Your SlideShare is downloading. ×
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Raport energiczni mix_energetyczny (1) (2)

1,231

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
1,231
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
19
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Raport KońcowyModel EnergiiRozproszonejw Polsce:możliwezastosowaniaoraz analizaopłacalności. * Źródło: Internet Inspiring Solutions Academy Kamil Łukasz Mateusz Pruchnik Fidurski Szetela Szkoła Szkoła Główna Politechnika Główna Handlowa Warszawska Handlowa Finanse Elektrotechnika Ekonomia Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 2. Spis treści1 Wstęp2 Przyszłość sektora energetycznego UE3 Wyzwania energetyczne w Polsce do roku 20304 Energetyka Rozproszona5 Implementacja energetyki rozproszonej – symulacje6 Model Input-Output7 Hybrytoza8 Podsumowanie & Rekomendacje9 Bibliografia Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 3. Wstęp Wreszcie, czwartym, ostatnim pomysłem jestDwa słowa wstępu o uniezależnienie Polski energetycznie za pomocą energii z gazu łupkowego.energetyce i raporcie Jak zostało to zaprezentowane dalej w raporcie, żadna z tych propozycji nie jest optymalna, gdyż:Jak wygląda sytuacja w sektorzeenergetycznym w Polsce? • wymaga olbrzymich nakładów inwestycyjnych, • na skutki rozwiązań należy czekać długi czas.Polska energetyka cierpi na chroniczne brakiinwestycyjne. Obecne potrzeby inwestycyjne w W efekcie, ani jedno z czterech podanychpolskim sektorze energetycznym wynoszą ok. 100 pomysłów, nie rozwiązuje zagrożenia w postacimld euro do 2030 roku. Z tej kwoty 5 mld euro to blackoutów w 2016 r.inwestycje w linie przesyłowe, 20 mld euro w liniedystrybucyjne, a cała reszta w tworzenie nowych Zielona drogamocy produkcyjnych – bazujących zarówno naźródłach odnawialnych i nieodnawialnych. Alternatywną drogą, jest wykorzystanie możliwości płynących z energetyki rozproszonejJeżeli Polska będzie miała się wywiązać ze zaprezentowane w raporcie.zobowiązań unijnych, to wówczas pierwszeblackouty pojawią się w 2016 r. To właśnie wtedy Do zalet tego rozwiązania można zaliczyć:Polski rząd, zamknie bloki o łącznej mocy 5 tys.Megawatów (na podstawie wynegocjowanej • wykorzystanie OZE (czyli redukcja emisji),derogacji). Te elektrownie miały być zamknięte już • budowanie niezależności energetycznej kraju odw 2008 r., jednak udało się to przesunąć w czasie. eksporterów surowców energetycznych • niższe nakłady inwestycyjne,Obecnie rząd szuka rozwiązania, które pozwoli • szybsze skutki działania.mu zamknąć bilans energetyczny. W Wielkiej Brytanii uruchomiono w kwietniuMedia zdominowały informacje o czterech 2010 r. nową strategię energetyczną, na mocy którejwyjściach z tego problemu: każdy brytyjski dom miałby posiadać własną instalację energetyczną na dachu.Pierwszym jest postawienie elektrowni atomowej,która miałaby uchronić kraj przed przerwami w Do tej pory udało się uruchomić ok. 200 tys. takichdostawie prądu. instalacji. Planowo rząd brytyjski chce mieć 8 mln takich instalacji, które będą miały moc 40 tys.Drugim jest budowanie nowych bloków megawatów (w Polsce całość zainstalowanych mocyenergetycznych tzw. konwencjonalnych czyli to mniej niż 35 tys. megawatów) i wyprodukują 30kolejne elektrownie węglowe lub gazowe. mln MWh.Trzecim jest import energii z zagranicy (np. z Ta energia jest niemal pozbawiona strat na przesyle,krajów wschodnio-europejskich, które produkują gdyż zasila ona energetycznie głównie domtani prąd, gdyż nie obejmują ich takie limity emisji właściciela instalacji. Nowy sektor wytworzy ok.CO2 jak Polski). 100 tys. nowych miejsc pracy. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 4. WstępMisja W oparciu o wcześniejsze analizy oraz symulacje, zaprezentowany został również koncepcyjnyCelem poniższego raportu, jest dokonanie analizy projekt urządzenia pt. Hybrytoza, czyli prosteopłacalności uruchomienia podobnego rozwiązania rozwiązanie technologiczne, za pomocą któregojak brytyjskiego w Polsce. Wierzymy, że w Polsce każde gospodarstwo w Polsce może wykorzystywaćdrzemie olbrzymi, niewykorzystany potencjał energię rozproszoną.energetyczny. Ostatnią częścią raportu jest podsumowanie całejKonstrukcja raportu analizy oraz wypisanie rekomendacji. Mamy nadzieję, że raport został napisany w przejrzystyRaport rozpoczyna się od przedstawienia sposób i rzuca nowe światło na wyzwaniaobecnej sytuacji energetycznej w UE. energetyczne Polski jak i prezentuje nowoczesnePrzytoczone są najważniejsze decyzje wspólnoty rozwiązanie problemu.dotyczące przyszłości sektora energetycznego orazkierunki rozwoju. „Energiczni”W kolejnej części, zaprezentowana jest dzisiejsza Nasz zespół składa się z trzech osób, studiującychkondycja sektora energetycznego w Polsce. różne kierunki. Posiadamy inne bagażeWypunktowane są wyzwania oraz zagrożenia dla doświadczenia zarówno akademickiego (w składpolskiej energetyki oraz realny wpływ przepisów zespołu wchodzi student ekonomii, energetyki orazunijnych. Podana jest również prognoza dot. ceny finansów) jak i zawodowe.za prąd elektryczny. To właśnie ten mix różnych doświadczeń orazPo tych dwóch częściach opisujących sytuacje z perspektyw skutkował stworzeniem strategiimakroekonomicznego punktu widzenia, MIX’u, zaprezentowanej w raporcie.przybliżona zostaje idea energetyki rozproszonej.Następnie szczegółowo zostanie opisana strategia Kamil PruchnikMIX’u energetycznego, polegającego na użyciu (kamilpruchnik@gmail.com)modelu energetyki rozproszonej (MER).Zaprezentowane są szczegółowe rozwiązania Łukasz Fidurskitechnologiczne hybrydy energetycznej dla (fidurskilukasz@gmail.com)gospodarstw domowych. Ta część zostałazakończona symulacją skutków implementacji Mateusz Szetelastrategii MIX’u energetycznego dla trzech (matszetela@gmail.com)podstawowych scenariuszy (optymistyczny,realistyczny oraz psymistyczny).Na podstawie wyników symulacji uruchomieniastrategii MIX’u w Polsce zaprognozowany zostałwpływ tej strategii na całość gospodarki do2020 r. za pomocą modelu Input-Output (symulacjarównież przeprowadzona w 3 scenariuszach). * Źródło: Internet Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 5. Przyszłość sektora energetycznego UE Pakiet 3x20Zmiany w sektorze Na szczycie Rady Europejskiej 8-9 marca 2007energetycznym UE przyjęto Plan Działań integrujący politykę klimatyczną i energetyczną UE, aby ograniczyć wzrost średniej globalnej temperatury orazOgólna charakterystyka sektora zmniejszyć zagrożenie wzrostem cen i ograniczoną dostępnością ropy i gazu. Do najważniejszy ustaleńKraje UE są w 50% zależne od importu surowców zaliczyć należy:energetycznych. W 2030 roku zależność ta możewzrosnąć nawet do 70% za sprawą ciągłegowzrostu zapotrzebowania na energię (przy brakuinwestycji w niezależne moce energetyczne w UE). -20% Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych do 2020 co najmniej o 20% w porównaniu doDlatego obecna struktura europejskiego sektora 1990energetycznego ulegnie w kolejnych latachprzekształceniom w wyniku budowy wspólnegorynku energii UE. Głównym celem jest wzrostkonkurencji i bezpieczeństwa. -20% Racjonalizacja wykorzystania energii oraz w konsekwencji ograniczenie jej zużyciaDo najważniejszych ustaleń unijnych zaliczyć należy o 20%„Pakiet 3x20”, „Mapę 2050” oraz ustaleniadotyczące powstania wspólnego rynkuenergetycznego w UE do 2015 roku. -20% Powiększenie udziału energii