METODYKA ANALIZY WPŁYWU TZW. DEROGACJI NA EFEKTYWNOŚĆ MODERNIZACJI ENERGETYKI

Transkrypt

1 ETODYKA AALIZY WPŁYWU TZW. DEOGACJI A EFEKTYWOŚĆ ODEIZACJI EEGETYKI Auozy: yszd Bnik, Wldm Skomudk, Zbigniw Buyn, Ann Hnydiuk-Sfn, Alksnd Ow ( ynk Engii /8) Słow kluczow: mchnizm dogcji, jdnoskowy kosz odukcji ngii kycznj, fkywność konomiczn, owni mmyczn Sszczni. ynk hndlu misjmi js w kci ciągłgo ozwoju i kszłowni, w mch kógo usnwin są coz o bdzij suow limiy misji. Sysm hndlu misjmi (zw. sysm EU ETS) wływ bdzo isoni n zwiększni koszu wywzni ngii kycznj i cił. W ykul okzno jk wowdzony mchnizm dogcji wływ n fkywność konomiczną ngyki, zdswiono modykę i wyniki wiowinowych obliczń wości jdnoskowgo koszu odukcji ngii kycznj w znizownym bloku z uwzględninim i bz uwzględnini mchnizmu dogcji.. WPOWADZEIE Engyk zgodni z Dykywą 3/87/EC i óźnijszą 9/9/EC zosł obję w 5. sysmm hndlu misjmi, zw. sysmm EU ETS (Euon Union Emission Tding Schm). Sysm n objmuj ngykę, kż zdsiębiosw odukcyjn, kó mją włsn źódł ngii kycznj i cił. chnizmm w sysmi EU ETS, kóy m zchęcć zdsiębiosw ngyczn do nizcji isnijących źódł ngii kycznj i cił, js mchnizm zydzini zz unijnych uzędników jdnozowgo, dmowgo uwnini do misji dwulnku węgl, zw. mchnizm dogcji, j. jdnozowgo omnijszni obowiązku złcni z kżdą onę wymiowngo. Tn dobowolny mchnizm wowdzono w Polsc, Czchch, n Węgzch, Esonii, Liwi, Łowi, Bułgii i umunii. Oczywiści, by uzyskć ki jdnozow, dmow ony (zwn żgonowo w śodowisku zwodowym zjmującym się oblmyką hndlu misjmi onmi EUA Euon Union Allownc) nlży zinwsowć znczn śodki finnsow w nizcj źódł ngii kycznj i cił, by zmnijszyć z nich misję (z uwgi n wiomilionow śodki finnsow, kó zb zinwsowć, słow dmow ony uję są w cudzysłowi). ynk hndlu misjmi js w kci ciągłgo ozwoju i kszłowni, w mch kógo usnwin są coz o bdzij suow limiy misji. W zcim oksi sysmu go hndlu, j. w lch 5 9 (oks ozdni, j. dugi, obowiązywł w lch 3-4) olgjącgo w szczgólności n zkui ozwolń n misję ozz ządow ukcj, wdożono wsomniny owyżj mchnizm dogcji olgjący n możliwości jdnozowgo omnijszni liczby on misji, dl kóych zb kuowć ozwolni n ukcjch dl ngyki.

2 Aby ocnić ołclność konomiczną mchnizmu dogcji w ykul zdswiono modykę i wyniki wiowinowych obliczń wości jdnoskowgo koszu odukcji ngii kycznj w znizownym bloku. Pzdswiono j z uwzględninim i bz uwzględnini mchnizmu dogcji. Obliczni zowdzono dl zmoyzowngo bloku węglowgo znizowngo do bloku cującgo z wyższymi mmi y świżj z jgo jdnoczsną ndbudową ubiną ową i kołm odzyskowym. Tk nizcj bdzo isoni wływ n obniżni wskźnik misji dwulnku węgl z bloku EF [,, 5], nw o ołowę (zlży o od mocy ubiny owj), co js wunkim konicznym, by możn kozysć z mchnizmu dogcji. odnizcj k jdnoczśni zwiększ moc bloku, nw ond dwukoni (js o ison, gdyż koniczny js znczący zyos mocy kjowgo sysmu kongyczngo) i zwiększ swność wywzni w nim ngii kycznj nw do 5% [, 5, 7]. Sumując, zdswion w ninijszym ykul modyk i wyniki obliczń jdnoskowgo koszu odukcji ngii kycznj w znizownym bloku z uwzględninim i bz uwzględnini mchnizmu dogcji ozwlją odowidzić yni: czy mchnizm dogcji w mch sysmu EU ETS zynosi inwsoom kozyści konomiczn, czy moż m znikomy wływ n ołclność nizcji? W oblicznich osłużono się nowoską modyką wyznczni jdnoskowgo koszu wywzni ngii kycznj i cił w zisi z czsm ciągłym [3 6, 9].. ETODYKA AALIZY ys.. zdswiono digm czsowy, jkim osłużono się do zbudowni u mmyczngo służącgo do nlizy fkywności konomicznj nizcji bloku ngyczngo [3 6]. ys.. Digm czsowy cy znizowngo bloku

