Głównym celem artykułu jest określenie roli i znaczenia wykorzystania gazu ziemnego w krajowym sektorze wytwarzania energii elektrycznej w perspektywie do 2050 roku. Narzędziem wykorzystanym do przeprowadzenia analizy był model energetyczno-ekonomiczny TIMES-PL. Rozważania teoretyczne skupiły się na najważniejszych elementach cechujących rynek energii elektrycznej oraz gazu ziemnego w Polsce. Poruszono w nich zarówno aspekty ekonomiczne, geopolityczne, wynikające z przynależności Polski do Unii Europejskiej, jak i dokonano oceny obecnej gospodarki gazem ziemnym, ze szczególnym uwzględnieniem zmian w zakresie kierunków pozyskania gazu ziemnego.
EN
The major aim of this paper is determining the role and significance of natural gas in the Polish energy sector by the year 2050. The analysis was based on the energy-economic model TIMES-PL. The theoretical considerations were focused on the main elements of electricity and natural gas market in Poland. Economic and geopolitical aspects relating to the membership of Poland in EU were taken into consideration. Moreover the present state of natural gas management was assessed with emphasis on changes in the directions of natural gas recuperation.
Głównym celem artykułu jest określenie roli i znaczenia wykorzystania gazu ziemnego w krajowym sektorze wytwarzania energii elektrycznej w perspektywie do 2050 roku. Narzędziem wykorzystanym do przeprowadzenia analizy był model energetyczno-ekonomiczny TIMES-PL. Rozważania teoretyczne skupiły się na najważniejszych elementach cechujących rynek energii elektrycznej oraz gazu ziemnego w Polsce. Poruszono w nich zarówno aspekty ekonomiczne, geopolityczne, wynikające z przynależności Polski do Unii Europejskiej, jak i dokonano oceny obecnej gospodarki gazem ziemnym, ze szczególnym uwzględnieniem zmian w zakresie kierunków pozyskania gazu ziemnego.
EN
The major aim of this paper is determining the role and significance of natural gas in the Polish energy sector by the year 2050. The analysis was based on the energy-economic model TIMES-PL. The theoretical considerations were focused on the main elements of electricity and natural gas market in Poland. Economic and geopolitical aspects relating to the membership of Poland in EU were taken into consideration. Moreover the present state of natural gas management was assessed with emphasis on changes in the directions of natural gas recuperation.
Celem artykułu jest pokazanie znaczenia węgla w energetyce polskiej oraz światowej w perspektywie do 2040 roku. Autorzy w swoich analizach wykorzystali własne oryginalne prace i porównali je ze scenariuszami opracowanymi przez Komisję Europejską. Przedstawiono produkcję węgla kamiennego w świecie ogółem oraz w poszczególnych krajach, jego udział w produkcji energii elektrycznej, ceny - zarówno obecne jak i prognozowane - oraz krajowe prognozy wykorzystania węgla w energetyce. Porównano wyniki scenariusza Referencyjnego opracowanego na zlecenie Komisji Europejskiej z wykorzystaniem modelu PRIMES z wynikami własnych symulacji z wykorzystaniem modelu TIMES-PL dla różnych ścieżek cen uprawnień CO2. Przy wysokich cenach uprawnień wykorzystywanie węgla będzie się zmniejszać we wszystkich scenariuszach. Strategia energetyczna Polski zakłada, że węgiel będzie nadal dominującym paliwem wykorzystywanym do wytwarzania energii elektrycznej. Polska jest krajem o bogatych zasobach węgla a wykorzystanie rodzimego paliwa gwarantuje bezpieczeństwo energetyczne kraju. Niemniej jednak względny udział węgla będzie stopniowo malał.
EN
The aim of the article is to show the importance of coal in the Polish and world power industry in the perspective until 2040. Authors in their analyzes used their own original works and compared them with scenarios developed by the European Commission. The tables and graphs show the world's total and country's production of hard coal, its share in electricity production, prices - both current and forecast - and national coal use forecasts in the power industry. The results of the Reference scenario developed for the European Commission using the PRIMES model with own simulation results using the TIMES-PL model for different CO2 price paths were compared. With high coal prices, coal use will decrease in all scenarios. Poland's energy strategy assumes that coal will continue to be the dominant fuel used to generate electricity. Poland is a country with abundant carbon resources and the use of domestic fuel guarantees the country's energy security. However, the relative share of coal will gradually decrease.
