Location via proxy:   [ UP ]  
[Report a bug]   [Manage cookies]                
SlideShare a Scribd company logo

Fae elementy rynku energii w polsce

•
•
G
Grupa PTWP S.A.

Energia

1 of 32
ELEMENTY RYNKU ENERGII W POLSCE — GRUDZIEŃ 2015 R.
Forum Analiz Energetycznych: dr Joanna Maćkowiak-Pandera, dr Jan Rączka, dr Maciej Bukowski. AUTORZY: Edith Bayer, dr Jan Rączka, Phil Baker Celem Forum Analiz Energetycznych jest wsparcie debaty mającej na celu wypracowanie niskoemisyjnego modelu polskiej energetyki. FAE działa w kontekście decyzji podjętych na szczeblu europejskim na temat długoterminowej strategii sektora energetycznego do roku 2030 i poza ten termin. Celem projektu jest opracowanie kompleksowej i spójnej wizji efektywnej kosztowo transformacji rynku energii elektrycznej. Sfinansowano ze środków Europejskiej Fundacji Klimatycznej. www.FAE.org.pl
Spis treści 1. Najważniejsze informacje................................................................................................................ 4 2. Wstęp ..........................................................................................................................................................5 3. Kontekst europejski ...........................................................................................................................7 3.1. Zasoby po stronie popytu....................................................................................................... 8 3.2. Regionalne podejście do polityki energetycznej i właściwego wykorzystania zasobów................................................................................................................. 9 3.3. Wsparcie rozwoju produkcji OZE........................................................................................ 9 3.4. Infrastruktura dla dobrze działającego rynku............................................................ 9 3.5. Europejskie podejście do bezpieczeństwa dostaw energii .............................. 9 3.6. Sprawne rynki.............................................................................................................................10 4. Przegląd polskiego systemu elektroenergetycznego i rynku energii...................................................................................11 4.1 Obecna sytuacja............................................................................................................................11 4.2. Rynek energii elektrycznej ..................................................................................................13 4.3. Wsparcie dla bezpieczeństwa dostaw – rezerwy.................................................14 4.4. Połączenia międzysystemowe.........................................................................................15 5. Wyzwania stojące przed polskim systemem elektroenergetycznym..................................................................................................................... 15 5.1. Nadwyżka mocy i deficyt zdolności wytwórczych ................................................15 5.2. Rezerwa operacyjna ...............................................................................................................17 5.3. Integracja odnawialnych źródeł energii .......................................................................19 5.4. Ograniczone zdolności przesyłowe połączeń międzysystemowych......................................................................................................................20 6. Kroki ku większej niezawodności i elastyczności...........................................................22 6.1. Zasoby po stronie popytu.................................................................................................... 22 6.2. Połączenia międzysystemowe........................................................................................23 6.3. Metoda oceny adekwatności zasobów energetycznych..................................24 6.4. Kształtowanie cen...................................................................................................................26 7. Rekomendacje ..................................................................................................................................... 27 8. Skróty i terminologia .......................................................................................................................29
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 4 NAJWAŻNIEJSZE INFORMACJE: 1. NAJWAŻNIEJSZE INFORMACJE Zarówno europejski jak i polski sektor elektroenergetyczny znajduje się w punkcie zwrotnym. Systemy elektroenergetyczne przechodzą transformację podyktowaną zobowiązaniami do dalszej redukcji emisji, rosnącym udziałem źródeł odnawialnych (OZE), a także koniecznością zapewnienia niezawodnych dostaw energii po akceptowalnej cenie. Opracowany przez Komisję Europejską pakiet pod nazwą „Unia Energetyczna” ściśle wiąże ze sobą europejską politykę klimatyczną z polityką energetyczną. Kolejnym zobowiązaniom do redukcji emisji towarzyszy założenie, że dekarbonizacja sektora wytwarzania energii wy- magać będzie większego wysiłku we wdrażaniu wewnętrznego rynku energii (z ang. Inter- nal Energy Market, IEM) w nieodległej przyszłości. Przed systemem elektroenergetycznym w Polsce stoi wiele wyzwań, wynikających z sa- mej jego struktury, rosnącego zapotrzebowania na energię w okresie letnich szczytów oraz wzrastającego udziału OZE. Pomimo utrzymywania stosunkowo dużej (18 procentowej) re- zerwy mocy, starzejąca się flota mało elastycznych bloków węglowych ma kłopoty z za- pewnieniem stabilnego działania systemu, zwłaszcza w czasie letnich szczytów obciążenia występujących w środku dnia i zimowych nocnych dolin, kiedy wieje silny wiatr. Sprostanie tym wyzwaniom jest konieczne dla zapewnienia niezawodności systemu i wy- maga bliższej analizy tego, w jaki sposób polski rynek zachęca bądź zniechęca do inwestycji w źródła, które są niezbędne do zachowania ciągłości dostaw energii. Dla zabezpieczenia niezawodności systemu Polska potrzebuje bardziej zróżnicowanego i elastycznego portfela zasobów energii. Tymczasem dywersyfikacja ta nadal napotyka na przeszkody takie, jak opóźnienia we wdrażaniu mechanizmów łączenia rynków (z ang. mar- ket coupling, MC) i zarządzania stroną popytową, czy w eliminowaniu zakłóceń samego ryn- ku energii. Utrzymuje się tendencja do inwestowania w źródła tego samego typu, zamiast w zasoby, które lepiej zaspokajają potrzeby systemu. Polski rynek energii jest w dużej mierze odizolowany od rynków krajów sąsiednich. Wyko- rzystanie zasobów leżących poza granicami może zwiększyć niezawodność i elastyczność systemu taniej niż przy korzystaniu wyłącznie zasobów krajowych. Doświadczenia innych krajów pokazują, że niezawodnym, elastycznym i  tanim mechani- zmem bilansowania systemu jest zarządzanie stroną popytową, dzięki któremu w razie po- trzeby można ograniczyć zużycie energii w szczycie nawet o 10 procent. Polska musi likwi- dować przeszkody, które obecnie ograniczają udział zarządzania stroną popytową w rynku i jego wpływ na działanie systemu. Efektywne działanie rynku jest niezbędne dla niezawodnej pracy systemu w danym mo- mencie, oraz w dłuższej perspektywie dla stymulowania niezbędnych inwestycji. Jednym z kluczowych wyzwań, nie tylko dla Polski, ale także dla innych państw UE, jest wyelimino- wanie zakłóceń rynków energii. W Polsce dwa istotne działania obejmują: (1) zezwolenie na wycofanie nadmiarowych mocy w momencie, kiedy ich utrzymywanie nie jest już ekono- micznie opłacalne, i tym samym przywrócenie odpowiedniej równowagi pomiędzy podażą a popytem; (2) zweryfikowanie mechanizmu rezerwy operacyjnej, która w obecnej formie zakłóca ceny rynkowe, w niewielkim stopniu poprawiając bezpieczeństwo pracy systemu.
Elementy rynku energii w Polsce 5WSTĘP 2. WSTĘP W lipcu 2015 r. Komisja Europejska poinformowała o rozpoczęciu procesu konsultacji na temat „nowej organizacji rynku energii” (z ang. New market design). Ma ona być częścią projektu „Unii Energetycznej”, która ściśle wiąże cele europejskiej polityki klimatycznej i energetycznej oraz pogłębia znaczenie IEM, jako fundamentu wspólnej europejskiej polityki energetycznej. Według Komisji Europejskiej (KE, 2015)1 organizacja rynku energii to zbiór reguł, opisujących wy- twarzanie energii, obrót nią, dostarczanie, konsumpcję oraz korzystanie z infrastruktury przez uczestników. Reguły te mają pomóc w transformacji całego systemu energetycznego. Działanie hurtowych i detalicznych rynków energii powinno dostarczać impulsów do podejmowania decy- zji inwestycyjnych, a także sprzyjać oferowaniu coraz to nowych usług. W założeniu inicjatywa KE ma na celu poprawę funkcjonowania wewnętrznego rynku, tak by energia elektryczna pły- nęła swobodnie tam, gdzie jest najbardziej potrzebna, by konsumenci odnosili jak największe korzyści z konkurencji międzynarodowej i by rynek dostarczał właściwych sygnałów inwestycyj- nych. Wszystko to przy rosnącym udziale OZE. Dla Polski, której sektor energetyczny stoi przed licznymi wyzwaniami, wszystkie te inicjatywy mają duże znaczenie. Wiele konwencjonalnych źródeł ma ponad 30 lat – a niektóre nawet po- nad 50 lat – i w najbliższym czasie będą musiały one zostać wyłączone. W tym samym czasie Polska zmaga się z problemem rosnących letnich szczytów zapotrzebowania. W sierpniu 2015 r. PSE – operator przesyłowy – został zmuszony do ograniczania obciążenia systemu w celu jego zbilansowania. Innymi wyzwaniami dla sektora są m.in. spadająca rezerwa mocy na wypadek zimowego szczytu z powodu planowanego wyłączenia niektórych starzejących się bloków oraz problem rosnącej produkcji OZE i integracji tych źródeł z systemem, opartym na jednostkach wytwórczych o ograniczonej elastyczności. Co więcej, Polska dalej stara się utrzymać właściwe działanie swojego systemu samodzielnie, nie wykorzystując istniejących połączeń energetycz- nych z sąsiednimi krajami. Wiele z tych wyzwań będzie musiało być podjętych w obecnej kaden- cji parlamentu (2015-2019). Dla wyzwań, stojących przed polskim sektorem energetycznym nie ma prostych rozwiązań. Konieczna jest pogłębiona analiza roli rynków w stymulowaniu inwestycji, ale także rozważenie rozwiązań przejściowych, zabezpieczających niezawodność systemu do momentu pełnej libe- ralizacji i transgranicznej integracji rynków. Zachodzące zmiany wskazują na potrzebę przenie- sienia uwagi z prostego dostarczenia odpowiedniej mocy dla zaspokojenia popytu w kierunku opracowania optymalnej wiązki działań, które zbilansują system przy wzrastającym udziale OZE oraz rosnącym znaczeniu zarządzania stroną popytową. Rozwiązania najbardziej efektywne kosztowo będą korzystać ze wszystkich dostępnych zasobów, zarówno po stronie produkcji jak i popytu. Będą też opierać się na zasobach dostępnych w regionie, a nie tylko w kraju. Zmiany te przebiegają równolegle do trwającej w Europie transformacji rynków. Opracowanie to skupia się na organizacji samego rynku, jako kluczowego mechanizmu regulują- cego to, jak jego uczestnicy produkują energię elektryczną, handlują nią, dostarczają, konsumują 1 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Energia: Nowy projekt rynku tworzący podwaliny pod nową ofertę dla odbiorców [Arkusz informacji], dostępny na stronie: http://europa.eu/rapid/press-release_MEMO-15-5351_ en.htm
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 6 WSTĘP i korzystają z infrastruktury.2 Odnosi się też do niektórych działań pozarynkowych, takich jak mechanizmy wynagradzania za zdolności wytwórcze (z ang. Capacity Renumeration Mechanism, CRM), traktowanych jako dodatkowe narzędzia korygowania niedoskonałości rynku. Nie odnosi się natomiast do wszystkich aspektów rynku, zarówno istniejących, jak i poruszanych przez KE przy okazji konsultacji nowej organizacji rynku energii. Nie dostarcza odpowiedzi na pytanie, jak polski rynek powinien się zmienić, by w pełni uczestniczyć w IEM. Zamiast tego, niniejsze opracowanie koncentruje się na wskazaniu pierwszych kroków, jakie Polska powinna uczynić, na drodze do pełnej integracji z IEM w sytuacji, gdy musi brać pod uwagę zarówno bieżące wy- zwania jak i dłuższą perspektywę. Przede wszystkim musimy zdefiniować dwa kryteria, leżące u podstaw rozwoju sektora energetycznego: niezawodność i elastyczność. Niezawodność odnosi się do podstawowego celu systemu elektroenergetycznego: zapewnie- nia po rozsądnej cenie ilości energii wystarczającej do pokrycia zapotrzebowania. Niezawodność ma przy tym dwa wymiary: wymiar operacyjny, w którym zbiór dostępnych źródeł zaspokaja bieżący popyt; oraz wymiar inwestycyjny, który odnosi się do nakładów, niezbędnych do zapewnienia po rozsąd- nej cenie energii w odpowiedniej ilość i jakości w przyszłości. Elastyczność odnosi się do zdolności (z ang. capabilities) różnych elementów po stronie popy- tu i podaży do reakcji na bieżące potrzeby systemu, do zwiększania lub zmniejszania poboru bądź produkcji, włączania się lub wyłączania. Jako, że system energetyczny zmierza do modelu, w którym różne źródła nie pracują w sposób ciągły, inwestycje w elastyczność po stronie popytu i podaży będą zyskiwały coraz większe znaczenie w kontekście zapewnienia niezawodności systemu po najniższym koszcie całkowitym. Niniejsze opracowanie zaczynamy od przeglądu ostatnich idei i przemyśleń KE, odnoszących się do IEM i nowej organizacji rynku. Dalej, opisujemy obecny kształt polskiego sektora produkcji energii i rynku. Następnie odnosimy się do wyzwań stojących przed polskim sektorem energe- tycznym i roli rynku w przezwyciężeniu tych wyzwań. W końcu przedstawiamy rekomendacje działań, które jednocześnie podnoszą niezawodność polskiego systemu i zmieniają go w kierun- ku IEM, który jest popierany przez Komisję. Panel Ekspertów Elementem wyróżniającym prace Forum Analiz Energetycznych jest konfrontacja wyników wła- snych analiz z opiniami ekspertów związanych z branżą energetyczną przed publikacją kolej- nych opracowań. Celem takiego systemu pracy jest poprawienie jakości i przejrzystości proce- su przygotowania analiz i formułowanych rekomendacji. W skład Panelu Ekspertów wchodzą przedstawiciele firm energetycznych, instytucji naukowych, przemysłu, rządu, organizacji poza- rządowych oraz niezależni eksperci. Niniejsze opracowanie uwzględnia opinie ekspertów wyra- żone w trakcie spotkania Panelu, jednak nie stanowi efektu uzgodnienia stanowisk. 2 Należy pamiętać, że nawet w przypadku w pełni zliberalizowanego rynku regulacjom podlegają przesy- łanie i dystrybucja energii. Patrz: Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Energia: Nowy projekt rynku tworzący podwaliny pod nową ofertę dla odbiorców [Arkusz informacji], dostępny na stronie: http://europa.eu/rapid/ press-release_MEMO-15-5351_en.htm
Elementy rynku energii w Polsce 7KONTEKST EUROPEJSKI 3. KONTEKST EUROPEJSKI W ciągu ostatniego roku Komisja Europejska i Rada Europejska sformułowały nową wizję polity- ki klimatycznej i energetycznej. W październiku 2014 r. Rada uzgodniła cele na 2030 r. – redukcję emisji gazów cieplarnianych o co najmniej 40 procent w stosunku do poziomu emisji z 1990 r. oraz 27-procentowe cele dla udziału OZE oraz efektywności energetycznej. W przypadku OZE szacuje się, że ten cel przekłada się na udział źródeł odnawialnych w produkcji energii elek- trycznej w przedziale 45-53 procent, w porównaniu do poziomu około 34 procent, wynikającego z prostej ekstrapolacji celów na rok 2020.3 W lutym 2015 r., Komisja Europejska przedstawiła swo- ją wizję europejskiej „Unii Energetycznej”, która przyszłość polityki klimatycznej i energetycznej Europy opiera na pięciu zasadniczych elementach: bezpieczeństwie energetycznym, integracji europejskich rynków energii, efektywności energetycznej, dekarbonizacji oraz na badaniach roz- wojowych. Przyspieszenie reformy europejskiego rynku energii odzwierciedla szereg dokumentów opubli- kowanych przez Komisję Europejską w ramach konsultacji wizji „Unii Energetycznej”4 : new deal) dla odbior- ców energii;5 6 7 8 Dokumenty te opisują ścieżkę dochodzenia do przyszłego modelu europejskiego rynku energii elektrycznej, w którym priorytetem jest pełne wdrożenie III Pakietu Energetycznego i podjęcie kolejnych kroków w kierunku integracji. Nowa organizacja rynku energii w Europie otwiera dro- gę dla transformacji do bezpiecznego, niskoemisyjnego systemu energetycznego z wysokim udziałem niestabilnych OZE oraz z elastyczną podażą i popytem. W tych dokumentach Komisja zawarła szczegółowe informacje dotyczące wizji przyszłego rynku energii elektrycznej w Europie, który daje priorytet zasobom po stronie popytu (w tym efek- tywności energetycznej i  zarządzaniu popytem) przy aktywnym udziale odbiorców, promuje podejście regionalne do polityki energetycznej i oceny adekwatności zasobów (z ang. resource adequacy). Podkreśla się tam potrzebę tworzenia sprawnego rynku, gwarantującego odbiorcom dostawy i sprzyjającego takim inwestycjom, które zapewniają bezpieczeństwo systemu najniż- 3 Wspomniane udziały odnawialnych źródeł energii wynikają ze scenariuszy redukcji emisji gazów cie- plarnianych o  40 procent. Patrz: Komisja Europejska (2014), Ocena wpływu załączonych do komunikatu „Ram politycznych na okres 2020–2030 dotyczących klimatu i  energii”, SWD (2014), 15 wersja ostateczna, dokument dostępny na stronie: http://ec.europa.eu/smartregulation/impact/ia_carried_out/docs/ia_2014/ swd_2014_0015_en.pdf 4 Informacje dotyczące pakietu dostępne są na stronie: http://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/publica- tion/FOR%20WEB%20energyunion_with%20_annex_en.pdf 5 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Stworzenie nowej oferty dla odbiorców energii, COM (2015) 339 wersja ostateczna. Dokument dostępny na stronie: https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/1_EN_ ACT_part1_v8.pdf 6 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Zainicjowanie procesu publicznych konsultacji na temat nowej struktury rynku energii, COM (2015) 340 wersja ostateczna. Dokument dostępny na stronie: http://ec.europa.eu/ener- gy/sites/ener/files/documents/1_EN_ACT_part1_v11.pdf 7 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Dokument konsultacyjny dotyczący gotowości na wypadek wystąpienia zagrożeń w  dostawach energii elektrycznej, dostępny na stronie: https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/ files/documents/DG%20ENER_ConsultationPaperSoSelectricity14July.pdf 8 Komisja Europejska (kwiecień 2015 r.), Pomoc państwa: Komisja rozpoczęła badanie sektorowe w zakresie mechanizmów zapewnienia dostaw energii elektrycznej [Informacja prasowa]. Dokument dostępny na stro- nie: http://europa.eu/rapid/press-release_IP-15-4891_en.htm
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 8 KONTEKST EUROPEJSKI szym kosztem. Wizja ta oparta jest na odpowiednich porozumieniach, które m.in. umacniają rolę Europejskiej Sieci Operatorów Systemów Przesyłowych Energii Elektrycznej (ENTSO-E) i Agencji ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki (ACER) oraz na rosnącej współpracy pomiędzy państwami członkowskimi.9 W poniższych rozdziałach znajdują się bardziej szczegółowe informacje dotyczące tych zagad- nień oraz wstęp do dyskusji na temat, jak Polska może zwiększyć elastyczność i niezawodność swojego systemu elektroenergetycznego. 3.1. ZASOBY PO STRONIE POPYTU Zasoby po stronie popytu, w tym efektywność energetyczna i zarządzanie popytem, odgrywają główną rolę w wizji nowej organizacji rynku energii. Komisja doceniła potencjał efektywności energetycznej w  ograniczaniu potrzeb inwestycyjnych w całym sektorze energii. Z tego powodu założenie „po pierwsze efektywność energetyczna” sto- sowane jest we wszystkich procesach decyzyjnych, związanych z rozwojem „Unii Energetycznej”.10 Komisja uznaje również wartość i znaczenie udziału strony popytowej w rynkach energii. Ak- tywne reagowanie na sygnały rynkowe po stronie popytu jest szczególnie ważne dla efektyw- nej kosztowo integracji OZE, które nie pracują w sposób ciągły. Z tego powodu Komisja podkre- śla znaczenie płynności rynków, na których obowiązujące ceny odzwierciedlają wartość, jaką odbiorcy przykładają do dostaw, i zachęca do szerszego otwarcia się rynków na zarządzanie popytem, w tym także na agregatorów usług zarządzania popytem. Zasadnicze znaczenie ma likwidacja barier utrudniających zarządzanie zasobami strony popyto- wej. Wśród przeszkód można wymienić brak informacji o zużyciu energii, ograniczoną konkuren- cję na rynkach detalicznych, wyznaczanie cen maksymalnych i inne rodzaje ingerencji w rynek, które uniemożliwiają dotarcie do klientów bodźców cenowych. Podmioty, które mogłyby pomóc konsumentom w zarządzaniu ich popytem, są często wykluczane z rynku przez regulacje, fawo- ryzujące zasiedziałych dostawców. Osiągnięcie pełnych korzyści z zarządzania stroną popytową wymaga likwidacji wymienionych barier. Rynki hurtowe i detaliczne powinny być powiązane na tyle ściśle, by sygnały cenowe do- cierały do odbiorców końcowych. Ograniczane powinny być możliwości takich ingerencji w rynki, które te sygnały osłabiają. Podmioty zajmujące się agregacją usług zarzadzania popytem powin- 9 Pierwsze kroki w  regionalnej współpracy dotyczącej funkcjonowania systemu zostały podjęte wraz z utworzeniem regionalnych inicjatyw na rzecz koordynowania bezpieczeństwa (szczegółowe informa- cje dostępne na stronie: https://www.entsoe.eu/news-events/announcements/announcements-archive/ Pages/News/Creation-of-SCC, -first-RSCI-in-South-East-Europe.aspx). Jednakże istnieje potrzeba podjęcia dalszych kroków i utworzenia regionalnych centrów operacyjnych, odpowiedzialnych za planowanie trans- graniczne i bieżące funkcjonowanie, aby zapewnić efektywne i bezpieczne wykorzystanie połączeń mię- dzysystemowych państw członkowskich. 10 Komisja Europejska, COM (2015) 340, wersja ostateczna, str. 3. Komisja nie zdefiniowała konkretnie pojęcia „nadrzędnego znaczenia efektywności energetycznej”, które powstało w Stanach Zjednoczonych. Wyja- śnienia dotyczące tego pojęcia znajdują się w dokumencie: Cowart R. (grudzień 2014 r.) Unlocking the Prom- ise of the Energy Union: “Efficiency First” is Key, Bruksela, Belgia: Regulatory Assistance Project. Dokument dostępny na stronie: http://www.raponline.org/document/download/id/7401; Bayer, E. (luty 2015 r.), Effi- ciency First: Key Points for the Energy Union Communication. Bruksela, Belgia: Regulatory Assistance Project. Dokument dostępny na stronie: http://www.raponline.org/document/download/id/7507; oraz Coalition for Energy Savings – Koalicja na rzecz efektywności energetycznej (maj 2015 r.), ”Energy Efficiency First”: How to Make it Happen. Dokument dostępny na stronie: http://energycoalition.eu/sites/default/files/20150504%20 Energy%20Efficiency%20First%20-%20making%20it%20happen%20FINAL_0.pdf
Elementy rynku energii w Polsce 9KONTEKST EUROPEJSKI ny mieć dostęp do rynku na takich samych zasadach, jak tradycyjni uczestnicy. Relacje między agregatorami a dostawcami powinny zostać znormalizowane, również pod kątem niedyskry- minowania żadnej ze stron. Co więcej, usługi systemowe powinny zostać tak zaprojektowane, aby mogły je świadczyć zarówno zasoby po stronie podażowej jak i popytowej, konkurując na równych zasadach. 3.2. REGIONALNE PODEJŚCIE DO POLITYKI ENERGETYCZNEJ I ADEKWATNOŚCI ZASOBÓW Obejmowanie jednolitym rynkiem energii, działaniami systemowymi oraz polityką energetyczną coraz większego obszaru geograficznego okazało się być najmniej kosztowną drogą do stwo- rzenia bezpiecznego, niskoemisyjnego sektora energetycznego.11 Komisja podkreśla znaczenie regionalnego podejścia do jego rozwoju w kilku aspektach, w tym systemu wsparcia dla OZE, priorytetu dla inwestycji w infrastrukturę, bezpieczeństwa dostaw i działań systemowych. 3.3. WSPARCIE ROZWOJU PRODUKCJI OZE Komisja podkreśla potrzebę dalszego rozwoju produkcji energii z OZE w całej Europie. W związku z tym należy zrezygnować z nieskoordynowanych i jednostronnych działań państw członkow- skich na rzecz działań na poziomie regionalnym. Bardziej skoordynowane podejście umożliwiło- by rozwój źródeł energii odnawialnej w regionach, gdzie wykazują one najwyższą efektywność, zmniejszając tym samym całkowity koszt realizacji celów w tym zakresie. Aby to osiągnąć, wska- zane jest opracowanie rozwiązań, które sformalizują udział w krajowych systemach wsparcia OZE źródeł leżących poza granicami danego kraju. 3.4. INFRASTRUKTURA DLA DOBRZE DZIAŁAJĄCEGO RYNKU Wydajny, zintegrowany rynek dla niskoemisyjnej energii elektrycznej, zaopatrujący odbiorców w sposób niezawodny i po najniższych kosztach, będzie wymagał stworzenia w Europie odpor- nego systemu przesyłowego z odpowiednią liczbą połączeń transgranicznych. Dziś połączenia między niektórymi państwami członkowskimi są niewystarczające. W związku z tym Komisja ustaliła na rok 2020 cel, zakładający osiągnięcie poziomu zdolności transgranicznego przesyłu energii na poziomie 10 procent wolumenu krajowego rynku. Planuje też zwiększyć ten poziom do minimum 15 procent do 2030 r.12 3.5. EUROPEJSKIE PODEJŚCIE DO BEZPIECZEŃSTWA DOSTAW ENERGII Wiele państw członkowskich, antycypując niedobory zdolności produkcyjnych energii w kolej- nych latach, wprowadziło lub planuje wprowadzić elementy rynku mocy (CRM), by pobudzić inwestycje. Przeprojektowany rynek energii, na którym ceny w pełni odzwierciedlają ryzyko wy- 11 Hogan M., Weston F. (grudzień 2014 r.), Power Market Operations and System Reliability: A Contribution to the Market Design Debate in the Pentalateral Energy Forum, Berlin: Regulatory Assistance Project) na zlecenie Agora Energiewende). Dokument dostępny na stronie: http://www.agora-energiewende.de/fileadmin/Projekte/2014/ Power-Market-Operations/Agora_Power_Market_Operations_and_System_Reliability_web.pdf 12 Komisja Europejska (luty 2015 r.), Osiągnięcie docelowego poziomu 10% w zakresie elektroenergetycznych połączeń międzysystemowych. Przygotowanie europejskiej sieci elektroenergetycznej na 2020 r., COM (2015) 82, wersja ostateczna. Dokument dostępny na stronie: http://ec.europa.eu/priorities/energy-union/docs/ interconnectors_en.pdf Nadrzędne znaczenie nadawane jest połączeniom międzysystemowym za pośred- nictwem projektów będących przedmiotem wspólnego zainteresowania (PWZ), a finansowanie odbywa się w ramach instrumentu „Łącząc Europę”.
