Technologie

O technologiach OZE dla rolników i obszarów wiejskich

W literaturze przedmiotu i aktach prawnych nie ma definicji, która jednoznacznie charakteryzowałaby odnawialne źródła energii czy energię odnawialną (zob. tabela). 
Definicje są w znacznym stopniu uzależnione od polityki energetycznej danego państwa oraz skali i jakości debaty akademickiej. Najistotniejsze różnice (kwestie dyskusyjne) związane są z zakwalifikowaniem elektrowni wodnych (w zależności od mocy) oraz biomasy uzyskiwanej z odpadów do energii odnawialnej. Należy także zaznaczyć, że również w Polsce w nowopowstałych aktach prawnych konstruowane są własne definicje, które różnią się w zależności od kontekstu, w jakim jest stosowane.

Poniżej przedstawiamy podstawowy podział odnawialnych źródeł energii
 

Krótka charakterystyka źródeł istotnych dla rolników i obszarów wiejskich

Energia słoneczna 

Energia słoneczna należy do niewyczerpalnych, dostępnych w każdej części Świata źródeł energii. Energia słoneczna definiowana jest jako energia promieniowania słonecznego przetworzona na ciepło lub na energię elektryczną. Energia słoneczna, obok wiatru należy do najstarszych wykorzystywanych przez człowieka źródeł energii. W czasach współczesnych, w minionych 3-4 dekadach nastąpił okres coraz większego zainteresowania się sposobami pozyskania i wykorzystania potencjału energii słonecznej. Położenie geograficzne, obok możliwości finansowania inwestycji, akceptacji politycznej i społecznej, jest kluczowym czynnikiem decydującym o atrakcyjności inwestycyjnej obszaru pod względem wykorzystania energii słonecznej. Energetyka słoneczna rozwijać się może w ramach:

  • wielkoskalowej - realizowana przez wyspecjalizowane podmioty energetyczne
  • średnioskalowej i małej - możliwa do realizacji przez rolników (formuła prosumenta do 50 kW lub instalacji realizowane na pokrycie potrzeb energetycznych gospodarstwa od 50 kW do kilku MW)

Energia wiatru

Energia wiatru to energia kinetyczna wiatru wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej w turbinach wiatrowych. W celu pozyskania energii z wiatru wykorzystuje się elektrownie wiatrowe, które składają się z urządzeń produkujących energię elektryczną, wykorzystujących do tego turbiny wiatrowe. Na obszarach wiejskich lokalizowane są najczęściej duże farmy wiatrowe. Z reguły nie są własnością rolników; w przypadku tych przedsięwzięć rolnik najczęściej wydzierżawia tylko ziemię pod turbiny wiatrowe. Należy zwrócić uwagę, że dochód z wydzierżawienia terenu pod turbinę wiatrową może być znacznie większy, niż rolnik osiągnąłby z produkcji roślinnej na tym terenie. Natomiast bezpośrednie zastosowanie w gospodarstwach rolnych mogą znaleźć mniejsze turbiny, zwane małymi elektrowniami wiatrowymi. W rolnictwie zwyczajowo wykorzystuje się turbiny o mocy od 5 do 20 kW. Małe elektrownie wiatrowe (MEW) mogą być podłączone do sieci energetycznej, wtedy energia z turbiny sprzedawana jest operatorowi sieci dystrybucyjnej i stanowi dodatkowe źródło dochodu. MEW może działać także na wydzielonej sieci wewnętrznej, w której energia magazynowana jest w akumulatorach lub w zasobniku ciepłej wody użytkowej. Szczególnie więc interesujące dla rolników stać się mogą przydomowe wiatraki, które mogłyby współpracować z innymi urządzeniami (nie tylko fotowoltaiką) na zasadzie rozwiązań hybrydowych, jako urządzenia wspomagające, np. z pompami ciepła. Energetyka wiatrowa rozwijać się może w ramach lądowej energetyki wiatrowej:

  • wielkoskalowej - realizowana przez wyspecjalizowane podmioty energetyczne
  • średnioskalowej i małej - możliwa do realizacji przez rolników, szczególnie mało skalowa