W artykule zostaną przedstawione prognozy zapotrzebowania na paliwa i energię zarówno w Polsce jak i w świecie. Autorzy przedstawią i porównają różne scenariusze rozwoju opracowane przez uznane zespoły eksperckie oraz pokażą własne prognozy i przewidywania na następne lata. W artykule zostaną pokazane zasoby surowców energetycznych, popyt, podaż oraz możliwości ich wykorzystania w kolejnych latach. Zostanie też zwrócona uwaga na aspekty społeczne. Jak wiadomo same zasoby nie dają gwarancji ich wydobycia i wykorzystania. Silny nacisk ze strony ekologów i lokalnych społeczności może zablokować nawet ekonomiczne bardzo opłacalne inwestycje. Klasycznym przykładem jest węgiel brunatny. Z tego surowca wytwarzana jest najtańsza energia elektryczna w Polsce, ale sprzeciw lokalnych społeczności nie pozwala na udostępnianie nowych odkrywek w kraju, chociaż za naszą zachodnią granicą Niemcy nie napotykają na tego typu problemy. Z drugiej jednak strony, surowce kopalne kiedyś ulegną całkowitemu sczerpaniu i trzeba będzie sięgnąć po alternatywne źródła energii. Słońce, wiatr i woda oraz energia geotermiczna stwarzają możliwości ich wykorzystania dla potrzeb ludzkości, choć nie wszędzie i nie zawsze jest to możliwe, a w większości przypadków jest nieopłacalne. Innym źródłem energii jest energia atomowa. Gdy budowano pierwsze elektrownie atomowe przewidywano, że energia elektryczna będzie tak tania, że będzie można z niej korzystać za darmo. Później jednak okazało się, że choć koszty produkcji nie są wysokie to koszty inwestycyjne są tak ogromne, głównie ze względów bezpieczeństwa, że wielu inwestycji w ogóle nie rozpoczęto, choć były takie plany. Również kilka poważnych awarii, zwłaszcza w Czarnobylu i w Fukushimie nastawiło negatywnie społeczeństwa wielu krajów to tego typu inwestycji. Należy podchodzić bardzo sceptycznie do planów budowy elektrowni jądrowej w Polsce, gdyż przygotowania do jej realizacji trwają już bardzo długo ale żadna konkretna decyzja nie została podjęta. Autorzy z niecierpliwością oczekują obiecywanego od dawna dokumentu rządowego Polityka energetyczna Polski do 2050 roku. Powinien on określić kierunki rozwoju energetyki w Polsce i wytyczyć działania na następne lata. Obserwując działania rządu i słuchając wystąpień ministra i wiceministrów energii oraz znając potencjał górnictwa i energetyki w Polsce można zakładać, że węgiel nadal pozostanie podstawowym surowcem energetycznym w naszym kraju. Działania modernizacyjne, konsolidacja podmiotów wydobywczych oraz rosnące ceny węgla w świecie pozwalają optymistycznie patrzeć w przyszłość. Również prowadzone inwestycje w energetyce, tzn., budowa nowych bloków w elektrowni Kozienice, Opole, Jaworzno oraz plany inwestycji w Ostrołęce umocnią węglowy wizerunek naszej energetyki. Choć przyszłość jest niepewna ze względu na coraz ostrzejsze normy emisji gazów cieplarnianych i nieznane ceny uprawnień do emisji CO2 w ramach EU ETS jak również dążenie Komisji Europejskiej do dekarbonizacji gospodarki unijnej, budowane dziś nowe bloki energetyczne będą pracowały przez wiele lat ale energia elektryczna w nich wytwarzana może być droższa. Niemniej jednak opieranie gospodarki na rodzimych surowcach energetycznych daje gwarancję większego bezpieczeństwa energetycznego niż korzystanie z surowców importowanych. Zwłaszcza gaz, wygodny w użyciu i dający możliwości szybkiej reakcji na zmianę zapotrzebowania na energię elektryczną jest surowcem bardzo zależnym od koniunktury politycznej i zdecydowanie droższy od węgla. Jak widać prognozy popytu na paliwa i energię zależą od bardzo wielu czynników dlatego w artykule zostaną przedstawione różne scenariusze, a który okaże się prawdziwy będzie można sprawdzić dopiero po latach.
