NEK a bezpečnostní aspekty energetiky – Mělník 09
František HRDLIČKA Czech Technical University in Prague, Czech Republic Faculty of Mechanical Engineering
NEZÁVISLÁ ENERGETICKÁ KOMISE A JEJÍ PRACOVNÍ CÍLE
• Snížit energetickou náročnost ČR • Uspokojit rozvoj společnosti energií • Motivovat k investicím do špičkových inovací a snížení emisí • Omezit rizika zásobování ČR energií.
HLEDISKA POSUZOVÁNÍ STŘEDNĚDOBÝCH A DLOUHODOBÝCH CÍLŮ ENERGETIKY
• • • •
Ekonomické environmentální bezpečnostní společenské
Výstupy Zprávy NEK Stabilita českého energetického hospodářství je dočasná a to zejména: A) elektroenergetiky B) distribučních systémů C) systémů centrálního zásobování teplem
VÝVOJ DOVOZNÍ ZÁVISLOSTI ČR
Tab. 2 Vývoj dovozní energetické závislosti
Dovoz bez jaderného paliva Dovoz s jaderným palivem Vývoz Čistý dovoz bez jaderného paliva Čistý dovoz s jaderným palivem Tuzemská spotřeba PEZ Dovozní závislost (v %) bez jádra Dovozní závislost (v %) s jádrem
PJ PJ PJ
2000 728,3 875,8 338,5
2001 773,9 922,2 342,4
2002 783,2 987,3 345,1
2003 792,9 1073,5 334,7
2004 788,7 1073,1 333,5
2005 841,0 1109,8 329,5
2006 881,0 1161,1 365,5
PJ
389,8
431,4
438,1
458,2
455,2
511,5
515,5
PJ PJ
537,2 1656,7
579,8 1693,1
642,2 1704,9
738,8 1815,9
749,6 1849,5
780,3 1855,7
795,6 1878,7
%
23,5
25,5
25,7
25,3
24,6
27,6
27,4
%
32,4
34,2
37,7
40,7
40,5
42,0
42,3
Geologické zásoby přírodního uranu (Unat) celkem ČR – tuny kovu
Ložisko Bilanční prozkoumané využívané nevyužívané volné vázané ROŽNÁ 564,2 celkem využívaná 564,2 OSEČNÁ 1112,7 nevyužívaná celkem 1112,7
Bilanční vyhledané volné vázané 78,5 78,5 19357 19357
Bilanční celkem 642,7 642,7 20469,7 20469,7
SPOTŘEBA PRIMÁRNÍCH ENERGETICKÝCH ZDROJŮ Vývoj spotřeby primárních energetických zdrojů 2000 1800 1600 1400 1200 PJ
1000 800 600 400 200 0 -200
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Hnědé uhlí a brikety
Černé uhlí a koks
Ost. pevná paliva (vč.dřeva)
Ropa + ropné produkty
Zemní plyn a ostatní plyny
Jaderná energie
Elektřina (saldo dovoz-vývoz)
STRUKTURA KONEČNÉ SPOTŘEBY PODLE ZDROJŮ Vývoj struktury konečné spotřeby energie podle zdrojů 1200,0 1000,0
PJ
800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Hnědé uhlí a brikety
Černé uhlí a koks
Ost. pevná paliva vč.dřeva
Topné oleje a ost. kapalná paliva*
Pohonné hmoty
Zemní plyn
Ostatní plynná paliva
Tepelná energie
Elektřina
SLOŽKY KONEČNÉ SPOTŘEBY-VÝVOJ NÁRŮST ELEKTŘINY 2,3 %/rok, PHM O 6 %/rok, TEPLO pokles 2,8 %/rok
300 250 200 150
ostatní plyn hnědé uhlí dřevo topné oleje
100
černé uhlí teplo
50
2000 2002 zemní plym
PHM
teplo
černé uhlí
topné oleje
hnědé uhlí
ostatní plyn
2006
dřevo
2004
elektřina
0
elektřina PHM zemní plym
STRUKTURA VÝROBY ELEKTŘINY Vývoj struktury výroby elektřiny 100 000 90 000 80 000 70 000
Gwh
60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 2000
Černé uhlí
2001
2002
Hnědé uhlí
2003
Jaderné palivo
2004
Plynná paliva
2005
2006
Ostatní paliva
2007
OZE
Spotřeba primárních paliv na výrobu elektřiny NEK se podrobně zabývala analýzou primární spotřeby paliv. Vyplynula z ní nízká průměrná účinnost výroby+distribuce el. energie – 29 % Podklady : a) Statistika konečné spotřeby b) Analýza zásobování teplem – ORTEP s.r.o
VÝVOJ UKAZATELŮ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI
0,9
45,00
0,8
40,00
0,7
35,00
0,6
30,00
0,5
25,00
0,4
20,00
0,3
kWh/Kč
MJ/Kč
Vývoj ukazatelů energetické náročnosti
15,00 2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Energetická náročnost PEZ/HDP (MJ/Kč)
Energetická náročnost KSE/HDP (MJ/Kč, k.c. 2000)
Poměr KSE/spotřeba PEZ (v %)
Elektroenerg. náročnost HDP (MWh btto/mil.Kč, k.c. 2000)
