C Politechnika Śląska CEP Wydział Elektryczny Instytut Elektroenergetyki i Sterowania Układów Konwersatorium Inteligentna Energetyka Studium Podyplomowe Społecze stwo prosumenckie energetyka prosumencka MODEL INTERAKTYWNEGO RYNKU ENERGII ELEKTRYCZNEJ Jan Popczyk Gliwice, 24 marca 2015
RYNźK USŁUG SYSTźMOWYCH (NA O PEWNO NIE RYNEK MOCY!!!) Obciążenie KSź roda (9 pa dziernika 2Ńń3) Cena: giełda, RB mechanizmy SEE i rynku hurtowego Giełda rynek energii RB rynek usług (korporacyjnych), obecnie zarządzanych przez OSP, w przyszło ci usług (prosumenckich) zarządzanych przez OSŹ nadajnik sygnałów + licznik + rejestrator usług systemowych! PME 1 (5,5 mln) PME 2 (450 tys.) PME 3 (35 tys.) PME 4 (1,4 mln) Ʃ=3Ń% licznik inteligentny (?) PISE 1 (4 tys.) PISE 2 [(43+13) tys.] PISE 3 (1600+500) PISE 4 (400) PME prosumencka mikroinfrastruktura energetyczna 1 mechanizmy rynku prosumenckiego (prosumenckie ła cuchy warto ci) AG 1 (3500) AG 2 (1,6 mln) Ʃ=2Ń% AG 3 (PKP) AG 4 ( przemysł ) 50%
TRZY SEGMENTY INTERAKTYWNEGO RYNKU ENERGII ELEKTRYCZNEJ dominujący - WEK, pretendencki NI, prosumencki EP WEK EP NI (NI-WK, NI-H, NI-WW, NI-IWW) NI-WW 3800 MW w energetyce wiatrowej 4% krajowej produkcji energii elektrycznej NI-IWW OHT WW, TD źnergetyka przemysłowa (kogeneracja 1600 MW, 4% krajowej produkcji energii elektrycznej) M P i inne lokalne ródła kogeneracyjne i OZE Program Prosument (NFO igw, BO ródła cieplne do 3ŃŃ kw, ródła elektryczne do 40 kw; rynek inwestycyjny czę ć pilotażowa 4ŃŃ mln PLN) Ustawa OZE (5ŃŃ MW w ródłach do ńń kw, 3ŃŃ MW w ródłach do 3 kw rynek inwestycyjny około ńń mld PLN)
SPRAWY ŹźFINICYJNź (poza segmentacją podmiotową), i miejsce EP i IREE w silniejszych procesach Trzy główne wyróżniki definicyjne 1. Produkcja energii elektrycznej na potrzeby własne (tryb pracyś on grid, off grid, semi off grid) najważniejszy wyróżnik 2. Prosumenckie ła cuchy warto ci Prosumencka Infrastruktura Energetyczna (od mikroinfrastruktury domu jednorodzinnego do infrastruktury przemysłowej KGHM) integrującaś ń - segmenty energii elektrycznej, ciepła, transportuś 2 - użytkowanie (w tym kształtowanie profili ŹSM/ŹSR, IoT); 3 - produkcję w ródłach OZź i kogeneracyjnych gazowychś zasobniki energii elektrycznej, ciepła, biogazu, sprężonego powietrza ś 4 - inteligentna (zarządcza) infrastruktura źp 3. Wirtualna Wyspa Procesy Energetyka prosumencka gospodarka prosumencka społecze stwo prosumenckie
FILARY IREE 1. Prosuemncka mikroinfrastruktura energetyczna 2. Wyspa wirtualna NI 3. Taryfa dynamiczna NI 4. Zmiana płatnika opłaty przesyłowej z odbiorcy na wytwórcę (potencjalny, główny mechanizm napędowy rozwoju energetyki prosumenckiejś prosumenckich ła cuchów warto ci, ale także całkowicie nowego rynku usług systemowych)
Symboliczna wizualizacja wyspy wirtualnej (ze ródłami rozproszonymi, bez sieci dystrybucyjnej, z funkcją OHT) 6
TARYFA DYNAMICZNA (obszar funkcji handlowych OHT WW) 1. Taryfa prognostyczna, jako ciowa, ex ante (nawiązanie do rynków giełdowych RŹB, RŹN)ś taryfa koncepcyjnie powiązana ci le z prognozami pogody 2. Taryfa on line, tworzona przez OHT(WW)ś taryfa bez pamięci i bez antycypacji 3. Taryfa rozliczeniowa, ex post (nawiązanie do rynku technicznego RB - PSź)ś za sprawę otwartą uznaje się podział ryzyka między NI oraz odbiorcę/prosumenta
