Sprężone powietrze jako akumulator energii

Odnawialna energetyka wykorzystująca energię słoneczną i energię wiatru, ma jeden poważny problem. Ten problem to zapewnienie dostaw energii wtedy, gdy jest ona potrzebna, a nie tylko wtedy, gdy wieje wiatr / świeci słońce. Z tego właśnie powodu każda elektrownia słoneczna czy wiatrowa w małej skali (np. przydomowa) powinna posiadać baterię akumulatorów do magazynowania prądu. Podobnie, jak kolektor słoneczny, który w ciągu dnia podgrzewa wodę magazynowaną w dużym zbiorniku, zużywaną wieczorem i następnego dnia rano.

Oprócz szeregu metod chemicznego magazynowania energii elektrycznej w najróżniejszych akumulatorach (kwasowo-ołowiowe, zasadowe, litowo-jonowe, i tak dalej), mamy i inne metody. Jedną z nich, o której dziś chciałem napisać, jest sprężone powietrze.

Sprężone powietrze jest nośnikiem energii łatwym do wytworzenia, dość łatwym do przechowania i dającym się całkiem łatwo zamienić na inny rodzaj energii. Czy więc jest dobrym sposobem na magazynowanie energii elektrycznej? Czytaj dalej…

Po co i jak przeliczać m3 gazu na kWh?

Przez wiele lat na rachunkach za gaz ziemny, podawano liczbę zużytych metrów sześciennych tego paliwa, według wskazań licznika gazu. Kilka lat temu pojawił się pomył, by podawać liczbę kilowatogodzin dostarczonych pod postacią gazu. Czemu? I jak przeliczać m3 na kWh energii w paliwie?

W dużym skrócie, by nie marnować Waszego czasu:

przelicznik m3 gazu na kWh wynosi 9,556 kWh/m3 
(w przybliżeniu 1 m3 gazu = 10 kWh energii w paliwie
czyli 1 kWh energii = 0,1 m3 gazu)

Mogę tylko zgadywać, jaka była intencja wprowadzenia takich zmian. Ale wydaje mi się, że mam spore szanse, by trafić. Zacznijmy właśnie od tego tematu. Czytaj dalej…

Paradoks Jevonsa, czyli jakie są skutki energooszczędności

Na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że dążenie do coraz dalej posuniętej energooszczędności (np. coraz bardziej oszczędnych samochodów) ma tylko pozytywny wpływ na środowisko. Tymczasem coś dokładnie przeciwnego przewidział już 150 lat temu angielski ekonomista, William Stanley Jevons. Znamy to zjawisko jako paradoks Jevonsa.

Jevons w swojej wydanej w 1865 r. pracy „Problem węgla” („The Coal Question”) podzielił się swoimi spostrzeżeniami z obserwacji zmian na rynku węgla kamiennego po upowszechnieniu się wymyślonej niemal sto lat wcześniej przez Jamesa Watta udoskonalonej maszyny parowej. 

Pomysł Watta sprowadzał się do ulepszenia sposobu kondensacji pary wodnej, która we wcześniejszych rozwiązaniach odbywała się w cylindrze maszyny roboczej (co wiązało się ze stratami ciepła). Watt zaproponował, by kondensacji dokonywać w osobnym urządzeniu, skraplaczu, co pozwoliło na uniknięcie strat ciepła i znacząco zmniejszyło jednostkowe zużycie węgla. Ten typ maszyn parowych miał sprawność dwukrotnie większą, niż poprzednie i pojawił się w produkcji w 1776 r.

Panorama Łodzi. Dymiące kominy zakładów przemysłowych i lokalnych kotłowni na węgiel. Kwiecień 1943. Źródło: Narodowe Archiwum Cyfrowe.

Jevons zauważył, że wzrost sprawności maszyn parowych wcale nie zmniejszył zużycia węgla, a wręcz przeciwnie. Innowacje zaproponowane przez Watta sprawiły, że maszyna parowa na węgiel zaczęła się opłacać w większym, niż do tej pory, zakresie zastosowań. A to i tak przy sprawności maszyny parowej rzędu ledwie ok. 6-10%! 

Powszechnie postuluje się, by problem zmniejszającej się podaży węgla rozwiązać nowymi sposobami jego bardziej sprawnego i oszczędnego wykorzystania. (…) Błędem jest zakładać, że oszczędne wykorzystanie paliwa jest równoznaczne ze zmniejszeniem jego zużycia. Prawdą jest coś dokładnie odwrotnego.

