Modernizacja europejskiego trojkata wegla brunatnego
•
0 likes•2,799 views
Coraz więcej mówi się w Polsce o odejściu od węgla, a pandemia koronawirusa przyśpieszyła te dyskusje. Forum Energii w najnowszym opracowaniu policzyło jakie będą koszty pożegnania z węglem brunatnym w Polsce, ile emisji CO2 można zredukować do 2030 r. oraz jak zapewnić bezpieczeństwo dostaw energii. W analizach uwzględniono nie tylko Polskę, ale również Niemcy i Czechy – to właśnie w tych trzech krajach zużywa się najwięcej w UE tego najbardziej emisyjnego paliwa. Systemy energetyczne krajów są ze sobą silnie połączone. Dlatego przy planowaniu tak dużych zmian priorytetem jest utrzymanie bezpieczeństwa dostaw
i zapewnienie sprawiedliwej oraz racjonalnej kosztowo transformacji.
1 of 106
Download to read offline
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
More Related Content
Modernizacja europejskiego trojkata wegla brunatnego
2. Forum Energii to think tank działający w obszarze energetyki. Naszą misją jest tworzenie fundamentów efektywnej,
bezpiecznej, czystej i innowacyjnej energetyki w oparciu o dane i analizy.
Wszystkie analizy Forum Energii są udostępniane nieodpłatnie i mogą być powielane pod warunkiem wskazania źródła
i autorów.
AUTORZY
Hanns Koenig, Kimberly Liu, Filip Piasecki, Maren Preuß, Johannes Maywald – Aurora Energy Research
dr Aleksandra Gawlikowska-Fyk, dr Joanna Maćkowiak-Pandera – Forum Energii
Phillip Litz – Agora Energiewende
WSPÓŁPRACA
Raport powstał wspólnie z Agora Energiewende oraz dzięki wsparciu Aspen Global Change Institute.
Założenia i wyniki modelowania dotyczące rynku energii w Czechach zostały przedyskutowane
z partnerami czeskimi.
OPRACOWANIE GRAFICZNE
Karol Koszniec
ZDJĘCIE
Malte Florian Klein / Shutterstock.com
DATA PUBLIKACJI
czerwiec 2020
3. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
1
CZERWIEC 2020
SPIS TREŚCI
Wstęp (dr Joanna Maćkowiak-Pandera, dr Patrick Greichen)
1. Wprowadzenie 4
1.1. Tło analizy 4
1.2. Cel opracowania 5
1.3. Schemat pracy 5
2. Streszczenie 6
3. Scenariusze zastępowania węgla brunatnego i założenia 10
3.1. Scenariusze 10
3.2. Ogólne założenia 13
3.2.1. Jak będą kształtowały się ceny
surowców energetycznych? 13
3.2.2. Połączenia transgraniczne 17
3.2.3. Planowane zmiany w systemach
energetycznych krajów UE 18
3.2.4. Adekwatność systemu 18
3.3. Plany energetyczne krajów trójkąta węglowego 19
3.3.1. Niemcy 19
3.3.2. Polska 23
3.3.3. Czechy 28
4. 2
4. Wyniki scenariuszy 34
4.1. Niemcy 34
4.1.1 Rynek energii elektrycznej 34
4.1.2. Klimat 39
4.1.3. Bezpieczeństwo dostaw 40
4.1.4. Przystępność cenowa 42
4.1.5. Infrastruktura 44
4.2. Polska 45
4.2.1 Rynek energii elektrycznej 45
4.2.2. Klimat 50
4.2.3. Bezpieczeństwo dostaw 51
4.2.4. Przystępność cenowa 53
4.2.5. Infrastruktura 55
4.3. Czechy 56
4.3.1 Rynek energii elektrycznej 56
4.3.2. Klimat 61
4.3.3. Bezpieczeństwo dostaw 62
4.3.4. Przystępność cenowa 64
4.3.5. Infrastruktura 66
5. Podsumowanie 67
6. Plan działania na przyszłość 68
Załącznik 1. Rola węgla brunatnego w energetyce
w Niemczech, Polsce i Czechach 70
Załącznik 2. Model rynku Aurory 100
Literatura 101
5. 3
Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
Wstęp
W ostatnich kilkunastu miesiącach krajowe dyskusje na temat stopniowego wycofywania się z węgla brunatnego
przyspieszyły w europejskim trójkącie węglowym – w Niemczech, Polsce i Czechach. Niemiecka Komisja Węglowa
zaproponowała zamknięcie wszystkich elektrowni opalanych węglem kamiennym i brunatnym do 2035 r. lub 2038 r.,
a rząd przyjął ten plan. Podobna komisja powstała również w Czechach – do końca roku ma ustalić, kiedy nasi
południowi sąsiedzi pożegnają się z węglem. W Polsce takie rozmowy jeszcze się nie toczą, ale wyzwanie jest równie
duże – krajowe zasoby węgla brunatnego wyczerpują się, co wpłynie na całą energetykę, regiony górnicze, a także
na bezpieczeństwo energetyczne kraju. Połączone systemy energetyczne UE są od siebie zależne. Zarówno rodzaj
źródeł energetycznych, jak i specyfika ich wykorzystania mają znaczenie dla całego regionu – ze względu na ceny
energii, przepływy, emisje CO2
. Odejście od węgla w jednym kraju może nie prowadzić do spodziewanego spadku
emisji w sytuacji, gdy sąsiedni kraj nadal będzie produkował energię z tego źródła. Dlatego ważna jest koordynacja
polityki energetycznej między państwami.
Ważnym tłem tej dyskusji jest podjęta przez Radę Europejską w grudniu 2019 r. decyzja, że Unia Europejska do 2050 r.
ma stać się neutralna klimatycznie. Polska na razie dała sobie czas na finalną deklarację. Ale właśnie zmieniła się
dynamika dyskusji – na świecie w wyniku pandemii COVID-19 wpadliśmy w kryzys gospodarczy, którego skali i zakresu
jeszcze nie znamy. Czy zatem możemy sobie pozwolić na odłożenie na później decyzji o transformacji energetyki?
Na pewno nie. W UE Europejski Zielony Ład wraca jako fundament odbudowy gospodarczej. Wiemy już, że mimo
recesji jeszcze w tym roku Komisja Europejska pod przewodnictwem Ursuli von der Leyen przedstawi kompleksowy
plan zwiększenia unijnego celu klimatycznego do 2030 r. do co najmniej 50%, a nawet 55%. To ogromne wyzwanie,
wymagające dodatkowych środków, ale i dodatkowych zobowiązań, których częścią muszą być decyzje w sprawie
ograniczenia roli węgla brunatnego. Dlatego też bardziej niż kiedykolwiek potrzebna jest dyskusja, jak transformować
energetykę i wycofać się – w sposób zaplanowany – z węgla brunatnego.
Życzymy przyjemnej lektury,
dr Joanna Maćkowiak-Pandera
Prezes Forum Energii
dr Patrick Graichen
Agora Energiewende
6. 4
1. Wprowadzenie
1.1. Tło anlizy
Energetyka w Europie zmienia się. Ostatnie pięć lat przyniosło więcej zmian niż minione pięć dekad. U podstaw tej
transformacji leży z jednej strony dążenie do redukcji emisji CO2
, a z drugiej potrzeba wymiany jednostek wytwórczych
i stopniowo rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną.
Energia elektryczna jest przyszłością wielu sektorów gospodarki – transportu, ciepłownictwa, przemysłu. Zmieniają
się też otoczenie technologiczne i przekonania co do źródeł energetycznych przyszłości.
Inwestując w nową infrastrukturę zwykle zakładamy, że będzie użytkowana przez kilkadziesiąt lat, tymczasem już teraz
widać kres paliw kopalnych. Konkretne daty odejścia od węgla, a nawet gazu, są zapisywane w regulacjach krajowych
i unijnych. Powodem odejścia od tych surowców nie jest wyłącznie ochrona klimatu. Jest wiele innych pragmatycznych
przesłanek, dla których poszczególne kraje decydują się na wdrożenie planów głębokiej transformacji energetyki.
• Struktura rynku energii. Na tym rynku uprzywilejowane miejsce zajmują technologie, które wykazują
najniższe koszty zmienne i nie emitują CO2
(nie muszą ponosić kosztów tych emisji), czyli źródła
odnawialne, głównie wiatr i słońce. Z perspektywy inwestora postawienie na takie źródła niweluje
dwa bardzo istotne czynniki ryzyka – koszt paliwa i koszt emisji CO2
.
• Duża zmienność cenowa surowców energetycznych. Unia Europejska ma ograniczone zasoby paliw
kopalnych. Cenywęgla kamiennego, gazu, ropy podlegają globalnym fluktuacjom cenowym, destabilizując
inwestycje, rujnując sektory paliwowe w różnych krajach oraz w dłuższej perspektywie ograniczając
podaż surowców. Od początku 2020 r. ceny ropy spadły o 67%, gazu – o 40%, węgla – o 14%. Węgiel
brunatny nie podlega w tak znacznym stopniu tym trendom, ale koszty produkcji z niego wynikają
z kolei z poziomu cen CO2
. Zmienność tych wszystkich cen oznacza dużą nieprzewidywalność rynku.
• Brak akceptacji społecznej i uzasadnienia ekonomicznego dla nowych odkrywek węgla brunatnego.
Obecnie eksploatowane złoża węgla brunatnego w Polsce w perspektywie ok. 10 lat zostaną
wyczerpane. Teoretycznie jest możliwość otwierania nowych, ale wymgałoby to poniesienia bardzo
wysokich nakładów przy coraz niższej konkurencyjności energii elektrycznej produkowanej z tego
paliwa. Jednocześnie wzrosła świadomość społeczna dotycząca skutków środowiskowych, takich
jak obniżanie poziomu wód gruntowych przy i tak rekordowo niskich stanach oraz konkurencja
z rolnictwem, trwałe przekształcenie terenu, ograniczenie funkcji przyrodniczych i zagospodarowania
przestrzennego. O ile część lokalnych społeczności może znaleźć zatrudnienie przy tego typu
inwestycjach, o tyle warunki życia większości znacząco się zmienią.
• Koszty technologii OZE. Dodatkowo presję na inwestycje wywierają istniejące alternatywy.
30 lat temu węgiel był podstawowym źródłem energii. Teraz koszty źródeł odnawialnych spadają
– średnio o 90% mniejsze niż pięć lat temu są koszty fotowoltaiki, rośnie produktywność energii
z wiatru, upowszechniają się inne technologie. Zmienność tych źródeł jest wyzwaniem dla systemu
energetycznego, lecz z roku na rok rośnie wiedza, jak sobie z tym radzić, a zmieniające się regulacje,
kodeksy sieci i modele bilansowania zmierzają w stronę zwiększenia elastyczności rynku i dostosowania
źródeł konwencjonalnych do zmiennej pracy.
• Konieczność ograniczania emisji CO2
. Węgiel, a szczególnie węgiel brunatny, to najbardziej emisyjne
źródło energii. Z tego powodu presja na odejście od niego rośnie. Zaprezentowany właśnie program
odbudowy gospodarki unijnej także zmierza do ograniczenia emisji, i tym będzie warunkowana pomoc.
Bez wsparcia publicznego górnictwo pogrąży się w kryzysie, a środki publiczne będą wydatkowane
jeszcze ostrożniej niż do tej pory. A UE, w tym Fundusz Sprawiedliwej Transformacji, takie środki
oferują. Pod warunkiem zaplanowania transformacji i zmierzania do neutralności klimatycznej.
7. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
5
Skutkiem wyżej wymienionych zjawisk są decyzje dotyczące energetyki – bardziej lub mniej odważne, świadome lub
nie do końca przemyślane. Naszą analizą chcemy zwrócić uwagę na fakt, że pierwszym obszarem, jakim trzeba się zająć
w zaplanowany spoób, jest energetyka oparta na węglu brunatnym. W Unii Europejskiej największymi producentami
tego surowca i energii z niego wytwarzanej są Niemcy, Polska i Czechy. Rozwiązanie tej kwestii w ich gronie będzie
miało znaczenie dla całej UE.
Obecnie każde z tych państw ma odmienną strategię:
Niemcy przeprowadzili dialog w ramach Komisji Węglowej i już zdecydowali o tempie odchodzenia
od węgla najpóźniej do 2038 r. Elektrownie na węgiel brunatny pozostają w miksie energetycznym
przez jakiś czas, nawet w latach 30.
