Transkrypt

1 VI FORUM OPERATORÓW SYSTEMÓW I ODBIORCÓW ENERGII I PALIW pt. Bezpieczeństwo energetyczne a nowe kierunki wytwarzania i wykorzystania energii w Warszawie TRENDY ROZWOJU GOSPODARKI ENERGETYCZNEJ W WARSZAWIE Jan Popczyk Warszawa, 16 października

2 CO DLA WARSZAWY: energetyka atomowa (Energetyka, zeszyt specjalny. Sierpień 2009), czy Smart Grid (dla Warszawy, nie dla operatorów)? energetyka paramilitarna, czy energetyka zakorzeniona w demokracji i rynku (właściwa dla społeczeństwa wiedzy) dostawa energii (i paliw), czy zwiększenie jakości życia mieszkańca (synergetyka)? ile operatorow, a ile Miasta i prosumentów (Kowalskich, deweloperów, wspólnot/spółdzielni mieszkaniowych)? ile ekonomiki IRR/NPV, ile ekonomiki venture capital oraz private equity, ile benchmarkingu, wreszcie ile ekonomiki wartości psychologicznej? ile odpowiedzialności za realizację celów Pakietu 3x20? ile źródeł kogeneracyjnych, samochodów elektrycznych, pomp ciepła, kolektorów słonecznych, ogniw fotowoltaicznych, domów inteligentnych? 2

3 PUNKT WYJŚCIA DO ANALIZY Strategia Rozwoju Miasta Stołecznego Warszawy do Rada m. st. Warszawy, 2005 Polityka energetyczna miasta stołecznego Warszawy do Rada m. st. Warszawy, 2006 Strategia Zrównoważonego Rozwoju Systemu Transportowego w Warszawie w latach (projekt). Rada m. st. Warszawy, 2008 Bezpieczeństwo energetyczne Warszawy gwarantem sprawnego funkcjonowania Miasta. Materiały V Forum Operatorów Systemów Odbiorców Energii i Paliw. Biuro Infrastruktury Urzędu m. st. Warszawy,

4 UWARUNKOWANIA (globalne, unijne i krajowe), TWORZĄCE PODSTAWY DO ODPOWIEDZI NA POSTAWIONE PYTANIA 4

5 TRZY DEKADY (W PERSPEKTYWIE ELEKTROENERGETYKA) LATA 90. POJAWIA SIĘ INTERNET NASTĘPUJĄ ZMIANY USTROJOWE W EUROPIE ŚRODKOWEJ OBECNA DEKADA (DEKADA STRATEGII LIZBOŃSKIEJ) PĘKA BAŃKA INTERNETOWA NASTĘPUJE ZAMACH NA WTC CHINY WCHODZĄ DO GLOBALNEJ GRY KRYZYS GOSPODARCZY ROZLEWA SIĘ NA ŚWIAT DEKADA KOLEJNA (DEKADA PAKIETU 3X20) CO PO KIOTO (PO 2012)? CO ZE WSPÓLNĄ POLITYKĄ ROLNĄ (PO 2014)? 5

6 Punkt wyjścia: DOMINACJA PALIW KOPALNYCH (I ENERGETYKI ZBUDOWANEJ NA TYCH PALIWACH) VS SPOŁECZEŃSTWO WIEDZY reszta 28% gaz węgiel 21% 22% węgiel 39% reszta 45% węgiel 12,8% ropa 16,4% gaz 22% ropa 28% Struktura paliw pierwotnych (12 Gtoe = 136 mln TWh, 2008) ropa 40% Udzial paliw kopalnych w emisji CO 2 (27 mld ton, 2008) gaz 25,8% Udzial paliw pierwotnych w rynku energii koncowej (69 mln TWh, 2008) 6

7 DWA (CHARAKTERYSTYCZNE) BILATERALNE SOJUSZE BIZNESOWO-POLITYCZNE ZAPOWIADAJACE KIERUNEK GLOBALNYCH DECYZJI POLITYCZNYCH (KONFERENCJA NARODÓW ZJEDNOCZONYCH KOPENHAGA, GRUDZIEN 2009) DOTYCZACYCH KLIMATU (ENERGETYKI) (upublicznienie informacji o sojuszach wrzesien 2009) 7

