RYNEK ENERGII ELEKTRYCZNEJ ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH

Transkrypt

1 Energia wodna

2 RYNEK ENERGII ELEKTRYCZNEJ ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH Rok Baza umowna Obowiązek zakupu % 2,4 2,5 2,65 2,85 3,1 3,6 4, ,5 A. Popyt 2,4 2,6 2,8 3,0 3,3 4,0 4,7 5,8 7,0 9,0 Woda 2,3 2,4 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,8 2,9 3,0 Wiatr 0,06 0,06 0,24 0,30 0,48 0,50 0,60 0,70 1,12 1,21 Biomasa 0,06 0,15 0,14 0,20 1,98 2,31 2,76 3,21 3,66 4,80 Inne 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 B. Podaż 2,4 2,6 2,8 3,0 5,1 5,4 6,1 6,8 7,7 9,0 [ TWh ] Przyjmując rok 2001 za rok bazowy, sprzedaż energii elektrycznej objętej Rozporządzeniem MG z wzrośnie do roku 2010 o 20%; Zgodnie z założeniami Polityki energetycznej Polski do 2020, popyt na energię ze źródeł odnawialnych do roku 2010 szacuje się na poziomie 9000GWh/a. Obecna produkcja energii elektrycznej z OZE wynosi: z elektrowni wiatrowych 375GWh/a; elektrowni wodnych 2200GWh/a - potencjał wzrostu do roku 2010 wynosi 6425GWh/a Wg stanu na koniec roku % produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych to produkcja generowana z elektrowni wodnych

3 ESP NA RYNKU ENERGII ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH ELEKTROWNIE WODNE bez małych elektrowni wodnych Lata parametr MOC zainstalowana MW w tym elektrownie szczytowo - pompowe* MW Produkcja energii elektrycznej GWh/a w tym elektrownie szczytowo - pompowe* GWh/a *Żarnowiec, Żar, Żydowo Ogółem moc zainstalowana w elektrowniach wodnych Grupy Kapitałowej ESP S.A. (GK ESP S.A.) na koniec roku 2002 wyniosła MW Udział GK ESP S.A. w produkcji zielonej energii elektrycznej w kraju 17% ELEKTROWNIE GK ESP S.A. WYKORZYSTUJĄCE DOPŁYW NATURALNY ELEKTROWNIA ZDOLNOŚĆ PRODUKCYJNA ILOŚĆ (MWh/a) Myczkowce Dychów teren Kliczków Dychów (dopływ) Tresna i Porąbka Solina (dopływ) Razem

4 OPŁACALNOŚĆ WYKORZYSTANIA OZE Szacunkowe ceny energii elektrycznej i nakłady inwestycyjne dla poszczególnych rodzajów źródeł w Polsce Lp. Typ elektrowni Cena PLN/kWh Okres zwrotu w latach Średnie nakłady jednostkowe w tys.pln/kw Średni czas wykorzystania mocy zainstalowanej w h 1. Mała wodna na istniejącym jazie (do 5MW) 0,15-0,20 około 30 3,0-5, Mała wodna budowana z jazem (do 5MW) 0,35 około 30 6,0-10, Duża wodna budowana z jazem (powyżej 5MW) 0,35-0,40 około 30 10,0-15, Wiatrowa (0,6-1,0MW) 0,25-0, ,5-4, Elektrociepłownia na biomasę lub biogaz 0,20-0, ,0-7, Cena zakupu energii konwencjonalnej Wpływ cen energii odnawialnej na średnią cenę zakupu spółek dystrybucyjnych Cena energii odnawialnej Udział energii eko w zakupie Wzrost ceny zakupu ogółem Udział energii eko w zakupie Wzrost ceny zakupu ogółem Udział energii eko w zakupie Wzrost ceny zakupu ogółem PLN/kWh PLN/kWh % % % % % % 0,12 0,20 2,40 101,60 5,00 103,30 7,50 105,00 0,12 0,25 2,40 102,60 5,00 105,40 7,50 108,10 0,12 0,30 2,40 103,60 5,00 107,50 7,50 111,30 0,12 0,35 2,40 104,60 5,00 109,60 7,50 114,40 0,12 0,40 2,40 105,60 5,00 111,70 7,50 117,50 0,12 0,45 2,40 106,60 5,00 113,80 7,50 120,60 Koszty produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w UE Wyszczególnienie *prognoza 2010*prognoza Małe elektrownie wodne - koszt energii w EUR'98/kWh 0,025-0,21 0,025-0,19 0,024-0,16 0,024-0,15 0,024-0,125 0,024-0,10 0,022-0,09 Elektrownie wiatrowe - koszt energii w EUR/kWh 0,28-0,70 0,14-0,35 0,084-0,21 0,04-0,10 0,03-0,08 0,0275-0,07 0,027-0,07

