Na badania zwizane z realizacj w Polsce projektu Modelowe kompleksy agroenergetyczne… przeznaczono z programu unijnego Innowacyjna gospodarka 40 mln z. Projekt dotyczy opracowania nowoczesnych technologii przetwarzania biomasy rolniczej i odpadowej na energi uyteczn w postaci ciepa i prdu. Maj to by tzw. ukady kogeneracyjne CHP w maej skali, a wic mikrosiownie moliwe do wdroenia w indywidualnych gospodarstwach domowych, w maych przedsibiorstwach i w gospodarstwach rolnych. Istnieje rwnie moliwo wykorzystania biomasy wodnej, w tym glonw, jako rda biogazu.
Nicholas Stern, byy gwny ekonomista Banku wiatowego, w poowie lutego 2009 opublikowa opracowanie, w ktrym przekonuje politykw, e do rozruszania stygncej gospodarki konieczne jest zainwestowanie w cigu najbliszych 2 lat 400 mld dolarw w sfinansowanie zielonej technologicznie rewolucji. Ju wkrtce czeka nas rwnie realizacja zobowiza unijnego pakietu klimatyczno−energetycznego przyjtego w grudniu 2008, dotyczcego m.in. emisji dwutlenku wgla. Aby rozwiza te problemy, konieczna jest w Polsce modernizacja sektora energetycznego opartego w 90 proc. na wglu. Trzeba wic przebudowa elektrownie konwencjonalne, aby efektywniej spalay wgiel, zainwestowa w technologi energetyki ze rde odnawialnych, a take energetyki jdrowej. Zaniechanie dziaa w tym kierunku spowoduje radykalny wzrost kosztw energii i to ju w nieodlegej przyszoci.
Mikrosiownie, jak okrelaj to zaoenia inynieryjne, maj suy do jednoczesnej produkcji ciepa i energii elektrycznej. Ciepo z siowni moe by wykorzystane do podgrzewania wody w ramach uytku domowego lub do celw grzewczych domu, natomiast uzyskana energia elektryczna wystarczy na potrzeby wasne lub te moe zasili sie elektryczn. rdem ciepa mikrosiowni, w zalenoci od lokalnych moliwoci, moe by paliwo konwencjonalne lub ze rde odnawialnych.
Ciepo w mikrosiowniach kogeneracyjnych jest lepiej wykorzystywane ni w siowniach produkujcych tylko energi elektryczn. Mikrosiownia kogeneracyjna wykorzystuje energi paliwa w prawie 90 proc. To znaczy ok. 70−80 proc. stanowi ciepo dostarczane do ogrzewania, a ok. 10−20 proc. to dodatkowa produkcja energii elektrycznej. Siownie konwencjonalne produkujce energi elektryczn wykorzystuj energi zawart w paliwie tylko w czterdziestu kilku procentach. Lepsze wykorzystanie paliwa w mikrosiowniach kogeneracyjnych prowadzi do obnienia szkodliwych emisji towarzyszcych procesowi spalania.
Maa siownia kogeneracyjna moe by w peni zautomatyzowana i nie wymaga obsugi. W ten sposb uytkownicy energii posiadajcy koty z mikrosiowni staj si producentami energii elektrycznej. Badania rynku w Wielkiej Brytanii wykazay, e zapotrzebowanie na takie siownie jest ogromne. Przyjmujc, e ich moce wynosz od kilku do kilkudziesiciu kilowatw, mona atwo przeliczy, e w kraju mogyby one zastpi budow szeregu konwencjonalnych, duych elektrowni.
Koordynatorem projektu Modelowe kompleksy agroenergetyczne…, na realizacj ktrego wyasygnowano z kasy unijnej 40 mln z, jest Instytut Maszyn Przepywowych PAN z Gdaska. Realizatorami projektu s take Uniwersytet Warmisko−Mazurski w Olsztynie, Instytut Energetyki z Warszawy oraz Politechnika Wrocawska.
