Mgr inż. Józef Dopke - Kierownik Laboratorium Zakładowego, APATOR METRIX S. A., Tczew, Telefon służbowy: 058 5309-236, e-mail: jozefdopke@wp.pl W artykule omówiono rynek gazu ziemnego w USA. Przedstawiono trendy zmian zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych oraz cen brutto gazu ziemnego dla odbiorców domowych w USA w latach 1967-2007. Porównano ceny brutto gazu ziemnego dla odbiorców domowych w wybranych stanach USA, Unii Europejskiej i w Polsce.

Rynek gazu ziemnego w USA W 2002 r. największymi konsumentami gazu ziemnego były Stany Zjednoczone z zużyciem 651,4 mld m3, Federacja Rosyjska 388,9 mld m3, Wielka Brytania 93,8 mld m3, Niemcy 90,7 mld m3, Kanada 86,6 mld m3, Ukraina 78,7 mld m3, Japonia 75,3 mld m3, Włochy 70,4 mld m3, Uzbekistan 52,4 mld m3, Holandia 50 mld m3, Francja 44,9 mld m3, Meksyk 42,3 mld m3, Chiny 32,6 mld m3, Korea Południowa 24 mld m3 i Hiszpania 20,4 mld m3.

Głównymi odbiorcami gazu ziemnego w USA są odbiorcy przemysłowi, elektrownie gazowe, gospodarstwa domowe i odbiorcy komercyjni. Niewielką część gazu ziemnego zużywa się jako paliwo do napędu pojazdów. Wielkość dostaw gazu ziemnego do gospodarstw domowych zależy od liczby ludności, liczby gospodarstw domowych, wielkości zajmowanych mieszkań, liczby osób w gospodarstwach, cen gazu, liczby stopniodni grzania obszaru zamieszkania (klimatu), izolacji termicznej budynków, wyposażenia w urządzenia gazowe i ich sprawności. Wpływ wyżej wymienionych czynników zostanie dalej omówiony.

W 1996 r. liczba ludności w USA wynosiła 266,6 mln, w stanie Kalifornia 31,9 mln, Floryda 14,4 mln, Illinois 11,8 mln, Michigan 9,6 mln, Arizona 4,4 mln oraz Maine 1,2 mln. W okresie od 1996 do 2004 roku liczba ludności w USA wzrosła o 27,055 mln. W 2004 r. liczba ludności w USA wynosiła 293,655 mln, w najludniejszym stanie Kalifornia 35,894 mln, Tek-sasie 22,49 mln, Nowym Jorku 19,227 mln, Florydzie 17,397 mln, Illinois 12,714 mln, Pensylwanii 12,406 mln, Ohio 11,459 mln, Michigan 10,113 mln, New Jersey 8,699 mln. Naj-mniej zaludnione stany to Alaska 655,4 tys., Północna Dakota 634,4 tys., Vermont 621,4 tys., Wyoming 506,5 tys. Największy przyrost ludności w okresie od 1996 do 2004 r. wystąpił w południowych stanach takich jak Floryda 20,81%, Kalifornia 12,52%, mniejszy w Illinois 7,75%, Michigan 5,34%. Wzrost liczby ludności w południowych stanach o mniejszym, ze względu na klimat, średnim rocznym zużyciu gazu ziemnego w gospodarstwach domowych skutkuje zmniejszeniem średniego krajowego rocznego zużycia gazu w gospodarstwach domowych w USA.

W 2001 r. w USA było 107 mln mieszkań z tego 106 mln było ogrzewanych (0,5 mln mieszkań nie miało urządzeń grzewczych). Jako główne paliwo do ogrzewania mieszkań sto-sowano: gaz ziemny w 59,1 mln mieszkań, energię elektryczną w 30,9 mln mieszkań, olej opałowy w 8 mln mieszkań, drewno w 2 mln mieszkań, LPG w 4,9 mln mieszkań, naftę w 0,8 mln mieszkań i inne paliwa w 0,2 mln mieszkań. Około 33,9% mieszkań używało jeszcze drugie paliwo do ogrzewania mieszkań: 5,6 mln mieszkań gaz ziemny, (w tym 3,3 mln mieszkań kominki gazowe, 1 mln nagrzewnice gazowe), 15,7 mln mieszkań energię elek-tryczną, 12,4 mln mieszkań drewno, 2 mln mieszkań LPG, 1,9 mln mieszkań naftę i 0,4 mln mieszkań inne dodatkowe paliwo. Całkowite zużycie energii na jedno mieszkanie w 2001 r. wynosiło 26962 kWh i było o 19% mniejsze niż w 1980 r. (rys. 1), kiedy wynosiło 33410 kWh.