3 Śdni jdnoskowy kosz możn obliczć z wzou: k, odukcji ngii kycznj w znizownym bloku ś k,śl = J l ( l ) ( x ) ( ) ( ) O ( ) SO O SO ( ) SO ył ( ) ył ( u) b δm ( x ) ( ) ( J J ) J ( ) ( b ) l ( l ) T ( ) ( x x ) l ( ) T ( ) ( x ) O O ( O ) T ( ) ( x ) O ył ył ( ył ) T ( ) ( x ) ył ( x ) ( ) T ( ), =, O ył, =, =, =, = l ( J J )( x ) SO zj T T T zj T T T T, = ( ) ( ) T ( ) x zm zu l, = SO SO ( ) T ( ) ( ) x zm zu l, = ( b ) T ( b ) ( )( ) x zm zu l u T ( ) T T T ( ε )( ) ( )( ) T T ε ε ε łł,,u O O ył ył δ ył m wu,m,od ył zm zu l zm zu l zm zu l wu,m,od wu,m,od l J T T J T T zm zu l δ, l ( ) ( ) ( xwu,m,od ) l l l,, ( ) ( ),, O O SO O SO O SO SO O SO, ( ), ył ył b b ył ył u b łł,,u m T T T zj T T SO, ( ) T ( ) ( ) T ( ) T T b,, O O ( ) T ( ) SO T O O SO SO SO O SO, ( ), = ył ył T ył ył b T b u b SO SO ()

4 gdzi: l,,, SO, O, ył, b wykłdniki ksonn obzujących zminy w czsi cn liw, yfowych oł śodowiskowych, zkuu ozwolń n misję, b oks wni budowy bloku wyżony w lch, l,, id. ocząkow wości cn liw, zkuu ozwolń n misję, yfowych oł śodowiskowych, J nkłd inwsycyjny onisiony n budowę bloku, J nkłd inwsycyjny onisiony n nizcję bloku, moc kyczn buo bloku (ubozsołu owgo), moc kyczn buo ubozsołu owgo, so oocnowni kiłu inwsycyjngo (w oblicznich zyjęo = 7%), oczny czs cy bloku, ok ozoczęci nizcji bloku, ok zkończni nizcji bloku, T wyżony w lch klkulcyjny oks kslocji bloku (w oblicznich zyjęo T = l), u udził ngii chmicznj liw w cłkowiym jj ocznym zużyciu, dl kógo ni js wymgny zku ozwolń n misję, xwu,m,od wsółczynnik uwzgldnijący koszy wody uzułnijącj, miłów omocniczych, odowdzni ścików, skłdowni żużl, oddów, xł,,ub wsółczynnik uwzgldnijący koszy łc, odków, ubziczń id., xzmzu l wsółczynnik uwzględnijący zmnijszni zużyci węgl w znizownym bloku, zlży on od mocy ubiny owj [] (zmnijszni o js wynikim odukcji części y świżj w kol odzyskowym; w ozwżnym zydku jgo wość zyjęo ówną x =,3), zmzu l

