czy moŝe być wizytówką polskiego

Transkrypt

1 Gazowa kogeneracja rozproszona czy moŝe być wizytówką polskiego gazownictwa i ciepłownictwa? Przemysław Kołodziejak Przedsiębiorstwo Energetyczne w Siedlcach Sp. z o.o. Stowarzyszenie NiezaleŜnych Wytwórców Energii Skojarzonej 1

2 Elektrociepłownia Gazowa w Siedlcach jest jednym z pierwszych źródeł w Polsce zasilanych paliwem gazowym zaprojektowanych i zbudowanych całkowicie z myślą o potrzebach komunalnego systemu ciepłowniczego Główne przesłanki decyzji budowy elektrociepłowni : Wykorzystanie istniejącego zapotrzebowania na energie cieplną do rozszerzenia asortymentu produkcji o wytwarzanie energii elektrycznej (wzrost wartości sprzedaŝy). Poprawa standardów ekologicznych wytwarzania energii poprzez zastąpienie jednego ze źródeł węglowych obiektem zasilanym paliwem gazowym a w konsekwencji zmniejszenie ewentualnych kosztów dostosowania produkcji energii do standardów unijnych. 2

3 Kalendarium inwestycji: maj 2000r. podpisanie kontraktu na turbozespoły gazowe styczeń 2001r. kontrakt na generalnego wykonawcę maj 2001r. rozpoczęcie robót budowlanych sierpień 2001r. dostawa turbozespołów styczeń 2002r. początek etapu rozruchowego 22 marzec 2002r. pierwsza synchronizacja generatora 29 marzec 2002r. przekazanie do eksploatacji wstępnej Czas realizacji projektu: 23 miesiące Czas fizycznej realizacji inwestycji: 11 miesięcy (z nieprzewidzianymi opóźnieniami) 3

4 Elektrociepłownia Siedlce Podstawowe parametry: Liczba turbin: 2 Typ turbiny: Taurus T S Producent: Solar Turbines Inc (San Diego, USA) Rodzaj turbiny: jednowałowa z pierścieniową komorą spalania Paliwo: gaz ziemny wysokometanowy GZ 50 Moc zainstalowana elektryczna: 14,6 MWel (2 x 7,3MW) cieplna: 24 MWth Roczna produkcja en. elektr.: ok. 90 tys. MWh Roczna produkcja ciepła: ok. 510 tys. GJ ZuŜycie gazu: ok. 27 mln Nm 3 Moc zamówiona w gazie: 4600 Nm 3 /h Grupa taryfowa: W-9 (E-3/E-2) Sprawność całkowita (netto): 85,21% Sprawność elektryczna (netto): 32,53% Praca równoległa z siecią z moŝliwością pracy na wyspę odbiorców lokalnych Akumulator ciepła o poj. energ. 95 GJ 4

5 Układ technologiczny elektrociepłowni gazowej 5

6 Układ technologiczny elektrociepłowni gazowej 6

7 7

8 8

9 9

10 Finansowanie realizacji inwestycji Ogólne nakłady inwestycyjne na budowę elektrociepłowni (w cenach 2001r.) wyniosły ok. 38,6 mln. zł (bez wartości gruntów). Średni wskaźnik kosztów inwestycji ukształtował się na poziomie tys. zł (600 tys. USD) na 1 MW zainstalowanej mocy elektrycznej. Struktura nakładów na budowę elektrociepłowni gazowej w Siedlcach Urządzenia do odzysku ciepła 8,3% Zasobnik ciepła 1,4% Autom atyka, sterowanie procesam i 1,6% Inne 2,9% Budynki z instalacjam i 8,4% Zespoły elektroenergetyczne 58,0% W yprowadzenie m ocy cieplnej 2,0% Przyłącze gazowe 1,3% W yprowadzenie m ocy elektrycznej,rozdzielnie 16,1% 10

11 Definicje kogeneracja - równoczesne wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej lub mechanicznej w trakcie tego samego procesu technologicznego ciepło uŝytkowe w kogeneracji ciepło wytwarzane w kogeneracji, słuŝące zaspokojeniu niezbędnego zapotrzebowania na ciepło lub chłód, które gdyby nie było wytworzone w kogeneracji, zostałoby pozyskane z innych źródeł wysokosprawna kogeneracja - kogeneracja, która zapewnia oszczędność energii pierwotnej w porównaniu z wytwarzaniem rozdzielonym (o referencyjnych sprawnościach): większą od zera w jednostce kogeneracji o mocy zainstalowanej poniŝej 1 MW lub nie mniej niŝ 10 % w pozostałych przypadkach 11

