WYDZIAŁ INśYNIERII ŚRODOWISKA Zarządzanie popytem na energię w miastach Podstawowe pojęcia DSM, IRP i rys historyczny page 1
System zintegrowanego planowania zasobów energetycznych Integrated Resource Planning - IRP nowy system realizacji gospodarowania zasobami energetycznymi wynikł bezpośrednio z kryzysu naftowego lat siedemdziesiątych oparty jest na minimalizacji kosztów i minimum degradacji środowiska page 2
System zintegrowanego planowania zasobów energetycznych (IRP) opracowano na przełomie lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych XX wieku w USA rozpowszechniony w USA, Kanadzie, Europie Zachodniej, Skandynawii i Australii wdraŝany w TadŜykistanie, Tajlandii, Słowacji, Polsce, na Ukrainie i Filipinach. page 3
System zintegrowanego planowania zasobów energetycznych (IRP) prowadzi do opracowania długoterminowej strategii rozwoju, bilansującej zapotrzebowanie z wytwarzaniem przy najniŝszych moŝliwych kosztach oraz minimum degradacji środowiska naturalnego Strona podaŝowa: tradycyjne wytwarzanie przesył dystrybucja Strona popytowa : opcje lub programy, które modyfikują okresy i poziom zapotrzebowania u odbiorców końcowych page 4
Uwarunkowania historyczne i podstawy powstania IRP przełom lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych - okres duŝych zmian w sektorze energetycznym USA: powszechne zwolnienie cen gazu ziemnego wprowadzenie konkurencji w fazie wytwarzania energii elektrycznej wprowadzenie bardziej racjonalnych zasad wykorzystania energii page 5
Źródła zmian w sektorze energetycznym zachodzących obecnie: niepewność w prognozowaniu wzrostu obciąŝenia wysoki koszt nowych mocy wytwórczych zmienność cen paliw ograniczenia w lokalizacji nowych jednostek wytwórczych zaostrzone wymogi środowiskowe reakcje odbiorców na wzrost cen większa wiedza na temat globalnych zagroŝeń środowiska page 6
Korzyści systemu IRP wobec metod tradycyjnych: rozwój przy minimum kosztów znaczna elastyczność i mniejsze ryzyko poprawę stosunków z końcowymi uŝytkownikami energii zminimalizowany wpływ na środowisko page 7
Porównanie tradycyjnego planowania i zintegrowanego planowania zasobami Tradycyjne planowanie Koncentracja uwagi na duŝych jednostkach systemowych będących własnością przedsiębiorstwa energetycznego Zintegrowane planowanie zasobów RozwaŜane są prawdopodobne opcje podaŝowe, czyli: - jednostki stanowiące własność przedsiębiorstwa energetycznego - odnawialne i słoneczne źródła energii - opcje/programy zarządzania popytem - gospodarkę skojarzoną - zakupy energii od niezaleŝnych producentów - ulepszenia w przesyłaniu i dystrybucji page 8
Porównanie tradycyjnego planowania i zintegrowanego planowania zasobami Tradycyjne planowanie Planowanie jako wewnętrzna funkcja wchodząca w zakres obowiązków wydziałów planowania operacyjnego i planowania finansowego Zintegrowane planowanie zasobów W planowaniu uczestniczą: - wydziały przedsiębiorstwa energetycznego - klienci przedsiębiorstwa energetycznego - komisje publicznego nadzoru - niezaleŝni eksperci page 9
Porównanie tradycyjnego planowania i zintegrowanego planowania zasobami Tradycyjne planowanie Wszystkie zasoby są własnością przedsiębiorstwa Zintegrowane planowanie zasobów Niektóre źródła zasilania są własnością: - innych przedsiębiorstw energetycznych - małych producentów energii - niezaleŝnych producentów energii - odbiorców page 10
