Energia elektryczna

1. Energia elektryczna Katarzyna Kocik Siódmy Międzynarodowy Wieczorek Popularno – Naukowy Warszawa, 6 listopada 2010 roku

3. Rachunek za prąd

4. Dystrybucja Skąd się bierze prąd w Twoim domu? Odbiorcy końcowi Obrót detaliczny Obrót hurtowy Wytwórcy Kupiłeś „towar”, ktoś go musi jeszcze dostarczyć do Ciebie  Przesył

5. Sieć przesyłowa w Polsce • Polski Operator Systemu Przesyłowego dysponuje 236 liniami o łącznej długości 13 064 km, w tym: • 1 linia o napięciu 750 kV o długości 114 km, • 68 linii o napięciu 400 kV o łącznej długości 5 031 km, • 167 linii o napięciu 220 kV o łącznej długości 7 919 km, • Zależnie od odległości, na jakie ma być przesyłana energia, różne są wartości stosowanych napięć. Wynoszą one: • od 220 do 400 kV (tzw. najwyższe napięcia), duże odległości, • 110 kV (tzw. wysokie napięcie), odległości nie przekraczające kilkudziesięciu kilometrów, • od 10 do 30 kV (tzw. średnie napięcia), stosowane w lokalnych liniach rozdzielczych.

6. Struktura zużycia paliw – dziś i w przyszłości Dziś nasz prąd jest w zdecydowanej większości produkowany z węgla kamiennego i brunatnego. Energia z węgla nie jest niestety „czysta” w związku z czym może się okazać dla nas bardzo „droga”.

7. Gaz łupkowy • Gaz znajduje się w postaci rozproszonej w niewielkich porach skalnych. • Opłacalność wydobycia gazu z łupków zależy od istnienia naturalnej sieci spękań oraz zabiegów stymulacji hydraulicznej. • Firmy konsultingowe wykonały porównanie warunków geologicznych w USA i Europie. • Szacunki złóż w Polsce to 1,4–3,0 bln metrów sześciennych. • Brak odwiertów potwierdzających. • Przeszkodą mogą być względy ekologiczne. • Gaz leżący pod polską ziemią jest własnością państwa. Firma, która go znajdzie, będzie musiała negocjować z rządem podział wpływów.

8. Pozwolenia na emisję CO2

9. Emisja dwutlenku węgla – CO2 • Unia Europejska uznała, że nadmierna produkcja dwutlenku węgla jest bardzo szkodliwa dla środowiska. • Wprowadzono limity emisji CO2 regulowane Pozwoleniami na emisję. • Każdy producent został zarejestrowany w specjalnym systemie i jest zobowiązany dokumentować wielkość swojej emisji CO2. • Ilość pozwoleń na emisję przyznanych Polsce w okresie regulacyjnym 2008-2012 jest „wystarczająca” i pokryje ponad 90% zapotrzebowania polskich przedsiębiorstw. • „Problem” zacznie się od 2013 roku…

10. Regulacje CO2 od 2013 roku • Brak jeszcze ostatecznych decyzji co do kształtu regulacji w latach 2013 -2020, lecz najprawdopodobniej radykalnie obniżona zostanie ilość przyznawanych uprawnień do emisji. • Obecnie cena uprawnienia obecnie cena uprawnienia do emisji 1 tony CO2 wynosi ok. 57 PLN • Współczynnik emisji w zależności od technologii wynosić może 0,7-0,9 tony na 1 MWh produkcji. • W 2009 roku produkcja krajowa wyniosła ponad 151 TWh. • Jak myślicie kto za to zapłaci? • Należy więc ograniczyć emisję. Są dwa wyjścia: 1) wykorzystanie „czystszych” paliw lub 2) instalacje wychwytywania i składowania CO2

11. Kolorowa energia elektryczna

12. Odnawialne źródła energii i nie tylko • Odnawialne źródła energii (OZE) to: • Wiatr, • Woda, • Słońce, • Energia geotermalna, • Biomasa, itd. • W Polsce najpopularniejsze są elektrownie wodne, farmy wiatrowe oraz spalanie biomasy. • Kogeneracja to jednoczesna produkcja energii elektrycznej i ciepła użytkowego.

