Projekt

PODSTAWY BEZPIECZESTWA ENERGETYCZNEGO

Analiza rynku energetycznego Wielkiej Brytanii oraz porwnanie z rynkiem polskim

Wykonawcy: Pawe Osiski, Monika Bogaczyk

Prowadzcy: dr in. Robert Szczerbowski

1. Produkcja energii elektrycznej w 2013/2014 roku: Obecnie ponad 60% energii elektrycznej produkowanej w Wielkiej Brytanii pochodzi

ze spalania paliw kopalnych. Poniewa Wielka Brytania przez lata bya znaczcym wydobywc zarwno wgla jak i gazu ziemnego jej energetyka w znacznej mierze bya oparta wanie o te dwa surowce naturalne. W zwizku ze zwikszajcymi si kosztami wydobycia wgla oraz zwaszcza gazu ziemnego Wielka Brytania stara si zwiksza udzia energii odnawialnej w rynku, rwnie w celu spenienia zaoe traktw unijnych zakadajcych 20% generacj z OZE.

Dziaania rzdu oraz firm energetycznych prowadz do zmniejszajcego si udziau elektrowni konwencjonalnych na rzecz nowoczesnych technologii odnawialnych, gwnie turbin wiatrowych. Okoo 18% generowane jest rwnie za spraw elektrowni jdrowych, ktrych udzia w rynku zasadniczo nie zmienia si i stanowi okoo 20% udziau w zalenoci od remontw oraz wyczania starych blokw. W porwnaniu z poprzednimi latami obserwujemy znaczny wzrost generacji z OZE, ktry wynis w pierwszym kwartale 2014 roku 19,4% w stosunku do niecaych 12,5% w tym samym kwartale roku poprzedniego. Jednak przyrost ten nie wynika tylko ze zwikszenia mocy zainstalowanej w OZE ale rwnie ze sprzyjajcych warunkw pogodowych, czyli wietrznego kwartau roku.

Rysunek 1. Podzia generacji z uwzgldnieniem rodzaju paliwa

Najwikszym problemem przewijajcym si w mediach oraz publikacjach naukowych na temat rozwoju energetyki w Wielkiej Brytanii jest obecnie tak zwana dziura po-paliwokopalna (fossil fuel gap) czyli problem zwikszania si niedoboru mocy wytwarzanych i wzrost cen prdu powodowany coraz trudniejszym dostpem do pokadw wgla oraz gazu ziemnego lecego w strefie przybrzenej Wielkiej Brytanii. Trwa dyskusja na temat przyszego kursu energetyki w zwizku z wyczerpujcymi si pokadami wgla i gazu, poniewa ponad poowa energetyki brytyjskiej jest wanie na nich oparta. Generacja niskoemisyjna stanowi obecnie tylko 37% cakowitej generacji energii elektrycznej.

W zwizku z niedoborami mocy produkowanej na Wyspach Wielka Brytania jest importerem energii w wysokoci okoo 5% caego zapotrzebowania netto. Wielko importu ronie z roku na rok poniewa energia produkowana z paliw kopalnych robi si zbyt kosztowna.

Rysunek 2. Obrt energi w Wielkiej Brytanii z wyrnieniem eksportu oraz importu

List najwikszych wytwrcw mocy w Wielkiej Brytanii otwiera 10 elektrowni spalajcych paliwa kopalne. W rd nich 9 dziaa w oparciu o spalanie wgla, a dopiero na 7 miejscu znajduje si elektrownia operujca na gazie ziemnym. Najwiksz elektrowni na Wyspach jest elektrownia wglowa Drax, o mocy zainstalowanej rwnej 3960 MW, podzielonej na 6 zestaww turbin po 660 MW kady. Pozostae elektrownie w pierwszej dziesitce operuj moc okoo 2000 MW kada. Rwnie elektrownia gazowa z pierwszej dziesitki, Pembroke, ktra dziaa w cyklu gazowo-parowym operuje moc 2000 MW. Do najwikszych rde odnawialnych nale farmy wiatrowe, ldowe oraz morskie. Najwiksz farm wiatrow znajdujc si na Wyspach jest farma Whitelee, generujca ponad 500 MW z 215 turbin wiatrowych. Najwiksza farm morsk jest London Array, ktry generuje 630 MW ze 175 turbin, jednak projekty te obcione s rocznie tylko w granicach 30%.

