Efektywność energetyczna w działalności gospodarczej

• Druk: Warszawa, 2017
• Autor: Jan Górzyński
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

W książce wybitnego specjalisty w dziedzinie racjonalnego użytkowania energii, prof. Jana Górzyńskiego, omawiane są m.in.: • problemy pozyskania i przetwarzania nośników energii pierwotnej nieodnawialnej i odnawialnej, • sfery użytkowania energii oraz oddziaływanie procesów wykorzystania energii na środowisko naturalne, • możliwości wpływu na zużycie energii w pełnym cyklu istnienia obiektów, • problemy formułowania i wprowadzania usprawnień użytkowania oraz • metody oceny efektywności ekonomicznej przy rozpatrywaniu i realizacji przedsięwzięć modernizacyjnych. Obiekt techniczny, zasilany w energię, jest rozpatrywany w pełnym cyklu istnienia, co pozwala uwzględnić wszystkie najważniejsze problemy związane z wykorzystaniem energii. Podręcznik zawiera wiedzę o metodach oceny efektywności ekonomicznej i podaje przykłady jej zastosowania przy rozpatrywaniu usprawnień związanych z wykorzystaniem energii w działalności społecznej i gospodarczej. Znajdzie z pewnością uznanie nie tylko wśród studentów wyższych uczelni technicznych (inżynieria środowiska, ochrona środowiska, inżynieria mechaniczna), ale także na przykład u samorządowców, inżynierów, energetyków, ekologów, służb utrzymania ruchu itd.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-19419-2
• ISBN druku: 978-83-01-19418-5
• Liczba stron: 496

Przedmowa  17
Wykaz używanych skrótów   19

1. Wstęp  21
	1.1. Wprowadzenie  21
	1.2. Działania w zakresie efektywności energetycznej  22
	1.3. Przedmiot i zakres pracy   24
	1.4. Podstawowe określenia   25

2. Nośniki energii i system społeczno-gospodarczy  30
	2.1. Energia wykorzystywana na Ziemi   30
	2.2. Nośniki energii – rodzaje i określenia                       32
	2.3. System społeczno-gospodarczy kraju   34
	2.4. Podsystem energetyczny kraju  37
	2.5. Działalność społeczna i gospodarcza  40
	2.6. Efektywność energetyczna  41

3. Pozyskiwanie i przetwarzanie energii nieodnawialnej   44
	3.1. Paliwa kopalne i ich spalanie  44
		3.1.1. Paliwa kopalne   44
		3.1.2. Charakterystyka energetyczna paliw  47
		3.1.3. Spalanie paliw  50
	3.2. Wytwarzanie ciepła   51
		3.2.1. Uwagi o ciepłowniach  51
		3.2.2. Czynniki uwzględniane przy doborze kotów małej mocy 57
		3.2.3. Średnia sprawność i zużycie energii pierwotnej w ciepłowni  60
	3.3. Urządzenia wytwórcze ciepła   61
		3.3.1. Informacje ogólne  61
		3.3.2. Zasilanie kotłów w paliwo i paleniska   65
		3.3.3. Wyposażenie kotłów  67
		3.3.4. Efektywność przemiany energetycznej w kotłach  69
		3.3.5. Standardy techniczne   71
	3.4. Wytwarzanie energii elektrycznej   72
		3.4.1. Wytwarzanie energii elektrycznej w elektrowniach   72
		3.4.2. Skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej   75
		3.4.3. Elektrociepłownie tradycyjne   77
		3.4.4. Elektrociepłownie gazowo-parowe   78
		3.4.5. Elektrociepłownie z tłokowymi silnikami spalinowymi  80
		3.4.6. Zmniejszenie zużycia energii w wyniku gospodarki skojarzonej  81

