OZE - co to takiego? Rola odnawialnych źródeł energii we współczesnym świecie

OZE - co to?

OZE to skrót od określenia: odnawialne źródła energii. Odnosi się ono do zasobów, które w sposób naturalny odnawiają się w krótkim czasie i są praktycznie niewyczerpalne. OZE (w przeciwieństwie do paliw kopalnych, takich jak węgiel, gaz czy ropa naftowe) nie emitują szkodliwych substancji do atmosfery, a ich eksploatacja jest zgodna z założeniami zrównoważonego rozwoju. 

Do głównych odnawialnych źródeł energii zaliczamy:

• energię solarną (panele fotowoltaiczne, kolektory słoneczne);
• energię wiatrową (turbiny wiatrowe);
• energię wodną (np. turbiny wodne lub młyny wodne w rzekach czy zaporach);
• biomasę (materiały organiczne, takie jak drewno, odpady roślinne czy biogaz, które wytwarzają energię pod wpływem spalania);
• energię geotermalną (przetwarzającą ciepło zgromadzone pod powierzchnią ziemi do ogrzewania budynków i produkcji energii, pozyskiwaną np. za pomocą sond geotermalnych).

W 2023 r. odnawialne źródła energii stanowiły ponad 40% produkcji energii elektrycznej w Unii Europejskiej, co uświadamia ich rosnącą rolę w globalnym miksie energetycznym. W tym kontekście niezwykle istotna okazuje się także polityka dekarbonizacyjna objawiająca się m.in. za sprawą uchwał antysmogowych czy tzw. Zielonego Ładu, zgodnie z którymi paliwa kopalne i emisyjne, takie jak węgiel, gaz czy olej opałowy, mają być sukcesywnie wycofywane z europejskiego rynku.

Jakie odnawialne źródła energii sprawdzą się w domu jednorodzinnym?

W kontekście budownictwa mieszkalnego OZE wykorzystywane są głównie za sprawą instalacji fotowoltaicznych, pomp ciepła oraz kotłów spalających biomasę (np. kotły na pelet).

Energia ze słońca: fotowoltaika i solarne systemy grzewcze

Energia słoneczna jest jednym z najbardziej dostępnych odnawialnych źródeł energii, szczególnie w kontekście domów jednorodzinnych. Najczęściej wykorzystywana jest do produkcji energii elektrycznej za pomocą paneli fotowoltaicznych oraz do podgrzewania wody użytkowej za pomocą kolektorów słonecznych. Instalacja modułów fotowoltaicznych to sposób nie tylko na oszczędności, ale i na uniezależnienie się od zewnętrznych dostawców energii oraz dyktowanych przez nich cen energii elektrycznej, a także zrównoważone, odpowiedzialne podejście do ochrony środowiska poprzez aktywny wkład w ochronę klimatu i redukcję śladu węglowego.

Jak wspomnieliśmy, fotowoltaika w domach jednorodzinnych może być wykorzystana na dwa sposoby:

• panele fotowoltaiczne przekształcają energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Przeciętny system fotowoltaiczny dla domu jednorodzinnego w Polsce o mocy 5 kW generuje od 4 500 do 5 000 kWh energii elektrycznej rocznie, co pokrywa zapotrzebowanie typowego gospodarstwa domowego; 

• kolektory słoneczne służą do podgrzewania wody użytkowej (c.w.u.). Zainstalowanie takiego systemu może pokrywać nawet do 60% rocznego zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową, szczególnie w miesiącach letnich.

Energia z otoczenia: powietrzne pompy ciepła

Pompy ciepła to technologia, która z roku na rok zyskuje na popularności wśród właścicieli domów jednorodzinnych i w której upatruje się przyszłości globalnego sektora energetyki. Sprawność tych urządzeń w kontekście ogrzewania budynków i generowania ciepłej wody użytkowej szacuje się średnio na poziomie od 300 do nawet 450%, co czyni je bezkonkurencyjnymi w zestawienia z kotłami na gaz, pelet czy olej opałowy. Najpopularniejszymi systemami instalowanymi w budownictwie jednorodzinnym są pompy ciepła typu powietrze/woda.

