1
Bezpieczeństwo energetyczne
w Regionie
(dotyczy obszaru Dolnego Śląska)
OPRACOWANIE:
Władysław Bobrowicz
WROCŁAW KWIECIEŃ 2014
2
SPIS TREŚCI
1. Bezpieczeństwo energetyczne Regionu
1.1 Bezpieczeństwo energetyczne w Unii Europejskiej w tym w Polsce i na Dolnym
Śląsku.
1.2 Dokumenty europejskie i polskie związane z bezpieczeństwem energetycznym.
1.3 Bezpieczeństwo energetyczne krótko-, średnio-, długoterminowego.
1.4 Bezpieczeństwo energetyczne – definicja
2. System zaopatrzenia w energię elektryczną w Regionie
3. Rynek energii a bezpieczeństwo energetyczne Regionu
3.1 Główni gracze na rynku energii
3.2 Obrót energią elektryczną
3.3 Dystrybucja energii elektrycznej
3.4 Wytwarzanie energii elektrycznej
3.5 Wytwarzanie zielonej energii
3.5.1 Bezpieczeństwo energetyczne – elektrownie wodne,
Wykorzystanie elektrowni wodnych pod kątem bezpieczeństwa energetycznego
3.5.2 Bezpieczeństwo energetyczne – elektrownie wiatrowe,
Wykorzystanie elektrowni wiatrowych pod kątem bezpieczeństwa energetycznego
3.5.3 Bezpieczeństwo energetyczne – elektrownie/ instalacje fotowoltaiczne,
Wykorzystanie elektrowni/ instalacji fotowoltaicznych pod kątem bezpieczeństwa
energetycznego.
3.6 Zasady i metody monitorowania źródeł OZE ze względu na bezpieczeństwo energetyczne.
3.7 Bariery w rozwoju OZE ze względu na bezpieczeństwo energetyczne.
Bariery prawne.
Bariery finansowe.
Bariery techniczne.
Bariery związane z przepływem informacji.
Bariery branżowe.
Bariery społeczne.
Bariery środowiskowe.
4. Klient na rynku energii, bezpieczeństwo zakupu i dostawy
energii elektrycznej, racjonalne wykorzystanie energii
5. Bezpieczeństwo energetyczne w aspekcie planów rozwoju
energetyki w Regionie, Polsce, Europie do 2050 roku
6. Powiązania energetyki w Regionie z energetyką w obszarach
przyległych w Europie
7. Energetyka w Regionie i w Polsce na tle energetyki w Europie
8.Podsumowanie
Literatura
3
Bezpieczeństwo energetyczne w Regionie (dotyczy obszaru Dolnego Śląska)
Opracowanie przygotowane w ramach Projektu "Energetyczny Portal Innowacyjny Cz-Pl”
zawiera wybrane zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa energetycznego Regionu- Dolnego
Śląska ze szczególnym wskazaniem na innowacyjne wykorzystanie źródeł odnawialnych w
zaopatrzeniu w energię elektryczną.
1.Bezpieczeństwo energetyczne Dolnego Śląska.
Dolny Śląsk zajmuje obszar 19 948 km2, co stanowi 6,4% powierzchni Polski i zamieszkały
jest przez 2 985 000 mieszkańców, co stanowi 7,6% ludności kraju, (w miastach mieszka
około 71% Dolnoślązaków), a średnia gęstość zaludnienia wynosi 145 osób na 1 km2. Udział
Dolnego Śląska w wytwarzaniu PKB wynosi około 7,4%.
1.1. Bezpieczeństwo energetyczne w Unii Europejskiej w tym w Polsce i na
Dolnym Śląsku.
Ogólnoświatowy wzrost zapotrzebowania energetycznego wraz ze zmniejszającymi się
zasobami tradycyjnych źródeł energii powodują, że kwestia bezpieczeństwa energetycznego
staje się kluczowym zagadnieniem wielu strategii w obszarach : międzynarodowym oraz
regionalnym. Bezpieczeństwo energetyczne oznacza więcej niż tylko zabezpieczenie dostaw,
na których coraz bardziej koncentruje się polityka energetyczna. W tym kontekście istotna
jest także kwestia zaopatrzenia w energię zrównoważoną, przyjazną środowisku .
Europejska polityka energetyczna realizuje trzy cele:
-wzrost bezpieczeństwa zaopatrzenia energetycznego,
- utrzymanie konkurencyjności,
-wspieranie ochrony środowiska oraz zwalczanie skutków zmian klimatycznych. 27 państw
członkowskich
Przyjęło, że do roku 2020 emisja gazów cieplarnianych zredukowana zostanie o 20 procent
(w stosunku do wartości z roku 1990), a udział odnawialnych źródeł energii wzrośnie do 20
procent.
4
Inicjatywy na Dolnym Śląsku w zakresie energetyki :
Programy sformułowane w trzech strategiach regionalnych:
-Strategia Energetyczna Województwa Dolnośląskiego (przyjęta przez Sejmik
Województwa Dolnośląskiego w kwietniu 2002 r.) ,
-Strategia Rozwoju Województwa Dolnośląskiego do 2020 roku (przyjęta przez Sejmik
Województwa Dolnośląskiego w listopadzie 2005 roku),
-Dolnośląska Strategia Innowacyjna (przyjęta przez Sejmik Województwa Dolnośląskiego
w kwietniu 2007 roku).
Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego
Najprostszym wskaźnikiem bezpieczeństwa energetycznego państwa/ regionu jest
samowystarczalność energetyczna, rozumiana jako stosunek ilości energii pozyskiwanej do
energii zużywanej.
W Polsce wskaźnik ten do połowy lat 90 ubiegłego wieku wynosił 0,98, co zapewniało
naszemu krajowi wysoki stopień bezpieczeństwa i suwerenności energetycznej.
Od roku 1996 wartość tego wskaźnika maleje. Wynika to z nieustannie wzrastającego udziału
importowanej ropy naftowej, gazu ziemnego oraz produktów ropopochodnych przy znacznym
spadku ilości zużywanego węgla.
Rada Ministrów przyjęła 15 kwietnia 2014 r. dokument strategii "Bezpieczeństwo
Energetyczne i Środowisko". - Strategia ma zapewnić Polsce konkurencyjną, efektywną
energetycznie gospodarkę przy zachowaniu dbałości o środowisko
Strategia obejmuje następujące obszary: bezpieczeństwo energetyczne, ochronę środowiska,
racjonalną gospodarkę zasobami naturalnymi, tworzenie i doskonalenie profesjonalnych kadr
sektora energetyki, ochronę środowiska i gospodarki zasobami naturalnymi, technologie
informacyjne i komunikacyjne oraz promowanie odnawialnych źródeł energii i ich
dywersyfikacji.
Zadania gmin wynikające z zakresu bezpieczeństwa energetycznego:
-Planowanie i organizacja zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe na
obszarze gminy.
-Planowanie oświetlenia miejsc publicznych i dróg znajdujących się na terenie gminy.
-Finansowanie oświetlenia ulic, placów i dróg znajdujących się na terenie gminy
1.2 Dokumenty europejskie i polskie związane z bezpieczeństwem
energetycznym.
Zielona Księga /Ku europejskiej strategii bezpieczeństwa energetycznego/
Celem dokumentu było otwarcie debaty o bezpieczeństwie energetycznym, które zostało
uznane za najważniejszy element niezależności polityczno-ekonomicznej UE 29 listopada 2000 roku
W/g Zielonej Księgi polityka energetyczna powinna mieć trzy główne cele:
-Trwałość -rozwój konkurencyjnych źródeł energii odnawialnej,
5
ograniczanie popytu na energię , kierowanie staraniami w celu
powstrzymania zmian klimatycznych
-Konkurencyjność- zapewnienie, że otwarcie rynku energii
będzie korzystne dla konsumentów oraz gospodarki w całości.
-Bezpieczeństwo zaopatrzenia w energię.
Prawo energetyczne
Podstawowym aktem prawnym regulującym ogólne zasady gospodarki energetycznej jest
uchwalona przez Sejm RP w 1997 roku Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997r. Prawo
energetyczne(Dz.U.Nr54 poz.348 ze zmianami).
Ustawa ta w art.1.1 określa zasady kształtowania polityki energetycznej państwa , zasady i
warunki zaopatrzenia i użytkowania paliw i energii, rozwoju konkurencji, przeciwdziałania
negatywnym skutkom naturalnych monopoli, uwzględniania wymogów ochrony środowiska,
zobowiązań wynikających z umów międzynarodowych oraz równoważenia interesów
przedsiębiorstw energetycznych i odbiorców paliw i energii.
Ustawa o zarządzaniu kryzysowym
Całość spraw związanych z zarządzaniem ciągłością działania, spowodowaną sytuacją
nadzwyczajną, mogącą wystąpić w Kraju reguluje „Ustawa z dn. 26 kwietnia 2007r. O
zarządzaniu kryzysowym” i związane z nią dokumenty.
