dr inż. Tomasz Kowalak - Departament Taryf URE Smart Grid jako nowe wyzwanie dla przedsiębiorstw energetycznych i zasad regulacji SGH 2 marca 2013 1
Agenda (1) 1. Ogólna charakterystyka filozofii Smart Grid 2. Perspektywy wpływu filozofii Smart Grid na organizację rynku energii 3. Realizacja filozofii Smart Grid przez sieć inteligentną 4. Smart otoczenie sieci inteligentnej SGH 2 marca 2013 2
Agenda (2) 5. Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid 6. Perspektywy wpływu wdrożenia filozofii Smart Grid na możliwość rozwoju zasad regulacji 7. Wyzwania związane z filozofią Smart Grid 8. Czynnik czasu SGH 2 marca 2013 3
Agenda (3-4) 9. Odbiorca/prosument w inteligentnej sieci 10. Operator Informacji Pomiarowej kluczowym animatorem wdrożenia filozofii Smart Grid 11. Korzyści z wdrożenia Smart Grid 12. Zastosowanie filozofii Smart Grid w gminie 13. Elektryczne pojazdy: zagrożenie dla sieci tradycyjnej, szansa dla sieci smart SGH 2 marca 2013 4
Smart otoczenie sieci inteligentnej Trzy filary bezpieczeństwa energetycznego wg PEP 2030: Technika (bezpieczeństwo fizyczne dostaw) Ekologia (bezpieczeństwo środowiska) Efektywność ( bezpieczeństwo ekonomiczne) SGH 2 marca 2013 5
Smart otoczenie sieci inteligentnej Wnioski końcowe Lokalne, multi-technologiczne instalacje wytwórcze, zarządzane z wykorzystaniem technologii smart grid, według indywidualnie dobranych funkcji optymalizacyjnych, spełniające następujące założenia: Minimalizacja zużycia paliw kopalnych z punktu widzenia zaspokajania wszystkich trzech potrzeb (grzewczej, transportowej i usług) Stabilizacja poboru energii z systemu zasilającego (krzywej obciążenia) Opcja awaryjnego przywołania do produkcji energii elektrycznej bez utraty ciepła kogenerowanego (akumulacja ciepła) Korelacja źródeł niesterowalnych z odbiorami o zbieżnej charakterystyce lub ze źródłami rezerwowymi i odbiorami sterowalnymi SGH 2 marca 2013 6
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid SGH 2 marca 2013 7
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki obiektywne i. Rozwój technologiczny - Mikrożródła energii - Sensory - Technologie ICT w zastosowaniach energetycznych - Baterie i superkondensatory SGH 2 marca 2013 8
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki obiektywne ii. Polityka Komisji Europejskiej (3x20) - Wyzwania w zakresie poprawy efektywności energetycznej wytwarzania, transportu i użytkowania energii - Projekt nowej Dyrektywy Efektywnościowej - Wyzwania w zakresie wzrostu wykorzystania OZEE - Pakiet klimatyczno-energetyczny SGH 2 marca 2013 9
2. Perspektywy europejskie Założenia Pakietu 3x20 (klimatyczno-energetycznego): poprawa efektywności wykorzystania energii wzrost udziału generacji z OZEE ograniczenie emisji CO 2 Założenia III Pakietu Liberalizacyjnego: narzędzie realizacji Pakietu 3x20 SGH 2 marca 2013 10
2. Perspektywy europejskie Cele cząstkowe Pakietu 3x20 nie są niezależne liniowo, z ich korelacji powinna wynikać hierarchia priorytetów: 20% CO 2 11 Stan wyjściowy 20% efekt. 20% OZEE CCT (np.ccs) SGH 2 marca 2013 11
2. Perspektywy europejskie Cele cząstkowe Pakietu 3x20 nie są niezależne liniowo, z ich korelacji powinna wynikać hierarchia priorytetów: 20% CO 2 12 Stan wyjściowy 20% efekt. 20% OZEE CCT (np. kogeneracja, CCS) SGH 2 marca 2013 12
Efektywność energetyczna w filozofii SG Ograniczenie marnotrawstwa energii (oświetlenie i ogrzewanie pustych pomieszczeń) Rekuperacja energii (z powietrza wentylacyjnego) Redukcja zapotrzebowania (realna poprawa efektywności przy stałym celu) Redukcja zapotrzebowania w ramach elastyczności cenowej (optymalizacja celu) Zmiana poboru w czasie i magazynowanie energii Efektywne zużycie energii, odniesione do efektywnego celu (zredukowanego stosownie do elastyczności cenowej) Ograniczenie strat przesyłu oraz redukcja zapotrzebowa nia odniesiona do zdolności wytwórczych SGH 2 marca 2013 13
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki subiektywne (krajowe) i. Perspektywa bilansu mocy SGH 2 marca 2013 14
