MODEL SZACOWANIA POTENCJAŁU PRZYŁĄCZEŃ ODBIORCÓW DO DYSTRYBUCYJNEJ SIECI GAZOWEJ Autorzy: Michał Jarosławski, Grzegorz Wielgus, Wojciech Grządzielski, Tomasz Blacharski ("Rynek Energii" - grudzień 2016) Słowa kluczowe: stopień gazyfikacji, siła nabywcza, profil przyłączania odbiorców Streszczenie. Stopień gazyfikacji danego obszaru urbanistycznego jest ściśle powiązany z przyłączaniem odbiorców końcowych do dystrybucyjnej sieci gazowej. Oszacowanie liczby przyłączeń i wolumenu dystrybucji paliwa gazowego wpływa na stronę przychodową projektów inwestycyjnych. Trafność oszacowania tych wielkości wpływa na rentowność sieci gazowej. Proponowany model szacowania potencjału Rynku, wykorzystujący informacje o sile nabywczej gospodarstw domowych, typ gminy oraz trendy budowy przyłączy do budynków, pozwala określić docelowy stopień gazyfikacji obszaru urbanistycznego oraz predykcję profilu przyłączeń odbiorców w kolejnych latach. Model ten stanowi atrakcyjne narzędzie wspomagające podjęcie decyzji przez decydentów Operatora Systemu Dystrybucyjnego o rozbudowie sieci gazowej. 1. WPROWADZENIE Przyłączenia odbiorców końcowych do dystrybucyjnej sieci gazowej determinują jej rentowność. Pośrednio mają również przełożenie się na wysokość stawek usługi dystrybucji. Podjęcie decyzji biznesowej poprzedzają zazwyczaj: (i) szczegółowe analizy technicznoekonomiczne budowy sieci gazowej i przyłączeń odbiorców (w skali mikroregionalnej) oraz (ii) koncepcje gazyfikacji (w skali makroregionalnej i globalnej). Ww. analizy uwzględniają oszacowanie nakładów inwestycyjnych związanych z realizacją danego scenariusza rozwoju sieci dystrybucyjnej, kalkulację strony kosztowej i przychodowej projektu. Do określenia poziomu nakładów oraz strony kosztowej wsparciem zazwyczaj są dane historyczne i bieżąca działalność przedsiębiorstwa (monitoring cen usług z przeprowadzonych przetargów, kosztów rodzajowych, etc.). Natomiast oszacowanie strony przychodowej projektów inwestycyjnych jest już bardziej złożona, ponieważ obejmuje swym zakresem predykcję przyłączeń odbiorców końcowych. Przygotowanie informacji o lokalnym potencjale przyłączenia do sieci gazowej, oprócz wybranych danych wymaga prawidłowej ich interpretacji. W tym celu wykorzystać można metody delfickie poprzez określenie realnych możliwości oraz profili przyłączeń odbiorców, ich segmentację, stopień nasycenia sieci i gazyfikacji obszarów, typy obszarów urbanistycznych, sytuacji makroekonomicznej oraz innych danych statystycznych.
Opisany w niniejszej pracy model szacowania potencjału rynku (MSPR) jest narzędziem wspomagającym dla analityków i decydentów operatora systemu dystrybucyjnego, w analizach projektów inwestycyjnych budowy sieci gazowej i przyłączania odbiorców. Może stanowić to element algorytmu zrównoważonego planowania rozwoju systemu gazowego przy wykorzystaniu metody wielokryterialnej typu AHP omówionych w pracach [4][5]. 