5 Analiza strategii rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce - odnawialne źródła energii elektrycznej Wojciech Kułagowski- TEW, ESPSA Strategia rozwoju energetyki odnawialnej Ministerstwa Środowiska (2) główne założenia Realizacja wariantu 7,5% udziału energii odnawialnej elektrycznej w 2010 roku zakłada wybudowanie około 2500 MW z produkcją roczną około MWh z tego: 600 MW elektrownie wiatrowe MWh, 200 MW małe elektrownie wodne MWh, 590 MW biogazownie MWh, 1200 MW elektrociepłownie na drewno MWh, 2 MW ogniwa fotowoltaiczne MWh.

6 Analiza strategii rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce - odnawialne źródła energii elektrycznej NA PODSTAWIE MATERIAŁU Wojciech Kułagowski- TEW, ESPSA Rodzaje źródeł odnawialnych - szanse rozwoju hydroenergetyka (1) Potencjał energetyczny polskich rzek wynosi: - teoretyczny około 23,0 TWh/rok - realny techniczny około 12,1 TWh/rok - ekonomiczny około 8,5 TWh/rok Obecnie w Polsce pracuje około 500 różnej mocy elektrowni wodnych. Produkcja roczna (z dopływu naturalnego) wynosi około 2,2 TWh. W obecnych warunkach, w najbliższych dziesięciu latach, nie należy spodziewać się większego przyrostu produkcji z elektrowni wodnych niż MWh/rok - jest to przyrost mocy rzędu 200 MW.

7 Analiza strategii rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce - odnawialne źródła energii elektrycznej Wojciech Kułagowski- TEW, ESPSA Rodzaje źródeł odnawialnych - szanse rozwoju hydroenergetyka (2) Zakładając wybudowanie małych i średnich elektrowni o łącznej mocy 150 MW i dużej elektrowni o mocy około 50 MW w roku 2010 łączna moc w elektrowniach wodnych wyniesie około 1000 MW z produkcją około MWh rocznie. Wykorzystanie technicznych zasobów energii wodnej zwiększy się z obecnych 18 % do około 25 %.

8 Analiza strategii rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce - odnawialne źródła energii elektrycznej Wojciech Kułagowski- TEW, ESPSA Prognoza rozwoju (2) Struktura sprzedaży energii odnawialnej w latach woda 98,8% biomasa 1% woda 33,3% biomasa 52,8% wiatr 0,2% inne 0% wiatr 13,3% inne 0,6%

9 Gazeta Wyborcza, 2 marca 2004 Fale i pływy morskie Farma podmorskich turbin

10 Podmorskie turbiny Pierwsze urządzenie zbudowali w 1967 roku Francuzi u ujścia rzeki Rance. Moc 240 MW. Podobnie jak w przypadku zapór na rzekach tego typu elektrownie stanowią nieprzekraczalną barierę dla ryb i utrudniają transport wodny. Podmorskie turbiny 300 kw przytwierdzona do morskiego dna w cieśninie Kvalsund koło norweskiego miasteczka Hammersfest.

11 Podmorskie turbiny zasada działania W cieśninie bez przerwy występuje ruch wody wywołany przypływami o wysokości ok. 3 m. Przez pół doby przypływ wtłacza wodę morską do zatoki z prędkością do 2.5 m/s, a przez drugie pół woda wraca z powrotem do morza. Podwodne turbiny zaopatrzone są w ruchome ramiona o dł. 10 m, które równo co 12 godz. i 25 min. obracają się o 180 stopni. Ramiona turbiny znajdują się na głębokości 17 m pod poziomem morza, umożliwiając tym samym swobodny transport morski.

12 Historia elektrowni wodnych na Raduni Radunia mała, ale bystra rzeka Pomorza, wypływająca na poziomie 160 m npm z 12 jezior "Raduńskich"; w byłym powiecie kartuskim, położonych na zachód od Kartuz, nanosiła w okresach powodzi tak znaczne ilości piasku do dolnego jej biegu, że przed Gdańskiem występowały częste spiętrzenia wody, rozmycia tam i powodzi na nizinnych przedpolach Gdańska. Obecnie praca w elektrowniach odbywa się w systemie półautomatycznym: pracownicy posiadają w swoich domach systemy sygnalizacyjne zakłóceń pracy elektrowni. Energia wytwarzana w elektrowniach jest bezpośrednio przesyłana do ogólnej sieci energetycznej. Najczęściej elektrownie szczytowe pracują w godzinach od 7.00 do i od do 22.00, a więc wtedy, gdy energia elektryczna jest najdroższa. Elektrownie przepływowe pracują całą dobę.

13

14 WYKORZYSTANIE ENERGETYCZNE RZEKI WIERZYCY 1. Ogólna charakterystyka Wierzycy Rzeka Wierzyca jest lewobrzeżnym dopływem Wisły. Bierze poczatek w rejonie Wzgórz Szymbarskich u stóp Zamkowej Góry na wysokości 223 m npm. Po przebyciu 166 km wpada do Wisły w Gniewie. Po drodze zbiera wody Kacynki (Małej Wierzycy), Wietcisy, Piesienicy, Węgermucy i Inki (Janki) ze zlewni o powierzchni ok.1650 km 2. Spad całkowity wynosi ponad 200 m - jest więc Wierzyca rzeka bystra o reżimie przepływu zbliżonym do górskiego. Liczne jeziora w dorzeczu Wierzycy wpływają stabilizująco na natężenie przepływu w cieku. 2. Energetyczne wykorzystanie Wierzycy Górski reżim przepływu Wierzycy spowodował, iż chętnie budowano na niej tartaki i młyny wodne, tym bardziej że nieopodal leżą Żuławy Wiślane, bogaty spichlerz regionu. Podczas II wojny i wkrótce po niej część urządzeń popadław ruinę. Młyny wodne straciły na znaczeniu, niektóre stopnie wodne - zapomniane - zarosły zielskiem. Kilka stopni odbudowano. Ponieważ Wierzyca w górnym biegu prowadzi niewiele wody, do wykorzystania energetycznego nadaje się ok. 100 m spadu (poniżej Skarszew). Zakład Energetyczny Gdańsk S.A. ma na tym odcinku cztery elektrownie wodne o łącznym spadzie m.

15 Elektrownia Czarnocińskie Piece Położona jest na terenie gminy Skarszewy, 92 km od źródła. Ujmuje wody ze zlewni o powierzchni 850 km 2. To najstarsza elektrownia wodna na Wierzycy, zbudowana przez miasto Skarszewy w roku. Poczatkowo w pozwoleniu wodno - prawnym udzielono zezwolenie na piętrzenie do rzędnej m npm, jednak z powodu wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną w Skarszewach w roku piętrzenie podniesiono o 1.20 m, do rzędnej m npm. Elektrownia przepływowa. Poczatkowo dwie turbiny pionowe Francisa o mocy 145 kw i 60 kw z przekładnią zębatą. W roku elektrownię zmodernizowano likwidując jedną (małą) turbinę. Na miejscu drugiej zainstalowano turbinę pionowa Kaplana w komorze otwartej o mocy 136 kw, spadzie 3.5 m i przełyku 6 m 3 /s. W roku wymieniono stara przekładnię zębata na przekładnię pasowa. W regulator hydrauliczno-mechaniczny Voitha zastapiono regulatorem elektrohydraulicznym, wykonanym przez Instytut Energetyki O/Gdańsk. Generator synchroniczny o napięciu kv, 500 obr./min. Jaz żelbetowy o długości 17.5 m, światło 11.4 m. Przepustowość jazu 111 m 3 /s. Największy przepływ notowany w kwietniu m 3 /s, średni przepływ 3.8 m 3 /s.

16 Elektrownia Owidz Położona jest na terenie gminy Starogard Gdański, 113 km od źródła. Wielkość zlewni Wierzycy w przekroju Owidza wynosi 1070 km 2. W Owidzu co najmniej od roku istniał młyn wodny. W roku firma F. Wichert pobudowała na jego miejscu elektrownię wodną. Dozwolone piętrzenie m npm. Elektrownia przepływowa o mocy 186 kw. Turbina pionowa Francisa w komorze otwartej, spad 4 m, przełyk 7 m 3 /s. Modernizacja przeprowadzona w roku polegała na wymianie generatora synchronicznego i przekładni o zębach drewnianych na generator asynchroniczny o napięciu 6 kv, 990 obr./min. i przekładnię kątową. Jaz betonowy - długość 12.6 m, światło jazu 9.86 m. Przepustowość jazu 84.5 m 3 /s. Przepustowość upustu bocznego przy elektrowni m 3 /s. W kwietniu zanotowano przepływ 21.6 m 3 /s, najwyższy po wojnie. W źródłach zachowały się zapisy o wielkiej wodzie wiosną roku, kiedy to przepływ w Owidzu wyniósł 61.6 m 3 /s.

17 Elektrownia Kolincz Położona jest w gminie Starogard Gdański,127 km od źródła. Wielkość zlewni Wierzycy w przekroju Kolincza wynosi 1180 km 2. W roku firma F. Wichert wybudowałatumłyn zbożowy, do którego po trzech latach dobudowano siłownię wodną. Piętrzenie 58 m npm, dozwolone od poczatku istnienia obiektu. Elektrownia przepływowa o mocy 407 kw. Turbina podwójna bliźniacza Francisa pozioma w komorze otwartej (dwie turbiny na wspólnym wale). Spad 7 m, przełyk 6.88 m 3 /s. Generator synchroniczny bez hamulca o napięciu 5.2 kv, 214 obr./min. Jaz betonowy o długości 20 m, światło 17.5 m. Przepustowość jazu 81 m 3 /s. Przepustowość upustu dennego 44.6 m 3 /s, upustu bocznego 22 m 3 /s. Największy powojenny przepływ zanotowano w kwietniu m 3 /s. W źródłach zachowały się zapisy o wielkiej wodzie wiosną Przepływ w Kolinczu wyniósł wówczas 68 m 3 /s.

18 Małe elektrownie wodne (MEW), nieliczne jeszcze w Polsce (ok.300) budowane wg tradycyjnych sposobów pochłaniają znaczną część kosztów w czasie ich realizacji na zrealizowanie piętrzenia wody. Zrealizowanie piętrzenia wymaga środków na kosztowne i czasochłonne budowle hydrotechniczne. Ponadto niemal każdorazowo konieczne jest przebrnięcie przez czasochłonną procedurę zmiany planu zagospodarowania danej gminy. Dla większości gmin projektanci urbaniści nie zaproponowali terenów pod MEW. Można wręcz stwierdzić, że takich planów niemal nie ma. Opracowując projektymew zauważyliśmy u inwestorów naturalną w tej sytuacji dążność do wykorzystania piętrzeń istniejących, energetycznie niezagospodarowanych.

19 Najliczniejszą grupę( wg naszego rozeznania ponad 300) takich piętrzeń stanowią jazy zasuwowe budowane w trakcie regulacji rzek nizinnych. Jazy te piętrząc wodę służą,(a właściwie służyły) do nawodnień okolicznych pól. Cechą charakterystyczną takich piętrzeń jest niski spad (1 3m) oraz dosyć znaczny przepływ rzeki sięgający niekiedy kilkunastu m3/s. Pozwala to na zbudowanie elektrowni o mocy od kilku do kilkuset kw. Wybudowanie jednak MEW na takim piętrzeniu metodą tradycyjną pociąga za sobą konieczność: Wykupienia terenu obok jazu, co nie zawsze jest możliwe. Dokonania zmian w planie zagospodarowania gminy (MEW w terenie rolniczym). Wybudowania budynku elektrowni w nawiązaniu do istniejącego jazu