Mikrogeneracja – przydomowe mini-elektrownie vs. okopcone kominiszcza wielkich elektrowni
Istnieją technologie, które już niedługo pozwolą nam złamać monopole energetyczne, uniezależnić się od kopcących elektrowni i zabezpieczyć się przed najbardziej bezczelnym szantażem energetycznym.
Tradycyjne, scentralizowane systemy produkcji energii są szalenie nieefektywne. W Polsce sprawność całego procesu wytwarzania i dystrybucji energii (od załadowania pieca elektrowni do wykorzystania prądu przez konsumenta) wynosi zaledwie 20%. Jak to możliwe?
• Aż 63% energii zawartej w paliwie (energii pierwotnej) ucieka przez komin elektrowni, jako tzw. ciepło odpadowe (niewykorzystane podczas przetwarzania energii i oddane do otoczenia).
• Kolejne 3,5% energii pierwotnej pochłaniają procesy własne elektrowni.
• Ok. 5% zostaje utracone w trakcie przesyłu energii na duże odległości oraz jej dystrybucji.
• Już u konsumenta sprawność przemiany energii elektrycznej na użyteczną wynosi ok. 70 % (pozostałe 30% zostaje utracone w postaci ciepła).
Koniec końców, z cennej energii pierwotnej zawartej w paliwach kopalnych wykorzystujemy zaledwie 20%. Cóż za marnotrawstwo, cóż za barbarzyństwo…
Istnieją technologie, które już niedługo pozwolą nam złamać monopole energetyczne, uniezależnić się od kopcących elektrowni i zabezpieczyć się przed najbardziej bezczelnym szantażem energetycznym. To znane już nam ogniwa fotowoltaiczne, kolektory słoneczne, wiatraki i pompy ciepła. Przedstawmy dwa pomysły na prywatne mini-elektrownie – jeden sprawdzony, i jeden świeżutki, prosto spod pióra bądź deski kreślarskiej:
Coś starego…
Fotowoltaika – niedoceniana szansa na energię w przystępnej cenie?
Obiegowa opinia głosi, że fotowoltaika jest wciąż zbyt droga, by mogła liczyć się w konkurencji nowych, niskoemisyjnych źródeł energii. Szczególnie ostrożnie do pomysłu podchodzą Brytyjczycy, zerkając sceptycznie na swoje wiecznie zachmurzone niebo.
Są jednak tacy, którzy widzą pełne ekonomiczne uzasadnienie dla inwestycji w fotowoltaikę. Wg Jeremiego Leggetta, brytyjskiego orędownika energii ze słońca, niewiele źródeł energii oferuje tak dobrą długoterminową stopę zwrotu, jak właśnie ogniwa fotowoltaiczne. Wskazuje na panele wyprodukowane jeszcze w latach 60-tych, które wciąż pracują z mocą 80% i zwróciły się już wielokrotnie.
Wielkie otwarcie zapewniłby system wsparcia zwany „feed-in-tariffs”, który oferuje stałą, gwarantowaną cenę za energię elektryczną wyprodukowaną z odnawialnych źródeł energii, wprowadzoną do sieci. Taki system w Niemczech przyczynił się do fantastycznego rozkwitu inwestycji w OZE. Niestety stosowany w Polsce system zielonych certyfikatów (obligujący dużych wytwórców energii do zakupu określonego procenta energii od producentów energii z OZE) nie przyczynia się tak efektywnie do rozwoju odnawialnych źródeł energii.
Leggett stwierdza, że dzięki wsparciu feed-in-tariff energia generowana przez panele fotowoltaiczne już w roku 2013 może mieć koszt porównywalny z energią wytworzoną konwencjonalnie. To wprawdzie prognozy dla rynku brytyjskiego, można się jednak spodziewać, że i w Polsce OZE będzie wkrótce cieszyć się właściwym wsparciem, jeżeli nie z powodu dobrej woli rządzących, to z uwagi na dyrektywy unijne.
…i coś nowego.
Jestem przekonany, że któregoś dnia tworzące wodę wodór i tlen będą używane, razem bądź oddzielnie, jako niewyczerpane źródło ciepła i światła
Juliusz Verne, Tajemnicza wyspa, 1874Ceramiczne ogniwa paliwowe
Zapewne już niedługo ceramiczne stałotlenkowe ogniwa paliwowe (solid-oxide fuel cells – SOFC) zasilą w prąd cały dom i dodatkowo podgrzeją wodę. Jak to działa? Ceramiczne ogniwa paliwowe to rodzaj dużej baterii, bezpośrednio przetwarzającej energię chemiczną (zgromadzoną w paliwie), na energię elektryczną i ciepło. Takie ogniwo składa się z dwóch elektrod (anody i katody) oddzielonych ciekłym lub stałym elektrolitem, który przepuszcza jony, ale blokuje przepływ elektronów. Pierwsze modele, do użytku domowego, wielkości zmywarki do naczyń, mogą być dostępne na brytyjskim rynku w przyszłym roku, początkowo w cenie ok. 3 tys. funtów.
SOFC wykazują się imponującą sprawnością, rzędu 90%. Substancją czynną (paliwem) do tych ogniw może być cała paleta paliw: gaz, etanol, a nawet gazy powstałe w trakcie produkcji biowęgla (o biowęglu obszerniej piszemy tutaj). Takie ogniwo paliwowe produkuje elektryczność znacznie efektywniej niż najnowocześniejsze elektrownie. I znacznie taniej. Dodatkowo, znika problem strat związanych z przesyłem energii, a ciepło odpadowe może zostać wykorzystane do kaloryferów i do podgrzania wody.
Konkluzyjka
Własne, przydomowe elektrownie mają jeszcze jedną, subtelną zaletę – edukują użytkowników, dają im swoistą świadomość energetyczną. Być może za kilka lat dumni właściciele mini-elektrowni będą również przodownikami oszczędzania energii i efektywności energetycznej? Oby talk się stało, klimat tego potrzebuje.
Na reprodukcji: Charles Demuth, Chimney and Water Tower (1931)