Procentowe udziay poszczeglnych technologii wytwarzania energii: a) Wielka Brytania:

Rysunek 3. Generacja energii elektrycznej w WB z uwzgldnieniem podziau na rodzaj generacji

b) Polska:

Rysunek 4. Generacja energii elektrycznej w Polsce z uwzgldnieniem podziau na rodzaj generacji

Jak wida oba kraje korzystaj gwnie z dostpnych sobie rde paliw kopalnych,

ktrych spalanie generuje w granicach 60-75 % cakowitej energii elektrycznej wytworzonej. W Polsce jednak zmiany na rynkach paliw s mniej dostrzegalne, a poniewa nasze zapasy wgla s o wiele wiksze ni Brytyjskie inwestujemy tylko w rozwj OZE do wymaganych 20% nie martwic si reszt. W Wielkiej Brytanii ze wzgldu na wyczerpywanie si z gazu oraz wgla i zamykaniu starych elektrowni jdrowych pojawi si problem i dyskusja na czym oprze podstaw obcienia, a szczyty bd starali si pokry z OZE, zwaszcza budowanych farm typu off-shore o wielkich mocach i duej liczbie turbin.

2. Energia odnawialna na przeomie 2013/2014 roku: W zwizku z dobrym dla OZE sezonem pogodowym i wystpujcymi wzmoonymi

opadami oraz silnymi wiatrami generacja z odnawialnych rde wyniosa w 1 kwartale roku 2014 rekordowym poziom 19,4%. We wzrocie tym miao udzia przyczenie duych i nowoczesnych farm fotowoltaicznych oraz znacznej iloci turbin wiatrowych, zastpujcych wyczane mniejsze i starsze elektrownie dziaajce na gaz ziemny oraz wgiel. Najwikszy udzia w generacji pochodzcej z OZE maj oczywicie turbiny wiatrowe, zarwno te usytuowane na morzu oraz rdldowe.

Rwnie elektrownie wodne oraz biogazownie s znacznymi generatorami energii na Wyspach, zwaszcza wysoki udzia maj one w bilansie energetycznym Szkocji oraz rejonw grzystych.

Rysunek 5. Procentowy udzia poszczeglnych technologii OZE w cakowitej generacji OZE

Wielka Brytania jest obecnie w trakcie budowy najwikszej na wiecie farmy wiatrowej zlokalizowanej na morzu o mocy 1,2 GW. Mimo sprzyjajcych warunkw rodowiskowych rednie obcienie instalacji wykorzystujcych odnawialne rda energii pozostaje na poziomie 30-40%.

Rysunek 6. Procentowe kwartalne obcienie OZE w stosunku do cakowitej mocy zainstalowanej w danej technologii

Poniewa Polska nie posiada rwnie korzystnych warunkw wiatrowych umoliwiajcych stawianie duych i opacalnych oraz technicznie wydajnych farm wiatrowych w przyszoci rozwj energetyki odnawialnej moe by zahamowany. W Wielkiej Brytanii projekty gigantycznych farm off-shore nie sprawiaj problemw w sieci, poniewa dziaaj jak osobne generacje i maj wasne cigi zasilania, co jest znacznie lepszym rozwizaniem ni przyczanie wiatrakw po stronie SN jak ma to miejsce u nas. W Polsce natomiast przodujemy pod wzgldem energetyki wodnej, ktrej udzia procentowy jest praktycznie 2 razy wikszy ni na Wyspach.

W oglnym rozrachunku lepsze warunki pogodowe dla rozwoju energetyki wiatrowej sprawiaj, e w ostatnim roku udzia OZE w generacji osign prawie 20%, a w Polsce (nie wliczajc elektrowni wodnych) nie przekracza 10%. Rwnie wsparcie rzdu na Wyspach stwarza warunki bardziej sprzyjajce producentom OZE. Dodatkowo warunki terenowe oraz moliwo budowy farm morskich sprawiaj, e na Wyspach nie ma takiego problemu z wyprowadzaniem mocy z farm wiatrowych jak obecnie w Polsce, gdzie obecnie unika si przyczania generacji do przecionych odcinkw sieci ze wzgldu na pogarszanie warunkw zwarciowych sieci.

