ΑΝΑΠΤΥΞΙΑΚΗ ΣΥΜΠΡΑΞΗ ΗΛΙΟΣ. Ενεργειακό Ισοζύγιο

Transcript

1 Σειρά Πληροφοριακού και εκπαιδευτικού υλικού Ενεργειακό Ισοζύγιο Τοπικό σχέδιο για την απασχόληση ανέργων στην κατασκευή και τη συντήρηση έργων Α.Π.Ε. με έμφαση στις δράσεις του προγράμματος και παρεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας Κωδικός ΟΠΣ: ΣΑΕ: Ενάριθμος: ΕΠ ΕΠ DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 1 of 23

2 Σκοπός Ο σκοπός του εγγράφου είναι να αναλύσει την έννοια του ενεργειακού ισοζυγίου και να παρουσιάσει το ενεργειακό ισοζύγιο στην Ελλάδα. Το παρόν συνετάγη στο πλαίσιο του προγράμματος «- Τοπικό σχέδιο για την απασχόληση ανέργων στην κατασκευή και τη συντήρηση έργων Α.Π.Ε. με έμφαση στις δράσεις του προγράμματος και παρεμβάσεων ε-ξοικονόμησης ενέργειας» και αποτελεί παραδοτέο της ακόλουθης δράσης: Δράση Τίτλος Παραδοτέο/προϊόν 4 Ηλεκτρονική δικτύωση, προετοιμασία υπηρεσιών και παραγωγή εκπαιδευτικού και πληροφοριακού υλικού Έντυπο και ηλεκτρονικό αντίγραφο του πληροφοριακού και εκπαιδευτικού υλικού Η σύνταξη του πραγματοποιήθηκε από: Πανεπιστήμιο Πατρών / Πολυτεχνική Σχολή / Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών / Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής & Ταλαντώσεων. Υπεύθυνος Επικοινωνίας/ /τηλέφωνο: Ιάκωβος Καλαϊτζόγλου / jk@mech.upatras.gr / DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 2 of 23

3 Περιεχόμενα 0. Σκοπός Ορισμοί & Συντομογραφίες Ορισμοί Συντομογραφίες Εισαγωγή Υπολογισμός Ενεργειακού Ισοζυγίου... 9 Εθνικά Ενεργειακά Ισοζύγια Παράδειγμα Ενεργειακού Ισοζυγίου ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΦΟΡΑ Πίνακας 1: Πίνακας Ενεργειακών Συντελεστών... 9 Πίνακας 2: Δεδομένα εφαρμογής (1) Πίνακας 3: Δεδομένα εφαρμογής (2) Πίνακας 4: Πίνακας επιμερισμού συμμετοχής καυσίμου (ΕΙΣΡΟΕΣ) Πίνακας 5: Πίνακας Εκροών Πίνακας 6: Συγκεντρωτικός Πίνακας Εισροών / Εκροών / Απωλειών Πίνακας 7: Πίνακας αντιστοίχισης μονάδων ενέργειας Πίνακας 8: Πίνακας αντιστοίχισης μονάδων μάζας Πίνακας 9: Πίνακας αντιστοίχισης μονάδων όγκου Εικόνα 1: Παράδειγμα διαγράμματος Sankey Εικόνα 2: Ρυθμοί μεταβολής καυσίμου στην τελική κατανάλωση ενέργειας (2ο Εθνικό Σχέδιο Δράσης Ενεργειακής Απόδοσης ) Εικόνα 3: Επιμερισμός τελικής κατανάλωσης ενέργειας ανά τύπο καυσίμου (2ο Εθνικό Σχέδιο Δράσης Ενεργειακής Απόδοσης ) Εικόνα 4: Διάγραμμα Sankey Θερμικής Ενέργειας Εικόνα 5: Διάγραμμα Sankey Ηλεκτρικής Ενέργειας DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 3 of 23

4 Εικόνα 6: Συγκεντρωτικό Διάγραμμα Sankey Εικόνα 7: Ενεργειακό ισοζύγιο Ελλάδας και πρόβλεψη μέχρι ο μέρος Εικόνα 8: Ενεργειακό ισοζύγιο Ελλάδας και πρόβλεψη μέχρι ο μέρος DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 4 of 23

