Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Prezentace výsledků projektu 10. prosince 2008

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Ing. Jiří Spitz

Udržitelný rozvoj energetiky

Model energetického hospodářství

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Obsah prezentace• historie modelu energetického hospodářství

• struktura modelu

• typ a vstupy a výstupy modelu

• provedené inovace modelu

• plánované inovace modelu

• aplikace modelu

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Historie modelu EH• model EFOM/ENV (Energy Flow Optimisation Model – Environmental)

• vyvinut skupinou zemí EU za podpory Evropské komise

• model pro ČR vytvořen v rámci projektu v programu SYNERGY jako podpůrný nástroj pro tvorbu energetické politiky státu koncem 90. let

• model je dále rozvíjen v ENVIROSu

• testovány i další podobné modely (MARKAL, MESSAGE)– některé možnosti navíc– nejsou zdrojové kódy → nejsou možné další úpravy

• model využit např. pro přípravu SEK, projekce emisí skleníkových plynů nebo v poslední době pro scénáře pro NEK

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Struktura modelu EH

Přírodní zdroje

Dovoz

Uhelný průmysl

Ropný průmysl

Plynárenství

Veřejné elektrárny

Závodní elektrárny

CZT

Průmysl

Služby

Zemědělství

Doprava

Domácnosti

Poptávka

VývozProdukce biomasy

Zdroje Transformace (technologie)

Spotřebiče (technologie)

Užitečnáspotřeba

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Typ modelu• lineární optimalizační (minimalizace celkových diskontovaných nákladů)

• dynamizovaný model – posloupnost časových období

• technologický – model hledá optimální technologický mix

• optimalizace strany výroby i spotřeby energie

• emisní limity na celostátní úrovni a na úrovni jednotlivých technologií

• jednouzlový model

• zjednodušený diagram zatížení

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Vstupy modelu• technologie

– investiční a provozní náklady– účinnost– možné využití– životnost– energetické vstupy a výstupy– emisní koeficienty– limity instalovaného výkonu– limity tržních podílů

• technologie na ochranu ŽP– investiční a provozní náklady– dosažená redukce emisí– životnost– náběhová křivka

• okolí– poptávka po energii– dostupné přírodní zdroje energie– možnost dovozů a vývozů energie– ceny energie– emisní limity– jiné politické požadavky a omezení

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Výstupy modelu• prakticky kompletní energetická bilance v jednotlivých časových obdobích

(primární zdroje, přeměny, konečná spotřeba)

• emise CO2, NOX, SO2 a případně dalších látek po sektorech

• instalované výkony a výroby jednotlivých energetických technologií, technologií na ochranu ŽP a úsporných opatření na straně spotřeby

• přehled investičních nákladů

• různé odvozené ukazatele (podíly OZE, dovozní závislost, energetická náročnost apod.)

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Ukázky grafůTuzemská spotřeba primárních energetických zdrojů -

Základní NEK - verze 1

-500

0

500

1 000

1 500

2 000

2 500

2003 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

[PJ]

Hnědé uhlí Černé uhlí + koks Ostatní tuhá paliva

Surová ropa Kapalná paliva Plynná paliva

Jaderné palivo Elektřina Obnovitelné zdroje

Konečná spotřeba energie - Základní NEK - verze 1

0

200

400

600

800

1 000

1 200

1 400

2003 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

[PJ]

Hnědé uhlí Černé uhlí + koks Ostatní tuhá paliva Kapalná paliva

Plynná paliva Elektřina Teplo Obnovitelné zdroje

Emise CO2 [mil. t] - Základní NEK - verze 1

0

20

40

60

80

100

120

140

2003 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

CO

2 [m

il.

t]

0

200

400

600

800

1 000

1 200

1 400

Mar

gin

áln

í n

ákla

dy

na

red

ukc

i em

isí

[Kč/

t]

Marginální náklady na redukci emisí [Kč/t] Emise Emisní limit

Podíly OZE [%] - Základní NEK - verze 1

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060

Podíl OZE na tuzemské spotřebe primárních energetických zdrojů

Podíl elektřiny vyrobené z OZE na hrubé tuzemské spotřebě elektřinyPodíl OZE na výrobě tepla

Podíl OZE v konečné spotřebě energie

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Provedené inovace• automatizované generování výstupních tabulek a grafů

– načtení výsledků z modelu do Excelu „na stisknutí tlačítka“– cca 50 standardních tabulek a 25 grafů

• částečná automatizace generování srovnávacích grafů různých scénářů

• rozdělení elektráren do skupin podle dolů dodávajících uhlí, způsobu dopravy uhlí a jeho ceny

• možnost zadávání limitů přírůstků a úbytků instalovaných výkonů mezi po sobě jdoucími obdobími – omezeni cik-cak efektu a nereálných skoků v instalovaných výkonech

• zadávání dolního limitu využití – zamezení výstavby technologií, které nejsou v některých obdobích dostatečně využívány

• zavedení celočíselných proměnných – u velkých jednotkových výkonů bloků lze zadat výpočet jen s „celými“ bloky

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Plánované inovace• dokončení automatizace generování srovnávacích grafů různých scénářů

• zadávání emisních limitů na úrovni sektorů

• přechod na výkonnější LP a MIP solver (export úlohy a import výsledků)

• zjednodušení ladění výchozího roku modelu – vazba na energetickou bilanci ČSÚ

• vazba na model elektrizační soustavy (definice předávaných dat a automatický export dat)

• aktualizace emisních koeficientů ve vazbě na připravovanou ekologickou legislativu

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Aplikace modelu• hotové

– výpočet scénářů pro NEK– výpočet scénářů pro aktualizaci SEK– referenční scénář pro stanovení potenciálu snížení emisí CO2

• připravované– projekce emisí skleníkových plynů

Udržitelný rozvoj energetiky - model EH

Děkuji za pozornost.

Ing. Jiří Spitz

ENVIROS

jiri.spitz@enviros.cz

www.enviros.cz