8 SOJUSZ ROSYJSKO-NIEMIECKI Powołanie Rosyjsko-Niemieckej Agencji ds. Energii, której głównym celem jest zwiększenie efektywności wykorzystania energii w Rosji, o 40% do 2020 roku, oraz pomoc stronie rosyjskiej w rozwoju energetyki odnawialnej (powołanie Agencji należy rozpatrywać łącznie z realizowanym gazociągiem północnym) Łatwo odczytać strukturę interesów, którą sojusz będzie współtworzył. Mianowicie, skutki wysokich cen gazu ziemnego i ropy, a także wysokich cen know-how oraz dóbr inwestycyjnych dla innowacyjnej energetyki dla Rosji i Niemiec będą się kompensować. Zapłacą natomiast w dwójnasób ci, którzy są uzależnieni od rosyjskich (i nie tylko rosyjskich) paliw węglowodorowych oraz nie rozwijają know-how oraz dóbr inwestycyjnych dla innowacyjnej energetyki 8

9 SOJUSZ CHINSKO-AMERYKANSKI Realizacja przedsiewziecia biznesowego kontraktu na zakup przez Chiny od amerykanskiej firmy First Solar instalacji fotowoltaicznych o lacznej mocy 2000 MW (kontrakt nalezy rozpatrywac lacznie z EXPO 2010 w Szanghaju) Strukture interesów, w która wpisuje sie kontrakt, latwo zrozumiec w swietle amerykanskiego zadluzenia w Chinach i ekspansji amerykanskich innowacyjnych technologii energetycznych na globalny rynek. Przedsiewziecie to oznacza, ze Chiny i USA zaczynaja rozwiazywac swoje klopoty. Zaplaca znowu w dwójnasób ci, którzy z jednej strony sa zadluzeni w USA, z drugiej natomiast nie rozwijaja wlasnego know-how oraz nie buduja wlasnych zdolnosci dóbr inwestycyjnych dla innowacyjnej energetyki 9

10 INWESTYCJE W ENERGETYCE, KTÓRE MUSIMY ZREALIZOWAĆ VS PPROBLEMY, KTÓRE POWINNIŚMY ROZWIĄZAĆ 10

11 INWESTYCJE DO 2020 ROKU W WYMIARZE ŚWIATA, inwestycje w całą energetykę 30 bilionów USD (to są środki, które mogą, powinny i będą zmieniać świat) W WYMIARZE POLSKI, inwestycje w energetykę odnawialną 150 mld zł (to sa srodki które moga i powinny, ale czy zmienia Polske?) 11

12 PROBLEMY, KTÓRE POWINNIŚMY ROZWIĄZAĆ USA: tam najważniejsze jest przełamanie trwającego kryzysu gospodarczego UE: trzeba zrealizować Pakiet 3x20, i nie mniej ważne trzeba stworzyć podstawy pod wygaszenie Wspólnej Polityki Rolnej Chiny, Indie: kluczowe jest zapewnienie gospodarkom energii, pobudzenie (gospodarcze) regionów zapóźnionych, ale też odbudowa środowiska (!) Afryka: wykorzystanie rolnictwa do obrony przed dalszym wykluczeniem kontynentu, przełamania kryzysu cywilizacyjnego Polska: powinniśmy przyspieszyć rozwój, który zapewni dojście naszej gospodarki do średniego poziomu unijnego w okresie do 2030 (realizacja celów Pakietu 3x20, zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego, restrukturyzacja rolnictwa, modernizacja wsi, pobudzenie rozwoju przemysłu dostaw dóbr inwestycyjnych, zapewnienie równowagi eksport/import bilansu płatniczego całego kraju i poszczególnych gmin) 12

13 Z JAKICH DOŚWIADCZEŃ MOŻEMY/POWINNIŚMY SKORZYSTAĆ? 13

14 CZTERY HISTORYCZNE FALE INNOWACYJNOŚCI ICH POWIĄZANIE Z ENERGETYKĄ I OSADZENIE W SYSTEMACH SPOŁECZNYCH (ostatnie 300 lat) LIBERALIZM (A. Smith) - RYZYKO PRYWATNE Pierwsza fala: MASZYNA PAROWA Druga fala: MOTORYZACYJNO- ELEKTROTECHNICZNA/ELEKTROENERGETYCZNA INTERWENCJONIZM (J. M. Keynes) Trzecia fala, wojskowo-wojenna (mobilizacja wojenna): BOMBA ATOMOWA. ENERETYKA JĄDROWA KORPORACJONIZM SUBSYDIARNOŚĆ (EWG, UE) Czwarta fala: KOMPUTEROWO-INTERNETOWA. ZASADA TPA, ENERGETYKA GAZOWA LIBERALIZM (społeczeństwo wiedzy) - RYZYKO PUBLICZNO-PRYWATNE Piąta fala (wstępująca): SYNERGETKA 14

