Możliwości rekuperacji energii hydraulicznej, przez stosowanie PAT lub turbin wodnych w różnych instalacjach, są praktycznie nieograniczone. Najbardziej obiecująco wyglądają tu instalacje petrochemiczne, warto jednak przeanalizować celowość zainstalowania PAT w większości instalacji przemysłowych oraz wodociągowo-kanalizacyjnych, jeśli tylko moc hydrauliczna tracona wskutek dławienia przekracza kilka kW.
Europejski Zielony Ład z pakietem Fit for 55 i nowymi regulacjami w zakresie transportu samochodowego zmierzają do osiągnięcia przez UE neutralności klimatycznej do 2050 r. W artykule omówiono realne szanse dokonania w tym czasie transformacji energetycznej w Polsce, uwzględniając konieczność transformacji również innych dziedzin gospodarki, całkowicie eliminującej paliwa kopalne. Oszacowano zapotrzebowanie na energię elektryczną (e.e.) również innych użytkowników, tj. transportu i ciepłownictwa, po transformacji. Zbudowanie w Polsce źródeł odnawialnych (OZE) o największych możliwych do osiągnięcia mocach lądowych farm wiatrowych (80 GW), morskich farm wiatrowych (20 GW) i farm fotowoltaicznych (92,5 GW), nawet wsparte magazynami energii o wielkich pojemnościach (3500-4000 GW) i elektrowniami jądrowymi o mocach 15-20 GW, może nie sprostać zapotrzebowaniu. Konieczne będzie radykalne ograniczenie ilości e.e. pobieranej z sieci poprzez znaczny wzrost efektywności energetycznej procesów produkcyjnych i eksploatacyjnych w całej gospodarce oraz powszechne instalowanie i eksploatowanie przez wszystkich użytkowników rozproszonych OZE, wykorzystujących energię wiatru, słońca i wody oraz energię geotermalną. Należy także znacznie ograniczyć marnotrawienie wielkich ilości e.e. i ciepła.
EN
The European Green Deal with the Fit for 55 package and new regulations in the field of road transport aim to achieve climate neutrality by the EU by 2050. The article discusses the real chances of achieving the power engineering transformation in Poland at that time, taking into account the need to also transform other areas of economy that completely eliminates fossil fuels. The demand for electricity of the entire economy was estimated, including: transport and heating, after transformation. Building renewable energy sources (RES) in Poland with the highest possible capacities of onshore wind farms (80 GW), offshore wind farms (20 GW) and photovoltaic farms (92,5 GW), even supported by energy storage facilities with large capacities (3500-4000 GW) and nuclear power plants with a capacity of 15-20 GW, may not meet the demand. It will be necessary to radically reduce the amount of electricity collected from the network by a significant increase in the energy efficiency of production and operational processes throughout the economy and the widespread installation and operation of distributed RES using wind, solar, water and geothermal energy by all users. The waste of large amounts of electricity and heat should also be significantly reduced.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Konsumenci energii powinni ograniczać zapotrzebowanie na centralnie wytwarzaną i rozprowadzaną energię elektryczną i ciepło przez znacznie większe niż dotąd wykorzystanie potencjału efektywności energetycznej we wszelkich procesach produkcyjnych i eksploatacyjnych, m.in. w instalacjach pompowych.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przyczyny drgań pomp mogą być wewnętrzne – mechaniczne lub hydrauliczne, dotyczące samego zespołu pompowego, jak i zewnętrzne, związane z szeroko rozumianą instalacją pompową (układem pompowym). Zwykle bardziej niebezpieczne są drgania giętne.
Postulowane przez Parlament i Radę UE stopniowe wycofywanie pojazdów z tradycyjnymi silnikami spalinowymi znacznie utrudni transformację polskiej gospodarki na neutralną klimatycznie i bardzo powiększy jej koszty. Warto dodać, że transport wodorowy wydaje się być tu korzystniejszy od elektrycznego, ale o końcowej eliminacji jednego z nich zadecydują koszty eksploatacyjne i względy bezpieczeństwa oraz ceny pojazdów.
Ze względu na wielką zmienność produkcji energii przez OZE, znaczną część systemu energetycznego powinny stanowić źródła stabilne i sterowalne oraz wielkoskalowe magazyny energii.
