Warsztat: Model do analiz energetycznych dla regionu (REAM)

Warsztat: Model do analiz energetycznych dla regionu (REAM) Endre Ottosen, NEPAS Doskonalenie poziomu edukacji w samorządach terytorialnych w zakresie zrównoważonego gospodarowania energią i ochrony klimatu Ziemi Projekt wspierany grantem z Norwegii poprzez Norweski Mechanizm Finansowy Projekt współfinansowany przez Polskę

Agenda Planowanie energetyczne lokalne i regionalne - Metodologia i procedura - Fakty i statystyki - Środki i cele Regional Energy Analysing Model (REAM) - Struktura modelu - Algorytm obliczeniowy - Prezentacja wyników 01.06.2011 2/57

REAM Regional Energy Analysing Model Model do analiz energetycznych dla regionu REAM jest rozwijany poprzez program UE o nazwie 3-NITY, w zakresie zrównoważonego planowania energetycznego na szczeblu lokalnym Opracowany przez Profu (SWE) oraz IFE/NEPAS (NOR) Dostosowany do analizy lokalnych i regionalnych stacjonarnych systemów energetycznych Prosta nawigacja poprzez interfejs podobny do Explorera REAM bazuje na Microsoft.NET, można go instalować w komputerach posiadających Windows XP, Vista, 7 Licencja na REAM jest dostępna dla władz gminnych / regionalnych, firm prywatnych i podmiotów edukacyjnych. 01.06.2011 3/57

REAM Regional Energy Analysing Model Model do analiz energetycznych dla regionu

Opis ogólny REAM zawiera: Lokalna produkcje energii, instalacje o małej i dużej skali Infrastrukturę do przesyłu elektryczności, ciepła i chłodu Końcowe zużycie energii Środki / przeedsięwzięcia energo-efektywnościowe Analizy rozwoju bazującego na na najniższych kosztach (LCP) REAM jest łatwy w obsłudze; użytkownik wybiera poziom szczegółowości REAM może analizować system energetyczny dla całych gmin / egionów lub dla wybranych sektorów lub obszarów geograficznych Elastyczność językowa i częściowo w zakresie jednostek miar REAM jest narzędziem do lokalnego i regionalnego planowania energetycznego 01.06.2011 5/57

Zasadnicze OZE Poziom kategorii zapotrzebowania Poziom przeglądu Water/Wind/Solar/Wave Cooling Heating El appliances Energy demand Energy demand Energy demand Electricity Cooling device Industry Households/Service Energy demand Energy demand District heat grid Power plant Heat pump Electricity grid Oil Gas Combined heat and power Gas Gas Oil Oil Bio Bio District heating plant Bio energy boilers Wood stove Coal/Coke Coal/Coke Bio Oil/Gas John Johnsson, Profu 01.06.2011 6/57

Struktura Modelu Region Area Demand category Demand technologies Community 1 Urban area Rural area Households Buildings Direct elec. heating other Industry District heating Primary sector Oil boiler etc Wood stove Cooling unit Elec. to appliances etc. Kari Espegren, IFE 01.06.2011 7/57

Przykład: Obliczenia dla scenariuszy Gmina Dobrich wykorzystana jako przykładowa Zaprezentuje się trzy scenariusze Scenariusz podstawowy Scenariusz Biznes jak zwykle (BAU) Scenariusz niskiej emisji Dane o zużyciu energii w Dobrich w roku 2006 (budynki mieszkalne, przemysłowe, usługowe, municipalne) Obecne ceny energii i oszacowanie kosztów dla Bułgarii Uwaga: Przyjęto pewną liczbę założeń ogólnych. Wartość tego przykładu nie polega na wynikach obliczeń, tylko na tym, ze prezentuje on, w jaki sposób model REAM można wykorzystać do symulacji różnych scenariuszy. 01.06.2011 8/57

700 Energy supply For Dobrich - Basic Scenario 600 500 400 300 Natural gas Fire wood Electricity Coal 200 100 0 2006 2013 2020 Scenariusz podstawowy (bazowy) Rozwój bazujący tylko na obliczeniach po najniższych kosztach Brak dodatkowych założeń lub ograniczeń (takich jak ograniczenia zasobów lub inne bariery) Brak korekt kosztów, generalnie rosną ceny wszystkich paliw 01.06.2011 9/57

600 Energy supply For Dobrich - Business As Usual Scenario 500 400 300 200 Wood pellets Solar energy Natural gas Fire wood Electricity District heating Coal 100 0 2006 2013 2020 Scenariusz Biznes jak zwykle Wprowadzone ograniczenia z uwagi na bariery techniczne, ograniczenia surowcowe i zachowania ludzkie (w oparciu o założenia) Nadal brak korekt kosztów 01.06.2011 10/57

600 Energy supply For Dobrich - Low Emission Scenario 500 400 300 200 Wood pellets Solar energy Natural gas Fire wood Electricity District heating Coal 100 0 2006 2013 2020 Scenariusz Niskiej emisji Wprowadzone ograniczenia z uwagi na bariery techniczne, ograniczenia surowcowe i zachowania ludzkie (w oparciu o założenia) Wzrost podatków za paliwa kopalne Mniejsze koszty inwestycyjne dla kolektorów słonecznych (np.. W wyniku subsydiowania) 01.06.2011 11/57