1.2 Bezpieczeństwo energetyczne krótko-, średnio-, długoterminowego.
Bezpieczeństwo krótko- i średnioterminowe
Bezpieczeństwo długoterminowe pozostaje w sferze przypuszczeń a jego zapewnienie w
większym lub mniejszym stopniu uzależnione jest od trafności działań podjętych już dzisiaj, o
tyle bezpieczeństwo energetyczne krótko- i średnioterminowe jest możliwe do zdefiniowania
w perspektywie 10 czy 20 lat, bo o takim horyzoncie czasowym mówimy. Potrafimy
oszacować zarówno dostępne zasoby źródeł energii jak również cele do jakich winniśmy
dążyć aby te zasoby zapewniły nam w określonej perspektywie czasu efektywne ich
wykorzystanie w celu zaspokojenia potrzeb.
Osiągnięcie tych celów możliwe jest poprzez działania mające przyczynić się do zmniejszenia
zapotrzebowania w energię, poprawy wydajności energetycznej oraz integracji odnawialnych
źródeł energii z istniejącym systemem energetycznym.
Działania te winny koncentrować się na wdrożeniach nowych technologii oraz instrumentów
prawnych w dziedzinie energii, a także wpływać na zachowania producentów i
użytkowników tej energii.
W grupie tych działań można wyróżnić:
integrację odnawialnych źródeł z systemami energetycznymi,
oszczędność i efektywność energetyczną,
poszukiwanie alternatywnych paliw,
zwiększenie dywersyfikacji źródeł energii.
W ostatnim okresie można zauważyć ożywienie w dziedzinie energii odnawialnej,
związane z rosnąca wagą tej problematyki w Unii Europejskiej i na świecie. Związane jest to
6
z trwającym procesem przeciwdziałania ociepleniu klimatu oraz dalszemu postępowi
degradacji środowiska naturalnego, czego przyczyn upatruje się w dużym stopniu w sektorze
energii.
Intensyfikacja działań zarówno skierowana ku tworzeniu źródeł energii wykorzystujących
energie odnawialne jak również świadomość wyczerpalności zasobów paliw stałych jest
głównym motywem działań zarówno w Unii Europejskiej jak i w jej krajach członkowskich,
w tym w Polsce.
Bezpieczeństwo długoterminowe
Mówiąc o bezpieczeństwie długoterminowym trudno przywołać tu precyzyjną definicję
takiego stanu. Łatwiej mówić o działaniach zmierzających do zapewnienia bezpieczeństwa
energetycznego długoterminowego.
Działania te mają na celu poszukiwania nowych źródeł energii, ze szczególnym
uwzględnieniem odnawialnych źródeł, jak również innych nośników energii.
Przy obecnym stanie wiedzy, a w zasadzie przy obecnym stanie świadomości
o konieczności z jednej strony oszczędzania obecnych źródeł, szczególnie paliw kopalnych
jak węgiel kamiennych i brunatny, ropa naftowa oraz gaz ziemny, zachodzi konieczność
ciągłego poszukiwania rozwiązań alternatywnych. Potrafimy dzisiaj określić kierunki działań
oraz badać i charakteryzować różnego rodzaju odnawialne źródła energii, jednak rozwój
techniczny oraz poziom technologiczny są chyba największą barierą uniemożliwiającą
skuteczne, tzn. efektywne
i bezpieczne ich wykorzystanie. W związku z tym działania te nie powinny i nie mogą
ograniczyć się jedynie do poszukiwania wciąż nowych źródeł i perspektyw prowadzących do
optymistycznego spoglądania w przyszłość.
Przede wszystkim należy przeznaczać odpowiednie środki umożliwiające badania naukowe
oraz wdrażanie rozwiązań innowacyjnych.
Impulsem stymulującym te działania nie może być tylko chęć zaspokojenia ambicji
wynalazczych i innowacyjnych, ale odpowiednie motywowanie do poszukiwań.
1.3 Bezpieczeństwo energetyczne – definicja
Istota bezpieczeństwa energetycznego
Osiągnięcie takiego poziomu niezależności energetycznej, w której nagłe przerwanie dostaw
paliw i energii nie stwarza zagrożenia dla funkcjonowania gospodarki danego państwa.
Polskie prawo energetyczne definiuje je jako:
„Stan gospodarki umożliwiający pokrycie bieżącego
i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa
i energię w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony, przy zachowaniu wymagań
ochrony środowiska”.
Pojęcie bezpieczeństwa energetycznego obejmuje trzy główne aspekty przedmiotowe:
energetyczny,
ekonomiczny (rynkowy),
ekologiczny.
7
2 .System zaopatrzenia w energię elektryczną w Regionie
Region Dolnego Śląska zaopatrywany jest w energię elektryczną praktycznie przez jedno
koncesjonowane przedsiębiorstwo energetyczne Tauron Dystrybucja należące do Grupy
Energetycznej Tauron SA.
Tauron Dystrybucja jest firmą dystrybucyjną, która dostarcza odbiorcom finalnym energię
elektryczną poprzez sieci przesyłowe Polskich Sieci Elektroenergetycznych, dysponuje
siecią dystrybucyjną, pośredniczy w transporcie energii elektrycznej
wytworzonej w dużych elektrowniach zawodowych.
Tauron Dystrybucja wprowadza również do swojej sieci dystrybucyjnej energię
elektryczną wyprodukowaną w elektrowniach i elektrociepłowniach przemysłowych,
farmach wiatrowych, elektrowniach wodnych.
Zródło PSE
Infrastruktura energetyczna : sieci przesyłowe
8
Wskaźniki dotyczące czasu trwania przerw w dostarczaniu energii elektrycznej wyznaczone
zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie
szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz. U. Nr 93,
poz. 623 z dnia 29 maja 2007 r. z późniejszymi zmianami), dla Operatora Systemu
Dystrybucyjnego TAURON Dystrybucja S.A., za rok 2013, wynoszą:
TAURON Dystrybucja DLA PRZERW PLANOWANYCH
DLA PRZERW
NIEPLANOWANYCH
bez katastrofalnych / z
katastrofalnymi
SAIDI
[minuty / odbiorcę / rok] 159,69 192,90 / 196,16
SAIFI
[ ilość przerw / odbiorcę / rok ] 0,76 2,98/2,99
MAIFI (ilość przerw/odbiorcę/rok)
2,62
Łączna liczba obsługiwanych odbiorców, do której odniesiono powyższe wskaźniki wynosi
5 334 408.
Objaśnienia:
· SAIDI - wskaźnik przeciętnego systemowego czasu trwania przerwy długiej
i bardzo długiej, wyrażony w minutach na odbiorcę na rok, stanowiący sumę iloczynów czasu
jej trwania i liczby odbiorców narażonych na skutki tej przerwy
w ciągu roku podzieloną przez łączną liczbę obsługiwanych odbiorców,
· SAIFI - wskaźnik przeciętnej systemowej częstości przerw długich i bardzo długich,
stanowiący liczbę odbiorców narażonych na skutki wszystkich tych przerw w ciągu roku
podzieloną przez łączną liczbę obsługiwanych odbiorców,
· MAIFI - wskaźnik przeciętnej częstości przerw krótkich, stanowiący liczbę odbiorców
narażonych na skutki wszystkich przerw krótkich w ciągu roku podzieloną przez łączną liczbę
obsługiwanych odbiorców,
· przerwa krótka, to przerwa w dostarczaniu energii trwająca powyżej 1 sekundy
i nie dłużej niż 3 minuty,
· przerwa długa i bardzo długa, to przerwa w dostarczaniu energii trwająca powyżej 3 minut i
nie dłużej niż 24 godziny,
· przerwa planowana, to okresowe przerwanie dostarczania energii elektrycznej przez
Operatora Systemu Dystrybucyjnego, o której odbiorca został powiadomiony zgodnie z
zapisem w § 42 pkt 4 przytoczonego na wstępie rozporządzenia.
3 . Rynek energii a bezpieczeństwo energetyczne Regionu
Bezpieczeństwo dostaw energii jest dobrem publicznym, wolny rynek zawsze będzie dążył
do minimalizacji wydatków na jego poprawę.
Niezawodność systemu przesyłowego i dystrybucyjnego jest jednym z czynników
determinujących niezawodność dostaw energii elektrycznej, a tym samym bezpieczeństwo
energetyczne.
9
Z tego też powodu wzrasta rola inwestycji modernizacyjnych i rozwojowych w zakresie
infrastruktury przesyłowej oraz źródeł ich finansowania.
W długim okresie mogą one bowiem przyczynić się do poprawy bezpieczeństwa zasilania.
Na zliberalizowanym rynku energii elektrycznej sygnały rynkowe nie zawsze mogą zapewnić
dostateczny poziom i strukturę inwestycji sieciowych
3.1 Główni gracze na rynku energii
Środki na rzecz swobodnego obrotu energią w ramach rynku UE przynoszą obywatelom i
przedsiębiorstwom wiele korzyści, takich jak:
– konkurencyjne i stabilniejsze ceny
– większy wybór dla konsumentów
– większe bezpieczeństwo dostaw
– większa pewność w przypadku inwestycji w odnawialne źródła
energii i infrastrukturę.
Grupy energetyczne w Polsce
Polska Grupa Energetyczna (PGE)
Tauron - Polska Energia (Grupa Energetyka Południe)
Grupa Energetyczna Centrum Enea
Grupa Energetyczna Północ - ENERGA
Tauron
10
3. 2 Obrót energią elektryczną
Prognozuje się w Polsce wzrost finalnego zapotrzebowania na energię elektryczną z
poziomu 117,6 TWh w 2008 r. do ok. 167,6 TWh w 2030 r., tzn. o ok. 43 proc.
