Gorzów Wlkp. 4 sierpnia 2008

1

Lubuskie Towarzystwo na Rzecz Rozwoju Energetyki

Kogeneracja szansą na pokrycie zwiększającego się zapotrzebowania na

energię elektryczną Polski i regionu

Marian Babiuch:Prezes Zarządu Polskiego Towarzystwa Elektrociepłowni Zawodowych Prezes Zarządu Lubuskiego Towarzystwa na Rzecz Rozwoju Energetyki

Gorzów Wlkp. 4 sierpnia 2008

2


95 % energii elektrycznej w Polsce wytwarza się z węgla kamiennego

i brunatnego (najwięcej w Europie), powodując dużą emisję CO2

/ w 2007 r. łącznie wytworzono 159,5 TWh en. el./

Przestarzałe aktywa wytwórcze

– ok. 60% mocy wytwórczych ma ponad 25 lat

– ok. 45% ma ponad 30 lat

Duże straty przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej (11 %)

Wymogi dotyczące ochrony środowiska wynikające z polityki

energetycznej UE

Ograniczone możliwości przesyłu energii elektrycznej poprzez

połączenia transgraniczne (ok. 10 % w stosunku do krajowej mocy

zainstalowanej)

RzeczywistośćRzeczywistość

3


Znaczący przyrost zużycia energii elektrycznej: 2006/2005 - 3,5%

2007/2006 – 2,9%

w 2020 r. prognozowany przyrost wyniesie ok. 60 – 80 TWh

/łączne zapotrzebowanie 210 – 230 TWh /

Wzrost zapotrzebowania na moc szczytową, przy jednoczesnym

zmniejszaniu się dostępnej mocy /dyspozycyjnej/

w dniu 18.12. 2007r. - popyt szczytowy 24,61 GW

- obciążenie elektrowni 26,07 GW

- moc dyspozycyjna elektrowni 27,69 GW

TWh

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

2005 2010 2015 2020 2025

obecnie Polak zużywa

50 % en. el. mniej niż

mieszkaniec Europy Zachodniej

RzeczywistośćRzeczywistość

4


Dane PSE Operator: www.pse-operator.pl

Obciążenie elektrowni krajowych i dostępne dla OSP rezerwy mocy w dobowym szczycie

krajowego zapotrzebowania na moc w styczniu 2008


5


Krajowe zapotrzebowanie oraz

moc dostępna dla OSP w dobowych

szczytach krajowego zapotrzebowania na moc – styczeń 2008r.


6


Każdego roku powinniśmy oddawać do eksploatacji 1000 – 1500 MW nowych

mocy elektrycznych

Do roku 2020 – ok. 15 000 MW

7


I.Rozbudowa mocy wytwórczych w istniejących elektrowniach oraz budowa nowych elektrowni

Opłacalność inwestycji – poziom cen e.e., wymogi ekologiczne UE – wybór technologii, problemy związane z finansowaniem, wzrost cen urządzeń energetycznych i usług, ograniczone zdolności producentów urządzeń (realizacja zamówień na bloki węglowe o podwyższonej sprawności możliwa po 2015r.), konieczność zmian prawnych i stabilizacji prawa

II.Energetyka jądrowa Zakończenie prac i przyjęcie polityki energetycznej Polski do 2030r, Konieczność uchwalenia nowych ustaw. Edukacja społeczna i przygotowanie kadr. Po podjęciu decyzji oraz zagwarantowaniu środków finansowych wdrożenie energetyki jądrowej minimum 15 – 20 lat.

Potencjalne sposoby pokrycia Potencjalne sposoby pokrycia zapotrzebowania na energię elektrycznązapotrzebowania na energię elektryczną

8


III.Odnawialne źródła energii Ograniczone możliwości rozwoju energetyki odnawialnej

energetyka wiatrowa – wymaga rezerwy mocy, krótki czas wykorzystania w roku ok. 2 tys. h/rok

energetyka wodna – bardzo ograniczone możliwości, Polska nie posiada odpowiednich warunków dla dalszego jej rozwoju

energia słoneczna i geotermia – bardziej do indywidualnych potrzeb ciepłowniczych, przetwarzanie na energię elektryczną jest szczątkowe – badawcze, do celów handlowych nieopłacalne

biomasa – w coraz większym stopniu wykorzystywana w energetyce, bariery w pozyskaniu, wzrost cen

biogazownie – możliwy rozwój lokalny w połączeniu z wykorzystaniem upraw rolnych

Łączna produkcja energii elektrycznej z OZE w 2007 r. wyniosła ok. 5TWh t.j. 3,1% a przewidywana w 2020 r. optymistycznie 11 – 13%

IV.Pokrycie z importuBariery wynikające z ograniczonych możliwości przesyłu energii elektrycznej

poprzez połączenia transgraniczne (ok. 10 % w stosunku do krajowej mocy zainstalowanej). Potrzeba nowych inwestycji sieciowych.