4. Pozyskiwanie i przetwarzanie energii odnawialnej  83
	4.1. Wprowadzenie  83
	4.2. Wykorzystanie energii słonecznej   85
		4.2.1. Sposoby wykorzystania energii słonecznej  85
		4.2.2. Aktywne systemy wykorzystania energii słonecznej  88
			4.2.2.1. Kolektory słoneczne   88
			4.2.2.2. Wykorzystanie aktywnych systemów słonecznych  91
			4.2.2.3. Przykłady aktywnych systemów słonecznych  92
		4.2.3. Bierne wykorzystanie energii słonecznej   94
		4.2.4. Wykorzystanie systemów fotowoltaicznych   97
		4.2.5. Systemy fotowoltaiczne zintegrowane z budynkiem  99
	4.3. Energetyczne wykorzystanie biomasy i biopaliw  101
		4.3.1. Pochodzenie i klasyfikacja   101
		4.3.2. Charakterystyka energetyczna biopaliw   103
		4.3.3. Wykorzystanie energetyczne  107
		4.3.4. Wykorzystanie biopaliwa gazowego   109
	4.4. Wykorzystanie energii ze źródeł geotermalnych   110
		4.4.1. Energia wód geotermalnych   110
		4.4.2. Ciepłownicze wykorzystanie wód geotermalnych   112
	4.5. Wykorzystanie energii wody   115
		4.5.1. Zasady wykorzystania energii wody  115
		4.5.2. Rodzaje elektrowni wodnych  118
		4.5.3. Znaczenie elektrowni wodnych  119
	4.6. Wykorzystanie energii wiatru   120
		4.6.1. Budowa i działanie siłowni wiatrowej  120
		4.6.2. Cechy charakterystyczne wiatru   123
		4.6.3. Ocena energetyczna wiatru  126
			4.6.3.1. Strefy energetyczne wiatru   126
			4.6.3.2. Sprawność przemiany energii wiatru w energię elektryczną  127
		4.6.4. Charakterystka mocy siłowni wiatrowej  130
		4.6.5. Możliwości wykorzystania mocy zainstalowanej siłowni wiatrowej  132

5. Wybrane problemy przesyłania nośników ciepła   134
	5.1. Wprowadzenie  134
	5.2. Nośniki ciepła  135
		5.2.1. Para wodna   135
		5.2.2. Ciepła woda  136
		5.2.3. Ciecze o podwyższonej temperaturze wrzenia  137
		5.2.4. Inne nośniki ciepła   138
	5.3. Układy sieci cieplnych  138
	5.4. Regulacja dostarczania ciepła   142
	5.5. Izolacja przewodów sieci cieplnej  144
	5.6. Straty energii w sieciach cieplnych   149
		5.6.1. Sieci parowe   149
		5.6.2. Wodne sieci cieplne  150
	5.7. Węzły cieplne  151
	5.8. Izolacje cieplne   155
		5.8.1. Wprowadzenie  155
		5.8.2. Materiały termoizolacyjne   156
		5.8.3. Podstawowe wymagania w odniesieniu do materiałów izolacyjnych  161
		5.8.4. Ekonomicznie uzasadniona grubość izolacji cieplnej  162

6. Charakterystyka sfery użytkowania energii   166
	6.1. Wprowadzenie  166
	6.2. Działalność gospodarcza  167
		6.2.1. Procesy produkcji wyrobów   167
		6.2.2. System produkcji wyrobu  169
		6.2.3. Przepływ materiałów i energii w cyklu istnienia wyrobu 170
	6.3. Wybrane procesy produkcji przemysłowej   171
		6.3.1. Wytwarzanie energii elektrycznej  171
		6.3.2. Produkcja wyrobów ceramiki budowlanej   174
		6.3.3. Produkcja stali  177
		6.3.4. Produkcja cementu   179
	6.4. Procesy wznoszenia obiektów budowlanych  184
	6.5. Procesy transportu  185
	6.6. Procesy użytkowania i eksploatacji  188
	6.7. Likwidacja i poużytkowe przetwarzanie materiałów i wyrobów  190
		6.7.1. Problem wykorzystania poużytkowych i poprodukcyjnych odpadów   190
		6.7.2. Schematy zagospodarowania zasobów poużytkowych  193

