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 185 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 10. PODSUMOWANIE W gminie Szaflary obecnie mieszka około 10 550 osób i według prognoz do 2030 roku liczba ta nie przekroczy 12 150, a najbardziej prawdopodobna liczebność mieszkańców gminy będzie wahać się na poziomie około 11 150 osób. Największymi walorami gminy jest jej malownicze położenie w centralnej części w bezpośredniej bliskości Zakopanego stanowiąc doskonałą alternatywę przedstawioną w Strategii rozwoju gminy Szaflary: Gmina Szaflary – ośrodek tradycji i kultury góralskiej, atrakcyjna alternatywa dla Tatr i Podtatrza, centrum wykorzystania wód geotermalnych i agroturystyki. Analiza stanu istniejącego gminy pozwala na nakreślenie charakterystycznych cech energetycznych gminy: całkowite zapotrzebowanie na energię w sektorze ciepłownictwa – 102,8 GWh/rok, całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną – 7,7 GWh/rok. Struktura wykorzystania energii cieplnej i elektrycznej zdominowana jest przez sektor gospodarstw domowych i wynosi odpowiednio 82% i 77%. Przemysł odpowiada za 10% wykorzystania energii cieplnej i 14% energii elektrycznej, rolnictwo odpowiednio 5 i 4%, budynki użyteczności publicznej z oświetleniem gminnym – 3 i 5%. W gminie Szaflary struktura wykorzystania paliw na potrzeby energetyczne zdominowana została przez węgiel kamienny, który stanowi 65% potrzeb energetycznych gminy w zakresie ciepłownictwa. Resztę stanowi biomasa z udziałem 23%, energia geotermalna z udziałem 6% i inne – 6%. Stan powietrza atmosferycznego w gminie Szaflary zależy w dużym stopniu od zanieczyszczeń pochodzących z niskiej emisji towarzyszącej spalaniu węgla kamiennego. Najtańszym sposobem ogrzewania w gminie Szaflary jest wykorzystanie własnej biomasy odpadowej z produkcji rolnej (słoma) w specjalnie przystosowanych do tego celu kotłach. Do tanich rozwiązań ogólnie dostępnych można zaliczyć wykorzystywanie pompy ciepła (wysokie koszty inwestycyjne), spalanie miału węglowego w kotłach wyposażonych w palnik retortowy i tradycyjne spalanie paliw stałych. Uwzględniając koszty pracy związanej z obsługą kotła, atrakcyjnym rozwiązaniem staje się wykorzystywanie energii geotermalnej. Energia geotermalna jest rozwiązaniem najbardziej ekologicznym i bezpiecznym. Dobrym rozwiązaniem sprzyjającym poprawie stanu środowiska przyrodniczego w gminie Szaflary w miejscach bez dostępu do sieci geotermalnej jest wykorzystywanie peletu. Gmina Szaflary posiada potencjał energetyczny OZE w postaci energii biomasy. Rozległe tereny odłogowane na obszarze gminy mogą posłużyć do prowadzenia upraw roślin energetycznych, które mogą zostać wykorzystane energetycznie. Potencjał teoretyczny biomasy w gminie Szaflary wynosi około 18 GWh. Przy założeniu, że 15% potencjału Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 186 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary teoretycznego stanowi potencjał ekonomiczny, wyniósłby on 2,7 GWh energii chemicznej zawartej w biomasie, co mogłoby stanowić 4% zapotrzebowania energetycznego przeznaczonego do ogrzewania mieszkań w sektorze gospodarstw