Paliva využívaná pro výro bu tepla a elektřiny - ro k 2006 1400
Spotřeba tepla v palivu v PJ/r
1200 Os t.
1000
OZE
800
JE ZP
600
ČU 400
HU
200 0 Te plo
KVET e l.
Kond. e l.
Ce lke m
Jaká je spotřeba primárních paliv na výrobu el.energie • vlastní spotřeba elektřiny ČR nás stojí 42 % PEZ, • pokud připočteme i export elektřiny, jedná se 48 % PEZ
Podíl s potřeba PEZ k výrobě tepla z celkové s potřeby 476 118 TJ - s oučas ný s tav
Hnědé uhlí 36% 172 893 TJ
Zemní plyn 37% 180 408 TJ
Černé uhlí, koks 8% 37 763 TJ
OZE 14% 64 482 TJ
LTO, TTO, ropa 3% 12 572 TJ Elektrická energie 2% 8 000 TJ
V domácnostech se roční spotřeba pohybuje na úrovni 152 PJ
Biomasa 17,3% Zemní plyn 32,0% CZT 31,7%
LTO, ropa 0,1%
Hnědé uhlí Černé uhlí a koks 15,9% 3,0%
Východiska pro koncepce variant budoucího zásobování teplem Teplo nelze efektivně vyvážet, ani efektivně dovážet, je třeba ho vyrobit poblíže, nebo přímo v místě spotřeby, tj. varianty budou odvislé od disponibilních paliv.
PROČ DOŠLO KE ZMĚNĚ PŘEDPOKLÁDANÝCH UKONČENÍ TĚŽBY
Situace v hnědouhelném průmyslu ČR Výhled těžeb HU při zablokovaných zásobách a při jejich přehodnocení 45 000
ČSA
40 000
Bílina
35 000
Mír 450
30 000
ČSA 2500
25 000
Jiří 7000
20 000
Bílina 8000
15 000
ČSA
10 000
Libouš 12300
Bílina
Družba 2000
5 000
Vršany, JŠ. 10500
2070
2065
2060
2055
2050
2045
2040
2035
2030
2025
2020
2015
0 2010
[ tis.tun ]
50 000
Roky 20
16 000 15 000 14 000 13 000 12 000 11 000 10 000 9 000 8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0
Těžby z přírůstku zásob ČSA 3000 Paskov 1000 ;
Lazy 2000 Darkov 4000
Roky
2030
2025
2020
2015
ČSM 2600
2010
[ tis.tun ]
Výhled těžeb ČU - s přídavkem 80 mil.t zásob
TEPLO NEBUDE Z UHLÍ Výroba tepla spočívá z cca 38% na hnědém uhlí, 16% černém uhlí, 0ZE z 10%.Kapalné paliva se podílejí cca 8% a plynné paliva 27% Vývo j a s truktura už ití paliv pro do d. te pla a výr. KVET e l. Varianta ZP
Spotřeba tepla v palivech v PJ
600 500 400 300 200 100 0 2006
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
Le to po če t HU
ČU
ZP
JE
OZE
os t.
