În Polonia, producem electricitate din cărbune. Această afirmație banală nu reflectă în niciun fel amploarea sacrificiilor și nenorocirilor din spatele ei. Să începem cu faptul că în fiecare zi mai mult de o sută de mii de mineri merg aproape un kilometru subteran pentru a efectua o muncă exhaustivă timp de aproape opt ore în condiții de praf, temperatură și umiditate incredibil de ridicate. De asemenea, sunt expuși la explozii de metan (și sunt victimele lor din nou și din nou) sau sunt zdrobiți de alunecări de teren.
Mai mult, materialul excavat lasă goluri în el, ceea ce în timp determină prăbușirea terenului de deasupra minelor, distrugând realizările multor generații de mineri și ale vecinilor lor.
Cărbunele extras este transportat la centrala electrică, unde doar aproximativ 1/3 din energia sa chimică este transformată în electricitate. Restul de 2/3 doar încălzește atmosfera.
Eficiența finală a sistemului energetic este, din păcate, chiar mai mică, deoarece există pierderi în transmiterea energiei electrice și a transformatoarelor, în urma cărora ajunge la priză doar echivalentul a 10-20% din energia chimică a cărbunelui combustibilului.
Efectele producției de energie electrică din cărbune
În procesul de ardere a cărbunelui, centrala produce cantități enorme de dioxid de carbon. Acest gaz captează căldura în atmosferă, provocând schimbări climatice, cum ar fi topirea ghețarilor și creșterea nivelului mării, dar și creșterea frecvenței evenimentelor meteorologice extreme, cum ar fi secetele catastrofale, precipitațiile și furtunile. Toate acestea sunt doar vârful aisbergului. Partea sa ascunsă și înspăimântătoare este costurile externe ale energiei. Prin producerea de energie electrică, centralele electrice emit în atmosferă dioxid de sulf, oxizi de azot, praf și alte substanțe dăunătoare oamenilor și mediului.
O echipă internațională de oameni de știință a dezvoltat o metodologie pentru calcularea costurilor acestor emisii. Pentru industria energiei poloneze, costurile generate de 1 kWh de energie electrică calculate în acest mod sunt de 0,2, adică aproape 40% din prețul său de vânzare cu amănuntul, care este de aproximativ 0,53.
Fără să ne dăm seama care sunt aceste costuri, nu vom vedea multitudinea de dezastre provocate de emisiile otrăvitoare din industria energiei electrice. Acestea sunt costurile tratamentului bolilor sistemului respirator, astmului, alergiilor, sistemului cardiovascular, absențelor de boală și deceselor premature ale celor mai slabi, adică copiii și bunicii noștri.
Aceste costuri gigantice, deși inevitabile, ale civilizației sunt impuse de politica guvernului, care de fapt înmulțește suferința a milioane de polonezi. Mă refer la modul în care directiva UE este implementată în Polonia, care obligă statele membre să crească ponderea combustibililor regenerabili în sectorul energiei electrice.
Acesta este un alt exemplu - după punerea în aplicare a directivei privind certificarea energetică a clădirilor, care a crescut consumul de energie al apartamentelor nou construite - ceea ce arată că suntem capabili să implementăm directivele cu un efect contrar intenției autorilor lor.
Costurile externe ale sectorului energetic din Polonia
Un astfel de exemplu negativ al modului în care se pun în aplicare recomandările UE este co-arderea cărbunelui cu biomasă în centralele electrice. Ca urmare a acestui proces, eficiența centralei electrice scade, ceea ce anulează beneficiile reducerii emisiilor de CO2, în timp ce face ravagii în pădurile din jur, situate până la 100 km de centrală. Prețul biomasei generate de prevederile privind certificatele verzi este atât de mare încât este profitabil să se ardă atât deșeurile de lemn, cât și lemnele potrivite pentru producția de mobilier și hârtie. Acest lucru privește industria mobilierului și a hârtiei de materii prime, dar și lemnul pentru arderea cazanelor caselor din orașele și satele mici.
