V Polsku vyrábíme elektřinu z uhlí. Toto banální prohlášení v žádném případě neodráží rozsah obětí a neštěstí za ním. Začněme tím, že každý den více než stotisíc horníků přejde téměř jeden kilometr pod zem, aby prováděli vyčerpávající práci téměř osm hodin v podmínkách neuvěřitelně vysokého prachu, teploty a vlhkosti. Zároveň jsou vystaveni výbuchům metanu (a znovu a znovu se stávají jejich oběťmi) nebo jsou rozdrceni padajícími kameny.
Vytěžený materiál v něm navíc zanechává prázdná místa, která v průběhu času způsobují kolaps terénu nad doly a ničí úspěchy mnoha generací horníků a jejich sousedů.
Vytěžené uhlí je transportováno do elektrárny, kde se pouze asi 1/3 jeho chemické energie přemění na elektřinu. Zbývající 2/3 jen ohřívá atmosféru.
Konečná účinnost energetického systému je bohužel ještě nižší, protože dochází ke ztrátám při přenosu elektřiny a transformátorů, v důsledku čehož se do našich zásuvek dostává pouze ekvivalent 10–20% chemické energie uhlí z paliva.
Účinky výroby elektřiny z uhlí
V procesu spalování uhlí vyrábí elektrárna obrovské množství oxidu uhličitého. Tento plyn zachycuje teplo v atmosféře, což způsobuje změnu klimatu, jako je tání ledovců a zvyšování hladiny moří, ale také zvyšuje frekvenci extrémních povětrnostních jevů, jako jsou katastrofická sucha, srážky a bouře. To vše je jen špička ledovce. Jeho skrytou, děsivou součástí jsou externí náklady na energii. Při výrobě elektřiny elektrárny vypouštějí do atmosféry oxid siřičitý, oxidy dusíku, prach a další látky škodlivé pro lidi a životní prostředí.
Mezinárodní tým vědců vyvinul metodiku výpočtu nákladů na tyto emise. Pro polskou energetiku jsou takto vypočtené náklady na výrobu 1 kWh elektřiny 0,2, tj. Téměř 40% jeho maloobchodní ceny, což je přibližně 0,53.
Bez toho, abychom si uvědomili, jaké jsou tyto náklady, neuvidíme množství katastrof způsobených jedovatými emisemi z energetického průmyslu. Jedná se o náklady na léčbu respiračních onemocnění, astmatu, alergií, kardiovaskulárních chorob, absencí nemocí a předčasných úmrtí nejslabších, tj. Našich dětí a prarodičů.
Tyto gigantické, i když nevyhnutelné, náklady na civilizaci jsou vynuceny vládní politikou, která ve skutečnosti znásobuje utrpení milionů Poláků. Mám na mysli způsob, jakým je v Polsku implementována směrnice EU, která zavazuje členské státy ke zvýšení podílu obnovitelných paliv v energetickém sektoru.
Toto je další příklad - po implementaci směrnice o energetické certifikaci budov, která zvýšila spotřebu energie nově postavených bytů -, který ukazuje, že jsme schopni implementovat směrnice s účinkem v rozporu s úmysly jejich autorů.
Externí náklady energetického sektoru v Polsku
Takovým negativním příkladem toho, jak implementovat doporučení EU, je spoluspalování uhlí a biomasy v elektrárnách. V důsledku tohoto procesu se snižuje účinnost elektrárny, což ruší výhody plynoucí ze snižování emisí CO2 a způsobuje zmatek v okolních lesích, které se nacházejí až 100 km od elektrárny. Cena biomasy generovaná ustanoveními o zelených certifikátech je tak vysoká, že je výhodné spalovat jak dřevěný odpad, tak dřevo vhodné pro výrobu nábytku a papíru. To připravuje nábytkářský a papírenský průmysl o suroviny, ale také o dřevo na spalování v kotlích domů v malých městech a vesnicích.