Porównanie tradycyjnego planowania i zintegrowanego planowania zasobami Tradycyjne planowanie Planowanie oparte na zasadach minimalizacji niezawodności zasilania Zintegrowane planowanie zasobów Wiele kryterii selekcji zasobów i kosztów, obejmujących: - ceny - wartość bieŝącą wymaganych dochodów - koszty usług energetycznych - wpływ na środowisko - konkurencję - ryzyko i niepewność - róŝnorodność dostępnych paliw - sytuację finansową page 11
Cele IRP Głównym opracowanie celem jest optymalnego określenie struktury zestawu źródeł opcji zasilania przy minimum kosztów, łatwej minimalizowanie zobowiązań finansowych wzajemnej zamienności i niezawodności a cel ten realizuje minimalizowanie się poprzez: kosztów dla odbiorców osiągnięcie elastyczności w warunkach niepewności utrzymanie integralności finansowej poprawę obsługi odbiorcy page 12
Programy zarządzania popytem (Demand Side Management DSM) Jest to identyfikowanie, ocena i wykorzystanie źródeł (zasobów) po stronie popytu na energię przez jej końcowych uŝytkowników. page 13
Podstawy zarządzania popytem (DSM) DSM osiąga się poprzez efektywne wykorzystanie energii, czyli zmniejszenie zuŝycia energii lub sterowanie obciąŝeniem, czyli zmniejszanie kw obciąŝenia lub przesunięcie obciąŝenia na okres poza szczytem. DSM obejmuje szeroki zakres działań mających na celu zachęcenie odbiorcy do zmiany profilu zuŝycia energii elektrycznej bez obniŝania jakości usługi lub satysfakcji odbiorcy. Taryfy mogą być opracowane tak aby stymulowały przesunięcie obciąŝenia na godziny poza szczyt. Takie ograniczenie zuŝycia przez odbiorców finalnych wpływa na ograniczenie szczytowego zapotrzebowania na moc. page 14
Cele DSM Celem działań DSM w przedsiębiorstwie energetycznym jest wdroŝenie programów: modyfikujących krzywe obciąŝeń odbiorców redukujących ilość zuŝywanej energii przynoszących korzyści odbiorcy, przedsiębiorstwu i społeczeństwu. page 15
Korzyści wynikające z DSM ODBIORCA SPOŁECZEŃSTWO PRZEDSIĘBIORSTWO - zaspokojenie potrzeb - obniŝka kosztów - poprawa jakości oferowanej usługi - poprawa jakości Ŝycia - zmniejszenie zanieczyszczenia - ochrona środowiska - ochrona zasobów - zwiększenie dobrobytu - niŝsze koszty usług - poprawa operatywności - obniŝka nakładów inwestycyjnych - poprawa jakości usług page 16
Podstawowe konfiguracje DSM cele modyfikacji krzywych obciąŝeń zuŝycie końcowe energii odbiorcy technologie alternatywne metody wdraŝania na rynku page 17
Podstawowe cele modyfikacji krzywych obciąŝeń obcinanie szczytu wypełnianie dolin przesuwanie obciąŝenia strategiczną racjonalizację zuŝycia energii strategiczne zarządzanie obciąŝeniem elastyczna krzywa obciąŝenia page 18
Modyfikacje krzywych obciąŝeń Obcinanie szczytu Wypełnianie dolin Przesuwanie obciąŝenia Strategiczna racjonalizacja Strategiczne zarządzanie obciąŝeniem Elastyczna krzywa obciąŝenia page 19
Polityki energetyczne przedsiębiorstw Przedsiębiorstwa z duŝym marginesem rezerwy i małym wzrostem obciąŝenia mogą wykorzystać DSM do stymulowania wzrostu zapotrzebowania na energię, co spowoduje spadek rezerwy i rozłoŝy stałe koszty na większą ilość sprzedanej energii page 20
Polityki energetyczne przedsiębiorstw Przedsiębiorstwa mogą modyfikować krzywą zapotrzebowania, aby zwiększyć wskaźnik wykorzystania mocy i obniŝyć koszty (jednocześnie przy niŝszych cenach zakupu mocy przedsiębiorstwa mogą wykorzystywać DSM do zwiększenia sprzedaŝy w tych okresach) page 21
