Węgiel kamienny w polityce energetycznej Polski

Transkrypt

1 XXVIII Konferencja Zakopane 2014 na temat: Paliwa w energetyce uwarunkowania, perspektywy POLITYKA ENERGETYCZNA, TOM 17 ZESZYT 3 Spis referatów XXVIII Konferencji CZĘŚĆ 1 Kaliski M., Sikora A.P., Szurlej A. Węgiel kamienny w polityce energetycznej Polski SŁOWA KLUCZOWE: węgiel kamienny, bezpieczeństwo energetyczne, polityka energetyczna, energia elektryczna Celem artykułu jest analiza kluczowej roli węgla kamiennego w polityce energetycznej Polski, w szeroko rozumianym krajowym sektorze energii. W artykule przywołano rządowe dokumenty programowe istotne z punktu widzenia roli węgla w krajowej polityce energetycznej. Porównano zapotrzebowanie na to paliwo określone w obowiązującej polityce energetycznej z 2009 r. z danymi rzeczywistymi. Następnie w celu określenia wyjątkowej roli tego surowca energetycznego porównano min. jaki udział przypada na węgiel kamienny w strukturze pozyskania nośników energii w Polsce oraz przeanalizowano zasoby węgla i jego rolę w produkcji energii elektrycznej w ciągu ostatnich lat. Widoczne jest stopniowe zmniejszenie wykorzystania tego paliwa, przy wzroście zużycia węgla brunatnego. Dla porównania przeanalizowano jak przedstawia się zainteresowanie tym paliwem ze strony sektora energetycznego w takich państwach jak Wielka Brytania i Niemcy. W przeciwieństwie do krajowych tendencji, tam rośnie wykorzystanie węgla kamiennego. W dalszej części artykułu podkreślono, że gospodarka węglem kamiennym ma istotny wpływ na poziom bezpieczeństwa energetycznego Polski. Następnie przybliżono znaczenie węgla kamiennego w krajowym sektorze wytwarzania energii elektrycznej w perspektywie do 2050 r., opierając się na prognozach eksperckich przygotowanych w ciągu ostatniego roku (zespołu IGSMiE PAN-AGH w Krakowie i Instytutu Studiów Energetycznych Sp. z o.o. w Warszawie - ISE oraz Krajowej Agencji Poszanowania Energii - KAPĘ i Warszawskiego Instytutu Studiów Ekonomicznych - WISE). Hard coal in Poland s energy policy KEY WORDS: hard coal, energy security, energy policy, electricity The objective of this paper is to analyse the role of hard coal in Polish energy policy. Hard coal plays a key role in the energy sector in Poland. The paper refers to government documents relevant to the role of hard coal in the national energy policy. Demand for this fuel projected in the energy policy of 2009 was compared with current data. The analysis shows the unique role of this energy source, with comparisons made, for example, of the share hard coal represents in Poland s energy carriers. Coal resources and their role in electricity generation over the past years were analysed as well. One can observe a gradual decrease in the use of hard coal, together with an increase in the consumption of brown coal or lignite. For comparison purposes, the paper analyses the interest in this fuel shown by energy sectors in countries such as the UK and Germany. Unlike the tendencies in Poland, the use of hard coal is growing in these countries. Further, the paper underlines that the management of hard coal

2 has significant effects on Poland s energy security. Finally, the role of hard coal in domestic electricity generation until 2050 is described on the basis of expert forecasts prepared during the past year (IGSMiE PAN-AGH-ISE, the Mineral &Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences University of Science and Technology the Energy Studies Institute, and WISE-KAPE). Gawlik L., Lorenz U. Ile węgla kamiennego dla energetyki? SŁOWA KLUCZOWE: węgiel energetyczny, prognozy, podaż, popyt, scenariusze W artykule przeprowadzono analizę zapotrzebowania na węgiel dla sektora energii w Polsce w perspektywie 2050 roku. Przedstawiono kilka scenariuszy badawczych, w których założono różne warunki w zakresie rozwoju energetyki jądrowej, gazowej oraz dostępności technologii wychwytu i sekwestracji ditlenku węgla, przy określonym poziomie zapotrzebowania na energię elektryczną, cenach uprawnień do emisji C0 2 oraz wymaganego udziału produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Uzyskane wyniki określają poziom zapotrzebowania na węgiel energetyczny przy różnych kierunkach przyszłego rozwoju polskiego sektora elektroenergetyki. Poddano ocenie plany rozwojowe górnictwa węgla kamiennego stwierdzając, że do 2020 roku niezbędne będzie ograniczenie wielkości wydobycia o około 13 min ton węgla energetycznego. W zależności od kierunku rozwoju sektora elektroenergetycznego, zapotrzebowanie na węgiel może ulegać sukcesywnej redukcji (rozwój energetyki gazowej), ale jeśli rozwój technologii CCS pozwoli na jej implementację w polskich elektrowniach węglowych, w 2040 roku zapotrzebowanie na polski węgiel energetyczny może osiągnąć poziom min ton. Podkreślono, że trudna sytuacja finansowa górnictwa wymusza działania restrukturyzacyjne, których efektem musi być ograniczenie wydobycia i obniżenie kosztów produkcji węgla. Realizacja planów inwestycyjnych budowy nowych kopalń powinna być poprzedzona dogłębną analizą, uwzględniającą zmieniające się uwarunkowania rynkowe. How much steam coal for the power sector? KEY WORDS: steam coal, forecasts, supply, demand, scenarios This article analyzes the demand for coal in the Polish energy sector in the long term perspective (until 2050). It outlines several scenarios in which different conditions were assumed in the development of nuclear energy, gas-fired energy, and the availability of technology for sequestration and storage of carbon dioxide. These scenarios also assumed a certain level of demand for electricity, certain prices for CO 2 emission allowances, and a required share of energy from renewable sources. The results indicate the levels of demand for steam coal depending on the direction of the future development of the Polish energy sector. This analysis examined developmental plans for coal mining, noting that it will be necessary to decrease the output of steam coal by around 13 million tonnes by Depending on developments in the heat and power sector, the demand for coal may undergo gradual reduction (development of gasbased power); but if the development of CCS technology will allow its implementation in Polish coalbased power plants, the demand for Polish coal may reach million tonnes in It is emphasized that a difficult financial situation is forcing mining restructuring activities, the result of which should be the reduction of production levels accompanied with decreased costs of coal production. Furthermore, investments in new mine constructions should be preceded by a thorough analysis taking into account changing market conditions. Bednorz J.

3 Prognozowany udział węgla kamiennego w polityce energetycznej Polski w perspektywie długoterminowej przegląd wybranych analiz SŁOWA KLUCZOWE: węgiel, perspektywy, analizy, gospodarka, ekologia Polityka energetyczna to bez wątpienia jedno z najważniejszych zagadnień dotyczących sfery polityki, biznesu oraz aspektów społecznych. Obecna, zdeterminowana przez węgiel kamienny będzie musiała ulec modyfikacji. W założeniach polskiej polityki energetycznej do roku 2030 przewidywany jest wzrost konsumpcji energii finalnej, a więc i zużycia surowców energetycznych. Nasuwa się pytanie: czy surowiec ten będzie wyeliminowany ze struktury wytwarzania, czy jedynie zmniejszona zostanie jego rola i jak będzie ona znacząca. O ważkości tej tematyki świadczy mnogość opracowań, raportów czy analiz przeprowadzonych przez organizacje rządowe, biznesowe oraz pozarządowe. Wśród prezentowanych analiz zdecydowana większość podkreśla znaczącą rolę węgla kamiennego jako podstawowego nośnika energii. Jednakże zmieniają się proporcje jego wykorzystania jako surowca energetycznego. W niektórych prezentowanych opracowaniach wzrasta rola odnawialnych źródeł energii i energetyki atomowej. Te dwa czynniki wpływają na procentowy spadek partycypacji węgla w bilansie energetycznym Polski. Jednocześnie podkreślana jest konieczność większego zróżnicowania miksu energetycznego, zwracając zarazem uwagę na niebezpieczeństwo wzrostu uzależnienia się od importu paliw. Ponadto wśród opracowań zwracana jest uwaga na zagrożenie dla polskiej energetyki i gospodarki płynące z zaostrzenia unijnej polityki klimatycznej. Przedstawione zostały analizy zwolenników oraz przeciwników węgla kamiennego w perspektywie średnio-i długookresowej. The projected share of coal in Polish energy policy in the long term perspective a review of selected studies KEYWORDS: coal, perspective, analysis, economy, ecology Energy policy is without a doubt one of the most important issues concerning the spheres of politics, business, and society. In the near future, the portion of energy production derived from coal will have to be adjusted. It is assumed by Polish energy policy until 2030 that there will be an increase in the consumption of final energy, and thus in the consumption of energy sources. This begs the question of whether or not this raw material will be eliminated from the structure of production or merely reduced, and how significant any reduction will be. The weight of evidence related to this subject is provided by a multitude of studies, reports, and analyses carried out by government organizations, businesses, and NGOs. The vast majority of these analyses emphasize a significant role for coal as the primary energy carrier. However, the proportions of its use as an energy source are changing. In some studies, the role of renewable energy and nuclear energy is increased. These two factors affect the percentage decrease in the participation of coal in the energy balance of Poland. At the same time, the need for greater diversification of the energy mix is emphasized, while paying attention to the danger of increased dependence on imported fuels. Moreover, among the papers reviewed, attention is turned to the threat to the Polish energy sector and economy posed by tightening of the EU s climate policy. This article thus presents the analyses of both supporters and opponents of coal in the medium and long term. Grudziński Z., Stala-Szlugaj K. Pozycja węgla kamiennego w bilansie paliw i energii w kraju

