Forum Czystej Energii w Salonie Czystej Energii na targach POLEKO 23 listopada 2010 Atrakcyjność inwestycji w energetyce odnawialnej do 2020 r. Grzegorz Wiśniewski Instytut Energetyki Odnawialnej Kontakt: gwisniewski@ieo.pl
Wprowadzanie odnawialnych źródeł energii na rynek: przełamywanie barier w ramach współpracy Nauka Przemysł w systemie pomocy publicznej Dyrektywy UE i fundusze strukturalne BŁĘDNE KOŁO TECHNOLOGII OZE Obszar współpracy z przemysłem i ośrodkami naukowymi Stymulowanie rynku poprzez dotacje i instrumenty prawne MAŁA SKALA PRODUKCJI WYSOKIE KOSZTY Badania i rozwój technologii OZE Obszar współpracy z samorządami terytorialnymi w realizacji inwestycji (PPP) Programy ramowe badawcze UE i programy na rzecz innowacyjności
Obroty na krajowym rynku OZE (urządzeń i paliw, bez energii) 2008 Źródło: IEO dla ObservER
Prognozowane tempo wzrostu technologii OZE do 2020 r. Źródło: Polityka energetyczna Polski do 2030 r.
Dlaczego firmy inwestują w droŝsze technologie energetyczne? Nowe inwestycje i deinstalacja starych mocy elektrycznych w UE w 2009 r. wg JRC [GW] 27,5 GW nowych mocy w tym OZE 17 GW (62%)
Deklarowane inwestycje zagraniczne (ogłaszane publicznie plany/portfolio) [MW] ; źródło: monitoring mediów IEO 1200 1000 800 600 400 Na wykresie pokazano tylko przykładowe firmy, które podawały skalę planowanych inwestycji Znaczące inwestycje deklarują takŝe np. GDF Suez, CEZ, EON, Vattenfall 200 0 EDP Gam esa RWE Martifer RP Global Dong Greentech Acciona W Polsce aktywne są największe światowe firmy developerskie i inwestorzy DuŜe zainteresowanie polskich firm energetycznych (np. PGE, Tauron Ekoenergia, Energa)
System wsparcia dla producentów zielonej energii elektrycznej w Polsce wynikający z uwzględnienia w przychodach ze sprzedaŝy energii i świadectw pochodzenia energii (tzw. zielonych certyfikatów) PLN/MW h 450 400 350 Kara, 130% opłaty zastępczej 300 Opłata zastępcza w 2009 258,89 PLN/M Wh 250 200 150 100 50 + = 0 średnia rynkowa cena energii elektrycznej średnia rynkowa cena ŚP całkowity przychód
Rynek biogazu w Polsce 8 istniejących biogazowni rolniczych 200 przygotowywanych projektów w tym 30 projektów zaawansowanych, Średnia moc instalacji 1,6 MWe
Od 2010 r. - zmiany systemu wsparcia dla zielonej kogeneracji (biogaz, biomasa) Ustawa z dn. 8 stycznia 2010 r o zmianie ustawy Prawo energetyczne: Wprowadzenie certyfikatów pochodzenia: za kogenerację (Ŝółte dla źródeł o mocy poniŝej 1 MW, fioletowe w wysokości dla innych źródeł wykorzystujących biogaz) oraz świadectw pochodzenia biogazu tzw. brązowych certyfikatów MoŜliwość sumowania (od 2011 r.) certyfikatów zielonych i kogeneracyjnych