3. Sektor gazowy:

Wielka Brytania od dugiego czasu budowaa swoj energetyk w oparciu o dostpne jej naturalnie surowce. Jednak zarwno wgiel jak i gaz lecy na terenach nalecych do Brytyjczykw staje si coraz trudniej dostpny, a jego wydobycie coraz mniej opacalne. W zwizku z tym obserwuje si w sektorze gazowym trend spadkowy, ktry w ostatnich latach zwiksza si coraz bardziej z powodu prowadzenia polityki wspierania OZE oraz odejcia od energii pochodzcej z paliw kopalnych. W Wielkiej Brytanii gazownictwo jest cakowicie sprywatyzowane, a na rynku dziaa 5 duych spek, z ktrych najwiksza, Centrica, posiada okoo 40 % rynku. Pozostae oscyluj w granicach 10-15% w zalenoci od roku. Wielka Brytania jest od duszego czasu importerem gazu, poniewa jej obecne wydobycie pozwala obecnie na zaspokojenie jedynie okoo 1/3 wszystkich potrzeb krajowych. Kolejn trzeci cz Brytyjczycy importuj z Norwegii, okoo 15 % pochodzi z krajw Beneluksu, a reszta jest sprowadzana z Kataru w postaci LNG.

Rysunek 7. Podzia kierunkw importu gazu ziemnego oraz procentowy udzia produkcji krajowej gazu ziemnego w WB

Gaz pozyskiwany jest gwnie przez odwierty prowadzone na platformach

wiertniczych z ktrych znaczca wikszo zlokalizowana jest na morzu Pnocnym. Wielka Brytania prowadzi obecnie prace badawcze analizujce moliwo opacalnego wydobywania zlokalizowanych w centralnej i poudniowej czci kraju pokadw gazu zwizanego w upkach. Rwnoczenie z gazem miaaby by pozyskiwana ropa naftowa rwnie zwizana w upkach. Prace te znajduj si dopiero we wczesnej fazie, a same zoa upkowe s trudne w eksploatacji oraz w oszacowaniu rzeczywistego potencjau wydobywczego.

Obecnie Wielka Brytania jest najwikszym importerem LNG w Europie. Jednak w ostatnich latach import tego gazu sprowadzanego gwnie z Kataru spad o ponad 30% w zwizku ze wzrostem konkurencji na rynkach wiatowych zwaszcza ze strony Japonii po katastrofie w elektrowni atomowej w Fukushimie.

Wydobycie gazu w Polsce to okoo 5 milionw metrw szeciennych rocznie, natomiast import przekroczy znacznie 10 milionw, gwnie z Rosji, czciowo przetaczanie gazu z Niemiec oraz ladowe iloci z magistrali poudniowych, ktre maj by w najbliszych latach rozbudowywane.

Jeli chodzi o moliwoci dywersyfikacji importu oraz sprowadzanie gazu pod postaci LNG w Polsce budowany od paru lat gazo port nie zostanie otwarty w tym roku, wic kierunki naszego importu nadal s oparte gwnie na gazie z Rosji. Nasz kraj jest cakowicie zaleny od importu gazu ziemnego podobnie jak Wielka Brytania, jednak nasz gwny partner handlowy jest znacznie mniej przewidywalny ni Norwegia dlatego bezpieczestwo gazowe Polski jest o wiele mniejsze ni Brytyjczykw.

Rysunek 8. Prognoza oraz struktura spodziewanych dostaw i wydobycia gazu ziemnego w Polsce do 2030 roku

Jeli chodzi o potencja z gazu upkowego w Polsce obecnie prognozy co do wielkoci z zmieniaj si z roku na rok i obecnie odbiegaj znacznie od szacownych na pocztku astronomicznych iloci. W dodatku niesprzyjajce warunki prawne oraz problemy z uzyskaniem pozwole na prace badawcze i prbne odwierty zniechcaj inwestorw do prb wejcia na rynek. W dodatku konieczno znalezienia funduszy na budow pierwszej elektrowni atomowej zmusio PGNiG do zmniejszenia nakadw inwestycyjnych w najbliszych lata co spowodowao dalsze opnienia w badaniach nad upkami w Polsce.