15 DWA HISTORYCZNE ETAPY EKONOMIKI W ENERGETYCE (ostatnie 60 lat) ETAP 1. MONOPOLE NARODOWE (KAPITALIZM), GOSPODARKA CENTRALNIE PLANOWANA (SOCJALIZM) EKONOMIKA KOSZTOWA, BEZ RYZYKA, ZE SKUTKAMI W POSTACI OGROMNYCH STRANDED COSTS ETAP 2. ENERGETYKA WIELKOSKALOWA, ZASADA TPA EKONOMIKA WSKAŹNIKÓW NPV oraz IRR, BEZ MODELOWANIA ZARZĄDZANIA RYZYKIEM, ETAP 3 (wstępujący). ENERGETYKA ROZPROSZONA, FUNKCJONUJACA W ŚRODOWISKU RYZYKA, CHARAKTERYSTYCZNYM DLA SPOŁECZEŃSTWA WIEDZY (VENTURE CAPITAL, PRIVATE EQUITY) WYTWARZA SIĘ NOWY ŁAŃCUCH WARTOŚCI: WARTOŚĆ JEST ALOKOWANA Z OBSZARU PRODUKCJI DO OBSZARU ZARZĄDZANIA ENERGIĄ (SMART GRID) 15

16 TRZY ZWIASTUNY ZWROTU/PRZEWROTU W ENERGETYCE INACZEJ - TRZY WIELKIE BŁĘDY PROGNOSTYCZNE (ostatnie 30 lat) w obszarach: zapotrzebowania na energie elektryczna (i energie w ogóle) maksymalnych napiec znamionowych w ukladach przesylowych konfrontacji: rynek (ulomny, zasda TPA ) vs monopol (regulacyjny) 16

17 CZAS ZMIANY PARADYGMATU ROZWOJOWEGO W ENERGETYCE, W SENSIE TEORII STRUKTUR REWOLUCJI NAUKOWYCH T. KUHNA ENERGETYKA SPOŁECZEŃSTWA PRZEMYSŁOWEGO, PARAMILITARNA! ENERGETYKA SPOŁECZEŃSTWA WIEDZY, INNOWACYJNA? Kaczka, czy królik? 17

18 Przewrót (lata 70.): WZROST RYNKU ENERGII ELEKTRYCZNEJ vs WZROST PKB (GDP) 18

19 Przewrót (lata 90.): SKOKOWY WZROST SPRAWNOŚCI ENERGETYCZNEJ WYTWARZANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PODWAŻENIE EFEKTU SKALI 19

20 OGRANICZENIA FIZYCZNE W OBSZARZE EFEKTU SKALI P = nat U Z 2 n f gdzie: P nat moc naturalna (podstawowe kryterium zdolności przesyłowej układów przesyłowych prądu przemiennego najwyższych napięć), U n napięcie znamionowe układu przesyłowego prądu prze-miennego, Z f impedancja falowa (praktycznie mająca stałą wartość w układach najwyższych napięć, rzędu Ω) U 50 % = k / d gdzie: U 50% napięcie, przy którym występuje 50-procentowe prawdopodobieństwo przeskoku w przerwie powietrznej [kv]; d długość przerwy powietrznej [m], k współczynnik zależny od kształtu elektrod U n = 3000 kv 20

21 OD ERO (MONOPOLU) DO TARYFY WEZLOWEJ (TPA) EKONOMIKA KOSZTYÓW (MONOPOLU) Zadanie ERO: K( P G ) n = G i= 1 ( ) k i P Gi Bilans mocy: n i= 1 G n w P Gi P i= 1 Li = 0 KKW/KCW (LMP): ERO i OPF: KCZ( P, P Gp Gr ) LMP = SRMC = n + = G m n m CipPGip i= 1 p= m+ 1 r= 1 i C ir i ( P o Gir K( P G ) P Li P Gir ) Interpretacja: LMP i = 1+ P P str Li LMPb + Q P str Li LMP qb LMP + i = SRMC S i KCZ ( PGp, P = P Li min max ( µ Uj + µ Uj ) Gr ng n w max g µ g + g = 1 PLi j= 1 ) U P j Li EKONOMIKA WARTOŚCI (U WYTWÓRCÓW I ODBIORCÓW) 21

22 CZEGO ŚWIAT POWINIEN SIĘ STARAĆ UNIKNĄĆ? (wybrane przykłady) Katastrof środowiskowych (Czernobyl) Katastrof bardzo wielkich elektrowni wodnych (Itaipu Ameryka Południowa, Suszynskaja Rosja) Bolesnych restrukturyzacji wielkich przemysłów (górnictwo Wielka Brytania, przemysł samochodowy - USA) Nadmiernej emisji CO 2 (świat 27 mld ton/a) Strended costs (np. USA, lata mld USD/a) Terroryzmu energetycznego 22

