windpower.org.pl
Energetyka, OZE w sieci: Agroenergetyka na FB
OZE grupa na FB / GL / Blog energetyczno - paliwowy
 
 
Strona główna  Zarejestruj się  Forum OZE  Kontakt z Redakcją 


Artukuły
EN. WIATROWA
 

Ekonomia energii pochodzącej z elektrowni (farm) wiatrowych

Autor: Redakcja (redakcja@agroenergetyka.pl), Źródło: Arkadiusz Kołodziej
Data: 2009-08-20
Wstęp

Na dzień dzisiejszy na temat tego typu energii wiemy już dość dużo.
Z literatury fachowej, z prasy, jak i z wielu portali poświęconych alternatywnym formom pozyskiwania energii możemy dowiedzieć się jakie są zasady działania tego typu elektrowni. Każdy może zaznajomić się z najnowszymi technologiami używanymi przy produkcji podzespołów, konkretnymi mechanizmami sterującymi, np. mechanizm zmiany kierunku i ustawienia łopat. Oczywiście ważna jest również kwestia typu urządzeń, firmy odpowiedzialnej za produkcję podzespołów, ilości takich ‘wiatraków’ wchodzących w skład jednej farmy, czy wreszcie porcji energii, którą będą w stanie wygenerować.

Wzrost zagrożeń dla środowiska i ryzyko wyczerpania się złóż kopalnych spowodowały, że zaczęto poważniej zastanawiać się nad wprowadzeniem rozwiązań, dzięki którym moglibyśmy zwiększyć udział energii pochodzącej z wiatru, słońca, czy wody.
Zarówno zanieczyszczenia powietrza powstałe w wyniku wytwarzania energii z zasobów nieodnawialnych, jak i opłaty za ich wprowadzanie do środowiska są tak duże, że jedynym rozwiązaniem (jest ono w chwili obecnej jednym z elementów zasady zrównoważonego rozwoju i zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju) wydają się progres i dalsze inwestycje w technologie oraz źródła alternatywne, nie będące takimi uciążliwymi dla natury, ale wymagające wielu nakładów i rozsądnego wykorzystania przez człowieka.

Aby powstające nowe elektrownie (nie tylko wiatrowe) były rentowne i przynosiły maksimum zysków, przy jednoczesnej redukcji zagrożeń i strat przyrodniczo-gospodarczych, konieczne jest odpowiednie postępowanie, takie, które będzie oparte na wiedzy, dokładnych badaniach, rozsądku, umiejętnym wykorzystaniu zdobytych już doświadczeń oraz rzetelnej, uczciwej pracy.

Ekonomia elektrowni wiatrowych

Oprócz czynników czysto finansowych, czyli zysków wynikających z możliwości sprzedaży i użytkowania powstałej energii, czy dzierżawy gruntu, na terenie którego urządzenia działają, istnieją jeszcze czynniki pozamaterialne, mające również w sporym stopniu wpływ na rentowność inwestycji.

Choć energia uzyskiwana ze źródła jakim jest wiatr wydaje się być w pełni akceptowana społecznie, a korzyści z niej płynące są powszechnie znane, to jednak musimy pamiętać, że nie ma technologii w tej dziedzinie, która byłaby całkowicie bez wpływu na środowisko i człowieka. To zatem stwarza trudności z precyzyjnym (wymiernym) zbilansowaniem zysków.

§ ANALIZA

Decydując się na zainwestowanie w tę formę pozyskiwania energii, musimy zacząć od kompleksowej analizy. Już ten etap generuje spore koszty.
Należy poddać ocenie potencjał danego obszaru, sporządzić miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego, bądź wykonać profesjonalną analizę, studium uwarunkowań i uwzględnić aspekty prawne, ekonomiczne, przyrodnicze i społeczne.

§ ZAPOTRZEBOWANIE

Drugim krokiem jest decyzja, czy dana siłownia wiatrowa będzie służyć wyłącznie zaspokojeniu potrzeb energetycznych naszego domu, zakładu produkcyjnego lub gospodarstwa rolnego i funkcjonować jako sieć wydzielona, czy też zostanie podłączona do sieci krajowej. Istnieją jeszcze inne możliwości wykorzystania takiej energii np. pompownie wody "zasilane" wiatrem.

