ANALIZA CZYNNIKÓW WPŁYWAJĄCYCH NA EKONOMICZNĄ EFEKTYWNOŚĆ ELEKTROWNI JĄDROWEJ

Transkrypt

1 ANALIZA CZYNNIKÓW WPŁYWAJĄCYCH NA EKONOMICZNĄ EFEKTYWNOŚĆ ELEKTROWNI JĄDROWEJ Auor: dr inż. Marcin Jaskólski ( Rynek Energii nr 6/2012) Słowa kluczowe: elekrownie ądrowe, analiza ekonomiczna, czynniki wpływaące na opłacalność, NPV, LCOE Sreszczenie. W arykule omówiono podsawowe czynniki, kóre maą wpływ na opłacalność elekrowni ądrowe. Je efekywność ekonomiczną badano za pomocą wskaźników w posaci zakualizowane warości neo inwesyci (NPV) i uśrednionego ednoskowego koszu energii elekryczne (LCOE). Obliczono akże ednoskowy kosz wywarzania energii elekryczne w rakcie spłay zobowiązań kredyowych (COE1) i po okresie spłay (COE2). Przeprowadzono analizę zmian NPV w zależności od ceny energii elekryczne. Obliczenia sporządzono dla rzech różnych warości wskaźnika ednoskowych nakładów inwesycynych, rzech warości oprocenowania kapiału oraz dwóch warości sopnia wyzyskania mocy zainsalowane (capaciy facor). Do analizy wybrano elekrownię ądrową z reakorami wodnymi ciśnieniowymi (PWR) o łączne mocy zainsalowane elekryczne równe 3200 MW. Na porzeby analizy opracowano meodykę kalkulaci koszów, przysosowaną do obliczeń dla elekrowni ądrowe, doychczas sosowane w gospodarce elekroenergeyczne. 1. WSTĘP Obecnie w Polsce rwa dyskusa na ema ego, czy zarówno pańswo, ak i grupy energeyczne powinny angażować się w budowę pierwsze elekrowni ądrowe (EJ), czy racze skoncenrować się na wykorzysaniu kraowych, w ym lokalnych, zasobów energeycznych. W debaach o przyszłe srukurze paliwowe wywarzania energii elekryczne częso podnoszone są kwesie bezpieczeńswa reakorów ądrowych, zagospodarowania odpadów radioakywnych, zapewnienia dosaw paliwa ądrowego oraz koszów realizaci programu budowy elekrowni ądrowe i nakładów inwesycynych na samą elekrownię [17]. Bardzo częso, nie zawsze słusznie, przeciwsawia się elekrowniom ądrowym odnawialne źródła energii, ako alernaywne rozwiązania echnologiczne. Z drugie srony podnosi się problemy zapewnienia bezpieczeńswa dosaw energii elekryczne wobec przesarzałe srukury wywórcze w Polsce, wzrasaącego zaporzebowania w kraowym sysemie elekroenergeycznym, a akże konieczności redukci emisi CO 2, SO X i NO X. Budowa EJ o ogromne przedsięwzięcie finansowe, kóre wiąże się z dużym ryzykiem. Nakłady na budowę rzeciego bloku w Elekrowni Flamanville (FA3) o mocy 1630 MW są szacowane na 6 mld [4], a proek eszcze się nie zakończył i przy dalszych opóźnieniach w oddaniu bloku do użykowania wydaki mogą eszcze wzrosnąć. Problem en obserwue się przy budowie bloku Olkiluoo 3 (OL3) w Finlandii [19]. Temaykę koszów i opłacalności wywarzania energii elekryczne w EJ w Polsce podemowali m.in. prof. Mielczarski [12, 13], prof. Srupczewski [20,21,22]. Z kolei emaykę inwesowania w elekroenergeyce opisue prof. Kamra w pracy [8].