Przychody biogazowni z tytułu sprzedaŝy energii i praw majątkowych? ZałoŜenia: Jednostkowe opłaty zastępcze oznaczone symbolami Ozg, Ozk i Ozm, o których mowa w art. 9a ust. 8a ustawy Prawo energetyczne, obowiązujące w 2011 r. w wysokości (wg URE): śółte ŚP (Ozg) = 127,15 [zł/mwh ekwiwalent ], tj. 64,47 % średniej ceny sprzedaŝy energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym; TGE: 124 zł/mwh Fioletowe (Ozm) = 59,16 [zł/mwh ekwiwalent], tj. 30 % średniej ceny sprzedaŝy energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym. Zielone ŚP 254 zł/mwh TGE (średnia z 12-u mcy): 254 zł/mwh Średnia cena sprzedaŝy energii elektrycznej (URE: 2009) 197,21 zł/mwh Średnia cena sprzedaŝy ciepła sieciowego z OZE (URE: 2009): 34,9 zł/gj Ekwiwalent EE dla ŚP w kogeneracji 0,75 (ciepło na potrzeby techn. biogazowni+sprzedaŝ ciepła)
Przykład: hipotetyczne przychody (od 2011) małej biogazowni z tytułu sprzedaŝy energii i praw majątkowych 1 000 000 800 000 0,5 MWe 100% sprzedaŝy ciepła nadmiernego 600 000 50% sprzedaŝy ciepła nadmiernego 400 000 200 000 0-200 000 zielone ŚP Ŝółte ŚP fioletowe ŚP sprzedaŝ EE sprzedaŝ ciepła (nadmiernego) zakup energii EE na potrzeby własne
Polski projekt Krajowego planu działania w zakresie energii ze źródeł odnawialnych
Krajowy Plan Działania NA RZECZ oze do 2020 roku energia elektryczna 35000 30000 25000 Produkcja energii elektrycznej wg. rządowego projektu KPD z maja 2010 20000 15000 10000 5000 0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 wodna wiatrowa biomasa stała biogaz
Wstępne szacunki nakładów inwestycyjnych (wg IEO 2008) na osiągniecie 15 % udziału energii z OZE w 2020 r. ~ 90 mld PLZ Segment rynku Energia elektryczna Ciepło Biopaliwa Moc zainstalowana w 2020 r. Moc (wydajność) zainstalowana w 2005 r. 11 GW biogaz 1.4 ( 0,4 z upraw), elektorciepłownie na biomase 0,5 wodna 1.1 wiatr 8, w tym 0,5 off shore ok. 1 GW (funkcjonująca nadal do 2020). 34 GW 1 geotermia (głęboka, ale głównie pytka), 8 słoneczna (roŝne formy), 25 biomasa (ciepło samo w sobie plus to z kogeneracji) 14 GW (głównie w starych kotłach na paliwa stałe; załoŝono Ŝe do 2020 r. funkcjonować będzie jedynie. 4 GW z obecnych mocy) 55 PJ 5 PJ (oprócz inwestycji budowlanych w biodiesel i biopaliwa II generacji potrzebne inwestycje odtworzeniowe w bioetanol Wymagane nowe moce 10 GW 30 GW 50 PJ Wymagane nakłady inwestycyjne Jednostkowe nakłady inwestycyjne 40 mld zł 45 mld zł 6 mld zł średnio po 4000 zł/mw, z uwzględnieniem spadku kosztów w efekcie krzywej uczenia i efektu skali średnio po 1500 zł/mw średnio ok. 4 zł/l nowych zdolności wytwórczych
Modelowanie ekonomiczne scenariuszy rozwoju energetyki odnawianej do 2050 roku wrzesień 2008 Wykorzystanie modelu MASEP/Markal do symulacji scenariuszy rozwoju OZE do 2050r z uwzględnieniem 2020 r. Scenariusz zaopatrzenia Polski w czyste nośniki energii w perspektywie długookresowej EC BREC Instytut Energetyki Odnawialnej DLR Instytut Badań Kosmicznych i Termodynamiki Technicznej w Stuttgarcie Wyd. Greenpeace Polska, październik 2008 http://www.greenpeace.org/raw/content/poland /press-centre/dokumenty-iraporty/rewolucja-energetyczna-polska.pdf
