Ocena elektroch³onnoœci PKB i zapotrzebowania na energiê elektryczn¹

Transkrypt

1 POLITYKA ENERGETYCZNA Tom 16 Zeszyt ISSN Zygmunt MACIEJEWSKI* Ocena elektoch³onnoœci PKB i zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ STRESZCZENIE. W liteatuze istnieje wiele pognoz kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹, któe by³y wykonane z zaanga owaniem znacznych œodków finansowych. Wiêkszoœæ z tych pognoz by³a znacznie pzeszacowana, poniewa nie spawdzi³a siê w poównaniu z zeczywistym zapotzebowaniem na enegiê elektyczn¹. Pognozy te nie spe³nia³y ównie oczekiwañ u ytkowników, dla któych by³y pzeznaczone. W tej pacy dokonano oceny pognozy kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ opacowanej pzez autoa w 2004 oku. Pognoza ta zosta³a opacowana metod¹ wykozystuj¹c¹ œedniooczne pzyosty dochodu naodowego wytwozonego oaz wskaÿników elastycznoœci zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ wzglêdem tego dochodu. Wykazano, e opacowana pognoza jest zgodna z faktycznym zu yciem enegii elektycznej do 2012 oku. Na podstawie danych statystycznych wyznaczono watoœci wspó³czynników elastycznoœci i elektoch³onnoœci poduktu kajowego butto (PKB) dla lat Stwiedzono znaczny spadek elektoch³onnoœci PKB w tych latach. Wykozystuj¹c metodê zastosowan¹ w 2004 oku pzedstawiono ównie pognozê kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ do 2030 oku. S OWA KLUCZOWE: pognozowanie, system elektoenegetyczny, enegia elektyczna, podukt kajowy butto * D hab. in., pof. nadzw. Uniwesytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimieza Pu³askiego w Radomiu, Wydzia³ Tanspotu i Elektotechniki, Zak³ad Elektotechniki i Enegetyki, Radom, e mail: zygmunt37@neostada.pl 25

2 Wpowadzenie W 2005 oku, na XIX Konfeencji z cyklu Zagadnienia suowców enegetycznych i enegii w gospodace kajowej zoganizowanej pzez Komitet Gospodaki Suowcami Minealnymi oaz Instytut Gospodaki Suowcami Minealnymi i Enegi¹ Polskiej Akademii Nauk, zosta³ pzedstawiony, a nastêpnie opublikowany w Wydawnictwie IGSMiE PAN Polityka Enegetyczna tom 8, Kaków 2005 efeat Pognozy a mo liwoœci kajowego systemu elektoenegetycznego (Maciejewski 2005). W pacy tej dokonano oceny pognozy kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ do 2025 oku, opacowanej pzez Ministestwo Gospodaki i Pacy (Ministestwo Gospodaki i Pacy 2004). Wykazano, e opacowana pognoza jest zdecydowanie pzeszacowana i nie mo e byæ zealizowana pzez kajowy system elektoenegetyczny. Wykozystuj¹c wieloletnie doœwiadczenie w zakesie pognozowania, auto pzedstawi³ w³asn¹ pognozê kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ na lata , ó ni¹c¹ siê zdecydowanie od pognozy opacowanej pzez Ministestwo Gospodaki i Pacy. Nadmiene pzeszacowanie zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ jest szkodliwe dla kajowej gospodaki, a pzede wszystkim dla enegetyki. Budowa obiektów enegetycznych, szczególnie elektowni, twa od kilku do kilkunastu lat. Podejmowanie zatem decyzji inwestycyjnych na podstawie b³êdnych pognoz mo e dopowadziæ do znacznych stat gospodaczych. W kaju wykonano wiele pognoz kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹. Niektóe z nich by³y wykonane z zaanga owaniem licznych zespo³ów oaz nak³adem znacznych œodków finansowych. Ocenê kilku wa niejszych pognoz pzedstawiono w pacach (Maciejewski 2003; D¹sal i in. 2011). Wykazano znaczne ozbie noœci miêdzy wykonanymi pognozami a zeczywistym zapotzebowaniem na enegiê elektyczn¹. Stwiedzono ich znikom¹ pzydatnoœæ, a nawet szkodliwoœæ oaz nie spe³nianie oczekiwañ u ytkowników, dla któych by³y pzeznaczone. W pacy (Maciejewski 2005) stwiedzono, e: Jest najwy szy czas aby poblematyk¹ zwi¹zan¹ z pognozowaniem kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ zajmowa³y siê zespo³y niezale ne od zleceniodawców, maj¹ce odpowiedni¹ wiedzê z zakesu elektoenegetyki, gospodaki i makoekonomii. Ponadto zespo³y podejmuj¹ce zadania z zakesu kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ powinny odpowiadaæ za wyniki pognoz i pzepowadzaæ, w azie potzeby, analizê pzyczyn ich ozbie noœci z zeczywistoœci¹. W tej pacy pzedstawiono aktualn¹ (2013 ok) ocenê stanu wiaygodnoœci opacowanej w 2004 oku pognozy kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ na lata (Maciejewski 2005). 26