EN
The article presents the forecasts of demand for fuels and energy in both Poland and worldwide. The authors present and compare various development scenarios developed by recognized expert teams and original forecasts and predictions for the next years. The article presents the energy resources, the demand and supply for them, and the possibilities of their use in the following years. Special attention is paid to social aspects. As we know, the resources themselves do not guarantee their extraction and use. Strong pressure from environmentalists and local communities can block even the most economically viable investments. A classic example is lignite. The mentioned raw material is the source of the cheapest electricity in Poland, but the opposition of local communities prevents the development of new opencast mines, despite the fact that our neighbor from the West, that is Germany, is not facing such problems. On the other hand, it is inevitable that fossil energy resources will become depleted and alternative sources of energy will have to be used. Solar, wind, and water power, plus geothermal energy can be used for the needs of mankind - but not everywhere and not always; in fact, in most cases their use is not economically viable. Another source of energy is nuclear power. When the first nuclear power plants were built, it was predicted that electricity would be so cheap that it would be possible to use it for free. However, it turned out that although the production costs are not high, the investment costs are so huge, mainly due to security reasons, that many investments were not started at all, even though they were planned. In addition, several major accidents, especially in Chernobyl and Fukushima, are the reason why societies in many countries have developed a negative attitude towards this type of investment. One should be very skeptical about plans to build a nuclear power plant in Poland; while preparations have been going on for a very long time, no decision has been made yet. The authors are waiting for the long-promised government document titled the Energy Policy of Poland until 2050 It should determine the directions of energy development in Poland and determine the actions to be taken in the next years. Looking at the government's actions, listening to the speeches of the minister and deputy ministers of energy, and knowing the potential of mining and energy industry in Poland, it can be assumed that coal will remain the main energy resource in our country. Modernization activities, consolidation of mining entities, and the worldwide increase in coal prices allow for an optimistic outlook. Also, investments in the energy sector, i.e. the new units installed in the Kozienice, Opole, and Jaworzno power plants, and the investments planned at Ostrołęka, will strengthen the future position of coal in the energy sector. Although the future is uncertain due to the increasingly stringent greenhouse gas emission standards, unknown prices of CO2 emission allowances under the EU ETS, and the European Commission's efforts to decarbonize the EU economy, the new energy units will be used for many years. However, the power produced in them may be more expensive. Nevertheless, basing the economy on the domestic energy sources guarantees greater energy security than the imported raw materials. This is particularly evident in the case of natural gas, convenient to use and responsive to electricity demand changes, which is very dependent on the political situation and definitely more expensive than coal. It is clear that the forecasts of demand for fuels and energy depend on a number of factors. Therefore the article presents various scenarios. Which one will turn out to be real? This question will be answered in the future.
Warunki rynkowe funkcjonowania przedsiębiorstw sprawiają, że coraz większą uwagę poświecą się obniżeniu kosztów procesów technologicznych. w kosztach procesów przetwórstwa surowców i nośników energii pierwotnej największy udział mają zazwyczaj koszty przetwarzanego surowca, stąd też ich obniżanie jest decydujące dla ekonomicznej efektywności i konkurencyjności tych procesów. artykuł podejmuje problem konstrukcji systemów optymalizacji dostaw surowców dla przedsiębiorstw przetwarzających surowce, w tym dla wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej. omówiono założenia dla takiej optymalizacji, to jest zasady reprezentacji producentów, konsumentów i surowców. Te ostatnie powinny być dzielone na klasy jakościowe, tak aby można było uwzględnić dopasowanie dostaw do wymagań odbiorów. Producenci i konsumenci mogą być reprezentowani przez technologie reprezentujące uśrednione cechy przedsiębiorstw stosujących te same lub podobne procesy produkcyjne, lub obiekty o właściwościach indywidualnych przedsiębiorstw. Podano także zasady formułowania warunków - ograniczeń dla odpowiedniego modelu oraz jego funkcję celu - kryterium minimalizacji kosztów. Najważniejsze formuły modelu dotyczą bilansu gatunków surowców, ilości dostaw do poszczególnych odbiorców oraz wymagań jakościowych w stosunku do dostaw. Te mogą być sformułowane jako lista gatunków dopuszczonych do dostaw dla każdego z odbiorców lub jako średnie parametry jakościowe dostarczanych surowców. W części końcowej omówiono przykład systemu optymalizacji dostaw węgla kamiennego zrealizowanego dla potrzeb badań rozwoju podsystemu wytwarzania energii elektrycznej w Polsce. System ten bazował na dwu modelach: podaży węgla i bilansowania dostaw. Rozdzielenie takie wynikało z konieczności dostosowania do koniecznych zmian w dostawach gatunków węgli. Jeżeli popyt na surowce ulega zasadniczym zmianom, struktura i potencjał dostawców muszą być odpowiednio dostosowane np. poprzez zwiększenie mocy produkcyjnych lub wprowadzenie procesów technologicznych dla poprawy jakości dostarczanych surowców. System dotychczas wykorzystywany dla celów prac nad rozwojem energetyki może być przystosowany do optymalizacji wyborów krótkoterminowych przyczyniając się do zmniejszenia kosztów operacyjnych wytwórców.