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Dominacja węgla Source: PSE-Operator SA, Annual Report 2007 SGH 2 marca 2013 15
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Średni wiek elektrowni systemowych SGH 2 marca 2013 16 Źródło: M.Pawlik, Wokół energetyki, grudzień 2003
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Perspektywa rozwoju generacji w oparciu o mix energetyczny Generacja scentralizowana Perspektywa Węgiel kamienny i brunatny Zgazowanie węgla w złożu (zamiast CCS) Gaz ziemny złożowy Gaz łupkowy Stan dzisiejszy OZEE Energetyka jądrowa: centralna, czy rozproszona? SGH 2 marca 2013 17 Generacja rozproszona
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki subiektywne (krajowe) ii. Konfiguracja i stan sieci SGH 2 marca 2013 18
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki subiektywne (krajowe) iii. Zagrożenia destrukcji sieci SGH 2 marca 2013 19
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki subiektywne (krajowe) iii. Zagrożenia destrukcji sieci Awarie sieciowe W Polsce: 2004, 2006, 2008, 2009, 2010 Przyczyny techniczne, klimatyczne, jeszcze nie było innych 20 SGH 2 marca 2013 20
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki subiektywne (krajowe) iv. Perspektywa wzrostu cen energii - jako efekt deficytu mocy - jako skutek inwestowania w źródła i sieć SGH 2 marca 2013 21
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki subiektywne (krajowe) iv. Rosnące ryzyko niedostarczenia energii elektrycznej do odbiorców końcowych pomimo lawinowego wzrostu kosztów zaopatrzenia w energię SGH 2 marca 2013 22
1. Filozofia Smart Grid i wyzwania z nią związane c) Subiektywne (krajowe) przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid iv. Rosnące ryzyko niedostarczenia energii elektrycznej do odbiorców końcowych pomimo lawinowego wzrostu kosztów zaopatrzenia w energię SGH 2 marca 2013 23
1. Filozofia Smart Grid i wyzwania z nią związane c) Subiektywne (krajowe) przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid iv. Rosnące ryzyko niedostarczenia energii elektrycznej do odbiorców końcowych pomimo lawinowego wzrostu kosztów zaopatrzenia w energię SGH 2 marca 2013 24
1. Filozofia Smart Grid i wyzwania z nią związane c) Subiektywne (krajowe) przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid iv. Rosnące ryzyko niedostarczenia energii elektrycznej do odbiorców końcowych pomimo lawinowego wzrostu kosztów zaopatrzenia w energię SGH 2 marca 2013 25
1. Filozofia Smart Grid i wyzwania z nią związane c) Subiektywne (krajowe) przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid iv. Rosnące ryzyko niedostarczenia energii elektrycznej do odbiorców końcowych pomimo lawinowego wzrostu kosztów zaopatrzenia w energię SGH 2 marca 2013 26
1. Filozofia Smart Grid i wyzwania z nią związane c) Subiektywne (krajowe) przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid iv. Rosnące ryzyko niedostarczenia energii elektrycznej do odbiorców końcowych pomimo lawinowego wzrostu kosztów zaopatrzenia w energię SGH 2 marca 2013 27
1. Filozofia Smart Grid i wyzwania z nią związane c) Subiektywne (krajowe) przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid iv. Rosnące ryzyko niedostarczenia energii elektrycznej do odbiorców końcowych pomimo lawinowego wzrostu kosztów zaopatrzenia w energię SGH 2 marca 2013 28
1. Filozofia Smart Grid i wyzwania z nią związane c) Subiektywne (krajowe) przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid iv. Rosnące ryzyko niedostarczenia energii elektrycznej do odbiorców końcowych pomimo lawinowego wzrostu kosztów zaopatrzenia w energię SGH 2 marca 2013 29
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Potencjalne drogi tradycyjnego rozwoju systemu elektroenergetycznego: Inwestycje w źródła i sieć Koszt zaopatrzenia w energię elektryczną 2 1 2 1 Czas Załamanie dostaw z powodu trwałej utraty zdolności finansowej odbiorców; Faktyczny rozpad systemu, Niekontrolowany rozwój izolowanych odbiorców i mikrosieci, opartych na URE Stranded investment w SGH sektorze 2 marca tradycyjnym. 2013 30
