Wydrukuj tę stronę
piątek, 28 luty 2014 12:00

Energetyczne bezpieczeństwo Polski

Napisane przez  Gigawat.Info
Oceń ten artykuł
(2 głosów)

Od wielu lat temat związany z przyszłością energetyki stanowi jeden z najważniejszych problemów zarówno w polityce krajowej, jak i światowej. Jest to związane z odpowiedzialnością sektora energetycznego za zmiany klimatyczne na Ziemi, ale także z troską zapewnienia wystarczających ilości energii w najbliższych latach.

Radosław Szczerbowski
Politechnika Poznańska - Instytut Elektroenergetyki

Obecny stan bezpieczeństwa energetycznego w poszczególnych sektorach polskiej energetyki jest mocno zróżnicowany. W elektroenergetyce oraz ciepłownictwie, które oparte są na własnych zasobach węgla kamiennego i brunatnego, Polska jest samowystarczalna. W sektorze gazu oraz paliw płynnych, w znacznej mierze uzależniona jest od importu, głównie z Rosji. Nasz kraj posiada spore zasoby energii odnawialnych, lecz ich wykorzystanie jak dotąd jest niewielkie. W oparciu o bilanse paliwowo-energetyczne konieczne jest wypracowanie wieloletniej strategii energetycznej dla Polski, która uwzględni rosnące potrzeby odbiorców indywidualnych oraz przemysłowych, a jednocześnie zapewni bezpieczeństwo energetyczne. Dlatego od kilku lat podejmowane są próby określenia nowego modelu strategii energetycznej, która z jednej strony uwzględniałaby potrzeby odbiorców, a z drugiej odpowiadałaby na wyzwania stawiane przez Unię Europejską z punktu widzenia ochrony środowiska. Z punktu widzenia Polski taka strategia powinna w znacznym stopniu zapewniać dużą samowystarczalność. Możliwa do zrealizowania strategia energetyczna powinna uwzględniać nasze zasoby naturalne, których głównym źródłem jest węgiel. Oczywiście wykorzystanie tego paliwa powinno być oparte o czyste i wysokosprawne technologie. Możliwe jest także zwiększenie wydobycia gazu z zasobów krajowych, w tym być może, z ciągle słabo rozpoznanych, złóż gazu łupkowego. Ogromne znaczenie będzie miało także wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, zwłaszcza wiatrowych i opartych na przetwarzaniu biomasy, a prawdopodobnie mniejsze znaczenie będzie mieć fotowoltaika. Jest to tym bardziej istotne, że zwiększony udział energii odnawialnych w bilansie energetycznym państw członkowskich popiera Unia Europejska. W wielu opracowaniach rozważa się także budowę elektrowni jądrowych.

W ostatnich latach zagadnieniom bezpieczeństwa energetycznego kraju poświęcono wiele uwagi. Temat ten pojawił się w wielu aktach prawnych, raportach, opracowaniach oraz materiałach konferencyjnych. Pojęcie bezpieczeństwa energetycznego zostało zdefiniowane w ustawie Prawo energetyczne. Kolejnym dokumentem, który podjął próbę zdefiniowania bezpieczeństwa energetycznego była Polityka Energetyczna Polski do r. 2025. Ogólnie można zapisać, że „bezpieczeństwo energetyczne to stan gospodarki umożliwiający pokrycie bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa i energię, w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony, przy minimalizacji negatywnego oddziaływania sektora energii na środowisko i warunki życia społeczeństwa”.

Ponadto nadrzędnym zadaniem państwa w odniesieniu do sektora energetycznego powinno być zapewnienie wysokiego poziomu bezpieczeństwa energetycznego rozumianego jako:

  • bezpieczeństwo dostaw czyli zapewnienie ciągłości i jakości dostaw energii na poziomie wynikającym z potrzeb społecznych i gospodarczych. Na poziomie krajowym oznacza to także ograniczenie uzależnienia od importu surowców energetycznych;
  • bezpieczeństwo ekonomiczne rozumiane jako zapewnienie, że ceny energii nie będą tworzyły bariery dla rozwoju gospodarczego i nie będą prowadziły do ubóstwa energetycznego;
  • bezpieczeństwo ekologiczne sprawiające, że produkcja energii nie będzie powodowała nadmiernego zanieczyszczenia środowiska i nieodwracalnych zmian (w tym wyczerpania zasobów).

