Kogeneracja szansą na pokrycie zwiększającego się zapotrzebowania na energię elektryczną Polski i regionu Marian Babiuch: Prezes Zarządu Polskiego Towarzystwa.

Prezentacja na temat: "Kogeneracja szansą na pokrycie zwiększającego się zapotrzebowania na energię elektryczną Polski i regionu Marian Babiuch: Prezes Zarządu Polskiego Towarzystwa."— Zapis prezentacji:

1 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 Rzeczywistość 95 % energii elektrycznej w Polsce wytwarza się z węgla kamiennego i brunatnego (najwięcej w Europie), powodując dużą emisję CO / 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)

3 Rzeczywistość Znaczący przyrost zużycia energii elektrycznej: 2006/ ,5% /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 r. - popyt szczytowy ,61 GW obciążenie elektrowni ,07 GW moc dyspozycyjna elektrowni 27,69 GW obecnie Polak zużywa 50 % en. el. mniej niż mieszkaniec Europy Zachodniej

4 Obciążenie elektrowni krajowych i dostępne dla OSP rezerwy mocy w dobowym szczycie krajowego zapotrzebowania na moc w styczniu 2008 Dane PSE Operator: Dane PSE Operator:

5 Krajowe zapotrzebowanie oraz moc dostępna dla OSP w dobowych szczytach krajowego zapotrzebowania na moc – styczeń 2008r. Dane PSE Operator:

6 Każdego roku powinniśmy oddawać do eksploatacji 1000 – 1500 MW nowych mocy elektrycznych Do roku 2020 – ok MW

7 Potencjalne sposoby pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną
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 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.

8 Potencjalne sposoby pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną
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% Pokrycie z importu Bariery wynikające z ograniczonych możliwości przesyłu energii elektrycznej poprzez połączenia transgraniczne (ok. 10 % w stosunku do krajowej mocy zainstalowanej) Potrzeba nowych inwestycji sieciowych.

9 Energia elektryczna wytwarzana w skojarzeniu z produkcją ciepła
Niewykorzystywane szanse – potencjał kogeneracji 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)

10 Technologia wysokiej efektywności
Kogeneracja ciepło en.elektryczna SYNERGIA Technologia wysokiej efektywności wykorzystania paliwa

11 produkcja rozdzielona
Korzyści Oszczędność energii pierwotnej i ograniczenie emisji Odbiorca produkcja rozdzielona kogeneracja paliwo paliwo elektrownia 81 h 37% 30 Elektrocie-płownia energia el. 100 58 kotłownia 50 80% h 85% h ciepło razem razem 100 139 Oszczędność paliwa = X 100% = 28% 139

12 Przykład dane z roku 2006 Oszczędność energii pierwotnej
EC zawodowe - PTEZ produkcja ciepła TJ produkcja energii elektrycznej TWh zużycie węgla ton oszczędność paliwa ton wartość ponad 1 mld zł Efekt ekonomiczny

13 Ograniczenie emisji EC zawodowe - PTEZ Emisja CO2 - 26 000 000 ton
emisja SO ton emisja NOx ton emisja pyłu ton ograniczenie emisji emisja CO ton emisja SO ton emisja NOx ton emisja pyłu ton

14 Analiza potencjału kogeneracji
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.

15 Potencjał ekonomiczny ciepła użytecznego

16 Potencjał produkcji energii elektrycznej
Udział energii elektrycznej wyprodukowanej w skojarzeniu w całkowitej produkcji energii elektrycznej, przy wykorzystaniu potencjału ekonomicznego

17 Koszty zewnętrzne uniknięte
Wykorzystanie potencjału ekonomicznego kogeneracji – uniknięcie kosztów zewnętrznych 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. 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

18 Możliwe nowe moce kogeneracyjne
Przy realizacji potencjału ekonomicznego Okres Razem Moc elektryczna nowych instalacji [MW] 425 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 Łącznie do 2020 r MW

19 l

20 Wnioski z raportu 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. l

21 Wnioski z raportu 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.

22 Wnioski z raportu Wykorzystanie ekonomicznego potencjału kogeneracji przyniesie wymierne efekty. Na przykład w 2020 r. możliwe będzie zaoszczędzenie 7-11 mln Mg węgla, zmniejszenie emisji CO2 o 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.

23 Źródła skojarzone w polskiej energetyce
EC Zawodowe Członkowie PTEZ EC Zawodowe nie zrzeszone Większe EC Przemysłowe

24 Elektrociepłownie w Danii
Porównanie liczby elektrociepłowni /źródeł kogeneracyjnych funkcjonujących w Danii w latach 80-tych oraz obecnie Lata 80 – te 15 Stan obecny ok. 700

25 Województwo lubuskie Zapotrzebowanie na moc elektryczną ok. 700 MW
Moc osiągalna w źródłach energii elektrycznej ok. 460 MW Wniosek: deficyt mocy elektrycznej Zapotrzebowanie na ciepło w woj. lubuskim ok MW Moc cieplna w kogeneracji ok. 570 MW Wniosek: niewykorzystany potencjał kogeneracyjny regionu

26 Potencjał kogeneracyjny regionu
Miasta posiadające systemy ciepłownicze w województwie lubuskim Gorzów Wlkp. Międzyrzecz Kostrzyn Świebodzin Słubice Sulechów Krosno Odrz. Zielona Góra Gubin Nowa Sól Żary Żagań

27 Skojarzone źródła wytwarzania en. elektr
Skojarzone źródła wytwarzania en. elektr. i ciepła w województwie lubuskim Jedyny region w kraju posiadający 3 nowoczesne bloki gazowo – parowe zasilane gazem ze złóż krajowych EC Gorzów Blok gazowo-parowy 65MWe, 113 MWt Kostrzyn Arctic Paper Blok gazowo-parowy 20,7 MWe, 126 MWt EC Zielona Góra Blok gazowo-parowy 198 MWe, 135 MWt Razem w blokach gazowo – parowych regionu 283,7 MWe 374 MWt

28 Podsumowanie Wykorzystajmy potencjał ekonomiczny kogeneracji dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju i regionu

29 Dziękuję za uwagę