|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 02/2005
Standaryzacja miar i jednostek. Miary energii
|
|
|
Energetyka należy do tych gałęzi gospodarki, które generują obszerne statystyki. Sprawozdawczość pozwala ocenić stan zasobów, zapasy, produkcję energii czy oszacować kwestie bezpieczeństwa. Stosowanie różnych paliw i różnice właściwości paliw jednego rodzaju komplikują przetwarzanie gromadzonych danych.
|
Zbierając dane dotyczące energetyki wykorzystuje się cały wachlarz różnych jednostek miar. Międzynarodowe instytucje zajmujące się opracowywaniem statystyk z rynku energii starają się standaryzować system.
Potrzeba statystyki
Od zarania dziejów energia odgrywała pierwsze skrzypce w rozwoju gospodarczym i życiu ludzkości. Potrzeby rosną, jednak zasoby paliw kopalnych są ograniczone. Taka sytuacja wymaga dokładnego monitorowania zmieniającej się sytuacji w energetyce. Gruntowna wiedza o zapotrzebowaniu na energię i o jej dostawach jest niezbędna do określenia bezpieczeństwa energetycznego, wydajności, problemów zanieczyszczenia środowiska i energetycznego uzależnienia od importu surowców. Dostarczanie szczegółowych i wiarygodnych danych z kolejnych części łańcucha od produkcji do konsumpcji wymaga istnienia odpowiednich mechanizmów raportowania. W opinii Międzynarodowej Agencji Energii IEA (International Energy Agency) to zadanie mocno komplikują takie zjawiska, jak liberalizacja rynku energii, cięcia budżetowe, rosnące wymagania wobec statystyków i niedobory wykwalifikowanej kadry.
Statystyczna współpraca
Podstawowe organizacje międzynarodowe zbierające dane i opracowujące statystyki opracowały zbiór wspólnych kwestionariuszy ułatwiający procedury zbierania i przesyłania danych. Dzięki temu polscy (i nie tylko polscy) statystycy przesyłają coroczne opracowania w tej samej formie do trzech podstawowych instytucji: wspomnianej już IEA reprezentującej kraje należące do OECD, do głównego urzędu statystycznego UE, czyli Eurostatu oraz do Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ (United Nations Economic Commission for Europe). Kwestionariusze oparto na wspólnie ustalonych definicjach, jednostkach miar i metodologii (choć prezentowane statystyki, np. przez Eurostat i IEA nieco się różnią).
Skomplikowane formularze
Szczegółowe kwestionariusze statystyczne dla energetyki są bardzo rozbudowane. Wydany przez IEA podstawowy podręcznik “Energy Statistics Manual”, który ma służyć wprowadzeniu statystyków w zagadnienia związane z akwizycją danych energetycznych, liczy prawie 200 stron. Dla niezawodowego użytkownika opracowań statystycznych istotna jest świadomość rozróżnień między energią pierwotną a wtórną, czyli w skrócie energią pochodzącą bezpośrednio ze źródeł naturalnych a energią pochodzącą z surowców wyprodukowanych przy użyciu źródeł pierwotnych. Przykładem może być ropa naftowa jako surowiec pierwotny i produkowane z niej paliwa (wtórne). Podobnie rzecz się ma z drewnem opałowym i węglem drzewnym. Energia elektryczna może natomiast być wytwarzana w obu formach. Drugą istotną wielkością jest wartość opałowa paliw (czyli ilość ciepła uwalniana przy całkowitym spaleniu jednostkowej ilości paliwa). Jest ona niezbędna jako przelicznik miar naturalnych, jak objętość czy masa, na jednostki energii (z jednostką podstawową - dżulem). Wartość opałową podaje się na dwa sposoby: jako wartość brutto lub netto. Różnica między nimi to ilość utajonego ciepła parowania pary wodnej wytwarzanej podczas spalania. Np. dla gazu ziemnego wartość opałowa netto jest o około 10 proc. mniejsza od wartości brutto.