domowych. Oświetlenie gminy Szaflary w Rejonie Dystrybucji Zakopane zarządzane jest przez 2 podmioty. Jednym z nim jest TAURON Dystrybucja S.A. a drugim Urząd Gminy Szaflary. Zarządzanie oświetleniem gminnym przez zakład elektroenergetyczny prowadzi do konfliktu interesów pomiędzy zakładem, a płatnikiem, którym jest Urząd Gminy. Zakład elektroenergetyczny zajmujący się dystrybucją energii elektrycznej dla maksymalizacji zysków dąży do maksymalizacji sprzedaży energii elektrycznej na swoim obszarze działalności (dochód z każdej dystrybuowanej jednostki energii elektrycznej), natomiast Urząd Gminy powinien dążyć do minimalizacji kosztów oświetlenia poprzez zwiększanie efektywności energetycznej systemu oświetleniowego (niższe zużycie energii elektrycznej przy zachowaniu obowiązujących norm w zakresie oświetlenia). Zaleca się by Urząd Gminy Szaflary był zarządcą całości oświetlenia ulic i placów znajdujących się portfelu płatności gminy. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 187 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 11. SPIS TABEL Tabela 2.1. Wieloletnie temperatury średniomiesięczne Te(m) oraz liczby dni ogrzewania Ld(m) – stacja meteorologiczna w Zakopanem ...... 18 Tabela 2.2. Liczba ludności w gminie Szaflary w latach 2001 – 2011 ...... 20 Tabela 2.3. Liczba ludności w podziale na sołectwa w 2011 roku ...... 21 Tabela 2.4. Przyrost naturalny w gminie Szaflary w latach 2001 – 2010 ...... 21 Tabela 2.5. Zasoby mieszkaniowe w poszczególnych sołectwach gminy Szaflary ...... 22 Tabela 2.6. Zasoby mieszkaniowe gminy Szaflary według okresu budowy ...... 22 Tabela 2.7. Podmioty gospodarcze wg ilości zatrudnionych w gminie Szaflary w roku 2010 ..25 Tabela 2.8. Liczba bezrobotnych w podziale na płeć w gminie Szaflary w latach 2003 – 2010 ...... 26 Tabela 2.9. Gospodarstwa rolne według wielkości użytków rolnych w ha w gminie Szaflary w 2011 roku ...... 27 Tabela 2.10. Powierzchnia zasiewów według rodzajów upraw w gminie Szaflary w 2011 roku w ha ...... 29 Tabela 2.11. Pogłowie zwierząt w gminie Szaflary w 2002 roku w szt...... 29 Tabela 2.12. Wykaz dróg znajdujących się na terenie gminy Szaflary ...... 30 Tabela 2.13. Charakterystyka gospodarki wodnej w gminie Szaflary w latach 2001 – 2010 ...32 Tabela 2.14. Charakterystyka gospodarki kanalizacyjnej w gminie Szaflary w latach 2001 – 2010 ...... 33 Tabela 3.1. Dane charakterystyczne gminy Szaflary ...... 34 Tabela 3.2. Dane charakterystyczne gminy – stopniodni w okresie 2010–2011 rok ...... 35 Tabela 3.3. Sieć elektroenergetyczna na obszarze gminy Szaflary ...... 36 Tabela 3.4. Ilość powstałych zanieczyszczeń z produkcji 1 MWh ...... 42 Tabela 3.5. Zestawienie źródeł światła TAURON Dystrybucja S.A. na terenie gminy Szaflary w RD Zakopane ...... 43 Tabela 3.6. Zestawienie źródeł światła Urzędu Gminy Szaflary na terenie gminy Szaflary w RD Zakopane...... 43 Tabela 3.7. Zestawienie mocy oraz lokalizacji źródeł światła na obszarze gminy Szaflary w RD Nowy Targ ...... 44 Tabela 3.8. Zużycie energii elektrycznej ...... 47 Tabela 3.9. Zużycie energii przez gospodarstwa rolne ...... 