STRUKTURA IREE 1. STRATEGICZNA SEGMENTACJA RYNKU W MIREE 2. PROFILź BILANSOWź B (dobowe Z/Pś naturalne i aktywnie kształtowane) 3. RYNźK źnźrgii (5 minut i więcejś segmentacja i profile cenowe) 4. RYNźK USŁUG SYSTźMOWYCH (OSP, OSŹś segmentacja) 5. RYNEK REGULACJI (do 5 minut; rodzaje regulacji i zasoby regulacyjne) 6. BźZPIźCZź STWO źlźktroźnźrgźtycznź W MIRźź (ń2 wybranych filarów)
DO CZEGO JEST POTRZEBNY RYNEK IREE? - do upraszczania rynku energii elektrycznej i wzmacniania konkurencji na tym rynku 1. Stopniowe zastępowanie rynków RŹB, RŹN 2. Decentralizacja bilansowania mocy i regulacji sekundowej (stopniowe zastępowanie rynku RB) Uwaga. Trzy segmenty elektroenergetyki (WźK, NI, źp) są na razie bardzo niezrównoważone pod względem siły, ale także pod względem fundamentalnych perspektyw rozwojowych. źnergetyka WźK potężna pod względem bieżącej siły nie ma żadnych perspektyw rozwojowychś w Polsce jest to wielki statek skierowany w ostatnich latach na rafęś zwłaszcza po uruchomieniu inwestycji w cztery bloki węglowe klasy ńńńń MW (Kozienice, 2xOpole, Jaworzno), o łącznych nakładach inwestycyjnych ponad 25 mld PLN, i po zrealizowaniu konsolidacji PGź z źnergą oraz Tauronu z źneą (w celu ratowania Kompanii Węglowej), nikt nie będzie w stanie zmienić kursu statku na bezpieczny. źnergetyka źp, na razie najsłabsza, ma natomiast perspektywy wynikające z megatrendów rozwojowych, które obejmująś ń technologie zasobnikowe, 2 Internet rzeczy (IoT), 3 zmiany stylu życia ludzi.
POLSKA Potrzeba odwrócenia kolejno ciś POLITYKA GOSPODARCZA, W MIEJSCE ENERGETYCZNEJ Program modernizacyjny dla przemysłu powinien być / może stanowić jeden z filarów bezpiecze stwa elektroenergetycznego kraju Ogólna polityka gospodarcza. Na obecnym etapie (do 2020 roku) racjonalne jest, na poziomie strategicznym, równoprawne traktowanie: kosztów wsparcia prorozwojowego (zgodnego z mechanizmami unijnej polityki klimatyczno-energetycznej), czyli efektywno ci energetycznej, energetyki OZź i inteligentnej infrastruktury do zarządzania w energetyce z jednej strony, a z drugiej kosztów niezbędnej restrukturyzacji istniejącego przemysłu, także energetyki WźK
1. Polski rząd powinien okre lić przede wszystkim politykę gospodarczą (w tym przemysłową), a potem dopiero zająć się energetyką (okre lenie polityki gospodarczej jest już absolutną konieczno cią). 2. Polityka gospodarcza powinna rozróżniaćś potrzebę restrukturyzacji (wraz z potrzebnym wsparciem) istniejącego przemysłu oraz potrzebę wskazania kierunków rozwojowych (również wraz z potrzebnym wsparciem). Systemy wsparcia (ogólnie rozumiane, nie tylko dotyczące energii elektrycznej) w jednym i drugim przypadku muszą być zgodne z regulacjami unijnymi dotyczącymi konkurencji (dotyczącymi zakazu niedozwolonej pomocy publicznej). 3. Wsparcie ukierunkowane na obszar związany z energią elektryczną może dotyczyć tylko tych przedsiębiorstw (zarówno restrukturyzowanych, jak i kwalifikowanych do rozwojowych), w których udział kosztu tej energii w kosztach całkowitych przekracza ńń%. 4. 5. Przemysł nie może się koncentrować na walce z polityką klimatyczno-energetyczną Uź, powinien natomiast koncentrować się na żądaniach (kierowanych do rządu) dotyczących rozwiąza, które stosują w odniesieniu do przemysłu Niemcy (wybór kraju referencyjnego jest tu sprawą otwartą).