23 PROPOZYCJA DLA POLSKI OD REFORM SEKTOROWYCH ( ) DO NARODOWEGO PROGRAMU WOKÓŁENERGETYCZNEGO ( ) SYNTEZA REFORM INTELI GENTNA ENERGETYKA (SMART GRID) ENERGETYKA w tym: samochód elektryczny, pompa ciepla ROLNICTWO w tym: biogaz, paliwa drugiej generacji SRODOWISKO W tym: ochrona powietrza, utylizacja odpadów/pozostalosci komunalnych, rolniczych, przemyslowych BIO - TECHNOLOGIE SYNERGETYKA 23

24 PAKIET ENERGETYCZNO-KLIMATYCZNY 3X20 (przede wszystkim siła sprawcza, ale także program operacyjny) Integracja trzech rynków końcowych (energii elektrycznej, ciepła, paliw transportowych) Cele 3x20 (dla Polski TWh, mln ton, TWh) Systemy wspomagania OZE i redukcji emisji CO 2 (nie są skoordynowane) Szczegółowe mechanizmy Cel 10-procentowy na rynku paliw transportowych (dla Polski jest to około 21 TWh) Współczynnik 2 dla paliw II generacji Współczynnik 2,5 dla samochodów elektrycznych Ciepło z pomp ciepła uwzględnione w bilansie energii odnawialnej Action Plan 24

25 POLITYKA ENERGETYCZNA POLSKI DO 2030 ROKU. PROJEKT Projekt spelnia kryteria poprawnosci politycznej (z punktu widzenie tych kryteriów projekt mozna uznac za dobry) Problem polega na tym, ze projektowanie polityki energetycznej 20 lat naprzód, ze skutkami do 2080 roku (elektrownie atomowe), wedlug obecnych wyobrazen, jest (w okresie przewrotu technologicznego) niemozliwe i niewlasciwe Tradycyjna polityka energetyczna hamuje innowacyjnosc. Argument na potwierdzenie tezy: w projekcie nie ma nic o samochodzie elektrycznym, a o pompach ciepla mówi sie tylko w aspekcie energetyki geotermalnej. Z drugiej strony te dwie technologie beda wplywac w zasadniczy sposób na przebudowe struktury polskiego bilansu energetycznego Wnioski ekonomistów wynikajace z kryzysu finansowego/gospodarczego: (Podreczniki ekonomii do wymiany!!!) A co z podrecznikami do elektroenergetyki/energetyki? 25

26 Energetyka jadrowa Projekt Polityki energetycznej Polski do 2030 roku (rozdz. 4) Kongres SEP z okazji 90-lecia dzialalnosci (Energetyka, sierpien 2009) Czyste technologie weglowe Narodowe Centrum Badan i Rozwoju Projekt strategiczny Zaawansowane technologie pozyskiwania energii Zadanie 1. Opracowanie technologii dla wysokosprawnych zero-emisyjnych bloków weglowych zintegrowanych z wychwytem CO 2 ze spalin Zadanie 2. Opracowanie technologii spalania tlenowego dla kotlów pylowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO 2 Zadanie 3. Opracowanie technologii zgazowania wegla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej Energetyka odnawialna Projekt Polityki energetycznej Polski do 2030 roku (rozdz. 5) Narodowe Centrum Badan i Rozwoju Projekt strategiczny Zaawansowane technologie pozyskiwania energii Zadanie 4. Opracowanie zintegrowanych technologii wytwarzania paliw i energii z biomasy, odpadów rolniczych i innych 26

27 (TRWAŁY) KOMUNIKAT GAZ SYSTEMU (KRAJOWEJ DYSPOZYCJI GAZU) O STOPNIACH ZASILANIA - to nie jest element nowoczesnej energetyki, to jest element energetyki paramilitarnej 27

28 SEGMENTACJA ENERGETYKI BIOMASOWEJ (NIE MA W PROJEKCIE POLITYKI) Biomasowe paliwa stałe (pelett, brykiet, ORC) Biopaliwa pierwszej generacji (estry, etanol) Współspalanie Biogazownie 0,5 2,0 MW el (rynek 3 do 6 tys. biogazowni) Instalacje pocukrowe Biogazownie przy oczyszczalniach ścieków kw el (rynek kilka tys. biogazowni) Mikrobiogazownie (w gospodarstwach rolnych) kw el (rynek około 100 tys. mikrobiogazowni) Biomasowe paliwa drugiej generacji 28

29 CO WYNIKA Z ANALIZY PROJEKTÓW WYTWÓRCZYCH Pątnów, Łagisza, Bełchatów II oraz Błonie (źródło kogeneracyjne, 3 MW el, na gaz ziemny, pracujące na wyspę) Liszków (biogazownia, 2,1 MW el ) Świdno (źródło ORC, 1,7 MW el ) 29