Artykuł jest uzupełnieniem poprzednich publikacji w zakresie niezbędnych mocy farm lądowych oraz pojemności magazynów energii. Tym razem uwzględniono występujące w Polsce okresy wiatrów bardzo silnych i celowość ich całkowitego wykorzystania bez konieczności czasowego wyłączania części farm wiatrowych.
Osiągnięcie zerowej emisji CO2 przez kraje UE w 2050 r. byłoby możliwe pod warunkiem przestawienia się na wytwarzanie energii elektrycznej tylko przez źródła odnawialne. W artykule wykazano, że w Polsce jest to niewykonalne. Nadwyżki energii, produkowanej bardzo nierównomiernie przez OZE, trzeba będzie magazynować poprzez wytwarzanie wodoru w procesie elektrolizy wody a następnie wykorzystanie go w energetyce (wodorowe elektrownie gazowo-parowe) i transporcie (silniki wodorowe i/lub ogniwa paliwowe). Przewidywana, dość niska sprawność tego procesu oraz potrzeba pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną także w okresach słabych wiatrów spowodowałyby konieczność budowy farm wiatrowych o wielkiej łącznej mocy, ogromnych kosztach i nierealnie dużej powierzchni. Z tego powodu oraz ze względu na bezpieczeństwo energetyczne w podstawie systemu elektroenergetycznego muszą pozostać źródła stabilne, sterowalne, niezależne od pory dnia, roku i od pogody. Ponieważ z założenia nie mogą to być elektrownie węglowe ani spalające gaz ziemny, konieczne będzie zbudowanie w Polsce kilku dużych elektrowni jądrowych o łącznej mocy co najmniej 10 lub 15 GW.
EN
The requirement of zero CO2 emissions by EU countries in 2050 will make it necessary to generate electricity only from renewable sources (RES). The article shows that this is completely unrealistic in Poland. Surplus electricity produced very unevenly by RES will have to be stored through the production of hydrogen in the process of water electrolysis and its use in power engineering (hydrogen gas and steam power plants) and transport (hydrogen engines and / or fuel cells). The expected, relatively low efficiency of this process and the need to cover the demand for electricity also in periods of weak winds, they will make it necessary to build wind farms with great total power, unrealistically large area and huge costs. For this reason and for the sake of energy security, stable and controllable sources must remain in the base of the power system, independent of the time of day, year and weather. Since, by definition, they cannot be coal-fired or natural gas-fired power plants, it is necessary to build several large nuclear power plants in Poland with a total capacity of at least 10 or 15 GW.
Nadwyżki energii elektrycznej wytworzonej przez OZE w okresach silnych wiatrów i/lub dużego nasłonecznienia powinny być magazynowane w postaci wodoru wyprodukowanego w procesie elektrolizy wody, w celu ich wykorzystania do produkcji energii elektrycznej w okresach słabych i bardzo słabych wiatrów przy równocześnie możliwym dużym zachmurzeniu. Oszacowano ilości energii elektrycznej, jakie magazyny powinny dostarczyć do sieci elektroenergetycznej, dla modeli energetyki w 2050 r. różniących się mocami morskich farm wiatrowych oraz elektrowni jądrowych pracujących w podstawie systemu elektroenergetycznego. Oceniono niezbędne pojemności magazynów wodoru i pokazano, że jedyny racjonalny sposób jego magazynowania to podziemne kawerny solne, które można wykonać w istniejących w Polsce wysadach solnych i pokładach soli kamiennej. Potwierdzono konieczność zbudowania, oprócz OZE, także elektrowni jądrowych o mocy co najmniej 15 GW oraz nie powiększania zapotrzebowania na energię elektryczną ponad 225 TWh/a.
