Ile kosztuje energia?

Transkrypt

1 Ile kosztuje energia? Karol Kraszewski, Jacek Kobus PEC Siedlce, SNWES Dokonanie wyboru najlepszych dróg rozwoju elektroenergetyki wymaga posiadania świadomości pełnego bilansu kosztów związanych z wytwarzaniem energii, w tym także skutków uwzględnienia zewnętrznych kosztów środowiska. Optymalną strategią jest rozwijanie takich systemów energetycznych, które zapewniają najniższe koszty łączne, niezależnie od tego czy koszty te przenoszone są aktualnie w cenie energii. Jednym z warunków internalizacji kosztów zewnętrznych, tzn. obciążenia nimi sprawców jest określenie ich wiarygodnej wartości. Obecnie za najbardziej zaawansowaną i autorytatywną uznaje się metodykę ścieżki oddziaływań rozwiniętą w ramach prowadzonego od kilkunastu lat projektu Komisji Europejskiej - ExterneE (Externalities of Energy). Stosując pakiet programów komputerowych EcoSense do wyceny szkód zdrowotnych i środowiskowych występujących przy produkcji energii elektrycznej studium ExterneE zapewnia jednolite podejście, a w efekcie porównywalność wyników prowadzonych w różnych krajach prac. Metodyka ta została już wielokrotnie wykorzystana w tzw. analizach kosztów i korzyści wspomagających podejmowanie decyzji, miedzy innymi podczas prac nad propozycjami dyrektyw Komisji Europejskiej. Badania w zakresie wykorzystania tej metody w Polsce prowadziła Agencja Rynku Energii. Obejmowały one koszty zewnętrzne związane z wytwarzaniem energii w ch opalanych węglem kamiennym i brunatnym. Tabela 1. Koszty zewnętrzne wytwarzania energii elektrycznej w Polsce w 1998 r. wg rodzaju obiektu i zanieczyszczeń (tylko obiekty zawodowe) Elektrownie na Elektrownie na Elektrociepłowni Ogółem węgiel brunatny węgiel kamienny e zawodowe Euro/t meuro/kwh Euro/t meuro/kwh Euro/t meuro/kwh Euro/t meuro/kwh Pyły - PM Dwutlenek siarki - SO Tlenki azotu - NOx Razem Dwutlenek węgla -CO 2 * Łącznie * Jednostkowe koszty na tonę CO 2 to wartości, odpowiednio centralna i maksymalna, zalecane obecnie przez ExternE [Tol 2000].Wielkości strat powodowanych przez emisję CO 2 są jednak w dalszym ciągu kontrowersyjne. Niektórzy uczestnicy programu ExternE uważaj tę wycenę za rażąco zaniżoną. [Rabl, ]. Źródło: Doc. Andrzej Strupczewski(Instytut Energii Atomowej, Świerk), Dr Mieczysław Borysiewicz (Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa), Prof. Stanisław Tarnowski (Instytut Medycyny Pracy, Łódź), Dr Urosz Radowicz (Agencja Rynku Energii), Warszawa.- Ocena wpływu wytwarzania energii elektrycznej na zdrowie człowieka i środowisko i analiza porównawcza dla różnych źródeł energii.