4 SŁOWA KLUCZOWE: pozyskanie i zużycie paliw pierwotnych, bilans paliw i energii W artykule omówiono pozycję węgla kamiennego w bilansie paliw i energii w latach Węgiel odgrywa podstawową rolę w zaspokojeniu potrzeb energetycznych przez krajową gospodarkę. Udział paliw stałych w pozyskaniu energii pierwotnej w omawianych latach zmniejszył się o około 2% i wyniósł w 2012 roku 87%. Natomiast w zużyciu obniżył się o 7% i był to efekt związany ze spadkiem wykorzystania węgla koksowego o 13% i węgla energetycznego o 11%. W zużyciu węgla kamiennego w Polsce dominują jednostki energetyki, które zużywają ponad 60% węgla. W ostatnich latach obserwowany jest wzrost zużycia węgla przez sektor drobnych odbiorców. Z węgla kamiennego produkuje się prawie 50% energii elektrycznej i jest to spadek o 9% w stosunku do 2007 roku. Z porównania pozyskania i zużycia energii pierwotnej wynika, że Polska jest per saldo importerem energii. Nadwyżka zużycia nad pozyskaniem paliw pierwotnych w omawianych latach kształtowała się na poziomie około PJ, tj. około 25-33%. W przypadku tylko paliw stałych sytuację mamy odwrotną - podaż paliw jest wyższa o około 10-12% od zużycia. The role of hard coal in Polish fuel and energy balance KEY WORDS: production and consumption of primary fuels, fuel and energy balance This article describes the role of hard coal in the fuel and energy balance of Poland from Coal plays a fundamental role in meeting the energy needs of the Polish economy. The share of solid fuels in primary energy production during these years decreased by approximately 2%, amounting to an 87% share in The consumption decreased by 7%, which can be attributed to the decline in the use of hard coal by 13% and steam coal by 11%. Coal consumption in Poland is dominated by the power sector, which uses more than 60% of the coal consumed. In recent years, there has been an increase in coal consumption by domestic customers. Hard coal is responsible for nearly 50% of the generation of electricity, though this decreased by 9% when compared to A comparison of acquisition and primary energy consumption shows that Poland is a net importer of primary energy. The surplus level of consumption exceeded production of primary fuels in the years in question by approximately PJ, or by about 25 33%. In the case of solid fuels, the situation is reversed; the supply of fuels is higher by about 10 12% when compared to consumption. Kasztelewicz Z. Doktryna energetyczna Polski na I połowie XXI wieku SŁOWA KLUCZOWE: energia elektryczna, doktryna energetyczna, rozwój krajowej energetyki, energetyka konwencjonalna, odnawialne źródła energii Obecna polityka energetyczna Polski jest zbiorem różnych celów przy braku jednej doktryny górniczo-energetycznęj opartej na krajowych uwarunkowaniach społeczno-gospodar-czych wypracowanych w ostatnich dekadach. Obecna sytuacja polityczna i gospodarcza Europy po wydarzeniach Rosja-Ukraina-Europa nie pozostawiła żadnych złudzeń, że każdy kraj Europy w pierwszej kolejności dba o własne interesy, a w drugiej kolejności zaczyna myśleć o interesach globalnych. Nasz kraj winien wyciągnąć strategiczne wnioski z tej sytuacji i zacząć dbać w pierwszej kolejności o interes Polski, a interes globalny mieć w dalszej kolejności. Powinna zostać jednoznacznie określona nowa doktryna ekologiczna UE - limity emisji np. C0 2 dotyczą w skali całej Unii Europejskiej a nie każdego kraju, w tym Polski. Nie można karać kraju za historyczne uwarunkowania gospodarcze. Polska winna jednoznacznie wypracować własną doktrynę energetyczną opartą w pierwszej kolejności na energetyce węglowej w powiązaniu z energetyką odnawialną opartą

5 na zasadach rynkowych. W doktrynie winna zostać określona polityka surowcowa kraju ujmująca informacje, jakie zasoby energetyczne będą wykorzystywane w następnych dekadach XXI wieku. W przypadku złóż węgla kamiennego i brunatnego państwo winno określić listę złóż i zabezpieczyć je dla przyszłego zagospodarowania przed ich blokowaniem, a mieszkańcom tych terenów zapewnić w określonym czasie godziwą rekompensatę za wywłaszczenia oraz określić korzyści ze współistnienia z przemysłem. Artykuł proponuje założenia dla opracowania i wdrożenia strategicznej doktryny energetycznej naszego kraju na I połowę XXI wieku. Polish energy doctrine for the first half of the 21st Century KEY WORDS: electric energy, energy doctrine, development of domestic power engineering, conventional power engineering, renewable energy sources Current energy policy in Poland is rooted in a variety of purposes, having no single miningenergy doctrine based on the national socio-economic conditions which have developed in recent decades. The political and economic situation of Europe in light of Ukraine-Russia-Europe incidents leaves no doubt that every country of Europe cares firstly about its own interests, and secondarily about global interests. Poland should thus draw a strategic conclusion from this situation and concern itself firstly with Polish interests, while keeping global interests in the background. A new, clear energy doctrine should be developed, for example, regarding EU emissions limits, with CO 2 levels considered for the European Union as a whole and not every country separately, including Poland. Poland should create its own mining-energy doctrine based firstly on coal power engineering in combination with economically viable renewable energy. A country cannot be punished for its historical economic conditions. This paper proposes assumptions for the development and implementation of strategic energy doctrine for Poland for the first half of the 21st Century. Sobolewski A., Strugała A. Proces wdrażania nowych technologii na przykładzie ciśnieniowego zgazowania węgla opracowanego w ramach Projektu Strategicznego NCBR SŁOWA KLUCZOWE: węgiel, zgazowanie, nowe technologie, proces wdrażania Wdrażanie nowych technologii odbywać się może w różny sposób. Najniższe koszty badań rozwojowych a zarazem najmniejsze ryzyko inwestycyjne gwarantuje stopniowy rozwój nowej technologii oparty na jej testowaniu w instalacjach wielkolaboratoryjnych, pilotowych, demonstracyjnych oraz ostatecznej weryfikacji w skali prototypowej instalacji przemysłowej. Taki model rozwoju nowych technologii preferowany jest w takich krajach jak Niemcy czy Japonia. Opierając się na informacjach literaturowych a także doświadczeniach własnych, autorzy zaprezentowali propozycję drogi rozwoju technologii ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym przy wykorzystaniu do tego celu ditlenku węgla. Wyróżnili 9 specyficznych etapów tego rozwoju i odpowiadające im poziomy gotowości rozwijanej technologii. Podali też aktualny poziom gotowości technologii ciśnieniowego zgazowania węgla rozwijanej w ramach Strategicznego Programu NCBR oraz określili warunki dalszego jej rozwoju. Process of implementing new technologies as exemplified by high pressure coal gasification developed within the framework of the NCBR Strategic Programme