12 Technologie kogeneracyjne Turbina parowa (przeciwpręŝna lub upustowo-kondensacyjna) zasilana parą wytwarzana w kotle opalanym węglem i/lub biomasą (20-35%) Układ gazowo-parowy (turbina gazowa w układzie kombinowanym z odzyskiem ciepła) (35-52%) 52%) Turbina gazowa z kotłem odzyskowym (28-30%) Silnik spalinowy (tłokowy, Stirlinga) (35-45%) Organiczny obieg Rankine a Mikroturbiny Ogniwa paliwowe Silniki parowe 12

13 Zalety kogeneracji: Zalety kogeneracji lepsze wykorzystanie energii pierwotnej dłuŝszy czas korzystania z paliw kopalnych mniejsza emisja zanieczyszczeń ze źródła niŝsze koszty zewnętrzne Koszty zewnętrzne koszty ponoszone przez społeczeństwo wynikające z negatywnego oddziaływania na środowisko, zdrowie i Ŝycie ludzi całego łańcucha wytwarzania energii, nie ujęte w cenie produktu Projekt Komisji Europejskiej ExternE 13

14 Koszty zewnętrzne Źródło: Doc. Andrzej Strupczewski(Instytut Energii Atomowej, Świerk), Dr Mieczysław Borysiewicz (Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa), Prof. Stanisław Tarnowski (Instytut Medycyny Pracy, Łódź), Dr Urosz Radowicz (Agencja Rynku Energii), Warszawa.- Ocena wpływu wytwarzania energii elektrycznej na zdrowie człowieka i środowisko i analiza porównawcza dla róŝnych źródeł energii. 14

15 Koszty zewnętrzne wg raportu oceniającego postęp w zwiększaniu wysokosprawnej kogeneracji (M.P. Nr 1 z dnia 4 stycznia 2008 r. poz. 12): 24 zł/gj dla węgla 6 zł/gj dla gazu 15

16 Kogeneracja - potencjał wykorzystanie potencjału istniejących systemów ciepłowniczych niŝsze nakłady inwestycyjne Ciepłownictwo sieciowe w Europie: Islandia 95 % Estonia 52 % Polska 52 % Dania 51 % Szwecja 50 % Słowacja 40 % Finlandia 49 % Węgry 16 % Austria 12,5 % Niemcy 12 % Holandia 0,3 % W.Brytania 0,1 % (źródło: B. Regulski, IGCP Znaczenie rozwoju kogeneracji w Polsce, Sulechów

17 Kogeneracja - potencjał Wg badań Izby Gospodarczej Ciepłownictwo Polskie: Potencjał ciepłowniczych systemów sieciowych to MWe (wg niektórych ekspertów nawet 3000 MWe) Stałe roczne potrzeby cieplne pozwalają na zastosowanie źródeł o mocy cieplnej od 1 do 15 MW. Największą grupę tych urządzeń stanowić będą źródła o mocy od 2,5 do 5 MW. (źródło: B. Regulski, IGCP Znaczenie rozwoju kogeneracjiw Polsce, Sulechów

18 Kogeneracja - potencjał Wg analizy krajowego potencjału kogeneracji wykonanej na zlecenie Ministra Gospodarki przez PTEZ we współpracy z UCBEiOŚ, IGCP, ARE, będącej podstawą opublikowania raportu oceniającego postęp w zwiększaniu wysokosprawnej kogeneracji (M.P. Nr1 z r. poz. 12) Potencjał ekonomiczny: 430 PJ ciepła w 2005 r. oraz 530 PJ w 2020 Łącznie do 2020 r MW el Nowe moce kogeneracyjne przy realizacji potencjału ekonomicznego Źródło: Stanisław Błach, PTEZ, Wykorzystanie potencjału kogeneracji szansa na pokrycie wzrostu zuŝycia energii Poznań PowerExpo 18

19 generacja rozproszona unikanie rozbudowy sieci przesyłowych Kogeneracja - zalety inwestycje w małych i średnich miastach szansa na szybkie zwiększenie mocy wytwórczych - (moŝliwość zabudowy kilku tysięcy MW mocy elektrycznej w pełnej kogeneracji na istniejących systemach cieplnych - alternatywa dla budowy nowych bloków kondensacyjnych) 19

20 Kogeneracja - zalety 20

21 Wsparcie dla kogeneracji Ustawa z dnia 12 stycznia 2007 r. o zmianie ustawy - Prawo energetyczne, ustawy - Prawo ochrony środowiska oraz ustawy o systemie oceny zgodności (Dz. U. Nr 21 z dnia 9 lutego 2007 r. poz. 124) implementująca dyrektywę 2004/8/WE w sprawie promowania kogeneracji w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło uŝytkowe na rynku wewnętrznym energii Wprowadzenie mechanizmu świadectw pochodzenia z wysokosprawnej kogeneracji oddzielenie energii i jej cechy Dwa rodzaje świadectw: z kogeneracji opalanej paliwami gazowymi lub o mocy zainstalowanej poniŝej 1 MWel - tzw. Ŝółte z pozostałych jednostek kogeneracji tzw. czerwone 21