Rys. 1. Średnie roczne całkowite zużycie energii na gospodarstwo domowe oraz wg rodzajów paliw w USA [1]

W 2004 r. liczba odbiorców gazu w USA wynosiła 67,817 mln (tablica 1) w tym 62,469 mln to gospodarstwa domowe, 5,136 mln - to odbiorcy komercyjni i 0,212 mln - odbiorcy przemysłowi. Najwięcej gospodarstw domowych odbierających gaz ziemny jest w stanie Kalifornia 9,957 mln, następnie w stanie Nowy Jork - 4,199 mln, Teksas 3,939 mln, Illinois - 3,754 mln, Ohio - 3,249 mln, Michigan - 3,161 mln, Pensylwania - 2,591 mln, New Jersey - 2,583 mln.

Najwyższy procent zgazyfikowanych gospodarstw domowych występuje w stanach: Utah -100%, Kolorado 90,2%, Kalifornia 86,6%, Nevada 86,3%, New Jersey 84,3%, Michigan 83,5%, Kansas 82,4%, Illinois 81,8% a najniższy w stanach Vermont 13,3%, Floryda 10,1% i Maine 3,6%. Około 55% wszystkich mieszkań w USA jest zasilanych gazem ziemnym a 67% nowo wybudowanych mieszkań w 2003 r. było ogrzewanych gazem ziemnym.

Zużycie gazu ziemnego w 2005 r. w USA (tablica 2) wynosiło 620,974 mld m3, w tym dostarczono do konsumentów 574,909 mld. Zużycie gazu ziemnego przez gospodarstwa domowe wynosiło 136,994 mld m3, przez odbiorców komercyjnych 86,628 mld m3, przez odbiorców przemysłowych 186,557 mld m3, przez elektrownie 164,129 mld m3 oraz na napęd po-jazdów 0,63 mld m3. Pozostałe ilości gazu przeznaczone były na napęd oraz na zużycie na rurociągach i w dystrybucji.


Tablica 1. Liczba odbiorców gazu ziemnego w USA według typów odbiorców [1]

Najwięcej gazu ziemnego zużywa się w stanie Teksas. W 1993 roku w Teksasie zużyto 96,3 mld m3 gazu ziemnego prawie dwa razy więcej niż w stanie Kalifornia, który zajmuje drugą pozycję na liście największych konsumentów gazu ziemnego w USA. W Teksasie pro-dukuje się około 155,7 mld m3 gazu ziemnego rocznie, co stanowi 25% krajowej produkcji gazu ziemnego w USA.


Tablica 2. Produkcja i dostawy gazu ziemnego do odbiorców w USA w mld m3 w latach 2000-2005 [1]

Wpływ klimatu na zużycie gazu ziemnego

W USA gaz dostarczany do gospodarstw domowych służy do gotowania, podgrzewania wody użytkowej, ogrzewania mieszkania, suszenia wypranej odzieży i bielizny a ostatnio również do zasilania kominków. Stosowanie kominków opalanych drewnem jest ograniczane w wielu miejscowościach, np. Denver, Portland, Phoenix i Los Angeles w trosce o środowi-sko naturalne.

Zużycie gazu na przygotowanie posiłków i podgrzewanie wody zależy od liczby osób w gospodarstwie domowym. Zużycie gazu ziemnego na ogrzewanie zależy od: strefy klimatycznej, w której znajduje się gospodarstwo domowe, wielkości zajmowanego mieszkania przez gospodarstwo, stopnia izolacji termicznej budynku, rodzajów odbiorników gazu w gospodarstwie domowym (kocioł CO lub dwufunkcyjny CWU, tradycyjny lub kondensacyjny, ogrzewacz gazowy), zachowania członków gospodarstwa (wewnętrzna temperatura mieszkania), dochodów gospodarstw domowych oraz ceny. Dalej przeanalizujemy trendy zmian zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych wybranych stanów USA, których warunki klimatyczne są najbardziej zbliżone do terytorium Polski. Średnia wieloletnia dla lat 1971-2000 liczba stopniodni grzania Sd(18,3oC) dla temperatury bazowej 18,3oC wynosiła dla stanu: Południowa Dakota – 4360oCdni, Wisconsin - 4328oCdni, Iowa – 3921oCdni, Michigan - 3861oCdni, Nebraska - 3625oCdni, Nowy Jork - 3398oCdni, Pensylwania - 3285oCdni (rys. 2).