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid PKB EE / GDP = EEF EE(PKP) 40 mld (70) 120 mld (15o) 30 (OSD) + 18 (OSP) + 65 (JWCD) 10 mld (SG) + 30 mld (OSD) + 10 mld (OSP) + 30 mld (JWCD) = 80 mld +? (Inwest. rozproszone): mikroźródło 5 tys zł 3 kw Skala 5mln 25 mld zł 15 GW EE / (PKB,EEF) - ścieżka EE / (PKB,EEF) - cel Czas SGH 2 marca 2013 31
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki subiektywne (krajowe) v. Konwergencja systemów elektroenergetycznego i gazowego [Dariusz Dzirba] SGH 2 marca 2013 32
Przesłanki rozwoju filozofii Smart Grid Przesłanki subiektywne (krajowe) vii. Potrzeby regulacyjne SGH 2 marca 2013 33
Perspektywy wpływu wdrożenia filozofii Smart Grid na możliwość rozwoju zasad regulacji SGH 2 marca 2013 34
Perspektywy wpływu na zmianę zasad regulacji a) Charakterystyka czasowa procesu zatwierdzania taryfy OSD E b) Źródła informacji na poszczególnych etapach postępowania c) Asymetria informacyjna oraz zakłócenia i opóźnienia w dostępie do informacji d) Perspektywa zmiany zasad regulacji SGH 2 marca 2013 35
Perspektywy wpływu na zmianę zasad regulacji a) Charakterystyka czasowa procesu zatwierdzania taryfy OSD E Ocena skutków wejścia taryfy w życie Uzgodnienie taryfy OSP w części kosztowej Budowa założeń dla kolejnej taryfy OSD Uzgodnienie nośników Wytyczne do taryf OSD Ustalenie taryfy OSP Właściwy proces taryfowy Kompletowanie informacji o przedsiębiorstwach Korygowanie informacji o przedsiębiorstwach IQ IIQ IIIQ IVQ SGH 2 marca 2013 36 Decyzja
Perspektywy wpływu na zmianę zasad regulacji b) Źródła informacji na poszczególnych etapach postępowania a) Plan rozwoju b) Sprawozdania przedsiębiorstw za rok ubiegły c) Arkusze DTA d) Wielkości wynikowe procedury uzgodnienia nośników, w zakresie dostaw oraz tranzytów e) Wnioski taryfowe f) Odpowiedzi na wezwania SGH 2 marca 2013 37
Perspektywy wpływu na zmianę zasad regulacji c) Asymetria informacyjna oraz zakłócenia i opóźnienia w dostępie do informacji a) Zasady ewidencji b) Wpływ biegłych na zakres informacji w sprawozdaniach finansowych c) Konieczność honorowania informacji zgłaszanych przez przedsiębiorstwo w trybie aktualizacji d) Wzajemne powiązanie poziome informacji dotyczących różnych przedsiębiorstw e) Prognozowanie zmian wielkości dostaw, ogółem i w podziale na grupy odbiorców SGH 2 marca 2013 38
Perspektywy wpływu na zmianę zasad regulacji Dostęp do smart informacji umożliwia: - weryfikację procedur planistycznych i ocenę ex post efektywności inwestycji zrealizowanych, - bieżącą obserwację zachowania odbiorców (także w grupach), co pozwala na precyzyjniejsze prognozowanie wielkości dostaw, - bieżącą obserwację dotrzymywania przez przedsiębiorstwo parametrów jakościowych energii i obsługi odbiorców SGH 2 marca 2013 39
Perspektywy wpływu na zmianę zasad regulacji Arbitraż: nakłady inwestycyjne vs koszty operacyjne (np. usługi obce) jako determinanta strategii OSD Gwarantowana stopa zwrotu od majątku sieciowego skutkuje preferencją dla forsowania inwestycji własnych Koszty operacyjne Majątek sieciowy: amortyzacja zzk Działalność z wykorzystaniem zasobów własnych Działalność (bardziej efektywna) z wykorzystaniem usług obcych SGH 2 marca 2013 40
Perspektywy wpływu na zmianę zasad regulacji Jakość energii i obsługi, a nie wysokość nakładów (wartość majątku sieciowego), miernikiem efektywności inwestycji i podstawą wynagrodzenia OSD Koszty operacyjne i zrównane z nimi Majątek ściśle sieciowy : amortyzacja zzk Działalność z wykorzystaniem zasobów własnych QoS bonus/ /malus Majątek ściśle sieciowy nie podlega outsourcingow i Działalność (równoważna) z wykorzystaniem usług obcych SGH 2 marca 2013 41