(średnioroczne tempo 1,6 proc).
2008 2010 2015 2020 2025 2030
Przemysł i
Budownictwo 44,3 43,9 44,7 46,8 51 53,8
Transport 3,6 3,6 4,4 4,7 5 5,2
Rolnictwo 1,6 1,7 1,9 2,1 2,1 2,2
Handel i Usługi 41,1 42,4 47,5 52,2 57,3 65,6
Gospodarstwa domowe 27,1 27,8 30,9 33,6 36,5 40,7
Razem 117,7 119,4 129,4 139,4 151,9 167,5 Zapotrzebowanie na finalną energię elektryczną [TWh] w Polsce/Regionie Prognoza/ Zródło ARE
Jest to wzrost umiarkowany, na który składają się przede wszystkim: relatywnie niskie tempo
rozwoju gospodarczego kraju (na poziomie ok. 3,4 proc. średniorocznie), w tym
zmniejszający się udział przemysłu energochłonnego, działania proefektywnościowe oraz
przewidywane wykorzystanie istniejących jeszcze rezerw transformacji rynkowej.
Najwyższy procentowy wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną prognozowany jest w
sektorze usług
(o 60 proc.), a także w gospodarstwach domowych (o 50 proc.)
3.3 Dystrybucja energii elektrycznej
Operator systemu dystrybucyjnego lub systemu połączonego elektroenergetycznego w
zakresie systemów dystrybucyjnych, stosując obiektywne i przejrzyste zasady zapewniające
równe traktowanie użytkowników tych systemów oraz uwzględniając wymogi ochrony
środowiska, jest odpowiedzialny za:
1) prowadzenie ruchu sieciowego w sieci dystrybucyjnej w sposób efektywny, z
zachowaniem wymaganej niezawodności dostarczania energii elektrycznej i jakości jej
dostarczania oraz we współpracy z operatorem systemu przesyłowego elektroenergetycznego,
w obszarze koordynowanej sieci 110 kV;
2) eksploatację, konserwację i remonty sieci dystrybucyjnej w sposób gwarantujący
niezawodność funkcjonowania systemu dystrybucyjnego;
3) zapewnienie rozbudowy sieci dystrybucyjnej, a tam gdzie ma to zastosowanie, rozbudowy
połączeń międzysystemowych w obszarze swego działania;
4) współpracę z innymi operatorami systemów elektroenergetycznych lub przedsiębiorstwami
energetycznymi w celu zapewnienia spójności działania systemów elektroenergetycznych i
11
skoordynowania ich rozwoju, a także niezawodnego oraz efektywnego funkcjonowania tych
systemów;
5) dysponowanie mocą jednostek wytwórczych przyłączanych do sieci dystrybucyjnej, z
wyłączeniem jednostek wytwórczych o mocy osiągalnej równej 50 MW lub wyższej,
przyłączonych do koordynowanej sieci 110 kV;
6) bilansowanie systemu, z wyjątkiem równoważenia bieżącego zapotrzebowania na energię
elektryczną z dostawami tej energii, oraz zarządzanie ograniczeniami systemowymi;
7) zarządzanie przepływami energii elektrycznej w sieci dystrybucyjnej oraz współpracę z
operatorem systemu przesyłowego elektroenergetycznego w zakresie zarządzania
przepływami energii elektrycznej w koordynowanej sieci 110 kV;
8) zakup energii elektrycznej w celu pokrywania strat powstałych w sieci dystrybucyjnej
podczas dystrybucji energii elektrycznej tą siecią oraz stosowanie przejrzystych i
niedyskryminacyjnych procedur rynkowych przy zakupie tej energii;
9) dostarczanie użytkownikom sieci i operatorom innych systemów elektroenergetycznych, z
którymi system jest połączony, informacji o warunkach świadczenia usług dystrybucji energii
elektrycznej oraz zarządzaniu siecią, niezbędnych do uzyskania dostępu do sieci
dystrybucyjnej i korzystania z tej sieci;
9a) umożliwienie realizacji umów sprzedaży energii elektrycznej zawartych przez odbiorców
przyłączonych do sieci poprzez:
a) budowę i eksploatację infrastruktury technicznej i informatycznej służącej pozyskiwaniu i
transmisji danych pomiarowych oraz zarządzaniu nimi, zapewniającej efektywną współpracę
z innymi operatorami i przedsiębiorstwami energetycznymi,
b) pozyskiwanie, przechowywanie, przetwarzanie i udostępnianie, w uzgodnionej pomiędzy
uczestnikami rynku energii formie, danych pomiarowych dla energii elektrycznej pobranej
przez odbiorców wybranym przez nich sprzedawcom i podmiotom odpowiedzialnym za
bilansowanie handlowe oraz operatorowi systemu przesyłowego,
c) opracowywanie, aktualizację i udostępnianie odbiorcom oraz ich sprzedawcom ich
standardowych profili zużycia, a także uwzględnianie zasad ich stosowania w instrukcji
d) udostępnianie danych dotyczących planowanego i rzeczywistego zużycia energii
elektrycznej wyznaczonych na podstawie standardowych profili zużycia dla uzgodnionych
okresów rozliczeniowych,
e) wdrażanie warunków i trybu zmiany sprzedawcy energii elektrycznej oraz ich
uwzględnianie w instrukcji,
f) zamieszczanie na swoich stronach internetowych oraz udostępnianie do publicznego
wglądu w swoich siedzibach:
aktualnej listy sprzedawców energii elektrycznej, z którymi operator systemu
dystrybucyjnego elektroenergetycznego zawarł umowy o świadczenie usług dystrybucji
energii elektrycznej,
informacji o sprzedawcy z urzędu energii elektrycznej działającym na obszarze działania
operatora systemu dystrybucyjnego elektroenergetycznego,
wzorców umów zawieranych z użytkownikami systemu, w szczególności wzorców umów
zawieranych z odbiorcami końcowymi oraz ze sprzedawcami energii elektrycznej;
10) współpracę z operatorem systemu przesyłowego elektroenergetycznego przy
opracowywaniu planów,
12
11) planowanie rozwoju sieci dystrybucyjnej z uwzględnieniem przedsięwzięć związanych z
efektywnością energetyczną, zarządzaniem popytem na energię elektryczną lub rozwojem
mocy wytwórczych przyłączanych do sieci dystrybucyjnej;
12) stosowanie się do warunków współpracy z operatorem systemu przesyłowego
elektroenergetycznego w zakresie funkcjonowania koordynowanej sieci 110 kV;
13) opracowywanie normalnego układu pracy sieci dystrybucyjnej w porozumieniu z
sąsiednimi operatorami systemów dystrybucyjnych elektroenergetycznych oraz współpracę z
operatorem systemu przesyłowego elektroenergetycznego przy opracowywaniu normalnego
układu pracy sieci dla koordynowanej sieci 110 kV.
14) utrzymanie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa pracy sieci dystrybucyjnej
elektroenergetycznej oraz współpracę z operatorem systemu przesyłowego
elektroenergetycznego lub systemu połączonego elektroenergetycznego w utrzymaniu
odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa pracy koordynowanej sieci 110 kV.
3. 4 Wytwarzanie energii elektrycznej
Polska energetyka oparta jest przede wszystkim na węglu.
Z danych przedstawionych przez Państwowy Instytut Geologiczny wynika, że przy dalszym
niezmienionym poziomie szybkości wydobycia, zasoby węgla kamiennego i brunatnego,
według optymistycznych danych, mogą wystarczyć na ponad 150 lat .
Produkcja energii elektrycznej netto wzrośnie do 2030 r. do 193,3 TWh wobec 141,9 TWh w
2010 r., co oznacza wzrost o 36,3 proc.
Udział węgla kamiennego w produkcji energii elektrycznej spadnie do 21 proc. na koniec
okresu prognozy.
Produkcja energii elektrycznej na bazie węgla brunatnego, wraz z zamykaniem istniejących
elektrowni, nie będzie się zmniejszać.
Ilość energii elektrycznej wytwarzanej z gazu ziemnego będzie rosła w całym okresie
prognozy, przede wszystkim w elektrociepłowniach. Dzięki temu udział tego paliwa w
bilansie produkcji energii elektrycznej wzrasta z 3 proc. do 10 proc..
Z raportu wynika, że energia jądrowa pojawi się w strukturze produkcji energii elektrycznej w
2022 r. i osiągnie 17 proc. w 2030 r.
Istotnym elementem zaprezentowanej struktury jest produkcja energii elektrycznej z
odnawialnych źródeł energii, w szczególności z elektrowni wiatrowych, których udział w
bilansie rośnie z 1 do 10 proc.
13
Dolny Śląsk posiada jedno duże zawodowe źródło energii, jakim jest Elektrownia Turów w
Bogatyni ( 2106 MW). Duże źródło, które jest jednocześnie elektrociepłownią –
Elektrociepłownię Wrocław ( zainstalowane 263 MW –produkcja roczna 1320 GWh-brutto)
również EC Czechnica, która ma zainstalowanych 132 MW, produkcja to 295 GWh.