6. Przemysł wymagający restrukturyzacji powinien dla uwiarygodnienia się opracować (i następnie wdrażać) własną strategię sanacyjną (powinna to być strategia ukierunkowana przede wszystkim na efektywno ć energetyczną). 7. Cały przemysł powinien w obszarze polityki klimatyczno-energetycznej żądać (od rządu) całkowitej eliminacji nierównoprawnego traktowania energetyki WźK, w szczególno ci zaprzestania preferowania tej energetyki względem przemysłu. Na przykład, za niedopuszczalne uznaje się rozwiązanie, z którego mogłaby korzystać energetyka WźK, polegające na wprowadzeniu rynku mocy (gwarancja zwrotu na kapitale). 8. Przemysł restrukturyzujący się nie powinien ponosić kosztów rozwoju OZź (restrukturyzację i rozwój OZź traktuje się równorzędnie). 9. Przemysł rozwojowy powinien realizować strategię rozwoju kogeneracji gazowej (i w ten sposób stabilizować bezpiecze stwo energetyczne krajuś rozwiązania w zakresie polityki gospodarczej powinny uniemożliwiać inwestycje w bloki kondensacyjne dopóki istnieje potencjał rozwoju autokogeneracji przemysłowej). ńń. Przemysł rozwojowy powinien realizować w zakresie zasilania w energię (ogólnie, nie tylko w energię elektryczną) strategię prosumencką, w szczególno ci uwzględniającą aspekt partycypacyjny prosumeryzmu (w tym powinien realizować inwestycje OZź na ogólnych warunkach).
PROGRAMY 6 potencjalnych programów energetyczno-gospodarczych Program I(P), modernizacyjny. Program pobudzenia efektywno ciowego energetyki przemysłowej, 5Ń% krajowego zużycia energii elektrycznej. (Źziałania bezinwestycyjne i inwestycje w efektywno ć popytową o czasie zwrotu kapitału poniżej 2 lat umożliwiają w przemy le redukcję zapotrzebowaniaś 2Ń% energia elektryczna, 30% ciepło) Program II(OW), rozwojowy. Program dotyczący energetyki (prosumenckiej) na obszarach wiejskich, ń5% krajowego zużycia energii elektrycznej. (ń6ńń+5ńń) gmin, (43+ń3) tys. wsi, 3,5 mln domów do przekształcenia w semi off grid, 320 tys. gospodarstw rolnych o powierzchni (10-50) ha do zainstalowania mikrobiogazowni pracujacych w trybie semi off grid, 150 tys. stacji SN/nN Program III(RE), rozwojowy. Program rozwoju rolnictwa energetycznego (restrukturyzacji rolnictwa). Roczny potencjał produkcyjny Programu w horyzoncie 2Ń5Ń wynosi ńńń-200 TWh w energii chemicznej (10-20 mld m 3 biogazu w przeliczeniu na czysty metanś w przeliczeniu na energię elektryczną jest to 4Ń-80 TWh. Taki potencjał wynika z ostrożnego oszacowania, zakładającego wykorzystanie na cele energetyczne poniżej 2Ń% dostępnych gruntów ornych) Program IV(M), rozwojowy. Program rewitalizacji budynkowo-transportowej miast (z wyłączeniem wielkiego przemysłu, z uwzględnieniem ochrony rodowiska). 