produkowanej z OZE do 20%Budowa wspólnego rynku UE całkowitego użycia energii średnio w UE w 2020Od 2015 roku żaden kraj nie może być izolowanyod europejskiej sieci przesyłu gazu i elektryczności. Prognozowanym skutkiem implementacji „PakietuPodstawą bezpieczeństwa energetycznego UE 3x20” w skali całej UE jest:stanowić będą nowe trasy przesyłu, interkonektoryoraz alternatywne surowce, źródła i trasy dostaw. • Zmniejszenie o 600-900 milionów ton emisjiKE oszacowała potrzeby zainwestowania w sieci gazów cieplarnianych,przesyłowe w UE na 200 mld euro do 2020 roku. • Utworzenia dodatkowych 530 000Ciężar największych wydatków spadnie na firmy pełnoetatowych miejsc pracy,energetyczne. Stworzenie wewnętrznego rynkuenergii może doprowadzić do obniżenia cen energii • Oszczędności 200 Mtoe (równowartość 55 mldelektrycznej oraz podniesienia jakości EUR) dla gospodarki europejskiej dziękiświadczonych usług. zmniejszeniu importu energii do UE,Przede wszystkim jednak zmiany te mają pośrednio • Spadek kosztów pozyskania energii z systemówdoprowadzić do uzyskanie niezależności fotowoltaicznych, technologii słonecznych orazenergetycznej UE. energii pływów i fal Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 6. Przyszłość sektora energetycznego UE Nowo zainstalowane oraz wyłączane moceEuropa stawia na (MW, łącznie 35,468)energię odnawialną 21000Nowe inwestycje New Capacity DecommissionedZ uwagi na prowadzoną politykę europejski sektor 9718 9616energetyki odchodzi od energii ze źródełkonwencjonalnych w kierunku OZE. Powyższątezę potwierdzają dane za 2011rok. Pod względemzainstalowanej mocy wytwórczej aż 30GW (70%) 2147 0 700 606 472 331 234 690 32 9 5pochodziło ze źródeł odnawialnych. -22 -60 -834 -215 -840-1147W tym dominującym źródłem jest fotowoltaika złączną mocą zainstalowaną w 2011 wynoszącą21GW. Stanowiło to aż 47% całkowitej mocy -6253zainstalowanej. Na drugim miejscu, są elektrownie PV Gas Wind Coal Fuel Oil Large Hydro CSP Nuclear Waste Geothermal Small Hydro Ocean Biomassgazowe 21,6% (9,72 GW) oraz elektrowniewiatrowe 21,4% (9,61 GW). Udział nowopowstałych bloków W 2000 r. moc nowo zainstalowanych źródeł energetycznych odnawialnych wynosiła 3,5GW, a w ciągu 11 lat ich moc zwiększyła się dziesięciokrotnie (32GW). Także całkowity udział źródeł odnawialnych 1% 1% 2% 5% Nuclear zwiększył się z 20,7% w 2000 r. do 23,3% w 1% 2011 r. Już teraz można powiedzieć, że Large Hydro fotowoltaika przeżywa ogromny rozwój w Europie. Fuel Oil Coal W 2011 znacznie zmniejszyła się moc elektrowni 21% 47% CSP atomowych (o 6,3GW). Podobnie stało się z Wind elektrowniami na olej. Przybyło jednak mocy wytwarzanych w tradycyjnych elektrowniach Gas węglowych. 22% PV Znacząco wzrósł udział fotowoltaiki w mix’ie energetycznym, z praktycznie nieistniejącego w 2000 roku (188MW) do 5% ogólnej mocy w UE wZdecydowana przewaga, bo aż 96% mocy 2011 roku (46,3 GW). Przy tak szybkim wzrościezainstalowanej źródeł energii odnawialnych udziału energetyki odnawialnej, możliwe stanie siępowstało w systemach fotowoltaicznych zredukowanie emisji CO2, poprzez stopniowewiatrowych i gazowych. Pokazuje to, że właśnie te zastępowanie konwencjonalnych źródeł energiitechnologie cechują się największą opłacalnością i źródłami odnawialnymi (głównie PV i wiatr).możliwościami rozwoju. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 7. Przyszłość sektora energetycznego UE Widać, że w XXI wieku energia będzie pochodzić Mix Energetyczny EU 2000 w coraz większej części ze źródeł odnawialnych. Warto o tym pomyśleć w chwili, gdy w Polsce 1% 1% 2% powstają plany budowy elektrowni atomowych czy 0% opalanych biomasą. Fuel Oil 12% Gas Niemcy prekursorem zmian Nuclear Po katastrofie w japońskiej elektrowni jądrowej 28% Coal 16% Fukushima w 2011 roku, rząd Angeli Merkel PV dokonał zwrotu w swej polityce energetycznej, Biomass zapowiadając stopniowe wyłączenie 17 elektrowni 22% Small Hydro atomowych do 2022 roku oraz szybszy rozwój Wind energetyki opartej na źródłach odnawialnych. Obecnie (2012) udział energii atomowej w bilansie Przyrost mocy od 2000 roku nastąpił w produkcji energii elektrycznej w Niemczech to ok. elektrowniach gazowych (116GW), wiatrowych 26%. Jednocześnie, OZE w 2010 dostarczyły w (84,2 GW) i fotowoltaicznych (47,7 GW). Z kolei tym kraju ok. 17% energii elektrycznej. widać znaczny spadek w elektrowniach nuklearnych (14,2 GW) i węglowych (10,3 GW). Inne źródła Plany przestawienia się na energię odnawialną, nieznacznie się rozwinęły, jednak pozostają daleko nazwane "rewolucją" bądź "przełomem" za energią słoneczną i wiatrową. energetycznym (niem. Energiewende), są jednym z najważniejszych zamierzeń Niemiec na najbliższe Mix Energetyczny EU 2011 dziesięciolecia. Do końca roku Niemcy chcą również wypracować plan budowy 4 tys. km nowych sieci przesyłowych.1% Fuel Oil Zamierzenia dotyczące rozbudowy sieci mają się 1% 6% 10% zazębiać z planami budowy nowych elektrowni. Gas Łącznie, koszty rozbudowy infrastruktury 5% Nuclear szacowane są na ponad 150 mld euro w najbliższej 23% Coal dekadzie. PV Biomass 26% Small Hydro 14% Wind Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 8. Wyzwania energetyczne w Polsce do roku 2030 Energetyka w Polsce a w UEEnergetyczna Polska jest szóstym największym producentemrewolucja energii elektrycznej w UE (patrz tabela poniżej).Historia energetyki w Polsce Państwa UE produkujące najwięcej energii elektrycznej w 2008 roku (wolumen - TWh)Opisane w poprzedni rozdziale zmiany w UE mogą 639,1 574,4istotnie wpłynąć na strukturę rynku energii wPolsce. Do tej pory konsolidacja polskiego sektora 390 317,9 310,1energetycznego przebiegała ze znacznym 154,6 149,3opóźnieniem w stosunku do krajów EuropyZachodniej.W latach 90tych doprowadzono do pierwszejrewolucji energetycznej w Polsce. W jej wynikumiał miejsce początek funkcjonowaniakonkurencyjności rynku energii elektrycznej. W porównaniu z UE Polski rynek charakteryzujeDokonano podziału rynku na sektory: wytwarzania, się dwoma różnicami. Po pierwsze, w porównaniuprzesyłu, dystrybucji i obrotu. Uruchomiono do np. Francji czy Niemiec, Polska na niespotykanąrównież liberalizację rynku i procesy skalę uzależniona jest od jednego surowca – węgla,prywatyzacyjne. z którego produkujemy 90% energii. Według obecnych szacunków, uzależnienie od tego surowcaDrugą rewolucję rozpoczęto wraz z nowym będzie maleć, jednak nadal w 2030 roku energiestuleciem i dotyczyła programu dla pozyskiwana z węgla będzie stanowić ponad 50%elektroenergetyki. To właśnie wówczas całej produkowanej energii (patrz poniżej).uruchomiono procesy konsolidacyjne i powstaniezintegrowanych pionowo przedsiębiorstwenergetycznych. Prognozy produkcji energii elektrycznej według paliwPrzyczyną konsolidacji było zwiększenie potencjału Odpadyinwestycyjnego podmiotów. Decyzje te były podjęte 200 TwHz około dziesięcioletnim opóźnieniem w stosunku Energiado innych krajów UE. odnawialna 150 Paliwo jądroweTrzecią rewolucję energetyczną w Polsceuruchomią „Pakiet 3x20” oraz „Mapa 2050”, które Produkty 100 naftowenarzucają ambitne wymagania dla całego sektora. Gaz ziemnyOtwartą kwestią zostaje kierunek i sposób 50 Węgiel Wębiel brunatnyspełnienia wymagań prawnych – czy to za pomocą Brunatnyenergetyki atomowej, konwencjonalnej (węgiel oraz Węgielgaz) czy OZE. 0 kamienny 2006 2010 2015 2020 2025 2030 Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 9. Wyzwania energetyczne