W Polsce najcieplejsze dla lat 1961-1990 mia-sta miały: 3502oCdni Legnica i Słubice, 3466oCdni Tarnów i Wrocław, 3790oCdni Warszawa a najzimniejsze 4188oCdni Białystok, 4404oCdni Suwałki i 4765oCdni Zakopane. Ta liczba stopniodni grzania jest różna dla różnych lat, wyższa dla zimniejszych zim i niższa dla cieplejszych zim.


Rys. 2. Średnia wieloletnia (1971-2000 r.) ważona zaludnieniem liczba stopniodni grzania Sd(18,3oC) dla wybranych stanów USA [2]

Średnie gospodarstwo domowe w USA zużywało w 2004 r. o 38% mniej gazu ziemnego niż przed 24 laty [3-5]. Średnie ogólnokrajowe zużycie gazu ziemnego w gospodarstwach domowych wynosiło 3058 m3 w 1980 r., 2477 m3 w 1990 r., 2387 m3 w 2000 r., 2324 m3 w 2003 r. i 2214 m3 w 2004 r. (rys. 4). W latach 1996-2005 można zaobserwować ocieplenie klimatu w okresach sezonu grzewczego na terytorium USA. Spadek liczby stopniodni grzania powoduje dodatkowe zmniejszenie zużycia gazu ziemnego. Tylko zużycie gazu w bardzo zurbanizowanych stanach takich jak Nowy Jork (rys. 5) (2548 m3/rok w 1980 r., 2443 m3/rok w 1990 r., 2722 m3/rok w 2000 r. i 2648 m3/rok w 2004 r.) i New Jersey (2492 m3/rok w 1980 r., 2452 m3/rok w 1990 r., 2633 m3/rok w 2000 r. i 2559 m3/rok w 2004 r.) nie maleje [3-5]. W stanie Nowy Jork 37% budynków zbudowano przed 1940 r. podczas gdy na Florydzie jedynie 5%, w Kalifornii 10% a w Teksasie 8%. W aglomeracji Nowego Jorku 50% bu-dynków zbudowano przed 1946 r. Badania zużycia energii wykonane przez Energy Information Adninistration w 1997 r. pozwalają określić wielkość zużycia gazu ziemnego na ogrzewanie na gospodarstwo domowe w wysokości: 136 m3 na Florydzie, 544 m3 w Kalifornii, 843 m3 w Teksasie i 2093 m3 w stanie Nowy Jork.

Średnie krajowe stałe zużycie gazu niezależne od liczby stopniodni grzania wynosiło: 243 m3/osobę na podgrzewanie wody i 53 m3/osobę na inne cele. W USA w 2000 r. było średnio 2,6 osób w gospodarstwie domowym.

Miesięczna sprzedaż gazu ziemnego dla odbiorców domowych, komercyjnych i komunal-nych (domowi + komecyjni) jest silnie skorelowana liniowo E(Sd(18,3oC)= a+bSd(18,3oC) [6] z liczbą stopniodni grzania Sd(18,3oC) (rys. 6, 7).


Rys. 3. Sprzedaż, cena gazu ziemnego dla gospodarstw domowych [1] oraz liczba stopniodni grzania Sd(18,3oC) [2] dla stanu Michigan w okresie od 01.2002 r. do 06.2006 r.


Rys. 4. Średnie roczne zużycie gazu ziemnego w gospodarstwach domowych [1] oraz liczba ważonych zaludnieniem stopniodni grzania Sd(18,3oC) [2] dla USA w latach od 1996 do 2005


Rys. 5. Średnie roczne zużycie gazu ziemnego w gospodarstwach domowych w wybranych stanach USA oraz średnie roczne zużycie krajowe dla USA [1]


Rys. 6. Proste regresji miesięcznej sprzedaży gazu ziemnego dla odbiorców domowych, ko-mercyjnych i komunalnych [1] względem miesięcznej liczby stopniodni grzania Sd(18,3oC) [2] dla stanu Iowa w okresie 01.1998-12.2005 r.

W okresie od stycznia 2002 r. do grudnia 2005 r. miesięczne zużycie gazu ziemnego w gospodarstwach domowych stanu Michigan jest skorelowane liniowo [6] z liczbą stopniodni grzania (rys. 7) ze współczynnikiem korelacji r=0,975. Oszacowane wartości współczynników wynoszą a=54,86318 m3/miesiąc i b=0,7104976 m3/(oCdzień miesiąc). Średnie roczne stałe zużycie gazu ziemnego w gospodarstwach domowych stanu Michigan wynosi 12a=658,4 m3/rok, co odpowiada stałemu zużyciu gazu 261 m3/osobę dla liczby 2,52 osób w gospodarstwie domowym.


