Infrastruktura – Środowisko – Energia
Dodatek lobbingowy do „RZECZPOSPOLITEJ”.
20 czerwca 2007 r.
EURO 2012, czyli 20. stopień zasilania
Wypowiedź Andrzeja Rubczyńskiego,
dyrektora Departamentu Strategii i Analiz Vattenfall Heat Poland S.A.
Mam nadzieję, iż się mylę w swojej ocenie, ale analiza sytuacji, w jakiej znalazła się polska energetyka wskazuje, że w ciągu kilku najbliższych lat istnieje duże prawdopodobieństwo powrotu dawno zapomnianych radiowych komunikatów zwiastujących nieuchronne wyłączania prądu. Skąd to przekonanie? Popatrzmy na fakty.
Wzrost zużycia energii w Polsce
Dzisiaj statystyczny Polak zużywa rocznie 3200 kWh energii elektrycznej, czyli dokładnie połowę tego, co statystyczny mieszkaniec Europy Zachodniej. Można przyjąć to za pewnik, iż dynamiczny wzrost gospodarczy Polski spowoduje zwiększenie zużycia energii na poziomie 2,5-3% w ciągu najbliższych 15-20 lat, tak jak to miało miejsce w krajach europejskich wstępujących w fazę wzmożonego rozwoju (rys. 1).
Analizy Agencji Rynku Energii wskazują na konieczność wybudowania w Polsce 12 tys. MWe nowych mocy do roku 2018 (czyli około 1200 MWe rocznie!). Inwestycje te winny zastąpić część wycofanych, przestarzałych urządzeń wytwórczych oraz zaspokoić rosnący popyt na energię elektryczną.
Rysunek nr 2 obrazuje prognozę mocy, jaka winna być zainstalowana w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym, aby zaspokoić rosnące potrzeby kraju oraz moc osiągalną wszystkich wytwórców po wycofaniu najstarszych, nieefektywnych jednostek.
Pojawia się w tym miejscu pytanie, czy dzisiejszą energetykę polską stać na taki wysiłek i czy jest w stanie wygenerować odpowiednią ilość środków finansowych.
Popatrzmy na wyniki sektora.
Kondycja finansowa energetyki
Jak widać z rys. 3, w 2006 roku wytwórcy zarobili ponad 2 miliardy złotych. Z tych pieniędzy muszą pokryć wydatki na urządzenia ochrony środowiska (odsiarczanie, odazotowanie, redukcja emisji pyłów), aby móc sprostać zaostrzonym standardom emisji oraz muszą wykonać niezbędne modernizacje istniejącego majątku, by zapewnić ciągłość produkcji.
Na budowę nowych mocy zostaje naprawdę niewiele. A dzisiaj jednostkowy koszt budowy 1 MWe mocy to wydatek rzędu 1,2-1,5 miliona euro. Jeżeli, zgodnie z prognozą ARE, mamy rocznie wybudować ponad 1000 MWe, to wytwórcy winni dysponować kwotą 6 miliardów złotych rocznie (!). Czy dysponują taką kwotą? Wyniki roku 2006 nie pozostawiają złudzeń. Dalsze sztucznie hamowanie wzrostu cen energii prowadzi nas, wręcz na skróty, w objęcia poważnego kryzysu energetycznego. Nawet jeżeli energetyka wygeneruje środki na rozwój, to i tak nie zdąży wybudować nowych mocy w ciągu najbliższych 6-7 lat. Dlaczego? Dlatego, iż dzisiaj na rynku inwestycyjnym panuje dyktat wytwórców urządzeń, tak jak to miało miejsce w „zamierzchłych” latach 70. i 80.
Terminy dostaw urządzeń dla energetyki
Mamy pecha. Kraje „Starej Unii” także postanowiły odnowić park wytwórczy, gdyż znaczna część urządzeń osiągnęła wiek, który kwalifikuje je do likwidacji (zazwyczaj 30 lat pracy). Uznano, że dalsza eksploatacja niskosprawnych urządzeń wiąże się z nadmiernymi emisjami gazów cieplarnianych i najbardziej opłacalnym rozwiązaniem jest po prostu budowa dużych nowoczesnych bloków energetycznych na parametry ultranadkrytyczne (np. 600°C i 30 MPa). W samych tylko Niemczech zakontraktowano już budowę około 15 tys. MWe z terminem realizacji do 2015 roku, a firma E.ON. ogłosiła chęć budowy 13,5 tys. MWe w całej Europie również w podobnych terminach.
Firmy produkujące urządzenia dla energetyki mają dziś wypełnione portfele zamówień na wiele lat naprzód, dlatego też nie spodziewajmy się, że przed rokiem 2014 pojawią się w Polsce nowe, duże bloki energetyczne.
