Planowanie zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe vs bezpieczeństwo energetyczne m. st. Warszawy

Transkrypt

1 Planowanie zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe vs bezpieczeństwo energetyczne m. st. Warszawy Prof. zw. dr hab. inż. Waldemar Kamrat Politechnika Gdańska X Forum Operatorów Systemów i Odbiorców Energii i Paliw Warszawa, 28 października 2013 r.

2 Ogólna problematyka planowania Planowanie w świetle postanowień prawa: -Polityka energetyczna Polski -Prawo energetyczne -Inne akty prawne Planowanie vs zarządzanie strategiczne : -Działania gmin -Działania firm energetycznych 2

3 Planowanie jako etap zarządzania strategicznego Analiza strategiczna Planowanie strategiczne Realizacja strategii 3

4 Planowanie strategiczne systemów zaopatrzenia w energię Cele planowania Kryteria oceny Sprzężenie zwrotne Analiza aktualnej sytuacji Analiza środków Model całościowy Optymalizacja Symulacja Długoterminowy plan ramowy i strategia wykonania Sprzężeni e zwrotne 4

5 Fazy procesu planowania strategicznego systemów zaopatrzenia w energię(1) Przygotowanie Ukierunkowanie : - definiowanie zadań i ograniczeń - definiowanie scenariuszy i strategii 5

6 Fazy procesu planowania strategicznego systemów zaopatrzenia w energię(2) Badania - wybór metod badań i budowa modelu - uruchomienie modelu i analiza wrażliwości Ocena i podjęcie decyzji - wnioski decyzyjne 6

7 Przygotowanie procesu planowania Opis sytuacji zaopatrzenia w energię Identyfikacja istniejących i spodziewanych problemów Możliwość rozwoju istniejących systemów energetycznych Prezentacja możliwości rozwoju systemów Zarys planu i wybór metod działania Pozycja, deklaracje i cele organizacji biorących udział w procesie planowania energetycznego 7

8 Ukierunkowanie procesu planowania Ukierunkowanie kładzie nacisk na szczegółowy Problemy Cele Ograniczenia Scenariusze i środki (zasoby) 8

9 Ukierunkowanie realizacyjne (1) Raport: Opis obecnej sytuacji zaopatrzenia w energię Szczegółowy opis planowanych zadań (problemy, cele, ograniczenia) Scenariusze i strategie, które będą badane Robocza wersja struktury modelu systemu zaopatrzenia w energię 9

10 Ukierunkowanie realizacyjne (2) Istniejące i/lub trwające badania i projekty związane z planowaniem energetycznym Dodatkowe informacje dotyczące struktury systemu Projekt, metody modelowania i model wybranego systemu energetycznego Dwa podstawowe dokumenty : projekt założeń do planu zaopatrzenia, plan zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe 10

11 Projekt założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe(1) Stadium I: Realizacja projektu - przygotowanie i zebranie wytycznych tzw.: materiałów wyjściowych, wykonanie projektu założeń w oparciu o zebrane materiały w zakresie pozwalającym wystąpić o opinie i uzgodnienia, przekazanie opracowania Zamawiającemu do konsultacji Stadium II: Uzgodnienia z władzami samorządowymi w zakresie koordynacji współpracy z innymi gminami oraz w zakresie zgodności z założeniami polityki energetycznej Państwa; uzgodnienia z przedsiębiorstwami energetyki cieplnej, elektrycznej i paliw gazowych

12 Projekt założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe(2) Stadium III: Wyłożenie opracowania do publicznego wglądu na okres 21 dni, dokonanie zmian w opracowaniu wynikających z przyjętych przez Radę Gminy wniosków, zastrzeżeń i uwag w zakresie opracowania oraz rozpatrzenie tych wniosków, zastrzeżeń i uwag zgłoszonych w czasie wyłożenia i konsultacji Stadium IV: Zatwierdzenie projektu założeń do planu przez Radę Gminy