ZałoŜenia ekonomiczne do scenariuszy długookresowych Porównanie wzrostu cen paliw kopalnych wg projektu PEP 2030 (do roku 2030) oraz prognozy cen przyjętej w niniejszej pracy w USD do roku 2050 (w cenach stałych z 2005 r.). ceny paliw [$/GJ] 30 25 20 15 10 5 0 2005 2010 2015 2020 2030 2040 2050 Wegiel kamienny scenariusz Gaz scenariusz Biopaliw a stale scenariusz Ropa naftow a scenariusz Ropa naftow a PEP 2030 Gaz PEP 2030 Wegiel kamienny PEP 2030 nakłady inwestycyjne [ /kw] 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 0 2005 2010 2020 2030 2040 2050 Eneretyka wiatrowa - ląd Enrgetyka wodna Biom asa - elektrycznoś ć Energetyka wiatrowa - m orze Biom asa - kogeneracja Fotowoltaika Geoterm iaelektrycznos ć Geoterm iakogeneracja Spadek wysokości jednostkowych nakładów inwestycyjnych dla technologii odnawialnych wytwarzających energię elektryczną, w cenach stałych w Euro z 2005 r.,
Energia pierwotna w PJ/rok w obu scenariuszach 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 2005 2010 2020 2030 2040 2050 Scenariusz referencyjny Energia fal Energia geotermalna Energia słoneczna Biomasa Energia wiatru Energia wody Gaz Ropa naftowa Węgiel brunatny Węgiel kamienny Energia jądrowa 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 Udział OZE 2020 = 18,4% Scenariusz alternatywny Efektywność Energia fal Energia geotermalna Energia słoneczna Biomasa Energia wiatru Energia wody Gaz Ropa naftowa Węgiel brunatny Węgiel kamienny Energia jądrowa 0 2005 2010 2020 2030 2040 2050
350 300 250 200 150 100 50 Scenariusz referencyjny Energia elektryczna w TWh/rok w obu scenariuszach Energia fal Energia słoneczna - koncentratory Fotowoltaika Energia geotermalna Energia wiatrowa Energetyka wodna Biomasa Gaz i ropa naftowa Węgiel brunatny 350 300 250 200 150 100 50 0 2005 2010 2020 2030 2040 2050 Efektywność Energia fal Energia słoneczna - koncentratory Fotowoltaika Energia geotermalna Energia wiatrowa Energia wiatrowa Biomasa Gaz i ropa naftowa Węgiel brunatny Węgiel kamienny 0 2005 2010 2020 2030 2040 2050 Węgiel kamienny Energia jądrowa Moc zainstalowana MW el 120 100 80 60 40 Energia fal Energia sloneczna - koncentratory Fotowoltaika Energia geotermalna Energia wiatrowa Biomasa Udział OZE 2020 = 26,5% 20 0 2005 2010 2020 2030 2040 2050 Energetyka wodna
Ciepło w PJ/rok w obu scenariuszach Scenariusz referencyjny 2 000 1 800 1 600 Udział OZE 2020 = 23,6% Scenariusz alternatywny PJ/a 1 400 1 200 1 000 800 600 400 200 Efektywnosc Energia geotermalna Energia sloneczna Biomasa Paliwa kopalne 0 2005 2010 2020 2030 2040 2050
Scenariusz referencyjny Energia w transporcie, w PJ/rok w obu scenariuszach 1 000 PJ/a 800 600 400 200 Wodór Energia elektryczna Biopaliwa Gaz Ropa naftowa 0 2005 2010 2015 2020 2030 2040 2050 PJ/a 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Scenariusz alternatywny Wodór Energia elektryczna Biopaliwa Gaz Ropa naftowa 2005 2010 2015 2020 2030 2040 2050 Udział OZE 2020 = 10,0%
