Optymalne planowanie energetyczne na poziomie samorządów Dr inż. Arkadiusz Węglarz, Dyrektor ds. Zrównoważonego Rozwoju KAPE S.A.

OPE to zestaw działań jednostki samorządu terytorialnego (JST) prowadzących do realizacji celu jakim jest minimalizacja oddziaływania na środowisko z procesów wytwarzania i zużycia energii na obszarze jednostki samorządu terytorialnego przy określonych celach rozwoju JST (i w zadanym terminie), z zapewnieniem bezpieczeństwa energetycznego na obszarze JST. Do określania celów i pomiaru wyników działań JST służy zestaw wskaźników monitoringu. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Optymalne planowanie energetyczne (OPE) – definicja

Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Model optymalnego planowania energetycznego (OPE) na obszarze JST Gmina (G): Bezpieczeństwo energetyczne Inwentaryzacja zasobów Identyfikacja potrzeb Wybór optymalnej opcji (G, P, W) – zasoby j.s.t. (P) Budżet Państwa 34 5 Kraj: Cele OPE: PEP 2030, KPD EE, KPD OŹE, KPZK 2030 Możliwości poprawy efektywności energetycznej i stosowania OŹE w RP Prognozy ekonomiczne i demograficzne, otoczenie prawne, wsparcie oraz finansowanie inwestycji proefektywnościowych i proekologicznych Powiat: Inwentaryzacja zasobów (GIS, OŹE), Prognoza potrzeb (pozwolenia na budowę) Województwo: Alokacja środków RPO Inwestycje celu publicznego ponadlokalne energetyka Strategia i Program regionalny (W)

Optymalne Planowanie Energetyczne (OPE) jest narzędziem zrównoważonego rozwoju jednostki samorządu terytorialnego. Zastosowanie optymalizacji wielokryterialnej jako narzędzia OPE pozwala na powiązanie planowania energetycznego z planowaniem strategicznym na każdym poziomie JST. Agregujemy wyniki na kolejnych obszarach terytorialnych (powiat, województwo) a także wyniki Planów Zrównoważonego Gospodarowania Energią w odniesieniu do zasobów budżetu państwa, obejmując wkład całego sektora publicznego do realizacji polityki efektywności energetycznej kraju. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Korzyści planowania energetycznego zgodnie z zaproponowanym modelem.

Weźmy gminę, która sporządza swój plan energetyczny i rozważa realizację szeregu działań służących poprawie efektywności energetycznej. Gmina ta posiada strategię rozwoju, a przynajmniej ma wyznaczone cele strategiczne. Pragnieniem decydentów jest, aby wszelkie działania inwestycyjne i organizacyjne podejmowane na terenie tej jednostki były spójne ze strategią, i przyczyniały się do realizacji celów strategicznych w regionie. Jednocześnie gmina chce włączyć się do realizacji Polityki Energetycznej Państwa i zobowiązań międzynarodowych, oraz wywiązać się ze zobowiązań nałożonych prawnie na sektor publiczny. Warto obliczyć i wskazać wkład każdej z JST w regionie w realizację PEP, Pakietu Klimatycznego oraz krajowego celu w zakresie wzrostu efektywności energetycznej gospodarki. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Miejsce planu energetycznego w realizacji celów krajowych, regionalnych i lokalnych

Na realizację wszystkich rozważanych działań proefektywnościowych potrzebne byłyby nakłady inwestycyjne w wysokości blisko 27 mln zł, podczas gdy gmina w danym roku dysponuje budżetem na takie działania w wysokości do 10 mln zł. Rozważane działania dotyczą różnych obszarów funkcjonowania gminy i mogą przynieść różne efekty. Które działania wybrać? Jakim kryterium / jakimi kryteriami się kierować? Czy można pogodzić sprzeczne wymagania np. jak największe oszczędności energii przy jak najmniejszych nakładach inwestycyjnych? Czy istnieje zestaw obiektywnie najlepszych działań? Które działania będą najlepsze dla tej właśnie gminy posiadającej taką a nie inną strategię? Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Wybór działań proefektywnościowych w związku z realizacją planu energetycznego