Odată cu creșterea prețurilor la cărbune și cu un standard energetic dramatic scăzut al locuințelor, locuitorii fumează absolut pe toată lumea. Duhoarea materialelor plastice arse și a anvelopelor de mașină învăluie strâns satele și orașele poloneze iarna, distrugând sănătatea locuitorilor lor. Potrivit estimărilor mele, costurile externe ale încălzirii casnice în Polonia sunt de 1 / kWh (pentru încălzirea pe cărbune). Apropo, până de curând, publicul nu a auzit nicio informație despre costurile externe ale sectorului energetic, în ciuda faptului că costurile sociale ale acestora sunt de 25,6 miliarde! (producția anuală de energie electrică din cărbune în valoare de 128 TWh înmulțită cu costurile unitare externe ale energiei electrice cu cărbune 0,2 / kWh).Aceasta reprezintă 13% din venitul național (323 miliarde) sau 49% din bugetul Fondului Național de Sănătate (52,6 miliarde).
Informațiile privind costurile externe ale energiei au apărut doar ca parte a campaniei promoționale pentru energia nucleară, care ne oferă o altă apocalipsă. Pe de altă parte, nimeni nu a studiat costurile externe ale deșeurilor de energie (este ușor de ghicit de ce), dar nu există nicio îndoială că acestea trebuie să fie terifiante.
Considerentele de mai sus arată cât de important - nu numai pentru bugetul gospodăriei noastre - utilizarea eficientă a energiei electrice.
Raționalizarea utilizării energiei electrice
Singura modalitate de a reduce la minimum contribuția noastră personală la echilibrul nenorocirilor generate de ingineria energetică pe bază de cărbune este, în primul rând, utilizarea rațională a electricității.
Primul pas în această direcție sunt lămpile cu LED-uri, care deja astăzi ne oferă o iluminare cu parametri comparabili și, uneori, mai bună decât becurile tradiționale. O altă modalitate este de a evita irosirea de energie sub formă de lumini, computere și echipamente AV pe tot timpul.
Deoarece gestionarea sistemului de încălzire a locuinței și a apei în Casa Autonomă Accesibilă necesită utilizarea unei automatizări avansate, prin extinderea sferei aplicațiilor sale, putem construi o „casă inteligentă” la un cost puțin mai mare.
Sub acest nume, există un sistem de automatizare care controlează multe dintre funcțiile sale - în afară de monitorizarea temperaturii, poate controla sisteme de securitate, rulouri, echipamente audio-video etc. funcționarea lor atunci când avem nevoie de ele.
Reducerea în continuare a cererii de energie electrică este o alegere rezonabilă a aparatelor de uz casnic. Ar trebui să încercăm să alegem dispozitive cu cea mai înaltă clasă de energie posibilă, adică clasa A + și mai mare.
Toate aceste măsuri permit reducerea consumului de energie electrică cu cel puțin jumătate în comparație cu soluțiile standard; cu toate acestea, va fi în continuare în jur de 750 kWh de persoană pe an sau de aproximativ 3 MWh pentru o familie de 4 persoane.
Energia solară și eoliană
Pentru a obține această cantitate de energie electrică fără a genera automat dezastrele despre care am scris mai devreme, trebuie să folosim energia soarelui și a vântului. Acest lucru este posibil datorită dezvoltării tehnologiei celulelor fotovoltaice și a microturbinelor eoliene cu axe de rotație atât verticale cât și orizontale. Mai ales cei cu axa verticală nu fac zgomot, nu provoacă vibrații și, prin urmare, pot fi conectați la structura clădirii și - ceea ce este foarte important - nu reprezintă o amenințare pentru păsări.
Putem transforma efectiv energia solară în electricitate și căldură folosind celulele PVT hibride menționate în episodul anterior al ciclului nostru. Pur și simplu, acestea sunt colectoare solare plate în care absorbantul obișnuit a fost înlocuit cu o celulă fotovoltaică fotovoltaică. Datorită încălzirii mediului de încălzire din colector, celula PV este răcită, ceea ce crește eficiența acesteia cu 20-30% comparativ cu o celulă fotovoltaică „obișnuită”. Datorită acestui fapt, panoul cu dimensiuni de 0,86 m × 1,66 m poate produce peste 150 kWh de energie electrică în Polonia în condiții medii de lumină solară și, în același timp, obținem cel puțin 350 kWh de căldură sub formă de apă la o temperatură de 30-40 ° C.
Pe partea de sud a acoperișului ADD, putem instala 40 de astfel de panouri, ceea ce ne permite să producem 6.000 kWh de energie electrică și 14.000 kWh de căldură. Singura problemă este că obținem cu greu această energie în cantitatea de care avem nevoie în momentul în care avem nevoie de ea. Prin urmare, nu ne putem descurca fără acumulatori de energie.