Czesi również powołali Komisję Węglową, której prace jeszcze trwają i choć mogą być opóźnione
przez pandemię, prawdopodobnie do końca 2020 r. poznamy datę rezygnacji z energetyki węglowej
w Czechach.
W Polsce dyskusja toczy się w takt zapowiedzi budowy nowych odkrywek i kolejnych doniesień
o ich problemach. Jednak żadne decyzje o losie elektrowni na węgiel brunatny, w tym elektrowni
w Bełchatowie, jeszcze nie zapadły. Tymczasem perspektywa działania tej elektrowni to najwyżej
10 lat.
W każdym z krajów „trójkąta węglowego” – jak w tej analizie będziemy określać Niemcy, Polskę i Czechy – pojawiają się
pytania: Jakie będą skutki odejścia od węgla dla bezpieczeństwa dostaw energii? Co się stanie, jeżeli Niemcy zrezygnują
z węgla, a Polska nie? Albo na odwrót – Polska podejmie strategiczne decyzje, a Niemcy będą z nimi zwlekać? Jak będą
kształtowały się ceny energii? Jakie źródła mogą zastąpić lukę po węglu? Tym wszystkim zajmujemy się w niniejszym raporcie.
1.2. Cel opracowania
Celem analizy jest sprawdzenie skutków wycofania się z węgla brunatnego równolegle w Polsce, Czechach i Niemczech.
Oceniamy konsekwencje dla rozwoju energetyki i odpowiadamy na następujące pytania:
1. W jaki sposób zapewnione zostanie bezpieczeństwo dostaw po odstawieniu mocy w węglu brunatnym?
2. Kto będzie importerem, a kto eksporterem energii w regionie? Jak zmienią się przepływy energii
elektrycznej?
3. Jak zmienią się emisje CO2
?
4. Jakie będą koszty odejścia od węgla i jak wpłyną na hurtowe ceny energii?
5. Czy możliwe i potrzebne jest równoległe odejście od węgla brunatnego w krajach trójkąta?
1.3. Schemat pracy
Analiza składa się z następujących części:
1) Unijne cele energetyczno-klimatyczne; analiza regulacji państw członkowskich.
2) Opracowanie scenariusza referencyjnego unijnego rynku energii elektrycznej ze szczególnym
uwzględnieniem Czech, Niemiec i Polski. W scenariuszu bierzemy pod uwagę sformułowane obecnie
cele dotyczące rozwoju miksu elektroenergetycznego.
3) Przygotowanie dwóch scenariuszy dodatkowych, zakładających szybsze (2035, 2032) i wspólne
wycofanie się z węgla brunatnego w państwach trójkąta węglowego.
8. 6
4) Opracowanie założeń dotyczących parametrów technicznych i ekonomicznych różnych technologii,
cen paliw i CO2
.
5) Modelowanie – godzinowe symulacje połączonych systemów elektroenergetycznych; optymalizacja
kosztowa.
6) Wyniki w rozbiciu na poszczególne kraje.
7) Podsumowanie oraz plan działania na przyszłość.
2. Streszczenie
Systemy energetyczne krajów Unii Europejskiej działają jak naczynia połączone – przez wspólny rynek energii oraz
interkonektory zmiany w krajowych miksach energetycznych wpływają wzajemnie na bezpieczeństwo dostaw, emisje
CO2
i ceny energii elektrycznej w regionie.
Nawet jeśli tymczasowo, z uwagi na dekoniunkturę gospodarczą wynikającą z pandemii, presja na powstrzymanie
zmian klimatu może być trochę słabsza, to problemy energetyki – potrzeba budowy nowych mocy, kres dostępności
paliw kopalnych po rozsądnej cenie (wobec taniej międzynarodowej konkurencji) – nie przestaną wymagać rozwiązania.
Dekoniunktura gospodarcza zweryfikuje też, na co warto wydawać środki, a na co nie – wsparcia publicznego nie
można już przeznaczać na te inwestycje, które w dłuższej perspektywie nie przyniosą społeczeństwu korzyści.
Nie odwróci się kierunek rozwoju technologii niskoemisyjnych, a długofalowe problemy, takie jak zmiany klimatu, po
prostu nie znikną. Dlatego trzeba pracować nad tym, aby transformacja energetyki stała się częścią planu odbudowy
gospodarki po kryzysie, gdyż nierozwiązane problemy i tak będą generowały koszty.
Jednym z najpilniejszych problemów w UE jest produkcja energii elektrycznej z najbardziej emisyjnego źródła – węgla
brunatnego. Dlatego nasz raport zajmuje się tym w odniesieniu do trzech państw trójkąta węglowego – Niemiec, Polski
i Czech. Przeanalizowaliśmy oddziaływania regionalne wynikające z zastąpienia w tych krajach węgla brunatnego
innymi, niskoemisyjnymi źródłami energii.
W raporcie przedstawiamy skutki wcześniejszego, niż sugerują aktualne prognozy, wycofania energetyki opartej na
węglu brunatnym w Niemczech, Polsce i Czechach. Porównujemy ze sobą trzy scenariusze:
• Scenariusz referencyjny: opiera się on na aktualnej polityce każdego z trzech krajów trójkąta
węglowego, w połączeniu z symulacją ekonomiczną decyzji inwestycyjnych.
Niemcy – punktem odniesienia są zalecenia niemieckiej Komisji Węglowej, czyli stopniowe
wycofywanie zarówno węgla brunatnego, jak i kamiennego do 2038 r., a także cel w postaci
65% udziału odnawialnych źródeł energii do 2030 r.
Polska – opieramy się na projekcie „Polityki energetycznej Polski do 2040 r.” (PEP 2040,
wersja z listopada 2018 r.). Odchodzimy jednak od projektu PEP 2040, nie uwzględniając
w prognozie mocy wytwórczych energii jądrowej i pozwalając na podejmowanie decyzji
dotyczących mocy na zasadach ekonomicznych zarówno dla jednostek konwencjonalnych,
jak i odnawialnych.
Czechy – założenia dotyczące rozwoju mocywytwórczych opierają się na czeskim planie na
rzecz energii i klimatu oraz na opublikowanym przez ČEZ planowaniu mocy wytwórczych.
Odchodzimy jednak od planu krajowego w odniesieniu do rozwoju źródeł odnawialnych,
dla których zakładamy szybszy, odzwierciedlający realia rynkowe rozwój, jak również brak
nowych elektrowni jądrowych.
• Scenariusz wycofania z eksploatacji węgla brunatnego w 2035 r. Zakłada on, że elektrownie na węgiel
brunatny w trzech krajach zostaną wyłączone do 2035 r. Różnica w produkcji energii elektrycznej
w porównaniu ze scenariuszem referencyjnym będzie uzupełniona przez energię odnawialną.
9. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
7
• Scenariusz wycofania z eksploatacji węgla brunatnego w 2032 r. Jest to scenariusz najbardziej
ambitny, ale zgodny z celami porozumienia paryskiego, uwzględniający megatrendy i odpowiadający na
wyzwanie przyspieszenia redukcji emisji w Unii Europejskiej. Różnice w produkcji energii elektrycznej
w stosunku do dwóch poprzenich scenariuszy są pokrywane przez źródła odnawialne.
Szczegółowe założenia dotyczące modelowania i scenariuszy przedstawione są w raporcie, poniżej prezentujemy
najważniejsze wnioski.
Spadek znaczenia węgla brunatnego jest nieuchronny, potrzebne są kluczowe decyzje i skoordynowane działania
regionalne.
Udział węgla brunatnego już spada. Elektrownie są coraz mniej rentowne, gdyż rosną ich koszty związane z emisją
CO2
i innych substancji. Coraz większa jest też konkurencja ze strony źródeł bez kosztów krańcowych i do pewnego
stopnia gazu. Czas wykorzystywania elektrowni węglowych skraca się, wiele jednostek jest już nierentownych. Te
trendy rynkowe powinny mieć odzwierciedlenie w strategiach krajowych, które powinny być skoordynowane w krajach
trójkąta węglowego. Warto zsynchronizować daty odejścia od węgla pomiędzy sąsiadami i połączyć je z perspektywą
roku 2030 r., do kiedy Unia Europejska chce znacząco zredukować emisje.
• W scenariuszu referencyjnym, który uwzględnia tylko obecnie podjęte decyzje w tych trzech
krajach, produkcja energii elektrycznej z węgla brunatnego zmniejszy się o 40–50% do 2030 r.1
Po
roku 2030 proces odstawiania elektrowni na węgiel brunatny gwałtownie przyśpieszy w związku
z wyczerpywaniem obecnie eksploatowanych złóż. Dlatego plan działania opracować należy już
teraz – zostało niecałe 10 lat na uzupełnienie luki generacyjnej.
• Koordynacja planów sąsiedzkich jest kluczowa z kilku powodów:
a. Do roku 2030 UE zobowiązała się do znaczącej redukcji emisji CO2
. Istotne są działania
skoordynowane, wykonalne i skutecznie wdrażane.
b. O ile odstawienie pojedynczych elektrowni jest w gestii właściciela i operatora systemu
danego kraju, to wyłączenie z systemu kilkunastu GW mocy w kilku krajach, w tym
Bełchatowa, największej jednostki na węgiel brunatny w Europie, trzeba zaplanować
i organizować stopniowo, nawzajem się informując. Istotne jest też, w jaki sposób będzie
wypełniana luka po węglu. Nie można doprowadzić do sytuacji, w której wyłączenie
emisyjnych mocy w jednym kraju spowoduje wzrost emisji w innym. Ważne, aby takiej
sytuacji zapobiec.
c. Wyczerpywanie złóż węgla brunatnego w Polsce może zachodzić szybciej, niż wynika
to z dokumentów rządowych. Odchodzenie od węgla brunatnego różni się od węgla
kamiennego tym, że w sytuacji kiedy wyczerpują się złoża, produkcja gwałtownie spada.
Bezpieczeństwo dostaw w regionie może zostać zapewnione, nawet gdy przyspieszymy wyjście z węgla
brunatnego, ale taka transformacja wymaga planu.
1 W Czechach produkcja energii elektrycznej z elektrowni na węgiel brunatny zmniejszy się z 30 TWh w 2020 r. do 18 TWh w 2030 r. Jest to
spadek o 40%. W Polsce produkcja węgla brunatnego spada z 49 TWh w 2020 r. do 29 TWh w 2030 r. (spadek o 40%). Spadek w Polsce
jest dodatkowo spowodowany zmniejszającymi się rezerwami węgla brunatnego, które mogą być eksploatowane w sposób ekonomicznie
uzasadniony. W Niemczech produkcja energii z elektrowni na węgiel brunatny spada z 196 TWh w 2020 r. do 99 TWh w 2030 r. (spadek
o 50%). Zmniejszenie roli węgla brunatnego w miksie niemieckim wynika też z realizacji przyjętej prawnie ścieżki zamykania elektrowni
węglowych.
10. 8
Z analizy wynika, że większość jednostek na węgiel brunatny już w drugiej połowie lat 20. stanie się trwale nierentowna
i trzeba będzie je zamknąć. W Polsce właśnie do 2028 r. stare bloki na węgiel brunatny będą jeszcze korzystały z dopłat
z rynku mocy. To sprawia, że decydenci, niezależnie od tego, czy zamierzają przyjmować strategię wyjścia z węgla,
czy nie, nie uciekną od pytań o to, jak zapewnić bezpieczeństwo dostaw i adekwatność mocy w systemie. Co więcej,
wnioski z analizy jednoznacznie wskazują, że możliwe jest wcześniejsze zamknięcie elektrowni na węgiel brunatny –
nawet do 2032 r., bez zagrożenia bezpieczeństwa dostaw, jeśli odtworzenie mocy wytwórczych zostanie zaplanowane
i zrealizowane z odpowiednim wyprzedzeniem. Moce dyspozycyjne będą przewyższać szczytowe zapotrzebowanie
w każdym z trzech krajów. Ważne jest zwrócenie uwagi na następujące okoliczności:
• Warunkiem skutecznej i znaczącej redukcji emisji CO2
jest zastępowanie najbardziej emisyjnych
mocy przez nisko- lub zeroemisyjne źródła energii w każdym kraju. W tym celu plany odejścia od
węgla muszą zostać uwzględnione w krajowych planach na rzecz energii i klimatu. Konieczne jest
stworzenie strategii rozwoju nowych źródeł, które będą miały odzwierciedlenie w projektowanych
aukcjach oraz zmianach krajowego rynku energii.