EN
The market conditions of the functioning of companies make it so that more and greater attention should be devoted to reducing the costs of technological processes. within the costs of the mineral and energy transformation processes, the largest share was cost of raw materials supplied, hence reduction of their costs will be decisive for the economic efficiency and competitiveness of these processes. The paper undertakes the problem of optimization of raw materials supply systems for the transformation processes, mainly production of electricity and heat in the national power generation system. Discussed are foundations for such an optimization, which are representations of suppliers and raw materials delivered. The latter must be divided into grades - quality classes, to allow for taking into account the necessary match of supplies to qualitative requirements of the transformation processes. Producers and consumers may be represented as technologies representing the average characteristics of installations using the same or similar production processes, or plants with individual installations properties. The rules for the formulation of the equations and constraints for the model and its objective function - the criterion of minimizing costs are discussed. The most important formulas relate to materials balances, limits on the amounts of production and deliveries to the individual customers as well as quality requirements in relation to the supplies. These may be expressed as a list of the grades or classes authorized to supply each of the users or as a medium of quality parameters for supplied materials. The final section discusses the example of an optimization system for coal supplies made for the needs of the research on development of the production of electricity in Poland. This system was based on two models: coal supply and balancing of supplies. Such separation was due to the need to adapt to the necessary changes in the supply of coal grades. if the demand for raw material is substantially altered, the structure and potential suppliers must be adjusted accordingly by increasing the capacity or the introduction of technological processes for the improvement of the quality of products. The system has been used as a coal supply data generator for the modelling activities in the development of the power industry and can be adapted to optimize short-term choices contributing to a reduction of the operating costs of transformation processes.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The aim of this paper was to compare the results of energy scenarios, which were prepared by the use of PRIMES and TIMES-PL energy models for Poland. Both models have been designed for modelling the mid- and long-term development of the energy system. The paper briefly describes the PRIMES and TIMES methodology explaining both the similarities and differences of approaches in relation to modelling the power supply. Four scenarios were analysed in this study: (i) PRIMES-REF, (ii) TSAP-REF, (iii) TIMES-REF, (iv) TIMES-NUC. Although these scenarios were elaborated with the use of different modelling tools there are many analogies in the evolution of the Polish power system up to 2050. As a consequence of EU climate policy and rising carbon prices within the European Union's Emissions Trading System (ETS) we observe a fuel and technology switch towards less carbon intensive options in all scenarios. The comparison is most adequate with PRIMES-REF and TIMES-NUC due to them having the best match in modelling assumptions and input parameters. In both, electricity generation from solid fuel declines throughout the projection period. This decline is more sharp before 2030 and stabilises thereafter. The relative share of fuels in the electricity generation mix by 2050 is not much different in both scenarios. Solid fuels constitute more than 45 %. The biggest differences were found in gas, nuclear, wind and solar. The differences for nuclear, wind and solar can be explained by the system-wide constraints applied in TIMES-PL. Increased use of gas in PRIMES-REF is presumably more of a methodological nature. CO2 emissions have a similar, decreasing trend reaching ca. 45 Mt in 2050. In both scenarios ca. 39 % of electricity generated in thermal power plants in 2050 comes from units equipped with Carbon Capture and Storage (CCS). The study confirmed the robustness of the TIMES-PL model and showed that it can be used to provide valuable insights contributing to the development of Polish energy policy.