30 BILANS (ROCZNY) DLA ŚWIDNA (SPRAWNOŚĆ CAŁKOWITA ŹRÓDŁA: 0,8) Produkcja energii elektrycznej: 1,5 MW el h = MWh Produkcja ciepla: 8 MW c h = MWh Produkcja pelett na rynek: 6 t/h h = t ton 4,5 MWh/t = MWh Razem: okolo 0,2 TWh energii odnawialnej zaliczonej do pierwszego celu Pakietu 3x20 Problem podwójnego zaliczania energii odnawialnej (ciepla ) do celu Pakietu 3x20 30

31 WYKORZYSTANIE BIOMASY WE WSPÓLSPALANIU Przyklad kleski polskiej regulacji TECHNOLOGIA Elektrownia kondensacyjna Kociol pylowy Kociol fluidalny Elektrocieplownia weglowa Kociol pylowy Kociol fluidalny Elektrocieplownia biogazowa Kociol na biomase stala 3% 1 25% 48% 75% 85% 85% 1 Sprawe nalezy porównac z procederem zwiekszania w latach 70 wydobycia w polskim górnictwie, polegajacym na dodawaniu specjalnie mielonego w tym celu kamienia do wegla dostarczanego do elektrowni 31

32 POLSKIE RYNKI PALIW I ENERGII 2008 Paliwo Rynek paliw w jednostkach naturalnych na rok Emisja CO 2 mln ton/rok Rynek energii pierwotnej TWh/rok Rynek energii koncowej TWh/rok Wegiel kamienny 80 mln ton Wegiel brunatny 60 mln ton Gaz ziemny 10 mld m Ropa naftowa 22 mln ton OZE ,5/7,5 1 Razem ~480 1 x/y bez wspólspalania/ze wspólspalaniem. 32

33 ROCZNE RYNKI KONCOWE 2020 (oszacowania praktycznie wedlug trendu business as usual ) Rynek koncowy 2009 TWh (rk) 2020 TWh (rk) 2020 TWh (pp) 2020 mln CO 2 Energia elektryczna Cieplo Paliwa transportowe [ Razem, w tym energia odnawialna ,5/7,

34 POTENCJAŁ ALOKACJI (W TENDENCJI) ROLNICTWA ŻYWNOŚCIOWEGO W ENERGETYCZNE Wielkość Ludność [mln] 38 36,5 Użytki rolne [mln ha] 18,6 17,9 Roczne zapotrzebowanie na żywność (na zboże) [mln ton] Wydajność zbóż [ton/ha] 3,5 7,0 Użytki rolne niezbędne do pokrycia potrzeb żywnościowych [mln ha] 7,4 3,7 Dostępne zasoby rolnictwa energetycznego [mln ha] 11,2 14,2 Obliczeniowa wydajność energetyczna gruntów rolnych (produkcja paliw II generacji), pp [MW/ha] 50 > 80 Zredukowana wydajność energetyczna gruntów rolnych (produkcja paliw II generacji), pp [MW/ha] 40 > 60 Potencjał rolnictwa energetycznego, pp [TWh/rok] 450 > 850 Osiągalna energia końcowa możliwa do pozyskania z rolnictwa energetycznego [TWh/rok] 360 >

35 TRZY MAŁOSKALOWE TECHNOLOGIE O NAJWIĘKSZEJ SILE PRZEBUDOWY STRUKTURY BILANSU ENERGETYCZNEGO Agregat kogeneracyjny (silnikowy) Pompa ciepla [ Samochód elektryczny 35

36 ALOKACJA POLSKIEGO CELU PAKIETU 3X20 NA RYNKI KONCOWE energii elektrycznej, ciepla, paliw transportowych (oszacowania praktycznie wedlug trendu business as usual, z uwzglednieniem zasobów rolnictwa energetycznego i powiazanej z tymi zasobami kogeneracji rozproszonej) Oszacowanie udzialu energii odnawialnej na rynkach koncowych energia elektryczna, technologie dedykowane (energetyka wiatrowa i wodna) oraz produkcja w skojarzeniu z biogazu/biometanu ( ) TWh cieplo, produkcja w skojarzeniu + produkcja w kotlach na biogaz/biometan oraz w kolektorach slonecznych (26 +7) TWh paliwa transportowe, samochody na biogaz/biometan 21 TWh 36

37 POMPA CIEPLA Potencjalny wplyw na przebudowe struktury bilansu energetycznego Polski Sprawnosc pompy ciepla: 3,5 Sprawnosc zródel kogeneracyjnych gazowych/biogazowych maloskalowych produkujacych energie elektryczna [ wykorzystywana do zasilania pomp ciepla: (0,35 + 0,50) = 0,85 Uzysk ciepla z 1 MWh (pp): (0,35 3,5 + 0,5) MWh = 1,75 MWh 37