• Budowa nowych mocy wytwórczych musi brać pod uwagę różne dostępne opcje sytemu – nie tylko
nowe źródła wytwórcze, głównie OZE, ale także elastyczność strony popytowej, magazynowanie
i dostępność mocy połączeń międzysystemowych.
• Nowe moce wytwórcze, które zaspokajają potrzeby nie tylko energetyczne, lecz także cieplne, będą
z pewnością potrzebne w Niemczech i w Czechach. Tam węgiel brunatny jest wykorzystywany
w kogeneracji.
• Dla powodzenia transformacji energetycznej konieczne jest, aby niezbędne inwestycje w sektorze
energetycznym w Niemczech, Polsce i Czechach rzeczywiście powstały i wypełniły lukę węglową.
Choć w Niemczech i Polsce istnieją mechanizmy wsparcia mocy wytwórczych – strategiczna rezerwa
mocy w Niemczech i rynek mocy w Polsce – to mogą one co najwyżej minimalizować ryzyko braku
mocy. Zresztą rynek mocy w Polsce potrzebuje pilnej reformy w kierunku mechanizmu wspierającego
czyste technologie. Dlatego zwracamy uwagę, że planowanie, uzyskiwanie pozwoleń i budowa nowych
mocywytwórczych to procesy długotrwałe, które muszą być monitorowane. Jest to ważne szczególnie
teraz, kiedy kryzys gospodarczy grozi przerwaniem łańcuchów dostaw i może te inwestycje opóźnić.
Odejście od węgla brunatnego to sposób na znaczne ograniczenie emisji CO2
w regionie i w UE.
Jak pokazuje nasze analiza, rezygnacja z energetyki opartej na węglu brunatnym istotnie ogranicza emisje CO2
.
W scenariuszu referencyjnym emisje sektora elektroenergetycznego mogą spaść z poziomu 448 mln ton łącznie
w 2020 r. w krajach trójkąta węglowego do 302 mln ton w 2030 r., czyli o 32%. Dlatego nie uda się osiągnąć redukcji
emisji bez wycofywania się z węgla brunatnego. Ale już widać, że działania trzeba będzie znacznie przyspieszyć.
Obecnie cel unijny to 40% redukcji emisji gazów cieplarnianych (w porównaniu z poziomem z 1990 r.), co w sektorach
objętych systemem ETS oznacza 43-procentową redukcję (w odniesieniu do 2005 r.). Jednak już wiadomo, że Unia
chce zwiększyć ambicje na 2030 r. Dlatego tylko wcześniejsze wycofanie węgla brunatnego znacznie zmniejszyłoby
emisję CO2
z energetyki w Niemczech, Polsce i Czechach.
Skutki szybszych działań w odniesieniu do węgla brunatnego pokazuje scenariusz jego wycofania do 2032 r. Jeżeli
wycofanie węgla brunatnego zostanie przyspieszone, łączna emisja w 2030 r. spadnie do poziomu 226 mln ton i będzie
niższa niż w scenariuszu referencyjnym aż o 25%. Oznacza to, że kraje trójkąta węglowego będą mogły ograniczyć
emisje aż o połowę w stosunku do dzisiejszego poziomu. Do 2040 r. skumulowane oszczędności emisji CO2
wyniosą
około 660 mln ton CO2
w porównaniu ze scenariuszem referencyjnym.
Szybsze odejście od węgla brunatnego nie będzie nas drożej kosztować.
11. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
9
Zmniejszenie udziału węgla brunatnego na rzecz źródeł odnawialnych obniży ceny hurtowe energii elektrycznej (Polska,
Czechy) lub utrzyma je na tym samym poziomie (Niemcy). Wcześniejsze wycofanie węgla brunatnego, pod warunkiem
zastąpienia go źródłami odnawialnymi, wpłynie na obniżenie ceny hurtowej energii elektrycznej, ponieważ koszty
operacyjne elektrowni wiatrowych i słonecznych są znacznie niższe niż w przypadku elektrowni konwencjonalnych.
W Polsce ceny hurtowe energii elektrycznej w scenariuszu wycofania z eksploatacji w 2035 r. lub
w 2032 r. są w 2030 r. niższe o 3 EUR/MWh niż w przypadku scenariusza odniesienia.
Bardzo podobna sytuacja ma miejsce w Niemczech.
W Czechach w rezultacie szybszego wycofania się z węgla brunatnego w 2030 r. ceny w porównaniu
ze scenariuszem referencyjnym są niższe o 8 EUR/MWh. Dotyczy to wyjścia z węgla do 2035 i 2032 r.
Ze względu na wysoki udział energii ze źródeł odnawialnych ogólny poziom cen w Niemczech jest niższy niż w Polsce
i Czechach.
Analogiczne wnioski płyną z analizy nie tylko cen hurtowych, ale i całkowitych kosztów systemu. Ze względu na wciąż
stosunkowo niski udział OZE w polskim i czeskim rynku energii elektrycznej koszty systemu w scenariuszach stopniowego
wycofywania są niższe średnio o 0,1–0,4% (Polska) i 1,3–1,7% (Czechy) oraz 0,1 w ciągu 20 lat. W Niemczech natomiast
koszty systemu będą spadać z uwagi na coraz mniejsze wsparcie OZE.
Przyspieszone wycofanie się z węgla brunatnego ogranicza import energii elektrycznej.
Struktura miksu energetycznego w krajach trójkąta węglowego ma istotny wpływ na poziom importu i eksportu. Analiza
wskazuje, że szybsze wycofanie się z węgla brunatnego i zastępowanie mocy odnawialnymi źródłami energii pociąga
za sobą spadek importu energii elektrycznej zarówno w Polsce, jak i w Czechach:
W Polsce import energii elektrycznej zmniejsza się z 11 TWh w 2030 r. w scenariuszu referencyjnym
do 6 TWh w 2030 r. w scenariuszu wycofania jednostek węglowych z eksploatacji w 2032 r.
W Czechach import energii elektrycznej zmniejsza się z około 5 TWh w 2030 r. w scenariuszu
odniesienia do prawie zera w 2030 r. w scenariuszu stopniowego wycofywania.
W Niemczech jednak bilans handlowy jest we wszystkich trzech scenariuszach podobny, ponieważ
udział OZE jest wysoki już w scenariuszu referencyjnym. Zresztą już obecnie Niemcy eksportują
znacznie więcej energii elektrycznej, niż importują.
Data odejścia od węgla brunatnego. Nasza analiza wskazuje, że odejście od węgla brunatnego w regionie jest realne
w perspektywie 2032 r. Eksploatowane obecnie złoża tego surowca zostaną w większości wyczerpane w Polsce, a siły
rynkowe będą w całej UE wypychać z rynku najbardziej emisyjne jednostki. Elektrownie na węgiel brunatny w wielu
krajach już są nierentowne, dlatego zamiast nieustannie do nich dopłacać trzeba podjąć decyzje o transformacji
energetyki, tak by nowe moce powstały na czas, a bezpieczeństwo energetyczne nie zostało zagrożone. Właśnie z tej
perspektywy, konieczna jest koordynacja polityk krajów trójkąta węglowego.
Uzgodnienie strategii i przyszłej roli gazu w systemie.
Nasza analiza wskazuje na duży przyrost mocy gazowych. Jest to konieczne, ale zarazem problematyczne. Gaz,
choć mniej emisyjny, jest nadal paliwem kopalnym i z perspektywy neutralności klimatycznej jego rola musi zostać
ograniczona. Poza tym jest to paliwo importowane, mimo tego, że w ostatnich latach nastąpiła znaczna poprawa
w zakresie integracji europejskiego rynku gazu i połączeń międzysystemowych, a dostęp do rynku skroplonego gazu
ziemnego (LNG) przyczynił się do dywersyfikacji kierunków dostaw.
12. 10
Mimo konieczności rozbudowy mocy gazowych uważamy, że należy rozpocząć dyskusję o tym, jak nie przewymiarować
całego systemu energetycznego. Inwestowanie w gaz ziemny może mieć uzasadnienie tylko, jeśli w przyszłości sektor
gazu znacznie się „zazieleni” a gaz ziemny będzie zastąpiony przez nisko- lub zeroemisyjne paliwo, takie jak wodór czy
biometan. Jednocześnie osiągnięcie pozytywnych skutków transformacji i szybszego odchodzenia od węgla brunatnego
(mniejszy import, niższe ceny hurtowe i koszty systemu) będzie możliwe wtedy, kiedy to OZE będą głównym sposobem
na wypełnienie luki węglowej.
3. Scenariusze zastępowania węgla brunatnego i założenia
3.1. Scenariusze
W niniejszym opracowaniu analizujemy trzy scenariusze dla każdego kraju. Punktem odniesienia jest scenariusz
referencyjny (bazowy), w dużej mierze oparty na obecnej polityce rządów, połączony z symulacją ekonomiczną
decyzji inwestycyjnych. Następnie konstruujemy dwa scenariusze stopniowego wycofywania węgla brunatnego.
W projektowaniu scenariuszy założyliśmy, że polityka energetyczno-klimatyczna Unii Europejskiej uwspólnia krajowe
strategie odchodzenia od węgla. Dlatego po analizie zaproponowaliśmy lata 2032 i 2035 jako czas, kiedy odejście od
węgla może nastąpić – ze względu na ograniczenie dostępności złóż, ekonomię oraz czynniki środowiskowe. Poniżej
szczegółowo wyjaśniono założenia tych scenariuszy.
Scenariusz referencyjny. W tym scenariuszu rozwoju systemu elektroenergetycznego punktem wyjścia jest polityka
energetyczna każdego z państw trójkąta węglowego. Podchodzimy jednak do nich krytycznie i zakładamy pewne
modyfikacje.
Tabela 1. Krajowe strategie energetyczne
Niemcy Polska Czechy
Elektrownie na węglu
brunatnym oraz kamiennym
są stopniowo wycofywane
zgodnie z planem
zaproponowanym przez
Komisję Węglową na
początku 2019 r. Dodatkowo
uwzględniamy rządowy
cel 65-procentowego
udziału OZE do 2030 r. oraz
80-procentowego do 2040 r.
Scenariusz referencyjny jest
oparty na projekcie „Polityki
energetycznej Polski do 2040
roku” (PEP 2040) z 2018 r. Jednak
naszym zdaniem projekt PEP
2040 nie uwzględnia wszystkich
realiów ekonomicznych, dlatego
częściowo go modyfikujemy.
Nie uwzględniamy energetyki
jądrowej2
oraz zakładamy, że
decyzje dotyczące nowych mocy
będą podejmowane na podstawie
kryteriów kosztowych. Projekt
PEP 2040 przewiduje otwarcie
dwóch nowych odkrywek węgla
brunatnego, jednak uważamy,
że jest to nierealne, biorąc
pod uwagę uwarunkowania
ekonomiczne i regulacyjne.
Założenia dotyczące rozwoju
mocy produkcyjnych opierają
się na krajowym planie
energetyczno-klimatycznym
oraz planach ČEZ, największego
operatora elektrowni węglowych.
Naszym zdaniem jednak
czeski plan krajowy przyjmuje
konserwatywne podejście do
rozwoju źródeł odnawialnych.
Dlatego uwzględniamy bardziej
ambitne prognozy, które
potwierdziliśmy w rozmowach
z ekspertami.
Źródło: Aurora Energy Research.
2 Głównym powodem nieuwzględnienia energetyki jądrowej jest utrzymujący się brak decyzji dot. tego programu, co ma przełożenie na brak
przesądzeń związanych z finansowaniem, dostawcy technologii oraz lokalizacją.
13. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
11
W modelu budowa źródeł odnawialnych (bez subsydiów), konwencjonalnych czy innych technologii zapewniających
elastyczność systemu ma miejsce wtedy, gdy projekt jest opłacalny ekonomicznie na podstawie kryterium dodatniej
wartości przepływów netto (NPV).
Rys. 1. Rozwój mocy zainstalowanych w węglu brunatnym w krajach trójkąta węglowego – scenariusz referencyjny
18 18 17 15 11 11 11 11 11 10 10 8
5 5
4 4
20 19 15 15
13 13 12 11 10 9 8 8
7 7
5 4 3 2 1
23 3
NIEMCY
8 8 8 8 8 8 8 6 115 1 11 11 14 4 3 2
8 7 7 7 7 6 6 5
20302020 2025
2
2035 2040
5 4 3 3 3 2
POLSKA
CZECHY
0
10
20
30
40
0
10
20
30
40
0
10
20
30
40
GW
WĘGIEL KAMIENNY WĘGIEL BRUNATNY
Źródło: Aurora Energy Research.