7. Wpływ działalności społecznej i gospodarczej na środowisko  195
	7.1. Wprowadzenie  195
	7.2. Oddziaływanie na środowisko według sektorów gospodarki   196
		7.2.1. Energetyka  196
		7.2.2. Przemysł   197
		7.2.3. Budownictwo i gospodarka komunalna   199
		7.2.4. Transport  200
		7.2.5. Rolnictwo   201
		7.2.6. Materiały eksploatacyjne w działalności gospodarczej    202
	7.3. Obciążenie środowiska w wyniku wykorzystania zasobów   203
		7.3.1. Rodzaje zasobów środowiska   203
		7.3.2. Wykorzystanie surowców nieenergetycznych  204
		7.3.3. Wykorzystanie surowców energetycznych   204
		7.3.4. Wykorzystanie zasobów wody   205
		7.3.5. Wykorzystanie zasobów gruntów i gleby   205
	7.4. Charakterystyka zanieczyszczeń wprowadzanych do środowiska 206
		7.4.1. Powstawanie i przenoszenie zanieczyszczeń  206
		7.4.2. Główne zanieczyszczenia chemiczne                 207
			7.4.2.1. Dwutlenek i tlenek węgla  207
			7.4.2.2. Tlenki siarki  208
			7.4.2.3. Tlenki azotu  208
			7.4.2.4. Ciężkie metale  209
			7.4.2.5. Substancje rozproszone   210
			7.4.2.6. Metan i inne węglowodory   211
		7.4.3. Inne obciążenia środowiska   211
		7.4.4. Obciążenia środowiska pracy   214
	7.5. Skutki w środowisku wywołane wprowadzaniem obciążeń   215
		7.5.1. Wprowadzenie  215
		7.5.2. Uszczuplenie zasobów naturalnych   216
		7.5.3. Oddziaływanie zanieczyszczeń na zdrowie ludzkie   218
		7.5.4. Zmiany klimatyczne   221
			7.5.4.1. Efekt cieplarniany   221
			7.5.4.2. Degradacja stratosferycznej warstwy ozonowej 226
		7.5.5. Skażenie środowiska  229
			7.5.5.1. Zakwaszenie środowiska  229
			7.5.5.2. Smog letni i zimowy w atmosferze  230
			7.5.5.3. Eutrofizacja środowiska                   231
		7.5.6. Oddziaływanie obciążeń środowiska na materiały i budowle  232
		7.5.7. Inne skutki środowiskowe  233
		7.5.8. Skutki obciążenia środowiska pracy  234
	7.6. Wykorzystanie energii odnawialnej a środowisko  236
		7.6.1. Skutki wykorzystania energii słonecznej   236
		7.6.2. Skutki energetycznego wykorzystania biomasy   237
		7.6.3. Skutki wykorzystania energii wiatru  238
		7.6.4. Oddziaływnaie małej energetyki wodnej   239
		7.6.5. Skutki wykorzystania złóż geotermalnych   240
		7.6.6. Porównanie wybranych wskaźników charakteryzujących oddziaływanie na środowisko   241