Standaryzacja jednostek
Opracowanie międzynarodowych danych statystycznych wymaga jednolitego systemu jednostek. Nie są to wymagania bardzo restrykcyjne, jednak w kwestionariuszach podaje się wytyczne podające stosowane jednostki. Ważne jest przede wszystkim to, by podawane wielkości można było łatwo przeliczyć na np. inne jednostki i porównać między sobą. Wymagania IEA i Eurostatu są tu podobne: dane można przygotowywać właściwie w dowolnych jednostkach, ale należy je przed wysłaniem przeliczyć na wskazane w kwestionariuszach. Najczęściej stosuje się dwa rodzaje miar: fizyczne w rodzaju masy czy objętości oraz energetyczne - przede wszystkim wielokrotność dżula (na ogół teradżule, TJ). Czasem ujednolicenie bywa niezbędne, szczególnie w statystykach dotyczących ropy naftowej (różne kraje stosują różne miary podając produkcję ropy). Efektywnego porównania różnych rodzajów paliw dokonuje się przeliczając wartości na jednostki paliwa umownego.
Energia elektryczna
Energię elektryczną produkuje się jako energię pierwotną i wtórną. Do pierwszej kategorii należy wytwarzanie jej ze źródeł naturalnych, takich jak woda, wiatr, czy słońce. Elektryczność wtórna pochodzi z ciepła procesów jądrowych, ciepła ze źródeł geotermalnych i spalania paliw (węgla, gazu ziemnego czy ropy naftowej). Raporty odnoszące się do produkcji ciepła i energii elektrycznej służą do analiz na kilku poziomach, od źródeł energii przez działanie wytwórcy po rodzaj elektrowni czy elektrociepłowni. Wielkość produkcji, zużycia i handlu podaje się w wielokrotnościach watogodzin, stosując w zależności od skali mega-, giga- i terawatogodziny (MWh, GWh, TWh). W przypadku ciepła jednostką podstawową jest dżul (MJ, GJ, TJ), jednak spotyka się także kalorie (cal) i brytyjskie jednostki ciepła (Btu - British thermal units). Natomiast ilość paliw zużywanych przy produkcji ciepła i energii elektrycznej wyrażają jednostki fizyczne, jak tony (zgodne z systemem metrycznym), metry sześcienne i litry, w zależności od rodzaju paliwa. Dodatkowo przedstawia się te wartości w jednostkach energetycznych (do obliczania sprawności). Zdolność do produkcji energii elektrycznej podaje się w jednostkach mocy (wielokrotność kilowatów).
Gaz ziemny
W przypadku gazu ziemnego produkcję podaje się oddzielnie dla gazu z odrębnych złóż i gazu wydobywanego wraz z ropą naftową. Dodatkowo wyszczególnia się metan odzyskiwany z kopalni węgla. Natomiast gazy przemysłowe, gaz płynny (LNG) oraz LPG uwzględnia się w formularzu przeznaczonym dla paliw stałych (węglowym) lub przeznaczonym dla ropy naftowej i jej pochodnych. Gaz ziemny można mierzyć w jednostkach energetycznych (jak dżule, kalorie, kWh czy Btu) oraz ilościowych (metr sześcienny lub stopa sześcienna), jednak w kwestionariuszach na potrzeby IEA, Eurostatu i UNECE podaje się wartości energetyczne wyrażone w teradżulach (TJ) oraz ilościowe w milionach metrów sześciennych (Mm3) w warunkach standardowych (tzn. przy 15 st. C i ciśnieniu 760 mm Hg). W niektórych przypadkach stosuje się pomiar objętości w tzw. warunkach normalnych - w temp. 0 st. C i ciśnieniu 760 mm Hg. Wielkości energetyczne mają odnosić się do wartości opałowej brutto (ale należy zmierzyć także wartość opałową netto). Zużycie gazu ziemnego w różnych sektorach gospodarki podaje się jedynie w teradżulach.