Scenariusz wycofania węgla brunatnego w 2035 r. W scenariuszu wycofywania węgla brunatnego z eksploatacji do
2035 r. zakładamy, że do tego czasu w krajach trójkąta węglowego jednostki opalane tym paliwem zostaną trwale
wyłączone, a zastąpią je źródła odnawialne: morskie elektrownie wiatrowe, wiatraki na lądzie oraz źródła fotowoltaiczne.
14. 12
Rys. 2. Rozwój mocy zainstalowanych w węglu brunatnym w krajach trójkąta węglowego – scenariusz 2035
18 18 17 15 11 11 11 11 11 10 10 8
5 3
20
18
1919 15 15
13 13 12 11 10 9 8 6
1
3 2
2
8 8 8 8 8 8 8 3 1 125 4
8 7 7 7 7 6 6 5
2020 20302025 2035
5
2040
114 3 3 2
GW
0
10
20
30
40
0
10
20
30
40
0
10
20
30
40
NIEMCY
POLSKA
CZECHY
WĘGIEL KAMIENNY WĘGIEL BRUNATNY
Źródło: Aurora Energy Research.
Scenariusz wycofania węgla brunatnego w 2032 r. W scenariuszu trzecim do końca 2032 r. z eksploatacji zostaną
wycofane wszystkie elektrownie opalane węglem brunatnym w Niemczech, Polsce i Czechach. Podobnie jak w scenariuszu
2035, różnica w produkcji energii elektrycznej zostanie w pełni zastąpiona przez źródła odnawialne. W związku
z przyspieszoną likwidacją mocy elektrowni opalanych węglem brunatnym do 2032 r. wycofywane są również elektrownie
na węgiel kamienny w Niemczech. Likwidacja mocy wytwórczych na węgiel kamienny w Polsce i Czechach przebiega
zgodnie z kierunkiem wyznaczonym w scenariuszu referencyjnym.
15. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
13
Rys. 3. Rozwój mocy zainstalowanych w węglu brunatnym w krajach trójkąta węglowego – scenariusz 2032
18 18 17 15 11 11 10 8 6
5
20 19 15 15
13 13 12 11 9 7
2
2
3
3
8 8 8 8 8 8 7 014 3 2
8 7 7 7 7 6 6 5
20402020 203520302025
4 4 3 2
GW
0
10
20
30
40
0
10
20
30
40
0
10
20
30
40
NIEMCY
POLSKA
CZECHY
WĘGIEL KAMIENNY WĘGIEL BRUNATNY
Źródło: Aurora Energy Research.
3.2. Założenia modelowania
Bardzo duży wpływ na przebieg transformacji mają ceny surowców energetycznych oraz dostępnych technologii.
Dlatego analizie tych czynników poświęcamy dużo uwagi. Jednocześnie zakładamy, że celem transformacji jest nie
tylko ograniczenie emisji, ale też zapewnienie bezpiecznych dostaw energii.
W żadnym z analizowanych scenariuszy nie ma ryzyka niezbilansowania systemu. Zakładamy budowę wystarczającej
ilości mocy do pokrycia szczytowego zapotrzebowania. Przy określeniu struktury zapotrzebowania oraz modelu pracy
źródeł odnawialnych przyjęliśmy rzeczywiste dane za rok 2013. W modelu nie formułujemy minimalnych wymagań
dla mocy dyspozycyjnych. Zakładamy, że zapotrzebowanie musi być pokryte w każdej godzinie i że bezpieczeństwo
systemu będą wspierać usługi systemowe wraz z magazynami i OZE.
3.2.1. Jak będą kształtowały się ceny surowców energetycznych?
Przedstawione poniżej ścieżki cenowe odnoszą się do długoterminowych trendów. Możliwe są odchylenia od zakładanych
scenariuszy wskutek niespodziewanych zdarzeń politycznych, ekologicznych lub epidemicznych, z którymi mamy do
czynienia w chwili finalizowania prac nad niniejszym raportem.
Ceny węgla brunatnego. Ceny węgla brunatnego różnią się w poszczególnych regionach, a nawet kopalniach, ze
względu na zróżnicowanie wartości opałowej, kosztów pracy, jak i produktywności. Różnice w kosztach przedstawia
rys. 4. W badanych krajach cena tony węgla brunatnego jest wysoka w porównaniu z innymi lokalizacjami3
. Wiąże się
to prawdopodobnie z wyższą wartością opałową. Koszty produkcji 1 GJ (łącznie z kosztami wydobycia, amortyzacji
3 Booz Company, Understanding Lignite Generation Costs in Europe, https://www.dei.gr/Documents2/INVESTORS/MELETH%20BOOZ/
Understanding%20Lignite%20Generation%20Costs%20in%20Europe.pdf
16. 14
i kosztami kapitału) wynoszą od 0,91 EUR do 3,76 EUR (lub od 3,28 EUR/MWh do 13,54 EUR/MWh). Ponieważ
średnia ważona kosztów całkowitych jest porównywalna w tych trzech krajach, modelujemy je w oparciu o jednolite
ceny węgla brunatnego.
Dla celów modelowania przyjmujemy, że koszt zmienny produkcji a z węgla brunatnego w wysokości 1,76 EUR/MWh
będzie utrzymywał się na stałym poziomie. To pewnego rodzaju uproszczenie wynika ze znacznej dostępności węgla
brunatnego w badanych lokalizacjach i mimo wszystko ograniczonego wpływu niewielkich różnic kosztów paliwa na
ceny produkcji energii elektrycznej.
Rys. 4. Koszty węgla brunatnego w wybranych krajach
-
Koszt węgla brunatnego
EUR/t
Wartość kaloryczna
kcal/kg
Koszt węgla brunatnego
EUR/GJ
13,63
12,89
13,68
16,05
300 15 45 60
POLSKA
CZECHY
NIEMCY
29,52RUMUNIA
7,21BUŁGARIA
11,59SERBIA
TURCJA
10,65GRECJA
11,29
19,36
28,07
28,63
16,03
55,63
15,58
17,66
1 863
1 767
1 720
1 350
1 791
900
0 2 000 4 000 6 000
1 150
2 747
4 911
1 967
2 460
1 850
1 959
3 000
1 500
2 771
0 71 4 52 63
4,07
3,76
1,94
0,91
0,98
2,35
2,38
1,92
2,12
6,161,87
3,74
1,36
1,49
2,10
1,47
KRAJOWA ŚREDNIA WAŻONA
Źródło: Euracoal, IEA, Eurostat, Annual reports, Debriv, Statistical Office of Serbia, Turkish Statistical Institute, Niemann-Delius
i inni, Achlada, M.E.T.E, PPC, Booz Company.
Ceny węgla kamiennego. Oczekujemy, że ceny węgla ARA (z wyłączeniem kosztów transportu) spadną do 54 EUR/t
w 2020 r., a następnie wzrosną do 61 EUR/t w 2030 r. i 65 EUR/t w 2040 r. Zilustrowano to na rys. 5. W analizie
bierzemy pod uwagę cenę węgla ARA wraz z kosztami transportu.
Rys. 5. Średnie roczne ceny węgla ARA bez kosztów transportu do 2040 r.
70
50
90
0
10
40
20
30
60
80
203520302025
EUR/t (’2018)
2020 2040
Bazowa cena węgla będzie taka
sama we wszystkich krajach;
koszty transportu będą się różnić.
CENA WĘGLA ARA (Q4 2019) CENA WĘGLA WG MAE 2018
Źródło: Aurora Energy Research; International Energy Agency, World Energy Outlook 2018
Uwaga: Cena węgla kamiennego z Amsterdamu, w Rotterdamie i Antwerpii (ARA). W latach 2018-2024 ceny uwzględniają bieżące
notowania kontraktów terminowych na dane lata.
17. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
15
Scenariusz cen węgla odzwierciedla jego zmniejszające się zużycie w większości regionów świata poza Afryką i Azją.
Na międzynarodowym rynku wzrost zarówno produkcji, jak i zużycia jest napędzany przede wszystkim przez Indie.
W Afryce przewidujemy w badanym horyzoncie czasowym wzrost zużycia. Natomiast wiele krajów rozwiniętych,
takich jak Australia, Nowa Zelandia, Wielka Brytania, Francja i Niemcy, dąży do stopniowej rezygnacji z produkcji
energii elektrycznej z węgla. Spowoduje to spadek zapotrzebowania na węgiel energetyczny, co częściowo złagodzi
wzrost cen. W Chinach spodziewamy się spadku wydobycia, co wpłynie na globalną podaż surowca. Jednocześnie
produkcja węgla w USA i Rosji zmniejszy się ze względu na rosnące koszty wydobycia, które będą negatywnie
oddziaływać na możliwości eksportu.
Te podstawowe czynniki są uwzględniane w innych prognozach cenowych, takich jak prognozy Międzynarodowa
Agencja Energii (MAE). W porównaniu ze scenariuszem Nowych Polityk opracowanym przez MAE spodziewamy się,
że wypieranie węgla przez gaz w energetyce będzie szybsze, co doprowadzi do niższego popytu na węgiel, a tym
samym niższej ceny, niż prognozuje MAE.
Ceny gazu ziemnego. W 2020 r. ceny gazu ziemnego w Czechach i Niemczech wyniosą 19 EUR/MWh, w porównaniu
z 22 EUR/MWh w Polsce. Ilustruje to rys. 6.
Rys. 6. Prognoza cen gazu ziemnego
20
35 EUR/MWh (’2018)
15
0
30
5
10
25
20252020 2030 2035 2040
POLSKA NIEMCY/CZECHY PROGNOZA MAE 2018
Źródło: Aurora Energy Research, TGE.
Na początku lat 20. na rynku pojawia się nadwyżka gazu ziemnego, która obniża jego cenę. Jest to skutek oddania
do użytku nowych terminali eksportowych LNG, wolnych mocy produkcyjnych w Rosji oraz cieplejszych zim
w Europie i Azji. Do połowy lat 20. cena gazu ziemnego w Niemczech, Czechach i Polsce ma się wyrównać do 25
EUR/MWh. Spodziewamy się, że na ceny gazu w Polsce, Czechach i Niemczech wpłynie oddanie do użytku Baltic
Pipe i lepsza integracja rynków gazu w UE.
W prognozowanym horyzoncie czasowym ceny gazu wzrosną do poziomu 30 EUR/MWh w 2030 r. (długoterminowe
koszty dostawy LNG). W tym okresie spodziewane jest zmniejszenie lokalnej produkcji gazu ziemnego w UE i zastąpienie
jej importem gazociągów rosyjskich i norweskich oraz produkcją LNG.
Ścieżka wzrostu cen gazu na rys. 6 uwzględnia wzrost zapotrzebowania na błękitne paliwo z Azji, co wpłynie na
poziom cen na świecie. Sytuację będzie potęgowałwzrost cen ropy naftowej. Spowoduje to wzrost kosztów przemysłu
gazowego. Pod koniec horyzontu modelowania cena gazu ziemnego w Europie będzie w coraz większym stopniu
ustalana przez amerykański LNG, co sprawi, że ceny gazu ziemnego w Europie Północno-Zachodniej będą zbieżne
z cenami w Azji.
W porównaniu z projekcjami MAE obserwujemy silniejsze przejście z węgla na gaz, co będzie miało wpływ na wzrost
zapotrzebowania na błękitne paliwo.
18. 16
Ceny uprawnień do emisji CO2
. Oczekujemy, że cena uprawnienia do emisji CO2
wzrośnie z 26 EUR/t w 2020 r. do
32 EUR/t i 45 EUR/t w 2040 r. Gwałtowniejszy wzrost cen pod koniec 2020 r. będzie wynikał z odpowiedzi rynku
na przewidywane zaostrzenie Europejskiego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji (ETS) w kolejnej fazie jego
funkcjonowania, która rozpoczyna się w 2021 r.
Ścieżka cenowa dla uprawnień przedstawiona na rys. 7 uwzględnia obecny cel UE 40-procentowej redukcji emisji CO2
do 2030 r. (w porównaniu z poziomem z 1990 r.), co oznacza 43% redukcji emisji w sektorach objętych systemem
ETS (w porównaniu z 2005 r.).