38 SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY Potencjalny wplyw na przebudowe struktury bilansu energetycznego Polski (1) Racjonalne zalozenia dla przykladowego samochodu Toyoty YARIS sa nastepujace: Emisja CO 2 wynosi okolo 140 g/km, czyli na 100 km przebiegu samochodu przypada okolo 14 kg CO 2 Zuzycie benzyny na 100 km wynosi okolo 6 l, czyli okolo 55 kwh w paliwie pierwotnym [ Sprawnosc benzynowego silnika spalinowego na poziomie 0,3, czyli energia uzyteczna, odniesiona do przebiegu 100 km, równa sie 16,5 kwh Energia elektryczna zuzyta przez samochód elektryczny, liczona na 100 km przebiegu, równa sie 27 kwh (przyjeto sprawnosc silnika elektrycznego 0,8, sprawnosc akumulatora 0,8 oraz sprawnosc przeksztaltnika 0,95) 38

39 SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY Potencjalny wplyw na przebudowe struktury bilansu energetycznego Polski (2) Energia pierwotna do wyprodukowania 27 kwh i emisja CO 2 zwiazana z ta produkcja wynosza dla poszczególnych technologii wytwórczych (z uwzglednieniem strat sieciowych): Elektrownia weglowa kondensacyjna: 85 kwh (pp), 25 kg [ Duza (zawodowa) elektrocieplowna weglowej: 33 kwh (pp), 12,5 kg Male gazowe (na gaz ziemny) zródlo kogeneracyjne: 31 kwh (pp), 6 kg Male zródlo kogeneracyjne na biometan: 31 kwh (pp), 0 kg 39

40 PROGNOZY ROZWOJU RYNKU SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH Wedlug prognozy Instytutu Rolanda Bergera samochody elektryczne beda stanowic 25% rynku samochodów juz w 2015 roku Wedlug prognoz japonskich udzial samochodów elektrycznych w calym rynku samochodowym wyniesie: 2020 rok 20% 2030 roku 40% 40

41 TRANSFER PALIW Z RYNKÓW: transportowego (ropopochodne paliwa plynne) i ciepla (gaz ziemny) na rynek energii elektrycznej Skutek: rozwój rynku rozproszonych technologii poligeneracyjnych [ 41

42 Efekt wykorzystania 1 mln ha gruntów ornych wysokiej wartosci (pozostalych po ograniczeniu upraw buraka cukrowego i po zamianie upraw rzepaku na uprawe buraka energetycznego oraz kukurydzy energetycznej) lub 1,5 mln ha gruntów ornych przeciętnej wartości Punkt wyjscia: 96 TWh (rk) wymagany udzial energii odnawialnej (cel 15%) 70 TWh (rk) zapotrzebowanie energii koncowej z rolnictwa energetycznego, jesli bedzie realizowany trend business as usual Energia pierwotna (z 1/1,5 mln ha): 8 mld m 3 biometanu, inaczej 80 TWh, inaczej 13,7 mln ton wegla (energetycznego, [ wskaznikowego), inaczej 23 mln ton wegla równowaznego 1. Produkcja energii elektrycznej i ciepla w kogeneracji 80 (0,35 + 0,50) = ( ) TWh = 68 TWh 2. Kogeneracja + samochód elektryczny 80 (0,35 2,5 + 0,50) = 96 TWh (rynek transportu) 3. Kogeneracja + pompa ciepla 80 1,75 MWh = 140 TWh (rynek ciepla) 42

43 Wyniki wykorzystania 1 ha gruntów rolnych na rynku transportu, przy zastosowaniu samochodu tradycyjnego (z silnikiem wysokoprężnym) i elektrycznego Wielkosc Rzepak i buraki energetyczne, odpowiednio Energia pierwotna, w jednostkach naturalnych Samochód tradycyjny elektryczny estry biometan 1,0 tona 8 tys. m 3 Energia pierwotna 11 MWh 80 MWh [ Energia końcowa Przejechana droga [tys. km] Energia zaliczona do zielonego celu w Pakiecie 3x20 11 MWh MWh 32 MWh el 36 MWh c MWh el 2, MWh c = 112 MWh 43