13 Zakres planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe(1) Określenie obszaru zaopatrzenia w dany lub dane nośniki energii Oszacowanie wielkości obecnego i przyszłego zapotrzebowania na nośnik lub nośniki energii oraz zdolności przesyłowej układów sieciowych Określenie obszarów konkurencyjności i oszacowanie jej wpływu na koszt zakupu ciepła, energii elektrycznej i paliw gazowych, przy uwzględnieniu możliwości skorzystania z ustawowego obowiązku świadczenia usług w zakresie przesyłania paliw lub energii

14 Zakres planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe(2) Określenie programu przedsięwzięć inwestycyjnych w zakresie realizacji planu zaopatrzenia w nośniki energii, w tym inwestycji w zakresie ochrony środowiska Ocena wpływu użytkowania infrastruktury technicznej na środowisko naturalne Przewidywane harmonogramy i sposoby finansowania realizacji planu Prognoza spłat ewentualnych zobowiązań wynikających z realizacji planowanych inwestycji w zakresie zaopatrzenia w energię

15 Bezpieczeństwo energetyczne Bezpieczeństwo energetyczne według ustawy Prawo Energetyczne to stan gospodarki umożliwiający pokrycie bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa i energię w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony, przy zachowaniu wymagań ochrony środowiska

16 Systemowe pojęcie bezpieczeństwa Zachowanie bezpieczeństwa energetycznego jako zespół działań zmierzających do stworzenia takiego systemu prawno-ekonomicznego, który wymuszałby: - pewność dostaw energii - konkurencyjność - spełnienie wymogów ochrony środowiska

17 Bezpieczeństwo a niezawodność Bezpieczeństwo energetyczne jest zatem kategorią społeczno-ekonomiczną, w której można wyróżnić bezpieczeństwa cząstkowe, określone w odniesieniu do poszczególnych form czy nośników energii, np.: bezpieczeństwo elektroenergetyczne, bezpieczeństwo zaopatrzenia w przypadku tzw. sieciowych nośników energii, jak energia elektryczna, gaz, ciepło sieciowe; o stanie bezpieczeństwa energetycznego w dużym stopniu decyduje też poziom funkcjonowania odpowiedniego systemu energetycznego, czyli jego niezawodność (przykładowo dla energii elektrycznej jest to niezawodność systemu elektroenergetycznego)

18 Niezawodność dostaw wystarczalność - zdolność systemu do pokrywania zagregowanego zapotrzebowania mocy i energii wszystkich odbiorców przez cały rozpatrywany okres, przy uwzględnieniu planowych i nieplanowych odstawień elementów systemu; bezpieczeństwo - zdolność systemu do funkcjonowania (w tym zachowania integralności) i realizacji swych funkcji pomimo występowania nagłych zakłóceń, jak np. zwarcia lub nagłe, awaryjne odstawienia elementów systemu

19 Praktyka oceny Co najmniej trzy aspekty oceny niezawodności dostawy, jakości energii i niezawodności systemów energetycznych: Ocena aktualnego poziomu niezawodności dostawy, jakości energii i niezawodności systemów w oparciu o wyniki pomiarów i statystykę Ocena prognozowanego poziomu niezawodności dostawy, jakości energii i niezawodności systemów w oparciu o analizy obliczeniowe i badania symulacyjne Uregulowania prawne i standardy

20 Determinanty oceny(1) -Jakość dostaw energii (jakość energii, niezawodność/ ciągłość zasilania i jakość obsługi odbiorców) - Niezawodność systemów energetycznych - Bezpieczeństwo energetyczne

21 Determinanty oceny(2) Problematyka modelowania i oceny niezawodności i bezpieczeństwa układów zaopatrzenia w energię wymaga racjonalnych rozwiązań podczas analiz niezawodności na każdym poziomie hierarchicznym systemów energetycznych Stosowane modele i metody obliczeniowe podlegają ciągłemu rozwojowi, przy wykorzystaniu coraz bardziej złożonego aparatu matematycznego od klasycznego rachunku prawdopodobieństwa, przez teorię grafów i algebrę logiki, analizy rozpływu mocy, do procesów stochastycznych semi-markowa i liczb rozmytych (dla odwzorowania niepewności danych niezawodnościowych elementów)