W dniu dzisiejszym należy przyjąć 6-7 lat jako typowy czas trwania cyklu inwestycyjnego (od koncepcji technicznej do uruchomienia).
Na szczęście mamy w kraju 3 duże inwestycje w toku (Łagisza, Bełchatów, Pątnów), ale uzyskamy dzięki nim łącznie tylko około 1750 MWe. Czy to wystarczy? Proszę przypomnieć sobie wspomniane wcześniej wyliczenia ARE. Czy te obiekty uchronią nas przed tytułowym 20. stopniem zasilania?
Obawiam się, że nie, gdyż przyrost mocy może być niższy od wzrostu zapotrzebowania, a ponadto lokalizacja nowych obiektów wymusi jeszcze większe, niż do tej pory, przepływy energii w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym, który niestety też ma swoje ograniczenia.
Problemy z przesyłem
Proces rozwoju gospodarczego powojennej Polski spowodował, iż nasz kraj podzielił się na dwa obszary; deficytu i nadmiaru energii (rys. 4). Nadmiar mocy wytwórczych w południowo-zachodniej części kraju powoduje konieczność przesyłu znacznych ilości energii do obszarów pozbawionych dużych jednostek, czyli do centralnej i północno-wschodniej Polski.
Wydarzenia, które miały miejsce podczas upalnego lata 2006 roku i perturbacje Krajowego Systemu Elektroenergetycznego wskazały, że problem niewydolności systemu może być poważny. Ograniczenia przesyłowe i wytwórcze mogą pojawiać się właśnie w okresach letnich, a przecież EURO 2012 będzie odbywać się latem (!).
Czytelnikom zmęczonym tymi kasandrycznymi wizjami winien jestem słowa otuchy lub wskazanie jakiegoś kierunku działania, który choć w części zminimalizuje problemy spodziewanego niedoboru energii.
Co więc powinniśmy robić?
Wydaje mi się, iż powinniśmy skuteczniej wesprzeć rozwój kogeneracji, a w szczególności rozwój małych rozproszonych jednostek wytwórczych.
Kogeneracja to dodatkowe 40 TWh taniej energii elektrycznej
Biorąc pod uwagę wszystkie zalety kogeneracji pozwalające zmniejszyć koszty społeczne generowane przez całą branżę energetyczną, należy bez cienia wątpliwości stwierdzić, iż jest to najtańszy sposób przetwarzania energii paliwa w energię użytkową (ciepło i prąd). Technologia kogeneracyjna (to jest: jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła użytkowego) pozwala zaoszczędzić około 30% paliwa w stosunku do procesu, w którym prąd jest wytwarzany w typowej elektrowni kondensacyjnej, a ciepło w kotłach wodnych, na przykład miejskiej ciepłowni (rys. 5).
30% paliwa mniej to tyleż samo mniej wyemitowanego dwutlenku węgla (CO2). Urządzenia kogeneracyjne ulokowane są zawsze przy odbiorcy ciepła i prądu, co pozwala na zmniejszenie ilości energii elektrycznej przesyłanej sieciami elektroenergetycznymi z odległych elektrowni kondensacyjnych. Mniejszy przesył to również mniejsze straty i mniejsze koszty rozbudowy sieci.
Gdyby w Polsce nie wybudowano do dzisiaj 8000 MWe w obiektach kogeneracyjnych, musielibyśmy spalać każdego roku około 3 milionów ton węgla więcej, aby uzyskać równoważną energię elektryczną z elektrowni i ciepło z kotłów ciepłowniczych.
W konsekwencji roczne koszty, które musielibyśmy ponieść, wzrosłyby o około 2 miliardy złotych (zakup węgla, pozwoleń emisyjnych CO2 i koszty społeczne).
Wykonana, przez Politechnikę Warszawską i Polskie Towarzystwo Elektrociepłowni Zawodowych (zgodnie z wymogami Dyrektywy 8/2004/WE) identyfikacja potencjału kogeneracji wykazała, iż olbrzymi strumień ciepła wytwarzanego w kotłach wodnych (nierzadko bardzo przestarzałych) mógłby być bazą dla opłacalnej budowy małych elektrociepłowni, które mogłyby dostarczyć ponad 40 TWh dodatkowej energii elektrycznej, przynosząc oszczędności społeczeństwu rzędu 5-6 miliardów złotych rocznie i jednocześnie pomagając branży energetycznej spełnić zaostrzone limity emisji CO2.