5 Ορισμοί & Συντομογραφίες 1.1. Ορισμοί Βαθμός απόδοσης Ο βαθμός απόδοσης ισούται με το πηλίκο της τελικής μορφής ενέργειας προς την προσδιδόμενη μορφή ενέργειας. Ξηρός Λιγνίτης Ο ξηρός λιγνίτης αποτελεί προϊόν κατεργασίας του φυσικού λιγνίτη. Ο φυσικός λιγνίτης υποβάλλεται σε διαδικασίες άλεσης και ξήρανσης, με αποτέλεσμα να παρουσιάζει αναβαθμισμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά, με υψηλή θερμογόνο ικανότητα, χαμηλή υγρασία και μεγάλη ευκολία στη διαχείρισή του. Φορέας Ενέργειας Φορέας ενέργειας είναι η ύλη ή άλλες φυσικές μορφές ύπαρξης (ακτινοβολία) από τις οποίες μπορεί να αποδοθεί μέσω μετατροπών και συγκεκριμένα μέσω μετάδοσης ενέργειας η επιθυμητή μορφή τελικής ενέργειας. Τόνος Ισοδύναμου Πετρελαίου (ΤΙΠ) = Ton of Oil Equivalent (TOE) Ο τόνος ισοδύναμου πετρελαίου ισοδυναμεί με την ενέργεια που εκλύεται από την καύση ενός τόνου αργού πετρελαίου. (1 ΤΙΠ = 41,868 GJ) Φυσικό Αέριο (Liquefied Natural Gas - LNG) Το φυσικό αέριο είναι ένα αέριο μίγμα υδρογονανθράκων, το οποίο εξάγεται από υπόγειες κοιλότητες. Βασικό συστατικό του είναι το μεθάνιο. Υγραέριο (Liquefied Petroleum Gas - LPG) Το υγροποιημένο αέριο πετρελαίου αποτελείται από ελαφρά κλάσματα αργού πετρελαίου, τα οποία είναι αέρια όταν βρίσκονται υπό συνήθεις ατμοσφαιρικές συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας. Τα αέρια αυτά κλάσματα υδρογονανθράκων διαχωρίζονται από τα υγρά κλάσματα κατά τη διύλιση που γίνεται στο αργό πετρέλαιο DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 5 of 23

6 Συντομογραφίες ΤΙΠ: ΑΠΕ: Toe: MJ: kcal: kbtu: MWh: tce: gal.: Τόνος Ισοδύναμου Πετρελαίου Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ton of oil equivalent MegaJoule (10 6 Joule) Kilocalories (10 3 calories) Kilo BTU (10 3 BTU) Mega Watt-hours (10 6 Watt-hours) Ton of coal equivalent Gallons 88 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 6 of 23

7 Εισαγωγή Στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζονται Βασικές Αρχές του Ενεργειακού Ισοζυγίου. Σύμφωνα με τον 1 ο Νόμο της Θερμοδυναμικής, η ενέργεια διατηρείται, μέσω διαφόρων μεταβολών που δύναται να υπάρξουν κατά την αλληλεπίδραση σωμάτων, ωστόσο η ενέργεια δεν δύναται να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί. Απλώς μεταβάλλεται από μία μορφή σε μία άλλη. Η βασική δομή που αναφέρεται για όλα τα ισοζύγια περιλαμβάνει βασικές διεργασίες, οι οποίες είναι η αποθήκευση ενέργειας, η μετατροπή ενέργειας από μία μορφή σε μία άλλη και η μεταφορά ενέργειας. Με βάση τα παραπάνω, η γενική μορφή ενός ισοζυγίου ενέργειας είναι: Αποθήκευση = Μετατροπή + Μεταφορά Αναφορικά με την ενέργεια, αυτή διακρίνεται στις ακόλουθες κατηγορίες: Πρωτογενής Ενέργεια Η πρωτογενής ενέργεια είναι το ενεργειακό περιεχόμενο των φορέων ενέργειας, το οποίο ακόμα δεν έχει υποστεί καμία μετατροπή ή μεταποίηση. Επί παραδείγματι αναφέρεται το ενεργειακό περιεχόμενο του πετρελαίου και του φυσικού αερίου. Δευτερογενής Ενέργεια Η δευτερογενής ενέργεια είναι το ενεργειακό περιεχόμενο των φορέων ενέργειας, το οποίο προκύπτει από την μετατροπή μορφών πρωτογενούς ενέργειας. Επί παραδείγματι, αναφέρεται το ενεργειακό περιεχόμενο του καυσίμου πετρελαίου μετά την μετατροπή του από αργό πετρέλαιο σε ένα διυλιστήριο. Τελική Μορφή Ενέργειας Η τελική μορφή ενέργειας είναι το ενεργειακό περιεχόμενο το οποίο αναφέρεται στην ενέργεια που χρησιμοποιείται από τον τελικό χρήστη, μειωμένο κατά τις απώλειες από τις διάφορες χρήσεις και μετατροπές ενέργειας. Επί παραδείγματι, αναφέρεται το ενεργειακό περιεχόμενο του πετρελαίου θέρμανσης, το οποίο βρίσκεται ήδη στη δεξαμενή της οικίας του καταναλωτή και η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι δεν αποτελεί τελική μορφή ενέργειας το ενεργειακό περιεχόμενο του άνθρακα, το οποίο καταναλώνεται σε ένα σταθμό παραγωγής ενέργειας. Ωφέλιμη Ενέργεια Ωφέλιμη Ενέργεια είναι η ενέργεια η οποία είναι διαθέσιμη για χρήση μετά τις τελευταίες μετατροπές στα μηχανήματα και στις διεργασίες τελικής χρήσης. Η ωφέλιμη ενέργεια προέρχεται από την τελική μορφή ενέργειας μειωμένη κατά τις απώλειες των τελευταίων μετατροπών Το ολοκληρωµένο ενεργειακό ισοζύγιο εξυπηρετεί τον έλεγχο ολόκληρων συστηµάτων ή ολόκληρων τµηµάτων εγκαταστάσεων, σύµφωνα µε την αρχή διατήρησης της µάζας και της ενέργειας. Το ολοκληρωµένα ενεργειακά ισοζύγια µπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες, στα «ολοκληρωµένα ισοζύγια ενέργειας» και στα «ολοκληρωµένα ισοζύγια ροών». Στα «ολοκληρωµένα ισοζύγια ενέργειας» παρατηρεί κανείς πεπερασµένες DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 7 of 23