35% krajowego zużycia energii elektrycznej, około 7Ń% zużycia ciepła, około 7Ń% zużycia paliw transportowych obejmuje trzy kierunki działa Ś rewitalizację zasobów budynkowych za pomocą technologii domu pasywnego, rozwój OZź oraz rozwój systemów car sharing i infrastruktury transportu elektrycznego NAJPIERW POLITYKA GOSPODARCZA, POTEM ENERGETYKA 2 PROGRAMY intensyfikacji wykorzystania istniejących zasobów WźK (w uproszczeniu, szacuje się że bezinwestycyjne zasoby tej energetyki są wystarczające w horyzoncie 2Ń5Ń). Program V(E), pomostowy. Program 2 wielkich transferów paliwowych do segmentu ródeł kogeneracyjnych (poligeneracyjnych) w energetyce prosumenckiej, głównie przemysłowej i budynkowej. Są toś transfer gazu ziemnego z rynku ciepła oraz transfer paliw z rynku transportowego Program VI(EE), pomostowy. Program harmonizacji zasobówś zdolno ci wytwórczych w blokach, zdolno ci wydobywczych w kopalniach i zdolno ci przesyłowych w sieciach (konieczna jest odrębna harmonizacja zdolno ci wytwórczych w blokach i zdolno ci wydobywczych w kopalniach dla wk i dla wb) 14
CYWILIZACYJNA GRA INTERESÓW Inwestycje na wiecieś Rynek energii elektrycznej, okres 2010-2029: roczny spadek inwestycji w technologie oparte na paliwach kopalnych 30 mld $, roczny wzrost inwestycji w OZE 147 mld $. Roczne inwestycje na rynku energetycznym (energia elektryczna, ciepło, łącznie z inwestycjami upstream i downstream) 1,2 bln $ (bez inwestycji w efektywno ć energetyczną) Struktura rocznych kosztów w polskiej energetyce Warto ć rynków (paliwa transportowe, energia elektryczna, ciepło)ś 180 (100+50+30) mld PLN Import (paliwa, dobra inwestycyjne): 76 (65+11) mld PLN Podatki (akcyza, VAT, parapodatki): 85 (36+38+6+5) mld PLN 1. Prosumeryzm: energetyka gospodarka społecze stwo prosumenckie. Warto ci dodaneś efekt fabryczny + biznesowe struktury sieciowe + partycypacja (w tym innowacyjne projektowanie, ) 2. Obszary wiejskie potencjalna kolebka energetyki prosumenckiej: na obszarach wiejskich nastąpiło największe wyprzedzenie technologiczne elektroenergetyki przez inne infrastruktury (telekomunikacja, wodociągi, oczyszczalnie, drogi), a ponadtoś istnieją zasobyś istnieją także potrzeby (reelektryfikacja, wymagania rodowiskowe)ś badania socjologiczne wykazują, że obszary wiejskie są lepiej przygotowane do dyfuzji energetyki prosumenckiej (mają dużą przewagę motywacyjną na rzecz przyspieszenia tej dyfuzji) Polski sens energetyki prosumenckiej: bezpiecze stwo energetyczne i niskie ceny, czyś 1. wzrost konkurencyjno ci przemysłu (dzięki efektywno ci energetycznej) tak! 2. wzrost warto ci domów, o (ńń-20)%, i ich mieszka cy zdolni do dyfuzji innowacji tak! 3. modernizacja obszarów wiejskich (przełamanie trendu demograficznego) tak! 4. restrukturyzacja rolnictwa (rozwój rolnictwa energetycznego) tak! 5. lepsza jako ć życia w miastach (złagodzenie kryzysu transportowego) tak! 6. partycypacyjny, innowacyjny (źp = innowacja przełomowa) rynek tak!