Elektrownie i elektrociepłownie przemysłowe (w tym niezależne) jak: Energetyka Boruta z
Brzegu Dolnego( 36 MW zainstalowanych, produkcja 28 GWh).
14
3. 5 Wytwarzanie zielonej energii
Inwestowanie w odnawialne źródła energii łączy się z ustaleniami pakietu klimatyczno-
energetycznego. Dziewiątego grudnia 2008 roku uzgodniona została ostateczna wersja
dyrektywy dotyczącej odnawialnych źródeł energii. Kraje członkowskie porozumiały się w tej
sprawie z Parlamentem Europejskim. Dyrektywa o energii odnawialnej stanowi część
unijnego pakietu klimatyczno-energetycznego, który zakłada przede wszystkim redukcję
unijnych emisji CO2 o 20 proc. do 2020 roku.
Zgodnie z dyrektywą ponad 1/3 energii elektrycznej wytwarzanej w UE musi pochodzić ze
źródeł odnawialnych do 2020 roku a energia wiatrowa będzie stanowiła największą część
tego udziału.
Rok 2007 2010 2020 2020
Oczekiwany udział OZE w finalnym zużyciu
energii
5,1
% 10,4 % 10,4 %
15
%
Wymagana moc zainstalowana w
elektrowniach wiatrowych
1300
MW
4000
MW
4900
MW
7900
MW
W tym 6300 MW na północy Polski (80 % całkowitej mocy zainstalowanej)
3.5.1 Bezpieczeństwo energetyczne – elektrownie wodne,
Zasoby energii wodnej w Polsce
teoretyczne: 25 000 GWh /rok
nadające się do technicznego wykorzystania 12 000 GWh /rok
wykorzystanie ekonomicznie efektywne 8 500 GWh /rok
z tego:
wykorzystane 2 000 GWh /rok
do wykorzystania 6 500 GWh /rok
Z nadających się do technicznego wykorzystania zasobów energii wodnej wykorzystujemy
obecnie niespełna 17%,
15
- Elektrownie wodne na Dolnym Śląsku na tle sąsiednich Regionów.
Województwo Dolnośląskie jest szczególnie predestynowane do intensyfikacji rozwoju
energetyki rozproszonej funkcjonującej w oparciu o źródła małej energetyki wodnej.
16
Aktualnie w południowo-zachodniej Polsce, w zlewni Odry Górnej i Środkowej czynnych jest
47 elektrowni zawodowych o łącznej mocy instalowanej ponad 150 MW oraz ponad 40
małych elektrowni wodnych prywatnych właścicieli dysponujących mocą ok. 4,5 MW.
Jednym z atutów energetyki wodnej południowo-zachodniej Polski jest jej duża
różnorodność, zarówno pod względem wielkości obiektów jak i ich rozwiązań technicznych.
Otwiera to szeroki wachlarz możliwości ich wykorzystania w programach tworzenia
wewnętrznych obszarów zasilania. Największy obiekt elektrownia szczytowo-pompowa
Dychów o mocy ponad 80 MW wyposażona w turbiny Kaplana Elektrownia ta, jako jedyna w
tym regionie, jest przewidziana do udziału w programie odbudowy systemu
elektroenergetycznego. Wśród 43 elektrowni zawodowych 9 to elektrownie na zbiornikach
wodnych: Głębinów, Otmuchów, Lubachów, Turawa, Dychów, Pilchowice, Leśna, Złotniki
i Witka. Najwyższym spadem dysponuje obecnie elektrownia na zaporze Pilchowice - 38.7 m.
Dużymi mocami dysponują również niskospadowe elektrownie odrzańskie. Na uwagę
zasługuje duży rozmach w zabudowie Górnej Odry. Elektrownie tam zlokalizowane tworzą
system rozrzuconej kaskady.
Uwarunkowania regionalne,
Udział „ zielonej energii” wyprodukowanej w elektrowniach wodnych, w całkowitym
wolumenie energii elektrycznej sprzedawanej odbiorcom końcowym na Dolnym Śląsku,
stanowi jedynie ułamek procenta.
Udział „ zielonej energii „ wyprodukowanej w elektrowniach wodnych w wybranych,
mniejszych regionach jak np. wskazane poniżej 6 powiatów stanowi aż (w sprzyjającym dla
energetyki wodnej roku 2002):
- 7,04 % dla elektrowni należących do energetyki zawodowej,
- 1,87 5 dla elektrowni nie należących do energetyki zawodowej.
W jeszcze mniejszym wybranym regionie – Gmina –Miasto Karpacz, łączny udział zielonej
energii w całkowitym wolumenie sprzedawanej energii odbiorcom końcowym wynosi ponad
20 %.
Rozwój elektrowni wodnych, szczególnie MEW należy rozpatrywać regionalnie również
w kontekście bezpieczeństwa energetycznego.
Uwarunkowania historyczne.
W okresie do lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku w regionie wskazanych sześciu powiatów :
Jelenia Góra, Lwówek, Bolesławiec, Zgorzelec, Kamienna Góra i Lubań pracowało ponad
120 elektrowni wodnych o mocach zainstalowanych od 2 do 11 000 kW. Do roku 1995
pozostało 13 elektrowni należących do energetyki zawodowej.
Od roku 1995 rozpoczęto odbudowę i budowę nowych elektrowni na wyżej wymienionych
terenach..
Dane dotyczące pozostałego obszaru Dolnego Śląska nie zachowały się i nie jest znana
liczba elektrowni które pracowały do lat 50 ubiegłego wieku.
17
Uwarunkowania klimatyczne i środowiskowe.
Region Dolnego Śląska a szczególnie na obszarze wskazanych 6 powiatów : Jelenia Góra,
Lwówek, Bolesławiec, Zgorzelec, Kamienna Góra i Lubań , istniały i istnieją szczególne
warunki do budowy elektrowni wodnych. Jednak większość elektrowni ( szczególnie dotyczy
to elektrowni zbiornikowych) została wybudowana przy budowlach wodnych, których
głównym przeznaczeniem jest ochrona przeciwpowodziowa.
Należy zaznaczyć ,ze zmiany klimatyczne w ostatnich 60 latach spowodowały zmniejszenie
przepływów we wszystkich rzekach o około 25 %. Jednocześnie wzrost liczby anomalii
klimatycznych których wynikiem są gwałtowne przepływy wód w rzekach powoduje ,że nie
ma możliwości racjonalnego wykorzystania spływających wód.
Uwarunkowania prawne i finansowe
Z dniem 1 października 2005 roku weszła w życie nowelizacja ustawy Prawo Energetyczne
związana ze świadectwami pochodzenia. Świadectwa pochodzenia, jako dokumenty
odzwierciedlające swoistą "zieloną" cechę energii wytwarzanej w źródłach odnawialnych,
stały się przedmiotem obrotu giełdowego na Towarowej Giełdzie Energii (a dokładnie prawa
majątkowe wynikające z tych świadectw).
Na przychody wytwórcy energii zielonej składają się obecnie dwa źródła:
1) cena fizycznej energii elektrycznej, która jest ceną gwarantowaną, odpowiadającą średniej
cenie energii elektrycznej na rynku w roku poprzednim,
2) cena praw majątkowych do świadectw pochodzenia, która zależy od kursu świadectwa
pochodzenia energii na Towarowej Giełdzie Energii.
18
Uwarunkowania społeczne.
Budowle wodne które wpisały się w krajobraz Dolnego Śląska mają zasadnicze znaczenie w
zabezpieczeniu tego obszaru przed skutkami powodzi, co jest odbierane jednoznacznie
pozytywnie przez społeczności lokalne. Wytwarzana energia elektryczna ( zielona energia) w
usytuowanych przy tych budowlach elektrowniach wodnych jest obecnie trzykrotnie droższa
od energii ( czarnej energii) pozyskiwanej w elektrowniach konwencjonalnych. Pozostaje
pytanie jaką cenę za zieloną energię będą chciały świadomie zapłacić społeczności lokalne
oraz wszyscy odbiorcy energii elektrycznej na Dolnym Śląsku.
Ewentualna budowa lokalnych „ekologicznych regionów” w których wykorzystywana będzie
ekologiczna energia elektryczna wytwarzana w elektrowniach wodnych oraz wdrożenie
polityki energetycznej Unii Europejskiej w tym Polski w zakresie udziału zielonej energii w
ogólnym wolumenie sprzedawanej energii odbiorcom końcowym daje szanse dalszego
rozwoju energetyki wodnej na Dolnym Śląsku.
Obecnie nie dysponujemy badaniami z obszaru Polski i Dolnego Śląska dotyczącymi liczby
odbiorców końcowych gotowych kupować zieloną energię po wyższej cenie ( w Niemczech
taką gotowość wyraziło 25 % odbiorców, w Anglii – 9 % odbiorców)
.
Uwarunkowania techniczne,
Elektrownie należące do energetyki zawodowej.
Największym ograniczeniem elektrowni wodnych należących do energetyki zawodowej jest:
- brak nowoczesnych systemów zabezpieczeń ,
- brak systemów sterowania i automatyki,
- brak systemów zdalnego monitorowania i nadzoru.
Elektrownie nie należące do energetyki zawodowej.