8 ποσότητες, οι οποίες µεταφέρονται, αποθηκεύονται ή µετατρέπονται στο σύστηµα. Στα «ολοκληρωµένα ισοζύγια ροών» παρατηρεί κανείς µία ή περισσότερες ροές, οι οποίες εισρέουν, αποθηκεύονται ή µετατρέπονται µέσα στο σύστηµα. 126 DOC Type Controlled Document 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 8 of 23

9 Υπολογισμός Ενεργειακού Ισοζυγίου Το ενεργειακό ισοζύγιο αποτελεί ένα δομημένο τρόπο απεικόνισης των ενεργειακών μεγεθών και παρουσιάζει κυρίως το είδος και την ποσότητα της ενέργειας που παράγεται και καταναλώνεται, καθώς και το πού καταναλώνεται. Κατά αυτό τον τρόπο, επέρχεται ισορροπία μεταξύ παραγωγής και κατανάλωσης. Η μονάδα μέτρησης που χρησιμοποιείται είναι κοινή και είναι το ΤΙΠ (Τόνος Ισοδύναμου Πετρελαίου). Κατά αυτό τον τρόπο είναι δυνατή η επεξεργασία και η σύγκριση μεταξύ των διαφορετικών συστημάτων που δύναται να απαρτίζουν ένα ενεργειακό ισοζύγιο. Αρχικώς, για τον υπολογισμό του ενεργειακού ισοζυγίου ορίζονται οι ενεργειακοί συντελεστές, με βάση τους οποίους επιτυγχάνεται η μετατροπή σε κοινή μονάδα μέτρησης (ΤΙΠ). Οι ενεργειακοί συντελεστές παρουσιάζονται στον ακόλουθο πίνακα: Είδος Μονάδα Μέτρησης Ενεργειακός Συντελεστής Γαιάνθρακας Τόνος (tn) 0,7 (ΤΙΠ / tn) Ξηρός Λιγνίτης Τόνος (tn) 0,38 (ΤΙΠ / tn) Φυσικός Λιγνίτης Τόνος (tn) 0,14 (ΤΙΠ / tn) Diesel Τόνος (tn) 1,095 (ΤΙΠ / tn) Μαζούτ Τόνος (tn) 1,055 (ΤΙΠ / tn) Βενζίνη Τόνος (tn) 1,128 (ΤΙΠ / tn) Κηροζίνη Τόνος (tn) 1,133 (ΤΙΠ / tn) Υγραέριο (LPG) Τόνος (tn) 1,195 (ΤΙΠ / tn) Φυσικό Αέριο (LNG) Τόνος (tn) 1,242 (ΤΙΠ / tn) 1 Ηλεκτρισμός MWh 0,086 (ΤΙΠ / MWh) Πίνακας 1: Πίνακας Ενεργειακών Συντελεστών Ενεργειακό Ισοζύγιο μπορεί να επιτελέσει οποιοσδήποτε καταναλωτής, με στόχο την εύρεση απωλειών και τις δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας, προς βελτιστοποίηση του συστήματος που εξετάζεται. Κατά την εκπόνηση ενός ενεργειακού ισοζυγίου χρησιμοποιούνται διαγράμματα ροής, που ονομάζονται διαγράμματα Sankey. Τα διαγράµµατα αυτά επιτρέπουν την ποσοτική περιγραφή διεργασιών του συστήµατος για µετατροπή και χρήση ενέργειας και δίνουν µια καλή σύνοψη της τελικής επιθυµητής ενέργειας, µε τη γραφική παρουσίαση των εµφανιζόµενων ροών ενέργειας καθώς και των ροών απώλειας ενέργειας που παρατηρούνται στο σύστηµα. Είναι, εποµένως, κατάλληλα για σύγκριση διαφορετικών ενεργειακών συστηµάτων που εξασφαλίζουν την ίδια τελική επιθυµητή ενέργεια αλλά την αποκτούν µε διαφορετικούς τρόπους. Ένα παράδειγμα διαγράμματος Sankey παρουσιάζεται στην κάτωθι εικόνα: 1 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 9 of 23