49 Tabela 3.10. Zestawienie budynków użyteczności publicznej gminy Szaflary ...... 50 Tabela 3.11. Lista projektów inwestycyjnych TAURON Dystrybucja S.A...... 51 Tabela 3.12. Lista projektów inwestycyjnych TAURON Dystrybucja S.A...... 52 Tabela 3.13. Współczynniki charakterystyczne zapotrzebowania energetycznego budynków ...... 54 Tabela 3.14. Zużycie energii cieplnej – CO, CWU i podgrzewanie posiłków ...... 55 Tabela 3.15. Struktura wykorzystania paliw na potrzeby ogrzewania mieszkań, przygotowania CWU i posiłków ...... 60 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 188 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Tabela 3.16. Struktura wykorzystania energii w sektorze mieszkalnictwa z podziałem na rodzaj paliwa w skali roku ...... 61 Tabela 3.17. Zużycie energii geotermalnej w gminie Szaflary w roku 2011 ...... 64 Tabela 3.18. Moc zainstalowana w PEC Geotermia Podhalańska S.A...... 64 Tabela 3.19. Sieć ciepłownicza w gminie Szaflary ...... 67 Tabela 3.20. Sprzedaż ciepła geotermalnego w gminie Szaflary oraz ilość odbiorców ...... 67 Tabela 3.21. Efekt ekologiczny wykorzystywania geotermii w gminie Szaflary ...... 68 Tabela 3.22. Zestawienie budynków użyteczności publicznej – ciepłownictwo ...... 69 Tabela 3.23. Zapotrzebowanie na energię (brutto) w podziale na rodzaj paliwa (wyrażone w MWh/a)...... 72 Tabela 3.24. Taryfa opłat za przyłączenie do sieci ...... 77 Tabela 3.25. Zestawienie zbiorcze założeń i wyników obliczeń...... 79 Tabela 4.1. Prognoza liczby ludności gminy Szaflary...... 86 Tabela 4.2. Wariant I prognozy zapotrzebowania na energię i moc cieplną brutto ...... 89 Tabela 4.3. Wariant II prognozy zapotrzebowania na energię i moc cieplną brutto ...... 91 Tabela 4.4. Wariant III prognozy zapotrzebowania na energię i moc cieplną brutto ...... 93 Tabela 5.1. Podział źródeł energii odnawialnej ...... 98 Tabela 5.2. Bilans nośników energii odnawialnej w latach 2007 – 2010 [TJ] ...... 102 Tabela 5.3. Produkcja energii elektrycznej z odnawialnych nośników energii w latach 2001 – 2010 [GWh] ...... 103 Tabela 5.4. Regiony helioenergetyczne Polski ...... 106 Tabela 5.5. Moc zainstalowana elektrowni wodnych ...... 121 Tabela 5.6. Redukcja emisji CO2 dzięki zastosowaniu wód geotermalnych przez PEC Geotermia Podhalańska ...... 128 Tabela 5.7. Sprzedaż ciepła oraz liczba odbiorców PEC Geotermia Podhalańska S.A...... 128 Tabela 5.8. Wartość opałowa wybranych paliw ...... 131 Tabela 5.9. Fizyczna charakterystyka biogazu ...... 135 Tabela 8.1. Współczynnik U(max) – budynek mieszkalny i zamieszkania zbiorowego ...... 157 Tabela 8.2. Współczynnik U(max) – budynek użyteczności publicznej ...... 158 Tabela 8.3. Współczynnik U(max) – budynek produkcyjny, magazynowy i gospodarczy ...... 158 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 189 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 12. SPIS RYSUNKÓW Rysunek 2.1. Położenie administracyjne gminy Szaflary ...... 13 Rysunek 2.2. Średnia temperatura powietrza w Polsce w 2010 roku...... 16 Rysunek 2.3. Średnia temperatura powietrza w Polsce w latach 1971 – 2000 ...... 17 Rysunek 2.4. Podział polski na strefy klimatyczne wg normy PN-82-B-02403 ...... 