13. Certyfikaty pochodzenia energii elektrycznej,czyli wsparcie dla rozwiązań ekologicznych • Koszt produkcji energii z odnawialnych źródeł energii jest wyższy niż produkcji w źródłach konwencjonalnych. • Aby wspierać taką produkcję ustawodawca stworzył system certyfikatów pochodzenia energii elektrycznej. • Dziś wyróżniamy certyfikaty: • Zielone – energia elektryczna wyprodukowana w odnawialnym źródle energii, • Żółte – energia elektryczna wyprodukowana w kogeneracji w źródle opalanym gazem lub źródle o mocy mniejszej niż 1 MW, • Czerwone – energia elektryczna wyprodukowana w kogeneracji w źródłach innych niż powyżej.

14. Skąd się bierze wartość Certyfikatów? • Aby certyfikaty nie były bezużyteczne i bezwartościowe ustawodawca wprowadza obowiązek umarzania certyfikatów. • Każdy sprzedawca energii elektrycznej ma obowiązek umorzenia określonej liczby certyfikatów, proporcjonalnej do wolumenu energii elektrycznej sprzedanej odbiorcy końcowemu lub uiszczenia odpowiedniej opłaty zastępczej. • Procenty dla każdego koloru są ustalane przez Ministra. W 2010 roku zielone – 10,4%, żółte – 3,1%, czerwone – 21,3%. • To oznacza, że spółka za każde 100 MWh sprzedane odbiorcy końcowemu musi umorzyć 10,4 szt. zielonych certyfikatów; 3,1 szt. żółtych certyfikatów i 21,3 szt. czerwonych. • W 2008 roku wolumen zużycia energii elektrycznej w Polsce przekroczył 116 TWh (116 000 000 MWh).

15. Kontrakty Długoterminowe

16. Kontrakty długoterminowe – skąd się wzięły? • Już na początku lat 90-tych XX wieku zaczęto sobie zdawać sprawę, że majątek wytwórczy w Polsce: • jest stosunkowo stary (większość elektrowni powstawała w latach 50-tych i 60-tych), • w dłuższej perspektywie czasu będzie niewystarczający, aby zaspokoić rosnące potrzeby energetyczne w kraju, • wymaga inwestycji związanych ze zmianą technologii produkcji oraz coraz bardziej restrykcyjnych przepisów prawa. • Polskie firmy nie dysponowały wystarczającym kapitałem, aby udźwignąć ciężar finansowy wszystkich inwestycji. • Na potrzeby zapewnienia stabilnego poziomu przychodów (jako zabezpieczenie przy zaciągnięciu kredytów) wprowadzono Kontrakty Długoterminowe na sprzedaż energii elektrycznej (KDT).

17. Kontrakty długoterminowe – charakterystyka • Większość wytwórców zawarła KDT. Drugą stroną tych kontraktów była państwowa spółka obrotu hurtowego należąca do grupy kapitałowej PSE. Miała ona skupować od wytwórców wyprodukowaną energię. • Wszystkie kontrakty były długoterminowe, a najdłuższy został zawarty w 1997 roku na 20 lat. KDT charakteryzowały się ponadto dwoma czynnikami. Ustalono w nich: • wielkość dostaw energii w każdym roku obowiązywania kontraktu, • cenę po jakiej będzie kupowana/sprzedawana energia w każdym roku obowiązywania kontraktu. • Przy takim zabezpieczeniu banki chętnie udzieliły finansowanie polskim spółkom wytwórczym.

