Prezentacja symulatora bilansowego transformacji niemieckiej elektroenergetyki w horyzoncie 2050 (elektroenergetyka bez paliw kopalnych).

Podobne dokumenty
Energia z Bałtyku dla Polski pytań na dobry początek

8 sposobów integracji OZE Joanna Maćkowiak Pandera Lewiatan,

Prawda o transformacji energetycznej w Niemczech Energiewende

Perspektywy rozwoju OZE w Polsce

Możliwości wprowadzenia do KSE mocy z MFW na Bałtyku

Edmund Wach. Bałtycka Agencja Poszanowania Energii

PROGRAM ROZWOJU ENERGETYKI W WOJEWÓDZTWIE POMORSKIM DO ROKU 2025

Sieci morskie zintegrowane z morskimi farmami wiatrowymi. Projekt Baltic InteGrid. Warszawa, 27 lutego 2017 r.

Infrastruktura przesyłowa niezbędna dla rozwoju farm wiatrowych w polskich obszarach morskich

Generacja źródeł wiatrowych cz.2

Integracja sieci morskich. Bogdan Gutkowski Polskie Towarzystwo Energetyki Wiatrowej w Gdańsku

INTEGRATOR MIKROINSTALACJI ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ZYGMUNT MACIEJEWSKI. Wiejskie sieci energetyczne i mikrosieci. Warszawa, Olsztyn 2014

Zagadnienia bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej

POZYSKIWANIE ENERGII Z WŁASNYCH ŹRÓDEŁ. ELEKTROCIEPŁOWNIE PRZEMYSŁOWE I SYSTEMY ODNAWIALNE.

III Kongres Elektryki Polskiej

Trajektoria przebudowy polskiego miksu energetycznego 2050 dr inż. Krzysztof Bodzek

Reforma wsparcia OZE w Niemczech ustawa EEG 3.0

Komfort Int. Rynek energii odnawialnej w Polsce i jego prespektywy w latach

ANALIZA STATYSTYCZNA STRAT ENERGII ELEKTRYCZNEJ W KRAJOWYM SYSTEMIE ELEKTROENERGETYCZNYM W XXI WIEKU

ENERGIA WIATRU. Dr inŝ. Barbara Juraszka

Działania FNEZ w 2014 r. w kontekście Planu działania dla morskiej energetyki wiatrowej w regionach nadmorskich. Mariusz Wójcik

Rozwój morskiej energetyki wiatrowej w Polsce perspektywy i ocena wpływu na lokalną gospodarkę

Rozwój energetyki wiatrowej w Polsce w kontekście planów przekształcenia polskiej gospodarki z wysokoemisyjnej na niskoemisyjną

Wniosek: Odpowiedź: Wniosek: Odpowiedź: Wniosek: Odpowiedź:

Bilans energetyczny (miks)

Aukcje w Niemczech status quo. XVIII Forum Energetyki Wiatrowej 24 listopada 2015 Martin Berkenkamp

Prognoza kosztów energii elektrycznej w perspektywie 2030 i opłacalność inwestycji w paliwa kopalne i w OZE

Energia odnawialna w Polsce potencjał rynku na przykładzie PGE. mgr inŝ. Krzysztof Konaszewski

Przyłączanie podmiotów do sieci elektroenergetycznej

System Certyfikacji OZE

Energetyka XXI w. na Dolnym Śląsku

51 Informacja przeznaczona wyłącznie na użytek wewnętrzny PG

BIOGAZ W WOJEWÓDZTWIE POMORSKIM

Elektroenergetyka polska wybrane zagadnienia

Ekonomiczne i środowiskowe skutki PEP2040

Pilotażowe klastry energii jako narzędzie budowy energetyki obywatelskiej

Energetyczne projekty wiatrowe

Moce interwencyjne we współczesnym systemie elektroenergetycznym Wojciech Włodarczak Wartsila Polska Sp. z o.o.

Magazynowanie lub komplementarne wykorzystywanie energii elektrowni wiatrowych. Leszek Katkowski Bogdan Płaneta

Bilansowanie mocy w systemie dystrybucyjnym czynnikiem wspierającym rozwój usług systemowych

Z powyższej zależności wynikają prędkości synchroniczne n 0 podane niżej dla kilku wybranych wartości liczby par biegunów:

Przełom w niemieckiej energetyce jak regionalne spółki dystrybucyjne dostosowują się do nowych wymogów rynkowych

PERSPEKTYWY ROZWOJU ENERGETYKI W WOJ. POMORSKIM

Założenia optymalizacji OZE w działaniach na rzecz ograniczenia niskiej emisji / założenia do dyskusji/ Zbigniew Michniowski

G MINISTERSTWO GOSPODARKI, plac Trzech Krzyży 3/5, Warszawa. Agencja Rynku Energii S.A. Portal sprawozdawczy ARE

Alternatywne źródła energii. Elektrownie wiatrowe

Wykorzystanie krajowych zasobów energetycznych dla potrzeb KSE

OZE -ENERGETYKA WIATROWAW POLSCE. Północno Zachodniego Oddziału Terenowego Urzędu Regulacji Energetyki w Szczecinie

Wyniki badań symulacyjnych polskiego łącznego miksu energetycznego 2050, obejmującego rynki wschodzący i schodzący dr inż.

