27.12.2017

Polska energetyka 2050 4 scenariusze Andrzej Rubczyński

Cel analizy

• Ekonomiczne, społeczne i środowiskowe skutki realizacji 4 różnych scenariuszy rozwoju polskiej energetyki. • Wpływ na bezpieczeństwo energetyczne kraju. • Wsparcie dyskusji o polityce energetycznej państwa w perspektywie do 2050 r.

1

27.12.2017

Metodyka analizy

Modelowanie rynku energii – enervis Energy Advisors •

Budowa miksu wytwórczego i dobór jednostek w oparciu o długoterminowe koszty krańcowe.

•

Dobór jednostek, w każdej godzinie pracy, w oparciu krótkoterminowe koszty krańcowe z uwzględnieniem przepustowości połączeń transgranicznych.

Analiza ekonomiczna – WiseEuropa •

Ocena potencjału wykorzystania krajowych zasobów energetycznych.

•

Analiza całkowitych kosztów finansowych i zewnętrznych technologii energetycznych.

•

Ocena makroekonomicznego oddziaływania scenariuszy rozwoju energetyki.

Założenia do modelowania Zapotrzebowanie w 2050 r. •

Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną 1,4% rocznie do 220 TWh.

•

Wzrost mocy szczytowej 1.8% rocznie do 40 GW.

Źródła wytwarzania •

Uruchomienie budowanych jednostek węglowych i gazowych 5 GW.

•

Rezerwa mocy 9%

Prognozy cen paliw i CO2 •

Międzynarodowa Agencja Energii (Scenariusz referencyjny) oraz kontrakty Futures.

•

Te same ceny paliw dla 4 scenariuszy.

2

27.12.2017

WEO 2017 obniża nieznacznie prognozy (vs WEO 2016) ceny gazu, ropy i CO2. Jedynie wzrasta prognoza ceny węgla 2016

2017 2016

2017

Węgiel

Gaz

2016 2016 2017

2017

CO2

Ropa

Zbliżają się koszty zmienne produkcji energii z węgla i gazu, ale fuel switching nie następuje. WEO 2016 Koszt zmienny produkcji en. el.

WEO 2017 Koszt zmienny produkcji en. el.

CCGT

CCGT Węgiel

Węgiel

Różnica = Gaz - Węgiel Różnica = Gaz - Węgiel

Pomimo wysokiej ceny CO2 elektrownie węglowe taniej rezerwują zmienne OZE niż el. gazowe.

3

27.12.2017

4 scenariusze

Scenariusz węglowy

250

Produkcja energii w Polsce

TWh TWh

OZE Import

200

OZE

• Nowe bloki węglowe o mocy 10 GW od 2030 r. • Utrzymanie produkcji na węglu brunatnym budowa 2 kopalń i elektrowni 3 + 4 GW

Gaz

150

• Modernizacja istniejących bloków – wydłużenie żywotności o ok. 10 lat.

100

Węgiel

• Udział produkcji z OZE w 2050 r. = 17 %.

50

2046

2041

2036

2031

2026

2021

2016

0

Źródło : enervis Energy Advisors

4

27.12.2017

Scenariusz zdywersyfikowany z atomem

TWh 250

• Elektrownie jądrowe 4 x 1.5 GW od 2030r. zastępują produkcję z węgla brunatnego.

Produkcja energii w Polsce

TWh

Import

200

OZE

150

100

Gaz Węgiel

• Moc jednostek na węgiel kamienny w 2050r. 9.5 GW. Nie powstają nowe jednostki ze względu na brak opłacalności ekonomicznej. • Udział produkcji z OZE w 2050 r. = 38 %.

50

Atom 2046

2041

2036

2031

2026

2021

2016

0

Źródło : enervis Energy Advisors

Scenariusz zdywersyfikowany bez atomu

Produkcja energii w Polsce

TWh TWh

250

Import

200

• Brak elektrowni jądrowej – więcej OZE i gazu.

OZE

150

• Jednostki węglowe bez zmian.

• Udział produkcji z OZE w 2050 r. = 50 %.

100

Węgiel Gaz

50

2046

2041

2036

2031

2026

2021

2016

0

Źródło : enervis Energy Advisors

5

27.12.2017

Scenariusz OZE

TWh 250

Produkcja energii w Polsce

TWh

• Moc elektrociepłowni w 2050r. • 13 GW – EC gazowe • 7 GW – EC biomasa i biogaz

200

OZE

150

• EC dostarczają 50% mocy szczytowej.

Gaz

• 60% gazu w 2050 r. zużywają elektrociepłownie.

2046

100

• Udział produkcji z OZE w 2050 r. = 73 %.

Węgiel 50

2041

2036

2031

2026

2021

2016

0

Źródło : enervis Energy Advisors

Jaki jest potencjał OZE w 2050 r.?