5 z wsółczynnik dyskonujący (wsółczynnik zmożni) kił inwsycyjny J n momn zkończni budowy inwsycji, wskźnik kycznych ozb włsnych bloku, m oczn so koszów słych zlżnych od nkłdów inwsycyjnych (koszy konswcji, monów uządzń), swność ngyczn buo bloku, swność ngyczn buo ubozsołu owgo,,, O, x SO, ył misj,, Ox, SO, yłu n jdnoskę ngii chmicznj liw. W wzoz () skłdnik J, = znuj mchnizm dogcji, j. jdnozowgo omnijszni koszu zkuu ozwolń n misję, zy czym czynnik J () ozncz liczbę jdnozowych on EUA, czynnik js czynnikim dyskonującym wscz skłdnik () zgodni z zsdmi obliczni wości k,śl [5]. Jk wynik z (), im większ js nzucon zz sysm EU ETS zw. cn iczniow (fncyjn) misji dwulnku węgl, ym mnijsz js ilość EUA, ym smym mnijsz js wość mchnizmu dogcji. Akulni cn wynosi =,38 /g (w oksi dugim, j. w lch 3-4 obowiązywni sysmu EU ETS, cn był znczni mnijsz i wynosił, = 4,78 /g). Wikość = w wzoz () ozncz nomis cnę zkuu ozwolń n misję w momnci zkończni nizcji, j. kulną wówczs cnę ukcyjną. Obcni cn wh się w gnicch 5 7 /g. W zydku ni uwzględnini w oblicznich mchnizmu dogcji, skłdnik () w wzoz () nlży ominąć. 3. DYSKUSJA I AALIZA WYIKÓW PZYKŁADOWYCH OBLICZEŃ Anlizę wości jdnoskowgo koszu odukcji ngii kycznj wykonno dl zmoyzowngo bloku o mocy W znizowngo do bloku n wyższ my y świżj z jdnoczsną jgo ndbudową ubiną ową i kołm odzyskowym. Wyniki obli-

6 czń dl wybngo scniusz zmin w czsi koszu misji ony zdswiono n ysunku. ys.. Śdni jdnoskow koszy odukcji ngii kycznj w bloku o mocy W znizownym do ukłdu owo-owgo dwuliwowgo w funkcji wości wykłdnik ksonny b, zy czym: doyczy nizcji bz uwzględnini mchnizmu dogcji, doyczy wykozysni mchnizmu dogcji zy cni iczniowj EUA ównj,38 uo/g, 3 doyczy wykozysni mchnizmu dogcji zy cni iczniowj EUA ównj 4,78 uo/g W oblicznich zyjęo, ż w czsi nizcji blok js wyłączony zz l z kslocji ( = ), więc moc bloku (j. ubozsołu owgo) wynosi wówczs z- o, =, o nizcji nomis = 3 W, moc ubozsołu owgo ówn się = W (wzó ()). Wość udziłu u ngii chmicznj liw w cłkowiym jj ocznym zużyciu, dl kógo ni js wymgny zku ozwolń n misję zyjęo ówną zo, u =. Pzyjęo ondo, ż zowym wościom wykłdników l,, b id. odowidją kuln cny węgl, u oz ozwolń n misję ony dwulnku węgl id. zykłd w ksonnci kuln jj wość wynosi l l ( ) l l = obzującj zminę w czsi cny węgl, =,4 PL/GJ = 4PL/Wh. Cnę u zyjęo ówną = 3 PL/GJ, cnę zkuu ozwolń n misję dwulnku węgl zd nizcją bloku złożono w wysokości = 5 /g i zyjęo, ż, b =. Cnę = złożono w wysokości 7 /g. kłdy inwsycyjn n nizcję zyjęo w wysokości J = 4 mln PL (jdnoskow nkłdy wynoszą i = 3,5 mln PL/W).