Perspektywy wpływu na zmianę zasad regulacji Potrzeba zmiany modelu regulacji w zakresie parametrów kluczowych dla wyceny przychodu regulowanego vs aksjomat stabilności reguł regulacyjnych w optyce inwestorskiej dyskusja przygotowanie wdrożenia uruchomienie i wykorzystanie koncepcja Aktualny okres regulacji Kolejny okres regulacji 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 SGH 2 marca 2013 42
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid SGH 2 marca 2013 43
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Otoczenie OSD E podlega nieuchronnej, nieodwracalnej zmianie 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 czas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 cena energii dostępnej z KSE siła motywacji do zmiany cena energii własnej ryzyko niedostarczenia energii z KSE OSD nie mogą jej powstrzymać, mogą ją przyspieszyć SGH 2 marca 2013 44
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Otoczenie OSD E podlega nieuchronnej, nieodwracalnej zmianie: 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 czas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 cena energii dostępnej z KSE siła motywacji do zmiany cena energii własnej ryzyko niedostarczenia energii z KSE OSD mogą się do niej przygotować, lub paść jej ofiarą SGH 2 marca 2013 45
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Zmiana pozycji odbiorcy na rynku energii jego upodmiotowienie w relacji do przedsiębiorstwa energetycznego Może być postrzegana jako zagrożenie status quo Problem w tym, że dokonuje się niezależnie od woli przedsiębiorstw energetycznych, jej skutki będą tym dotkliwsze, im większy opór będzie musiał być pokonany SGH 2 marca 2013 46
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Wyzwania organizacyjne i inwestycyjne stające przed przedsiębiorstwami energetycznymi i. OSP Budowa narzędzi zarządzania popytem, z udziałem odbiorców końcowych, którzy dotychczas nie byli partnerem OSP Patronat nad Operatorem Informacji Pomiarowej Budowa narzędzi dynamicznego zarządzania siecią przesyłową Budowa systemu wymiany informacji z OSD SGH 2 marca 2013 47
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Wyzwania organizacyjne i inwestycyjne stające przed przedsiębiorstwami energetycznymi ii. OSD Potrzeba przebudowy organizacyjnej w kontekście zarządzania informacją i optymalizacji procesów decyzyjnych Planowanie rozwoju inwestycje vs outsourcing usług i kompetencji Budowa systemów AMI na poziomie OSD SGH 2 marca 2013 48
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Czym powinien być Smart Grid: Ekonomia Regulacja Usługi dodane Obrót energią Ekologia (OZEE) Organizacja przedsiębiorstwa sieciowego OIP Generacja rozproszona Bezpieczeństwo i jakość zasilania Smart Grid = Smart Metering Obserwacja i automatyzacja sieci Smart Metering HAN Efektywność energetyczna SGH 2 marca 2013 49
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Wyzwania organizacyjne i inwestycyjne stające przed przedsiębiorstwami energetycznymi iii. Wytwórcy energii elektrycznej Poziom dekapitalizacji majątku wytwórczego jest zagrożeniem w rozumieniu tradycyjnej roli sektora wytwórczego, ale niepowtarzalną szansą dla jej zmiany (dostosowania do zmieniajacego się otoczenia) bez stranded costs Budowa elektrowni wirtualnych wokół JWCD, w ramach optymalizowania inwestycji Szansa na ograniczenie zmienności obciążenia bloków energetyki wielkoskalowej (ograniczenie kosztów odstawień i uruchomień) SGH 2 marca 2013 50
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Wyzwania organizacyjne i inwestycyjne stające przed przedsiębiorstwami energetycznymi iv. Sprzedawcy energii elektrycznej - ryzyko utraty marży w efekcie poprawy efektywności wykorzystania energii, - nowa rola agregatorów usług wobec mikrogeneracji i prosumentów, - możliwość lepszego zarządzania ryzykiem portfelowym poprzez uzyskanie aktywnego wpływu na krzywa zapotrzebowania odbiorców SGH 2 marca 2013 51
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Aspekt bezpieczeństwa procesów realizowanych na rynku energii: ii. Ochrona danych wrażliwych Status informacji pomiarowej dane pomiarowe informacje dodatkowe istotne dla rozliczenia informacje rynkowe komendy sterujące SGH 2 marca 2013 52