PGE Dystrybucja S.A. Oddział Białystok

Maciej Stryjecki. Słupsk 21 stycznia 2013 r

Bariery hamujące powstanie przybrzeżnej energetyki wiatrowej (off-shore) w Polsce oraz wskazanie kierunków działań usuwających te bariery

PERSPEKTYWY ROZWOJU ENERGETYKI W WOJ. POMORSKIM

KONWERGENCJA ELEKTROENERGETYKI I GAZOWNICTWA vs INTELIGENTNE SIECI ENERGETYCZNE WALDEMAR KAMRAT POLITECHNIKA GDAŃSKA

MEMORANDUM INFORMACYJNE

Objaśnienia do formularza G-10.7

Polityka zrównoważonego rozwoju energetycznego w gminach. Edmund Wach Bałtycka Agencja Poszanowania Energii S.A.

Przebudowa niemieckiego systemu elektroenergetycznego

Farmy wiatrowe w bilansie KSE

Podejście ENERGA-Operator do nowych źródeł zmiennych. Serock, 28 maja 2014 r.

POLSKA ENERGETYKA STAN NA 2015 r. i CO DALEJ?

Ośrodek Szkoleniowo-Badawczy w Zakresie Energii Odnawialnej w Ostoi

Symulacja ING: wpływ technologii na ograniczenie emisji CO 2. Rafał Benecki, Główny ekonomista, ING Bank Śląski Grudzień 2018

Efektywność energetyczna a straty energii elektrycznej w polskich sieciach elektroenergetycznych

Przegląd programów badawczych w Europie w związku z rozwojem morskich farm wiatrowych. Juliusz Gajewski, Instytut Morski w Gdańsku Słupsk,

Wybrane aspekty bezpieczeństwa energetycznego w projekcie nowej polityki energetycznej państwa. Lublin, 23 maja 2013 r.

Dobieranie wielkości generatora fotowoltaicznego do mocy falownika.

Farma elektrowni wiatrowych składa się z zespołu wież, na których umieszczone są turbiny generujące energię elektryczną.

Bezpieczeństwo dostaw energii elektrycznej w horyzoncie długoterminowym

Przyszłość energetyki słonecznej na tle wyzwań energetycznych Polski. Prof. dr hab. inż. Maciej Nowicki

MORSKA ENERGETYKA WIATROWA W PLANOWANIU ZAGOSPODAROWANIA OBSZARÓW MORSKICH

O POTENCJALE TECHNICZNYM PRZYŁĄCZENIA ELEKTROWNI WIATROWYCH DO KRAJOWEGO SYSTEMU ELEKTRO- ENERGETYCZNEGO

Europejskie energetyczne sieci przesyłowe: znaczenie dla Niemiec i Polski

Sztuka dzielenia się energią

DYLEMATY POLSKIEJ ENERGETYKI W XXI WIEKU. Prof. dr hab. Maciej Nowicki

PERSPEKTYWY ROZWOJU INSTALACJI FOTOWOLTAICZNYCH W KRAJU

Miasto Stołeczne Warszawa Biuro Infrastruktury. luty 2009 r.

PRZYWIDZKA WYSPA ENERGETYCZNA

Wsparcie przygotowania projektów klastrów energetycznych w gminach Powiatu Tomaszowskiego i Doliny Zielawy. Puławy,

STAN I PERSPEKTYWY ROZWOJU SEKTORA MORSKIEJ ENERGETYKI WIATROWEJ W POLSCE

Projekt nowelizacji ustawy z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii, Dz.U.2017 poz t.j. ( Ustawa o OZE ).