2 W ninieszym arykule przedyskuowano założenia przyęe w w/w analizach i przeprowadzono własne obliczenia opłacalności EJ, zwracaąc uwagę na czynniki, kóre wpływaą na ekonomiczną efekywność akiego proeku. Przedsawiono wyniki badania wpływa zmienności wskaźników ekonomicznych na zmianę ednoskowych nakładów inwesycynych, realnego oprocenowania kapiału, ednoskowych koszów eksploaacynych, ednoskowych koszów cyklu paliwowego, hurowe ceny sprzedaży energii elekryczne, współczynnika wykorzysania mocy zainsalowane (sopnia wyzyskania mocy zainsalowane wg [10]). 2. CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA OPŁACALNOŚĆ ELEKTROWNI JĄDROWEJ 2.1. Nakłady inwesycyne Pierwszym z omawianych czynników są nakłady inwesycyne na budowę elekrowni ądrowe. W analizie ekonomiczne z reguły rozparue się ich wysokość na podsawie dwóch różnych wskaźników. Pierwszy z nich o wskaźnik ednoskowych począkowych nakładów inwesycynych (k n 1), w angloęzyczne lieraurze odpowiadaący mu paramer nosi nazwę specific overnigh invesmen cos (SOIC), drugi - wskaźnik ednoskowy zdyskonowanych nakładów inwesycynych (k nd 1) ma odpowiednik w posaci specific invesmen cos (SIC). SOIC zakłada brak dyskonowania nakładów podczas budowy, SIC reprezenue ednoskowe nakłady inwesycyne zdyskonowane do roku uruchomienia elekrowni [7]. Przy szacowaniu nakładów waro zwrócić uwagę na o, że budowa pierwszego bloku lub pierwsze elekrowni może być bardzie koszowna, niż budowa kolenych. W szczególności aka syuaca ma zasosowanie do bloków ądrowych w nowych układach echnologicznych (ang. FOAK Firs of A Kind). Międzynarodowa Agenca Energii Aomowe zaleca kraom, kóre buduą pierwszą elekrownię ądrową, aby nie wybierały ypu reakora, kóry nie zosał do e pory nigdzie indzie zainsalowany [6]. W niniesze analizie założono, że elekrownia, wykorzysue uż wdrażaną echnologię reakorów wodnych ciśnieniowych. Przykładami akich echnologii mogą być bloki Areva EPR 1600 (np. FA3, OL3) lub Wesinghouse AP1000 (EJ Sanmen, EJ Haiyang w Chinach). Kwesią sporną pozosae wysokość nakładów inwesycynych na budowę elekrowni ądrowe w Polsce. Z uwagi na różne wielkości mocy bloków podae się wskaźnik odniesiony do mocy zainsalowane wyrażony w EUR/kW, mln EUR/MW lub mld EUR/GW. Jeżeli założymy, że nakłady na budowę FA3 zamkną się na poziomie 6 mld EUR, o czym wspomniano wcześnie w ekście, o wskaźnik nakładów wyniósłby 3,68 mld EUR/GW (3680 EUR/kW). Prof. Mielczarski w swoich pracach z 2009 i 2010 roku [12,13], powołuąc się na różne źródła, określił zakres ego wskaźnika od 4,3 do 5,4 mld EUR/GW. Rapor IEA/NEA z 2010 roku [7] podae wskaźnik ednoskowych nakładów inwesycynych (specific overnigh invesmen cos) w zakresie 1,09-4,01 mld

3 EUR/GW (przeliczono wg kursu 1 USD = 0,68 EUR). Przy uwzględnieniu dyskonowania nakładów z okresu budowy wskaźnik en wyniesie 1,19-4,35 mld EUR)/GW przy sopie dyskonowe 5% i 1,33-4,84 mld EUR/GW przy sopie dyskonowe 10%. Prof. Srupczewski, w swoe pracy z 2009 roku [20], podał wskaźniki nakładowe dla pierwsze budowane w Polsce elekrowni oraz nasępnych. Wskaźnik dla pierwszego bloku elekrowni wynosi 3,6 mld EUR/GW, zaś dla kolenych 2,4 mld EUR/GW. Jednakże, gdy uwzględni się oprocenowanie kapiału podczas budowy elekrowni, wskaźnik dla pierwszego bloku wynosi 4,68 mld EUR/GW, a dla nasępnych 3,22 mld EUR/GW. W raporcie Komisi Europeskie [3] usalono warość referencyną SOIC (specific overnigh invesmen cos) na poziomie 2,68 mld EUR(2005)/GW, podaąc zakres zmienności 1,97-3,38 mld EUR(2005)/GW. Dane pochodziły ze źródeł daowanych na laa Biorąc pod uwagę powyższe rozważania, do obliczeń NPV wybrano rzy warości wskaźnika ednoskowych nakładów inwesycynych k n 1,.: 3,5; 4,5 i 5,5 mld EUR(2012)/GW (odpowiednio: 3500, 4500 i 5500 EUR(2012)/kW). Do obliczeń koszów LCOE, COE1 i COE2 wybrano zakres zmienności od 3500 do 5500 EUR(2012)/kW co 500 EUR(2012)/kW Sopa dyskonowa Kolenym bardzo isonym czynnikiem decyduącym o opłacalności elekrowni ądrowe es sopa dyskonowa, czyli oprocenowanie kapiału. Sopa a może być określona różnymi meodami, naczęście meodą średnioważonego koszu kapiału (WACC Weighed Average Cos of Capial), wyrażanego ako średnia ważona oprocenowania kapiału własnego i kapiału obcego (kredyu bankowego). Ponado isony es okres, na aki kredy bankowy zosae udzielony oraz akim okresem można posługiwać się w kalkulaci odpisów amoryzacynych. Ten okres znacząco różni się od okresu eksploaaci elekrowni ądrowe. Równie isone es o, czy analiza es prowadzona w cenach sałych, czy bieżących. Jeżeli w cenach sałych, ak ak w ninieszym arykule - w EUR (2012), sopa dyskonowa odpowiada realne sopie oprocenowania kapiału, uwzględniaące sopę inflaci. Prof. Mielczarski w swoe analizie [13] obliczył warość WACC = 8,05%, zakładaąc, że udział własnego kapiału es na poziomie 30%, a oprocenowanie kredyu wynosi 7%, przy czym zwraca uwagę, że kosz kapiału es zby niski i w przypadku inwesyci o ak dużym sopniu ryzyka, aką es EJ, należy przymować WACC na poziomie 10%. W ninieszym arykule obliczenia NPV przeprowadzono dla realne sopy oprocenowania kapiału równe 6%, 8% i 10%. Zmieniaąc o 1 pk proc. W zakresie od 6% do 10% warość sopy, zbadano e wpływ na ednoskowy kosz energii elekryczne. W pracy [13], przyęo okres kredyowania równy 20 la, przy czym liczy się go od momenu rozpoczęcia budowy elekrowni. W e same pracy założono pięcioleni okres budowy elekrowni. W opracowaniu IEA/NEA [7] uśredniony czas budowy EJ wynosi 7 la (median case).

