ENERGETYCZNE WYZWANIA GMIN I SAMORZĄDÓW Obowiązki i wymagania europejskiego pakietu klimatycznego

1

ENERGETYCZNE WYZWANIA GMIN I SAMORZĄDÓW

Obowiązki i wymagania europejskiegopakietu klimatycznego

Jan Popczyk

Katowice, 20 września 2010

ABC Efektywności Energetycznej Energia w miastach i regionach

2

Jaką polską specjalność w zakresie OZE/URE wytworzyliśmy w okresie ostatnich 5 lat za

kilkanaście miliardów zł z podwyżek cen energii elektrycznej

Gdzie (z kim) w rządzie można dyskutować sprawę

dwóch nowych łańcuchów wartości:1.(mikrobiogazownia/mikrowiatrak/ogniwo fotowoltaiczne) → akumulator → samochód

elektryczny → cele Pakietu 3x202.pompa ciepła → cele Pakietu 3x20

Gdzie (z kim) w rządzie można dyskutować sprawę inkorporacji kosztów zewnętrznych do kosztów

paliwa?

3

Czy energetyka w miastach i regionach stanie się w Polsce ofiarą „dynamicznego” rozwoju

polityki/regulacji „zastoju”?

1.Energetyka WEK została cofnięta o 20-30 lat. Jest

to w interesie światowego przemysłu WEK. (Jest też problem firm konsultingowych)

1.W energetyce OZE/URE świat nas wyprzedził o 10 lat

4

Perspektywa trzech rynków końcowych i gazownictwa

1. Ciepłownictwo. Wydawnictwo URE (opasłe!!!, 155 stron

formatu A4) „Energetyka cieplna w liczbach – 2009”. Jednak w czasie przewrotu technologicznego nie benchmarking przedsiębiorstw jest potrzebny, ale koszty/ceny referencyjne technologii i ich dynamika!!! Ponadto, w wydawnictwie URE nie ma najmniejszego śladu związanego z takimi technologiami jak: pompa ciepła, kolektor słoneczny, dom pasywny) i z regulacjami dotyczącymi tych technologii w aspekcie celów Pakietu 3x20 (zielone ciepło, certyfikacja technologii).

2. Transport. W Polityce energetycznej Polski do 2030 roku nie ma śladu polityki ukierunkowanej na transport elektryczny.

3. Elektroenergetyka. Obserwujemy kolejny etap zakładania sobie przez państwo pętli na szyję (tworzenia przedsiębiorstwa pod względem technologicznym i organizacyjnym charakterystycznego dla Europy w latach 50.). I takiego jakie zatrzęsły Ameryką w ostatnich latach (zbyt dużych, aby Ameryka mogła je zlikwidować).

4. Gazownictwo. Ministerstwo Gospodarki planuje odrębną ustawę dla gazownictwa (pod prąd na całym świecie).

5

Dekarbonizacja (CCS, IGCC, EJ – elektroenergetyka)czy wypieranie CO2 za pomocą energii odnawialnej

(elektroenergetyka, ciepłownictwo, transport)?

Niemcy w 2008 roku wyparły ze swojego rynku110 mln ton CO2 za pomocą energii odnawialnej, a nie za

pomocą CCS, IGCC i nowych elektrowni jądrowych!

rk

TWh/rok

pp

TWh/rok

OZE

TWh/rok

Redukcja CO2

mln t/rok

Energia elektryczna

650 1650 102 92

Ciepło 220 350 21 8

Paliwa transportowe

1600 1600 52 10

Razem 2470 3600 175 110* Dane według IEA i oszacowania własne.

6

Odwoływanie się w Polsce do rocznej produkcji energii elektrycznej na osobę w Norwegii (28,5 MWh),USA (14,5 MWh) i np. w Niemczech (7,8 MWh);

polska produkcja, to 4,2 MWh

Historia Elektryki Polskiej. T. 2 – Elektroenergetyka. L. Nehrebecki (red.). SEP. WNT, Warszawa 1992 (str. 597) >Specyficzną kategorią…było porównywanie energetyki polskiej – w

tym szczególnie zużycia energii elektrycznej na mieszkańca – z krajami rozwiniętymi. Tym „narzędziem” posługiwali się niektórzy radośni twórcy

w celu uzasadnienia w Komisji Planowania żądań finansowych w myśl powszechnie stosowanej zasady, że aby otrzymać trochę trzeba żądać wiele. Jest zrozumiałe, że w tej psychozie kierownictwo Zjednoczenia

Energetyki i dyrekcja Instytutu Energetyki w pierwszej połowie omawianego okresu* nie zezwalały nawet na wzmiankę o konieczności oszczędzania energii elektrycznej. Duży wzrost zużycia, pomimo braku

uzasadnienia, był ich zdaniem wyrazem twórczego rozmachu<

*Chodzi o lata 1975-1985 (przypis autora)------------------------------------------------------------------------------------------------------

Odwołanie się w Polsce do rocznej produkcji ciepła na osobę w innych krajach: Polska – 6,3 MWh, Niemcy – 2,7

MWh !!!