3 1. Pognoza z 2004 oku Pognozê kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ wykonano metod¹ uposzczon¹, na podstawie pzewidywanych œednioocznych pzyostów pocentowych dochodu naodowego wytwozonego oaz wskaÿników elastycznoœci zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ wzglêdem tego dochodu. Odpowiadaj¹ca tej metodzie pognostyczna pocedua obliczeniowa jest okeœlona nastêpuj¹c¹ zale noœci¹ (Gumiñski, Maciejewski 1988; Maciejewski 1990): i k E E [ g ( d 1) 1] k 0 i i i 1 (1) gdzie: E 0 zu ycie enegii elektycznej w oku bazowym (kalendazowym) pognozy, E k zapotzebowanie na enegiê elektyczn¹ w k-tym oku pognozy, i ok z okesu od oku bazowego do k-tego oku pognozy (1, 2, 3,..., k), d i pocentowy wzost PKB w i-tym oku pognozy wzglêdem oku popzedniego, g i wskaÿnik elastycznoœci zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ wzglêdem PKB dla i-tego oku pognozy Za³o enia ogólne Za³o ono, e w latach pognozy bêdzie kontynuowana polityka dotycz¹ca (Ministestwo Gospodaki i Pacy 2004; Ministestwo Gospodaki i Pacy 2005): estuktuyzacji pzemys³u, w tym sektoa elektoenegetyki, acjonalnego u ytkowania enegii, szczególnie enegii elektycznej, wpowadzania enegooszczêdnych technologii w podukcji pzemys³owej i budownictwie mieszkaniowym Za³o enia szczegó³owe Dane wyjœciowe: ok bazowy pognozy 2004, zu ycie enegii elektycznej w oku bazowym [TWh], ok koñcowy pognozy 2025, ( = 2025), pocentowy wzost PKB dla: dolnej ganicy pognozy: d1 d2 d ,, gónej ganicy pognozy: d1 d2 d , ; wskaÿniki elastycznoœci: g 1 040,, g2 g3 g4 g5 g6 038,, 27

4 g7 g8 g9 g10 g11 035,, g12 g13 g14 g15 g16 030,, g17 g18 g19 g20 g21 025,. Pocentowe watoœci wzostu PKB dla okesu pognozy pzyjêto na ni szym poziomie ni w pognozie Ministestwa Gospodaki i Pacy. Pocz¹tkowy wskaÿnik elastycznoœci dla lat zosta³ pzyjêty identycznie jak w pognozie Ministestwa Gospodaki i Pacy, natomiast dla nastêpnych lat pognozy pzyjêto, e wskaÿnik ten ma watoœci malej¹ce, gdy w tym okesie nale y siê spodziewaæ coaz wiêkszego udzia³u w wytwazaniu PKB technologii enego- i elektooszczêdnych. W pognozie Ministestwa Gospodaki i Pacy pzyjêto odwotnie, tzn. za³o ono, e wskaÿnik ten bêdzie pzyjmowa³ watoœci wzastaj¹ce w ca³ym okesie pognozy Wynik pognozy Dla pzyjêtych za³o eñ szczegó³owych, kozystaj¹c z zale noœci (Maciejewski 2005), uzyskano pognozê kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ na lata , któa jest pzedstawiona w tabeli 1. TABELA 1. Pognoza kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ na lata TABLE 1. Foecast of domestic electicity demand in the peiod Rok pognozy 2005 (k = 1) 2010 (k = 6) 2012 (k = 8) 2015 (k = 11) 2020 (k = 16) 2025 (k = 21) Pognoza dolna [TWh] 146,25 153,33 156,02 160,15 166,25 171,51 Pognoza góna [TWh] 146,54 155,08 158,35 163,40 170,88 177,39 Z danych pzedstawionych w tabeli 1 wynika, e pognozowany do 2025 oku wzost kajowego zu ycia enegii elektycznej w odniesieniu do kajowego zu ycia enegii elektycznej w 2004 oku jest zawaty w ganicach od 18,4 do 22,6%. 2. Dane dotycz¹ce lat W tabeli 2 s¹ pzedstawione dane dotycz¹ce kajowego zu ycia enegii elektycznej (wg danych opeatywnych PSE Opeato) (Dane opeatywne PSE 2004) oaz pocentowego wzostu poduktu kajowego butto (wg danych GUS) w latach (GUS 2011; Sofu³ 2013). Z poównania danych zawatych w tabelach 1 i 2 dla lat 2010 i 2012 (liczby pogubione) wynika, e: 28