Dział badań operacyjnych zajmujący się wyznaczaniem optymalnej decyzji w przypadku, gdy występuje więcej niż jedno kryterium. Z każdym kryterium wiąże się funkcja celu. Optymalizacja wielokryterialna występuje w wielu różnych dziedzinach: w projektowaniu produktu i procesu produkcji, finansów, projektowaniu samolotów, w przemyśle chemicznym, projektowanie samochodu, wszędzie tam gdzie optymalne decyzje muszą być podjęte w obecności kompromisów pomiędzy dwoma lub więcej sprzecznymi celami. Przykładem wielokryterialnej optymalizacji jest maksymalizacja zysków i minimalizacji kosztów produktu, maksymalizacja wydajności przy ograniczaniu zużycia paliwa, czy też obniżenie masy urządzenia przy jednoczesnej maksymalizacji wytrzymałości poszczególnych jego komponentów. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Optymalizacja wielokryterialna - definicja

Zadanie wielokryterialne będzie rozwiązywane metodą sumy ważonej czyli poprzez sprowadzenie go do zadania jednokryterialnego dzięki nadaniu wag poszczególnym kryteriom cząstkowym. Suma wag powinna wynosić 1. Trzy obowiązkowe kryteria optymalizacji, odzwierciedlające cele Polityki Energetycznej Polski i zobowiązania międzynarodowe:  Kryterium I: Oszczędność energii pierwotnej,  Kryterium II: Zwiększenie udziału OŹE w bilansie energii,  Kryterium III: Zmniejszenie emisji CO 2. Suma wag tych kryteriów nie może być mniejsza niż 0,3: w 1 + w 2 + w 3 = 0,3 Żadna z wag odpowiadających tym kryteriom nie może być równa 0. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Zastosowanie optymalizacji wielokryterialnej przez JST do planowania energetycznego

Pozostałe kryteria oceny przedsięwzięć służących poprawie efektywności energetycznej na obszarze JST oraz przypisane im wagi ustalane są przez decydentów w zależności od celów strategicznych i priorytetów rozwoju JST. Przykładowo, pozostałe kryteria mogą być następujące:  Kryterium IV: Minimalizacja kosztów inwestycyjnych,  Kryterium V: Wzorcowa rola sektora publicznego,  Kryterium VI: Zwiększenie wpływów do budżetu JST,  Kryterium VII: Minimalizacja zanieczyszczeń powietrza,  Kryterium VIII: Zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego gminy  Kryterium IX: Zmniejszenie bezrobocia,  Kryterium X: Inne Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Zastosowanie optymalizacji wielokryterialnej do planowania energetycznego c.d.

Rozważane działania proefektywnościowe: 1.Kompleksowa termomodernizacja mieszkalnych budynków komunalnych w zakresie i standardzie zbliżonym do Ustawy termomodernizacyjnej (9500 m 2 p.u.) 2.Kompleksowa termomodernizacja samorządowych budynków użyteczności publicznej w zakresie i standardzie zbliżonym do Ustawy termomodernizacyjnej (5000 m 2 p.u.) 3.Modernizacja oświetlenia zewnętrznego (500 punktów świetlnych) 4.Zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło do przygotowania ciepłej wody użytkowej w obiektach gminy (dla 4000 osób) 5.Wymiana sprzętu biurowego w sektorze publicznym (1000 sztuk) 6.Budowa budynku niskoenergetycznego (2000 m 2 p.u.) przez gminę *) przykłady opracowane na podstawie danych zawartych w „Planie działań na rzecz zrównoważonego zużycia energii dla Warszawy do 2020r.” opracowanym przez KAPE S.A. oraz audytów energetycznych zweryfikowanych przez KAPE S.A. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Przykład* optymalizacji wielokryterialnej metodą sumy ważonej

Rozważane działania proefektywnościowe c.d.: 7.Zastosowanie kolektorów słonecznych w budynkach prywatnych – dzierżawa od gminy (1000 kW) 8.Zastosowanie paneli fotowoltaicznych w obiektach gminy (100 kW) 9.Zastosowanie pomp ciepła w budynkach gminy (500 kW) 10.Zastosowanie kotłów na biomasę w miejskiej ciepłowni (3000 kW) 11.Wymiana taboru autobusowego starszego niż 10 lat na nowy spełniający wysokie normy Euro (2 sztuki) 12.Kampania informacyjna mająca na celu zmianę sposobu transportu z indywidualnego na zbiorowy ( pasażerokilometrów). *) przykłady opracowane na podstawie wskaźników zawartych w „Planie działań na rzecz zrównoważonego zużycia energii dla Warszawy do 2020r.” opracowanym przez KAPE S.A. oraz audytów energetycznych zweryfikowanych przez KAPE S.A. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Przykład* optymalizacji wielokryterialnej metodą sumy ważonej c.d.