7

CHARAKTERYSTYCZNE ETAPY (1)

I. Autonomiczne prognozowanie zapotrzebowanie na energię; wzrost energii w tym etapie był praktycznie zmienną egzogeniczną

I. Pierwszy kryzys energetyczny i powiązanie prognozowania ze wzrostem PKB (nawet w przypadku energii elektrycznej); na tym etapie wzrost energii staje się praktycznie zmienną endogeniczną

I. Zasada TPA i początki integracji strony popytowej oraz podażowej

I. Wielki kryzys oraz przełom technologiczny (OZE) i konwergencja rynków końcowych

I. Alokacja paliw z rynków ciepła i transportowego na rynek energii elektrycznej (pompa ciepła, samochód elektryczny)

I. Rewizja paradygmatu wzrostu gospodarczego

I. Synteza energii i żywności na poziomie prosumenta

8

CHARAKTERYSTYCZNE ETAPY (2)Etap I (do pierwszego kryzysu energetycznego, 1973): na przykład „8-procentowy” wzrost roczny zapotrzebowania na energię elektryczną, znacznie wyższy od wzrostu PKB.Etap II (lata 70. i 80.): zrównany wzrost rynku energii elektrycznej i PKB.Etap III (od początków zasady TPA, lata 90. i bieżąca dekada): wolniejszy wzrost rynku energii elektrycznej niż PKB.Etap IV (zapoczątkowany kryzysami: finansowym, gospodarczym i zaufania do instytucji/korporacji): konwergencja/synteza rynków końcowych (energii elektrycznej, ciepła i paliw transportowych).Etap V (perspektywa 2020-2030): spowolnienie globalnego wzrostu PKB (w Chinach słabsze, w UE silne), niewielki wzrost globalny zużycia energii w całości, w UE spadek zużycia energii w całości. Silny rozwój energetyki OZE/URE. Wejście na ścieżkę wzrostu zużycia energii elektrycznej za przyczyną samochodu elektrycznego, być może także za przyczyną pompy ciepła (gazowe pompy ciepła mogą jednak wyprzeć elektryczne). Etap VI (perspektywa 2050): PKB – niewielki globalny wzrost (głównie poza OECD, w OECD - stabilizacja). Energia w całości – zwrot w kierunku OZE, globalna stabilizacja zużycia energii w całości (w OECD – niewielki wzrost, poza OECD – niewielki spadek).

9

* Prognozy: [1] PSE (początek lat 90.), [2] IPPT PAN (połowa lat 90.), [3] Polityka energetyczna do 2020 (koniec lat 90.), [4] EdF (początek drugiej połowy obecnej dekady), [5] Polityka energetyczna do 2030 (2009 rok), [6] EPC dla PSE-Operator (2010 rok).

PROGNOZY HISTORYCZNE ZAPOTRZEBOWANIA NA ENERGIĘ

Prognoza*

Stan wyjściowy

Prognoza pośrednia

Prognoza końcowa

rok TWh rok TWh rok TWh

[1] 1988 150 1992 135 2010 200-250

[2] 1993 134 - - 2010 160-193

[3] 1997 143 210 176-193 2020 236-288

[4] 2005 154 - - 2030 330

[5] 2006 151 2020 169 2030 217

[6] 2007 154 2020 174-178 2030 200-225

10

*L. S. Hyman. America’s electric utilities: Past,present, and future. Public Utilities Reports, 4th edition, Arlington, 1992

Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w USA w porównaniu ze wzrostem PKB (GNP) w latach 1959-

1990*

11

* Eectricity Market Authority/SENER]

Zmiany cen energii elektrycznej dla gospodarstw domowychw Finlandii w latach 1976-1998*

12

WYBRANE DANE MAKROEKONOMICZNE (1)

Od 1800 roku globalny PKB wzrósł około 80-krotnie,liczba ludności wzrosła od 0,9 mld do 6,9 mld osób,

czyli wzrost PKB na mieszkańca był 11-krotny.

Wzrost PKB w Niemczech w latach 50. – 7%, w latach 60. – 3,5%,

w latach 70. – 2,8%.

Potem (na szczycie w Bonn w 1978 roku) ustalono,że wzrost trzeba utrzymać, nawet kosztem zadłużenia. W

wynikustrategii zadłużenia wzrost chwilowo podtrzymano,

a następnie zaczął on znowu maleć.

Dla Niemiec wyglądało to tak: lata 80. – wzrost 2,2%,lata 90. – wzrost 1,5%, ostatnia dekada – wzrost 0,5%.