4 W omawianym przypadku przyęo 20 leni okres kredyowania, liczony ednakże od pierwszego roku uruchomienia elekrowni. Uwzględniono akże oprocenowanie kapiału podczas budowy elekrowni. Założony okres budowy wynosi 7 la Koszy eksploaacyne W ninieszym arykule przedsawiono również wpływ wskaźników koszów cyklu paliwowego oraz wskaźnika pozosałych koszów eksploaacynych zmiennych na opłacalność EJ. Na cenę paliwa w posaci lenku uranu maą wpływ wielkości zasobów (podaż) oraz liczba pracuących i nowo powsaących bloków ądrowych (popy). Informace o dosępnych zasobach uranu znaduą się w corocznym raporcie IAEA i NEA pod nazwą Red Book [14]. Oprócz ceny uranu, zwykle odniesione do ednoski masy U 3 O 8 (ang. yellow-cake), należy brać pod uwagę koszy konwersi, wzbogacenia paliwa i fabrykaci kasey paliwowe, a akże koszy składowania paliwa i ego powórnego przerobu. W pracy [13] przyęo warość koszów operacynych zmiennych na poziomie 10 USD/MWh (7 EUR/MWh), a koszów operacynych sałych 250 USD/kW/a (170 EUR/kW/a). Koszy paliwa zosały oszacowane na USD/MWh (8-10 EUR/MWh). Z kolei w pracy [21], dla elekrowni o mocy 1000 MW, produkuące 8000 TWh/a energii elekryczne rocznie, określono koszy paliwa na poziomie 40 mln EUR/a (1,85 EUR/MWh energii w paliwie, przy sprawności bloku EJ η EJ = 37%). W przeliczeniu na wyprodukowaną energię elekryczną dae o 5,0 EUR/MWh. W pracy e określono również koszy eksploaacyne, w ym na unieszkodliwianie odpadów i z uwzględnieniem składki na fundusz likwidacyny elekrowni ądrowe. Wynoszą one 2 2,5 EUR/MWh w odniesieniu do produkci energii elekryczne. W inne swoe pracy z 2009 roku [22] prof. Srupczewski podae kosz paliwa na poziomie 4,4 EUR/MWh (akże w odniesieniu do wyprodukowane energii elekryczne), przy założeniu sopnia wypalenia paliwa MWd/, zaznaczaąc, że obecnie możliwe es osiągnięcie sopnia wypalenia na poziomie MWd/ i obniżenie koszu paliwa. Sprawność neo elekrowni ądrowe określana es przez Komisę Europeską [3] na poziomie 35-36%. Komisa określiła kosz energii w paliwie w roku 2007 na poziomie 33 EUR(2005)/oe (2,9 EUR(2005)/MWh) oraz podała prognozę e ceny na: rok EUR(2005)/oe (3,0 EUR(2012)/MWh - niska) i 53 EUR(2005)/oe (4,5 EUR(2012)/MWh - wysoka) oraz rok EUR(2005)/oe (3,2 EUR(2012)/MWh - niska) i 63 EUR(2005)/oe (5,4 EUR(2012)/MWh - wysoka). W raporcie KE z 2008 roku [3] podano zakres warości sumarycznych sałych i zmiennych koszów eksploaacynych (O&M operaion and mainenance) wynoszący od 74 do 107 EUR(2005)/kW. Rapor IEA/NEA [7] określa koszy cyklu paliwowego dla EPR-1600 i AP1000 na poziomie 6,34 EUR/MWh (energia elekryczna), a koszy eksploaacyne (O&M) w zakresie 4,90-10,88 EUR/MWh (energia elekryczna). Nawyższa warość wskaźnika w raporcie wynosi 20,29 EUR/MWh (EJ na Wę-