MODEL INTERAKTYWNEGO RYNKU ENERGII ELEKTRYCZNEJ Od modelu WEK-IPP-EP do modelu EP-IPP-WEK [Zapowied RAPORTU] Popczyk J. MIRź www.klaster3x20.pl, CEP (Centrum Energetyki Prosumenckiej) B źp, Źział ń.ń.ń6
PRZźSŁANKAMI ŹO RAŹYKALNźJ KONCźPCJI RYNKU IRźź 1. Brytyjska aukcja na moce w grudniu 2014 (spadek w czasie aukcji ceny mocy z 75 funtów za kilowat do 19, i zaledwie 5-procentowy udział ródeł nowych), a także 2. Niemiecka aukcja (zaplanowana na połowę kwietnia 2Ńń5) na ródła PV dopuszcza maksymalną cenę energii ńńń euro/mwh) Podkre la się, że jedną i drugą aukcję (a także komunikat Energy Union Package, luty 2Ńń5) "komentatorzy" w Polsce widzą w bardzo różny sposób
UNIJNY PAKIET ENERGETYCZNY 2015 (konsolidacja koncepcji przebudowy energetyki, w horyzontach 2020, 2030 i 2050) W unijnym dokumencie wymienia się między innymi trzy kluczowe powody koniecznej przebudowy unijnej energetyki. Mianowicie, podkre la się, że nie można przyszło ci Uź opierać naś 1. przestarzałych technologiach energetycznych (paliwa kopalne, nieefektywno ć energetyczna) 2. przestarzałym modelu biznesowym energetyki (bardzo silny korporacjonizm, niedostateczna konkurencja) 3. imporcie paliw (400 mld /rok; w Polsce import paliw i dóbr inwestycyjnych dla energetyki należy szacować na około 76 mld PLN) ------------------------ [European Commission] ENERGY UNION PACKAGE. COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT, THE COUNCIL, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE, THE COMMITTEE OF THE REGIONS AND THE EUROPEAN INVESTMENT BANK. A Framework Strategy for a Resilient Energy Union with a Forward-Looking Climate Change Policy. Brussels, 25.2.2015. COM(2015) 80 final
Energiewende - NIEMIECKA GRA STRATEGICZNA Udział OZź na rynku energii elektrycznej 30% Rosnący eksport energii elektrycznej (po okresie importu spowodowanego odstawieniem połowy energetyki jądrowej w 2Ńńń roku) Wyniki pierwszych aukcji na rynku inwestycyjnym dużych ródeł PV Głęboki kryzys niemieckiej energetyki WźK. Spadek warto ci akcji w okresie 2008-2013: RWE 50%, E.On 40% (FT, 15/16 February 2014). Zapowiedziany podział firmy E.On na czę ć zdrową (OZź, sieci) i resztę (źj, wytwarzanie węglowe i gazowe) spowodował dalszy spadek warto ci firmy i obniżkę dywidendy udziałowców w 2Ńń4 roku o ń5% (w stosunku do 2013 roku)
PRZYSZŁO Ć źnźrgźtyki W PźRSPźKTYWIź POLITYCZNźJ Ważne! Aby prawidłowo antycypować procesy w energetyce w horyzoncie 2Ń5Ń trzeba ponownie przeanalizować proces zapoczątkowany projektem pierwszej dyrektywy o jednolitym rynku energii elektrycznej z 1992 roku (dyrektywa 96/92/WE, z 1996 r.) Horyzonty 2014 2020 2030 2050 Pakiet 3x20 Mapa Drogowa 2050 Polskie miksy energetyczne 27/40 (43/30)/(27) 80-95 Przebudowa energetyki priorytet na perspektywę budżetową 2Ńń4-2020 Pełna konkurencjaś likwidacja wsparcia - WEK, pełna opłata kosztów zewnętrznych EP 20
POLSKI POTźNCJAŁ ROZWOJOWY źnźrgźtyki PROSUMźNCKIźJ jest taki, jak potencjał przebudowy całej energetykiś ń. Na wiecie pod wpływem rządowo-obywatelskiego programu strategicznego Energiewende w Niemczech rynku (w tym strategicznej gry Elona Muska) w USA polityki Komitetu Centralnego Partii w Chinach 2. W Polsce pod wpływem zaniecha rządowo-korporacyjnych i kryzysu, który w elektroenergetyce w ostrej formie wystąpi około 2Ń2Ń roku Co połączy w historii polskiej elektroenergetyki okresy ń965-1985 i 1995-2015? Kryzysy i reformy (przebudowa): 1. Pierwszy kryzys w drugiej połowie lat 8Ńʼ, powiązany z kryzysem społecznogospodarczym i ustrojowa (strategiczna) reforma elektroenergetyki zapoczątkowana w ń99ń roku 2. Źrugi kryzys w drugiej połowie obecnej dekady powiązany zś dotychczasowymi zaniechaniami i katastrofą w górnictwie rozbuchanymi apetytami inwestycyjnymi w polskiej elektroenergetyce (węglowej na węgiel kamienny i brunatny, oraz jądrowej) rządowym planem dalszej konsolidacja elektroenergetyki (zapowiedziane połączenie PGź z źnergą i Tauronu z źneą),... i przyspieszony po 2Ń2Ń roku, ale na ladowczy (względem wiata) rozwój energetyki prosumenckiej