SYMULACYJNA ANALIZA PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA Z ODNAWIALNYCH NOŚNIKÓW W POLSCE

Transkrypt

1 SYMULACYJNA ANALIZA PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA Z ODNAWIALNYCH NOŚNIKÓW W POLSCE Janusz Sowiński, Rober Tomaszewski, Arur Wacharczyk Insyu Elekroenergeyki Poliechnika Częsochowska

2 Aky prawne doyczące OZE Agenda Saysyka pozyskania i wykorzysania energii ze źródeł odnawialnych Produkcja energii elekrycznej i ciepła z odnawialnych źródeł energii Modelowanie procesów dynamicznych Symulacje srukury produkcji energii elekrycznej i ciepła z odnawialnych nośników energii Podsumowanie

3 Aky prawne doyczące OZE Dyrekywa Parlamenu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwienia 2009 r. w sprawie promowania sosowania energii ze źródeł odnawialnych. Udział OZE w finalnym zużyciu energii bruo w Polsce powinien osiągnąć poziom 15 % w 2020 roku. Ważnym dokumenem programowym dla rozwoju OZE w Polsce była Poliyka energeyczna Polski do roku 2030 Przyjęy w 2010 r. przez Radę Minisrów i przesłany do Komisji Europejskiej Krajowy plan działań w zakresie energii ze źródeł odnawialnych zakłada, że podsawowymi działaniami zwiększającymi udział OZE w bilansie energeycznym będzie większe wykorzysanie biomasy oraz energii wiaru.

4 Aky prawne doyczące OZE (cd) Podsawowymi akami normaywnymi regulującymi obowiązki z zakresu wykorzysania energii ze źródeł odnawialnych w Polsce są: Usawa z dnia 26 lipca 2013 r. o zmianie usawy Prawo energeyczne oraz niekórych innych usaw (Dz. U. z 2013 r. poz. 984) Usawa z dnia 10 kwienia 1997 r. Prawo energeyczne (Dz. U. z 2012 r. poz.1059), Rozporządzenie Minisra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedsawienia do umorzenia świadecw pochodzenia, uiszczenia opłay zasępczej, zakupu energii elekrycznej i ciepła wyworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku powierdzania danych doyczących ilości energii elekrycznej wyworzonej w odnawialnym źródle energii (Dz.U. Nr 156, poz. 969 z późn.zm.), Usawa z dnia 25 sierpnia 2006 r. o biokomponenach i biopaliwach ciekłych (Dz.U. Nr 169, poz. 1199) wraz z odpowiednimi przepisami wykonawczymi.

5 Rozporządzenie Minisra Gospodarki z dnia 15 sierpnia 2011 r. Obowiązek spoczywający na danym przedsiębiorswie (w zakresie zakupu ceryfikaów/wniesienia opłay zasępczej) na dany rok sanowi odpowiedni procenowy udział energii elekrycznej w całkowiej ilości energii elekrycznej dosarczonej przez o przedsiębiorswo do odbiorców końcowych. Zgodnie z rozporządzeniem Minisra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. o świadecwach pochodzenia OZE, udział en wynosi: 11,4% za rok ,9% za rok ,4% za rok ,9% za rok 2017

6 Dane saysyczne Zakres danych przygoowanych przez Agencję Rynku Energii S.A. oraz Główny Urząd Saysyczny w publikacji Energia ze źródeł odnawialnych Publikacja zawiera zbiorcze dane saysyczne doyczące pozyskania i zużycia energii z wykorzysywanych w Polsce odnawialnych źródeł energii, a w szczególności: energii wody, energii geoermalnej, energii słonecznej, energii wiaru, odpadów komunalnych, biopaliw sałych, biogazu, biopaliw ciekłych (dla ransporu), ciepła ooczenia (środowiska nauralnego), przy zasosowaniu pomp ciepła.

7 Udział energii ze źródeł odnawialnych w ogólnym pozyskaniu energii pierwonej ogółem w laach W osanich laach rośnie udział energii pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych w krajowym bilansie pozyskania energii pierwonej, przy niewielkich zmianach w samym pozyskaniu energii pierwonej. Wyszczególnienie Pozyskanie energii pierwonej ogółem [TJ] Pozyskanie energii ze źródeł odnawialnych [TJ] Udział energii ze źródeł odnawialnych w energii pierwonej ogółem ,7% 7,6% 9,0% 10,2% 10,9% 11,7%

8 Srukura pozyskania energii z odnawialnych nośników 1% Energia wiaru 1% Energia wody 4% Rok 2007 Biopaliwa ciekłe 2% Pozosałe 0% Rok 2012 Biopaliwa sałe 92% Biopaliwa ciekłe 8% Energia wiaru 2% 5% Energia wody 2% Pozosałe 1% Biopaliwa sałe Energia wody Energia wiaru Biopaliwa ciekłe Pozosałe Biopaliwa sałe 82% Biopaliwa sałe Energia wody Energia wiaru Biopaliwa ciekłe Pozosałe