8. Określanie zużycia energii pierwotnej dla wyrobów i nośników energii   244
	8.1. Potrzeba określania zużycia energii pierwotnej  244
	8.2. Skumulowane zużycie energii                             245
	8.3. Skumulowane obciążenie środowiska  248
	8.4. Nakład nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii do miejsca wykorzystania   250
	8.5. Skumulowana sprawność energetyczna pozyskania i dostarczenia nośnika energii do miejsca wykorzystania  253
	8.6. Przykład określania sprawności użytkowej energii wykorzystywanej w budynku                                         257
	8.7. Zasady obliczania zużycia energii pierwotnej w miejscu wykorzystania   259
	8.8. Analiza energetyczna i energetyczno-ekologiczna   261
	8.9. Możliwości poprawy charakterystyki energetyczno-ekologicznej przetworzonych nośników energii  268
		8.9.1. Charakterystka energetyczno-ekologiczna nośników energii   268
		8.9.2. Możliwości wpływu na charakterystykę energetyczno-ekologiczną nośników energii  270
		8.9.3. Zwiększenie efektywności obecnych technologii energetycznych  271
		8.9.4. Zwiększenie udziału skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej  272
		8.9.5. Poprawa wskaźników ekologicznych obecnych technologii energetycznych  273
		8.9.6. Wprowadzanie nowych technologii energetycznych  275
		8.9.7. Zwiększenie wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych  275
		8.9.8. Udział energetyki jądrowej   277

9. Możliwości wpływu na zużycie energii w pełnym cyklu istnienia obiektu  279
	9.1. Wprowadzenie   279
	9.2. Przekształcenia obiektu technicznego w cyklu istnienia  281
	9.3. Wpływ rozwiązań urbanistycznych i architektonicznych na energochłonność obiektów budowlanych  282
	9.4. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie projektowania  285
		9.4.1. Czynniki proekologicznego oddziaływania   285
		9.4.2. Możliwości wpływu przez wybór nośników energii  287
		9.4.3. Maksymalne zapotrzebowanie na nośniki energii końcowej  288
		9.4.4. Możliwości wpływu na zużycie materiałów, wyrobów i nośników energii  288
		9.4.5. Możliwości wpływu na wytworzenie i dostarczenie energii podczas użytkowania  290
	9.5. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie realizacji obiektu 293
	9.6. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie użytkowania  295
		9.6.1. Czynniki uwzględniane w fazie użytkowania  295
		9.6.2. Znaczenie trwałości wyrobów i obiektu  297
		9.6.3. Rola systemu eksploatacji w zużyciu zasobów i oddziaływaniu na środowisko  299
		9.6.4. Możliwości oddziaływania na zużycie materiałów i wyrobów   301
	9.7. Możliwości wpływu na efektywność energetyczną w fazie likwidacji   302
	9.8. Możliwości wpływu na efektywność energetyczną przez racjonalizację wyrobów  304
		9.8.1. Działania w cyklu istnienia   304
		9.8.2. Projektowanie wyrobów   305
		9.8.3. Wytwarzanie wyrobów                            306
		9.8.4. Eksploatacja wyrobów   307
		9.8.5. Likwidacja i poużytkowe przetwarzanie wyrobów  308
		9.8.6. Racjonalna gospodarka odpadami i zasobami poużytkowymi   309
	9.9. Doskonalenie praktyki działalności gospodarczej  311
	9.10. Projektowanie proekologiczne i rozwój  312

