Generacja rozproszona -

nowe możliwości dla

sektora

Polskie Sieci Elektroenergetyczne SA

Krzysztof
Żmijewski

Warszawa, 25 styczeń 2001 r.

Otwarty Uniwersytet PSE

2

• Definicja źródeł rozproszonych (wg CIGRE):

Źródła wytwórcze małej mocy, nie podlegające

centralnemu planowaniu, z reguły produkujące
energię elektryczną w skojarzeniu z ciepłem

• Najważniejsze kryteria:
- moc źródła,
- miejsce przyłączenia,
- sposób dysponowania mocą źródła,
- określony maksymalny poziom emisji

zanieczyszczeń.

3

•Elektrociepłownie przemysłowe
•Małe elektrownie wodne

Dotychczasowe źródła

rozproszone w Polsce

4

• Nowe generacje źródeł wytwórczych średniej i małej mocy, dzięki

zaletom inwestycyjnym (krótki czas budowy i mniejsze ryzyko
inwestycyjne) i eksploatacyjnym (wysoka sprawność i mniejsze
koszty przy pracy w skojarzeniu) okazały się rozwiązaniami
konkurencyjnymi rynkowo.

• Dążenie do zrównoważonego rozwoju (również w zakresie

energetyki) zwiększyło atrakcyjność lokalnych zasobów
energetycznych, co znalazło odzwierciedlenie w odpowiednich
dyrektywach Unii Europejskiej a także
w polskim Prawie energetycznym.

• Procesy demonopolizacji i prywatyzacji w sektorze

elektroenergetyki spowodowały zainteresowanie inwestorów
budową źródeł o średniej i małej mocy, zlokalizowanych blisko
odbiorców, co pozwala uniknąć części kosztów przesyłu i
dystrybucji.

• W przypadku skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej

małe źródła nie wymagają budowy dużych scentralizowanych sieci
ciepłowniczych.

Wzrost znaczenia źródeł

rozproszonych

5

Operator Systemu

Przesyłowego (OSP)

Zapewnia w KSE:

• Stworzenie podstawowych

warunków do handlu energią
„ponad siecią”

• Fizyczną realizację lub koordynację

fizycznej realizacji umów
sprzedaży energii elektrycznej

6

Zadania OSP

• Eksploatacja i rozwój sieci przesyłowej
• Dysponowanie źródłami wytwórczymi i

połączeniami międzysystemowymi

• Administrowanie bilansowym rynkiem

energii elektrycznej

• Zapewnienie rezerw mocy i usług

systemowych

• Utrzymanie jakości, ciągłości i

niezawodności dostaw energii

• Opracowywanie długoterminowych planów

rozwoju systemu elektroenergetycznego

7

Obszar działania OSP

• Dostawca usług przesyłowych i

tranzytowych

• Dyspozytor systemu przesyłowego

i międzynarodowych połączeń
międzysystemowych

• Dyspozytor systemu wytwórczego
• Dostawca usług systemowych
• Administrator systemowego rynku

energii elektrycznej

8

Uwarunkowania prawne

wytwarzania rozproszonego i

działalności OSP

• Ustawa Prawo energetyczne
• Rozporządzenie przyłączeniowe i taryfowe
• Rozporządzenie w sprawie obowiązku zakupu

energii elektrycznej i ciepła ze źródeł
niekonwencjonalnych (nowelizacja)

• Rezolucja Sejmu z 8 lipca 1999 r.
• Założenia polityki energetycznej Polski do

2020 r.

• Strategia rozwoju energetyki odnawialnej

przyjęta przez RM we wrześniu 2000 r.

9

Warunek oznaczający

wypełnienie obowiązku dla

energii elektrycznej...

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

rozp. MG
strategia-1
strategia-2

udział % w roku nie mniejszy, niż:

udział % w roku nie mniejszy, niż:

10

...czyli następująca ilość

koniecznej do wyprodukowania

energii elektrycznej

0

5 000

10 000

15 000

20 000

25 000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

rozp. MG
strategia-1
strategia-2

G

W

h

G

W

h

11

• Zwolnienie z uzyskiwania koncesji,
• Obowiązek zakupu energii elektrycznej i ciepła
ze źródeł niekonwencjonalnych, w tym

odnawialnych,

• Promowanie skojarzonego wytwarzania energii

elektrycznej i ciepła jako podstawy strategii
zintegrowanego zarządzania energią i
środowiskiem oraz decentralizacji
organizacyjno-technicznej systemów
energetycznych.