Bezpieczeństwo Polski a UE

Polityka klimatyczno-energetyczna UE wywiera ogromny wpływ na rozwój polskiej energetyki w perspektywie do 2050 r. Dotyczy to zarówno energetyki konwencjonalnej, energetyki odnawialnej oraz w przyszłości energetyki jądrowej. Realizacja założeń Pakietu Energetycznego 3x20 oraz EU ETS (Europejski System Handlu Emisjami) wiąże się z koniecznością poniesienia przez energetykę ogromnych nakładów inwestycyjnych w dziedzinie modernizacji źródeł energetyki konwencjonalnej, w szczególności zaangażowania w technologie niskoemisyjne, promocji odnawialnych źródeł energii, rozważenia perspektywy budowy energetyki jądrowej oraz poprawy efektywności przemian energetycznych. Jest to szczególnie istotne z punktu widzenia spełnienia ostrych wymogów emisyjnych nowej Dyrektywy IED.

W kontekście spełnienia wymogów UE kluczowe wyzwania dla polskiej energetyki związane są z: niedostosowaniem technologicznym elektroenergetyki i ciepłownictwa pod względem osiągnięć emisyjnych, uzależnieniem elektroenergetyki i ciepłownictwa od węgla, złym stanem technicznym przestarzałych źródeł i sieci elektroenergetyki i ciepłownictwa, niewielkim zakresem wykorzystania OZE, brakiem energetyki jądrowej oraz niską efektywnością energetyczną w obszarze odbioru i użytkowania energii, a także źródeł wytwórczych i sieci elektroenergetycznych. Szacuje się, że prawie 1/3 bloków elektrowni zawodowych oraz ponad połowa elektrociepłowni i ciepłowni nie będzie w stanie spełnić warunków dyrektywy IED. Z tej liczby znaczna większość ze względu na wiek nie będzie także nadawała się do modernizacji, a koszty dostosowania ich do wymagań dyrektywy będą ogromne. Należy przy tym podkreślić, że prawie połowa mocy elektrycznej krajowych elektrowni i elektrociepłowni to bloki eksploatowane powyżej 30 lat (rys.1). Oznacza to, że konieczna będzie budowa nowych mocy wytwórczych.

Wiek elektrowni w polskim systemie energetycznym

Rys. 1. Wiek elektrowni w polskim systemie energetycznym

 W Polityce energetycznej Polski do 2030 r. założono, że poziom zainstalowanej mocy KSE w 2020 r. powinien kształtować się w granicach 44 GW, co oznacza wzrost o 7 GW. W tym samym dokumencie założono, że do 2020 r. planowane i prognozowane wycofania wytwórczych mocy brutto sięgną łącznie 7 GW (oprócz ponad 4 GW wymagających głębokiej modernizacji). Z tego zestawienia wynika konieczność budowy nowych mocy wytwórczych o wartości 15 GW w ciągu najbliższych kilku lat (rys. 2). Będzie to poważny problem związany z zagrożeniem dla stabilnego zaspokojenia zapotrzebowania na energię elektryczną. Jest to zagrożenie tym bardziej realne, ponieważ w wielu opracowaniach dotyczących przyszłości systemu energetycznego zakłada się stały wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną (rys. 3).

Planowane wyłączenia bloków energetycznych

Rys. 2. Planowane wyłączenia bloków energetycznych

Prognoza zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce [TWh]

Rys. 3. Prognoza zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce [TWh]


Energetyka węglowa

Polska ciągle posiada dużą niezależność energetyczną, opartą na węglu. Krajowy system energetyczny oparty w głównej mierze na tym paliwie daje duże poczucie stabilizacji i suwerenności. W polskiej strategii energetycznej, która w najbliższych latach będzie się zmieniała, rola węgla będzie coraz mniejsza. Obecna struktura ma źródło historyczne, w którym dostęp do węgla kamiennego oraz brunatnego powodował, że oparto na nim prawie całą krajową energetykę. W Polsce węgiel brunatny jak i węgiel kamienny nie tylko pozostaje najtańszym źródłem energii, ale też jest jedynym, dzięki któremu jesteśmy, jako kraj, samowystarczalni pod względem energetycznym. Polskie zasoby węgla kamiennego możliwe do wydobycia w opłacalny sposób kurczą się w szybkim tempie. Oznacza to, że spadek wydobycia będzie się pogłębiał, a eksploatacja polskiego węgla będzie coraz bardziej kosztowna. I może okazać się zupełnie nieopłacalna jeśli importować będziemy tani surowiec sprowadzany zza granicy.

