Wirtualny minisystem elektroenergetyczny Wstępne analizy dr inż. Krzysztof Bodzek

Transkrypt

1 Politechnika Śląska Centrum Energetyki Prosumenckiej Konwersatorium Inteligentna Energetyka Temat przewodni Segmentacja mono rynku energii elektrycznej OZE Wirtualny minisystem elektroenergetyczny Wstępne analizy dr inż. Krzysztof Bodzek Gliwice, 24 kwietnia

2 Rynek wschodzący energii elektrycznej DETERMINANTY ARCHITEKTURY RYNKU WSCHODZĄCEGO (1) ENERGII ELEKTRYCZNEJ Nowa architektura rynku energii elektrycznej Rynek schodzący WEK Dostawca: - ma obowiązek dostarczyć odbiorcy energię elektryczną - ustanowienia ceny redukującej ryzyko własne Odbiorca - minimalne ryzyko przerwania dostawy energii - ograniczony wybór oferty i bardzo niewielką szansę na obniżenie kosztu dostawy energii elektrycznej Rynek wschodzący główny wschodzący (1) Rynek funkcjonuje na infrastrukturze sieciowej nn-sn. - mono rynek energii elektrycznej OZE - rynek energii użytecznej, czyli prosumenckich energetycznych łańcuchów wartości Rynek wschodzący dopełniający wschodzący (2) Rynek funkcjonuje na infrastrukturze w postaci hybrydowych (AC-DC) układów dosyłowych (WN i NN) - elektrownie offshore - potencjalnie multitechnologia C-GEN

3 Rynek wschodzący energii elektrycznej Struktura podmiotowa rynku wschodzącego (1) Prosument OK1 nn, OK2 SN/nN, OK4- GPZ Niezależny inwestor OK2 pojedyncze źródło, OK3 wirtualna elektrownia Spółdzielnia energetyczna OK2 fizyczna SN/nN OK2 wirtualna Klaster energii OK3 wirtualna obejmująca osłony niższego rzędu Minisystem WME OK3 wirtualna obejmująca osłony niższego rzędu

4 Rynek wschodzący energii elektrycznej Trzy rozłączne platformy prawno-regulacyjne na rynku wschodzącym (1) Platforma spółdzielcza Platforma klastrowa Platforma minisystemu WME - miejska - wiejska net metering - integralność terytorialna - duża wirtualizacja wiele rozwiązań opłaty sieciowej duży udział net meteringu Cenotwórstwo jednoskładnikowe, dynamiczne, rozproszone Zasada wytwórca płaci - bez ograniczeń terytorialnych - współużytkowanie sieci - bilansowanie i regulacja mocy wiele rozwiązań opłaty sieciowej rynek usług regulacyjno-bilansujących 5 min rynek energii elektrycznej elastyczność cenowa popytu terminale sieciowe (TPA+) - prosument opłata berterowa - wytwórca - opłata za współdzielenie sieci

5 Rynek wschodzący energii elektrycznej Porównanie podstawowych rozwiązań energetyki EP-NI na wschodzącym rynku (1) energii elektrycznej Ranking rozwiązań (w kontekście zasady subsydiarności) Prosument Spółdzielnia (M), (W) Klaster Elektrownia Wirtualna Minisystem WME Siły sprawcze (know how, rozwiązania prawno-regulacyjne) know how aplikacyjne (miękkie), net metering, TPA+ Podatki, prawo odkupu sieci know how integracyjne (miękkie), podatki, prawo odkupu sieci know how specjalistyczne (twarde), prawo odkupu sieci know how specjalistycznointegracyjne (miękkie), wykorzystanie praw majątkowych, TPA+ Pożądane cele (cele możliwe do osiągnięcia) prosumencka dyfuzja innowacji rozwijanie zawodowego kapitału społecznego pobudzanie lokalnego kapitału społecznego wzmacnianie konkurencji, kreowanie innowacyjności twardej konsolidacja wysokich kompetencji, kreowanie innowacyjności miękkiej

6 Otoczenie sieciowe Osłona (sub-osłona) OK1 Otoczenie sieciowe OS(RW1, nn), OS(RS, nn-sn) Opis OK1(L) OK1(P) OK1(W) OK1(U) OK2 OS(RW1, SN), OS(RW1, nn-sn), OS(RS, nn-sn) OK2 (P) OK2(G) OK2(S) OK2(U)

7 Osłona (sub-osłona) Otoczenie sieciowe Otoczenie sieciowe OK3 OS(RW1) sieć nn-sn współdzielona między rynki RS i RW (1) OK3(K) Opis OK3(S) OK3(E) OK3(WME) OK4 OS(nN-SN/WN-NN) OK4(+) OS(RS, nn-sn), OS(RW1, nn-sn) OK4(-) OS(RS, NN-WN), OS(RW2, UD) OK4(GPZ) osłona rzeczywista OK5 OS(KSE/UCTE) OK5(+) OS(KSE, NN-WN) Rynek schodzący, sieć kv OK5(-) OS(UCTE) OK5(L)

8 Wirtualny minisystem elektroenergetyczny KSE Składowe wirtualnego minisystemu energetycznygo WME EW UPS EB CHP PV meb PV

