J.Popczyk Innowacyjna energetyka na platformie IGW

Innowacyjna energetyka na Platformie IGW
Jan Popczyk
Gierałtowice, listopad 2008
1
Strefy przemysłowe – dekady miniona i obecna
Gminne centra energetyczne – dekady obecna i przyszła
Bezpieczeństwo gminy – nie tylko energetyczne
(integrator usług infrastrukturalnych!!!)
Gminne technologie energetyczne. Źródła kogeneracyjne
zdolne do pracy autonomicznej (przykłady realizacji).
Dom/budynek jako obiekt gospodarki energetycznej
Program IERE
Sytuacja w energetyce (ceny, nowe strategie
przedsiębiorstw)
2
EWOLUCJA POLSKICH CELÓW
Początek lat dziewięćdziesiątych
• połączenie polskiego systemu elektroenergetycznego z systemem
UCPTE
• wprowadzenie polskiej elektroenergetyki w środowisko
regulacyjne UE
• wykorzystanie zasady TPA do wyzwolenia konkurencji na rynku
energii elektrycznej
Rok 2008
• wytworzenie nowego segmentu energetyki osadzonego w Pakiecie
energetyczno-klimatycznym 3x20
• wprowadzenie energetyki w infrastrukturę społeczeństwa wiedzy
• nabycie zdolności do zarządzania procesami w warunkach
konfrontacji globalnej w obszarze energetyki: (i) USA i UE, (ii)
Rosja, Iran, Arabia Saudyjska, Katar, Wenezuela, (iii) Chiny, Indie
3
PAKIET ENERGETYCZNO-KLIMATYCZNY 3x20
Cele (1)
OZE 20%
CO2 20%
EE
20%
Cele (2)
Redukcja zużycia paliw
Ochrona środowiska
Cele (3)
Innowacyjność
Bezpieczeństwo energetyczne
4
Kompleks paliwowo-energetyczny
PERN Przyjaźń
Naftobazy
Gaz System
PSE-Operator
Górnictwo
kopalnie
Paliwa płynne
rafinerie,
stacje benzynowe
Ciepłownictwo
kotłownie
Energetyka
odnawialna
Elektroenergetyka
elektrownie, OSD, handel
Gazownictwo
OSD, handel, wydobycie
magazyny
Rynek końcowy energii
paliwa transportowe
150 TWh
Rynek końcowy
końcowy
Rynek
odbiorców
Rynek końcowy energii
ciepło
240 TWh
Rynek końcowy
Rynek końcowy
odbiorców
Struktura
podmiotowa
2008
Rynek końcowy energii
Rynek końcowy energii
energia elektryczna
energia elektryczna
110 TWh
5
Elektroenergetyka
Ciepłownictwo
Kotłownie
Elektroenergetyka
Elektrociepłownie
Elektrownie
Gazownictwo
Paliwa płynne
Przepompownie, magazyny
Rafinerie,
Górnictwo
Kopalnie
Skarb Państwa
Wielkoskalowa
elektroenergetyka
konwencjonalna
OSP
Operatorzy
OSD
Energetyka wytworzona 100 (96+4) TWh
przez Pakiet 3x20
60 mln ton CO2
Sieciowe struktury lokalnych (gminnych)
stref energetycznych
150 (480x1,6x0,2) TWh
Struktura
Rolnictwo
Inwestorzy
przedmiotowa
prywatni,
energetyczne
fundusze inwestycyjne
2020
6
Paliwa
Tradycyjne OZE:
• elektrownie wiatrowe
• elektrownie wodne
• paliwa biomasowe
pierwszej generacji
(biomasa
biodegradowalna,
biopaliwa płynne)
• kolektory słoneczne
• źródła geotermalne
Energetyka wytworzona
przez Pakiet 3x20:
energetyka odnawialna,
energetyka innowacyjna,
zuniwersalizowane technologie
energia elektryczna, ciepło,
paliwa transportowe
Paliwa
płynne
i gazowe
z przeróbki
węgla
(18+6) TWh + ?
2030 rok
2020 rok
Biomasowe paliwa drugiej generacji
76 TWh
7
„Wielkość” energetyki wytworzonej przez
Pakiet 3x20 w 2020 roku (według cen i wyobrażeń z 2008 roku)
• udział w rynku energii końcowej – 15% (95 TWh)
• nakłady inwestycyjne – około 150 mld zł
(w tym elektrownie wiatrowe około 50 mld zł,
biogazownie zintegrowane technologicznie lub wirtualnie
ze źródłami kogeneracyjnymi około 60 mld zł)
• roczne przychody – około 35 mld zł
(w tym rynek energii elektrycznej około 20 mld zł,
rynek ciepła około 5 mld zł, rynek paliw transportowych łącznie z akcyzą
około 10 mld zł)
• roczna redukcja emisji CO2 – około 100 mln ton
(roczna redukcja kosztów emisji CO2 około 16 mld zł)
8
Paradygmat technologiczny
w elektroenergetyce
Skala systemów,
skala
jednostkowych
technologii
Systemy kontynentalne,
monopole narodowe
(druga połowa XX w.)