Przez kolejne co najmniej 30 lat węgiel nadal będzie podstawowym źródłem paliwa dla naszej energetyki. Produkcja energii elektrycznej z tego paliwa wzrośnie o około 10%. Jednak zużycie węgla kamiennego pozostanie na obecnym poziomie, ze względu na poprawę sprawności nowych bloków wytwórczych. Zmaleje natomiast produkcja energii elektrycznej z węgla brunatnego. Sytuacja w Polsce jest tym bardziej poważna, że już za kilkanaście lat w Adamowie, a za blisko 30 lat w innych odkrywkach węgla brunatnego (Bełchatów, Konin i Turów) wyczerpią się jego pokłady. Można oczywiście próbować sięgnąć po nowe złoża w okolicy Legnicy i Gubina, ale wiązałoby się to z ogromnymi kosztami oraz problemami ze względu na brak akceptacji społecznej dla nowych odkrywek.

W Polsce rozpoznano ponad 150 złóż i obszarów zasobnych w węgiel brunatny i udokumentowano ponad 14 mld ton zasobów w złożach pewnych, ponad 60 mld ton w zasobach oszacowanych, a możliwości występowania paliwa w obszarach potencjalnie węglonośnych ocenia się na 140 mld ton. Zakładając w przyszłości dostępność do tych zasobów można przyjąć, że węgiel brunatny będzie pełnił rolę strategicznego paliwa w polskiej energetyce, przez co najmniej 50 lat (rys. 4). Polska posiada także ponad 45 mld ton udokumentowanych zasobów bilansowych węgla kamiennego.

Perspektywy wydobycia węgla brunatnego w Polsce

Rys. 4. Perspektywy wydobycia węgla brunatnego w Polsce

Jednak możliwości eksploatacyjne węgla kamiennego w kopalniach obecnie czynnych zmniejszają się z roku na rok. Zakłada się że do 2030 roku wydobycie zmniejszy się o ponad połowę w stosunku do obecnego wydobycia. Zmniejszanie wydobycia węgla kamiennego w Polsce spowodowane jest wyczerpywaniem się zasobów w czynnych kopalniach i brakiem dużych inwestycji dla otwierania nowych kopalń na nowych złożach. Podstawowym warunkiem odwrócenia tej tendencji jest opracowanie i wdrażanie nowego programu rozwoju wydobycia węgla kamiennego w Polsce. W przeciwnym wypadku nasz kraj stanie się z eksportera - dużym importerem węgla kamiennego. Perspektywiczne złoża węgla kamiennego i brunatnego przedstawiono na rys. 4.

Występowanie węgla kamiennego i brunatnego w Polsce

Rys. 5. Występowanie węgla kamiennego i brunatnego w Polsce

Specyfika naszego systemu i sieci sprawia, że nie da się go w krótkim czasie przebudować na system z dużym udziałem źródeł rozproszonych. Ich udział w energetyce będzie się zwiększał, ale w perspektywie najbliższych 20–30 lat w strukturze źródeł polskiego systemu nie nastąpią znaczące zmiany. Przy obecnym stanie sieci i realnych możliwościach ich przebudowy elektrownie zawodowe z wielkimi źródłami wytwórczymi muszą utrzymać udział w produkcji energii na poziomie zbliżonym do obecnego. Dlatego nasz system energetyczny wymaga by stare bloki węglowe zastępować nowymi blokami o wysokich sprawnościach. Jednocześnie te nowoczesne bloki węglowe posłużą do realizacji celu klimatycznego, jakim jest redukcja emisji CO2. Zastąpienie starych bloków, o sprawności rzędu 30%, nowoczesnymi o sprawności około 45%, daje znaczną redukcję emisji CO2.

W związku z wejściem w życie europejskich regulacji dotyczących zaostrzonych norm w zakresie emisji zanieczyszczeń, konieczne będą wyłączenia z eksploatacji jednostek wytwórczych, które ze względów technicznych nie będą w stanie im sprostać. Przedłużenie żywotności starych bloków ma zapewnić bezpieczny poziom rezerw mocy do czasu, kiedy w systemie elektroenergetycznym pojawią się nowe źródła wytwórcze. Innymi słowy będą one stanowiły tzw. zimną rezerwę i będą załączane do eksploatacji w sytuacjach interwencyjnych.