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 10 stąpienia niedoborów, a uczestnicy są skłaniani do zabezpieczania krótkoterminowego ryzyka cenowego, powinien umożliwić podejmowanie inwestycji. Mimo to Komisja uważa, że wprowa- dzenie CRM jest usprawiedliwione w niektórych przypadkach, gdy na danym rynku występują strukturalne niedobory mocy i utrzymują się zakłócenia. Chociaż wprowadzenie systemów wynagrodzenia za moce wytwórcze może być uzasadnione w takich przypadkach, to nieskoordynowane uruchamianie takiego wsparcia prawdopodobnie zakłóci procesy łączenia rynków (z ang. market coupling). Odmienne rozwiązania CRM w różny sposób wpływają na cenę energii, zakłócając ceny rynkowe i przepływy transgraniczne. Ponad- to, niektóre z mechanizmów rynku mocy mogą przedłużyć działanie wysokoemisyjnych źródeł energii i opóźniać ich wyłączanie. Doświadczenia z CRM w różnych krajach wskazują, że mecha- nizmy te często prowadzą do przeinwestowania, co winduje koszty energii dla konsumentów.13 To z kolei stoi w sprzeczności z innymi inicjatywami europejskimi, takimi jak udoskonalony sys- tem handlu uprawnieniami do emisji (ETS) i utrudnia osiągnięcie celów w zakresie ograniczania emisji. Nieskoordynowane podejście do właściwego wykorzystania zasobów i wspierania mocy wytwórczych skłoniło Komisję Europejską do przeprowadzenia badania mechanizmów CRM w państwach członkowskich pod kątem pomocy publicznej.14 Z prognoz wynika, że Europa jako całość będzie posiadała w przewidywalnej przyszłości nad- wyżkę mocy wytwórczych. Potrzebne jest regionalne, a  następnie europejskie podejście do oceny adekwatności wyposażenia w  zasoby energetyczne dla zapewnienia bezpieczeństwa dostaw i minimalizacji kosztów. Stworzenie podejścia regionalnego będzie wymagało przyjęcia jednolitej metodologii oceny adekwatności zasobów energetycznych oraz potencjału transgra- nicznego przesyłu energii. Za pomocą tych narzędzi da się ocenić zapotrzebowanie na zasoby energetyczne na poziomie regionalnym. Właściwa ocena zapotrzebowania w połączeniu z od- powiednimi zdolnościami połączeń transgranicznych pozwoli na zapewnienie niezawodności dostaw. 3.6. SPRAWNE RYNKI Komisja przedstawia wizję zoptymalizowanego rynku energii elektrycznej, na którym niedobory są w pełni odzwierciedlone przez ceny w krótkim terminie, co z kolei pozwala na podejmowanie inwestycji, mających docelowo te niedobory usuwać. Zasadnicze znaczenie będzie miało do- prowadzenie do sytuacji, w której krótkoterminowe ceny odzwierciedlają rzeczywistą wartość energii dla klientów. Stworzy to warunki do udziału strony popytowej w rynku, inwestycji w ela- styczne źródła, transgranicznego handlu, te zaś są z kolei niezbędne do zapewnienia – w spo- sób efektywny kosztowo – niezawodności i skutecznej integracji z systemem energetycznym źródeł niestabilnych. Znaczny postęp dokonał się w tworzeniu regionalnych rynków dnia następnego dzięki mecha- nizmom łączenia rynków (MC). Oczekuje się, że ten proces ten będzie kontynuowany, a Komisja podkreśla potrzebę łączenia przez wszystkie państwa członkowskie rynków dnia następnego w celu pełnego wdrożenia III Pakietu Energetycznego i integracji na poziomie europejskim. Po- nadto, należy przyspieszyć regionalizację rynków dnia bieżącego i bilansujących, aby wykorzy- 13 Hogan & Weston. (2014). 14 Komisja Europejska (kwiecień 2015 r.). Patrz przypis 7. KONTEKST EUROPEJSKI
Elementy rynku energii w Polsce 11 stać różnorodność technologii wytwarzania i w pełni czerpać z korzyści, jakie może przynieść zwiększony udział strony popytowej, elastyczność i transgraniczny handel. Jeśli rynki regionalne mają działać sprawnie, należy przyjąć jednolite podejście do zarządzania ograniczeniami systemowymi i zdolnościami przesyłowymi. Rynki regionalne powinny odzwier- ciedlać istniejące ograniczenia systemowe, a nie granice państw. Istnieje również potrzeba wy- eliminowania lub przynajmniej zharmonizowania ograniczeń na rynkach hurtowych, tak, aby w pełni korzystać z elastyczności popytu i podaży oraz maksymalnie wykorzystywać korzyści z połączeń międzysystemowych. Rozwój nisko- bądź zeroemisyjnych źródeł energii, takich jak wiatr i słońce, w ramach trans- formacji systemów energetycznych pociągnie za sobą wzrost zmienności cen i spadek zapo- trzebowania na produkcję ze źródeł konwencjonalnych. Aby te ryzyka nie zmniejszały chęci do inwestowania, Komisja uznaje, że obok omówionych wcześniej rynków krótkoterminowych, równie ważne są prawidłowo funkcjonujące rynki długoterminowe. Uczestnicy rynków muszą mieć silną zachętę do zabezpieczania krótkoterminowych cen poprzez kontrakty długotermi- nowe. Takie kontrakty zapewnią niezbędne środki na inwestycje w elastyczne zasoby, w tym źródła, magazyny energii i zarządzanie popytem. Innymi słowy, rynki krótko- i długoterminowe powinny być ze sobą powiązane, by zapewnić elastyczne zasoby, potrzebne do zapewnienia dostaw na przyszłość. Zawieranie umów długoterminowych pozwoli zmotywować uczestni- ków rynku do zabezpieczenia ryzyka zmienności cen transakcji krótkoterminowych i zapewni środki na niezbędne inwestycje w elastyczne zasoby po stronie wytwarzania, magazynowania i wykorzystania energii. Innymi słowy, powiązanie rynku krótko- i długoterminowego pozwoli udostępnić elastyczne zasoby do zapewnienia niezawodności dostaw. 4. PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII 4.1 OBECNA SYTUACJA Polski system elektroenergetyczny jest zdominowany przez źródła produkujące energię z węgla kamiennego i brunatnego, przy stosunkowo niewielkim wykorzystaniu gazu ziemnego i OZE. Na przestrzeni ostatnich kilku lat udział energii odnawialnej (z pominięciem elektrowni wodnych) wzrósł, szczególnie, jeśli chodzi o spalanie biomasy i farmy wiatrowe na lądzie. Oczekuje się, że w ciągu następnych pięciu lat moc zainstalowana farm wiatrowych wzrośnie do 8,9 gigawata (GW).15 15 ENTSO-E (2015), 2015 Scenario Outlook & Adequacy Forecast (Przewidywania w formie scenariuszy i progno- za wystarczalności, 2015 r.). Dokument dostępny na stronie: https://www.entsoe.eu/Documents/SDC%20 documents/SOAF/150630_SOAF_2015_publication_wcover.pdf PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 12 Rysunek 1. Koszyk energetyczny w Polsce w 2013 r . Źródło: opracowanie WISE na podstawie danych Eurostat. 164 TWh* 50% węgiel kamienny 34% węgiel brunatny 11% 3% gazziemny 2% pozostałe 5% biomasa 4% wiatr 2% woda biogaz Źródło: WISE na podstawie danych Eurostat W latach 2010 – 2015 obciążenie systemu elektroenergetycznego wzrastało średnio o 0,25 pro- cent rocznie, podczas gdy wzrost PKB wynosił od 2,5 do 3,5 procent rocznie.16 Całkowita produkcja energii w 2014 r. wyniosła blisko 160 terawatogodzin (TWh). Szczytowe za- potrzebowanie na energię występuje w okresie zimowym – w 2015 r. roczny szczyt w wysokości 25 535 MW zanotowano 29 stycznia o godzinie 17.15.17 Szczyt letni jest znacznie niższy – 22 265 MW zanotowano 1 września 2015 r. między godziną 13 a 14. Pomimo tego największe problemy z niezawodnością systemu występują latem i wczesną jesienią. Istnieje wiele powodów takiego stanu rzeczy, które szczegółowo omówiono w następnym rozdziale. Szczyty letnie stanowią największe krótkoterminowe wyzwanie dla niezawodności pracy systemu elektroenergetycz- nego w Polsce.18 W Polsce funkcjonuje jednotowarowy rynek energii tzn. (bez rynku mocy) z rezerwami strate- giczną i operacyjną. Strukturę rynku przedstawiono w Tabeli 1. 16 Informacje dotyczące tendencji wzrostu PKB i popytu na energię zawarto w dokumencie: Polskie Sieci Energetyczne (2015a), Plan rozwoju w  zakresie zaspokojenia obecnego i  przyszłego zapotrzebowania na energię elektryczną na lata 2016-2025, p. 21. Dokument dostępny na stronie: http://www.pse.pl/uploads/ kontener/4695projekt-PRSP2016-2025-13072015.pdf 17 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (2015a), str. 24. 18 Warto również zauważyć, że PSE przewiduje, iż najpoważniejszy problem niedoboru mocy w systemie w ciągu kolejnych dziesięciu lat wystąpi we wrześniu 2016 r. PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII
Elementy rynku energii w Polsce 13 Tabela 1. Polski rynek energii z rezerwą operacyjną i strategiczną Rynek komercyjny Usługi OSP Umowy dwustronne Towarowa Giełda Energii (TGE S.A.) PSE S.A. Rynek transakcji terminowych Rynek dnia następnego Rynek dnia bieżącego Rynek bi- lansujący Rezerwy pier- wotne/ Rezerwy wtórne* Rezerwa operacyj- na** Rezerwa strate- giczna*** Zarzą- dzenie popytem (DSR) Ochrona przed wahaniami cen Korygowanie pozycji kontraktowych Produkty godzinowe Wykorzystywane na żądanieProdukty - PASEK, SZCZYTOWE, POZASZ- CZYTOWE, różne skale czasowe, kontrakty zawierane na maksymalnie trzy lata Produkty godzinowe Wysoka płynność Niska płyn- ność Przeciwdziałanie ograniczeniom syste- mowym Zwiększe- nie nieza- wodności systemu Wyższy poziom bez- pieczeństwa w przy- padku poważnej awarii kluczowych źródeł Dane doty- czące wolu- menu nie są dostępne 186,7 TWh w 2014 r. 23,7 TWh w 2014 r. 0,083 TWh w 2014 r. 1,37 TWh w 2014 r. (rynek bilansujący) 18% mie- sięcznego szczytu (co naj- mniej 4,15 GW) 830 MW 200 MW * Rezerwy pierwotne/wtórne oznaczają rezerwy „sekundowe” i „minutowe” i są nabywane corocznie na mocy umów dwustronnych. Rezerwy godzinowe są głównie nabywane głównie na rynku bilansu- jącym dnia następnego. ** Rezerwa operacyjna ustanowiona przez PSE w styczniu 2014 r. *** Rezerwa strategiczna została zakontraktowana przez PSE w latach 2014-15 i będzie dostępna w systemie od stycznia 2016 roku. Źródło: Opracowanie własne na postawie danych TGE i PSE 4.2. RYNEK ENERGII ELEKTRYCZNEJ Rynek obsługiwany jest głównie przez Towarową Giełdę Energii, która oferuje szeroką gamę produktów na rynkach terminowych, dnia następnego i bieżącego. Niewielka część wolumenu na rynku transakcji terminowych objęta jest umowami dwustronnymi między spółkami obrotu i dużymi odbiorcami. Rynki terminowy i dnia następnego są bardzo płynne, podczas gdy rynek dnia bieżącego jest prawie nieaktywny. Można to wyjaśnić charakterystyką portfela wytwór- czego, który jest nadal zdominowany przez źródła oparte na węglu kamiennym i brunatnym (84 procent, patrz Rysunek 1) i wyróżnia się względnie płaskim wykresem uporządkowanym (z ang. merit order), a także niewielką zmiennością produkcji. Dla rynków dnia następnego i rynku bilansującego ustalono pułap cenowy w wysokości 1500 zł (357 euro), który jednak nigdy nie został osiągnięty. Najwyższa cena na rynku dnia następnego została zanotowana 25 listopada 2014 r. między godziną 16 a 17 i wyniosła 1359,16 zł/MWh. Naj- wyższa cena na rynku bilansującym wystąpiła 31 sierpnia 2010 r. między godziną 12 a 13 i wynio- sła 1471 zł/MWh. Minimalna cena na rynku dnia następnego i rynku bilansującym dla ofert na moc została ustalona na zero, a dla redukcji mocy na rynku bilansującym na 70 zł/MWh.19 Najwyższe 19 Patrz dokument: Towarowa Giełda Energii TGE (2011), Szczegółowe zasady obrotu i rozliczeń dla energii elek- trycznej na Rynku Dnia Następnego. Dostępny na stronie: http://www.tge.pl/files/10-2011/18-10-2011/26.10.2011_ szczegolowezasadyobrotuirozliczenrdn__tekstjednolity.pdf i  PSE (2004), Regulamin rynku bilansującego energii elektrycznej. Dostępny na stronie: http://www.pse.pl/uploads/kontener/Regulations_of_the_electri- cal_energy_balancing_market.pdf PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 14 ceny są zbieżne ze zjawiskami sezonowymi obserwowanymi w polskim systemie elektroener- getycznym – czyli generalnie są wyższe w okresie letnim i niższe w okresie zimowym. Giełda energii odgrywa również ważną rolę w koordynowaniu wymiany transgranicznej, co zo- stanie szczegółowo omówione w dalszej części opracowania. Za zarządzenie rynkiem bilansu- jącym i różnymi usługami systemowymi odpowiedzialne są PSE. Na rynku bilansującym obowiązują ceny krańcowe za dodatkową produkcję albo zmniejsze- nie produkcji w danej jednostce wytwórczej w danym przedziale czasowym. Duzi konsumenci mogą uczestniczyć w rynku bilansującym przez składanie ofert na redukcję popytu, jednak do tej pory nikt nie skorzystał z tego mechanizmu. Koszty niezbilansowania pokrywane są w opar- ciu o mechanizm krańcowej ceny podwójnej – uczestnicy, którzy wypełniają swoje deklaracje kontraktowe są wynagradzani po systemowej cenie sprzedaży, a ci, którzy swoich zobowiązań nie wypełniają muszą kupić energię potrzebną do zbilansowania po systemowej cenie zakupu. 4.3. WSPARCIE DLA BEZPIECZEŃSTWA DOSTAW – REZERWY Aby poprawić bezpieczeństwo działania systemu, PSE wprowadziło w 2014 r. dwa nowe instru- menty: rezerwę operacyjną i rezerwę strategiczną (tzw. rezerwę zimną). Zapewniają one wy- nagradzanie źródeł za dostępność i produkcję. Rezerwa strategiczna została zakontraktowana, ale zostanie uruchomiona dopiero w 2016 r. Rezerwa operacyjna działa już od stycznia 2014 r. Instrumenty te zostały wprowadzone, jako środek przejściowy dla zapewnienia stabilności sys- temu, z powodu planowanego wycofania z eksploatacji w latach 2016-2020 źródeł węglowych o łącznej mocy 3,4 GW.20 W  dalszej części tego opracowania omówiono dynamikę systemu energetycznego i  rynków w Polsce, co jest konieczne do zrozumienia oceny adekwatności zasobów energetycznych. Przy- jęto założenie, że te instrumenty zostaną zastąpione rozwiązaniem bardziej długoterminowym, aby zapewnić właściwe wykorzystanie zasobów. Koszty utrzymania rezerw są przerzucone na konsumentów za pośrednictwem taryf dystrybucyjnych. Poziom rezerwy operacyjnej został ustalony na 18 procent średniego obciążenia maksymalnego w roku poprzednim, obliczonego jako średnia maksymalnych obciążeń dla każdego miesiąca. Korekty tego poziomu dokonywane są w oparciu o przewidywany wzrost obciążenia pomniej- szony o zakontraktowaną rezerwę strategiczną.21 W 2015 r. wolumen wymaganych rezerw do wykorzystania wynosi 4,15 GWh. Cenę referencyj- ną dla tych rezerw wyznaczono na 37,28 zł/MWh. Cena ma na celu pokrycie średnich kosztów stałych jednostek w ruchu w godzinach szczytu; spada kiedy potrzeby systemu przekroczą 4,15 GW/h, tak, aby utrzymać 18- procentową nadwyżkę w rezerwie. Rezerwy muszą być utrzymy- wane w godzinach szczytu – czyli między 7 a 22 we wszystkie dni robocze. Regulator zatwier- dził łączny budżet dla rezerw operacyjnych w wysokości 450 mln zł w 2014 r. oraz 405 mln zł na 2015 r.22 20 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (2015), str. 29. 21 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (październik 2013), Karta Aktualizacji nr CB/9/2013 Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Przesyłowej – Bilansowanie systemu i zarządzanie ograniczeniami systemowymi. Dostępny na stronie: http://www.pse.pl/uploads/kontener/KA_CB9_2013_IRiESP-Bilansowanie.pdf 22 Polskie Sieci Elektroenergetyczne, Parametry modelu rozliczeń operacyjnej rezerwy mocy dla 2015 roku. PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII
Elementy rynku energii w Polsce 15 Rezerwa strategiczna służy do wsparcia systemu w przypadku awarii jednej lub więcej podsta- wowych jednostek wytwórczych. Ponieważ znajdujące się w niej bloki wymagają zazwyczaj 8-10 godzin na uruchomienie, decyzja o wykorzystaniu tej rezerwy musi zapaść z odpowiednim wyprzedzeniem. Zawarto umowy na 830 MW w okresie 2016 – 2020. Maksymalny roczny koszt utrzymania rezerwy strategicznej wynosi 174 mln zł. Znajdują się w  niej stare bloki, których moment wycofania z eksploatacji PSE postanowiło odsunąć w czasie, by zabezpieczyć się na przewidywany niedobór mocy. Inne zasoby dostępne w polskim systemie obejmują zasoby strony popytowej oraz import z kra- jów sąsiadujących. Jednakże do tej pory wykorzystanie obydwu tych środków miało ograniczony zakres. W ramach zarządzania stroną popytową PSE zakontraktowały około 200 MW mocy – mniej niż wynika z technicznych możliwości.23 Zgodnie z umowami, dostawcy usług aktywnego zarzadzania popytem są wynagradzani za usługi wykonane, ale już nie za gotowość do ich świadczenia, inaczej niż w umowach dotyczących rezerw. 4.4. POŁĄCZENIA MIĘDZYSYSTEMOWE Polska posiada połączenia z systemami elektroenergetycznymi sąsiednich krajów o mocy 8 GW, w tym 6,5 GW z państwami członkowskimi UE. Jednak wymiana handlowa jest ograniczona ze względu na opóźnienia w łączeniu rynków (z ang. market coupling) i z powodu przepływów koło- wych, które blokują zdolności przesyłowe połączeń transgranicznych.24 W 2014 r. import stanowił zaledwie 2 % całkowitego rocznego zużycia energii. 5. WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM Polska stoi przez wieloma wyzwaniami by zabezpieczyć właściwe wykorzystanie zasobów, w tym przed problemami nadmiaru mocy w systemie oraz jednoczesnym deficytem zdolności wytwórczych, kłopotami z integracją OZE z system energetycznym oraz ograniczonymi możli- wościami połączeń transgranicznch. W niniejszym rozdziale szczegółowo opisuje się wyzwania w kwestii oceny adekwatności zasobów energetycznych. Następnie omawia się kwestie, w jaki sposób działania związane z wprowadzaniem IEM mogą pomóc w podniesieniu niezawodności i elastyczności polskiego systemu elektroenergetycznego. 5.1. NADWYŻKA MOCY I DEFICYT ZDOLNOŚCI WYTWÓRCZYCH W polskim sektorze energetycznym mamy obecnie do czynienia z nadwyżką mocy przy jedno- czesnym niedoborze zdolności wytwórczych. Oznacza to, że istniejący margines rezerwy mocy 23 Według analizy przeprowadzonej przez SIA Partners, polski potencjał zarządzania popytem przekra- cza 2 GW – co wystarcza na pokrycie około 7,5 procent obciążenia szczytowego. Patrz: SIA Partners. (2015), Demand Response: A Study of the Potential in Europe. Dokument dostępny na stronie: http://energy.sia-part- ners.com/wpfiles/2015/02/20141218_Article_DR-potential-in-Europe-1.pdf 24 Chociaż państwa członkowskie nie były zobligowane do połączenia swoich rynków dnia następnego do końca 2014 r., Rada Europejska przyjęła ten cel jako obowiązujący. Do końca 2014 r. ponad 75 procent państw członkowskich połączyło swoje rynki dnia następnego, wyłączając państwa regionu Europy Środko- wo-Wschodniej. Patrz: Agencja ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki (2014), Annual Activity Report, str. 4. Dokument dostępny na stronie: http://www.acer.europa.eu/Official_documents/Acts_of_the_Agency/ Publication/ACER%20annual%20activity%20report%20for%20the%20year%202014.pdf PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII / WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 16 powyżej szczytowego obciążenia systemu jest wyższy, niż wymagają kryteria niezawodności. Sytuacja ta powoduje obniżanie cen rynkowych i w konsekwencji blokowanie inwestycji w nowe źródła. Zrozumienie istoty nadwyżki wymaga bliższego przyjrzenia się charakterystyce całego systemu elektroenergetycznego. Właściwa adekwatność zasobów polega na pokryciu popytu oraz mar- ginesu bezpieczeństwa o każdej porze roku, również w czasie szczytowego zapotrzebowania i w momentach największej presji na system. Aby niezawodnie działać przez cały czas, system musi wytrzymać te krytyczne momenty. W Polsce system poddany jest największej presji latem, choć szczyt zapotrzebowania przypada na zimę. W okresie letnim zagrożona bywa niezawodność działania. Szczytowe zapotrzebowa- nie pojawia się w okresie zimowym, ale jak dotąd w tej porze roku w Polsce nie występowały żadne istotne zagrożenia systemowe. Rok 2015 był wyjątkowy: osiągnięto nowy szczyt sezono- wy 1 września 2015 r., a w sierpniu w systemie wystąpiło najpoważniejsze od 30 lat zagrożenie niezawodności. Bliższe spojrzenie na stan, w jakim system elektroenergetyczny znajdował się w sierpniu 2015 r. pokazuje, że zagrożenie niezawodności nie wynikało z braku mocy w syste- mie, ale z operacyjnego profilu dostępnych źródeł oraz innych ograniczeń systemowych, które pojawiają się w suchych i gorących okresach. Analiza przyczyn letniego obciążenia systemu pomoże znaleźć rozwiązania dla kilku kluczowych kwestii. Po pierwsze, niektóre problemy systemu są przewidywalne i można się do nich przy- gotować zawczasu: dodatkowe elektrociepłownie można czasowo uruchomić, plany remontów można skorygować, sieć przesyłową dostosować w taki sposób, by zmniejszyć zwis przewodów przy wysokich temperaturach powietrza i ograniczyć spadek ich przepustowości. Oprócz podjęcia tych działań, konieczne jest zmierzenie się z problemem starzejących się blo- ków oraz jednorodności źródeł w systemie; 47 % bloków ma ponad 30 lat, a kolejne 17 % - ponad 25 lat. Bloki te mają niższe od nowoczesnych jednostek współczynniki sprawności i wymagają częstszych przeglądów. W rezultacie, dostępne w danym momencie moce wytwórcze są znacz- nie mniejsze od mocy zainstalowanych netto. PSE prognozują wzrost tego niedoboru aż do 2025 r. ze względu na wycofywanie z eksploatacji najstarszych, wysokoemisyjnych jednostek.25 Jednak harmonogram wycofywania nie jest jednoznaczny, ponieważ wiele jednostek przewi- dzianych do wyłączenia jest utrzymywanych jako rezerwa strategiczna. Ponadto każde odłą- czenie jednostki wytwórczej od systemu wymaga uzyskania formalnej zgody, przez co termin wycofania z eksploatacji można opóźniać. Jak już wspomniano, Polska musi się w sposób transparentny zmierzyć z problemem nadwyżki mocy, jak też uruchomić inwestycje w źródła różnego typu, które są niezbędne do zapewnienia niezawodności systemu. Wśród nich są także źródła elastyczne i niskoemisyjne. 25 Dynamika ta została przedstawiona w raporcie ENTSO-E’s SOAF 2015. WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM
Elementy rynku energii w Polsce 17 Niedobór mocy w sierpniu 2015 r. Moce wytwórcze systemu 10 sierpnia 2015 r. wynosiły 38,7 GW, choć z szeregu przyczyn tylko około 65 procent tej mocy było w rzeczywistości dostępne. Łączna moc działających elektrowni była jeszcze mniejsza.26 Powody niedostępności części mocy były następujące: około 40 procent elektrociepłowni nie pracuje w sezonie letnim; produkcja ze źródeł wiatrowych nie przekraczała 5 % ich mocy zainstalowanej; planowe wyłączenia źródeł ze względu na modernizacje i remonty; ograniczenia eksploatacyjne ze względu na wysokie temperatury powietrza i wody oraz niski poziom wód (patrz niżej); oraz wyłączenie awaryjne największego w Polsce bloku w elektrowni w Bełchatowie.27 Zapotrzebowanie przekroczyło dostępne moce systemu o 883 MW w godzinach porannych oraz 571 MW w godzinach wieczornych.28 Oczekiwano, że dodatkowe rezerwy operacyjne w wysokości 18 procent obciążenia będą dostępne. Jednak, jako że składają się na nie do- datkowe moce działających elektrowni cieplnych, w dużej mierze okazały się niedostępne ze względu na wyżej wspomniane ograniczenia związane z warunkami atmosferycznymi, wpływającymi na pracę wszystkich elektrowni. Przepływy były ograniczone przez niewy- dolność sieci. A Polska posiada ograniczone zdolności połączeń międzysystemowych i za- soby strony popytowej, które mogłyby stanowić wsparcie. W rezultacie konieczne okazało się ograniczenie poboru energii 1600 odbiorcom, co było pierwszym takim wydarzeniem od 30 lat.28 26272829 5.2. REZERWA OPERACYJNA Jak to zostało wspomniane wcześniej, w  2013 r. PSE sformułowały potrzebę wprowadzenia dwóch nowych mechanizmów, aby zapewnić właściwy poziom adekwatności zasobów energe- tycznych: rezerwy operacyjnej i strategicznej. Była to reakcja na nadmierną produkcję i nadwyż- kę mocy wytwórczych, co doprowadziło do spadku cen. W grę wchodziła tez obawa, że niektóre elektrownie okażą się nieekonomiczne i bez dodatkowego wynagrodzenia „wypadną” z syste- mu.30 Niniejszy rozdział skupia się na problemach związanych z rezerwą operacyjną. Rezerwa strategiczna zostanie uruchomiona dopiero w 2016 r. 26 Polskie Sieci Elektroenergetyczne Operator (10 sierpnia 2015 r.), Bilans mocy w szczycie rannym i wieczornym. Dokument dostępny na stronie: http://www.pse.pl/index.php?modul=21&id_rap=11&data=2015-08-10 27 Elektrownia w Bełchatowie ma moc ponad 5000 MW. Dzień przed ograniczeniem zapotrzebowania blok o mocy 858 MW uległ awaryjnemu wyłączeniu. W połączeniu z planowaną konserwacją trzech mniejszych bloków niedostępne było 1400 MW. 28 Patrz przypis 24. 29 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (2015b), Operator systemu przesyłowego (OSP) wprowadza ograniczenia w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej. Ogłoszono 19 i 20 stopień zasilania, 10 sierpnia 2015 r. Doku- ment dostępny na stronie: http://www.pse.pl/index.php?dzid=14&did=2471 30 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (wrzesień 2013 r.), Karta Aktualizacji nr CB/9/2013 IRiESP – projekt. Do- kument dostępny na stronie: http://www.pse.pl/index.php?modul=10&gid=475 WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 18 WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM Obecna struktura rezerwy operacyjnej z kilku powodów ogranicza jej efektywność i prowadzi do niedoskonałości rynku. Wyjaśnienie tych powodów pomoże zrozumieć, dlaczego rezerwa operacyjna w obecnej formie nie wypełnia swoich zadań. Po pierwsze, mechanizm pozwala na wybór między rynkiem energii, rynkiem bilansującym i re- zerwą operacyjną. Nadmiarowa moc w źródłach systemowych automatycznie zostaje przenie- siona do rezerwy i w związku z tym otrzymują ona wynagrodzenie za gotowość do dostarcze- nia dodatkowej mocy między godzinami 7 i 22 we wszystkie dni robocze. Jednak źródło samo może zdecydować, jaka część jego mocy pracuje na potrzeby rynku energii lub bilansującego – w zależności, co się bardziej opłaca – a ile pozostaje w rezerwie operacyjnej. Taki mechanizm jest powodem wzrostu cen hurtowych na rynku energii, do którego doszło po uruchomieniu rezerwy. Rysunek 2 ilustruje, jak ceny hurtowe w Polsce wzrosły po wprowadzeniu rezerwy operacyjnej, pomimo spadku cen węgla i stabilnych cen uprawnień do emisji dwutlenku węgla. Rysunek 2. Ceny na rynku dnia następnego w zestawieniu z cenami węgla kamiennego i dwutlenku węgla indeks POLPX [Eur/MWh] Cena węgla [Eur/T] Hard Coal Electricity CO2 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100 2011 2012 2013 2014 [Eur/MWh] [Eur/T] Cena dwutlenku węgla [Eur/T] Źródło: Opracowanie własne na postawie danych TGE i www.sendeco2.com/index-uk.asp Skutki wprowadzenia rezerwy operacyjnej na rynek energii przełożył się więc na wyższe koszty dla konsumentów. Pomimo, że regulator zatwierdził na rok 2014 r. na potrzeby rezerwy opera- cyjnej budżet w wysokości 450 mln zł, w rzeczywistości koszty poniesione przez konsumentów
Elementy rynku energii w Polsce 19WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM były znacznie wyższe, właśnie z powodu pośredniego wpływu na rynek hurtowy, co przełożyło się też na wzrost cen detalicznych. Problemy, które wystąpiły w sierpniu 2015 r. pokazały, że rezerwa operacyjna nie gwarantuje systemowi niezawodnej pracy. Są dwa zasadnicze tego powody. Po pierwsze, mechanizm re- zerwy wynagradza moc nadmiarową, która teoretycznie powinna pomagać zbilansować sys- tem, ale w praktyce w momentach najwyższego obciążenia systemu jest często ograniczana. Co więcej, źródła cieplne, które wnoszą moc na potrzeby tej rezerwy, same mogą być zmuszone do ograniczenia produkcji w sytuacji spadku dostępnej ilości wody (suchy i gorący okres, sucha zima), a więc wtedy, kiedy rezerwa jest najbardziej potrzebna. Po drugie, nie ma żadnych kar za niewywiązanie się z udziału w rezerwie i tym samym nie ma żadnej motywacji dla źródeł, aby się wywiązywać bądź zabezpieczać się na wypadek niemożności wywiązania się z umowy. 5.3. INTEGRACJA ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII Jednym z największych wyzwań w zakresie integracji odnawialnych źródeł energii w Polsce jest dzisiaj włączenie do systemu źródeł zmiennych, przede wszystkim wiatrowych. Wiatr przeważ- nie wieje w nocy, kiedy obciążenie systemu jest niskie. W Polsce wywołuje to poważne skutki ze względu na ograniczenia technologiczne mało elastycznych źródeł systemowych. Kiedy co- raz więcej energii z wiatru wchodzi do systemu, popyt netto (całkowity popyt minus udział OZE o zerowych kosztach krańcowych) może spaść do bardzo niskiego poziomu. Co z kolei oznacza, że niezbędny poziom produkcji źródeł węglowych będzie całkiem niski, i w dodatku zmienny. W wielu systemach energetycznych, np. w Wielkiej Brytanii, bloki opalane węglem można w ra- zie potrzeby wyłączyć. Jednak w Polsce, w wyniku nałożenia się ograniczeń sieciowych i tech- nicznych właściwości bloków węglowych, możliwości zmniejszenia produkcji lub wyłączenia są znacznie mniejsze. Znakomita większość polskich źródeł węglowych nie może być zatrzymywa- na na noc, bo nie zdołałaby zostać uruchomiona, by sprostać zapotrzebowaniu następnego dnia. Co więcej, wiele bloków musi pracować z mocą przekraczającą 50 procent swoich możliwości (40 procent w przypadku budowanych bloków na parametry nadkrytyczne), co w skali kraju przekła- da się na moc rzędu 10 GW. Kilka z zaleceń dotyczących dywersyfikacji, zawartych w niniejszym opracowaniu, pomogłoby właśnie w integracji z systemem źródeł wiatrowych w porze nocnej. Ważne jest, by zająć się ograniczeniami dużych jednostek wytwórczych na węgiel kamienny i brunatny, które obecnie dominują w polskim systemie. Jest możliwe, by elektrownie na węgiel pracowały na niższym po- ziomie minimum technicznego niż 50 czy 40 procent, jak to jest w przypadku Polski. Na przykład, typowe bloki węglowe w Niemczech mogą pracować na 30 procent mocy zainstalowanej.31 Być może trzeba będzie zastosować ujemne ceny w celu wynagrodzenia tych mocy, które w razie potrzeby będą wypadać z systemu. 31 Dirschauer, W. (2012 r.), Efficiency and Flexibility of Coal-Fired Power Plants. Prezentacja dla firmy Vattenfall w ramach Europejskiego okrągłego stołu na temat węgla (European Coal Round Table), Bruksela, Belgia, 21 marca 2012 r. Dostępna na stronie: http://euracoal2.org/download/Public-Archive/Events/EP-Round-Table- -on-Coal/20120321-16th/Dirschauer.pdf
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 20 WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM 5.4. OGRANICZONE ZDOLNOŚCI PRZESYŁOWE POŁĄCZEŃ MIĘDZYSYSTEMOWYCH Pomimo dysponowania połączeniami transgranicznymi z sąsiadami o mocy przesyłowej 6,5 GW (import), Polska pozostaje jednym z najbardziej izolowanych systemów energetycznych w Eu- ropie. W 2014 r. Polska mogła pokryć (i w rzeczywistości pokrywała) 2 % zapotrzebowania na energię poprzez import; niższe wskaźniki zanotowały tylko Cypr i Malta.32 Większość ze mocy przesyłowych połączeń transgranicznych jest niedostępna ze względu na opóźnienia w łączeniu rynków i nieplanowane przepływy kołowe, które utrudniają przesył. Polska nadal nie połączyła swojego rynku dnia następnego z analogicznymi rynkami krajów z regio- nu Europy Środkowo-Wschodniej (CEE), mimo że większość krajów europejskich i regionów już to zro- biła. Dotychczas polski rynek połączono jedynie z rynkiem Nord Pool, korzystając ze stałoprądowego połączenia ze Szwecją o mocy 600 MW. Sytuacja powinna poprawić się wraz z uruchomieniem no- wego połączenia transgranicznego z Litwą, które zwiększy zdolność połączeń międzysystemowych z rynkiem Nord Pool o dodatkowe 500 MW. Jednakże Polska wciąż musi rozwiązać kwestię różnic w godzinach pracy rynku giełdowego, aby zakończyć proces łączenia rynków z Czechami i Słowacją oraz połączyć swój rynek dnia następnego z pozostałymi rynkami CEE.33 Rysunek 3. Porównanie przepływów pętlowych A. Przepływy fizyczne i handlowe między Polską, a jej sąsiadami w 2014 r. w GWh Polska UkrainaNiemcy Szwecja Finlandia Czechy 9204 (191) 51 (504) 191 (75) XXX (ZZZ) 7034 (225) 6 (8) 10,3 GWh 10,3 GWh Źródło: opracowanie własne na podstawie danych z PSE. - ilość przepływu energii w GWh - XXX przepływy fizyczne - ZZZ przepływy handlowe Słowacja 686 (713) 0 (0) Legenda: 3500 (233) 32 ENTSO-E (2014 r.), Scenario Outlook and Adequacy Forecast 2014-2030. Dokument dostępny na stronie: https://www.entsoe.eu/Documents/SDC%20documents/SOAF/141031_SOAF%202014-2030_.pdf 33 Informacje dotyczące stanu łączenia rynków dnia następnego w Europie znajdują się w przypisie 23.
Elementy rynku energii w Polsce 21WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM Nieplanowane przepływy fizyczne dodatkowo ograniczają zdolność Polski do importu energii. Przepływy te pojawiają się przede wszystkim, kiedy zdolności wytwórcze w północnych Niem- czech przekraczają zdolności niemieckiego systemu przesyłowego do transportu energii z pół- nocy na południe. Ponieważ systemy przesyłowe w regionie są fizycznie połączone (tzn. nie są ograniczone granicami państwowymi), nadmiar energii przepływa przez systemy krajów sąsia- dujących z Niemcami. Skutkuje to m.in. przepływem energii przez Polskę i jej sąsiadów w drodze do południowych Niemiec. Rysunek 3 ilustruje ten problem, porównując wielkość wymiany han- dlowej i przepływów nieplanowanych między Polską a krajami sąsiadującymi. Ograniczoną wielkość zdolności transgranicznych widać w różnicach między hurtowymi cena- mi energii w Polsce i w krajach sąsiadujących. Rysunek 4 pokazuje, że w 2014 r. ceny hurtowe w Polsce były znacznie wyższe niż ceny w państwach sąsiednich. Rysunek 4. Porównanie cen na rynku dnia następnego w Polsce i krajach sąsiadujących w 2014 r. (w zł/MWh) Średnie ceny spotowe za energię elektryczną w polsce i u jej sąsiadów w 2014 r. [PLN / MWh] Polska Litwa Niemcy Szwecja Czechy 210 184 137 138 133 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych z PGE. Słowacja 138 PSE wraz ze swoim odpowiednikiem w  Niemczech – 50Hertz – pracują nad zmniejszeniem obciążenia linii przesyłowych przez przepływy nieplanowane. W wyniku przetestowania przez obydwu operatorów mechanizmu tzw. wirtualnego przesuwnika fazowego, polegającego na współpracy w przekierowywaniu przepływów, stwierdzili oni, że do rozwiązania problemu po- trzebne są fizyczne przesuwniki fazowe. W styczniu 2016 r. ma zostać uruchomiony przesuwnik fazowy na połączeniu transgranicznym Mikułowa-Hagenwerder, a w roku 2017 – na połączeniu Vierraden-Krajnik. Innym rozwiązaniem problemu nieplanowanych przepływów może być zre- definiowanie stref cenowych w ramach rynku energii, które lepiej odzwierciedlając wytwarzanie i popyt, umożliwiają lepszą alokację mocy i łączenie rynków.
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 22 KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI 6. KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI W  niniejszym rozdziale omówione zostały niektóre rozwiązania, które można wdrożyć w  naj- bliższej przyszłości, aby przezwyciężyć bariery w osiągnięciu w krótko- i średnioterminowej per- spektywie niezawodności polskiego systemu elektroenergetycznego. Rozwiązania te są zgod- ne z priorytetami IEM i obejmują: większe wykorzystanie zasobów strony popytowej na rynkach i w usługach systemowych; rozbudowę połączeń transgranicznych; skoncentrowanie się na zdol- nościach wytwórczych (a nie mocach wytwórczych); rozszerzenie zasięgu geograficznego w oce- nie adekwatności zasobów energetycznych i poprawę mechanizmu kształtowania cen na rynku. 6.1. ZASOBY PO STRONIE POPYTU Wykorzystanie zasobów strony popytowej może zapewnić elastyczne usługi na rzecz nieza- wodności systemu elektroenergetycznego po kosztach niższych w stosunku do kosztów usług świadczonych zasobów strony podażowej. Komisja Europejska stwierdziła, że „efektywność energetyczna i zarządzanie popytem dają często większe możliwości równoważenia podaży i popytu niż budowa czy utrzymywanie większej liczby elektrowni lub linii przesyłowych.”34 W li- teraturze istnieje wiele pozycji, które potwierdzają ważny wkład zasobów strony popytowej i efektywności energetycznej dla uniknięcia lub odłożenia kosztownych inwestycji w źródła wy- twórcze, linie przesyłowe i dystrybucyjne.35 Polska posiada znaczny, niewykorzystany potencjał zarządzania stroną popytową. PSE zakon- traktowały usługi tego typu na około 200 MW i ogłosiły przetarg na dodatkowe 200 MW. Będzie to jednak stanowiło mniej niż dwa procent letnich i zimowych szczytów. Tymczasem doświad- czenia innych krajów wskazują, że zarządzanie popytem może objąć nawet 10 procent zapo- trzebowania w szczycie, a często rozwiązania te są bardziej niezawodne niż działania po stronie podażowej.36 Jak zauważono wcześniej, ostatnie analizy wykazały, iż Polska może pokryć około 7,5 procent zapotrzebowania szczytowego zasobami strony popytowej, jednak słabo wykorzy- stuje te możliwości.37 Ten niewykorzystany potencjał może pomóc stawić czoła kilku wspomnianym wcześniej wy- zwaniom w zakresie niezawodności, np. pokryć zapotrzebowanie w szczycie letnim. Na usługi po stronie popytu nie wpływają bowiem warunki pogodowe, które ograniczają działanie kon- wencjonalnych źródeł wytwórczych. Dzięki zarządzaniu popytem można też wspierać pracę systemu w okresie zimowym, kiedy zapotrzebowanie na moc jest dużo większe. Duzi odbiorcy przemysłowi podkreślają znaczenie planowanych zmian poboru energii w ramach zarządzania popytem, aby zapobiec ograniczeniom nieplanowanym, które nałożono na nich w sierpniu 2015 34 Komisja Europejska COM (2015) 339, str. 5. 35 Patrz: Neme, C., Grevatt, J. (2015), Energy Efficiency as a T&D Resource, Energy Futures Group: Opracow- ano dla Northeast Energy Efficiency Partnerships. Dokument dostępny na stronie: http://www.neep.org/ sites/default/files/products/EMV-Forum-Geo-Targeting_Final_2015-01-20.pdf i Neme, C., Sedano, R. (2012), US Experience With Efficiency as a Transmission and Distribution System Resource, Montpelier, VT: The Regula- tory Assistance Project. Dokument dostępny na stronie: http:// www.raponline.org/document/download/ id/4765 36 Zasoby strony popytowej pokrywają ponad 10 procent szczytowego zapotrzebowania na rynku PJM w Stanach Zjednoczonych i prawie 8 procent zapotrzebowania szczytowego na trzech innych dużych ryn- kach w USA: ISO-NE, NYISO oraz MISO. Patrz: Hurley, D. i inni (2013), Demand Response as a Power System Resource. Synapse Energy Economics, Inc. Opracowano dla Regulatory Assistance Project. Dokument do- stępny na stronie: www.raponline.org/document/download/id/6597 37 SIA Partners (2015); patrz przypis 22.
