Niemiecka rewolucja energetyczna vs. pokłady węgla w idei energii prezydenta Nawrockiego

Technologie, Innowacje

Na ringu idei mocy i energii - runda I

Google - prezydent Nawrocki:

• Węgiel jest naszym narodowym dobrem!
• Czekając na atom, postawmy na polski węgiel.
  

Co wspólnego w idei energii elektrycznej mają pokłady węgla w Polsce względem bateryjnych instalacji magazynów energii elektrycznej dla jej gromadzenia, która była wytworzona w metodach OZE opartych na naturze wietrzności i nasłonecznieniu w Polsce?

W idei na początku jest energia słoneczna

Zatem w każdym przypadku na początku jest energia elektromagnetyczna promieniowania słonecznego - elektrownia węglowa, elektrownia wiatrowa, elektrownia fotowoltaiczna. Zatem jest to w tym zakresie idei energia pierwotna. Następnie są przemiany form energii, prowadzące do uzyskania energii elektrycznej. Ostatecznie w Pałacu Prezydenckim jest światło wytworzone metodą techniczną, a nocą obiekt jest promowany iluminacją.

Świąteczna iluminacja Pałacu Prezydenckiego (prezydent.pl)

Wybory wygrywa się w Końskich - link

Wirtualny eksperyment. Końskie to miasto w powiecie koneckim w województwie świętokrzyskim. Według danych z 31 grudnia 2023 roku miasto liczyło 17 514 mieszkańców. Prometheus to superkomputer zainstalowany w 2015 w Akademickim Centrum Komputerowym Cyfronet Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. W tej idei Prometheus przetwarza symulacje dwóch wirtualnych miasta:

• Końskie podłączone jest do jednej dedykowanej dla miasta elektrowni węglowej, do której węgiel dostarcza kopalnia zlokalizowana również lokalnie w powiecie koneckim:
  rysunek 1: kopalnia węgla →  elektrownia węglowa → Końskie
  
• Końskie połączone jest do jednego bateryjnego magazynu energii elektrycznej ładowanego z metod OZE (elektrownia wiatrowa, elektrownia fotowoltaiczna) zlokalizowanych również lokalnie w powiecie koneckim:
  rysunek 2: elektrownia wiatrowa i/lub fotowoltaiczna → bateryjny magazyn → Końskie
  

Zatem dzieląc w idei stronami rysunek 1 i rysunek 2 otrzymujemy "kopalnia węgla/bateryjny magazyn".

Kluczowym względem przyszłości wydaje się, że może być pytanie: Jaka pojemność i jakość trwałości w czasie użytkowania "pokładów" kontenerów bateryjnych magazynów energii elektrycznej stanowi zamiennik pokładów węgla w kontekście odpowiednio do jakiej ilości spalania węgla dla zapewnienia równoważnej ciągłości dostępu do mocy i energii elektrycznej? Bez tej wiedzy w przyszłości może wydarzyć się katastrofa w kraju w domenie elektroenergetycznych metod OZE oparych na wietrzności i nasłonecznieniu, gdy granica fizyczna środków technicznych w systemie nie wytrzyma skali potrzeby wymaganej przez klienta i jednocześnie wyborcę. Kogoś wówczas trzeba będzie wykluczyć z systemu i wyłączyć mu dostęp do energii elektrycznej.

Szukamy zatem w idei "wskaźnika końskiego", który umożliwiłby przeliczenie miary określającej pokład węgla na miary określające bateryjne magazyny. W idei statystycznej Końskie zużywa rocznie w algorytmie Prometheusa określoną ilość spalonego węgla w produkcji wytworzenia energii elektrycznej. Taką samą ilość pobiera z magazynu energii elektrycznej ładowanego z metod OZE (elektrownia wiatrowa, elektrownia fotowoltaiczna). Węgiel to pierwiastek chemiczny, który pochodzi z roślin będących złożeniem pierwiastków chemicznych. Bateryjny magazyn energii elektrycznej to również jest złożenie pierwiastków chemicznych. Drzewo przy odpowiednich warunkach samo w naturze wyrośnie. Bateryjny magazyn trzeba skonstruować. Kopalnię węgla i elektrownię węglową podobnie jak elektrownię wiatrową i fotowoltaiczną trzeba wybudować.