Sprawdź też: Jak działa powietrzna pompa ciepła

Popularność urządzeń tego typu wynika głównie z korzystnego stosunku efektywności energetycznej (COP/SCOP 3-4) do kosztów, elastyczności i łatwości wykonania instalacji. Średni koszt zakupu i montażu pompy powietrznej to 25 000-40 000 zł. Sporą część tych kosztów można zredukować, korzystając z rządowych lub lokalnych programów wsparcia, takich jak „Czyste Powietrze” czy „Moje Ciepło”. W ramach inwestycji otrzymujemy zeroemisyjne, ekologiczne i zautomatyzowane urządzenie, które generuje kilkakrotnie więcej energii, niż samo pobiera, a integrując system z instalacją fotowoltaiczną, możemy całkowicie uniezależnić się od zewnętrznych dostawców prądu.

Energia geotermalna: gruntowe pompy ciepła

Energia geotermalna jest pozyskiwana z ciepła znajdującego się pod powierzchnią ziemi. W kontekście domów jednorodzinnych najczęściej stosowanym rozwiązaniem są gruntowe pompy ciepła, które wykorzystują energię geotermalną do ogrzewania i chłodzenia budynków. W porównaniu z wariantem powietrznym te urządzenia charakteryzują się wyższą efektywnością (COP/SCOP powyżej 5) nawet w niskich temperaturach zewnętrznych i mogą zredukować koszty ogrzewania o nawet 60-70% w porównaniu do tradycyjnych źródeł ciepła, takich jak kotły gazowe.

Sprawdź też: Jak działa pompa solanka/woda

Do działania pompy gruntowej niezbędne jest zainstalowanie pionowych lub poziomych wymienników ciepła, czyli sond lub kolektorów geotermalnych zdolnych absorbować energię cieplną. Jest ona transportowana za pomocą zamkniętego obiegu, w którym krąży czynnik chłodniczy. Ze względu na potrzebę instalacji wymienników i wykonanie prac ziemnych, koszt zakupu i montażu pomp gruntowych jest zdecydowanie wyższy, niż pomp powietrznych. Zwraca się jednak w postaci większych oszczędności oraz wyższej efektywności niezależnej od zewnętrznych temperatur.

Biomasa - kotły na pelet i biogaz

W domach jednorodzinnych najczęściej stosowane są kotły na pelet, czyli sprasowane odpady drzewne, a także biogaz pozyskiwany z fermentacji odpadów roślinnych i zwierzęcych. Kotły na biomasę są szczególnie popularne w Polsce ze względu na dostępność surowców oraz ich relatywnie niskie koszty eksploatacyjne. Np. pelet charakteryzuje się wysoką wartością opałową (ok. 4,8-5 kWh/kg) oraz niską emisją CO₂, co czyni go bardziej ekologiczną alternatywą dla węgla czy oleju opałowego.

Koszt zakupu i instalacji kotła na pelet waha się od 20 000 do 35 000 zł, jednak inwestycja ta szybko się zwraca dzięki niższym kosztom paliwa oraz dostępności dotacji, np. w ramach programu „Czyste Powietrze”. Średnie roczne koszty ogrzewania domu o powierzchni 160 m² kotłem na pelet wynoszą 5 500–6 000 zł, co sprawia, że biomasa staje się jednym z najtańszych źródeł ogrzewania przy zachowaniu ekologicznych standardów.

Energia wiatrowa

Energia wiatrowa jest mniej popularnym rozwiązaniem w domach jednorodzinnych, głównie ze względu na konieczność posiadania odpowiednich warunków terenowych i klimatycznych. Rozwiązanie to sprawdza się głównie na terenach wiejskich czy w pobliżu dużych otwartych przestrzeni. W Polsce małe turbiny o mocy 5-10 kW mogą generować od 5 000 do 10 000 kWh energii elektrycznej rocznie, co w znacznym stopniu zmniejsza zapotrzebowanie na energię z sieci. Warto jednak pamiętać, że efektywność turbin jest uzależniona od warunków wiatrowych, dlatego kluczowym czynnikiem jest lokalizacja.

Przyszłość OZE w Polsce i na świecie

Na przestrzeni ostatnich lat udział odnawialnych źródeł energii w globalnym miksie energetycznym znacząco wzrósł. Według prognoz do 2050 r. OZE mogą stanowić nawet 85-90% globalnej produkcji energii. W Polsce zgodnie z planem krajowym udział OZE ma stopniowo wzrastać, a polityka dekarbonizacji skłania do rezygnacji z paliw kopalnych na rzecz czystszych źródeł energii. Jeśli interesuje Cię inwestycja w któreś z nich, koniecznie zapoznaj się z ofertą Viessmann.