Moc i produkcja energii z OZE w Polsce Typ źródła OZE Wiatr ląd

2050 r. 25 GW

Wiatr morze

9 GW

Fotowoltaika

24 GW

Hydroelektrownie

2 GW

Biogazownie

4 GW

Biomasa i odpady

3 GW

Produkcja OZE

160 TWh

Udział produkcji z OZE

73 %

6

27.12.2017

Cena energii

Hurtowa cena energii

€/MWh 110 100

Hurtowa cena energii elektrycznej

90

Ceny hurtowe będą rosły ze względu na: • wzrost cen paliw, • wzrost cen uprawnień do emisji CO2.

80 70 60 50 40 30 20 10 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050

0

Węglowy Zdywersyfikowany bez EJ

Możliwości ograniczenia cen i kosztów dla odbiorcy: • większy udział technologii niskoemisyjnych, • mniejszy udział jednostek o wysokich kosztach paliwa, • lepsze wykorzystanie połączeń z innymi systemami energetycznymi, • efektywność energetyczna.

Zdywersyfikowany Odnawialny

Źródło : enervis Energy Advisors

7

27.12.2017

Kształtowanie ceny hurtowej przy wysokiej cenie CO2

PLN/MWh

Scenariusz OZE

Cena energii

X Gaz Gaz OZE

OZE

OZE

OZE

OZE

Popyt krajowy

MWh

Popyt krajowy

Produkcja energii

MWh

Źródło : Forum Energii

Kształtowanie ceny hurtowej przy wysokiej cenie CO2

PLN/MWh

Scenariusz OZE

Cena energii

X Gaz Gaz OZE

OZE Produkcja energii

OZE

OZE

OZE

Źródło : Forum Energii

8

27.12.2017

Kształtowanie ceny hurtowej przy wysokiej cenie CO2

Scenariusz węglowy

PLN/MWh

Cena energii

Y

Węgiel

Węgiel

Węgiel

Węgiel

Gaz

OZE

Popyt krajowy

MWh

Popyt krajowy

Produkcja energii

MWh

Źródło : Forum Energii

Kształtowanie ceny hurtowej przy wysokiej cenie CO2

OZE

OZE

Scenariusz węglowy

PLN/MWh

Cena energii

Y

Węgiel

Węgiel

Węgiel

Węgiel

Gaz

OZE Produkcja energii

Źródło : Forum Energii

9

27.12.2017

Kształtowanie ceny hurtowej przy wysokiej cenie CO2

Scenariusz węglowy

PLN/MWh

Cena energii

Y

Węgiel

Węgiel OZE

OZE

Gaz

OZE

Popyt krajowy

Produkcja energii

Węgiel

MWh

Źródło : Forum Energii

Bezpieczeństwo energetyczne

10

27.12.2017

Zużycie gazu w 4 scenariuszach

mld. m3

Zużycie gazu dla celów energetycznych 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0

(w elektrociepłowniach i elektrowniach)

Scenariusz węglowy

Scenariusz zdywersyfikowany z EJ

Scenariusz zdywersyfikowany bez EJ

Scenariusz OZE

Całkowite zużycie gazu w Polsce: •

Obecne zużycie, w 2016 r

16 mld m3

•

Scenariusz węglowy w 2050 r

20 mld m3

•

Scenariusz OZE w 2050 r

25 mld m3

Różnica pomiędzy scenariuszami

5 mld m3

Źródło : enervis Energy Advisors

Wydobycie węgla brunatnego

Wydobycie węgla brunatnego w scenariuszu węglowym 14

Podaż: • •

12

Mtoe

10

Do 2030 r. wyczerpią się złoża węgla brunatnego po 2030r. W scenariuszu węglowym - 2 nowe kopalnie oraz elektrownie 3 tys. MW i 4 tys. MW.

Nowa KWB 2

8

Ryzyka:

6 4

Nowa KWB 1

2

Istniejące kopalnie węgla brunatnego (KWB)

0 2017 2020 2023 2026 2029 2032 2035 2038 2041 2044 2047 2050

•

Opór społeczny

•

Koszt budowy ok. 20 mld. zł.

• Konieczność pracy w podstawie obciążenia.

Źródło : WiseEuropa

11

27.12.2017

Przewidywane wydobycie węgla kamiennego

Podaż:

Wydobycie węgla kamiennego w scenariuszu węglowym

•

Spadek podaży - uwarunkowania geologiczne i koszty wydobycia.

•

W scenariuszu węglowym w 2050 r. wydobycie krajowego węgla energetycznego wynosi 32 mln. t.

70 60

modernizacja

mln. ton

50 40

Ryzyka:

30

•

Opór społeczny wobec budowy nowych kopalń.

20

•

Brak kadr w górnictwie.

•

Konieczność wzrostu wydajności wydobycia z 700 ton/rok do ok. 2 000 t/rok.

•

Konkurencja importu.

10

Istniejące kopalnie węgla kamiennego (KWK)

0 2017 2020 2023 2026 2029 2032 2035 2038 2041 2044 2047 2050 Źródło : WiseEuropa

Poziom importu węgla w scenariuszu węglowym Bilans importu i produkcji krajowej węgla kamiennego w dwóch opcjach budowy kopalń

30

Opcja 2 Budowa KWK tylko w Lubelskiem

35 30

Import

15 10

Mtoe

25

20

Krajowy

• Import rośnie najbardziej w scenariuszu węglowym od 21 do 43 mln. t. w 2050 r.