Meinhard Miegel(Dziennik Gazeta Prawna, 3-5.10.2010

13


Jedenaście najbogatszych krajów świata na ratowanie banków w okresie 2009-2010 wydało około 5 bln USD, a

na stymulowanie gospodarki 1,8 bln USD

Zadłużenie 2010 (według MFW) krajów świata w %:Zimbabwe 300, Japonia 220, USA 80 (12 bln USD), Kanada

80 Włochy 115, Francja 80, W. Brytania 70, Niemcy 70,

14


Chiny: nadwyżka finansowa 2,6 bln USD, w styczniu 2010 zdetronizowały Niemcy w eksporcie (1,5 bln USD), w lipcu 2010 zdetronizowały USA w zużyciu paliw/energii (2,6 mld toe, 29 tys. TWh), w sierpniu zepchnęły Japonię z drugiego miejsca w światowej gospodarce (GDP – 5 bln USD, amerykańskie GDP, to 15 bln USD), w ostatnich latach zdetronizowały Zachód w Afryce (wymiana handlowa z Afryką została wpisana jako ważny priorytet do chińskiej strategii).

Tempo wzrostu gospodarki Chin (GDP, %)

Rok 2005 20062007

2008

2009

2010, I półrocze

GDP, %

9,9 11,1 11,4 9,6 8,7 11,2

15


Chiny mają praktyczny monopol w wydobyciu 17 pierwiastków kluczowych dla rozwoju nowoczesnych technologii: pokrywają 95% światowego zapotrzebowania na tzw. REE (Rare Earth Elements). Są to między innymi: ind – ogniwa fotowoltaiczne; neodym – mikroturbiny, dysproz – magnesy do silnków elektrycznych, terb – zmniejszenie zużycia energii elektrycznej przez żarówki o 80%. W sierpniu 2010 roku Chiny ogłosiły, że wydadzą 15 mld USD na rozwój: nowego typu silnika elektrycznego, paneli słonecznych, turbin wiatrowych.

16

TRZY CZYNNIKI WZROSTU SPOŁECZEŃSTWA PRZEMYSŁOWEGO, KTÓRE SIĘ WYCZERPAŁY

Po pierwsze, surowce, np. tani węgiel,ropa naftowa i inne.

Po drugie, demografia – młode społeczeństwa Zachodu napędzały

gospodarkę przemysłową, współczesne zachodniespołeczeństwo szybko się starzeje.

Po trzecie, motywacja do bogacenia się,która w społeczeństwach zasobnych (przy rocznym

dochodzie powyżej 20 tys. euro na osobę) szybko maleje.Trzeba się przygotować na życie bez wzrostu.

Meinhard Miegel(Dziennik Gazeta Prawna, 3-5.10.2010

Dodatkowo: Wyczerpują się odporność środowiska na niszczące działanie człowieka, a społeczeństwo przekształca się w społeczeństwo wiedzy. Dlatego trzeba być przygotowanym nie tylko na życie bez wzrostu, ale w ogóle na zmianę modelu życia!!!

17

EKONOMIKA W ELEKTROENERGETYCE

18

ETAPY ROZWOJU (1)1. Brak ekonomiki. Inwestycje budżetowe w

gospodarce centralnie planowanej (bilansowej).2. Rachunek dyskonta w ocenie efektywności

inwestycji w monopolu.3. Cenotwórstwo dwuskładnikowe (opłaty za moc i

energię). Koszty stałe i zmienne.4. Ekonomiczny rozdział obciążenia między

elektrownie w połączonym systemie elektroenergetycznym.

5. Cenotwórstwo dobowe (strefowe) i roczne (sezonowe) dla odbiorców końcowych. Ceny przeciętne.

6. Inwestowanie w podsektorze wytwarzania energii elektrycznej pod przyszłe przychody z kontraktów długoterminowych. Finansowanie typu Project finance.

7. Biznes plan i wykorzystanie wskaźników ekonomicznych typu prosty i zdyskontowany okres zwrotu nakładów, NPV, IRR, itp. do oceny efektywności ekonomicznej inwestycji.

19

ETAPY ROZWOJU (2)1. Transformacja cenotwórstwa długookresowego i

taryfowego rocznego w cenotwórstwo krótkookresowe (typu giełdowego) na rynku hurtowym energii elektrycznej.

2. Transformacja cenotwórstwa dwuskładnikowego w jednoskładnikowe na rynku hurtowym energii elektrycznej.

3. Cenotwórstwo krańcowe długookresowe i krótkookresowe.

4. Transformacja rynków usług systemowych w rynek (na poziomie hurtowym) energii elektrycznej.

5. Transformacja kosztów stałych w monopolu w koszty zmienne na konkurencyjnym rynku.

6. Cenotwórstwo okresu przejściowego. Stranded costs. Infrastruktura elektroenergetyczna jako masa upadłościowa.

20

ETAPY ROZWOJU (3)1. Podstawowe segmenty rynku energii elektrycznej:

kontrakty długoterminowe (inwestycyjne), kontrakty bilateralne średnioterminowe (głównie roczne) na rynku hurtowym, transakcje giełdowe (transakcje na rynku dostaw fizycznych i na rynkach finansowych), niszowe rynki internetowe (głównie transakcji krótkoterminowych standaryzowanych i niestandaryzowanych), techniczne rynki bilansujące.