Potencjalne sposoby pokrycia Potencjalne sposoby pokrycia zapotrzebowania na energię elektrycznązapotrzebowania na energię elektryczną

9


Polska posiada znaczny potencjał kogeneracji - większość miast

posiada

scentralizowane systemy ciepłownicze zasilane głównie z ciepłowni.

W kogeneracji wytwarza się zaledwie ok. 22 TWh/a energii elektrycznej

t.j.14% ogółu produkowanej e.e.

Przy pełnym wykorzystaniu potencjału ekonomicznego kogeneracji

możliwe jest wytwarzanie ok. 80 TWh/a tj. ok. 40% ogółu produkowanej

energii elektrycznej w roku 2020.

Znaczna ilość obiektów wielkokubaturowych zlokalizowanych

w aglomeracjach miejskich nie jest podłączona do istniejących

scentralizowanych systemów ciepłowniczych

Niezadawalający rozwój elektroenergetyki gazowej /ok. 2,5% en.el.

z gazu/ (niewielkie wykorzystywanie lokalnych zasobów gazu, znaczne

ilości gazu importowanego spalane głównie w kotłowniach)

Energia elektryczna wytwarzana w skojarzeniu z produkcją ciepłaEnergia elektryczna wytwarzana w skojarzeniu z produkcją ciepła

Niewykorzystywane szanse – potencjał kogeneracjiNiewykorzystywane szanse – potencjał kogeneracji

10


KogeneracjaKogeneracja

ciepło en.elektryczna

SYNERGIATechnologia wysokiej efektywności

wykorzystania paliwa

11


30

produkcja rozdzielona

elektrownia

37%

kotłownia

85%

energia el.

50 ciepło

paliwo

81

139

100

paliwo

razem

100

kogeneracja

80%

Elektrocie-płownia

Oszczędność paliwa

139 - 100139

= 28%

razem

58

KorzyściKorzyściOszczędność energii pierwotnej i ograniczenie emisji Oszczędność energii pierwotnej i ograniczenie emisji

X 100%=

Odbiorca

12


Efekt ekonomiczny

EC zawodowe - PTEZ

produkcja ciepła - 140 000 TJprodukcja energii elektrycznej - 21 TWhzużycie węgla - 12 000 000 ton

oszczędność paliwa - 5 000 000 tonwartość - ponad 1 mld zł

Przykład dane z roku 2006Przykład dane z roku 2006

Oszczędność energii pierwotnejOszczędność energii pierwotnej

13


EC zawodowe - PTEZ

Emisja CO2 - 26 000 000 tonemisja SO2 - 120 000 tonemisja NOx - 45 000 tonemisja pyłu - 24 000 ton

ograniczenie emisji

emisja CO2 - 10 000 000 tonemisja SO2 - 48 000 tonemisja NOx - 18 000 tonemisja pyłu - 9 000 ton

Ograniczenie emisjiOgraniczenie emisji

14


Kraje członkowskie UE mają obowiązek co cztery lata wykonać analizę potencjału kogeneracji swoich gospodarek.

(dyrektywa 2004/8/EC)

Polska po raz pierwszy taką analizę przedstawiła w 2007 roku. Minister Gospodarki zawarł w sierpnia 2006r z Polskim Towarzystwem Elektrociepłowni Zawodowych (PTEZ) Porozumienie o współpracy w zakresie opracowania analizy krajowego potencjału zastosowania wysokosprawnej kogeneracji.

Na zamówienie PTEZ zespół naukowców z Uczelnianego Centrum Badawczego Energetyki i Ochrony Środowiska Politechniki Warszawskiej oraz Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej opracował Analizę krajowego potencjału wysokosprawnej kogeneracji oraz Strategię rozwoju w Polsce wysokosprawnej kogeneracji.

