OZE — czym są odnawialne źródła energii? Krótki przewodnik po OZE

W artykule:

• Co to jest OZE, czyli odnawialne źródła energii?
• Rodzaje odnawialnych źródeł energii. Co zalicza się do OZE?
• Czy inwestowanie w OZE jest opłacalne? Korzyści z odnawialnych źródeł energii
• Zastosowanie OZE w domu. Czy każdy może korzystać z OZE? 
• OZE w Polsce — najważniejsze dane
• Przepisy regulujące OZE
• OZE rośnie w siłę 

Odnawialne źródła energii (OZE) to termin, który coraz częściej pojawia się w debatach dotyczących przyszłości energetyki, zmian klimatycznych oraz zrównoważonego rozwoju. Inwestycje w technologie oparte na OZE gwałtownie rosną, a nowoczesne regulacje, takie jak europejski program "Fit for 55", wzmacniają te działania. Jednak, mimo że temat odnawialnych źródeł energii jest coraz częściej poruszany w mediach, wiele osób nadal nie wie, czym dokładnie są OZE, jakie są źródła energii odnawialnej oraz dlaczego warto w nie inwestować, zwłaszcza, gdy przed Tobą budowa domu. W tym artykule dowiesz się, dlaczego ten sektor tak dynamicznie się rozwija i staje się fundamentem nowoczesnej gospodarki energetycznej.  

Co to jest OZE, czyli odnawialne źródła energii?

Odnawialne źródła energii (OZE) to zasoby naturalne, które są w stanie odnawiać się w stosunkowo krótkim czasie, co odróżnia je od nieodnawialnych zasobów, takich jak węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny. Główna różnica polega na tym, że podczas gdy zasoby nieodnawialne wyczerpują się po pewnym czasie, odnawialne źródła energii mają zdolność do ciągłej regeneracji, dzięki czemu można z nich korzystać bez ryzyka wyczerpania surowców. 

Nieodnawialne źródła energii, takie jak paliwa kopalne, powstają przez miliony lat w wyniku procesów geologicznych. Ich wydobywanie i spalanie powoduje emisję gazów cieplarnianych, co przyczynia się do postępowania zmian klimatycznych. W przeciwieństwie do nich odnawialne źródła energii nie generują zanieczyszczeń na taką skalę, są bezpieczniejsze dla środowiska i niskoemisyjne pod względem wydzielania dwutlenku węgla do atmosfery.

Główną cechą, która definiują odnawialne źródła energii, jest ich zdolność do odnawiania się oraz minimalna ingerencja w środowisko naturalne. W praktyce oznacza to, że nie może ich zabraknąć, co jest o wiele bezpieczniejszą opcją produkcji energii niż bazowanie na surowcach takich jak paliwa kopalne, których zasoby są ograniczone i kurczą się z roku na rok. Dlatego coraz więcej państw i przedsiębiorstw inwestuje w technologie wykorzystujące te zasoby, dążąc do bardziej zrównoważonego rozwoju energetycznego.

Rodzaje odnawialnych źródeł energii. Co zalicza się do OZE?

Odnawialne źródła energii to szeroka kategoria obejmująca różne zasoby naturalne. Każde z tych źródeł działa na nieco innych zasadach, ale ich wspólną cechą jest to, że korzystają z energii dostępnej w sposób ciągły lub cykliczny w przyrodzie. Jakie są źródła energii odnawialnych? Które rodzaje energii wykorzystuje się w OZE? 

Energia słoneczna 

Energia słoneczna jest wykorzystywana na dwa sposoby: do produkcji ciepła oraz prądu elektrycznego. 

Pierwszy sposób opiera się na działaniu kolektorów słonecznych, które przekształcają promieniowanie słoneczne w energię cieplną. Promienie te są absorbowane, a następnie przekazywane do płynu krążącego w systemie rur, który przenosi ciepło do systemów grzewczych lub do podgrzewania wody. Kolektory te są szczególnie efektywne w ogrzewaniu budynków.

Druga metoda to przekształcanie energii promieni słonecznych w energię elektryczną za pomocą paneli fotowoltaicznych. Proces ten odbywa się dzięki ogniwom półprzewodnikowym, które zmieniają energię słoneczną na prąd stały, a ten z kolei przekształcany jest na prąd zmienny, który zasila domy lub firmy.

Energia wiatrowa

Energia wiatrowa wykorzystuje siłę wiatru do napędzania turbin wiatrowych, które generują energię elektryczną. Jak dokładnie to wygląda? Turbiny wiatrowe przekształcają energię kinetyczną powietrza w energię mechaniczną, która następnie zamieniana jest na prąd przez generator. W ten sposób wyprodukowana energia elektryczna zasila sieć energetyczną lub akumulator.