6 KEY WORDS: coal, gasification, new technologies, implementation process Implementation of new technologies can be conducted in different ways. The lowest cost of R&D and, at the same time, the lowest investment risk are guaranteed by gradual (step-by-step) development of a new technology based on its testing on a bench scale, pilot scale, demo scale, and on the final verification at a prototype commercial plant. Such a development model of new technologies is preferred in countries like Germany or Japan. On the basis of information available in existing documentation, as well as original analysis, this article presents a recommended path of development for the technology of high pressure coal gasification in a CFB reactor with the use of CO 2. The analysis distinguishes nine specific stages of that development and the corresponding readiness levels of the developed technology. Also presented is the current readiness level of the technology of high pressure coal gasification developed within the frame-work of the NCBR Strategic Programme, and the conditions for its further development. Sołtysik M., Mucha-Kuś K. Tworzenie rynku gazu: ewolucja czy rewolucja? SŁOWA KLUCZOWE: gaz ziemny, rynek gazu, tworzenie rynku, rozwój rynku, koopetycja Nieuchronność i sukcesywność wdrażania elementów wspólnotowej polityki energetycznej oraz pozostawiona w tym względzie krajom członkowskim swoboda realizacji celów, powinna przekładać się na działania uwzględniające specyfikę lokalnych rynków, tak aby w możliwie harmonijny sposób przeprowadzić procesy liberalizacyjne. Proces tworzenia i rozwoju rynku energii elektrycznej pozwolił na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat, na zebranie doświadczeń, które można wykorzystać przy tworzeniu ram i zasad funkcjonowania rynku gazu ziemnego. Osiąganie kamieni milowych w procesie uwalniania rynku gazu może być zatem następstwem wykorzystania sprawdzonych praktyk o ewolucyjnym i sukcesywnie wdrażanym charakterze, prowadzących w konsekwencji do akceptowalnych biznesowo i społecznie zmian. Może być jednak także efektem rozstrzygnięć na drodze niekonsultowanych społecznie i sektorowe arbitralnych decyzji administracyjnych, nie mających odpowiedniej legitymacji biznesowej. Ewolucja strategii zarządzania pozwala na identyfikację ąuasioptymalnych mechanizmów, dających zainteresowanym stronom procesu liberalizacji komfort w realizacji zarówno ich indywidualnych celów, jak i uzyskania efektu na poziomie wspólnym. W referacie opisane zostaną wybrane determinanty rynku gazu w tym w szczególności charakterystyka: (i) tworzenia ram prawnych i regulacyjnych funkcjonowania rynku, (ii) jego uczestników, a także (iii) praktycznych efektów zmian wdrażanych na drodze ewolucyjnej i rewolucyjnej. Gas market creation evolution or revolution? KEY WORDS: gas, gas market, market creation, market development, coopetition The inevitability and gradual implementation of elements of EU energy policy, together with the freedom of the method of use by member states to achieve the policy s objectives, should be translated into actions to address the specific circumstances of local markets. The aim is to carry out the liberalization processes in the way most harmonious to society. The process of the creation and development of the energy market over the last several years has made it possible to gather broad ranging experience which can be used in developing the framework and principles of the functioning of the gas market. The achievement of milestones in the process of liberating the gas market may,

7 therefore, be a consequence of the use of evolutionary or gradually implemented best practices leading to acceptable changes. Market changes may, however, also be the result of arbitrary administrative decisions without any social or energy sector consultations. The evolution of management strategies allows for the identification of quasi-optimal mechanisms giving interested parties the comfort of achieving both their individual goals as well as the common objectives. This paper describes the selected determinants of the gas market, in particular: (i) the creation of a legal and regulatory framework for the market, (ii) the characteristics of gas market participants, and (iii) the practical effects implemented through evolutionary and revolutionary changes. Kosowski P. Wstępna ocena wpływu proponowanych zmian fiskalnych na opłacalnoości wydobycia gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych SŁOWA KLUCZOWE: podatek węglowodorowy, niekonwencjonalne złoża gazu ziemnego, system podatkowy, opłacalność inwestycji, symulacja Monte Carlo W artykule przedstawiono próbę wstępnej oceny wpływu nowych regulacji fiskalnych na opłacalność wydobycia niekonwencjonalnego gazu ziemnego. W Polsce od 1 stycznia 2016 r. wprowadzony zostanie nowy system obciążeń fiskalnych dla przedsiębiorców zajmujących się eksploatacją węglowodorów, choć płatność tych podatków zostanie odroczona do 2020 roku. System będzie składał się z trzech podstawowych elementów: specjalnego podatku węglowodorowego, podatku od wydobycia niektórych kopalin oraz podatku dochodowego od osób prawnych. Ocenie poddano dwa warianty projektu wydobywczego: wariant I zakładający wydobycie w ciągu 6 lat 56 min m3 gazu ziemnego i wariant II, w którym przez 20 lat wydobyte zostanie 100 min m3 gazu. Na potrzeby analizy skonstruowano stochastyczny model ekonomiczny wykorzystujący metodę Monte Carlo. Rezultaty obliczeń pokazują, iż wpływ nowych regulacji podatkowych na opłacalność projektów wydobywczych będzie uzależniony od ich jakości. W przypadku wariantu I wpływ nowych uregulowań jest niewielki. W wariancie II, zakładającym większe wydobycie całkowite i dłuższy czas eksploatacji, negatywny wpływ nowych regulacji na efektywność ekonomiczną jest już wyraźny. Widoczny jest tutaj progresywny charakter zmian. Im bardziej udany jest projekt wydobywczy, tym większy wpływ nowego systemu obciążeń na jego opłacalność. W wariancie I średnia wartość NPV dla nowych regulacji wzrosła o 1,65%, a w drugim spadła o 14,10%. W przypadku nominalnej wartości zapłaconych podatków średnia dla wariantu I spadła o 0,36%, a w wariancie II wzrosła az o 66,16%. Preliminary assessment of the impact of the proposed changes in the taxation system on the profitability of unconventional gas production KEY WORDS: hydrocarbon tax, unconyentional gas, tax system, profitability, Monte Carlo simulation This article presents an initial attempt to assess the impact of new regulations impacting the system of taxation on the profitability of unconventional gas production. The new system of fiscal burdens for entrepreneurs involved in the exploitation of hydrocarbons in Poland will be introduced from 1 January 2015, but payment of these taxes will be deferred to This fiscal system will consist of three basie elements - a special hydrocarbon tax, natural gas production tax, and corporate income tax (CIT).

8 Two variants of an investment project were assessed - yariant I, duration time 6 years and total production of natural gas of 56 million cubic metres; and yariant II, duration time 20 years and total production of 100 million cubic metres of natural gas. A stochastic economic model was constructed using the Monte Carlo simulation to conduct the analysis. Results of the assessment show that the impact of the new tax regulations on the profitability of unconventional gas production projects will depend on their ąuality. In the case of yariant I, the impact of the new regulations is smali. For yariant II, where greater total production and duration time is assumed, the negative impact of the new regulations on economic efficiency is clearly yisible. The progressive nature of the proposed changes is apparent; the morę successful the production project, the greater the impact of the new tax system on its profitability. In yariant I, the ayerage net present yalue (NPY) for the123 new regulations increased by 1.65%, while for yariant Hit dropped by 14.10%. The nominał ayerage value of the fiscal burden for yariant I decreased by 0.36%, but for yariant II increased by as much as 66.16%. Szeląg P. Prognozowanie generacji wiatrowej w kontekście gospodarowania zasobami energii SŁOWA KLUCZOWE: energia wiatrowa, odnawialne źródła energii, prognozowanie, analiza skupień Z roku na rok przybywa nowych instalacji wytwarzających energię elektryczną z odnawialnych źródeł energii. Zjawisko to, w różnym stopniu, dotyczy wszystkich rodzajów zasobów odnawialnych, jednak najdynamiczniej rozwija się energetyka wiatrowa. Przyłączanie nowych farm wiatrowych do systemu elektroenergetycznego powoduje konieczność rozwiązania problemów związanych z pracą tych źródeł energii; do najważniejszych z nich należą: duża zmienność w czasie poziomu generowanej mocy oraz trudność w jej przewidywaniu. Od lat podejmowane są próby ograniczenia negatywnych skutków pracy elektrowni wiatrowych. Podejmowanie działania początkowo skupiały się na przygotowywaniu kolejnych, coraz lepszych narzędzi prognostycznych dedykowanych elektrowniom wiatrowym. Obserwowane jest również przyspieszenie prac związanych z opracowywaniem technologii oraz budową instalacji magazynujących energię elektryczną. Celem autora jest połączenie tych dwóch nurtów i stworzenie dwóch narzędzi. Pierwszym z nich będzie model dający możliwość przygotowania możliwie najlepszej prognozy generacji mocy. Drugim, narzędzie wyznaczające optymalną pojemność magazynu, między innymi na podstawie informacji uzyskanych z modelu prognostycznego. W pracy tej przedstawiono działania związane z wykonaniem pierwszego narzędzia. Opisano proces filtracji danych pomiarowych oraz problemy z tym związane. Przedstawiono koncepcję modelu predykcyjnego. Scharakteryzowano etap uczenia modelu oraz wykonania prognozy mocy. Przedstawiono dokładności prognozy oraz sformułowano kolejne etapy pracy. Forecasting wind generation in the context of energy resources management KEY WORDS: wind energy, renewable energy sources, forecasting, cluster analysis From year to year, the number of new installations producing electricity from renewable energy sources increases. This phenomenon, to varying degrees, applies to all types of renewable resources, though the fastest growing is wind power. Connecting new wind farms to the power system necessitates solving the problems related to the work of these energy sources. The most important issues include the large variation in the level of power generated and the difficulty in predicting changes in the supply. For years, attempts have been made to reduce the negative factors, initially