Podniesienie ogólnounijnego celu do 50% lub 55%, jak planuje Komisja Europejska, nie znajduje jeszcze odzwierciedlenia
w tej ścieżce cenowej i może prowadzić do znacznego wzrostu cen emisji CO2
.4
W porównaniu ze scenariuszem
Nowych Polityk MAE przewidujemy wyższe ceny uprawnień do emisji.
Aby umożliwić lepsze porównanie między scenariuszami, zakładamy, że ceny uprawnień do emisji pozostaną na tym
samym poziomie w każdym ze scenariuszy, chociaż szybsze wycofywanie węgla może doprowadzić do zwiększenia puli
uprawnień na rynku, a co za tym idzie strukturalnych spadków cen. Dlatego rządy, podejmując decyzje o wycofywaniu
się z węgla, powinny zaplanować działania, które ustabilizują system handlu emisjami i zapobiegną tworzeniu nadwyżki
uprawnień i załamaniu cen.5
Rys. 7. Średnia roczna cena uprawnień do emisji CO2
0
25
20
10
5
15
30
35
40
45 EUR/tCO2
(’2018)
20352020 2025 2030 2040
PROGNOZA MAE 2018ZAŁOŻENIE DOT. CEN UPRAWNIEŃ DO EMISJI CO2
Źródło: Aurora Energy Research, International Energy Agency, World… op.cit.
Zwracamy uwagę, że bez działań wobec nadwyżkowych uprawnień redukcje emisji wynikające z wcześniejszego wyjścia
z węgla brunatnego będę mniejsze. Prawdopodobnie większość oszczędności emisji będzie nadal możliwa, ponieważ
rezerwa stabilności rynkowej (MSR) anuluje wszystkie uprawnienia na rynku, które przekraczają liczbę wyemitowaną
w poprzednim roku6
. MSR działa jednak z opóźnieniem, więc nadwyżkowe uprawnienia mogą też zwiększyć pulę
uprawnień na rynku7
.
4 Cel 50% lub 55% doprowadzi do wyższej ceny emisji CO2
. Jak szacuje KOBiZE, może to być nawet 76 EUR/t w 2030 r. Por. M. Pyrka
i inni, Zmiana celów redukcyjnych oraz cen uprawnień do emisji wynikająca z komunikatu „Europejski Zielony Ład”, Centrum Analiz Klimatyczno-
Energetycznych, 2020, http://climatecake.pl/download/36/.
5 Nadwyżki certyfikatów uwolnione w wyniku stopniowego wycofywania węgla brunatnego mogłyby zostać unieważnione w ramach ETS
lub same limity emisji dla sektorów objętych ETS mogłyby zostać obniżone. W praktyce będzie to miało miejsce w wyniku podwyższenia
celu redukcyjnego do 2030 r.
6 Agora Energiewende Öko-Institu, Vom Wasserbett zur Badewanne, 2018, https://www.agora-energiewende.de/fileadmin2/
Projekte/2018/Reform_des_ European_emissions_trading_2018/Agora_energy_turn_from_waterbed_to_bathtub_WEB.pdf.
7 M. Pahle i inni, Die unterschätzten Risiken des Kohleausstiegs, „Energiewirtschaftliche Tagesfragen“ 69(6), 2019, https://www.pik-potsdam.
de/members/pahle/pahle-edenhofer-et-al-risiken-kohleausstieg.pdf.
19. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
17
W kontekście stopniowego wycofywania węgla brunatnego we wszystkich trzech krajach rozsądne byłoby uzgodnienie
jednolitego podejścia do obliczania i wycofywania nadwyżek uprawnień. Jednym z podejść do anulowania nadwyżki
certyfikatów byłaby redukcja limitu ETS, która jest obecnie dyskutowana w ramach nowego celu klimatycznego Komisji
Europejskiej na rok 2030.
Zakładając tego typu interwencje, założyliśmy równe ceny uprawnień we wszystkich scenariuszach odchodzenia od węgla.
3.2.2. Połączenia transgraniczne
Sprawne funkcjonowanie połączeń międzysystemowych jest jednym z filarów unijnej polityki energetycznej, pozwalającym
na integrację, zwiększenie bezpieczeństwa dostaw i ograniczenie cen energii. W niniejszym opracowaniu zakładamy, że
przyszła maksymalna dostępna zdolność przesyłowa połączeń międzysystemowych w każdym kraju będzie odpowiadać
średniej z ostatnich miesięcznych aukcji zdolności przesyłowych.
Aby osiągnąć maksymalną miesięczną wartość historyczną, ten poziom bazowy jest skalowany liniowo aż do początku
lat 20. Ponadto założono konserwatywne wartości dotyczące mocy przesyłowych wymienionych w dziesięcioletnim
planie rozwoju sieci ENTSO-E ze względu na ryzyko ich opóźnienia lub niezrealizowania.
Zakładane dostępne zdolności przesyłowe połączeń międzysystemowych pomiędzy Niemcami, Polską, Czechami i ich
sąsiadami przedstawione są na poniższym rysunku.
Prognozy nie obejmują jeszcze celu udostępniania 70% dostępności połączeń na cele handlowe, zgodnie z wymogami
nowych przepisów unijnych8
. Realizacja tego celu będzie przyśpieszała i ułatwiała odstawienia elektrowni na węgiel
brunatny ze względu m.in. na zwiększenie możliwości bilansowania źródeł odnawialnych.
Rys. 8. Moc połączeń międzysystemowych między Polski, Niemiec i Czech
0
6
2
4
8 GW
2
2020
1
2
2
1
2
2
2 2
1
2030
2
6
2
2040
6 6
0
2
4
6 GW
1
2
6
1
1
1
2
1
2
2
1
1
2
1
4
1
6
Dostępne zdolności handlowe z Niemiec. Dostępne zdolności handlowe do Niemiec.
Dostępne zdolności handlowe z Polski. Dostępne zdolności handlowe do Polski.
Dostępne zdolności handlowe z Czech. Dostępne zdolności handlowe do Czech.
0
25 GW
5
10
15
20
2
1
2 2
1
4
1
20
1
1
1
5
1
5
1
11
1
1
2
2
4
20
1
2
1
3
5
1
2
1
2 1
16
1
5
20
10
15
0
25 GW
6
1
2
4
26
1
2
5
2
33
3
1 21
3
51
1
2
3
3
4
2
6
1
1
2
2
1 1
22
27
0
6 GW
2
4 1
2
1
4
1
2
1
1
1
1
1 1
2
1
1
5 5
0
2
4
6 GW
2
1
2
1
1
2020
1
2
2
2030
1
1
2
2
2040
5 6 6
AUSTRIA SZWAJCARIA
BELGIA CZECHY SZWECJA
NIEMCY LUKSEMBURG
DANIA
FRANCJA
LITWA HOLANDIA
NORWEGIA
POLSKA
SLŁOWENIA
Źródło: Aurora Energy Research, ENTSO-E.
8 European Commission, Clean energy for all Europeans, 2019, https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/
b4e46873-7528-11e9-9f05-01aa75ed71a1/.
20. 18
3.2.3. Planowane zmiany w systemach energetycznych krajów UE
Unia Europejska działa w systemie naczyń połączonych. Zmiany w miksie energetycznym jednego kraju mają wpływ na
sąsiadów. Dlatego analizujemy nie tylko najważniejsze przyszłe zmiany na rynku energii w Polsce, Czechach i Niemczech,
ale również w Holandii, Belgii, we Francji, a także na Słowacji i w Austrii. Zostało to przedstawione na rysunku 9.
Rys. 9.Wybrane cele strategii energetycznych państwa sąsiadujących z krajami trójkąta węglowego
NIDERLANDY
Całkowite wycofanie węgla do 2030 r.
BELGIA
Wycofanie z energetyki jądrowej do 2025 roku
SŁOWACJA
Import zmniejszy się wraz z otwarciem
nowych bloków jądrowych*
AUSTRIA
Całkowite odejście od węgla do 2020 roku
FRANCJA
Zmniejszenie zużycia energii jądrowej zgodnie
z polityką energetyczną (PPE)
14 reaktorów będzie zamknięte do 2035 r.
Brakujące moce wytwórcze kompensowane
przez PV i wiatr
Źródło: Aurora Energy Research.
*Zakładając, że bloki Mochovce 3 i 4 (942 MW) zostaną oddane do użytku w 2021 r.
Zgodnie z planami moce konwencjonalne o niskich kosztach krańcowych opuszczą systemy energetyczne w Holandii,
Belgii i we Francji, natomiast Słowacja planuje rozbudowę mocy jądrowych. Oddanie do eksploatacji bloku Mochovce
3 i 4 w 2021 r. zwiększy moc zainstalowaną o 942 MW w słowackim systemie elektroenergetycznym, zmniejszając
tym samym import energii elektrycznej do tego kraju. Francja i Belgia planują ograniczenie produkcji w elektrowniach
jądrowych. Zgodnie z programem energetycznym we Francji do 2035 r. ma zostać wyłączonych 14 reaktorów. Lukę
w produkcji energii elektrycznej ma wypełnić energia z wiatru i słońca. Belgia do 2025 r. ma wycofać się z energii
jądrowej. Ponadto Holandia i Austria zamkną osatnie elektrownie węglowe odpowiednio do 2030 i 2020 r.
3.2.4. Adekwatność systemu
We wszystkich trzech scenariuszach moce wytwórcze w systemach energetycznych krajów trójkąta węglowego będą
wystarczające do pokrycia szczytowego zapotrzebowania na moc. Oznacza to, że nie występią godziny, w których
odbiorcy będą pozbawieni dostaw.
21. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
19
3.3. Plany energetyczne krajów trójkąta węglowego oraz rozwój systemu
3.3.1. Niemcy
Zapotrzebowanie. W modelu zapotrzebowania na energię elektryczną uwzględniono popyt na energię gospodarstw
domowych oraz sektora przemysłowego i usługowego. Założono wzrost PKB i poprawę efektywności energetycznej.
Do tak określonego zapotrzebowania podstawowego dodano wzrost zapotrzebowania wynikający z rosnącej roli
pomp ciepła i samochodów elektrycznych.
Jak pokazano na Rys. 10. Prognozowane zużycie energii elektrycznej netto w Niemczech do 2040 r., całkowite zużycie
energii elektrycznej netto w Niemczech w 2020 r. wynosi 580 TWh. Zakładając częściową elektryfikację ciepła
i transportu, zapotrzebowanie pomp ciepła przełoży się na dodatkowe 35 TWh, a pojazdów elektrycznych na 40
TWh, co łącznie oznacza wzrost zużycia energii elektrycznej do 669 TWh w 2040 r. Dla całego okresu modelowania
zakładamy również ciągłą poprawę efektywności energetycznej. Zakładamy, że energia potrzebna do wytworzenia
każdej jednostki PKB zmniejsza się o 0,6% każdego roku. Z kolei zapotrzebowanie na moc szczytową wyniesie w 2020
r. 80 GW , a w 2040 r. 115 GW.
Rys. 10. Prognozowane zużycie energii elektrycznej netto w Niemczech do 2040 r.
589 611
637
2030
100
200
2020 2025 2035 2040
0
300
400
500
600
700
800 TWh/rok
580
669
Wzrost PKB* 1,1%
Wzrost
efektywności**
0,6%
Udział EV
i pomp ciepła
w zapotrzebowaniu
w 2040 r.
11%
Zapotrzebowanie
EV w 2040 r.
40 TWh
Zużycie pomp
ciepła w 2014 r. 35 TWh
ZAPOTRZEBOWANIE NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ NETTO
ZAPOTRZEBOWANIE POMP CIEPŁA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
ZAPOTRZEBOWANIE SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
Źródło: Aurora Energy Research, IMF, Oxford Economics.
*Średnia z lat 2019-2040 **Rocznie; średnia ważona we wszystkich sektorach.
Moce węgla brunatnego i kamiennego. Zgodnie z zaleceniami Komisji Węglowej wszystkie elektrownie węglowe
mają zostać wycofane najpóźniej do końca 2038 r. Zainstalowane moce wytwórcze w węglu spadną do 30 GW do
końca 2022 r. i do 17 GW do końca 2030 r. Taka trajektoria wycofania mocy wytwórczych w węglu brunatnym została
odzwierciedlona w scenariuszu referencyjnym. Z kolei wcześniejsze wycofanie węgla w Niemczech, do 2035 r., zostało
uwzględnione w raporcie Komisji Węglowej. Taki scenariusz jest zgodny z naszym scenariuszem wycofania mocy węgla
brunatnego do 2035 r.