Ropa naftowa
Statystyki ropy naftowej obejmują zarówno ropę przetwarzaną w rafineriach, jak i pochodzące z niej paliwa. W przypadku wszystkich źródeł zaopatrzenia w ropę dołącza się wartości opałowe konkretnego surowca (najczęściej brutto, choć w niektórych wypadkach netto w kJ/kg). Naturalnie stosowane jednostki to jednostki masy lub objętości. Rynek ropy naftowej posługuje się różnorodnymi rodzajami jednostek, od ton, przez metry sześcienne po baryłki. Do celów statystycznych przekazuje się dane w tysiącach ton (zaokrąglone do wartości całkowitych) i podaje wartość opałową brutto. Do konwersji jednostek z baryłek lub metrów sześciennych (kilolitrów) na tony metryczne niezbędna jest znajomość gęstości lub ciężaru właściwego paliwa. Gęstość jest też podstawą wagowej klasyfikacji paliw, np. LPG o gęstości 520 kg/m sześc. należy do paliw lekkich, natomiast olej napędowy powyżej 900 kg/m sześc. - do ciężkich. Do celów porównawczych przy publikacji statystyk energetycznych często używa się jeszcze ekwiwalentu ropy (paliwa umownego), czyli toe (ton of oil equivalent - tona ekwiwalentu ropy zdefiniowana jako 41,868 GJ). Jako przelicznik masa-objętość służy stosunek ciężaru właściwego paliwa do ciężaru właściwego wody (mierzone w temp. 15 st. C) podawany w procentach. W sprawozdawczości międzynarodowej dane o ropie i produktach pochodnych podaje się w tonach metrycznych (zgodnych z jednostkami SI).
Węgiel, paliwa stałe, gazy przemysłowe
Dane o węglu i gazach przemysłowych podaje się odpowiednio w tysiącach ton metrycznych i w teradżulach energii (tę wielkość uzyskuje się mnożąc objętość przez współczynnik wartości opałowej brutto). Podstawową komplikacją przy opracowywaniu danych jest różnorodność rodzajów węgla o różnej jakości. Trzy podstawowe rodzaje - węgiel kamienny bitumiczny i subbitumiczny oraz węgiel brunatny - charakteryzują ich wartości opałowe brutto. Ponadto w statystykach uwzględnia się szereg paliw wtórnych, pochodzenia węglowego (jak brykiety czy gaz koksowniczy). Czasem stosuje się też w celach porównawczych ekwiwalent węgla (tce - ton of coal equivalent; 1 tce = 0,7 toe). Jest to jednak jednostka spotykana coraz rzadziej i wypierana przez ekwiwalent ropy. W przypadku gazu koksowniczego szczególnie ważne jest rozdzielenie wartości opałowych brutto i netto, znacznie się różniących. Wartości opałowe (w statystykach podawane w MJ/t) są zresztą niezbędne do tworzenia bilansu energii czy oszacowania emisji dwutlenku węgla.
Źródła odnawialne i paliwa odpadowe
Większa różnorodność stosowanych jednostek występuje w przypadku odnawialnych źródeł energii oraz paliw odpadowych. W zależności od rodzaju surowca stosuje się jednostki objętości lub masy (np. drewno i jego odpady) czy objętości i energii (np. biogazy), a także - przy wytwarzaniu energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych, wodnych czy słonecznych itd. - wyprodukowaną energię w kilo-, mega- i gigawatogodzinach. Dlatego jednym z zadań wspólnych kwestionariuszy IEA, Eurostatu i UNECE jest standaryzacja jednostek miary. Przyjęto, że dla energii elektrycznej podaje się produkcję w GWh, moc wytwórczą w MWe (megawatach energii elektrycznej), a w przypadku kolektorów słonecznych raportuje się dodatkowo powierzchnię (w tys. m. kw.). Dla energii cieplnej przeznaczono teradżule, a dla innych przepływów energii…
Dokończenie znajdziesz w wydaniu papierowym. Zamów prenumeratę miesięcznika ENERGIA GIGAWAT w cenie 108 zł za cały rok, 54 zł - za pół roku lub 27 zł - za kwartał. Możesz skorzystać z formularza, który znajdziesz tutaj
Zamów prenumeratę
|
|
|
|
