Technologia: Sprawa o kluczowym znaczeniu

Inne odnawialne źródła energii

Do innych odnawialnych źródeł energii należy ciepło pochodzące z energii słonecznej i energia geotermalna (do wykorzystania przy wytwarzaniu energii elektrycznej i ciepła). Mimo iż potencjału gospodarki geotermalnej Niemiec nie da się porównać z możliwościami Islandii czy Stanów Zjednoczonych, wybrane rozwiązania są warte rozważenia. Ciepło słoneczne natomiast nie odniosło takiego sukcesu jak energia elektryczna pochodząca z energii słonecznej głównie dlatego, że koszt kolektorów nie uległ znaczącemu obniżeniu w ciągu ostatnich dziesięciu lat, przede wszystkim ze względu na wysokie koszty instalacji.

Niemcy dysponują także źródłami geotermalnymi – ciepłem ze źródeł podziemnych. Pierwszy zakład geotermalny w Niemczech uruchomiono w 2003 r., nie doczekał się jednak wielu następców.

Społeczeństwo jest zaniepokojone aktywnością mikrosejsmiczną i wpływem takiej działalności na jakość wód gruntowych. Dlatego możliwie wczesne zaangażowanie społeczności lokalnej oraz staranny dobór lokalizacji i możliwie najlepszych technologii poszukiwawczo-wydobywczych, to kluczowe elementy łagodzenia ryzyka i podnoszenia poziomu akceptacji społecznej dla projektu. Mimo tego, w porównaniu z Ameryką Północną i krajami azjatyckimi, potencjał gospodarki geotermalnej europejskich państw członkowskich Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (OECD), w tym Niemiec, jest zdecydowanie niższy – ogranicza się do wybranych rejonów uznawanych za atrakcyjne, łączących możliwość wytwarzania korzystnych zasobów energetycznych z wysokimi temperaturami. W związku z tym wzrost wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł geotermalnych będzie znacznie niższy niż w przypadku energii wiatrowej czy słonecznej.

Energia wodna

Pierwotny system taryf gwarantowanych z 1991 r. został wdrożony przede wszystkim w celu zapewnienia dalszej opłacalności małym elektrowniom wodnym. W ostatnich 25 latach powstawały różne nowe systemy, jednakże potencjał energii wodnej w Niemczech został już w znacznym stopniu wykorzystany. I tak np. w 1990 r. wyprodukowano ok. 17,4 TWh energii wodnej, natomiast w 2015 r. – 19,3 TWh. Ten około dziesięcioprocentowy wzrost zależy jednak trochę od pogody – w 1996 r. wyprodukowano 22 TWh. Niezależnie od tych parametrów produkcja energii wodnej w rzeczywistości spadła o 10%. Wraz z modernizacją systemów, w ciągu ostatniego dziesięciolecia wiele elektrowni wodnych poddano ulepszeniom z zakresu ochrony środowiska.

Ciepło z odnawialnych źródeł

Gdy z odnawialnych źródeł energii, takich jak biomasa czy energia słoneczna, wytwarza się ciepło, to mówimy o „energii cieplnej ze źródeł odnawialnych”, natomiast sam zwrot może także oznaczać odzysk ciepła odpadowego dla potrzeb grzewczych. Udział energii cieplnej w zużyciu energii w Niemczech ogółem wynosi około 40%, potencjał energii cieplnej ze źródeł odnawialnych jest zatem wyższy niż w przypadku odnawialnej energii elektrycznej: udział elektryczności w zużyciu energii wynosi tam zaledwie 20%. Mimo tego, Niemcy nie odniosły tego samego sukcesu w promowaniu ciepła ze źródeł odnawialnych, po części dlatego, że nigdy nie oferowały w tym zakresie taryf gwarantowanych. Rząd niemiecki przyjął cel pokrycia ze źródeł odnawialnych (do 2020 r.) 14% zapotrzebowania kraju na energię cieplną. Zgodnie z treścią ustawy o wytwarzaniu ciepła z zasobów odnawialnych (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz), wszystkie nowo budowane obiekty mają zostać obowiązkowo wyposażone w systemy grzewcze umożliwiające wykorzystanie określonego minimum odnawialnych źródeł energii.