Trzeci scenariusz, to wyłączenie mocy węglowych do 2032 r., a więc trzy lata szybcej i równolegle do odstawień mocy
węgla brunatnego w Polsce i Czechach.
22. 20
Rys. 11. Moce zainstalowane w węglu brunatnym i kamiennym w Niemczech do 2040 r. w trzech scenariuszach
18 18 17 15 11 11 11 11 11 10 10 8
5 5
4
20 19 15 15
13 13 12 11 10 9 8 8
7 7
5
4
334 2
GW
18 18 17 15 11 11 11 11 11 10 10 8
20 19 15 15
13 13 12 11 10 9 8 6 3
3 25
18 18 17 15 11 11 10 8 6
20 19 15 15
13 13 12 11 9
7 2
5
2020 2025
3
2030
3
2
2035 2040
0
10
20
30
40
0
10
20
30
40
0
10
20
30
40
WĘGIEL KAMIENNY WĘGIEL BRUNATNY
Źródło: Aurora Energy Research.
Energia jądrowa. Daty wyłączania elektrowni jądrowych są umocowane w niemieckim prawie. Harmonogram ich
zamykania przedstawiono w poniższej tabeli.
Tabela 1. Funkcjonujące elektrownie jądrowe w Niemczech i przewidywane terminy ich zamknięcia
Elektrownia
Rok oddania
do użytkowania
Typ reaktora Operator
Moc
zainstalowana
(GW)
Data zamknięcia
Grohnde 1985 PWR RWE 1,36 31 grudnia 2021 r.
Gundremmingen C 1984 BWR RWE 1,28 31 grudnia 2021 r.
Brokdorf 1986 PWR RWE 1,41 31 grudnia 2021 r.
Isar 2 1988 PWR RWE 1,41 31 grudnia 2022 r.
Emsland 1988 PWR RWE 1,33 31 grudnia 2022 r.
Neckarwestheim 2 1989 PWR EnBW 1,31 31 grudnia 2022 r.
Źródło: Aurora Energy Research.
23. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
21
Odnawialne źródła energii. Rząd w Niemczech postawił sobie za cel 65-procentowy OZE w 2030 i 80-procentowy
w 2040 r. Realizacja tych ambicji jest związana ze znaczącym rozwojem mocy:
• Moc elektrowni wiatrowych na lądzie i na morzu wzrośnie z 56 GW i 8 GW w 2020 r. do odpowiednio
90 GW i 20 GW w 2030 r.
• Do 2040 r. moc zainstalowana na lądzie i na morzu osiągnie odpowiednio 107 GW i 42 GW.
• Moc elektrowni słonecznych zwiększy się z 49 GW w 2020 r. do 116 GW w 2030 r.
• Do 2040 r. w Niemczech powstanie 150 GW mocy w elektrowniach słonecznych.
Biorąc pod uwagę ograniczenia przestrzenne dla rozwoju energetyki wiatrowej na lądzie, należy się spodziewać
większych wzrostów mocy elektrowni wiatrowych na morzu i słonecznych.
Rys. 12. Moc zainstalowana w OZE w Niemczech do 2040 r.
2 2 2 1 1
5 5
20 31 42
56 69
90
103
10749
78
116
133
150
0
50
100
150
200
250
300
350
400 GW
2020
10810
10
2025
104 2
2030
10 102
2035 2040
130
175
242
281
312
PV BIOMASA
WIATROWE LĄDOWE WODNE*
WIATROWE MORSKIE
BIOGAZ
Źródło: Aurora Energy Research.
*Kategoria wodne obejmuje elektrownie przepływowe oraz szczytowo-pompowe.
Potencjał energetyki wiatrowej w Niemczech szacuje się między 107 GW a 308 GW9
. Potencjał energetyki solarnej10
określa się nawet na poziomie 988 GW. Na rysunku 13 porównujemy potencjał OZE z proponowanymi przez nas
wartościami.
9 European Commision, Joint Research Centre, ENSPRESO – WIND – ONSHORE and OFFSHORE, 2019.
10 European Commision, Joint Research Centre, ENSPRESO – Solar – PV and CSP, 2019.
24. 22
Rys. 13. Porównanie potencjału OZE w Niemczech ze scenariuszami
150150
0
0
0
6
0
0
107
107
28
201
78
3000 25050 200100 150 1 000
106
42
308
988
POTENCJAŁ WG JRC (NISKI)
SCENARIUSZ REFERENCYJNY SCENARIUSZ 2035 SCENARIUSZ 2032
POTENCJAŁ WG JRC (WYSOKI)
FOTOWOLTAIKA
ENERGETYKA WIATROWA LĄDOWA
ENERGETYKA WIATROWA MORSKA
GW
Źródło: Aurora Energy Research; European Commision, Joint Research Centre, ENSPRESO – WIND – ONSHORE and OFFSHORE,
2019 oraz European Commision, Joint Research Centre, ENSPRESO – Solar – PV and CSP, 2019.
Wytwarzanie ciepła. Elektrociepłownie węglowe zostaną zastąpione przez bloki gazowo-parowe (CCGT), szczytowe
elektrownie gazowe (OCGT) i inne elastyczne elektrociepłownie11
. Jak pokazano na rys. 14, moce zainstalowane CCGT
w Niemczech wzrosną z 9,8 GW w 2019 r. do 10,9 GW w 2030 r. Po odejściu od węgla do 2040 r. zainstalowane
zostaną łącznie 7,4 GW OCGT i 9,1 GW CCGT.
Dla celów niniejszego opracowania zakładamy, że elektrociepłownie będą działać wyłącznie na gazie ziemnym. Należy
jednak zauważyć, że instalacje te mogą być również zasilane nisko- lub zeroemisyjnym gazem (biogazem, wodorem).
Taka zmiana paliwa przyniesie pozytywne korzyści w zakresie redukcji emisji, ale w tym momencie nie jest jeszcze
konkurencyjna cenowo.
11 W niniejszej analizie rozumiemy przez to jednostki składające się z gazowych silników tłokowych, jednostek power-to-heat i magazynów
ciepła.
25. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
23
Rys. 14. Moce wytwórcze kogeneracji konwencjonalnej w Niemczech do 2040 r.
0
30
20
10
4,8 5,4 6,4 7,3 7,6 7,4
9,8 10,0 9,8
10,9 10,4 9,7
2,6
4,6
6,9 9,2
4.8
4.6
3.4
3,8
3,8
3,9
2,9
1,7
1,6
1,8
1,8
1,7
0,1
2019
1,1
0,8
0,6
0,6
2020
29,5
2030
0,6
20352025
0,6
1,2
0,0
28,1
0,9
1,1
0,50,6
0,0
1,1
2040
1,1
27,0
28,9 28,7 28,9
0,0
0,6
0,6
OLEJ
SZCZYTOWE
ELEKTROWNIE GAZOWE
BLOKI GAZOWO-PAROWE
ENERGETYCZNA
KOGENERACJAGAZOWA
BIOGAZ
BIOMASA
WĘGIEL KAMIENNY
WĘGIEL BRUNATNY
GWel
0,7
Źródło: Aurora Energy Research.
Magazynowanie i inne źródła elastyczności systemu. Po uwzględnieniu pojazdów elektrycznych i pomp ciepła
widzimy, że zdolność reagowania po stronie popytu (Demand Side Response, DSR) w 2020 r. wyniesie 1,55 GW,
a w 2040 r. wzrośnie do 2,1 GW. Jest to ostrożny szacunek; różne badania szacują techniczny potencjał DSR na
rynku niemieckim na ponad 10 GW. Dodatkowo urządzenia do produkcji i magazynowania energii poza licznikiem
przyczyniają się do łagodzenia szczytowego zapotrzebowania na moc. Przewidujemy 8 GW baterii domowych i 2 GW
baterii przemysłowych do 2040 r.
3.3.2. Polska
Zapotrzebowanie. Przy ocenie całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce uwzględniono popyt
gospodarstw domowych oraz przemysłu i usług. Uwzględniamy wzrost PKB oraz wzrost produktywności w całym
prognozowanym horyzoncie czasowym. Do zapotrzebowania podstawowego dodajemy wzrost popytu wynikający
z konsumpcji energii przez pompy ciepła i pojazdy elektryczne12
.
W horyzoncie modelowania założono stały i niemal liniowy wzrost popytu wynikający ze wzrostu PKB w średnim
rocznym tempie 2,4%. Ze względu na wzrost efektywności energetycznej, wynoszący średnio 1,8% rocznie, oczekuje
się, że popyt będzie wzrastał w bardziej umiarkowanym tempie w stosunku do wzrostu PKB.
Jak pokazano na rys. 15, całkowite zużycie energii elektrycznej netto ma wzrosnąć z 166 TWh w 2020 r. do 215 TWh
w 2040 r. Popyt ze strony pomp ciepła i pojazdów elektrycznych ma wzrosnąć odpowiednio do 14 TWh i 9 TWh
w 2040 r. Zapotrzebowanie szczytowe w tym okresie zwiększy się z poziomu 26 GW do 34 GW.
12 Jan Kielichowski i inni, Polska neutralna klimatycznie 2050. Elektryfikacja i integracja sektorów, Forum Energii, 2020.
26. 24
Rys. 15. Prognozowane zużycie energii elektrycznej netto w Polsce do 2040 r.
166
177
188
201
2035
40
2025
180
2020
160
2030 2040
0
20
60
80
100
120
140
200
215300 TWh/rok Wzrost PKB* 2,4%
Wzrost
efektywności**
1,8%
Udział EV
i pomp ciepła
w zapotrzebowaniu
w 2040 r.
11%
Zapotrzebowanie
EV w 2040 r.
9 TWh
Zużycie pomp
ciepła w 2014 r. 14 TWh
ZAPOTRZEBOWANIE NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ NETTO
ZAPOTRZEBOWANIE POMP CIEPŁA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
ZAPOTRZEBOWANIE SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
Źródło: Aurora Energy Research, IMF, Oxford Economics, Forum Energii.
*Średnia z lat 2019-2040 **Rocznie; średnia ważona we wszystkich sektorach.
Moce zainstalowane w węglu brunatnym i kamiennym. Rozwój mocy elektrowni na węgiel brunatny w scenariuszu
odniesienia jest ograniczony dostępnością zasobów węgla brunatnego. Zakładamy, że obecnie funkcjonujące kopalnie
zostaną w pełni wyeksploatowane i nie będą otwierane nowe. Starsze bloki w elektrowni Bełchatów stopniowo będą
zamykane głównie od 2028 r. (wtedy zresztą kończą się ich 5-letnie kontrakty mocowe zawarte na lata 2024–2028),
natomiast nowsze bloki w elektrowniach Bełchatów i Turów mają pozostać w eksploatacji do 2040 r.
Zgodnie ze scenariuszem referencyjnym moce wytwórcze w węglu brunatnym zmniejszą się z 8 GW w 2020 r. do 4
GW w 2030 r. i do 1 GW w 2040 r., ponieważ wykorzystanie węgla brunatnego przestanie być rentowne. Zilustrowano
to na rys. 16.
Dla porównania, w scenariuszu wycofania z eksploatacji węgla brunatnego w 2035 r. moce produkcyjne spadną do 2
GW do 2030 r., ponieważ starsze bloki w elektrowni Bełchatów byłyby zamykane do 2030 r. Nowe bloki w Bełchatowie
i Turowie będą pracowały do 2035 r. W scenariuszu wycofania z eksploatacji węgla brunatnego w 2032 r. tylko nowe
bloki w elektrowniach Bełchatów i Turów pozostają do tego czasu w eksploatacji.
27. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
25
Rys. 16. Moce zainstalowane w węglu brunatnym w Polsce do 2040 r. w trzech scenariuszach
SCENARIUSZ 2035
8 8 8 8 8 8 8 8
6 5
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1
0
5
10
4 4
SCENARIUSZ 2032
8 8 8 8 8 8 8 8
5
2 1 1
0
5
10
4 3
0,50,5
8 8 8 8 8 8 8 7
2 1 0
0
5
10
20302020 2040
3
2025 2035
4
SCENARIUSZ REFERENCYJNYGW
Źródło: Aurora Energy Research.