Algorytm obliczeń Technologie o małej skali Modułem napędowym modelu są zmiany kategorii zapotrzebowania (zmiany rynkowe) Wymiana stopniowo wycofywanych źródeł / instalacji, alternatywy Zamiana technologii z kosztami zmiennymi > nowy koszt ogólny Substytucję określa się na bazie najniższego kosztu ogólnego Alternatywą jest opracowanie wg zamówienia użytkownika Obliczenia kosztu ogólnego dla danego okresu opierają się na założeniach tylko dla tego okresu obliczenia sekwencyjne 01.06.2011 12/57

Algorytm obliczeń AC = IC + FC + OMC + FuC + TC η + EC AC IC FC OMC FuC TC EC η = Koszt średni = Nakład inwestycyjny, (stała rata roczna) = Koszty stałe = Koszty obsługi i utrzymania = Koszty paliw = Podatki = Koszty emisji = Sprawność technologii 01.06.2011 13/57

Algorytm obliczeń Technologie małej skali Substytucja wycofywanej technologii Obecny koszt zmienny > nowy koszt ogólny Energy Energy New technology Total demand New technology Residual Technology 1 New technology New technology New Residual Technology 1 New technology New technology New technology New technology Residual Technology 2 New technology New technology New Residual Technology 2 New technology New T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 Time T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 Time John Johnsson, Profu 01.06.2011 14/57

Algorytm obliczeń Technologie dużej skali Model raportowy (ranking całkowitych kosztów zmiennych) Alternatywnie - harmonogram produkcji wg użytkownika Example - District heating production 50 [GWh] 45 40 35 30 25 Biooil-HP Biomass-CHP Municipal Waste-CHP 20 15 10 5 0 Jan Jan Feb Feb Mar Mar Apr Apr May May Jun Jun Jul Jul Aug Aug Sep Sep Oct Oct Nov Nov Dec Dec John Johnsson, Profu 01.06.2011 15/57

Uruchomienie REAM Przegląd: zawiera instrukcję obsługi REAM 01.06.2011 16/57

Uruchomienie Organizator: zbiory wejściowe, wyniki, eksport, kopie zapasowe 01.06.2011 17/57

Uruchomienie Organizator: zarządzanie zbiorami wejściowymi 01.06.2011 18/57

Uruchomienie Nastawys: Nastawy ogólne dla modelu 01.06.2011 19/57

Uruchomienie Nastawys: Nastawy ogólne dla modelu 01.06.2011 20/57

Uruchomienie Edytor & kalkulator: Edycja zbiorów wejściowych i obliczanie 01.06.2011 21/57

Uruchomienie Edytor & kalkulator: Edycja zbiorów wejściowych i obliczanie 01.06.2011 22/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 23/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 24/57

Lata Zdefiniować lata, dla których prowadzi się prognozowanie i symulacje Forma: Numeryczna Chronologiczna Niekoniecznie równo-okresowa 01.06.2011 25/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 26/57

Regiony i obszary Regiony i obszary Zdefiniować: Region(y), np.. Powiat(y) Obszar(y), np. gmina lub miasto/wieś 01.06.2011 27/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 28/57

Kategoria zapotrzebowania Przegląd kategorii zapotrzebowania Zdefiniować Kategorie zapotrzebowania Zakres obliczeniowy VAT 01.06.2011 29/57

Kategoria zapotrzebowania Przegląd systemów małej skali Zdefiniować technologie w zakresie zapotrzebowania, rodzaj energii i rodzaj technologii 01.06.2011 30/57

Kategoria zapotrzebowania Zapotrzebowanie Dla każdego roku symulacji, prognozować zapotrzebowanie na ogrzewanie, elektryczność i chłodzenie (GWh) 01.06.2011 31/57

Kategoria zapotrzebowania Inwestycje dodatkowe Zdefiniować Inwest. dodatkowe, rodzaj energii, wskaźniki inwestycyjne, żywotność oraz resztkową i/lub górną energię w danym roku 01.06.2011 32/57

Kategoria zapotrzebowania Struktura opłat Zdefiniować strukturę opłat dla każdego emitowanego gazu w każdej kategorii zapotrzebowania 01.06.2011 33/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 34/57

Paliwa Paliwo i elektryczność Określić wszystkie nośniki energii Zanaczyć połączenia sieciowe, jeśli są 01.06.2011 35/57

Paliwa Określić cene paliwa Cena roczna lub 24 przedziały / rok Określić podatek za paliwo Do 5 kategorii podatkowych Określić emisje Globalne, poza granicą systemu 01.06.2011 36/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 37/57

Emisje Emisje & Ekonomia Określić emisje i wybrać definicję jednostki Określić opłaty emisyjne dla każdego roku symulacji 01.06.2011 38/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 39/57