Zatem w tej idei Prometheus udzieliłby odpowiedzi na pytanie: jeżeli byłaby zlikwidowana działalność kopalni węgla i elektrowni węglowej, to jak wielki w parametrach elektroenergetycznych musiałby być w zamian magazyn energii elektrycznej wraz z uwzględnienie jego jakości użyteczności i użytkowania w czasie eksploatacji aż do modernizacji i wymiany na nowy? W idei wybory wygrywa się w Końskich: zamiast wagonów z węglem muszą być kontenery bateryjnych magazynów.

Zatem w idei Prometheusa mieszkańcy Końskich przed eksperymentem podzielili się na obrońców polskiej kopalni i elektrowni węglowej oraz na "zielonych unijczyków" w obronie elektrowni OZE opartych na wietrzności i nasłonecznieniu w Polsce wraz z bateryjnym magazynem energii elektrycznej. Co się wydarzy w Końskich po wynikach eksperymentu?

Oczywiście, że wiemy co się wydarzy. Niezależnie od wyniku będą głosy: eksperyment był sfałszowany.

Czy w tym ułożeniu wskaźnika końskiego byłby postęp czy regres? Przykład w idei: wprowadzanie technologii i techniki elektroenergetycznej traktujemy cywilizacyjnie jako postęp (światło, elektryczny sprzęt AGD i inne elektryczne maszyny i urządzenia), a okaże się w scenariuszu energetycznym, że to regres - naukowiec i inżynier nie jest lepszy od natury. I nie chodzi tu w idei o efekt naturalny, entropię, straty energii w przemianach ich form.

Macierz "AGH x NBP" (Aktywność, Gospodarka, Humanitarność/Humanitaryzm, Nauka, Biznes, Polityka).

Archeologia idei (Google, gov.pl)

Jak powstaje węgiel? Węgiel powstaje z nagromadzonych przez miliony lat szczątków roślinnych, które w warunkach beztlenowych ulegają przemianom chemicznym i fizycznym pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury. Proces ten, zwany uwęgleniem, zachodzi etapami: od torfu, przez węgiel brunatny, do węgla kamiennego, zwiększając przy tym zawartość węgla w materiale.

Jak powstaje wiatr? Wiatr powstaje wskutek nierównomiernego nagrzewania się powierzchni Ziemi przez Słońce, co prowadzi do różnicy ciśnień atmosferycznych. Cieplejsze, a przez to lżejsze powietrze unosi się w górę, tworząc obszar niższego ciśnienia, podczas gdy chłodniejsze, cięższe powietrze przemieszcza się, aby zająć jego miejsce, tworząc ruch mas powietrza, czyli wiatr. Wiatr zawsze wieje z obszaru wyższego ciśnienia do obszaru niższego ciśnienia, aby wyrównać powstałe różnic

Elektroenergetyka metod OZE w idei niemieckiej rewolucji energetycznej, czyli Energiewende (niem. „przełom energetyczny”), to długoterminowa transformacja niemieckiego systemu energetycznego, mająca na celu odejście od energii jądrowej i węgla na rzecz źródeł odnawialnych, takich jak energia wiatrowa i słoneczna, oraz zwiększenie efektywności energetycznej i zarządzanie popytem na energię. Proces ten jest napędzany przez czynniki społeczne, technologiczne i polityczne, a jego celem jest redukcja emisji gazów cieplarnianych i zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego kraju. Kluczowe technologia i technika elektroenergetyczna Energiewende to m.in. tzw. odnawialne źródła energii (OZE) w idei intensywnego rozwoju i promocji mocy i energii z wiatru oraz słońca (fotowoltaika).