22 Rynki energii vs bezpieczeństwo(1) Odpowiedzialność władz samorządowych (nie tylko w zakresie sporządzania planów zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe, ale również koordynacji rozwoju rynku, dokładniej - koordynacji procesów inwestycji energetycznych na konkretnym terenie/gminie) Możliwość prowadzenia samodzielnie swojej polityki energetycznej (przy spełnieniu warunku, że lokalna polityka energetyczna jest zgodna z polityką energetyczną Polski opisaną w stosownym dokumencie i przyjętą przez władze Szczególnie rozważnie należy podchodzić do inwestycji energetycznych. Wybór konkretnych rozwiązań inwestycyjnych powinien wynikać tylko i wyłącznie z rachunku ekonomicznego i wzajemnej konkurencji poszczególnych paliw i techno-logii Dyskutowane obecnie w kraju różnorodne modele rozwoju rynku ciepła powinny bezdyskusyjnie uwzględniać opcje popytowopodażowe, w miarę sprawiedliwy sposób dzielić prawa i obowiązki pomiędzy uczestnikami rynku ciepła

23 Rynki energii vs bezpieczeństwo(2) Potrzeba koordynacji i stworzenia wspólnej merytorycznej platformy dyskusyjnej, otwartej na wypracowanie najbardziej korzystnych przede wszystkim dla odbiorców, ale także wytwórców i dystrybutorów, rozwiązań Gorzej, gdy dochodzi/może dojść do niezdrowej konkurencji inwestorów(obserwuje się takie niezwykle nieracjonalne plany i programy rozwoju ciepłownictwa w niektórych miastach w naszym kraju) Zazwyczaj w warunkach istniejących dużych systemów ciepłowniczych zasilanych z elektrociepłowni, zdecydowanie nie ma miejsca ( z powodów ekonomicznych) zarówno na budowę nowych źródeł, ani budowę nowych ekwiwalentnych sieci cieplnych Dotychczasowi operatorzy ( źródeł wytwórczych, sieci cieplnych) powinni po prostu zachować się po partnersku i usiąść do stołu negocjacji. Inaczej stracą na tym wszyscy ; wytwórcy, dystrybutorzy, a przede wszystkim odbiorcy. W gospodarce nie ma prawdziwych cudów ; wcześniej czy później cena ciepła przykładowo z poziomu ok.( 40-50) zł /GJ wzrośnie co najmniej o ( 30-50)%, a może i więcej. Zależy to przecież głównie od nakładów na budowę nowych źródeł ( i przyszłych kosztów paliwowych np. źródeł opalanych gazem), albo odwrotnie od nakładów na infrastrukturę sieciową, jeśli w ogóle udałoby się ją zbudować w terenie silnie zurbanizowanym, biorąc pod uwagę utrudnienia w uzyskiwaniu tzw. prawa drogi W takich przypadkach konkurencja może być także powodem dezorganizacji /popsucia lokalnego rynku ciepła, bo budować należy wszędzie tam,gdzie jest popyt, a nie nadpodaż (fundamentalne zasady racjonalnego gospodarowania)

24 Charakterystyka systemu ciepłowniczego (1) SIEĆ CIEPLNA Dalkia Warszawa S.A. Długość sieci ~ km Ilość ogrzewanych obiektów Moc zamówiona przez Dalkia w PGNiG Termika ok.3600 MW EC Żerań ŹRÓDŁA PGNiG TERMIKA SA moce osiągalne : Ec Siekierki 620 MWe, 2078,2 MWt Ec Żerań MWe,1580,0 MWt C Kawęczyn - 465,0 MWt C Wola -465,2 MWt C Wola Razem MWe 4588,4 MWt C Kawęczyn ZUSOK EC Siekierki

