Z dr inż. Dorotą Chwieduk, przewodniczącą Polskiego Towarzystwa Energii Słonecznej, rozmawia Urszula Wojciechowska


Żar płynie z nieba, ale aby dobrze się umyć potrzebujemy ciepłej wody. Czy nie przychodzi Pani na myśl ile marnujemy na to paliwa zamiast wykorzystać w tym celu płynącą z nieba energię?
Rzeczywiście, pogoda, jaką teraz mamy, jest najlepszym promotorem energetyki słonecznej. Technologie słonecznych instalacji grzewczych, wśród ludzi „energetyki odnawialnej”, są uważane za technologie dojrzałe, powszechne na światowych rynkach energetyki i to już co najmniej od 30 lat. Ich opłacalność i konkurencyjność w stosunku do innych technologii grzewczych jest bardzo zróżnicowana na rynkach energetycznych w Europie. Im lepsze warunki nasłonecznienia, tym prostszy, a w konsekwencji tańszy, jest system słoneczny. Dlatego też do zastosowań sezonowych (letnich), wystarczające są najprostsze rozwiązania, w postaci kolektorów słonecznych bez osłon, z tzw. absorpcyjnych mat pochłaniających (powszechnie stosowanych w USA, Kanadzie, Australii i Nowej Zelandii do basenów kąpielowych). U nas te rozwiązania są praktycznie nieznane.
W warunkach krajowych można przyjąć, że w skali roku otrzymuje się co najmniej 400 kWh energii cieplnej rocznie z 1 m2 płaskich kolektorów słonecznych. W domu jednorodzinnym dla 4-osobowej rodziny (zaleca się stosowanie 1,5 m2 na jedną osobę) z 6 m2 kolektorów słonecznych otrzymuje się minimum 2400 kWh energii cieplnej rocznie. Stanowi to z reguły co najmniej 40% energii wymaganej do podgrzewania ciepłej wody użytkowej w skali całego roku. Można przeliczyć tę energię finalną na energię pierwotną, w zależności od paliwa i systemu, który stosujemy, a otrzymamy nie tylko wartość redukcji zużycia paliwa pierwotnego, ale i emisji gazów szklarniowych i pyłów. Osiągnięte zostaną również zyski ekonomiczne, w postaci zmniejszonych opłat za zużycie energii do podgrzewania wody użytkowej.
Należy zwrócić uwagę, na fakt, że najbardziej energochłonne, w odniesieniu do paliwa pierwotnego, jest wykorzystywanie energii elektrycznej do celów grzewczych. Większość domów letniskowych, dość popularnych w naszym kraju, do podgrzewania wody użytkowej wykorzystuje podgrzewacze elektryczne. Energia elektryczna, zasilająca te podgrzewacze, pochodzi z tradycyjnej elektrowni węglowej. Na podstawie bardzo uproszczonych obliczeń można stwierdzić, że wytworzenie 1 kWh energii elektrycznej wykorzystywanej w podgrzewaczu ciepłej wody wymaga zużycia powyżej 3,3 kWh energii pierwotnej. Tymczasem do podgrzewania wody użytkowej wystarczy nam energii promieniowania słonecznego, do czego nie trzeba przekonywać nawet największych sceptyków możliwości wykorzystania energii słonecznej do celów użytkowych w naszych warunkach klimatycznych. Wszyscy od kilku tygodni wyraźnie czujemy, że energii promieniowania słonecznego mamy aż za nadto.
Nadmiar energii promieniowania słonecznego z okresu największej dostępności promieniowania słonecznego (tj. lata) należy zmagazynować, aby wykorzystać w okresie najmniejszej dostępności (tj. zimy). Najbardziej powszechne jest sezonowe magazynowanie energii słonecznej w gruncie.

Dlaczego nie korzystamy z tej darmowej energii na większą niż dotychczas skalę?
Nie korzystamy z energii słonecznej na większą skalę, bo jest ona jeszcze mało znana w naszym kraju, i choć eksploatacja instalacji słonecznych wymaga nieznacznych kosztów (napęd pomp cyrkulacyjnych), to nakłady inwestycyjne są nadal względnie wysokie.
Niestety dla większości ludzi najistotniejsze są zyski krótkoterminowe – rok, maksimum dwa lata. Tymczasem w warunkach krajowych, w zależności od tego jakiej firmy (producenta) zakupimy instalację słoneczną do podgrzewania wody użytkowej i jakie są nasze wymagania użytkowe, możemy oczekiwać zwrotu nakładów inwestycyjnych od ponad pięciu do kilkunastu lat. Dla wielu osób jest to za długi okres oczekiwania. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że po okresie zwrotu nakładów inwestycyjnych, koszty eksploatacyjne systemu słonecznego są nadal znacznie niższe od instalacji tradycyjnych, a standardowy rachunek ekonomiczny tego nie uwzględnia.