S rostoucími cenami uhlí a dramaticky nízkým energetickým standardem domů kouří obyvatelé absolutně každého. Zápal spálených plastů a pneumatik automobilů v zimě těsně obklopuje polské vesnice a města a ničí zdraví jejich obyvatel. Podle mých odhadů jsou externí náklady na vytápění domácností v Polsku 1 / kWh (pro vytápění na uhlí). Mimochodem, až donedávna veřejnost neslyšela žádné informace o externích nákladech v energetickém sektoru, přestože jejich sociální náklady činily 25,6 miliardy PLN! (roční výroba elektřiny z uhlí ve výši 128 TWh vynásobená externími jednotkovými náklady na uhelnou elektřinu 0,2 / kWh).To je až 13% národního důchodu (323 miliard) nebo až 49% rozpočtu Národního fondu zdraví (52,6 miliardy).
Informace o externích nákladech na energii se objevily pouze v rámci propagační kampaně pro jadernou energii, která nám nabízí jinou apokalypsu. Na druhou stranu nikdo nestudoval externí náklady na odpadní energii (je snadné zjistit proč), ale není pochyb o tom, že musí být děsivé.
Výše uvedené úvahy ukazují, jak důležité - nejen pro rozpočet naší domácnosti - efektivní využívání elektřiny.
Racionalizace využívání elektřiny
Jediným způsobem, jak minimalizovat náš osobní příspěvek k vyvážení neštěstí generovaných uhelnou energetikou, je především racionální využívání elektřiny.
Prvním krokem v tomto směru jsou LED žárovky, které nám dnes poskytují osvětlení se srovnatelnými parametry a někdy lepšími než tradiční žárovky. Dalším způsobem je zabránit neustálému plýtvání energií v podobě světel, počítačů a AV zařízení.
Vzhledem k tomu, že správa systému vytápění domu a vody v Autonomous Accessible House vyžaduje použití pokročilé automatizace, můžeme rozšířením rozsahu jejích aplikací postavit „inteligentní dům“ s mírně vyššími náklady.
Pod tímto názvem existuje automatizační systém, který řídí mnoho jeho funkcí - kromě sledování teploty může ovládat bezpečnostní systémy, rolety, audio-video zařízení atd. jejich provoz, když je potřebujeme.
Dalším snižováním poptávky po elektřině je rozumná volba domácích spotřebičů. Pokusme se vybrat zařízení v nejvyšší možné energetické třídě, tj. Třídě A + a vyšší.
Všechna tato opatření umožňují snížit spotřebu elektřiny nejméně o polovinu ve srovnání se standardními řešeními; stále to však bude kolem 750 kWh na osobu za rok, nebo kolem 3 MWh pro čtyřčlennou rodinu.
Solární a větrná energie
Abychom získali toto množství elektřiny, aniž bychom automaticky generovali katastrofy, o kterých jsem psal dříve, musíme použít energii slunce a větru. To je možné díky vývoji technologie fotovoltaických článků a větrných mikroturbín se svislou i vodorovnou osou otáčení. Zejména ti, kteří mají svislou osu, nevydávají hluk, nezpůsobují vibrace, a proto mohou být připojeni ke konstrukci budovy a - co je velmi důležité - nepředstavují hrozbu pro ptáky.
Můžeme efektivně přeměnit sluneční energii na elektřinu a teplo pomocí hybridních PVT článků zmíněných v předchozí epizodě našeho cyklu. Zjednodušeně řečeno, jedná se o ploché solární kolektory, ve kterých byl obyčejný absorbér nahrazen FV solárním článkem. Díky ohřevu topného média v kolektoru je FV článek chlazen, což zvyšuje jeho účinnost o 20 - 30% ve srovnání s „obyčejným“ fotovoltaickým článkem. Díky tomu může panel o rozměrech 0,86 m × 1,66 m v Polsku za průměrných slunečních podmínek vyprodukovat více než 150 kWh elektřiny a současně získáme minimálně 350 kWh tepla ve formě vody o teplotě 30-40 ° C.
Na jižní straně střechy ADD můžeme instalovat 40 takových panelů, což nám umožňuje vyrábět 6 000 kWh elektřiny a 14 000 kWh tepla. Jediným problémem je, že sotva kdy získáme potřebné množství energie v době, kdy ji potřebujeme. Proto se nemůžeme obejít bez akumulátorů energie.
