Wykorzystanie ekonomicznego potencjału kogeneracji jednym ze sposobów pokrycia

zwiększającego się zapotrzebowania na energię elektryczną

Janusz Lewandowski

Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Warszawska

Warszawa, 22 stycznia 2008

ITCITC

Zmniejszenie zużycia paliwa w elektrociepłowni (gospodarka skojarzona) w porównaniu z elektrownią kondensacyjną i ciepłownią (gospodarka rozdzielona)

Oszczędność emisji CO2 proporcjonalna do zmniejszenia zużycia paliwa

wytwarzanie w skojarzeniu

elektro

-

ciepłownia

paliwo

wytwarzanie rozdzielone

ciepłownia

88%

60

57

25 energia

elektryczna

50 ciepło

100

całość

117

całość

100

sprawności:

elektrownia kondensacyjna = 42% ciepłownia = 88%

elektrociepłownia 75%

75%

paliwo

elektrownia

42%

ITCITC

(43)

(18 + 7)

„zielona”

Aktualny stan sektora wytwarzania

4200

4400

4600

4800

5000

5200

1970 1980 1990 2000 2010

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

70-80 80-90 90 - 00 00-10

Przyrosty mocy w kolejnychdziesięcioleciach

Aktualna moc zainstalowanaok. 34 000 MW

Czas pracy mocy zainstalowanej

ITCITC

Prognoza zapotrzebowania na energię elektryczną

140

160

180

200

220

240

260

2005 2010 2015 2020

2004 P 2006 SK 2007 P

TWh

ITCITC

Wzrost o 2,5 - 3,5%

ITCITC

Bilans mocy w szczycie obciążenia

w grudniu 2007- brak

wystarczającej rezerwy mocy

2007 > 26 tys. MW 2006 > 24,5 tys. MW -wzrost o 6 %

Dane PSE Operator: www.pse-operator.pl

277 277

27,8 36,1

121 116

22 35

277277

23,822,3 28,817

17,942,3

9,79,79,7

9,7

115103

13,613,713,8

12,6

40

2,431,620,81

0,04

0

100

200

300

400

500

600

2005 2010 2015 2020

PJ

Aktulana produkcja w skojarzeniu Ciepła w oda użytkow a

Ciepło do ogrzew ania budynków Uciepłow nienie elektrow ni

Ciepło dla celów przemysłow ych Budynki w ielko – kubaturow e

Przyrost produkcji w istniejacych Ec Produkcja chłodu

Efektywny ekonomicznie potencjał kogeneracji z podziałem na wyróżnione kierunki użytkowania ciepłaITCITC

Produkcja energii elektrycznej w skojarzeniu przy wykorzystaniu pełnego potencjału ekonomicznego, na tle

całkowitej produkcji energii elektrycznej w Polsce

020406080

100120140160180200220240

2005 2010 2015 2020

[TW

h]

Produkcja energii elektrycznej [TWh]

Produkcja skojarzona - w ariant w ęglow y

produkcja skojarzona - w ariant gazow y

ITCITC

Zmniejszenie emisji CO2 w wyniku wykorzystania

potencjału ekonomicznego kogeneracji

 2005 2010 2015 2020

Zmniejszenie emisji CO2 z

tytułu oszczędności paliwa – technologia węglowa [mln. Mg]

14,2 16,0 16,6 17,1

Zmniejszenie emisji CO2 z

tytuły zamiany paliwa z węgla na gaz ziemny [ mln. Mg]

49,5 56,0 58,0 59,6

ITCITC

Uniknięte koszty zewnętrzne z tytułu wykorzystania potencjału ekonomicznego kogeneracji

 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

ITCITC

Zalety kogeneracji:- oszczędność paliwa, zmniejszenie emisji CO2, zmniejszenie

kosztów wewnętrznych,- wytwarzanie bliżej odbiorcy, a zatem zmniejszenie strat

sieciowych,- mniejsza koncentracja wytwarzania, mniejsze jednostki

wytwórcze, a zatem mniejsze zagrożenie black out’em,- rozbudowa mocy poprzez mniejsze inwestycje w wielu

przedsiębiorstwach – łatwiejsze pozyskanie środków,- krótszy czas budowy bloku ciepłowniczego (szczególnie w

technologii gazowej) niż bloku kondensacyjnego w elektrowni systemowej,

- większa podaż urządzeń,- możliwość podjęcia usług regulacyjnych (obciążenie

szczytowe) w przypadku wyposażenia w akumulator ciepła.

ITCITC

Lipiec 2007

Grudzień 2007

ITCITC

Czas pracy i naturalna regulacyjność EC

Dane PSE Operator: www.pse-operator.pl

Bariery rozwoju kogeneracji:

- brak rzeczywistego wsparcia produkcji w skojarzeniu w obowiązującym prawie,

- zbyt małe wsparcie finansowe produkcji energii elektrycznej i ciepła w kogeneracji,

- zbyt niski przydział limitów emisji CO2 związanych z Dyrektywą 2003/87/WE doprowadzi do zmniejszenia produkcji energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu,

- definicja tzw. „wspólny komin” w związku z wdrażaniem Dyrektywy 2001/80/WE (LCP) jest niekorzystna dla Polski, a szczególnie dla dużych elektrociepłowni w miastach; doprowadzi w efekcie do ograniczenia produkcji ciepła i energii elektrycznej w skojarzeniu.

ITCITC

l

Uwagi końcowe

W celu promowania skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła powinno się stosować podobne mechanizmy wsparcia jak w przypadku energii wytworzonej ze źródeł odnawialnych. Potrzebne jest zwiększenie wartości świadectwa pochodzenia.

Należy znaleźć mechanizmy pozyskiwania przez przedsiębiorstwa ciepłownicze środków finansowych koniecznych do sfinansowania budowy układów skojarzonych, np. poprzez partnerstwo publiczno-prywatne. Szczególnie predysponowane do inwestowania w tym obszarze wydają się być elektrociepłownie zawodowe, dysponujące wystarczającym potencjałem finansowym.

ITCITC