Wietrzność to termin oznaczający obecność i siłę wiatru na danym obszarze, określający, jak bardzo wietrzne jest to miejsce. Jest to cecha terenów uwzględniana w meteorologii i klimatologii, opisująca, jak często i jak silny jest ruch powietrza. Ocena wietrzności jest kluczowa do wyboru miejsc o odpowiednim potencjale energetycznym dla elektrowni wiatrowych

Nasłonecznienie to ilość energii słonecznej docierająca do określonej powierzchni (np. metra kwadratowego) w określonym czasie, najczęściej wyrażana w kilowatogodzinach na metr kwadratowy (kWh/m²). Jest to kluczowy parametr m.in. dla instalacji fotowoltaicznych, od którego zależy wydajność i opłacalność. W Polsce blisko 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy wiosenno-letnich.

Magazyn energii elektrycznej to urządzenie, które przechowuje energię elektryczną w celu jej późniejszego wykorzystania. Działa on na zasadzie gromadzenia nadwyżek prądu, na przykład z paneli fotowoltaicznych, a następnie oddawania go w momentach większego zapotrzebowania lub mniejszej produkcji. Głównym celem magazynów energii jest zwiększenie autokonsumpcji, zmniejszenie zależności od sieci energetycznej oraz wsparcie stabilizacji systemu energetycznego.

Bateryjne magazyny energii elektrycznej (gov.pl) - opis technologii: Magazyn energii elektrycznej to instalacja umożliwiająca magazynowanie energii elektrycznej i wprowadzanie jej do sieci elektroenergetycznej. Magazyn energii elektrycznej to kontenerowy obiekt posadowiony na gruncie lub konstrukcji wbijanej w grunt, przechowujący wytworzoną energię elektryczną. Magazyny energii są szczególnie przydatne dla instalacji wykorzystujących energię ze źródeł odnawialnych, dlatego zazwyczaj decydując się na magazyny energii inwestor będzie brał pod uwagę towarzyszącą instalację OZE. Poziom produkcji energii odnawialnej często jest zależny od pory dnia oraz pogody, co powoduje dużą zmienność w jej generacji. Dlatego do równoważenia tych wahań stosowane są magazyny energii, co umożliwia rozwój stabilnych i wydajnych modeli wytwarzania i dystrybucji energii elektrycznej opartych na źródłach odnawialnych. Magazynując energię w okresach, kiedy występuje nadprodukcja, można ją wykorzystać w późniejszym czasie, w okresie największego zapotrzebowania. Dodatkowo wskazać należy, że magazyny energii elektrycznej służą również poprawianiu jakości energii elektrycznej. W przypadku, gdy produkcja energii z instalacji OZE przewyższa jej zużycie lub nie ma potrzeby oddawania wyprodukowanej energii do sieci ze względów ekonomicznych, magazyny energii pozwalają na bilansowanie zużycia energii przez przesunięcie jej wykorzystania w czasie. Dzięki możliwości kontrolowania i sterowania procesem kumulowania oraz oddawania energii, magazyny energii są w stanie zapewnić wiele funkcjonalności dostosowanych do aktualnych potrzeb użytkownika oraz parametrów sieci energetycznej. Wskazać należy, że magazyny energii pomagają efektywnie zarządzać energią w instalacjach przemysłowych, co prowadzi do szybszego zwrotu kosztów inwestycyjnych poniesionych na zakup instalacji oraz zwrot z instalacji OZE.

Postęp i regres. Słowem odwrotnym (antonimem) do słowa "postęp" jest regres lub zacofanie. Regres oznacza cofanie się w rozwoju, powrót do dawnego stanu i wsteczeństwo. Wyjaśnienie pojęć:

• Postęp: Rozwój, udoskonalenie, przejście od niższego do wyższego etapu.
• Regres: Stan przeciwny do postępu; cofanie się w rozwoju, powrót do starszego stanu, który charakteryzuje się zacofaniem.

Przykłady użycia:

• "Brak inwestycji w technologię może prowadzić do regresu."
• "Dla jednostki nauki, zacofanie jest przeciwieństwem postępu."

