Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
20
4. Elektroenergetyka Polski – dane ogólne
Niezawodność dostaw odpowiedniej jakości energii elektrycznej jest
podstawą funkcjonowania wszystkich sektorów gospodarki. Z uwagi na
powszechność zużycia energii elektrycznej straty wynikające z
niedostarczenia energii o wartości 1 zł są 20-krotnie wyższe [146 s.1].
Udział kosztów energii elektrycznej w budżetach domowych wynosi tylko 2-
4%, a w produkcji przemysłowej, usługach i transporcie – 6-8%. Oznacza to,
że wzrost cen energii elektrycznej o 20% daje co najwyżej jednoprocentowy
impuls inflacyjny [146 s.2].
W Polsce (dane z 1998r) ok. 14,7 mln odbiorców zużywa rocznie ponad
140 mld kWh energii, na wyprodukowanie której trzeba spalić ok. 30 mln ton
węgla kamiennego i ok. 65 mln ton węgla brunatnego.
Eksploatacją majątku zajmuje się ok. 110 tys. wykwalifikowanych
pracowników, a jego zbudowanie (w cenach z 1994 roku) wymagałoby
inwestycji rzędu 85 mld zł.
Sektor przedsiębiorstw elektroenergetyki w Polsce obejmuje 3 podsektory:
1. podsektor wytwarzania energii elektrycznej, do którego zalicza się:
⇒ elektrownie systemowe (zawodowe) uczestniczące w Hurtowym
Rynku Energii Elektrycznej ( HREE ),
⇒ elektrociepłownie zawodowe uczestniczące w Hurtowym Rynku
Energii Elektrycznej ( HREE ),
⇒ elektrownie wodne szczytowo-pompowe, przepływowe i małe
elektrownie wodne (MEW),
⇒ elektrociepłownie niezależne (przemysłowe).
2. podsektor przesyłu - Polskie Sieci Elektroenergetyczne SA;
3. podsektor dystrybucji; obejmuje 33 przedsiębiorstwa dystrybucyjne.
Najważniejszą częścią potencjału wytwórczego Krajowego Systemu
Energetycznego są cieplne zawodowe elektrownie systemowe. W roku 1996
w elektrowniach systemowych cieplnych energetyki zawodowej pracowały
104 bloki energetyczne o mocy jednostkowej od 120 MW do 500 MW i
łącznej mocy około 21900 MW. Wszystkie elektrownie są opalane paliwami
stałymi: węglem kamiennym (53% krajowej produkcji energii) lub węglem
brunatnym (38% produkcji energii) elektrycznej.
Dla analizy tej części sektora elektroenergetycznego stworzono agregaty
obliczeniowe, dla których kryterium były parametry techniczno-
technologiczne bloków energetycznych lub techniczno-ekonomiczne (różnice
występujące obecnie lub spodziewane w przyszłości).
Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
21
Nr
agregatu
Nazwa
elektrowni
Nr
bloku
Lata
uruchom.
Moc
[MW]
osiągalna
Opis modernizacji
1 Kozienice500
9-10
1978-79 500
Modern. ze zwiększeniem mocy i wycofanie
bl. po 2019r.
2 Bełchatów
1-12 1982-88
360
Wycofanie bl. po 2017r. i wymiana mocy
3
Opole
1-4
1993-97
360
Wycofanie bl. po 2020r. I wymiana mocy
4 Pątnów 1-6
1967-69 200
Budowa kotłów fluidalnych i zwiększenie
mocy turbin, wycofanie bl. po 2020r.
5 Turów
1-6
1963-64
200
j.
w.
6 Turów
7-10
1965-71
200
Modern. bl. i stopniowe wycofanie z eksplo-
atacji po 2010 r. bl. 7 wycofany w 2002r.
7 Połaniec 1-8
1979-84 205
Utrzymanie mocy do 2020 poprzez budowę
bl. 235 MW z IOS mokrą w 2014-15r.
8
Jaworzno III
1-4
1977-77
200
j. w. lecz w latach 2011-15
9
Jaworzno III
5-6
1978
200
j. w.