9 focusing on preparing new forecasting tools dedicated to wind farms. Also observable has been the acceleration of work associated with the development of the technology and the construction of electrical energy storage capacity. The objective of this study is the combination of these two trends and the development of two applicable tools. The first model will provide the opportunity to prepare the best possible forecast of power generation. The second will be a tool for defining the optimum storage capacity, inter alia, on the basis of information obtained from the forecasting model. This paper presents the activities related to the implementation of the first tool. It describes the process of filtering the measured data and the problems associated with it, and presents the concept of a predictive model. The learning phase of the model is outlined together with creating a forecast for power levels. Also shown is the accuracy of the forecasts, and formulation for the successive stages of work. Ceran B. Charakterystyki eksploatacyjne stosu ogniw paliwowych typu PEMFC SŁOWA KLUCZOWE: ogniwa paliwowe, charakterystyka zewnętrzna stosu, sprawność W artykule omówiono zasadę działania ogniwa paliwowego typu PEMFC (ang. Proton Exchange Membranę Fuel Celi). Scharakteryzowano różne typy ogniw paliwowych. Przedstawiono charakterystykę zewnętrzną ogniwa paliwowego typu PEMFC oraz krzywą mocy. Opisano trzy obszary występujące w charakterystyce zewnętrznej związane ze stratami występującymi w ogniwie paliwowym: stratami aktywacyjnymi, stratami omowymi, stratami transportu masy. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych oraz doświadczalnych dla stosu ogniw paliwowych PEMFC. Dokonano analizy wpływu czynników, takich jak temperatura pracy ogniwa, przepłukiwanie anody (purching), ilość powietrza dostarczanego do katody na parametry pracy stosu ogniw PEMFC. Omówiono zarejestrowaną dynamikę pracy stosu ogniw PEMFC oraz oszacowano sprawność elektryczną badanego systemu ogniw paliwowych. Operational characteristics of PEM fuel cells KEY WORDS: fuel cells, the external characteristics of the stack, electric efficiency This paper presents the results of tests on a fuel cell system with a proton exchange polymer membrane (PEM), describing the principle of operation of the PEM fuel cell. The advantages and disadvantages of fuel cells are also described, along with a presentation of the various types of fuel cells. The paper presents an external characteristic of a fuel cell as well as the curve of power utilization has been presented. Three loss areas result from the external characteristics as follows: activation losses, ohm losses, and mass transport losses. Further, it is necessary to consider the influence of the temperature of a working cell. The external characteristic of a fuel cell stack were determined by measurements. The paper further examines the effect of purging the anode on the functioning of the stack, the dynamics of that functioning, the electrical efficiency of the stack, and the impact of the coefficient of excess air on the working of the stack. Szczerbowski R. Modelowanie systemów energetycznych charakterystyka wybranych modeli

10 SŁOWA KLUCZOWE: bezpieczeństwo energetyczne, mix energetyczny, polityka energetyczna, modelowanie systemów energetycznych Szereg zmian zachodzących w sektorze energetyki uzależnionych jest od wielu czynników nie tylko technicznych i ekonomicznych, ale także społecznych i politycznych. Polski sektor energetyczny stoi obecnie przed poważnymi wyzwaniami. Wysokie zapotrzebowanie na energię finalną, nieadekwatny poziom infrastruktury wytwórczej i przesyłowej, uzależnienie od zewnętrznych dostaw gazu ziemnego i ropy naftowej oraz zobowiązania w zakresie ochrony klimatu powodują konieczność podjęcia zdecydowanych działań. W celu realizacji zadań prawidłowego funkcjonowania systemu energetycznego niezbędnym elementem jest proces ciągłej obserwacji i przewidywania zmian stanu systemu w różnych horyzontach czasowych. Złożoność problemów gospodarki paliwami i energią powoduje, że modele komputerowe są obecnie podstawowym narzędziem dla ich analiz. Decyzje dotyczące polityki energetycznej i ekologicznej wymagają wcześniejszych badań skutków, które można oszacować za pomocą wielu modeli. Modelling of energy systems characteristics of selected models KEY WORDS: energy safety, energy mix, energy policy, energy systems modelling A number of changes occurring in the energy sector are dependent on factors not only related to technology and the economy, but also to social and political conditions. Presently, the Polish energy sector faces serious challenges. The high demand for final energy, the inadequate capacity of production and transfer infrastructure, the dependence on external gas and crude oil supplies, and the requirements to comply with climate and environmental protection mandates make it necessary to take serious actions. In order to achieve a correctly functioning energy system, a crucial element is to monitor and forecast instant changes in the state of the system over different time horizons. The complexity of fuels and energy systems development makes mathematical modeling the basic tool for their analyses. Decisions regarding energy or environmental policy regulation are always preceded by an impact assessment, which is an analysis performed using a variety of models. Malko J. Studium przypadku: Europa generacja, przesył, dystrybucja SŁOWA KLUCZOWE: generacja, przesył, dystrybucja, rozwój, przemiany, Europa Sektor energii elektrycznej krajów europejskich znajduje się w fazie głębokich przemian i musi stawić czoło wyzwaniom, obejmującym zrównoważenie i niezawodność dostaw energii oraz wdrożenie działań integracyjnych w ramach wewnętrznego rynku, obejmującego 28 krajów UE i podlegającego procesom liberalizacji. Starzejący się majątek trwały, wymagający bądź wycofania, bądź też gruntownej modernizacji całej infrastruktury w obszarach generacji, przesyłu i dystrybucji, jest również objęty niezbędnymi działaniami w skali paneuropejskiej. W istocie bezpieczna, zrównoważona, dostępna i osiągalna energia elektryczna jest warunkiem rozwoju współczesnych społeczeństw, realizacji aspiracji obywateli oraz konkurencyjności ich przemysłów. Dla spełnienia założeń europejskiej polityki energetycznej i klimatycznej system elektroenergetyczny musi podlegać procesowi szybkich i radykalnych transformacji, szczególnie w zakresie technologii, wykorzystujących zasoby odnawialne. W artykule - opierając się na specjalnej europejskiej edycji czasopisma IEEE Power&Energy - przedstawiono wielogłos opinii i wniosków, zaprezentowany w pięciu artykułach przewodnich tego magazynu. Generation, Transmission, and Distribution Case Study: Europe