Lokalne systemy i
lokalne monopole
(pierwsza połowa XX w.)
Energetyka
rozproszona,
konkurencja
(pierwsza połowa XXI w.)
Stopień informatyzacji
9
Makroekonomiczy model rynku
energii elektrycznej w świetle
paradygmatu technologicznego
Koszty
Wielkoskalowa energetyka
korporacyjna
Inteligentna energetyka
rozproszona
Sprzedaż
10
Pożegnanie z ropą
• Szwecja – 2005, polityka energetyczna
• USA – 2008, programy wyborcze kandydatów
na prezydenta
• Polska – 2008, Konsorcjum Green Stream
Konferencja „Droga do niezależności energetycznej Polski”
Gdańsk, 20 września 2008
11
energetyka w społeczeństwie
wiedzy
po epoce społeczeństwa przemysłowego
a przed epoką społeczeństwa wodorowego/bezemisyjnego
12
Innowacyjna energetyka (1)
1. Nowoczesny kocioł biomasowy, agregat kogeneracyjny,
kotłownia/elektrownia wirtualna, samochód/autobus
hybrydowy, przetokowa lokomotywa hybrydowa, samolot
gazowy/wodorowy
2. Rozproszone technologie ekologiczno-energetyczne
(biogazownie, małe wytwórnie paliw transportowych,
peleciarnie/brykieciarnie)
3. Nowoczesna reelektryfikacja wsi (nie za pomocą modernizacji/
rozbudowy sieci, a poprzez budowę lokalnych źródeł
wytwórczych
4. Paliwa drugiej generacji (biomasowe paliwa gazowe)
5. Technologie bezemisyjne (redukcja emisji CO2 jako
najważniejszy globalny problem)
13
Innowacyjna energetyka (2)
1. Gorzelnia, obora, chlewnia, ferma kurza, mleczarnia,
cukrownia, przetwórnia warzyw/owoców, przetwórnia mięsa –
utylizacja odpadów, dobra lokalizacja pod biogazownię
„wielkotowarową”
2. Mikro-biogazownia (utylizacja odpadów w indywidualnym
gospodarstwie rolnym) zintegrowana z kotłem lub ze źródłem
kogeneracyjnym
3. Peleciarnia/brykieciarnia (mobilna), jako sposób utylizacji
odpadowej biomasy celulozowej w gminie i wykorzystania
ciepła z agregatu kogeneracyjnego (zintegrowanego z
biogazownią)
4. Uprawy energetyczne wielkotowarowe (kukurydza, burak
półcukrowy, topinambur): pojedyncza biogazownia – 300 ha i
więcej, strefa energetyczna w gminie wiejskiej – 300…1000
ha, kraj – 2 mln ha (ekwiwalentnych)
14
Rolnictwo energetyczne (gmina rolnicza)
1. Program „Innowacyjna energetyka. Rolnictwo energetyczne”
ma wymiar porównywalny z budową górnictwa w przeszłości,
nowoczesnego rolnictwa żywnościowego w ostatnich latach
oraz z alokacją na rynku transportowym (z transportu
kolejowego na transport samochodowy)
2. Adekwatne do jego ważności muszą być też sposoby realizacji
programu w polityce rządowej. W szczególności na wielką
skalę powinny być wykorzystane unijne środki do pobudzenia
Programu IERE. Gazownictwo, elektronergetyka powinna
dokonać szczegółowej analizy możliwości wykorzystania takich
środków
15
Klaster 3x20. Program IERE
1. Polska wieś powinna się przygotować do energetyki
innowacyjnej i rolnictwa energetycznego tak jak w
przeszłości do akcesji z Unią
2. Polska wieś powinna ponadto przygotować się, poprzez
wejście w Program IERE, do skutków związanych z redukcją
unijnej polityki rolnej po 2013 roku
3. Adekwatne do ważności Programu IERE muszą być też
sposoby jego realizacji w obszarze kształcenia. W
szczególności PKP Energetyka powinna przystąpić do
realizacji programu kształcenia podobnego do programu
zrealizowanego w drugiej połowie minionej dekady, który
wprowadził przedsiębiorstwo na rynek energii elektrycznej
16
Paliwa drugiej generacji (1)
Nie ma jeszcze warunków do jednoznacznego
zdefiniowania paliw drugiej generacji
Rolnicy definiują na przykład paliwa drugiej generacji