25 Charakterystyka systemu ciepłowniczego (2) Pokrycie potrzeb cieplnych miasta: ok.75% Siedziba główna Dalkia W-wa Moc cieplna zamówiona przez odbiorców: ponad MW Sprzedaż ciepła: około 36 mln GJ/rok

26 Charakterystyka systemu ciepłowniczego (3) Całkowita długość sieci ciepłowniczych: Warszawski system ciepłowniczy: km System ciepłowniczy w Międzylesiu: 14 km System ciepłowniczy w Ursusie: 10 km -Warszawski system ciepłowniczy -System ciepłowniczy w Ursusie -System ciepłowniczy w Międzylesiu -Lokalny system ciepłowniczy zasilany z czterech ciepłowni gazowych Źródła ciepła Przepompownia Sieć ciepłownicza Lokalny system ciepłowniczy zasilany z czterech ciepłowni gazowych: 19,5 km

27 Źródła ciepła dla m. st. Warszawa Warszawski system ciepłowniczy jest zasilany przez 5 źródeł ciepła: Elektrociepłownie: 1. EC Żerań 2. EC Siekierki 3. EC ZUSOK (spalarnia odpadów) Ciepłownie: 4. C Wola 5. C Kawęczyn Trzy lokalne systemy ciepłownicze są zasilane przez: 6. Elektrociepłownię Ursus 7. Ciepłownię Międzylesie 8. Ciepłownie gazowe w Ursusie

28 Struktura zużycia paliw w źródłach ciepła - rodzaj paliwa Rodzaj paliwa Źródło Węgiel Ciężki olej Stałe odpady Elektrociepłowni Gaz Ciepłownia opałowy komunalne a EC Siekierki + EC Żerań + C Kawęczyn + EC Zusok + EC Ursus + C Międzylesie + Ciepłownie lokalne w Ursusie + C Wola +

29 Struktura produkcji ciepła na potrzeby systemu ciepłowniczego Struktura produkcji ciepła w źródłach C Kawęczyn 0,93% EC Zusok 0,64% EC Ursus 0,61% C Międzylesie 0,46% Kotłownie lokalne w Ursusie 0,44% C Wola 0,41% EC Żerań 44,24% EC Siekierki 52,27%

30 Struktura zużycia paliw w źródłach ciepła - produkcja ciepła wg rodzaju paliwa Struktura produkcji ciepła wg rodzaju paliwa Węgiel - elektrociepłownie 97,12% Węgiel - ciepłownie 1,39% Stałe odpady komunalne 0,64% Gaz 0,44% Ciężki olej opałowy 0,41%

31 Struktura produkcja ciepła w źródłach ciepła wg technologii Struktura produkcji ciepła wg technologii Gospodarka skojarzona 97,76% Gospodarka rozdzielona 2,24%

32 Zasilanie elektroenergetyczne Miasto stołeczne Warszawa jako strategiczny węzeł elektroenergetyczny Różne poziomy napięć sieciowych Sieć budowana w różnych okresach czasu Podejście wg filozofii smart grids Utrudnienia rozwoju zasilania tereny o znaczącym stopniu zurbanizowania

33

34 Charakterystyka sieci dystrybucyjnej(1) Dystrybucja (OSD) :RWE Stoen Operator Sieć pod względem obszarowym nie jest rozległa RWE Stoen Operator dostarcza energię do ponad 938 tys. klientów Dane sieciowe (wg stanu na koniec roku 2012): Linie elektroenergetyczne: Linie 220 kv (NN) napowietrzne: 8 km (dwutorowa, w tym praca 1 toru na napięciu 110 kv) Linie 110 kv (WN) napowietrzne: 391 km (w przeliczeniu na jeden tor) kablowe: 76 km