Elementy rynku energii w Polsce 23KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI r.38 Działania po stronie popytu mogą dodatkowo pomóc w integracji OZE poprzez zmniejszanie, ale także i zwiększanie, zapotrzebowania w odpowiedzi na wahania produkcji w zmiennych OZE. Ta ostatnia cecha jest szczególnie przydatna w Polsce, gdzie zwiększenie obciążenia syste- mu w porze nocnej może być odpowiedzią na problemy integracji źródeł wiatrowych. Komisja Europejska podkreśla znaczenie udziału strony popytowej zarówno na rynkach hurto- wych, jak i detalicznych. Obejmuje to eliminację barier na rynkach hurtowych, w tym utrudnień, na które napotykają agregatorzy usług popytowych, udział strony popytowej w rynkach hurto- wych na takich samych warunkach, jak w przypadku strony podażowej oraz modyfikację taryf detalicznych, by odzwierciedlały zmiany w cenach hurtowych. W Polsce ważne jest zagwarantowanie traktowania usług zarządzania popytem, zakontrakto- wanych przez OSP, w taki sam sposób, jak usług po stronie podaży. Co oznacza wynagradzanie zarówno za same usługi popytowe, jak i gotowość do ich świadczenia. Rynki powinny zapewnić takie same warunki usługom zarządzania popytem, a bariery dla tych usług na rynkach hurto- wych, bilansujących i rezerw powinny zostać zidentyfikowane i pokonane. Wreszcie, ceny deta- liczne powinny lepiej odzwierciedlać ceny na rynkach hurtowych. Pierwszym krokiem, jaki na- leży podjąć w Polsce, jest zlikwidowanie niższych taryf dziennych dla gospodarstw domowych podczas letniego szczytu, który zwykle występuje między 13.00 a 14.00. 6.2. POŁĄCZENIA MIĘDZYSYSTEMOWE Zabezpieczenie działania systemu energetycznego przy pomocy zasobów, leżących poza jego obszarem geograficznym, obniża koszt zapewnienia odpowiednego stopnia niezawodności.39 Połączenie rynków dnia następnego oraz stopniowe łączenie rynków dnia bieżącego to fun- dament IEM, którego głównym celem jest zapewnienie bezpiecznego i efektywnego kosztowo rozwoju i zarządzania systemem energetycznym.40 Handel międzynarodowy sam w sobie może być dla Polski korzystny, choć może być też po- strzegany jako wyzwanie dla krajowych firm energetycznych. Obecnie ceny hurtowe w Polsce są znacznie wyższe niż w sąsiednich państwach członkowskich UE. Połączenie rynków Polski i Niemiec pozwoliłoby skorzystać na imporcie tańszej energii. Dla konsumentów to duża ko- rzyść, dla krajowych wytwórców energii – próba sił. W dłuższej perspektywie możliwość importu zwiększa bezpieczeństwo polskiego systemu elektroenergetycznego. Jest szereg działań, które pomogłyby Polsce w pełni skorzystać z 6,5 GW zdolności przesyło- wych połączeń z sąsiadami. Zasadnicze znaczenie dla odblokowania handlu i urealnienia cen ma dokończenie połączenia rynków dnia następnego krajów obszaru CEE i regionu, objętego BEMIP (Baltic Energy Market Interconnection Plan).41 Jest to także proces zbieżny z założeniami III Pakietu Energetycznego, który miał być w pełni wdrożony w UE do końca 2014 r. 38 Forum Odbiorców Energii Elektrycznej i Gazu (sierpień 2015 r.), List otwarty do Premier Kopacz Dostępny na stronie: http://www.cire.pl/pokaz-pdf-%252Fpliki%252F1%252Flist_otwarty_premier_kopacz_ogranicze- nia.pdf 39 Hogan & Weston (2014). 40 Komisja Europejska COM (2015) 340, wersja ostateczna. Patrz także: Hogan & Weston (2014). 41 Region Europy Środkowowschodniej obejmuje: Austrię, Czechy, Niemcy, Węgry, Polskę, Słowację i Sło- wenię. Celem planu BEMIP jest zintegrowanie systemów elektroenergetycznych Estonii, Łotwy oraz Litwy z systemami krajów nordyckich, Polski i Niemiec.
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 24 KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI Istotne jest również wprowadzenie rozwiązań, które pozwalałby lepiej zarządzać nieplanowa- nymi przepływami, tak jak dzieje się to obecnie na niemiecko - francuskiej granicy. Konieczne są działania po stronie Niemiec - rozbudowa linii przesyłowych z północy na południe, zmiana metodologii wyznaczania stref cenowych. Zanim to nastąpi, więcej zdolności przesyłowych dla transgranicznego handlu zostanie wygospodarowanych dzięki instalacji przesuwników fazo- wych. Co ważne, należy je rozmieszczać tak, by w efekcie maksymalizowały możliwości przesy- łania energii w celach handlowych. W dalszej perspektywie należy dążyć do stworzenia systemu alokacji zdolności przesyłowych opartego na Capacity Allocation and Congestion Management Network Code, który wszedł w życie w sierpniu 2015 r. Jest on kodeksem sieci obejmującym mechanizmy alokacji zdolności i zarządzaniem ograniczeniami, co ma doprowadzić do lepszego zarządzania zdolnościami przesyłowymi w całym regionie. Pomimo wyzwań, stojących przed krajowym systemem, Ministerstwo Gospodarki i PSE nadal opierają się wyłącznie na zasobach krajowych.42 Tymczasem istniejące różnice cen wskazują, że Polska, w celu pokrycia szczytowego zapotrzebowania na energię, mogłaby opierać się na przepływach transgranicznych. Byłoby to zgodne z proponowanym przez Komisję Europejską regionalnym i  ogólnoeuropejskim podejściem do zapewnienia bezpiecznego i  efektywnego kosztowo rozwoju systemu energetycznego i zarządzania nim.43 6.3. METODA OCENY ADEKWATNOŚCI ZASOBÓW ENERGETYCZNYCH Na polskim rynku nie występuje deficyt mocy (z ang. capacity), lecz deficyt zdolności (z ang. capa- bilities), rozumiany jako brak źródeł, zdolnych do zapewnienia niezawodności systemu w warun- kach najwyższych obciążeń (FAE, 2014)44 . Najdobitniejszym tego przykładem jest sytuacja z let- niego szczytu tego roku, kiedy moce wytwórcze konwencjonalnych źródeł termicznych zostały znacznie ograniczone. Te same ograniczenia mogą wystąpić w sezonie zimowym, jeżeli poziom wód w rzekach będzie niski. Mimo utrzymywania znacznego marginesu bezpieczeństwa w wy- sokości 18 procent powyżej obciążenia szczytowego, Polska stoi przed wyzwaniami w zakresie właściwego wykorzystania zasobów. Jako, że do systemu trafia coraz więcej zmiennych OZE, konieczne staje się rozważenie zdolności zasobów, zarówno po stronie popytowej jak i podażo- wej, do elastycznego reagowania na zmienny poziom produkcji. Przy ocenie adekwatności zasobów energetycznych Polska powinna wyjść poza tradycyjne po- dejście, polegające na zapewnieniu wystarczających mocy w podstawie, aby zaspokoić rocz- ny szczyt zapotrzebowania i utrzymać dodatkowo rezerwę bezpieczeństwa. Ewolucja syste- mów elektroenergetycznych w coraz większym stopniu będzie się charakteryzować obecnością zmiennych OZE, zarówno w Polsce jak i w krajach sąsiednich. Oznacza to konieczność przeana- lizowania zarówno sytuacji systemu w przewidywanych momentach najwyższego obciążenia, jak i zdolnością systemu do dysponowania wiązką zasobów o odpowiednich cechach. Europejska Sieć Operatorów Systemów Przesyłowych Energii Elektrycznej (ENTSO-E) w swojej metodologii oceny adekwatności zasobów energetycznych, za kluczowy element uznaje roz- ważenie elastyczności systemu po stronie popytu i podaży. W  przypadku konwencjonalnych 42 PSE (2015), str. 37. 43 Komisja Europejska COM (2015) 340, wersja ostateczna. Patrz także: Hogan & Weston (2014). 44 FAE (2014), Risk of the Capacity Shortage in Polish Power System Until 2020. Dokument dostępny na stronie: http://www.fae.org.pl/en/analysis/risk-of-a-capacity-shortage-in-the-polish-electricity-system-up-to-2020. html
Elementy rynku energii w Polsce 25KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI elektrowni cieplnych, konieczne jest wzięcie pod uwagę rodzaju jednostki wytwórczej, szybko- ści, z jaką może ona zwiększać lub zmniejszać produkcję, minimalne i maksymalne obciążenia przy stabilnej pracy oraz szybkość wyłączenia lub podjęcia pracy. Co ważne dla Polski, analizy będą również uwzględniały wszelkie bariery wynikające z technologii, ograniczenia w sieci, zo- bowiązania w dostawach ciepła, itp.45 Co więcej, analizy takie będą brać pod uwagę zdolności magazynowania energii oraz szczegółowe informacje o mechanizmach zarządzania popytem. Konieczne będzie również poszerzenie oceny adekwatności zasobów o wkład połączeń trans- granicznych w bilansowanie systemów. Dzielenie się zasobami w obrębie szerszych obszarów, połączonych transgranicznie, może pomóc zwiększyć niezawodność i obniżyć koszty bilansowa- nia.46 W tej dziedzinie znacznego postępu dokonało Energetyczne Forum Pentalateralne (PLEF), które pracuje nad ramami regionalnej współpracy, ukierunkowanej na integrację rynku energii elektrycznej i bezpieczeństwa dostaw w Europie Środkowo-Wschodniej.47 W marcu 2015 r. Forum opublikowało wspólną ocenę adekwatności zasobów energetycznych, przygotowaną przez OSP państw członkowskich. Ocena ta była oparta na nowej, zaawansowanej metodzie, która wykra- cza poza obecny model ENTSO-E oceny na poziomie regionalnym. Analiza Forum opiera się na probabilistycznym modelowaniu godzinowym, które umożliwia bardziej spójną ocenę procesów wytwarzania energii ze zmiennych źródłami odnawialnymi, planowanymi przepływami w ra- mach połączeń międzysystemowych, zarządzania stroną popytową oraz elastycznością ryn- ku.48 Metoda ta pozwoliła na optymalizację dostępności zasobów w regionie i po uwzględnieniu regionalnej współpracy oraz pełnego zakresu zdolności zasobów po stronie popytu i podaży określenie, gdzie leżą największe wyzwania. ENTSO-E planuje pójść o krok dalej. Jak wskazano w metodologii oceny adekwatności zasobów, szybko posuwają się prace nad wprowadzeniem w pełni stochastycznego podejścia do oceny właściwego wykorzystania zasobów, które zostanie wprowadzone w najbliższej przyszłości.49 Najnowsza ocena adekwatności zasobów, sporządzona przez PSE, zakłada tradycyjne podej- ście do kwestii mocy (a nie ich zdolności), przede wszystkim po stronie popytu, i nie bierze pod uwagę potencjału połączeń międzysystemowych dla zapewnienia wsparcia ze strony sąsiednich systemów. Biorąc pod uwagę zaistniałe już problemy letnich i  jesiennych szczytów, kwestię integracji OZE w systemie oraz konieczność wycofywania licznych źródeł wytwórczych w ciągu następnej dekady, Polska może skorzystać z rozszerzonego zakresu oceny adekwatności zaso- bów. Oznacza to uwzględnienie zdolności działań operacyjnych po stronie podaży i popytu oraz połączeń międzysystemowych w dostarczaniu usług systemowych. 45 ENTSO-E (2014 r.), Target Methodology for Adequacy Assessment. Dokument dostępny na stronie: https:// www.entsoe.eu/Documents/SDC%20documents/SOAF/141014_Target_Methodology_for_Adequacy_Asses- sment_after_Consultation.pdf 46 ENTSO-E (2014 r.). 47 Forum Pentalateralne obejmuje: Belgię, Holandię i Luksemburg (kraje Beneluksu), Niemcy, Francję, Au- strię i Szwajcarię. 48 Forum Pentalateralne (2015), Support Group 2 Generation Adequacy Assessment [Wersja ostateczna]. Dokument dostępny na stronie: https://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/G/gemeinsamer-versorgung- ssicherheitsbericht,property=pdf,bereich=bmwi2012,sprache=de,rwb=true.pdf 49 ENTSO-E (2014 r.).
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 26 KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI 6.4. KSZTAŁTOWANIE CEN Odpowiednia struktura ma zasadnicze znaczenie dla wdrażania IEM i dla poprawnego funkcjono- wania zliberalizowanych rynków energetycznych. Rynki muszą zachowywać zdrową równowa- gę między podażą a popytem, pozwolić na wolne kształtowanie się cen, wynikające z deficytów energii oraz wysyłać właściwe sygnały cenowe dla inwestorów, wskazując, jaki rodzaj zasobów jest najbardziej potrzebny systemowi energetycznemu. Komisja Europejska podkreśliła, że naj- bardziej efektywny kosztowo system elektroenergetyczny będzie oparty na ogólnoeuropejskim rynku energii elektrycznej z transgranicznymi rynkami krótkoterminowymi, odzwierciedlającymi aktualne deficyty i rynkami długoterminowymi umożliwiającymi inwestycje.50 Na polskim rynku energii występują zakłócenia cen, które obniżają bezpieczeństwo systemu poprzez ograniczanie sygnałów cenowych, niezbędnych do stymulowania nowych inwestycji. Na ceny wpływają negatywnie przede wszystkim dwa czynniki. Są to nadmiar mocy w systemie, którego obecność obniża ceny, oraz rezerwa operacyjna, która je podnosi, ale bez zwiększania niezawodności systemu. Trzecim czynnikiem są regulacje, które utrudniają wyjście z systemu nieekonomicznych źródeł, jednocześnie wpływając negatywnie na chęć inwestowania w nowe. Obecność każdego z tych czynników utrwala dwa pozostałe i w rezultacie podtrzymuje zakłó- cenia cen rynkowych. Istnieje szereg działań, które mogą pomóc w  poprawieniu procesu kształtowania cen przez rynek, co z kolei przekłada się na minimalizację kosztów systemu i stymulowanie inwestycji w najbardziej pożądane źródła. Usunięcie przeszkód, utrudniających wyłączanie nieefektywnych źródeł, pozwoli jednoznacznie ocenić, kiedy dane źródło powinno opuścić system. Poprawi to jednocześnie uwarunkowania ekonomiczne dla inwestycji w nowe źródła. Co więcej, zrównowa- żenie popytu i podaży doprowadzi do realnej wyceny wartości poszczególnych źródeł. Niekorzystne efekty działania rezerwy operacyjnej powinny zostać usunięte poprzez przebu- dowę jej struktury i pełnionej funkcji. Będzie to wymagało określenia, czy w przypadku Polski potrzebny jest dodatkowy mechanizm podnoszący niezawodność (w rodzaju CRM) poprzez sty- mulowanie niezbędnych inwestycji oraz czy wymagane są dodatkowe rezerwy operacyjne, aby sprostać bieżącym wyzwaniom. Jeśli okaże się, że dodatkowy instrument podnoszący niezawodność jest jednak potrzebny, ko- nieczne jest właściwe określenie jego kształtu i celu. Obecna rezerwa operacyjna działa raczej jak selektywny mechanizm wynagrodzenia za moc (CRM) niż tradycyjny mechanizm rezerwowy. Zapewnia wynagrodzenie za dostępność źródłom, które równolegle uczestniczą w rynku, ale tylko niektórym. Natomiast w przeciwieństwie do CRM (albo tradycyjnego mechanizmu rezerwy) nie ma żadnych kar za niewykonanie zobowiązań, a poziom rezerwy jest określany raczej w perspektywie go- dzin, a nie dnia następnego. Chociaż margines bezpieczeństwa w wysokości 18 procent nie jest bezzasadny, poziom typowej rezerwy operacyjnej wynosi 4 do 6 procent obciążenia szczytowe- go. W rzeczywistości, Polska już wdrożyła tradycyjne mechanizmy rezerwowe, które dostarczają usług systemowych typu sekundowego, minutowego czy godzinowego. Krótko mówiąc, trzeba określić, czy Polska potrzebuje w systemie więcej zasobów operacyjnych podnoszących nieza- wodność, a jeśli tak, to należy zaprojektować instrument, dokładnie dostosowany do zadania. 50 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.). Patrz przypis 5.
Elementy rynku energii w Polsce 27KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI / REKOMENDACJE Wreszcie ważne jest, aby pogodzić kwestie rynku wewnętrznego z innymi elementami, w tym z  przejściem do oceny adekwatności zasobów na poziomie regionalnym, łączeniem rynków i większym udziałem strony popytowej w rynku. Być może wdrożenie zawartych tu zaleceń roz- szerzenie zakresu geograficznego i gamy zasobów, dostępnych w systemie – odroczy potrzebę wprowadzania dodatkowego mechanizmu poprawy adekwatności zasobów energetycznych. 7. REKOMENDACJE Poniższe zalecenia odnoszą się do kroków, które Polska musi poczynić w pierwszej kolejności, dla poprawienia niezawodności systemu, zwiększenia jego elastyczności, zwiększenia różno- rodność zasobów i dopasowania swojego rynku energii do działań Komisji Europejskiej, doty- czących IEM . Poprawa efektywności rynku 1. Na polskim rynku mamy do czynienia z nadmiarem mocy, a jednocześnie brakiem zaso- bów, zdolnych wytrzymać presję wywieraną na system. Innymi słowy ilość zasobów jest wystarczająca, ale ich jakość niska. Powinno się znieść bariery regulacyjne i pozwolić nie- ekonomicznym źródłom na opuszczenie rynku, chyba, że są one akurat potrzebne do czaso- wego zapewnienia systemowi bezpieczeństwa. Pomoże to przywrócić zdrową równowagę pomiędzy podażą a popytem, co jest pierwszym krokiem do odzwierciedlenia przez rynek kosztów krańcowych energii o rożnych porach dnia i nocy. 2. Rezerwa operacyjna w swoim obecnym kształcie nie działa prawidłowo, dlatego też należy poprawić jej działanie lub zastąpić innym mechanizmem. 3. Chociaż ceny w Polsce nie osiągnęły jeszcze maksymalnych, nałożonych poziomów, powinno się rozważyć zniesienie tego pułapu na rynku bilansującym, aby umożliwić w pełni wolne kształtowanie się cen, odzwierciedlających deficyt mocy. Poprawa elastyczności 1. Zasoby strony popytowej są tanie i elastyczne, jednak mechanizmy je wykorzystujące napo- tykają na wiele barier. Powinno się je usuwać, pozwalając usługom zarządzania popytem na udział w rynkach energii, bilansującym i rezerw na takich samych warunkach, jak w przypad- ku zasobów strony podażowej. 2. Niskie taryfy dla gospodarstw domowych, obowiązujące w godzinach 13-17 pogłębiają letnie szczyty poprzez zachęcanie do zwiększonego poboru energii. Eliminując w sezonie letnim te niższe taryfy zmniejszy się dodatkowe obciążenie dla systemu. Byłby to pierwszy krok w kierunku cen detalicznych, które odzwierciedlają ceny hurtowe, do czego zachęca Komisja Europejska. 3. Łączenie rynków (z ang. market coupling) państw sąsiadujących może obniżyć ceny w Polsce i zwiększyć niezawodność systemu elektroenergetycznego poprzez zapewnienie większych zdolności importowych w okresach, kiedy system jest poddany dużej presji. Polska powinna połączyć swój rynek z rynkami państw regionów CEE i BEMIP. 4. Przejście do alokowania transgranicznych zdolności przesyłowych w oparciu o przepływy energii (z ang. flow-based cross-border capacity allocation) wraz z połączeniem rynków dnia
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 28 REKOMENDACJE bieżącego i bilansującego z sąsiadami pomoże Polsce w zbilansowaniu systemu w sposób bardziej niezawodny i przy niższych kosztach. 5. Rozwiązanie problemu niskich wolumenów handlowych, przepływających przez zachodnie i południowe granice Polski - co związane jest z nieplanowanymi przepływami transgranicz- nymi - wymaga działań zarówno ze strony Polski, jak i Niemiec. Powinno się podjąć działania mające na celu uwolnienie mocy przesyłowych – w tym kontekście konieczne jest lepsza koordynacja współpracy Polska – Niemcy ukierunkowana na rozwiązanie tego problemu. 6. W grudniu 2015 r. zakończy się budowa przesuwnika fazowego na połączeniu Mikułowa-Ha- genwerder, a przesuwnik fazowy na połączeniu Vierraden-Krajnik ma zostać uruchomiony w październiku 2017 r. Przesuwniki mają poprawić warunki wymiany handlowej między Pol- ską a Niemcami poprzez wyeliminowanie nieplanowanych przepływów i stworzenie prze- strzeni dla przepływów handlowych do czasu wdrożenia rozwiązania długoterminowego. Przesuwniki fazowe powinny być używane w sposób, który maksymalizuje dostępną zdol- ność przesyłową dla celów handlowych.
Elementy rynku energii w Polsce 29SKRÓTY 8. SKRÓTY I TERMINOLOGIA ACER – Agencja ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki BEMIP – Plan działań w zakresie połączeń międzysystemowych na rynku energii państw bałtyckich CEE – Europa Środkowowschodnia CHP – Skojarzona produkcja ciepła i energii elektrycznej CRM – Capacity Renumeration Mechanism, mechanizm wynagradzania mocy ENTSO-E – Europejska Sieci Operatorów Sieci Przesyłowych Energii Elektrycznej EU – Unia Europejska GW – Gigawaty IEM – Wewnętrzny rynek energii MC – Market Coupling, łączenie rynków, tj. mechanizm łączenia rynków energii elektrycznej w UE Merit order – wykres uporządkowany, tj. uporządkowanie źródeł wytwórczych wg krótkookre- sowego kosztu krańcowego od najtańszego do najdroższego MW – Megawaty New market design – nowa organizacja rynku, tj. sposób organizacji rynku energii elektrycznej PSE – Polskie Sieci Elektroenergetyczne Resource adequacy – adekwatność zasobów, tj. proporcja pomiędzy dostępnymi zasobami energetycznymi a obciążeniem systemu TSO – Operator Systemu Przesyłowego TWh – Terawatogodziny
FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 30 NOTATKI .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................................................
Elementy rynku energii w Polsce 31NOTATKI .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................................................
www.FAE.org.pl

More Related Content

Fae elementy rynku energii w polsce

  • 1. ELEMENTY RYNKU ENERGII W POLSCE — GRUDZIEŃ 2015 R.