jako te, których produkcja nie jest konkurencyjna
względem produkcji żywności
Energetycy natomiast jako te, które mają wysoki (na
przykład 1,6) stosunek energii na wyjściu z procesu
pozyskiwania paliwa do energii włożonej
17
Paliwa drugiej generacji (2)
Występuje trudność w odpowiedzi na pytanie: do
jakich paliw, pierwszej czy drugiej generacji, zaliczyć
biopaliwa? Na przykład biogaz w klasyfikacji
europejskiej jest zaliczany zarówno do paliw pierwszej
jak i drugiej generacji
W pierwszym segmencie są: gaz wysypiskowy, z
oczyszczalni ścieków, z biogazowni utylizujących
odpady rolnicze i z przetwórstwa rolno-spożywczego
W drugim segmencie będzie natomiast (po
skomercjalizowaniu technologii na skalę rynkową)
biogaz ze zgazowania celulozy (słoma, drewno, wytłoki
z trzciny cukrowej)
18
Paliwa drugiej generacji (3)
• Proponuje się [J. Popczyk] przyjąć, że biogaz
produkowany z całych roślin energetycznych zielonych
(takich jak kukurydza, buraki pastewne/półcukrowe i
inne) w procesie zgazowania biologicznego
(fermentacyjnego), i ewentualnie oczyszczony do postaci
gazu ziemnego wysokometanowego, jest paliwem drugiej
generacji
• Biopaliwa płynne (etanol i estry) produkowane obecnie z
ziarna zbóż (takich jak kukurydza, pszenica i inne) oraz
rzepaku są paliwami pierwszej generacji
• Zarówno biogaz jak i paliwa płynne, które będą
produkowane w nadchodzących latach z celulozy, będą
jednolicie paliwami drugiej generacji
19
Rolnictwo energetyczne (1)
Jest to przede wszystkim wielkotowarowa uprawa
biomasy oraz przetwórstwo rolno-energetyczne, czyli
przemysłowa produkcja paliw biomasowych
przeznaczonych do sprzedaży na rynku
Perspektywy dla paliw płynnych (estry, bioetanol)
wykorzystywanych w transporcie, i z coraz większym
powodzeniem w elektroenergetyce oraz w
ciepłownictwie, a także stałych (ulepszona biomasa),
wykorzystywanych w procesach współspalania w
elektroenergetyce oraz w ciepłownictwie, są
ograniczone
20
Rolnictwo energetyczne (2)
W perspektywie rozwojowej (w kolejnej dekadzie)
podstawowym produktem rolnictwa energetycznego
będą paliwa gazowe (biogaz, biometan), produkowane
w biogazowniach, dostarczane na rynek z
wykorzystaniem transportu drogowego CNG i LNG oraz
poprzez zatłaczanie do istniejących sieci gazowych
(zbudowanych do przesyłu gazu ziemnego)
21
Co zrobi UE z doraźną ofensywą narodowych korporacji
energetycznych na rzecz odrzucenia rozwiązań Pakietu 3x20 ?
Trzy pytania, na które musi odpowiedzieć sobie UE
1. Jak zabezpieczy się przed terroryzmem
energetycznym ze strony Rosji, Arabii Saudyjskiej,
Kataru, Wenezueli, Iranu ?
2. Jak wygra konkurencję z USA w obszarze
innowacyjnych technologii energetycznych ?
10. Jak wygra konkurencję z Chinami i Indiami
w obszarze starych technologii energetycznych ?
22
Co zrobią ze swoim sukcesem rząd, politycy (PO oraz PiS)
i korporacja węglowo-elektroenergetyczna ?
Trzy pytania, na które muszą odpowiedzieć sobie: rząd, politycy
(PO oraz PiS) i korporacja węglowo-elektroenergetyczna
1. Jak rząd i korporacja węglowo-elektroenergetyczna zapewnią
bezpieczeństwo elektroenergetyczne w kolejnych latach (jak
zahamują gwałtowny wzrost cen energii elektrycznej i jak nie
dopuszczą do powrotu stopni zasilania, systemu stosowanego
w Polsce w okresie dynamicznego rozkwitu gospodarki
socjalistycznej) ?
2. Jak rząd rozwiąże problem nadprodukcji w rolnictwie
żywnościowym (jak zrestrukturyzuje rolnictwo i nie dopuści do
obniżki cen produktów rolnych) i jak zmodernizuje polską wieś
w kolejnych latach ?