18 Rysunek 2.5. Dynamika wzrostu liczby ludności w gminie Szaflary w latach 2001 – 2010 ...... 20 Rysunek 2.6. Zasoby mieszkaniowe w % według okresu budowy w gminie Szaflary ...... 23 Rysunek 2.7. Struktura podmiotów gospodarczych działających w gminie Szaflary wg sektorów gospodarki (stan na 2010 rok) ...... 24 Rysunek 2.8. Podmioty zarejestrowane wg sekcji PKD w gminie Szaflary (stan na rok 2010) .25 Rysunek 2.9. Liczba bezrobotnych w podziale na płeć w gminie Szaflary w latach 2003 – 2010 ...... 26 Rysunek 2.10. Struktura użytkowania gruntów z gminie Szaflary w roku 2002 ...... 27 Rysunek 2.11. Struktura gospodarstw rolnych pod względem wielkości użytków rolnych .....28 Rysunek 2.12. Podział gospodarstw rolnych pod względem celu produkcji ...... 28 Rysunek 3.1. Wysokociśnieniowa lampa rtęciowa...... 37 Rysunek 3.2. Wysokoprężna lampa sodowa...... 38 Rysunek 3.3. Lampa drogowa typu "LED" ...... 39 Rysunek 3.4. System hybrydowy z lampą typu „LED” ...... 40 Rysunek 3.5. Zapotrzebowanie na energie elektryczną ...... 48 Rysunek 3.6. Zapotrzebowanie na energię do ogrzewania pomieszczeń w rozbiciu na miejscowości gminy ...... 55 Rysunek 3.7. Zużycie energii na cele CWU ...... 56 Rysunek 3.8. Energia potrzebna do przygotowania posiłków ...... 57 Rysunek 3.9. Łączne potrzeby energetyczne ...... 57 Rysunek 3.10. Struktura wykorzystania energii ...... 58 Rysunek 3.11. Gęstość energetyczna gminy ...... 59 Rysunek 3.12. Struktura sposobu ogrzewania mieszkań ...... 60 Rysunek 3.13. Struktura pozyskania energii na potrzeby ogrzewania mieszkań, przygotowania CWU i posiłków ...... 61 Rysunek 3.14. Struktura pozyskania energii w celu ogrzania mieszkań ...... 62 Rysunek 3.15. Struktura pozyskania energii w celu przygotowania ciepłej wody użytkowej ..62 Rysunek 3.16. Struktura pozyskania energii w celu przygotowywania posiłków ...... 63 Rysunek 3.17. Schematyczna mapa lokalizacji odwiertów geotermalnych na obszarze Podhala ...... 65 Rysunek 3.18. Schemat działania instalacji geotermalnej ...... 66 Rysunek 3.19. Struktura wykorzystania paliw na potrzeby ciepłownictwa gminy ...... 72 Rysunek 3.20. Analiza kosztów produkcji energii cieplnej ...... 75 Rysunek 3.21. Koszt energii cieplnej w zależności od wykorzystania mocy wymiennika ...... 76 Rysunek 3.22. Koszt ogrzewania modelowego mieszkania ...... 78 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 190 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 4.1. Prognoza demograficzna gminy Szaflary ...... 86 Rysunek 4.2. Wariant I zmiany struktury zapotrzebowania na energię w latach 2010 – 203089 Rysunek 4.3. Wariant progresywny prognozy zapotrzebowania na energię do 2030 roku ....90 Rysunek 4.4. Wariant II zmiany struktury zapotrzebowania na energię w latach 2010 – 2030 ...... 91 Rysunek 4.5. Wariant zrównoważony prognozy zapotrzebowania na energię do 2030 roku .92 Rysunek 4.6. Wariant III zmiany struktury zapotrzebowania na energię w latach 2010 – 2030 ...... 93 Rysunek 4.7. Wariant recesyjny prognozy zapotrzebowania na energię do 2030 roku ...... 94 Rysunek 4.8. Zapotrzebowanie netto na energie elektryczną ...... 