Formy energii to różne sposoby, w jakie energia może być obecna lub przejmować postać w układzie fizycznym, obejmujące energię kinetyczną (ruchu) i potencjalną (zmagazynowaną), a także energię elektryczną, cieplną, chemiczną, jądrową i promieniowania. Energia ta może przekształcać się z jednej formy w drugą, ale nie jest tracona ani tworzona, zgodnie z zasadą zachowania energii.
Główne formy energii:

• Energia mechaniczna: Jest sumą energii kinetycznej i potencjalnej.
• Energia kinetyczna: Energia związana z ruchem obiektu.
• Energia potencjalna: Energia zmagazynowana w wyniku położenia (potencjał grawitacyjny) lub odkształcenia (potencjał sprężystości).
• Energia elektryczna: Energia związana z przepływem ładunków elektrycznych.
• Energia cieplna (termiczna): Energia związana z ruchem atomów i cząsteczek, czyli z ich energią kinetyczną.
• Energia chemiczna: Energia zmagazynowana w wiązaniach chemicznych, np. w paliwach lub bateriach.
• Energia jądrowa: Energia wydzielana podczas przemian jądrowych, związana z energią wiązań w jądrach atomowych.
• Energia promieniowania (fal elektromagnetycznych): Energia podróżująca w postaci fal, np. światło.

Przykład transformacji: Energia potencjalna grawitacji spadającej wody może zamienić się w energię kinetyczną, a ta następnie w energię elektryczną w elektrowni. Energia chemiczna zawarta w drewnie zamienia się w energię cieplną i promieniowania podczas spalania.

Energia pierwotna i energia wtórna. Energia pierwotna to energia pozyskiwana bezpośrednio z naturalnych źródeł, takich jak węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny, wiatr, woda czy energia słoneczna. Jest to surowa energia w jej naturalnym stanie, która następnie jest przetwarzana. Energia wtórna to energia przekształcona z energii pierwotnej, dostępna w formie gotowej do użycia przez odbiorców, np. energia elektryczna, cieplna czy mechaniczna.

Energia pierwotna (EP)

• Źródło: Pozyskiwana bezpośrednio z zasobów naturalnych, które mogą być nieodnawialne (węgiel, gaz, ropa) lub odnawialne (wiatr, słońce, woda).
• Stan: Jest to surowa, nieprzetworzona energia w jej naturalnym stanie.
  Przykład: Węgiel wydobyty z kopalni, niewykorzystana energia słoneczna czy zmagazynowana energia wiatru.

Energia wtórna (EW):

• Przetworzenie:  Powstaje w wyniku procesów przetwarzania energii pierwotnej, np. spalania paliw lub wykorzystania innych odnawialnych źródeł.
• Forma: Przybiera postać bardziej użyteczną dla człowieka, taką jak prąd elektryczny, ciepło czy energia mechaniczna.
• Przykłady: Energia elektryczna produkowana w elektrowni z węgla, ciepło wytworzone z gazu ziemnego lub energia cieplna pochodząca z geotermii.

Kluczowa różnica: Energia pierwotna to energia w swojej surowej formie, bezpośrednio z natury, podczas gdy energia wtórna to ta sama energia, która została przetworzona i jest gotowa do konsumpcji przez człowieka

Energia odnawialna i nieodnawialna. Energia odnawialna pochodzi ze źródeł, które regenerują się w naturalnych procesach i są praktycznie niewyczerpalne, np. energia ze słońca, wiatru, wody, geotermalna i biomasy. Charakteryzuje się tym, że jest czystsza dla środowiska, nie prowadzi do znaczącej emisji zanieczyszczeń i stanowi zrównoważoną alternatywę dla paliw kopalnych. Z kolei energia nieodnawialna pochodzi z zasobów, które wyczerpują się w miarę ich zużywania i bardzo powoli lub wcale się nie odtwarzają. Do głównych źródeł nieodnawialnych należą paliwa kopalne: węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny oraz uran.