22 Wsparcie dla kogeneracji Świadectwa wydaje Prezes URE na wniosek wytwórcy złoŝony za pośrednictwem operatora systemu elektroenergetycznego Liczba otrzymywanych świadectw odpowiada wyprodukowanej energii elektrycznej brutto (na zaciskach generatora), jeŝeli sprawność średnioroczna jest nie mniejsza niŝ 80% dla turbin upustowo- kondensacyjnych oraz układów gazowo parowych, i 75% dla pozostałych technologii. JeŜeli sprawność mniejsza to ilość świadectw proporcjonalna do ciepła uŝytkowego: E CHP = C. H chp Obowiązek zakupu świadectw (dokłądniej praw majątkowych wynikających ze świadectw pochodzenia) przez podmioty sprzedające energię elektryczną odbiorcom końcowym lub zapłaty opłaty zastępczej. Wysokość opłat zastępczych: w 2008r. czerwone : 17,96 zł/mwh Ŝółte : 117,00 zł/mwh w 2009r. czerwone : 19,32 zł/mwh Ŝółte : 128,80 zł/mwh 22

23 Wsparcie dla kogeneracji Ustalony rozporządzeniem poziom udziału świadectw, oddzielnie dla czerwonych i dla Ŝółtych w 2008r. czerwone : 19,0% Ŝółte : 2,7% w 2009r. czerwone : 20,6% Ŝółte : 2,9% w 2012r. czerwone : 23,2% Ŝółte : 3,5% Rejestr świadectw prowadzony przez Towarową Giełdę Energii S.A. Mechanizm wsparcia funkcjonuje do końca 2012r. Wg interpretacji Prezesa URE nie moŝna uzyskać świadectw pochodzenia energii z kogeneracji i ze źródęł odnawialnych dla tej samej energii (eliminuje to np. kogenerację z biomasy lub biogazu). Toczy się walka o zmianę tej interpretacji. Nowela PE przewiduje dodatkowe świadectwa dla kogeneracji na bazie paliw odnawialnych 23

24 Wsparcie dla kogeneracji Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko Działanie 9.1.: Wysokosprawne wytwarzanie energii CEL DZIAŁANIA: Zwiększenie sprawności wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Minimalna wartość projektu 10 mln PLN Maksymalna kwota wsparcia: dla jednostek wykorzystujących nieodnawialne źródła energii 20 mln PLN. Maksymalny udział dofinansowania 20% wydatków kwalifikowanych lub wartości projektu (zaleŝnie od rodzaju pomocy) Alokacja: 83,77 mln EUR z funduszu spójności + 18,68 mln EUR krajowe środki publiczne 380 mln zł. 24

25 Elektrociepłownia gazowa na rynku gazu ziemnego Aspekty funkcjonowania: KaŜda elektrociepłownia gazowa, nawet wyposaŝona w małe silniki gazowe jest istotnym odbiorcą paliwa, pobierającym go z duŝą równomiernością, tak w ciągu doby jak i roku. Elektrociepłownie gazowe mogą być znakomitym obszarem zwiększenia sprzedaŝy gazu ziemnego. W przypadku miasta Siedlce pobór gazu przez wszystkich odbiorców przed budową EC kształtował się następująco: GAZOWNICTWO 1990 r r r r r r r r r r. Długość sieci gazowej [ km ] 80,5 109,2 110,0 112,1 115,3 118,1 122,4 124,7 125,0 126,1 Liczba odbiorców gazu sieciowego ZuŜycie gazu sieciowego [ tys. m3/rok ] Źródło: Raport o stanie miasta 2002.r Urząd Miasta w Siedlcach Roczny pobór gazu przez EC - 27 mln Nm3 Podwojenie sprzedaŝy gazu na tym samym terenie przy stosunkowo małych nakładach inwestycyjnych 25

26 Elektrociepłownia gazowa na rynku gazu ziemnego JeŜeli powstałoby na bazie paliwa gazowego 1000 MW mocy elektrycznej, to oznacza wzrost sprzedaŝy gazu o ok. 1,5 mld Nm 3 rocznie Jest to pobór równy w ciągu całego roku Inwestycje w kogenerację gazową są szybkie w realizacji MoŜliwość wykorzystania takich obiektów do wyrównywania zmienności poboru gazu 26

27 Elektrociepłownia gazowa na rynku gazu ziemnego Usługa systemowa regulacji rozbioru gazu alternatywa dla budowy PMG 1000 MWel to ok. 300 tys. nm3/h w gazie = 7,2 mln nm3/dobę RóŜne warianty pracy: - wyłączenie w dniach szczytowego poboru gazu - wyłączenie przy awariach sieci przesyłowej (istotne rozproszenie) - wyłączenie przy ograniczeniach dostaw z zagranicy - praca tylko latem - praca tylko w części doby Problem wycenienia takiej usługi 27