Centrum Bada Energii Odnawialnej Uniwersytetu Warmisko−Mazurskiego realizuje tzw. cz „agro” projektu, dotyczc wytwarzania i pozyskiwania biomasy z rolin energetycznych: kukurydzy, miskantu (rodzaj trawy), sorgo (rodzaj zboa) oraz z glonw, sinic, a take z rzsy wodnej. Efektem bada bdzie opracowanie takiej technologii procesu fermentacji, ktry pozwoli otrzyma biogaz o wysokiej zawartoci metanu i wodoru. Zadaniem naukowcw z Olsztyna jest opracowanie technologii zebrania, magazynowania i przetworzenia biomasy z glonw tak, aby pod wzgldem ekonomicznym byo to opacalne. Glony wykorzystane do produkcji biomasy w realizowanym projekcie nie bd specjalnie uprawiane, ale pozyskiwane podczas zakwitu w Zatoce Gdaskiej, Zalewie Wilanym i w jednym z kilkunastu olsztyskich jezior – Kortowskim.
Instytut Maszyn Przepywowych PAN w Gdasku opracuje ukady kogeneracyjne CHP, a wic kocio wielopaliwowy i mikroturbin umoliwiajce odpowiednie sprzenie z biogazowniami. Efektem prac zespow badawczych z IMP PAN bdzie domowa mikrosiownia kogeneracyjna umoliwiajca produkcj czystego „zielonego” ciepa i prdu o mocy cieplnej ok. 20 kW i elektrycznej kilku kW. Ponadto prace te bd obejmoway m.in. opracowanie komputerowego systemu zbierania informacji o pracy turbin i kotw, dokonania oblicze konstrukcyjnych, a take modernizacji: obiegw cieplnych siowni energetycznych, kotw parowych, ukadw opatkowych maszyn przepywowych, oysk lizgowych, diagnostyki kotw i turbin, a take analizy stanw dynamicznych ukadw opatkowych i wirnikw maszyn przepywowych. Projekt zakada take wykonywanie dokumentacji technicznej obejmujcej niskospadowe turbiny wodne maej mocy tzw. pikoturbiny.
Konsumpcja energii, gwnie ropy, nieustannie ronie, z jednym tylko okresem spowolnienia podczas kryzysu paliwowego lat 70. Przecitny Amerykanin konsumuje 5 razy wicej energii ni przecitny obywatel globu, 10 razy wicej ni przecitny Chiczyk i prawie 20 razy wicej ni przecitny Hindus. Warto jednak zauway, e w Chinach i Indiach mieszka obecnie wicej ni trzecia cz ludnoci wiata. Kraje te zuywaj jedynie 13 proc. energii konsumowanej na wiecie. Ale z uwagi na ogromny rozwj gospodarczy tych pastw (gospodarka chiska poszerzya si od 1980 r. czterokrotnie, a popyt na energi wzrs o 400 proc.), zapotrzebowanie tych gospodarek na energi gwatownie wzrasta.
Chiny i Indie s silnie zalene od wgla. Chiny produkuj z niego 70 proc. komercyjnej energii, a Indie ponad 50 proc. Warto te pamita, e ok. 2 mld ludnoci na wiecie nie ma nadal dostpu do sieciowej energii elektrycznej.
Wedug danych statystycznych, liczba ludnoci na Ziemi w latach 1850−1970 potroia si, a zuycie energii wzroso 12−krotnie. Ostatnie 40 lat to kolejny przyrost zaludnienia o przeszo 68 proc. A o 73 proc. wzroso te zuycie paliw kopalnych. Wedug Urzdu Regulacji Energii, tempo zmian liczby mieszkacw w rnych regionach wiata bdzie rwnie silnie zrnicowane. Dugoterminowe prognozy agend ONZ zakadaj najmniejszy wzrost populacji w Ameryce Pnocnej i Europie, najwikszy w rejonie Azji i Oceanii, od obecnego poziomu ok. 3,4 mld do 4,4 mld w 2025 roku i 4,8 mld w 2050. Dla krajw Unii Europejskiej przewiduje si stabilizacj liczby mieszkacw ju od 2010 roku. Po tym okresie moliwy jest nawet jej spadek z uwagi na przewidywane zjawiska migracji ekonomicznej.
W strukturze demograficznej istotn rol dla rozwoju elektroenergetyki odgrywa stosunek liczby ludnoci zamieszkujcej tereny miejskie i wiejskie. Przewiduje si, e udzia mieszkacw wsi bdzie si stale zmniejsza. Wzronie liczba wielkich aglomeracji miejskich. Obecnie w wiecie jest 5 aglomeracji o liczbie mieszkacw przewyszajcej 15 mln. Za 20 lat bdzie ich o 10 wicej. Dotyczy to przede wszystkim krajw w transformacji i krajw rozwijajcych si. Naley si zatem spodziewa wzrostu zapotrzebowania na energi elektryczn w silnie skoncentrowanych rejonach, co bdzie rzutowa na rozwj technologii wytwarzania i przesyania tej energii. Pojawiaj si wic wiksze potrzeby i moliwoci rozwoju systemw ciepa scentralizowanego, skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej oraz ciepa, a take przesyania kablowego. To nieuniknione.