10 Εικόνα 1: Παράδειγμα διαγράμματος Sankey Η παρουσίαση των ενεργειακών ροών μέσω ενός τέτοιου διαγράμματος συμβάλει στον εντοπισμό των κρίσιμων περιοχών κατανάλωσης, περιοχές δηλαδή στις οποίες παρατηρείται αυξημένη κατανάλωση ενέργειας. Επίσης, η αποτύπωση του ενεργειακού ισοζυγίου μέσω διαγραμμάτων Sankey οδηγεί στον εντοπισμό των αιτιών των ενεργειακών απωλειών, καθώς επίσης και στην βελτίωση της ιεράρχησης των πιθανών δράσεων ενεργειακής αναβάθμισης. Εθνικά Ενεργειακά Ισοζύγια Ιδιαίτερα σημαντικός δείκτης για την εκτίμηση της ενεργειακής κατανάλωσης και ζήτησης σε ένα κράτος αποτελεί το εθνικό ενεργειακό ισοζύγιο. Ο τρόπος υλοποίησης του εθνικού ενεργειακού ισοζυγίου στηρίζεται στον υπολογισμό του ενεργειακού ισοζυγίου, ωστόσο το ισοζύγιο αποτελείται από τους κάτωθι όρους: Πρωτογενής Παραγωγή (Α) Η πρωτογενής παραγωγή προέρχεται από τους εθνικούς πόρους και περιλαμβάνει τα στερεά καύσιμα (επί παραδείγματι τον λιγνίτη και τον άνθρακα), το αργό πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, τα πυρηνικά και τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (επί παραδείγματι, τα ηλιακά, τα αιολικά και τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια). Καθαρές Εισαγωγές (Β) Οι καθαρές εισαγωγές είναι η διαφορά των Εισαγωγών μείον τις Εξαγωγές (Εισαγωγές Εξαγωγές = Καθαρές Εισαγωγές) και αποτελεί το «καθαρό ποσό» που εισέρχεται στο εθνικό ισοζύγιο. Πιο συγκεκριμένα, περιλαμβάνει τα στερεά καύσιμα, το αργό πετρέλαιο και τα προϊόντα υγρών καυσίμων (επί παραδείγματι το μαζούτ, το diesel, τη βενζίνη και την κηροζίνη), το φυσικό αέριο και τον ηλεκτρισμό. Ακαθάριστη Εγχώρια Κατανάλωση (Γ) Η ακαθάριστη εγχώρια κατανάλωση αποτελεί την ενέργεια που τελικά χρησιμοποιείται και περιλαμβάνει τα στερεά καύσιμα, το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και τις ΑΠΕ. Μετατροπή από τη μία μορφή ενέργειας σε μία άλλη (Δ) Ο όρος αυτό περιλαμβάνει επί παραδείγματι τα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια τα οποία χρησιμοποιούν στερεά, υγρά και αέρια καύσιμα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τα πυρηνικά εργοστάσια τα οποία παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 10 of 23

