Przyszłość energetyczna Polski – Energy Mix [PL]

Profesor dr hab. inż. Władysław Mielczarski

Instytut Elektroenergetyki, Politechnika Łódzka

Prace symulacyjne prowadzone nad Energy Mix (skład technologii służących do wytwarzania energii elektrycznej) prowadzone na Politechnice Łódzkiej przez zespół Instytutu Elektroenergetyki (mgr inż. Wojciech Łyżwa, dr inż. Błażej Olek i dr inż. Michał Wierzbowski) pokazują, że do roku 2050 węgiel będzie podstawowym paliwem dla polskich elektrowni, podobnie jak w sąsiednich Niemczech.

Symulowane scenariusze obejmowały różne ceny pozwoleń na emisje w systemie EU ETS oraz różne ceny paliw. Pomimo dominującej pozycji węgla jako paliwa emisje CO2 będą systematycznie maleć ze względu na zastępowanie starych emisyjnych instalacji o niskich sprawnościach energetycznych poprzez nowe – o dużej sprawności dochodzącej do 45% dla instalacji węglowych i 60% dla instalacji gazowych o cyklu kombinowanym – turbiny gazowe plus turbina parowa.

Na rysunku pokazano moce zainstalowane i energię elektryczną wyprodukowaną z różnych technologii.

Parametry symulacji były następujące:

  • Scenariusz A – niskie koszty pozwoleń na emisje CO2 = 5 Euro/tonę – jak obecnie
  • Scenariusz B – wzrastające koszty pozwoleń na emisje CO2 wynoszące: 2020 r. = 5 Euro/tonę; 2025 r. = 15 Euro/tonę; 2030 r. = 25 Euro/tonę i 2040 r. i dalej = 35 Euro/tonę.

Kolory na rysunku oznaczają udziały poszczególnych technologii i poczynając od dołu:

  • Brązowy – węgiel brunatny
  • Szary – węgiel kamienny
  • Niebieski – gaz
  • Fioletowy – udział kogeneracji gazowej
  • Czarny – udział kogeneracji węglowej
  • Pozostałe kolory oznaczają różne technologie odnawialne z dominującym udziałem energetyki wiatrowej – kolor zielony.

Wnioski w symulacji kilkunastu różnych scenariuszy, wykonywanych między innymi na potrzeby Polityki energetycznej są następujące:

  • Niskie ceny pozwoleń na emisje CO2 wskazują na węgiel brunatny jako najbardziej ekonomiczną technologię, jednak wymagane jest powstanie nowych kopalni węgla brunatnego.
  • Wzrastające ceny pozwoleń na emisje CO2 powodują, że węgiel kamienny staje się najbardziej ekonomiczną technologią. Zapotrzebowanie na węgiel dla elektrowni może być pokryte z własnych kopalni lub z importu.
  • Wysokie ceny pozwoleń na emisje CO2 przy niskich cenach gazu preferują elektrownie gazowe, jednak barierą może być dostępność dużych ilości gazu na potrzeby elektroenergetyki.
  • Elektrownie jądrowe stają się konkurencyjne w stosunku do innych technologii przy cenie pozwoleń na emisje CO2 powyżej 70 Euro/tonę, jednak wówczas cena hurtowa energii elektrycznej musiałaby wzrosnąć ponad trzykrotnie z obecnych 160zł/MWh do ponad 500zł/MWh.
  • Źródła odnawialne będą odgrywać coraz większą rolę, jednak ich udział nie przekroczy około 25-30% w całej produkcji energii elektrycznej, chociaż moce zainstalowane będą bardzo duże ze względu na relatywnie niski stopień wykorzystania głównych technologii OZE, jak energia wiatrowa (25%) czy słoneczna (10-12%).