Rozwiązaniem problemu zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego w Polsce oraz ograniczenia kosztów energii elektrycznej jest poprawa efektywności energetycznej oraz rozwój OZE, w tym energetyki wiatrowej i fotowoltaiki. Miedź ma tutaj szczególną rolę do odegrania.
W realizacji procesu transformacji energetycznej Polski pomocna będzie miedź, której nasz kraj jest jednym z największych producentów na świecie. Jej właściwości, takie jak wysoka przewodność elektryczna, trwałość czy przetwarzalność, czynią z niej kluczowy surowiec dla nowoczesnej gospodarki bazującej na odnawialnych źródłach energii. Oparte na miedzi i jej stopach technologie zwiększają efektywność energetyczną w kluczowych obszarach – energetyce oraz przemyśle.
Miedź i jej właściwości
Miedź jest niezbędna w rozwiązaniach związanych z energią odnawialną – takich jak energia słoneczna, wiatrowa, wodna, biomasa i geotermia – poprawiając ich ogólną wydajność. Jest wykorzystywana w produkcji kabli, paneli fotowoltaicznych oraz elementów wiatraków słonecznych. Więcej na ten temat tutaj.
Przykładowo technologie wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych, w szczególności instalacje wiatrowe, oceaniczne i słoneczne, wymagają dużej ilości miedzi. Instalacja 1 MW pozyskiwanej z morskiej energii wiatrowej wymaga około 6 ton miedzi. Instalacja fotowoltaiczna wymaga około 4 ton / 1 MW, znacznie więcej niż elektrownia opalana olejem (1,1 tony / 1 MW) lub elektrownia jądrowa (0,7 tony / 1 MW).
Bez inwestycji w sieć dystrybucyjną i przesyłową się nie obejdzie
Zmieniający się system energetyczny będzie również wymagał większych inwestycji w infrastrukturę przesyłową i dystrybucyjną. To otwarta droga do większego wykorzystania miedzi w sieciach, transformatorach, energoelektronice. Dodatkowo warto mieć na uwadze, że typowy średni pojazd elektryczny, na przykład, zawiera około 50-60 kg miedzi, w porównaniu z około 20 kg miedzi w aucie napędzanym silnikiem spalinowym.
ZOBACZ TAKŻE: Miedziane instalacje elektryczne. Zobacz, dlaczego warto postawić na miedź
Inne wykorzystanie miedzi
Poza tym miedź jest wykorzystywana przy produkcji pomp ciepła, systemach automatyzacji budynków czy przy magazynowania energii. Łącząc wszystkie te zastosowania szacuje się, że do 2050 r. dodatkowy łączny popyt w UE obejmie około 20 mln ton miedzi1 . Chociaż bezwzględna kwota zapotrzebowania jest rozłożona na 35 lat, oznacza średni roczny wzrost zapotrzebowania na miedź o około 14% w stosunku do obecnego poziomu popytu w UE.
Warto podkreśłić, że każdy kilogram miedzi użyty w systemie energetycznym, w zależności od wykorzystywanej technologii, przynosi oszczędność pierwotnie wytworzonej energii od 500 do 50 000 kWh, obniżając koszty od 60 do 6000 EUR na poziomie UE.2 Ponadto, wykorzystując doskonałą przewodność elektryczną miedzi, w ciągu następnych 10-20 lat w Europie będzie można zmniejszyć emisję CO2 o 100 milionów ton rocznie.
CZYTAJ TAKŻE: Energetyka wiatrowa. Zobacz raport
Miedź jako dobry przewodnik prądu elektrycznego i ciepła
Każdy przewodnik w systemie energetycznym ma charakterystyczną oporność. Oznacza to, że część przewodzonej energii elektrycznej zmienia się w ciepło i staje się bezużyteczna. Te straty energii można redukować w zależności od średnicy przewodnika, używając materiałów o lepszym przewodnictwie elektrycznym. Przewodnictwo elektryczne miedzi jest na drugim miejscu za srebrem i jest o 65% lepsze niż aluminium.
Straty energii można jeszcze bardziej ograniczać, zwiększając średnicę przewodnika. Choć nie można zwiększać tego parametru w nieskończoność, optymalna dla środowiska średnica uzwojeń transformatorów i silników, przewodów elektrycznych i napowietrznych linii trakcyjnych jest znacznie większa niż przewidują to obecne standardy. Redukcja emisji dwutlenku węgla na kilogram miedzi przez cały okres eksploatacji urządzeń wynosi od 100 do 7500 kg, w zależności od zastosowania. Więcej czytaj tutaj.
Miedź nadaje się w 100% do recyklingu
Atutem miedzi jest też to, że jest to jeden z nielicznych materiałów, które można wielokrotnie poddawać recyklingowi bez utraty wydajności. Nie ma również żadnej różnicy w jakości miedzi pochodzącej z recyklingu (produkcja wtórna) i wydobytej miedzi (produkcja podstawowa).
Recykling miedzi jest również energooszczędny i wymaga do 80-90% mniej energii niż produkcja pierwotna. W ciągu ostatniej dekady około połowa rocznego wykorzystania miedzi w UE pochodziła ze źródeł pochodzących z recyklingu (i wzrasta).
Szacuje się, że dwie trzecie z 550 milionów ton miedzi produkowanej od 1900 r. nadal znajduje zastosowanie w produkcji.3 Ta ogromna ilość miedzi zawarta w różnorodnym zakresie zastosowań końcowych odpowiada około 20 lat produkcji wydobywczej.
CZYTAJ WIĘCEJ:
Fotowoltaika i jej optymalizacja. Rola trwałości materiałów i efektywności energetycznej
Rozwój OZE i elektromobilności. Jaką rolę ma do odegrania miedź?
1) Benefits and Impacts of the Energy Transition for the Copper Industry, CREARA Analysis, September 2016
2) Przy założeniu ceny energii w przemyśle na poziomie 0,12 EUR/kWh i wartość współczynnika energii pierwotnej 2,5.
3) http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es400069b