44 Porównanie efektu, w zakresie redukcji CO 2, pochodzacego z wykorzystania 1 ha gruntów rolnych i inwestycji w zródlo kogeneracyjne oraz z wykorzystania wegla (kamiennego) i inwestycji w blok fluidalny nadkrytyczny i niezbednych inwestycji w sieci elektroenergetyczne Energia z 1 ha pierwotna 80 MWh koncowa 70 MWh Ilosc wegla równowaznego na rynku koncowym energii elektrycznej 34 tony (przy sprawnosci konwersji, z uwzglednieniem strat sieciowych, wynoszacej 0,35) Redukcja emisji CO 2 przypadajaca na 1 tone wegla spalonego w bloku fluidalnym nadkrytycznym 0,2 tony Ilosc wegla równowaznego na rynku CO ton 44

45 Koszty srodowiska (2008) inkorporowane do kosztów paliwa, laczne dla energetyki (elektroenergetyka, cieplownictwo wielkoskalowe/sieciowe i rozproszone, transport) Koszt paliwa bez inkorporowanego kosztu srodowiska [mld zl/rok] Koszt paliwa z inkorporowanym kosztem srodowiska [mld zl/rok] Rynek energii koncowej, TWh/rok Wegiel kamienny Wegiel brunatny Paliwa transportowe ( ) Gaz ziemny Akcyza 45

46 WAZNE DLA ENERGETYKI PRZYSZLE DATY (HORYZONTY CZASOWE) 2012 wygasa Protokól z Kioto 2013 konczy sie biezaca unijna perspektywa budzetowa 2015 realne sa do osiagniecia efekty z tradycyjnych technologii weglowych 2020 horyzont Pakietu 3x horyzont pierwszych realnych efektów z elektrowni atomowych, horyzont komercjalizacji czystych technologii weglowych (CCS, IGCC) 2050 horyzont spoleczenstwa wodorowego/bezemisyjnego 46

47 POLSKI SYSTEM ELEKTROENERGETYCZNY (2009) WĘGIEL (KAMIENNY, BRUNATNY) WIELKOSKALOWI WYTWÓRCY (PASYWNI) ODBIORCY JEDEN FILAR BEZPIECZENSTWA ELEKTROENERGETYCZNEGO WIELKA SIEĆ 47

48 WEGIEL ENERGIA JADROW A POLSKI SYSTEM ELEKTROENERGETYCZNY (2050) Paliwa odnawialne Samochód elektryczny Czyste wytwarzanie Siec nn (SN) ENERGETYKA INTELIGENTNA GAZ ZIEMNY ROPA NAFTOWA I FILAR BEZPIECZENSTWO ENERGETYCZNEGE Smart Grid II FILAR Obiekt inteligentny DSM? RD 95 % 77 % 60 % 5 % 23 % 40 %

49 Smart Grid: mniej produkcji, wiecej zarzadzania energia Czego potrzebuje świat w dziedzinie energetyki od elektryków w kolejnych dekadach? samochodów: hybrydowych, elektrycznych, wodorowych (środek transportu, technologia zasobnikowa, środek indywidualnego bezpieczeństwa elektroenergetycznego) inteligentnych: domów, obiektów (mikrosystem energetyczny prosumenta) Elektrowni wirtualnych (kilkaset tysięcy rozproszonych źródeł odnawialnych) 49

50 SZACUNKI DLA WARSZAWY ORAZ REKOMENDACJE DLA MIASTA I WNIOSKI DLA PROSUMENTA 50

51 Podstawowe dane dla Polski i Warszawy wykorzystane do szacunków w zakresie gospodarki energetycznej i w obszarach powiązanych Liczba ludnosci - w tym Warszawa Liczba samochodów osobowych [mln] - w tym Warszawa Liczba autobusów [tys.] ,0 1,7 18 0,9 95 1, ,5 1,9 30 1, ,5 51

52 WARSZAWSKIE RYNKI PALIW I ENERGII 2008 Paliwo Rynek paliw w jednostkach naturalnych na rok Emisja CO 2 mln ton/rok Rynek energii pierwotnej TWh/rok Rynek energii koncowej TWh/rok Wegiel kamienny 4,5 mln ton Gaz ziemny 0,4 mld m 3 0,8 4 3,6 Ropa naftowa 1 mln ton 1, OZE ,11/0,34 2 Razem - 10,6 45 ~24 1 Na kołach samochodu. 2 x/y bez wspólspalania/ze wspólspalaniem. 52

53 OSZACOWANIE (grube) RYNKÓW 2020 DLA WARSZAWY (zamieszkałej przez 1,8 mln mieszkańców, dla trendu business as usual) punkt wyjścia do benchmarkingu Rynek koncowy TWh (rk) 2020 TWh (rk) 2020 TWh (pp) 2020 mln CO 2 Energia elektryczna Cieplo Paliwa transportowe [ , ,2 6,8 3 Razem, w tym energia odnawialna 31 43, ,11/0,34 6,5 6,9-1 W sensie takim jak w Pakiecie 3x20. 2 Wartości wg dokumentów Miasta. 53

54 OSZACOWANIE (grube) ROCZNYCH EFEKTÓW (wzgledem trendu business as usual) POCHODZACYCH Z 20% UDZIALU SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH I POMP CIEPLA W WARSZAWSKICH RYNKACH: TRANSPORTOWYM I CIEPLA, ODPOWIEDNIO energia odnawialna: samochody elektryczne 4,2 TWh, pompy ciepla 3,2 TWh, razem 7,4 MWh, czyli 114% celu redukcja emisji CO 2 : samochody elektryczne 0,6 mln ton, pompy ciepla 1,4 mln ton, redukcja na rynku energii elektrycznej 1,8 mln ton, razem 3,8 mln ton, czyli 112% celu poprawa efektywnosci energetycznej: samochody elektryczne 2,3 TWh, pompy ciepla 2,3 TWh, redukcja na rynku energii elektrycznej 7,4 TWh, razem 12 MWh, czyli 98% celu Energia elektryczna ze zródel odnawialnych potrzebna do zasilenia samochodów elektrycznych i pomp ciepla, wytworzona w Warszawie (w ogniwach fotowoltaicznych, malych elektrowniach wiatrowych i biogazowniach utylizacyjnych) oraz zakupiona 2,6 TWh, czyli tylko 40% celu ( dzwignia wynosi zatem ok. 3) 54

55 OSZACOWANIE (grube) ROCZNEJ WARTOSCI WARSZAWSKICH CELÓW PAKIETU 3X20 (w cenach 2009) energia odnawialna: paliwa transportowe (bez akcyzy) 4, MWh 170 zl/mwh = 0,7 mld zl cieplo 3, MWh 180 zl/mwh = 0,6 mld zl energia elektryczna 2, MWh 450 zl/mwh = 1,2 mld zl razem 2,5 mld zl redukcja emisji CO 2 : 3,4 mln ton 40 euro/t 4,2 zl/euro = 0,6 mld zl redukcja zuzycia paliw pierwotnych: 12, MWh 45 zl/mwh = 0,5 mld zl 55

56 REKOMENDACJE DLA MIASTA 1. Zdefiniowac na potrzeby calej warszawskiej przestrzeni publicznej projekt pn. Synergetyka Warszawy 2. Wlaczyc w zakres polityki energetycznej (synergetyki) Warszawy transport. W szczególnosci samochód elektryczny trzeba postrzegac jako sile sprawcza przebudowy bilansu paliwowo-energetycznego i bilansu emisji CO 2 Warszawy. Samochód elektryczny, stanowiacy bardzo istotna czesc Smart Gridu, trzeba takze widziec jako sile sprawcza przebudowy sposobu zarzadzania energia na rynkach koncowych Warszawy i przebudowy (za pomoca oddolnego filaru) systemów bezpieczenstwa energetycznego 3. Wykorzystac szanse wynikajace z rozwiazan Pakietu 3x20 i z ksztaltujacego sie nowego lancucha wartosci: od paliw, poprzez dobra inwestycyjne dla synergetyki, do zaspokojenia potrzeb mieszkanców 4. Podjac dzialania blokujace odradzajaca sie paramilitaryzacje i centralne zarzadzanie energetyka (w tym dzialania blokujace rozrost centralnego planowania energetyki). Zwiekszyc role mechanizmów rynkowych w gospodarce energetycznej (np. benchmarkingu) 56

57 WNIOSKI DLA PROSUMENTA Wlaczyc sie w realizacje celów Pakietu 3x20 w wymiarze indywidualnym, w celu osiagniecia wlasnych korzysci, w srodowisku ekonomiki wartosci psychologicznej, podejmujac decyzje odnosnie wykorzystania mozliwosci, które stworzy projekt Synergetyka Warszawy. Jesli projekt nie bedzie realizowany, to i tak prosumenci powinni wlaczyc sie w dyskontowanie korzysci wynikajacych z nowego lancucha wartosci, wytworzonego przez Pakiet 3x20 Za szczególny obszar mozliwej aktywnosci prosumentów uznaje sie dzialania ukierunkowane na wykreowanie nowej roli Miasta, mianowicie: zwiekszenie roli Miasta w relacjach z Panstwem (rzadem i parlamentem) oraz operatorami (energetycznymi), tzn. dzialania majace na celu zbudowanie nowej równowagi interesów zwiekszenie aktywnosci wlasnej Miasta w obszarze regulacji, na którym Miasto jest suwerenem (np. organizacja transportu, ochrona srodowiska, wykorzystanie srodków pomocowych itd.) 57