11 Τελική Ενεργειακή Κατανάλωση (Η) Η τελική ενεργειακή κατανάλωση αφορά στην κατανάλωση του τελικού τομέα ή του τομέα του καταναλωτή και περιλαμβάνει τον βιομηχανικό τομέα, τον τομέα μεταφορών (επί παραδείγματι τον οδικό τομέα, τον σιδηροδρομικό και τον αεροπορικό), τον τριτογενή τομέα, στον οποίο περιλαμβάνεται ο ιδιωτικός τομέας (επιχειρήσεις) και ο δημόσιος τομέας και τον γεωργικό τομέα. Εκπομπές Διοξειδίου του Άνθρακα CO 2 (Θ) Οι εκπομπές Διοξειδίου του Άνθρακα υπολογίζονται από τις ενεργειακές καταναλώσεις, χρησιμοποιώντας ενεργειακούς συντελεστές (emissions factors). Απώλειες Μεταφοράς (ΣΤ) Κατανάλωση Ενεργειακού Τομέα (Ε) Στατιστική Διαφορά (Ζ) Η Ακαθάριστη Εγχώρια Κατανάλωση ισούται με το άθροισμα της πρωτογενούς παραγωγής και των καθαρών εισαγωγών, δηλαδή ισχύει: Γ = Α + Β Η Τελική Ενεργειακή Κατανάλωση ισούται με το αποτέλεσμα της διαφοράς της Ακαθάριστης Εγχώριας Κατανάλωσης μείον τη Μετατροπή από τη μία μορφή ενέργειας σε μία άλλη, την Κατανάλωση Ενεργειακού Τομέα και μείον τις Απώλειες Μεταφοράς, δηλαδή ισχύει: Η = Γ Δ Ε ΣΤ +/- Ζ. Στο Παράρτημα II παρουσιάζεται το εθνικό ενεργειακό ισοζύγιο της Ελλάδας, όπως αυτό εντοπίζεται στην αναφορά του Ευρωπαϊκού Προγράμματος «EU ENERGY, TRANSPORT AND GHG EMISSIONS TRENDS TO 2050 / REFERENCE SCENARIO 2013». Το πρόγραμμα αυτό παρουσιάζει το «Σενάριο Αναφοράς 2013», το οποίο επικεντρώνεται περισσότερο στα θέματα της ενέργειας, της μεταφοράς και του κλίματος και στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των διαφορετικών πολιτικών που ακολουθούνται, περιλαμβάνοντας επίσης τάσεις που σχετίζονται με τις εκπομπές αερίων που δεν σχετίζονται με την ενέργεια. Τα στοιχεία για τη διεξαγωγή του σεναρίου στηρίζονται στα στοιχεία της EUROSTAT κατά τη φάση του σχεδιασμού (2010). Το «Σενάριο Αναφοράς 2013» αντικατοπτρίζει τις οικονομικές αποφάσεις, οι οποίες οδηγούνται από τις δυνάμεις της αγοράς και την τεχνολογική πρόοδο και τις ευρωπαϊκές πολιτικές και τα μέτρα που είχαν ληφθεί μέχρι την άνοιξη του 2012 και οι οποίες εφαρμόζονται ή θα εφαρμοστούν τα επόμενα χρόνια. Ορισμένα από τα μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη του Σεναρίου Αναφοράς είναι το μοντέλο PRIMES (για την πρόβλεψη της ενέργειας και της εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα) και GAINS (για προβλέψεις εκπομπών αερίων εκτός διοξειδίου του άνθρακα). Οι παραδοχές σε συνδυασμό με την τρέχουσα κατάσταση όπως διαφαίνεται από τα στατιστικά στοιχεία αποτέλεσε το εναρκτήριο σημείο για τις προβλέψεις που παρουσιάζονται από το 2015 και μετά ανά 5 έτη μέχρι το DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 11 of 23

12 Στο Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια του Υπουργείου Περιβάλλοντος, Ενέργειας και Κλιματικής Αλλαγής υφίσταται βάση δεδομένων όσον αφορά το Εθνικό Ενεργειακό Ισοζύγιο της Ελλάδας από το 1960 μέχρι και το Στο Παράρτημα Ι παρουσιάζεται το ενεργειακό ισοζύγιο της Ελλάδας για το έτος Σύμφωνα με τα εθνικά ισοζύγια ενέργειας, παρατηρήθηκε μία μεταβολή όσον αφορά στο καύσιμο για την τελική κατανάλωση ενέργειας. Στην εικόνα που ακολουθεί, παρατηρείται ο ρυθμός μεταβολής καυσίμου στην τελική κατανάλωση ενέργειας Εικόνα 2: Ρυθμοί μεταβολής καυσίμου στην τελική κατανάλωση ενέργειας (2ο Εθνικό Σχέδιο Δράσης Ενεργειακής Απόδοσης ) Σημειώνεται ότι ως λοιπά καύσιμα ορίζονται τα στερεά καύσιμα, οι ΑΠΕ και η θερμότητα, όπου οι ΑΠΕ αποτελούν το 83% του μείγματος των λοιπών καυσίμων. Με βάση την παραπάνω εικόνα παρατηρείται μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κατά την περίοδο , η οποία οφείλεται κυρίως στην μείωση της κατανάλωσης ενέργειας των προϊόντων πετρελαίου κατά 20% την ίδια περίοδο. Επίσης, γίνεται αισθητή η σημαντική αύξηση της κατανάλωσης Φυσικού Αερίου, το οποίο υποκαθιστά σε ένα μικρό βαθμό τα προϊόντα πετρελαίου στο μείγμα τελικής κατανάλωσης ενέργειας. Στην εικόνα που ακολουθεί, παρουσιάζεται ο επιμερισμός της τελικής κατανάλωσης ενέργειας ανά τύπο καυσίμου. 2 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 12 of 23

