Energetická bilance. Doc. Ing. Milan Jäger, CSc.

Transkript

1 Energetická bilance Doc. Ing. Milan Jäger, CSc.

2 Energetická bilance Sestavuje se v pravidelných intervalech Kontrola chodu energetických zařízení případně celého energetického hospodářství (podniků, odvětví, ) Zvláštní důležitost - územní energetické bilance Z rozboru bilance lze zjistit: Příčiny energetických ztrát Stav příp. změnu stavu zařízení Míru plnění stanovených ukazatelů (účinností, norem spotřeby, )

3 Územní energetická bilance 1) Výsledná za uplynulé období 2) Výhledová pro budoucí časový horizont Cíl výsledné bilance: Zjistit stav dosavadního vývoje energetického hospodářství země Upozornit na nedostatky v hospodaření s energií Zajistit podklady pro výhledovou bilanci

4 Územní energetická bilance Cíl výhledové bilance: Zajistit potřebné množství energie v požadované struktuře Zajistit růst technické a ekonomické úrovně energetického hospodářství

5 Základní forma územní energetické bilance Výchozí schéma: W dod = W už + W ztr W dod množství dodané energie W ztr ztracená energie (teplo o různém teplotním potenciálu) W už množství užitečně spotřebované energie neboli konečná spotřeba energie W ks

6

7 Odvozené syntetické (agregované, globální) ukazatele z územní energetické bilance 1. Celková účinnost využívání dodané energie, resp. Účinnost hospodaření s energií 2. Energetická vybavenost na obyvatele kde: CPO celkový počet obyvatel daného území

8 3. Energetická náročnost tvorby HDP kde HDP reálný / nominální Energetickou náročnost HDP lze vyjádřit: W ob energetická vybavenost na obyvatele V ek výkonnost ekonomiky na obyvatele

9 Porovnáním základních ukazatelů s ukazateli ostatních zemí nebo ukazateli téhož území za uplynulé období, lze usuzovat o: stavu a tendencích vývoje energetického hospodářství ekonomické úrovni Za srovnatelných podmínek charakterizuje zvyšování ekonomické úrovně země: růst hodnot η a w ob poklesem hodnot w HDP

10 Strana zdrojů územní energetické bilance Zdroje dodané energie W dod 1) Domácí přírodní energetické zdroje 2) Saldo dovozu a vývozu 3) Saldo čerpání a doplnění zásob Ad 1) Z domácích přírodních energetických zdrojů: - neobnovitelných - z ložisek tuhých, kapalných a plynných paliv - z ložisek uranové rudy - obnovitelných (OZE) energie vodní, větrná

11 - množství energie tuhých, kapalných a plynných paliv součin vytěženého paliva a jeho průměrné výhřevnosti - energie z uranové rudy množství tepla v syté páře vyrobené v jaderném reaktoru - energie z OZE množství vyrobené elektřiny resp. tepla - prvotní elektřina - z OZE např. vodní elektrárny - prvotní teplo z jaderných reaktoru a z OZE

12 Ad 2) saldo dovozu a vývozu všech druhů paliv a elektřiny (v případě ČR ropa, zemní plyn, antracit dovoz elektrická energie vývoz) Ad 3) saldo čerpání a doplnění zásob z minulého období (u dodavatelů i spotřebitelů)

13 Strana spotřeby územní energetické bilance - otázka místa měření 1) Na výstupu ze spotřebičů finální práce nebo užitný efekt 2) Před vstupem do spotřebičů Ad 1) umožňuje kontrolovat ztráty ve spotřebičích možnost porovnání s nejmodernějšími technologiemi Ad 2) - mnohem snažší,, zakrývá skutečný stav v hospodaření s energií - růst podílu ušlechtilých forem energie zapříčíní pokles celkové účinnosti územní energetické bilance

14 Účinnost územní energetické bilance dosahuje cca 60 64% neuvažujeme li ztráty ve spotřebičích cca % uvažujeme li ztráty Ad 1) statistické údaje se získávají výpočtem, ne na základě měření spotřeby proto nelze prakticky použít

15 Územní energetická bilance vyjadřuje se v Joulech a jejich násobcích Jedrnotlivé druhy paliv se přepočítávají dle průměrné výhřevnosti Elektřina se přepočítává dle fyzikálního ekvivalentu (strana zdrojů i spotřeb, 1 kwh = kj) Účinnosti forem energie se zjišťují z údajů dílčích bilancí spotřebičů

16 Struktura územní energetické bilance členění struktury dle účelu analýzy nejhrubší členění zdrojové strany dle forem energie - uhlí - ropa - zemní plyn - vodní energie - ostatní obnovitelné zdroje energie - jaderná energie podobně členění spotřební strany např. dle národohospodářských odvětví: -průmysl - stavebnictví - doprava -zemědělství - terciální sféra (obchod, služby, aj.) - domácnosti