95 Rysunek 4.9. Prognoza zapotrzebowania na energię elektryczną ...... 96 Rysunek 5.1. Procentowy bilans nośników energii w 2010 roku ...... 102 Rysunek 5.2. Produkcja energii elektrycznej z biomasy ...... 103 Rysunek 5.3. Promieniowanie całkowite na terenie Polski w ciągu roku ...... 105 Rysunek 5.4. Regiony helioenergetyczne Polski ...... 106 Rysunek 5.5. Usłonecznienie Polski ...... 107 Rysunek 5.6. Stopień pokrycia zapotrzebowania na CWU przez kolektory słoneczne ...... 108 Rysunek 5.7. Temperatura Ziemi zanotowana przez NASA...... 110 Rysunek 5.8. Kierunki przemieszczania się mas powietrza na Ziemi ...... 110 Rysunek 5.9. Efekt Coriolisa ...... 111 Rysunek 5.10. Cyrkulacja powietrza ...... 111 Rysunek 5.11. Energia wiatru w rozbiciu na miesiące dla klimatu umiarkowanego ...... 112 Rysunek 5.12. Możliwości odbioru energii z wiatru ...... 113 Rysunek 5.13. Przykładowy rozkład Weibulla...... 114 Rysunek 5.14. Strefy energetyczne wiatru na obszarze Polski ...... 115 Rysunek 5.15. Strefy energii wiatru w Polsce ...... 116 Rysunek 5.16. Wiatr – prędkości średnie 10-minutowe (m/s) (na wysokości 10 m n.p.g. w terenie otwartym i klasie szorstkości 0-1) ...... 117 Rysunek 5.17. Elektrownia szczytowo-pompowa w Żarnowcu ...... 120 Rysunek 5.18. Średnia z wielolecia opadu rocznego z obszaru Polski ...... 122 Rysunek 5.19. Schemat pozyskiwania i wykorzystania energii geotermalnej ...... 124 Rysunek 5.20. Szkic prowincji i okręgów geotermalnych Polski ...... 125 Rysunek 5.21. Uproszczony przekrój geologiczny przez system geotermalny Niecki Podhalańskiej ...... 127 Rysunek 5.22. Przykładowy, uproszczony schemat instalacji z pompą ciepła ...... 130 Rysunek 5.23. Schemat przemian chemicznych fermentacji metanowej ...... 135 Rysunek 5.24. Zmiany w strukturze odzysku i unieszkodliwiania osadów z komunalnych oczyszczalni ścieków w perspektywie do 2018 r...... 138 Rysunek 5.25. Schemat technologiczny zagospodarowania składowiska odpadów i powstałego biogazu ...... 139 Rysunek 6.1 Gmina Szaflary oraz gminy sąsiadujące ...... 147 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 191 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary Rysunek 7.1. Średnie stężenie pyłu zawieszonego PM10 województwie małopolskim ...... 152 Rysunek 7.2. Średnie stężenie dwutlenku siarki ...... 152 Rysunek 7.3. Średnie stężenie dwutlenku azotu ...... 153 Rysunek 7.4. Średnie roczne stężenie dwutlenku siarki w największych miastach ...... 155 Rysunek 7.5. Emisja zanieczyszczeń pyłowych z zakładów szczególnie uciążliwych w latach 2000–2009 ...... 155 Rysunek 7.6. Emisja zanieczyszczeń gazowych z zakładów szczególnie uciążliwych w latach 2000–2009 w województwie małopolskim ...... 156 Rysunek 8.1. Zasada działania rekuperatora w okresie letnim i zimowym ...... 165 Rysunek 8.2. System wentylacji wraz z odzyskiem ciepła w budynku mieszkalnym...... 166 Rysunek 8.3. Schemat instalacji układu kogeneracyjnego wraz z suszarnią biomasy ...... 169 Rysunek 8.4. Wzór etykiety dla urządzeń gospodarstwa domowego ...... 