Energia wodna

Energia wodna należy do najstarszych zasobów energetycznych, z sukcesem od tysiącleci wykorzystywanych przez człowieka i z wielu powodów pozostaje konkurencyjna w stosunku do innych źródeł energii. Przesądzają o tym m.in.:

  • stosunkowo niewielkie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne (jedno z najtańszych źródeł energii), 
  • możliwość długoterminowego planowania wielkości wytwarzanej energii i zapewnienie stabilności jej dostaw,
  • przy podjęciu odpowiednich środków ostrożności minimalny wpływ na środowisko naturalne,
  • możliwości sterowania obciążeniem sieci,
  • możliwości magazynowania energii i maksymalizacja produkcji w godzinach największego zapotrzebowania na nią,
  • łatwość dostosowania się do lokalnego zapotrzebowania na energię,
  • długi okres eksploatacji instalacji

O ile olbrzymie elektrownie wodne wzbudzają wiele kontrowersji (zwłaszcza środowiskowych) to małe elektrownie wodne MEW mogą być rozbudowywane zarówno w sposób zrównoważony ekologicznie, jak i społecznie korzystny. Na Świecie nie wypracowano dotychczas jednolitej definicji i charakterystyki MEW. W zależności od państwa, do grupy MEW zalicza się elektrownie o mocach zainstalowanych do około 1,5 MW, a nawet do 25 MW. W Polsce przyjmuje się za MEW instalacje do 5 MW.

Energia pochodząca z biomasy/biogazu

Biogaz

Biogazownie rolnicze są specjalnymi instalacjami produkującymi w procesie beztlenowej fermentacji palną mieszaninę gazową, zwaną biogazem. Składa się ona w z metanu, dwutlenku węgla i śladowych ilości związków, takich jak siarkowodór czy azot. Biogaz może być wykorzystywany do spalania w tzw. agregatach kogeneracyjnych, które pozwalają na jednoczesne otrzymywanie energii elektrycznej i ciepła użytkowego. Wytworzony nośnik energii w postaci ciepła jest częściowo zużywany na własne potrzeby gospodarstwa, jednak może być także sprzedawany, po konkurencyjnej cenie właścicielom sąsiadujących z biogazownią budynków lub firm. Zgodnie z ustawą z dnia 19 sierpnia 2011 r. o zmianie ustawy - Prawo energetyczne: biogaz rolniczy to paliwo gazowe otrzymywane w procesie fermentacji metanowej surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych lub pozostałości z przetwórstwa produktów pochodzenia rolniczego lub biomasy leśnej z wyłączeniem gazu pozyskiwanego z surowców pochodzących z oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów
 

Biomasa

Biomasa wykorzystywana jest do celów energetycznych od tysięcy lat i ma istotny wpływ zarówno na system energetyczny, jak również rolnictwo, środowisko naturalne czy inne dziedziny życia społeczno-gospodarczego. Według definicji Unii Europejskiej biomasa to „.. podatne na rozkład biologiczny frakcje produktów, odpady i pozostałości przemysłu rolnego (łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i związanych z nim gałęzi gospodarki, jak również podatne na rozkład biologiczny frakcje odpadów przemysłowych i miejskich”. Biomasa zatem to głównie pozostałości i odpady. Niektóre natomiast jej formy są celem, a nie efektem ubocznym produkcji. Do celów energetycznych powinny być wykorzystywane w pierwszej kolejności odpady z rolnictwa, przemysłu rolno-spożywczego. We wszystkich obszarach wiejskich istnieją ponadto nieużytki, obszary terenu, które mogą być wykorzystywane do produkcji biomasy na potrzeby energetyczne. Biomasa może być stosowana bezpośrednio do celów energetycznych poprzez jej spalenie lub przez spalanie po poprzednim jej przetworzeniu. Najbardziej popularnym sposobem wykorzystania biomasy jest spalanie bezpośrednie. Możliwości energetycznego wykorzystania biomasy, w zależności od metody konwersji przedstawiono w poniższej tabeli. 

Mecenas projektu