Ważnym czynnikiem, powodującym ograniczenia rozwoju energetyki słonecznej, są krajowe unormowania prawne, które praktycznie nie wspierają jej wykorzystania. Między innymi zostało to spowodowane brakiem ustawy określającej politykę państwa w zakresie racjonalnego użytkowania energii, źródeł skojarzonych i odnawialnych, a przede wszystkim zaś słabością merytoryczną „Strategii rozwoju energetyki odnawialnej”, w szczególności całkowitym dyskredytowaniem energetyki słonecznej. Do tej pory, w obowiązujących aktach prawnych, nie dokonano kategoryzacji odnawialnych źródeł energii, ani nie wprowadzono preferencji dla małych rozproszonych systemów OZE (do których należą instalacje słoneczne) – z reguły mniej konkurencyjnych ekonomicznie, ale lepszych ze względów ekologicznych – niezależności energetycznej i rozwoju regionalnego.
W dokumentach o charakterze strategicznym i wykonawczym nie dokonano do tej pory podziału na dwie specyficzne formy systemów energetyki odnawialnej: systemy dołączone/włączone do krajowej lub regionalnej sieci energetycznej oraz systemy autonomiczne, działające samoistnie i zaspakajające własne potrzeby energetyczne, w zakresie produkcji ciepła i elektryczności, odbiorców indywidualnych.
Należy jednak zaznaczyć, że jedną z istotnych przesłanek wynikającą z zapisów obowiązującego prawa energetycznego jest rola władz lokalnych w prowadzeniu aktywnej realizacji polityki energetycznej państwa na własnym terenie. Oznacza to, że istotne decyzje inwestycyjne o charakterze proekologicznym, w tym wykorzystania energii słonecznej i innych OZE, powinny zapadać w powiatach i gminach. Realizacja polityki energetycznej w zakresie rozwoju energetyki odnawialnej, w tym słonecznej i zależy więc od świadomości energetycznej w zakresie nowych technologii OZE i stanowiska władz powiatowych i gminnych, od ich aktywnego włączenia się do procesu kształtowania i realizacji tej polityki na własnym terenie.
Należy zwrócić uwagę na jeszcze jeden fakt. Do tej pory nie opracowano rządowego programu dotyczącego odnawialnych źródeł energii dla budownictwa, co powinno nastąpić zgodnie z zapisami w dyrektywie dotyczącej charakterystyki energetycznej budynków 2002/91/EC. Tworzona obecnie ustawa o systemie oceny energetycznej budynków oraz kontroli niektórych urządzeń w zakresie efektywności energetycznej (dwie konkurencyjne wersje) dotyczy przede wszystkim tego, kto ma sporządzać świadectwa energetyczne budynków. Zastosowania energetyki odnawialnej, w tym aktywnych oraz pasywnych systemów słonecznych, służące zmniejszaniu energochłonności budownictwa, są pominięte. Nie ma też gwarancji, że pojawią się w sposób wyraźny w dokumentach wykonawczych. Chociaż podstawą do tworzenia dyrektywy odnośnie charakterystyki energetycznej budynków, było wzmocnienie roli wykorzystania energii odnawialnych w budownictwie, w tym przede wszystkim energii słonecznej, krajowe unormowania mogą tę rolę zminimalizować, lub nawet pominąć.

Jaka jest wg Pani recepta na zwiększenie zainteresowania tak przyjaznym dla człowieka źródłem energii?
Podstawową receptą jest: nauczmy się obserwacji naszego środowisko, starajmy się akceptować prawa natury i korzystać z tego, co daje nam środowisko. Nie możemy przeoczyć zysków, jakie daje nam energia promieniowania słonecznego. Nie możemy odgradzać się od nich, budując szczelnie zamknięte budynki, nieczułe na oddziaływanie środowiska zewnętrznego, budynki, w których inteligentne systemy zarządzania energią nie pozwalają nam na zmianę zaprogramowanego komfortu wewnętrznego (który wcale nie musi być przez nas odczuwalny jako przyjazny, a utrzymanie którego jest bardzo energochłonne).