17 Struktura územní energetické bilance Struktura energetických ztrát W ztr nezbytné znát pro určení efektivnosti užití energie Příklad členění energetických ztrát, včetně jejich podílů na celkových ztrátách světové energetické bilance, účinnost energetické bilance ŋ =35 %, ve W ztr jsou zahrnuty ztráty ve spotřebičích. Ztráty v rafinériích ropy v koksárnách a plynárnách v elektrárnách a teplárnách zušlechťování a přeměny celkem v dopravě (především elektřiny) ve spotřebičích 74,5 Jiné 4,6 Celkem [%] 4,1 2,8 12,1 19,0 0,6 100,0 1) Použití paliv pro neenergetické účely, vojenské účely a jako přírůstek zásob

18 souhrnná celostátní Energetická bilance dílčí bilance vybraných forem enegie,, postihují zejména procesy zušlechťování a přeměn domácích fosilních paliv počet forem energie získaných z těchto procesů je vždy větší než počet vstupujících forem energie (v případě české energetické bilance je kromě elektřiny a tepla získáváno cca 17 dalších druhů paliv) kromě globálních energetických a ekonomických údajů je třeba evidovat i pomocné údaje ke stanovení ukazatelů územní energetické bilance pro rozbor hospodaření s energií ukazatelé měrných spotřeb energie výrobků, produkce výrobních oborů i odvětví, dopravního výkonu, domácností aj.

19 Analýza ukazatele energetické náročnosti tvorby HDP Množství dodané energie danému území W dod závisí na: Technicko-ekonomických ekonomických parametrech technologií Struktuře vyrobených statků a poskytnutých služeb především podíl průmyslu na tvorbě HDP Používaném dopravním systému individuální versus hromadná doprava Zvycích a chování spotřebitelů energie Energetická náročnost tvorby HDP se mění -v čase - v prostoru

20 Porovnání energetické náročnosti v čase Pro průmyslově vyspělé země jsou charakteristické 2 vývojové fáze: 1) Fáze soustavného růstu - cca od r až do určité max. hodnoty (např. v Anglii v r. 1880, v Japonsku v r. 1970) Industrializace => růst podílu průmyslu na tvorbě HDP. 2) Fáze poklesu po roce dosažení maxima Faktory ovlivňující pokles: Výrazné zvyšování účinnosti technologií Využívání ušlechtilejších forem energie Postupné strukturální změny ve prospěch terciální sféry (aktivity s vysokou přidanou hodnotou a nízkou energetickou náro (aktivity s vysokou přidanou hodnotou a nízkou energetickou náročností) Např. energetická náročnosti HDP v USA poklesla v letech o 34%.

21 V letech stagnace energetické náročnosti HDP, nízké ceny energie,, dochází ke zpomalení pokroku ve zvyšování účinností energetických technologií k růstu podílu zušlechťěné zušlechťěné energie (zvláště elektřiny)na konečné spotřebě eenrgie,, tím ke zvětšení rozsahu přeměn energie a růstu energetických ztrát W ztr Po roce 1973 klesající tendence energetické náročnosti HDP, citelné zvýšení cen ropy vedlo : k investicím do účinnějích energetických technologií k efektivnějšímu využívání energie

22 Porovnání energetické náročnosti mezi státy Vyspělé země: energetická náročnost HDP trvale klesá Ukazatele energetické vybavenosti na obyvatele w ob ekonomické výkonnosti na obyvytele v ob rostou Aby platil výše uvedený vztah pro výpočet w HDP, pak!!! v ob musí růst vyšším tempem než w ob!!! ob a

23 Faktory způsobující prostorovou rozdílnost energetické náročnosti HDP 1) Geografické rozložení země, klimatické podmínky, velikost území 2) Struktura průmyslové výroby (podíl těžkého průmyslu na tvorbě HDP) 3) Rozhodování o výběru technologií - oblast konečné spotřeby kombinace základních výrobních faktorů (kapitál, práce, suroviny a energie) zabezpečí minimální náklady výroby nebo poskytnuté služby. Možnost substituce mezi faktory, jejich ceny, cena energie - strategická.

24 4) Sociální zvyky a postoje zejména sektor domácností, kde využívání jednotlivých forem energie závisí na: relaci cen energie k úrovni mezd na životní stylu 5) Míra energetické nezávislosti podíl vlastních přírodních zdrojů energie na W dod. Čím větší energetická nezávislost, tím větší tendence k vyšší energetické náročnosti HDP ( např. Francie, Itálie, Japonsko versus Kanada, USA a Anglie)