4. Grnictwo wglowe:

Obecnie na rynku grniczym w Wielkiej Brytanii obserwuje si rokrocznie pogarszanie statystyk wydobycia zarwno w kopalniach gbinowych oraz w odkrywkowych. W porwnaniu do lat 2012 wydobycie spada rocznie o okoo 20-25%. Wie si to z zamykaniem nierentownych kopal oraz wzrostami cen wgla spowodowanym coraz wikszymi kosztami wydobycia. atwo dostpne zoa wyczerpuj si, a spki wglowe musz podejmowa coraz wiksze nakady na wydobycie. W zwizku z rosncymi cenami wgla, ktry przesta stanowi konkurencj dla gazu ziemnego obserwuje si coraz nisze zuycie wgla jako rodka opaowego w uyciu przydomowym. Jest to kolejny czynnik powodujcy spadek wydobycia i trudn sytuacj na rynku wglowym na Wyspach.

Rysunek 9. Struktura wydobycia, importu oraz eksportu wgla w WB

Poniewa od duszego czasu zuycie wgla jest nadal wiksze ni jego wydobycie konieczne staje si importowanie wgla z zagranicy. Najwikszym eksporterem wgla do Wielkiej Brytanii jest Rosja, ktrej udzia w imporcie wgla wynosi 41%, kolejnym co do wielkoci s Stany Zjednoczone z 25 % oraz Kolumbia z 21%. Cakowity import w 2013 roku wynis prawie 50 milionw ton, przy wydobyciu wasnym tylko 15 milionw ton.

Rysunek 10. Struktura importu wgla przez Wielk Brytani

Wikszo wydobywanego oraz importowanego zza granicy wgla jest przeznaczona

dla elektrowni wglowych i wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej (okoo 90%). Tylko marginalna cz dostpnych zasobw suy do celw grzewczych bd przemysowych.

Wikszo kopalni zlokalizowana jest w centralnej czci kraju oraz w poudniowej Szkocji. Zasoby atwego w wydobyciu wgla s szacowane na okoo 230 milionw ton krtkich (okoo 200 milionw ton).

W porwnaniu do Wielkiej Brytanii polska energetyka wglem stoi. I chocia udzia paliw kopalnych w wytwarzaniu energii jest u nas porwnywalny (na poziomie 65-75%) to jednak na Wyspach rozkada si to prawie po rwno na generacj wglow i gazow. W naszym kraju ponad 80% generacji pochodzi z elektrowni opalanych wglem. Niestety, chocia zasoby wgla w Polsce s szacowane na okoo 43 000 milionw ton. Wikszo zasobw wgla w Polsce jest zlokalizowana w 2 zagbiach wglowych: Grnolskim oraz Lubelskim. Zasoby dostpne do wydobycia w obecnie otwartych kopalniach wystarcz na okoo 20-25 kolejnych lat. Pniej nasza energetyka stanie przed tym samym problemem co Brytyjczycy, poniewa pojawi si problem braku paliw kopalnych, a w dalszej perspektywie problem czym zastpi elektrownie wglowe.

5. Paliwa pynne:

W roku 2013 pierwszy raz od roku 1984 roku, czyli od czasu kiedy po drugim kryzysie naftowym zaczto intensywn eksploatacj z ropy na morzu pnocnym Wielka Brytania staa si importerem netto produktw naftowych. Stao si tak za spraw coraz bardziej starzejcej si infrastruktury zwizanej z wydobyciem oraz przetwarzaniem ropy, oraz problemami zwizanym z awariami wpywajcym na obnienie wydobycia. Rwnie podwyka podatkw dla sektora gazowego oraz naftowego spowodowaa obnienie konkurencyjnoci ropy wydobywanej przy duych kosztach operacyjnych na morzu pnocnym. Podwyszenie podatkw spowodowao drastyczne zmiany oraz reorganizacj inwestycji planowanych oraz ju dziaajcych platform wiertniczych poniewa cz z nich okazaa si nieekonomiczna po podwyce podatku. Dobio to sektor naftowy, ktry w 2013 roku zanotowa 16% spadek produkcji.

Rysunek 11. Struktura produkcji, importu oraz eksportu ropy naftowej przez Wielk Brytani

Mimo spadajcego od lat 90 wydobycia Wielka Brytania nadal jest posiadaczem najwikszych rezerw ropy naftowej w caej UE. Jak kol wiek sektor naftowy nie jest pastwowy tylko cakowicie prywatny ma on wielki wpyw na ekonomi na Wyspach poniewa to on odpowiada za prawie 25% cakowitych wpyww do budetu zwizanych z podatkami.