Historyczne parametry ekonomiczne technologii OZE 2000 (ekspertyza EC BREC dla Ministra Środowiska) Technologia OZE oraz moc zainstalowana elektryczna ( el ) lub cieplna ( th ) IRR [%] PBT - zdyskontowany okres zwrot, lata SPBTprosty okres zwrot, lata Koszt energii cieplnej [zł/gj] Kolektor słoneczny do podgrzewania powietrza - 42 kw th 45,1 3,7 1,8 20,2 Ręcznie obsługiwany kocioł na drewno małej mocy 80 35,8 4,9 3,1 25,0 kw th Ręcznie obsługiwany kocioł na słomę małej mocy -65 kw th 30,9 4,6 2,6 20,2 Koszt energii elektr. [zł/kwh] Mała elektrownia wodna zbudowana na istniejącym jazie 45 kw el 11,2 10,4 4,1 0,23 Instalacja do wykorzystania gazu wysypiskowego do produkcji energii elektrycznej 400 kw el 9,4 9,4 4,7 0,22 Kolektor słoneczny do podgrzewania wody 4 kw th 8,4 11,9 7,3 147,3 d) Biogazownia komunalna na osad ściekowy do produkcji skojarzonej energii elektrycznej i ciepła - 320 kw el plus 540 2,1 12,3 6,7 0,32 kw Ciepłownia th na słomę 1000 kw th <0 >20 7,6 29,1 Ciepłownia na zrębki drzewne 500 kw th <0 >20 9,7 33,2 Elektrownia wiatrowa sieciowa 2x600 kw el <0 >20 12 0,51 Mała elektrownia wodna z jazem zbudowanym od podstaw <0 >20 14 0,55 90 kw el Biogazownia rolnicza na gnojowicę 15 kw <0 >20 14 th 57,1 Ciepłownia geotermalna 7500 kw th <0 >20 System fotowoltaiczny do zasilania lampy ulicznej 0,12 <0 >20 200 kw el 20 61,8 8,89
Nakłady inwestycyjne na jednostkę mocy zainstalowanej dla poszczególnych grup (ciepło energia elektryczna, biopaliwa) technologii OZE 2007 oraz koszty tej samej jednostki energii na roŝnych rynkach Nośnik końcowy Energii Energie elektryczna Koszt jednostki energii =3 Kogeneracja Koszt jednostki energii =2 Ciepło Koszt jednostki energii =1 Paliwa transportowe Koszt jednostki energii =6 Technologia Jednostkowe koszty inwestycyjne [Euro/kW] Turbiny wiatrowe 1 500 Systemy fotowoltaiczne 11 020 Mała energetyka wodna 1 189 Biogaz 1 158 Jednostka kogeneracja na biomasę 1 100 Ciepłownia geotermalna 1 300 Kolektory słoneczne 800 Kocioł na biomasę 264 Biodiesel (koszt zwiększenia zdolności produkcyjnej o 1 litr/rok) 95
Energy source Natural gas Technologie generacji energii elektrycznej scenariusz wysokich cen energii Źródło: DG TREN 2008 Power generation technology Production cost of electricity (EUR/MWh) Net State-of-theart 2007 Projection for 2010 Projection for 2020 efficienc y 2007 Open cycle gas turbine (GT) 80-90 145-155 160-165 38% Combined cycle gas turbine (CGT) 60-70 105-115 115-125 58% CGT with CCS n/a 130-140 140-150 49% Oil Internal combustion diesel engine 125-145 200-220 230-250 45% Combined cycle oil-fired turbine (CC) 115-125 175-185 200-205 53% Coal Pulverised coal combustion (PCC) 40-55 80-95 85-100 47% Circulating fluidised bed combustion (CFBC) Integrated gasification combined cycle (IGCC) PCC with CCS n/a 100-125 100-120 35% 50-60 95-105 95-105 40% 50-60 85-95 85-95 45% IGCC with CCS n/a 95-110 90-105 35% Nuclear Nuclear fission 55-90 55-90 55-85 35% Biomass Solid biomass 80-195 90-215 95-220 24-29% Biogas 55-215 50-200 50-190 31-34% Wind On-shore farm 75-110 55-90 50-85 - Off-shore farm 85-140 65-115 50-95 - Hydro Small 35-145 30-140 30-130 - Large 60-185 55-160 50-145 - Solar Photovoltaic 520-880 270-450 170-300 - Concentrated solar power (CSP 170-250 130-180 120-160 -