5 grzech). Oddzielną kwesią pozosaą nakłady i koszy likwidaci elekrowni ądrowe. Zwykle w analizach przymue się, że es o 15 % począkowych nakładów inwesycynych [9,11,20]. Operaor elekrowni zobowiązany es uwzględniać w koszach produkci składkę na fundusz likwidacyny. W raporcie IEA/NEA [7] określono koszy likwidaci elekrowni ądrowe w zakresie 0,05-1,20 EUR/MWh (scenariusz Eurelecric 0,13 EUR/MWh) przy sopie dyskonowe 5% oraz 0,01-1,48 EUR/MWh przy sopie dyskona 10%. Dla bloków EPR-1600 i AP1000 wskaźnik en es na poziomie 0,15-0,16 EUR/MWh (p = 5%) i 0,01-0,02 EUR/MWh (p = 10%) Cena energii i wielkość produkci Wyże wymienione czynniki maą wpływ na koszy wywarzania energii w elekrowniach ądrowych. Miarą opłacalności es ednak rachunek zysków uwzględniaący zarówno koszy, ak i przychody. W przypadku elekrowni ądrowe głównym źródłem przychodów będzie sprzedaż energii elekryczne, kóre warość es zależna od roczne produkci i ceny. W obliczeniach pominięo korzyści, akie mogą wynikać z uczesnicwa EJ w regulacynych usługach sysemowych w zakresie mocy czynne [2]. Nie brano akże pod uwagę możliwości użykowania ciepła odpadowego z EJ [18], co mogłoby wpłynąć pozyywnie na poprawę efekywności ekonomiczne elekrowni. Wielkość roczne produkci energii elekryczne naczęście określana es za pomocą współczynnika (lub czasu) wykorzysania mocy. W [21] przyęo warość 8000 h/a, co, po podzieleniu przez okres rwania roku równy 8760 h/a, odpowiada współczynnikowi wykorzysania mocy o warości 91%. Prof. Mielczarski [13], przymuąc warość współczynnika 80%, zwrócił uwagę na zby opymisyczne założenia analiyków co do ego warości, popieraąc swoą ezę danymi o dyspozycyności elekrowni ądrowych w Szweci na poziomie 39% w laach 2008/2009. Z kolei prof. Anglar [1], powołuąc się na wydanie dziennika Dagens Nyheer z , podemue dyskusę z prof. Mielczarskim, podaąc warość współczynnika wykorzysania reakorów szwedzkich na poziomie 63,4%, a fińskich 95,5% w roku METODY BADANIA OPŁACALNOŚCI 3.1. Obliczanie rocznych przychodów i koszów Roczne przychody elekrowni, obemuące warość sprzedaży energii elekryczne, określono zależnością: i i e R = P T ( 1 ε ) c (1) gdzie: indeks roku w okresie analizy [-], R roczne przychody w roku EUR(2012)/a], P i moc elekryczna zainsalowana elekrowni bruo [kw], T i czas wykorzysania mocy elekryczne zainsa-

6 lowane elekrowni w roku [h/a], c e cena energii elekryczne w roku EUR(2012)/kWh], ε współczynnik porzeb własnych elekrowni [-], Koszy roczne (K) elekrowni zosały zdefiniowane za pomocą nasępuących zależności: K = ' J = = 1 K = = K pod = K ' + K = (2) rr es ez pod K + K + K + K rr + K es p (1 (1 + p + K ez N + p ) N ) 1 = k z k ez1 ez2 ez3 i i + ( k + k + k ) P T pod ' ' f ( R K ) dla R K > 0 pod K = (4) ' 0 dla R K 0 k z = = D n i u, k P 1 = M + D + 1 = D u, = M + D + 1 k n n + k ( + p ) P i es i P + gdzie: indeks przedsięwzięcia inwesycynego (= 1, 2, J), gdzie: 1 - budowa, 2 - modernizaca, 3 likwidaca [-], D numer roku ukończenia realizaci przedsięwzięcia inwesycynego o indeksie [-], f pod sopa podaku dochodowego w roku [-], K - roczne koszy w roku [EUR(2012)/a], K - roczne koszy (bez podaku dochodowego) w roku EUR(2012)/a], K rr roczne koszy kapiałowe w roku [EUR(2012))/a], K es roczne koszy eksploaacyne sałe w roku [(EUR(2012)/a], K ez roczne koszy eksploaacyne zmienne (w ym koszy paliwa) w roku [EUR(2012)/a], K pod wysokość rocznych zobowiązań z yułu podaku dochodowego w roku [EUR(2012)/a], k ez wskaźnik ednoskowych rocznych koszów eksploaacynych zmiennych (w ym koszów paliwa) w roku [EUR(2012)/(kWh)], k n wskaźnik ednoskowych nakładów inwesycynych (w odniesieniu do zainsalowane mocy elekryczne elekrowni) dla przedsięwzięcia inwesycynego o indeksie [EUR(2012)/kW], k z współczynnik zamrożenia kapiału w odniesieniu do przedsięwzięcia inwesycynego [-], M liczba la realizaci przedsięwzięcia inwesycynego o indeksie (budowy, modernizaci, likwidaci) [a], N liczba la ekonomicznego cyklu przedsięwzięcia inwesycynego o indeksie [a], n liczba la eksploaaci obieku elekroenergeycznego [a], p sopa dyskonowa w odniesieniu do przedsięwzięcia inwesycynego o indeksie [-], k es ednoskowe roczne koszy eksploaacyne sałe w roku [EUR(2012)/kW/a], u, udział nakładów inwesycynych w roku w całości nakładów przewidzianych na realizacę przedsięwzięcia o indeksie. (3) (5) 3.2. Zakualizowana warość neo (NPV) Przy założeniu, że rok 0 przypada na osani rok budowy elekrowni, ogólna zależność na zakualizowaną warość neo (NPV) inwesyci ma posać: = n+ M = M 3 [ R ] ( ) K + p (6) 1+ 1 NPV = 1