w Polsce do roku 2030Drugą jest izolacja energetyczna kraju od UE. Wartość wskaźnika poniżej 0,10 wskazuje na brakW porównaniu do Niemiec czy Francji, Polska jest koncentracji, od 0,10 do 0,18 wskazuje na„samotną wyspą” . Całkowite zdolności połączeń z umiarkowanie wysoką koncentrację, zaś powyżejNiemcami, Czechami oraz Słowacją nie 0,18 wskazuje na bardzo wysoką koncentrację.przekraczają 10 proc. mocy zainstalowanych wkrajowym systemie energetycznym. W Polsce wartość wskaźnika HH wynosi 0,21, co oznacza bardzo wysoką koncentrację.Konkurencja na rynku energetycznym Kluczowe przyczyny braku konkurencyjnościZdaniem URE Polski sektor energetyczny wciąż nie polskiego rynku to:spełnia wymogów rynku konkurencyjnego.Obecnie ponad 40% produkowanej energii jest • Brak precyzyjnych kryteriów uznawaniaprzez PGE (patrz tabela poniżej). zawartych kontraktów na dostawę energii Najwięksi producenci energii w Polce elektrycznej za możliwe do wykonania biorąc Udział w rynku w 2009 r. pod uwagę warunki techniczne, 40% • Brak mechanizmu umożliwiającego przekazywanie informacji o obowiązującej cenie, 15% 12% 12% 8% 7% 4% która byłaby wyznacznikiem dla zawieranych 2% umów na rynku. Polska a „Pakiet 3x20” Polsce udało się wynegocjować nieco lżejszeStatystyki dotyczące sprzedaży energii również wymagania dotyczące pakietu 3x20%. Redukcjasugerują, iż sektor energetyczny w Polsce jest daleki gazów cieplarnianych ma wynieść 15% wod wolnorynkowego. Trzech największych graczy z porównaniu do 20% dla pozostałych krajówudziałem przeszło 70% ma znaczący wpływ na europejskich (patrz tabela na kolejnej stronie).kształtowanie się ceny energii. Obniżenie emisji CO2 o 15% w porównaniu do Koncentracja sprzedaży energii 1990 roku oznacza redukcję emisji o 60 mln ton CO2. Zwiększenie efektywności energetycznie oznacza oszczędności w wysokości 96 TWh. Współczynnik HH 0.21Udział 3 największych podmiotów w Z kolei inwestycje w OZE do uzyskania progu 20% 71% całkowitej energii elektrycznej produkowanej sprzedaży oznaczają inwestycje w nowe moce energetyczne oWskaźnik Herfindahla-Hirschmana (HH) jest sile 180 TWH.najczęściej stosowaną miarą koncentracji na rynkuenergii elektrycznej. Definiowany jest on Mimo wszystko, uruchomienie pakietu będziejako suma kwadratów udziałów rynkowych. miało silny negatywny skutek na wzrostWskaźnik ów przyjmuje wartości z przedziału gospodarczy oraz sam sektor energetyczny(1/n;1), przy czym im wyższa jego wartość, tym spowodowany skokowym wzrostem ceny za energięsilniejsza koncentracja. elektryczną. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 10. Wyzwania energetyczne w Polsce do roku 2030 wiatrowych. Katowicki koncern Tauron planuje-20% Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych do 2020 w porównaniu do 1990 o do 2016 roku wyłączenia w sumie aż 1770 MW 15% mocy w swoich elektrowniach. Dziura w bilansie energetyczny spowoduje blackouty na krajową skalę. 60 mln ton CO2 Polski rząd zobowiązał się przy wynegocjowanej derogacji, że zamknie bloki o łącznej mocy 5 tys.-20% Racjonalizacja wykorzystania energii oraz w konsekwencji megawatów. Te elektrownie miały być zamknięte już w 2008 r., jednak udało się to przesunąć w ograniczenie zużycia o czasie. 20% 96 TWh Jak wspomniano wcześniej, tej energii nie można pozyskać importując ją z zagranicy – system-20% Powiększenie udziału energii produkowanej z OZE do 20% całkowitego przesyłowy w Polsce jest ograniczony i nie „podłączony” z resztą EU tak aby zagwarantować użycia energii średnio w zbudowanie na czas „mostu energetycznego”. UE w 2020 Wprawdzie, obecnie toczone są prace na takim 180 TWh połączeniem z Litwa (projekt ma pochłonąć prawie 3 mld PLN) i być ukończony przed 2016 rokiem.Propozycje KE będą skutkować spadkiem popytu Jednak konieczne jest szukanie rozwiązania, którena energię elektryczną, podniosą również ryzyko umożliwi zamknąć bilans energetyczny orazinwestycyjne oraz regulacyjne. Najprawdopodobniej utrzymać względną niezależność energetyczna oddoprowadzą do konsolidacji sektora w skali UE zewnętrznych dostawców.której beneficjentami będą przede wszystkimeuropejscy potentaci (z Francji i Niemiec). Nie uda się również zamknąć bilansu poprzez inwestycje w nowe bloki węglowe – budowa takichWyzwania energetyczne – blackouty w 2016 zajmuje około 5 lat .W Polsce brakuje również obecnie podmiotów, które miałyby możliwościWedług wyliczeń Rady Narodowego Programu finansowe oraz budowlane na stworzenie nowychRedukcji Emisji 40% bloków energetycznych ma bloków węglowych. Ponadto, kolejne elektrownieponad 40 lat. Stopa dekapitalizacji polskich węglowe to zwiększanie emisji CO2 oraz płacenieelektrowni wynosi ponad 70%. W ciągu ostatnich wysokich kar Unii Europejskiej.20 latach nie dokonano niezbędnych inwestycji winfrastrukturę energetyczną. W przypadku budowy elektrowni atomowej - technicznie możliwe jest uruchomienie takiejW 2016 roku Polsce zabraknie od 2 000 MW do elektrowni pod koniec 2024 r. Jest to prawie 10 lat6 000 MW. Przykładowo, do 2015 roku PGE po tym, gdy w Polsce pojawią się przerwy wwyłączy kilka bloków, w tym 205 MW dostawie prądu, dlatego energia jądrowa niew Elektrowni Dolna Odra oraz 412 MW rozwiąże problemów energetycznych na najbliższew Turowie. Do tego czasu nie ruszy jeszcze żaden 4 lata. Dodatkowo w celu oceny, czy faktycznie onaz planowanych nowych dużych bloków powstanie, należy dokonać analizy nie tylkoenergetycznych. PGE liczy więc, że uda jej się technologicznej, społecznej czy politycznej, alepozyskać 1000 MW z lądowych elektrowni przede wszystkim biznesowej. Polskiego rządu nie stać na sfinansowanie tak drogiego przedsięwzięcia. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 11. Wyzwania energetyczne w Polsce do roku 2030Jeżeli prywatni inwestorzy stwierdzą, że Wzrost cen energii elektrycznejuruchomienie takiej siłowni jest nieopłacalne,wówczas energetyki jądrowej w Polsce po prostu Ceny energii elektrycznej w Polsce są jednymi znie będzie. najwyższych w Europie (22,03 euro/kWh). Droższy prąd jest tylko na Węgrzech (24,26Polski plan Marshalla dla sektora euro/kWh). Najtańszy prąd jest w Grecji, Finlandiienergetycznego i Francji. Polacy za kwartalne zużycie płacą 12 złotych więcej niż Niemiec i 24 złote więcej niżRada Narodowego Programu Redukcji Emisji Czech. Na wysokie ceny prądu w Polsce wpływapodała, iż potrzeby inwestycyjne w Polsce wynoszą najwyższy podatek od cen energii elektrycznej wprzeszło 100 mld euro. Szczegółowy podział kwot regionie (22%) najniższy jest na Łotwie (9%).jest zaprezentowany poniżej: Opodatkowanie energii w Polsce i regionie [%] Potrzeby inwestycyjne 22 17 17 16 17Nowe linie przesyłowe 5 mld EUR 9 Linie dystrybucyjne 20 mld EURInwestycje w nowe moce 75 mld EUR Czechy Litwa Łotwa Polska Słowacja Węgry produkcyjne Mimo, że odbiorcy w Polsce płacą za energię więcejPolski sektor jest zbyt mały aby w normalny sposób niż konsumenci w innych państwach UE, dalszy(budując duże nowe bloki) sprostać wyzwaniom wzrost cen jest nieunikniony. Wzrost będzieinwestycyjnym. Jednocześnie, z powodu: wynikiem kilku składowych. • Małej liczba faktycznych dostawców energii Pierwszą będą wzrastające ceny surowców (oligopolistyczny rynek), energetycznych na świecie. Do 2030 planowany wzrost cen węgla wyniesie 35% (wariant • Unikatowego, homogenicznego produktu, optymistyczny) Od 2020 ceny węgla zaczną gwałtownie rosnąć z powodu niekontrolowanego • Silnych bariery wejścia na rynek (np. polityczne, wzrostu popytu na energię w skali globalnej prawne, finansowe), (wariant pesymistyczny). Możliwe skoki cenowe węgla takie jak ropy w latach 70’tych. • Wysokiego opodatkowania sektora, Drugą składową jest wzrost cen emisji CO2 • Regulowanej ceny energii dla odbiorców narzucony przez UE. Obecnie cena uprawnień indywidualnych. kosztuje 10,6 zł. Ponieważ w ramach polityki UE emisja CO2 ma być zmniejszona o 20% doSzanse na znalezienie inwestora strategicznego lub 2020 ilość uprawnień ma spadać o 1,74% roczniebranżowego, który przyjmie na swoje braki potężne od 2013 do 2020. Szacowany wzrost ceny energii zobciążenie inwestycyjne, są małe. powodu zakupu uprawnień wynosi ok. 57%. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 12. Wyzwania energetyczne w Polsce do roku 2030 Trzecią są koszty inwestycyjne w nowe bloki Zdefiniowanie całości problemu energetyczne. Odbiją się one na cenie energii – inwestorzy branżowi, licząc na zwrot z inwestycji, Polska potrzebuje rozwiązania, które nie tylko będą dążyć do poniesienia ceny za prąd. Szacuje się, pozwoli na chwilowe zaspokojenie potrzeb budżetu iż oznaczać to będzie wzrost o ok. 20% ceny energetycznego w 2016 roku. Idealne rozwiązanie elektrycznej. zrealizuje cele zaprezentowane poniżej: Ostatnią składową wzrostu ceny elektrycznej Zmniejszy emisję CO2 jest uwolnienie tej ceny. URE nadal reguluje ceny energii. Obecnie ustawiona maksymalna 1 (spełni wymagania UE w ramach „Pakietu 3x20”) cena powoduje straty dla firm energetycznych (PGE 400m, Tauron 160m, Enea 160m, Energa Zapewni większą niezależność 200m zł). Rekompensują straty podnosząc ceny energetyczną od dostaw dla firm (w 2009 o 100%). 2 eksporterów surowcówPunkty prognozowanych „szoków” cenowych energetycznych energii elektrycznej Zminimalizuje efekt Cena ???zł 1 MWh +???% 3 podnoszenia ceny za energię +???% elektryczną 260 /360 zł 1 MWh Zwiększy do 20% udział OZE 4 w całkowitej produkcji energii elektrycznej 200 zł 1 MWh +30/80% Jest szybkie do Czas 5 wyegzekwowania (czas realizacji szybszy niż 5 lat) 2011 2013 2016 2020/22 Zwiększy konkurencję na rynku W 2011 roku cena kształtowała się na poziomie energii wśród producentów i 200 zł za 1 MWh. 6 dostawców (pośrednio Od 2013 dojdzie do „uwolnienia” licencji emisji powodując wzrost jakości usług CO2 co spowoduje wzrost kosztów wytwarzania oraz spadek cen) energii z wykorzystania węgla. przyjęcie obecnych interpretacji UE będzie oznaczało wzrost prądu w 2013 r. o ok. 60-150 zł ( 30-80%) za megawatogodzinę, zależnie od tego ile będą kosztować uprawnienia. Od roku 2016 konieczne będzie wdrożenie zaostrzonych standardów emisji SO2 i NOx dla dużych źródeł spalania co również podniesie cenę. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 13. Energetyka Rozproszona elektroenergetycznego. Zależnie od mocy źródłaCzym jest energetyka rozproszonego, dobierane jest jego przyłączenie do sieci o odpowiednim napięciu znamionowym.rozproszona? Jest to związane choćby ze zdolnościami przesyłowymi istniejących linii oraz zapotrzebowaniem mocy u odbiorców.Idea energetyki rozproszonej Poglądowa idea modelu energetyki rozproszonejEnergetyka rozproszona (inaczej kogeneracja jest zaprezentowana poniżej.rozproszona) to skojarzone wytwarzanie energiielektrycznej i cieplnej w układach położonych wbezpośrednim sąsiedztwie odbiorców energii. Poglądowa ilustracja modelu energetykiJest przeciwieństwem systemu zaopatrzenia w rozproszonejenergię cieplną i elektryczną z jednej centralnejelektrociepłowni.Zaletą kogeneracji rozproszonej jest uniknięciekosztów rozbudowy sieci cieplnej i związanych zeksploatacją tej sieci strat ciepła. Kogeneracjarozproszona umożliwia zaopatrzenie w energię zwielu źródeł, w mniejszym stopniu wpływanegatywnie na środowisko, a także zwiększabezpieczeństwo dostaw energii elektrycznej icieplnej.Źródła energiiRozproszone źródła energii (distributed generation) * Źródło: Internetmogą istotnie podnieść poziom bezpieczeństwa W celu minimalizacji niekorzystnych zmianenergetycznego, zwłaszcza lokalnego i spowodowanych wprowadzeniem do sieci źródłaregionalnego. Mogą one współpracować ze rozproszonego stosuje się podłączenie do węzłascentralizowanymi systemami energetycznymi: sieciowego oraz w przypadku źródła rozproszonego o znacznej mocy wykorzystuje się• sieciami gazowymi, dodatkowe systemy sterowania oraz zabezpieczania.• systemem elektroenergetycznym (źródła energii elektrycznej). Choć wiąże się to z pewnymi kosztami, źródła rozproszone poprawiają bilans energetyczny,W literaturze wyróżniamy także pojęcie rozsianych wpływają na zmniejszenie strat przesyłowych orazźródeł energii (dispersed generation), które pracują zmniejszają straty i odchylenie napięcia. Istotne jestautonomicznie na potrzeby zbioru odbiorców (sieci także, aby moc źródeł energii elektrycznej byłalokalnych) bez połączenia z systemem dopasowana do mocy pobieranej przez odbiorców,energetycznym. z uwagi na zmienność strumieni energii uzyskiwanych np. z OZE. Źródła rozsiane mogąRozproszone źródła energii są przyłączane do sieci natomiast pracować bez przyłączania do sieci.wchodzących w skład systemu Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 14. Energetyka RozproszonaRozwój źródeł rozproszonych MikrosieciGłównymi czynnikami odpowiedzialnymi z rozwój W ramach kogeneracji rozproszonej pojawia sięźródeł rozproszonych oraz rozsianych są: także pojęcie mikrosieci (Microgrid) - jest to zlokalizowana w danym miejscu sieć urządzeń• obawy związane z koszami zewnętrznymi produkujących i przechowujących energię eksploatacji tradycyjnych elektrowni, szczególnie elektryczną, które w normalnych warunkach są kwestie środowiskowe, składnikami tradycyjnej scentralizowanej sieci.• starzejące się, niszczejące bloki elektrowni o Jednak w przypadku mikrosieci, punkt wspólny z coraz mniejszych zdolnościach produkcyjnych, siecią tradycyjną nie występuje (mówimy o autonomii mikrosieci). Mikrosieci pracują głównie• coraz wyższe ceny energii, duża złożoność i w technologiach niskonapięciowych. Z punktu wysokość kosztów ogólnego nadzoru nad widzenia operatora sieci, podłączone mikrosieci systemem energetycznym, pomiar oraz sposób mogą być kontrolowane tak, jakby były naliczania opłat, oddzielnymi podmiotami. W skład mikrosieci mogą wchodzić ogniwa paliwowe, wiatrowe,• korzyści skali wynikające z produkcji dużej liczby słoneczne, lub inne źródła energii. małych urządzeń, większe niż w przypadku budowy dużych bloków elektrowni. Zdywersyfikowane źródła wytwórcze oraz autonomiczność mikrosieci może zapewniaćChociaż wyprodukowanie 1 kW energii za niezawodne zasilanie w energię elektryczną.pośrednictwem źródeł energetyki odnawialnej jest Ciepło, które jest produktem ubocznym źródełniekiedy wyższe niż w przypadku źródeł wytwórczych, takich jak mikroturbiny, może byćkonwencjonalnych, wyliczenie te nie uwzględniają wykorzystane do lokalnego ogrzewania , co dajekosztów zewnętrznych. elastyczny wybór pomiędzy zapotrzebowaniem na ciepło i energię elektrycznej.Rozwój źródeł rozproszonych napędza rozwójsensu stricte, któremu towarzyszy wzrost popytu natakie technologie, a także pozytywne aspektyzwiązane z ekonomią skali, co więcej zwiększakonkurencję oraz umożliwia bardziej elastycznefinansowanie. W przyszłości zapewni odpowiedniądywersyfikację, oraz duży udział „zielonej” energii.