Mechanizmy rynkowe Rynek Mocy Rozwiązanie dla Polski Polski Komitet Światowej Rady Energetycznej Warszawa, r

Transkrypt

1 Mechanizmy rynkowe 1 Rynek Mocy Rozwiązanie dla Polski Polski Komitet Światowej Rady Energetycznej Warszawa, r W. Łyżwa, B. Olek, M. Wierzbowski, W. Mielczarski Instytut Elektroenergetyki, Politechnika Łódzka

2 2 Polityka energetyczna a bezpieczeństwo Wszystkie cele polityki energetycznej, w tym energetyka niskoemisyjna powinny uwzględniać bezpieczeństwo energetyczne. Bezpieczeństwo energetyczne to ciągła dostawa paliw i energii dla społeczeństwa i gospodarki po akceptowalnych cenach. Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego wprowadza dwa kryteria: techniczne i ekonomiczne. Techniczne: Polityka energetyczna powinna być realizowalna technicznie pod względem zapewnienia bilansów mocy i energii, rezerw mocy i regulacyjności oraz dostępności paliw. Ekonomiczne: Koszty produkcji energii nie mogą tłumić rozwoju gospodarki i być możliwe do poniesienia przez społeczeństwo. Sektor energetyki musi mieć odpowiednie zasoby finansowe i zdolności kredytowe. Wszystkie opcje Polityki energetycznej powinny być analizowane kompleksowo biorąc pod uwagę kryteria techniczne i ekonomiczne.

3 3 290 Zapotrzebowanie na energię elektryczną będzie rosnąć nawet przy umiarkowanym wzroście gospodarczym Prognoza zużycia energii brutto w TWh Energy emix Energy KAPE European Commission Energy ARE

4 Wraz ze wzrostem zużycia energii rośnie zapotrzebowanie na moc. Prognoza mocy szczytowej w MW - emix

5 5 Bilanse mocy metodologia ENTSO-E

6 6 Rynek energii i rynki mocy Rynki energii. Rynek tylko energii jaki został wprowadzony w Europie, może częściowo pokrywać koszty mocy o ile będą występować na nim duże skoki cen. Tak dzieje się na rynku w australijskim stanie Victoria. Jednak w Europie nie dopuszcza się do dużych wahań cen co powoduje, że rynek tylko energii nie pokrywa kosztów mocy, a zatem jest potrzeby dodatkowy mechanizm.

7 7 Taksonomia rynków zdolności wytwórczych Na rynkach tylko energii występują głównie dwa problemy: Missing money polegający na tym, że istniejące jednostki wytwórcze nie chcą uczestniczyć w rynku bądź to poprzez nieskładanie ofert lub bezpośrednie odstawianie jednostek wytwórczych na skutek braku pokrycia wszystkich kosztów na konkurencyjnym rynku energii elektrycznej. Problem ten w części krajów wynika z dużego udziału odnawialnych źródeł energii powodujących coraz krótszy czas pracy szczytowych jednostek wytwórczych. Problemy te bezpośrednio wystąpiły we Włoszech i w Hiszpanii, a obecnie występują także w innych krajach: Anglia, Francja, Niemcy. Missing capacity oznacza brak fizycznych zdolności wytwórczych wynikający z braku inwestycji w nowe moce wytwórcze. Ograniczenie inwestycji wynika z niskich cen energii elektrycznej na zliberalizowanym rynku, na którym elektrownie nie są w stanie uzyskać zwrot z inwestycji w nowe moce wytwórcze.

8 8 Kategorie rynków zdolności wytwórczych Wyróżnia się pięć głównych kategorii: Płatności za moce wytwórcze capacity payment Rezerwa strategiczna strategic reserve - poprzez przetargi na wybrane rodzaje mocy wytwórczych (tender for targeted resources) Zobowiązania zakupu (posiadania) zdolności wytwórczych capacity obligation Aukcje zdolności wytwórczych capacity auction Opcja niezawodnościowa reliability option

9 9

10 10 Zestawienie mechanizmów rynków mocy Kraj Missing money Missing capacity Anglia Rynek mocy Kontrakty różnicowe (CdF) Hiszpania Płatność za dyspozycyjność Płatność za nowe zdolności wytwórcze Francja Rynek mocy Brak Włochy Kontrakty niezawodnościowe Brak Skandynawia Rezerwa strategiczna Brak Niemcy Dyskusja Dyskusja USA (PJM/NE) Rynek mocy Brak