2. Rynkowe cenotwórstwo taryfowe dla odbiorców końcowych.

3. Inwestowanie w podsektorze wytwarzania energii elektrycznej na własne ryzyko inwestorów. Projekty typu Merchant plant.

4. Włączenie kosztów zewnętrznych, przede wszystkim środowiska, np. w postaci kosztów uprawnień do emisji CO2), do kosztów wytwarzania energii elektrycznej.

21

ETAPY ROZWOJU (4)1. Koszty referencyjne dla poszczególnych

technologii elektroenergetycznych, obejmujące koszty zewnętrzne środowiska, sieci i usług systemowych, określające poziom kosztów energii elektrycznej u odbiorcy.

2. Inkorporacja kosztów zewnętrznych środowiska do kosztów paliwa i rachunek ekonomiczny ciągniony.

3. Ekonomika wartości psychologicznej (właściwa dla społeczeństwa wiedzy). Przejście od ekonomiki klienckiej (z charakterystyczną relacją: sektor-odbiorca) do ekonomiki konsumenckiej (z charakterystyczną relacją: prosument-energetyka URE).

22

TECHNOLOGIE OZE/URE

23

LISTA TECHNOLOGII URE: DOSTĘPNYCH I W BARDZO DUŻYM STOPNIU JUŻ SKOMERCJALIZOWANYCH (1)

Technologie „proste”

1. Kolektor słoneczny2. Mikrowiatrak3. Pompa ciepła4. Dom pasywny

5. Samochód elektryczny6. Mikrobiogazownia

7. Biogazownia8. Źródło ORC

9. Minirafineria lignocelulozowa 10. Ogniwo fotowoltaiczne

11.Spalarnia śmieci (także technologie plazmowe utylizacji śmieci…)

• Elektrownia wodna ultraniskospadowa• Mikroźródło jądrowe

24


Technologie „złożone”

1. Źródło poligeneracyjne2. Technologie zasobnikowe

3. Technologie oddolnego filaru bezpieczeństwa energetycznego

4. Technologie zintegrowane funkcjonalnie

25


Technologie „dedykowane do charakterystycznych segmentów rynku popytowego”

1. Dom „energetyczny” (2,5 mln małotowarowych gospodarstw rolnych, 3 mln domów jednorodzinnych, 10 tys. nowych domów budowanych rocznie, budowa oddolnego filaru indywidualnego bezpieczeństwa

energetycznego, wykorzystanie technologii 1 do 10, 12, 14 do 17, 21)2. Gospodarstwo rolne „energetyczne” (100 tys. gospodarstw

towarowych, istota: dywersyfikacja produkcji/ryzyka gospodarstwa, utylizacja odpadów, budowa oddolnego filaru indywidualnego

bezpieczeństwa energetycznego, wykorzystanie technologii 1 do 5, 10, 14 do 17, 19)

3. Gmina wiejska „energetyczna” (1600 gmin, istota: wykorzystanie zasobów rolnictwa energetycznego, utylizacja odpadów, budowa

oddolnego filaru bezpieczeństwa energetycznego w ramach infrastruktury krytycznej, wykorzystanie technologii 1 do 10, 12, 14 do

17, 21)4. Miasto „energetyczne” (istota: włączenie transportu w obszar

energetyki miasta, utylizacja odpadów, budowa oddolnego filaru bezpieczeństwa energetycznego w ramach infrastruktury krytycznej,

wykorzystanie technologii 1 do 5, 7, 10, 13 do 17)

26


Technologie „zwiększające efektywność energetyki rozproszonej (popytowo-podażowej)”

1. Wirtualne źródło poligeneracyjne (istota: zwiększenie efektywności

energetyki rozproszonej w aspektach: energetycznym, ekonomicznym i poprawy bezpieczeństwa energetycznego)

2. Smart Grid (istota: przeniesienie akcentu w skali społecznej z wytwarzania energii na zarządzanie energią)

27

REGULACJE(przykłady destrukcyjnych efektów, propozycje

konstruktywnych działań)

28

WYNATURZENIA STANOWIĄCE EFEKT RZĄDOWEJ POLITYKI REGULACYJNEJ

Na jednym biegunie: Rolnicy zmieniają (2009/2010) paliwo, mianowicie węgiel na zboże (żyto – 15 GJ/t, 250

zł/t, węgiel – 25 GJ/t, 700 zł/t)Stosunek ceny GJ energii pierwotnej z węgla i ze zboża: 1,7 (przy pominięciu rachunku uwzględniającego koszt

uprawnień do emisji CO2)