Energia cieplna pochodząca z biomasy

Większość energii cieplnej ze źródeł odnawialnych wytwarzano dotychczas z wykorzystaniem biomasy, przy czym wykorzystywano tu głównie wióry drewniane, drewno opałowe i coraz częściej granulki (pellety). Warto również wspomnieć, że niemiecki program stymulacji rozwoju rynku przewiduje między innymi wsparcie dla wytwarzania ciepła z biomasy, jednakże muszą zostać spełnione bardzo rygorystyczne wymagania w zakresie wydajności energetycznej i emisji. Ciepło odpadowe z zakładów zasilanych biomasą wykorzystuje się także w ciepłownictwie lokalnym. Niemiecka ustawa o odnawialnych źródłach energii wymaga od większości zakładów zasilanych biomasą odzysku części ciepła odpadowego wytwarzanego podczas produkcji energii elektrycznej (zwane również „kogeneracją energii elektrycznej i cieplnej”).

Energia cieplna wytwarzana przez pompy ciepła i energię słoneczną

Na rynku energetycznym pojawiają się coraz częściej nowe technologie wykorzystujące odnawialne źródła energii. Poza biomasą warto wymienić tak zwane „płytkie” źródła geotermalne – w ich przypadku ciepło pozyskuje się spod warstwy gruntu lub z wód gruntowych. Ciepło to można następnie wykorzystać w połączeniu z pompami ciepła, podobnie jak w przypadku poboru ciepła z powietrza otaczającego. W 2016 r. zainstalowano w Niemczech rekordową liczbę 66,5 tys. pomp ciepła.

Obiekty mieszkalne lub komercyjne można również wyposażyć w słoneczne kolektory termiczne wytwarzające energię cieplną. Na koniec 2016 r. w Niemczech działało 2,24 miliona słonecznych systemów grzewczych, zainstalowanych na powierzchni około 19,9 miliona metrów kwadratowych.

Szczególnie w przypadku budynków, inwestycje służące osiągnięciu wyższej wydajności energetycznej mogą z czasem ograniczyć zużycie energii – natomiast początkowe nakłady są zaporowe. Chcąc ułatwić inwestorom pokonanie tej bariery, Niemcy wdrożyły program wspierania rozwoju rynku, w ramach którego można otrzymać środki na instalację systemów do generowania energii cieplnej ze źródeł odnawialnych (kolektory słoneczne, nowoczesne grzejniki zasilane biomasą i wysokowydajne pompy ciepła).

Rynek ten nie rozwija się jednak tak szybko jak branża ogniw fotowoltaicznych. Jedną z przyczyn opieszałego wzrostu na rynku słonecznej energii cieplnej jest fakt, że Niemcy nie wprowadziły taryf gwarantowanych dla ciepła, a jedynie dla energii elektrycznej wytwarzanej z wykorzystaniem ogniw fotowoltaicznych. Słoneczna energia cieplna rozwijała się zatem częściowo dzięki ulgom finansowanym z tak zwanego ekopodatku i z handlu emisjami. Mimo że zmniejszył się koszt słonecznych kolektorów termalnych, nie zmniejszyły się całkowite koszty systemu, częściowo z powodu niezmiennie wysokich kosztów montażu. Poza tym, rynek słonecznych kolektorów termalnych ograniczył się głównie do małych zastosowań dla domów jedno- i dwurodzinnych. Inne kraje, w szczególności Dania, popierała duże, naziemne kolektory, oferując pięciokrotnie niższą cenę kolektora i konkurencyjne koszty wytwarzania ciepła. Mimo że systemy te są wspierane finansowo w Niemczech, to ten segment rynku ma potencjał do dalszego rozwoju. W ramach programu rządowego „Strategia na rzecz efektywności energetycznej budynków” zapowiedziano podjęcie dalszych działań mających na celu wspieranie dużych instalacji wykorzystujących słoneczną energię cieplną w sektorze ciepłowniczym.

W chwili obecnej ciepło pochodzące z energii słonecznej pokrywa jedynie około 1% niemieckiego zapotrzebowania, co jest szczególnie niepokojące w świetle faktu, iż udział energii cieplnej w energii zużywanej w Niemczech ogółem wynosi 40%, a udział energii elektrycznej – 20% (pozostałych 40% należy do paliw silnikowych).