Układy elektryczne do wyprowadzenia mocy z małych elektrowni wodnych, projektowane
są i budowane na podstawie technicznych warunków przyłączenia wydawanych przez lokalne
spółki dystrybucyjne. Poziom napięcia sieci do której przyłączane są elektrownie zależy od
mocy przyłączeniowej oraz lokalnego układu sieci średniego lub niskiego napięcia.
Automatyka zabezpieczeniowa sieci, urządzeń oraz sterowania małych elektrowni wodnych
zabudowywana jest w 80% elektrowni jedynie w zakresie określonym w warunkach
technicznych przyłączenia . Decydują o tym w większości względy ekonomiczne. Znaczący
wpływ na poziom techniczny stosowanej automatyki miał w latach wcześniejszych
ograniczony dostęp do dobrych i konkurencyjnych cenowo rozwiązań technicznych.
Zastosowanie w 95% małych elektrowni wodnych generatorów asynchronicznych , a
właściwie silników asynchronicznych wykorzystanych do pracy generatorowej wymaga
również stosowania bardziej rozbudowanej automatyki zabezpieczeniowej i kontrolnej,
związanej miedzy innymi z wielkościami prądów , kompensacją mocy biernej , grzaniem
generatorów.
Poziom techniczny przekłada się bezpośrednio na koszty eksploatacji małych elektrowni
wodnych : ciągłość pracy, utrzymanie właściwych parametrów , bezpieczeństwo , a w
rezultacie ilość wyprodukowanej energii.
19
Zabezpieczenia sieci do której przyłączane są małe elektrownie wodne
Bardzo ważne jest zapewnienie bezpieczeństwa sieci i urządzeń elektrycznych
użytkowników przyłączonych do sieci do której dostarczana jest energia z małych elektrowni
wodnych. Wymagania dotyczące zabezpieczeń określane są przez właściciela / spółkę
dystrybucyjną / lokalnej sieci do której przyłączana jest elektrownia.
W większości małych elektrowni wodnych zabezpieczenia zabudowywane są w układzie
minimum określonego przez właściciela sieci , pomimo , że udział tych urządzeń w kosztach
inwestycji jest niewielki. Podstawowymi , stosowanymi zabezpieczeniami sieci są:
zabezpieczenia częstotliwościowe i zabezpieczenia napięciowe. Utrzymanie parametrów
jakościowych energii elektrycznej oraz zapewnienie bezpieczeństwa sieci oraz przyłączonych
do niej urządzeń odbiorców wymaga stosowania nowoczesnej i niezawodnej aparatury,
projektowanej budowanej do pracy jako zabezpieczenia.
Energetyka wodna na Dolnym Śląsku – perspektywy rozwoju
Potencjał
Na potencjał energetyki wodnej należy spojrzeć w następujący sposób:
- ile będą w stanie zapłacić inwestorzy na każdy kolejny kilowat mocy zainstalowanej
w elektrowniach wodnych ?
Powyższe dotyczy w szczególności MEW , w których koszt każdego kolejnego
zainstalowanego kilowata mocy będzie coraz wyższy.
- ile będą w stanie zapłacić odbiorcy za każdą kolejną kilowatogodzinę wyprodukowaną
w elektrowniach wodnych ?
Uwarunkowania regionalne- perspektywy rozwoju elektrowni wodnych
1. Konieczna jest modernizacja elektrowni obecnie eksploatowanych szczególnie w
zakresie zastosowania automatyki, systemów nadzoru i sterowania .
2. Rozwój elektrowni wodnych możliwy jest z uwzględnieniem podziału na obszary-
wybrane mniejsze regiony Dolnego Śląska, w których występują sprzyjające warunki
do rozwoju małej energetyki wodnej.
3. Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego przy wykorzystaniu elektrowni
wodnych możliwe jest w wybranych regionach po modernizacji elektrowni,
przebudowie sieci rozdzielczej, po zabudowie nowoczesnych systemów sterowania i
nadzoru sieci.
4. Elektrownie wodne mogą stanowić istotne regionalne źródło energii przy tworzeniu
lokalnych systemów zaopatrzenia w energię.
Uwarunkowania klimatyczne i środowiskowe,
Region Dolnego Śląska jest regionem o specyficznych walorach klimatycznych i
środowiskowych. Jest szczególnym miejscem do budowy „ekologicznych regionów” w
których może być wykorzystywana ekologiczna energia elektryczna, wytwarzana między
innymi w elektrowniach wodnych. Wskazanym przykładem do budowy ekologicznego
regionu może być obszar 6 powiatów : Jelenia Góra, Lwówek, Bolesławiec, Zgorzelec,
Kamienna Góra i Lubań , na terenie których występują unikalne warunki klimatyczne i
20
krajobrazowe oraz znaczące zasoby energii wodnej już wykorzystane i możliwe do
wykorzystania.
Uwarunkowania finansowe,
Konieczne jest stworzenie prostych mechanizmów dostępu do środków finansowania
inwestycji , szczególnie MEW , udział samorządów lokalnych we wskazanych inwestycjach
oraz w pozyskiwaniu środków na te inwestycje, szczególnie z funduszy europejskich.
Uwarunkowania społeczne.
Powodów dużego zainteresowania mini hydroenergetyką jest wiele. Waga argumentów „za”
zależy rodzaju i skali korzyści. Jednym z najważniejszych warunków dla inwestora-
wytwórcy, są z reguły stabilne przychody i relatywnie wysoka stopa zwrotu z inwestycji.
Zapewnienie tego warunku wymaga często wprowadzenia określonych mechanizmów
wsparcia, np. mechanizm obrotu tzw. świadectwami pochodzenia energii ze źródeł
odnawialnych. Z punktu widzenia środowiska ważna jest redukcja emisji CO2, a także udział
w utrzymaniu zlewni rzek. Często restytuuje się nieczynne piętrzenia, odtwarza obiekty tzw.
mikroretencji. Powstałe zbiorniki poprawiają warunki wilgotnościowe na przyległych
terenach. Rozwój MEW wpisuje się dobrze w politykę tzw. Zrównoważonego Rozwoju
Regionów,
Dostęp do nowych technologii – przepływ informacji,
Jednym z bardzo ważnych warunków racjonalnego wykorzystania zasobów naturalnych i
środków jakimi dysponują inwestorzy i odbiorcy energii jest zapewnienie przepływu
informacji . INWESTORZY
Przepływ informacji, dostęp do opracowań , materiałów informacyjnych pozwoli właściwie
wykorzystać zasoby energii odnawialnej , zoptymalizować koszty inwestycji a tym samym
utrzymać na racjonalnym poziomie koszty produkcji energii z tych źródeł, przy jednoczesnym
zwiększeniu bezpieczeństwa energetycznego regionu .
ODBIORCY Najważniejszą grupą jest ta największa , która nie jest zorientowana i zainteresowana
tematyką.
Tą grupę warto zainteresować i przygotowywać do świadomego wspierania przedsięwzięć
ekologicznych poprzez akceptację , szczególnie w zakresie ponoszenia kosztów związanych z
produkcją i zakupem energii z tych źródeł oraz pozytywnego wpływu na środowisko we
wskazanych obszarach zamieszkiwanych przez społeczności lokalne.
Bezpieczeństwo energetyczne – elektrownie wodne,
Najważniejszym zagadnieniem jest zapewnienie bezpieczeństwa sieci i urządzeń
elektrycznych użytkowników przyłączonych do sieci do której dostarczana jest energia z
21
elektrowni wodnych, zarówno w warunkach normalnej pracy sieci ogólnej jak i pracy na sieć
wydzieloną. Utrzymanie parametrów jakościowych energii elektrycznej oraz zapewnienie bezpieczeństwa
sieci oraz przyłączonych do niej urządzeń odbiorców wymaga stosowania nowoczesnej i
niezawodnej aparatury zabezpieczeniowej i sterowania zarówno w elektrowniach jak również
układach sterowania i zarządzania sieciami lokalnymi.
Monitorowanie elektrowni wodnych ze względu na bezpieczeństwo energetyczne.
Wykorzystanie dotychczasowe elektrowni wodnych pod kątem bezpieczeństwa
energetycznego Dolnego Śląska.
Wszystkie elektrownie wodne przyłączone są do sieci ogólnej a wyprodukowana energia
elektryczna sprzedawana jest spółkom dystrybucyjnym. Żadna z elektrowni nie pracuje na sieć wydzieloną.
Przed rokiem 2000 podejmowane były działania mające na celu wykorzystanie części
elektrowni wodnych
( zbiornikowych ) do pracy „na wyspę” , to jest zasilenia wybranych odbiorów w przypadku
ewentualnego blackoutu.
Rozważana była również możliwość wykorzystania największych elektrowni wodnych w
procesie odbudowy systemu.
Sporadycznie wykorzystywano małe elektrownie do krótkotrwałego zasilania odbiorów o
małych mocach, nie mających zasilania z sieci ogólnej.
Możliwości wykorzystania elektrowni wodnych dla zapewnienia bezpieczeństwa
Dolnego Śląska
Wykorzystanie elektrowni wodnych w systemie bezpieczeństwa energetycznego możliwe jest
jedynie w skali regionalnej i odnosi się wyłącznie do elektrowni wodnych – zbiornikowych
należących do energetyki zawodowej.