§ POTENCJAŁ

Następnym kryterium, a zarazem czynnikiem, który w głównej mierze decyduje o opłacalności inwestycji jest tzw. potencjał energii wiatrowej. Należy bardzo precyzyjnie określić miejsce, w którym stanąć ma instalacja, aby zarówno kierunek, jak i stałość, a przede wszystkim prędkość wiatru były jak najbardziej zoptymalizowane (duża zmienność w przestrzeni i czasie sprawia, że efektywność pracy turbin drastycznie spada). Należy pamiętać, że wydajność urządzeń (czyli sprawność, z jaką przemieniają energię kinetyczna na elektryczną) oscyluje wokół 25-30%. Oczywiście dla różnych typów turbin istnieją szczególne warunki, takie w których sprawność wykonywanych przez nie pracy jest zmaksymalizowana. Wpływają na to m.in.: wysokość wiatraka, typ wirnika, mechanizmy redukujące negatywny wpływ zmiany kierunku wiatru, prędkość wiatru oraz systemy stabilizacji.

Potencjał energii wiatru na terenie naszego kraju niestety nie należy do najwyższych (36 PJ/rok).
Instytut Meteorologii i Gospodarki wodnej opracowuje mapy, według których możliwe jest precyzyjne wskazanie obszarów posiadających najlepsze warunki wiatrowe. Ostatnie dane wskazują, że w Polsce powierzchni teoretycznie mogących spełniać podstawowe kryteria jest ok. 30 %. Jednak wybitnie korzystne obszary stanowią już tylko kilka procent. Prędkość wiatru, w przypadku takiej lokalizacji, na określonej wysokości 50 metrów (tudzież 20, 80, czy 100 metrów, w zależności od typu urządzenia), zawiera się w granicach od 5,5 do 7,5 m/s. Poniżej 4 m/s produkcja energii jest nieopłacalna, natomiast powyżej 15-25 m/s (możemy spotkać się z różnymi wartościami, w zależności od typu turbiny i wysokości na jakiej jest umieszczona) urządzenie powinno wyłączyć się automatycznie. Jego praca w skrajnie niekorzystnych warunkach może doprowadzić do uszkodzenia pojedynczej łopaty, jak i całego urządzenia.
W Europie, największym potencjałem energetycznym dysponują Szwecja, Wielka Brytania, Niemcy, Francja, Hiszpania, czy Dania. Są to wartości rzędu 110-220 PJ/rok.

§ REDUKCJA ZANIECZYSZCZEŃ

Próbując określić co wpływa na ekonomię tworzenia farm wiatrowych, bierzmy pod uwagę fakt, że choć początkowe etapy inwestycji są kosztowne i dość czasochłonne, to jednak niezaprzeczalnym atutem tego typu rozwiązań jest brak emisji zanieczyszczeń do powietrza. Wyeliminowane zostają opłaty za wprowadzanie do atmosfery tlenków siarki, azotu, dwutlenku węgla, czy pyłów. Energia wiatrowa nie wymaga wykorzystywania dodatkowych źródeł, mogących degradować środowisko (np. paliwa).

§ CZYNNIKI GOSPODARCZE

O kosztach uzyskania energii decydują też całkiem inne czynniki. Kształtują się one odmiennie w poszczególnych państwach.
Dana inwestycja może zostać realizowana przez prywatne podmioty bądź przez wielkie spółki i konsorcja. Trzeba też porównać jak relatywnie ‘zielona energia’ ma się do energii konwencjonalnej, bo przecież jej udział w krajowym bilansie energetycznym może być marginalny, bądź stanowić jedno z głównych źródeł zasilania. Każde państwo ma własne regulacje dotyczące gospodarki paliwami i energią, różne są także taryfy i koncesje. Istotne również są dyrektywy dotyczące zasad rynku wewnętrznego dla energii elektrycznej.
Wszystkie te czynniki prowadzą do wniosku, że ustalenie zarówno jednej ceny jak i kosztów otrzymania energii dla wszystkich państw, które inwestują w energetykę wiatrową, jest niemożliwe.

Odnawialne źródła energii są stale rozwijającą się, innowacyjną dziedziną. Efektywność pracy urządzeń zależy od naturalnych czynników takich jak: prędkość wiatru czy natężenie bezpośrednio oddziałującej energii słonecznej, dlatego istnieje niebezpieczeństwo, że np. oczekiwane przychody ze sprzedaży wyprodukowanej energii mogą być niższe od zakładanych. Trzeba zatem uwzględnić koszty amortyzacyjne, ryzyko finansowe.
Większość powstających farm wiatrowych jest w sporej części opłacana z kredytów, a więc innymi istotnymi czynnikami będą stopy procentowe czy okres
i oprocentowanie, w jakim spłacany jest dany kredyt.
Jest to dość duże utrudnienie, w przypadku, gdy chcemy określić i porównać zyskowność z energii wiatru w rożnych krajach.

