Elektryfikacja wyznacza kierunek nieuchronnych zmian w wielu obszarach naszego życia, m.in. w transporcie i ciepłownictwie. Ten kierunek wymusi ściślejszą współpracę różnych sektorów gospodarki z przyszłym, całkowicie odmiennym od dzisiejszego systemem elektroenergetycznym. Integracja trzech gałęzi — transportu, ciepłownictwa i elektroenergetyki jest nową koncepcją funkcjonowania całego rynku energii. Jak może on wyglądać w 2050 roku? Jak konieczne zmiany przybliżą Polskę do celu neutralności klimatycznej? Forum Energii w nowej analizie przekonuje, że dobra strategia łączenia sektorów to korzyści dla polskiej gospodarki i społeczeństwa.

1. POLSKA NEUTRALNA KLIMATYCZNIE 2050
ELEKTRYFIKACJA I INTEGRACJA SEKTORÓW
www.forum-energii.eu

2. Współpraca

3. Przyszłość sektorów energii 2050
DEKARBONIZACJA
ELEKTRYFIKACJA
ŁĄCZENIE SEKTORÓW
DIGITALIZACJADECENTRALIZACJA

4. Rezultaty integracji:
Optymalne wykorzystanie zasobów energii pierwotnej
Racjonalizacja kosztów
Zapewnienie elastyczności KSE
Redukcja emisji CO₂
Zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego
Co to jest integracja sektorów?
Inteligentne połączenie zelektryfikowanych sektorów gospodarki
– transportu i budynków z elektroenergetyką.

5. Cel analizy
Wizja systemu energetycznego 2050 r.
Określenie skutków elektryfikacji i łączenia
sektorów transportu i ciepłownictwa
z elektroenergetyką w Polsce

6. Metodyka analizy
•• Diagnoza sektorów
•• Założenia – popyt i podaż
•• 2 scenariusze dekarbonizacji energetyki – 80% i 100% OZE
•• 1 scenariusz transformacji ciepłownictwa
•• 1 scenariusz dla rozwoju transportu
•• Modelowanie dla roku 2050
•• Produkcja energii - godzinowe profile konsumpcji i podaży energii
•• Czas wykorzystania mocy i obciążenie szczytowe
•• Magazynowanie nadwyżek OZE
•• Zielony wodór
•• Emisje CO2
•• Import energii elektrycznej i paliw
•• Koszty

7. Tło i punkt wyjścia

8. Zużycie energii i emisje
•• Duże zużycie energii finalnej
na jednostkę PKB w Polsce
- 45% wyższe niż średnia UE.
•• Rośnie zależność importowa
kraju - 60% wzrósł import
energii pierwotnej netto w
okresie 2007 – 2017.
•• Wysoka jednostkowa emisja
CO2
per capita w Polsce - 25%
wyższa niż średnia UE.
ENERGIA PIERWOTNA W TWh CO2
W MILIONACH TON
TRANSPORT
223
CIEPŁOWNICTWO
416
CIEPŁOWNICTWO
75
TRANSPORT
64
POZOSTAŁE
53
ELEKTROENERGETYKA
119
ELEKTROENERGETYKA
383
POZOSTAŁE
153
Źródło: Eurostat, EEA, URE (2018).

9. POJAZDY SPALINOWE POJAZDY ELEKTRYCZNE
10
15
5
20
25
30 mln
0
2019 2050
LICZBA POJAZDÓW I RODZAJ NAPĘDU
82%
SAMOCHODY
ELEKTRYCZNE
W 2050 ROKU
Ewolucja transportu
•• W 2050 roku transport będzie
zużywał 57 TWh energii
elektrycznej.
•• Import paliw spadnie o 65%.
Źródło: Navigant

10. ROCZNE ZUŻYCIE CIEPŁA
WĘGIEL OLEJ GAZ BIOENERGIA
KOL. SŁONECZNEPOMPY CIEPŁA
0
40
80
120
160 TWh
2018 2050
GRZEJNIKI ELEKTRYCZNE
Bezemisyjne ciepło niesystemowe
•• Poprawa efektywności
energetycznej oraz przejście
na ciepło systemowe zmniejszy
strumień ciepła w grupie
budynków ogrzewanych
indywidualnie.
Źródło: Navigant