Analiza potencjału kogeneracjiAnaliza potencjału kogeneracji

15


Potencjał ekonomiczny ciepła użytecznego

277 277

27,8 36,1

121 116

22 35

277277

23,822,3 28,817

17,942,3

9,79,79,7

9,7

115103

13,613,713,8

12,6

40

2,431,620,81

0,04

0

100

200

300

400

500

600

2005 2010 2015 2020

PJ

Aktulana produkcja w skojarzeniu Ciepła w oda użytkow a

Ciepło do ogrzew ania budynków Uciepłow nienie elektrow ni

Ciepło dla celów przemysłow ych Budynki w ielko – kubaturow e

Przyrost produkcji w istniejacych Ec Produkcja chłodu

16


0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

2005 2010 2015 2020

Wariant w ęglow y Wariant gazow y

Udział energii elektrycznej wyprodukowanej w skojarzeniu w całkowitej produkcji energii elektrycznej, przy wykorzystaniu

potencjału ekonomicznego

Potencjał produkcji energii elektrycznej

17


Koszty zewnętrzne uniknięte

2005 2010 2015 2020

Uniknięte koszty zewnętrzne – technologia węglowa [mld. zł/rok]

3,58 4,04 4,19 4,31

Uniknięte koszty zewnętrzne – z tytuły wymiany paliwa z węgla na gaz [mld. zł/rok]

29,92 33,79 35,02 36,01

Koszty zewnętrzne obejmują koszty zwiększonej umieralności i zachorowalności ludzi, degradacji budowli, zmniejszenia plonów upraw, ocieplenia klimatu, uciążliwości hałasu oraz zakwaszenia środowiska.

W przypadku technologii węglowej koszty uniknięte są iloczynem zaoszczędzonego paliwa oraz jednostkowego kosztu zewnętrznego spalania węgla. Zgodnie z założeniami wysokość tych kosztów przyjęto na podstawie wyników programu ExternE. Dla spalania węgla wynoszą one 24 zł/GJ.

Wykorzystanie potencjału ekonomicznego kogeneracji – uniknięcie kosztów zewnętrznych

18


Możliwe nowe moce kogeneracyjneMożliwe nowe moce kogeneracyjne

Okres 2008 - 2010 2011 - 2015 2016- 2020 Razem

Moc elektryczna nowych instalacji [MW] 425 2 200 2 200 4 825

Moc elektryczna odnawianych instalacji [MW] 806 542 434 1 782

Szacunkowa wartość inwestycji [mln. zł] 5 000 11 000 10 600 26 600

Przy realizacji potencjału ekonomicznego

Łącznie do 2020 r. 6 607 MW

19


l

20


l

Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła jest technologią, która pozwala na znacznie efektywniejsze wykorzystanie paliw niż wytwarzanie rozdzielone. W konsekwencji umożliwia zmniejszenie emisji zanieczyszczeń,w tym przede wszystkim dwutlenku węgla, oraz zmniejszenie kosztów zewnętrznych wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Technologia ta przy uwzględnieniu rynkowych cen ciepła i energii elektrycznej jest jednak mniej opłacalna od wytwarzania rozdzielonego i jej rozwój wymaga stosowania wsparcia finansowego.

Wielkość potencjału ekonomicznego, czyli wielkość ciepła użytkowego, którego wytworzenie w kogeneracji jest opłacalne z punktu widzenia inwestora, zależy od systemu i wysokości wsparcia kogeneracji. Przyjęto, że w Rzeczypospolitej Polskiej stosowany będzie system wsparcia oparty na zbywalnych świadectwach pochodzenia energii elektrycznej wytworzonej w skojarzeniu. Przeprowadzone analizy wykazały, że w obecnych warunkach dla zapewnienia opłacalności inwestycji w jednostki kogeneracyjne wartości tych świadectw powinny wynosić 50 zł/MWh dla technologii wykorzystujących jako paliwo węgiel oraz 120 zł/MWh dla technologii wykorzystujących paliwa gazowe. Przy takim wsparciu potencjał ekonomiczny kogeneracji wynosi ok. 430 PJ w roku 2005 oraz ok. 530 PJ w roku 2020.