3. Jakie rozwiązania zaproponuje UE na perspektywę budżetową
2014-2020 (czy będą to propozycje: utrzymać Wspólną Politykę
Rolną i nie inwestować w innowacyjność w energetyce i w ochronie
23
środowiska – w rozwiązania Pakietu 3x20 !!!) ?
Jaką wartość, z punktu widzenia postawionych pytań,
stanowi świadomość potencjału alokacji zasobów
w obszarze polskiego rolnictwa
między rolnictwo żywnościowe i energetyczne ?
24
Rolnictwo energetyczne – polski potencjał
alokacji zasobów rolnictwa
Oszacowanie potencjałów 2008 i 2020,
w aspekcie potrzeb żywnościowych
oraz całego rynku paliw i energii [Popczyk]
25
Wielkość
Ludność [mln]
Powierzchnia [tys. km2]
Użytki rolne [mln ha]
Roczne zapotrzebowanie na żywność (na zboże) [mln
ton]
Wydajność zbóż [ton/ha]
Użytki rolne niezbędne do pokrycia potrzeb
żywnościowych [mln ha]
Dostępne zasoby rolnictwa energetycznego [mln ha]
Wykorzystane zasoby gruntów rolnych do produkcji
biopaliw (paliw I generacji) [mln ha]
Obliczeniowa wydajność energetyczna gruntów rolnych
(produkcja paliw II generacji), pp [MW/ha]
Zredukowana wydajność energetyczna gruntów rolnych
(produkcja paliw II generacji), pp [MW/ha]
Potencjał rolnictwa energetycznego, pp [TWh/rok]
Osiągalna energia końcowa możliwa do pozyskania z
rolnictwa energetycznego [TWh/rok]
Zapotrzebowanie na energię końcową
Zapotrzebowanie energii końcowej z rolnictwa
energetycznego do pokrycia polskiego celu z Pakietu 3x20
[TWh]
2008
38
2020
36,5
314
18,6
17,9
26
26
3,5
7,0
7,4
3,7
11,2
14,2
0,2
-
50
> 80
40
> 60
450
> 850
360
> 720
480
640
-
65
26
Rolnictwo energetyczne – polski potencjał
Oszacowanie potencjałów 2008 i 2020,
w aspekcie potrzeb żywnościowych
oraz całego rynku paliw i energii [Popczyk]
27
Rolnictwo energetyczne – potencjał unijny
Sformułowane założenie jest zbieżne z opinią
Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego w
sprawie surowców odnawialnych – perspektyw
rozwoju wykorzystania materiałowego i
energetycznego z marca 2006 roku (2006/C I IO/IO),
według której w UE można ze 104 mln hektarów ziemi
uprawnej wykorzystać w perspektywie
średnioterminowej pod uprawy energetyczne 13,7 mln
hektarów
Założenie dla Polski zostało sformułowane całkowicie
niezależne od przywołanej opinii dotyczącej UE
28
Zintegrowana infrastruktura
rozwoju paliw drugiej generacji i rozproszonych
technologii energetycznych
Wielka nowa konsolidacja: kompetencji, biznesów, ale nie
przedsiębiorstw
Budowa sieciowych struktur biznesowych: gminne strefy
energetyczne, rolnicze grupy producenckie, sieci małych
wytwórni biopaliw (pierwszej i drugiej generacji), sieci
stacji paliwowych (pierwszej i drugiej generacji)
Budowa złotego trójkąta: przedsiębiorstwa, samorządy
(gminy, wojewódzkie urzędy marszałkowskie, powiaty),
nauka
29
Kluczowe regulacje, strategiczne programy
Unijny Pakiet energetyczno-klimatyczny 3x20
• Polityka energetyczna Polski do 2030 roku
• Ustawy: Prawo energetyczne, Prawo budowlane,
ustawa o przestrzennym zagospodarowaniu gmin
• Polski (narodowy) system wsparcia
energetyki odnawialnej
• Program
„Innowacyjna Energetyka. Rolnictwo Energetyczne”
• Polska prezydencja UE (2011 rok)
•
„W kierunku jednolitej (w UE) integracji: (1) systemów narodowych
wsparcia OZE, (2) internalizacji kosztów zewnętrznych (emisji CO2),
w trybie podatku, (3) systemu akcyzowego w obszarze energetyki
(szeroko rozumianej)”
30
Wybrane inicjatywy polskiego rządu
bardziej szczegółowo (1)
Polski sojusz z Niemcami i Wielką Brytanią na rzecz
zablokowania jednolitego rynku certyfikatów zielonych.