Źródła odnawialne

Alternatywą dla energetyki węglowej, a w przyszłości coraz ważniejszym źródłem energii we wszystkich jej formach, są niewątpliwie odnawialne źródła energii. W warunkach polskich największe nadzieje wiązane są z biomasą, energią wiatru i energią słońca. Na świecie łączna moc elektrowni wiatrowych przekroczyła już 200 tys. MW. Szczególnie duża dynamika cechuje inwestycje w farmy wiatrowe na morzu, a od kilku lat coraz większe powodzenie mają bardzo małe, przydomowe turbiny, o mocy poniżej 10 kW. W Polsce moc elektrowni wiatrowych wynosi obecnie około 2800 MW i szybko rośnie (Tablica 1). Zakłada się, że w 2020 r. powinna osiągnąć 5000–7000 MW, a do roku 2030 potencjał ten powinien być co najmniej podwojony. Głównym problemem hamującym obecnie wykorzystanie energii wiatru na szeroką skalę jest brak możliwości magazynowania wytworzonej energii, co pozwalałoby na łagodzenie chimerycznej produkcji energii.

Aktualny rozwój energetyki wiatrowej na świecie odbywa się w dwóch podstawowych kierunkach: lądowa energetyka wiatrowa (ang. onshore) oraz morska energetyka wiatrowa (ang. offshore). Energetyka lądowa to:

  • wielkoskalowa energetyka wiatrowa - pojedyncze turbiny o mocach powyżej 1 MW lub farmy wiatrowe (złożone z kilkudziesięciu turbin wiatrowych),
  • mała (rozproszona) energetyka wiatrowa – pojedyncze turbiny wiatrowe o mocy nie przekraczającej 100 kW, zlokalizowane w pobliżu domostw jako alternatywne źródło energii;
  • energetykę wiatrową średniej skali – pojedyncze turbiny o mocach 200 – 600 kW, przyłączone do sieci elektroenergetycznej, będące w posiadaniu osób indywidualnych, małych przedsiębiorstw lub społeczności lokalnych;

Natomiast energetyka morska to konstrukcje trwale związane z dnem morskim, znacznie oddalone od lądu.

W dłuższej perspektywie czasowej znacznie większe znaczenie będą miały także systemy fotowoltaiczne. W 2010 r. światowa moc tych systemów osiągnęła 40 tys. MW, ale dzięki wielkiej dynamice wzrostu przewiduje się, że w 2020 r. moc ta osiągnie 260–300 tys. MW. W następnych dekadach fotowoltaika stanie się ważnym źródłem energii dla świata, dominującym w krajach ubogich leżących w strefie zwrotnikowej, ale i znaczącym w krajach o klimacie umiarkowanym, a więc i w Polsce. Obecnie w naszym kraju systemy fotowoltaiczne mają moc zaledwie 3,6 MW (z czego niewielka cześć jest przyłączona do sieci elektroenergetycznej), podczas gdy w Niemczech ich moc przekroczyła 34 tys. MW, to najlepiej ilustruje jakie perspektywy rozwoju fotowoltaiki istnieją w naszym kraju.

Typ elektrowni

Ilość instalacji

Łączna moc [MW]

Biogazowe

220

153

Fotowoltaiczne

14

1,75

Wodne

782

967

Biomasowe

33

972

Wiatrowe

795

3079

Tabela 1. Zestawienie instalacji OZE przyłączonych do systemu elektroenergetycznego w Polsce (dane na listopad 2013r)

Produkcja energii w postaci farm wiatrowych czy fotowoltaiki na dużą skalę w Polsce nie będzie jednak w stanie zastąpić konwencjonalnych źródeł, ponieważ nie pozwalają na to warunki, zwłaszcza, jeżeli chodzi o liczbę godzin słonecznych w ciągu roku. Rozwój energetyki wiatrowej oraz fotowoltaiki w dużej mierze zależeć będzie od możliwości magazynowania energii. Jeżeli w przyszłości będzie można realnie wykorzystywać systemy magazynowania energii do stabilizacji pracy sieci i poprawy jakości energii źródła te z pewnością zyskają na swoim rozwoju.