Na drugim biegunie: Blok 190 MW na biomasę w Połańcu – wynaturzony projekt realizowany w

istniejącym środowisku regulacyjnym (z systemami wspomagania na rynku energii elektrycznej, ale nie na rynku ciepła), o sprawności na rynku końcowym rzędu 30%, z rocznym zapotrzebowaniem na biomasę (słomę,

drewno) wynoszącym ponad 1,2 mln ton

29

NADPRODUKCJA ZBOŻA W 2009 ROKU I DZIAŁANIA RZĄDU MAJĄCE NA CELU SKIEROWANIE TEGO ZBOŻA DO

WSPÓŁSPALANIA

Nadprodukcja 4 podstawowych zbóż w 2009 roku: 4…6 mln ton. Perspektywa wykorzystania do współspalania. Przy takim wykorzystaniu uzysk energii odnawialnej końcowej

wyniesie około 4…6 TWh

Zasoby ziemi uprawnej wykorzystane do nadprodukcji: 1,1…1,7 mln ha. Możliwa do uzyskania energia odnawialna

końcowa w przypadku zastosowania technologii biogazowych i kogeneracyjnych małej skali: 75…116 TWh

Wykorzystanie odłogów i ziemi wyłączonej z upraw (łącznie około 2 mln ha ziemi średnio-urodzajnej) stanowi potencjał produkcyjny energii odnawialnej końcowej wynoszący około

80 TWh

Łączny osiągalny uzysk odnawialnej energii końcowej: 150…200 TWh

30

MOŻLIWY EFEKT ZAMIANY NADPRODUKCJI ZBOŻA (I SKIEROWANIA GO DO WSPÓŁSPALANIA) NA EFEKTYWNE

ENERGETYCZNE WYKORZYSTANIE ZASOBÓW ZIEMI (1,7 mln ha)

Równoważna (uwzględniająca osiągalne sprawności) ilość:• węgla kamiennego (energetycznego) – 50…65 mln ton

• gazu ziemnego – 15…20 mld m3

• paliw transportowych – 14…18 mln ton• inwestycji w energetykę atomową (bez sieci) – 300…400

mld zł

31

PRZYKŁADOWE PROPOZYCJE BIEŻĄCYCH DZIAŁAŃ NA RZECZ RACJONALIZACJI ŚRODOWISKA REGULACYJNEGO

Trzy doraźne warunki (do niezwłocznej realizacji) umożliwiające wejście na ścieżkę przełamywania

istniejących barier:

1. Alokacja kompetencji/odpowiedzialności za energetykę OZE/URE z MG do MI oraz MRiRW

2. Stworzenie odpowiedniego środowiska regulacyjnego (jego uproszczenie: zamiana certyfikatów powiązanych z energią

elektryczną na certyfikację technologii) w ramach rozpoczynających się działań na rzecz harmonizacji

polskiego prawa OZE z dyrektywą 2009/28/WE

1. Wykorzystanie znowelizowanej ustawy Prawo energetyczne do ukierunkowania (do połowy września 2010)

regulaminów OSD dotyczących prowadzenia ruchu i eksploatacji na racjonalizację integracji rozproszonych

źródeł kogeneracyjnych z siecią rozdzielczą

32

BILANSE(kraju, wybranych technologii URE)

33

Paliwo Rynek paliw w jednostkach

naturalnych na rok

Emisja CO2mln ton/rok

Rynek energii pierwotnej

TWh/rok

Rynek energii końcowej TWh/rok

Węgiel kamienny 80 mln ton 170 600 300

Węgiel brunatny 60 mln ton 70 170 40

Gaz ziemny 10 mld m3 20 100 84

Ropa naftowa 22 mln ton 40 220 33/2201

OZE - - - 2,5/7,52

Razem - 300 1090 460/650

POLSKIE RYNKI PALIW I ENERGII 2009

1 x/y – energia użyteczna na „kołach” samochodu/energia „wlewana” do zbiornika. 2 x/y – bez współspalania/ze współspalaniem.

34

ROCZNE RYNKI KOŃCOWE 2020*

[

Rynek końcowy2009

TWh (rk)2020

TWh (rk)2020

TWh (pp)

2020

mln CO2

Energia elektrycznaCiepłoPaliwa transportowe

155240220

190/240240

310/250

380/440340/230310/250

130/160100/5060/50

Razem,w tym energia odnawialna

615 740/730 1030/920 290/260

2,5/7,5 110 120 -

* x/y: x - trend „business as usual”, y - rynek w trakcie przebudowy za pomocąpompy ciepła (40% rynku) i samochodu elektrycznego (20% rynku).

35

POTENCJALNY SKUTEK PRZEBUDOWY RYNKÓW 2020* ZA POMOCĄ POMPY CIEPŁA I SAMOCHODU ELEKTRYCZNEGO

[

Rynek końcowy

Wzrost rynku energii

elektrycznejTWh/rok

Energia odnawialna zaliczana do

celu TWh/rok

Redukcja emisji CO2

mln t/rok

Redukcja paliw

kopalnychTWh/rok

PC (20% rynku)SE (20% rynku)

1220

4852

2212

7060

Procentowy udział** 17% 13% 10% 15%

* antycypowanych według trendu „business as usual”, traktowanych w kategorii rynków odniesienia.** w rynkach odniesienia.