7 Anlizując zbigi kzywych n ysunku możn swidzić, ż wływ mchnizmu dogcji n ołclność konomiczną nizcji js znikomy. Jdnoskow koszy odukcji ngii kycznj bz i z jgo wykozysnim są bowim nimlż sobi ówn. Z kzywych ych możn ondo wyciągnąć mylny wniosk, ż nizcj w ogól js niołcln. Jdnoskowy bowim kosz wywzni ngii kycznj w znizownym bloku js ym mnijszy, im ok jj ozoczęci js odlgljszy. jmnijszy js bowim dl = 5 l. Js k dlgo, gdyż o nizcji bloku w koszch ocznych jgo dziłni ojwi się kosz kiłowy wynikjący z nkłdów inwsycyjnych J, więc ojwi się moyzcji kiłu J wz z odskmi od nigo, gdy ymczsm w koszch dziłni zmoyzowngo bloku w lch ozdzjących jgo nizcję koszu kiłowgo (wynikjącgo z nkłdów finnsowych n jgo budowę) ni m. oczn koszy jgo dziłni o wówczs wyłączni koszy jgo kslocji [5]. Tym smym oczny kosz odukcji kyczności w znizownym bloku js ym mnijszy, im óźnijsz js jgo nizcj, njlij byłoby, gdyby nizcji ni zowdzć w ogól. lży jdnk mięć, ż jśli ni znizuj się bloku, o jgo dlsz kslocj będzi nimożliw, zb go będzi z uwgi n chniczn zużyci wyłączyć z uchu. Sąd koniczność jk njszybszj nizcji. 4. PODSUOWAIE I WIOSKI KOŃWE Sysm EU ETS wływ bdzo ison n zwiększni koszu wywzni ngii kycznj i cił. Wowdzony w nim mchnizm dogcji, co wykzno w cy, m znikomy wływ n owę fkywności konomicznj ngyki. Od. ni będzi już ondo bzłnych misji dwulnku węgl, więc dogcj zsną isnić, i zb będzi złcić z kżdą onę wymiowngo. Sysm EU ETS nzuc zy ym wysoką zw. iczniową (fncyjną) cnę misji, i im js on większ, w ym większym soniu js szkodliw dl Polski, ym mnijsz js bowim ilość zydzinych bzłnych on dwulnku węgl (zw. EUA), kó są obliczn z zlżności Akulni cn wynosi =,38 uo z onę miowngo dwulnku węgl. Co wię-, = cj, gdy biżąc cn J (wzoy (), ()). (wzoy (), ()) jgo misji js nisk, o wływ mchnizmu dogcji n fkywność konomiczną inwsycji nizcyjnj js znikomy, ni m większgo znczni dl inwso. Pzy kulnj wości j cny n ynku wynoszącj, zldwi = = 5 /g, mchnizm dogcji nlży uznć zm z węcz omijlny., = i znczy o jdnk, ż zwiększni cny js kozysn Węcz odwoni. Ilość on EUA js bowim znikom, nimlż zow w oównniu z onmi, dl kóych zb, kuowć ozwolni n misję (wzó ()). Zwiększni zm cny =, do czgo n wszki sosoby dąży Uni zoszjąc oliykę klimyczno-ngyczną, sowoduj znczni większ koszy zkuu ych ozwolń, od oku, jk już owyżj zznczono, w ogól ni będzi dmowych on misji dwulnku węgl i zb będzi łcić z kżdą

8 , = onę wymiowngo. Im zm cn będzi wyższ, ym większy będzi kosz misji. Gdy będzi o cn iczniow (fncyjn), wynosząc obcni =,38 /g, zyjdzi Polsc łcić oczni ok. 3 milidów złoych do ksy unijnj, co js kwoą budowy od klucz jdnj kowni omowj o mocy ok. 6 7 W. Jdyną zm cjonlną zsłnką do lizcji konicznych inwsycji nizcyjnych kjowj ngyki js wilizcj isnijących bloków ozwljąc n ich dlszą wiolnią cę, oz wł zwiększni ich mocy i obniżni misyjności, niżi ozymywni jdnozowych dmowych zydziłów misji. W zciwnym wydku zb j będzi wyłączć z uchu. Co więcj, n ołclność nizcji ngyki jdyni isony wływ mją cj cnow omiędzy nośnikmi ngii, węglm, m i ngią kyczną, co wykzno w ninijszym ykul i w cy [8]. Z uwgi n duż yzyko wzosu wości cn EUA, owinny być lizown ylko ki inwsycj, kó jdnoczśni zyczynią się do znczngo zmnijszni wskźnik misyjności. ło go, wysoki yzyko związn z zkocznim czsu wni inwsycji nizcyjnj oz ocdu wno-dminiscyjn zyznwni zz uzędników unijnych jdnozowych, bzłnych misji owoduj nichęć do kozysni z mchnizmu dogcji. Podsumowując, z zowdzonych obliczń możn wyciągnąć ogólny wniosk, ż zmnijszni jdnoskowgo koszu odukcji ngii kycznj w wyniku zsosowni mchnizmu dogcji js znikom, ż w niml zowym soniu zyczyni się do wzosu ołclności nizcji. Wunki koniczny i wysczjący, jki muszą być nomis słnion, by nizcj był ołcln konomiczni zdswiono w monogfii [5]. konic nlży jdnk zznczyć, ż nizcj zszłj chnologiczni, chk yzującj się niską śdnią, zędu 3-3%, swnością wywzni ngii kycznj i w dużj miz zdkilizownj oz będącj w złym sni chnicznym kjowj ngyki, js bsoluni koniczn. Bz nij zb będzi zmykć kjow kowni i kociłowni, i imoowć ngię kyczną. odnizcj, obok budowy kowni jądowych, js cjonlnym sosobm ozwoju kjowj ngyki. lży zy ym mocno zznczyć, ż ngyk jądow, o obcni jdyn chnologi, doóki ni zosni onown chniczni kcj fuzji mojądowj, kó zwni ludzkości doswy niogniczonj ilości ngii kycznj w sosób ciągły zz cły ok z zową misją.