Polityki energetyczne przedsiębiorstw Przedsiębiorstwa energetyczne mogą projektować taryfy zachęcające odbiorców do zwiększenia zuŝycia poza szczytem page 22
Polityki energetyczne przedsiębiorstw Przedsiębiorstwa o rosnącym zapotrzebowaniu i małej rezerwie mogą wykorzystać zarządzanie mocą i metody racjonalnego wykorzystania energii do obniŝenia lub wyrównania zapotrzebowania na energię oraz zrezygnowania z nowych inwestycji podaŝowych lub długoterminowych kontraktów na zakup energii na rynku hurtowym page 23
Polityki energetyczne przedsiębiorstw Miejskie przedsiębiorstwa energetyczne mogą zredukować obciąŝenie szczytowe i tym samym obniŝyć swoje koszty zakupu mocy page 24
Rodzaje końcowego zuŝycia energii Sektor mieszkaniowy, handlu i usług - ogrzewanie - wentylacja - oświetlenie - podgrzewanie wody - chłodzenie Ŝywności - gotowanie - drobny sprzęt elektroniczny - pozostałe Przemysł - silniki i napędy - procesy elektrolizy - procesy ciepłownicze - procesy schładzania - ogrzewanie, klimatyzacja, wentylacja - oświetlenie page 25
Typowe technologie dostępne dla programów DSM Sektor mieszkaniowy, handlu i usług - rozwój budownictwa - wysokosprawny sprzęt - zbiorniki ciepła - pompy ciepła - kontrola zuŝycia energii Przemysł - produkcja w skojarzeniu - pompy ciepła - wysokosprawne silniki - rekuperacja ciepła - elektrotechnologie page 26
Charakterystyki odbiorców - rozpatrywane są przy wprowadzaniu nowych strategii wdroŝeniowych programów DSM. Są to np..: potrzeby odbiorców ukształtowanie demograficzne właściwości fizyczne rozkład zuŝycia paliwa krzywe zuŝycia końcowego energii ustosunkowanie do programów przedsiębiorstwa stopień zrozumienia programów przedsiębiorstwa page 27
Oddziaływanie przedsiębiorstwa na decyzje odbiorcy Charakterystyka klientów -demografia -dochody -wiedza lub świadomość -motywacja -stopa dyskontowa -ceny Działania rynkowe przedsiębiorstwa -edukacja klientów -bezpośrednie kontakty -współpraca z producentami -reklama i promocja -ceny alternatywne -bezpośrednie zachęty Inne wpływy zewnętrzne -kondycja ekonomiczna -ceny paliwa -technologie -regulacje prawne -ulgi podatkowe Akceptacja klientów Decyzje klientów -wybór paliwa lub urządzenia -sprawność urządzeń -wykorzustanie urządzeń Reakcja klientów Krzywa obciąŝenia page 28
Podstawowe elementy IRP analiza sytuacyjna prognoza obciąŝenia (zapotrzebowania) planowanie DSM planowanie wytwarzania zintegrowane planowanie zasobów analiza niepewności optymalizacja planu rozwoju wytwarzania analiza finansowa page 29
Schemat zintegrowanego planowania zasobów Analiza sytuacyjna i określanie celów Prognoza zapotrzebowania systemu Planowanie DSM Planowanie wytwarzania Optymalizacja planu zasobów Analiza finansowa Planowanie DSM Analiza ryzyka Plan wdroŝenia i monitoring page 30
Całościowa analiza sytuacyjna Zewnętrzna analiza sytuacyjna Wewnętrzna analiza sytuacyjna page 31