5 TABELA 2. Dane statystyczne , Polska TABLE 2. Statistical data in the peiod , Poland Rok Wzost PKB Polski w odniesieniu do [%] Kajowe zu ycie enegii elektycznej [TWh] 0,0 3,6 6,2 6,7 4,8 1,8 3,9 4,3 2,0 144,8 145,7 149,8 154,2 154,8 148,7 155,0 157,9 157, ok, pognoza: 153,33 155,08 TWh, stan faktyczny 155,0 TWh, 2012 ok, pognoza: 156,02 158,35 TWh, stan faktyczny 157,0 TWh, wynika, e opacowana w 2004 oku pognoza kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ do 2012 oku jest zgodna z faktycznym zu yciem enegii elektycznej. Ponadto z danych zawatych w tabeli 2 wynika, e w latach nast¹pi³ wzost PKB o 38,4% (1 1,036 1,062 1,067 1,048 1,018 1,039 1,043 1,020 = 1,384), co oznacza, e œedniooczny wzost PKB wyniós³ d , d 10415, natomiast zu ycie enegii elektycznej w tym samym czasie wzos³o o E E , 0 E 144, , 2004 co oznacza, e œedniooczny wzost kajowego zu ycia enegii elektycznej wyniós³ E , E 10102, Wynika st¹d, e œedniooczny wskaÿnik elastycznoœci zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ wzglêdem PKB w latach osi¹gn¹³ watoœæ g E 1 d 10102, , 1 025, 2.1. Elektoch³onnoœæ PKB W 2004 oku kajowe zu ycie enegii elektycznej wynios³o 144,8 TWh. Pzyjmuj¹c, e w tym oku 100 jednostek stanowi oczny PKB, otzymuje siê wskaÿnik elektoch³onnoœci PKB dla 2004 oku (tab. 2). 29

6 144, 8 TWh TWh w el , 100 jed.pkb jed.pkb WskaŸnik ten odpowiednio wynosi: 145, 7 TWh dla 2005 oku w el , , jed.pkb 149, 8 TWh dla 2006 oku w el , , 1062, jed.pkb TWh jed.pkb TWh jed.pkb Postêpuj¹c analogicznie oblicza siê wskaÿniki elektoch³onnoœci dla kolejnych lat a do 2012 oku. Wyniki obliczeñ s¹ zestawione w tabeli 3. TABELA 3. WskaŸniki elektoch³onnoœci PKB w okesie TABLE 3. Indicato electicity absoptive of Goss Domestic Poduct in the peiod Rok WskaŸnik elektoch³onnoœci PKB [TWh/jed. PKB] 1,448 1,406 1,362 1,319 1,263 1,192 1,196 1,163 1,134 Z danych zestawionych w tabeli 3 wynika, e w latach nast¹pi³o zmniejszenie elektoch³onnoœci PKB o oko³o 22%. 1448, 1134, 100% 21, 69% 1448, Obni enie w latach elektoch³onnoœci PKB o 22% nale y uznaæ za znaczne osi¹gniêcie gospodaki kajowej. 3. Pognoza kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ do 2030 oku Pognozê kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ wykonano metod¹ tak¹ sam¹ jak pognozê z 2004 oku, na podstawie pzewidywanych œednioocznych pzyostów pocentowych dochodu naodowego wytwozonego oaz wskaÿników elastycznoœci zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ wzglêdem tego dochodu. Odpowiadaj¹ca tej metodzie pognostyczna pocedua obliczeniowa jest okeœlona zale noœci¹ (1). 30