Rys. 7. Prosta regresji średniego miesięcznego zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych [1] względem miesięcznej liczby stopniodni grzania Sd(18,3oC) [2] dla stanu Mi-chigan w okresie od 01.2002 r. do 12.2005 r. Dla czerwca, lipca i sierpnia założono Sd(18,3oC)=0, współczynnik korelacji r=0,975, a=54,86318 m3/miesiąc, b=0,7104976 m3/(oCdzień miesiąc)

Głównymi przyczynami spadku zużycia gazu ziemnego była: poprawa izolacji termicznej domów i sprawności gazowych urządzeń oraz nasycenie rynku gazowymi urządzeniami grzewczymi. Wzrost ceny gazu powodował zmniejszenie zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych. Przedmiotem dalszej analizy będą ceny gazu ziemnego dla gospodarstw domowych w USA, które w istotny sposób kształtowały zużycie gazu ziemnego.

Ceny gazu ziemnego dla gospodarstw domowych

Istotny wpływ na stosowane paliwo do ogrzewania mieszkania ma jego cena. Cena energii elektrycznej była w 2001 r. w USA trzykrotnie wyższa niż gazu ziemnego (rys. 8). Gaz ziemny był najtańszym paliwem stosowanym do ogrzewania mieszkań na przestrzeni lat 1980-2000. Ceny brutto energii elektrycznej i gazu ziemnego w większości stanów USA są zbliżone do cen w Polsce.


Rys. 8. Ceny brutto energii wg rodzajów paliw dla gospodarstw domowych w USA [7]

Większość gazu ziemnego zużywanego w USA pochodzi z krajowego wydobycia. Pozostały gaz pochodzi z importu, głównie rurociągami z Kanady. Wydobycie krajowe i import wystarcza podczas lata do pokrycia popytu i napełnienia zbiorników podziemnych, z których pobiera się gaz podczas zimy, kiedy dodatkowe zapotrzebowanie na gaz na ogrzewanie mieszkań przekracza produkcję krajową i import. Od 1992 r. ceny gazu ziemnego dla wszystkich odbiorców (rys. 9, 10) rosną.

Wyjątkiem jest większy spadek cen w 2002 r. w większości stanów. Średnia cena krajowa w USA wzro-sła z około 0,21 dolarów w 1992 r. do około 0,46 dolarów za 1 m3 w 2005 r. W sezonie 2001/2002 37% ceny to koszty samego gazu a 63% to koszty przesyłu i dystrybucji, w sezo-nie 2004/2005 r. 53% ceny to koszty gazu a 47% koszty przesyłu i dystrybucji, w sezonie 20005/2006 r. już 64% ceny to koszty gazu a tylko 36% to koszty przesyłu i dystrybucji.

Najwyższe średnie miesięczne ceny gazu ziemnego (rys. 9) występują w miesiącach let-nich o najniższym zużyciu gazu w gospodarstwach domowych. Np. lipcu i sierpniu 1999 r. (x=7 i 8), 2000 r. (19, 20), 2001 r. (31, 32), 2002 r. (43, 44), 2003 r. (55, 56), 2004 r. (67, 68) i 2005 r. (79, 80). Najniższe ceny występowały w miesiącach zimowych.


Rys. 9. Średnie miesięczne ceny gazu ziemnego dla odbiorców domowych, komercyjnych, przemysło-wych i elektrowni gazowych w USA [1] od stycznia 2002 r. do czerwca 2007 r. wraz z prostymi regre-sji trendu wzrostu. Opracowano na podstawie: U. S. Energy Information Administration.

Wzrost cen gazu ziemnego w USA jest spowodowany małym wydobyciem gazu, które w 2005 r. osiągnęło najniższy poziom od 1999 r. Rosnący import 122,49 mld m3 i malejący eksport 20,63 mld m3 nie zrekompensowały spadku produkcji w 2005 r. Całkowite zużycie gazu w 2005 r. wynosiło 620,974 mld m3 i było najniższe od 2000 r. W 2005 r. wystąpił wysoki popyt na gaz ziemny spowodowany wysokimi temperaturami w okresie lata w całym kraju. Spowodowało to zapotrzebowanie na energię elektryczną do klimatyzacji pomieszczeń, wy-twarzanej w elektrowniach stosujących jako paliwo gaz ziemny.