Energia promieniowania słonecznego powinna być wykorzystywana do celów użytkowych, na co pozwalają nam nowoczesne technologie. Powinniśmy się także zabezpieczyć przed jej nadmiarem latem, przede wszystkim w budynkach, w których spędzamy większą część naszego życia. Czy chcemy czy nie, każdy budynek jest wystawiony na oddziaływanie energii promieniowania słonecznego, korzystajmy z tego, gdy jest to nam potrzebne i zapewnijmy sobie ochronę przed nadmiernym przegrzewaniem odpowiednią koncepcją architektoniczno-budowlaną budynku.

W sąsiadujących krajach instalacje słoneczne widać na wielu dachach, a u nas to wciąż rzadki obrazek. Dlaczego tak jest?
W innych krajach europejskich instalacje słoneczne są rzeczywiście bardziej widoczne niż u nas. Wynika to ze zbyt słabej polityki wsparcia energetyki słonecznej i małej wiedzy polskiego społeczeństwa na temat systemów słonecznych. Ten drugi czynnik jest oczywiście ściśle związany z pierwszym. W najnowszym raporcie IEA – Międzynarodowej Agencji Energetyki z 2005 r. szacuje się, że w 2003 r. całkowita moc zainstalowana we wszystkich kolektorach słonecznych na świecie (dotyczy to co prawda tylko 35 państw, ale stanowią one koło 85-90% światowego rynku cieplnej energii słonecznej) wynosiła 87,6 GWth, co odpowiadało około 132 mln m2 kolektorów słonecznych. Największy udział, ok. 75%, mają kolektory płaskie i próżniowe rurowe, stosowane zarówno do ogrzewania wody, jak i pomieszczeń, a prawie 25% kolektory bez pokryć, tzw. absorbery basenowe. Niewielką część stanowią kolektory powietrzne do celów suszarniczych i ogrzewania pomieszczeń.
Wykorzystanie słonecznych systemów grzewczych różni się w poszczególnych regionach świata, w zależności od ich sytuacji gospodarczej i polityki wsparcia. W Ameryce Północnej, tj. w USA i Kanadzie, dominują absorbery basenowe, natomiast w Chinach, Europie i Japonii stosuje się przede wszystkim kolektory płaskie i próżniowe do podgrzewania wody użytkowej i ogrzewania pomieszczeń. Nasycenie rynku kolektorami słonecznymi i ich szerokie stosowanie w wymienionych państwach jest z jednej strony wynikiem odpowiednich warunków klimatycznych, a z drugiej proekologicznej polityki energetycznej państw, takich jak np. Austria Niemcy i Dania. W przypadku Polski trudno jest dokładnie stwierdzić, jaka jest powierzchnia zainstalowanych kolektorów słonecznych, brak jest bowiem oficjalnych danych. Można jedynie szacować, na podstawie informacji uzyskiwanych od producentów i instalatorów, że całkowita powierzchnia kolektorów płaskich i próżniowych przekroczyła w zeszłym roku 50 tys. m2.
Rynek energetyki słonecznej, w tym instalacji z kolektorami słonecznymi, jest już tak powszechny, że sam swoim rozwojem uzasadnia celowość stosowania tego typu rozwiązań. Konieczność dalszego rozwoju energetyki słonecznej dokumentuje m.in. polityka UE i realizacja działań mających służyć wspieraniu prac naukowo-badawczych i kojarzeniu ich z „głosem” przemysłu. Wiosną 2003 r. Rada Europejska wystąpiła z inicjatywą utworzenia platform technologicznych, które mają stanowić zgrupowanie najważniejszych publicznych i prywatnych instytucji odpowiedzialnych za rozwój technologiczny. Będą one pomostem pomiędzy przedstawicielami społeczności naukowców a przemysłem. Kluczowym zadaniem dla platform jest rozwój wspólnej, dla nauki i przemysłu, długoterminowej wizji rozwoju priorytetowych obszarów techniki. W ostatnim okresie powstała Europejska Platforma Technologiczna Słonecznej Energetyki Cieplnej (ESTTP – European Solar Thermal Technology Platform), która w maju br. opracowała swój dokument programowy „Solar Thermal Vision 2030” („Wizja Rozwoju Słonecznej Energetyki Cieplnej do 2030 r.”). Zgodnie z informacjami zamieszczonymi w tym dokumencie przewiduje się w Europie, począwszy od 2008 r., gwałtowny wzrost liczby małych słonecznych instalacji grzewczych. Szacuje się, że w 2030 r. moc tych instalacji w Europie będzie na poziomie 200 GW, a koszt jednostkowy mocy zainstalowanej spadnie do 400 euro/kWth. Należy mieć nadzieję, że Polska, jako jedno z większych państw europejskich, będzie mieć w tym swój widoczny udział.