Działania na rzecz wprowadzenia
statystycznego transferu energii z OZE
Podtrzymywanie narodowych systemów wsparcia OZE w
UE rząd traktuje się jako główną zaletę polskiej
propozycji. Czy jest to jednak zaleta w warunkach
potencjalnej nadwyżki, ponad cel indykatywny, polskich
zdolności produkcji OZE?
31
Wybrane inicjatywy polskiego rządu
bardziej szczegółowo (2)
Polskie działania na rzecz zablokowania projektu
dyrektywy zmieniającego unijny system handlu
przydziałami uprawnień do emisji gazów cieplarnianych.
Brak polskiej zgody na system pełnej aukcji
w elektroenergetyce, propozycja MG stopniowego
aukcjoningu, od 20% w 2013 roku do 100% w 2020
roku, w ostatnim okresie zmodyfikowana
na rzecz metody bunchmarkingowej – do poziomu
maksymalnej sprawności energetycznej źródeł
węglowych, i aukcjoningu – poniżej tej sprawności.
Należy postawić pytanie, czy pełna internalizacja
kosztów zewnętrznych w formule podatku nie jest
jednak lepszym rozwiązaniem?
32
Wybrane inicjatywy polskiego rządu
bardziej szczegółowo (3)
Działania (brak działań) MG
na rzecz wdrożenia rozporządzeń związanych z
wykorzystaniem biopaliw płynnych (etanolu i estrów
metylowych) w postaci
E85 i B20 na rynku paliw transportowych
•
Działania NFOŚiGW na rzecz programu
„Wspomaganie przez NFOŚiGW finansowania budowy
biogazowni
jako sposób na zrównoważony rozwój energetyki
odnawialnej
•
33
1:3:9
stosunek cen jednostkowych energii na rynkach
ciepła, energii elektrycznej i paliw transportowych
[prof. P. Kowalik]
Spuścizna po epoce przemysłowej,
zaprzeczenie wyników metody termoekologicznej
internalizacji kosztów zewnętrznych emisji CO2
związanej z egzergią [prof. J. Szargut],
a także racjonalnej struktury podatku akcyzowego w warunkach
uniwersalizujących się technologii
Jakie ograniczenia trzeba pokonać, aby zracjonalizować strukturę
cen?
• ciepło – wysokie koszty zewnętrzne
• energia elektryczna – niska sprawność przemiany termodynamicznej
34
• paliwa transportowe – wysoka akcyza
Zasadnicza teza
Próby reform w elektroenergetyce w oparciu o zasadę TPA,
zapoczątkowane w 1990 roku przez Wielką Brytanię, nie dały
dotychczas satysfakcjonujących rezultatów ze względu na opór
korporacji (ogólnie na świecie)
Ujawniły one za to w systemie zaopatrzenia gospodarki w paliwa i
energię na trzy rynki końcowe (energii elektrycznej, ciepła i
transportu) systemowy konflikt między nadbudową (polityką
energetyczną, czyli porządkiem polityczno-korporacyjnym) oraz
bazą (społeczeństwem wiedzy)
Ciepłownictwo może/powinno przejąć rolę lidera w procesie
przekształcania polskiej energetyki w innowacyjną,
zgodnie z Pakietem energetyczno-klimatycznym 3x20 (Action
Plan)
35
Interesy korporacyjne vs interesy UE (gospodarka, społeczeństwo)?
(1)
Dwa dodatkowe pytania, na które musi odpowiedzieć sobie UE
3. Jak długo da się ukrywać fundamentalne podstawy
rozwoju sytuacji w energetyce: czy UE zafunduje światu
kryzys w energetyce podobny do tego, który USA
zafundowały na rynku finansowym (podobieństwo działań
korporacji bankowych w USA do działań korporacji
energetycznych w UE jest ewidentne)
2. Jak długo UE będzie się zgadzać na to, aby odkładać
rozwiązanie swoich trzech najbardziej żywotnych interesów
(bezpieczeństwo energetyczne, restrukturyzacja rolnictwa,
pobudzenie innowacyjności) w imię obrony grup interesów
korporacyjno-politycznych w polskiej energetyce i w polskim
rolnictwie, chociaż przeciw żywotnym potrzebom
modernizacyjnym Polski
36
Interesy korporacyjne vs interesy UE (gospodarka,
społeczeństwo)?
(2)
3. Jak zachowają się politycy unijni, których mamy, kiedy
będzie się pogłębiał społeczny brak zgody na brak działań w
energetyce? Odpowiedź, „przerysowana” (JP) – ogłoszą dla
energetyki pakiet komunałów podobny do Strategii
Lizbońskiej z 1990 roku!