  • 2. Forum Analiz Energetycznych: dr Joanna Maćkowiak-Pandera, dr Jan Rączka, dr Maciej Bukowski. AUTORZY: Edith Bayer, dr Jan Rączka, Phil Baker Celem Forum Analiz Energetycznych jest wsparcie debaty mającej na celu wypracowanie niskoemisyjnego modelu polskiej energetyki. FAE działa w kontekście decyzji podjętych na szczeblu europejskim na temat długoterminowej strategii sektora energetycznego do roku 2030 i poza ten termin. Celem projektu jest opracowanie kompleksowej i spójnej wizji efektywnej kosztowo transformacji rynku energii elektrycznej. Sfinansowano ze środków Europejskiej Fundacji Klimatycznej. www.FAE.org.pl
  • 3. Spis treści 1. Najważniejsze informacje................................................................................................................ 4 2. Wstęp ..........................................................................................................................................................5 3. Kontekst europejski ...........................................................................................................................7 3.1. Zasoby po stronie popytu....................................................................................................... 8 3.2. Regionalne podejście do polityki energetycznej i właściwego wykorzystania zasobów................................................................................................................. 9 3.3. Wsparcie rozwoju produkcji OZE........................................................................................ 9 3.4. Infrastruktura dla dobrze działającego rynku............................................................ 9 3.5. Europejskie podejście do bezpieczeństwa dostaw energii .............................. 9 3.6. Sprawne rynki.............................................................................................................................10 4. Przegląd polskiego systemu elektroenergetycznego i rynku energii...................................................................................11 4.1 Obecna sytuacja............................................................................................................................11 4.2. Rynek energii elektrycznej ..................................................................................................13 4.3. Wsparcie dla bezpieczeństwa dostaw – rezerwy.................................................14 4.4. Połączenia międzysystemowe.........................................................................................15 5. Wyzwania stojące przed polskim systemem elektroenergetycznym..................................................................................................................... 15 5.1. Nadwyżka mocy i deficyt zdolności wytwórczych ................................................15 5.2. Rezerwa operacyjna ...............................................................................................................17 5.3. Integracja odnawialnych źródeł energii .......................................................................19 5.4. Ograniczone zdolności przesyłowe połączeń międzysystemowych......................................................................................................................20 6. Kroki ku większej niezawodności i elastyczności...........................................................22 6.1. Zasoby po stronie popytu.................................................................................................... 22 6.2. Połączenia międzysystemowe........................................................................................23 6.3. Metoda oceny adekwatności zasobów energetycznych..................................24 6.4. Kształtowanie cen...................................................................................................................26 7. Rekomendacje ..................................................................................................................................... 27 8. Skróty i terminologia .......................................................................................................................29
  • 4. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 4 NAJWAŻNIEJSZE INFORMACJE: 1. NAJWAŻNIEJSZE INFORMACJE Zarówno europejski jak i polski sektor elektroenergetyczny znajduje się w punkcie zwrotnym. Systemy elektroenergetyczne przechodzą transformację podyktowaną zobowiązaniami do dalszej redukcji emisji, rosnącym udziałem źródeł odnawialnych (OZE), a także koniecznością zapewnienia niezawodnych dostaw energii po akceptowalnej cenie. Opracowany przez Komisję Europejską pakiet pod nazwą „Unia Energetyczna” ściśle wiąże ze sobą europejską politykę klimatyczną z polityką energetyczną. Kolejnym zobowiązaniom do redukcji emisji towarzyszy założenie, że dekarbonizacja sektora wytwarzania energii wy- magać będzie większego wysiłku we wdrażaniu wewnętrznego rynku energii (z ang. Inter- nal Energy Market, IEM) w nieodległej przyszłości. Przed systemem elektroenergetycznym w Polsce stoi wiele wyzwań, wynikających z sa- mej jego struktury, rosnącego zapotrzebowania na energię w okresie letnich szczytów oraz wzrastającego udziału OZE. Pomimo utrzymywania stosunkowo dużej (18 procentowej) re- zerwy mocy, starzejąca się flota mało elastycznych bloków węglowych ma kłopoty z za- pewnieniem stabilnego działania systemu, zwłaszcza w czasie letnich szczytów obciążenia występujących w środku dnia i zimowych nocnych dolin, kiedy wieje silny wiatr. Sprostanie tym wyzwaniom jest konieczne dla zapewnienia niezawodności systemu i wy- maga bliższej analizy tego, w jaki sposób polski rynek zachęca bądź zniechęca do inwestycji w źródła, które są niezbędne do zachowania ciągłości dostaw energii. Dla zabezpieczenia niezawodności systemu Polska potrzebuje bardziej zróżnicowanego i elastycznego portfela zasobów energii. Tymczasem dywersyfikacja ta nadal napotyka na przeszkody takie, jak opóźnienia we wdrażaniu mechanizmów łączenia rynków (z ang. mar- ket coupling, MC) i zarządzania stroną popytową, czy w eliminowaniu zakłóceń samego ryn- ku energii. Utrzymuje się tendencja do inwestowania w źródła tego samego typu, zamiast w zasoby, które lepiej zaspokajają potrzeby systemu. Polski rynek energii jest w dużej mierze odizolowany od rynków krajów sąsiednich. Wyko- rzystanie zasobów leżących poza granicami może zwiększyć niezawodność i elastyczność systemu taniej niż przy korzystaniu wyłącznie zasobów krajowych. Doświadczenia innych krajów pokazują, że niezawodnym, elastycznym i  tanim mechani- zmem bilansowania systemu jest zarządzanie stroną popytową, dzięki któremu w razie po- trzeby można ograniczyć zużycie energii w szczycie nawet o 10 procent. Polska musi likwi- dować przeszkody, które obecnie ograniczają udział zarządzania stroną popytową w rynku i jego wpływ na działanie systemu. Efektywne działanie rynku jest niezbędne dla niezawodnej pracy systemu w danym mo- mencie, oraz w dłuższej perspektywie dla stymulowania niezbędnych inwestycji. Jednym z kluczowych wyzwań, nie tylko dla Polski, ale także dla innych państw UE, jest wyelimino- wanie zakłóceń rynków energii. W Polsce dwa istotne działania obejmują: (1) zezwolenie na wycofanie nadmiarowych mocy w momencie, kiedy ich utrzymywanie nie jest już ekono- micznie opłacalne, i tym samym przywrócenie odpowiedniej równowagi pomiędzy podażą a popytem; (2) zweryfikowanie mechanizmu rezerwy operacyjnej, która w obecnej formie zakłóca ceny rynkowe, w niewielkim stopniu poprawiając bezpieczeństwo pracy systemu.
  • 5. Elementy rynku energii w Polsce 5WSTĘP 2. WSTĘP W lipcu 2015 r. Komisja Europejska poinformowała o rozpoczęciu procesu konsultacji na temat „nowej organizacji rynku energii” (z ang. New market design). Ma ona być częścią projektu „Unii Energetycznej”, która ściśle wiąże cele europejskiej polityki klimatycznej i energetycznej oraz pogłębia znaczenie IEM, jako fundamentu wspólnej europejskiej polityki energetycznej. Według Komisji Europejskiej (KE, 2015)1 organizacja rynku energii to zbiór reguł, opisujących wy- twarzanie energii, obrót nią, dostarczanie, konsumpcję oraz korzystanie z infrastruktury przez uczestników. Reguły te mają pomóc w transformacji całego systemu energetycznego. Działanie hurtowych i detalicznych rynków energii powinno dostarczać impulsów do podejmowania decy- zji inwestycyjnych, a także sprzyjać oferowaniu coraz to nowych usług. W założeniu inicjatywa KE ma na celu poprawę funkcjonowania wewnętrznego rynku, tak by energia elektryczna pły- nęła swobodnie tam, gdzie jest najbardziej potrzebna, by konsumenci odnosili jak największe korzyści z konkurencji międzynarodowej i by rynek dostarczał właściwych sygnałów inwestycyj- nych. Wszystko to przy rosnącym udziale OZE. Dla Polski, której sektor energetyczny stoi przed licznymi wyzwaniami, wszystkie te inicjatywy mają duże znaczenie. Wiele konwencjonalnych źródeł ma ponad 30 lat – a niektóre nawet po- nad 50 lat – i w najbliższym czasie będą musiały one zostać wyłączone. W tym samym czasie Polska zmaga się z problemem rosnących letnich szczytów zapotrzebowania. W sierpniu 2015 r. PSE – operator przesyłowy – został zmuszony do ograniczania obciążenia systemu w celu jego zbilansowania. Innymi wyzwaniami dla sektora są m.in. spadająca rezerwa mocy na wypadek zimowego szczytu z powodu planowanego wyłączenia niektórych starzejących się bloków oraz problem rosnącej produkcji OZE i integracji tych źródeł z systemem, opartym na jednostkach wytwórczych o ograniczonej elastyczności. Co więcej, Polska dalej stara się utrzymać właściwe działanie swojego systemu samodzielnie, nie wykorzystując istniejących połączeń energetycz- nych z sąsiednimi krajami. Wiele z tych wyzwań będzie musiało być podjętych w obecnej kaden- cji parlamentu (2015-2019). Dla wyzwań, stojących przed polskim sektorem energetycznym nie ma prostych rozwiązań. Konieczna jest pogłębiona analiza roli rynków w stymulowaniu inwestycji, ale także rozważenie rozwiązań przejściowych, zabezpieczających niezawodność systemu do momentu pełnej libe- ralizacji i transgranicznej integracji rynków. Zachodzące zmiany wskazują na potrzebę przenie- sienia uwagi z prostego dostarczenia odpowiedniej mocy dla zaspokojenia popytu w kierunku opracowania optymalnej wiązki działań, które zbilansują system przy wzrastającym udziale OZE oraz rosnącym znaczeniu zarządzania stroną popytową. Rozwiązania najbardziej efektywne kosztowo będą korzystać ze wszystkich dostępnych zasobów, zarówno po stronie produkcji jak i popytu. Będą też opierać się na zasobach dostępnych w regionie, a nie tylko w kraju. Zmiany te przebiegają równolegle do trwającej w Europie transformacji rynków. Opracowanie to skupia się na organizacji samego rynku, jako kluczowego mechanizmu regulują- cego to, jak jego uczestnicy produkują energię elektryczną, handlują nią, dostarczają, konsumują 1 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Energia: Nowy projekt rynku tworzący podwaliny pod nową ofertę dla odbiorców [Arkusz informacji], dostępny na stronie: http://europa.eu/rapid/press-release_MEMO-15-5351_ en.htm
  • 6. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 6 WSTĘP i korzystają z infrastruktury.2 Odnosi się też do niektórych działań pozarynkowych, takich jak mechanizmy wynagradzania za zdolności wytwórcze (z ang. Capacity Renumeration Mechanism, CRM), traktowanych jako dodatkowe narzędzia korygowania niedoskonałości rynku. Nie odnosi się natomiast do wszystkich aspektów rynku, zarówno istniejących, jak i poruszanych przez KE przy okazji konsultacji nowej organizacji rynku energii. Nie dostarcza odpowiedzi na pytanie, jak polski rynek powinien się zmienić, by w pełni uczestniczyć w IEM. Zamiast tego, niniejsze opracowanie koncentruje się na wskazaniu pierwszych kroków, jakie Polska powinna uczynić, na drodze do pełnej integracji z IEM w sytuacji, gdy musi brać pod uwagę zarówno bieżące wy- zwania jak i dłuższą perspektywę. Przede wszystkim musimy zdefiniować dwa kryteria, leżące u podstaw rozwoju sektora energetycznego: niezawodność i elastyczność. Niezawodność odnosi się do podstawowego celu systemu elektroenergetycznego: zapewnie- nia po rozsądnej cenie ilości energii wystarczającej do pokrycia zapotrzebowania. Niezawodność ma przy tym dwa wymiary: wymiar operacyjny, w którym zbiór dostępnych źródeł zaspokaja bieżący popyt; oraz wymiar inwestycyjny, który odnosi się do nakładów, niezbędnych do zapewnienia po rozsąd- nej cenie energii w odpowiedniej ilość i jakości w przyszłości. Elastyczność odnosi się do zdolności (z ang. capabilities) różnych elementów po stronie popy- tu i podaży do reakcji na bieżące potrzeby systemu, do zwiększania lub zmniejszania poboru bądź produkcji, włączania się lub wyłączania. Jako, że system energetyczny zmierza do modelu, w którym różne źródła nie pracują w sposób ciągły, inwestycje w elastyczność po stronie popytu i podaży będą zyskiwały coraz większe znaczenie w kontekście zapewnienia niezawodności systemu po najniższym koszcie całkowitym. Niniejsze opracowanie zaczynamy od przeglądu ostatnich idei i przemyśleń KE, odnoszących się do IEM i nowej organizacji rynku. Dalej, opisujemy obecny kształt polskiego sektora produkcji energii i rynku. Następnie odnosimy się do wyzwań stojących przed polskim sektorem energe- tycznym i roli rynku w przezwyciężeniu tych wyzwań. W końcu przedstawiamy rekomendacje działań, które jednocześnie podnoszą niezawodność polskiego systemu i zmieniają go w kierun- ku IEM, który jest popierany przez Komisję. Panel Ekspertów Elementem wyróżniającym prace Forum Analiz Energetycznych jest konfrontacja wyników wła- snych analiz z opiniami ekspertów związanych z branżą energetyczną przed publikacją kolej- nych opracowań. Celem takiego systemu pracy jest poprawienie jakości i przejrzystości proce- su przygotowania analiz i formułowanych rekomendacji. W skład Panelu Ekspertów wchodzą przedstawiciele firm energetycznych, instytucji naukowych, przemysłu, rządu, organizacji poza- rządowych oraz niezależni eksperci. Niniejsze opracowanie uwzględnia opinie ekspertów wyra- żone w trakcie spotkania Panelu, jednak nie stanowi efektu uzgodnienia stanowisk. 2 Należy pamiętać, że nawet w przypadku w pełni zliberalizowanego rynku regulacjom podlegają przesy- łanie i dystrybucja energii. Patrz: Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Energia: Nowy projekt rynku tworzący podwaliny pod nową ofertę dla odbiorców [Arkusz informacji], dostępny na stronie: http://europa.eu/rapid/ press-release_MEMO-15-5351_en.htm
  • 7. Elementy rynku energii w Polsce 7KONTEKST EUROPEJSKI 3. KONTEKST EUROPEJSKI W ciągu ostatniego roku Komisja Europejska i Rada Europejska sformułowały nową wizję polity- ki klimatycznej i energetycznej. W październiku 2014 r. Rada uzgodniła cele na 2030 r. – redukcję emisji gazów cieplarnianych o co najmniej 40 procent w stosunku do poziomu emisji z 1990 r. oraz 27-procentowe cele dla udziału OZE oraz efektywności energetycznej. W przypadku OZE szacuje się, że ten cel przekłada się na udział źródeł odnawialnych w produkcji energii elek- trycznej w przedziale 45-53 procent, w porównaniu do poziomu około 34 procent, wynikającego z prostej ekstrapolacji celów na rok 2020.3 W lutym 2015 r., Komisja Europejska przedstawiła swo- ją wizję europejskiej „Unii Energetycznej”, która przyszłość polityki klimatycznej i energetycznej Europy opiera na pięciu zasadniczych elementach: bezpieczeństwie energetycznym, integracji europejskich rynków energii, efektywności energetycznej, dekarbonizacji oraz na badaniach roz- wojowych. Przyspieszenie reformy europejskiego rynku energii odzwierciedla szereg dokumentów opubli- kowanych przez Komisję Europejską w ramach konsultacji wizji „Unii Energetycznej”4 : new deal) dla odbior- ców energii;5 6 7 8 Dokumenty te opisują ścieżkę dochodzenia do przyszłego modelu europejskiego rynku energii elektrycznej, w którym priorytetem jest pełne wdrożenie III Pakietu Energetycznego i podjęcie kolejnych kroków w kierunku integracji. Nowa organizacja rynku energii w Europie otwiera dro- gę dla transformacji do bezpiecznego, niskoemisyjnego systemu energetycznego z wysokim udziałem niestabilnych OZE oraz z elastyczną podażą i popytem. W tych dokumentach Komisja zawarła szczegółowe informacje dotyczące wizji przyszłego rynku energii elektrycznej w Europie, który daje priorytet zasobom po stronie popytu (w tym efek- tywności energetycznej i  zarządzaniu popytem) przy aktywnym udziale odbiorców, promuje podejście regionalne do polityki energetycznej i oceny adekwatności zasobów (z ang. resource adequacy). Podkreśla się tam potrzebę tworzenia sprawnego rynku, gwarantującego odbiorcom dostawy i sprzyjającego takim inwestycjom, które zapewniają bezpieczeństwo systemu najniż- 3 Wspomniane udziały odnawialnych źródeł energii wynikają ze scenariuszy redukcji emisji gazów cie- plarnianych o  40 procent. Patrz: Komisja Europejska (2014), Ocena wpływu załączonych do komunikatu „Ram politycznych na okres 2020–2030 dotyczących klimatu i  energii”, SWD (2014), 15 wersja ostateczna, dokument dostępny na stronie: http://ec.europa.eu/smartregulation/impact/ia_carried_out/docs/ia_2014/ swd_2014_0015_en.pdf 4 Informacje dotyczące pakietu dostępne są na stronie: http://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/publica- tion/FOR%20WEB%20energyunion_with%20_annex_en.pdf 5 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Stworzenie nowej oferty dla odbiorców energii, COM (2015) 339 wersja ostateczna. Dokument dostępny na stronie: https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/1_EN_ ACT_part1_v8.pdf 6 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Zainicjowanie procesu publicznych konsultacji na temat nowej struktury rynku energii, COM (2015) 340 wersja ostateczna. Dokument dostępny na stronie: http://ec.europa.eu/ener- gy/sites/ener/files/documents/1_EN_ACT_part1_v11.pdf 7 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.), Dokument konsultacyjny dotyczący gotowości na wypadek wystąpienia zagrożeń w  dostawach energii elektrycznej, dostępny na stronie: https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/ files/documents/DG%20ENER_ConsultationPaperSoSelectricity14July.pdf 8 Komisja Europejska (kwiecień 2015 r.), Pomoc państwa: Komisja rozpoczęła badanie sektorowe w zakresie mechanizmów zapewnienia dostaw energii elektrycznej [Informacja prasowa]. Dokument dostępny na stro- nie: http://europa.eu/rapid/press-release_IP-15-4891_en.htm
  • 8. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 8 KONTEKST EUROPEJSKI szym kosztem. Wizja ta oparta jest na odpowiednich porozumieniach, które m.in. umacniają rolę Europejskiej Sieci Operatorów Systemów Przesyłowych Energii Elektrycznej (ENTSO-E) i Agencji ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki (ACER) oraz na rosnącej współpracy pomiędzy państwami członkowskimi.9 W poniższych rozdziałach znajdują się bardziej szczegółowe informacje dotyczące tych zagad- nień oraz wstęp do dyskusji na temat, jak Polska może zwiększyć elastyczność i niezawodność swojego systemu elektroenergetycznego. 3.1. ZASOBY PO STRONIE POPYTU Zasoby po stronie popytu, w tym efektywność energetyczna i zarządzanie popytem, odgrywają główną rolę w wizji nowej organizacji rynku energii. Komisja doceniła potencjał efektywności energetycznej w  ograniczaniu potrzeb inwestycyjnych w całym sektorze energii. Z tego powodu założenie „po pierwsze efektywność energetyczna” sto- sowane jest we wszystkich procesach decyzyjnych, związanych z rozwojem „Unii Energetycznej”.10 Komisja uznaje również wartość i znaczenie udziału strony popytowej w rynkach energii. Ak- tywne reagowanie na sygnały rynkowe po stronie popytu jest szczególnie ważne dla efektyw- nej kosztowo integracji OZE, które nie pracują w sposób ciągły. Z tego powodu Komisja podkre- śla znaczenie płynności rynków, na których obowiązujące ceny odzwierciedlają wartość, jaką odbiorcy przykładają do dostaw, i zachęca do szerszego otwarcia się rynków na zarządzanie popytem, w tym także na agregatorów usług zarządzania popytem. Zasadnicze znaczenie ma likwidacja barier utrudniających zarządzanie zasobami strony popyto- wej. Wśród przeszkód można wymienić brak informacji o zużyciu energii, ograniczoną konkuren- cję na rynkach detalicznych, wyznaczanie cen maksymalnych i inne rodzaje ingerencji w rynek, które uniemożliwiają dotarcie do klientów bodźców cenowych. Podmioty, które mogłyby pomóc konsumentom w zarządzaniu ich popytem, są często wykluczane z rynku przez regulacje, fawo- ryzujące zasiedziałych dostawców. Osiągnięcie pełnych korzyści z zarządzania stroną popytową wymaga likwidacji wymienionych barier. Rynki hurtowe i detaliczne powinny być powiązane na tyle ściśle, by sygnały cenowe do- cierały do odbiorców końcowych. Ograniczane powinny być możliwości takich ingerencji w rynki, które te sygnały osłabiają. Podmioty zajmujące się agregacją usług zarzadzania popytem powin- 9 Pierwsze kroki w  regionalnej współpracy dotyczącej funkcjonowania systemu zostały podjęte wraz z utworzeniem regionalnych inicjatyw na rzecz koordynowania bezpieczeństwa (szczegółowe informa- cje dostępne na stronie: https://www.entsoe.eu/news-events/announcements/announcements-archive/ Pages/News/Creation-of-SCC, -first-RSCI-in-South-East-Europe.aspx). Jednakże istnieje potrzeba podjęcia dalszych kroków i utworzenia regionalnych centrów operacyjnych, odpowiedzialnych za planowanie trans- graniczne i bieżące funkcjonowanie, aby zapewnić efektywne i bezpieczne wykorzystanie połączeń mię- dzysystemowych państw członkowskich. 10 Komisja Europejska, COM (2015) 340, wersja ostateczna, str. 3. Komisja nie zdefiniowała konkretnie pojęcia „nadrzędnego znaczenia efektywności energetycznej”, które powstało w Stanach Zjednoczonych. Wyja- śnienia dotyczące tego pojęcia znajdują się w dokumencie: Cowart R. (grudzień 2014 r.) Unlocking the Prom- ise of the Energy Union: “Efficiency First” is Key, Bruksela, Belgia: Regulatory Assistance Project. Dokument dostępny na stronie: http://www.raponline.org/document/download/id/7401; Bayer, E. (luty 2015 r.), Effi- ciency First: Key Points for the Energy Union Communication. Bruksela, Belgia: Regulatory Assistance Project. Dokument dostępny na stronie: http://www.raponline.org/document/download/id/7507; oraz Coalition for Energy Savings – Koalicja na rzecz efektywności energetycznej (maj 2015 r.), ”Energy Efficiency First”: How to Make it Happen. Dokument dostępny na stronie: http://energycoalition.eu/sites/default/files/20150504%20 Energy%20Efficiency%20First%20-%20making%20it%20happen%20FINAL_0.pdf
  • 9. Elementy rynku energii w Polsce 9KONTEKST EUROPEJSKI ny mieć dostęp do rynku na takich samych zasadach, jak tradycyjni uczestnicy. Relacje między agregatorami a dostawcami powinny zostać znormalizowane, również pod kątem niedyskry- minowania żadnej ze stron. Co więcej, usługi systemowe powinny zostać tak zaprojektowane, aby mogły je świadczyć zarówno zasoby po stronie podażowej jak i popytowej, konkurując na równych zasadach. 3.2. REGIONALNE PODEJŚCIE DO POLITYKI ENERGETYCZNEJ I ADEKWATNOŚCI ZASOBÓW Obejmowanie jednolitym rynkiem energii, działaniami systemowymi oraz polityką energetyczną coraz większego obszaru geograficznego okazało się być najmniej kosztowną drogą do stwo- rzenia bezpiecznego, niskoemisyjnego sektora energetycznego.11 Komisja podkreśla znaczenie regionalnego podejścia do jego rozwoju w kilku aspektach, w tym systemu wsparcia dla OZE, priorytetu dla inwestycji w infrastrukturę, bezpieczeństwa dostaw i działań systemowych. 3.3. WSPARCIE ROZWOJU PRODUKCJI OZE Komisja podkreśla potrzebę dalszego rozwoju produkcji energii z OZE w całej Europie. W związku z tym należy zrezygnować z nieskoordynowanych i jednostronnych działań państw członkow- skich na rzecz działań na poziomie regionalnym. Bardziej skoordynowane podejście umożliwiło- by rozwój źródeł energii odnawialnej w regionach, gdzie wykazują one najwyższą efektywność, zmniejszając tym samym całkowity koszt realizacji celów w tym zakresie. Aby to osiągnąć, wska- zane jest opracowanie rozwiązań, które sformalizują udział w krajowych systemach wsparcia OZE źródeł leżących poza granicami danego kraju. 3.4. INFRASTRUKTURA DLA DOBRZE DZIAŁAJĄCEGO RYNKU Wydajny, zintegrowany rynek dla niskoemisyjnej energii elektrycznej, zaopatrujący odbiorców w sposób niezawodny i po najniższych kosztach, będzie wymagał stworzenia w Europie odpor- nego systemu przesyłowego z odpowiednią liczbą połączeń transgranicznych. Dziś połączenia między niektórymi państwami członkowskimi są niewystarczające. W związku z tym Komisja ustaliła na rok 2020 cel, zakładający osiągnięcie poziomu zdolności transgranicznego przesyłu energii na poziomie 10 procent wolumenu krajowego rynku. Planuje też zwiększyć ten poziom do minimum 15 procent do 2030 r.12 3.5. EUROPEJSKIE PODEJŚCIE DO BEZPIECZEŃSTWA DOSTAW ENERGII Wiele państw członkowskich, antycypując niedobory zdolności produkcyjnych energii w kolej- nych latach, wprowadziło lub planuje wprowadzić elementy rynku mocy (CRM), by pobudzić inwestycje. Przeprojektowany rynek energii, na którym ceny w pełni odzwierciedlają ryzyko wy- 11 Hogan M., Weston F. (grudzień 2014 r.), Power Market Operations and System Reliability: A Contribution to the Market Design Debate in the Pentalateral Energy Forum, Berlin: Regulatory Assistance Project) na zlecenie Agora Energiewende). Dokument dostępny na stronie: http://www.agora-energiewende.de/fileadmin/Projekte/2014/ Power-Market-Operations/Agora_Power_Market_Operations_and_System_Reliability_web.pdf 12 Komisja Europejska (luty 2015 r.), Osiągnięcie docelowego poziomu 10% w zakresie elektroenergetycznych połączeń międzysystemowych. Przygotowanie europejskiej sieci elektroenergetycznej na 2020 r., COM (2015) 82, wersja ostateczna. Dokument dostępny na stronie: http://ec.europa.eu/priorities/energy-union/docs/ interconnectors_en.pdf Nadrzędne znaczenie nadawane jest połączeniom międzysystemowym za pośred- nictwem projektów będących przedmiotem wspólnego zainteresowania (PWZ), a finansowanie odbywa się w ramach instrumentu „Łącząc Europę”.