10. Formułowanie przedsięwzięć usprawniających użytkowanie energii 315
	10.1. Działalność o charakterze modernizacyjnym   315
	10.2. Podejmowanie decyzji gospodarczych  317
		10.2.1. Wprowadzenie  317
		10.2.2. Podejście przy podejmowaniu problemu modernizacji   318
		10.2.3. Stosowanie rachunku efektywności ekonomicznej  320
	10.3. Rodzaje przedsięwzięć usprawniających użytkowanie energii  321
		10.3.1. Wprowadzenie  321
		10.3.2. Podział przedsięwzięć usprawniających użytkowanie energii  323
			10.3.2.1. Podział ze względu na poziom występowania w procesach  323
			10.3.2.2. Podział ze względu na wielkość nakładów niezbędnych na realizację  324
			10.3.2.3. Podział ze względu na motywację przy podejmowaniu decyzji o realizacji  325
			10.3.2.4. Podział ze względu na sposób uzyskiwania efektów   326
			10.3.2.5. Podział ze względu na charakter wprowadzanych zmian  326
		10.3.3. Wykorzystanie surowców wtórnych   329
	10.4. Obszary poszukiwania oszczędności energii według ustawy o efektywności energetycznej [U10, U11]  330
	10.5. Audyting energetyczny i zasady jego wykonywania  331
		10.5.1. Wprowadzenie   331
		10.5.2. Podstawowe określenia  333
		10.5.3. Wykonywanie audytingu energetycznego  335
			10.5.3.1. Przygotowanie do wykonywania audytingu   335
			10.5.3.2. Opracowanie zbioru danych o użytkowaniu energii   336
			10.5.3.3. Obserwacje przebiegu procesów produkcji i pomiary  337
			10.5.3.4. Zestawienie bilansu energii  339
			10.5.3.5. Sformułowanie propozycji przedsięwzięć usprawniających użytkowanie energii  340
			10.5.3.6. Obliczanie energetycznych efektów modernizacji  340
		10.5.4. Uwagi o audytingu energetycznym obiektów budowlanych 342

11. Problemy określania kosztów i efektów działalności   344
	11.1. Uogólnione koszty i efekty społeczne  344
	11.2. Efekty w realizacji przedsięwzięć racjonalizujących działalność gospodarczą  347
	11.3. Instrumenty polityki ekologicznej w racjonalizacji gospodarczej 349
	11.4. Zasady określania efektów w działalności jednostek wykorzystujących energię   351
		11.4.1. Jednostki gospodarcze  352
		11.4.2. Jednostki niekreujące dochodu   356
	11.5. Uwagi o określaniu nakładów na realizację przedsięwzięć  357
		11.5.1. Nakłady inwestycyjne  357
		11.5.2. Uwagi o określaniu nakładów na modernizację  359
	11.6. Możliwości wpływu na koszty w pełnym cyklu istnienia obiektu 361

12. Określanie kosztów, dochodu i przepływów pieniężnych  365
	12.1. Koszty w przedsiębiorstwie  365
		12.1.1. Wprowadzenie  365
		12.1.2. Koszty i wyniki działalności operacyjnej  366
	12.2. Określanie kosztów i dochodu w analizach efektywności ekonomicznej   374
		12.2.1. Określanie kosztów realizacji i funkcjonowania przedsięwzięć   374
		12.2.2. Określanie kosztów eksploatacji  375
		12.2.3. Dochód netto związany z funkcjonowaniem przedsięwzięcia   378
	12.3. Przepływy pieniężne podczas funkcjonowania obiektu technicznego   381
		12.3.1. Określenia  381
		12.3.2. Określanie wartości przepływów pieniężnych   382
		12.3.3. Określanie przyrostu przepływów pieniężnych po modernizacji   385
	12.4. Określanie składników kosztów eksploatacji   387
		12.4.1. Koszt nośników energii  387
			12.4.1.1. Wprowadzenie  387
			12.4.1.2. Rozporządzenia taryfowe i taryfy opłat za nośniki energii  388
			12.4.1.3. Koszt ciepła   389
			12.4.1.4. Koszt paliw gazowych  390
			12.4.1.5. Koszt energii elektrycznej  392
			12.4,1.6. Koszt paliw ciekłych i stałych  393
		12.4.2. Opłaty za korzystanie ze środowiska   394
			12.4.2.1. Wprowadzenie  394
			12.4.2.2. Wprowadzanie zanieczyszczeń gazowych i pyłowych do środowiska  394
			12.4.2.3. Umieszczanie odpadów na składowisku  397