Warunki funkcjonowania

źródeł rozproszonych

Wewnętrzne:

-

wdrażanie sprzyjających instrumentów legislacyjnych,

- istniejące zasoby energii odnawialnej,
- potencjał popytowy,
- konkurencja wśród producentów i dostawców urządzeń
Zewnętrzne:

-

uwarunkowania i prognozy rozwoju w państwach UE,

- dalszy postęp technologiczny w produkcji tych źródeł,
- liberalizacja europejskich rynków energii,
- regulacje międzynarodowe związane z ochroną

środowiska

Uwarunkowania rozwoju

wytwarzania rozproszonego w

Polsce do 2020 r.

13

Agregaty kogeneracyjne

Zainteresowanie inwestorów instytucjonalnych, w tym władz

samorządowych (modernizacja lokalnych ciepłowni węglowych)
oraz przedsiębiorstw, a także atrakcyjność ekonomiczna
inwestowania, przychylna polityka rządu, promująca te źródła na
równi z odnawialnymi, stwarza szansę szerokiego zastosowania
w Polsce do 2020 r.

Małe elektrownie wodne

Niewykorzystany dotychczas potencjał zasobów wodno

-energetycznych oraz istniejących budowli piętrzących, rosnące
zainteresowanie inwestorów prywatnych i władz
samorządowych, sprzyjająca polityka rządu, obniżające się
koszty budowy (większa konkurencyjność) stwarzają duże
możliwości zastosowania tej technologii w horyzoncie 2020 r.

Technologie rozproszonego

wytwarzania (I)

Siłownie wiatrowe
Moc zainstalowana siłowni przyłączonych do sieci - 3 MW, roczna

produkcja energii elektrycznej - 5,9 GWh, oszacowany potencjał -
15 do 24 TWh rocznie (według ekspertów UE - 10 TWh rocznie).
Korzystne warunki rozwoju występują w pasie nadmorskim, w
części Polski centralnej oraz na obszarach górskich.

Źródła wykorzystujące energię biomasy

Potencjał techniczny zasobów biomasy w Polsce do 2030 r. wynosi

ponad 24 TWh rocznie (12 TWh - drewno, ok. 5 TWh - słoma, 7
TWh - biogaz, bioetanol, olej z nasion rzepaku, osady ściekowe,
odpady komunalne stałe). Postęp technologiczny (obniżenie
kosztów), konieczność unieszkodliwienia gazu wysypiskowego,
wprowadzanie nowych technologii konwersji biomasy
(gazyfikacja), pozwalają spodziewać się znacznego wzrostu
zastosowania tej technologii.

Technologie rozproszonego

wytwarzania (II)

Źródła wykorzystujące energię geotermalną

Ze względu na zasoby energii geotermalnej, charakteryzujące

się niską temperaturą geopłynu - 30°C - 120°C, przy
wymaganej do produkcji energii elektrycznej 120°C - 150°C,
nie jest możliwe wykorzystanie tej technologii do produkcji
energii elektrycznej. Istotny wzrost wykorzystania energii
geotermalnej do celów grzewczych i przygotowania ciepłej
wody przewiduje się po dopiero po 2020 r.

Ogniwa fotowoltaiczne

Ograniczone możliwości zastosowania do wytwarzania

produkcji energii elektrycznej w horyzoncie 2020 r. ze względu
na wysokie koszty, niezbyt sprzyjające warunki atmosferyczne
oraz niską sprawność przemiany (13% - 30%). Korzystne
warunki do budowy występują na wybrzeżu oraz w części
województw : dolnośląskiego, opolskiego, łódzkiego i
mazowieckiego.

Technologie rozproszonego

wytwarzania (III)

16

Koszty energii elektrycznej ze

źródeł rozproszonych i elektrowni

systemowych

Koszty wytwarzania
Konkurencyjne w stosunku do źródeł

systemowych mogą być agregaty kogeneracyjne,
przy założeniu wykorzystania ich pełnych mocy
wytwórczych.

Koszty przesyłu i dystrybucji
Istotnym czynnikiem wpływającym na cenę

energii elektrycznej produkowanej w danym
źródle są opłaty przesyłowe.

17

(przy stopie dyskonta 10% i czasie użytkowania
mocy maksymalnej źródeł)

zł/MWh godziny
Agregat kogeneracyjny

69 8 450

Elektrownia biogazowa

140 8 000

Elektrownia wodna 160 5 000
Elektrownia wiatrowa

170 2 600

Źródło systemowe

118 ~5 000

Przeciętne koszty wytwarzania

energii elektrycznej w źródłach

rozproszonych i elektrowniach

systemowych

18

Wariant I

Alternatywą w procesie optymalizacyjnym są poza
źródłami systemowymi źródła rozproszone -
głównie agregaty kogeneracyjne, po 2020 r. 60 MW
w el. wiatrowych

Wariant II, III, IV

W 2020 r. moce zainstalowane w źródłach
rozproszonych wyniosą odpowiednio 2670 MW,
5014 MW, 5674 MW
a udział agregatów kogeneracyjnych: 52%, 72%,
73%

Scenariusze rozwoju wytwarzania

rozproszonego do 2020 r.