Pamiętajmy, iż Unia Europejska ustanowiła bardzo ambitne cele. Do 2020 roku kraje członkowskie mają zredukować emisję CO2 o 20% i doprowadzić do obniżenia zużycia wszystkich form energii (w tym i paliw) o 20% oraz zobowiązane są uzyskać 20-procentowy udział energii odnawialnej. Kogeneracja jest technologią, która najefektywniej, czyli najtaniej, wspiera wszystkie unijne cele, a w szczególności kogeneracja wykorzystująca biomasę jako paliwo.
Nie zapominajmy, iż do wygrania mamy możliwość wyprodukowania dodatkowych 40 TWh energii elektrycznej w kogeneracji. Budowa niewielkich elektrociepłowni w setkach małych systemów ciepłowniczych pozwoli (przez kilka dobrych lat) uniknąć konieczności budowy około 5-6 tys. MWe nowych mocy w dużych elektrowniach kondensacyjnych i zaoszczędzić około 6 milionów ton węgla, a także pozwoli uniknąć emisji 14 milionów ton CO2, co przy limicie 208,5 mln ton przyznanym przez Komisję Europejską, wydaje się sprawą nie do pogardzenia. Dodatkową zaletą małych elektrociepłowni jest łatwość ich budowy, krótkie terminy dostawy oraz bogaty rynek dostawców urządzeń. Skorzystajmy z tej okazji, zamiast prowadzić nierówną i kosztowną walkę z „bogatszymi inwestorami” na rynku dużych obiektów energetycznych.
Cóż stoi na przeszkodzie, abyśmy poszli w ślady Danii, która stanowi wzorzec efektywności energetycznej, gdzie dzięki spójnej i długofalowej polityce zdołano w ciągu 20 lat (od roku 1980) przenieść całą produkcję energii z 15 dużych elektrowni do ponad 660 małych elektrociepłowni zasilających niewielkie miejskie czy osiedlowe systemy ciepłownicze. Trzeba tylko chcieć i być konsekwentnym w realizacji postanowień. n
Infrastruktura – Środowisko – Energia
Dodatek lobbingowy do „RZECZPOSPOLITEJ”.
20 czerwca 2007 r.
EURO 2012,
20th degree of power supply
The statement of Andrzej Rubczyński,
Director of Analysis and Strategy Department
Vattenfall Heat Poland S.A.
I hope that I’m wrong in my assessment, but the situation analysis, in which the Polish industry found itself indicates, that within the next few years there is a big probability that we will return to the forgotten radio messages foregoing the inevitable shut down of power. Where does the conviction come from? Let’s look at the facts.
Increase in the use of energy in Poland
Today a statistical Polish citizen uses 3200 kWh of energy a year, which is exactly half of the amount, used by a statistical citizen of Western Europe. It can be taken for granted, that dynamical economical development will cause the increase in the use of energy on the level of 2,5-3% within the nearest 15-20 years, just like it happened in the European countries entering the phase of increased development (picture 1).
The analyses of Market Energy Agency indicate the necessity of building in Poland 12000 MWe of new powers by 2018 (it means 1200 MWe a year!). These investments should substitute some of the withdrawn, out of date energy supplying devices and cover the increasing demand on the power energy.
Picture 2 shows the power forecast, which should be installed in the National Electrical Power Engineering System, in order to satisfy the growing needs of the country as well as the power generated by all the suppliers after the oldest, ineffective units will be out of use.
Financial condition of power industry
As it can be seen from the picture 3, in 2006 the suppliers earned over 2 milliard PLN. From this money they have to cover all the expenses for the environment protection devices (desulphurization, denitration, dust emission reduction); in order to be able to meet the sharpened standards of emission and they have to carry out indispensable modernizations of the existing possessions to ensure the continuity of production.
For creating these new powers there is really not much left. And today the elementary cost of building 1 MWe power is the expense of 1,2 – 1,5 milliard Euro. If, according to the ARE forecast, we have to build over 1000 MWe, then the suppliers should have at their disposal the amount of 6 milliard Euro a year (!). Do they have such amount? The results of 2006 don’t leave illusions. Further artificial retarding of the increase of energy prices leads us straight into the arms of a serious power energy crisis. Even if the power energy generates the funds for development, it will anyway not be able to build new powers within the nearest 6-7 years. Why? Because today on the investment market there is a dictate of the manufacturers of devices, just like it was in the „distant” 70s and 80s.
Delivery terms of power energy devices
We have a bad luck. The countries of the „old European Union” also decided to renew the inducing park, as most of the devices attained the age that qualifies them to liquidation (usually 30 years of service). It was decided, that further exploitation of the low-efficient devices is connected with the excessive emissions of greenhouse gases and the most efficient solution is simply building modern energetic block with ultra supercritical parameters (for instance 600°C and 30 Mpa). Only in Germany a construction of 15000 MWe was contracted and it should be performed by 2015. The company E.ON announced the ability to construct 13500 MWe across the whole Europe with similar terms.