2. MODEL SZACOWANIA POTENCJAŁU RYNKU Parametry charakteryzujące MSPR odnoszą się do analizy podmiotów grupy przyłączeniowej B podgrupy I, zgodnie z kryteriami podziału rozporządzenia [1]. Podmioty grupy przyłączeniowej B podgrupy II, powinni być analizowane indywidualnie z uwagi na ich kluczowy wpływ na rentowność całego projektu inwestycyjnego związanego z gazyfikacją obszarów urbanistycznych. Poniżej omówiono podstawowe parametry MSPR. 2.1. Charakterystyka nasycenia sieci Charakterystyka nasycenia sieci gazowej określa wybrane cechy całego systemu gazowego, dzięki którym możliwy jest opis najatrakcyjniejszych z punktu widzenia możliwości rozwoju obszarów. Opiera się ona na danych publikowanych przez GUS w Rocznych sprawozdaniach z zakresu gazownictwa ZPG-7. Dane wejściowe do analiz stanowią: długość czynnych gazociągów oraz liczba czynnych przyłączy gazowych, a obliczenia uwzględniają następujące założenia: sieci gazowe średniego i niskiego ciśnienia, łączne ujęcie podmiotów (indywidualni i instytucjonalni), dla wskaźnika nasycenia sieci przyjęto średnią szerokość działki równą 30 m oraz możliwość przyłączania podmiotów po obu stronach gazociągu (czyli 100% stanowi 66 przyłączy na kilometr gazociągu). W tabeli 1 przedstawiono określony stopień nasycenia sieci gazowej dla obszaru koncesyjnego Oddziału w Poznaniu PSG sp. z o.o. [2]. Uzyskane wyniki wskazują, że najatrakcyjniejszymi z punktu widzenia dalszego nasycania sieci są obszary wiejskie. Jednakże są to często rejony charakteryzujące się niską gęstością zaludnienia. Analiza danych przedstawionych na Rys. 1, daje szerszy obraz sytuacji. Odnosząc stopień nasycenia sieci do zmiany gęstości zaludnienia uzyskujemy zawężone grupy obszarów, z których każdy wymaga innego kierunku działania. Ogólnie zaobserwować można trend przyrostu ludności w obszarach gmin sąsiadujących z większymi miastami. Jest to związane z migracją ludności z miast do sąsiadujących gmin. Obszary te jednocześnie posiadają spory potencjał w postaci sieci o stosunkowo niskim stopniu nasycenia. Konkluzją z analizy charakterystyki nasycenia sieci jest: (i) wdrożenie programów pozyskania nowych
klientów lub/i aktywizacji nieczynnych przyłączy na istniejących sieciach w strefach dystrybucyjnych - obszar B, (ii) kierunek dalszej rozbudowy sieci gazowej w obszarach tzw. sypialni miast - obszar D. Tabela 1. Stopień nasycenia sieci gazowej przyłączami [2] Wyszczególnienie gmina miejska GM gmina miejsko-wiejska GMW, w tym: część miejska część wiejska gmina wiejska GW Miasto na prawach powiatu PGM Łącznie/Średnio czynne gazociągi czynne przyłącza odległości po- nasy nasyceninie cemiędzy przyłączami [szt./k m] [m] [%] [km] [szt.] 1 861 666 53 614 29 35 43% 6 309 124 880 303 20 51 30% 3 397 546 91 213 27 37 40% 2 912 334 33 090 11 88 17% 4 267 014 65 207 15 65 23% 3 333 138 94 752 28 35 43% 22 081 462 578 179 21 53 31% Rys. 1. Odzwierciedlenie zależności przyrostu gęstości zaludnienia do nasycenia istniejącej infrastruktury gazowej 2.2. Charakterystyka makroekonomiczna Charakterystyka makroekonomiczna w odniesieniu do siły nabywczej w gospodarstwach domowych jest kolejnym parametrem wykorzystywanym w MSPR. Siła Nabywcza bezpośrednio odzwierciedla potencjał ekonomiczny ludności, natomiast pośrednio opisuje skłonność konsumenta do nabywania dóbr. Wg definicji Gfk Polonia, siła nabywcza pozwala na obiektywną ocenę i porównanie obszarów sprzedaży, obrotów firmy oraz lokalizacji. Siła Nabywcza jest sumą wszystkich dochodów netto ludności zamieszkałej na danym obszarze. Uwzględnia dochody z działalności gospodarczej, samozatrudnienia, umów o pracę, inwestycji realizowanych na danym obszarze, dotacji rządowych i świadczeń społecznych, a także szarej strefy [3].