171 Rysunek 8.5. Schemat sieci Smart Grid...... 172 Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 192 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 13. SPIS ŹRÓDŁOWY 1. Kancelaria Sejmu. Prawo energetyczne (Dz.U. 1997 nr 54 poz. 348 z późn. zm.). Warszawa : KS, Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 roku. 2. Kondracki Jerzy. Geografia regionalna Polski. Warszawa : Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009. ISBN 978-83-01-16022-7. 3. Urząd Gminy Szaflary. Plan Gospodarki Odpadami Gminy Szaflary. Szaflary, 2004. 4. Urząd Gminy Szaflary. Program Ochrony Środowiska dla Gminy Szaflary na lata 2004 – 2007 z perspektywą do roku 2014. Szaflary, 2004. 5. "PROGEO". Studium Uwarunkowań Zagospodarowania Przestrzennego Gminy Szaflary. Nowy Sącz, 1996. 6. Geologiczne Centralne Archiwum Dokumentacji. Wykaz złóż i lokalizacji geologicznych w Polsce. 7. Dopke Józef. Liczba stopniodni grzania dla dwudziestu sześciu miast Polski. , 2012. 8. TAURON Dystrybucja S.A. Departament Rozwoju Sieci. DT/DTW-O9/LG/586/5414/2012. Kraków, 2012. 9. Główny Urząd Statystyczny. Rocznik statystyczny Rzeczypospolitej Polskiej. Warszawa : GUS, 2010. http://www.stat.gov.pl/cps/rde/xbcr/gus/PUBL_rs_rocznik_statystyczny_rp_2010.pdf. 10. Instytut Karpacki. Strategie ekoenergetyczne dla świeckich i tucholskich gmin. Nowy Sącz : IK, 2006. 11. Główny Urząd Statystyczny. Zużycie paliw i nośników energii w 2009 roku. Warszawa : GUS, 2010. ISSN: 1896-9240. 12. Geotermia Podhalańska S.A. L.DZ PEC GP/805/12. Zakopane : PEC, 2012. 13. Karpacka Spółka Gazownictwa sp. z o.o. w Tarnowie. KGII/OTO/25/2/2/12. Kraków : KSG, 2012. 14. Chmielniak Tadeusz. Technologie energetyczne. Warszawa : Wydawnictwa Naukowo- Techniczne Sp. z o.o., 2008. 978-83-404-3387-6. 15. Polska Akademia Nauk. http://www.min-pan.krakow.pl/. [Online] 2012. http://www.min-pan.krakow.pl/zaklady/zrynek/jp_www.htm. 16. Norwisz Jan, Musielak Tomasz i Boryczko Bożena. Odnawialne źródła energii – polskie definicje i standardy. Rynek Energii – nr. 1/2006. [Online] http://www.cire.pl/pokaz- pdf-%252Fpliki%252F2%252Foze_def_stand.pdf. 17. Głodek Ewa, i inni. Pozyskiwanie i energetyczne wykorzystanie biogazu rolniczego. Opole : Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o., 2007. 978-83-7511-095-3. 18. Ministerstwo Środowiska. Rozporządzenie w sprawie sposobu monitorowania wielkości emisji substancji objętych wspólnotowym systemem handlu uprawnieniami do emisji, Dz.U. 2008 nr 183 poz. 1142. Warszawa : Ministerstwo Środowiska, 2008. 19. Towarowa Giełda Energii. http://www.tge.pl/pl/41/rynek-praw-majatkowych. [Online] 12 maj 2011. http://www.tge.pl/fm/upload/Wszystko-o-RPM/FolderRPM.pdf. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 193 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 20. Prezes Urzędu Regulacji Energetyki. Informacja (nr 8/2011) w sprawie średniej ceny sprzedaży energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym za rok 2010. www.ure.gov.pl. [Online] 2011. http://www.ure.gov.pl/download.php?s=6&id=3945. 21. Towarowa Giełda Energii. Raport Miesięczny Styczeń 2011. http://www.ure.gov.pl/portal/pdb/497/3994/Srednia_cena_sprzedazy_energii_elektry cznej_na_rynku_konkurencyjnym_za_rok_2010.html. [Online] 12 maj 2011. http://www.tge.pl/fm/upload/Raporty- Miesiczne/TGE_Raport_publiczny_styczen_2011.pdf. 22. Urząd Marszałkowski Województwa Małopolskiego. Odnawialne i alternatywne źródła energii w Małopolsce – "Zbiór dobrych praktyk" cz. V. Kraków : UMWM, 2010. 