36

POTENCJALNE RYNKI PODAŻOWE RZECZYWISTEJ ENERGII ODNAWIALNEJ 2020 (BEZ POMPY CIEPŁA)

[

Technologia(potencjalny rynek)

Energia elektryczna

TWh/rok

CiepłoTWh/rok

Redukcja emisji CO2

mln t/rok

Redukcja paliw

kopalnychTWh/rok

Kolektory słoneczne (20%*)Biogazownie (2000/6000)Mikrobiogazownie (10/100 tys.)Mikrowiatraki (15%*)Ogniwa fotowoltaiczne (10%*)

-15261

20204--

924461

307512183

Procentowy udział** 9% 15% 15%

* Udział w rynku związanym z domami (5,5 mln domów, w tym 2,5 mln gospodarstw rolnych).** w rynkach odniesienia.

37

Technologia/mechanizm Współczynnik/rozwiązanie

Samochód elektrycznyMnożnik 2,5 przy zaliczaniu do celu energii elektrycznej (odnawialnej) wykorzystanej do napędu samochodu

Pompa ciepła Zaliczenie do celu ciepła produkowanego przez pompę

Paliwa drugiej generacji Mnożnik 2 przy zaliczaniu paliw do celu

Aukcjoning emisji CO2

Plan (harmonogram) redukcji emisji wolnej od opłaty, cena uprawnień do emisji (cena referencyjna Komisji Europejskiej dla potrzeb decyzji inwestycyjnych: 40 euro/tona CO2)

PAKIET 3X20przede wszystkim siła sprawcza, ale także program

operacyjny

Integracja trzech rynków końcowych (energia elektryczna, ciepło, paliwa transportowe)

Polskie cele 3x20 (w scenariuszu „business as usual”) 15% – 110 TWh, 20% – 60 mln ton , 20% – 180 TWh

38

Sprawność pompy ciepła: 3,5...5

Sprawność źródeł kogeneracyjnych gazowych/biogazowych małoskalowych produkujących energię elektryczną

wykorzystywaną do zasilania pomp ciepła: (0,35+0,50) = 0,85

Uzysk ciepła z 1 MWh (pp)• sprawność pompy 3,5: (0,35·3,5+0,5) MWh = 1,75 MWh

• sprawność pompy 5: (0,35·5+0,5) MWh = 2,25 MWh

POMPA CIEPŁAPotencjalny wpływ na przebudowę struktury

bilansu energetycznego Polski

[

!!!

39

SAMOCHÓD ELEKTRYCZNYPotencjalny wpływ na przebudowę struktury bilansu

energetycznego Polski

[

Racjonalne założenia dla samochodu Toyota YARIS są następujące:

Emisja CO2: 140 g/km, czyli na 100 km przebiegu: 14 kg CO2

Zużycie benzyny na 100 km wynosi około 6 l,czyli około 55 kWh w paliwie pierwotnym

Sprawność optymalna benzynowego silnika spalinowego 0,3,sprawność eksploatacyjna całego układu napędowego (silnika

i przeniesienia momentu napędowego) 0,15,czyli energia użyteczna, odniesiona do przebiegu 100 km,

równa się około 8 kWh

Energia elektryczna zużyta przez samochód elektryczny, liczona na 100 km przebiegu, równa się 15 kWh (sprawność

optymalna silnika elektrycznego wynosi 0,9, ale eksploatacyjną przyjęto na poziomie 0,7, sprawność

akumulatora 0,8 oraz sprawność przekształtnika 0,95). Dane pomiarowe zużycia energii elektrycznej w warunkach

eksploatacyjnych potwierdzają tę wartość !

!!!

40

DOM ENERGETYCZNYPotencjalny wpływ na przebudowę struktury bilansu

energetycznego Polski (do opracowania wykorzystano pracę studenta D. Tobiczyka)

[

Dom (150 m2 powierzchni użytkowej, wybudowany w latach 70.)

Wyposażenie: przyłącze elektryczne, kocioł węglowy, 2 ogrzewacze cwu (kotłowy, elektryczny), samochód (Punto)

Roczny bilans (wyjściowy)energii i paliw (MWh)/kosztów (zł)/ emisji CO2 (t):

energia elektryczna (w tym letnie cwu) – 4/1800/3,ciepło (węgiel) – 35/3300/13, benzyna – 11/5200/3,

Modernizacja: termomodernizacja, pompa ciepła (moc elektryczna 1,4 kW, mikrowiatrak (3 kW), panel fotowoltaiczny (5,4 kWp),

samochód elektryczny

Roczny bilans po modernizacji: produkcja energii elektrycznej – 16 MWh, zużycie (AGD, pompa

ciepła, samochód elektryczny) – 12 MWh)

Budżet na modernizację, wynikający z zasady kosztu unikniętego (w okresie 10 lat, przy rocznym ponad-inflacyjnym wzroście cen paliw i energii wynoszącym 3% i stałej realnej cenie uprawnień do emisji

CO2) 190 tys. zł (140 tys. zł – uniknięte koszty paliw i energii, 30 tys. zł – koszty inkorporacji środowiska, 20 tys. zł – sprzedaż energii

elektrycznej)

!!!