Energetyka jądrowa. Nie przewidujemy budowy elektrowni jądrowych w celu zastąpienia zamykanych mocy w węglu
brunatnym. Według PEP2040 bloki jądrowe miałybypowstać już do 2033 r.; uważamyten jednak za mało prawdopodobne,
aby plany te zostały zrealizowane.
Pierwszy powód ma związek z ekonomią. Koszt energii elektrycznej LCOE (Levelized Cost of Electricity) dla nowo
budowanej elektrowni jądrowej jest znacznie wyższy niż dla nowo budowanych technologii OZE. W 2020 r. wskaźnik
LCOE dla energetyki jądrowej jest o 20% wyższy niż dla energetyki wiatrowej na morzu i słonecznej oraz o 76%
wyższy niż dla energetyki wiatrowej na lądzie. W prognozowanym horyzoncie czasowym różnica ta się powiększy, co
pokazano na rys. 1713
.
Rys. 17. LCOE dla technologii jądrowych i OZE w Polsce
2034
80
2019 2022 2025 2040
50
2028 2031 2037
0
10
20
30
40
60
90
70
100 EUR/MWh (’2018)
ENERGETYKA JĄDROWA* WIATR NA LĄDZIEPV WIATR NA MORZU
2020
PV
WIATR
NA LĄDZIE
PV
2030
PV
2040
14%
74%
71%
93%
95%
68%
Procentowa różnica między
LCOE energetyki jądrowej
a OZE
WIATR
NA MORZU
WIATR
NA LĄDZIE
WIATR
NA MORZU
WIATR
NA LĄDZIE
WIATR
NA MORZU
20%
63%
99%
Źródło: Aurora Energy Research.
*Założenia: CAPEX 6,3 mld EUR/MW, operacyjne koszty stałe 84 tys. EUR/MW, operacyjne koszty zmienne 10 EUR/MW.
13 Przy założeniu średnioważonego kosztu kapitału WACC na poziomie 9%. Przy bardziej konserwatywnych szacunkach WACC dla energii
jądrowej, odzwierciedlających pełne ryzyko technologiczne takich projektów, rozbieżności między WACC wzrosną. Wparcie rządowe
obniża LCOE dla każdej technologii.
28. 26
Po drugie, istnieje ryzyko techniczne, które należy wziąć pod uwagę: w PEP energia jądrowa ma zastąpić węgiel
brunatny w polskim koszyku energetycznym po wyczerpaniu się zasobów obecnych kopalń. Jeżeli węgiel brunatny już
się skończy, a energetyka jądrowa nie powstanie na czas, bezpieczeństwo energetyczne będzie zagrożone14
.
Po trzecie, nasz scenariusz prowadzi do niższej emisji niż w obecnej polskiej polityce energetycznej, mimo że nie
obejmuje energii jądrowej.
Odnawialne źródła energii. Jak pokazano na rys. 18, moce wytwórcze ze źródeł odnawialnych wzrosną z 10 GW
w 2020 r. do 49 GW w 2040 r. Do 2040 r. 20 GW mocy zainstalowanej będzie pochodzić z fotowoltaiki, co jest
zgodne z projektem PEP 2040 (w wersji z 2018 r). Zakładamy, że jeśli tych mocy nie uda się wybudować w warunkach
rynkowych, otrzymają one wsparcie finansowe.
Dla porównania, spodziewamy się, że do 2040 r. moc zainstalowana w morskich elektrowniach wiatrowych nieznacznie
przekroczy cele rządowe, osiągając łącznie 12 GW. Przyjmujemy założenie, podobnie jak projekt ustawy offshorowej,
że te projekty będą wymagały wsparcia poprzez kontrakty różnicowe. Będą one najpierw przyznawane na poziomach
ustalonych przez rząd, a następnie określane w drodze aukcji.
Energetyka wiatrowa na lądzie będzie rozwijać się wyłącznie w sposób rynkowy, ponieważ nie zakładamy dalszego
jej wsparcia poza tym, które zostało już ogłoszone. W związku z tym spodziewamy się, że do 2040 r. moc wiatru na
lądzie osiągnie 16 GW. Wymaga to zniesienia reguły 10H i takie założenie zostało w raporcie przyjęte.
Rys. 18. Moc zainstalowana w OZE w Polsce do 2040 r.
GW
2 5
86
12
14
15
16
7
11
15
20
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
2
11
2020 20352030
1 1
2025
12
1
2040
10
23
32
41
49
PV BIOMASA
WIATROWE LĄDOWE WODNE*
WIATROWE MORSKIE
BIOGAZ
Źródło: Aurora Energy Research.
*Kategoria wodne obejmuje elektrownie przepływowe oraz szczytowo-pompowe.
Zakładane moce wiatrowe mieszczą się w zakresie potencjałów określonych w sprawozdaniu z 2019 r. przygotowanym przez
Wspólne Centrum Badawcze Komisji Europejskiej15
. W przypadku wiatru na lądzie zidentyfikowano w nim maksymalny
potencjał 102 GW (przy współczynniku obciążenia powyżej 20%) w warunkach referencyjnych, tj. jeżeli obecne przepisy
dotyczące odległości pozostają w mocy, oraz 502 GW, jeżeli przepisy dotyczące odległości zostaną zniesione. W przypadku
morskiej energetyki wiatrowej potencjał 113 GW jest identyfikowany z małymi ograniczeniami przestrzennymi. Wspólne
14 R. Haas, S. Thomas, A. Ajanovic, The Historical Development of the Costs of Nuclear Power, „Energiepolitik und Klimaschutz”, 2019, https://
link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-3-658-25987-7_5.pdf; A. Gawlikowska-Fyk, J. Maćkowiak-Pandera, PEP2040 pod lupą Forum
Energii, Forum Energii, 2018, https://forum-energii.eu/public/upload/articles/files/Konsultacje%20PEP%20FINA%C5%81.pdf.
15 European Commision, Joint Research Centre, Wind…, op.cit.
29. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
27
Centrum Badawcze KE16
określa potencjał energetyki słonecznej na 893 GW mocy zainstalowanej, przy założeniu 170W
na m2
na 3% dostępnego terenu. Moce, które widzimy w naszych scenariuszach, kształtują się znacznie poniżej tych
potencjałów. Porównanie mocy zainstalowanej w OZE w scenariuszach z potencjałem OZE zostało przedstawione na rys. 19.
Rys. 19. Porównanie potencjału OZE w Polsce ze scenariuszami.
24
16
102
11
400
101
2000 50 100 150 900500450400350 850300 550250
893
11312
502
SCENARIUSZ REFERENCYJNY SCENARIUSZ 2035 SCENARIUSZ 2032
4
0
3
0
0
0
POTENCJAŁ WG JRC (NISKI) POTENCJAŁ WG JRC (WYSOKI)
FOTOWOLTAIKA
ENERGETYKA WIATROWA LĄDOWA
ENERGETYKA WIATROWA MORSKA
GW
Źródło: Aurora Energy Research; European Commision, Joint Research Centre, ENSPRESO – WIND – ONSHORE and OFFSHORE,
2019 oraz European Commision, Joint Research Centre, ENSPRESO – Solar – PV and CSP, 2019.
Wytwarzanie ciepła. W Polsce nie ma elektrociepłowni na węgiel brunatny. W przypadku elektrociepłowni opalanych
węglem kamiennym zakładamy, że zostaną one zastąpione przez CCGT i inne elastyczne elektrociepłownie, dzięki
czemu potrzeby cieplne odbiorców będą zaspokojone.
16 European Commision, Joint Research Centre, Solar…, op.cit.
30. 28
Rys. 20. Moce wytwórcze kogeneracji konwencjonalnej w Polsce do 2040 r.
6,4
4,4 4,1
3,4
2.3 2,0
1,9
3,7 4,0
4,6
5,5 5,6
1,3 1,7
2,6
4,1 5,0
1,1
1,1 1,1
1,1
1,1
1,1
0,1
2020
0,3
2025
0,1
2019
0,1
0,1
0.1
13,6
2030 2035
0,1
0,3
2040
10,4
11,5 11,7
12,5
14,2
0,3 0,3 0,3 0,3
SZCZYTOWE ELEKTROWNIE GAZOWE
BLOKI GAZOWO-PAROWEWĘGIEL KAMIENNY
ELASTYCZNA KOGENERACJA GAZOWA BIOGAZ
BIOMASAOLEJ
GWel
0
30
20
10
Źródło: Aurora Energy Research.
Jak pokazano na rys. 20, spodziewany jest spadek mocy zainstalowanej w elektrociepłowniach węglowych z 6,4 GW
w 2019 r. do 2 GW w 2040 r. W celu ich zastąpienia do 2040 r. przewiduje się dodanie do systemu 5,6 GW elektrowni
gazowo-parowych i 4,9 GW elektrociepłowni gazowych. Oprócz wymiany starych aktywów, spodziewamy się ogólnego
wzrostu mocy bloków kogeneracyjnych z 10,4 GW w 2019 r. do 14,1 GW w 2040 r.
Magazynowanie i inne źródła elastyczności systemu. Inwestycje w magazyny bateryjne są oparte na ich ekonomice, tzn.
model pozwala na budowanie magazynów, jeśli działalność z zakresu redukcji obciążenia (load shifting) jest opłacalna.
Baterie świadczące swoje usługi na rynku bilansującym nie są modelowane ze względu na ograniczone interakcje
z rynkiem hurtowym. Wyniki modelowania (przedstawione w dalszej części) pokazują, że budowa magazynów na razie
nie jest opłacalna w horyzoncie modelowania. To będzie się zmieniać, bo technologie magazynowania będą tanieć.
Ponadto modelujemy pojazdy elektryczne i pompy ciepła zgodnie z założeniami zapotrzebowania. Zakładamy, żę
będą ładować się w sposób inteligentny, czyli reagować na zmiany cen energii elekktrycznej, tym samym zwiększając
elastyczność systemu. W sumie widzimy 0,5 GW mocy dla reakcji po stronie popytu w roku 2020. Do 2040 r. wzrośnie
ona do 2,4 GW.
Dla Polski konserwatywnie szacujemy, że na rynku hurtowym będzie 0,5 GW DSR, a do 2040 r. udział strony popytowej
wzrośnie do 2,4 GW.
3.3.3. Czechy
Czeski rynek energii elektrycznej opiera się głównie na energii jądrowej i węglu brunatnym, z bardzo małym udziałem
odnawialnych źródeł energii. Rząd przewiduje, że w dłuższej perspektywie węgiel brunatny zostanie zastąpiony energetyką
jądrową, przy jedynie niewielkim udziale OZE17
. Ze względów kosztowych przedstawionych poniżej spodziewamy się,
że odnawialne źródła energii będą odgrywały większą rolę, a nowe elektrownie jądrowe nie powstaną.
17 Ministerstvo průmyslu a obchodu, Státní energetická koncepcja, 2015, https://www.mpo.cz/dokument158059.html.
31. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
29
Zapotrzebowanie. Prognozowana ścieżka zapotrzebowania na energię elektryczną do 2040 r. uwzględnia oczekiwania
dotyczące wzrostu PKB i poprawy efektywności energetycznej. Całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną
obejmuje również zapotrzebowanie pomp ciepła i pojazdów elektrycznych.
Jak pokazano na rys. 21, całkowite zapotrzebowanie netto18
na energię elektryczną w Czechach w 2020 r. ma
wynieść 67 TWh, z czego 1,8 TWh to zapotrzebowanie pomp ciepła. W związku z elektryfikacją ciepła i transportu
w okresie objętym prognozą oczekuje się, że zapotrzebowanie na energię elektryczną pomp ciepła wzrośnie do 5 TWh,
a pojazdów elektrycznych do 2 TWh 2040 r., co łącznie stanowić będzie 9% całkowitego zapotrzebowania. Szczytowe
zapotrzebowanie na moc wzrośnie z 11 GW w 2020 r. do 12 GW w 2040 r.
Rys. 21. Prognozowane zużycie energii elektrycznej netto w Czechach do 2040 r.
70
72
74 76
10
204020252020 2030
0
20
30
40
50
60
70
80
2035
67
TWh/rok
Wzrost PKB* 1,6%
Wzrost
efektywności**
1,2%
Udział EV
i pomp ciepła
w zapotrzebowaniu
w 2040 r.
9%
Zapotrzebowanie
EV w 2040 r.
2 TWh
Zużycie pomp
ciepła w 2040 r. 5 TWh
ZAPOTRZEBOWANIE NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ NETTO
ZAPOTRZEBOWANIE POMP CIEPŁA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
ZAPOTRZEBOWANIE SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
Żródło: Aurora Energy Research, IMF, Oxford Economics
*Średnia z lat 2019-2040 **Rocznie; średnia ważona we wszystkich sektorach.