EN
Surplus of electricity generated by RES in periods of strong winds and / or high sun exposure should be store in the form of hydrogen produced in the electrolysis of water, in order to use them for the production of electricity during periods of weak and very weak winds with possible high cloudiness. The amounts of electricity, that the energy storage facilities should deliver to the grid (in the output), were estimated for the power engineering models in 2050 with different capacities of offshore wind farms and nuclear power plants working on the basis of the power system. The necessary capacity of hydrogen storage facilities was assessed and it was shown that the only rational method of its storage are underground salt caverns to be constructed in the salt dome and rock salt deposits existing in Poland. The need to build, in addition to RES, also nuclear power plants with a capacity of at least 15 GW and not to increase the demand for electricity over 225 TWh was confirmed.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W Unii Europejskiej obowiązuje uchwalony w grudniu 2019 r. Europejski Zielony Ład – strategia służąca osiągnięciu neutralności klimatycznej Europy do 2050 roku. To ogromne wyzwanie dla przemysłu, w tym także dla pomp funkcjonujących w całej gospodarce.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Europejski Zielony Ład (grudzień 2019) – flagowy projekt Komisji Europejskiej, jest strategią służącą osiągnięciu neutralności klimatycznej Europy do 2050 r. To ukoronowanie „walki ze zmianami klimatu”. Podstawowy cel stanowi osiągnięcie zerowej emisji CO2 przede wszystkim przez energetykę: 100% energii elektrycznej (e.e.) wytwarzanej przez źródła odnawialne (OZE); również przez przemysł i transport. Etapem przejściowym jest zmniejszenie emisji CO2 o 55% do 2030 r. (pakiet propozycji Fit for 55, lipiec 2021), w celu wzmocnienia roli UE jako światowego lidera klimatycznego.
Czy jest możliwe, zwłaszcza ze względu na potrzebną powierzchnię, ale także wielkie koszty, takie przebudowanie do 2050 r. systemu elektroenergetycznego w Polsce, aby w 100% opierał się na odnawialnych źródłach energii?
Tematem wiodącym w UE w ostatnich dwóch latach jest Europejski Zielony Ład (grudzień 2019) i w jego ramach - Fit for 55 (lipiec 2021). Końcowym celem ma być osiągnięcie neutralności klimatycznej w ciągu 29 lat, czyli zero emisji CO2, co m.in. ma oznaczać wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w 2050 r. w 100% przez OZE, przy stopniowym eliminowaniu elektrowni jądrowych. Pomijając kwestie związane z walką ze zmianami klimatu, ale uznając konieczność ograniczania spalania paliw kopalnych [1], należy zastanowić się nad realnością osiągnięcia tego celu w kontekście bezpieczeństwa energetycznego i gospodarczego Polski.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W ostatnich latach wiele się mówi o konieczności poprawy efektywności energetycznej, m.in. transportu cieczy. Jako odrębny temat podnosi się potrzebę powiększenia niezawodności poszczególnych urządzeń, jak również całych obiektów, np. pompowni wodociągowych, kanalizacyjnych i ciepłowniczych. Rzadko jednak łączy się te dwa zagadnienia i wpływ niezawodności na efektywność energetyczną. Związek pomiędzy sprawnością urządzenia, instalacji, układu lub procesu a efektywnością energetyczną nie jest oczywisty.
W ostatnich latach wiele się mówi o konieczności poprawy efektywności energetycznej, m.in. transportu cieczy. Jako odrębny temat podnosi się potrzebę powiększenia niezawodności poszczególnych urządzeń, jak również całych obiektów, np. pompowni wodociągowych, kanalizacyjnych i ciepłowniczych. Rzadko jednak łączy się te dwa zagadnienia i wpływ niezawodności na efektywność energetyczną. Związek pomiędzy sprawnością urządzenia, instalacji, układu lub procesu a efektywnością energetyczną nie jest oczywisty.
Efektywność energetyczna jest obecnie jednym z najczęściej wymienianych megatrendów w kontekście ochrony klimatu. Europejski Zielony Ład stawia mocny nacisk na optymalizację i podniesienie efektywności w gospodarce, która docelowo ma być klimatycznie neutralna.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono pięć przykładów realnych problemów eksploatacyjnych spowodowanych kawitacją w pompach do ścieków, różnej konstrukcji i wielkości. Podano też ogólne zależności dotyczące różnie definiowanych nadwyżek antykawitacyjnych i relacji między nimi oraz przedstawiono podstawowe charakterystyki kawitacyjne pompy wirowej. Ze względu na wciąż aktualny problem skutków pracy różnych pomp wirowych w obszarze kawitacji oraz na istotne wątpliwości dotyczące nadwyżek antykawitacyjnych, powrócono do tematu, podając równocześnie nowe informacje dotyczące m.in. pomp zasilających.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.