23. Główny Urząd Statystyczny. Energia ze źródeł odnawialnych w 2010 r. Warszawa : GUS, 2011. 24. www.eko-gminy.pl/. http://zielona-energia.ews21.pl. [Online] 2011. http://zielona- energia.ews21.pl/index.php?page=szkolenie_wyklad&id=9&idLecture=92. 25. Żuchowska Kinga i Reszkowski Edward. Wykorzystanie Odnawialnych Źródeł Energii. [http://www.mechatronika-byd.pl/FTP/Semestr4/Sieci/Poradnik-Wykorz-Odn-Zr- EN11-09-20.pdf] Bydgoszcz : Wyższa Szkoła Gospodarki w Bydgoszczy, 2010. 26. Gogół Wiesław. Konwersja termiczna energii promieniowania słonecznego w warunkach krajowych. Warszawa : Polska Akademia Nauk. Wydział Nauk Technicznych, 1993. 27. Kujawsko-Pomorskie Biuro Planowania Przestrzennego i Regionalnego we Włocławku. Województwo Kujawsko-Pomorskie, Zasoby i Możliwości Wykorzystania Odnawialnych Źródeł Energii. [http://www.kujawsko- pomorskie.pl/strategia/downloads/pprzest/oze/oze.pdf] Włocławek : KPBPPiR, 2009. 28. Urząd Regulacji Energetyki. Mapa Odnawialnych Źródeł Energii. Warszawa : URE, 31.03.2011. 29. Polska Geotermalna Asocjacja. www.pga.org.pl. [Online] 2011. http://pga.org.pl/biblioteka/artykuly/geoenergetyka_w_europie_i_w_polsce.pdf. 30. Państwowy Instytut Badawczy. http://mineralne.pgi.gov.pl. 31. Tytko Ryszard. Odnawialne Źródła Energii. Warszawa : OWG, 2009. ISBN: 978-83- 928382-0-3. 32. Podhalańskie Przedsiębiorstwo Komunalne spółka z o.o. http://www.ppkpodhale.pl/?id=19. [Online] 2012. 33. Ministerstwo Środowiska. Krajowy Plan Gospodarki Odpadami 2010. Warszawa, 2006. 34. Dr inż. Joanna Wilk. Wykorzystanie osadów ściekowych do produkcji biogazu. Lwów : http://cstei.lviv.ua/upload/pub/Energo/1259275986_23.pdf, 2009. 35. Główny Urząd Statystyczny. Stan i Ochrona Środowiska/Odpady komunalne. 2011. 36. Kancelaria Sejmu. Ustawa z dnia 13 września 1996 r. o utrzymaniu czystości i porządku w gminach (Dz.U. 1996 nr 132 poz. 622 z późn. zm.). Warszawa : ISAP, 1996. 37. Kancelaria Sejmu. Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz.U. 2001 Nr 62 poz. 628). Warszawa : ISAP, 2001. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną 194 z 195 i paliwa gazowe gminy Szaflary 38. Parlament Europejski i Rada. Dyrektywa 2004/8/WE w sprawie promowania kogeneracji w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło użytkowe na wewnętrznym rynku energii (Dz.U. WE L 52 z 21.02.2004 r.). Bruksela : PEiR, 11 lutego 2004. 39. www.termodom.pl. [Online] 40. Kancelaria Sejmu. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów (Dz. U. z 2008r. Nr 223, poz. 1459). Warszawa : Kancelaria Sejmu, 2008. 41. Praca zbiorowa pod redakcją Mikołaja Niedek. Jakie OZE w gminie? – Przewodnik po odnawialnych źródłach energii dla samorządów gminnych. Warszawa, 2011. Opracowanie: Centrum-Krak, ul. Balicka 56, 30-149 Kraków, tel. 12 638 00 33 fax 12 661 51 05, www.centrum-krak.pl, e-mail: [email protected] Załącznik Nr 1. Schemat istniejącej sieci WN i SN TAURON Dystrybucja S.A.