FIRMY WIATROWE INWESTUJĄ W POLSCE:

Zdjęcia Elektrowni w Skawinie wykonał Marek Sanok

Autor. Szymon Pająk, Daniel Roch ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Techniki Cieplnej

X Konferencja naukowo-techniczna: Odnawialne źródła energii szansą zrównoważonego rozwoju regionu

Polityka energetyczna Województwa Zachodniopomorskiego (strategia, planowane inwestycje, finasowanie)

Gospodarka niskowęglowa Strategie krajowe - Niemcy

WBPP. wiatrowej w województwie pomorskim. Uwarunkowania lokalizacji elektrowni wiatrowych. w Studium możliwości rozwoju energetyki

Table of Contents. Table of Contents Energetyka elektryczna Smart Grid inteligentne sieci energetyczne W uzupełnieniu do ESG 1 EUL i ELP

19 listopada 2015 Warszawa

Procedury przyłączeniowe obowiązujące w PGE Dystrybucja S.A. związane z przyłączaniem rozproszonych źródeł energii elektrycznej

Doświadczenia PEC Lubań z rozwoju i modernizacji średniej wielkości instalacji ciepłowniczej. Krzysztof Kowalczyk

BAROMETR RYNKU ENERGII RWE najbardziej przyjazne rynki energii w Europie

Ustawa o promocji kogeneracji


Techniczne Aspekty Morskich Farm Wiatrowych

Kierunki rozbudowy infrastruktury technicznej o charakterze metropolitalnym

Wykorzystanie potencjału źródeł kogeneracyjnych w bilansie energetycznym i w podniesieniu bezpieczeństwa energetycznego Polski

Biomasa - wpływ propozycji zmian prawa na energetykę zawodową. 11 października 2012 r.

POTRZEBY INWESTYCYJNE SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH

Transkrypt:

Prezentacja symulatora bilansowego transformacji niemieckiej elektroenergetyki w horyzoncie 2050 (elektroenergetyka bez paliw kopalnych).

Historia projektu. Projekt Kombikraftwerk powstał z inicjatywy trzech przedsiębiorstw energii odnawialnej w Niemczech tj. Schmack Biogas AG, SolarWorld AG, Enercon GmbH. Projekt przedstawiono na szczycie dotyczącym energetyki z udziałem niemieckiego rządu w czerwcu 2007. Celem było dowiedzenie możliwości stworzenia modelu energetycznego opartego na OZE, a potwierdzić to miał interaktywny symulator czasu rzeczywistego ukazujący działania proponowanych rozwiązań systemowych.

Miks przewidywany w scenariuszu to Energia: wiatrowa 60%, słoneczna 20%, bioenergia 10%, energia wodna i inne 10%.

Megaprojekt północny. Mapa przedstawia instalacje na Morzu Północnym, a poniżej na Morzu Bałtyckim.

Całkowita moc zainstalowana na lądzie w scenariuszu wynosi około 87 GW. Tylko poprzez zastąpienie dzisiejszych turbin wiatrowych przez nowsze i większe maszyny, wartość ta może zostać osiągnięta, przy czym trzeba wziąć pod uwagę, że większe systemy zajmują większy teren. Przy wygospodarowania do tego celu 2% powierzchni z każdego landu uda się uzyskać produkcję 182 GW, a niedawne badania wykazały jeszcze większy potencjał możliwych zainstalowanych mocy.

Ogółem to 97 morskie farmy wiatrowe o łącznej powierzchni około 4560 km². Jedną z takich farm wiatrowych jest Dogger Bank na środku Morza Północnego, która nie jest jednak pokazana na mapie, ponieważ została zaprojektowana do zasilania produkcji wodoru na miejscu i nie jest przyłączona do sieci. Bez tej farmy wiatrowej, łączna powierzchnia wynosi około 4440 km². W celu zapewnienia takiej powierzchni dla scenariusza do wykorzystania energii wiatru stworzono siatkę modelu, która składa się z komórek o jednostce 4,5km² na kratkę. Zakłada się, że najpopularniejszym typem wiatraka będzie ALFA Ventus o średnicy wirnika 160m i czteropłatowym śmigle.

Scenariusz sieci przesyłowych, w szczególnym ujęciu farm wiatrowych offshore. W planie rozbudowany sieci precyzowane są geograficzne rozmieszczenia podstacji i węzłów sieciowych. Wszystkie te dane są brane pod jedynie z aktualnymi danymi technicznych sieci wysokiego napięcia, co oznacza, że karta przebiegów linii oraz ich kształt mogą być przyszłości zmodernizowane. Planowane są przekroje poprzeczne połączeń, które są odwzorowywane jako model sieci. Oznacza to, że każda morska farma wiatrowa w scenariuszu posiada własne połączenia, zazwyczaj w postaci wysokiego napięcia prądu stałego (HVDC), z siecią lądową.

Wewnętrznie zoptymalizowane rozszerzenia sieciowe zostały ograniczone na rozbudowę systemów dodatkowych 380 kv AC na istniejących liniach lub modernizacji linii 220 kv do 380 kv. Niezmiernie ważnym aspektem była optymalizacja transformatorów przyjęta między poziomem 220 kv i 380 kv. Dokładne dane transformatorów nie są dostępne w źródłach publicznych. Obliczenie przepływu mocy odbywa się w niniejszym badaniu w dwóch różnych formach, tak zwanym uproszczonymi obliczeniami przepływu energii. Do obliczenia niezbędne są dane ukazane w tabeli poniżej.