Turbiny mogą być umieszczane na lądzie lub na morzu, przy czym te drugie cieszą się coraz większą popularnością ze względu na większe zasoby wiatru na otwartych wodach. Im mocniejszy wieje wiatr, tym szybciej wprawia turbiny w ruch, co generuje większą energię.

Może Cię zainteresować: Czym jest ustawa wiatrakowa? Jaka jest minimalna odległość domu od elektrowni wiatrowych?

Energia wodna

Energia wodna to systemy oparte na wykorzystaniu ruchu wody, najczęściej w elektrowniach wodnych, czyli hydroelektrowniach. 

To w nich wykorzystuje się energię spadającej lub płynącej wody do napędzania turbin, które generują energię elektryczną. Woda, przepływając przez turbiny, przekształca swoją energię kinetyczną w energię elektryczną. Będąc w ruchu, np. w rzekach, jeziorach czy tamach, dostarcza ogromnej ilości energii, która może być efektywnie przekształcana na prąd. Hydroelektrownie są stabilnym i wydajnym źródłem energii, choć ich budowa może ingerować w lokalne ekosystemy.

Energia geotermalna

Energia geotermalna korzysta z ciepła zgromadzonego we wnętrzu Ziemi. W niektórych miejscach na świecie istnieją obszary, gdzie temperatura pod powierzchnią ziemi jest na tyle wysoka, że można z niej korzystać do produkcji energii elektrycznej lub cieplnej. Jest to jednak skomplikowany proces, ponieważ pozyskanie energii w ten sposób jest niezwykle trudne. 

Złoża znajdują się głęboko pod powierzchnią, dlatego konieczne jest wykonywanie odwiertów, które pozwalają na uzyskanie gorącej wody i pary wodnej. Następnie trafia ona do wymiennika ciepła, gdzie oddaje swoją energię wodzie krążącej w drugim obiegu, która następnie ogrzewa budynki. Energię geotermalną wykorzystuje się również do produkcji energii elektrycznej, jednak najczęściej funkcjonuje jako alternatywne źródło energii cieplnej. 

Biomasa

Biomasa to organiczny materiał, który może być przekształcony w energię. Biomasę dzieli się na rodzaje ze względu na stan skupienia — może występować jako: 

• biomasa stała (drewno, odpady rolnicze)
• biomasa ciekła (tzw. biopaliwa)
• biomasa gazowa (biogaz powstający z fermentacji materiałów organicznych)

Wszystkie te materiały organiczne mają zdolność do kumulowania energii słonecznej. Aby przekształcić je w energię, są zbierane i zamieniane w paliwa np. w postaci brykietów, pelletu czy biogazu. Następnie są spalane w specjalnych piecach i kotłach, dzięki czemu powstaje energia cieplna zdolna ogrzać budynki. Spalanie może być też wykorzystywane do produkcji pary wodnej, która zasila turbiny parowe i przetwarza ją w energię elektryczną. 

Czy inwestowanie w OZE jest opłacalne? Korzyści z odnawialnych źródeł energii

Inwestowanie w odnawialne źródła energii przynosi wiele korzyści, zarówno dla środowiska, jak i gospodarki. Dlaczego wiele krajów przechodzi na “zieloną energię”?

Niższe ceny energii

Chociaż początkowe koszty instalacji systemów OZE mogą być wysokie, długoterminowe korzyści finansowe są nieporównywalne do nieodnawialnych źródeł energii. Po okresie zwrotu inwestycji produkcja energii z OZE może przynosić duże oszczędności. Koszty utrzymania są niższe, a energia jest darmowa – co jest szczególnie widoczne w przypadku energii słonecznej czy wiatrowej. Na poziomie inwestycji krajowych ma to przełożenie na ceny prądu czy ogrzewania — w krajach, gdzie stawia się na rozwiązania oparte o OZE, rachunki za energię są o wiele niższe, a w przypadku prywatnych inwestycji w domach (np. w postaci paneli fotowoltaicznych) energia może być niemal darmowa. 

Sprawdź również: Jak oszczędzać prąd i zmniejszyć rachunki za energię elektryczną?

Zielona energia

Czy OZE są ekologiczne? W przeciwieństwie do paliw kopalnych odnawialne źródła energii nie emitują dużych ilości gazów cieplarnianych, co przyczynia się do ograniczenia globalnego ocieplenia i postępujących zmian klimatu. Korzystanie z energii słonecznej, wiatrowej czy wodnej nie powoduje zanieczyszczenia powietrza ani degradacji ekosystemów w takim stopniu jak tradycyjne źródła energii. 

Zobacz projekty domów parterowych energooszczędnych!