7 Dane wyjœciowe: ok bazowy pognozy 2012; zu ycie enegii elektycznej w oku bazowym wynios³o E 0 157, 0 [TWh] (tab. 2), ok koñcowy pognozy 2030 ( = 2030), pocentowy wzost PKB dla: dolnej ganicy pognozy: d1 d2 d ,, gónej ganicy pognozy: d1 d2 d ,, wskaÿniki elastycznoœci: g1 g2 g18 025, Watoœci pocentowego wzostu PKB w okesie pognozy zosta³y pzyjête na podstawie w³asnej pzewidywanej sytuacji gospodaczej kaju, natomiast watoœæ wskaÿnika elastycznoœci na podstawie œedniego wskaÿnika z okesu Na tej podstawie, wykozystuj¹c poceduê obliczeniow¹ okeœlon¹ zale noœci¹ (1), otzymano wyniki obliczeñ pognostycznych kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹, któe pzedstawiono w tabeli 4. TABELA 4. Pognoza kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ na lata TABLE 4. Foecast of domestic electicity demand in the peiod Rok pognozy 2013 (k =1) 2015 (k =3) 2020 (k =8) 2025 (k = 13) 2030 (k =18) Pognoza dolna [TWh] 157,98 159,92 165,02 170,25 175,63 Pognoza góna [TWh] 158,37 161,16 168,33 175,83 183,66 Z poównania wyników obliczeñ zawatych w tabelach 1 i 4 wynika, e opacowane pognozy kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ w 2004 i 2013 oku na lata 2015, 2020 i 2025 s¹ zbie ne. Dlatego bio¹c pod uwagê zgodnoœæ pognozy z 2004 oku dla lat 2010 i 2012 mo na z du ym pawdopodobieñstwem pzyj¹æ, e kajowe zapotzebowanie na enegiê elektyczn¹ bêdzie siê kszta³towaæ na nastêpuj¹cych poziomach: ok 2015 w ganicach: TWh, ok 2020 w ganicach: TWh, ok 2025 w ganicach: TWh, ok 2030 w ganicach: TWh. Wynika st¹d, e w latach œedniooczny wzost kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ nie powinien pzekaczaæ 1,5 TWh. Zakoñczenie Pzedstawiona ocena wskazuje, e metoda pognozowania kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹, wykozystuj¹ca pzewidywane œedniooczne pzyosty pocentowe 31

8 dochodu naodowego wytwozonego oaz wskaÿniki elastycznoœci zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ wzglêdem tego dochodu, mo e byæ z powodzeniem stosowana do wstêpnego oszacowania zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ w hoyzontach kótkoi œednioteminowych. W kaju, w latach ubieg³ych, wykonano wiele pognoz kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹. Niektóe z nich by³y wykonane z zaanga owaniem licznych zespo³ów oaz nak³adem znacznych œodków finansowych. Ocenê kilku wa niejszych pognoz z tego okesu pzedstawiono w pacy ((Maciejewski 2003; D¹sal i in. 2011). Wykazano znaczne ozbie noœci miêdzy wykonanymi pognozami a zeczywistym zapotzebowaniem na enegiê elektyczn¹. Stwiedzono ich znikom¹ pzydatnoœæ, a nawet szkodliwoœæ oaz nie spe³nianie oczekiwañ u ytkowników, dla któych by³y pzeznaczone. Szczególnie istotne jest obecnie pawid³owe oszacowanie kajowego zapotzebowania na enegiê elektyczn¹ ze wzglêdu na koniecznoœæ wy³¹czenia w najbli szych latach z eksploatacji wielu bloków enegetycznych i zast¹pienia ich nowymi. Zachowanie bilansu elektoenegetycznego, a tym samym zapewnienie bezpieczeñstwa elektoenegetycznego kaju mo e byæ badzo tudne (Dobzañska 2005). W tabeli 5 zestawiono dane statystyczne dotycz¹ce kajowego zu ycia enegii elektycznej od 1946 do 2012 oku (Statystyki Elektoenegetyki Polskiej 2013). Z danych tych wynika, e od 1946 do 1980 oku nastêpowa³ sta³y wzost zu ycia enegii elektycznej od watoœci 5,8 do 121,6 TWh. W 1981 oku nast¹pi³ spadek zu ycia enegii elektycznej do watoœci 115,0 TWh. Po spadku zu ycia enegii elektycznej w 1981 oku, od 1982 oku nastêpuje ponowny wzost zu ycia, któy osi¹ga watoœæ 148,8 TWh w 1989 oku. Od 1989 oku nastêpuje spadek zu ycia enegii elektycznej, któy w 1992 oku obni a siê do watoœci 128,7 TWh. Dopieo od 1999 oku nastêpuje ponowny sta³y wzost zu ycia enegii elektycznej, któy w 2006 oku osi¹gn¹³ watoœæ 149,8 TWh, pzekaczaj¹c najwiêksz¹ watoœæ zu ycia enegii elektycznej (148,8 TWh) uzyskan¹ w 1988 oku. Najwiêksze oczne pzyosty kajowego zu ycia enegii elektycznej wynosz¹ce po 7,3 TWh uzyskano w 1976 i w 1987 oku. W 1938 oku w Polsce kajowe zu ycie enegii elektycznej wynosi³o 4 TWh. TABELA 5. Elektoenegetyka Polska dane statystyczne zu ycia enegii elektycznej TABLE 5. Polish Powe Industy statistical data consumption of electicity Rok Zu ycie Enegii Elektycznej Rok Zu ycie enegii elektycznej Rok Zu ycie Enegii Elektycznej [ ] [TWh] [ ] [TWh] [ ] [TWh] , , , , , , , , , , , ,2 32