13 Εικόνα 3: Επιμερισμός τελικής κατανάλωσης ενέργειας ανά τύπο καυσίμου (2ο Εθνικό Σχέδιο Δράσης Ενεργειακής Απόδοσης ) Παράλληλα, από την παραπάνω εικόνα παρατηρείται και η αύξηση του μεριδίου της ηλεκτρικής ενέργειας στο ενεργειακό μείγμα της χώρας. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι δυο πιο σημαντικοί προσδιοριστικοί παράγοντες οι οποίοι επηρέασαν και οδήγησαν στη μείωση της τελικής κατανάλωσης για την περίοδο , είναι η επιβράδυνση της οικονομικής ανάπτυξης λόγω της οικονομικής ύφεσης και τα αποτελέσματα από τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης που επιτεύχθηκε είτε μέσω υλοποίησης κατάλληλων δράσεων και μέτρων είτε μέσω της προσαρμογής της ενεργειακής συμπεριφοράς των καταναλωτών προς λιγότερο ενεργοβόρα προϊόντα χωρίς ταυτόχρονα να επηρεαστεί το υφιστάμενο επίπεδο διαβίωσης. Στον τελευταίο παράγοντα συνετέλεσε και το γεγονός ότι η ενεργειακή πολιτική της Ελλάδας διαφοροποιείται τα τελευταία χρόνια στην προσπάθεια εναρμόνισης της με την αντίστοιχη ευρωπαϊκή περιβαλλοντική πολιτική και πιο συγκεκριμένα με το ενεργειακό και κλιματικό πακέτο στόχων του της ΕΕ για το Επιπρόσθετα, δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην εξοικονόμηση ενέργειας αφού τίθεται ο δεσμευτικός στόχος των χωρών-μελών για εξοικονόμηση πρωτογενούς ενέργειας σε ποσοστό 20% μέχρι το 2020, αλλά το DOC Type Controlled Document 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 13 of 23

14 σημαντικότερο όλων είναι η προώθηση μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας, η οποία αποτελεί κρίσιμη παράμετρος για την επίτευξη των υπολοίπων στόχων που έχουν τεθεί για το 2020, δηλαδή τόσο για τη διείσδυση 20% ΑΠΕ στην τελική κατανάλωση και όσο για τη μείωση 20% των εκπομπών CO Παράδειγμα Ενεργειακού Ισοζυγίου Για την εκπόνηση ενός ενεργειακού ισοζυγίου, απαιτείται η γνώση των ποσοτήτων των φορέων ενέργειας που αγοράσθηκαν σε μία συγκεκριμένη περίοδο, καθώς και η ενεργειακή κατανάλωση του συγκεκριμένου συστήματος για την ίδια χρονική περίοδο. Στη συγκεκριμένη ενότητα θα παρουσιαστεί ένα παράδειγμα εκπόνησης ενεργειακού ισοζυγίου για μία βιομηχανική μονάδα παρασκευής και πώλησης οίνου ΔΕΔΟΜΕΝΑ Σε μία βιομηχανική μονάδα παρασκευής και πώλησης οίνου καταναλώνονται οι ακόλουθες μορφές ενέργειας: Υγραέριο, Πετρέλαιο Θέρμανσης, Μαζούτ και Ηλεκτρισμός. Για το έτος 2010, σύμφωνα με τα αντίστοιχα τιμολόγια, αγοράσθηκαν οι ακόλουθες ποσότητες: Υγραέριο (LPG): 80 τόνοι Πετρέλαιο Θέρμανσης (Diesel): 50 τόνοι Μαζούτ: 80 τόνοι Ηλεκτρισμός: 80 MWh Εντός της επιχείρησης η κατανάλωση των διαφόρων μορφών ενέργειας στα επιμέρους μηχανήματα παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα: 253 Μορφή Ενέργειας Υγραέριο: Πετρέλαιο Θέρμανσης: Μαζούτ: Ηλεκτρισμός Πίνακας 2: Δεδομένα εφαρμογής (1) Τομέας Κατανάλωσης Εμφιαλωτήριο Θέρμανση Χώρου Πώλησης Θέρμανση Χώρου Εργασίας Καταναλώσεις Παραγωγής που περιλαμβάνουν: Εκραγιστήριο Πιεστήριο Φυγοκέντριση Ψυγεία Βοηθητικές Καταναλώσεις που περιλαμβάνουν: Φωτισμός Εξαερισμός DOC Type Controlled Document 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 14 of 23