Pokud jde o teplo, řešením je skladování geotermálního tepla popsané v předchozí epizodě našeho cyklu. Jeho účinnost je nízká, ale potřebujeme také pouze 7% tepelné energie produkované hybridními PVT články k ohřevu.
Horší je to však s akumulací elektřiny. Doufejme, že tento problém bude brzy úspěšně vyřešen, ale prozatím je akumulace elektřiny vzhledem k dopadům výroby baterií na životní prostředí nákladná a neekologická. Řešením tohoto dilematu je omezení kapacity baterií na úroveň vyplývající z denní potřeby elektřiny ze systémů nezbytných pro fungování domu, tj. Energie pro účely zásobování oběhových čerpadel topných systémů a přípravy teplé vody, ventilátorů vzduchotechnické jednotky a nouzového osvětlení.
Z výše popsaných důvodů bychom měli minimalizovat počet baterií, a tím i úroveň energetické náročnosti v nouzových stavech. Maximální příkon tohoto systému nesmí překročit 200 W, který se skládá z minimální spotřeby energie:
- rekuperátoru s nejnižším rychlostním stupněm - 10 W;
- krbová čerpadla s vodním pláštěm - 30 W;
- čerpadla ústředního topení - 60 W;
- čerpadla teplé vody - 40 W;
- nouzové osvětlení - 10 W;
- internetové napájení - 50 W.
Zaručuje naši bezpečnost v případě stále častějších poruch energetických systémů při současném nedostatku slunce a větru.
Pro přebytek elektřiny nad aktuální poptávkou by měla být příjemcem elektrická síť. Nejjednodušší formou takového systému jsou obousměrné měřiče, které počítají, kolik elektřiny bylo přeneseno do sítě a kolik shromáždil majitel domu. Vyrovnání s elektrárnou je výsledkem rovnováhy těchto toků. Takový výrobce a spotřebitel energie se nazývá prosumer. Podle odborníků z celého světa (kromě těch, kteří pracují pro polskou vládu) bude tento způsob provozu základem pro vybudování systému energetické bezpečnosti.
To bohužel porušuje zájmy profesionální energie, a proto jej nelze v Polsku implementovat, na rozdíl od směrnic EU. Schéma fungování vlády je stejné jako v případě jiných právních řešení uložených EU, podporujících racionalizaci využívání energie. Polská legislativa umožňuje taková řešení na úrovni stanov. Na druhou stranu je nařízení těchto zákonů prakticky vylučuje.
Zcela nepotrestaný monopol distribučních společností bdí nad ochranou zájmů komerčního energetického průmyslu před konkurenčním rozptýleným průmyslem obnovitelné energie. Je zřejmé, že hájí své vlastní zdroje energie, včetně obnovitelných, ve formě obrovských větrných farem.
Řešení pro dnešek i pro budoucnost
Jelikož je dnes přebytek elektřiny do rozvodné sítě složitý a nerentabilní, je dnes řešením pokrýt hybridní články pouze část střechy budovy ADD.
Hybridní buňky - hned. Jejich počet by měl být zvolen tak, aby teplo, které produkují v průběhu roku, plně vyhovovalo potřebám autonomního domu; podle výpočtů je to asi 900 kWh. Vydělíme-li toto množství účinností zemního tepelného akumulátoru (odhaduje se pečlivě pro příznivé zemní podmínky na 30%) a produkcí tepla z jednoho článku za rok (350 kWh), ukáže se, že je potřebujeme: 900 kWh / 0,3 / 350 kWh = 8,57 nebo 9 ks.
S tímto počtem článků máme záruku, že maximální výroba elektřiny nepřesáhne dočasné potřeby domu a zároveň získáme množství tepla potřebné k vytápění domu a vody.
Hybridní články a větrná turbína - v budoucnu. Pokud jednoho dne dojde ke změně v myšlení naší politické třídy nebo pokud EU zavede účinné sankce za porušení jejích směrnic, vyplatí se pokrýt celou střechu ADD hybridními články a nainstalovat mikroturbínu se svislou osou 3 kW nebo více.
Instalace větrné turbíny je v polských povětrnostních podmínkách mimořádně prospěšná, protože když svítí slunce, nefouká vítr a naopak.