Sposób zamodelowania symulacji. Ustalenie optymalnej pracy i odpowiadające jej mocy stanowi problem optymalizacyjny, który został sformułowany za pomocą opisu języka GAMS i CPLEX Optimizer. Optymalnym rozwiązaniem tego problemu w jednym kroku wytworzyłoby ogromny problem zoptymalizowania dancyh z 8760 jednostek czasowych oraz 501 węzłów. Tak jak w przypadku jednoczesnej symulacji, optymalny rozkład rozmieszczenia napięcia sterującego określono dla każdego kroku czasowego. Aby rozwiązać po części problem zarządzania danymi podzielono symulacje na kolejne etapy. Pierwszą metodą jest praca symulacji w pełnym wymiarze czasowym, o ograniczonej powierzchni. Druga pracuje z pełną złożonością przestrzenną, ale pod uwagę bierze tylko krótki odcinek czasu, tak jak przedstawiono w tabeli poglądowej. Połączenie tych pakietów, zapewnia ogólną wydajność aproksymowaną z optymalnych wartości.

Proponowane miejsca węzłów sieciowych linii wysokiego napięcia prądu stałego w niemieckich systemie energetycznym.

Modernizacja obciążeń sieci przesyłowych wysokiego napięcia.

Pewien dodatkowy załącznik jest konieczne do osiągnięcia dalszej ekspansji odnawialnych z 66 procent w scenariuszu B 2032 do 100 procent w przedstawionej sytuacji. Nowe linie skupiają się głównie na obszarach najbardziej zurbanizowanych dla których dodatkowa morska energia wiatrowa ma być związana z obciążeniem tych ośrodków. Dodatkowy potencjał w stosunku do symulowanego scenariusza B w 2032 rozwoju sieci DC jest raczej niski. Można wymienić dwie główne przyczyny. Po pierwsze, prąd transmisji (kable HVDC lub DC) mają za zadanie połączyć lepiej północ z południem kraju, co wpłynie bardzo pozytywnie na ewentualne przeniesienia mocy. Dzięki mniejszym stratom w porównaniu do dłuższych linii AC sterowane HVDC są efektywniejsze ekonomicznie. Po drugie, nawet w scenariuszu B w 2032, dokonany rozwój wystarczy aby pokryć znaczną część południowej obciążenia Niemiec z północnej energetyki wiatrowej. Kolejna rozbudowa aneksu mocy wiatrowych na północy, jak założono w projekcie, będzie wykorzystywana w godzinach szczytu zwłaszcza na dodatkową produkcję metanu w elektrowniach gazowych. Zostały one umieszczone w scenariuszu na północy Niemiec, więc co za tym idzie są generowane żadne dodatkowe obciążenie sieci.

Lokalizacja systemu Power-togas. Przy ustalaniu łącznej pojemności mocy względem ilości gazu pochodzenia roślinnego posłużono się relacją pomiędzy kosztem inwestycji, a ilością metanu uzyskiwanego z danej inwestycji. Moce zdolności gazowni zostały zwymiarowane dla każdego z różnych założeń dostępności biometanu mówiących, że zdolność całkowitego zastąpienia użycia metanu w elektrowniach gazowych może być pokryta ciągu roku. W scenariuszu założono, że 26 TWh biometanu są dostępne w każdym roku. Powoduje to nadwyżki prawie 60 TWh rocznie, a pojemność instalacje zasilanych gazem szacuje się na 13 GW.

Projekt magazynowania energii. Zakłada się w przyszłości możliwość magazynowania energii w elektrowniach pompowo szczytowych, choć warunki geograficzne do tego typu rozwiązań są w Niemczech stosunkowo niekorzystne. Norwegia posiada znaczny potencjał geograficzny na budowę elektrowniach szczytowo-pompowych. W tym projekcie, norweskie potencjały nie są jednak uznawane, ponieważ wykonalność planu uzysku stu procent dostaw energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w Niemczech ma być badane na podstawie potencjału niemieckiego.

Plany regulacji produkcji energii w rocznych scenariuszach pogodowych Średnioroczna prędkość wiatru: 1. niska 2. średnia 3. wysoka 4. średni wiatr, małe zmagazynowanie mocy 5. średni wiatr, bez magazynowania energii. 6. średni wiatr, bez magazynowania.

Miks energetyczny, w zależności od scenariusza pogodowego.

Konsorcjum Kombikraftwerk: Fraunhofer IWES, Cube Engineering GmbH, Siemens AG, SMA Solar Technology AG, Enercon GmbH, ÖKOBiT GmbH, Deutsche Wetterdienst, Institut für Energieversorgung und Hochspannungstechnik der Leibniz Universität Hannover, Agentur für Erneuerbare Energien.