9 Wirtualny minisystem elektroenergetyczny EW (WME) KSE Składowe wirtualnego minisystemu energetycznygo WME UPS (WME) Odbiorca na rynku schodzącym EW Odbiorca (WME) EB (WME) UPS EB PV (WME) CHP (WME) CHP PV meb PV Prosument (WME) meb (WME) Obciążenie (WME)

10 Dobowe profile mocy WME (07.03) Wirtualny minisystem elektroenergetyczny 25,0 22,5 20,0 17,5 15,0 12,5 10,0 7,5 5,0 2,5 0,0 Elektrownie biogazowe z zasobnikiem Elektrownie wiatowe Agregaty kogeneracyjne Deficyt Zapotrzebowanie Mikro elektrownie biogazowe z zasobnikiem Źródła PV UPS Nadwyżka Tak wygląda WME z punktu widzenia KDM Punkt wyjścia Saldo w tendencji Nadwyżka Deficyt

11 Otoczenie sieciowe Poglądowy schemat obszarów użytkowania sieci w systemie WME

12 Pulsujące otoczenie sieciowe OS osłony OK1 Pulsujące otoczenie sieciowe OK1 1 KSE EW OK1 i=3..n OK1 1 OK1 2 PV i=3..n PV 2 PV 1 EW PV PV PV OK1 i=3..n OK1 1 OK1 2

13 Pulsujące otoczenie sieciowe OS osłony OK2 Pulsujące otoczenie sieciowe OK2 1 OK2 1 OK1 1 OK1 i=2..n OK2 i=3..m OK2 2 PV 1 PV i=2..n KSE EW meb OK2 i=3..m OK2 2 OK2 1 EW meb PV PV OK1 1 OK1 i=2..n

14 Pulsujące otoczenie sieciowe OS osłony OK3 Pulsujące otoczenie sieciowe OK3 1 OK3 1 OK1 i=1..n OK2 i=1..m OK3 i=3..k OK3 2 KSE EW meb PV i=1..n OK4 - OK4 + OK3 1 OK2 i=1..m EW meb PV EW EW OK1 i=1..n OK3 i=3..k OK3 2

15 Struktura (energia-moc-koszt) rocznego bilansu wytwórczego dla WME Roczne zapotrzebowanie: 120 GWh Czas wykorzystania mocy szczytowej: 4000 h/rok Technologia Produkcja GWh Moc MW Czas wykorzystania mocy zainstalowanej h/rok Koszt jednostkowy PLN/MWh Koszt energii mln PLN Źródła PV 24 24, ,80 Elektrownie wiatrowe lądowe Elektrownie biogazowe z zasobnikiem Mikro elektrownie biogazowe z zasobnikiem 47 23, , , ,45 8 1, ,72 Agregaty kogeneracyjne 11 3, ,63 UPS 13 3, ,00 SUMA (źródła WME) , ,88 Backup ,48 SUMA (źródła WME + backup) Bilans Nadwyżka produkcji (PV) Pokrycie deficytu (backup - KSE) , ,

16 Roczny bilans mocy dla powiatu referencyjnego Deficyt 5 % Porównanie powiatu referencyjnego z WME Roczny bilans mocy dla WME Deficyt 10 % Deficyt 15 % Nadwyżka 12 % Deficyt 10 % Czas, h

17 Powiat referencyjny wiejsko-miejski Mała produkcja w źródłach z produkcją wymuszoną Duże zapotrzebowanie Wysoki koszt wytwarzania 18.01

18 Powiat referencyjny wiejsko-miejski Duże zmiany w źródłach z produkcją wymuszoną Duża zmiana kosztów 07.04

19 Powiat referencyjny wiejsko-miejski Duża produkcja w źródłach z produkcją wymuszoną Koszt zwiększa się dwukrotnie w czasie użytkowania UPS-ów Mały koszt wytwarzania 14.08

20 Charakterystyka współdzielenia sieci Wskaźniki stanowiące podstawę do ustalenia opłaty sieciowej przez WME Technologia (miejsce instalacji) Zużycie własne SN, GWh WME Koszt sieci, mln PLN Zużycie własne nn, GWh WME Koszt sieci, mln PLN Źródła PV (nn) (50%) 6 0,6 Elektrownie wiatrowe lądowe (SN) , ,1 Elektrownie biogazowe 1,5 (SN) (10%) 8,5 0, ,8 Mikro elektrownie 1,6 biogazowe (20%) z zasobnikiem (nn) 6,4 0,6 Agregaty kogeneracyjne (SN) UPS (SN) 8,8 (80%) 13 (100%) 2,2 0, Backup (rynek schodzący) - 6 0,4-6 0,9 Suma 23,3 34,7 2,1 7,6 49,4 7,0

21 Koszty opłat sieciowych SN nn-sn nn Wolumen, GWh 34, ,3 Cena jednostkowa, PLN/MWh Koszt opłaty sieciowej, mln PLN 2,1 5,9 1,2 Suma, mln PLN 9,2

22 Politechnika Śląska Centrum Energetyki Prosumenckiej Konwersatorium Inteligentna Energetyka Temat przewodni Rozproszone cenotwórstwo na rynku energii elektrycznej Wirtualny minisystem elektroenergetyczny Wstępne analizy dr inż. Krzysztof Bodzek Dziękuję za uwagę Gliwice, 24 kwietnia