Włączenie tych elektrowni w system bezpieczeństwa wiąże się ze znacznymi nakładami
związanymi z modernizacją samych elektrowni tj. z wyposażeniem ich w nowoczesne
systemy nadzoru i sterowania jak również przebudowę lokalnych sieci rozdzielczych pod
kątem pracy wyspowej, tj. wyposażeniem w złożone systemy podziału sieci, systemy
sterowania i monitorowania.
W szczególnych wypadkach największe elektrownie wodne mogą być wykorzystane do
odbudowy systemu elektroenergetycznego.
Istnieją też możliwości wykorzystania małych elektrowni wodnych o mocach
zainstalowanych do 0,5 MW dla zasilania znajdujących się w pobliżu, wybranych
niewielkich odbiorów w układzie : elektrownia wodna- zasilanie podstawowe, sieć
energetyczna- zasilanie rezerwowe.
Konieczna jest jednak całkowita przebudowa takich elektrowni, tj zainstalowanie
generatorów synchronicznych oraz nowoczesnej automatyki sterowania i nadzoru.
Wskazanie nowych inwestycji :
-Budowa Stopnia Wodnego i elektrowni Malczyce (Powyżej 1 MW).
Jednym z zadań "Programu dla Odry-2006" jest utrzymanie i rozwój żeglugi śródlądowej.
Budowa Stopnia Wodnego Malczyce jest priorytetową inwestycją realizującą to zadanie.
22
Inwestycja ma na celu:
- przedłużenie skanalizowanego odcinka Odry o 17,5 km,
- ochronę stopnia wodnego Brzeg Dolny przed utratą stateczności i podmywaniem (obecnie
jest to najbardziej zagrożony obiekt hydrotechniczny w Polsce),
- przywrócenie pierwotnych poziomów wód gruntowych ,
- zapobieżenie przesuszaniu terenów przyległych w szczególności lasów łęgowych,
kompleksu 950 ha lasów dębowych,
Moc zainstalowana elektrowni wodnej 11,4 MW.
Budowa została rozpoczęta w roku 1997. Inwestorem bezpośrednim jest Regionalny Zarząd
Gospodarki Wodnej we Wrocławiu. Stopień Wodny Malczyce zlokalizowano w 300 km w
zawału na prawym brzegu rzeki Odry ok. 5 km powyżej miejscowości Malczyce.
Zakres wszystkich przewidzianych prac obejmuje:
- Jaz klapowy trzyprzęsłowy (podstawowy obiekt piętrzący i regulujący przepływ wody) z
przepławką dla ryb,
- Jaz stały o długości 300 m w tym części przelewowej 130 m , konstrukcja ziemna z
ubezpieczeniami betonowo-kamiennymi (wspomagający jaz klapowy podczas przepuszczania
wezbrań rzeki przy przepływach Q10 i większych),
- Śluza żeglugowa z awanportami o długość 190 m, szer 12 m,
Całkowity koszt inwestycji wyniesie - 418 mln zł.
Budowa finansowana jest ze środków celowych Programu dla Odry 2006 oraz przez
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
-Elektrownia szczytowo- pompowa Młoty (powyżej 1 MW)
Elektrownia szczytowo-pompowa, korzystająca z dwóch dużych zbiorników wodnych o
powierzchni kilkudziesięciu ha i położonych na różnych poziomach. Dolny, który zaleje w
dużej mierze wieś, ma mieć pojemność 12,5 mln m3, górny 6,9 mln m3. Połączy je
podziemna sztolnia wykuta w skale o długości 345 metrów (w pionie 80 metrów).
Przewidywane są do zainstalowania trzy turbiny o mocy 250 MW każda.
23
3.5.2 Bezpieczeństwo energetyczne – elektrownie wiatrowe,
24
Wykorzystanie elektrowni wiatrowych pod kątem bezpieczeństwa energetycznego.
Przyłączenie elektrowni wiatrowej do systemu elektroenergetycznego w sposób znaczący
wpływa na stan pracy tego systemu. Na stan ten wpływ ma zarówno ilość przyłączonych
źródeł jak i sposób przyłączenia. Zmianie ulegają rozpływy mocy czynnej, biernej, napięcia
w węzłach systemu a w konsekwencji może to mieć wymierny wpływ na parametry energii
elektrycznej dostarczanej do odbiorców finalnych jak również na pewność ich zasilania.
Dodatkowym efektem jest zwiększający się udział energetyki wiatrowej w bilansie
energetycznym przedsiębiorstw dystrybucyjnych, który niesie za sobą konieczność
zapewnienia precyzyjnego i pewnego w działaniu monitoringu pracy tych elektrowni oraz
stworzenia szybkich i pewnych w działaniu systemów sterowania i nadzoru mogących
reagować na zmiany parametrów energii elektrycznej, będących skutkiem zmian warunków
atmosferycznych. Systemy winny posiadać również możliwość reagowania na pracę
elektrowni wiatrowej w warunkach awaryjnych systemu elektroenergetycznego tak by
warunki te nie spowodowały uszkodzeń w sieci i urządzeniach farmy wiatrowej, jak również,
by utrzymująca się w tych warunkach praca farmy nie powodowała pogłębiania się stanu
awaryjnego systemu elektroenergetycznego. Wszystko to skłania do przekonania, że
przyłączanie do systemu elektroenergetycznego źródeł rozproszonych energii elektrycznej
winno skutkować wszechstronnym monitoringiem stanu pracy systemu
elektroenergetycznego ale nade wszystko pracy poszczególnych elektrowni wiatrowych i to w
dobrze pojętym interesie zarówno właścicieli farm wiatrowych jak i operatorów systemu
elektroenergetycznego.
Analizując dotychczasowe doświadczenia związane z przyłączaniem elektrowni
wiatrowych należy wyróżnić kilka płaszczyzn, w których monitoring winien się odbywać:
25
Stały nadzór nad jakością energii elektrycznej wytwarzanej i oddawanej do systemu
elektroenergetycznego.
Należy tu mieć na względzie utrzymanie standardów jakości energii elektrycznej,
o których mowa jest w Instrukcjach Ruchu i Eksploatacji Sieci Elektroenergetycznej
operatora systemu, na którego obszarze następuje przyłączenie.
W szczególności:
-elektrownia wiatrowa nie powinna powodować wahań napięcia przekraczających 3%. Gdy
zmiany napięcia spowodowane pracą elektrowni wiatrowej mają charakter powtarzający się,
zakres jednorazowej szybkiej zmiany wartości skutecznej napięcia nie może przekraczać
2,5% dla częstości do 10 zakłóceń na godzinę i 1,5% dla częstości do 100 zakłóceń na
godzinę. Dotyczy to również przypadków rozruchu i wyłączeń poszczególnych jednostek,
-współczynniki uciążliwości migotania światła w punkcie przyłączenia elektrowni wiatrowej,
które nie powinny przekraczać wartości:
- krótkoterminowy: 0,35 – dla sieci 110 kV i 0,45 – dla sieci SN,
- długoterminowy: 0,25 – dla sieci 110 kV i 0,35 – dla sieci SN,
-elektrownia wiatrowa nie powinna powodować w miejscu przyłączenia emisji
harmonicznych prądów i napięć rzędu od 2 do 50 większych niż 0,7% dla sieci 110 kV oraz
1,5% dla sieci SN.
Powyższe wymagania dotyczące jakości energii elektrycznej powinny być spełnione
przez elektrownię wiatrową w okresie każdego tygodnia przez 99% czasu dla elektrowni
przyłączanych do sieci 110 kV, a dla elektrowni przyłączanych do sieci SN przez 95% czasu
tygodnia.
Elektrownie wiatrowe winny być wyposażone w system pomiaru i rejestracji parametrów
jakości energii (współczynnika migotania światła, harmonicznych napięcia i prądu,
umożliwiających rejestrację przebiegów szybkozmiennych jak zaniki i zapady napięcia).
System taki winien również umożliwiać teletransmisję danych pomiarowych i rejestrów do
systemów nadzorów operatorów systemów elektroenergetycznych, dystrybucyjnego
i przesyłowego.
3.5.3 Bezpieczeństwo energetyczne – elektrownie/ instalacje fotowoltaiczne,
26
Wykorzystanie elektrowni/ instalacji fotowoltaicznych pod kątem bezpieczeństwa
energetycznego.
Na terenie Dolnego Śląska występuje szereg instalacji wykorzystujących energie słoneczną
zarówno w sektorze energetycznym, publicznym jak i wśród klientów indywidualnych.
Instalacje przetwarzające energię słoneczną w energię cieplną – kolektory należą do
najpopularniejszych
Instalacje przetwarzające energię słoneczną w energię elektryczną- fotowoltaiczne
- mikro-instalacje
- farmy
Ranking przedsięwzięć ze względu na bezpieczeństwo energetyczne na Dolnym Śląsku
I - wymiana źródeł światła wzdłuż ciągów komunikacyjnych na
terenie poszczególnych gmin oraz na terenie całego regionu.
27
II - zmiana systemu zasilania oświetlenia ciągów komunikacyjnych
z tradycyjnego na wykorzystujące energie słoneczną.
III - poprawa systemów sterowania komunikacją drogową i
monitoringu na instalację opartą o instalacje fotowoltaiczne.