11 KEY WORDS: generation, transmission, distribution, development, transformation, Europe The special edition of IEEE Power and Energy Magazine (March/April 2014) is devoted to the unprecedented revolution in the European power sector, which is facing tremendous changes and challenges in improving its sustainability and the security of supply, including implementing the integration of the internal, E-28 energy market and its liberalization. Aging assets in need of decommissioning and upgrading the entire electrical power infrastructure (generation, transmission, and distribution) is also a considerable concern across the European energy landscape. Indeed, secure, sustainable, available, and affordable energy is fundamental to modern societies and to the wellbeing of citizens, in addition to industrial competitiveness. The European power system serves more than 500 million people distributed over a large territory with an annual consumption of over 3,000 TWh. The corresponding generation portfolio is still primarily composed of traditional plants using fossil, hydroelectric, and nuclear energy sources. Renewable energies are undergoing accelerated development with a significant share/penetration of wind energy. Total installed wind power in Europe was 106 GW at the end 2012, of which about 5 GW were from offshore sources. For solar photovoltaic (PV) energy, the installed capacity in the EU at the end of 2012 was close to 70 GW, representing about 68% of the world s installed PV capacity. The transmission and distribution infrastructure investments (for renewal and expansion including the accommodation of renewable energy sources and distributed generation) are expected to represent several hundreds of billions of euros by The current high-voltage transmission grid is made up of approximately 300,000 km of overhead lines and cables. It has historically been developed on a national basis, with a limited number of interconnections at the boundaries of neighboring countries initially built for security support via small energy exchanges, and not intended to support the open market. The recent opening and expansion of cross-border markets has drastically changed this situation, leading to a fast and continuous increase in cross-border exchanges and emphasizing the need for new infrastructure enabling better European market integration. Distribution grids at medium and low voltages cover about 5 million km of lines and cables, and are managed by about 5,000 distribution operators in all EU countries. In Europe, a large fraction of the PV and wind generation is connected at the distribution level, and this requires a major shift in the operation of distribution networks. To fulfil European climate and energy policies, the electrical system is expe-riencing a period of rapid and radical evolution focused on the development of renewable energies. The EU power grid can be a facilitator of the development of this new renewable portfolio through the harmonization of different energy sources and consumption patterns as well as through economies of scale; but it is facing major challenges in planning, developing, and deploying the appropriate tech-nological solutions to respond to the political objectives and support the goal of a decarbonized and sustainable economy. Zaporowski B. Kierunki rozwoju źródeł wytwórczych energii elektrycznej SŁOWA KLUCZOWE: elektrownia, elektrociepłownia, efektywność energetyczna, efektywność ekonomiczna W pracy jest przedstawiona analiza perspektywicznych technologii wytwarzania energii elektrycznej oraz skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła dla polskiej elektroenergetyki. Analizę wykonano dla trzech grup źródeł wytwórczych: elektrowni systemowych, elektrociepłowni dużej i średniej mocy oraz elektrowni i elektrociepłowni małej mocy. Do analizy wybrano 18 technologii wytwórczych: blok parowy na parametry nadkrytyczne opalany węglem brunatnym, blok parowy na parametry nadkrytyczne opalany węglem kamiennym, blok gazowo--

12 parowy opalany gazem ziemnym, blok jądrowy z reaktorem PWR, ciepłowniczy blok parowy na parametry nadkrytyczne opalany węglem kamiennym, ciepłowniczy blok gazowo-parowy z 3- ciśnieniowym kotłem odzysknicowym opalany gazem ziemnym, ciepłowniczy blok gazowo--parowy z 2-ciśnieniowym kotłem odzysknicowym opalany gazem ziemnym, ciepłowniczy blok parowy średniej mocy opalany biomasą, ciepłowniczy blok gazowo-parowy zintegrowany ze zgazowaniem biomasy, elektrownię wiatrową, elektrownię wodną małej mocy, elektrownię foto-woltaiczną, ciepłowniczy blok z silnikiem gazowym opalany gazem ziemnym, ciepłowniczy blok z turbiną gazową małej mocy pracującą w obiegu prostym opalany gazem ziemnym, ciepłowniczy blok ORC (Organie Rankine Cycle) opalany biomasą, ciepłowniczy blok parowy małej mocy opalany biomasą, ciepłowniczy blok z silnikiem gazowym zintegrowany z biologiczną konwersją biomasy oraz ciepłowniczy blok z silnikiem gazowym zintegrowany ze zgazowaniem biomasy. Dla poszczególnych technologii wyznaczono wielkości charakteryzujące ich efektywność energetyczną oraz, zdyskontowane na 2014 rok, koszty wytwarzania energii elektrycznej, z uwzględnieniem kosztów uprawnień do emisji C0 2. Development of electricity generation sources KEY WORDS: power plant, combined heat and power (CHP) plant, energy effectivenes, economic effectiveness The paper presents the analysis of perspective technologies of electricity generation and electricity and heat cogeneration for Polish electric industry. The analysis was made for three kinds of electricity generation sources: system power plants, large and medium scale combined heat and power (CHP) plants and small scale power plants and CHP plants. For analysis were chosen 18 following generation technologies: supercritical steam unit fired with brown coal, supercritical steam unit fired with hard coal, gas-steam unit fired with natural gas, nuclear power unit with PWR reactor, supercritical steam CHP unit fired with hard coal, gas-steam CHP unit with 3-pressure heat recovery generator (HRSG) fired with natural gas, gas-steam CHP unit with 2-pressure HRSG fired with natural gas, medium scale steam CHP unit fired with biomass, gas-steam CHP unit integrated with biomass gasification, wind power plant, small scale water power plant, photovoltaic plant, CHP unit with gas engine fired with natural gas, CHP unit with gas turbine, operating in simple cycle, fired with natural gas, ORC (Organic Ranking Cycle) CHP unit fired with biomass, small scale steam CHP unit fired with biomass, gas CHP unit integrated with biological conversion (fermentation process) and CHP unit with gas engine integrated with biomass gasification. For every particular generation technologies the quantities characterizing their energy effectiveness and unit electricity generation costs, with CO 2 emission payment, discounted of 2014 year, were determined. Kamiński J., Stós K. Aktualne uwarunkowania ekonomiczno-techniczne i formalno-prawne rozwoju przedsiębiorstwa kogeneracyjnego w Polsce SŁOWA KLUCZOWE: przedsiębiorstwo energetyczne, elektrociepłownia, rozwój Niniejszy artykuł stanowi próbę kompleksowego podejścia do zidentyfikowania uwarunkowań rozwoju przedsiębiorstwa z branży energetycznej w Polsce i jest odpowiedzią na wybiórcze podejście do poruszanych zagadnień w literaturze przedmiotu. W artykule zostały przedstawione uwarunkowania, mające decydujący wpływ na długoterminowy rozwój przedsiębiorstwa energetycznego na przykładzie elektrociepłowni. Autorzy wyróżnili i omówili uwarunkowania formalno-prawne i ekonomiczno-techniczne. W ramach uwarunkowań ekonomicznych scharakteryzowali zagadnienia związane z popytem na ciepło i energię elektryczną, kwestię wpływu

13 rosnącej efektywności energetycznej oraz sprawy związane z dostępnością oraz kosztami zakupu paliw. W grupie uwarunkowań formalno-prawnych przybliżyli kluczowe dokumenty i regulacje formalnoprawne wyznaczające ramy prowadzenia działalności energetycznej w Polsce. W ramach grupy uwarunkowań technicznych omówili czynniki wynikające z posiadanej infrastruktury technicznej i jej ograniczeń ze szczególnym zwróceniem uwagi na istotny problem bardzo zaawansowanego stopnia zużycia infrastruktury energetycznej. Current techno-economic and legal conditions affecting the development of a Combined Heat and Power Plant in Poland KEY WORDS: energy company, combined heat and power plant, development This article is an attempt at a comprehensive approach to identifying the determinants of business development in the energy sector in Poland, and is a response to selective approaches to the issues discussed in other works. The article evaluates factors that have a decisive impact on the longterm development of an energy company, considering the case study of a combined heat and power plant. This includes a review of economic, technical, and legal/regulatory conditions. In the context of economic conditions, the paper characterizes matters related to the demand for heat and electricity, the impact of increasing energy efficiency, and the availability and cost of fuels purchased. In the group of le-gal/regulatory conditions, key documents and regulations defining the legal framework for energy activities in Poland are described. Lastly, technical issues to be reviewed consider the existing infrastructure and its technical constraints, with special emphasis on the problem of obsolete energy sector infrastructure. Kampa A., Jurdziak L. Wielowariantowa analiza opłacalności budowy źródła kogeneracyjnego opartego na technologii kotła wielopaliwowego SŁOWA KLUCZOWE: opłacalność inwestycji, energetyka, kogeneracja, kocioł wielopaliwowy Przedstawiono wielowariantowa analizę opłacalności budowy elektrociepłowni z kotłem wielopaliwowym. Dokonano porównania różnych scenariuszy i wariantów pracy elektrociepłowni w zależności od zastosowanego miksu paliwowego w polskich warunkach. Opłacalność porównano metodami zdyskontowanych przepływów pieniężnych przy użyciu wartości zaktualizowanej netto (NPV) oraz wewnętrznej stopy zwrotu (IRR). Założenia zaczerpnięte zostały z analiz i prognoz rynkowych, danych historycznych, danych statystycznych oraz własnego doświadczenia autorów pracy. Jednym z problemów, który napotkano przy gromadzeniu danych były trudności pozyskania wiarygodnych danych wejściowych z jednego źródła. Przeprowadzono analizę opłacalności dla sześciu scenariuszy różniących się zastosowanym miksem paliwowym oraz podstawową technologią. Najbardziej opłacalnym paliwem dla scenariusza niskiego wzrostu cen węgla okazał się węgiel spalany w kotle monopaliwowym. Nieco gorsze wyniki dała biomasa i węgiel spalane w kotle wielopaliwowym w sekwencji pozwalającej na pełne wykorzystanie dopłat do produkcji zielonej energii (pierwsze 15 lat biomasa, potem węgiel). Scenariusz węglowy w kotle wielopaliwowym dał wynik NPV gorszy o około 50 min PLN z uwagi na wyższe koszty inwestycyjne. Współspalanie węgla i biomasy w tych samych proporcjach dało akceptowalny rezultat. Najgorszy wynik osiągnięto dla spalania węgla w kotle monopaliwowym przy wysokim wzroście cen węgla. Rozwiązanie monopaliwowe okazało się więc zagrożone wysokim ryzykiem rynkowym. Rozwiązanie wielopaliwowe jest znacznie bardziej elastyczne i gwarantuje akceptowalną opłacalność dla różnych -