11 11 Scentralizowany rynek zdolności wytwórczych

12 12 Zdecentralizowany rynek zdolności wytwórczych

13 13 W prezentacji zostaną pokazane wyniki uzyskane programem emix Program emix został specjalnie skonstruowany dla potrzeb weryfikacji Polityki energetycznej i optymalizacji strategii firm energetycznych. Wykorzystuje on doświadczenia innych programów takich jak: DAS z KPRM czy PRIMES. Program jest oparty o programowanie binarno-liniowe. Program optymalizuje technologie produkcji energii elektrycznej w zadanym okresie biorąc pod uwagę; koszty (Capex, Opex, paliwo, emisje CO2), poziomy emisji, udział odnawialnych źródeł energii oraz kogeneracji, bilanse mocy, bilanse energii, spłaty kredytów, zadłużenie sektora, zapotrzebowanie na paliwa i ich zasoby (węgiel brunatny, kamienny, gaz), ograniczenie sieciowe (węzłowe i rozpływy), ograniczenia operacyjne (rezerwy mocy i regulacyjność). Program korzysta z typoszeregów mocy nominalnych jak np. 450, 900, 1000, 1200, 1600MW (z tego wynikają ząbki na wykresach). Symulacje są prowadzone dla na przykład okresu 2050 rok + maksymalny okres pracy generatora (30-40 lat), aby uniknąć efektu końca świata.

14 Available Power [MW] Scenariusz węgiel brunatny. Bilans mocy. CO2 = 5 Euro/Mg, Gaz = 450USD/1000m WindoffShore Wind BioMass BioGas PV Hydro njwcd Hydro JWCD Industrial Coal njwcd Gas njwcd Nuclear Gas Hard Coal Lignite PDem Pdem+Res

15 Energy [TWh] Scenariusz węgiel brunatny: Bilans energii. CO2 = 5 Euro/Mg, Gaz = 450USD/1000m WindoffShore Wind BioMass BioGas PV Hydro njwcd Hydro JWCD Industrial Coal njwcd Gas njwcd Nuclear Gas Hard Coal Lignite EDem

16 Energy [TWh] Scenariusz węgiel kamienny. Bilans energii. CO2 = Euro/Mg. Gaz = 450USD/1000M WindoffShore Wind BioMass BioGas PV Hydro njwcd Hydro JWCD Industrial Coal njwcd Gas njwcd Nuclear Gas Hard Coal Lignite EDem

17 Energy [TWh] Niższe ceny gazu. Bilans energii. CO2 = Euro/Mg, Gaz = 350USD/1000m WindoffShore Wind BioMass BioGas PV Hydro njwcd Hydro JWCD Industrial Coal njwcd Gas njwcd Nuclear Gas Hard Coal Lignite EDem

18 Energy [TWh] Scenariusz redukcji CO2 o 43% r. Bilans energii WindoffShore Wind BioMass BioGas PV Hydro njwcd Hydro JWCD Industrial Coal njwcd Gas njwcd Nuclear Gas Hard Coal Lignite EDem 50 0

19 Emisje CO2 w mln to rocznie Brunatny Kamienny Realistyczny Redukcji CO2 Emisyjność

20 Koszty finansowe (amortyzacja) w mln Euro rocznie Brunatny Kamienny Realistyczny Redukcji CO

21 Średnie koszty energii elektrycznej w Euro/MWh Brunatny Kamienny Realistyczny Redukcji CO

22 22 Pakiet klimatyczny 2030 Redukcja emisji z elektrowni o 43% w stosunku do 2005r. Dalsze funkcjonowanie EU ETS Ceny pozwoleń wg Impact Assessment Opcja Euro/Mg Opcja przejścia do Euro/Mg Darmowe emisje do 40% dla krajów o PKB niższym od 60% średniej UE szczegóły do ustalenia

23 23 60 Ceny pozwoleń dla dwóch opcji w 2030 roku: 40Euro/Mg i 53Euro/Mg CO2_40 CO2_53

24 Koszty produkcji energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym - Pakiet klimatyczny Cost_40_D Cost_40 Cost_53_D Cost_53

25 Wzrost kosztów produkcji energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym w stosunku do roku Pakiet klimatyczny Cost_40_D_% Cost_40_% Cost_53_D_% Cost_53_%

26 Cena całkowita energii elektrycznej z dostawą dla odbiorcy indywidualnego w gr/kwh 41, ,7 35,5 28,5 30,3 31, ,5 21,9 24,4 24,5 21,9 25, ,4 12,2 6,8 5 5,0 0 Przesył i inne OZE Energia_40 Energia_40_D Energia_53 Energia_53_D

27 Wzrost % całkowitych kosztów dostawy energii dla odbiorców końcowych w stosunku do roku CO2=40 CO2=40_D CO2=53 CO2=53_D

28 28 Podsumowanie Zapewnienie odpowiedniej wielkości zdolności wytwórczych i rezerw mocy, a zatem i bezpieczeństwa energetycznego, wymaga wprowadzenie stabilnych i długoterminowych mechanizmów stymulacji inwestycji. Takim mechanizmem jest rynek mocy, który ogranicza ryzyko związane z długoterminowymi inwestycjami w energetyce. Rynek mocy jest szczególnie potrzebny przy realizacji polityki klimatycznej. Równolegle do rynku mocy może działać mechanizm kontraktów różnicowych w celu wspierania wybranych technologii.