IV - wykorzystanie dużych wolnych powierzchni na jednostkach
użyteczności publicznej jako podtrzymanie źródła zasilania i
oświetlenia.
3.6 Zasady i metody monitorowania źródeł OZE ze względu na
bezpieczeństwo energetyczne.
Przedmioty monitorowania: Bezpieczeństwo krótkoterminowe
W przypadku awarii:
– miejsce, rodzaj, częstość występowania, czas trwania i zakres awarii,
– koszt usunięcia awarii,
Inne:
– stopień wyszkolenia personelu i jgo przygotowanie do sprawnego usuwania awarii,
– straty w produkcji energii
Bezpieczeństwo średnioterminowe
– przepływy dobowe i roczne wody,
– płynność finansowa i inne syntetyczne wskaźniki finansowe,
– realizacja zaplanowanych remontów i modernizacji,
Bezpieczeństwo długoterminowe
– polityka cenowa,
– plany rozwojowe przedsiębiorstwa w kontekście technicznych i finansowych
możliwości ich realizacji.
Monitorowanie przepływów pod kątem wielkości produkcji energii,
Zakres przedmiotowy:
Praca normalna
– moce osiągalne
– produkcja energii.
Wyłączenia elektrowni
– moce osiągalne ( on-line)
– plany wyłączeń (roczne, kwartalne, tygodniowe, dobowe)
– obserwacja mocy osiągalnych (on-line, plany roczne i wieloletnie)
– obserwacja produkcji energii (on-line, plany roczne i wieloletnie)
Monitorowanie wielkości produkcji pod kątem udziału w sprzedaży energii odbiorcom
finalnym na obszarze : całego Dolnego Śląska, regionów,
Zakres przedmiotowy:
Praca normalna
– produkcja energii.
Wyłączenia elektrowni
28
– plany wyłączeń (roczne, kwartalne, tygodniowe, dobowe)
– obserwacja produkcji energii (on-line, plany roczne i wieloletnie)
Monitorowanie przerw w pracy elektrowni wywołanych względami technicznymi
( awarie...)
Zakres przedmiotowy
– wiek urządzeń
– stan techniczny urządzeń,
Zakres operacyjny:
– analizy roczne
– analizy wieloletnie (3 lata)
– plany inwestycyjno-remontowe (1 rok)
– plany rozwoju (3, 5, 15 lat)
metody (sprawozdania, analizy, procedury ISO)
– procedury utrzymania (na bieżąco)
– analiza awaryjności (kwartał, rok, wieloletnie)
monitorowanie grup elektrowni pod kątem dostawy energii ( odbudowy systemu ) w
sytuacjach kryzysowych, całkowitych blackautach.
3.7 Bariery w rozwoju OZE ze względu na bezpieczeństwo energetyczne.
Bariery prawne.
Niedostosowanie przepisów Prawa o zamówieniach publicznych do realizacji
inwestycji
Trudności z uzyskiwaniem „prawa do dysponowania nieruchomościami” w celu budowy
stopni wodnych i elektrowni.
Długotrwały proces uzyskiwania uzgodnień i pozwoleń związanych z realizacją inwestycji.
Bariery finansowe.
Elektrownie wodne - inwestycje o długim okresie zwrotu nakładów, do nawet 30 lat. To
trzykrotnie dłuższy okres niż w przypadku elektrowni wiatrowej o mocy do 1 MW (8-10 lat).
Przewaga elektrowni wodnych nad wiatrowymi polega na tym, iż dwukrotnie większy jest
średni czas wykorzystania ich mocy zainstalowanej.
Dla elektrowni wodnych wynosi on 4000 godzin, dla wiatrowych 2200 godzin.
Wzrastające koszty związane z utrzymaniem elektrowni w tym obciążenia publiczno-prawne.
Bariery techniczne,
Najważniejszym zagadnieniem jest zapewnienie bezpieczeństwa sieci do której dostarczana
jest energia z elektrowni wodnych, zarówno w warunkach normalnej pracy sieci ogólnej jak i
pracy na sieć wydzieloną.
Utrzymanie parametrów jakościowych energii elektrycznej oraz zapewnienie bezpieczeństwa
sieci oraz przyłączonych do niej urządzeń odbiorców wymaga stosowania nowoczesnej i
29
niezawodnej aparatury zabezpieczeniowej i sterowania zarówno w elektrowniach jak również
układach sterowania i zarządzania sieciami lokalnymi.
Bariery związane z przepływem informacji,
Ilość podejmowanych inicjatyw, organizowanych konferencji , seminariów , świadczy o
coraz większym zainteresowaniu rozwojem źródeł odnawialnych oraz ich miejscu i roli w
generacji rozproszonej. Wnioski , opracowania , które powstały w trakcie lub są wynikiem
tych przedsięwzięć ujmują szeroki zakres , gotowych , sprawdzonych w regionie rozwiązań.
Jednym z bardzo ważnych warunków racjonalnego wykorzystania zasobów naturalnych i
środków jakimi dysponują inwestorzy i odbiorcy energii jest zapewnienie przepływu
informacji poprzez zapewnienie właściwych form i środków przekazu.
Istotne jest wskazanie zakresu informacji kierowanej do wyodrębnionych grup
zainteresowanych , czy potencjalnych inwestorów. Zapewnienie możliwości uzyskania
informacji o uwarunkowaniach związanych z budową i eksploatacją elektrowni wodnych od
organizacji , placówek, firm, realizujących badania , programy badawcze z tego zakresu,
dysponujących rzetelna wiedzą i doświadczeniem w zakresie budowy i eksploatacji
elektrowni wodnych.
Skoordynowany , szybki przepływ informacji, dostęp do opracowań , materiałów
informacyjnych pozwoli właściwie wykorzystać zasoby energii odnawialnej ,
zoptymalizować koszty inwestycji a tym samym utrzymać na racjonalnym poziomie koszty
produkcji energii z tych źródeł, przy jednoczesnym zwiększeniu bezpieczeństwa
energetycznego regionu . Adresatów można podzielić na trzy główne grupy .
Zainteresowanych tą tematyką, to jest którzy chcieliby zapoznać się z zagadnieniami
dotyczącymi i wpływającymi na rozwój energetyki odnawialnej. Potencjalnych inwestorów
którzy oczekują wskazówek , informacji dotyczących przygotowania i realizacji inwestycji,
omówienia bardziej szczegółowych zagadnień technicznych , finansowania , eksploatacji
elektrowni czy sprzedaży, obrotu energią elektryczną. Nie mniej ważną a może najważniejszą
grupą jest ta największa , która w ogóle nie jest zorientowana i zainteresowana ta tematyką.
Tą grupę warto zainteresować i przygotowywać do świadomego wspierania tych
przedsięwzięć poprzez akceptację , szczególnie w zakresie ponoszenia kosztów związanych z
produkcją i zakupem energii z tych źródeł oraz pozytywnego wpływu na środowisko we
wskazanych obszarach zamieszkiwanych przez społeczności lokalne.
Bariery branżowe
Brak należytej koordynacji czasowej w zakresie budowy innej infrastruktury technicznej np.
budowy stopni wodnych , regulacji rzek, rozbudowy sieci elektroenergetycznej, itp.;
Brak projektów planów zaopatrzenia w energię elektryczną w większości gmin – ustawa
Prawo energetyczne z dnia 10.04.1997r.;
Bariery społeczne
Średnie ceny energii elektrycznej ze źródeł wodnych szacowane są w przedziale od 0,15 do
0,40 zł/kWh. To niewiele mniej niż średnie ceny energii wytworzonej w elektrowniach
wiatrowych: 0,25 do 0,40 zł/kWh, a więcej niż ceny energii pochodzącej z elektrociepłowni
na biomasę i biogaz (0,20-0,30 zł/kWh).
30
Bariery środowiskowe.
4. Klient na rynku energii, bezpieczeństwo zakupu i dostawy
energii elektrycznej, racjonalne wykorzystanie energii
Komisja europejska zaproponowała plan działania w sprawie racjonalnego wykorzystania
energii.
W tym celu potrzebne jest konsekwentne wsparcie i determinacja na najwyższym
politycznym szczeblu w całej Europie.
Wiele narzędzi pozostaje w dyspozycji poszczególnych krajów, są nimi dotacje i ulgi
podatkowe.
31
To właśnie na szczeblu krajowym można przekonać społeczeństwo, że racjonalne
wykorzystanie energii może mu przynieść wymierne oszczędności.
Również UE może oddziaływać w sposób decydujący, a wspomniany plan działania
zabezpieczy konkretne środki realizacji tego celu ( 20 % ) do 2020 roku.
5. Bezpieczeństwo energetyczne w aspekcie planów rozwoju
energetyki w Regionie, Polsce, Europie do 2050 roku
Głównymi celami polityki energetycznej Państwa/ Regionu jest :
-poprawa efektywności energetycznej,
-ograniczenie emisji gazów cieplarnianych,
-dywersyfikacja wytwarzania,
-rozwój energetyki niekonwencjonalnej (tzw. OZE),
-wzrost bezpieczeństwa dostaw paliw.
Aby można było te cele osiągnąć w Polsce, potrzebne są duże inwestycje –
100-200 mld zł, nie tylko w wytwarzanie energii, ale także w jej przesyłanie.
