Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego przygotowali raport na temat rozwoju gospodarki zeroemisyjnej, jako elementu Europejskiego Zielonego Ładu. Wskazują na ważna rolę łączenia sektorów energii i wyorzystanie w jej produkcji odnawialnych źródeł energii.

REKLAMA

Europejski Zielony Ład

Europejski Zielony Ład ma na celu przyspieszenie tempa transformacji Wspólnoty m.in. w kierunku gospodarki zeroemisyjnej, rozwijającej się bez wykorzystania paliw kopalnych. Jedną z prawdopodobnych implikacji Europejskiego Zielonego Ładu jest m.in. wzrost celu redukcji emisji gazów cieplarnianych na rok 2030 z obecnego poziomu 40 proc. do ok. 55 proc. względem roku 1990. W kontekście powyższych dążeń, kluczową koncepcją wydaje się tzw. „łączenie sektorów energii”.

Kierunek ten zakłada znaczny wzrost wykorzystania energii elektrycznej, pochodzącej z najtańszej formy jej pozyskiwania, tj. elektrowni wiatrowych i instalacji fotowoltaicznych, zasilania określonych sektorów gospodarki takich jak sektor transportowy, różne gałęzie przemysłu oraz ciepłownictwo systemowe i indywidualne ogrzewanie budynków, w celu minimalizacji zależności od paliw kopalnych. W przypadku wdrożenia koncepcji łączenia sektorów, tj. energetyki, transportu, przemysłu, ciepłownictwa systemowego i ogrzewania budynków, potencjał redukcji emisji w roku 2050 względem roku 2020 wynosi ok. 68 proc. – co odpowiada ok. 83 proc. względem roku 1990.

Na skutek wdrożenia koncepcji łączenia sektorów raport wskazuje na wzrost popytu na energię elektryczną o 65 proc. do 2050 roku pomimo działań na rzecz efektywności energetycznej, które powodują spadek zużycia energii elektrycznej o 15 proc.. Domniemać można, że dominującymi źródłami wytwarzania energii elektrycznej będą źródła wykorzystujące energię słońca oraz lądowe i morskie elektrownie wiatrowe. Według prognoz raportu już w 2030 roku ponad połowy energii elektrycznej zużywanej w Polsce może zostać wytwarzana z tych źródeł.

Energetyka wiatrowa i słoneczna

Zasadniczą cechą i jednocześnie wyzwaniem systemu, w którym dostawa energii elektrycznej oparta jest na energetyce wiatrowej i słonecznej, jest z jednej strony rozproszenie przestrzenne (decentralizacja), a z drugiej strony zmienność i nieregularność wytwarzania warunkowana czynnikami pogodowymi.

Rozwiązaniem są odpowiednie technologie wytwarzania i magazynowania – np. turbiny gazowe, wykorzystujące biogaz lub wodór w cyklu prostym, czy magazynowanie energii w bateriach, ale również odpowiednich technologii cyfrowych umożliwiających komunikację urządzeń i agregację – np. internet rzeczy czy sztuczna inteligencja oraz rozwiązań rynkowych – np. zarządzanie popytem (DSM) w celu chwilowej redukcji zapotrzebowania, czy odpowiednia konstrukcja tzw. usług systemowych, zapewniających utrzymanie częstotliwości i napięcia.

Sektor transportowy

Jednym z kluczowych koncepcji łączenia sektorów jest sektor transportowy. Zgodnie z prognozą bezpośrednia elektryfikacja może pochłonąć ponad połowę zużycia energii w transporcie do 2050 r., głównie dzięki pojazdom drogowym i pojazdom szynowym.

Samochody osobowe i transportery elektryczne staną się w pełni konkurencyjne w pierwszej już połowie tej dekady. technologia V2g (ang. vehicle-to-grid) zakłada wykorzystanie pojazdów elektrycznych jako rozproszonych magazynów energii elektrycznej z dwukierunkowym przepływem energii między pojazdem a siecią elektroenergetyczną. W tym kontekście, pojazdy elektryczne mogą stać się bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na zrównoważenie systemu elektroenergetycznego.

Ciepłownictwo i ogrzewnictwo

Ale największy wkład do koncepcji łączenia sektorów ma sektor ciepłownictwa i ogrzewnictwa. W przypadku budownictwa mieszkalnego, główną opcją będą pompy ciepła. Koszty początkowe zostaną obniżone za pomocą programów wsparcia, a koszty operacyjne będą bardziej konkurencyjne niż dla kotłów gazowych.

Z technologicznego punktu widzenia, aktualnie pompy ciepła potrafią dostarczyć znacznie większy niż dotychczas zakres temperatur. to umożliwia ich zastosowanie w znacznie szerszym zakresie niż dekadę temu – choćby dla celu renowacji budynków.

Również sieci grzewcze będą zasilane przez większe pompy ciepła, choć wymaga to nieuniknionej głębokiej modernizacji wysokotemperaturowego ciepłownictwa sieciowego opartego o paliwa kopalne. Dla rozproszonych systemów ciepłowniczych piątej generacji, przy zastosowaniu pomp ciepła o dużej mocy, mogą być przydatne również lokalne źródła szczytowe (na gaz, biogaz lub docelowo zielony wodór), dla niektórych odbiorców przemysłowych lub alternatywnie większe bufory energii cieplnej.

Publikacja powstała pod redakcją dr. Christiana Schnella, eksperta IJ, oraz pod redakcją naukową prof. dr hab inż Piotra Kacejko. Autorzy:

• Krystian Krupa – ekspert IJ
• Kamil Moskwik – dyrektor wykonawczy i ekspert IJ
• Marcin Roszkowski – prezes Instytutu Jagiellońskiego
• Olga Wasilewska – prawnik, Kancelaria Solivan
• Paweł Wróbel – ekspert IJ, prezes Gate Brussels

Chcesz wiedzieć więcej? Dlatego czytaj Magazyn Biomasa. W internecie za darmo:

Inne wydania Magazynu Biomasa znajdziesz tutaj. Dlatego kliknij i czytaj!

Źródło: jagielloński.pl (raport do pobrania)

Zdjęcie: pixabay