TK28

4 250 zł

4 250 zł

Dzierzba z garażem 1-st. [A]

4 290 zł

4 290 zł

Mango bez garażu [B]

4 190 zł

4 190 zł

Projekty domów parterowych energooszczędnych

Niezależność i stabilność energetyczna

Inwestycje w OZE pozwalają krajom na uniezależnienie się od importu paliw kopalnych, co wzmacnia ich suwerenność energetyczną. W dłuższej perspektywie takie działania mogą prowadzić do stabilizacji cen energii i ograniczenia ryzyka związanego z wahaniami cen ropy czy gazu na rynkach międzynarodowych.

Z perspektywy gospodarstw domowych to częściowe uniezależnienie się od zewnętrznych dostaw prądu oraz ograniczenie ryzyka blackout’ów (nagłych przerw w dostawie prądu).  

Nowe miejsca pracy

Sektor OZE jest dynamicznie rozwijającą się branżą, która generuje tysiące nowych miejsc pracy, zarówno w obszarze produkcji technologii, jak i w sektorze usług związanych z instalacją i konserwacją systemów OZE.

Polecamy: Montaż fotowoltaiki na płaskim dachu

Zastosowanie OZE w domu. Czy każdy może korzystać z OZE? 

Nie każde odnawialne źródło energii jest dostępne dla użytkowników indywidualnych, ale wiele z nich można z powodzeniem zastosować w domu jednorodzinnym lub wielorodzinnym. Coraz więcej gospodarstw domowych decyduje się na instalacje OZE, aby produkować energię na własny użytek. Warto tę inwestycję zaplanować już wybierając projekt domu. Najbardziej popularne technologie w tym zakresie to:

Instalacje fotowoltaiczne

Panele fotowoltaiczne przekształcają energię słoneczną bezpośrednio w prąd elektryczny, który można wykorzystać do zasilania domu. W Polsce, mimo zmiennych warunków atmosferycznych, fotowoltaika cieszy się dużą popularnością dzięki rosnącej liczbie słonecznych dni oraz możliwościom dofinansowania instalacji.

Warto poznać: Program Mój Prąd 6.0 – jak zdobyć dofinansowanie?

Większość instalacji fotowoltaicznych działa w modelu on-grid, czyli jest podłączona do sieci energetycznej. Oznacza to, że gdy w sieci dochodzi do awarii, fotowoltaika przestaje działać. 

Drugi model to off-grid, który zapewnia pełną niezależność od sieci — nadwyżki energii są gromadzone w akumulatorach - magazynach energii. 

Trzecim rozwiązaniem jest opcja hybrydowa, która pozwala współpracować z siecią lub działać całkowicie niezależnie. 

Sprawdź również: Jaką moc instalacji fotowoltaicznej wybrać?

Pompy ciepła

Pompy ciepła to urządzenia, które pozwalają na wykorzystanie energii cieplnej z gruntu, powietrza lub wody do ogrzewania domów. Są bardzo efektywne energetycznie i mogą znacznie obniżyć koszty ogrzewania, a dodatkowe służą bardzo często do podgrzewania wody użytkowej.

Uzyskaj dofinansowanie do pompy ciepła: Dofinansowanie Czyste Powietrze. Ile wynosi dotacja, co obejmuje i kto może się o nią starać?

Jak działają? Pompa ciepła pobiera energię cieplną z otoczenia (ziemi, powietrza lub wody) i przekształca ją w ciepło, które może być wykorzystane do ogrzewania budynku lub wody użytkowej. Działa na zasadzie obiegu termodynamicznego, w którym energia z zewnętrznego źródła jest transferowana do wnętrza budynku przy minimalnym zużyciu energii elektrycznej.

Sprawdź gotowe projekty domów z zaplanowaną pompą ciepła: Projekty domów z pompą ciepła

Przydomowe elektrownie wodne i wiatrowe

Choć mniej popularne niż panele słoneczne czy pompy ciepła, małe przydomowe elektrownie wiatrowe i wodne również mogą dostarczać energii do gospodarstw domowych. Przy odpowiednich warunkach (np. dostęp do rzeki lub stałego wiatru), takie systemy mogą być efektywną alternatywą. Polecamy artykuł naszego eksperta: Czy przydomowe turbiny wiatrowe zastąpią fotowoltaikę?

Sprawdź dofinansowanie do tej inwestycji: Moja Elektrownia Wiatrowa

Biogazownie

Biogazownie to instalacje, które przetwarzają odpady organiczne na biogaz, będący źródłem energii. Mogą one działać w małej skali, dostarczając energii do gospodarstw domowych z własnych zasobów odpadów rolniczych lub komunalnych.