15 Στο τέλος του 2010, τα αποθέματα σε υγραέριο, πετρέλαιο θέρμανσης και μαζούτ είναι μηδενικά. Η βιομηχανία λειτουργεί με 2 βάρδιες των 8 ωρών, 22 ημέρες το μήνα και 3 μήνες το χρόνο για την παραγωγή οίνου και 1 βάρδια των 8 ωρών, 22 μέρες το μήνα και 9 μήνες το χρόνο για την πώληση οίνου. Σημειώνεται ότι για η Θέρμανση του χώρου πώλησης πραγματοποιείται για 7 μήνες το χρόνο. Τα χαρακτηριστικά των συσκευών και η λειτουργία τους παρουσιάζονται στον κάτωθι πίνακα. Συσκευή Λειτουργία Χαρακτηριστικά Εμφιαλωτήριο 3 μήνες/έτος Καταναλώθηκαν MWh για το 2010 Θέρμανση Χώρου Πώλησης 7 μήνες/ έτος Απαιτούνται 3*10 6 kcal την ημέρα Θέρμανση Χώρου Εργασίας 3 μήνες/έτος Απαιτούνται 11*10 6 kcal την ημέρα Εκραγιστήριο 3 μήνες/έτος 1 συσκευή των 10 kw Πιεστήριο 3 μήνες/έτος 1 συσκευή των 10 kw Φυγοκέντριση 3 μήνες/έτος 1 συσκευή των 5 kw Ψυγεία 3 μήνα/έτος 2 συσκευές των 10 kw Φωτισμός Συνεχώς 100 φωτιστικά των 60 W Εξαερισμός Συνεχώς 10 συσκευές των 400 W Πίνακας 3: Δεδομένα εφαρμογής (2) Επίσης, δίνεται ότι 1 Kcal (thermochemical) = 10-7 ΤΙΠ. Με βάση τα παραπάνω στοιχεία είναι δυνατή η διεξαγωγή τους ενεργειακού ισοζυγίου της επιχείρησης. Βήμα 1 Μετατρέπονται οι ποσότητες των καυσίμων που αγοράσθηκαν σε Κοινή Μονάδα και πιο συγκεκριμένα σε ΤΙΠ, σύμφωνα με τον Πίνακα 1. Επομένως προκύπτουν τα κάτωθι αποτελέσματα: Υγραέριο: 95,6 ΤΙΠ Πετρέλαιο Θέρμανσης: 54,75 ΤΙΠ Μαζούτ: 84,4 ΤΙΠ Ηλεκτρισμός: 6,88 ΤΙΠ Σύνολο: 241,63 ΤΙΠ Βήμα 2 Διαχωρίζεται η εισρέουσα ενέργεια σε ηλεκτρική και θερμική. Σύμφωνα με τα παραπάνω στοιχεία, η θερμική ενέργεια ορίζεται από το υγραέριο, το πετρέλαιο θέρμανσης και το μαζούτ. Εν συνεχεία, κατασκευάζεται ο ακόλουθος πίνακας, στον οποίο καταγράφεται ο επιμερισμός κάθε καυσίμου ως προς το σύνολο σε ποσοστιαίες μονάδες. ΕΙΣΡΟΕΣ ΤΙΠ Επιμερισμός (ως προς σύνολο) (%) Επιμερισμός (ως προς είδος ενέργειας) (%) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 15 of 23

16 Θερμική Ενέργεια Υγραέριο 95,6 39,56 40,72 (της θερμικής) Πετρέλαιο 54,75 22,66 23,32 (της θερμικής) Θέρμανσης Μαζούτ 84,4 34,93 35,95 (της θερμικής) Ηλεκτρική Ενέργεια 6,88 2, (της ηλεκτρικής) Σύνολο 241,63 Πίνακας 4: Πίνακας επιμερισμού συμμετοχής καυσίμου (ΕΙΣΡΟΕΣ) Βήμα 3 Στο 3 ο Βήμα καταγράφεται και αναλύεται η ενέργεια που καταναλώθηκε στα διάφορα τμήματα / μηχανήματα της επιχείρησης. Ωστόσο, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη και η διάρκεια λειτουργίας για κάθε τομέα / μηχάνημα και επιπλέον θα πρέπει οι ποσότητες που καταναλώθηκαν να μετατραπούν σε κοινή μονάδα (ΤΙΠ). Επομένως, προκύπτει ο κάτωθι πίνακας. Μορφή Ενέργειας Τμήμα / Μηχάνημα Κατανάλωση Λειτουργία ΤΙΠ Υγραέριο Εμφιαλωτήριο 0,947 MW 1056 ώρες / έτος** 86 Πετρέλαιο Θέρμανση Χώρου 436,13 kw 2464 ώρες/ έτος * 46,2 Θέρμανσης Πώλησης Μαζούτ Θέρμανση Χώρου 799,56 kw 1056 ώρες / έτος 72,6 Εργασίας Ηλεκτρισμός Φωτισμός 0,006 MW***** 2640 ώρες / έτος*** 1,362 Εξαερισμός 0,004 MW 2640 ώρες / έτος 0,908 Ψυγεία 0,02 MW 1056 ώρες / έτος**** 1,816 Εκραγιστήριο 0,01 MW 1056 ώρες / έτος 0,908 Πιεστήριο 0,01 MW 1056 ώρες / έτος 0,908 Φυγοκέντριση 0,005 MW 1056 ώρες / έτος 0,454 Σύνολο Ηλεκτρισμού 6,357 Πίνακας 5: Πίνακας Εκροών *22 ημέρες/ μήνα * 7 μήνες/ έτος * 8 ώρες / ημέρα **22 ημέρες/ μήνα * 3 μήνες/ έτος * 16 ώρες / ημέρα ***16 ώρες / ημέρα * 22 ημέρες / μήνα * 3 μήνες / έτος + 8 ώρες / ημέρα * 22 ημέρες / μήνα * 9 μήνες / έτος ****16 ώρες / ημέρα * 22 ημέρες / μήνα * 3 μήνες / έτος *****100 φωτιστικά * 60 W = 6000 W = 0,006 MW Βήμα 4 Συγκεντρωτικά προκύπτει το συμπέρασμα ότι: DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 16 of 23