14 nawet skrajnych scenariuszy. Możliwości elastycznej zmiany paliwa i przez to optymalnego dopasowania się do zmieniającej się sytuacji ekonomicznej i prawnej na rynku jest rozwiązaniem znacznie bezpieczniejszym. Multivariate analysis of the profitability of the construction of the cogeneration source based on a multi- -fuel boiler technology KEY WORDS: return on investment, power industry, cogeneration, multi-fuel boiler The paper presents a multi-variant analysis of the profitability of CHP multi-fuel boiler. A comparison of different scenarios and options for power plant operation in Polish conditions, depending on the fuel mix used has been presented. Profitability based on DCFs methods has been compared using net present value (NPV) and internal rate of return (IRR). Assumptions have been derived from the analysis and market forecasts, historical data, statistical data, and the authors own experience. One of the problems that were encountered in the collection of data was the difficulty of obtaining reliable input data from a single source. The profitability analysis has been carried for 6 scenarios with usage of different fuel mix and basic technology. The most cost-effective fuel for the low coal price growth scenario was the coal burned in the mono-fuel boiler. Slightly worse results gave biomass and coal burned in the multi-fuel boiler in a sequence that allows the full use of subsidies for the production of green energy (first 15 years only biomass, then only coal). The coal scenario in multi-fuel boiler gave the NPV result worse by about 50 million PLN due to higher investment costs. Co-firing of coal and biomass in the same proportions gave a decent result. The worst result was achieved for the combustion of coal in the mono-fuel boiler with the high coal prices growth scenario. The mono-fuel solution turned out to be highly exposed to market risk. Multi-fuel solution is much more flexible and ensures a decent cost-effectiveness for different even extreme scenarios. The possibility of flexible fuel change and therefore optimal adaptation to the changing economic and legal situation at the market is the significantly safer solution.. Grzegorczyk L. Mikroinstalacje regulacje i uwarunkowania w perspektywie krajowej energetyki prosumenckiej SŁOWA KLUCZOWE: źródła rozproszone, prosument, odnawialne źródła energii Artykuł wypełnia lukę dotyczącą polskiej energetyki związanej z mikroinstalacjami oraz energetyką prosumencką. Opisuje potencjał, który tkwi w mikroinstalacjach opartych na odnawialnych źródłach energii, a także wskazuje na warunki, które powinny być spełnione, aby aktywizować szybki rozwój mikroinstalacji oraz energetyki prosumenckiej w kraju. W prezentowanym artykule przedstawiono obecny stan mikroinstalacji odnawialnych źródeł energii wraz z realną ścieżką ich rozwoju w perspektywie polskiej gospodarki oraz budowy energetyki prosumenckiej. Krytyczna analiza regulacji prawnych związanych z mikroinstalacjami pozwoliła obiektywnie ocenić drogę legislacyjną, którą musi przejść inwestor zamierzający zainwestować w odnawialne źródła energii. Jednocześnie podkreślono, że niedokończone działania na rzecz całkowitego odblokowania niewykorzystanego potencjału mikroinstalacji odnawialnych źródeł energii będą podstawą do budowy energetyki prosumenckiej w kraju. Dodatkowo omówiono istotny wpływ mikrogeneracji w perspektywie rozwoju gospodarczego Polski, a także możliwość pokazania nowych kierunków związanych z instalacjami OZE i energetyką prosumencką. Ponadto w artykule przedstawiono wpływ decyzji dotyczących rozwoju mikrogeneracji na realizację strategicznych celów społeczno-ekonomicznych Polski.

15 Microinstallations regulations and conditions from the perspective of national prosumer energy KEY WORDS: energy sources, prosumer, renewable source of energy This article fills a gap in the information available about the Polish energy sector related to microinstallations and prosumer energy. It describes the potential that lies in microinstallations based on renewable energy sources, and indicates conditions that must be met to enable the rapid development of microinstallations and prosumer energy options in the country. The article presents the current state of microinstallations of renewable energy sources, along with the real path of growth in the Polish economy and the development of energy prosumers. Critical analysis of legal regulations related to microinstallations has made it possible to objectively evaluate the legislative requirements that must be met by an investor wishing to invest in renewable energy sources. At the same time, it is stressed that following through with as yet incomplete steps to unlock the untapped potential of microinstallations of renewable energy sources will be the basis for the development of a prosumer energy approach in the country. The article emphasizes how all decisions concerning the development of microgeneration can significantly affect the implementation of the strategic, social, and economic objectives of Poland. Dołęga W. Identyfikacja ograniczeń sieciowych infrastruktury elektroenergetycznej SŁOWA KLUCZOWE: identyfikacja, infrastruktura elektroenergetyczna, ograniczenia sieciowe W artykule dokonano identyfikacji ograniczeń sieciowych infrastruktury elektroenergetycznej. Przeanalizowano różnorodne ograniczenia wynikające z warunków obciążeniowych elementów sieci elektroenergetycznej, ze stabilności napięciowej, z warunków zwarciowych, z warunków równowagi dynamicznej i statycznej, z zakresu regulacji wtórnej oraz z wymagań dotyczących pewności zasilania obszarów wokół elektrowni. Ograniczenia wynikające z warunków obciążeniowych elementów sieci elektroenergetycznej stanowią największą i najbardziej złożoną grupę ograniczeń sieciowych. Wynikają z dopuszczalnej obciążalności linii, która jest zależna od termicznej obciążalności przewodów oraz zwisów. W zależności od charakteru, mogą być nakładane na moc maksymalną lub minimalną generacji elektrowni i odnosić się do określonego stanu i/lub okresu pracy KSE. Ograniczenia wynikające ze stabilności napięciowej są związane ze stanem KSE oraz okresem czasu i dotyczą zwykle: grupy jednostek wytwórczych podłączonych do jednej rozdzielni w stacji, całej elektrowni lub grupy elektrowni. Wynikają głównie ze zbyt niskiego poziomu obciążenia linii przesyłowych w okresie letnim i braku wystarczającej liczby urządzeń do kompensacji generowanej przez nie mocy biernej pojemnościowej. Ograniczenia wynikające z warunków zwarciowych wyznaczają maksymalną liczbę bloków elektrowni, pracujących na jednym systemie szyn przy zadanej konfiguracji pracy sieci. Ograniczenia te pojawiają się w sytuacji konieczności wyłączenia systemów szyn zbiorczych w stacjach elektroenergetycznych, w stanach remontowych lub awaryjnych. Ograniczenia wynikające z warunków równowagi dynamicznej i statycznej wyznaczają dla danej konfiguracji sieci pewną maksymalną liczbę bloków elektrowni, mogących jednocześnie oddawać moc do danej rozdzielni. Ograniczenia te obowiązują stale i są niezależne od: sezonu, dnia i pory dnia. Ograniczenia wynikające z zakresu regulacji wtórnej wprowadzają maksymalną liczbę jednostek pracujących na jednym systemie szyn i muszą być kontrolowane zarówno na etapie planowania, jak i