Znajdujemy rozwiązania efektywne (paretooptymalne) spełniające ograniczenie nakładów inwestycyjnych do 10 mln zł, czyli warianty realizacji planu energetycznego*:  Wariant A: działania (łączny koszt 9887,5 tys. zł)  Wariant B: działania (łączny koszt 9950,0 tys. zł)  Wariant C: działania (łączny koszt 9988,8 tys. zł)  Wariant D: działania (łączny koszt 9707,5 tys. zł)  Wariant E: działania (łączny koszt 9980,0 tys. zł) *) wariant realizacji planu energetycznego = zestaw działań (zadań) prowadzących do osiągnięcia celów strategicznych Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Przykład optymalizacji wielokryterialnej metodą sumy ważonej c.d.

Ustalamy kryteria, według których będziemy oceniać wybrane warianty (I-III obowiązkowe, IV-V opcjonalne ustalane przez gminę):  Kryterium I*: Oszczędność energii pierwotnej,  Kryterium II*: Zwiększenie udziału OŹE w bilansie energii,  Kryterium III*: Zmniejszenie emisji CO2.  Kryterium IV: Minimalizacja kosztów inwestycyjnych,  Kryterium V**: Wzorcowa rola sektora publicznego. *) Suma wag tych kryteriów nie może być mniejsza niż 0,3: w1 + w2 + w3 = 0,3, Żadna z wag odpowiadających tym kryteriom nie może być równa 0. **) Kryterium binarne: funkcja przyjmuje wartość 1 dla zadań zrealizowanych na majątku JST, które mogą być powielane przez sektor komercyjny czy mieszkańców. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Przykład optymalizacji wielokryterialnej metodą sumy ważonej c.d.

Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Przykład optymalizacji wielokryterialnej c.d.: obliczamy wartości funkcji kryteriów Kryterium IKryterium IIKryterium IIIKryterium IVKryterium V Wariant Oszczędność energii pierwotnej Energia z OŹE Zmniejszenie emisji CO2 Pozostaje w budżecie do wykorzystania Wzorcowa rola sektora publicznego MWh/rok Mg/rokzł A B C D E

Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Przykład optymalizacji wielokryterialnej c.d.: normalizujemy wartości funkcji kryteriów Kryterium IKryterium IIKryterium IIIKryterium IVKryterium V Wariant Oszczędność energii pierwotnej Energia z OŹE Zmniejszenie emisji CO2 Pozostaje w budżecie do wykorzystania Wzorcowa rola sektora publicznego A 0,430,150,390,380, B 1,00 0,171, C 0,190,010,190,040, D 0,630,000,541, E 0,831,000,870,410,

Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Przykład optymalizacji wielokryterialnej c.d. obliczamy sumy ważone dla wariantów Kr. I (OEnP) Kr. II (OŹE) Kr. III (CO2) Kr. IV (zł) Kr. V (wzór) Ocena wariantów (suma ważona) Wariant A 0,090,030,08 0,070,34 Wariant B 0,20 0,030,200,83 Wariant C 0,040,000,040,010,130,22 Wariant D 0,130,000,110,20 0,63 Wariant E 0,170,200,170,080,070,69 Waga kryterium 0,2 Waga „Kryteriów PEP” wynosi 60% - najlepszy jest wariant B

Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Kr. I (OEnP) Kr. II (OŹE) Kr. III (CO2) Kr. IV (zł) Kr. V (wzór) Ocena wariantów (suma ważona) Wariant A 0,040,010,040,120,130,35 Wariant B 0,10 0,050,400,75 Wariant C 0,020,000,020,010,270,32 Wariant D 0,060,000,050,300,400,82 Wariant E 0,080,100,090,120,130,53 Waga kryterium 0,1 0,30,4 Waga „Kryteriów gminnych” sięga 70% - najlepszy jest wariant D Przykład optymalizacji wielokryterialnej c.d. obliczamy sumy ważone dla nowych wag

Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Kr. I (OEnP) Kr. II (OŹE) Kr. III (CO2) Kr. IV (zł) Kr. V (wzór) Ocena wariantów (suma ważona) Wariant A 0,000,070,000,150,030,26 Wariant B 0,010,500,010,070,080,67 Wariant C 0,000,010,000,020, Wariant D 0,010,000,010,400,080,49 Wariant E 0,010,500,010,160,030,71 Waga kryterium 0,010,50,010,40,08 Przykład optymalizacji wielokryterialnej c.d. jeszcze inne wagi dla tych samych kryteriów Stawiamy na rozwój OŹE i niski koszt - najlepszy jest wariant E

Oceny w rankingu wariantów (rozwiązań) zależą od przyjętych kryteriów oraz ich wag. Różne wagi prowadzą do różnych wyników dla takich samych kryteriów. Wszystkich obowiązują 3 kryteria związane z PEP. Kryteria dotyczące rozwoju JST oraz wagi dla wszystkich kryteriów ustalane są przez decydenta. Kryteria oraz ich wagi nie są obiektywnym odbiciem rzeczywistości, lecz odzwierciedlają preferencje decydenta. Oceny pokazują, które rozwiązania są lepsze w sensie przyjętych kryteriów i wybranego metakryterium (tutaj: suma ważona, a zatem które jest najlepsze dla wybranych wag). Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Optymalizacja wielokryterialna w planowaniu energetycznym: podsumowanie

Planowanie energetyczne w gminie powinno być częścią gospodarowania energią przez JST. JST sporządza i realizuje Plan Zrównoważonego Gospodarowania Energią. Konieczna jest zmiana obecnego modelu planowania energetycznego w gminie, ale z zachowaniem dotychczasowego dorobku w tej dziedzinie. Wskazane jest stosowanie procedur optymalizacyjnych na wszystkich poziomach planowania energetycznego (od gminy do poziomu krajowego). Narzędzia wspierające proces gospodarowania energią przez JST powinny mieć zastosowanie na wszystkich poziomach samorządu terytorialnego. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Planowanie energetyczne w JST

Zakres prac w aspekcie nowych uregulowań prawnych Konstrukcja proponowanych zmian do projektu ustawy Prawo energetyczne Sformułowanie propozycji w zakresie kompetencji i zadań samorządu terytorialnego na potrzeby regulacji krajowej planowania energetycznego Sformułowanie propozycji stosunków pomiędzy różnymi szczeblami administrowania (włącznie z relacjami samorząd – administracja rządowa) na potrzeby planowania energetycznego na poziomie samorządów Charakter PZGE Zakres PZGE i stosunek do innych aktów planistycznych, mających znaczenie dla PZGE Transpozycja na postanowienia projektu ustawy Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. 21

Zakres prac w aspekcie nowych uregulowań prawnych Rozporządzenie do projektu ustawy Prawo energetyczne, określającym szablon PZGE Propozycje modyfikacji projektu ustawy Przepisy zawarte w projekcie ustawy Przepisy wprowadzające ustawę – Prawo energetyczne, ustawę – Prawo gazowe oraz ustawę o odnawialnych źródłach energii w zakresie Zrównoważonego Gospodarowania Energią na poziomie samorządu terytorialnego Stosunek PZGE do dotychczasowych aktów planistycznych gmin – przepisy przejściowe Transpozycja na postanowienia projektu ustawy Uzasadnienie (, w tym znaczenie samorządu lokalnego w obowiązujących dyrektywach energetycznych) Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. 22

Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Przedstawioną koncepcje opracowano w ramach realizowanego przez KAPE S.A. projektu „Optymalne planowanie energetyczne na poziomie gminy w Polsce” finansowanego przez Europejską Fundację Klimatyczną

Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. ul. Nowowiejska 21/25 tel. 22/ , Fax. (0-22) Stanowiska szkoleniowe PJCEE Dziękujemy za uwagę