4. Jak zachowają się politycy unijni, których będziemy mieli,
kiedy rozwiązanie wg p. 3 nie pomoże? Odpowiedź
„przerysowana” (JP) – wrócą do rozwiązań podobnych do tych
z Pakietu 3x20, tylko jeszcze radykalniejszych
37
Trochę o układzie sił w Polsce, który musi zmierzyć się
z łącznym kryzysem w energetyce i rolnictwie ? (1)
Znowu kilka pytań
1. Jaka jest siła masowego ruchu oddolnego (użytkownicy paliw i
energii, rolnicy, ludzie poszukujący szansy dla siebie w
nowoczesnym segmencie gospodarki, małe prywatne firmy
innowacyjne, samorządy, organizacje ponad rządowe…) na rzecz
rozwiązywania w warunkach kryzysowych problemów z obszaru
bezpieczeństwa energetycznego i ochrony środowiska?
Odpowiedź (JP) – obecnie już duża!
2. Jaki jest interes przedsiębiorstw, zainteresowanych wejściem
na rynek dostaw urządzeń dla innowacyjnej energetyki
rozproszonej (Grupa Bumar, Grupa Cegielski, stocznie, wiele
innych) i jaka jest ich zdolność do odpowiedzi na potrzeby
rozwojowe tej energetyki? Odpowiedź (JP) – i interes i zdolność
do odpowiedzi na potrzeby są duże!
38
Trochę o układzie sił w Polsce, który musi zmierzyć się
z łącznym kryzysem w energetyce i rolnictwie ? (2)
3. Jaka jest kondycja polskich firm, które będą realizować
inwestycje w tradycyjnym górnictwie (jeśli istnieją)?
Odpowiedź (JP) – słaba!
4. Jak strategie polskich przedsiębiorstw
elektroenergetycznych zostaną zweryfikowane na giełdzie
przez prawdziwych inwestorów, którzy poznali, co to jest
ryzyko inwestowania w obietnice ze strony cynicznych graczy?
Odpowiedź (JP) – dotkliwie dla przedsiębiorstw!
4. Kto będzie głównym beneficjentem zamówień
inwestycyjnych w tradycyjną energetykę wielkoskalową?
Odpowiedź (JP) – dostawcy zagraniczni, amerykańscy i
europejscy!
5. Kto stworzy czyste technologie węglowe i będzie na nich
zarabiał? Odpowiedź (JP) – USA!
39
Trochę o układzie sił w Polsce, który musi zmierzyć się
z łącznym kryzysem w energetyce i rolnictwie ? (3)
6. Jak zachowają się politycy, których mamy, kiedy kryzys
zagrozi ich interesom? Odpowiedź, „przerysowana” (JP) –
ogłoszą pakiet rozwiązań: „Skończenie z rozdrobnieniem
sposobem na przekształcenie polskich firm energetycznych w
europejskie i zapewnienie niskich cen energii i
bezpieczeństwa energetycznego. Utrzymanie Wspólnej
Polityki Rolnej sposobem na poprawę sytuacji rolnictwa i wsi”
7. Jak zachowają się politycy, których będziemy mieli, kiedy
pakiet wg p. 7 nie da efektu? Odpowiedź, „przerysowana” (JP)
– ogłoszą pakiet rozwiązań: „Każda gmina odpowiada za
swoje bezpieczeństwo energetyczne, każdy użytkownik
energii i paliw radzi sobie sam, każda wieś modernizuje się
sama, każdy rolnik radzi sobie sam”!
40
Źródło wyników przedstawionych
w dalszych tablicach: analizy własne [J. Popczyk]
41
Polskie rynki paliw i energii 2008
Rynek paliw w
jednostkach
naturalnych
na rok
Emisja CO2
mln ton/rok
Rynek energii
pierwotnej
TWh/rok
Rynek energii
końcowej
TWh/rok
Węgiel kamienny
80 mln ton
160
600
300
Węgiel brunatny
60 mln ton
60
170
40
Gaz ziemny
10 mld m3
20
100
84
Ropa naftowa
22 mln ton
70
220
50
OZE
-
-
-
4
Razem
-
310
1090
480
Polski cel 2020
w Pakiecie 3x20
-
-
-
96 (24+72)
Rolnictwo
energetyczne
(cały potencjał1)
11,2/14,2 mln ha
(45/85 mld m3
biometanu)
-
450/>850
360/>720
Paliwo
1
x/y – wartości dla 2008 i 2020 roku, odpowiednio
42
Technologie paliwowo-energetyczne i minimalne nakłady
inwestycyjne oraz czasy odpowiedzi na sygnały rynkowe
Minimalne nakłady
inwestycyjne, mln zł
Czas odpowiedzi na sygnały
rynkowe, lat
Węglowa
2 000
8
Atomowa
10 000
15
3 000
20
10...1 500
2...5
1
1
10
2
Praktycznie każde środki
są użyteczne
od zera do kilkunastu lat
Technologia
Węglowa CCT, np. CCS,
IGCC
Wiatrowa
Gazowa na gaz ziemny
Biogazowa
Elektro-efektywne
technologie po stronie
popytowej
43
Udział opłat uiszczanych za energię elektryczną przez
odbiorców końcowych, które trafią do dostawców
zagranicznych
Technologia
Udział [%]
Atomowa
80
Węglowa CCT (CCS, IGCC...)
