Renewable energy sources or nuclear power - what is needed for Poland?

• Autorzy: Strupczewski, Andrzej

Warianty tytułu

PL

Odnawialne źródła energii czy energetyka jądrowa - czego potrzeba Polsce?

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The air pollution in Poland is high and the health impacts significant, which is related to the fact that the main source of electric energy is coal. Coal burning results in CO2 emissions, and in emissions of pollutants such as SO2 , NOx, particulate matter PM and others. In the case of PM2.5, which has the most detrimental influence on human health, Poland has the worst position in Europe regarding amount of the emitted pollutant per number of population. The emissions of CO2 per unit of electric energy were in 2020 also the highest in Europe. Meanwhile, the costs of CO2 emissions grow and grow. The production of electric energy per inhabitant in Poland is low compared to other countries, so reducing energy production cannot be the solution. Poland must find other energy sources besides coal. An analysis of various energy sources demonstrates that the lowest CO2 and pollutant emissions are due to nuclear power and Renewable Energy Sources RES. However, strong RES development is hardly the solution, because operation of RES involves strong variability in energy production, and even intervals of no energy production, which can last up to 5 days and nights. In case of wind loss in one country, the import of wind energy from other countries may be impossible, because wind loss periods can occur in many regions of Europe at the same time. What is more, the amounts of materials and terrain needed for wind mills are much larger than for nuclear power plants, while CO2 emissions are twice larger than for nuclear power plants. The example of Germany shows that introduction of RES does not provide lower energy costs, contrarily, much higher, and CO2 emissions are much larger than in France which bases energy production on nuclear power. Evaluation of possibilities to cover wind calm periods in Poland shows that in the case of electricity production from RES amounting yearly to 40 TWh, using all possible reserves in hydroelectric plants would be sufficient to maintain electricity production by only 2 hours. Thus, variability of RES electricity production poses a serious problem in continuous energy supply to the users. On the other hand, nuclear power plants can operate in loadfollow mode, and their reliability is high. The radiation from nuclear power plants does not create health hazards. The choice for Poland is clear - the nuclear power is the best.

PL

Zanieczyszczenie powietrza w Polsce jest wysokie, co wiąże się z faktem, że głównym źródłem energii elektrycznej są elektrownie węglowe. Spalanie węgla powoduje emisje CO2 , a także zanieczyszczeń takich jak SO2 , NOx, pyły i inne. W przypadku emisji pyłów PM2,5 mających największy ujemny wpływ na zdrowie ludzi Polska w odniesieniu do liczby ludności ma najgorszą pozycję w Europie. Również emisje CO2 na jednostkę energii elektrycznej były w Polsce w 2020 r. najwyższe w Europie. Jednocześnie koszty emisji CO2 rosną. Produkcja energii elektrycznej na mieszkańca w Polsce jest mała w porównaniu z innymi krajami, więc ograniczanie produkcji energii nie jest wyjściem, Polska musi znaleźć inne źródła energii poza węglem. Analiza różnych źródeł energii pokazuje, że najniższe emisje CO2 i zanieczyszczeń występują dla energii jądrowej i OZE. Ale rozbudowa OZE powoduje silną zmienność produkcji energii, a nawet przerwy w tej produkcji, mogące sięgać 5 dni i nocy. W razie ciszy wiatrowej import energii z elektrowni wiatrowych w innych krajach może być niemożliwy, bo braki wiatru występują równocześnie w wielu rejonach Europy. W dodatku zapotrzebowanie na teren i na materiały potrzebne dla wiatraków są dużo większe niż dla elektrowni jądrowych a emisje CO2 dwukrotnie większe niż przy wykorzystaniu energii jądrowej. Przykład Niemiec pokazuje, że wprowadzanie OZE nie daje obniżenia kosztów energii, przeciwnie, podnosi je, a emisje CO2 są dużo większe niż we Francji dla energii jądrowej. Ocena możliwości pokrycia luki w dostawach energii z OZE wykazuje, że w Polsce w przypadku udziału produkcji w wysokości 40 TWh rocznie z OZE wykorzystanie rezerw w elektrowniach pompowo--szczytowych pozwoliłoby na utrzymanie ciągłości zasilania tylko przez 2 godziny. Problem dostosowania produkcji elektryczności z OZE do potrzeb odbiorców jest więc trudny do rozwiązania. Natomiast elektrownie jądrowe mogą pracować w systemie nadążania za obciążeniem, a ich niezawodność jest bardzo wysoka. Promieniowanie z elektrowni jądrowych nie stanowi zagrożenia dla zdrowia ludzi. Wybór dla Polski jest jasny - energia jądrowa jest najkorzystniejsza.