Następnym czynnikiem wzrostu cen gazu była wysoka cena ropy naftowej. W sierpniu 2005 r. ceny ropy osiągnęły wysokość 69,91 dolara za baryłkę. Duża liczba odbiorców przemysłowych i elektrowni w USA może stosować jako paliwo zarówno gaz ziemny jak i produkty petrochemiczne. Wzrost cen ropy spowodował przejście tych odbiorców na tańszy gaz ziemny. W kilku stanach północno wschodnich USA również odbiorcy domowi korzystają zarówno z gazu jak i oleju opałowego zależnie od ceny tych paliw. W wyniku tych zależności wzrost cen ropy zwiększa popyt na gaz ziemny co pociąga za sobą wzrost jego cen. W sierpniu i wrześniu 2005 r. huragany Katrina i Rita zakłóciły wydobycie w Zatoce Meksykańskiej w rezultacie czego doszło do rekordowego wzrostu cen gazu. W dniu 21 listopada 2007 r. ceny ropy osiągnęły wysokość 99 dolarów za baryłkę.


Rys. 10. Średnie roczne ceny gazu ziemnego w USA [1] dla odbiorców domowych, komercyj-nych, przemysłowych, na napęd pojazdów i dla elektrowni gazowych w latach 1967-2006

Ceny gazu ziemnego dla odbiorców domowych są bardzo zróżnicowane w poszczególnych stanach. W 2003 r. najniższe ceny gazu ziemnego były na Alasce 0,155 dolara/m3, w stanie Kolorado 0,2335 dolara/m3, Montana 0,2501 dolara/m3, Wyoming 0,2522 dolara/m3, Północna Dakota 0,2561 dolara/m3, Michigan 0,2582 dolara/m3, Utah 0,2589 dolara/m3. Najwyższe ceny były w stanie Hawaje 0,9631 dolara/m3, Floryda 0,5711 dolara/m3, Connecticut i Main 0,451 dolara/m3. Ceny gazu w 2004 r. podano w tablicy 3.

Ceny brutto gazu ziemnego w USA (tabela 3, 4, 5) w 2005 r. wynosiły: 0,367 dolarów/m3 (1,16 zł/m3) w stanie Michigan, 0,369 dolarów/m3 (1,16 zł/m3) w stanie Wyoming, 0,371 dolarów/m3 (1,17 zł/m3) w stanie Montana, 0,374 dolarów/m3 (1,18 zł/m3) w stanie Idaho, 0,381 dolarów/m3 (1,20 zł/m3) w stanie Nebraska, 0,522 dolarów/m3 (1,65 zł/m3) w stanie Nowy Jork i 0,739 dolarów/m3 (2,33 zł/m3) na Florydzie. Średnie ceny gazu ziemnego w USA wynosiły 0,452 dolarów/m3 (1,42 zł/m3). Najniższe ceny gazu ziemnego były najbliżej jego za-głębi wydobywczych.


Rys. 11. Średnie miesięczne ceny gazu ziemnego dla gospodarstw domowych w wybranych stanach USA [1] w okresie od 01.2002 r. do 06.2007 r.


Rys. 12. Średnie miesięczne ceny gazu ziemnego dla gospodarstw domowych w wybranych stanach USA [1] w okresie od 01.2002 r. do 06.2007 r.


Tabela 3. Średnie roczne ceny brutto gazu ziemnego w wybranych stanach USA i w USA w dolarach/m3


Tabela 4. Średnie roczne ceny brutto gazu ziemnego w wybranych stanach USA i w USA w zł/m3dla kursu 1 dolar=2,7619 zł z dnia 10.09.2007 r.

Wpływ ceny na zużycie gazu

Wzrost cen gazu ziemnego jest podstawowym czynnikiem ekonomicznym skłaniającym gospodarstwa domowe do ograniczenia jego zużycia. Poprawa izolacji ścian budynku i dachu powoduje zmniejszenie strat cieplnych i istotny spadek zużycia gazu na ogrzewanie mieszkania. Drugim czynnikiem zmniejszającym zużycie gazu na ogrzewanie mieszkania jest zmniej-szenie strat ciepła na wentylacji. Jednym z zanieczyszczeń powietrza w mieszkaniach, wymagającym odpowiedniej ilości powietrza do jego odprowadzenia, jest para wodna.