Varování! Výkon větrných mikroturbin závisí na mnoha parametrech, od místních povětrnostních podmínek, prostředí (les, sousední budovy atd.) Až po jejich typ. Z tohoto důvodu může stejná jednotka s výkonem 3 kW vyprodukovat 3 000 a 1 000 kWh (nebo dokonce méně) ročně.
Před zakoupením mikroturbíny proto stojí za to se poradit s odborníkem a provést roční měření síly větru v místě plánované instalace zařízení. Pokud měření potvrdí účinnost mikroturbíny, naše obnovitelné zdroje energie budou produkovat 9 MWh, což nejen pokryje potřeby elektřiny pro 4člennou domácnost, ale také zajistí elektřinu pro dva elektromobily s ročním počtem najeto 15 000 km každý!
Tabulka uvádí náklady na zařízení nezbytná k zajištění nejen energetické autonomie Autonomous Accessible House, ale také možnosti nabíjení baterií dvou elektromobilů používaných jeho obyvateli. Za předpokladu nejpříznivějších, ale skutečných cen z evropského trhu to bude 95 000.
Je 95 000 hodně? Za tuto částku ročně obdržíme 9 000 kWh elektřiny s tržní hodnotou:
9 000 kWh × 0,53 / kWh = 4 770.
Pokud však předpokládáme, že z těchto 9 000 kWh se 1/3 (asi 3 000 kWh) spotřebuje doma a 2/3 - pro pohon dvou elektromobilů bude mít energie získaná námi hodnotu (za předpokladu průměrné spotřeby paliva benzínového automobilu je 6 l / 100 km a optimistická cena benzínu ve výši 6 / la cena 1 kWh elektřiny 0,53), skutečná hodnota energie získané díky těmto zařízením bude:
3 000 kWh × 0,53 / kWh + 2 × 15 000 km × 6 l / 100 km × 6 / l = 12 390.
A to bez hodnoty tepla, kterou jsme vzali v úvahu při výpočtu ekonomické účinnosti tepelného akumulátoru v předchozím článku našeho cyklu.
Tento výsledek nám dává velmi slušný čas jednoduché návratnosti (SPBT):
95 000/12 390 / rok = 7,7 let.
Za předpokladu 30 let jako maximální doby splácení půjčky vidíme, že tato investice splňuje kritérium dostupnosti, tj. Poskytuje nižší součet nákladů na půjčku a provozních nákladů, než kdyby tomu tak nebylo.
Můžeme také, stejně jako v případě zdrojů tepelné energie, vypočítat náklady na 1 kWh elektřiny vyrobené v tomto zdroji (za předpokladu životnosti zařízení po dobu 20 let):
95 000 / (20 let × 9 000 kWh / rok) = 0,53 / kWh,
takže stejně jako teď platíme.
Pokud však vezmeme v úvahu prohlášení politiků o budoucích cenách energie, kteří tvrdí, že se od nich očekává zdvojnásobení, může to být opravdu velká investice, která zvýší naši energetickou bezpečnost a ušetří utrpení pro lidi a přírodu.
Pokračování příště
V příštím článku se budeme zabývat zahradou, která je pro myšlenku PŘIDAT stejně důležitá jako energetický standard. Jelikož je nedílnou součástí domu a také součástí přírody, za kterou přebírají osobní odpovědnost obyvatelé, byl navržen se zvláštní péčí v souladu s předpoklady formování stanovištních (biocenotických) zahrad. To platí zejména pro výběr vegetace, zejména z původních druhů.
Role zahrady v ADD se neomezuje pouze na poskytování estetického zážitku obyvatelům. Kromě nich zahrada umožňuje nakládání se všemi organickými odpady, odpadními vodami a dešťovou vodou. K tomu poslouží jak čistírna rákosu, tak plavecký rybník, napájený hlavně dešťovou vodou stékající z povrchu střechy.
Pečlivě byly navrženy také tvrdé povrchy (dřevěné plošiny, zpevněné povrchy). Všechny budou propustné pro vodu a do značné míry biologicky aktivní.
Zahrada také poskytne ovoce, zeleninu a byliny, které mají pro obyvatele nejen potravinovou hodnotu.
Více informací o Autonomous Accessible House si můžete přečíst na www.domadd.pl.
