Optymalny Mix Energetyczny dla Polski do 2050 roku Symulacje

Optymalny Mix Energetyczny dla Polski do 2050 roku Symulacje

Optymalny Mix Energetyczny
dla Polski do 2050 roku
Symulacje programem eMix
1
Kongres Nowego Przemysłu – Warszawa, 13.10.2014r
W. Łyżwa, B. Olek, M. Wierzbowski, W. Mielczarski
Instytut Elektroenergetyki, Politechnika Łódzka
2
´  Program eMix został specjalnie skonstruowany dla potrzeb weryfikacji Polityki
energetycznej i optymalizacji strategii firm energetycznych. Wykorzystuje on
doświadczenia innych programów takich jak: DAS z KPRM czy PRIMES.
´  Program jest oparty o programowanie binarno-liniowe.
´  Program optymalizuje technologie produkcji energii elektrycznej w zadanym okresie
biorąc pod uwagę;
´  koszty (Capex, Opex, paliwo, emisje CO2),
´  poziomy emisji,
´  udział odnawialnych źródeł energii oraz kogeneracji,
´  bilanse mocy,
´  bilanse energii,
´  spłaty kredytów,
´  zadłużenie sektora,
´  zapotrzebowanie na paliwa i ich zasoby (węgiel brunatny, kamienny, gaz),
´  ograniczenie sieciowe (węzłowe i rozpływy),
´  ograniczenia operacyjne (rezerwy mocy i regulacyjność).
´  Program korzysta z typoszeregów mocy nominalnych jak np. 450, 900, 1000, 1200,
1600MW (z tego wynikają „ząbki” na wykresach).
´  Symulacje są prowadzone dla na przykład okresu 2050 rok + maksymalny okres pracy
generatora (30-40 lat), aby uniknąć efektu „końca świata”.
3
Dążenie do energetyki niskoemisyjnej
´  Wszystkie cele polityki energetycznej, w tym energetyka niskoemisyjna
powinny uwzględniać bezpieczeństwo energetyczne.
´  Bezpieczeństwo energetyczne to ciągła dostawa paliw i energii dla
społeczeństwa i gospodarki po akceptowalnych cenach.
´  Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego wprowadza dwa
kryteria: techniczne i ekonomiczne.
´  Techniczne: Polityka energetyczna powinna być realizowalna
technicznie pod względem zapewnienia bilansów mocy i energii,
rezerw mocy i regulacyjności oraz dostępności paliw.
´  Ekonomiczne: Koszty produkcji energii nie mogą tłumić rozwoju
gospodarki i być możliwe do poniesienia przez społeczeństwo. Sektor
energetyki musi mieć odpowiednie zasoby finansowe i zdolności
kredytowe.
´  Wszystkie opcje Polityki energetycznej powinny być analizowane
kompleksowo biorąc pod uwagę kryteria techniczne i ekonomiczne.
Scenariusz węgiel brunatny. Bilans mocy.
CO2 = 5 Euro/Mg, Gaz = 450USD/1000m3.
4
60000
50000
WindoffShore
Wind
BioMass
BioGas
Available Power [MW]
40000
PV
Hydro nJWCD
Hydro JWCD
Industrial
30000
Coal nJWCD
Gas nJWCD
Nuclear
20000
Gas
Hard Coal
Lignite
PDem
10000
Pdem+Res
0
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
Scenariusz węgiel brunatny: Bilans energii.
CO2 = 5 Euro/Mg, Gaz = 450USD/1000m3.
5
350
300
WindoffShore
Wind
250
BioMass
BioGas
Energy [TWh]
PV
200
Hydro nJWCD
Hydro JWCD
Industrial
150
Coal nJWCD
Gas nJWCD
Nuclear
Gas
100
Hard Coal
Lignite
EDem
50
0
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
Scenariusz węgiel kamienny. Bilans energii.
CO2 = 5-15-25Euro/Mg. Gaz = 450USD/1000M3
6
350
300
WindoffShore
Wind
250
BioMass
BioGas
Energy [TWh]
PV
Hydro nJWCD
200
Hydro JWCD
Industrial
Coal nJWCD
150
Gas nJWCD
Nuclear
Gas
100
Hard Coal
Lignite
EDem
50
0
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
Scenariusz realistyczny. Bilans energii.
CO2 = 5-15-25 Euro/Mg, Gaz = 350USD/1000m3.
7
350
300
WindoffShore
Wind
250
BioMass
BioGas
Energy [TWh]
PV
Hydro nJWCD
200
Hydro JWCD
Industrial
Coal nJWCD
150
Gas nJWCD
Nuclear
Gas
100
Hard Coal
Lignite
EDem
50
0
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
Scenariusz redukcji CO2 o 43% - 2005r. Bilans energii.
8
350
300
WindoffShore
Wind
250
BioMass
BioGas
200
Hydro nJWCD
Hydro JWCD
Industrial
Coal nJWCD
150
Gas nJWCD
Nuclear
Gas
100
Hard Coal
Lignite
EDem
50
2080
2070
2060
2050
2040
2030
0
2020
Energy [TWh]
PV
Emisje CO2 w mln to rocznie
350
9
Brunatny
Kamienny
Realistyczny
Redukcji CO2
Emisyjność 2013
300
250
200
150
100
50
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
10
Koszty finansowe (amortyzacja) w mln Euro rocznie
10 000
9 000
Brunatny
Kamienny
Realistyczny
Redukcji CO2
8 000
7 000
6 000
5 000
4 000
3 000
2 000
1 000
0
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
11
Średnie koszty energii elektrycznej w Euro/MWh
90
Brunatny
Kamienny
Realistyczny
Redukcji CO2
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
Optymalizacja eMix - podsumowanie
12
´ Program eMix jest kompleksowym programem
optymalizacyjnym pozwalającym na uwzględnienie
aspektów technicznych, ekonomicznych i decyzji
politycznych.
´ Każda jednostka wytwórcza jest modelowana oddzielnie
uwzględniając koszty kapitałowe, operacyjne (stałe i
zmienne), koszty paliwa i emisji.
´ Dzięki kompleksowemu modelowaniu możliwa jest
optymalizacja centralna, ocena efektywności
poszczególnych projektów oraz pozycji konkurencyjnej
każdej z firm energetycznych działających na polskim rynku.
´ Możliwa jest również optymalizacja polityki inwestycyjnej
poszczególnych firm energetycznych.