18. KDT a Unia Europejska • W czasie negocjacji warunków przystąpienia Polski do UE Unia uznała, że KDT są niedozwoloną pomocą państwa dla przedsiębiorstw i zagrażają zasadom wolnego rynku. • W traktacie akcesyjnym w 2004 roku Polska zobowiązała się do rozwiązania tego problemu i wycofania się z „ingerencji w rynek”. • I tu pojawią się problem – jeżeli kontrakty zostaną najzwyczajniej zerwane banki zażądają natychmiastowej spłaty zobowiązań, co doprowadzi system energetyczny do załamania… • Przygotowanie rozwiązania tej sytuacji trwało aż do 2007 roku.

19. Długie negocjacje i w końcu ustawa o przedterminowym rozwiązaniu KDT • Jeżeli wytwórcy potrzebują dochodów, państwo nie może ingerować pozostaje przerzucenie kosztów na odbiorców czyli na nas. • Wprowadzono mechanizm kompensacji, który ma zapewnić wytwórcom podobny poziom przychodów, jak gdyby kontrakty dalej obowiązywały. • Wprowadzono dodatkową opłatę, którą jesteśmy obciążani za zużycie każdej MWh prądu. • Wódka czyli Wdk czyli oznaczenie wyniku finansowego jakiego użyto w ustawie o rozwiązaniu KDT

20. Energia jądrowa

21. Skąd się bierze energia jądrowa? Reakcja jądrowa • Rozpędzony neutron • Uderzenie w rozszczepialne jądro atomowe • Powstają jądra innych atomów oraz kolejne rozpędzone neurony • Podczas rozszczepienia jądra uwalniana jest energia • Przyjmijmy k=(produkcja neutronów)/(destrukcja neutronów) • k<1 reakcja wygasa • k>1 reakcja „przyspiesza” • Stan krytyczny(inaczej stan równowagi) występuje dla k=1 • Dla celów bezpieczeństwa w reaktorach montowane są pręty regulacyjne oraz wyłączeniowe.

22. Elektrownia na schemacie … • Energia uwolniona w reakcji jądrowej ogrzewa wodę / parę wodną, • Rozgrzana para wodna wprawia w ruch obrotowy turbinę, która podłączona jest do wytwornicy prądu (generatora), • Następnie para jest schładzana, skraplana i ponownie zatłaczana do reaktora.

23. Paliwo jądrowe • W reaktorze jądrowym wykorzystywane są nuklidy rozszczepialne, bez których reakcja nie byłaby możliwa. Są to: U233, U235, Pu239, Pu241. • W naturalnej rudzie uranu występuje U238  99,2745%; U235  0,72%; U234  0,0055%. • Uran wzbogacony to taki, gdzie zawartość nuklidu U235 jest większa niż 0,72%. Czym się różni reaktor od bomby jądrowej? • Paliwo do bomby składa się wyłącznie z nuklidów rozszczepialnych – tzn. jest wzbogacone do 100%, podczas gdy paliwo do reaktora jest wzbogacone do zaledwie kilku procent. • Bomba ma za zadanie uwolnić możliwie dużo energii w możliwie krótkim czasie, podczas gdy w reaktorze ma powstawać stała ilość energii w długim czasie, tak można ją było przechwycić i wykorzystać. Wybuch jądrowy w reaktorze jest fizycznie niemożliwy. Reaktor może się co najwyżej stopić, ewentualnie zapalić - jeżeli ma się co palić.

24. Elektrownie jądrowe w Europie Problemy jakie czekają Polskę jeżeli nie chcemy zostać jedną z ostatnich ciemnych plam w Europie: • Aktywny i szczery dialog społeczny, • Uregulowanie prawne wszystkich aspektów działania elektrowni, • Pozyskanie finansowania na budowę elektrowni, • Pozyskanie paliw, • Składowanie wypalonego paliwa, 4 10 Rosja 31 19 1 17 7 6 15 5 59 5 4 1 2 8 2

25. Pytania