Zgodnie z założeniami polityki energetycznej Polska do roku 2020 w źródłach odnawialnych powinna produkować 15% energii. Firmy energetyczne deklarują, że spośród odnawialnych źródeł, najwięcej będą inwestowały w farmy wiatrowe, spalanie biomasy i biogazownie. Pomimo dobrych perspektyw wzrostu, rozwój sektora OZE napotyka jednak poważne bariery. Problem stanowi także stochastyczny charakter pracy tych źródeł. Szacowanie produkcji ze źródeł odnawialnych w dłuższej perspektywie czasowej jest bardzo trudne i wymaga chociażby rozbudowanego systemu analiz prognoz pogody z długą perspektywą. Na rys. 6 przedstawiono pracę elektrowni fotowoltaicznych w Niemczech. Wykres ten doskonale ilustruje jak znacznym wyzwaniem do operatora systemu elektroenergetycznego jest śledzenie produkcji z fotowoltaiki (podobnie z elektrowni wiatrowych) i ustalanie harmonogramu pracy jednostek wytwórczych będących w centralnej dyspozycji mocy.

Zużycie i konsumpcja energii w Niemczech (06.06.2013. - 23.4 GW)

Rys. 6. Zużycie i konsumpcja energii w Niemczech (06.06.2013. - 23.4 GW)


Energetyka jądrowa

W Polityce Energetycznej Polski do roku 2030 znalazł się zapis o rozwoju energetyki jądrowej w naszym systemie energetycznym. Elektrownia jądrowa o mocy 3000 MW, której budowa byłaby ukończona dopiero około 2030 r., raczej nie złagodzi kryzysu energetycznego, który może nas dotknąć już znacznie wcześniej, bo w latach 2016–2018. Nawet po uruchomieniu nie będzie ona miała znaczącego wpływu na polski system energetyczny, którego moc w 2025 r. powinna przekroczyć 47,7 GW. Czy jednak należy definitywnie rezygnować z budowy bloku jądrowego i dalszego rozwoju tej technologii? W wielu krajach, w których technologia jądrowa odgrywa znaczną rolę planuje się dalszy rozwój i budowę nowych reaktorów jądrowych. Przykładem mogą być: Finlandia, Czechy czy Wielka Brytania. Budowa elektrowni jądrowej z pewnością będzie bardzo kosztowną inwestycją ale będzie to inwestycja na 50?60 lat, ponieważ taki jest przewidywany okres eksploatacji elektrowni jądrowych nowych generacji. Ponadto elektrownia jądrowa pracująca w podstawie obciążenia poprawi stabilność systemu elektroenergetycznego co w perspektywie znacznego rozwoju niestabilnych źródeł odnawialnych będzie z pewnością miało istotne znaczenie.

Rozwój energetyki jądrowej na świecie to nie tylko bloki o znacznych mocach, ale również próba budowy małych modułowych jednostek o niewielkich mocach. Bloki takie w dalszej perspektywie mogłyby zastępować wyeksploatowane elektrownie węglowe. Przykładem jest amerykański projekt elektrowni jądrowej z reaktorem mPower o mocy elektrycznej 160 MW. Do jednej z zalet tego reaktora można zaliczyć fakt, że może on bardzo szybko zmieniać moc wyjściową, tak by nadążyć za zmianami mocy w systemie elektroenergetycznym, a istniejące elektrownie jądrowe zazwyczaj pracują ze stałą mocą. Ponadto umieszczenie go pod ziemią sprawia, że ma niewielką, rzędu 300 m, strefę bezpieczeństwa i do jego budowy wystarczy teren starej elektrowni, bez ingerencji w budynki czy instalacje.

Przykładem kraju, który rozwija w imponującym tempie energetykę jądrową są Chiny. W Chinach - w 1994 r. rozpoczęto budowę pierwszej elektrowni jądrowej. Obecnie w kraju działa 16 reaktorów (o łącznej mocy 11,3 GW, które produkują ok. 1% zużywanej energii elektrycznej), 26 jest w trakcie budowy, a kolejnych 28 ujętych jest w planach rządowych rozwoju energetyki jądrowej. Według planów rządu, po 2025 około 10% energii kraju powinno być wytwarzane w elektrowniach nuklearnych. Chiny są obecnie zdecydowanie największym placem budowy elektrowni jądrowych. Buduje się tam ok. 50% wszystkich reaktorów budowanych na świecie.