Skrupulatne i fachowe oszacowanie ceny energii, w tym przypadku wiatrowej, nastręcza sporo trudności.
Aby dane były jak najdokładniejsze, należy uwzględnić m.in. takie czynniki jak:

§ dotacje państwowe na wdrożenie technologii i uruchomienie elektrowni wiatrowych
§ wsparcie finansowe rządu, udzielane na rozwój i wykorzystanie technologii
§ zapotrzebowanie energetyczne kraju
§ sytuacja ekonomiczno-gospodarcza
§ rentowność względem tradycyjnych źródeł energii
§ ramy prawne
§ koszty inwestycyjne
§ subsydia na pozyskiwania energii ze źródeł konwencjonalnych (kopalnie węgla)

Choć oczywiście istnieje wiele kosztów ukrytych, takich które ponoszą zarówno obywatele, jak i rząd, to jednak ceny energii uzyskanej z wiatru stanowią coraz większą konkurencję dla cen energii tradycyjnej.

§ PRZYKŁADOWA KALKULACJA

Aby ukazać jak teoretycznie kształtują się wartości oszczędności dla środowiska, można przeprowadzić szereg prostych działań.
Zacznijmy od tego, że dla obliczenia opłat za korzystanie ze środowiska zastosować należy określone akty prawne. Stawki (w Polsce) na rok 2009 znajdziemy w
Rozporządzeniu Rady Ministrów z dnia 14 października 2008 r. w sprawie opłat za korzystanie ze środowiska (Dz.U. z 2008 r., Nr 196, poz. 1217).

I tak, choć opłaty zależą od ilości wprowadzonych zanieczyszczeń, od ich typu, od powstałych odpadów, ryzyka ekologicznego, poboru wody, zanieczyszczeń gleby, wody i wielu innych składowych, to przyjmijmy, że w 2009 roku straty jakie przyniosło wytworzenie energii ze źródła konwencjonalnego, np. elektrowni, czy elektrociepłowni wynoszą 200 zł (w 1995 było to 133zł) dla 1 MW energii wyprodukowanej.

Załóżmy, że koszty jakie udałoby się zaoszczędzić określimy dla trzech największych w Polsce farm wiatrowych. Ich łączna moc wynosi ok. 120 MW. Roczna produkcja na poziomie 300 tysięcy MWh dawałaby ograniczenie wydatków o ok. 60 milionów PLN. Długoterminowe wyliczenia (obejmujące okres żywotności farm wiatrowych, który w Polsce przyjęto jako 20 lat) pozwalają stwierdzić, że całkowity okres pracy elektrowni pozwoliłby zmniejszyć wydatki ze strat ekologicznych o blisko 1 miliard 200 milionów złotych. Jest to tylko teoretyczna kwota, ponieważ ceny za korzystanie ze środowiska zmieniają się każdego roku, istnieją też inne opłaty, których tu nie uwzględniono a produkcja energii może być inna od przeze mnie założonej.

§ WNIOSKI

Nawet na tym uproszczonym przykładzie widać jak ogromne są to kwoty.
Niestety, aby liczby pokrywały się z rzeczywistością niezbędne jest podjecie szeregu długofalowych działań, które zwiększą konkurencyjność tego rodzaju energii.

Wszystkie państwa Unii Europejskiej w krótkim czasie muszą przystosować się do coraz ściślejszych wymogów środowiskowych. Ogromne koszty zewnętrzne, jakie generuje eksploatacja złóż ropy, węgla, gazu czy nakłady na energię atomową sprawią, że sytuacja na rynku zmieni się na korzyść ‘zielonej energii’. Spadnie opłacalność pozyskiwania energii ze źródeł tradycyjnych, cena za ich eksploatowanie wzrośnie, dużo bardziej opłacalne staną się natomiast inwestycje w energię alternatywną, w tym także wiatrową.


Źródła:

§ www.biomasa.org
§ www.baza-oze.pl
§ http://www.windpower.org/en/
§ http://www.energia-odnawialna.net/wiatrowa.html
§ http://www.premicz.com/ek_oferty_cen.htm
§ http://www.elektrownie.tanio.net/ekonomia.html
§ Odnawialne źródła energii jako element rozwoju lokalnego, EC BREC, 2003
§ http://www.prawoiekonomia.pl/
§ http://www.pigeo.org.pl/


Autor: Arkadiusz Kołodziej
Student IV roku ochrony środowiska
Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II
 
strona główna | polityka prywatności | nota prawna | partnerzy | kontakt | mapa serwisu | REKLAMA
biomasa | Grupa Energetyka na GL | Blog energetyczno - paliwowy
Copyright © Windpower.org.pl | design: Projekty budowlane