Odporność systemu dostaw energii na przykładzie systemu ciepłowniczego

• Autorzy: Kunikowski Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.37055/nsz/192814

Warianty tytułu

EN

The resilience of the energy supply system in the example of the heating system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecne trendy sektora energetycznego wiążą się z transformacją energetyczną, udziałem odna- wialnych źródeł energii, efektywnością energetyczną, bezpieczeństwem, stabilnością i ciągłością dostaw. Wskutek wydarzeń ostatnich lat znaczenia nabrała odporność, czyli zdolność opierania się zakłóceniom. Celem artykułu jest próba sformułowania założeń odpornego systemu energetycznego oraz ilustracja podejścia na przykładzie systemu ciepłowniczego. W zaproponowanym podejściu odporność jest ujęta w trzech wymiarach: strukturalnym, dywersyfikacji oraz redundancji. W planowaniu strategicznym wówczas, gdy należy podejmować decyzje o dalekosiężnych skutkach, wykonywane są pogłębione analizy scenariuszy rozwoju odzwierciedlające prognozowane trendy i zagrożenia. W części badawczej artykułu przedstawiono wyniki scenariuszy symulacyjnych dla lat 2020-2050, modelowanych z wykorzystaniem systemu OSeMOSYS. Otrzymane wyniki pozwoliły na porównanie zmian technologii, emisji CO2 oraz wysokości nakładów inwestycyjnych analizowanego systemu ciepłowniczego. Uzasadnieniem podjęcia badań metodą modelowania są korzyści, które wynikają z prac analitycznych. Z natury nie są one kosztowne, umożliwiają definiowanie szerokiego zakresu badań i interpretacji wyników. Proponowane założenia odpornego systemu energetycznego mogą być przydatne do stosowania w analitycznych badaniach sektora i przedsiębiorstw. Przyjęto, że uwzględnia ona trzy wymiary: strukturalny - technologiczno-organizacyjny; dywersyfikacyjny - dotyczy zróżnicowania dostaw paliw i wykorzystywanych technologii; redundantny - utrzymywania rezerw paliw i techniki.

EN

Current trends in the energy sector are related to energy transformation, the share of rene- wable energy sources, energy efficiency, security and continuity of supply. As a result of the events of recent years, resilience, i.e. the ability to resist disruptions, has become more critical. The article aims to attempt to formulate the assumptions of a resilient energy system and to illustrate the approach of the example of the heating system. The proposed approach presents resilience in three dimensions: structural, diversification and redundancy. In strategic planning, when decisions with long-term effects need to be made, in-depth analyses of development scenarios are performed, reflecting forecasted trends and threats. The research part of the article presents the results of simulation scenarios for the years 2020-2050, modelled using the OSeMOSYS system. The results allowed for comparison of changes in technology, CO2 emissions, and the investment outlays of the analysed heating system. The justification for undertaking research using the modelling method is the benefits of analytical work. By nature, they are not expensive and enable the definition of a wide range of tests and interpretation of results. The proposed framework of assumptions of a resilient energy system may be helpful for analytical studies of the sector and enterprises. It was assumed that it considers three dimensions: structural - technological and organizational; diversification - which concerns the diversification of fuel supplies and technologies used; redundancy - which involves fuel and technology reserves.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie systemów energetycznych; odporność systemu energetycznego; OSeMOSYS; bezpieczeństwo energetyczne; zarządzanie strategiczne

EN

energy system modelling; energy system resilience; OSeMOSYS; energy security; strategic management

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Nowoczesne Systemy Zarządzania
• Rocznik: 2024
• Tom: T. 19, nr 1
• Strony: 55--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kunikowski Grzegorz

• Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0002-3660-7117

Bibliografia

• [1] Ayyub, B.M., 2014. Systems Resilience for Multihazard Environments: Definition, Metrics, and Valuation for Decision Making, Risk Analysis, vol. 34, nr 2, s. 340-355.
• [2] Filipiak, I., Mielczarski, W., 2023. Energetyka w okresie transformacji, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [3] Gholami, A., Shekari, T., Amirioun, M.H., Aminifar, F., Amini, M.H., Sargolzaei, A., 2018. Toward a Consensus on the Definition and Taxonomy of Power System Resilience, IEEE Access, nr 6, s. 32035-32053.
• [4] gov.pl, 2023. Założenia do aktualizacji Polityki Energetycznej Polski do 2040 r. (PEP2040) - wzmocnienie bezpieczeństwa i niezależności energetycznej, Kancelaria Prezesa Rady Ministrów, https://www.gov.pl/web/premier/zalozenia-do-aktualizacji-polityki-energetycznej-polski-do-2040-r-pep2040--wzmocnienie-bezpieczenstwa-i-niezaleznosci-energetycznej (dostęp: 25.01.2024).
• [5] Groppi, D., Kumar Pinayur Kannan, S., Gardumi, F., Astiaso Garcia, D., 2023. Optimal planning of energy and water systems of a small island with a hourly OSeMOSYS model, Energy Conversion and Management, nr 276.
• [6] GUS, 2022. Gospodarka paliwowo-energetyczna w latach 2020 i 2021, Warszawa: Główny Urząd Statystyczny.
• [7] Howells, M., Rogner, H., Strachan, N., Heaps, C., Huntington, H., Kypreos, S., Hughes, A., Silveira, S., DeCarolis, J., Bazillian, M., Roehrl, A., 2011. OSeMOSYS: The Open Source Energy Modeling System: An introduction to its ethos, structure and development, Energy Policy, vol. 39, nr 10, s. 5850-5870.
• [8] IGCP, 2020. Raport o ciepłownictwie, Warszawa: Izba Gospodarcza „Ciepłownictwo Polskie”.
• [9] Jasiūnas, J., Lund, P.D., Mikkola, J., 2021. Energy system resilience - A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, nr 150.
• [10] Jesse, B.-J., Heinrichs, H.U., Kuckshinrichs, W., 2019. Adapting the theory of resilience to energy systems: A review and outlook, Energy, Sustainability and Society, vol. 9, nr 1.
• [11] UE, 2022. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2022/2557 z dnia 14 grudnia 2022 r. w sprawie odporności podmiotów krytycznych i uchylająca dyrektywę Rady 2008/114/WE (Tekst mający znaczenie dla EOG) (Dz. Urz. UE L 333 z 27.12.2022, s. 164-198).
• [12] KOBiZE, 2012. Wytyczne - Rozporządzenie w sprawie monitorowania i raportowania - Ogólne wytyczne dotyczące instalacji, Warszawa: Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami.
• [13] KOBiZE, 2022. Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO2 (WE) w roku 2020 do raportowania w ramach Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok 2023, KOBiZE IOŚ-PIB.
• [14] KTH-dESA, 2023. OSeMOSYS Documentation, https://buildmedia.readthedocs.org/media/pdf/osemosys/latest/osemosys.pdf (dostęp: 25.01.2024).
• [15] Kucharska, A., 2021. Transformacja energetyczna: Wyzwania dla Polski wobec doświadczeń krajów Europy Zachodniej, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [16] Kunikowski, G., 2019. Przegląd ilościowych metod ocen stanu bezpieczeństwa energetycznego, Roczniki Kolegium Analiz Ekonomicznych, nr 54, s. 171-182.
• [17] MKiŚ, 2021a. Polityka energetyczna Polski do 2040 r. Załącznik do uchwały nr 22/2021 Rady Ministrów z dnia 2 lutego 2021 r., Warszawa: Ministerstwo Klimatu i Środowiska.