Źródłem pary wodnej w mieszkaniu są: ludzie (40-80 g/h), spalany gaz w kuchniach gazowych, podgrzewaczach wody (1,6 kg/m3 gazu), gotowanie potraw, mycie naczyń, kąpiel (100-600 g/h), suszenie bielizny w mieszkaniu (1000-2000 g/kg), kwiaty 500-1000 g/doba. Dlatego wymagana jest pewna ilość powietrza potrzebna do odprowadzenia zysków wilgoci z mieszkania. Aby zminimalizować ilość powietrza niezbędnego do odprowadzenia wilgoci, należy zmniejszyć zyski wilgoci. Można to osiągnąć przez: gotowanie pod przykryciem lub w naczyniach typu ZEPTER, racjonalne korzystanie z palników kuchni gazowej, wymiana kuchni gazowej na elektryczną, zmywanie naczyń w zmywarce, suszenie bielizny na zewnątrz mieszkania lub po odwirowaniu na bardzo wysokich obrotach (1000 obr./min), stosowanie okapu nad kuchnią z odprowadzeniem do kanału wentylacyjnego, zastosowanie boilera elektrycznego zamiast gazowego podgrzewacza wody, lokalizowanie kratek wentylacyjnych grawitacyjnych bezpośrednio nad źródłem wilgoci. W efekcie można wymienić tradycyjne okna na okna o dużej szczelności i doprowadzać do mieszkania powietrze w ilości uznawanych za minimalne przez obowiązujące przepisy.


Tablica 5. Liczba ludności, liczba gospodarstw domowych (w 2000 r.), liczba gospodarstw domowych zgazyfikowanych, średnie roczne zużycie gazu ziemnego w gospodarstwach do-mowych, ważone zaludnieniem stopniodni grzania oraz cena za dostarczany gaz dla wybra-nych stanów USA w 2004 r. Źródło: U.S. Energy Information Administration. Natural Gas Annual 2004

Przeważające zyski wilgoci powstają w kuchni i łazience, natomiast w pokojach są one nieznaczne i pochodzą od ludzi, kwiatów itp. nie stanowiąc żadnego problemu związanego z zawilgoceniem mieszkań, wręcz odwrotnie - zwiększają nieco wilgotność powietrza podnosząc komfort klimatyczny. Wszystkie te przedsięwzięcia modernizujące gospodarstwa domowe zmniejszają zużycie gazu bezpośrednio (likwidacja gazowego podgrzewacza wody i kuchni gazowej) lub pośrednio ograniczając straty ciepła do otoczenia. Mniejsza część spadku zużycia gazu będzie doty-czyła zużycia stałego związanego z modernizacją gazowych podgrzewaczy wody i kuchni gazowych.

Najniższe miesięczne zużycia gazu występują w miesiącach letnich kiedy nie ogrzewa się mieszkań (rys. 13) i jest to zużycie niezależne od liczby stopniodni grzania. Najwyższe stałe zużycie gazu w okresie od czerwca do września występuje w gospodarstwach stanów: Illinois (2,62-2,74 osób w gospodarstwie domowym), Michigan (2,48-2,56 osób) i Kalifornii (2,87-3,13 osób) a najmniejsze w stanach: Floryda (2,16 osób) i Arizona (2,62-2,74 osób). Na jego wielkość ma wpływ liczba osób w gospodarstwie domowym. Średnia liczba osób w gospodarstwie domowym w USA wynosiła 2,6. Gospodarstwa domowe w stanach Hawaje, Kalifornia i Utah liczą od 2,87 do 3,13 osób, w stanach Idaho, Nevada, Arizona, Nowy Meksyk, Teksas, Luizjana, Missisipi, Georgia, Illinois, Nowy Jork i New Jersey od 2,62 do 2,74 osób a najmniej liczne gospodarstwa składające się z 2,16 osób występują w stanach Floryda, Montana, Północna Dakota, Vermont, Maine, Iowa, Kentucky i Zachodnia Wirginia.


Rys. 13. Średnie miesięczne zużycie gazu ziemnego w gospodarstw domowych wybranych stanów i w USA [1] w 2004 r. (1 – styczeń, 12- grudzień)

Stałe zużycie gazu ziemnego niezależne od liczby stopniodni grzania maleje w USA wskutek modernizacji gazowych kuchni i podgrzewaczy wody (podwyższenie sprawności), większego nasycenia mieszkań zmywarkami do naczyń. W latach od 1987 do 2004 spadek stałego zużycia gazu był liniowy (rys. 14).


Rys. 14. Proste regresji średniego miesięcznego zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych w USA [1] w czerwcu, lipcu, sierpniu i wrześniu dla okresu od 1967 do 2004 r.

Jeżeli zużycie całkowite lub na ogrzewanie mieszkania podzieli się przez liczbę stopniodni grzania i średnią powierzchnię mieszkań, to otrzymamy wskaźniki efektywności zużycia gazu wc (całkowitego) i wg (na grzanie), które służą do porównań między krajami i szacowania zużycia gazu w gospodarstwach domowych w różnych miejscowościach i krajach (tabela 6).