Krzywe obciążenia Zdefiniować krzywe obciążenia Wymagane dla każdego rodzaju energii Określić obciążenie w każdym z 24 przedziałów w roku Dzień i noc każdego miesiąca Suma musi wynosić to 100%! Krzywe obciążenia są globalne dostępne dla wszystkich zbiorów wejściowych 01.06.2011 40/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 41/57

Sieci LST 1 Obszar 1 LST A LST B LST 2 Globalna sieć elektr. Lokalna sieć elektr. Obszar 2 DHE1 DHE2 DHE3 DHE4 Lokalna sieć elektr. DHE1 DHE2 LST 3 DHE3 DHE4 LST 4 01.06.2011 42/57

Sieci Zdefiniowac sieci, wybrać obszar, połączenia globalne (jeśli są) i rodzaj energii 01.06.2011 43/57

Sieci Technika: Sprawność przesyłu Moc pozostała (MW) Ekonomia: Wskaźnik inwestycyjny Żywotność Koszty zmienne 01.06.2011 44/57

Sieci Producent & Użytkownik Wskazuje którzy użytkownicy (SST) i producenci (LST) są przyłączeni do sieci 01.06.2011 45/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 46/57

Systemy dużej skali (LST) Produkcja wtórna LST Produkcja główna Quota = Główna / Wtórna 01.06.2011 47/57

Systemy dużej skali Przegląd systemów dużej skali Zdefiniować systemy dużej skali, rodzaj(e) energii i Priorytet 01.06.2011 48/57

Systemy dużej skali Technika: Określić: Moc pozostałą (MW) Moc dostępną Sprawność (dla każdego paliwa) 01.06.2011 49/57

Systemy dużej skali Ekonomia: Zdefiniować: Wskaźniki inwestycyjne Żywotność Koszty stałe Koszty zmienne (dla każdego paliwa) Struktura opłat (wg emisji) 01.06.2011 50/62

Systemy dużej skali Emisje Określić współczynnik emisji odpowiednio dla każdej emisji i dla każdego paliwa Sieci Wybrać z menu opcję połączenia z siecia globalną lub lokalną 01.06.2011 51/57

Struktura Modelu Główne składniki strukturalne Regiony i obszary Region Obszar Kategoria zapotrzebowania Technologia użytkowania końcowego Systemy dużej skali Sieci Lata Emisje Paliwa Krzywe obciążenia 01.06.2011 52/57

Technologia wg zapotrzebowania Technika: Zdefiniować Energię dla każdego roku (GWh): pozostałą, stałą, górną, dolną Paliwa, sieci, sprawność, udział maksymalny Inwestycje dodatkowe 01.06.2011 53/57

Technologia wg zapotrzebowania Ekonomia: Zdefiniować wskaźnik inwest. (jedn. monetarne/mwh!), żywotność i koszty zmienne dla każdego paliwa 01.06.2011 54/57

Technologia wg zapotrzebowania Emisje: Zdefiniować wskaźnik emisji dla każdego rodzaju gazu, i dla każdego paliwa (w niniejszym przykładzie tylko jeden) 01.06.2011 55/57

Obliczenia Aby wykonać obliczenia Naciśnij Calculate Wprowadź nazwę pliku wyników Wybierz New result/ Overwrite Naciśnij Start 01.06.2011 56/57

Otwieranie REAM Wyniki: Prezentacja wyników obliczeń 01.06.2011 57/57

Prezentacja wyników Struktura Systemy małej skali Systemy dużej skali Wygląd podobny, jak Eksplorera 01.06.2011 58/57

Prezentacja wyników 3,2 2,8 2,4 Production For Heating Bez ograniczeń GWh 2 1,6 1,2 0,8 0,4 3,2 2,8 Oil burner Electrical heating Efficiency measure Production For Heating 0 2007 2012 2017 2022 GWh 2027 2,4 2 1,6 1,2 Pellet burner Oil burner Heat pump Heat exchanger Electrical heating Efficiency measure 0,8 Z ograniczeniami 0,4 0 2007 2012 2017 2022 2027 01.06.2011 59/57

Gdzie można znaleźć odpowiednie dane? Administracja gminy Administracja techniczna Firmy posiadające nieruchomości w gminie Doradcy energetyczni Lokalne firmy energetyczne Statystyki dla sieci elektrycznych Statystyki dla sieci centralnego ogrzewania Statystyki dla sieci gazowniczej Kluczowe osoby Badania lokalne 01.06.2011 60/57

Gdzie można znaleźć odpowiednie dane? Statystyki krajowe Cena energii, poziom krajowy Końcowe zużycie energii w sektorach, poziom gminy Zużycie energii z podziałem wg nośników Statystyki budynków Krajowe i międzynarodowe badania struktur systemów energetycznych Duże przedsiębiorstwa przemysłowe Duże organizacje w sektorze budowlanym Nabywcy sprzętu Technologie zasilania Środki efektywnościowe Organizacje handlowe 01.06.2011 61/57

Dziękuję za uwagę! Pytania? Endre Ottosen www.nepas.no ottosen@nepas.no 01.06.2011 62/57