20
Wiatrowa
60
Gazowa na gaz ziemny
50
Biogazowa
10
44
Porównanie polskiego i niemieckiego
potencjału rolnictwa energetycznego w
kontekście Pakietu 3x20
45
istniejący system wspomagania OZE
46
Wykorzystanie biomasy.
Przykład klęski polskiej regulacji
TECHNOLOGIA
Elektrownia
kondensacyjna
Elektrociepłownia
węglowa
Kocioł
pyłowy
Kocioł
fluidalny
Kocioł
pyłowy
Kocioł
fluidalny
Elektrociepłownia
biogazowa
3%1
25%
48%
75%
85%
Kocioł na
biomasę stałą
85%
Sprawę należy porównać z procederem
zwiększania w latach 70’ wydobycia w polskim górnictwie,
polegającym na dodawaniu specjalnie mielonego
w tym celu kamienia do węgla dostarczanego do elektrowni47
1
2008: Dotowana energetyka odnawialna,
czy węglowa?
Wartość
jednostkowa
Rynek
Wartość rynku
zł/MWh
TWh
mln zł/rok
Zielony (bez
współspalania)
240
3
720
Czerwony
18
17
306
Żółty
130
3
390
Oszacowanie kosztu
zakupu uprawnień do
emisji CO2
120
30
3600
Certyfikat
48
2008: polski system certyfikacji dla
energii elektrycznej do naprawy (wycena
certyfikatów, zł/MWh)
Źródła kogeneracyjne przyłączone do sieci
elektroenergetycznej SN
wypierające produkcję
ciepła w wielkich
kotłowniach,
posiadających
uprawnienia
do emisji CO2
zastępujące małe
kotłownie, nie
uczestniczące w KPRU
biometanowe
gazowe
biometanowe
gazowe
255
165
165
83
Elektrownie
wiatrowe
przyłączone do
sieci 110 kV
160
49
koncepcja (II)
zielonej energii elektrycznej,
zielonego ciepła, zielonego gazu,
zielonej benzyny
50
Kalibracja (wycena) certyfikatów (opłat
zastępczych) związanych z zielonym gazem
Mechanizm
Biometan
wypiera
produkcję:
z przeciętnej
kotłowni
węglowej
lokalnej
z krańcowej
elektrowni
węglowej
systemowej
Biometan wypiera gaz
ziemny (z rynku)
Emisja CO2
[t/MWh]
Łączna emisja CO2 [t/
(MWh c obl.]
Zużycie
biometanu
[t/(MWh c obl.]
Wartość
certyfikatu
[zł/tys.m3]
0,60 + 0,73
175
1 064
0,60
1,45
1 120
51
koncepcja (III)
inkorporacji kosztów zewnętrznych
do ceny paliwa
52
Koszty środowiska inkorporowane do kosztów paliwa, łączne
dla energetyki (elektroenergetyki i ciepłownictwa)
wielkoskalowej i rozproszonej
Koszt paliwa bez
inkorporowanego
kosztu środowiska
[mld zł]
Koszt paliwa z
inkorporowanym
kosztem środowiska
[mld zł]
Rynek
energii
końcowej,
TWh/rok
Węgiel kamienny
21,0
21,0 + 22,4
300
Węgiel brunatny
6,0
6,0 + 8,4
40
Gaz ziemny
11,8
11,8 + 2,8
84
53
Koszt produkcji energii elektrycznej i ciepła, w gospodarce
rozdzielonej i w skojarzeniu, przez okres 7000 h/rok
Paliwo
1
Elektrownia
Kotłownia
Elektrociepłownia
2
3
4
50
100
50+100
Węgiel kamienny
- moc [MW]
- zużycie paliwa [tys. ton]
341
225
- koszt paliwa 1 [mln zł]
68
45
- koszt paliwa 2 [mln zł]
68 + 95
45 + 60
Gaz ziemny
- moc [MW]
0,5
1
0,5 + 1
- zużycie paliwa [mln m3]
1,44
1,24
- koszt paliwa 1 [mln zł]
1,68
1,45
- koszt paliwa 2 [mln zł]
1,68+ 0,40
1,45 + 0,35
54
koszty referencyjne
technologii elektroenergetycznych
55
elektroenergetycznych [PLN/MWh]
Ceny referencyjne technologii
Koszty referencyjne dla różnych technologii
min
400
max
300
200
100