28 1. Jest potencjał rozwoju kogeneracji 2. Istnieją mechanizmy wsparcia Czy zatem kogeneracja rozwija się? 28

29 Dlaczego nie powstają nowe źródła kogeneracyjne? Słaba kondycja finansowa większości przedsiębiorstw ciepłowniczych, brak zakumulowanych kapitałów (skutki regulacji URE) Brak przewidywalności cen energii elektrycznej i paliw, problemy z dostępnością biomasy, uprawnieniami CO 2 Deformacja rynku energii Niewystarczający mechanizm wsparcia kogeneracji w postaci świadectw pochodzenia o zbyt krótki okres obowiązywania o corocznie ustalana wysokość opłaty zastępczej Problemy z przyłączeniem do sieci elektroenergetycznej, gazowej Rynek bilansujący 29

30 Dlaczego nie powstają nowe źródła kogeneracyjne? Wysokie nakłady inwestycyjne (jednostkowe i całkowite) Brak programów dotacyjnych ułatwiających finansowanie Nakłady inwestycyjne aktualnie budowanych i planowanych elektrociepłowni Moc elektryczna Nakłady inwestycyjne całkowite Nakłady inwestycyjne jednostkowe [MW] [mln zł] [mln zł] EC "A" 7,2 46 6,4 EC "B" 10,5 70 6,7 EC "C" ,5 EC "D" ,1 EC "E" ,0 EC Moskogen Szwecja (zrębki) ,1 Warianty EC Siedlce Wariant 1 10, ,9 Wariant 2 3, ,9 Wariant 3 7, ,7 Wariant 4 8, ,0 Wariant 5 BGP 35 79,6 2,3 Wariant 6 SG 1,5 5,0 3,3 Wariant 7 TG 7,5 24,0 3,2 Źródło: biuletyn Tenders Electronic Daily, strony internetowe przedsiebiorstw, opracowania PEC Siedlce na podstawie ofert 30

31 Czy mogą powstać kogeneracyjneźródła gazowe? Koszty wytwarzania energii Wysokość kosztów wytworzenia energii w gazowym źródle skojarzonym podlega zróŝnicowaniu w zaleŝności od przyjętej konfiguracji źródła i rodzaju zastosowanych urządzeń: -wysokość nakładów inwestycyjnych, -koszt uŝytego kapitału, -poziom sprawności wytwarzania (a zwłaszcza sprawności elektrycznej), - średni czasu wykorzystania mocy zainstalowanej, - poziomu kosztów serwisu (zwłaszcza koszty remontu głównego). Główną determinantą wysokości ponoszonych w tego typu źródłach kosztów jest jednak poziom cen paliwa. 31

32 Czy mogą powstać kogeneracyjneźródła gazowe? 32

33 Czy mogą powstać kogeneracyjneźródła gazowe? Cena paliwa gazowego: Spłaszczony taryfy róŝnica średniej ceny 1 m3 gazu wysokometanowego pomiędzy odbiorcą z grupy W-5, a W-10 jest mniejsza niŝ 14% 100% wykorzystania mocy umownej W-5 W-6A W-9 W-10 moc umowna m3/h średnia cena 1 m3 zł/nm3 1,2845 1,2430 1,1116 1,1083 stosunek do ceny z W-5 % 100,0% 96,8% 86,5% 86,3% cena energii chemicznej zł/gj 35,68 34,53 30,88 30,79 50% wykorzystania mocy umownej średnia cena 1 m3 zł/nm3 1,3525 1,2997 1,1490 1,1448 stosunek do ceny z W-5 % 105,3% 101,2% 89,5% 89,1% cena energii chemicznej zł/gj 37,57 36,10 31,92 31,80 Ceny taryfowe netto Mazowieckiej Spółki Gazowniczej oraz MOSD 2009r. 33

34 Czy mogą powstać kogeneracyjneźródła gazowe? Cena paliwa gazowego: Brak przewidywalności zmiany cen kwestie geopolityczne, cena ropopochodnych, kurs USD polityka regulacyjna URE, Brak moŝliwości obniŝenia ceny poprzez świadczenie usług systemowych wyłączenie na Ŝądanie (alternatywa dla magazynowania gazu) pobór tylko w okresie letnim 34

35 Kogeneracja w Danii 35

36 Kogeneracja w Polsce 36 Źródło: Statystyka Elektroenergetyki Polskiej Wyd. ARE S.A., Warszawa 2007

37 Jaka przyszłość czeka kogenerację? Czy kogeneracja gazowa będzie wizytówką polskiego gazownictwa i ciepłownictwa? 37

38 Dziękuję za uwagę! 38