To nie tylko wysoki koszt dla gospodarki, ale także dla odbiorców indywidualnych.
Wytwarzanie w źródłach odnawialnych 64 proc. konsumowanej energii w 2050 r.- warunek -
zwiększenie efektywności energetycznej, czyli oszczędniejsza gospodarka energią
Przyjęcie przez Komisję Europejską planu obniżenia unijnych emisji CO2 o ponad 80 proc.
do 2050 roku.
/ Tego dokumentu nie poparła Polska w obawie, że może on prowadzić do zwiększenia 20-
proc. celu redukcji emisji w roku 2020../
W perspektywie do 2050 roku nastąpi duża poprawa efektywności energetycznej, gwałtowny
rozwój odnawialnych źródeł energii,
powszechnie stosowana będzie energetyka jądrowa,
technologia wychwytywania i składowania CO2 (CCS).
Ma to prowadzić do mniejszego zużycia energii o 32-41 proc. w 2050 r. w stosunku do
poziomu z lat 2005 - 2006.
Wszystkie scenariusze przewidują wzrost cen energii elektrycznej do 2030 roku, a dopiero
później spadek. Jakkolwiek w scenariuszu, w którym źródła odnawialne stanowią aż 75 proc.
całej konsumowanej energii oraz 97 proc. energii elektrycznej, ceny będą rosły nawet po 2030
roku.
Rośnie rola energii elektrycznej, jej udział w zapotrzebowaniu, analitycy KE szacują na 36
proc. w 2050 r. Ma się tak dziać za sprawą bardziej powszechnego użytkowania
elektrycznych samochodów.
Na inwestycje w unijną energetykę do 2050 roku potrzeba 2,5 bln euro rocznie. Inwestycje te
będą łagodzone oszczędnościami wynikającymi z niższych kosztów paliw. Pomimo to UE
będzie w 2050 roku importować od 35 do 45 proc. energii, w porównaniu do 58 proc., gdyby
kontynuowała obecną politykę.
32
6. Powiązania energetyki w Regionie z energetyką w obszarach
przyległych w Europie
Powiązania sieciowe na poziomie Regionu:
- Sieci wysokiego napięcia:
Obecnie brak jest powiązań po stronie wysokiego napięcia / linia 110kV do Niemiec jest
rozmostkowana/
- Sieci średniego napięcia i niskiego napięcia:
Powiazania po stronie średniego i niskiego napięcia występują w pasie górskim i stanowią
w przeważającej większości zasilanie rezerwowe.
Rozliczenie za pobraną energię realizowane jest przez lokalne spółki obrotu.
Zródło PSE
7. Energetyka w Regionie i w Polsce na tle energetyki w Europie
Aż 23–28 mld euro powinno być przeznaczone na inwestycje
w europejskie sieci przesyłowe – dane europejskiej sieci ENTSO-E grupującej operatorów
przesyłowych z UE i innych krajów.
Sieci, które przesyłają energię z elektrowni do domów, mają ponad 100 lat. Europejska sieć
energetyczna była budowana pod system zdominowany przez duże elektrownie opalane
węglem lub gazem oraz elektrownie jądrowe.
33
Tymczasem w przyszłości więcej energii elektrycznej będzie wytwarzane w odległych
miejscach, takich jak farmy wiatrowe na morzach północnych albo panele słoneczne na
południu Europy.
Do przesyłania energii z tak odległych zakątków potrzebna jest sprawna i zintegrowana sieć
przesyłowa. Według ENTSO-E oznacza to, że trzeba będzie zbudować 35 tys. km nowych
linii energetycznych, a 7 tys. km linii zmodernizować.
Problemem może być finansowanie inwestycji, które mają zapewnić głównie prywatni
inwestorzy. Komisja Europejska powinna przedstawić dokładne kwoty, jakie będą potrzebne
na nowe sieci i inne duże inwestycje w infrastrukturę energetyczną oraz możliwe źródła
finansowania tych inwestycji.
8.Podsumowanie
Czysto techniczne podejście do zapewniania bezpieczeństwa energetycznego nie da
skutecznych rezultatów. Drugim składnikiem jest uzyskanie wysokiego poziomu spójności
celów między podmiotami odpowiedzialnymi za dostawy energii, w szczególności
samorządami i przedsiębiorstwami sektora energetycznego.
Uwarunkowania zewnętrzne i wewnętrzne wskazują na dynamicznie rosnącą rolę
samorządów lokalnych w kreowaniu kierunku rozwoju usług infrastrukturalnych, których
istotną częścią jest bezpieczeństwo energetyczne. Odpowiedzialność władz samorządowych
(gminy, powiatu, województwa) za zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego
mieszkańców jest coraz częściej uwypuklana w opracowywanych planach przestrzennego
zagospodarowania i rozwoju bazy paliwowo – energetycznej. Gminne i regionalne władze
samorządowe przejmują główną odpowiedzialność za absorpcję środków unijnych, których
większa część jest przeznaczona na realizację Operacyjnego Programu Infrastruktura i
Środowisko.
Nie zakładano a przynajmniej nie przygotowano się do tego technicznie i operacyjnie, aby
możliwym była dłuższa praca samodzielna jakiejś wyspy obszarowej na Dolnym Śląsku.
Bezpieczeństwo energetyczne Dolnego Śląska na dzień dzisiejszy jest możliwe do
zachowania tylko i wyłącznie wtedy, gdy weźmie się pod uwagę dostępność usługi, w tym jej
pełne rezerwowanie, w kontekście większego obszaru -takiego jak Polski System
Elektroenergetyczny.
34
Literatura:
[1] Analiza stanu obecnego sektora ciepłowniczego i monitoring poziomu bezpieczeństwa
energetycznego ; dr. Inż. Andrzej Olszewski ;Karpacz; 06 wrzesień 2007r.
[2] Szanse i zagrożenia rozwoju energetyki wodnej w Polsce” ; Stanisław
Lewandowski;Towarzystwo Elektrowni Wodnych; Warszawa ; 2006
[3] „Bezpieczeństwo energetyczne kraju w aspekcie rozwoju energetyki odnawialnej do roku
2010” ; Lipiński G. ; Materiały Międzynarodowej Konferencji Procesorów Energii „ECO
– €URO – ENEGIA”; Bydgoszcz ; 2-3 kwietnia 2004 r.
[4] „Energetyka odnawialna w regulacji dyrektywy 2001/77/EC i 2003/54/WE oraz w
prawie polskim, a możliwości rozwoju lokalnych rynków energii elektrycznej”; Muras Z
Materiały Międzynarodowej Konferencji Procesorów Energii „ECO – €URO –
ENEGIA”; Bydgoszcz ; 2-3 kwietnia 2004 r.
[5] „Główne ryzyka i szanse na rynkach inwestycji infrastrukturalnych, w tym energetyki
rozproszonej, i kapitałowych w gminach. Seminarium: Ryzyko inwestycyjne w
energetyce rozproszonej. Strategia zdobycia rynków energetyki rozproszonej”; Popczyk J
;Warszawa; marzec 2002;
[6] Planowanie energetyczne w gminie. Generacja rozproszona (kogeneracja gazowa, źródła
odnawialne) oraz przedsiębiorstwa multienergetyczne w strategii gmin ; Kulesa M.;
Wybrane przykłady. Partner RE Sp. z o.o.; Energetyka 1/2003
[7] „Energia i bezpieczeństwo dla Europy“ Niemiecki Instytut Historyczny; Warszawa.;
czerwiec 2007r;
[8] „ Gdy skończą się kopaliny nie będziemy mieć wyboru” ; Marek Łukasz Michalski;
Gigawat energia ;24 sierpień 2006.
[9] Poradnik inwestora Małych Elektrowni Wodnych ; Bobrowicz W. ; Leonardo 2006,
[10]Ministerstwo Gospodarki: Założenia polityki energetycznej Polski do 2020 roku.
Dokument przyjęty przez Radę Ministrów 22 lutego 2000 r.
[11]Ministerstwo Gospodarki: Ocena realizacji i korekta założeń polityki energetycznej
Polski do 2020 roku. Dokument przyjęty przez Radę Ministrów z kwietnia 2002 r.
[12]Ministerstwo Gospodarki: Polityka energetyczna Polski do 2025 roku. Dokument
przyjęty przez Radę Ministrów 4 sierpnia 2005 r.
[13]Lewandowski S., Ostajewski E., Ciesielka E., Zdulski W., Borodynko J., Piela K.:
Aktualny stan przygotowań elektrowni wodnych do pełnienia roli źródeł rozruchowych w
systemie elektroenergetycznym . I Konferencja Naukowo-Techniczna Black-out a
35
Krajowy System Elektroenergetyczny – Materiały konferencyjne, 14-15 kwietnia
2004,Poznań.
[14]PN-EN 61400-21 – Turbozespoły wiatrowe. Część 21: Pomiar i Ocena parametrów
jakości energii dostarczanej przez turbozespoły wiatrowe przyłączone do sieci
elektroenergetycznej.
[15]Lubosiny Z.: Elektrownie wiatrowe w systemie elektroenergetycznym.
[16]Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej
[17]Pyzalska A.; Odnawialne źródła energii na Dolnym Śląsku- materiały konferencyjne.