The companies producing the devices for the power industry are full of order for many years in advance that is why we should not expect that before 2014 some new energetic block will appear in Poland.
As for now we should take 6-7 years as a typical investment cycle (starting from a technical concept to the activation).
Luckily we have 3 big investments running (Łagisza, Bełchatów, Pątnów), but as a result thereof we will gain in total only 1750 MWe. Will that be enough? Let’s remind ourselves of the assessment made by ARE mentioned hereinabove. Will these electrical plants save us from the 20th degree of energy supply mentioned in the title?
I’m afraid not, as the power increase might be lower than the increase in the demand, and moreover the localization of these new electrical plants shall enforce even bigger, than up to this time, energy flows in the National Electrical Power Engineering System, which unfortunately has its own limitations, either.
Problems with the transmission
The process of economical development of post-war Poland caused that our country divided into two areas; deficit and excess of energy (picture 4). The excess of generative powers in the south and west part of the country causes the necessity of transmitting much amounts of energy to the areas deprived of big units, i.e. to the central and northern-eastern part of the country.
The events, which took place during the hot summer of 2006 as well as the perturbations of the National Electric Power Engineering System indicated, that the problem of the system’s ineffectiveness may be serious. Transmitting and manufacturing restrictions may appear just within summer, and EURO 2012 is taking place exactly in summer (!).
I owe the readers tired with all these catastrophic visions some words of consolation or at least indicate some direction of action, which at least in some part shall minimize the problems of the expected shortage of energy.
So what should we do?
I think that we should support the development of cogeneration stronger, and in particular the development of small dispersed electrical plants.
Cogeneration is another 40 TWh of cheap electrical energy
Taking all the advances of cogeneration into account, which allow increasing the social costs generated by the whole power industry, without any doubt one must admit that it is the cheapest way of converting fuel into effective energy (heat and electric current). Cogeneration technology (i.e simultaneous generation of electrical energy and effective heat) enables to save about 30% of fuel in ratio to the process, during which the electric current is generated in a typical condensed electrical plant, and the heat in water boilers, for instance in the urban heat generating plant).
30% of fuel less means the same percent less of emitted carbon dioxide (CO2). The conglomeration devices are always located near the consumer of heat and current, what enables to reduce the amount of energy transmitted via power networks from distant condensed power plants. Lower transmissions also mean lower loss of energy and lower costs of power plants expansion.
If there were no 8000 MWe within the electrical plants built in Poland, then each year we would have to combust about 3 tones of coal more, in order to gain the stable level of electrical energy from the power station and heat from heat generating boilers.
As a result, the annual costs, we would have to cover, would increase at about 2 milliards PLN (buying the coal, permissions for emitting CO2 as well as the social costs).
The identification of cogeneration potential performed by the Warsaw Institute of Technology and Polish Combined Heat and Power Plant (according to the Directive 8/2004/WE) showed, that a huge stream of heat generated in the water boilers (usually very out of date) could be the basis for effective construction of minor heat and power generating plants, which could provide over 40 TWh of additional electrical energy, resulting in the savings of 5-6 milliard a year and at the same time helping the energetic branch meet the restricted requirements of CO2 emission limits.
Let’s remember that the European Union has determined very ambitious targets. By 2020 the membership countries have to reduce the CO2 emission for about 20% and decrease the use of all the forms of energy (including fuels) and they are obliged to gain 20% share of renewable energy. Cogeneration is a technology, which supports all the union targets in the most effective and the cheapest way, and in particular the conglomeration using biomass as fuel.
Let’s not forget, that we have a lot to win. We could gain the ability to produce additional 40TWh of electrical energy in the cogeneration. The construction of minor heat and power plants within the hundreds of heat engineering systems shall allow (for a few years) to avoid the necessity of constructing 5000-6000 MWe of new powers in big condensed electrical plants and it will allow to save about 6 tones of coal. It will also let avoid the emission of 14 millions of tones of CO2, what with the limit of 208,5 mn of tones given by the European Commission, seems to be very important. The additional advance of the small combined heat and power plants is that they are easy to construct. Let’s use this opportunity, instead of running a battle with the „richer investors” on the market of big electrical plants. This battle is ineffective and the costs are too high.
What stands us in the way, to imitate Denmark, which is the example of power industry effectiveness where thanks to the coherent and long-range politics one managed to convey the whole production of energy from 15 big industrial plants to over 660 small heat and power plants, supplying minor housing heat and power station systems? All we have to do is want and be consequent in the realization of our targets. n