În ceea ce privește căldura, soluția este stocarea geotermică a căldurii descrisă în episodul anterior al ciclului nostru. Eficiența sa este scăzută, dar avem nevoie de numai 7% din energia termică produsă de celulele PVT hibride pentru încălzire.
Cu toate acestea, este mai rău cu acumularea de energie electrică. Sperăm că această problemă va fi rezolvată în curând cu succes, dar, deocamdată, acumularea de energie electrică este costisitoare și neecologică, având în vedere impactul producției de baterii asupra mediului. Soluția la această dilemă este de a limita capacitatea bateriilor la nivelul rezultat din cererea zilnică de energie electrică a sistemelor necesare funcționării casei, adică energie pentru furnizarea pompelor de circulație a sistemelor de încălzire și pregătirea apei calde, a ventilatoarelor unității de ventilație și a iluminatului de urgență.
Din motivele descrise mai sus, ar trebui să reducem la minimum numărul de baterii și, astfel, nivelul cererii de energie în stările de urgență. Cererea maximă de putere a acestui sistem nu trebuie să depășească 200 W, care constă în consumul minim de energie de:
- recuperator în treapta de viteză cea mai mică - 10 W;
- pompe de semineu cu jacheta de apa - 30 W;
- pompe de încălzire centrală - 60 W;
- pompe de apă caldă - 40 W;
- iluminat de urgență - 10 W;
- sursă de alimentare cu internet - 50 W.
Ne garantează siguranța în caz de eșecuri din ce în ce mai probabile ale sistemelor de alimentare, cu lipsa simultană de soare și vânt.
Pentru surplusurile de energie electrică peste cererea actuală, destinatarul ar trebui să fie rețeaua electrică. Cea mai simplă formă a unui astfel de sistem sunt contoare bidirecționale, care contează cât de multă energie electrică a fost transferată în rețea și cât a fost colectată de proprietarul casei. Decontarea cu centrala electrică rezultă din soldul acestor fluxuri. Un astfel de producător și consumator de energie este numit prosumer. Potrivit experților din întreaga lume (cu excepția celor care lucrează pentru guvernul polonez), această metodă de operare va sta la baza construirii unui sistem de securitate energetică.
Din păcate, acest lucru încalcă interesele energiei profesionale și, prin urmare, nu poate fi implementat în Polonia, contrar directivelor UE. Schema de funcționare a guvernului este aceeași ca și în cazul altor soluții legale impuse de UE, care susțin raționalizarea utilizării energiei. Legea poloneză permite astfel de soluții la nivelul statutelor. Pe de altă parte, reglementările acestor acte le exclud practic.
Monopolul complet nepedepsit al companiilor de distribuție veghează la protejarea intereselor industriei comerciale de energie împotriva industriei competitive a energiei regenerabile dispersate. Evident, își apără propriile surse de energie, inclusiv cele regenerabile - sub forma unor parcuri eoliene uriașe.
O soluție pentru astăzi și pentru viitor
Întrucât transferul surplusului de energie electrică către rețea astăzi este complex și neprofitabil, soluția astăzi este de a acoperi doar o parte din acoperișul clădirii ADD cu celule hibride.
Celule hibride - acum. Numărul acestora trebuie selectat astfel încât căldura pe care o produc în cursul anului să răspundă pe deplin nevoilor Casei Autonome; conform calculelor este de aproximativ 900 kWh. Dacă împărțim această cantitate la eficiența acumulatorului de căldură din sol (estimat cu atenție pentru condiții de sol favorabile la 30%) și la producția de căldură dintr-o celulă pe an (350 kWh), se dovedește că avem nevoie de ele: 900 kWh / 0,3 / 350 kWh = 8,57 sau 9 buc.
Cu acest număr de celule, avem garanția că producția maximă de electricitate nu va depăși nevoile temporare ale casei și, în același timp, vom obține cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea casei și a apei.
Celule hibride și turbine eoliene - în viitor. Dacă într-o zi va exista o schimbare în gândirea clasei noastre politice sau UE introduce sancțiuni eficiente pentru încălcarea directivelor sale, aceasta va plăti pentru acoperirea întregului acoperiș ADD cu celule hibride și va instala o microturbină cu axa verticală de 3 kW sau mai mult.
Instalarea unei turbine eoliene este extrem de benefică în condițiile meteorologice din Polonia, deoarece, de obicei, atunci când soarele strălucește, vântul nu suflă și invers.