  • 10. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 10 stąpienia niedoborów, a uczestnicy są skłaniani do zabezpieczania krótkoterminowego ryzyka cenowego, powinien umożliwić podejmowanie inwestycji. Mimo to Komisja uważa, że wprowa- dzenie CRM jest usprawiedliwione w niektórych przypadkach, gdy na danym rynku występują strukturalne niedobory mocy i utrzymują się zakłócenia. Chociaż wprowadzenie systemów wynagrodzenia za moce wytwórcze może być uzasadnione w takich przypadkach, to nieskoordynowane uruchamianie takiego wsparcia prawdopodobnie zakłóci procesy łączenia rynków (z ang. market coupling). Odmienne rozwiązania CRM w różny sposób wpływają na cenę energii, zakłócając ceny rynkowe i przepływy transgraniczne. Ponad- to, niektóre z mechanizmów rynku mocy mogą przedłużyć działanie wysokoemisyjnych źródeł energii i opóźniać ich wyłączanie. Doświadczenia z CRM w różnych krajach wskazują, że mecha- nizmy te często prowadzą do przeinwestowania, co winduje koszty energii dla konsumentów.13 To z kolei stoi w sprzeczności z innymi inicjatywami europejskimi, takimi jak udoskonalony sys- tem handlu uprawnieniami do emisji (ETS) i utrudnia osiągnięcie celów w zakresie ograniczania emisji. Nieskoordynowane podejście do właściwego wykorzystania zasobów i wspierania mocy wytwórczych skłoniło Komisję Europejską do przeprowadzenia badania mechanizmów CRM w państwach członkowskich pod kątem pomocy publicznej.14 Z prognoz wynika, że Europa jako całość będzie posiadała w przewidywalnej przyszłości nad- wyżkę mocy wytwórczych. Potrzebne jest regionalne, a  następnie europejskie podejście do oceny adekwatności wyposażenia w  zasoby energetyczne dla zapewnienia bezpieczeństwa dostaw i minimalizacji kosztów. Stworzenie podejścia regionalnego będzie wymagało przyjęcia jednolitej metodologii oceny adekwatności zasobów energetycznych oraz potencjału transgra- nicznego przesyłu energii. Za pomocą tych narzędzi da się ocenić zapotrzebowanie na zasoby energetyczne na poziomie regionalnym. Właściwa ocena zapotrzebowania w połączeniu z od- powiednimi zdolnościami połączeń transgranicznych pozwoli na zapewnienie niezawodności dostaw. 3.6. SPRAWNE RYNKI Komisja przedstawia wizję zoptymalizowanego rynku energii elektrycznej, na którym niedobory są w pełni odzwierciedlone przez ceny w krótkim terminie, co z kolei pozwala na podejmowanie inwestycji, mających docelowo te niedobory usuwać. Zasadnicze znaczenie będzie miało do- prowadzenie do sytuacji, w której krótkoterminowe ceny odzwierciedlają rzeczywistą wartość energii dla klientów. Stworzy to warunki do udziału strony popytowej w rynku, inwestycji w ela- styczne źródła, transgranicznego handlu, te zaś są z kolei niezbędne do zapewnienia – w spo- sób efektywny kosztowo – niezawodności i skutecznej integracji z systemem energetycznym źródeł niestabilnych. Znaczny postęp dokonał się w tworzeniu regionalnych rynków dnia następnego dzięki mecha- nizmom łączenia rynków (MC). Oczekuje się, że ten proces ten będzie kontynuowany, a Komisja podkreśla potrzebę łączenia przez wszystkie państwa członkowskie rynków dnia następnego w celu pełnego wdrożenia III Pakietu Energetycznego i integracji na poziomie europejskim. Po- nadto, należy przyspieszyć regionalizację rynków dnia bieżącego i bilansujących, aby wykorzy- 13 Hogan & Weston. (2014). 14 Komisja Europejska (kwiecień 2015 r.). Patrz przypis 7. KONTEKST EUROPEJSKI
  • 11. Elementy rynku energii w Polsce 11 stać różnorodność technologii wytwarzania i w pełni czerpać z korzyści, jakie może przynieść zwiększony udział strony popytowej, elastyczność i transgraniczny handel. Jeśli rynki regionalne mają działać sprawnie, należy przyjąć jednolite podejście do zarządzania ograniczeniami systemowymi i zdolnościami przesyłowymi. Rynki regionalne powinny odzwier- ciedlać istniejące ograniczenia systemowe, a nie granice państw. Istnieje również potrzeba wy- eliminowania lub przynajmniej zharmonizowania ograniczeń na rynkach hurtowych, tak, aby w pełni korzystać z elastyczności popytu i podaży oraz maksymalnie wykorzystywać korzyści z połączeń międzysystemowych. Rozwój nisko- bądź zeroemisyjnych źródeł energii, takich jak wiatr i słońce, w ramach trans- formacji systemów energetycznych pociągnie za sobą wzrost zmienności cen i spadek zapo- trzebowania na produkcję ze źródeł konwencjonalnych. Aby te ryzyka nie zmniejszały chęci do inwestowania, Komisja uznaje, że obok omówionych wcześniej rynków krótkoterminowych, równie ważne są prawidłowo funkcjonujące rynki długoterminowe. Uczestnicy rynków muszą mieć silną zachętę do zabezpieczania krótkoterminowych cen poprzez kontrakty długotermi- nowe. Takie kontrakty zapewnią niezbędne środki na inwestycje w elastyczne zasoby, w tym źródła, magazyny energii i zarządzanie popytem. Innymi słowy, rynki krótko- i długoterminowe powinny być ze sobą powiązane, by zapewnić elastyczne zasoby, potrzebne do zapewnienia dostaw na przyszłość. Zawieranie umów długoterminowych pozwoli zmotywować uczestni- ków rynku do zabezpieczenia ryzyka zmienności cen transakcji krótkoterminowych i zapewni środki na niezbędne inwestycje w elastyczne zasoby po stronie wytwarzania, magazynowania i wykorzystania energii. Innymi słowy, powiązanie rynku krótko- i długoterminowego pozwoli udostępnić elastyczne zasoby do zapewnienia niezawodności dostaw. 4. PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII 4.1 OBECNA SYTUACJA Polski system elektroenergetyczny jest zdominowany przez źródła produkujące energię z węgla kamiennego i brunatnego, przy stosunkowo niewielkim wykorzystaniu gazu ziemnego i OZE. Na przestrzeni ostatnich kilku lat udział energii odnawialnej (z pominięciem elektrowni wodnych) wzrósł, szczególnie, jeśli chodzi o spalanie biomasy i farmy wiatrowe na lądzie. Oczekuje się, że w ciągu następnych pięciu lat moc zainstalowana farm wiatrowych wzrośnie do 8,9 gigawata (GW).15 15 ENTSO-E (2015), 2015 Scenario Outlook & Adequacy Forecast (Przewidywania w formie scenariuszy i progno- za wystarczalności, 2015 r.). Dokument dostępny na stronie: https://www.entsoe.eu/Documents/SDC%20 documents/SOAF/150630_SOAF_2015_publication_wcover.pdf PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII
  • 12. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 12 Rysunek 1. Koszyk energetyczny w Polsce w 2013 r . Źródło: opracowanie WISE na podstawie danych Eurostat. 164 TWh* 50% węgiel kamienny 34% węgiel brunatny 11% 3% gazziemny 2% pozostałe 5% biomasa 4% wiatr 2% woda biogaz Źródło: WISE na podstawie danych Eurostat W latach 2010 – 2015 obciążenie systemu elektroenergetycznego wzrastało średnio o 0,25 pro- cent rocznie, podczas gdy wzrost PKB wynosił od 2,5 do 3,5 procent rocznie.16 Całkowita produkcja energii w 2014 r. wyniosła blisko 160 terawatogodzin (TWh). Szczytowe za- potrzebowanie na energię występuje w okresie zimowym – w 2015 r. roczny szczyt w wysokości 25 535 MW zanotowano 29 stycznia o godzinie 17.15.17 Szczyt letni jest znacznie niższy – 22 265 MW zanotowano 1 września 2015 r. między godziną 13 a 14. Pomimo tego największe problemy z niezawodnością systemu występują latem i wczesną jesienią. Istnieje wiele powodów takiego stanu rzeczy, które szczegółowo omówiono w następnym rozdziale. Szczyty letnie stanowią największe krótkoterminowe wyzwanie dla niezawodności pracy systemu elektroenergetycz- nego w Polsce.18 W Polsce funkcjonuje jednotowarowy rynek energii tzn. (bez rynku mocy) z rezerwami strate- giczną i operacyjną. Strukturę rynku przedstawiono w Tabeli 1. 16 Informacje dotyczące tendencji wzrostu PKB i popytu na energię zawarto w dokumencie: Polskie Sieci Energetyczne (2015a), Plan rozwoju w  zakresie zaspokojenia obecnego i  przyszłego zapotrzebowania na energię elektryczną na lata 2016-2025, p. 21. Dokument dostępny na stronie: http://www.pse.pl/uploads/ kontener/4695projekt-PRSP2016-2025-13072015.pdf 17 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (2015a), str. 24. 18 Warto również zauważyć, że PSE przewiduje, iż najpoważniejszy problem niedoboru mocy w systemie w ciągu kolejnych dziesięciu lat wystąpi we wrześniu 2016 r. PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII
  • 13. Elementy rynku energii w Polsce 13 Tabela 1. Polski rynek energii z rezerwą operacyjną i strategiczną Rynek komercyjny Usługi OSP Umowy dwustronne Towarowa Giełda Energii (TGE S.A.) PSE S.A. Rynek transakcji terminowych Rynek dnia następnego Rynek dnia bieżącego Rynek bi- lansujący Rezerwy pier- wotne/ Rezerwy wtórne* Rezerwa operacyj- na** Rezerwa strate- giczna*** Zarzą- dzenie popytem (DSR) Ochrona przed wahaniami cen Korygowanie pozycji kontraktowych Produkty godzinowe Wykorzystywane na żądanieProdukty - PASEK, SZCZYTOWE, POZASZ- CZYTOWE, różne skale czasowe, kontrakty zawierane na maksymalnie trzy lata Produkty godzinowe Wysoka płynność Niska płyn- ność Przeciwdziałanie ograniczeniom syste- mowym Zwiększe- nie nieza- wodności systemu Wyższy poziom bez- pieczeństwa w przy- padku poważnej awarii kluczowych źródeł Dane doty- czące wolu- menu nie są dostępne 186,7 TWh w 2014 r. 23,7 TWh w 2014 r. 0,083 TWh w 2014 r. 1,37 TWh w 2014 r. (rynek bilansujący) 18% mie- sięcznego szczytu (co naj- mniej 4,15 GW) 830 MW 200 MW * Rezerwy pierwotne/wtórne oznaczają rezerwy „sekundowe” i „minutowe” i są nabywane corocznie na mocy umów dwustronnych. Rezerwy godzinowe są głównie nabywane głównie na rynku bilansu- jącym dnia następnego. ** Rezerwa operacyjna ustanowiona przez PSE w styczniu 2014 r. *** Rezerwa strategiczna została zakontraktowana przez PSE w latach 2014-15 i będzie dostępna w systemie od stycznia 2016 roku. Źródło: Opracowanie własne na postawie danych TGE i PSE 4.2. RYNEK ENERGII ELEKTRYCZNEJ Rynek obsługiwany jest głównie przez Towarową Giełdę Energii, która oferuje szeroką gamę produktów na rynkach terminowych, dnia następnego i bieżącego. Niewielka część wolumenu na rynku transakcji terminowych objęta jest umowami dwustronnymi między spółkami obrotu i dużymi odbiorcami. Rynki terminowy i dnia następnego są bardzo płynne, podczas gdy rynek dnia bieżącego jest prawie nieaktywny. Można to wyjaśnić charakterystyką portfela wytwór- czego, który jest nadal zdominowany przez źródła oparte na węglu kamiennym i brunatnym (84 procent, patrz Rysunek 1) i wyróżnia się względnie płaskim wykresem uporządkowanym (z ang. merit order), a także niewielką zmiennością produkcji. Dla rynków dnia następnego i rynku bilansującego ustalono pułap cenowy w wysokości 1500 zł (357 euro), który jednak nigdy nie został osiągnięty. Najwyższa cena na rynku dnia następnego została zanotowana 25 listopada 2014 r. między godziną 16 a 17 i wyniosła 1359,16 zł/MWh. Naj- wyższa cena na rynku bilansującym wystąpiła 31 sierpnia 2010 r. między godziną 12 a 13 i wynio- sła 1471 zł/MWh. Minimalna cena na rynku dnia następnego i rynku bilansującym dla ofert na moc została ustalona na zero, a dla redukcji mocy na rynku bilansującym na 70 zł/MWh.19 Najwyższe 19 Patrz dokument: Towarowa Giełda Energii TGE (2011), Szczegółowe zasady obrotu i rozliczeń dla energii elek- trycznej na Rynku Dnia Następnego. Dostępny na stronie: http://www.tge.pl/files/10-2011/18-10-2011/26.10.2011_ szczegolowezasadyobrotuirozliczenrdn__tekstjednolity.pdf i  PSE (2004), Regulamin rynku bilansującego energii elektrycznej. Dostępny na stronie: http://www.pse.pl/uploads/kontener/Regulations_of_the_electri- cal_energy_balancing_market.pdf PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII
  • 14. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 14 ceny są zbieżne ze zjawiskami sezonowymi obserwowanymi w polskim systemie elektroener- getycznym – czyli generalnie są wyższe w okresie letnim i niższe w okresie zimowym. Giełda energii odgrywa również ważną rolę w koordynowaniu wymiany transgranicznej, co zo- stanie szczegółowo omówione w dalszej części opracowania. Za zarządzenie rynkiem bilansu- jącym i różnymi usługami systemowymi odpowiedzialne są PSE. Na rynku bilansującym obowiązują ceny krańcowe za dodatkową produkcję albo zmniejsze- nie produkcji w danej jednostce wytwórczej w danym przedziale czasowym. Duzi konsumenci mogą uczestniczyć w rynku bilansującym przez składanie ofert na redukcję popytu, jednak do tej pory nikt nie skorzystał z tego mechanizmu. Koszty niezbilansowania pokrywane są w opar- ciu o mechanizm krańcowej ceny podwójnej – uczestnicy, którzy wypełniają swoje deklaracje kontraktowe są wynagradzani po systemowej cenie sprzedaży, a ci, którzy swoich zobowiązań nie wypełniają muszą kupić energię potrzebną do zbilansowania po systemowej cenie zakupu. 4.3. WSPARCIE DLA BEZPIECZEŃSTWA DOSTAW – REZERWY Aby poprawić bezpieczeństwo działania systemu, PSE wprowadziło w 2014 r. dwa nowe instru- menty: rezerwę operacyjną i rezerwę strategiczną (tzw. rezerwę zimną). Zapewniają one wy- nagradzanie źródeł za dostępność i produkcję. Rezerwa strategiczna została zakontraktowana, ale zostanie uruchomiona dopiero w 2016 r. Rezerwa operacyjna działa już od stycznia 2014 r. Instrumenty te zostały wprowadzone, jako środek przejściowy dla zapewnienia stabilności sys- temu, z powodu planowanego wycofania z eksploatacji w latach 2016-2020 źródeł węglowych o łącznej mocy 3,4 GW.20 W  dalszej części tego opracowania omówiono dynamikę systemu energetycznego i  rynków w Polsce, co jest konieczne do zrozumienia oceny adekwatności zasobów energetycznych. Przy- jęto założenie, że te instrumenty zostaną zastąpione rozwiązaniem bardziej długoterminowym, aby zapewnić właściwe wykorzystanie zasobów. Koszty utrzymania rezerw są przerzucone na konsumentów za pośrednictwem taryf dystrybucyjnych. Poziom rezerwy operacyjnej został ustalony na 18 procent średniego obciążenia maksymalnego w roku poprzednim, obliczonego jako średnia maksymalnych obciążeń dla każdego miesiąca. Korekty tego poziomu dokonywane są w oparciu o przewidywany wzrost obciążenia pomniej- szony o zakontraktowaną rezerwę strategiczną.21 W 2015 r. wolumen wymaganych rezerw do wykorzystania wynosi 4,15 GWh. Cenę referencyj- ną dla tych rezerw wyznaczono na 37,28 zł/MWh. Cena ma na celu pokrycie średnich kosztów stałych jednostek w ruchu w godzinach szczytu; spada kiedy potrzeby systemu przekroczą 4,15 GW/h, tak, aby utrzymać 18- procentową nadwyżkę w rezerwie. Rezerwy muszą być utrzymy- wane w godzinach szczytu – czyli między 7 a 22 we wszystkie dni robocze. Regulator zatwier- dził łączny budżet dla rezerw operacyjnych w wysokości 450 mln zł w 2014 r. oraz 405 mln zł na 2015 r.22 20 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (2015), str. 29. 21 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (październik 2013), Karta Aktualizacji nr CB/9/2013 Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Przesyłowej – Bilansowanie systemu i zarządzanie ograniczeniami systemowymi. Dostępny na stronie: http://www.pse.pl/uploads/kontener/KA_CB9_2013_IRiESP-Bilansowanie.pdf 22 Polskie Sieci Elektroenergetyczne, Parametry modelu rozliczeń operacyjnej rezerwy mocy dla 2015 roku. PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII
  • 15. Elementy rynku energii w Polsce 15 Rezerwa strategiczna służy do wsparcia systemu w przypadku awarii jednej lub więcej podsta- wowych jednostek wytwórczych. Ponieważ znajdujące się w niej bloki wymagają zazwyczaj 8-10 godzin na uruchomienie, decyzja o wykorzystaniu tej rezerwy musi zapaść z odpowiednim wyprzedzeniem. Zawarto umowy na 830 MW w okresie 2016 – 2020. Maksymalny roczny koszt utrzymania rezerwy strategicznej wynosi 174 mln zł. Znajdują się w  niej stare bloki, których moment wycofania z eksploatacji PSE postanowiło odsunąć w czasie, by zabezpieczyć się na przewidywany niedobór mocy. Inne zasoby dostępne w polskim systemie obejmują zasoby strony popytowej oraz import z kra- jów sąsiadujących. Jednakże do tej pory wykorzystanie obydwu tych środków miało ograniczony zakres. W ramach zarządzania stroną popytową PSE zakontraktowały około 200 MW mocy – mniej niż wynika z technicznych możliwości.23 Zgodnie z umowami, dostawcy usług aktywnego zarzadzania popytem są wynagradzani za usługi wykonane, ale już nie za gotowość do ich świadczenia, inaczej niż w umowach dotyczących rezerw. 4.4. POŁĄCZENIA MIĘDZYSYSTEMOWE Polska posiada połączenia z systemami elektroenergetycznymi sąsiednich krajów o mocy 8 GW, w tym 6,5 GW z państwami członkowskimi UE. Jednak wymiana handlowa jest ograniczona ze względu na opóźnienia w łączeniu rynków (z ang. market coupling) i z powodu przepływów koło- wych, które blokują zdolności przesyłowe połączeń transgranicznych.24 W 2014 r. import stanowił zaledwie 2 % całkowitego rocznego zużycia energii. 5. WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM Polska stoi przez wieloma wyzwaniami by zabezpieczyć właściwe wykorzystanie zasobów, w tym przed problemami nadmiaru mocy w systemie oraz jednoczesnym deficytem zdolności wytwórczych, kłopotami z integracją OZE z system energetycznym oraz ograniczonymi możli- wościami połączeń transgranicznch. W niniejszym rozdziale szczegółowo opisuje się wyzwania w kwestii oceny adekwatności zasobów energetycznych. Następnie omawia się kwestie, w jaki sposób działania związane z wprowadzaniem IEM mogą pomóc w podniesieniu niezawodności i elastyczności polskiego systemu elektroenergetycznego. 5.1. NADWYŻKA MOCY I DEFICYT ZDOLNOŚCI WYTWÓRCZYCH W polskim sektorze energetycznym mamy obecnie do czynienia z nadwyżką mocy przy jedno- czesnym niedoborze zdolności wytwórczych. Oznacza to, że istniejący margines rezerwy mocy 23 Według analizy przeprowadzonej przez SIA Partners, polski potencjał zarządzania popytem przekra- cza 2 GW – co wystarcza na pokrycie około 7,5 procent obciążenia szczytowego. Patrz: SIA Partners. (2015), Demand Response: A Study of the Potential in Europe. Dokument dostępny na stronie: http://energy.sia-part- ners.com/wpfiles/2015/02/20141218_Article_DR-potential-in-Europe-1.pdf 24 Chociaż państwa członkowskie nie były zobligowane do połączenia swoich rynków dnia następnego do końca 2014 r., Rada Europejska przyjęła ten cel jako obowiązujący. Do końca 2014 r. ponad 75 procent państw członkowskich połączyło swoje rynki dnia następnego, wyłączając państwa regionu Europy Środko- wo-Wschodniej. Patrz: Agencja ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki (2014), Annual Activity Report, str. 4. Dokument dostępny na stronie: http://www.acer.europa.eu/Official_documents/Acts_of_the_Agency/ Publication/ACER%20annual%20activity%20report%20for%20the%20year%202014.pdf PRZEGLĄD POLSKIEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO I RYNKU ENERGII / WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM
  • 16. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 16 powyżej szczytowego obciążenia systemu jest wyższy, niż wymagają kryteria niezawodności. Sytuacja ta powoduje obniżanie cen rynkowych i w konsekwencji blokowanie inwestycji w nowe źródła. Zrozumienie istoty nadwyżki wymaga bliższego przyjrzenia się charakterystyce całego systemu elektroenergetycznego. Właściwa adekwatność zasobów polega na pokryciu popytu oraz mar- ginesu bezpieczeństwa o każdej porze roku, również w czasie szczytowego zapotrzebowania i w momentach największej presji na system. Aby niezawodnie działać przez cały czas, system musi wytrzymać te krytyczne momenty. W Polsce system poddany jest największej presji latem, choć szczyt zapotrzebowania przypada na zimę. W okresie letnim zagrożona bywa niezawodność działania. Szczytowe zapotrzebowa- nie pojawia się w okresie zimowym, ale jak dotąd w tej porze roku w Polsce nie występowały żadne istotne zagrożenia systemowe. Rok 2015 był wyjątkowy: osiągnięto nowy szczyt sezono- wy 1 września 2015 r., a w sierpniu w systemie wystąpiło najpoważniejsze od 30 lat zagrożenie niezawodności. Bliższe spojrzenie na stan, w jakim system elektroenergetyczny znajdował się w sierpniu 2015 r. pokazuje, że zagrożenie niezawodności nie wynikało z braku mocy w syste- mie, ale z operacyjnego profilu dostępnych źródeł oraz innych ograniczeń systemowych, które pojawiają się w suchych i gorących okresach. Analiza przyczyn letniego obciążenia systemu pomoże znaleźć rozwiązania dla kilku kluczowych kwestii. Po pierwsze, niektóre problemy systemu są przewidywalne i można się do nich przy- gotować zawczasu: dodatkowe elektrociepłownie można czasowo uruchomić, plany remontów można skorygować, sieć przesyłową dostosować w taki sposób, by zmniejszyć zwis przewodów przy wysokich temperaturach powietrza i ograniczyć spadek ich przepustowości. Oprócz podjęcia tych działań, konieczne jest zmierzenie się z problemem starzejących się blo- ków oraz jednorodności źródeł w systemie; 47 % bloków ma ponad 30 lat, a kolejne 17 % - ponad 25 lat. Bloki te mają niższe od nowoczesnych jednostek współczynniki sprawności i wymagają częstszych przeglądów. W rezultacie, dostępne w danym momencie moce wytwórcze są znacz- nie mniejsze od mocy zainstalowanych netto. PSE prognozują wzrost tego niedoboru aż do 2025 r. ze względu na wycofywanie z eksploatacji najstarszych, wysokoemisyjnych jednostek.25 Jednak harmonogram wycofywania nie jest jednoznaczny, ponieważ wiele jednostek przewi- dzianych do wyłączenia jest utrzymywanych jako rezerwa strategiczna. Ponadto każde odłą- czenie jednostki wytwórczej od systemu wymaga uzyskania formalnej zgody, przez co termin wycofania z eksploatacji można opóźniać. Jak już wspomniano, Polska musi się w sposób transparentny zmierzyć z problemem nadwyżki mocy, jak też uruchomić inwestycje w źródła różnego typu, które są niezbędne do zapewnienia niezawodności systemu. Wśród nich są także źródła elastyczne i niskoemisyjne. 25 Dynamika ta została przedstawiona w raporcie ENTSO-E’s SOAF 2015. WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM
  • 17. Elementy rynku energii w Polsce 17 Niedobór mocy w sierpniu 2015 r. Moce wytwórcze systemu 10 sierpnia 2015 r. wynosiły 38,7 GW, choć z szeregu przyczyn tylko około 65 procent tej mocy było w rzeczywistości dostępne. Łączna moc działających elektrowni była jeszcze mniejsza.26 Powody niedostępności części mocy były następujące: około 40 procent elektrociepłowni nie pracuje w sezonie letnim; produkcja ze źródeł wiatrowych nie przekraczała 5 % ich mocy zainstalowanej; planowe wyłączenia źródeł ze względu na modernizacje i remonty; ograniczenia eksploatacyjne ze względu na wysokie temperatury powietrza i wody oraz niski poziom wód (patrz niżej); oraz wyłączenie awaryjne największego w Polsce bloku w elektrowni w Bełchatowie.27 Zapotrzebowanie przekroczyło dostępne moce systemu o 883 MW w godzinach porannych oraz 571 MW w godzinach wieczornych.28 Oczekiwano, że dodatkowe rezerwy operacyjne w wysokości 18 procent obciążenia będą dostępne. Jednak, jako że składają się na nie do- datkowe moce działających elektrowni cieplnych, w dużej mierze okazały się niedostępne ze względu na wyżej wspomniane ograniczenia związane z warunkami atmosferycznymi, wpływającymi na pracę wszystkich elektrowni. Przepływy były ograniczone przez niewy- dolność sieci. A Polska posiada ograniczone zdolności połączeń międzysystemowych i za- soby strony popytowej, które mogłyby stanowić wsparcie. W rezultacie konieczne okazało się ograniczenie poboru energii 1600 odbiorcom, co było pierwszym takim wydarzeniem od 30 lat.28 26272829 5.2. REZERWA OPERACYJNA Jak to zostało wspomniane wcześniej, w  2013 r. PSE sformułowały potrzebę wprowadzenia dwóch nowych mechanizmów, aby zapewnić właściwy poziom adekwatności zasobów energe- tycznych: rezerwy operacyjnej i strategicznej. Była to reakcja na nadmierną produkcję i nadwyż- kę mocy wytwórczych, co doprowadziło do spadku cen. W grę wchodziła tez obawa, że niektóre elektrownie okażą się nieekonomiczne i bez dodatkowego wynagrodzenia „wypadną” z syste- mu.30 Niniejszy rozdział skupia się na problemach związanych z rezerwą operacyjną. Rezerwa strategiczna zostanie uruchomiona dopiero w 2016 r. 26 Polskie Sieci Elektroenergetyczne Operator (10 sierpnia 2015 r.), Bilans mocy w szczycie rannym i wieczornym. Dokument dostępny na stronie: http://www.pse.pl/index.php?modul=21&id_rap=11&data=2015-08-10 27 Elektrownia w Bełchatowie ma moc ponad 5000 MW. Dzień przed ograniczeniem zapotrzebowania blok o mocy 858 MW uległ awaryjnemu wyłączeniu. W połączeniu z planowaną konserwacją trzech mniejszych bloków niedostępne było 1400 MW. 28 Patrz przypis 24. 29 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (2015b), Operator systemu przesyłowego (OSP) wprowadza ograniczenia w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej. Ogłoszono 19 i 20 stopień zasilania, 10 sierpnia 2015 r. Doku- ment dostępny na stronie: http://www.pse.pl/index.php?dzid=14&did=2471 30 Polskie Sieci Elektroenergetyczne (wrzesień 2013 r.), Karta Aktualizacji nr CB/9/2013 IRiESP – projekt. Do- kument dostępny na stronie: http://www.pse.pl/index.php?modul=10&gid=475 WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM
  • 18. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 18 WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM Obecna struktura rezerwy operacyjnej z kilku powodów ogranicza jej efektywność i prowadzi do niedoskonałości rynku. Wyjaśnienie tych powodów pomoże zrozumieć, dlaczego rezerwa operacyjna w obecnej formie nie wypełnia swoich zadań. Po pierwsze, mechanizm pozwala na wybór między rynkiem energii, rynkiem bilansującym i re- zerwą operacyjną. Nadmiarowa moc w źródłach systemowych automatycznie zostaje przenie- siona do rezerwy i w związku z tym otrzymują ona wynagrodzenie za gotowość do dostarcze- nia dodatkowej mocy między godzinami 7 i 22 we wszystkie dni robocze. Jednak źródło samo może zdecydować, jaka część jego mocy pracuje na potrzeby rynku energii lub bilansującego – w zależności, co się bardziej opłaca – a ile pozostaje w rezerwie operacyjnej. Taki mechanizm jest powodem wzrostu cen hurtowych na rynku energii, do którego doszło po uruchomieniu rezerwy. Rysunek 2 ilustruje, jak ceny hurtowe w Polsce wzrosły po wprowadzeniu rezerwy operacyjnej, pomimo spadku cen węgla i stabilnych cen uprawnień do emisji dwutlenku węgla. Rysunek 2. Ceny na rynku dnia następnego w zestawieniu z cenami węgla kamiennego i dwutlenku węgla indeks POLPX [Eur/MWh] Cena węgla [Eur/T] Hard Coal Electricity CO2 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100 2011 2012 2013 2014 [Eur/MWh] [Eur/T] Cena dwutlenku węgla [Eur/T] Źródło: Opracowanie własne na postawie danych TGE i www.sendeco2.com/index-uk.asp Skutki wprowadzenia rezerwy operacyjnej na rynek energii przełożył się więc na wyższe koszty dla konsumentów. Pomimo, że regulator zatwierdził na rok 2014 r. na potrzeby rezerwy opera- cyjnej budżet w wysokości 450 mln zł, w rzeczywistości koszty poniesione przez konsumentów
  • 19. Elementy rynku energii w Polsce 19WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM były znacznie wyższe, właśnie z powodu pośredniego wpływu na rynek hurtowy, co przełożyło się też na wzrost cen detalicznych. Problemy, które wystąpiły w sierpniu 2015 r. pokazały, że rezerwa operacyjna nie gwarantuje systemowi niezawodnej pracy. Są dwa zasadnicze tego powody. Po pierwsze, mechanizm re- zerwy wynagradza moc nadmiarową, która teoretycznie powinna pomagać zbilansować sys- tem, ale w praktyce w momentach najwyższego obciążenia systemu jest często ograniczana. Co więcej, źródła cieplne, które wnoszą moc na potrzeby tej rezerwy, same mogą być zmuszone do ograniczenia produkcji w sytuacji spadku dostępnej ilości wody (suchy i gorący okres, sucha zima), a więc wtedy, kiedy rezerwa jest najbardziej potrzebna. Po drugie, nie ma żadnych kar za niewywiązanie się z udziału w rezerwie i tym samym nie ma żadnej motywacji dla źródeł, aby się wywiązywać bądź zabezpieczać się na wypadek niemożności wywiązania się z umowy. 5.3. INTEGRACJA ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII Jednym z największych wyzwań w zakresie integracji odnawialnych źródeł energii w Polsce jest dzisiaj włączenie do systemu źródeł zmiennych, przede wszystkim wiatrowych. Wiatr przeważ- nie wieje w nocy, kiedy obciążenie systemu jest niskie. W Polsce wywołuje to poważne skutki ze względu na ograniczenia technologiczne mało elastycznych źródeł systemowych. Kiedy co- raz więcej energii z wiatru wchodzi do systemu, popyt netto (całkowity popyt minus udział OZE o zerowych kosztach krańcowych) może spaść do bardzo niskiego poziomu. Co z kolei oznacza, że niezbędny poziom produkcji źródeł węglowych będzie całkiem niski, i w dodatku zmienny. W wielu systemach energetycznych, np. w Wielkiej Brytanii, bloki opalane węglem można w ra- zie potrzeby wyłączyć. Jednak w Polsce, w wyniku nałożenia się ograniczeń sieciowych i tech- nicznych właściwości bloków węglowych, możliwości zmniejszenia produkcji lub wyłączenia są znacznie mniejsze. Znakomita większość polskich źródeł węglowych nie może być zatrzymywa- na na noc, bo nie zdołałaby zostać uruchomiona, by sprostać zapotrzebowaniu następnego dnia. Co więcej, wiele bloków musi pracować z mocą przekraczającą 50 procent swoich możliwości (40 procent w przypadku budowanych bloków na parametry nadkrytyczne), co w skali kraju przekła- da się na moc rzędu 10 GW. Kilka z zaleceń dotyczących dywersyfikacji, zawartych w niniejszym opracowaniu, pomogłoby właśnie w integracji z systemem źródeł wiatrowych w porze nocnej. Ważne jest, by zająć się ograniczeniami dużych jednostek wytwórczych na węgiel kamienny i brunatny, które obecnie dominują w polskim systemie. Jest możliwe, by elektrownie na węgiel pracowały na niższym po- ziomie minimum technicznego niż 50 czy 40 procent, jak to jest w przypadku Polski. Na przykład, typowe bloki węglowe w Niemczech mogą pracować na 30 procent mocy zainstalowanej.31 Być może trzeba będzie zastosować ujemne ceny w celu wynagrodzenia tych mocy, które w razie potrzeby będą wypadać z systemu. 31 Dirschauer, W. (2012 r.), Efficiency and Flexibility of Coal-Fired Power Plants. Prezentacja dla firmy Vattenfall w ramach Europejskiego okrągłego stołu na temat węgla (European Coal Round Table), Bruksela, Belgia, 21 marca 2012 r. Dostępna na stronie: http://euracoal2.org/download/Public-Archive/Events/EP-Round-Table- -on-Coal/20120321-16th/Dirschauer.pdf
  • 20. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 20 WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM 5.4. OGRANICZONE ZDOLNOŚCI PRZESYŁOWE POŁĄCZEŃ MIĘDZYSYSTEMOWYCH Pomimo dysponowania połączeniami transgranicznymi z sąsiadami o mocy przesyłowej 6,5 GW (import), Polska pozostaje jednym z najbardziej izolowanych systemów energetycznych w Eu- ropie. W 2014 r. Polska mogła pokryć (i w rzeczywistości pokrywała) 2 % zapotrzebowania na energię poprzez import; niższe wskaźniki zanotowały tylko Cypr i Malta.32 Większość ze mocy przesyłowych połączeń transgranicznych jest niedostępna ze względu na opóźnienia w łączeniu rynków i nieplanowane przepływy kołowe, które utrudniają przesył. Polska nadal nie połączyła swojego rynku dnia następnego z analogicznymi rynkami krajów z regio- nu Europy Środkowo-Wschodniej (CEE), mimo że większość krajów europejskich i regionów już to zro- biła. Dotychczas polski rynek połączono jedynie z rynkiem Nord Pool, korzystając ze stałoprądowego połączenia ze Szwecją o mocy 600 MW. Sytuacja powinna poprawić się wraz z uruchomieniem no- wego połączenia transgranicznego z Litwą, które zwiększy zdolność połączeń międzysystemowych z rynkiem Nord Pool o dodatkowe 500 MW. Jednakże Polska wciąż musi rozwiązać kwestię różnic w godzinach pracy rynku giełdowego, aby zakończyć proces łączenia rynków z Czechami i Słowacją oraz połączyć swój rynek dnia następnego z pozostałymi rynkami CEE.33 Rysunek 3. Porównanie przepływów pętlowych A. Przepływy fizyczne i handlowe między Polską, a jej sąsiadami w 2014 r. w GWh Polska UkrainaNiemcy Szwecja Finlandia Czechy 9204 (191) 51 (504) 191 (75) XXX (ZZZ) 7034 (225) 6 (8) 10,3 GWh 10,3 GWh Źródło: opracowanie własne na podstawie danych z PSE. - ilość przepływu energii w GWh - XXX przepływy fizyczne - ZZZ przepływy handlowe Słowacja 686 (713) 0 (0) Legenda: 3500 (233) 32 ENTSO-E (2014 r.), Scenario Outlook and Adequacy Forecast 2014-2030. Dokument dostępny na stronie: https://www.entsoe.eu/Documents/SDC%20documents/SOAF/141031_SOAF%202014-2030_.pdf 33 Informacje dotyczące stanu łączenia rynków dnia następnego w Europie znajdują się w przypisie 23.
  • 21. Elementy rynku energii w Polsce 21WYZWANIA STOJĄCE PRZED POLSKIM SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM Nieplanowane przepływy fizyczne dodatkowo ograniczają zdolność Polski do importu energii. Przepływy te pojawiają się przede wszystkim, kiedy zdolności wytwórcze w północnych Niem- czech przekraczają zdolności niemieckiego systemu przesyłowego do transportu energii z pół- nocy na południe. Ponieważ systemy przesyłowe w regionie są fizycznie połączone (tzn. nie są ograniczone granicami państwowymi), nadmiar energii przepływa przez systemy krajów sąsia- dujących z Niemcami. Skutkuje to m.in. przepływem energii przez Polskę i jej sąsiadów w drodze do południowych Niemiec. Rysunek 3 ilustruje ten problem, porównując wielkość wymiany han- dlowej i przepływów nieplanowanych między Polską a krajami sąsiadującymi. Ograniczoną wielkość zdolności transgranicznych widać w różnicach między hurtowymi cena- mi energii w Polsce i w krajach sąsiadujących. Rysunek 4 pokazuje, że w 2014 r. ceny hurtowe w Polsce były znacznie wyższe niż ceny w państwach sąsiednich. Rysunek 4. Porównanie cen na rynku dnia następnego w Polsce i krajach sąsiadujących w 2014 r. (w zł/MWh) Średnie ceny spotowe za energię elektryczną w polsce i u jej sąsiadów w 2014 r. [PLN / MWh] Polska Litwa Niemcy Szwecja Czechy 210 184 137 138 133 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych z PGE. Słowacja 138 PSE wraz ze swoim odpowiednikiem w  Niemczech – 50Hertz – pracują nad zmniejszeniem obciążenia linii przesyłowych przez przepływy nieplanowane. W wyniku przetestowania przez obydwu operatorów mechanizmu tzw. wirtualnego przesuwnika fazowego, polegającego na współpracy w przekierowywaniu przepływów, stwierdzili oni, że do rozwiązania problemu po- trzebne są fizyczne przesuwniki fazowe. W styczniu 2016 r. ma zostać uruchomiony przesuwnik fazowy na połączeniu transgranicznym Mikułowa-Hagenwerder, a w roku 2017 – na połączeniu Vierraden-Krajnik. Innym rozwiązaniem problemu nieplanowanych przepływów może być zre- definiowanie stref cenowych w ramach rynku energii, które lepiej odzwierciedlając wytwarzanie i popyt, umożliwiają lepszą alokację mocy i łączenie rynków.
  • 22. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 22 KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI 6. KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI W  niniejszym rozdziale omówione zostały niektóre rozwiązania, które można wdrożyć w  naj- bliższej przyszłości, aby przezwyciężyć bariery w osiągnięciu w krótko- i średnioterminowej per- spektywie niezawodności polskiego systemu elektroenergetycznego. Rozwiązania te są zgod- ne z priorytetami IEM i obejmują: większe wykorzystanie zasobów strony popytowej na rynkach i w usługach systemowych; rozbudowę połączeń transgranicznych; skoncentrowanie się na zdol- nościach wytwórczych (a nie mocach wytwórczych); rozszerzenie zasięgu geograficznego w oce- nie adekwatności zasobów energetycznych i poprawę mechanizmu kształtowania cen na rynku. 6.1. ZASOBY PO STRONIE POPYTU Wykorzystanie zasobów strony popytowej może zapewnić elastyczne usługi na rzecz nieza- wodności systemu elektroenergetycznego po kosztach niższych w stosunku do kosztów usług świadczonych zasobów strony podażowej. Komisja Europejska stwierdziła, że „efektywność energetyczna i zarządzanie popytem dają często większe możliwości równoważenia podaży i popytu niż budowa czy utrzymywanie większej liczby elektrowni lub linii przesyłowych.”34 W li- teraturze istnieje wiele pozycji, które potwierdzają ważny wkład zasobów strony popytowej i efektywności energetycznej dla uniknięcia lub odłożenia kosztownych inwestycji w źródła wy- twórcze, linie przesyłowe i dystrybucyjne.35 Polska posiada znaczny, niewykorzystany potencjał zarządzania stroną popytową. PSE zakon- traktowały usługi tego typu na około 200 MW i ogłosiły przetarg na dodatkowe 200 MW. Będzie to jednak stanowiło mniej niż dwa procent letnich i zimowych szczytów. Tymczasem doświad- czenia innych krajów wskazują, że zarządzanie popytem może objąć nawet 10 procent zapo- trzebowania w szczycie, a często rozwiązania te są bardziej niezawodne niż działania po stronie podażowej.36 Jak zauważono wcześniej, ostatnie analizy wykazały, iż Polska może pokryć około 7,5 procent zapotrzebowania szczytowego zasobami strony popytowej, jednak słabo wykorzy- stuje te możliwości.37 Ten niewykorzystany potencjał może pomóc stawić czoła kilku wspomnianym wcześniej wy- zwaniom w zakresie niezawodności, np. pokryć zapotrzebowanie w szczycie letnim. Na usługi po stronie popytu nie wpływają bowiem warunki pogodowe, które ograniczają działanie kon- wencjonalnych źródeł wytwórczych. Dzięki zarządzaniu popytem można też wspierać pracę systemu w okresie zimowym, kiedy zapotrzebowanie na moc jest dużo większe. Duzi odbiorcy przemysłowi podkreślają znaczenie planowanych zmian poboru energii w ramach zarządzania popytem, aby zapobiec ograniczeniom nieplanowanym, które nałożono na nich w sierpniu 2015 34 Komisja Europejska COM (2015) 339, str. 5. 35 Patrz: Neme, C., Grevatt, J. (2015), Energy Efficiency as a T&D Resource, Energy Futures Group: Opracow- ano dla Northeast Energy Efficiency Partnerships. Dokument dostępny na stronie: http://www.neep.org/ sites/default/files/products/EMV-Forum-Geo-Targeting_Final_2015-01-20.pdf i Neme, C., Sedano, R. (2012), US Experience With Efficiency as a Transmission and Distribution System Resource, Montpelier, VT: The Regula- tory Assistance Project. Dokument dostępny na stronie: http:// www.raponline.org/document/download/ id/4765 36 Zasoby strony popytowej pokrywają ponad 10 procent szczytowego zapotrzebowania na rynku PJM w Stanach Zjednoczonych i prawie 8 procent zapotrzebowania szczytowego na trzech innych dużych ryn- kach w USA: ISO-NE, NYISO oraz MISO. Patrz: Hurley, D. i inni (2013), Demand Response as a Power System Resource. Synapse Energy Economics, Inc. Opracowano dla Regulatory Assistance Project. Dokument do- stępny na stronie: www.raponline.org/document/download/id/6597 37 SIA Partners (2015); patrz przypis 22.