2 Wyniki badań prowadzonych nad uwzględnieniem kosztów zewnętrznych w cenach energii zmieniają w sposób zasadniczy funkcjonujące powszechnie poglądy na temat drogich i tanich sposobów produkcji energii elektrycznej. Wysokość generowanych przez polskie węglowe kosztów zewnętrznych zasadniczo przewyższa wysokość prywatnego kosztu wytworzenia energii (kosztu wytworzenia energii w źródle). W tym kontekście warto zwrócić uwagę na istnienie ekonomicznego aspektu rozwiązania opierającego rozwój energetyki na lokalnych ch skojarzonych zasilanych paliwem gazowym lub biomasą. Poziom kosztów zewnętrznych wykazuje znaczne zróżnicowanie w zależności od rodzaju użytego do produkcji energii paliwa. Gaz ziemny zawierający znacznie mniej zanieczyszczeń niż węgiel i ropa, powoduje w spalaniu pomijalnie małe emisje SO2 i pyłu oraz mniejszą niż w przypadku spalania węgla emisję NOx oraz CO 2. Nawet po doliczeniu emisji występujących w całym cyklu paliwowym (wydobycie, oczyszczanie i transport), mierzone w jednostkach monetarnych koszty wpływu środowiskowego (koszty zewnętrzne) cyklu gazowego są kilkakrotnie niższe niż w cyklu węglowym. W tabeli poniżej prezentowane są wskaźniki emisyjne oraz koszty zewnętrzne dla źródeł gazowych oraz zasilanych biomasa na tle jednej z najbardziej nowoczesnych polskich elektrowni węglowych Elektrowni Opole. Tabela 2. Porównanie wskaźników emisji oraz poziomu kosztów zewnętrznych dla źródeł gazowych, zasilanych biomasą oraz Elektrowni Opole Poziom emisji faza cyklu CO2 Pył NOx SO2 Kg/MWh g/mwh g/mwh g/mwh praca Elektrownia na paliwo gazowe (gazowoparowa) o sprawności 57,6% Lokalna elektrociepłownia gazowa o sprawności ogólnej 85,8 % pozyskanie i dostarczenie paliwa praca pozyskanie i dostarczenie paliwa Elekrownia zasilana biomasa (odpady leśne- Szwecja żródło praca pozyskanie i Elektrownia Opole dostarczenie paliwa Koszty zewnętrzne w EURO/MWh Elektrownia na paliwo gazowe (gazowoparowa) o sprawności 57,6% Lokalna elektrociepłownia gazowa sprawności ogólnej 85,85 %) Elekrownia zasilana biomasa (odpady leśne- Szwecja) Elektrownia Opole w tym: praca w tym: praca w tym: praca 11,6 6,9 7,73 4,60 2,9 37,33 27,1 Źródła : Opracowano na podstawie danych zawartych w: Doc. Andrzej Strupczewski(Instytut Energii Atomowej, Świerk), Dr Mieczysław Borysiewicz (Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa), Prof. Stanisław Tarnowski (Instytut Medycyny Pracy, Łódź), Dr Urosz Radowicz

3 (Agencja Rynku Energii), Warszawa.- Ocena wpływu wytwarzania energii elektrycznej na zdrowie człowieka i środowisko i analiza porównawcza dla różnych źródeł energii. MARHEINEKE T. KREWITT W., NEUBARTH J., FRIEDRICH R., VOSS A. -Ganzheitliche Bilanzierung der Energie-und Stoffstrome von Energieversorgungstechniken, Unversitaet Stuttgart Institut fuer Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, IER Band 74, August 2000 Uwaga- Wobec braku danych o emisji w cyklu produkcji i transportu paliwa dla źródeł polskich(elektrownia Opole) przyjęto dane niemieckie dla węgla pochodzącego z Polski [MARHEINEKE ]. Wyceny kosztów zewnętrznych emisji cyklu zaopatrzenia wg wskaźników dla warunków polskich. Celowość rozwijania małych, rozproszonych siłowni uzasadniona jest również dążeniem do zmniejszenia kosztów przesyłu energii elektrycznej oraz podniesieniem sprawności konwersji energii, głównie poprzez możliwość skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła. Lp Tabela 3. Zagregowane przeciętne koszty dostawy energii elektrycznej do odbiorcy finalnego z uwzglednieniem generowanych kosztów zewnętrznych wg rodzajów źródeł w Polsce prywatne koszty wytworzenia w ch+ nieinternalizowane koszty zewnętrzne + koszty przesyłu i dystrybucji Wyszczególnienie Elektrownie Elektrownie Jednost na węglu na węglu ka miary brunatnym kamiennym Elektrociepł ownie zawodowe Łacznie wymienione