7 gdzie: R roczne przychody w roku [EUR(2012)/a], K - roczne koszy w roku [EUR(2012)/a], indeks roku w cyklu inwesycynym [-], p ogólna (uśredniona) sopa dyskonowa dla całe inwesyci [-], n - liczba la eksploaaci elekrowni [a], M 1 liczba la budowy elekrowni ( = 1) [a], M 2 liczba la modernizaci elekrowni ( = 2) [a], M 3 liczba la likwidaci elekrowni ( = 3) [a]. Jeżeli: NPV > 0 o inwesyca es opłacalna, NPV = 0 zyski pozwalaą na pokrycie poniesionych koszów oraz nakładów inwesycynych, NPV < 0 inwesyca es nieopłacalna. W przypadku porównania wielu warianów inwesycynych nabardzie opłacalny es en o nawiększe warości NPV Jednoskowy kosz wywarzania energii elekryczne Meody obliczania koszów wywarzania energii elekryczne zosały opisane w pracy [16] oraz w opracowaniu IEA/NEA [7]. W meodyce IEA/NEA wprowadzono dodakowy składnik koszów kosz likwidaci elekrowni. Jednoskowe koszy wywarzania energii elekryczne (LCOE Levelised Cos of Elecriciy) oblicza się nasępuąco: LCOE = = n+ M3 = 0 = n+ M3 i = 0 K ( 1+ p) i ( 1 ) P T + p. (7) Nakorzysnieszy z porównywanych ą meodą warianów es en o naniższym ednoskowym koszcie wywarzania energii elekryczne. Obliczono również wskaźnik koszów produkci energii elekryczne COE (cos of elecriciy) na podsawie meodyki zaware w opracowaniu Komisi Europeskie [3]. K COE = (8) i P T i i T f = c T (9) gdzie: c f współczynnik wykorzysania (sopień wyzyskania) mocy zainsalowane [%], T okres rwania roku równy 8760 h. Ze wzoru (3) dla elekrowni ądrowe policzono kosz energii COE1 w okresie spłay kredyu oraz COE2 po spłacie zadłużenia.

8 4. ZAŁOŻENIA ANALIZY EKONOMICZNEJ W abeli 1 przedsawiono założenia przyęe w przypadku referencynym analizy ekonomiczne opłacalności elekrowni ądrowe. Do analizy wybrano elekrownię o mocy 3200 MW (2 x 1600 MW) z reakorami PWR nowe generaci. Z punku widzenia koszów zarudnienia pracowników warian elekrowni z dwoma blokami es opymalny [5]. Proekowany okres eksploaaci elekrowni wynosi 60 la. Założono siedmioleni okres budowy elekrowni. Okres kredyowania wynosi 20 la, zarówno dla począkowych nakładów inwesycynych, ak i nakładów poniesionych w połowie okresu życia elekrowni, zn. na modernizacę urbin, wywornic pary i generaorów synchronicznych. Tabela 1 Założenia przyęe w przypadku referencynym analizy ekonomiczne opłacalności elekrowni ądrowe L.p. Wyszczególnienie Symbol Jednoska Warość Moc zainsalowana elekryczna elekrowni bruo P i kw Okres eksploaaci elekrowni n a 60 3 Okres budowy elekrowni M 1 a 7 4 Okres kredyowania N a 20 5 Sopa dyskona p - 0,08 6 Jednoskowe koszy eksploaacyne sałe k es EUR(2012)/kW/a 0 7 Sopa podaku dochodowego f pod - 0,19 8 Wskaźnik ednoskowych począkowych nakładów inwesycynych k n 1 EUR(2012)/kW Wskaźnik ednoskowych zdyskonowanych nakładów inwesycynych k nd 1 EUR(2012)/kW Jednoskowe koszy zmienne - ruchu i urzymania k ez1 EUR(2012)/kWh 0, Jednoskowe koszy zmienne - cyklu paliwa k ez2 EUR(2012)/kWh 0, Jednoskowe koszy zmienne - likwidaci elekrowni k ez3 EUR(2012)/kWh 0, Cena sprzedaży energii elekryczne c e EUR(2012)/kWh 0,1 14 Średni współczynnik wykorzysania mocy zainsalowane c f - 0,9 15 Wskaźnik porzeb własnych elekrowni ε - 0,05 5. WYNIKI ANALIZY Obliczenia NPV przeprowadzono dla dziewięciu kombinaci wskaźnika ednoskowych nakładów inwesycynych i sopy oprocenowania kapiału. Pierwszą serię obliczeń wykonano dla współczynnika wykorzysania mocy zainsalowane c f = 90%, drugą - dla c f = 70%.