Proč může být výroba tepla v kritické situaci? • •
• • •
•
Velkým teplárnám končí většina dlouhodobých smluv na dodávku uhlí v letech 2010 až 2012. Uhelné společnosti odmítají přípravu a uzavírání smluv nových. V roce 2012 vstoupí v platnost nové výrazně přísnější emisní limity, které budou platné i pro stávající zdroje. Ve stavu nejistoty o budoucím palivu nepřipravují vlastníci tepláren adekvátní kroky k úpravám a retrofitům těchto zařízení. Problém obnovy energetických zdrojů je aktuální nejen v ČR, ale je celoevropský. Chybí výrobní i montážní kapacity v celé Evropě. Každé oddálení rozhodnutí o nových investicích znamená jejich významné zdražení. Jednoduché řešení není ani záměna uhlí biomasou nebo plynem. Biomasa je schopna pokrýt dlouhodobě cca 15 % výpadku hnědého uhlí. Zemního plynu se jeví potenciální dostatek, ale cenu tepla zvýší na několikanásobek. Zemní plyn je pravděpodobně (s příslušným bezpečnostním rizikem) v příslušném ročním objemu získat. Budou však chybět skladovací kapacity pro zimní špičkový provoz, na kterém jsou teplárny (na rozdíl od paroplynových elektráren) silně závislé. A pokud kapacity špičkové dodávky budou, tak budou mnohem dražší než dodávky pro základní provoz. Chybí lidé. V energetice jako odvětví bude do 5 let chybět 50 % kvalifikovaných pracovníků, a to od kvalifikovaných dělníků po projektanty, provozní inženýry , až po technický management výrobních podniků i energetických výroben
OPTIMISTICKÁ VARIANTA VYUŽÍVÁNÍ OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ
Primární energie z obn. zdrojů do r. 2030 350,0 300,0 250,0 PJ
200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 2005
2010 vodní
větrná
2015
2020
biomasa
solární energie
2025 geotermální energie
2030
OPTIMISTICKÁ VARIANTA VÝROBY TEPLA Z OZE Teplo z OZE do r. 2020 120 PJ
100
80
60
40
20
0 2000
2001
2002
2003
2004
bioplyn
2005
2006
biomas a
2007
2008
2009
2010
2011
2012
biologic ky rozložite lné odpady
2013
2014
2015
ge ote rmální
2016
2017
s lune č ní
2018
2019
2020
Očekávaný vývoj výroby elektřiny, tepla a kapalných biopaliv z OZ k r. 2030 [2, 3]
TWh Teplo PJ Kapalná biopaliva PJ Elektřina TWh Elektřina PJ
2005 44,14 1 0,73 2,63
2010 62,36 10 1,62 5,83
2015 2020 84,30 93,48 29 29 3,31 5,26 11,9 18,9
2025 99,80 29 6,80 24,5
2030 105,52 29 8,02 28,9
celkem
47,77 72,98 125,2 140,74 153,3 173,42
Situace v českém plynárenství Vývoj struktutry spotřeby zemního plynu 10000 9000 8000
m il.m 3
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 2002 Zemní plyn pro CZT Spotřeba ZP v průmyslu
2003
2004
Zemní plyn pro výrobu elektřiny Ostatní konečná spotřeba
2005
2006
Spotřeba ZP v domácnostech
27
PŘEDPOKLÁDANÉ ZDROJE PLYNU
DOPRAVA PLYNU
NORD STREAM Nord Stream
OPAL JAMAL
Gazela
ruský plyn norský plyn
„klasická“ cesta
NABUCCO
SEVER – JIH NEBO GAZELLE
SCÉNÁŘE CENY ROPY
ENERGETICKÝ BALÍČEK 3 x 20 obecné ukazatele do roku 2020
• Snížení emise CO2 o 20 % • Podíl OZE na konečné spotřebě 20 % (pro ČR 13 %) • Snížení spotřeby energie o 20 %
Production of liquid biofuels in CZ TJ
2006
2007
RME
4 076
3 027
220
710
4 296
3 737
Bioethanol Total
RES share on final energy comsumption
Vývoj spotřeby tuzemských a dovážených PEZ, vývozy energie 1400 1200 1000
PJ
800 600 400 200 0 2000
2001
2002
2003
tuzemské PEZ a změny stavu zásob
2004
2005
dovážené PEZ
2006
2007
vývoz energie
Nutnost přijetí jasné strategické koncepce •
•
•
managementům a vlastníkům energetických společností umožní rozhodovat jak o investicích, tak o dlouhodobém smluvním zajištění dodávek paliv (nerovnováha trhu teploelektřina 2012 -15) Přehodnocení apriorního omezení některých zdrojů (ekologické limity těžby hnědého uhlí, výstavba jaderných energetických zdrojů) Objektivní zhodnocení reálného přínosu OZE a konkrétní systémové podpory místo dotací a to včetně podpory tepla z biomasy
STÁŘÍ PROVOZOVANÝCH ZDROJŮ ELEKTŘINY
RIZIKA bez jasné koncepce energetiky • po roce 2015 nerovnováha na domácím trhu s elektřinou a teplem • v období 2015-2025 bude v některých letech nutné krýt část poptávky po elektrické energii dovozy • Nejen růst ceny silové elektřiny , ale i neúměrně rychlý růst cen tepla při rychlé změně palivové základny, včetně možných lokálních výpadků zásobování • Negativní ekologické dopady při krizových situacích • Nebezpečí krizových stavů v přenosové soustavě při nerespektování vlivu neřízených kruhových toků z cizích OZE (německé větrné elektrárny)
DĚKUJI ZA POZORNOST