np. PLC lub CDMA Licznik EE Profil 15 minutowy (lub godzinowy) EE, transferowany w paczkach raz na dobę Komendy sterujące do strażnika mocy: prepaid, DSR, Emergency Informacja o bieżącej zmianie ceny Dane identyfikacyjne Odbiorcy (miejsca poboru, licznika, statusu prosumenta) MtH Dane pomiarowe innego medium Bieżący stan liczydeł Konfiguracja przepływu informacji lub internet Komendy sterujące i raporty zwrotne do/z urządzeń domowych z poziomu OSD/ESCO Dane historyczne odbiorcy (z portalu OIP) Oferty Sprzedawcy (z portalu Sprzedawcy) Oferty innych przeds. obrotu Licznik na źródle prosum. np. PLC lokalny? StH Bieżący stan liczydeł HtS HtP HtM HAN Commander Router Dane identyfikacyjne Odbiorcy (do logowania na portalach, do umów sprzedaży) 53 ~ SGH 2 marca 2013 53 Licznik innego medium
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Aspekt bezpieczeństwa procesów realizowanych na rynku energii: ii. Ochrona danych wrażliwych Zagrożenia prywatności Informacja pomiarowa na tle innych informacji pobieranych za wiedzą i bez wiedzy obywatela SGH 2 marca 2013 54
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid Aspekt bezpieczeństwa procesów realizowanych na rynku energii: iii. Cyberbezpieczeństwo Ryzyko nieuprawnionego wykorzystania infrastruktury AMI na tle aktualnych ryzyk ingerencji w system elektroenergetyczny SGH 2 marca 2013 55
Wyzwania związane z filozofią Smart Grid d) Dokumenty kierunkowe przygotowane przez URE 1. Stanowisko Prezesa URE w sprawie niezbędnych wymagań wobec wdrażanych przez OSD E inteligentnych systemów pomiarowo-rozliczeniowych z uwzględnieniem funkcji celu oraz proponowanych mechanizmów wsparcia przy postulowanym modelu rynku opublikowane po dyskusji publicznej 31.05.2011 2. Koncepcja dotycząca modelu rynku opomiarowania w Polsce, ze szczególnym uwzględnieniem wymagań wobec Niezależnego Operatora Pomiarów, opublikowana po dyskusji publicznej w dniu 04.06.2012 3. Stanowisko Prezesa URE w sprawie szczegółowych reguł regulacyjnych w zakresie stymulowania i kontroli wykonania inwestycji w AMI opublikowane po dyskusji publicznej 11.01.2013 4. Stanowisko Prezesa URE w sprawie niezbędnych wymagań dotyczących ram interoperacyjności współpracujących ze sobą elementów sieci Smart Grid oraz elementów sieci domowych współpracujących z siecią Smart Grid wystawione do dyskusji publicznej do 6 marca 2013 5. Stanowisko Prezesa URE w sprawie niezbędnych wymagań funkcjonalnych wobec współpracującej z Infrastrukturą AMI Infrastruktury Sieci Domowej (HAN), stanowiącej rozszerzenie wdrażanych przez OSD E inteligentnych systemów pomiarowo-rozliczeniowych, z uwzględnieniem zastosowania jej dla usług pozaenergetycznych celem wykorzystania efektu synergii, 21.07.2011 projekt po dyskusji SGH zespołowej, 2 marca 2013 przed dyskusją publiczną 56
Czynnik czasu SGH 2 marca 2013 57
Czynnik czasu SGH 2 marca 2013 58 Horyzont załamania bilansu mocy w KSE
Czynnik czasu Analiza kosztów ze względu na długość procesu wymiany liczników 8 lat Za: SMCEE2009, Warsaw, Poland, Adam Olszewski, PGE Dystrybucja Łódz sp. z o.o., Poland SGH 2 marca 2013 59
Czynnik czasu Alternatywne ryzyka związane z upływem czasu: Koszty realizacji działań na rzecz budowy SG Koszty zaniechania (alternatywne) Stan wyjściowy 2013 2017 2019 Czas SGH 2 marca 2013 60
Czynnik czasu Alternatywa zaniechania: Konsekwencje scenariusza zachowawczego przy założeniu ceteris paribus Pola nowych kosztów koniecznych do poniesienia obrót sieć Koszty pozwoleń na emisję CO2 Kary za przekroczone limity emisji Koszty utraconej konkurencyjności gospodarki Koszty energii niedostarczonej czas Koszty nieoptymalnego inwestowania Koszty niedotrzymania Pole utraconych jakości energii korzyści Koszty zagęszczonych SGH 2 marca 2013 odczytów 61
Q&A - Dyskusja SGH 2 marca 2013 62
Dziękuję za uwagę! dr inż.tomasz Kowalak: tomasz.kowalak@ure.gov.pl SGH 2 marca 2013 63