13. Metody oceny efektywności ekonomicznej przedsięwzięć   398
	13.1. Koncepcja podejścia   398
	13.2. Okres eksploatacji i stopa dyskontowa   401
		13.2.1. Okres eksploatacji przedsięwzięcia  401
		13.2.2. Zmiana wartości pieniądza w czasie  403
		13.2.3. Obliczanie wartości zaktualizowanej przychodów  405
	13.3. Metoda wartości zaktualizowanej kosztów w pełnym cyklu istnienia   408
	13.4. Metoda wartości zaktualizowanej netto w pełnym cyklu istnienia 413
		13.4.1. Wartość zaktualizowana netto  413
			13.4.1.1. Obliczanie wartości zaktualizowanej netto  413
			13.4.1.2. Podstawowe czynniki wpływające na wartość NPV  415
		13.4.2. Wewnętrzna stopa zwrotu   416
		13.4.3. Zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu  419
		13.4.4. Ocena przedsięwzięć o różnym okresie eksploatacji i różnym poziomie ryzyka   420
			13.4.4.1. Metoda zastępowania łańcuchowego  421
			13.4.4.2. Metoda nieskończonej powtarzalności wartości NPV  423
	13.5. Metoda dynamicznego kosztu efektu społecznego   425
	13.6. Koszt uzyskania oszczędności kosztów energii i kosztów eksploatacji   429
	13.7. Okres zwrotu nakładów  431
		13.7.1. Prosty okres zwrotu nakładów   431
		13.7.2. Zdyskontowany okres zwrotu nakładów  434
	13.8. Ocena wiarygodności wyników analizy   436
		13.8.1. Potrzeba oceny wiarygodności wyników analizy ekonomicznej przedsięwzięcia   436
		13.8.2. Niepewność wynikająca z oceny poziomu nakładów inwestycyjnych  438
		13.8.3. Niepewność ze względu na ocenę efektów  439
		13.8.4. Niepewność wynikająca z przygotowania projektu   440
		13.8.5. Metody oceny ryzyka   440
			13.8.5.1. Jednoparametrowa analiza wrażliwości   440
			13.8.5.2. Metody statystyczne   441
			13.8.5.3. Przykład analizy wrażliwości dwóch przedsięwzięć modernizacyjnych  443

14. Przykładowe przedsięwzięcia modernizacyjne i ocena ich opłacalności ekonomicznej   447
	14.1. Wprowadzenie  447
	14.2. Problem odzysku ciepła odpadowego wentylacji w budynku użyteczności publicznej  452
		14.2.1. Określenie możliwości modernizacji   452
		14.2.2. Opis istniejącej instalacji  453
		14.2.3. Proponowany zakres przebudowy instalacji   454
		14.2.4. Bilans cieplny instalacji wentylacyjnej przed modernizacją   457
		14.2.5. Bilans cieplny układu po modernizacji  459
		14.2.6. Przystosowanie charakterystyki nagrzewnicy  463
		14.2.7. Obliczenie sprawności energetycznej układu rekuperacji   463
		14.2.8. Energetyczne efekty modernizacji instalacji wentylacyjnej 465
		14.2.9. Ocena efektywności ekonomicznej przedsięwzięcia     466
	14.3. Modernizacja ciepłowni komunalnej wyposażonej w kotły typu WR  469
		14.3.1. Wprowadzenie  469
		14.3.2. Charakterystyka modernizowanego obiektu  471
			14.3.2.1. Opis kotłowni   471
			14.3.2.2. Wyposażenie i stan techniczny ciepłowni  471
			14.3.2.3. Charakterystyka techniczna kotłów WR 10   475
			14.3.2.4. Ocena pracy jednostek kotłowych  473
			14.3.2.5. Wykres uporządkowany zapotrzebowania na moc cieplną   474
		14.3.3. Zakres modernizacji kotłów   476
			14.3.3.1. Informacje ogólne   476
			14.3.3.2. Propozycja zakresu modernizacji  477
			14.3.3.3. Analiza przebiegu obciążenia jednostek kotłowych po modernizacji   479
			14.3.3.4. Określenie poziomu nakładów i kosztów eksploatacji  482

Bibliografia   487