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Te chnologia e le ktroe ne rge tyczna
Technologie: 1. – blok jądrowy, sieć przesyłowa, 2 – blok na węgiel brunatny, sieć
przesyłowa, 3 – blok na węgiel kamienny, sieć przesyłowa, 4 – kogeneracyjne źródło
gazowe, sieć 110 kV, 5 – kogeneracyjne źródło gazowe, sieć ŚN, 6 – kogeneracyjne źródło
gazowe, sieć nN, 7 – zintegrowana technologia wiatrowo-gazowa, sieć 110 kV, 8 –
biometanowe źródło kogeneracyjne, sieć ŚN, 9 – mała elektrownia wodna, sieć ŚN, 10 –
56
ogniwo paliwowe [H. Kocot]
Inne najprostsze oszacowanie
Blok Łagisza (nadkrytyczny, fluidalny)
Nakłady inwestycyjne – 1,8 mld zł
Sprawność netto – 42 %
Emisja CO2 – 0,8 t/MWh
Czas wykorzystania mocy znamionowej – 7000 h/rok
Koszty jednostkowe u odbiorców końcowych [zł/MWh]:
amortyzacja (30 lat) – 20
koszt kapitału transferowalnego (IRR 8%) – 60
koszt węgla – 100
koszt uprawnień do emisji CO2 – 120
koszty stałe uzmiennione – 20
opłata przesyłowa – 100
Razem – 420 zł/MWh
57
Alokacja polskiego celu Pakietu 3x20 na rynki
końcowe: energii elektrycznej, ciepła, paliw
transportowych
Oszacowanie rynków końcowych
• energia elektryczna – 150/190 TWh
• ciepło – 240 TWh
• paliwa transportowe – 210 TWh
• razem – 640 TWh
Oszacowanie udziału energii odnawialnej na rynkach końcowych
• energia elektryczna – (24+18) TWh
• ciepło – (26+11) TWh
• paliwa transportowe – 21 TWh
• razem – 100 TWh, w tym 4 TWh na pokrycie potrzeb własnych
w wytwarzaniu i strat sieciowych
58
Oszacowanie ziemi [w hektarach obliczeniowych]
potrzebnej do wypełnienia polskiego celu Pakietu 3x20
(w 2020 roku)
Wydajność energetyczna z hektara – 80 MWh/ha
(w paliwie pierwotnym)
Powierzchnia ziemi potrzebna do wypełnienia celów na
poszczególnych rynkach końcowych:
• energia elektryczna i ciepło z kogeneracji – 0,65 mln ha
• ciepło z kotłowni – 0,15 mln ha
• paliwa transportowe (CNG) – 0,33 mln ha
• razem – 1,23 mln ha
59
elektroenergetyka w 2030 roku
60
Rynek energii elektrycznej: DYWERSYFIKACJA !!!
• Obniżenie elektrochłonności PKB (zmniejszenie obecnej
elektrochłonności 125 MWh/mln zł przynajmniej o 20%)
• Import (do 10 TWh/rok)
w miejsce dotychczasowego eksportu (6 TWh)
• 4500 wiatraków po 2 MW, 18 TWh, nakłady inwestycyjne – 50
mld zł
• 6000 biogazowni o mocy jednostkowej 1 MW, 45 TWhel + 250
PJc, nakłady inwestycyjne – 60 mld zł
• 3000 MWel (+ 4000 MWc) – zróżnicowane (pod względem
technologii i wielkości, od kilowatów do około 50 MWel) źródła
kogeneracyjne na gaz ziemny
• Sieci – stare lokalizacje, nowe przepustowości
• Elektrownie – stare lokalizacje, nowe technologie
• Kilka wielkich instalacji czystych technologii węglowych (w
tym atomowo-węglowych) z produkcją paliw dla energetyki
rozproszonej
61
ZAKOŃCZENIE
62
Czego potrzebuje świat w dziedzinie energetyki
od elektryków w kolejnych dekadach ?
samochodów:
hybrydowych, elektrycznych, wodorowych
inteligentnych:
domów, obiektów
elektrowni
wirtualnych
63
Elektrownia wirtualna
Właściwość społeczeństwa
wiedzy: więcej zarządzania
energią niż jej produkcji
64