Avertizare! Performanța microturbinelor eoliene depinde de un număr mare de parametri, variind de la condițiile meteorologice locale, mediul înconjurător (pădure, clădiri învecinate etc.), până la tipul lor. Din acest motiv, același aparat de 3 kW poate produce atât 3000, cât și 1000 kWh (sau chiar mai puțin) pe an.
Prin urmare, înainte de a cumpăra o microturbină, merită să consultați un expert și să faceți o măsurare anuală a forței vântului la locul instalării planificate a dispozitivului. Dacă măsurătorile confirmă eficiența microturbinei, sursele noastre regenerabile de energie vor produce 9 MWh, ceea ce nu numai că acoperă necesarul de energie electrică al unei gospodării de 4 persoane, ci asigură și electricitate pentru două mașini electrice cu un kilometraj anual de 15.000 km fiecare!
Tabelul prezintă costul dispozitivelor necesare pentru a asigura nu numai autonomia energetică a Casei Autonome Accesibile, ci și posibilitatea de a încărca bateriile a două mașini electrice folosite de rezidenți. Presupunând cele mai favorabile, dar prețurile reale de pe piața europeană, acesta va fi 95.000.
Este 95.000 mult? Pentru această sumă, vom primi anual 9.000 kWh de energie electrică cu o valoare de piață de:
9.000 kWh × 0,53 / kWh = 4.770.
Cu toate acestea, dacă presupunem că din acești 9.000 kWh, 1/3 (aproximativ 3.000 kWh) se consumă acasă și 2/3 - pentru alimentarea a două mașini electrice, energia obținută de noi va fi de valoare (presupunând că consumul mediu de combustibil al unei mașini pe benzină este de 6 l / 100 km și optimist cu privire la prețul benzinei în cantitate de 6 / l și costul 1 kWh de energie electrică 0,53), valoarea reală a energiei obținute datorită acestor dispozitive va fi:
3.000 kWh × 0.53 / kWh + 2 × 15.000 km × 6 l / 100 km × 6 / l = 12 390.
Și acest lucru este fără valoarea căldurii, pe care am luat-o în calcul la calcularea eficienței economice a acumulatorului de căldură în articolul anterior al ciclului nostru.
Acest rezultat ne oferă un timp de rambursare simplu (SPBT) foarte decent:
95.000 / 12.390 / an = 7,7 ani.
Presupunând 30 de ani ca perioada maximă de rambursare a împrumutului, putem vedea că această investiție îndeplinește criteriul disponibilității, adică oferă o sumă mai mică a costurilor împrumutului și a costurilor de funcționare decât dacă nu am face-o.
De asemenea, putem calcula, ca și în cazul surselor de energie termică, costul de 1 kWh produs în această sursă de energie electrică (presupunând durabilitatea echipamentului de 20 de ani):
95 000 / (20 de ani × 9000 kWh / an) = 0,53 / kWh
și așa la fel cum plătim acum.
Cu toate acestea, dacă luăm în considerare declarațiile făcute de politicieni cu privire la prețurile viitoare ale energiei, care spun că se așteaptă ca acestea să se dubleze, ar putea fi o investiție cu adevărat grozavă, creșterea securității noastre energetice și economisirea suferinței pentru oameni și natură.
Va urma
În articolul următor ne vom ocupa de grădina care este la fel de importantă pentru ideea ADD ca standardul energetic. Deoarece este o parte integrantă a casei și, de asemenea, o parte a naturii pentru care locuitorii își asumă responsabilitatea personală, a fost proiectată cu atenție, în conformitate cu ipotezele de modelare a grădinilor habitatului (biocenotic). Acest lucru este valabil mai ales pentru selecția vegetației, în principal din specii native.
Rolul grădinii în ADD nu se limitează doar la a oferi rezidenților o experiență estetică. Pe lângă acestea, grădina vă permite să gestionați toate deșeurile organice, canalizarea și apa de ploaie. Atât o stație de epurare a stufului, cât și un iaz de înot, alimentat în principal cu apă de ploaie care curge de pe suprafața acoperișului, vor servi în acest scop.
De asemenea, suprafețele dure (platforme din lemn, suprafețe pavate) au fost proiectate cu atenție. Toate vor fi permeabile la apă și, în mare măsură, biologic active.
Grădina va oferi, de asemenea, fructe, legume și ierburi care nu sunt doar de valoare alimentară pentru rezidenți.
Puteți citi mai multe despre Casa Autonomă Accesibilă la www.domadd.pl.