2.3. Metodyka szacowania potencjału Metodyka szacowania potencjału przyłączeń uwzględnia etapową analizę wybranych danych statystycznych ujętych w Bazie Danych Lokalnych GUS oraz Gfk Polonia (Rys.2). Rys. 2. Schemat metodyki szacowania potencjału. Wynikiem przetworzenia parametrów oceny szacowania potencjału jest informacja o docelowym stopniu gazyfikacji danej gminy [%]. Ponadto w zależności, czy analiza dotyczy koncepcji gazyfikacji czy ograniczonego zakresu rozbudowy sieci, stosuje się odpowiednio formę statyczną lub dynamiczną wskaźnika. Przyjęto założenie, w którym maksymalny stopień gazyfikacji ( ) dla nowego budownictwa, odzwierciedlający górną granicę potencjalnych możliwości badanego obszaru, wynosi: (1) MSPR wykorzystuje informację o sile nabywczej oraz docelowym średnim stopniu gazyfikacji gmin (na podstawie danych statystycznych). MSPR przewiduje dwa etapy przetwarzania danych: Krok I określanie punktu odniesienia dla analizowanych projektów, Krok II wyznaczenie potencjału docelowego w oparciu o dane charakterystyczne projektu. 2.3.1. Analiza statystyczna Próba oszacowania możliwości pozyskania nowych odbiorców gazu jest procesem złożonym, na który wpływa wiele czynników. Część z nich można pośrednio lub bezpośrednio wywnioskować i wykorzystać informacje GUS oraz Gfk Polonia. Dzięki temu można określić globalnie średni docelowy stopień gazyfikacji ( ) gmin (Rys. 3).
Rys. 3. Schemat przetwarzania danych statystycznych. W pierwszej kolejności, w ramach każdej z grup terytorialnych, wyznaczany jest średni docelowy stopień gazyfikacji ( ). Dzieje się to poprzez uśrednienie stopni gazyfikacji i-tych gmin ( ) określone zależnością (2): (2) gdzie: liczba użytkowników gazu w gospodarstwach domowych (GUS) liczba gospodarstw domowych (Gfk) Ponadto, do opcjonalnego wykorzystania dla każdej z gmin określany jest współczynnik jakościowy ( ), odzwierciedlający udział wolumenu gazu wykorzystywanego do ogrzewania ( ) w łącznym wolumenie gazu w gospodarstwach domowych ( ). Z uwagi na inne realia gazyfikacji w latach 80-tych XX w. i związany z tym znaczny wpływ odbiorców z grup 1 i 2 na łączny wolumen dystrybuowanego gazu w gospodarstwach domowych (szczególnie GM i PGM), należy uwzględniać go jedynie w uzasadnionych przypadkach. Proces wyznaczania opisanych parametrów przedstawia Rys. 4. Rys. 4. Wyznaczanie średniego docelowego stopnia gazyfikacji dla każdego typu gminy. Następnym krokiem jest określenie gminy referencyjnej, czyli takiej, której średni stopień gazyfikacji ) jest najbardziej zbliżony wartością do średniego stopnia gazyfikacji zgodnie z Rys 5.
Rys. 5. Określanie gmin referencyjnych W efekcie operacji otrzymujemy zestaw gmin, których siła nabywcza ( ) stanowi punkt odniesienia w celu określenia minimalnego stopnia gazyfikacji ( ), zgodnie z zależnością (3) lub (4): (3) gdzie: (4) siła nabywcza i-tej gminy (Gfk) siła nabywcza gminy referencyjnej (Gfk) Docelowy stopień gazyfikacji gminy znajduje się w zakresie opisanym wartościami granicznymi oraz. 2.3.2 Szacowanie potencjału Kolejnym etapem jest wyznaczenie potencjału docelowego w oparciu o dane charakterystyczne projektu gazyfikacji (Rys. 6). Rys. 6. Schemat szacowania potencjału
W formie dynamicznej postać docelowego stopnia gazyfikacji zależna jest od stanu zabudowy rozpatrywanego obszaru, a konkretnie udziału nowego budownictwa w łącznej liczbie potencjału indywidualnych odbiorców. Przyjęto założenie, w którym określenie nowy odnosi się do potencjalnego odbiorcy nie wymagającego zmiany systemu ogrzewania w celu przystosowania dla potrzeb gazu ziemnego. Do tej grupy należy również zakwalifikować podziały gruntów przeznaczonych pod mieszkalnictwo, znajdujące się przy trasie projektowanego gazociągu. Powyższe opisuje wzór (5): (5) gdzie: potencjalni indywidualni odbiorcy gazu [szt.] potencjalni nowi indywidualni odbiorcy gazu [szt.] Ostatecznie proces wyznaczania docelowego stopnia gazyfikacji gminy przedstawia Rys.7. Rys. 7. Docelowy stopień gazyfikacji gminy ujęcie dynamiczne Natomiast w przypadku analiz w skali globalnej (min. obszar gminy) można posłużyć się podejściem statycznym, w którym wskaźnik zostaje zastąpiony jego stałą wersją. Wartość została określona indywidualnie do każdej z gmin i przedstawia przyrost mieszkań oddanych do użytkowania w latach 1995-2014 (GUS): (6)