9 TABELA 5cd. TABLE 5 cont , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,1 Liteatua MACIEJEWSKI Z., 2005 Pognozy a mo liwoœci kajowego systemu elektoenegetycznego. Polityka Enegetyczna t. 8, z. spec., Kaków. Ministestwo Gospodaki i Pacy, 2004 D³ugoteminowa pognoza zapotzebowania na paliwa i enegiê. Waszawa. MACIEJEWSKI Z., 2003 Kajowe zu ycie enegii elektycznej a pognozowanie jej zapotzebowania. Polityka Enegetyczna t. 6, z. spec., Kaków. D SAL K., POP AWSKI T., RUSEK K., 2011 Ocena d³ugoteminowych pognoz zu ycia enegii i mocy szczytowych w systemach elektoenegetycznych. Polityka Enegetyczna t. 14, z. 2, Kaków. GUMIÑSKI J., MACIEJEWSKI Z., 1988 Pognozowanie potzeb enegetycznych kaju pzy wykozystaniu wskaÿników elastycznoœci. Enegetyka, Biuletyn Instytutu Enegetyki n 11, Waszawa. 33

10 MACIEJEWSKI Z. i in., 1990 Okeœlenie potzeb enegetycznych kaju na podstawie zmieniaj¹cego siê w latach pognozy wskaÿnika elastycznoœci zu ycia enegii wzglêdem dochodu naodowego wytwozonego. Studia i Rozpawy n 5, Wyd. CPPGSMiE PAN, Kaków. Ministestwo Gospodaki i Pacy, 2005 Polityka Enegetyczna Polski do 2025 oku. Waszawa. Dane opeatywne PSE opeato, , Waszawa. G³ówny Uz¹d Statystyczny, 2011 WskaŸniki zównowa onego ozwoju Polski. Katowice. SOFU A., 2013 Konkuencyjnoœæ dog¹ efom. Miesiêcznik Gospodaczy Nowy Pzemys³ n 5, Waszawa. DOBRZAÑSKA I. i in., 2005 Pognozowanie w elektoenegetyce. Zagadnienia wybane. Wydawnictwo Politechniki Czêstochowskiej, Czêstochowa. Statystyki Elektoenegetyki Polskiej. Wydawnictwa Centum Infomatyki Enegetyki do 1995 oku, nastêpnie Agencji Rynku Enegii S.A., Ministestwa Gospodaki i Pacy, lata Zygmunt MACIEJEWSKI Estimation of electicity absoptive indicato fo Goss Domestic Poduct and electicity demand of the Polish Powe System Abstact Multiple foecasts of domestic electicity demand have been documented in existing texts which wee based in lage pat on financial assets. Most of those foecasts wee significantly exaggeated, and they disageed with eal electicity demand. These foecasts didn t meet the expextations of the ecipients. This pape estimates the foecast of domestic electicity demand poposed by autho of this pape in This foecast was made using the indicatos of gowth in Goss Domestic Poduct and the electicity absoption indicato of Goss Domestic Poduct. It is shown that this foecast was consistent with the eal electicity demand until Fo the basic statistical data on the consumption of electicity, the factos of electicity absoption indicato of Goss Domestic Poduct of Poland wee detemined fo the yeas It is shown that these indicatos have pointed to a consideably deceasing tend. Using the method poposed by autho of this pape in 2004, a new foecast of domestic electicity demand until 2030 is given. KEY WORDS: foecasting, powe system, electicity, goss domestic poduct