41

POTENCJAŁ NOWYCH TECHNOLOGIIW HARYZONCIE 2020

42

POTENCJALNY SKUTEK PRZEBUDOWY RYNKÓW 2020* ZA POMOCĄ POMPY CIEPŁA I SAMOCHODU ELEKTRYCZNEGO

[

Rynek końcowy

Wzrost rynku energii

elektrycznejTWh/rok

Energia odnawialna zaliczana do

celu TWh/rok

Redukcja emisji CO2

mln t/rok

Redukcja paliw

kopalnychTWh/rok

PC (20% rynku)SE (20% rynku)

1220

4852

2212

7060

Procentowy udział** 17% 13% 10% 15%

* Antycypowanych według trendu „business as usual”, traktowanych w kategorii rynków odniesienia.** W rynkach odniesienia.

43

POTENCJALNE RYNKI PODAŻOWE RZECZYWISTEJ ENERGII ODNAWIALNEJ 2020 (BEZ POMPY CIEPŁA)

[

Technologia(potencjalny rynek)

Energia elektryczna

TWh/rok

CiepłoTWh/rok

Redukcja emisji CO2

mln t/rok

Redukcja paliw

kopalnychTWh/rok

Kolektory słoneczne (20%*)Biogazownie (2000/6000)Mikrobiogazownie (42/210 tys.)Mikrowiatraki (15%*)Ogniwa fotowoltaiczne (10%*)

-15861

202011--

9241361

307542183

Procentowy udział** 13% 18% 18%

* Udział w rynku związanym z domami (5,5 mln domów, w tym 2,5 mln gospodarstw rolnych).** Wrynkach odniesienia.

44

POTENCJALNY SKUTEK PRZEBUDOWY RYNKÓW 2020*

ZA POMOCĄ DOMU PASYWNEGO

[

Rynek końcowyRedukcja zużyciaciepła grzewczego

TWh rocznie

Redukcja emisji CO2

mln t/rok

Redukcja paliw kopalnychTWh/rok

Dom pasywny (0-50%*) 0,4 0,1 0,4

Procentowy udział** 0,06% 0,04% 0,05%

* Procentowy udział w rocznym rynku domów nowo budowanych, szacowanym w

okresie 2011-2020 na około 10 tys. domów.** W rynkach odniesienia.

45

Spółka WATT (Sosnowiec) – największy producent kolektorów słonecznych w Polsce (podstawowy produkt: „Kolektor

WATT 4000 S” o sprawności 85%, dzienna produkcja 2500 m2 kolektorów),

czyli to na czym polega istota dokonującego się na świecie przewrotu w energetyce

Inwestycja za 50 mln zł, 10-roczna (do 2020 roku) produkcja kolektorów, to około 5 mln m2

Efekty w kontekście Pakietu 3x20:• roczna produkcja ciepła w 20020 roku – ponad 4 TWh, a to

będzie stanowić około 0,65% wszystkich trzech rynków końcowych energii, inaczej – ponad 4% polskiego celu

dotyczącego energii odnawialnej• roczna redukcja CO2 – około 1,5 mln ton, czyli realizacja

około 2,5% polskiego celu• roczna redukcja paliw kopalnych – około 6 TWh, lub inaczej

około 1,5 mln ton węgla (efekt wypierania źródeł ciepła o niskiej sprawności), czyli realizacja ponad 0,7 % polskiego

celu

46

INKORPORACJA KOSZTÓW UPRAWNIEŃ DO EMISJI CO2 DO KOSZTÓW PALIW KOPALNYCH

(zamiast odrębnych rozwiązań wspomagania grup interesów)

[

47

SYSTEMY WSPOMAGANIA ENERGII ODNAWIALNEJ I REDUKCJI EMISJI CO2

• Certyfikaty. Opłata zastępcza (rynek odnawialnej energii elektrycznej: opłata zastępcza około 270 zł/MWh,

około 70 euro/MWh)

• Ulgi podatkowe (biopaliwa: benzyny silnikowe – 1560 zł/1000 l,

oleje napędowe – 1050 zł/ 1000 l,maksymalna ulga w UE – 300 euro/t)

• Opłata za uprawnienie do emisji CO2 (system ETS:cena referencyjna Komisji Europejskiej 40 euro/t, bieżąca cena

na rynku unijnym około 10 euro/t )

Przy rynkowej cenie uprawnień do emisji CO2 (10 euro/t) wzrost cen energii pierwotnej (na rynku obejmującym wszystkie paliwa kopalne) wyniósłby około 3 euro/MWh. Przychody

państwa z inkorporacji (mające status podatku) zrównoważyłyby około 70% przychodów z akcyzy na paliwa

transportowe (18 mld zł)