Wnioski z raportu

21


W 2005 r. w Rzeczypospolitej Polskiej wyprodukowano w skojarzeniu 277 PJ ciepła, co oznacza, że wykorzystywane jest zaledwie 64 % potencjału uznanego za ekonomiczny. Pozwala to stwierdzić, że stosowane dotychczas w kraju mechanizmy wsparcia kogeneracji były niewystarczające. Rozwój kogeneracji ograniczały bariery o charakterze ekonomicznym, prawnym, administracyjnym i społecznym.

Stosowane aktualnie w Rzeczypospolitej Polskiej technologie kogeneracji charakteryzują się małym wskaźnikiem skojarzenia, tj. małym stosunkiem produkcji energii elektrycznej do produkcji ciepła. W 2005 r. wyprodukowane zostało w skojarzeniu zaledwie 21,7 TWh energii elektrycznej, co stanowi około 36 % energii potencjalnie możliwej do wyprodukowania przy wykorzystaniu całego potencjału ekonomicznego. Konieczne jest zatem uruchomienie procesu wymiany urządzeń w istniejących elektrociepłowniach. Wymiana ta jest konieczna także ze względu na znaczące zużycie eksploatowanych instalacji.

Wnioski z raportu

22


Wykorzystanie ekonomicznego potencjału kogeneracji przyniesie wymierne efekty. Na przykład w 2020 r. możliwe będzie zaoszczędzenie 7-11 mln Mg węgla, zmniejszenie emisji CO2 o 17-60 mln Mg oraz zmniejszenie kosztów zewnętrznych o 4-36 mld zł. Skrajne wielkości podanych przedziałów dotyczą przypadków, kiedy w kogeneracji w 100 % wykorzystywany jest węgiel lub gaz ziemny.

Opracowanie, a następnie realizacja strategii rozwoju wysokosprawnej kogeneracji w Polsce zgodnie z dyrektywą 2004/8/WE powinno spowodować usunięcie barier rozwoju skojarzonego wytwarzania. Rozwój kogeneracji może być jednym z najistotniejszych sposobów wypełnienia w Rzeczypospolitej Polskiej polityki energetycznej Unii Europejskiej przewidującej znaczące ograniczenie emisji CO2 oraz zwiększenie efektywności wykorzystania energii.

Wnioski z raportu

23


EC ZawodoweCzłonkowie PTEZ

EC Zawodowenie zrzeszone

Większe EC Przemysłowe

Źródła skojarzone w polskiej energetyce

24


Porównanie liczby elektrociepłowni /źródeł kogeneracyjnych funkcjonujących w Danii w latach 80-tych oraz obecnie

Elektrociepłownie w Danii

Lata 80 – te15

Stan obecnyok. 700

25


Zapotrzebowanie na moc elektrycznąok. 700 MW

Moc osiągalna w źródłach energii elektrycznejok. 460 MW

Wniosek:deficyt mocy elektrycznej

Województwo lubuskieWojewództwo lubuskie

Zapotrzebowanie na ciepło w woj. lubuskim ok. 2 500 MW

Moc cieplna w kogeneracjiok. 570 MW

Wniosek:niewykorzystany potencjał kogeneracyjny regionu

26


Gubin

Miasta posiadające systemy ciepłowniczeMiasta posiadające systemy ciepłowniczew województwie lubuskimw województwie lubuskim

Nowa Sól

Sulechów

Żary

Gorzów Wlkp.

Zielona Góra

Międzyrzecz

Świebodzin

Żagań

Słubice

Krosno Odrz.

Kostrzyn

Potencjał kogeneracyjny regionuPotencjał kogeneracyjny regionu

27


EC Zielona Góra Blok gazowo-parowy 198 MWe, 135 MWt

Kostrzyn Arctic Paper Blok gazowo-parowy 20,7 MWe, 126 MWt

EC Gorzów Blok gazowo-parowy 65MWe, 113 MWt

Skojarzone źródła Skojarzone źródła wytwarzania en. elektr. i ciepła w województwie lubuskimwytwarzania en. elektr. i ciepła w województwie lubuskim

Jedyny region w kraju posiadający 3 nowoczesne bloki gazowo – parowe zasilane gazem ze złóż krajowych

Razem w blokach gazowo – parowych regionu

283,7 MWe374 MWt

28


Podsumowanie

Wykorzystajmy potencjał ekonomiczny kogeneracji dla zapewnienia

bezpieczeństwa energetycznego kraju i regionu

29


Dziękuję za uwagę

Documents

Gorzów Wlkp. 4 sierpnia 2008