Więcej w artykule: Piec na biomasę – ekonomiczne i efektywne źródło odnawialnej energii

OZE w Polsce — najważniejsze dane

Polska w ostatnich latach dynamicznie rozwija sektor OZE. W 2023 roku zgodnie z danymi Polskiej Agencji Energetycznej moc zainstalowana w odnawialnych źródłach energii przekroczyła 15 GW. Według danych Instytutu Fraunhofera odnawialne źródła energii odpowiadały w 2023 roku w Polsce za 26% produkcji energii elektrycznej, z czego  największy udział mają farmy wiatrowe (14,6%) oraz instalacje fotowoltaiczne (8,7%). Wygenerowano aż 39,42 TWh.

Dla porównania w 2022 r. ponad 71% energii elektrycznej zostało wyprodukowane przy użyciu węgla, a jedynie 19,4% za sprawą OZE. W 2021 r. było to zaledwie 14,7%. 

Według prognoz, do 2030 roku Polska może znacząco zwiększyć udział OZE w swoim miksie energetycznym, aby sprostać celom klimatycznym wyznaczonym przez Unię Europejską.

Małe instalacje OZE, czyli instalacje o łącznej mocy zainstalowanej od 50 kW do 1 MW, przyłączone do sieci o napięciu niższym niż 110 kV, również zyskują coraz większe znaczenie. Całkowita moc zainstalowana małych instalacji wzrosła w 2023 r. o około 35 proc. względem 2022 r. (z 3 GW do 4 GW). 

Polska nadal jednak nie wypada zbyt dobrze na tle innych europejskich państw. Zgodnie z raportem ETRI 2023, który ocenia gotowość oraz postępy w transformacji energetycznej w obszarze m.in. społeczno-politycznego wsparcia transformacji czy dostępności rynku, Polska zdobyła jedynie 2 punkty w pięciostopniowej skali (gdzie 1 oznacza najniższą ocenę, a 5 najwyższą). 

Przepisy regulujące OZE

Regulacje prawne mają kluczowe znaczenie dla rozwoju odnawialnych źródeł energii, ponieważ określają nie tylko definicje, ale i sposoby wykorzystania OZE. W Polsce do najważniejszych przepisów określających OZE należy:

• Ustawa o odnawialnych źródłach energii z dnia 20 lutego 2015 roku — jest to podstawowy dokument regulujący kwestię odnawialnych źródeł energii w Polsce. Określa zasady wsparcia dla producentów energii z OZE, w tym system aukcji i taryfy gwarantowane.

OZE jest określane w ustawie jako „odnawialne, niekopalne źródła energii obejmujące energię wiatru, energię promieniowania słonecznego, energię aerotermalną, energię geotermalną, energię hydrotermalną, hydroenergię, energię fal, prądów i pływów morskich, energię otrzymywaną z biomasy, biogazu, biogazu rolniczego oraz z biopłynów”. 

• Dyrektywa Unii Europejskiej RED II (Renewable Energy Directive) — wyznacza cel, aby do 2030 roku 32% energii w Unii Europejskiej pochodziło z odnawialnych źródeł energii. Polska, jako członek UE, jest zobowiązana dostosować się do tych wymogów.
• Polityka energetyczna Polski do 2040 roku (PEP2040) – dokument strategiczny określający kierunki rozwoju sektora energetycznego, w tym cele dotyczące zwiększenia udziału OZE w krajowym miksie energetycznym.

Ważnym elementem unijnych regulacji jest także program Fit for 55, który zakłada redukcję emisji gazów cieplarnianych o 55% do 2030 roku. Program ten wymaga od krajów członkowskich intensyfikacji działań na rzecz rozwoju OZE i zwiększenia ich udziału w krajowym miksie energetycznym.

OZE rośnie w siłę 

Odnawialne źródła energii z roku na rok zdobywają coraz większą popularność i stają się kluczowym elementem globalnej transformacji energetycznej. Inwestycje w OZE to nie tylko korzyści ekonomiczne — przede wszystkim są to niezbędne rozwiązania w obszarze ochrony środowiska i wyzwań związanych ze zmianami klimatycznymi. 

W Polsce branża OZE jest na dobrej drodze do dynamicznego rozwoju, co ma ogromne znaczenie dla przyszłości energetyki. OZE pełnią coraz ważniejszą rolę w miksie energetycznym, a regulacje zarówno na poziomie krajowym, jak i unijnym, wymuszają odejście od nieodnawialnych źródeł energii i inwestowanie w “zieloną energię”. 

Wybierasz projekt i zastanawiasz się nad zmianą źródła ciepła na bardziej ekologiczne? Sprawdź: Zmiana źródła ogrzewania w gotowym projekcie domu