W artykule przedstawiono krótką analizę specjalistycznych usług IT przeznaczonych dla sektora energetyki. Usługi te opierają się na matematycznych modelach systemów paliwowo-energetycznych, które dzięki implementacji w infrastrukturze PLGrid oraz łatwemu interfejsowi użytkownika pozwalają na wykonywanie symulacji zarówno specjalistom zajmującym się modelowaniem, jak i mniej zaawansowanym użytkownikom. Przeanalizowano również infrastrukturę PLGrid, która została utworzona z pięciu największych w Polsce ośrodków obliczeniowych w celu zapewnienia możliwości prowadzenia badań opierając się na symulacjach komputerowych i obliczeniach w różnych dziedzinach e-Science.
EN
This paper presents a brief characterization of advanced IT services dedicated to the power sector. The services based on computer models are user friendly both for advanced specialists and ordinary users. They are implemented in PLGrid structures so that users can more quickly perform calculations. The article describes the PLGrid infrastructure, which is made up of five main supercomputing centers in Poland to provide the Polish scientific community with an IT platform based on computer clusters, enabling research in various domains of e-Science.
W dobie budowy terminalu LNG w Świnoujściu, pojawiających się informacji prasowych o planach realizacji budowy drugiej nitki gazociągu jamalskiego, planowanych interkolektorach Polska-Słowacja, Polska-Litwa oraz perspektyw wydobycia gazu z łupków, należałoby zadać sobie zasadnicze pytanie - jaką rolę w przyszłości pełnić będzie gaz ziemny w polskim systemie elektroenergetycznym?
W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań nad długookresowym rozwojem Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) w Polsce. W szczególności zbadano wpływ cen uprawnień do emisji CO2 (EUA) wynikających z dwóch scenariuszy Energetycznej Mapy Drogowej 2050 na zmiany w strukturze mocy wytwórczych oraz produkcji w KSE. Głównym narzędziem analitycznym wykorzystanym w pracy był generator modeli systemów energetycznych - TIMES. W artykule zaprezentowano zbudowany i wykorzystany do analizy referencyjny model krajowego systemu wytwarzania energii elektrycznej w Polsce. Przedstawiono podstawowe założenia obliczeniowe obejmujące prognozy: cen i poda nośników energii pierwotnej, cen uprawnień do emisji CO2 zapotrzebowania na energię elektryczną oraz parametrów techniczno-ekonomicznych stosowanych technologii energetycznych. Otrzymane wyniki wskazują na istotne zmiany w strukturze paliwowej i technologicznej KSE do roku 2050 spowodowane polityką dekarbonizacyjną. Zmiany te pogłębia wzrost ceny EUA. Znacząco wzrośnie rola źródeł niskoemisyjnych: odnawialnych, głównie elektrowni wiatrowych i elektrociepłowni opalanych biomasą, elektrowni jądrowych, elektrowni opalanych węglem brunatnym wyposażonych w technologie CCS.
EN
This paper presents the results of preliminary studies on the long-term development of the power system in Poland. In particular, it analyzes the impact of the price of CO2 emission allowances resulting from the two scenarios of the Energy Roadmap 2050 on the change in the structure of generating capacity and production. The main analytical tool used in the examination was the TIMES model generator. The paper further describes the Reference Energy System developed and used. The main computational assumptions include predictions of the following: prices and supply of primary energy sources, prices of CO2 emission allowances (EUA), the demand for electricity, the technical and economic parameters of energy technologies. The results revealed significant changes in the structure of fuels and technologies up to 2050 caused by the decarbonization policy. These changes deepen with the increase in the EUA price. The role of low carbon technologies such as: renewables, mainly wind turbines and biomass CHPs, nuclear power plants, brown coal power plants equipped with CCS will significantly increase.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the results of the integrated assessment of environmental and human health impacts of emissions released from different sectors in Poland. The analysis was performed with the use of the eurelian emissions transport model POLAIR 3D and the Regional Air Pollution Information and Simulation model RAINS. The models are briefly described. At present, this hybrid system can operate in a simulation mode and enables estimation of the emission and concentration/deposition levels of main air pollutants, emission control costs, environmental impacts and external costs associated with different energy scenarios. Emission levels of main air pollutants in 2005, 2010 and 2020 are presented for the selected energy scenario. Associated external costs and impacts on acidification have been estimated.