  • 23. Elementy rynku energii w Polsce 23KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI r.38 Działania po stronie popytu mogą dodatkowo pomóc w integracji OZE poprzez zmniejszanie, ale także i zwiększanie, zapotrzebowania w odpowiedzi na wahania produkcji w zmiennych OZE. Ta ostatnia cecha jest szczególnie przydatna w Polsce, gdzie zwiększenie obciążenia syste- mu w porze nocnej może być odpowiedzią na problemy integracji źródeł wiatrowych. Komisja Europejska podkreśla znaczenie udziału strony popytowej zarówno na rynkach hurto- wych, jak i detalicznych. Obejmuje to eliminację barier na rynkach hurtowych, w tym utrudnień, na które napotykają agregatorzy usług popytowych, udział strony popytowej w rynkach hurto- wych na takich samych warunkach, jak w przypadku strony podażowej oraz modyfikację taryf detalicznych, by odzwierciedlały zmiany w cenach hurtowych. W Polsce ważne jest zagwarantowanie traktowania usług zarządzania popytem, zakontrakto- wanych przez OSP, w taki sam sposób, jak usług po stronie podaży. Co oznacza wynagradzanie zarówno za same usługi popytowe, jak i gotowość do ich świadczenia. Rynki powinny zapewnić takie same warunki usługom zarządzania popytem, a bariery dla tych usług na rynkach hurto- wych, bilansujących i rezerw powinny zostać zidentyfikowane i pokonane. Wreszcie, ceny deta- liczne powinny lepiej odzwierciedlać ceny na rynkach hurtowych. Pierwszym krokiem, jaki na- leży podjąć w Polsce, jest zlikwidowanie niższych taryf dziennych dla gospodarstw domowych podczas letniego szczytu, który zwykle występuje między 13.00 a 14.00. 6.2. POŁĄCZENIA MIĘDZYSYSTEMOWE Zabezpieczenie działania systemu energetycznego przy pomocy zasobów, leżących poza jego obszarem geograficznym, obniża koszt zapewnienia odpowiednego stopnia niezawodności.39 Połączenie rynków dnia następnego oraz stopniowe łączenie rynków dnia bieżącego to fun- dament IEM, którego głównym celem jest zapewnienie bezpiecznego i efektywnego kosztowo rozwoju i zarządzania systemem energetycznym.40 Handel międzynarodowy sam w sobie może być dla Polski korzystny, choć może być też po- strzegany jako wyzwanie dla krajowych firm energetycznych. Obecnie ceny hurtowe w Polsce są znacznie wyższe niż w sąsiednich państwach członkowskich UE. Połączenie rynków Polski i Niemiec pozwoliłoby skorzystać na imporcie tańszej energii. Dla konsumentów to duża ko- rzyść, dla krajowych wytwórców energii – próba sił. W dłuższej perspektywie możliwość importu zwiększa bezpieczeństwo polskiego systemu elektroenergetycznego. Jest szereg działań, które pomogłyby Polsce w pełni skorzystać z 6,5 GW zdolności przesyło- wych połączeń z sąsiadami. Zasadnicze znaczenie dla odblokowania handlu i urealnienia cen ma dokończenie połączenia rynków dnia następnego krajów obszaru CEE i regionu, objętego BEMIP (Baltic Energy Market Interconnection Plan).41 Jest to także proces zbieżny z założeniami III Pakietu Energetycznego, który miał być w pełni wdrożony w UE do końca 2014 r. 38 Forum Odbiorców Energii Elektrycznej i Gazu (sierpień 2015 r.), List otwarty do Premier Kopacz Dostępny na stronie: http://www.cire.pl/pokaz-pdf-%252Fpliki%252F1%252Flist_otwarty_premier_kopacz_ogranicze- nia.pdf 39 Hogan & Weston (2014). 40 Komisja Europejska COM (2015) 340, wersja ostateczna. Patrz także: Hogan & Weston (2014). 41 Region Europy Środkowowschodniej obejmuje: Austrię, Czechy, Niemcy, Węgry, Polskę, Słowację i Sło- wenię. Celem planu BEMIP jest zintegrowanie systemów elektroenergetycznych Estonii, Łotwy oraz Litwy z systemami krajów nordyckich, Polski i Niemiec.
  • 24. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 24 KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI Istotne jest również wprowadzenie rozwiązań, które pozwalałby lepiej zarządzać nieplanowa- nymi przepływami, tak jak dzieje się to obecnie na niemiecko - francuskiej granicy. Konieczne są działania po stronie Niemiec - rozbudowa linii przesyłowych z północy na południe, zmiana metodologii wyznaczania stref cenowych. Zanim to nastąpi, więcej zdolności przesyłowych dla transgranicznego handlu zostanie wygospodarowanych dzięki instalacji przesuwników fazo- wych. Co ważne, należy je rozmieszczać tak, by w efekcie maksymalizowały możliwości przesy- łania energii w celach handlowych. W dalszej perspektywie należy dążyć do stworzenia systemu alokacji zdolności przesyłowych opartego na Capacity Allocation and Congestion Management Network Code, który wszedł w życie w sierpniu 2015 r. Jest on kodeksem sieci obejmującym mechanizmy alokacji zdolności i zarządzaniem ograniczeniami, co ma doprowadzić do lepszego zarządzania zdolnościami przesyłowymi w całym regionie. Pomimo wyzwań, stojących przed krajowym systemem, Ministerstwo Gospodarki i PSE nadal opierają się wyłącznie na zasobach krajowych.42 Tymczasem istniejące różnice cen wskazują, że Polska, w celu pokrycia szczytowego zapotrzebowania na energię, mogłaby opierać się na przepływach transgranicznych. Byłoby to zgodne z proponowanym przez Komisję Europejską regionalnym i  ogólnoeuropejskim podejściem do zapewnienia bezpiecznego i  efektywnego kosztowo rozwoju systemu energetycznego i zarządzania nim.43 6.3. METODA OCENY ADEKWATNOŚCI ZASOBÓW ENERGETYCZNYCH Na polskim rynku nie występuje deficyt mocy (z ang. capacity), lecz deficyt zdolności (z ang. capa- bilities), rozumiany jako brak źródeł, zdolnych do zapewnienia niezawodności systemu w warun- kach najwyższych obciążeń (FAE, 2014)44 . Najdobitniejszym tego przykładem jest sytuacja z let- niego szczytu tego roku, kiedy moce wytwórcze konwencjonalnych źródeł termicznych zostały znacznie ograniczone. Te same ograniczenia mogą wystąpić w sezonie zimowym, jeżeli poziom wód w rzekach będzie niski. Mimo utrzymywania znacznego marginesu bezpieczeństwa w wy- sokości 18 procent powyżej obciążenia szczytowego, Polska stoi przed wyzwaniami w zakresie właściwego wykorzystania zasobów. Jako, że do systemu trafia coraz więcej zmiennych OZE, konieczne staje się rozważenie zdolności zasobów, zarówno po stronie popytowej jak i podażo- wej, do elastycznego reagowania na zmienny poziom produkcji. Przy ocenie adekwatności zasobów energetycznych Polska powinna wyjść poza tradycyjne po- dejście, polegające na zapewnieniu wystarczających mocy w podstawie, aby zaspokoić rocz- ny szczyt zapotrzebowania i utrzymać dodatkowo rezerwę bezpieczeństwa. Ewolucja syste- mów elektroenergetycznych w coraz większym stopniu będzie się charakteryzować obecnością zmiennych OZE, zarówno w Polsce jak i w krajach sąsiednich. Oznacza to konieczność przeana- lizowania zarówno sytuacji systemu w przewidywanych momentach najwyższego obciążenia, jak i zdolnością systemu do dysponowania wiązką zasobów o odpowiednich cechach. Europejska Sieć Operatorów Systemów Przesyłowych Energii Elektrycznej (ENTSO-E) w swojej metodologii oceny adekwatności zasobów energetycznych, za kluczowy element uznaje roz- ważenie elastyczności systemu po stronie popytu i podaży. W  przypadku konwencjonalnych 42 PSE (2015), str. 37. 43 Komisja Europejska COM (2015) 340, wersja ostateczna. Patrz także: Hogan & Weston (2014). 44 FAE (2014), Risk of the Capacity Shortage in Polish Power System Until 2020. Dokument dostępny na stronie: http://www.fae.org.pl/en/analysis/risk-of-a-capacity-shortage-in-the-polish-electricity-system-up-to-2020. html
  • 25. Elementy rynku energii w Polsce 25KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI elektrowni cieplnych, konieczne jest wzięcie pod uwagę rodzaju jednostki wytwórczej, szybko- ści, z jaką może ona zwiększać lub zmniejszać produkcję, minimalne i maksymalne obciążenia przy stabilnej pracy oraz szybkość wyłączenia lub podjęcia pracy. Co ważne dla Polski, analizy będą również uwzględniały wszelkie bariery wynikające z technologii, ograniczenia w sieci, zo- bowiązania w dostawach ciepła, itp.45 Co więcej, analizy takie będą brać pod uwagę zdolności magazynowania energii oraz szczegółowe informacje o mechanizmach zarządzania popytem. Konieczne będzie również poszerzenie oceny adekwatności zasobów o wkład połączeń trans- granicznych w bilansowanie systemów. Dzielenie się zasobami w obrębie szerszych obszarów, połączonych transgranicznie, może pomóc zwiększyć niezawodność i obniżyć koszty bilansowa- nia.46 W tej dziedzinie znacznego postępu dokonało Energetyczne Forum Pentalateralne (PLEF), które pracuje nad ramami regionalnej współpracy, ukierunkowanej na integrację rynku energii elektrycznej i bezpieczeństwa dostaw w Europie Środkowo-Wschodniej.47 W marcu 2015 r. Forum opublikowało wspólną ocenę adekwatności zasobów energetycznych, przygotowaną przez OSP państw członkowskich. Ocena ta była oparta na nowej, zaawansowanej metodzie, która wykra- cza poza obecny model ENTSO-E oceny na poziomie regionalnym. Analiza Forum opiera się na probabilistycznym modelowaniu godzinowym, które umożliwia bardziej spójną ocenę procesów wytwarzania energii ze zmiennych źródłami odnawialnymi, planowanymi przepływami w ra- mach połączeń międzysystemowych, zarządzania stroną popytową oraz elastycznością ryn- ku.48 Metoda ta pozwoliła na optymalizację dostępności zasobów w regionie i po uwzględnieniu regionalnej współpracy oraz pełnego zakresu zdolności zasobów po stronie popytu i podaży określenie, gdzie leżą największe wyzwania. ENTSO-E planuje pójść o krok dalej. Jak wskazano w metodologii oceny adekwatności zasobów, szybko posuwają się prace nad wprowadzeniem w pełni stochastycznego podejścia do oceny właściwego wykorzystania zasobów, które zostanie wprowadzone w najbliższej przyszłości.49 Najnowsza ocena adekwatności zasobów, sporządzona przez PSE, zakłada tradycyjne podej- ście do kwestii mocy (a nie ich zdolności), przede wszystkim po stronie popytu, i nie bierze pod uwagę potencjału połączeń międzysystemowych dla zapewnienia wsparcia ze strony sąsiednich systemów. Biorąc pod uwagę zaistniałe już problemy letnich i  jesiennych szczytów, kwestię integracji OZE w systemie oraz konieczność wycofywania licznych źródeł wytwórczych w ciągu następnej dekady, Polska może skorzystać z rozszerzonego zakresu oceny adekwatności zaso- bów. Oznacza to uwzględnienie zdolności działań operacyjnych po stronie podaży i popytu oraz połączeń międzysystemowych w dostarczaniu usług systemowych. 45 ENTSO-E (2014 r.), Target Methodology for Adequacy Assessment. Dokument dostępny na stronie: https:// www.entsoe.eu/Documents/SDC%20documents/SOAF/141014_Target_Methodology_for_Adequacy_Asses- sment_after_Consultation.pdf 46 ENTSO-E (2014 r.). 47 Forum Pentalateralne obejmuje: Belgię, Holandię i Luksemburg (kraje Beneluksu), Niemcy, Francję, Au- strię i Szwajcarię. 48 Forum Pentalateralne (2015), Support Group 2 Generation Adequacy Assessment [Wersja ostateczna]. Dokument dostępny na stronie: https://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/G/gemeinsamer-versorgung- ssicherheitsbericht,property=pdf,bereich=bmwi2012,sprache=de,rwb=true.pdf 49 ENTSO-E (2014 r.).
  • 26. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 26 KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI 6.4. KSZTAŁTOWANIE CEN Odpowiednia struktura ma zasadnicze znaczenie dla wdrażania IEM i dla poprawnego funkcjono- wania zliberalizowanych rynków energetycznych. Rynki muszą zachowywać zdrową równowa- gę między podażą a popytem, pozwolić na wolne kształtowanie się cen, wynikające z deficytów energii oraz wysyłać właściwe sygnały cenowe dla inwestorów, wskazując, jaki rodzaj zasobów jest najbardziej potrzebny systemowi energetycznemu. Komisja Europejska podkreśliła, że naj- bardziej efektywny kosztowo system elektroenergetyczny będzie oparty na ogólnoeuropejskim rynku energii elektrycznej z transgranicznymi rynkami krótkoterminowymi, odzwierciedlającymi aktualne deficyty i rynkami długoterminowymi umożliwiającymi inwestycje.50 Na polskim rynku energii występują zakłócenia cen, które obniżają bezpieczeństwo systemu poprzez ograniczanie sygnałów cenowych, niezbędnych do stymulowania nowych inwestycji. Na ceny wpływają negatywnie przede wszystkim dwa czynniki. Są to nadmiar mocy w systemie, którego obecność obniża ceny, oraz rezerwa operacyjna, która je podnosi, ale bez zwiększania niezawodności systemu. Trzecim czynnikiem są regulacje, które utrudniają wyjście z systemu nieekonomicznych źródeł, jednocześnie wpływając negatywnie na chęć inwestowania w nowe. Obecność każdego z tych czynników utrwala dwa pozostałe i w rezultacie podtrzymuje zakłó- cenia cen rynkowych. Istnieje szereg działań, które mogą pomóc w  poprawieniu procesu kształtowania cen przez rynek, co z kolei przekłada się na minimalizację kosztów systemu i stymulowanie inwestycji w najbardziej pożądane źródła. Usunięcie przeszkód, utrudniających wyłączanie nieefektywnych źródeł, pozwoli jednoznacznie ocenić, kiedy dane źródło powinno opuścić system. Poprawi to jednocześnie uwarunkowania ekonomiczne dla inwestycji w nowe źródła. Co więcej, zrównowa- żenie popytu i podaży doprowadzi do realnej wyceny wartości poszczególnych źródeł. Niekorzystne efekty działania rezerwy operacyjnej powinny zostać usunięte poprzez przebu- dowę jej struktury i pełnionej funkcji. Będzie to wymagało określenia, czy w przypadku Polski potrzebny jest dodatkowy mechanizm podnoszący niezawodność (w rodzaju CRM) poprzez sty- mulowanie niezbędnych inwestycji oraz czy wymagane są dodatkowe rezerwy operacyjne, aby sprostać bieżącym wyzwaniom. Jeśli okaże się, że dodatkowy instrument podnoszący niezawodność jest jednak potrzebny, ko- nieczne jest właściwe określenie jego kształtu i celu. Obecna rezerwa operacyjna działa raczej jak selektywny mechanizm wynagrodzenia za moc (CRM) niż tradycyjny mechanizm rezerwowy. Zapewnia wynagrodzenie za dostępność źródłom, które równolegle uczestniczą w rynku, ale tylko niektórym. Natomiast w przeciwieństwie do CRM (albo tradycyjnego mechanizmu rezerwy) nie ma żadnych kar za niewykonanie zobowiązań, a poziom rezerwy jest określany raczej w perspektywie go- dzin, a nie dnia następnego. Chociaż margines bezpieczeństwa w wysokości 18 procent nie jest bezzasadny, poziom typowej rezerwy operacyjnej wynosi 4 do 6 procent obciążenia szczytowe- go. W rzeczywistości, Polska już wdrożyła tradycyjne mechanizmy rezerwowe, które dostarczają usług systemowych typu sekundowego, minutowego czy godzinowego. Krótko mówiąc, trzeba określić, czy Polska potrzebuje w systemie więcej zasobów operacyjnych podnoszących nieza- wodność, a jeśli tak, to należy zaprojektować instrument, dokładnie dostosowany do zadania. 50 Komisja Europejska (lipiec 2015 r.). Patrz przypis 5.
  • 27. Elementy rynku energii w Polsce 27KROKI KU WIĘKSZEJ NIEZAWODNOŚCI I ELASTYCZNOŚCI / REKOMENDACJE Wreszcie ważne jest, aby pogodzić kwestie rynku wewnętrznego z innymi elementami, w tym z  przejściem do oceny adekwatności zasobów na poziomie regionalnym, łączeniem rynków i większym udziałem strony popytowej w rynku. Być może wdrożenie zawartych tu zaleceń roz- szerzenie zakresu geograficznego i gamy zasobów, dostępnych w systemie – odroczy potrzebę wprowadzania dodatkowego mechanizmu poprawy adekwatności zasobów energetycznych. 7. REKOMENDACJE Poniższe zalecenia odnoszą się do kroków, które Polska musi poczynić w pierwszej kolejności, dla poprawienia niezawodności systemu, zwiększenia jego elastyczności, zwiększenia różno- rodność zasobów i dopasowania swojego rynku energii do działań Komisji Europejskiej, doty- czących IEM . Poprawa efektywności rynku 1. Na polskim rynku mamy do czynienia z nadmiarem mocy, a jednocześnie brakiem zaso- bów, zdolnych wytrzymać presję wywieraną na system. Innymi słowy ilość zasobów jest wystarczająca, ale ich jakość niska. Powinno się znieść bariery regulacyjne i pozwolić nie- ekonomicznym źródłom na opuszczenie rynku, chyba, że są one akurat potrzebne do czaso- wego zapewnienia systemowi bezpieczeństwa. Pomoże to przywrócić zdrową równowagę pomiędzy podażą a popytem, co jest pierwszym krokiem do odzwierciedlenia przez rynek kosztów krańcowych energii o rożnych porach dnia i nocy. 2. Rezerwa operacyjna w swoim obecnym kształcie nie działa prawidłowo, dlatego też należy poprawić jej działanie lub zastąpić innym mechanizmem. 3. Chociaż ceny w Polsce nie osiągnęły jeszcze maksymalnych, nałożonych poziomów, powinno się rozważyć zniesienie tego pułapu na rynku bilansującym, aby umożliwić w pełni wolne kształtowanie się cen, odzwierciedlających deficyt mocy. Poprawa elastyczności 1. Zasoby strony popytowej są tanie i elastyczne, jednak mechanizmy je wykorzystujące napo- tykają na wiele barier. Powinno się je usuwać, pozwalając usługom zarządzania popytem na udział w rynkach energii, bilansującym i rezerw na takich samych warunkach, jak w przypad- ku zasobów strony podażowej. 2. Niskie taryfy dla gospodarstw domowych, obowiązujące w godzinach 13-17 pogłębiają letnie szczyty poprzez zachęcanie do zwiększonego poboru energii. Eliminując w sezonie letnim te niższe taryfy zmniejszy się dodatkowe obciążenie dla systemu. Byłby to pierwszy krok w kierunku cen detalicznych, które odzwierciedlają ceny hurtowe, do czego zachęca Komisja Europejska. 3. Łączenie rynków (z ang. market coupling) państw sąsiadujących może obniżyć ceny w Polsce i zwiększyć niezawodność systemu elektroenergetycznego poprzez zapewnienie większych zdolności importowych w okresach, kiedy system jest poddany dużej presji. Polska powinna połączyć swój rynek z rynkami państw regionów CEE i BEMIP. 4. Przejście do alokowania transgranicznych zdolności przesyłowych w oparciu o przepływy energii (z ang. flow-based cross-border capacity allocation) wraz z połączeniem rynków dnia
  • 28. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 28 REKOMENDACJE bieżącego i bilansującego z sąsiadami pomoże Polsce w zbilansowaniu systemu w sposób bardziej niezawodny i przy niższych kosztach. 5. Rozwiązanie problemu niskich wolumenów handlowych, przepływających przez zachodnie i południowe granice Polski - co związane jest z nieplanowanymi przepływami transgranicz- nymi - wymaga działań zarówno ze strony Polski, jak i Niemiec. Powinno się podjąć działania mające na celu uwolnienie mocy przesyłowych – w tym kontekście konieczne jest lepsza koordynacja współpracy Polska – Niemcy ukierunkowana na rozwiązanie tego problemu. 6. W grudniu 2015 r. zakończy się budowa przesuwnika fazowego na połączeniu Mikułowa-Ha- genwerder, a przesuwnik fazowy na połączeniu Vierraden-Krajnik ma zostać uruchomiony w październiku 2017 r. Przesuwniki mają poprawić warunki wymiany handlowej między Pol- ską a Niemcami poprzez wyeliminowanie nieplanowanych przepływów i stworzenie prze- strzeni dla przepływów handlowych do czasu wdrożenia rozwiązania długoterminowego. Przesuwniki fazowe powinny być używane w sposób, który maksymalizuje dostępną zdol- ność przesyłową dla celów handlowych.
  • 29. Elementy rynku energii w Polsce 29SKRÓTY 8. SKRÓTY I TERMINOLOGIA ACER – Agencja ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki BEMIP – Plan działań w zakresie połączeń międzysystemowych na rynku energii państw bałtyckich CEE – Europa Środkowowschodnia CHP – Skojarzona produkcja ciepła i energii elektrycznej CRM – Capacity Renumeration Mechanism, mechanizm wynagradzania mocy ENTSO-E – Europejska Sieci Operatorów Sieci Przesyłowych Energii Elektrycznej EU – Unia Europejska GW – Gigawaty IEM – Wewnętrzny rynek energii MC – Market Coupling, łączenie rynków, tj. mechanizm łączenia rynków energii elektrycznej w UE Merit order – wykres uporządkowany, tj. uporządkowanie źródeł wytwórczych wg krótkookre- sowego kosztu krańcowego od najtańszego do najdroższego MW – Megawaty New market design – nowa organizacja rynku, tj. sposób organizacji rynku energii elektrycznej PSE – Polskie Sieci Elektroenergetyczne Resource adequacy – adekwatność zasobów, tj. proporcja pomiędzy dostępnymi zasobami energetycznymi a obciążeniem systemu TSO – Operator Systemu Przesyłowego TWh – Terawatogodziny
  • 30. FORUM ANALIZ ENERGETYCZNYCH 30 NOTATKI .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................................................
  • 31. Elementy rynku energii w Polsce 31NOTATKI .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................................................