Energetyka gazowa

W Polsce jednostki wytwórcze aktualnie pracujące na gazie ziemnym posiadają niewielkie moce wytwórcze, w związku z czym ich udział w pokryciu krajowego zapotrzebowania na energię jest mały. Powodem jest niewielka zasobność Polski w ten gaz ziemny. Obecnie funkcjonuje dziewięć elektrociepłowni opalanych gazem ziemnym, są to: EC Gorzów Wlkp., EC Władysławowo, EC Kostrzyn Arctic Paper, EC Zielona Góra, EC Starachowice, EC Siedlce, EC Rzeszów, EC Lublin-Wrotków, EC Nowa Sarzyna. (źródło: PGNiG).
W produkcji krajowej mocy elektrociepłownie gazowe zajmują ostatnie miejsce i ich udział stanowi zaledwie 2,45% w krajowej strukturze mocy zainstalowanych (dane PSE na dzień 31.12.2012r.).

Polska mimo ogromnego uzależnienia od Rosji planuje zwiększenie produkcji energii z tego surowca. Dużymi zaletami tych jednostek jest ich stosunkowo wysoka sprawność oraz mniejsze zanieczyszczenie środowiska. Wadą w aktualnych realiach jest mały zasób własny kraju w gaz ziemny (rys. 7) jak i również znaczny udział kosztu gazu w całkowitym koszcie produkcji energii elektrycznej.

Złoża gazu ziemnego w Polsce

Rys. 7. Złoża gazu ziemnego w Polsce

Zeroemisyjna polityka klimatyczna przekłada się na plany inwestycyjne krajowych grup energetycznych, które przygotowują inwestycje w nowe moce wytwórcze oparte na gazie ziemnym. Tauron Polska Energia oraz KGHM Polska Miedź podjęły decyzję, o pracach projektowych dotyczących budowy bloku o mocy 800?910 MW w Elektrowni Blachownia w Kędzierzynie-Koźlu, Tauron prowadzi prace nad budową bloku gazowego o mocy 400 MW w Stalowej Woli i planuje budowę bloku gazowego o mocy elektrycznej 135 MW w Elektrociepłowni Katowice, Energa pracuje nad budową bloku gazowego o mocy 860 MW w Grudziądzu, a Polska Grupa Energetyczna planuje budowę dwóch bloków gazowych o mocach około 400?450 MW w Zespole Elektrowni Dolna Odra, prowadzi także prace przygotowawcze do budowy bloków gazowych w swoich elektrociepłowniach w Bydgoszczy i Gorzowie oraz rozważa budowę elektrowni w Gdańsku, gdzie mogą stanąć dwa bloki gazowe o mocy 400?450 MW każdy. Od dawna budowę bloku gazowego o mocy 400-450 MW we Włocławku zapowiada PKN Orlen, w KGHM Polska Miedź opracowano koncepcję budowy dwóch bloków gazowych o mocy po 45 MW. Budowę własnych źródeł gazowych rozważa także PGNiG. Na plany inwestycyjne grup energetycznych nakłada się z pewnością budowa gazoportu w Świnoujściu oraz perspektywy wydobycia gazu łupkowego w Polsce. Na chwilę obecną nie da się niestety odpowiedzieć, jak duże w Polsce są złoża gazu łupkowego (rys. 8) i ile gazu z nich będzie można opłacalnie wydobywać. Na odpowiedzi na te pytania trzeba będzie jeszcze poczekać.

Potencjalne złoża gazu łupkowego oraz ropy naftowej w Polsce

Rys. 8. Potencjalne złoża gazu łupkowego oraz ropy naftowej w Polsce

Na pewno gaz łupkowy w Polsce nie będzie miał tak dużego znaczenia jak w USA, ale duże znaczenie będzie miał gaz importowany z USA. Pozostaje jednak otwarte pytanie o cenę tego gazu, czy będzie on znacznie tańszy od rosyjskiego, czy też tylko nieznacznie wpłynie na obniżenie jego ceny na rynku europejskim. Spadające ceny gazu na rynkach międzynarodowych są instrumentem, który skłania do budowy elektrowni gazowych. Obecnie jednak eksploatacja elektrowni gazowych w Polsce i wielu krajach UE się nie opłaca. Cena tego surowca sprawia, że bloki energetyczne oparte na paliwie gazowym są drogie w eksploatacji. Zaletą jest natomiast stosunkowo niski koszt inwestycji oraz krótki czas budowy.


System przesyłowy

O bezpiecznej pracy Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) w horyzoncie najbliższych 10-15 lat decydować będzie kilka czynników. Główne z nich to:

  • realizacja budowy nowych źródeł wytwórczych w wielkości co najmniej 6-7 GW do 2020 roku,
  • rozwój OZE (głównie energetyki wiatrowej) na poziomie 7-8 GW do 2020 roku,
  • realizacja rozbudowy Krajowego Systemu Przesyłowego (KSP),
  • rozwój połączeń transgranicznych, które pozwolą na zwiększenie możliwości wymiany mocy pomiędzy polskim systemem elektroenergetycznym, a systemami krajów sąsiednich.