10 Rybnik
II
5-8
1978 200
Modern. ze zwiększeniem mocy i wycofanie
bloków po 2020r.
11 Dolna
Odra
1-8
1974-77 200
Utrzymanie mocy do 2020r. poprzez budowę
bloków 235MW z IOS dla bl. 3-8
12 Kozienice
1-6
1972-74 200
Utrzymanie mocy do 2020r. przez budowę
bl. 235MW z IOS mokrą w2007-16r.
Kozienice
7-8
1974-75
200
j.
w.
13 Rybnik
I
1-4
1972-74
200
Modernizacja ze zwiększeniem mocy i
wycofanie bl. po 2020r.
14
Łaziska 9-12
1970-72 200
j.
w.
15 Ostrołęka B
1-3
1972
200
Wymiana bl. na parowo-gazowe w 2011-15r.
16 Pątnów II
7-8
1973-74
200
Wymiana kotłów na fluidalne i zwiększenie
mocy, wycofanie bl. po 2020r.
17 Siersza
1-2
1962 130
j.
w.
18 Stalowa
Wola
5-6 1966 125
Wycofanie bl. po 2010r. i budowa 2 bl
ciepłowniczych
19
Adamów
1-5
1964-66
120
Wycofanie bl. od 2019r.
20
Konin III
8-9
1964
120
wycofanie bl. od 2003r.
21 Siersza
3-6
1969-70
120
Modernizacja bl. i budowa IOS półsuchej,
wycofanie bl. po 2020r.
22
Łaziska 1-2 1967 120
j.
w.
23
Łagisza 6-7 1970 105-115
Modernizacja i budowa IOS mokrej,
wycofanie bl. po 2020r.
24
Łagisza
1-3
1963-69
110-105
Modernizacja i wycofanie bl. do 2005r.
25
Łagisza 4-5 1969 105
Modernizacja i wycofanie bloków :
bl. 3 -1998, bloki 4-5 do 2007
26
Skawina
3-6
1958-60
90
Utrzymanie eksploatacji do roku 2020
RAZEM
104
~21900
Rys. 15. Agregaty obliczeniowe dla elektrowni blokowych w 1997r.
Źródło: „Kierunki rozwoju krajowego systemu elektroenergetycznego do roku 2020 (ZPR
– 2+)”, Elektroenergetyka nr 4/98, s. 5
Elektrociepłownie zawodowe są przeznaczone do wytwarzania ciepła dla
dużych miast. Energia elektryczna jest traktowana jako produkt pochodny
Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
22
pozwalający na poprawę sprawności przemiany cieplnej paliwa pierwotnego
spalanego w tych obiektach. Produkcja energii elektrycznej odbywa się w
skojarzeniu (bloki przeciwprężne) lub w typowych blokach energetycznych -
kondensacyjnych. Łączna moc osiągalna w roku 1996 w elektrociepłowniach
zawodowych wynosiła 5276 MW, a wyprodukowana energia około 18,2
TWh.
Rozwój elektrociepłowni zawodowych (przyrost mocy i modernizacje)
wynika głównie z potrzeb dostarczenia ciepła lub jej optymalizacji jej
wytwarzania dla poszczególnych systemów ciepłowniczych.
Energetyka wodna, to elektrownie szczytowo-pompowe, których łączna
moc w pracy generatorowej wynosi 1330 MW oraz elektrownie na
przepływach naturalnych pracujące jako podstawowe (o łącznej mocy
578MW) i małe elektrownie wodne (107 elektrowni o łącznej mocy
zainstalowanej 190 MW) – wszystkie dane z 1996 r.
W roku 1996 obiekty energetyki przemysłowej osiągnęły moc 2786 MW.
Obiekty te stanowiły bardzo zróżnicowaną grupę pod względem wieku,
wyposażenia, mocy osiągalnych, pewności zasilania, również w zakresie
energii elektrycznej. Największe moce zainstalowane dotyczyły przemysłu:
wydobywczego, hutniczego, petrochemicznego, maszynowego, spożywczego
i drzewnego.