Źródła rozproszone zmniejszają straty związane zprzesyłem energii, w krańcowym przypadku źródłoznajduje się w tym samym budynku co odbiorniki.Zmniejsza tym samym konieczność rozbudowyinfrastruktury przesyłowej. Obecnie urządzeniawykorzystywane w ramach źródeł energiirozproszonej charakteryzują się wysokąsprawnością, niską emisją CO2 (lub jej całkowitymbrakiem) oraz niskimi kosztami związanymi. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 15. Implementacja energetyki rozproszonej – symulacje Schemat działania kolektorów słonecznychMix energetyczny –analiza rozwiązaniaWstęp do MIXu energetycznegoTak jak wspomniano wcześniej, sektorenergetyczny w Polsce musi zmierzyć się z kilkomawyzwaniami. Do najważniejszych zaliczyć należy:• Przeciwdziałanie potencjalnym blackoutom w 2016 roku (uruchomienie mocy w wysokości tys. Megawatów),• Ograniczenie emisji CO2 o 15% w stosunku do roku 1990 (redukcja emisji o 60 mln ton CO2 do 2020), * Źródło: Internet• Zwiększenie udziału OZE w wytwarzaniu energii W jaki sposób działają kolektory słoneczne? elektrycznej (dodatkowe 180 TWh do 2020). Konwersja fototermiczna polega na bezpośredniejProponowane przez nas rozwiązanie MIXu zamianie energii słonecznej, która zasila danyenergetycznego oparte jest o hybrydową instalację wymiennik ciepła - na energię cieplną. Metalowaprzydomową bazującą na ogniwach powierzchnia kolektora nagrzewa się od promienifotowoltaicznych, kolektorach słonecznych oraz słonecznych. Przez rurki przepływa płyn, któryminiturbinach wiatrowych. Jest on modelowym chłodzi metal jednocześnie się nagrzewając.przykładem zastosowania energii rozproszonej na Najczęściej stosowany jest płyn niezamarzający, wmasową skalę. przeciwnym wypadku konieczne byłoby opróżnianie instalacji z wody przed nadejściemOpis MIXu energetycznego zaczynamy od zimy. Gorąca woda płynie do zbiornika, w którymprzedstawienia wykorzystanych technologii. magazynowane jest ciepło (zasobnika ciepła).Następnie analizujemy jego zastosowanie w trzechwariantach i porównujemy uzyskane wyniki z Wewnątrz zbiornika znajduje się wężownica służącazałożonymi celami. do podgrzania wody użytkowej. Magazynowanie ciepła w zbiorniku umożliwia jednocześnieWykorzystane technologie w MIXie produkcję ciepłej wody użytkowej w pochmurny dzień. Ten sam zasobnik ciepła może byćKolektory słoneczne - pobierają one energię wykorzystany również do podgrzania wody wsłoneczną z promieniowania bezpośredniego, obiegu centralnego ogrzewania. Jest onodbitego i rozproszonego, wykorzystując konwersję najważniejszym elementem całego układu. Musifototermiczną. Optymalnie ustawione wykazują być doskonale zaizolowany, by temperatura wody95% sprawność w przekazywaniu zmagazynowanej wewnątrz się nie obniżała.energii do ogrzewania wody. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 16. Implementacja energetyki rozproszonej – symulacje Przykładem zastosowania kolektorów w praktyce są pojawienie się różnicy potencjałów, czyli napięcia tzw. prysznice słoneczne. Urządzenia te nagrzewają elektrycznego. 25 litrów wody do temperatury nawet 90°C co pozwala na wyprodukowanie około 60 litrów wody Obecnie na świecie, a także w Europie o temperaturze 36°C. Posiadają wbudowany zawór ,obserwujemy dynamiczny wzrost tego właśnie termostatyczny, który zapewnia stałą temperaturę sektora. W samej tylko UE w 2011 zainstalowano wody. Jednocześnie, zabezpiecza on przed ogniwa fotowoltaiczne o łącznej mocy ponad 21 poparzeniem gorącą wodą. Urządzenie waży ok. GW, (wzrost o niemal 42% względem roku 26 kg. i podłącza się wężem ogrodowym. poprzedniego), a ilość energii wyprodukowanej to 44,8 TWh. Zgodnie w wyliczeniami Photon Ogniwa fotowoltaiczne – są to elementy International Magazine, cena ogniw półprzewodnikowe, w których następuje przemiana monokrystalicznych spadła z 1,44 Euro/Wat mocy (konwersja) energii promieniowania słonecznego w zainstalowanej do 0,82 E/W, czyli o 43,1 %, cena energię elektryczną w wyniku zjawiska ogniw polikrystalicznych spadła natomiast o 44,9% fotowoltaicznego. z poziomu 1,47 E/W do 0,81 E/W. Schemat działania ogniw fotowoltaicznych Energia słoneczna - czy warto? Obie wcześniej podane technologie (czyli kolektory słoneczne oraz ogniwa fotowoltaiczne) wykorzystują energię słoneczną. Obecnie, usłonecznienie roczne w Polsce (czyli średnia roczna ilość godzin, podczas której promienie słoneczne padają bezpośrednio na powierzchnię Ziemi) wynosi koło 18%, czyli 1600 godzin. Mapa usłonecznienia Polski* Źródło: Internet W jaki sposób działają ogniwa fotowoltaiczne ? Zjawisko fotowoltaiczne polega na wykorzystaniu półprzewodnikowego złącza typu p-n, w którym * Źródło: Internet pod wpływem fotonów o energii większej, niż szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika, Jednocześnie, nasłonecznienie w Polsce (czyli ilość elektrony przemieszczają się do obszaru n, a dziury energii słonecznej, padającej na określoną (zob. nośniki ładunku) do obszaru p. Takie płaszczyznę w określonym czasie) wynosi od 950 przemieszczenie ładunków elektrycznych powoduje do 1250 kWh/m2. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 17. Implementacja energetyki rozproszonej – symulacje Mapa nasłonecznienia Polski W najbardziej sprzyjających warunkach mikroturbina może osiągnąć całkowitą wydajność dochodząca nawet do 39%, przy czym wartość ta będzie stopniowo wzrastać wraz z rozwojem technologii. Uproszczony schemat turbiny wiatrowej* Źródło: Internet Oznacza to, iż w Polsce z samej tylko energii słonecznej można wyprodukować 61910 TWh (przy założeniu, że zamieniane na energię elektryczną jest 100% energii słonecznej) przy 1 - Główne łożysko, 2 - Główny wał, 3 – Hamulce, 4 - Elementy rocznych potrzebach energetycznych na poziomie pomiarowe, 5 – Piorunochron, 6 - Układ chłodzenia, 7 – Prądnica, 8 - 180 TWh (prognoza na 2020). Wymiennik ciepła, 9 – Sprzęgło, 10 – Przekładnia, 11 - Połączenie gondoli z wieżą, 12 - Układ obracający gondolę * Źródło: Internet Wprawdzie obecnie technologia pozwala na konwersje energii słonecznej na elektryczną w 15% W jaki sposób działają turbiny wiatrowe? (taka jest sprawność ogniw fotowoltaicznych), oraz nie wszystkie tereny w Polsce można "pokryć" Poruszające się powietrze (energia kinetyczna bateriami słonecznymi, jednak przytoczone dane wiatru) wprawia w ruch łopaty (których kształt nt. usłonecznienia jednoznacznie sugerują, iż w sprawia, że działająca siła przewyższa opory ruchu, kraju jest nie wykorzystany potencjał energetyczny. co wywołuje obrót wirnika wokół osi), a te powodują ruch obrotowy wału podłączonego do Mikrowiatraki – zasada działania jest identyczna generatora produkującego prąd . jak w przypadku zwykłych turbin wiatrowych, różnica polega na mniejszej mocy urządzeń. Ich By zapewnić urządzeniu odpowiednią ilość wiatru, moc nominalna nie przekracza 3 kW. Najczęściej turbinę umieszcza się na wysokiej wieży (maszcie) stosowane są do zasilania obwodów wydzielonych, tak, by wirnik był skierowany w stronę, z której poprzez ładowanie akumulatorów. wieją najsilniejsze i najbardziej stałe wiatry. Przekładnia i stycznik turbiny zapewniają dopływ Obecnie produkowane turbiny zapewniają dużą do sieci energii elektrycznej o odpowiedniej wydajność przy jednoczesnym zachowaniu niskiego częstotliwości (50 Hz) i napięciu (230 V), poziomu hałasu, niskiej wadze i prostocie instalacji. niezależnie od zmian prędkości wiatru. Stycznik W turbinach stosowane są specjalne profile łopatek, pozostaje włączony do chwili, kiedy turbina nie które w połączeniu z lekkimi i wytrzymałymi może wytworzyć wystarczającej ilości energii z materiałami nowej generacji zapewniają doskonałą wiatru. Wtedy wyłącza się, pozwalając wirnikowi wydajność i małą bezwładność. swobodnie się obracać. . Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 18. Implementacja energetyki rozproszonej – symulacje Turbiny te zwykle mają wysokość 15 m i Z budową siłowni wiatrowych wiąże się jednak wytwarzają energię elektryczną o mocy od 100 W kilka problemów. Są one uzależnione od dość do 5 kW (5000 W). Dla przeciętnego budynku nieprzewidywalnego źródła energii. mieszkalnego najoptymalniejsze są turbiny o mocy 1-2,5 kW i wielkości małego człowieka. Są one Zanim przystąpi się do budowy, muszą być zwykle umieszczane na budynkach, które zasilają przeprowadzone żmudne i kosztowne badania (turbiny zintegrowane). wietrzności. Trwają one minimum dwa lata, a w praktyce nawet 3-5 lat. Inny problem, to Energia wiatrowa - czy warto? nieprzewidywalność dostaw energii. Szacuje się, że na 1/3 powierzchni Polski istnieją Jest to więc niewątpliwie źródło, które należy odpowiednie warunki dla wykorzystania energii wykorzystać, ale nie powinno sie opierać tylko na wiatru, a produkcja energii elektrycznej z wiatru nim przy budowaniu strategii energetycznej. może osiągnąć nawet 17 proc. bilansu Dlatego, w proponowanym MIXe energia wiatrowa energetycznego kraju. jest "uzupełnieniem" do energetyki słonecznej. Mapa rozkładu siły wiatru w Polsce Wstęp do MIXu energetycznego W ramach każdego z rozwiązań zaproponowaliśmy scenariusze: • Optymistyczny • Realistyczny • Pesymistyczny Jako założenie modelu przyjmujemy, że zużycie energii elektrycznej w ciągu doby w gospodarstwie Energia wiatru w domowym zamieszkałym przez 4 osoby nie Wysokość przekracza 11 kWh. (ok. 335 kWh w miesięcznie). Kwh/(m2/rok) Masztu 10 m 30 m Taką ilość energii w warunkach polskich można Strefa I (Bardzo korzystna) wyprodukować w miesiącach od kwietnia do >1000 >1500 sierpnia po zainstalowaniu 20 paneli Strefa II (Korzystna) 750-1000 1000-1500 fotowoltaicznych (każdy o mocy 125 W). Strefa III (Dość korzystna) 500-750 750-1000 W pozostałych miesiącach, zwłaszcza w marcu, Strefa IV (Niekorzystna) 250-500 500-750 wrześniu i październiku, wymaganą ilość energii można wyprodukować instalując dodatkowe panele Strefa V (Bardzo niekorzystna) <250 <500 fotowoltaiczne, ale lepszym rozwiązaniem będzie* Źródło: Internet uzupełnienie instalacji małą turbiną wiatrową, (ten W chwili obecnej w Polsce pracuje 29 elektrowni właśnie wariant przyjęliśmy w naszym modelu). wiatrowych o łącznej mocy 10 MW. Zainstalowany wiatrak ma moc 3 kW. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 19. Implementacja energetyki rozproszonej – symulacjeZgodnie z danymi zawartymi w Atlasie Klimatu Zgodnie z założeniami MAE, do 2020 roku PolskaPolski, średnia roczna prędkość wiatru w Polsce będzie produkować około 14% energii z OZ.waha się pomiędzy 2,8-3,5 m/s. Implementacja proponowanego przez nas modeluW naszych obliczeniach założyliśmy ten parametr pozwoli zatem dopełnić jeden z wymogów pakietuna poziomie 3 m/s. 3x20 – dotyczący udziału energii ze źródeł odnawialnych(wg. modelu udział produkcji energiiDla scenariusza optymistycznego zakładamy, że z ogniw hybrydowych wyniesie 7,42%, co łącznie zwspomniane instalacje pojawią się w 20% prognozami MAE da wynik ponad 20%).gospodarstw domowych, realistycznym 12,5% orazpesymistycznym 7,5% do roku 2020. Cena emisji Ponadto, Polska jest zobowiązana do redukcjiCO2 – 40 EUR/t, jako kurs wymiany przyjęto 4,25 emisji CO2 o 60 mln ton. Zgodnie z naszymiEUR/PLN. założeniami redukcja wynikająca z samego zastosowania strategii MIX’u może wynieść nawetNa potrzeby wyliczenia emisji CO2 ze źródeł 13,33 mln ton, co w połączeniu z redukcją z tytułukonwencjonalnych odpowiadającym otrzymanym pozostałych OZE oraz wzrostu efektywnośćmocom przyjęto średnią emisyjność trzech zarówno w sektorze elektroenergetycznym jak inajwiększych producentów energii w Polsce. ciepłowniczym pozwoli spełnić drugie z założeń.Wyniki scenariuszyPoniższa tabelka prezentuje korzyści płynące zproponowanego modelu: Optymistyczny Pesymistyczny Realistyczny Wyniki symulacji Ilość wyprodukowanej energii 13,35 8,34 5,01 (TWh) Udział w produkcji całkowitej 7,42 4,64 2,78 (%) Redukcja emisji CO2 13,33 8,33 4,99 (mln ton)Kwota zaoszczędzona z tytułu emisji 2,27 1,42 0,85 CO2 (mld PLN) Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 20. Model Input-Output Modele IO są często stosowane przezOcena wpływu ekonomistów oraz inżynierów do oszacowania wpływu zastosowania nowych technologii, naMIX’u na gospodarkę przykład: • V. Ryaboshlyk A Dynamic Input-Output Model withOpis modelu – założenia teoretyczne Explicit New and Old Technologies (2006)W celu estymacji wpływu zastosowania • J. E. Just Impacts of New Energy Technology, usingproponowanego przez nas rozwiązania problemu Generalized Input-Output Analysis (1973)braków energii elektrycznej w 2016 rokuzastosowaliśmy model Input-Output (IO) czyli • D. Hawdon i P. Pearson Input-output simulationsprzepływów międzygałęziowych. of energy, environment, economy interactions in the UK (1995)W przypadku modelowania makroekonomicznegomodel bazuje na następujących założeniach • S. Casler i B. Hannon Readjustment Potentials in(Analiza Input-Output. Notatki, S. Dorosiewicz i J. Industrial Energy Efficiency and Structure (1989)Stańko): Wykorzystanie modelu• Układ jest zamknięty – założenie to uznajemy za spełnione ze względu na to, iż eksport, import W ramach modelu wyszczególniliśmy (na podstawie i bilans handlowy są zmiennymi cyklicznymi, tablic przepływów międzygałęziowych GUS) sektor natomiast ze względu na charakter naszej produkcji energii elektrycznej. Podstawą modelu prognozy (długi okres) nie uwzględnia się wahań jest tablica przepływów międzygałęziowych, która cyklicznych. wygląda następująco:• Układ jest statyczny – nakłady na produkcję w Produkcja Przepływy Produkcja danym okresie pochodzą z tego samego okresu. Ze względu na to, że analizujemy wpływ zmiany Globalna Xi międzygałęziowe Xij Finalna Yi podaży energii elektrycznej, której możliwości magazynowania są mocno ograniczone, założenie to jest spełnione. X1 x11 x12 Y1• Produkcja jest niesubstytucyjna – produktów X2 x21 x22 Y2 danej gałęzi nie można zastąpić produktami innej gałęzi. To założenie uwzględniliśmy w procesie Wart. D1 D2 wyprowadzania prognozy. Dodana Dj• Produkcję globalną danej gałęzi można Prod. X1 X2 Globalna Xj podzielić między przepływy międzygałęziowe i produkcję finalną. Model można znacznie modyfikować, jednak ze Jest to cecha charakterystyczna modelu, której względu na nasze ograniczone zainteresowanie nieuwzględnienie nie pozwala na jego konkretnymi wynikami (jedynie wpływ na PKB) nie konstrukcję. widzieliśmy takiej potrzeby. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 21. Model Input-OutputAby ocenić wpływ zastosowania naszej propozycji scenariuszach wykorzystując wskaźniki dla sektorawykorzystaliśmy macierz materiałochłonności. produkcji energii elektrycznej wyprowadziliśmyWyprowadza się ją w następujący sposób: oczekiwany wzrost PKB względem scenariusza bazowego. B = [bij = xij / Xj ] Model przez nas zastosowany wykorzystaliśmy do zaprognozowania PKB w 2020 roku w każdym z 4 Macierz Leontiefa = I-B scenariuszy: • Scenariusz bazowy. Za scenariusz bazowy Macierz materiałochłonności = (I-B)-1 uznaliśmy prognozę PKB IHS Global Insight, kiedy to proponowany przez nas koncept nie jestMacierz materiałochłonności pokazuje o ile zł stosowany,należy zwiększyć produkcję globalną w dziale i abyprodukcja finalna w dziale j wzrosła o 1 zł. • Scenariusz optymistyczny. Wzrost produkcji elektryczności o 13,35 TWh,W celu stworzenia prognozy musieliśmy stworzyćtablice przepływów dal roku 2020. • Scenariusz pesymistyczny. Wzrost produkcjiWykorzystaliśmy prognozę PKB Polski z elektryczności o 8,34 THh,IHS Global Insight oraz prognozę cen energii i jejcałkowitej podaży w MWh. Na podstawie • Scenariusz realistyczny. Wzrost produkcjinajnowszych tablic przepływów elektryczności o 5,0 TWh.międzygałęziowych dostępnych na stronie GUSwyprognozowaliśmy interesujące nas przepływy. W każdym z analizowanych przez nas scenariuszy uznaliśmy, że wzrost podaży energii elektrycznejW prognozie uwzględniliśmy malejącą relację wynikający z implementacji naszej idei nie mazużycia energii do PKB (dane z Eurostatu) - wpływu na podaż w innych typach obiektówmianowicie uznaliśmy, że tendencja widoczna w produkujących energię elektryczną.przeciągu ostatnich 10 lat utrzyma się do 2020roku. Uzasadniamy to tym, iż spodziewa się raczej braku elektryczności, a ponadto możliwość jej importu sąDodatkowo, ze względu na charakterystykę naszego mocno ograniczone, zaś rozbudowa infrastrukturyrozwiązania (duża elastyczność lokalizacji niezbędnej do importu ilości energii pozwalającejimplementacji ze względu na względnie małe zaspokoić popyt na nią zajęła by więcej czasu niżrozmiary i koszty instalacji) założyliśmy relatywnie horyzont naszej prognozy.szybszy przyrost efektywności w sektorze produkcjienergii elektrycznej, co wynikać może m.in. ze Należy zaznaczyć, że taka metoda pozwala naznacznie mniejszych strat przesyłowych (15% oszacowanie nie tylko wpływu efektówlepszy wynik niż w pozostałych sektorach). Nie bezpośrednich (wzrost wartości w sektorze i) alewpłynęło to jednak na prognozowany przez nas również pośrednich (wpływ wzrostu w sektorze iwspółczynnik energochłonności całej gospodarki. na wzrost w branżach z nim bezpośrednio związanych) oraz indukowanych (dalszy wpływEstymując wartość wzrostu podaży energii wzrostów na inne branże wynikający m.in. zeelektrycznej w trzech przedstawionych przez nas zwiększonego popytu itp.). Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 22. Model Input-Output W prognozie uwzględniliśmy malejącą krańcową produktywność czynników produkcji. Wyniki • Wzrost podaży energii elektrycznej w każdym ze znajdują się na następnej modelu zaprezentowano scenariuszy jest zbliżony do wzrostu PKB poniżej: względem scenariusza bazowego, co uwzględniając wcześniejszy punkt jest zgodne z Wyniki modelu Input-Output intuicją,10 8,52 0,144 0,16 • Wzrost podaży energii elektrycznej zwiększyłby 0,14 konkurencyjność gospodarki Polskiej, co 8 0,09 0,12 miałoby pozytywny wpływ na wolumen BIZ, a 5,35 6 0,1 przez to na wzrost gospodarczy, 0,08 4 3,21 0,06 • Know-how wygenerowany przez implementację 0,029 2 0,04 rozwiązania mógłby być eksportowany, 0,02 0 0 • Horyzont prognozy jest dość długi, przez co Optymistyczny Realistyczny Pesymistyczny względnie wysoka wartość wskaźników nie jest Wzrost PKB względem scenariusza bazowego zbytnio zaskakująca (wynika ze skumulowanych (w%; lewa oś) efektów z lat wcześniejszych). Udział bezpośrednich efektów w efektach całkowitych (w%; prawa oś) Podsumowanie Wnioski – wysoki wpływ na PKB Mimo, że bezpośredni wpływ MER na produkt krajowy brutto nie jest istotny, to całkowity wpływ Bardzo ważnym wnioskiem jest względnie mały MER na gospodarkę znacznie przewyższa udział efektów bezpośrednich w efektach bezpośrednie efekty, które generuje. całkowitych. Z tej przyczyny wnosimy, iż proponowane przez nas rozwiązanie powinno być W związku z tym jest to kolejny argument, obok wspierane przez aktywną politykę gospodarczą. przesłanek związanych z 3x20, aby model energii rozproszonej był wspierany przez aktywną politykę Jest to o tyle ważne, gdyż jak pokazaliśmy państwa i unijne fundusze strukturalne. wcześniej, jeżeli zostanie ono skutecznie zaimplementowane oczekujemy, iż pozwoli uniknąć Wprawdzie relacja między efektami bezpośrednimi blackoutów. a całkowitymi jest malejąca wraz ze skutecznością implementacji MER (co jest spójne z intuicją Wysoki wpływ na PKB, szczególnie w ekonomiczną), to biorąc pod uwagę oczekiwaną scenariuszu optymistycznym, uznajemy za niewystarczającą podaż energii elektrycznej, należy uzasadniony, gdyż: naciskać na jak najskuteczniejszą implementację strategii MIX’u. • Energia elektryczna (dokładniej jej niewystarczająca podaż) będzie głównym W analizie nie wzięliśmy pod uwagę zastosowania czynnikiem produkcji, który będzie wstrzymywał instalacji do celów cieplnych (ogrzewniczych), wzrost. jednak jest to aspekt, na który również warto zwrócić uwagę w szerszej, dokładniejszej analizie. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 23. Hybrytoza Hybrytoza stosowana na szeroką skalę zapewni: Konsument energii jej • zamknięcie bilansu energetycznego, producentem • obniżenie emisji CO2, • wzrost udziału OZE w całkowicie wytwarzanej energii do ponad 20%. Koncepcja urządzenia Przeszkody oraz sposoby ich pokonania Uważamy, iż pierwszym krokiem na wdrożenie strategii MIXu energetycznego, jest opracowanie Najważniejszą przeszkodą jest wytworzenie popytu urządzenia, które wykorzystywałoby energie na tego typu urządzenia oraz uświadomienie zarówno słoneczna oraz wiatrową przy produkcji Polakom korzyści płynących z takiego rozwiązania. energii elektrycznej. Takie urządzenie musiałoby Uważamy, iż w tym celu należy uruchomić być nie tylko względnie tanie ale również proste w program, który wytworzy szereg bodźców, np: instalacji oraz obsłudze. • obniżenie podatku VAT od energii dla Na potrzeby tego raportu, opracowaliśmy konsumentów, którzy zainstalują urządzenie, koncepcję takiego urządzenia i nazwaliśmy je Hybrytozą (hybryt - od zastosowania hybrydy • umożliwienie "zarabiania" dla konsumenta, który energetycznej z więcej niż dwóch źródeł mocy, oza wytworzy nadwyżkę energetyczną, i sprzeda ją do od skrótu odnawialnych źródeł energii). Urządzenie sieci (prosument energetyczny), składałoby się z mikro wiatraka (lub kilku) oraz ogniw fotowoltaicznych. • oferowanie tanich, preferencyjnych kredytów Koncepcja Hybrytozy bankowych, na zakup oraz montaż instalacji, Mikroturbina • uruchomienie programów promocyjno - edukacyjnych, w których Hybrytozy są najpierw Słup Ogniwo fotowoltaiczne instalowane w urzędach gminy, szkołach lub innych miejscach użyteczności publicznych. Ogniwo fotowoltaiczne Hybrytoza szansą na uwolnienie rynku energii Obecnie, cena za prąd elektryczny jest regulowana Bateria przez URE (dla klientów indywidualnych). Jednak, nawet po uwolnieniu jej, ponieważ na rynku* Źródło: Internet producentów energii dominującą rolę mają 4 gracze, cena nie będzie (najprawdopodobniej) Zalety Hybrytozy kształtowana przez rynek. Do zalet takiego urządzenia niewątpliwie zaliczyć Jednak, uruchomienie strategii MIXu wraz z należy czas instalacji. W przeciwieństwie do Hybrytozą, która daje możliwość konsumentom budowanych dużych bloków energetycznych, sprzedawać nadwyżkę energetyczną, pozwoli na których realizacja wymaga kilku lat, montaż i uruchomienie procesów wolnorynkowych i podpięcie Hybrytozę można sfinalizować w ciągu "uwolnienie" rynku energetycznego. 