17 Είδος Ενέργειας ΕΙΣΡΟΕΣ (ΤΙΠ) ΕΚΡΟΕΣ (ΤΙΠ) ΑΠΩΛΕΙΕΣ (ΤΙΠ) ΑΠΩΛΕΙΕΣ (%) Θερμική Ενέργεια 234,75 204,8 29,95 12,76 Ηλεκτρική Ενέργεια 6,88 6,36 0,52 7,6 Πίνακας 6: Συγκεντρωτικός Πίνακας Εισροών / Εκροών / Απωλειών Βήμα 5 Κατασκευή Διαγραμμάτων Sankey. Δύναται να κατασκευαστούν 2 διαγράμματα Sankey, ένα για τη θερμική ενέργεια και ένα για την ηλεκτρική ενέργεια ή ένα συνολικό Εικόνα 4: Διάγραμμα Sankey Θερμικής Ενέργειας DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 17 of 23

18 Εικόνα 5: Διάγραμμα Sankey Ηλεκτρικής Ενέργειας DOC Type Controlled Document 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 18 of 23

19 Εικόνα 6: Συγκεντρωτικό Διάγραμμα Sankey Με βάση τα παραπάνω είναι δυνατή η εύρεση των ενεργειακών απωλειών του συστήματος που εξετάσθηκε και να προταθούν λύσεις για την μείωσή τους. 302 DOC Type Controlled Document 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 19 of 23

20 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Στο παράρτημα αυτό παρουσιάζεται το ενεργειακό ισοζύγιο της Ελλάδας σύμφωνα με την αναφορά EU ENERGY, TRANSPORT AND GHG EMISSIONS TRENDS TO Εικόνα 7: Ενεργειακό ισοζύγιο Ελλάδας και πρόβλεψη μέχρι ο μέρος DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 20 of 23

21 Εικόνα 8: Ενεργειακό ισοζύγιο Ελλάδας και πρόβλεψη μέχρι ο μέρος DOC Type Controlled Document 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 21 of 23

22 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ Στο Παράρτημα αυτό παρουσιάζεται η αντιστοίχιση μεταξύ των διαφόρων μονάδων ενέργειας, μάζας και όγκου 3. Μετατροπή Μονάδων Ενέργειας Μονάδα ΜJ kcal toe kbtu MWh tce Μέτρησης Ποσότητα 1 238, , , , , Πίνακας 7: Πίνακας αντιστοίχισης μονάδων ενέργειας Μετατροπή Μονάδων Μάζας Μονάδα Μέτρησης kg tonnes (t) long tonnes (lt) short tonnes (st) Pounds (lb) Ποσότητα 1 0,001 0, , , Πίνακας 8: Πίνακας αντιστοίχισης μονάδων μάζας Μετατροπή Μονάδων Όγκου Μονάδα litres gal. UK barrels cubic feet gal.us cubic metres Μέτρησης Ποσότητα 1 0, , , , ,001 Πίνακας 9: Πίνακας αντιστοίχισης μονάδων όγκου DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 22 of 23

23 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΦΟΡΑ 1) European Commission, Directorate-General for Energy, Directorate-General for Climate Action and Directorate-General for Mobility and Transport, (December 2013), EU ENERGY, TRANSPORT AND GHG EMISSIONS TRENDS TO 2050 REFERENCE SCENARIO 2013, 2) ΥΠΕΚΑ, (Σεπτέμβριος 2011), 2 ο ΕΘΝΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΔΡΑΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ , 3) Φλάμος Αλ., (nd), 2.4. Ενεργειακά Ισοζύγια (στο πλαίσιο του μαθήματος «Διαχείριση Ενεργειακών Πόρων», του ΔΠΜΣ: «Τεχνο-οικονομικά συστήματα»), 4) MediLab, (nd), 2.ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ, 5) ΒΙΚΙΠΑΙΔΕΙΑ, ( ), Φυσικό Αέριο, 81%CE%B9%CE%BF 6) ΒΙΚΙΠΑΙΔΕΙΑ, ( ), Υγραέριο, DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 23 of 23