Tabela 6. Średnie roczne stałe i zmienne zużycie gazu ziemnego w gospodarstwach domowych w USA, wskaźniki efektywności zużycia gazu wc i wg

Analogiczne trendy zmian zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych spowodowane wzrostem cen gazu występują w Ohio, Illinois jak również w Kalifornii, Teksasie o znacznie cieplejszym klimacie niż w Polsce. Jedynie w stanie Nowy Jork i New Jersey średnie roczne zużycie gazu w gospodarstwach domowych nie maleje w latach 1990 do 2004. Spadek średniego zużycia gazu ziemnego spowodowany wzrostem jego cen wspierany był w wielu stanach programem ekonomicznej stymulacji oszczędności energii. Wiele stanów opracowuje wieloletnie programy obniżki zużycia energii na cele komunalne.

Wnioski

W Polsce przyjmuje się na ogrzewanie domu wolnostojącego o powierzchni 100 m2 wy-konanego w tradycyjnej technologii zużycie roczne gazu ziemnego E (dawne oznaczenie GZ-50) w ilości 19,4 m3 dla kotła kondensacyjnego i 21,5 m2 dla kotła tradycyjnego na 1 m2 powierzchni użytkowej domu (rys. 13). Odpowiada to wartości wskaźnika efektywności zużycia gazu [8-10] wg=0,0052 m3/(m2 oCdzień) i 0,0057 m3/(m2 oCdzień). Dom wolnostojący wybu-dowany wg obecnie obowiązujących przepisów w Polsce może zużywać 12 m3/m2 gazu E rocznie na jego ogrzewanie, co odpowiada wartości wg =0,0032 m3/(m2 oCdzień).

Różne roczne zużycia gazu na ogrzewanie mieszkania uzależnione są również od liczby stopniodni grzania w danym kraju. Wskaźnik efektywności zużycia gazu na ogrzewanie w USA w 2003 r. wynosił wg=0,0036 m3/(m2 oCdzień) a wskaźnik efektywności całkowitego zużycia wc=0,0046 m3/(m2 oCdzień). W Kanadzie dla budynków zbudowanych w 1994 r. te wskaźniki wynosiły 0,0035 m3/(m2 oCdzień) i 0,0046 m3/(m2 oCdzień). W Polsce w budyn-kach wolnostojących zbudowanych w latach sześćdziesiątych wskaźnik efektywności zużycia gazu na ogrzewanie wynosi wg=0,006 m3/(m2 oCdzień). W strefie zalecanej 100 mm izolacji termicznej, do której należy również Polska, w 2002 r. kraje miały wskaźnik efektywności całkowitego zużycia gazu ziemnego (39 MJ/m3) wc równy: 0,069 m3/(m2 oCdzień) – Austria, 0,0056 m3/(m2 oCdzień) – Niemcy, 0,05 m3/(m2 oCdzień) – Holandia, 0,0066 m3/(m2 oCdzień) – Wielka Brytania i 0,0044 m3/(m2 oCdzień) – Irlandia.

Średnie roczne zużycie gazu na osobę na podgrzewanie wody i przygotowanie posiłków wynosiło około: 300 m3 w USA, 290 m3 w Kanadzie, 285 m3 w Polsce i na Ukrainie, 280 m3 w Wielkiej Brytanii i 230 m3 w Niemczech. To zużycie gazu jest zbliżone w wielu krajach.

Średnia cena brutto gazu w USA dla gospodarstw domowych w kwietniu 2006 r. wynosiła 0,469 dolarów/m3 co odpowiada 1,407 zł/m3. We wrześniu 2006 r. ceny brutto gazu ziemnego wynosiły dla odbiorców: domowych 0,557 dolarów/m3 (co odpowiada 1,671zł/m3), komer-cyjnych 0,4019 dolarów/m3, przemysłowych 0,2511 dolarów/m3 i elektrowni 0,2656 dola-rów/m3.

Ceny gazu w Polsce odpowiadają cenom gazu w wielu stanach USA. Według wysokości cen i stawek opłat Mazowieckiej Spółki Gazownictwa obowiązującej od 1 stycznia 2007 r. w taryfie W-3 ceny zmienne gazu E wynoszą 0,7928 zł/m3 za gaz i 0,3495 zł/m3 za przesył gazu. Po uwzględnieniu VAT-u otrzymuje się cenę płaconą przez odbiorcę 1,3936 zł/m3 plus opłaty stałe 24,20 zł/miesiąc. Zakładając średnie zużycie gazu w taryfie W-3 w wysokości 2500 m3/rok opłaty stałe powodują dodatkowy wzrost ceny o 0,1417 zł/m3. Cena za gaz ziemny E w taryfie W-3 wynosi więc 1,5353 zł/m3 i jest zbliżona do ceny w USA. Porównanie cen gazu ziemnego w krajach Unii Europejskiej (rys. 15, 16) wskazuje, że ceny w Polsce, w Wielkiej Brytanii, Czechach i Słowacji są zbliżone.