Jednym z podstawowych czynników decydujących o zakresie rozwoju Krajowego Systemu Elektroenergetycznego jest prognozowany wzrost zapotrzebowania na moc i energię elektryczną. Obecnie przyjmowane prognozy zakładają średnioroczny wzrost zapotrzebowania na poziomie około 1,5%. Kolejnym bardzo istotnym czynnikiem decydującym o rozwoju KSE są przewidywane zmiany w strukturze wytwarzania. Zmiany te dotyczą:

  • planowanych wycofań istniejących jednostek konwencjonalnych,
  • uruchomienia nowych źródeł konwencjonalnych i OZE.

Jednak mając na uwadze wiele problemów jakie sektor energetyczny musi pokonać podczas realizacji inwestycji sieciowych rozwój systemu przesyłowego stoi pod dużym znakiem zapytania. Główne problemy związane z rozwojem to przede wszystkim koszt inwestycji sieciowych oraz niespójne regulacje prawne. Problemy prawne dotyczą przede wszystkim:

  • odpowiednich mechanizmów prawnych zobowiązujących gminy do wprowadzenia inwestycji sieciowych do miejscowych planów zagospodarowania,
  • brak jasnych kryteriów i sposobu ustalania rekompensaty za ustanowienie służebności przesyłu,
  • brak ustawy o korytarzach przesyłowych, która precyzyjnie regulowałaby wszystkie kwestie związane z prowadzeniem inwestycji sieciowych.

Operator systemu przesyłowego czyli PSE S.A. planuje rozwój sieci przesyłowej obejmujący 20 letni horyzont czasowy. Na ten okres składają się 3 okresy planistyczne:

  • I z perspektywą rozwoju na 5 lat - zawiera zadania inwestycyjne kontynuowane z lat poprzednich oraz zadania inwestycyjne, dla których rozpoczęty został proces przygotowania dokumentacji przedinwestycyjnej,
  • II z perspektywą rozwoju od 6 do 10 lat - zadania inwestycyjne zapewniające kontynuację planowanych kierunków rozwoju KSP oraz nowe zadania inwestycyjne zidentyfikowane na podstawie bieżących analiz.
  • III z perspektywą rozwoju od 11 do 20 lat - zawiera zadania inwestycyjne będące wynikiem wielowariantowych analiz systemowych związanych z koncepcją rozwoju sieci przesyłowej.

System wytwórczy

Współczesne wyzwania modernizacyjne sektora energetycznego są szczególnie istotne w naszym kraju. Wieloletnie zaniechania inwestycyjne spowodowały, że polski sektor energetyczny jest poważnie zdekapitalizowany. Nie zapewnia on wystarczającego poziomu bezpieczeństwa energetycznego i wysokiej jakości usług. Nie jest także przygotowany na sprostanie wyzwaniom jakie stawia członkostwo Polski w Unii Europejskiej szczególnie dotyczących zmniejszania oddziaływania na środowisko i redukcję emisji gazów cieplarnianych. Modernizacja systemu wytwórczego jest konieczna, jeśli Polska chce zachować wysokie tempo rozwoju.

Wśród najważniejszych korzyści, jakie powinna przynieść modernizacja sektora energetycznego, wymienić należy:

  • ograniczenie uzależnienia Polski od importu surowców energetycznych, a tym samym wzrost bezpieczeństwa energetycznego kraju,
  • zmniejszenie zanieczyszczeń odprowadzanego przez sektor energetyczny do środowiska,
  • zwiększanie efektywności wykorzystania energii,
  • optymalna strategia rozwoju energetycznego (rys. 9), która powinna spowodować obniżenie kosztu energii dla odbiorców, a tym samym ograniczyć zagrożenie ubóstwem energetycznym.

Obecnie w Polsce planowane do budowy są tylko trzy bloki węglowe: w Elektrowni Kozienice, Elektrowni Czeczott i Elektrowni Turów.