9 Wyniki przeprowadzonych obliczeń NPV (rys. 1a i 1b) powierdzaą ezę o silne zależności opłacalności EJ od poniesionych nakładów inwesycynych. Jednocześnie, przy ak długim horyzoncie czasowym analizy i wysokie kapiałochłonności EJ, uawniaą one wagę realnego oprocenowania kapiału. W miarę wzrosu ceny sprzedaży energii elekryczne, większego znaczenia nabiera sopa oprocenowania, według kóre zyski są dyskonowane z la eksploaaci EJ do osaniego roku budowy (roku zerowego wg klasyczne meodyki). Obliczenia wykazały, że przy założeniu sopnia wyzyskania mocy zainsalowane na poziomie 90% EJ będzie nieopłacalna przy cenie sprzedaży energii elekryczne do 120 EUR(2012)/MWh, z wyąkiem warianów, w kórych realne oprocenowanie kapiału wynosi 6%, a ednoskowe nakłady inwesycyne odpowiednio 3500 i 4500 EUR(2012)/kW. W wariancie referencynym (p = 8% i k n 1 = 4500 EUR(2012)/kW) NPV przekracza warość zera przy cenie energii elekryczne równe 160 EUR(2012)/MWh. Przy cenie 200 EUR(2012)/MWh wszyskie wariany, z wyąkiem przypadku k n 1 = 5500 EUR(2012)/kW, p = 10%, charakeryzuą się warością NPV wyższą od zera. Obniżenie produkci energii elekryczne w EJ do poziomu, przy kórym sopień wyzyskania mocy zainsalowane es równy 70%, powodue przesunięcie progów opłacalności EJ w kierunku wyższych cen energii elekryczne, mnie więce o EUR(2012)/MWh, w zależności od warianu obliczeniowego. W wariancie referencynym, o obniżone warości c f z 90% do 70%, EJ es opłacalna dopiero przy cenie 200 EUR(2012)/MWh. Wariany o wysokie sopie procenowe (10%) albo nie wykazuą opłacalności, albo w minimalnym sopniu pozwalaą na zwro poniesionych nakładów i koszów (ylko dla k n 1 = 3500 EUR(2012)/kW). a) Zakualizowana warość neo (NPV), cf = 90% NPV [mld EUR(2012)] Cena sprzedaży energii elekryczne [EUR(2012)/MWh] kn = 3500, p = 6% kn = 3500, p = 8% kn = 3500, p = 10% kn = 4500, p = 6% kn = 4500, p = 8% kn = 4500, p = 10% kn = 5500, p = 6% kn = 5500, p = 8% kn = 5500, p = 10%

10 b) Zakualizowana warość neo (NPV), cf = 70% NPV [mld EUR(2012)] Cena sprzedaży energii elekryczne [EUR(2012)/MWh] kn = 3500, p = 6% kn = 3500, p = 8% kn = 3500, p = 10% kn = 4500, p = 6% kn = 4500, p = 8% kn = 4500, p = 10% kn = 5500, p = 6% kn = 5500, p = 8% kn = 5500, p = 10% Rys. 1. Zakualizowana warość neo (NPV) [mld EUR(2012)] w funkci ceny energii elekryczne c e [EUR(2012)/(MWh)] dla różnych warości wskaźnika ednoskowych nakładów inwesycynych k n [EUR(2012)/kW] i sopy dyskonowe p [%], współczynnik wykorzysania mocy: (a) c f = 90%, (b) c f = 70% Powyższe zależności podkreślaą rolę EJ ako źródła podsawowego w kraowym sysemie elekroenergeycznym (KSE). Przy niewielkim udziale energeyki ądrowe w srukurze produkci energii elekryczne (kilkanaście procen) oraz przy założeniu bezawaryne pracy EJ, sopień wyzyskania mocy zainsalowane równy 90% es realny do osiągnięcia. Obecnie czas rwania kampanii paliwowe wynosi naczęście 12 lub 18 miesięcy. W drugim przypadku podany współczynnik c f należy rakować ako uśredniony ze wszyskich la eksploaaci. Będzie on niższy od średniego w laach, w kórych przeprowadzona będzie wymiana paliwa. Kosz energii elekryczne - LCOE, COE = f(p), kn = 4500 EUR/kW, cf = 90% LCOE, COE1, COE2 [EUR(2012)/MWh] % 7% 8% 9% 10% sopa dyskonowa - p [%] ke = COE2 krr + kpod LCOE COE1 Rys. 2. Uśredniony ednoskowy kosz energii elekryczne LCOE oraz kosz ednoskowy energii elekryczne [EUR(2012)/(MWh)] w funkci sopy dyskonowe