W. S. Jevons, „Problem węgla”, 1865.

Choć praca i wnioski Jevonsa dotyczyły tylko węgla, z biegiem czasu zaczęto rozważać ich zasadność także dla innych zasobów — ropy naftowej czy wody. Zresztą węgiel i dziś jest wciąż bardzo istotnym surowcem energetycznym, bo odpowiada mniej więcej za 1/3 całego światowego zużycia energii i ponad 40% wytwarzania prądu

Choć na pierwszy rzut oka trudno pojąć, jak miałby paradoks Jevonsa się ujawniać, wystarczy się nad tym tylko chwilę zastanowić. W praktyce mechanizm ten może wyglądać tak:

  1. mamy paliwo o określonej cenie, przez co koszt przejechania kilometra samochodem wynosi X złotych,
  2. nowsze samochody mają bardziej sprawne silniki i układy napędowe, dzięki czemu jeżdżą taniej, już za X/2 złotych za kilometr,
  3. coraz więcej osób stać na jeżdżenie samochodem, przez co robi się ich coraz więcej, a zużycie paliwa rośnie.

Roczna produkcja węgla w Wielkiej Brytanii, wyrażona w terawatogodzinach (TWh) od 1700 do 2016 r. Wykres wydaje się potwierdzać obserwacje Jevonsa… Źródło: ourworldindata.org

Dokładnie ten mechanizm ekonomiści zauważyli w odniesieniu do samochodów i paliw ropopochodnych. Znane wszystkim zależności między popytem a ceną wydają się przecież oczywiste — gdy koszt korzystania z jakiegoś dobra (podróży samochodem) spada, popyt na nie rośnie. Jeśli dwukrotny spadek kosztu podróży (wyrażonego w litrach na 100 km) spowoduje trzykrotny wzrost pokonywanych kilometrów, o żadnej globalnej oszczędności paliw nie ma mowy.

Paradoks Jevonsa, a dążenie do zmniejszenia energochłonności gospodarki (i urządzeń)

Dla niektórych paradoks Jevonsa jest doskonałym pretekstem, by krytykować wszelkie działania mające na celu zmniejszenie jednostkowego zużycia energii, jak choćby wprowadzanie na rynek coraz bardziej energooszczędnych sprzętów AGD. O ile w niektórych przypadkach można się z tym zgodzić (jak w opisanym powyżej przykładzie samochodu i cen ropy, albo w przypadku coraz oszczędniejszych źródeł światła, którego później nie chce się nam wyłączać), tak w innych sytuacjach ten paradoks raczej się nie pojawi.

Trudno spodziewać się, by coraz tańsza eksploatacja lodówek (o coraz lepszych klasach efektywności energetycznej) spowodowała, byśmy nagle zaczęli tych lodówek kupować więcej. Po prostu są one już w każdym domu i nie zaczniemy ich raczej montować także w sypialniach i garażach. Oczywiście, poczucie a co mi tam, ona prawie w ogóle prądu nie zużywa może skłaniać do tego, by np. w mniejszym stopniu dbać o oszczędne korzystani z lodówki (unikanie pozostawiania przez długi czas otwartych drzwi lodówki, wstawiania do środka garnka z gorącą zupą). 

Trudno o dobre rozwiązanie tego problemu. Można przykładowo dociążać paliwa i nośniki energii coraz większymi podatkami, np. akcyzą na energię elektryczną czy gaz. Jaki jednak będzie w takim przypadku bodziec do tego, by wymienić sprzęt na bardziej energooszczędny, skoro jego eksploatacja będzie kosztować tyle samo?

Niezależnie od wszystkiego, warto na oszczędność energii patrzeć racjonalnie i nie kupować każdego produktu, który ma jakąś wariację słowa eko na etykiecie. 🙂

O tym jeszcze będę pisać. 

Jak kupować prąd z odnawialnych źródeł energii?

Dążenie do obniżania negatywnego wpływu na środowisko jest coraz częstsze. Ludzie przesiadają się z samochodów do komunikacji publicznej lub na rowery. Firmy starają się zużywać mniej nieodnawialnych surowców. Redukujemy, wykorzystujemy ponownie, poddajemy recyklingowi odpady.

A co, gdyby ktoś chciał kupować wyłącznie energię elektryczną pochodzącą z odnawialnych źródeł energii? Od niedawna jest to możliwe.

Ta możliwość bardzo mnie cieszy, bo jeszcze kilka tygodni temu w dyskusji pod tym zdjęciem na Instagramie napisałem, że najbardziej brakuje mi możliwości kupowania właśnie odnawialnej energii elektrycznej… Czytaj dalej…

Bez prądu z brytyjskich wiatraków

Nieco ponad 2 tygodnie temu analizowaliśmy rynek prądu w Niemczech i sprawdzaliśmy, czemu prąd czasem musi mieć ujemną cenę (przy nadprodukcji prądu z niesterowalnych źródeł odnawialnych). A kilka dni temu Bloomberg donosił o tym, że produkcja prądu z tego źródła spadła w Wielkiej Brytanii do niemal zera. I że prognozy przewidują, że przez kilka kolejnych dni sytuacja nie ulegnie zmianie.

Postanowiłem to zweryfikować i zajrzałem głębiej w aktualne dane, które chyba w najwygodniejszej formie można zobaczyć tutaj (skąd wziąłem tytułowy obrazek, oraz dostępny niżej wykres). Czytaj dalej…