Słowa kluczowe

PL

zanieczyszczenia atmosfery; Polska; emisje CO2; spalanie węgla; wielkości emisji zanieczyszczeń z różnych źródeł; zmienność wiatru; okresy braku produkcji prądu z elektrowni wiatrowych; moc wiatru w różnych krajach; potrzeby materiału dla wiatraków; potrzeby terenu dla wiatraków; emisje CO2 z wiatru; emisje CO2 z energii jądrowej; koszty produkcji energii; Niemcy; koszt energii

EN

pollutants in atmosphere; Poland; emissions of CO2; atmospheric pollutants due to coal burning; emissions from various sources; variability of wind; periods of wind calm; wind power in various countries; materials needed for wind power plants; terrain needed for wind power plants; CO2 emissions from wind; CO2 emission from nuclear energy; costs of energy production; Germany; costs of energy

• Czasopismo: Polish Technical Review
• Rocznik: 2024
• Tom: No. 3
• Strony: 32--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Strupczewski, Andrzej

• National Centre for Nuclear Research, ul. Andrzeja Sołtana 7, 05-400 Otwock-Świerk, Poland,

Bibliografia

• [1] https://inzynieria.com/energetyka/smog/rankingi/53610najbardziej-zanieczyszczone-polskie-miasta, dostęp 13.12.2021 (access:13.12. 2021).
• [2] https://smoglab.pl/polska-najwyzsze-stezenia-benzoapirenu/ dostęp 13.12.2021 (access: 13.12.2021).
• [3] Douglas WS. Dockery et al.: An Association between Air Po llution and Mortality in Six U.S. Cities, December 9, 1993, N Engl J Med 1993; 329:1753-1759.
• [4] https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/nejm199312093292401 dostęp 13.12.2021.
• [5] (nrg_cb_e), (demo_pjan) dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [6] https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Electricity_and_heat_statistics#Consumption_of_electricity_per_unit_of_GDP dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [7] https://www.worldenergy.org/assets/downloads/PUB_Comparison_of_Energy_Systens_using_lifecycleassessment/_2004_WEC.pdf dostęp 13.12.2021 (access 13.12. 2021).
• [8] FRAUNHOFER INSTITUTE FOR SOLAR ENERGY SYSTEMS ISE Electricity production from solar and wind in Germany in 2014 Prof. Dr. Burger B., January 2015, http://www.ise.fraunhofer.de/en/downloads-englisch/pdf-files-englisch/data-nivc-/electricity-production-from-solar-and-wind-in-germany-2014.pdf dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [9] https://energy-charts.info/charts/power/chart.htm?l=en&c=DE-&year=2017&week=18&source/=wind_offshore_unit dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [10] https://www.researchgate.net/figure/Wind-and-solar-power-in-Germany-2014-hourly-data_fig2_317418546 dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [11] Eliasz J., Biwan A., Analiza porównawcza siłowni jądrowej z siłownią wiatrową - przykład praktycznego zastosowania.“ Energetyka 2006” - Politechnika Wrocławska; 8-10 listopada 2006r. dostęp 13..12.2021R. (access: 13.12. 2021).
• [12] Marheineke T., Krewitt W., Neubarth J., Friedrich R, Voß A., Ganzheitliche Bilanzierung der Energie- und Stoffströme von Energieversorgungstechniken, Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung Band 74, August 2000 dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [13] https://dziennikpolski24.pl/skawina-o-tym-jak-zamykaliprodukcje-aluminium-mieszkancy-i-pracownicy-mieli-tu-ciezkooddychanie-bylo-niebezpieczne/ar/12844377 dostęp 13.12.2021.
• [14] Commission Staff Working Document accompanying the Com¬munication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions. Second Strategic Energy Review. An EU Energy Security and Solidarity Action Plan. Energy Sources, Production Costs and Performance of Technologies for Power Generation, Heating and Transport. {COM(2008) 744}. dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [15] Allen SR & Hammond GP, 2010, Energy, 35, 2223-2234/ dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [16] The spatial extent of renewable and non-renewable power generation: A review and meta-analysis of power densities and their application in the U.S. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2018.08.023 dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [17] https://strom-report.de/eeg-umlage/#eeg-umlage-verteilung dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [18] Materialien zur Energiewende: Zusammengestellt und eingeleitet von Brandt E., str 528, 30 May 2018, Berliner Wissenschafts Verlag, Technische Universitaet Braunschweig, RATUBS-02/2018 dostęp 13.12.2021 (access: 3.12. 2021).
• [19] Rekordowe dopłaty do OZE w Niemczech - BiznesAlert.pl dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [20] tamże dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [21] https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Electricity_price_statistics dostęp 13.12.2021 (access: 1312. 2021).
• [22] https://environmentalprogress.o0rg/big-news/2017/2/11/german-electricity-was-nearly-10-times-dirtier-than-francesin-2016 dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [23] U.S. nuclear power plants' capacity factor 2021 Statista.htm dostęp 13.12.2021 (access: 13.12. 2021).
• [24] www.oecdnea.org%2Fndd%2Freports%2F2011%2Fload-following-npp.pdf&clen=2058407&chunk=true dostęp 13.12.2021 (access: 1312.2021).
• [25] https://www.vgb.org/daten_stromerzeugung.rss?dfid=102074 VGB Facts and Figures, Electricity.

Identyfikatory

DOI

10.15199/180.2024.3.5