Lokalna EC zasilana paliwem gazowym Lokalna EC zasilana biomasą (zgazowaną) Średnie ceny sprzedaży ze źródeł 1) zł/mwh 121,55 150,47 155,79 140,41 210,00 259,43 w tym: dopse w ramach KDT zł/mwh 180,00 208,09 176,93 194,22 Przeciętny poziom generowanych kosztów 2 zewnętrznych wg wyceny dla warunków zł/mwh 315,38 240,00 149,63 252,38 28,99 10,88 polskich 2) w tym: Koszty zewnetrzne internalizowane w koszcie wytworzenia poprzez opłaty za gospodarcze korzystanie ze środowiska 3) zł/mwh 4,20 4,20 4,20 4,20 0, Szacowany poziom kosztów dystrybucyjnych i przesyłowych do finalnego odbiorcy(po pomniejszeniu o składnik wyrównawczy opł. systemowej) 4) Zagregowany koszt dostawy energii do odbiorcy finalnego po internalizacji kosztów zewnętrznych zł/mwh 103,04 103,04 85,44 100,43 70,22 70,22 zł/mwh 535,77 489,31 386,66 489,02 308,92 340,53 1) Energetyka zawodowa -ceny za rok 2004,bez usług systemowych. Źródło : Praca zbiorowa - Statystyka Elektroenergetyki Polskiej 2004 (Tabela 8.14); Agencja Rynku Energii W celu uaktualnienia danych podane w opracowaniu ceny sprzedaży w ramach KDT skorygowano w związku z wygaśnięciem kontraktu dla Elektrowni Bełchatów. Lokalna EC gazowa- cena odpowiadająca kosztom wytworzenia energii elektrycznej w Przedsiębiorstwie Energetycznym w Siedlcach wg aktualnych cen gazu ziemnego( I kw. 2006). Lokalna EC zasilana biomasą - wyliczenie dla elektrociepłowni z silnikiem gazowym o mocy 1 MW Cenę ustalono na podstawie informacji zawartych w opracowaniu: dr Krzysztof Sroka - Wykorzystania biomasy w małych ch kogeneracyjnych w świetle nowych uregulowań prawnych; III Konferencja Naukowo-Techniczna pt. Elektrownie i Elektrociepłownie Gazowe i Gazowo-Parowe, Poznań- Kiekrz listopada ) Źródło :Doc. Andrzej Strupczewski(Instytut Energii Atomowej, Świerk), Dr Mieczysław Borysiewicz (Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa), Prof. Stanisław Tarnowski (Instytut Medycyny Pracy, Łódź), Dr Uroś Radowiĉ (Agencja Rynku Energii), Warszawa.- Ocena wpływu wytwarzania energii elektrycznej na zdrowie człowieka i środowisko i analiza porównawcza dla różnych źródeł energii. Przeliczenie na złote wg kursu 3,75 zł/euro ; wycena skutków emisji CO2-16,4 Euro za tonę 3) Wskaźnik uśredniony dla elektrowni i elektrociepłowni. Źródło :Statystyka Elektroenergetyki Polskiej 2004 (Tabela 8.11); Agencja Rynku Energii ) Wyliczenia własne na podstawie danych zawartych w : Statystyka Elektroenergetyki Polskiej 2004, Agencja Rynku Energii 2005

4 Dla źródeł systemowych- średni koszt dystrybucji i przesyłu w spółkach dystrybucyjnych w 2004 r. (po pomniejszeniu o składnik wyrównawczy opłaty systemowej) Dla źródeł lokalnych- średni koszt usług dystrybucyjnych (bez kosztów przesyłu, z usługami systemowymi, bez składnika wyrównawczego) Dla elektrociepłowni zawodowych wg. danych jw. po uwzględnieniu struktury sprzedaży do poszczególnych grup odbiorców(pse, spółki dystrybucyjne, odbiorcy finalni itp.) Zagregowany koszt dostawy energii elektrycznej do odbiorcy finalnego (uwzględniający generowane koszty zewnętrzne oraz koszty dostawy energii) jest w lokalnych ch zasilanych paliwem gazowym lub biomasą o sto kilkadziesiąt złotych niższy w porównaniu do przeciętnego dla systemowych źródeł węglowych. Ponosząc nakłady rzędu dziesiątek miliardów zł można oczywiście zredukować wysokość kosztów zewnętrznych związanych z funkcjonowaniem źródeł węglowych. Jak wskazują badania niemieckie, budowa wysokosprawnych, wyposażonych w najnowsze instalacje oczyszczania spalin elektrowni zasilanych węglem może obniżyć koszty zewnętrzne do poziomu ok /MWh czyli ok zł na 1 MWh produkowanej energii elektrycznej (po przeliczeniu na warunki polskie). Poniesienie tak znacznych nakładów inwestycyjnych oraz wyższe koszty eksploatacyjne spowodują jednak znaczny wzrost prywatnego kosztu wytworzenia. O możliwej skali tego