gdzie dla:, (7) stąd: (8) Rolą użytkownika jest opisać ilościowo stan zabudowy, a w przypadku braku takiej wiedzy zastosowanie wskaźnika statycznego. 3. POFILE PRZYŁĄCZEŃ ODBIORCÓW KOŃCOWYCH Równie istotne, z punktu widzenia oceny zasadności realizacji zadania inwestycyjnego, jest prawidłowe rozmieszczenie potencjału w czasie. Kwestie przyłączeń odbiorców do sieci gazowej regulują właściwe akty prawne a nadzór nad tym procesem pełni Urząd Regulacji Energetyki. Mimo to przyłączenia obarczone są ryzkiem na co wpływają aspekty prawnoekonomiczne. To natomiast determinuje opłacalność inwestowania [6]. Wprowadzenie do analizy odbiorców gazu generuje zmiany po wszystkich stronach przepływów gotówkowych. Każde kolejne przyłącze generuje nakłady na jego realizację oraz ogólnie ujęte koszty eksploatacji i amortyzacji. Po przeciwnej stronie natomiast, pojawia się jednorazowo opłata przyłączeniowa oraz coroczne przychody z tytułu sprzedaży usługi dystrybucyjnej. Rozpoczęcie poboru gazu wiąże się z wcześniejszym przygotowaniem do tego celu przyłączanych obiektów. Niejednokrotnie w analizie uwzględniane są również niezabudowane działki oraz odbiorcy wnioskujący i deklarujący przyłączenie w roku bazowym, którzy ostatecznie przyłączają się jednak w latach następnych. W związku z powyższym przyjęcie przyłączenia całego potencjału równolegle z budową gazociągów jest z założenia podejściem mylnym. Na ustalenie profilu rozmieszczenia w czasie potencjalnych odbiorców należy spojrzeć przez pryzmat celu wykonywanej analizy. Dla koncepcji gazyfikacji oraz ogólnego rozpatrywania obszarów gmin i większych miejscowości należy stosować ujęcie globalne w połączeniu ze statycznym wskaźnikiem stopnia gazyfikacji. Inwestycje takie są często rozbudowami wieloetapowymi, a na docelowe nasycenie sieci liczyć można w perspektywie wielu lat. Gazyfikacje mniejszych obszarów w postaci osiedli, ulic czy małych miejscowości należy ujmować lokalnie. Stosujemy wówczas dynamiczny wskaźnik stopnia gazyfikacji, opisując stan potencjału w kontekście nowej i starej zabudowy.
3.1. Ujęcie globalne W celu urealnienia i ujednolicenia podejścia przeprowadzono analizę trendu zmian liczby czynnych przyłączy do budynków mieszkalnych i niemieszkalnych (GUS) na przestrzeni ostatnich trzynastu lat. Pod uwagę brano jedynie nowe gazyfikacje, w których pierwsze czynne przyłącza pojawiły się po pierwszym roku analizowanego okresu. Otrzymane wyniki odzwierciedla wykres przedstawiony na rys. 8. Rys. 8. Trendy zmian czynnych przyłączy do budynków mieszkalnych i niemieszkalnych w latach 2000-2013 Zaobserwować można tendencję, w której największe zainteresowanie odbiorców przypada na rok drugi od realizacji sieci gazowej. Wynika to z faktu, że znaczna część istniejącego potencjału odwleka decyzję o przyłączeniu do momentu realizacji sieci. Na poprawę wyniku w roku pierwszym może wpłynąć prowadzenie odpowiednich akcji informacyjnych o planach inwestycyjnych. Przyłączenia w drugim roku obejmują przypadki obiektów nowopowstałych z roku pierwszego, gdyż niejednokrotnie fakt budowy infrastruktury w ulicach, determinuje mieszkańców do podjęcia decyzji o przyłączeniu i rozpoczęcia inwestycji w swoim zakresie (m.in. instalacja gazowa). Powyższego nie potwierdza analiza przyłączeń w obszarach miejskich. Należy to wiązać z relatywnie większą zmiennością struktury tych grup administracyjnych. Przyrosty odbiorców w dalszych latach związane są z nowopowstałymi osiedlami mieszkaniowymi oraz rozbudową sieci wewnątrz miast. Rys. 9. Profil przyłączania odbiorców z grupy BI
W oparciu o powyższe, wyznaczono trend uśredniający zaobserwowane tendencje. Z obliczeń, jako niemiarodajne, wyłączono gminy miejskie oraz część miejską gmin miejskowiejskich. Ostateczne wyniki obliczeń przedstawia poniższe zestawienie oraz rys. 9. 3.1. Ujęcie lokalne Analizując mniejsze zakresy rozbudowy sieci gazowej zyskujemy możliwość uszczegółowienia danych wejściowych. Dzięki dokładnemu określeniu struktury potencjału obszaru w kontekście starej i nowej zabudowy, już na etapie szacowania docelowego stopnia gazyfikacji dokonujemy głównej korekty jego rzeczywistych możliwości. Zasadniczo tego typu gazyfikacje realizowane są jednoetapowo i obejmują zasięgiem cały potencjał. W związku z tym profil przyłączania został zmieniony i obejmuje horyzont od ośmiu lat. Rys. 10. Profil przyłączania odbiorców z grupy BI W grupie nowych odbiorców ujmowane są również puste działki, na których proces inwestycyjny będzie trwał ok 2 do 3 lat. Potencjał z nimi związany jest analogicznie przesuwany i zmienia ostatecznie horyzont czasowy o wspomniany wyżej okres. 4. PODSUMOWANIE Niniejsza praca opisuje metodykę szacowania potencjału przyłączeń, wykorzystując bazy danych statystycznych, po przetworzeniu których otrzymujemy informacje ułatwiające analitykom finalne określenie strony przychodowej projektów inwestycyjnych związanych z budową dystrybucyjnej sieci gazowej i przyłączeniami odbiorców końcowych. Przedstawiona metodyka i narzędzie, jakim jest MSPR na pewno nie wyczerpuje tematu w tym zakresie. Jednakże może posłużyć, jako źródło poznawcze dla prowadzonych analiz gazyfikacji obszarów gmin przez gazowego operatora systemu dystrybucyjnego.
LITERATURA [1] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 2 lipca 2010 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu gazowego (Dz.U. 2014.1059 t.j.) [2] informacje firmowe PSG sp. z o.o. [3] http://www.gfk.com/pl/solutions/geo-marketing/strony/market-data.aspx [4] Grządzielski W., Mróz T.M.: Planowanie rozbudowy sieci gazowych czynnikiem zrównoważonego rozwoju gminy. Rynek Energii nr 3(88)/2010, s 35-42. [5] Grządzielski W., Mróz T. M.: Analizy rozwoju systemu gazowego z wykorzystaniem analitycznego procesu hierarchicznego, Rynek Energii nr 3(94)/2011, s. 15-20. [6] Bućko P., Kamrat W.: Opłacalność wykorzystania paliw gazowych do celów grzewczych, Rynek Energii nr 4(65)/2006, s 2-7. AN ASSESSMENT MODEL OF CUSTOMERS CONNECTION TO THE NATURAL GAS DISTRIBUTION NETWORK Key words: gas network access degree, purchasing power, end-users connection profiles Summary. Gas network access degree of the urban area is closely linked to the end-users connection to the gas distribution network. The number of connections and volume of natural gas distribution valuation affects the income side of the investment projects. The accuracy estimation impact on the profitability of the gas network. Proposed Model to estimate the potential development is based on information concerning the purchasing power of households, type of municipalities and trends in the construction of connections to buildings, allows to specify a target gas network access degree of urban area and the prediction of end-users profiles connections in further years. This model is an attractive tool to support DSO's decision-makers to expand the gas network. Michał Jarosławski, mgr inż., specjalista ds. strategii i rozwoju, Polska Spółka Gazownictwa sp. z o.o., e-mail: michal.jaroslawski@psgaz.pl Grzegorz Wielgus, mgr. inż., MBA, kierownik Biura Rozwoju, Polska Spółka Gazownictwa sp. z o.o., e-mail: grzegorz.wielgus@psgaz.pl Wojciech Grządzielski, dr inż., koordynator Zespołu ds. rozwoju, Polska Spółka Gazownictwa sp. z o.o., e-mail: wojciech.grzadzielski@psgaz.pl Tomasz Blacharski, mgr. inż., MBA, Członek Zarządu, Polska Spółka Gazownictwa sp. z o.o., e-mail: tomasz.blacharski@psgaz.pl