3-6 miesięcy. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 24. Podsumowanie & Rekomendacje Zapewni większą niezależnośćMIX jako rewolucja 2 energetyczną od dostaw eksporterów surowców 1energetyczna energetycznych Czy cel jest zrealizowany? Tak.Potencjalne, praktyczne wykorzystaniewniosków z raportu W modelu optymistycznym, Polska będzie wytwarzać ponad 20% energii elektrycznej zProduktem raportu jest propozycja nowej strategii odnawialnych źródeł energii. Oznacza to, że 1/5energetycznej, opartej na modelu energii energii będzie produkowana z źródeł, które nie sąrozproszonej. Robocza nazwa naszej strategii to pod kontrolą innych krajów. Pozwoli to na redukcjęMIX energetyczny. importu surowców energetycznych.Raport miał również na celu pokazanie (czyt.edukowanie czytelnika), że istnieją inne sposoby do Zminimalizuje efektzamknięcia bilansu energetycznego niż droga i 3 podnoszenia ceny za energię 1niebezpieczna inwestycja, jaką jest elektrownia elektrycznąatomowa.Czy raport zrealizował postawione cele? Czy cel jest zrealizowany? Tak.W pierwszej części raportu, zidentyfikowaliśmy Jak wspomniano wcześniej, w najbliższym czasieoraz sprecyzowaliśmy cele, które powinna przewidywane są dwa skoki cenowe. Łącznie dorealizować proponowana przez nas nowa strategia 2020 roku, cena dla klientów indywidualnych możeenergetyczna. Poniżej zaprezentowane zostaje wzrosnąć nawet o 80%.zestawienie celów: Jednak, jeżeli (jak zakładamy w wariancie Zmniejszy emisję CO2 optymistycznym) ok. 15% energii będzie1 (spełni wymagania UE w 1 produkowanej w oparciu o wykorzystanie MIX’u ramach „Pakietu 3x20”) energetycznego (czyli energetyki rozproszonej) gdzie konsumenci sami produkują energię oraz sprzedają nadwyżki do sieci, to spowoduje toCzy cel jest zrealizowany? Tak. załagodzenie efektu podnoszenia cen za prąd elektryczny.Jak wspomniano wcześniej, w wariancieoptymistycznym, redukcja może wynieść nawet Zwiększy do 20% udział OZE13,33 mln ton z samego MIX’u energetycznego. 4 w całkowitej produkcji energii 1 elektrycznejJeżeli dodamy do tego redukcję z tytułupozostałych OZE oraz wzrostu efektywnośćzarówno w sektorze elektroenergetycznym jak i Czy cel jest zrealizowany? Tak.ciepłowniczym, pozwoli to na dalszą redukcjęemisji do 60 mln ton. Do 2020 roku Polska będzie produkować około Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 25. Podsumowanie & Rekomendacje14% energii z OZE. Jeżeli do tego dodamy ponad Należy jednak uruchomić ją w skoordynowany i7% (w wariancie optymistycznym) z OZE z zaplanowany sposób, tak aby konsumencizastosowania MIX’u to wówczas Polska będzie energetyczni uwierzyli w korzyści płynące z MIX’uprodukować ok. 21% energii elektrycznej z i zainstalowali domowe instalacje elektryczne, stającodnawialnych źródeł energii. się prosumentami energetycznymi. Sugerujemy uruchomienie programów edukacyjnych oraz Jest szybkie do (kampanii) najpóźniej od początku 2013 roku.5 wyegzekwowania 1 Idealny moment na promowanie urządzeń typu (czas realizacji szybszy niż 5 lat) Hybrytoza, to okres tuż przed skokowym wzrostem ceny za prąd elektryczny po uwolnieniu jej przezCzy cel jest zrealizowany? Tak. URE. Klienci staną wówczas przed wyborem:Czas budowy jednej instalacji typu Hybrytoza to • albo zostaną przy starych producentach energii,około 3-6 miesięcy (planowane). co wiąże się ze wzrostem ceny do nawet 80%, Zwiększy konkurencję na rynku • albo wybudują domowe instalacje elektryczne energii wśród producentów i typu Hybrytoza, wykorzystując preferencyjne6 dostawców (pośrednio 1 kredyty, mając możliwość odsprzedawania nadwyżki energii oraz obniżenie podatku Vat. powodując wzrost jakości usług oraz spadek cen) W takiej sytuacji, istnieje większe szansa, iż zdecydują się na rozwiązanie drugie.Czy cel jest zrealizowany? Tak. Przyszłe działania zespołu „Energiczni”Tak jak wspomniano w celu nr.. 3, uruchomieniestrategii MIX’u energetycznego spowoduje nagłe Planujemy dalszą prace zarówno nad samą strategiąpojawienie się na rynku „rozproszonego gracza” z MIX’u jak i rozpoczęcie prac na stworzeniemudziałem 14%. prototypu Hybrytozy. Obecnie przygotowujemy się do aplikowania na granty badawcze, któreDuże koncerny energetyczne będą musiały umożliwią nam dalsze bardziej skomplikowane(po uwolnieniu ceny prądu przez URE) uwzględnić badania w tym zakresie. Zdajemy sobie sprawę, iżtę zmianę w koncentracji na rynku. Spowoduje to nasza praca jest jeszcze zbyt mało zaawansowanawalkę o klienta a zatem podniesienie jakości usług oraz szczegółowa – uważamy jednak, że spełniaoraz obniżenie ceny (w tym przypadku, swoją rolę, podkreślając, że jest inna droga nazałagodzenie wielkości wzrostu ceny rzeczywistej). zamknięcie bilansu energetycznego w Polsce.RekomendacjeNa podstawie wyników przeprowadzonej analizy, Zespół „Energiczni”uważamy, że zastosowanie energii rozproszonej wPolsce jest bardzo perspektywiczne i Kamil Pruchnikrekomendujemy jej wykorzystanie. Łukasz Fidurski Mateusz Szetela Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)
  • 26. BibliografiaWykorzystane raporty oraz analizy Strony internetowe• ARE (2011), Aktualizacja Prognozy zapotrzebowania • agwa.pl, na paliwa i energię do roku 2030, Warszawa, • automatykab2b.pl,• Bank Światowy (2011), Transition to a Low- • bloomberg.com, Emissions Economy in Poland, The World Bank Poverty Reduction and Economic Management • cire.pl, Unit, Washington, • elektroenergetyka.org,• Brzeziński K., Bukowski M., (2011) Niskoemisyjne • eltron.pl, dylematy. Jak ograniczyć emisję gazów cieplarnianych i co to oznacza dla polskiej gospodarki?, IBS, Warszawa, • forsal.pl,• EurObserv’ER (2010), The state of renewable energi • iesu.elektr.polsl.pl, in Europe, 11th Report, • klaster3x20.pl,• EWEA (2011) Wind in power – European • osti.gov, statistics, • praze.pl,• Komisja Europejska (2009), EU energy trends to • reuters.com, 2030 — update 2009, • solis.pl,• McKinsey&Company (2009), Ocena potencjału redukcji emisji gazów cieplarnianych w Polsce do roku • ure.gov.pl, 2030,• Ministertwo Gospodarki, Mix energetyczny 2050. Analiza scenariuszy dla Polski, Literatura• Ministerstwo Gospodarki (2011) Polityki • S. Dorosiewicz i J. Stańko Analiza Input-Output. Energetyczne Państw MAE, Notatki, SGH,• J. Popczyk, ENERGETYKA ROZPROSZONA • S. Casler, B. Hannon (1989), Readjustment od dominacji energetyk i w gospodarce do Potentials in Industrial Energy Efficiency and Structure, zrównoważonego rozwoju, od paliw kopalnych do energii Journal of Environmental Economics, odnawialnej i efektywności energetycznej, Polski Klub Ekologiczny Okręg Mazowiecki, • D. Hawdon, P. Pearson (1995), Input-output simulations of energy, environment, economy interactions• K. Żmijewski (2011) „Plan Marshalla” dla in the UK, Energy Economics, elektroenergetyki, czyli krajowy Program Inwestycyjny, Elektroenergetyka – Współczesność i rozwój • J. E. Just (1973), Impacts of New Energy Technology, 2011/1, Warszawa. using Generalized Input-Output Analysis, Computers&Operations Research,Dane i prognozy • R.E. Miller i P.D. Blair (2009) Input-Output Analysis, Cambridge Books,• Eurostat, • V. Ryaboshlyk (2006), A Dynamic Input-Output• IHS Global Insight, Model with Explicit New and Old Technologies, Economic Systems Research.• GUS. Raport napisany w ramach akademii Inspiring Solutions (edycja 2012)

×