Moc osiągalna tych obiektów spada z powodu odchodzenia od
wykorzystania węgla kamiennego jako paliwa podstawowego w
przemyśle oraz naturalnego starzenia się poszczególnych obiektów.
W podsektorze przesyłu istnieje monopolista Polskie Sieci
Elektroenergetyczne S.A., które są zarazem największym przedsiębiorstwem
w sektorze elektroenergetycznym i jednym z największych w kraju.
Krajowy system przesyłowy w zakresie wyposażenia podstawowego
tworzą, według stanu na koniec 1997 roku, miedzy innymi 217 linii i 90 stacji
o napięciach 750, 400, 220 kV.
Lp. Wyszczególnienie
Napięcie [kV]
Razem
750 400
220
110
1 Długość linii elektroenergetycznych [km]
114
4590
7899
28
12631
2
Liczba stacji elektroenergetycznych ogółęm [szt] 1
27
62
0
90
w tym: stanowiących w całości własność PSE SA 1
17
14
0
32
3
Liczba transformatorów [szt]
2
44
107
2
155
4
Moc transformatorów [MVA]
2502 13660
17050 26
33238
Rys. 17.Charakterystyka majątku sieciowego PSE SA wg. stanu na koniec 1997 r.
Źródło: „Kierunki rozwoju krajowego systemu elektroenergetycznego do roku 2020 (ZPR –
2+)”, Elektroenergetyka nr 4/98, s. 5
Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
23
Istniejący potencjał przesyłowy PSE SA zapewnia bezpieczeństwo i
prawidłowe warunki pracy sieci elektroenergetycznej kraju. Jedynie w sieci
nadzorowanej przez spółkę obszarową PSE - Centrum (Warszawa) może nie
być spełnione kryterium niezawodnościowe (n-1) w okresach dużego
obciążenia. W pozostałych spółkach obszarowych tj. PSE - Wschód, PSE -
Południe, PSE - Zachód, PSE - Północ zagrożenia niezawodności w pracy
praktycznie sieci nie występują.
Rys. 18. Elektroenergetyczne powiązania międzynarodowe Polski.
Źródło: Bicki Z. „Stan elektroenergetyki polskiej i podstawowe problemy rozwojowe”,
PSE S.A., Warszawa, s. 62.
W Europie istnieje wiele różnych systemów elektroenergetycznych. Polska
od lat pracuje w systemie CENTREL (moc zainstalowana 60 GW) skupiający
kraje Europy środkowo-wschodniej: Czechy, Słowację i Węgry.
Najważniejszy w Europie – ze względu na zainstalowaną moc 410 GW –
system UCPTE tworzą połączone systemy elektroenergetyczne państw
zachodnich: Niemcy, Austria, Szwajcaria, kraje Benelux’u, Francja,
Hiszpania, Portugalia, Włochy, Słowenia, Chorwacja, Bośnia i Hercegowina,
Jugosławia, Macedonia, Grecja. Z systemem CENTREL związany jest system
Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
24
UPS (United Power System – Jednolity System Elektroenergetyczny) lub IPS
(Interconnected Power System – Połączone Systemy Elektroenergetyczne),
dawny system Pokój zrzeszający kraje dawnego RWPG (Ukraina, Mołdawia,
Białoruś, Rosja, Litwa, Łotwa, Estonia, Rumunia, Bułgaria) i ZSRR
dysponujący mocą 230 GW. W dniu 18 października 1995 roku nastąpiło
synchroniczne połączenie systemu CENTREL i UCEPTE. Natomiast w dniu
8 października 1996 roku uroczyście otwarto w Warszawie Centrum
Rozliczeń i Regulacji między systemami (EACC – Energy Accounting and
Control Centre), w którym kierowniczą rolę w zakresie systemu CENTREL
spełnia PSE S.A., a ze strony systemu UCPTE niemiecka firma RWE Energie
w ramach swojego systemu VEAG. Centrum zbudowano w ścisłej kooperacji
z główną dyspozytornią systemu UCPTE w Brauweiler w Niemczech.
Rys. 19. Strategiczne położenie Polski w Europie w zakresie wymiany
handlowej dotyczącej energii elektrycznej.
Źródło: Bicki Z. „Stan elektroenergetyki polskiej i podstawowe problemy rozwojowe”,
PSE S.A., Warszawa, s. 62.
Na powyższym rysunku strzałki koloru żółtego oznaczają połączenia
międzynarodowe projektowane lub w budowie:
• linia 400 kV Krosno-Lemešany (Polska – Słowacja),
• podmorski kabel na prąd stały (o zdolności przeniesienia 500MW
Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
25
mocy) Polska – Szwecja,
• linia 400 kV Ełk-Alytus (Polska – Litwa), a w dalszej perspektywie
„Pierścień Bałtycki”,
• most energetyczny „Wschód – Zachód”,
Strzałki koloru czerwonego oznaczają połączenia o napięciu 750 kV,
koloru czarnego o napięciu 400 kV a koloru niebieskiego napięcie robocze
220 kV.
W następstwie podjęcia w roku 1995 przez KSE wraz z pozostałymi
systemami Czech, Węgier i Słowacji w ramach tzw. grupy CENTREL ( pracy
równoległej z zachodnioeuropejskimi systemami UCPTE przerwana została
praca równoległa z połączonym systemem krajów byłego ZSRR. Linia 750kV
Rzeszów - Chmielnicka, z powodu braku na niej wstawki prądu stałego
sprzęgającej niesynchronicznie pracujące systemy nie może być załączona.
Współpraca z Ukrainą i Białorusią odbywa się przez połączenia 220 kV.
Z przyczyn sieciowych występują ograniczenia uniemożliwiające
wykorzystanie pełnych potencjalnych możliwości wymiany
międzynarodowej, a zwłaszcza eksportu nadwyżek bilansowych, co w
perspektywie wejścia do Unii Europejskiej nie jest zjawiskiem
korzystnym i muszą zostać podjęte działania zmierzające do ich usunięcia
(obecnie maksymalna ilość energii elektrycznej jaka może być przesłana
z Polski do systemu UCPTE lub odwrotnie wynosi 35 TWh/rok, tj. 1/3
rocznie zużywanej w Polsce energii elektrycznej).
Podsektor dystrybucji stanowią 33 spółki dystrybucyjne (d. Zakłady
Energetyczne), które rozdzielają energię elektryczną poprzez:
• sieć 110 kV o sumarycznej długości linii 30000 km i ponad 1000 stacji
sprzęgających z sieciami średniego napięcia (sn),
• sieć średnich napięć o długości linii 260000 km i 160000 stacji
sprzęgających z sieciami niskiego napięcia (nn),
• sieć niskiego napięcia o długości linii około 360000 km.
Przedsiębiorstwa dystrybucyjne prowadzą dostawy energii elektrycznej dla
14,5mln odbiorców finalnych.
Obecnie w ramach reformy energetyki występuje tendencja do
oddzielenia przesyłu, obrotu i dystrybucji energii elektrycznej. Wiele
firm (dużych koncernów) zachodnich planuje inwestycje w firmy
zajmujące się obrotem i dystrybucją energii w Polsce. Może to stanowić
istotne zagrożenie dla polskiej elektroenergetyki w wyniku przejęcia
kontroli nad tym segmentem polskiej elektroenergetyki przez firmy
zagraniczne i wybudowanie koniecznej infrastruktury do sprowadzania
taniej (tańszej niż polska) energii elektrycznej z zagranicy w dużej ilości.
Obecnie wymiana międzynarodowa jest minimalna (rzędu 2,5%
produkcji energii elektrycznej w Polsce = 3,6 TWh).
Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
26
- 2 0
- 1 5
- 1 0
- 5
0
5
1 0
1 5
2 0
W ę g r y
R e p . C z e c h
F i n l a n d i a
N o r w e g i a
P o l s k a
S z w e c j a
H i s z p a n i a
W ł o c h y
G B
F r a n c j a
N i e m c y
E K S P O R T % p r o d u k c j i k r a j u I M P O R T
Rys. 20. Zakres wymiany zagranicznej energii elektrycznej (w procentach
produkcji krajowej) w 1993 r.
Źródło: Bicki Z. „Stan elektroenergetyki polskiej i podstawowe problemy rozwojowe”,
PSE S.A., Warszawa, s. 62.
Z faktu stowarzyszenia Polski z Unią Europejską wynika obowiązek
przestrzegania przepisów unii także w zakresie rynków energii elektrycznej
krajów Unii Europejskiej.
0 %
2 0 %
4 0 %
6 0 %
8 0 %
1 0 0 %
1 9 9 7
1 9 9 8
1 9 9 9
2 0 0 0
2 0 0 1
2 0 0 2
2 0 0 3
2 0 0 4
2 0 0 5
2 0 0 6
L a ta
% z a m k n i ę c i a r y n k u
% o t w a r c i a r y n k u
Rys. 21. Przewidywany stopień otwarcia rynków energii elektrycznej krajów
UE na podstawie dyrektywy Komisji Europejskiej.
Źródło: Bicki Z. „Stan elektroenergetyki polskiej i podstawowe problemy rozwojowe”,
PSE S.A., Warszawa, s. 62.
W latach 1997-98 otwarcie rynku energii elektrycznej jest
dobrowolne, natomiast w latach późniejszych otwarcie rynku jest
obowiązkowe.
Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
27
W systemach energetycznych każdego państwa musi występować rezerwa
mocy. Według standardów UCTPE margines mocy powinien wynosić 25%
mocy osiągalnej w systemie.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
1988
1990
1992
1993
1994
1995
1996
1997
Rok
Moc [MW]
Szczyt roczny [MW]
Moc osiągalna [MW]
Margines mocy [MW]
Rys. 22. Bilans mocy w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym Polski.
Źródło: Bicki Z. „Stan elektroenergetyki polskiej i podstawowe problemy rozwojowe”,
PSE S.A., Warszawa, s. 62.
Ocena podmiotów występujących w sektorze energetycznym pozwala na
generalne stwierdzenie, że w Polsce ukształtował się model gospodarki
rozdrobnionej. W przeciwieństwie do wielu krajów zachodnich nie powstały
holdingi i koncerny. Poszczególne podmioty (elektrownie, zakłady
energetyczne, jednostki zaplecza) uzyskały znaczną samodzielność
decyzyjną. Co więcej, w procesie przekształceń wydzielają one ze swej
struktury dalsze samodzielne jednostki (np. rejony, transport, brygady
remontowe). Formą własności dla okresu przejściowego będzie powszechnie
już przyjęta forma jednoosobowej spółki skarbu państwa. Dominuje także
pogląd. iż docelowo należy sprywatyzować podmioty energetyczne,
przekształcając je w spółki akcyjne prawa handlowego. Do wyboru pozostaje
jeszcze skala prywatyzacji i udziału kapitału państwowego. Ostateczne
rozstrzygnięcie należeć będzie do rządu RP, a może nawet Sejmu.
Decentralizacja polskiej energetyki jest już faktem dokonanym, ale
Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
28
granice jej nie są jeszcze wyznaczone. Nadrzędnym celem działania jest
zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego kraju obecnie i w dalszej
perspektywie. Istnieje silny krajowy system elektroenergetyczny,
sterowany przez hierarchiczny układ czteroszczeblowy dyspozycji mocy i
ruchu, który umożliwia prowadzenie “ruchu”. Rozproszenie
organizacyjne i finansowe nie sprzyja jednak prowadzeniu racjonalnej
polityki inwestycyjnej. Podmioty są zbyt słabe ekonomicznie, aby
prowadzić szerokie inwestycje. Przeważają opinie, że najodpowiedniejszą
formą zasilania inwestycji jest system kredytowy (z dopuszczeniem
kapitału zagranicznego), formą zaś regulacji bieżącej powinien być
rynek. [75 s.245].
Do
podjęcia decyzji o budowie nowych mocy konieczna jest znajomość
zapotrzebowania na moc i energię w kraju w długim horyzoncie czasu.
Przyjmując założenie o średniorocznym wzroście zapotrzebowania na energię
elektryczną w wysokości 2,11% rocznie, oznacza to, że w roku 2020
gospodarka będzie potrzebować 230 TWh energii, tj ok. dwukrotnie więcej
niż obecnie. Do roku 2007-2008 wzrastające zapotrzebowanie na energię
elektryczną są w stanie pokryć istniejące elektrownie (niewykorzystane
rezerwy mocy), potem jednak konieczne będą nowe siłownie [15 s. 5,84
s.309]. Z analiz wynika, że będą to głównie elektrownie zasilane gazem lub
elektrownie jądrowe, o ile uda się przekonać społeczeństwo, że siłownie te są
bezpieczne.
Rok
Zapotrzebowanie
szczytowe na moc
a
[MW]
Zapotrzebowanie
globalne na energię
[GWh]
1996 23439 140050
2000 25132 148910
2005 27978 166440
2010 32095 191770
2015 35167 211000
2020 37950 228650
a - moc określona dla dnia o maksymalnym
zapotrzebowaniu i dla szczytu wieczornego.
Rys.22. Prognoza zapotrzebowania globalnego na energię i moc
elektryczną w Polsce.
Źródło: „Kierunki rozwoju krajowego systemu elektroenergetycznego do roku 2020
(ZPR – 2+)”, Elektroenergetyka nr 4/98, s. 3
Rozdział I. Ogólna charakterystyka energetyki
29
Według analiz ARE [85] konieczny będzie znaczny wzrost importu gazu
nawet do ok. 30 mld m
3
w 2020r. Związane to będzie z koniecznością
budowy dużych (podziemnych) magazynów gazu jak również magazynów
ropy naftowej i jej produktów (zbiorniki paliw płynnych o pojemności 2,8
mln m
3
) co będzie kosztowało aż 4,8 mld zł (obecnie wydaje się na ten cel
tylko ok. 220-300 mln zł). Podobnie rzecz wygląda z infrastrukturą dla
elektrowni jądrowych, którą trzeba stworzyć w całości od podstaw (przepisy
prawne, instytucje dozoru państwowego, kształcenie kadr, informacja
społeczna, składowiska odpadów, transport).
W wyniku strukturalnych zmian w gospodarce zmienia się również tempo
wzrostu zapotrzebowania w poszczególnych grupach odbiorców.
Najbardziej dynamicznie będzie rozwijał się sektor usług. Tendencja
równomiernego przyrostu przewidywana jest w rolnictwie i dla potrzeb
bytowych ludności. Spadek tempa zapotrzebowania wystąpi w przemyśle, w
tym również paliwowo-energetycznym.
Grupa
odbiorców
1996 2000 2005 2010 2015 2020
ZAPOTRZEBOWANIE GLOBALNE
Kraj TWh
140,0 148,9 166,4 191,7 211,0 228,6
%
100,0 106,6 118,8 136,9
150,6
163,2
% UDZIAŁ ZAPOTRZEBOWANIA GRUP ODBIORCÓW
1. Przemysł nieenergetyczny
31,08 34,41 35,85 35,30 35,42 35,47
2. Rolnictwo – cele produkcyjne 2,00 2,75 2,74 2,65 2,65 2,70
3. Transport – trakcja elektryczna
3,38 3,45 3,30 3,22 3,26 3,31
4. Potrzeby bytowe ludności 16,23 15,94 15,42 14,24
13,94
13,81
5 Sektor usług 12,76 15,75 16,40 16,40
19,61
20,29
Zapotrzebowanie finalne
(suma 1-5)
65,45 70,30 72,71 73,96 74,88 75,58
6. Przemysł paliwowo-
energetyczny
21,68 19,58 18,64 17,32 16,29 15,50
7. Straty w sieciach
12,87 10,11 8,65 8,72 8,83 8,92
Razem przemysł paliwowo -
energetyczny (suma 6-7)
34,55 29,69 27,29 26,04 25,11 23,42
Rys.24. Prognoza struktury zapotrzebowania na energię elektryczną w kraju
w podziale na grupy odbiorców.
Źródło: „Kierunki rozwoju krajowego systemu elektroenergetycznego do roku 2020 (ZPR
– 2+)”, Elektroenergetyka nr 4/98, s. 4