9 Produkcja energii elekrycznej z odnawialnych nośników [GWh] Wyszczególnienie Ogółem ,4 3847,7 4291,2 5429, , , ,9 Woda z ego elekrownie ,7 2201,1 2043,2 2352,1 2152,2 2375,1 2919,9 2331,4 2036,9 poniżej 1 MW ,5 358,2 247,9 306,3 290,2 292, ,7 od 1 do 10 MW ,9 504,2 566,6 658,1 605,4 627,9 667,2 636,1 619,5 powyżej 10 MW ,4 1338,7 1227,8 1387,7 1256, ,7 1388,3 1096,7 Wiar ,3 135,5 256,1 521,6 836,8 1077,3 1664,3 3204,5 4746,6 Biopaliwa sałe ,2 1399,9 1832,7 2360,4 3365,4 4904,1 5905,2 7148,4 9528,7 w ym współspalanie - 620,5 1236,3 1644,6 2125,6 2963,3 4660,8 5592,5 6388,8 7238,6 z ego biogaz z wysypisk odpadów biogaz z oczyszczalni ścieków 56 82,2 111,3 160,1 195,2 251,6 319,2 398,4 451,1 565, ,3 75, ,6 148,4 174,8 219,9 233,7 236,5 2 18,1 35,4 66,7 79,5 94,9 122,7 132,4 149,8 193,7 biogaz pozosały 1 0,8 0,6 1,5 2,1 8,3 21,7 46,1 67,7 135,1 Biopłyny ,9 1,4 0,2 Energia słoneczna ,2 1,1

10 Produkcja energii elekrycznej z odnawialnych nośników (cd) GWh Laa Woda Wiar Biopaliwa sałe Biopłyny Energia słoneczna Rok produkcja GWh Rok produkcja GWh Biopaliw a sałe 18% 2% Biopłyny 0% 3% Energia słoneczna 0% Woda 12% Wiar 6% Wiar 28% Biopaliw a sałe 57% Woda 74% Woda Wiar Biopaliwa sałe Woda Wiar Biopaliwa sałe Biopłyny Energia słoneczna

11 Produkcja ciepła z odnawialnych nośników [TJ] Wyszczególnienie Ogółem Biopaliwa sałe z ego biogaz z wysypisk odpadów biogaz z oczyszczalni ścieków biogaz pozosały Biopłyny

12 Produkcja ciepła z odnawialnych nośników (cd) TJ Laa Biopaliwa sałe Biopłyny Rok produkcja TJ Rok produkcja TJ 11% 1% Biopaliw a sałe 89% Biopaliw a sałe 99% Biopaliwa sałe Biopaliwa sałe

13 Modelowanie procesów dynamicznych Procesy dynamiczne w ekonomii i energeyce, w kórych isnieją zaburzenia losowe można modelować za pomocą równań sochasycznych ypu równań Io Wykorzysanie meody Eulera do rozwiązania sochasycznych równań różniczkowych umożliwia symulację kszałowania się wykorzysania odnawialnych nośników energii w produkcji energii elekrycznej i ciepła Proces sochasyczny wielu zmiennych ciągłych w czasie można opisać równaniami różniczkowymi o ogólnej posaci:, X d G X dw dx F, gdzie: X zmienna sanu, W zmienna procesu Wienera (ruchów Browna), F funkcja deerminująca rend, G funkcja dyfuzji

14 Modele SDE (Sochasic Differenial Equaions) Opis modelu Model względnych zmian zmiennej sanu ze składnikiem losowym opisanym ruchami Browna (GBM Geomeric Brownian Moion) uwzględniający w procesach Wienera korelacje pomiędzy współczynnikami energochłonności Model sałej elasyczności wariancji (CEV Consan Elasiciy of Variance) Posać równań różniczkowych dx dx B dx B dx Xd V XdW X d X X d X dw X d V X dw dw Model z rewersją SDEMRD (SDE from Mean-Revering Drif) Model Hull-Whie/Vasicek (HWV) dx L X d D, X S X d X dw μ warość średnia zmiennej X, σ odchylenie sandardowe zmiennej X., S prędkość rewersji, α - wykładnik dx S dx dx S S V dw L X d V dw X d dw

15 Przykładowa symulacja produkcji energii elekrycznej z odnawialnych nośników GWh 25000, , , ,0 5000,0 0, Laa Woda Wiar Biopaliw a sałe Biopłyny Energia słoneczna Symulacj a produkcj i energii elekrycznej z OZE GWh w 2020 roku 3% Biopłyny 0% Energia słoneczna 0% Woda 8% Wiar 24% Biopaliwa sałe 65%

16 Przykładowa symulacja produkcji ciepła z odnawialnych nośników 40000, ,0 TJ 20000, ,0 0, Laa Biopaliw a sałe Symulacj a produkcj i ciepła z OZE TJ w 2020 roku 3% Biopaliwa sałe 97%

17 Podsumowanie Przykładowe symulacje produkcji energii elekrycznej i ciepła oraz srukury odnawialnych nośników do 2020 roku wyznaczone meodą Eulera należy rakować jako możliwe scenariusze, pod warunkiem konynuowania doychczasowych endencji na rynku OZE. Do symulacji wykorzysano rozwiązania przybliżone uzyskane z modelu GBM z uwzględnieniem korelacji w przebiegach zmiennych (odnawialnych nośnikach energii) opisanych procesami Wienera. Odmienne przebiegi symulacyjne można uzyskać zmieniając założenia o kszałowaniu się zmiennych. Nie uwzględnienie korelacji pomiędzy zmiennymi w modelu GBM prowadzi do odmiennych rezulaów. Kolejne scenariusze można uzyskać przy założeniu, że o zachowaniu się zmiennych decydują reguły mechanizmów rynkowych, a nie giełdowych. Wedy do symulacji należy przyjąć rezulay z modelu z rewersją (SDEMRD) lub modelu Hull- Whie/Vasicek (HWV).

18 Dziękuję za uwagę!