Wewnętrzna analiza sytuacyjna Ogólne strategiczne cele przedsiębiorstwa - misja, kultura, filozofia zarządzania - cele i obiekty DSM - struktura organizacyjna - program i doświadczenie marketingowe - cele wdroŝenia Charakterystyka systemu wytwarzania, przesyłu i dystrybucji - obecna i przyszła sprzedaŝ - zapotrzebowanie, dochody wg typów odbiorców - taryfy - koszty marginalne - współczynnik obciąŝenia - szczyt dzienny lub sezonowy - moŝliwości przesyłu - koszty obsługi - margines rezerwy Planowanie DSM - planowanie zasobów - planowanie zapotrzebowań końcowych - badanie obciąŝenia - badanie rynku - ocena strategii - efektywność kosztowa MoŜliwości realizacji - zasoby ludzkie - budŝet - szkolenia - stosunki z producentami - public relations - system komunikacyjny lub informacyjny - polityka cenowa page 32
Zewnętrzna analiza sytuacyjna Polityka społeczna - ustalenia, - ustawy i zarządzenia Kierunki ekonomiczne - zatrudnienie - budownictwo - produkcja przemysłowa - dochód narodowy - demografia Zmiany technologiczne - technologie czystego spalania węgla - technologie racjonalnego wykorzystania energii Polityka energetyczna - restrukturyzacja - prywatyzacja - zmiana cen - uwarunkowanie prawne i środowiskowe Pozycja konkurentów - kto - udział w rynku - praktyki w zakresie usług - koszty - strategia marketingowa - silne i słabe strony page 33
Prognoza zapotrzebowania na energię Podstawowym warunkiem jest zgodność załoŝeń zarówno dla prognozy jak i dla rozpatrywanych opcji czy programów DSM. Dodatkowe opracowania analityczne: wyznaczania prognozy kształtu krzywej obciąŝenia oszacowanie efektów netto oszczędności energii określenia programów zarządzania obciąŝeniem page 34
Podstawowe działania planowania DSM identyfikacji i monitorowania alternatywnych opcji DSM w celu wyboru do szczegółowego oszacowania oceny jednostkowego oddziaływania z uwzględnieniem efektów rocznej sprzedaŝy energii i zapotrzebowania dla poszczególnych okresów opracowania programu wykonawczego oceny penetracji rynku spowodowanej działaniami DSM szacowania kosztów i korzyści alternatywnych opcji DSM w celu wyboru tych opcji zasilania, które będą rozpatrywane w procesie zintegrowanego planowania bilansu przy minimum kosztu page 35
Cel planowania wytwarzania - określenie zestawu źródeł zasilających, realizujących wymóg najmniejszych kosztów i degradacji środowiska, bilansujących zapotrzebowanie, a jednocześnie utrzymujących odpowiedni poziom niezawodności zasilania. page 36
Procedura zintegrowanego planowania zasobów przedstawienie zestawienia planów alternatywnych wcielenie pewnej liczby alternatywnych opcji DSM do rdzennego zbioru źródeł zasilania i wytwarzania opracowanie scenariuszy: - zakres przyszłych realizacji - wzrostu zapotrzebowania - oddziaływania DSM - kosztów wytwarzania energii elektrycznej określenie najlepszego planu wytwarzania dla kaŝdego scenariusza page 37
Metody analizy niepewności i ryzyka analiza wraŝliwości analiza decyzji symulacja Monte-Carlo page 38
Optymalizacja planu rozwoju wytwarzania - stosuje się gdy warunki zmieniają się w sposób zasadniczy w stosunku do przyjmowanych w czasie planowania procesu wytwarzania, wymagana jest wtedy szczegółowa finansowa ocena wybranych planów, aby zapewnić finansową wykonalność planów i ewentualnie zdefiniować pewne wewnętrzne wymagania finansowe page 39
Analiza finansowa Ma na celu przekonanie się czy w załoŝonym horyzoncie planistycznym jest utrzymana integralność finansowa. Finansową integralność określa się jako zdolność przedsiębiorstwa energetycznego do zwiększania nakładów inwestycyjnych przy rozsądnej stopie opodatkowania, stosownie do warunków ekonomicznych. page 40
Koniec page 41