[

48

Koszty środowiska (2008) inkorporowane do kosztów paliwa, łączne dla energetyki (elektroenergetyka,

ciepłownictwo wielkoskalowe/sieciowe i rozproszone, transport)

Koszt paliwa bez inkorporowanego kosztu środowiska

[mld zł/rok]

Koszt paliwa z inkorporowanym

kosztem środowiska [mld zł/rok]

Rynek energii

końcowej,TWh/rok

Węgiel kamienny 21 21 + 29 300

Węgiel brunatny 6 6 + 11 40

Paliwa transportowe 38 + 181 (38 + 181) + 7 50

Gaz ziemny 12 12 + 3 84

1 Akcyza

49

SYNTEZA ENERGETYKI I TRANSPORTUNA POZIOMIE PROSUMENTA 2030

50

• Przyjmijmy, że liczba odbiorców energii elektrycznej wynosi w Polsce w wielkim przybliżeniu 16 milionów (od czasu

zakończenia elektryfikacji w latach sześćdziesiątych liczba ta rośnie bardzo powoli). Podobna jest liczba samochodów, ale

doszliśmy do tej liczby głównie w ostatnich 20 latach

• Moc zainstalowana w silnikach samochodowych wynosi ponad 1000 GW, czyli jest 30 razy większa od mocy zainstalowanej w

elektrowniach/elektrociepłowniach. Każdy z silników samochodowych nadaje się, po niewielkich tylko przeróbkach,

do wykorzystania jako jednostka napędowa agregatu kogeneracyjnego (w tym np. agregatu mikrobiogazowni)

• Czyli w wielkim przybliżeniu: wykorzystanie silników samochodowych, jednego na trzydzieści, może zapewnić (hipotetycznie) Polsce moc wytwórczą wystarczającą do

pokrycia obecnego zapotrzebowania na rynku energii elektrycznej

• Integracja rynków energii elektrycznej i transportu zapewni częściowe „ujście” dla produkcji segmentu spalinowych

silników samochodowych na rynek mikrokogeneracji gazowej

INTEGRACJA RYNKÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ I TRANSPORTU(nowe spojrzenie na te rynki)

51

[

WielkośćSamochód

tradycyjny elektryczny

Rzepak i buraki energetyczne, odpowiednioEnergia pierwotna, w jednostkach naturalnych

estry1,0 tona

biometan8 tys. m3

Energia pierwotna 11 MWh 80 MWh

Energia końcowa 11 MWh32 MWhel

36 MWhc

Przejechana droga [tys. km] 40 119

Energia zaliczona do zielonego celu w Pakiecie 3x20 11 MWh

32 MWhel ·2,5

+ 36 MWhc

= 112 MWh

Wyniki wykorzystania 1 ha gruntów rolnych na rynku transportu, przy zastosowaniu samochodu tradycyjnego

(z silnikiem wysokoprężnym) i elektrycznego

52

SYNTEZA ENERGII I ŻYWNOŚCINA POZIOMIE PROSUMENTA 2030

53

BILANS ŻYWNOŚCIOWO-ENERGETYCZNY DLA DOMU

(DLA 3-OSOBOWEJ RODZINY)

Dzienne zapotrzebowanie żywnościowe na osobę (energia pierwotna): 2 kWh – dieta wegetariańska, 10 kWh – dieta mięsna

Roczne zapotrzebowanie żywnościowe na rodzinę (energia pierwotna): 2,2 MWh – dieta wegetariańska, 11 MWh – dieta mięsna

Roczne zapotrzebowanie domu (pasywnego)/rodziny na energię elektryczną: AGD (łącznie z pompą ciepła) i samochodem elektrycznym – 12 MWh (zastępuje obecne: 4 MWh – energia elektryczna, węgiel/ciepło 35 MWh, benzyna – 11 MWh)

Roczne zasoby rolnictwa energetycznego (20% ziemi uprawnej) na rodzinę (0,3 ha) – 24 MWh (w energii pierwotnej, np. w biometanie)

Inne roczne zasoby OZE przypadające na dom: ogniwo fotowoltaiczne, 15 m2 – 4 MWh; mikrowiatrak, 3 kW – 4 MWh

54

PRZED KIM JEST PRZYSZŁOŚĆ

55

LISTA PILNIE POTRZEBNYCH ZAWODÓW

1.Certyfikator technologii (urządzeń OZE/URE)

2. Audytor/deweloper gospodarki energetycznej i środowiska (od mieszkania do całego kraju, poprzez dom, gminę, miasto, województwo,

przedsiębiorstwo)

3.Integrator urządzeń URE z siecią rozdzielczą

4. Projektant infrastruktury Smart Grid (w szczególności inteligentnego domu)

ENERGETYCZNE WYZWANIA GMIN I SAMORZĄDÓW Obowiązki i wymagania europejskiego pakietu klimatycznego

Documents

Transcript of ENERGETYCZNE WYZWANIA GMIN I SAMORZĄDÓW Obowiązki i wymagania europejskiego pakietu klimatycznego