9 LITEATUA [] Bnik.: Th odnizion Ponil of Gs Tubins in h Col-Fid Pow Indusy. Thml nd Economic Effcivnss, Wydwnicwo Sing, London 3 [] Bnik.: Elkowni i kociłowni owo-ow. Efkywność ngyczn i konomiczn, WT, Wszw 9 (doduk, 7) [3] Bnik., Buyn Z., Hnydiuk-Sfn A: Invsmn Sgy in Hing nd CHP. hmicl ods. Wydwnicwo Sing, London 7 [4] Bnik., Bnik B., Hnydiuk-Sfn A: Oimum Invsmn Sgy in h Pow Indusy. hmicl ods. Wydwnicwo Sing, w Yok 6 [5] Bnik., Bnik B.: chunk konomiczny w ngyc, Wydwnicwo WT, Wszw 4 [6] Bnik., Buyn Z., Hnydiuk-Sfn A.: Ekonomik ngyki w ch mmycznych z czsm ciągłym. Wydwnicwo ukow PW, Wszw 7 [7] Bnik., Hnydiuk-Sfn A., Juszczk A.: Wyłączć z kslocji czy nizowć isnijąc bloki węglow? Jśli k, o do jkich chnologii? Engyk, n, 7 [8] Bnik., Hnydiuk-Sfn A.: Anliz konomiczn jdnoskowych koszów odukcji kyczności w óżnych chnologich jj wywzni, Engyk, n 5, 6 [9] Bnik., Skomudk W., Ow A.: odyk i mmyczn oszukiwni oymlnj sgii inwsycyjnj w źódłch cił. Pomiy Auomyk oboyk, 4/6

10 ETHODOLOGY OF AALYSIS OF DEOGATIO IFLUECE O EFFICIECY I EEGY SECTO ODEIZATIO Ky wods: dogion mchnism, uni cos of ciciy oducion, conomic fficincy, mhmicl ing Summy. Th mission ding mk is consnly dvoing nd shing, nd incsingly sic mission limis bing inoducd. Th mission ding sysm (EU ETS sysm) hs vy significn imc on incsing h cos of ciciy nd h gnion. Th icl shows how h inoducd mchnism of dogion ffcs h conomic fficincy of h ngy sco. Th icl lso sns h mhodology nd h suls of mulivi clculions of h uni cos of ciciy oducion in h nizd uni, including nd wihou king ino ccoun h mchnism of dogion. yszd Bnik, of. zw. d hb. inż., js Kiownikim Kdy Zządzni Engyką n Wydzil Inżyniii Podukcji i Logisyki Polichniki Oolskij. Zjmuj się m.in. ownim mmycznym ocsów chniczno-konomicznych w ngyc. E-mil:.bnik@o.ool.l Wldm Skomudk, d hb. inż. of. PO, js bsolwnm Wydziłu Elkochniki Wyższj Szkoły Inżyniskij w Oolu. E-mil: w.skomudk@o.ool.l Zbigniw Buyn, d inż., js diunkm w Kdz Zządzni Engyką n Wydzil Inżyniii Podukcji i Logisyki Polichniki Oolskij. Zbigniw Buyn js kż członkim Komisji Engyki zy Polskij Akdmii uk. E-mil: z.buyn@o.ool.l Ann Hnydiuk-Sfn, d inż., js diunkm w Kdz Zządzni Engyką n Wydzil Inżyniii Podukcji i Logisyki Polichniki Oolskij. E-mil:.hnydiuksfn@o.ool.l Alksnd Ow, mg inż., js bsolwnką Polichniki Oolskij, kulni sysnką n Wydzil Inżyniii Podukcji i Logisyki Polichniki Oolskij w Kdz Zządzni Pojkmi. E-mil:.ow@o.ool.l