Porównując rozwój naszego systemu wytwórczego z innym krajami warto zwrócić uwagę na dwa kraje: Chiny oraz Niemcy. Chiny planują zamknąć w najbliższym czasie część małych elektrowni węglowych o mocy 300 MW i zastąpić je blokami o mocy 1000 MW. Państwo Środka buduje obecnie około dwudziestu takich elektrowni. Koncentracja ma pozwolić na lepsze zaspokojenie rosnących potrzeb energetycznych Chin. Niemcy mają plany budowy 22 bloków węglowych, które mają zastąpić wycofywane z eksploatacji elektrownie jądrowe. W tym kontekście istotnego znaczenia nabiera także kwestia ograniczania emisji szkodliwych substancji. W Europie najwięcej CO2 wytwarzają Niemcy (7 miejsce na świecie), którzy produkują prawie trzy razy więcej emisji niż Polska, bo aż 927 mln ton CO2. W przeliczeniu na jednego mieszkańca: Niemcy emitują 9,32 ton, Polska tylko 7,99 ton, a średnia unijna wynosi 7,29 tony CO2 na głowę mieszkańca.


Podsumowanie

Bezpieczeństwo energetyczne zależy od wielu czynników, z których najważniejsze to:

  • stopień zrównoważenia popytu i podaży na energię i paliwa,
  • zróżnicowanie struktury nośników energii tworzących krajowy bilans paliwowy,
  • stopień zdywersyfikowania źródeł dostaw,
  • stan techniczny i sprawność urządzeń i instalacji,
  • stany zapasów paliw,
  • uwarunkowania ekonomiczne funkcjonowania przedsiębiorstw energetycznych i ich wyniki finansowe,
  • stan lokalnego bezpieczeństwa energetycznego, tj. zdolność do zaspokajania potrzeb energetycznych na szczeblu lokalnych społeczności.

Dotychczasowa polityka energetyczna zarówno na poziomie europejskim jak i krajowym koncentruje się nadmiernie na aspektach klimatycznych, co ma negatywny wpływ na realizację podstawowych celów bezpieczeństwa energetycznego, niezależności energetycznej oraz przystępnych cen energii.
Dochodzenie do odpowiedniego modelu energetyki będzie długim i trudnym procesem. Obecnie niezbędne jest podejmowanie działań zabezpieczających bezpieczeństwo energetyczne Polski w zakresie niezakłóconych dostaw tradycyjnych nośników energii, głownie gazu i ropy naftowej poprzez ich dywersyfikację.

Perspektywa deficytu energii powoduje, że już dziś trzeba się zastanawiać, czy i co budować. Wydaje się, że w obecnej sytuacji trzeba stawiać na górnictwo węgla kamiennego i brunatnego, a także na odnawialne źródła energii i na energetykę jądrową - bowiem każda forma energii będzie w naszym systemie energetycznym coraz bardziej potrzebna.

Eksploatowane w Polsce elektrownie węglowe są źródłem stabilnych i ciągłych dostaw energii. Idealnie sprawdzają się jako jednostki rezerwowe dla źródeł odnawialnych, które z racji występujących naturalnych zmian nasłonecznienia czy wietrzności, nie są w stanie zapewnić ciągłych dostaw energii. Wobec braku odpowiednich zdolności magazynowania energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych, utrzymywanie w gotowości jednostek konwencjonalnych staje się w kontekście utrzymania bezpieczeństwa energetycznego kwestią kluczową.

Niestabilne środowisko legislacyjne, budzi wiele niejasności co do przyszłego kształtu regulacji energetycznych, a związany z tym niepewny rachunek ekonomiczny sprawia, że coraz częściej inwestorzy podejmują decyzję o zaniechaniu inwestycji w budowę nowych mocy wytwórczych.

W Polsce od rozpoczęcia projektów budowy elektrowni opartych na węglu odstąpiło wielu inwestorów. Jest to zjawisko o tyle niebezpieczne, że po 2016 r. wskutek konieczności spełnienia norm środowiskowych z polskiego systemu elektroenergetycznego wyłączonych zostanie około 5 tys. MW mocy zainstalowanej. Do tego czasu uruchomienie pierwszego bloku jądrowego w Polsce będzie niemożliwie. Deficyt mocy, a wraz z nim ryzyko wystąpienia blackoutu, staje się realnym zagrożeniem.

Radosław Szczerbowski
Politechnika Poznańska - Instytut Elektroenergetyki

Czytany 18914 razy Ostatnio zmieniany sobota, 08 październik 2016 19:14

Zaloguj się aby zobaczyć komentarze.

Nie masz u nas konta? Zarejestruj się!

Logowanie