19

Rozwój wytwarzania

rozproszonego (wariant IV)

0

1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 000

Źr

ód

ła

e

n

er

gi

i e

le

kt

ry

cz

ne

j d

od

aw

an

e

w

p

ro

ce

si

e

op

ty

m

al

iz

ac

yj

n

ym

[

M

W

]

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

20

18

20

19

20

20

Rok

El. na biomasę
El. wiatrowe
El. wodne
Agr. kogenerac.

20

Produkcja energii elektrycznej w

grupach źródeł wytwarzania dla

wariantu IV

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

120 000

140 000

160 000

180 000

200 000

220 000

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

20

18

20

19

20

20

Rok

Pr

od

u

kc

ja

e

ne

rg

ii

el

ek

tr

yc

zn

ej

[

G

W

h

]

El. wiatrowe

El. wodne
El. na biomasę

Agr. kogenerac.
Turb. szcz. 165

Cykl komb. 480

Węg. brun. nowe
Węg. kam. nowe

El. na gaz ziemny
El. na węgiel brunatny

El. na węgiel kaimenny

EC przemysłowe
EC zawodowe

El. szczytowo-pompowe
El. wodne przepływowe

21

• Przyłączone do sieci rozdzielczych (lokalnych)

mogą zmniejszać zapotrzebowanie na usługi
przesyłowe.

• Zainstalowane - odsuwają na przyszłość

inwestycje w sieci przesyłowe (i rozdzielcze).

• Zmniejszenie obciążenia linii przesyłowych

(i rozdzielczych) w ciągu całego roku.

• Redukcja wpływu awaryjności sieci przesyłowych

(i rozdzielczych) na niezawodność dostaw energii
w okresie szczytu jesienno-zimowego.

Wpływ rozproszonego

wytwarzania na działalność

OSP (1)

22

• Poprawa warunków eksploatacyjnych urządzeń

(np. zmniejszenie liczby przypadków przekroczenia
obciążalności lub mocy znamionowej transformatorów).

• Zwiększenie produkcji energii elektrycznej w źródłach

rozproszonych ogranicza sprzedaż energii elektrycznej
z rynku systemowego.

• Źródła rozproszone wpływają na ograniczenie

zapotrzebowania na usługi systemowe.

• Mogą zwiększać ilość wymaganej rezerwy systemowej.

Wpływ rozproszonego

wytwarzania na działalność

OSP (2)

23

Techniczne aspekty

wprowadzania źródeł

rozproszonych do systemu

• niezawodność systemu
• regulacja częstotliwości
• sterowanie systemu
• modelowanie systemu
• planowanie rozwoju
• jakość energii elektrycznej
• bezpieczeństwo pracy systemu
• prognozowanie obciążenia
• zabezpieczenia

24

Prognoza potencjalnego obniżenia

emisji SO

2

, NOx i pyłu dzięki

produkcji en. el.

przez nowe źródła odnawialne

0

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

60 000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

SO2
NOx
PYŁ

M

g

M

g

Wariant minimum - 7,5% energii
odnawialnej

25

Prognoza potencjalnego obniżenia

emisji CO

2

dzięki produkcji energii

elektrycznej przez nowe źródła

odnawialne

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

16 000

18 000

20 000

2

0

0

1

2

0

0

2

2

0

0

3

2

0

0

4

2

0

0

5

2

0

0

6

2

0

0

7

2

0

0

8

2

0

0

9

2

0

1

0

2

0

1

1

2

0

1

2

ty

s.

M

g

ty

s.

M

g

26

Strategiczne cele OSP

uwzględniające wytwarzanie

rozproszone (1)

• Tworzenie warunków dla rozwoju konkurencji

na systemowym rynku energii elektrycznej.

• Utrzymanie ciągłości i jakości zasilania,

optymalizacja ograniczeń sieciowych i strat.

• Efektywny rozwój usług przesyłowych i

regulacyjnych.

• Zrealizowanie infrastruktury techniczno-

informacyjnej dla rynku energii elektrycznej i
pełnienie funkcji jej administratora.

27

Strategiczne cele OSP

uwzględniające wytwarzanie

rozproszone (2)

• Wzrost ekonomiki i niezawodności systemu

dysponowania źródłami i elementami
systemu przesyłowego.

• Promowanie efektywnego użytkowania

energii elektrycznej.

• Skuteczna ochrona środowiska naturalnego.

Dziękuję Państwu za

uwagę