35 Charakterystyka sieci dystrybucyjnej(2) Linie 15 kv (SN): napowietrzne: 299 km kablowe: 6732 km Linie 0,4 kv (nn) : napowietrzne : 1339 km (bez przyłączy) kablowe :5146 km (bez przyłączy) Stacje elektroenergetyczne o napięciu górnym: 220 kv: kv: kv: 5998

36 Zapotrzebowanie na moc elektryczną m.st.warszawy Statystyki z dnia: Zapotrzebowani e min: Zapotrzebowani e max: Średnie zapotrzebowani e: MW MW MW

37 Wskaźniki przerw w zasilaniu (wg Rozporządzenia MG z dnia 4 maja 2007 roku i późniejszymi zmianami w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego -DZ. U. Nr 93, poz 623 oraz z 2008 r. Nr 30, poz. 178 oraz nr 162, poz 1005 SAIDI - wskaźnik przeciętnego systemowego czasu trwania przerwy długiej i bardzo długiej SAIFI- wskaźnik przeciętnej systemowej częstości przerw długich i bardzo długich MAIFI - wskaźnik przeciętnej częstości przerw krótkich Wskaźnik Przerwy planowane Przerwy nieplanowane Przerwy łączne SAIDI bez katastrofalnych (min) 16,04 58,92 74,96 SAIDI z przerwami katastrofalnymi (min) 16,50 59,73 76,23 SAIFI bez przerw katastrofalnych 0,1494 1,2680 1,4174 SAIFI z przerwami katastrofalnymi 0,1499 1,2691 1,4190 MAIFI 0,0000 0,3657 0,3657 Liczba klientów

38 Gazowy pierścień warszawski Pierścień warszawski zasilany jest z kierunków Włocławka i Wysokoje poprzez węzeł Rembelszczyzna oraz z kierunku Wronowa 22 stacji gazowych zasilających aglomerację warszawską gazociągi okalające stolicę DN 400 i DN 500 stopień wykorzystania przepustowości w pierścieniu 99,9 % łączna moc godzinowa w pierścieniu ok. 247 tys. m 3 /h główni odbiorcy Mazowiecka Spółka Gazownictwa sp. z o.o. do dalszej dystrybucji, odbiorcy bezpośrednio przyłaczeni

39 Prognoza zapotrzebowania na gaz w pierścieniu warszawskim Prognoza zapotrzebowania na gaz opracowana przewiduje sukcesywny wzrost zapotrzebowania na paliwo gazowe w całej Aglomeracji Warszawskiej Istnieje techniczna możliwość przesyłu gazu w prognozowanych wielkościach dla roku 2015 warunek konieczny - rozbudowa punktów wyjścia w ramach umów o przyłączenie. W celu zabezpieczenia rosnącego zapotrzebowania w długoterminowym okresie (2020) niezbędne jest podjęcie działań inwestycyjnych związanych z rozbudową systemu przesyłowego / dystrybucyjnego Rembelszczyzna Mory (ok. 20 km) Rembelszczyzna Wola Karczewska (ok. 35 km)

40 Pewność zasilania m. st. Warszawy Bezpieczeństwo dostaw ciepła Bezpieczeństwo dostaw energii elektrycznej Bezpieczeństwo dostaw gazu Celowość eksploatacji istniejących źródeł : - ekonomika eksploatacji - racjonalne programy rozwoju energetyki miejskiej - prawidłowa eksploatacja urządzeń - energetycznych/w przyszłości techniki BAT

41 Zakończenie Planowanie i programowanie rozwoju w zakresie dostaw ciepła, energii elektrycznej i paliw gazowych w szczególności w dużych aglomeracjach, ma wieloletnią tradycję. Chodzi o to, aby jedno z najważniejszych zadań władz samorządowych, jakim jest zaopatrzenie miast w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe stało się normalną praktyką we wszystkich gminach w Polsce przy zapewnieniu standardów bezpieczeństwa energetycznego ludności.

42 Dziękuję za uwagę