Przewidywane średnie koszty produkcji energii elektrycznej z OZE w UE w roku 2020, w 2005/MWh Źródło: Komisja Europejska, 2nd Strategic Energy Review Konkurencyjne technologie OZE wobec konwencjonalnych (grid parity)
Nakłady inwestycyjne dla róŝnych technologii produkcji energii elektrycznej wg 2nd Energy Strategic Review Nakłady inwestycyjne dla róŝnych technologii produkcji energii elektrycznej [ 2005/kW] 2900 5080 2020 3220 2960 5790 1400 2000 1000 1370 1750 2750 4100 6900 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Biomasa Biogaz rolniczy Farmy wiatrowe Fotowoltaika mała skala lądowe Biomasa Biogaz wysypiskowy Farmy wiatrowe duŝa skala morskie
Koszty eksploatacyjne dla róŝnych technologii produkcji energii elektrycznej wg 2nd Energy Strategic Review Koszty eksploatacyjne przy produkcji energii elektrycznej [ 2005 /kw] 235 292 124 161 237 334 199 211 33 42 71 105 72 114 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Biomasa Biogaz rolniczy Farmy wiatrowe Fotowoltaika mała skala lądowe Biomasa Biogaz wysypiskowy Farmy wiatrowe duŝa skala morskie
Przykład prostej oceny ekonomicznej
[zł/gj] 200,00 175,00 150,00 125,00 100,00 75,00 50,00 25,00 Najpewniejsze wsparcie dla inwestora => ceny nośników energii dla odbiorców końcowych Dotychczasowy wzrost cen 2001-2010 6-8% roczne Prognozowany wzrost cen 2011-2020: 10-12% rocznie z powodu kosztów uprawnień do emisji CO2, nowych inwestycji w energetyce, zaprzestania skrośnego dotowania taryf dla odbiorców końcowych) 0,00 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 energia elektryczna dla gospodarstw domow ych taryf a całodobow a ciepła w oda z sieci ciepłow niczej gaz dla gospodarstw domow ych propan-butan w butli pojemność 11kg gaz ziemny, w ysokometanow y z sieci dla gospodarstw domow ych węgiel kamienny
120% Wzrost cen energii elektrycznej i ciepła dla gospodarstw domowych w ciągu ostatnich 10 lat (wzrost w porównaniu do cen 1999) 100% 80% 60% 40% 20% 0% 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 energia elektryczna [zł/kwh] ciepła woda na 1 osobę centralne ogrzewanie lokali mieszkalnych 1m2 Wzrost obciąŝenia ceną energii elektrycznej, zwłaszcza w latach 2008-2009 Względnie stabilne ceny c.o. Wzrost zuŝycia ciepłej wody na osobę wzrost kosztów utrzymania
Opłacalność ekonomiczna inwestycji w kolektory słoneczne Pow. kolektorów 7m 2 korzystających z Liczba osób ciepłej wody 4 Nakłady inwestycyjne (zał. 2 500zł/m2) 17 500 zł Skala podatkowa 18% Ilość energii uŝytecznej z kolektorów 10,08 GJ/rok Pokrycie zapotrzebowani a na c.w.u. 60% Dotacja NFOŚiGW (bez opodatkowania) 7 875 zł 45% nakładów Efektywna dotacja NFOŚiGW 6 458 zł 36,9% nakładów Konwencjonalny system przygotowania c.w.u. Energia elektryczna Gaz ziemny Węgiel Roczne oszczędności (w pierwszym roku) Prosty okres zwrotu nakładów * ZałoŜono 10% wzrost cen energii * Trwałość instalacji >20 lat 1 584 zł 730 zł 364 zł 6 lat 11 lat 17 lat Źródło: Portal Inwestuj w Kolektory 31
Dziękuję za uwagę Dodatkowe informacje: gwisniewski@ieo.pl Dodatkowe dokumenty i dyskusja: (aktualności) www.odnawialny.blogspot.com