16 na etapie prowadzenia ruchu sieci. Ograniczenia wynikające z wymagań dotyczących pewności zasilania obszarów wokół elektrowni określają pewną minimalną wartość generacji lub minimalną liczbę pracujących jednostek, wymaganych ze względu na pewność zasilania lokalnych odbiorców. W artykule przedstawiono charakterystykę i omówiono szeroko wspomniane rodzaje ograniczeń sieciowych występujących obecnie w KSE. Mają one zasadniczy wpływ zarówno na obecne funkcjonowanie KSE jak i procesy: prowadzenia ruchu, planowania pracy i planowania rozwoju KSE. Identification of network constraints in the national electric power infrastructure KEY WORDS: identification, electric power infrastructure, network constraints This paper identifies the network constraints affecting Poland s electric power infrastructure. Diverse constraints are analysed which result from the load conditions of electrical power network elements, voltage stability, short-circuit conditions, dynamic and static balance conditions, the range of secondary control, as well as the requirements of supply certainty for areas around power plants. Constraints which result from the load conditions of the electrical power network elements represent the most numerous and complex group of network constraints. These stem from the permissible current-carrying capacity of the lines, which depends on the thermal capacity of conductors and sags. They can impact the maximum and minimum power of generation, and have definite effects on state and/or National Electric Power System (NEPS) periods of operation. Constraints which result from voltage stability are connected with the state of the NEPS as well as the time period, and usually concern the group of generation units connected to one switching station, whole power plants, or groups of power plants. They result mainly from too low a level of transmission line load in the summer period and a shortage of a sufficient number of devices for capacitive reactive power compensation. Constraints which result from short-circuit conditions determine the maximum number of power units connected with one busbar system during a definite configuration of network operation. They appear in situations where the busbar systems in power substations are switched off during maintenance and emergency conditions. Constraints which result from dynamic and static balance conditions determine for a given network configuration a certain maximum number of power units which can be connected to a given switching station and generate electricity at the same time. These constraints are always operative and independent of the season, day, and hour of the day. Constraints which result from the range of secondary control determine the maximum number of units that can be operated on one busbar system, and must be inspected both during the planning stage and during the operational stage. Constraints which result from the requirements of supply certainty for areas around power plants define a certain minimum value of generation or minimum number of operated power units required for supply certainty for local users. Network constraints presently existing in the NEPS have a fundamental influence on both the present functioning of the NEPS and on future operational and expansion planning. Maciejewski Z. Wpływ linii przesyłowych prądu przemiennego na efektywność systemu elektroenergetycznego SŁOWA KLUCZOWE: system elektroenergetyczny, linia elektroenergetyczna, przewody wiązkowe, prąd przemienny, przesył mocy, efektywność energetyczna Najważniejszymi parametrami, które charakteryzują linie elektroenergetyczne prądu przemiennego są: rezystancja i reaktancja (elementy szeregowe) oraz konduktancja i susceptancja

17 (elementy równoległe). W liniach wysokich napięć rezystancje i konduktancje są małe w odniesieniu do reaktancji i susceptancji, dlatego mogą nie być brane pod uwagę. Przewód wiązkowy, tworzący jedną fazę linii, składa się z dwóch, trzech, czterech lub większej liczby przewodów utrzymywanych w stałych odległościach od siebie. W pracy podano podstawowe zależności wyznaczające reaktancję i susceptancję jednostkową linii elektroenergetycznej. Wyprowadzono wzory określające wpływ przewodów wiązkowych na zmianę wartości tych parametrów. Na tej podstawie przedstawiono szczegółowe wartości zmian reaktancji i susceptancji w zależności od liczby przewodów w wiązce dla linii 400 kv krajowego systemu elektroenergetycznego. Wykazano możliwość zwiększenia zdolności przesyłowych linii elektroenergetycznych ze wzrostem liczby przewodów w wiązce. Wskazano na dodatkowy korzystny wpływ przewodów wiązkowych na efektywność pracy systemu elektroenergetycznego. Dotyczy to w szczególności zwiększenia zapasu stabilności, zmniejszenia strat przesyłu i strat napięcia, zwiększenia mocy naturalnej linii oraz zmniejszenia strat ulotu linii. Zmniejszenie ulotu z przewodów wiązkowych wpływa także korzystnie na obniżenie poziomu hałasu oraz zakłóceń radioelektrycznych wytwarzanych przez linie elektroenergetyczne, szczególnie w czasie złej pogody. Influence of transmission lines on efficiency of the power system KEY WORDS: power system, current line, bundled conductors, power transmission, efficiency of energy The most important parameters which characterize the lines of a power system are resistance, reactance (series elements), conductance, and susceptance (parallel elements). In the high voltage lines of a power grid, resistance and conductance are minor in reference to reactance, and susceptance, therefore, can be neglected. The bundled conductor, which creates one phase of the line, is made up of from one to four or more wires which have a constant distance between themselves. This paper presents the basic relations which describe the parameters of transmission lines, i.e. reactance and susceptance. It examines the influence of bundled conductors on the value of the lines parameters. The ability to transmit for different values of line parameters are described for the 400 kv lines of the Polish power grid. It is shown that the transmission capability of the 400 kv lines increases when increasing the number of the bundled conductors. The analysis considers the influence of bundled conductors on the effectiveness of the power system. In particular, the concern is with increasing the stability, decreasing the loss of transmission and voltage, increasing the natural power of the lines, and decreasing the corona loss of transmission lines. Decreasing the loss from corona discharge for bundled conductors has an influence on decreasing the noise and interference with radio engineering coming from transmission lines, particularly during poor weather conditions. Kudełko M., Kaszyński P. Wybrane implikacje zawodności rynku konkurencyjnego na przykładzie sektora energetycznego SŁOWA KLUCZOWE: niekorzystne i korzystne efekty zewnętrzne, analiza kosztów i korzyści, badania modelowe, sektor energetyczny W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z pojęciem efektywności alokacyjnej i jej roli w podejmowaniu optymalnych decyzji ekonomicznych. Skupiono uwagę na ekonomicznych skutkach zawodności rynku w sytuacji występowania efektów zewnętrznych -zarówno negatywnych, jak i pozytywnych. Scharakteryzowano je od strony teoretycznej, ilustrując konsekwencje ekonomiczne takiej sytuacji dla producentów (nadwyżka producentów), konsumentów (nadwyżka konsumentów) i otoczenia (koszty i korzyści zewnętrzne). Wskazano, że aby rynek dostarczał efektywny społecznie poziom produkcji, należy wprowadzić prawidłowo oszacowane subsydia dla

18 producentów - w przypadku pozytywnych efektów zewnętrznych, albo podatek korygujący - w przypadku negatywnych efektów zewnętrznych. Ponadto, podano reguły decyzyjne, które są stosowane w analizie kosztów i korzyści - technice wspomagającej proces decyzyjny, podejmowany zarówno przez podmioty prywatne, jak i władzę publiczną. Wskazano szczególne przypadki ich stosowania w celu osiągnięcia efektywności alokacyjnej. Odstępstwem od ich stosowania jest realizacja postulatu osiągnięcia efektywności kosztowej, co jednak nie gwarantuje, że dany projekt, program lub polityka jest społecznie optymalna i pożądana. Te teoretyczne konsekwencje zawodności rynku znalazły swoje odbicie w przedstawionych obliczeniach modelowych dotyczących rozwoju krajowej energetyki. Podstawą analityczną wyników jest matematyczny model równowagi cząstkowej. Do oszacowania wielkości kosztów i korzyści społecznych wykorzystano zmiany nadwyżek konsumentów i producentów. Udowodniono, że zastosowanie kryterium maksymalizacji dobrobytu prywatnego może prowadzić do rozwiązań nieoptymalnych społecznie. Internalizacja właściwie oszacowanych kosztów zewnętrznych, czyli włączenie ich do kryterium decyzyjnego w sektorze energetycznym, może znacząco zwiększyć poziom osiąganego dobrobytu społecznego. Selected implications of market failure example from the energy sector KEY WORDS: Positive and negative external effects, cost-benefit analysis, modeling studies, energy sector This paper presents selected aspects of the effective allocation of resources, and examines the optimal decision making processes involved. The analysis focuses on the economic conseąuences of market failure within the context of external effects - bom negative and positive. These conseąuences are described by illustrating theoretical economic implications for the producers (producer surplus), consumers (consumer surplus), and the environment (external costs and benefits). It is recommended that in order to achieve an effective level of production, either subsidies - properly assessed - to producers (in the case of positive externalities) or a correcting tax (in the case of negative externalities) should be imposed. In addition, the paper provides decision rules that are used in a costsbenefit analysis - a decision support tool for the processes undertaken by bom private and public entities. Specific examples are described of the application of these rules in order to achieve allocation efficiency. An exception to their application concerns an aim to achieve cost efficiency, this however does not ensure that a particular project, program, or policy is socially efficient/optimal or desirable. These theoretical implications of a market s failure are depicted by a model analyzing the national power sector development. Consumer and producer surpluses were the basis for estimating social costs and benefits. The paper proves that the use of the private welfare criterion may imply socially inefficient solutions. Internalization of correctly estimated external costs (in the sense that they are included in the decision-making criteria in the energy sector) has the potential to significantly increase the level of social welfare. Krzykowski M. Ochrona odbiorców wrażliwych energii elektrycznej i paliw gazowych uwarunkowania prawne SŁOWA KLUCZOWE: odbiorca wrażliwy, ubóstwo energetyczne, rynek energii, dodatek energetyczny, układ przedpłatowy W świetle danych statystycznych od min odbiorców energii elektrycznej w Europie dotknięte jest ubóstwem energetycznym. Problem ten został dostrzeżony na poziomie Unii Europejskiej, co znalazło swoje odzwierciedlenie w postanowieniach min. dyrektywy 2009/72/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 lipca 2009 r. dotyczącej wspólnotowych zasad rynku