Moce wytwórcze w węglu brunatnym. Dostępność zasobów nie jest ograniczeniem dla działalności elektrowni węgla
brunatnego w Czechach. W scenariuszu referencyjnym moce wytwórcze w węglu brunatnym są modelowane w taki
sposób, że elektrownie pozostają na rynku, pod warunkiem że pokryją swoje koszty operacyjne. W związku z planami
grupy ČEZ, największego operatora elektrowni węgla brunatnego w Czechach, przyjmujemy, że działalność w kopalni
Bílina, która posiada rezerwywęgla brunatnego w wysokości 79 mln ton do eksploatacji na podstawie obecnych koncesji,
zostanie rozszerzona. W takim przypadku przewiduje się zwiększenie dostępnych rezerw o dodatkowe 150 mln ton
węgla brunatnego. Niezależnie od tego moc w węglu brunatnym w Czechach zmniejszy się z 8 GW w 2020 r. do 3 GW
w 2030 r. i 2 GW w 2040 r.
Przyspieszone wycofanie węgla brunatnego do 2035 r. oraz do 2032 r. oznacza, że nie zakładamy przedłużenia koncesji
eksploatacyjnej dla kopalni Bílina. Ten scenariusz wymaga wcześniejszego, niż przewidywano, zamknięcia uruchomionej
w 2014 r. elektrowni Ledvice. Dodatkowo w scenariuszu wycofania węgla brunatnego do 2032 r. nastąpi wcześniejsze
wyłączenie także elektrowni Kladno.
18 Zapotrzebowanie netto nie obejmuje zużycia na potrzeby własne, ale uwzględnia straty sieciowe.
32. 30
Rys. 22. Moce zainstalowane w węglu brunatnym w Czechach do 2040 r. w trzech scenariuszach
0
6
2
4
8
10
7
8
5
8 7 7 7
4
6 6 5
3 3 3 2 22 2 2 2 2 2
GW
10
2
0
4
6
8 7
88 7 7 7 6 6 5 5 4 3
1
3 2
1
0
2
4
6
8
10
2025
5
7 6
4
20402020 2030 2035
8 8 7
4
77 6
3
2
SCENARIUSZ 2035
SCENARIUSZ 2032
SCENARIUSZ REFERENCYJNY
Źródło: Aurora Energy Research.
Energetyka jądrowa. Zgodnie z planami rządu czeskiego zakładamy, że istniejące elektrownie jądrowe w Czechach będą
nadal funkcjonować po 2040 r. Jednak na podstawie realiów technicznych i ekonomicznych nie oczekujemy, wbrew
zapowiedziom rządu, budowy nowych. Potwierdza to fakt, że większość realizowanych obecnie projektów jądrowych
w Europie boryka się ze znacznymi opóźnieniami i przekroczeniami kosztówwynikającymi z nieprzewidzianych problemów
technicznych i projektowych. Nawet przy braku komplikacji nowe elektrownie jądrowe nie są konkurencyjne kosztowo
w porównaniu z innymi technologiami.
Rys. 23. LCOE nowo budowanych elektrowni jądrowych i OZE
20372019 203120252022 2028 2034 2040
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
WIATR NA LĄDZIEPV
2020
PV
WIATR
NA LĄDZIE
PV
2030
PV
2040
24%
74%
87%
93%
124%
0%
WIATR
NA MORZU
WIATR
NA LĄDZIE
WIATR
NA MORZU
WIATR
NA LĄDZIE
WIATR
NA MORZU
0%
0%
99%
Procentowa różnica między
LCOE energetyki jądrowej
a OZE
ENERGETYKA JĄDROWA*
Źródło: Aurora Energy Research.
*Założenia dotyczące energii jądrowej: CAPEX w wysokości 6,3 mln EUR/MW, operacyjne koszty stałe w wysokości 84 tys. EUR/MW,
operacyjne koszty zmienne w wysokości 10 EUR/MWh.
33. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
31
Koszt LCOE dla nowo wybudowanego bloku jądrowego jest o 24% wyższy niż dla instalacji fotowoltaicznej. W miarę
jak z biegiem lat będą rosły krzywe uczenia się i zmniejszały się koszty technologii solarnych, zwiększać się będzie
również luka LCOE19
. Przedstawia to rys. 23. Choć LCOE nie bierze pod uwagę kosztów wynikających z nieciągłego
charakteru produkcji OZE, nie niwelują one przewagi kosztów wytwarzania OZE20
.
Odnawialne źródła energii. Zakładamy, że moc OZE w scenariuszu referencyjnym wzrośnie z 6 GW w 2020 r. do
14 GW w 2040 r. Przewiduje się, że w tym czasie nastąpi wzrost mocy energetyki wiatrowej na lądzie przy braku
wsparcia, tzn. wzrost ten będzie miał charakter czysto rynkowy.
Z kolei wzrost mocy instalacji fotowoltaicznych z 2 GW w 2020 r. do 6 GW w 2040 r. będzie wymagał systemu wsparcia.
Taką ilość mocy można z łatwością osiągnąć w instalacjach prosumenckich.
Ze względu na znacznie wyższy wskaźnik LCOE nie oczekujemy, aby biomasa odgrywała znaczącą rolę w czeskiej
energetyce w najbliższych kilku latach.
Rys. 24. Moc zainstalowana w OZE w Czechach do 2040 r.
2 2 2 2 2
1 1
4
5
2
3
4
5
6
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 GW
2025
0
0
2020
0
0 0
0
0
00
2030
7
0
2035
0
2040
6
8
12
14
PV BIOMASA
WIATROWE LĄDOWE WODNE*
WIATROWE MORSKIE
BIOGAZ
Źródło: Aurora Energy Research.
*Kategoria wodne obejmuje elektrownie przepływowe oraz elektrownie szczytowo-pompowe.
Zakładane moce wiatrowe mieszczą się w zakresie potencjałów określonych w sprawozdaniu Wspólnego Centrum
BadawczegoKomisjiEuropejskiejw2019r.21
Dlawiatrunalądzieokreślonomaksymalnypotencjał76GW(przywspółczynniku
obciążenia powyżej 20%) w scenariuszu referencyjnym, tj. jeżeli obecne przepisy dotyczące odległości pozostają w mocy,
oraz 96 GW, jeżeli przepisy dotyczące odległości zostaną usunięte. Przy bardzo dobrych warunkach wiatrowych
(współczynnik obciążenia powyżej 25%) Wspólne Centrum Badawcze KE zidentyfikowano potencjał 48 GW przy niskich
ograniczeniach przestrzeni. W przypadku energii słonecznej Centrum22
określa potencjał 223 GW dla mocy zainstalowanej,
zakładając 170Wna m2
na 3% dostępnej powierzchni. Moce, którewidzimywnaszych scenariuszach, mieszczą sięwramach
tych potencjałów. Porównanie między budową OZE w scenariuszach a potencjałem OZE jest przedstawione na rys. 25.
19 Przy założeniu średnioważonego kosztu kapitału WACC na poziomie 9%. Przy bardziej konserwatywnych szacunkach WACC dla energii
jądrowej, odzwierciedlających pełne ryzyko technologiczne takich projektów, rozbieżności między WACC wzrosną. Wparcie rządowe obniża
LCOE dla każdej technologii.
20 Ze względu na korelację technologii OZE, ceny uzyskiwane przez lądowe elektrownie wiatrowe i instalacje fotowoltaiczne są niższe o od-
powiednio 5 i 17 EURO/MWh od średnich cen dla wszystkich elektrowni w 2030 r. W roku 2040 różnica ta jeszcze się powiększy. Opisuje
się to jako tzw. efekt wzajemnej kanibalizacji źródeł odnawialnych
21 European Commision, Joint Research Centre, Wind…, op.cit.
22 European Commision, Joint Research Centre, Solar…, op.cit.
34. 32
Rys. 25. Porównanie potencjału OZE w Czechach ze scenariuszami
0
6
5
5
2
76 20
10 20 45 705025 8060 6530 35 85550 75 9515 225905 40
223
11
8
96
SCENARIUSZ REFERENCYJNY SCENARIUSZ 2035 SCENARIUSZ 2032
0
POTENCJAŁ WG JRC (NISKI) POTENCJAŁ WG JRC (WYSOKI)
FOTOWOLTAIKA
ENERGETYKA WIATROWA LĄDOWA
GW
Źródło: Aurora Energy Research; European Commision, Joint Research Centre, ENSPRESO – WIND – ONSHORE and OFFSHORE,
2019 oraz European Commision, Joint Research Centre, ENSPRESO – Solar – PV and CSP, 2019.
Wytwarzanie ciepła. W Czechach funkcjonują elektrociepłownie opalane węglem brunatnym. Zakładamy, że będą one
stopniowo zastępowane23
jednostkami CCGT oraz elastycznymi elektrociepłowniami. W scenariuszu referencyjnym
przewiduje się spadek mocy zainstalowanej w elektrociepłowniach na węgiel brunatny24
z 7,1 GW w 2018 r. do 1,7 GW
w 2040 r. Podobnie w 2030 r. moce wytwórcze na węgiel kamienny spadną z 1,1 GW do 368 MW. Ich zastąpienie
wymaga budowy do 2040 r. dodatkowych 1,9 GW mocy w CCGT i 1,6 GW mocy elastycznych elektrociepłowni.
Ilustruje to rys. 26. Jest to znacznie mniej niż konieczne do wycofania moce elektryczne, ponieważ wiele czeskich
elektrociepłowni produkuje obecnie ciepło jako produkt uboczny wytwarzania energii elektrycznej.
Na potrzeby niniejszego opracowania zakładamy, że nowe elektrociepłownie będą pracowały na gazie ziemnym. Należy
jednak zauważyć, że instalacje te mogą być również zasilane nisko- lub zeroemisyjnym gazem (tj. biogazem, wodorem).
23 Moc cieplna jest w dużej mierze dostarczana przez elektrociepłownie i tym samym pokrywa się z omawianymi powyżej mocami elektrycznymi.
24 W niniejszym raporcie kogeneracja jest klawyfikowana zgodnie z naszą najlepszą wiedzą w oparciu o publicznie dostępne dane. Należy
zwrócić uwagę, że możliwe są różne definicje, w szczególności dotyczące stosunku ciepła do mocy elektrycznej. Definicja zawarta w ni-
niejszym opracowaniu nie musi więc być tożsama z deficniją przyjętą na potrzeby prac czeskiej komisji węglowej.
35. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
33
Rys. 26. Moce wytwórcze kogeneracji konwencjonalnej w Czechach do 2040 r.
7,1 7,1
5,5
3,7
1,8 1,8
1,1
0,7
0,7
0,5
0,6
0,9
1,9
1,9 2,0
0,1
1,1
1,5 1,6
8,0
0,3
0,3
2019
0,2
0,0
0,3
0,4
0,3
2020
0,2
2040
0.4
,.0
0,3
0,4
0,3
6,4
2025
0,2
0,4
2030
9,4
0,4
0,4
0,3
0,0
0,2
0,4
0,4
0,4
6,2
9,6
8,3
2035
SZCZYTOWE ELEKTROWNIE GAZOWE
BLOKI GAZOWO-PAROWEWĘGIEL KAMIENNYWĘGIEL BRUNATNY
ELASTYCZNA KOGENERACJA GAZOWA BIOGAZ
BIOMASA
0
30 GWel
20
10
Źródło: Aurora Energy Research.
Magazyny i inne źródła elastyczności systemu. Budowa magazynu odbywa się w oparciu o przesłanki ekonomiczne
– magazyny są budowane, jeśli model wykaże opłacalność przesuwania zapotrzebowania (load shifting).
Ponadto modelujemy pojazdy elektryczne i pompy ciepła zgodnie z założeniami zapotrzebowania. Mają one możliwość
ładowania w sposób inteligentny, co oznacza, że reagują na ceny energii, a tym samym zwiększają elastyczność systemu.
W przypadku Czech ostrożnie szacujemy 0,2 GW reakcji po stronie popytu na rynku hurtowym. Do 2040 r. wzrośnie
ona do 0,8 GW.
36. 34
4. Wyniki scenariuszy
4.1. Niemcy
4.1.1. Rynek energii elektrycznej (w tym ciepła)
Scenariusz referencyjny. