Warsztat: Model do analiz energetycznych dla regionu (REAM)

Transkrypt

1 Warsztat: Model do analiz energetycznych dla regionu (REAM) Endre Ottosen, NEPAS Doskonalenie poziomu edukacji w samorządach terytorialnych w zakresie zrównoważonego gospodarowania energią i ochrony klimatu Ziemi Projekt wspierany grantem z Norwegii poprzez Norweski Mechanizm Finansowy Projekt współfinansowany przez Polskę

2 Agenda Planowanie energetyczne lokalne i regionalne - Metodologia i procedura - Fakty i statystyki - Środki i cele Regional Energy Analysing Model (REAM) - Struktura modelu - Algorytm obliczeniowy - Prezentacja wyników /57

3 REAM Regional Energy Analysing Model Model do analiz energetycznych dla regionu REAM jest rozwijany poprzez program UE o nazwie 3-NITY, w zakresie zrównoważonego planowania energetycznego na szczeblu lokalnym Opracowany przez Profu (SWE) oraz IFE/NEPAS (NOR) Dostosowany do analizy lokalnych i regionalnych stacjonarnych systemów energetycznych Prosta nawigacja poprzez interfejs podobny do Explorera REAM bazuje na Microsoft.NET, można go instalować w komputerach posiadających Windows XP, Vista, 7 Licencja na REAM jest dostępna dla władz gminnych / regionalnych, firm prywatnych i podmiotów edukacyjnych /57

4 REAM Regional Energy Analysing Model Model do analiz energetycznych dla regionu

5 Opis ogólny REAM zawiera: Lokalna produkcje energii, instalacje o małej i dużej skali Infrastrukturę do przesyłu elektryczności, ciepła i chłodu Końcowe zużycie energii Środki / przeedsięwzięcia energo-efektywnościowe Analizy rozwoju bazującego na na najniższych kosztach (LCP) REAM jest łatwy w obsłudze; użytkownik wybiera poziom szczegółowości REAM może analizować system energetyczny dla całych gmin / egionów lub dla wybranych sektorów lub obszarów geograficznych Elastyczność językowa i częściowo w zakresie jednostek miar REAM jest narzędziem do lokalnego i regionalnego planowania energetycznego /57

6 Zasadnicze OZE Poziom kategorii zapotrzebowania Poziom przeglądu Water/Wind/Solar/Wave Cooling Heating El appliances Energy demand Energy demand Energy demand Electricity Cooling device Industry Households/Service Energy demand Energy demand District heat grid Power plant Heat pump Electricity grid Oil Gas Combined heat and power Gas Gas Oil Oil Bio Bio District heating plant Bio energy boilers Wood stove Coal/Coke Coal/Coke Bio Oil/Gas John Johnsson, Profu /57

7 Struktura Modelu Region Area Demand category Demand technologies Community 1 Urban area Rural area Households Buildings Direct elec. heating other Industry District heating Primary sector Oil boiler etc Wood stove Cooling unit Elec. to appliances etc. Kari Espegren, IFE /57

8 Przykład: Obliczenia dla scenariuszy Gmina Dobrich wykorzystana jako przykładowa Zaprezentuje się trzy scenariusze Scenariusz podstawowy Scenariusz Biznes jak zwykle (BAU) Scenariusz niskiej emisji Dane o zużyciu energii w Dobrich w roku 2006 (budynki mieszkalne, przemysłowe, usługowe, municipalne) Obecne ceny energii i oszacowanie kosztów dla Bułgarii Uwaga: Przyjęto pewną liczbę założeń ogólnych. Wartość tego przykładu nie polega na wynikach obliczeń, tylko na tym, ze prezentuje on, w jaki sposób model REAM można wykorzystać do symulacji różnych scenariuszy /57

9 700 Energy supply For Dobrich - Basic Scenario Natural gas Fire wood Electricity Coal Scenariusz podstawowy (bazowy) Rozwój bazujący tylko na obliczeniach po najniższych kosztach Brak dodatkowych założeń lub ograniczeń (takich jak ograniczenia zasobów lub inne bariery) Brak korekt kosztów, generalnie rosną ceny wszystkich paliw /57

10 600 Energy supply For Dobrich - Business As Usual Scenario Wood pellets Solar energy Natural gas Fire wood Electricity District heating Coal Scenariusz Biznes jak zwykle Wprowadzone ograniczenia z uwagi na bariery techniczne, ograniczenia surowcowe i zachowania ludzkie (w oparciu o założenia) Nadal brak korekt kosztów /57

11 600 Energy supply For Dobrich - Low Emission Scenario Wood pellets Solar energy Natural gas Fire wood Electricity District heating Coal Scenariusz Niskiej emisji Wprowadzone ograniczenia z uwagi na bariery techniczne, ograniczenia surowcowe i zachowania ludzkie (w oparciu o założenia) Wzrost podatków za paliwa kopalne Mniejsze koszty inwestycyjne dla kolektorów słonecznych (np.. W wyniku subsydiowania) /57

12 Algorytm obliczeń Technologie o małej skali Modułem napędowym modelu są zmiany kategorii zapotrzebowania (zmiany rynkowe) Wymiana stopniowo wycofywanych źródeł / instalacji, alternatywy Zamiana technologii z kosztami zmiennymi > nowy koszt ogólny Substytucję określa się na bazie najniższego kosztu ogólnego Alternatywą jest opracowanie wg zamówienia użytkownika Obliczenia kosztu ogólnego dla danego okresu opierają się na założeniach tylko dla tego okresu obliczenia sekwencyjne /57

13 Algorytm obliczeń AC = IC + FC + OMC + FuC + TC η + EC AC IC FC OMC FuC TC EC η = Koszt średni = Nakład inwestycyjny, (stała rata roczna) = Koszty stałe = Koszty obsługi i utrzymania = Koszty paliw = Podatki = Koszty emisji = Sprawność technologii /57

14 Algorytm obliczeń Technologie małej skali Substytucja wycofywanej technologii Obecny koszt zmienny > nowy koszt ogólny Energy Energy New technology Total demand New technology Residual Technology 1 New technology New technology New Residual Technology 1 New technology New technology New technology New technology Residual Technology 2 New technology New technology New Residual Technology 2 New technology New T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 Time T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 Time John Johnsson, Profu /57

15 Algorytm obliczeń Technologie dużej skali Model raportowy (ranking całkowitych kosztów zmiennych) Alternatywnie - harmonogram produkcji wg użytkownika Example - District heating production 50 [GWh] Biooil-HP Biomass-CHP Municipal Waste-CHP Jan Jan Feb Feb Mar Mar Apr Apr May May Jun Jun Jul Jul Aug Aug Sep Sep Oct Oct Nov Nov Dec Dec John Johnsson, Profu /57

16 Uruchomienie REAM Przegląd: zawiera instrukcję obsługi REAM /57

17 Uruchomienie Organizator: zbiory wejściowe, wyniki, eksport, kopie zapasowe /57

18 Uruchomienie Organizator: zarządzanie zbiorami wejściowymi /57

19 Uruchomienie Nastawys: Nastawy ogólne dla modelu /57

20 Uruchomienie Nastawys: Nastawy ogólne dla modelu /57

21 Uruchomienie Edytor & kalkulator: Edycja zbiorów wejściowych i obliczanie /57

22 Uruchomienie Edytor & kalkulator: Edycja zbiorów wejściowych i obliczanie /57

23 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

24 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

25 Lata Zdefiniować lata, dla których prowadzi się prognozowanie i symulacje Forma: Numeryczna Chronologiczna Niekoniecznie równo-okresowa /57

26 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

27 Regiony i obszary Regiony i obszary Zdefiniować: Region(y), np.. Powiat(y) Obszar(y), np. gmina lub miasto/wieś /57

28 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

29 Kategoria zapotrzebowania Przegląd kategorii zapotrzebowania Zdefiniować Kategorie zapotrzebowania Zakres obliczeniowy VAT /57

30 Kategoria zapotrzebowania Przegląd systemów małej skali Zdefiniować technologie w zakresie zapotrzebowania, rodzaj energii i rodzaj technologii /57

31 Kategoria zapotrzebowania Zapotrzebowanie Dla każdego roku symulacji, prognozować zapotrzebowanie na ogrzewanie, elektryczność i chłodzenie (GWh) /57

32 Kategoria zapotrzebowania Inwestycje dodatkowe Zdefiniować Inwest. dodatkowe, rodzaj energii, wskaźniki inwestycyjne, żywotność oraz resztkową i/lub górną energię w danym roku /57

33 Kategoria zapotrzebowania Struktura opłat Zdefiniować strukturę opłat dla każdego emitowanego gazu w każdej kategorii zapotrzebowania /57

34 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

35 Paliwa Paliwo i elektryczność Określić wszystkie nośniki energii Zanaczyć połączenia sieciowe, jeśli są /57

36 Paliwa Określić cene paliwa Cena roczna lub 24 przedziały / rok Określić podatek za paliwo Do 5 kategorii podatkowych Określić emisje Globalne, poza granicą systemu /57

37 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

38 Emisje Emisje & Ekonomia Określić emisje i wybrać definicję jednostki Określić opłaty emisyjne dla każdego roku symulacji /57

39 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

40 Krzywe obciążenia Zdefiniować krzywe obciążenia Wymagane dla każdego rodzaju energii Określić obciążenie w każdym z 24 przedziałów w roku Dzień i noc każdego miesiąca Suma musi wynosić to 100%! Krzywe obciążenia są globalne dostępne dla wszystkich zbiorów wejściowych /57

41 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

42 Sieci LST 1 Obszar 1 LST A LST B LST 2 Globalna sieć elektr. Lokalna sieć elektr. Obszar 2 DHE1 DHE2 DHE3 DHE4 Lokalna sieć elektr. DHE1 DHE2 LST 3 DHE3 DHE4 LST /57

43 Sieci Zdefiniowac sieci, wybrać obszar, połączenia globalne (jeśli są) i rodzaj energii /57

44 Sieci Technika: Sprawność przesyłu Moc pozostała (MW) Ekonomia: Wskaźnik inwestycyjny Żywotność Koszty zmienne /57

45 Sieci Producent & Użytkownik Wskazuje którzy użytkownicy (SST) i producenci (LST) są przyłączeni do sieci /57

46 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

47 Systemy dużej skali (LST) Produkcja wtórna LST Produkcja główna Quota = Główna / Wtórna /57

48 Systemy dużej skali Przegląd systemów dużej skali Zdefiniować systemy dużej skali, rodzaj(e) energii i Priorytet /57

49 Systemy dużej skali Technika: Określić: Moc pozostałą (MW) Moc dostępną Sprawność (dla każdego paliwa) /57

50 Systemy dużej skali Ekonomia: Zdefiniować: Wskaźniki inwestycyjne Żywotność Koszty stałe Koszty zmienne (dla każdego paliwa) Struktura opłat (wg emisji) /62

51 Systemy dużej skali Emisje Określić współczynnik emisji odpowiednio dla każdej emisji i dla każdego paliwa Sieci Wybrać z menu opcję połączenia z siecia globalną lub lokalną /57

52 Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia /57

53 Technologia wg zapotrzebowania Technika: Zdefiniować Energię dla każdego roku (GWh): pozostałą, stałą, górną, dolną Paliwa, sieci, sprawność, udział maksymalny Inwestycje dodatkowe /57

54 Technologia wg zapotrzebowania Ekonomia: Zdefiniować wskaźnik inwest. (jedn. monetarne/mwh!), żywotność i koszty zmienne dla każdego paliwa /57

55 Technologia wg zapotrzebowania Emisje: Zdefiniować wskaźnik emisji dla każdego rodzaju gazu, i dla każdego paliwa (w niniejszym przykładzie tylko jeden) /57

56 Obliczenia Aby wykonać obliczenia Naciśnij Calculate Wprowadź nazwę pliku wyników Wybierz New result/ Overwrite Naciśnij Start /57

57 Otwieranie REAM Wyniki: Prezentacja wyników obliczeń /57

58 Prezentacja wyników Struktura Systemy małej skali Systemy dużej skali Wygląd podobny, jak Eksplorera /57

59 Prezentacja wyników 3,2 2,8 2,4 Production For Heating Bez ograniczeń GWh 2 1,6 1,2 0,8 0,4 3,2 2,8 Oil burner Electrical heating Efficiency measure Production For Heating GWh ,4 2 1,6 1,2 Pellet burner Oil burner Heat pump Heat exchanger Electrical heating Efficiency measure 0,8 Z ograniczeniami 0, /57

60 Gdzie można znaleźć odpowiednie dane? Administracja gminy Administracja techniczna Firmy posiadające nieruchomości w gminie Doradcy energetyczni Lokalne firmy energetyczne Statystyki dla sieci elektrycznych Statystyki dla sieci centralnego ogrzewania Statystyki dla sieci gazowniczej Kluczowe osoby Badania lokalne /57

61 Gdzie można znaleźć odpowiednie dane? Statystyki krajowe Cena energii, poziom krajowy Końcowe zużycie energii w sektorach, poziom gminy Zużycie energii z podziałem wg nośników Statystyki budynków Krajowe i międzynarodowe badania struktur systemów energetycznych Duże przedsiębiorstwa przemysłowe Duże organizacje w sektorze budowlanym Nabywcy sprzętu Technologie zasilania Środki efektywnościowe Organizacje handlowe /57

62 Dziękuję za uwagę! Pytania? Endre Ottosen /57