11. Dywersyfikacja źródeł w cieple systemowym
•• Niewielki spadek zużycia ciepła
wynika z przyłączeń nowych
budynków.
0
10
20
30
40
50
60
70 TWh
2016 2050
WĘGIEL OLEJ EN. ODPADOWA + ODPADY GAZ
BIOENERGIA KOL. SŁONECZNE POMPY CIEPŁA GEOTERMIA
Źródło: Navigant

12. Elektryfikacja wymaga dodatkowej energii
Zużycie energii w 2050 roku
•• Transport: 53 - 57 TWh
•• Ogrzewanie: 11 - 13 TWh
•• Pozostałe sektory: 227 TWh
INNE SEKTORY EV POMPY CIEPŁA
TWh
0
50
100
150
200
250
300
+78%
350
ZUŻYCIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ
2019 2050
Źródło: Navigant

13. Dekarbonizacja wymaga przebudowy KSE
•• Podwojenie mocy
szczytowej KSE.
•• Czterokrotne zwiększenie
mocy zainstalowanej.
•• +5 GWe mocy w OZE każdego
roku.
•• Wodór zastępuje gaz ziemny.
•• Jednostki węglowe
jako rezerwa.
GW180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
WĘGIEL GAZ/WODÓR BIOENERGIA
FOTOWOLTAIKA WODNEMORSKIE WIATROWE
LĄDOWE WIATROWE
MOCE ZAINSTALOWANE
2019 2050
MOC SZCZYTOWA
Źródło: Navigant

14. 100% OZE w 2050 r. oznacza okresową
nadpodaż energii
•• Nadopodaż 51 TWh (2050).
•• Nadwyżka energii powinna
zostać zmagazynowana
np. w postaci wodoru.
TWh350
300
250
200
150
100
50
0
WĘGIEL GAZ/WODÓR BIOENERGIA
FOTOWOLTAIKA WODNE ZUŻYCIE ENERGII EL.
LĄDOWE WIATROWE
MORSKIE WIATROWE
PRODUKCJA ENERGII VS ZUŻYCIE
2019 2050
Źródło: Navigant

15. Bezpieczeństwo dostaw
•• Teoretycznie może wystąpić
deficyt mocy w niektórych
godzinach 18 GWe (32% mocy
szczytowej)
•• Niedostarczona energia (ENS)
- 2,5 TWh w ciągu roku - 0,8%
•• Deficyt mocy i energii
pokrywają magazyny energii,
import oraz aktywny DSM
i inne rozwiązania
Źródło: Navigant
NADWYŻKA I ENERGIA NIEDOSTARCZONA (ENS)
-20
-10
0
10
30
40
50
60
70 GW
20
XIIXIXIXVIIIVIIVIVIVIIIIII I
NADWYŻKA
DEFICYT
NIEDOBORY ENERGII - NADWYŻKI ENERGII

16. Co zrobić z nadwyżką energii?
•• Power-to-heat lub wodór.
•• Wodór jako magazyn energii,
rozwiąże problem niedoborów.
•• Zielony wodór zastąpi gaz
naturalny np. w kogeneracji.
TWh60
50
40
30
10
0
-10
-20
-30
-40
20
PRODUKCJA ENERGII
PRZEZ JEDNOSTKI GAZOWE
ENERGIA NIEDOSTARCZONA ZIELONY WODÓRNADWYŻKA ENERGII
BILANS SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO
Źródło: Navigant

17. EV jako narzędzie do łagodzenia szczytów energii
•• Rozwój EV wymaga dużej
elastyczności mocy systemu
energetycznego ze względu
na sposób ładowania
akumulatorów samochodowych.
•• Zmiana wzorca zachowań
użytkowników EV i elastyczne
ładowanie pozwala na obniżenie
mocy szczytowej systemu
do 2,5 GWe (4,4%) przy 100%
elastyczności ładowania EV.
GWe18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
NIEELASTYCZNE ŁADOWANIE EV ELASTYCZNE ŁADOWANIE EV
PROFILE ŁADOWANIA EV
Źródło: Navigant

18. Zbliżamy się do celu neutralności klimatycznej
•• Jednostkowa emisja sektora
energetyki spada o 95%,
(z 799 do 42 kg CO2
/MWh).
•• Produkcja wodoru zmniejsza
emisje CO2
o 7-9 mln ton.
•• Transport samochodowy
zmniejszy emisję CO2
o 65%.
EMISJA CO2
mln ton CO2
/rok250
200
150
100
50
0
OGRANICZONA EMISJA WSKUTEK
URUCHOMIENIA JEDNOSTEK WODOROWYCH
TRANSPORT
ELEKTROENERGETYKA
I CIEPŁOWNICTWO
JEDNOSTKI GAZOWE
(SEKTORY ELEKTRO I CIEPŁO)
OGRZEWANIE INDYWIDUALNE
2018 2050
85%
SPADEK ŁĄCZNEJ EMISJI
Z TRZECH SEKTORÓW
Źródło: Navigant

19. Elektryfikacja i dekarbonizacja zmniejszy
koszty operacyjne
•• Tania energia elektryczna
w scenariuszu 100% OZE
obniża roczny koszt operacyjny
o 73%.
CIEPŁOWNICTWO TRANSPORTENERGETYKA
ROCZNY KOSZT OPERACYJNY
0
125
250
375
500 mld zł
BAU 2050 100% OZE + EV
Źródło: BAU 2050: Energetyka: Raport FE Polska energetyka 2050 | 4 scenariusze

20. Wnioski – wizja roku 2050
80% i 8%
42%
82%
85%
85%
73%
tyle ogrzewania indywidualnego i w cieple systemowym będzie
oparte o technologie Power-to-heat
zapotrzebowania na gaz będzie pokrywane przez zielony wodór
samochody elektryczne w 2050 roku
łączny spadek emisji CO2
z trzech sektorów
tyle energii będzie pochodzić ze źródeł odnawialnych
o tyle spadnie koszt operacyjny zdekarbonizowanych sektorów

21. Konkluzje
•• Pełna elektryfikacja ciepłownictwa i transportu w oparciu o krajowe OZE uniezależni Polskę od
dostaw energii z innych krajów.
•• Wyzwanie to zbilansowanie KSE w okresach niskiej wydajności zmiennych OZE, np. w bezwietrzne
zimowe dni – gdzie popyt na energię przewyższy podaż.
•• Zielonywodór jako opcja magazynowania energii; jego wytwarzanie w okresach nadpodaży pozwoli
zastąpić gaz ziemny i zmagazynować energię.
•• Połączenia transgraniczne, magazynowanie ciepła, zarządzanie popytem, dynamiczne taryfy na
energię – to pozostałe rozwiązania zwiększające elastyczność KSE.
•• Do 2050 roku polski sektor energetyczny może stać się neutralny klimatycznie.

22. DZIĘK UJEM Y Z A U WAGĘ
www.forum-energii.eu
Dr Joanna
Maćkowiak-Pandera
Prezes Forum Energii
Andrzej Rubczyński
Dyrektor ds. strategii
ciepłownictwa

23. 22.06, poniedziałek, godz. 16:00
Forumetr. Dane o elektroenergetyce
w jednym miejscu. Jak to działa?
Dr Joanna Maćkowiak-Pandera, Forum Energii
Rafał Macuk, Forum Energii
25.06, czwartek, godz. 9:30
Program Stop Smog - sfinansuj czyste
powietrze w swojej gminie
Przemysław Hofman, Ministerstwo Rozwoju
Marcin Jaczewski, Ministerstwo Rozwoju
LIVE DLA MIAST
Najbliższe webinaria Forum Energii