11 Na rys. 2-5 przedsawiono wykresy uśrednionego ednoskowego koszu energii elekryczne LCOE oraz koszu energii elekryczne (COE1 w rakcie spłay zadłużenia, COE2 po okresie spłay zadłużenia) w zależności od różnych czynników. Pozosałe składniki koszów oznaczaą: k e - ednoskowy kosz eksploaacyny, k rr - ednoskowy kosz kapiałowy odniesiony do energii elekryczne, k pod podaek dochodowy odniesiony do produkci energii elekryczne. Obliczenia przeprowadzono dla wskaźnika ednoskowych nakładów inwesycynych w przypadku referencynym (k n 1 = 4500 EUR(2012)/kW). LCOE, COE1, COE2 [EUR(2012)/MWh] wskaźnik nakładów inwesycynych - kn [EUR(2012)/kW] ke = COE2 krr + kpod LCOE COE1 Rys. 3. Uśredniony ednoskowy kosz energii elekryczne LCOE [EUR(2012)/(MWh)] w funkci wskaźnika ednoskowych nakładów inwesycynych; p=8% c f =90% Z przedsawionych obliczeń wynika, że kosz uśredniony LCOE es w zakresie od 70 do 101 EUR(2012)/MWh, a kosz energii (COE1) w okresie spłay zadłużenia waha się w graniach od 82 do 114 EUR(2012)/MWh. LCOE, COE1, COE2 [EUR(2012)/MWh] kosz ednoskowy eksploaacyny - kez1 [EUR(2012)/MWh] ke = COE2 krr + kpod LCOE COE1 Rys. 4. Uśredniony ednoskowy kosz energii elekryczne LCOE [EUR(2012)/(MWh)] w funkci wskaźnika ednoskowego koszu eksploaacynego (ruchu i urzymania); p=8% c f =90%, k n =4500EUR/kWh

12 LCOE, COE1, COE2 [EUR(2012)/MWh] kosz ednoskowy cyklu paliwowego - kez2 [EUR(2012)/MWh] ke = COE2 krr + kpod LCOE COE1 Rys. 5. Uśredniony ednoskowy kosz energii elekryczne LCOE [EUR(2012)/(MWh)] w funkci wskaźnika ednoskowego koszu cyklu paliwowego; p=8% c f =90%, k n =4500EUR/kWh Z uwagi na fak, że COE2 naliczany es za laa, w kórych nasąpiła spłaa całkowiego zadłużenia, es on równy koszom eksploaacynym odniesionym do produkci energii elekryczne. COE2 es równy 34 EUR(2012)/MWh w całym zakresie zmienności wskaźnika nakładów inwesycynych (rys. 3) i sopy dyskonowe (rys. 2). Jego warość może zmienić się w znaczący sposób, ylko przy wielokronym wzroście koszów cyklu paliwowego lub koszów eksploaacynych w sosunku do warianu referencynego (rys. 4-5). W przeprowadzone analizie koszów nie przekracza on warości 49 EUR(2012)/MWh. Dla odniesienia wyników analizy przyoczono wyniki obliczeń LCOE dla EJ wg A.D. Owena [15] (sopa dyskona 6-7%) dla Europy: zakres zmienności wynosi: USD/MWh, czyli przy założeniu kursu 1 USD = 0,785 EUR z , EUR/MWh. 6. PODSUMOWANIE Dziś rudno w ednoznaczny sposób ocenić konkurencyność różnych echnologii wywarzania energii w rozparywanym horyzoncie czasowym. Pomocne w ego ypu analizach mogą okazać się badania NPV dla wielu echnologii lub modele rozwou sysemu energeycznego, np. MARKAL, EFOM lub TIMES. Cena sprzedaży energii elekryczne, kóra, ak wykazały badania, ma ogromne znaczenie dla opłacalności proeku, będzie zależna od wielu czynników. Oprócz srukury echnologiczne elekrowni, od ceny uprawnień do emisi CO 2, SO x i NO x, celów ilościowych w zakresie odnawialnych źródeł energii i wysokosprawne kogeneraci oraz poziomu wsparcia ych źródeł. Nawe eżeli koszy cyklu paliwowego znacząco wzrosną w omawiane perspekywie czasowe, kosz wywarzania energii elekryczne (COE) ulegnie znaczącemu obniżeniu po upływie 20 la eksploaaci,