wzrostu może świadczyć projekt budowy elektrowni w oparciu o złoża węgla brunatnego w Zagłębiu Legnickim, gdzie planowany koszt wytworzenia energii elektrycznej miałby wynosić euro/mwh (Źródło: prof. J.Popczyk Przewaga gazowej kogeneracji rozproszonej w aspekcie ryzyka inwestycyjnego w elektroenergetyce). W tabeli zamieszczonej poniżej prezentujemy zestawienie potencjalnych wysokości zagregowanych kosztów dostawy energii elektrycznej do odbiorcy finalnego dla kilku głośnych w ostatnim okresie projektów budowy nowoczesnych źródeł węglowych na tle danych odpowiadających analogicznym kosztom lokalnego gazowego w Siedlcach. Lp Wyszczególnienie Jednostka miary Wegiel brunatnyprojekt Legnica Węgiel brunatnyprojekt Bełchatów II Przewidywany koszt wytworzenia energii elektrycznej w źródle Szacowany poziom kosztów dystrybucyjnych i przesyłowych do finalnego odbiorcy(po pomniejszeniu o składnik wyrównawczy opł. systemowej) Wegiel kamiennyprojekt Łagisza Gaz ziemny EC Siedlce w zł/mwh 240,00 200,00 220,00 210,00 w zł/mwh 103,04 103,04 103,04 70,22 3 Suma kosztu wytworzenia i dystrybucji w zł/mwh 343,04 303,04 323,04 280, Tabela 4. Zagregowane przeciętne koszty dostawy energii elektrycznej do odbiorcy finalnego przy zastosowaniu w projektowanych elektrowniach najnowszych technologii produkcji energii elektrycznej z paliw węglowych na tle EC Siedlce Poziom generowanych kosztów zewnętrznych wg wyceny dla warunków polskich w zł/mwh 104,25 104,25 102,75 28,99 Zagregowany koszt dostawy energii do odbiorcy finalnego po internalizacji w zł/mwh 447,29 407,29 425,79 309,21 kosztów zewnętrznych Źródła : Poziom generowanych kosztów zewnętrznych na podstawie:

5 Doc. Andrzej Strupczewski(Instytut Energii Atomowej, Świerk), Dr Mieczysław Borysiewicz (Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa), Prof. Stanisław Tarnowski (Instytut Medycyny Pracy, Łódź), Dr Urosz Radowicz (Agencja Rynku Energii), Warszawa.- Ocena wpływu wytwarzania energii elektrycznej na zdrowie człowieka i środowisko i analiza porównawcza dla różnych źródeł energii. Zastosowanie najnowocześniejszych technologii spalania paliwa węglowego winno zmniejszyć sumaryczne koszty związane z dostawą energii, jednak w dalszym ciągu koszty te są co najmniej o kilkadziesiąt zł/ MWh wyższe niż w przypadku elektrociepłowni lokalnych zasilanych paliwem gazowym lub biomasą. Budowa nowoczesnych obiektów węglowych generuje wyższy koszt energii w porównaniu do obiektów gazowych już na poziomie sumy kosztów wytworzenia energii oraz jej dystrybucji do odbiorcy (bez uwzględniania kosztów zewnętrznych). Źródła lokalne na paliwo gazowe charakteryzują się niższymi nakładami inwestycyjnymi w przeliczeniu na 1 MW zainstalowanej mocy elektrycznej niż ma to miejsce w przypadku nowych źródeł węglowych ( ok tys. /MW wobec ok tys. /MW np. w przypadku planowanych bloków dla Bełchatowa czy Łagiszy). Według analiz prowadzonych przez Izbę Gospodarczą Ciepłownictwo Polskie szacowany potencjał rozwoju dla gospodarki skojarzonej oparty tylko o zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową w istniejących w Polsce małych i średnich komunalnych systemach ciepłowniczych zawiera się w przedziale od do MWel. Możliwości stosowania gospodarki skojarzonej istnieją także w obiektach nie objętych scentralizowaną dostawą ciepła (szpitale, hotele, zakłady przemysłowe itp.) Całkowity potencjał wzrostowy dla elektrociepłowni rozproszonych wyraża się łączna wielkością możliwej do zainstalowania mocy elektrycznej na poziomie MWel ( źródło :Prof. J.Marecki, Dr T. Wójcik Wnioski z konferencji- Ekologiczne aspekty wytwarzania energii elektrycznej; Warszawa listopada 2001 r.) W nieodległej perspektywie czasowej należy liczyć się z koniecznością modernizacji bądź wymiany na nowe większości funkcjonujących w Polsce źródeł energii elektrycznej. Niewątpliwe jest również, że polityka Unii Europejskiej zmierzać będzie konsekwentnie w kierunku internalizacji kosztów zewnętrznych a więc do włączenia do cen tej energii wszelkich kosztów związanych z jej wytwarzaniem, w tym także kosztów środowiskowych i zdrowotnych. W tym kontekście, planując dalszy rozwój energetyki warto rozważyć stworzenie w ramach dostępnych możliwości skutecznego mechanizmu zapewniającego rozwój lokalnych źródeł kogeneracyjnych zasilanych gazem ziemnym lub biomasą. Mechanizm ten winien funkcjonować do momentu wyczerpania istniejącego potencjału rozwoju tego sposobu wytwarzania energii. Ustanowiony priorytet byłby w istocie wyborem tańszego sposobu wytwarzania energii w przyszłości. W związku z podjętymi przez państwo Polskie zobowiązaniami międzynarodowymi nie mniej istotnym zagadnieniem jest ograniczenie emisji zanieczyszczeń powstających przy produkcji energii. W zakresie emisji CO 2 i SO 2 nawet najnowocześniejsze obiekty węglowe nie są w stanie konkurować ze mi gazowymi czy wykorzystującymi energię odnawialną. Możliwości redukcji emisji podstawowych zanieczyszczeń ilustrują przedstawione poniżej dane opracowane dla wariantu budowy układów kogeneracyjnych zasilanych paliwem gazowym w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło w systemach ciepłowniczych przy wykorzystaniu tylko 1/4 istniejącego potencjału rozwojowego tj MWel.

6 Tabela 5. Potencjał redukcyjny emisji podstawowych zanieczyszczeń dla wdrożenia kogeneracji gazowej tylko cykl - pracy źródeł (bez cyklu zaopatrzenia w paliwo) Rodzaj emisji Zakładany przyrost mocy w lokalnych EC gazowych w Mwel Zakładana produkcja energii elektrycznej Zakładana produkcja ciepła Sumaryczna emisja w kogeneracji gazowej Równoważna emisja przy wytworzeniu energii elektrycznej w elektrowniach kondensac. węglowych Równoważna emisja przy wytworzeniu energii cieplnej w kotłowniach węglowych Łączny efekt redukcyjny J.m. MWel MWhel MWhth tony tony tony tony CO SO Nox Pyły Źrodła: Wysokość jednostkowej redukcji emisji dla gazowego ustalono na podstawie opracowania - Obliczenie efektu ekologicznego w EC Siedlce wg danych za rok 2000 i metody obliczania emisji wg MAGTiOS, oraz na podstawie Pozwolenia na wprowadzanie pyłów i gazów do powietrza atmosferycznego wydanej dla Elektrociepłowni Gazowej w Siedlcach (Decyzja GKM.ROŚ /02 z dnia 07 maja 2002 r.). Wysokość efektu redukcyjnego została potwierdzona przez Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Warszawie. Zakończenie 1. W krótkim czasie wzrost cen energii elektrycznej do poziomu przedstawionego w tab. 4 nie jest do zaakceptowania. Jednak decyzje o budowie źródeł (bardzo dużych bloków węglowych, które mają pracować przez lat) muszą uwzględniać ryzyko związane z tymi cenami. Naturalnym działaniem powinno być w tej sytuacji wykorzystanie w pierwszej kolejności potencjału rozwojowego, dotyczącego nowych mocy elektrycznych, tkwiącego w ciepłownictwie. W przeciwieństwie do wielu bardziej rozwiniętych krajów europejskich koszt budowy sieci ciepłowniczych niezbędnych do produkcji i sprzedaży energii z kogeneracji został w Polsce już poniesiony. Pod względem wysokości nakładów inwestycyjnych, sieci do dystrybucji ciepła stanowią ponad połowę wartości majątku niezbędnego do skutecznego rozwoju wytwarzania w wysokosprawnym skojarzeniu. 2. W przedstawionym w tab. 5 wariancie udział energii elektrycznej produkowanej w Polsce w oparciu o paliwo gazowe zwiększy się o nieco ponad 6 %. Krajowe zużycie gazu ziemnego wzrośnie o ok. 2,6 mld m3 (ok. 20%). Wobec przewidywanej realizacji projektów zmierzających do poprawy bezpieczeństwa energetycznego poprzez dywersyfikację kierunków dostaw gazu ziemnego wielkość ta może stanowić istotny czynnik wspomagający wykonalność ekonomiczną tych przedsięwzięć. Dotyczy to zwłaszcza możliwości budowy terminalu do importu gazu skroplonego.