19 wewnętrznego energii elektrycznej i uchylającej dyrektywę 2003/54/WE. Ze względu na charakter przytoczonego aktu prawnego państwom członkowskim pozostawiono swobodę w doborze środków służących realizacji celu określonego w dyrektywie. Toteż mechanizmy wsparcia odbiorców wrażliwych mogą przejawiać się np. w: zakazie wstrzymywania dostaw energii elektrycznej osobom, które uzyskały specjalny certyfikat (Słowenia), obowiązku poinformowania odpowiednich służb socjalnych przed wstrzymaniem dostaw energii (Holandia, Belgia, Szwecja), zakazie wstrzymywania dostaw odbiorcom przewlekle chorym korzystającym z aparatury medycznej (Irlandia) czy zakazie wstrzymywania dostaw energii w okresie jesienno--zimowym (Finlandia). Polski ustawodawca zdecydował się oprzeć krajowy program ochrony odbiorców wrażliwych na systemie zabezpieczenia społecznego (tzw. zryczałtowany dodatek energetyczny) uzupełnionym o środki służące obniżeniu płatności rachunków za energię (obowiązek instalacji przedpłatowych układów pomiarowo-rozliczeniowych). Celem opracowania jest próba oceny obowiązujących rozwiązań prawnych w zakresie ochrony odbiorcy wrażliwego na tle prawa Unii Europejskiej i Polski. Problematyka ta jest szczególnie aktualna w kontekście niedawno wprowadzonych zmian legislacyjnych, które przedmiotową kategorię odbiorcy implementowały do ustawodawstwa polskiego. Wobec powyższego artykuł pozwoliłby na wysunięcie pierwszych wniosków, co do skuteczności i adekwatności zastosowanych środków prawnych. Protection of vulnerable customers of electricity and gaseous fuels legal conditions KEY WORDS: vulnerable customers, energy poverty, energy market, energy supplement, prepayment system Recent statistics indicate that about 50 million electricity customers in Europe are affected by energy poverty. The problem has been recognized at the EU level, resulting in Directive 2009/72/EC of the European Parliament and the Council from 13 July 2009 concerning common rules for the internal market in electricity, and repealing Directive 2003/54/EC. The nature of the old directive left member states free to choose measures to achieve the objective set in the directive. The support of vulnerable customers mechanisms was manifested, for example, in the prohibition of stopping the supply of electric energy to people who received a special certificate (Slovenia), the obligation to inform the relevant social services before stopping power supplies (Netherlands, Belgium, Sweden), and the prohibition of stopping supplies to customers chronically ill and of stopping the energy supply from autumn to winter (Finland). The Polish legislature decided to base the national program of protecting vulnerable customers on the social security system, supplemented by measures reducing costs of energy bills. The objective of this paper is to examine existing legal solutions for the protection of vulnerable customers in the context of the EU and Polish legal systems, with particular attention paid to the latest Polish legal changes. Wojtkowska-Łodej G. Wyzwania klimatyczne i energetyczne a polityka Unii Europejskiej SŁOWA KLUCZOWE: klimat, energia, polityka klimatyczna i energetyczna Unii Europejskiej Szczególnie aktywnym podmiotem w stosunkach międzynarodowych, podejmującym aktywne działania na rzecz przeciwdziałania ociepleniu klimatu jest Unia Europejska (UE), która zmierza w swojej strategii do utworzenia w perspektywie długoterminowej gospodarki nisko-emisyjnej. Stanowi to znaczące wyzwanie dla ugrupowania europejskiego, jak również dla państw członkowskich.

20 W opracowaniu dokonano analizy wyzwań związanych ze zmianami klimatu i rosnącym zapotrzebowaniem na energię oraz działań podejmowanych w ramach unijnej polityki energetycznej. Omówiono regulacje wynikające z prowadzonej przez Unię Europejską polityki energetycznej, ze szczególnym uwzględnieniem polityki klimatycznej. Zwrócono uwagę na zaangażowanie instytucji europejskich na arenie międzynarodowej w podejmowaniu działań na rzecz przeciwdziałania ociepleniu klimatu, jak również podjęto próbę wskazania uwarunkowań wewnętrznych i zewnętrznych istotnych z punktu widzenia realnej możliwości wprowadzania celów polityki klimatycznej i energetycznej. Przedstawiono uwarunkowania wewnątrzunijne, wynikające ze zróżnicowanego poziomu rozwoju gospodarczego państw członkowskich, struktur ich gospodarek, posiadanych i wykorzystywanych zasobów surowców energetycznych, rosnącego uzależnienia od importu nośników energii, obserwowanego spowolnienia gospodarczego, oraz zmieniające się otoczenie zewnętrzne mogące zakłócić stabilny rozwój gospodarki europejskiej w kierunku gospodarki niskoemisyjnej. Climate and Energy Challenges and the European Union s Policy KEY WORDS: climate, energy, energy and climate policy of the European Union The European Union is particularly active in the area of international relations when it comes to taking actions against climate warming. It claims to be working toward a low emission economy in the long-term. Such a strategy has proven to be a challenge both for the community asa whole and its Member States. This paper presents an analysis of the challenges presented by climate change and the growing demand for energy, as well as actions taken under the EU s energy policy. This includes commentary on the regulations of the European Union s energy policy, with a particular focus on climate policy and European institutions commitment on the international scene to activities counteracting climate warming. Furthermore, an attempt is made to characterize both the internal and external conditions for the implementation of climate and energy policy. The internal conditions of the union which are described include a differentiation of the economic development of differing Member States and the structures of their economies, the varying amounts of energy resources possessed and used, the increasing import dependence of energy carriers, as well as economic slow-down. Based on this analysis, it is concluded that further changing external conditions might interfere with the European economy s stable development towards a low-emission economy. Lelek Ł., Kulczycka J., Lewandowska A. Środowiskowa ocena prognozowanej struktury wytwarzania energii elektrycznej w Polsce do 2030 r. SŁOWA KLUCZOWE: LCA, polityka energetyczna, energetyka, energia elektryczna, ocena środowiskowa Celem artykułu jest zaprezentowanie możliwości wykorzystania metody LCA (Life Cycle Assessment) do oceny skuteczności i efektywności realizacji polityki energetycznej w obszarze ochrony środowiska i innych działań strategicznych na szczeblu krajowym, regionalnym i lokalnym. W artykule omówiono znaczenie energii w badaniach LCA oraz dokonano charakterystyki polskiego sektora energetycznego. Analiza polegała na określeniu oddziaływania na środowisko produkcji energii elektrycznej w Polsce zgodnie z różnymi scenariuszami (scenariusz bazowy struktura na rok 2012) oraz obliczeniu potencjalnego efektu ekologicznego dla zmian planowanych do wprowadzenia w polskim systemie energetycznym do 2030 roku. Do tych badań wykorzystano dane ogólne pochodzące z bazy danych Ecoinvent oraz udziały procentowe poszczególnych nośników w strukturze produkcji energii elektrycznej. Aktualna oraz przyszła ( ) struktura wytwarzania energii w