PL
W artykule przedstawiono rezultaty zintegrowanej analizy oddziaływania emisji z sektorów gospodarczych na życie ludzkie i środowisko. Szczególną uwagę poświęcono sektorowi energetycznemu. Analiza została przeprowadzona przy wykorzystaniu eulerowskiego modelu transportu zanieczyszczeń POLAIR 3D oraz modelu do zintegrowanych badań energetyczno-ekologicznych RAINS. Przedstawiona została wielkość emisji z sektorów w latach 2005, 2010, 2020 dla wybranego scenariusza energetycznego oraz wpływ sektora energetycznego na jakość powietrza. Oszacowano koszty zewnętrzne związane z realizacja scenariusza oraz ukazano regiony, w których ładunki krytyczne dla zakwaszania są przekroczone.
Integrowanie rozwoju strony podaży i popytu na energię elektryczną jest jednym z istotnych zagadnień w elektroenergetyce.Wartykule przedstawiono wyniki analizy mającej na celu optymalizację doboru technologii konwersji energii dla przykładowego modelu systemu elektroenergetycznego. Model systemu zaprojektowany został przy wykorzystaniu języka modelowania algebraicznego GAMS. Analizę przeprowadzono dla zadanego przedzia łu czasu obejmującego jedną dobę z krokiem czasowym 1 godzina. Przyjęto charakterystyczne dla krajowego systemu elektroenergetycznego zmiany dobowego zapotrzebowania ze stycznia 2007 r. Głównym celem modelu jest wsparcie decyzji operatora zarządzającego stroną podaży (SSM – Supply Side Management) w celu minimalizacji całkowitych kosztów wytwarzania energii. Założono, że możliwe jest wykorzystanie zarówno konwencjonalnych technologii energetycznych jak i opartych na odnawialnych źródłach energii, w szczególności turbinach wiatrowych. Ponadto, w rozważanym systemie znajduje się elektrownia wodna szczytowo-pompowa, umożliwiająca „magazynowanie” energii elektrycznej w okresach pozaszczytowych i jej zwrot do sieci w czasie szczytów porannych i wieczornych. Przeanalizowano wpływ zarządzania stroną popytową (DSM – Demand Side Management). W wyniku wdrożenia strategii DSM nastąpiło przesunięcie szczytowego obciążenia (load shifting) oraz obniżenia poboru mocy w szczytach (peak clipping). Założono, że operator systemu, który podejmuje decyzje o przydziale produkcji do istniejących wytwórców posiada wszelkie informacje o dostępnych mocach i kosztach wytwarzania energii elektrycznej, wielkości zapotrzebowania oraz ograniczeniach technicznych. Rozważany model może być stosowany w systemach zintegrowanych pionowo, w których wytwarzanie, przesył oraz dystrybucja energii elektrycznej jest w gestii jednego operatora.
EN
Integration of supply and demand sides is an important issue in planning of power system development. The paper presents the results of the analysis performed to optimize the selection of power generation technologies in the hypothetical power system. For this purpose, the model of the power system was built with the use of the General Algebraic Modelling System – GAMS. The analysis was done for the time interval of one day with time step of 1hour. The daily load curve profile of the national power system in January 2007 was assumed. The main objective of the model was to support operator’s decision on dispatching power generation among various technologies in order to minimize the total system operation costs. Fossil and renewable energy sources, mainly wind turbines, exist in the system. Additionally, pump-storage hydro plant can “store energy” during off-peaks hours and release it back to the electric grid in peak hours. The impact of Demand Side Management , mainly peak clipping and load shifting was analysed. It was assumed that the system operator has all needed information on generation costs and capacities, future demand for electricity and technical constraints. The model can be used in vertically integrated system where generating plants, transmission and distribution networks belong to one utility.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.