13 kiedy całkowie zadłużenie zosanie spłacone, czyli ok. roku 2045, eżeli założymy, że budowa rozpocznie się w roku 2018, a EJ zosanie uruchomiona w roku Biorąc pod uwagę uwarunkowania rynku energii w ak odległym horyzoncie czasowym, EJ ma poencał do ego, by być źródłem anie energii elekryczne. Warunkiem koniecznym będzie urzymanie koszów cyklu paliwa w zakresie rozparywanym w niniesze analizie oraz wdrożenie czware generaci reakorów, kóre oprócz wywarzania energii elekryczne, produkowałyby paliwo (reakory prędkie powielaące). Zanim ednak okres spłay dobiegnie końca, EJ będzie musiała konkurować na rynku energii ze źródłami wykorzysuącymi paliwa kopalne oraz odnawialne zasoby energii, ponosząc znaczące koszy kapiałowe. Z drugie srony koszy wywarzania energii elekryczne będą bardzie przewidywalne w długoerminowym horyzoncie czasowym dla EJ niż dla źródeł wywarzania oparych na gazie ziemnym lub węglu, dla kórych udział koszów paliwa es kilkakronie większy. Niesabilność koszów energii ze źródeł oparych na paliwach kopalnych może wynikać nie ylko z rosnących cen węgla, ale akże z poliyki klimayczne kszałuące ceny uprawnień emisynych. LITERATURA [1] Anglar H.: Arakcyna energeyka ądrowa. Energeyka ma [2] Bućko P.: Regulacyne usługi sysemowe w zakresie mocy czynne w warunkach rynkowych. Rynek Energii 2 (87) 2010, sr [3] Commission of he European Communiies: Energy Sources, Producion Coss and Performance of Technologies for Power Generaion, Heaing and Transpor. Communicaion from he Commission o he European Parliamen, he Council, he European Economic and Social Commiee and he Commiee of he Regions. COM(2008) 744, Brussels [4] Cour des Compes: The coss of he nuclear power secor. Public hemaic repor. Paris, 8 February 2012 [5] Goodnigh C.: Workforce Requiremens for Currenly Operaing Nuclear Power Plans. Goodnign Consuling, IAEA Mission Supporing Nuclear Energy Infrasrucure Developmen Meeing Of Workforce/Saffing And HRD Planning In Poland Ocober [6] Inernaional Aomic Energy Agency: Managing he Firs Nuclear Power Proec. IAEA- TECDOC-1555, May [7] Inernaional Energy Agency (IEA), Nuclear Energy Agency (NEA), Organisaion for Economic Co-operaion and Developmen (OECD): Proeced Coss of Generaing Elecriciy. Ediion Paris 2010 [8] Kamra W.: Meody oceny efekywności inwesowania w elekroenergeyce. Polska Akademia Nauk. Komie Problemów Energeyki. Wydawnicwo Poliechniki Gdańskie. Gdańsk, 2004.

14 [9] Lecoine C., Lecarpenier D., Maupu V., Le Boulch D., Richard R., Final repor on echnical daa, coss and life cycle invenories of nuclear power plans; NEEDS New Energy Exernaliies Developmens for Susainabiliy, [10] Marecki J., Gospodarka elekroenergeyczna, Poradnik inżyniera elekryka. 3, rozdział 6, WNT Warszawa [11] Mahonniere G.: Saus of nuclear energy in he world. Economic view, CEA Saclay, DEN/DANS/I-ese, [12] Mielczarski W.: Elekrownie aomowe Obliczenia koszów. Energeyka Cieplna i Zawodowa 10/2009. sr [13] Mielczarski W.: Koszowna energeyka ądrowa. Energeyka nr 11(677) 2010, sr [14] Nuclear Energy Agency (NEA), Inernaional Aomic Energy Agency (IAEA): Red Book Uranium: Resources, Producion and Demand, [15] Owen A.D.: The economic viabiliy of nuclear power in a fossil-fuel-rich counry: Ausralia. Energy Policy 39 (2011), [16] Paska J.: Meodyka oceny koszów wywarzania energii elekryczne. Rynek Energii 2(99) 2012, sr [17] Poznaaom.pl: Debaa eksperów Polska energeyka - co nam się opłaca? hp:// [18] Reński A.: Jak efekywnie ograniczyć ciepło odpadowe z elekrowni ądrowe. Rynek Energii 1 (86) 2010, sr [19] Ruuska I., Aro K., Aalonen K., Lehonen P.: Dimensions of disance in a proec nework: Exploring Olkiluoo 3 nuclear power plan proec. Inernaional Journal of Proec Managemen 27 (2009) [20] Srupczewski A.: Energeyka ądrowa w Polsce. Opłacalność budowy, Energeyka Cieplna i Zawodowa nr 12/2010. [21] Sruczpewski A.: Czy Polsce opłaci się budowa elekrowni ądrowych? Energia elekryczna nr 6/2009. [22] Srupczewski A.: Aspeky ekonomiczne rozwou energeyki ądrowe. Insyu Energii Aomowe POLATOM 2009.

15 THE ANALYSIS OF FACTORS HAVING AN IMPACT ON ECONOMIC VIABILTY OF NUCLEAR POWER PLANT Key words: nuclear power plans, economic analysis, facors having an impac on profiabiliy, NPV, LCOGE Summary. In his paper, maor facors having an impac on economic viabiliy of nuclear power plan (NPP) were discussed. Economic viabiliy of NPP is expressed in erms of ne presen value (NPV), and levelised cos of generaed elecriciy (LCOGE). In addiion, he cos of elecriciy (COE) were calculaed for he period of bank loan paymen (COE1) and afer ha period (COE2). NPV was calculaed as a funcion of elecriciy price. The calculaions were performed for he combinaions of hree values of specific overnigh invesmen cos, hree values of discoun rae and wo values of capaciy facor. Nuclear power plan chosen for he purpose of his analysis has 3,200 MW e insalled capaciy and is based on Pressurized Waer Reacor (PWR) echnology. The mehodology of cos calculaions is based on classical economic analysis approach and was adaped o nuclear power needs. Marcin Jaskólski, dr inż., adiunk, Zespół Badawczy Elekrowni i Gospodarki Energeyczne, Kaedra Elekroenergeyki, Wydział Elekroechniki i Auomayki, Poliechnika Gdańska. mask@ely.pg.gda.pl