20

Import

15 10

5

5

0

0

2017 2020 2023 2026 2029 2032 2035 2038 2041 2044 2047 2050

Mtoe

25

• Pozostałe scenariusze - równowaga krajowej produkcji węgla i popytu.

Krajowy

2017 2020 2023 2026 2029 2032 2035 2038 2041 2044 2047 2050

35

Opcja 1 Budowa KWK na Śląsku i Lubelskiem oraz KWB 1 + KWB 2

Źródło : WiseEuropa

KWK – kopalnia węgla kamiennego KWB - kopalnia węgla brunatnego

12

27.12.2017

Koszt energii

Koszty produkcji energii w okresie analizy Suma kosztów

mld euro

mld euro

w okresie 2016 - 2050 600

556

600 500

529

556

500

529

85

159

400 400

545

541

545

69 16

42

203

216

14

14

81

83

111

102

15

207 300 300 200

208

Koszt : CO2, import energii elektrycznej, zakup paliw, OPEX i CAPEX.

•

Nie obejmuje zewnętrznych kosztów środowiskowych.

•

Poziom kosztów silnie uzależniony od wahań cen paliw i CO2.

541

89

36

•

13

200 20

100

68

100 0

86 Węglowy 0

Zdywersyfikowany

Węglowy

CO2

Import netto

Zdywersyfikowany

Paliwo

103

• 134

Zdywersyfikowany bez EJ

Odnawialny

Zdywersyfikowany bez EJ

OPEX zmienny

•

Odnawialny

OPEX stały

CAPEX

Koszty różnych scenariuszy są zbliżone, zmienia się struktura. Ważna dynamika zmian i trend długookresowy.

Źródło : WiseEuropa

13

27.12.2017

Roczne koszty związane z produkcją energii

(bez kosztów zewnętrznych)

25

20

• Koszt obejmuje CO2, import energii elektrycznej, zakup paliw, OPEX i CAPEX.

15 Węglowy 10

• Rosnące koszty emisji i paliw oraz koszty kolejnych inwestycji powodują, że po 2030 r. scenariusz węglowy jest droższy od pozostałych scenariuszy

Zdywersyfikowany Zdywersyfikowany bez EJ

5

Odnawialny

2050

2047

2044

2041

2038

2035

2032

2029

2026

2023

2020

0

2017

mld euro

Całkowite roczne koszty

Źródło : WiseEuropa

Wpływ na środowisko

14

27.12.2017

Emisja CO2 krajowej energetyki Emisja CO2 (% redukcji vs 2005) 160 ton mln.

-0 %

140

-7 %

-18 %

120 100

•

W scenariuszu OZE redukcja emisji CO2 w 2050r. wynosi 84%, natomiast w scenariuszu węglowym jedynie 7%.

•

Scenariusze zdywersyfikowane i OZE pozwalają na elastyczne dostosowanie do celów polityki klimatycznej.

-27 %

80

-65 %

40

-68 %

20

-84 %

0

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050

60

S. Węglowy Coal S. OZE RES

S. Zdyw. z EJ Diversified Historyczne emisje Historic emissions

S. Zdyw. bez EJ Diversified w/o Nuclear

Źródło : enervis Energy Advisors

Podsumowanie

15

27.12.2017

Wnioski Łączne koszty wytwarzania energii w scenariuszach są podobne. Różnią się dynamiką wzrostów, udziałem importu oraz wpływem na rozwój gospodarczy. Różnica w kosztach max 6%. Scenariusz węglowy: przez 10 lat tańszy, długoterminowo najdroższy. Scenariusz OZE: niższe ceny energii elektrycznej od węglowego od 2 do 9 EUR/MWh.

Duża różnica w redukcji emisji CO2 do 2050. Ryzyko wysokich kosztów uprawnień do emisji CO2. Scenariusz węglowy: redukcja CO2 7% w 2050. Zdywersyfikowane: 65% - 68%. OZE - 84%. Scenariusze zdywersyfikowane i OZE: elastyczne dostosowanie do polityki klimatycznej.

Dywersyfikacja miksu energii poprawi bezpieczeństwo energetyczne i niezależność importową. Pozwala obniżyć koszt energii dla odbiorcy. Scenariusz węglowy: w 2050 45% do 70% paliw z importu. Scenariusz OZE: najniższa zależność od importu - 28%.

O nas • Forum Energii to think tank działający w obszarze energetyki • Naszą misją jest tworzenie fundamentów efektywnej, bezpiecznej, czystej i innowacyjnej energetyki w oparciu o dane i analizy Strategiczne kierunki działania 1. Niezawodność systemu energetycznego Polski 2. Zmniejszenie wpływu sektora energii na środowisko 3. Efektywność energetyczna i rola konsumenta

16

27.12.2017

Dziękuję za uwagę

www.forum-energii.eu

17