Rys. 15. Ceny netto gazu ziemnego (39 MJ/m3) 1 stycznia 2005 r. i 2006 r. dla standardowe-go odbiorcy domowego gazu w ilości 2143 m3/rok w krajach Unii Europejskiej. Źródło: Eurostat


Rys. 16. Ceny brutto gazu ziemnego (39 MJ/m3)w dniach 1 stycznia 2005 r. i 2006 r. dla standardowego odbiorcy domowego gazu w ilości 2143 m3/rok w krajach Unii Europejskiej. Źródło: Eurostat

Ceny netto gazu ziemnego 1 stycznia 2006 r. wahały się od 0,154 EURO/m3 (3,93 EURO/GJ) w Estonii do 0,578 EURO/m3 (14,8 EURO/GJ) w Szwecji. Ceny gazu ziemnego między 2005 a 2006 r. najwięcej wzrosły w Czechach (33,8%), Słowacji 33,3%), słowenii (28,3%). Ceny w Chorwacji wzrosły o 2,4% a w Danii o 4,8%.

Ceny brutto gazu ziemnego 1 stycznia 2006 r. wahały się od 4,63 EURO/GJ w Estonii do 25,95 EURO/GJ w Szwecji i 29,82 EURO/GJ w Danii. Ceny brutto gazu ziemnego między 2005 a 2006 r. najwięcej wzrosły w Czechach (33,9%), Słowacji 33,7%), Luksemburgu 26,9%, Słowenii (25,8%). Ceny w Chorwacji wzrosły o 2,4%, we Włoszech o 4,4% a w Da-nii o 4,9%.

Należy oczekiwać, że podobne trendy spadku zużycia gazu w gospodarstwach domowych jakie miały miejsce w USA, Kanadzie czy krajach europejskich będą występować również w Polsce. Duże różnice w wartościach wskaźnika efektywności zużycia gazu ziemnego na ogrzewanie budynków w Polsce i sąsiednich krajach z tej samej strefy izolacji termicznej, pozwala prognozować dalszy spadek średniego zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych w Polsce [11] w części przeznaczanej na ogrzewanie pomieszczeń w miarę poprawy termoizolacji starych budynków i wprowadzania do użytku nowoczesnych kotłów. Duży wzrost cen gazu w Polsce przyśpieszy spadek zużycia gazu na ogrzewanie, analogicznie jak miało to miejsce w USA i w krajach europejskich.

Literatura

[1] U. S. Energy Information Administration. Updated 16.01.2006
[2] U. S. National Oceanic and Atmospheric Administration, National Weather Service. http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis-monitoring/cdus/degree-deys/
[3] Dopke J.; Prognozowanie zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych na pod-stawie liczby stopniodni grzania. Materiały konferencji „Rynek Gazu 2006”, Kazimierz Dolny 2006 r.
[4] Dopke J.: Zależność zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych od liczby stopniodni grzania. Rynek Energii nr 5 (66) 2006, str. 75-86.
[5] Dopke J.: Trendy zmian zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych w USA. Wiadomo-ści Naftowe i Gazownicze nr 11 (103) 2006, str. 15-19.
[6] Brown R. H., Marx B. M., Corliss G. F.: Mathematical Models for Gas Forecasting. Mar- quette University, Milwaukee, WI
[7] Battles S.J., Hojjati B. Tow decades of U.S. Household Trends in Energy-Intensity Indicators: A Lokk at the Underluing Factors. U. S. Energy Information Administration [8] Dopke J.: Wskaźniki efektywności zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych. Instal 2007 (268) nr 1.
[9] Dopke J.: Wskaźniki efektywności zużycia energii w gospodarstwach domowych. Rynek Energii 2007 (72) nr 5.
[10] Dopke J.: Analiz korelacji miż prodiżem prirodnogo gazu pobutovim, komercijnim i promisłovim cpożivaczam ta graduso-dnjami obigrivu. Relationship between natura gas sales to residential, commercial and industrial consumers and heating degree days. Rinok Instalacji 2007 (126) nr 10.
[11] Dopke J.: Zależność zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych od liczby stopniodni grzania. GWiTS 2007 (LXXXI) nr 3.

Mgr inż. Józef Dopke - Kierownik Laboratorium Zakładowego, APATOR METRIX S. A., Tczew, Telefon służbowy: 058 5309-236, e-mail: jozefdopke@wp.pl