Najwiksze pola naftowe nalece do Wielkiej Brytanii:

Wielka Brytania importuje niedobory ropy naftowej gwnie z Norwegii oraz krajw Afryki Pnocnej, a co dziwne w obecnej sytuacji nadal pozostaje gwnym eksporterem ropy w Europie eksportujc rop gwnie do Holandii oraz Niemiec.

Rysunek 12. Struktura importu ropy naftowej do Wielkiej Brytanii

W Polsce wydobycie ropy naftowej jest marginalne i stanowi okoo 0,9 miliona ton rocznie, przy imporcie z zagranicy rzdu 23 milionw ton. Ropa importowana jest gwnie ze wschodu rurocigiem Przyja. Najwikszy zakad przetwrstwa naftowego to oczywicie rafineria w Pocku naleca do grupy PKN Orlen:

6. Energetyka Atomowa: W zwizku z koczcymi si zasobami wgla oraz gazu ziemnego gwnym

kierunkiem rozwoju energetyki zawodowej w Wielkiej Brytanii z koniecznoci zostaa energetyka jdrowa, ktra musi stanowi pokrycie podstawy obcienia w przyszoci oraz zapewni wystarczajc produkcj energii razem z nowymi technologiami OZE. Obecnie na terenie Wielkiej Brytanii pracuje 16 reaktorw, ktre pokrywaj okoo 20% produkcji energii elektrycznej na Wyspach. Jednak wg obecnej polityki energetycznej wszystkie te reaktory z wyjtkiem jednego maj zosta przeznaczone do ostawienia do 2023 roku.

Jak wida z zaczonej tabeli 14 reaktorw pracuje w technologii AGR, s to reaktory chodzone gazem, jeden z reaktorw to reaktor posiadajcy paliwo w koszulkach z magnoxu (stary typ brytyjskich elektrowni atomowych), a jedna to nowa jednostka PWR. Produkuj one cznie okoo 10 GW energii elektrycznej co odpowiada mniej-wicej 20% zuycia w roku 2014.

Rysunek 13. Czynne reaktory jdrowe w Wielkiej Brytanii

Na etapie projektw znajduj si obecnie 11 reaktorw znajdujcych si w 9 nowych elektrowniach atomowych. cznie maj one produkowa okoo 18 GW energii.

Rysunek 14. Planowane reaktory atomowe w Wielkiej Brytanii

Polska jest obecnie w fazie wdroeniowej programu energetyki jdrowej. Budowa pierwszej siowni atomowej w Polsce bya rozwaana ju w latach 80 i prace przygotowawcze w arnowcu ruszyy, jednak po katastrofie ekonomicznej oraz zmianie warunkw ekonomicznych pod koniec lat 80 zwizanych z rozsypywaniem si Zwizku Sowieckiego prace zostay wstrzymane w 1989.

Pniej na prawie 20 lat Polska zapomniaa o programie rozwoju energetyki jdrowej co byo prawdopodobnie zwizane z niechci spoeczestwa do tego typu energii na skutek strachu przed powtrk awarii w Czarnobylu.

W ostatnich latach na skutek wzrostu cen wydobycia wgla, polityki pro-ekologicznej Unii oraz szukania sposobw na dywersyfikacj wytwarzania energii w Polsce ponownie zaczto rozwaa program budowy EJ. Obecnie projekt znajduje si w fazie lokalizacji miejsca budowy, jednak ostatnio firma odpowiadajca za t cz projektu wycofaa si z udziau w projekcie, co sprawia, e termin otwarcia pierwszej EJ w kraju prawdopodobnie przesunie si na 2025 roku .

EJ 1 ma osign docelowo moc 3 000 MW. Rozwaa si warianty budowy 2 rektorw najwyszej mocy 1650 MW, bd 3 reaktorw o mocy 1100 MW. Ewentualnie w gr wchodzi jeszcze wariant z 4 reaktorami o mocy 750 MW.

Planowane otwarcie pierwszego bloku jest zakadane na koniec roku 2024, jednak znajc realia i brak postpw jest to data wysoce nieprawdopodobna.