• [18] MKiŚ, 2021b. Polska Strategia Wodorowa do roku 2030 z perspektywą do roku 2040 r. [Załącznik do uchwały nr 149 Rady Ministrów z dnia 2 listopada 2021 r. (poz. 1138)], Warszawa: Ministerstwo Klimatu i Środowiska.
• [19] MKiŚ, 2022a. Strategia dla ciepłownictwa do 2030 r. Z perspektywą do 2040 r. - Załącznik analityczny. Projekt, Warszawa: Ministerstwo Klimatu i Środowiska, https://bip.mos.gov.pl/strategie-plany-programy/strategia-dla-cieplownictwa-do-2030-r-z-perspektywa-do-2040-r/ (dostęp: 25.01.2024).
• [20] MKiŚ, 2022b. Strategia dla ciepłownictwa do 2030 r. Z perspektywą do 2040 r. Projekt, Warszawa: Ministerstwo Klimatu i Środowiska, https://bip.mos.gov.pl/strategie-plany-programy/strategiadla-cieplownictwa-do-2030-r-z-perspektywa-do-2040-r/ (dostęp: 25.01.2024).
• [21] Moksnes, N., Welsch, M., Gardumi, F., Shivakumar, A., Broad, O., Howells, M., Taliotis, C., Sridharan, V., 2015. 2015 OSeMOSYS User Manual, Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, Politecnico di Milano, http://www.osemosys.org/uploads/1/8/5/0/18504136/newwebsite_osemosys_manual_-_working_with_text_files_-_2015-11-05.pdf (dostęp: 25.01.2024).
• [22] Panteli, M., Mancarella, P., Trakas, D.N., Kyriakides, E., Hatziargyriou, N.D., 2017. Metrics and Quantification of Operational and Infrastructure Resilience in Power Systems, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 32, nr 6, s. 4732-4742.
• [23] Paska, J., 2023. Odnawialne i rozproszone źródła energii w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym - uwarunkowania i wyzwania, [w:] Wojtkowska-Łodej, G. (red.), Transformacja rynków energii. Gospodarka - Klimat - Technologia - Regulacje, Warszawa: Oficyna Wydawnicza SGH.
• [24] PTEZ, 2019. Raport o kogeneracji w ciepłownictwie 2019, Warszawa: Polskie Towarzystwo Elektrociepłowni Zawodowych, https://www.gov.pl/attachment/1b0d1dfe-9ad4-4e78-a895-21f8413b85d0 (dostęp: 25.01.2024).
• [25] RCB, 2023. Narodowy Program Ochrony Infrastruktury Krytycznej - Tekst jednolity 2023, Warszawa: Rządowe Centrum Bezpieczeństwa.
• [26] Suwała, W., 2009. Typowe elementy i modele systemów paliwowo-energetycznych, Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, nr 76, s. 5-16.
• [27] Tatarewicz, I., Lewarski, M, Skwierz, S., 2020. The MEESA Model, version 1.0., Warsaw: Institute of Environmental Protection - National Research Institute/National Centre for Emissions Management (KOBiZE).
• [28] Tatarewicz, I., Lewarski, M., Skwierz, S., Pyrka, M., Boratyński, J., Jeszke, R., Witajewski-Baltvilks, J., Sekuła, M., 2022. POLSKA NET-ZERO 2050: Transformacja sektora energetycznego Polski i UE do 2050 roku, Warszawa: KOBiZE IOŚ-PIB.
• [29] Tierney, K., Bruneau, M., 2007. Conceptualizing and Measuring Resilience: A Key to Disaster Loss Reduction, TR News, nr 250.
• [30] Wróbel, R., 2022. Budowa i wzmacnianie odporności podmiotów krytycznych w Polsce, Zeszyty Naukowe Pro Publico Bono, nr 1 (1), s. 163-176.
• [31] Wyrwa, A., Szurlej, A., Gawlik, L., Suwala, W., 2015. Energy scenarios for Poland-a comparison of PRIMES and TIMES-PL modeling results, Journal of Power of Technologies, https://www.semanticscholar.org/paper/Energy-scenarios-for-Poland-a-comparison-of-PRIMES-Wyrwa-Szurlej/b71d602590c98aa21ac93db4a0af1fa85e1e113f (dostęp: 25.01.2024).