Paliwa kopalne, a zatem konwencjonalne rda energii, zaspokajaj zapotrzebowanie energetyczne wiata od 75 do 85 proc. Przewiduje si, e w najbliszym wierwieczu, a nawet pniej, bd nadal eksploatowane, gdy uzalenione s od nich, wspczesny transport ldowy, morski i powietrzny, przemys (i to w znacznej czci) oraz gospodarstwa domowe. Surowce te nadal te dominuj w wytwarzaniu energii elektrycznej. Obecnie z paliw kopalnych pochodzi ok. 60 proc. produkcji elektrycznoci.
W krajach, gdzie mylenie proekologiczne jest obecne od dawna, postawiono na wykorzystanie alternatywnych rde energii. Poudnie Europy oraz regiony o wystarczajcym poziomie promieniowania sonecznego korzystaj z energii sonecznej uzyskiwanej z baterii umieszczanych na dachach budynkw, korzysta si te z energii otrzymywanej z elektrowni wiatrowych.
Testowane s rwnie rozwizania znajdujce si czsto w fazie eksperymentu. Np. w Szkocji wybudowano elektrowni wykorzystujc energi fal morskich. Jej moc cakowita wynosi ok. 180 kW. Dziaa ona na zasadzie oscylujcego supa wody. Na wp zanurzona, otwarta u dou komora wypeniona jest do pewnej wysokoci wod, ponad ktr znajduje si powietrze. Gdy fala przechodzi, podnosi si sup wody w komorze, co zmusza znajdujce si nad nim powietrze do przepywania na zewntrz i do wewntrz komory. Ten ruch powietrza napdza turbin, poczon z generatorem. Energia pyww w niewielu tylko miejscach jest opacalna, wic elektrownie te cechuj si znikom rentownoci.
Stawia si te na turbiny wodne, ktre z powodzeniem napdzaj potne generatory wielkich elektrowni wodnych, produkujcych znaczne iloci energii elektrycznej. W niektrych krajach, przykadem jest Norwegia, wikszo energii wytwarzana jest wanie w ten sposb. Wykorzystuje si take energi spadku masy wodnej (hydroenergia). Jest ona opacalna w krajach dysponujcych odpowiednimi warunkami terenowymi z duymi rnicami wzniesie. Wystpuj one w Norwegii, Szwecji, Szwajcarii oraz niektrych krajach Ameryki, jak: Meksyk, Brazylia czy Argentyna.
Jest jeszcze energia nuklearna. Przypomnijmy, w latach 50. wzbudzia wielkie nadzieje na rozwizanie problemw energetycznych. Sdzono, e jej produkcja bdzie wkrtce nieograniczona, tania, czysta i niegrona. W 1956 r. angielska krlowa Elbieta II uruchomia pierwsz brytyjsk elektrowni atomow w Calder Hall, a w nastpnych latach w bogatszych krajach powstay setki reaktorw jdrowych, ktre, jak np. we Francji, dostarczaj 75 proc. energii. Powanym potencjaem energii z wasnych elektrowni nuklearnych dysponuj: Francja, Stany Zjednoczone, Wielka Brytania, Szwajcaria, Szwecja, Rosja, Ukraina, Litwa, Armenia.
Wyobramy sobie, e realizacja projektu Modelowe kompleksy agroenergetyczne…, zakadajcego tworzenie tzw. ukadw kogeneracyjnych CHP w maej skali, moliwych do wdroenia w indywidualnych gospodarstwach domowych, w maych przedsibiorstwach czy w gospodarstwach rolnych, spowoduje utworzenie lokalnych gniazd energetycznych. Te dadz si poczy we wspln sie z wykorzystaniem np. nanoserwerw internetowych. Tego typu mae jednostki energetyczne mog wic w przyszoci sta si polskim znakiem firmowym na europejskich i wiatowych rynkach. A takiej szansy nie wolno zmarnowa.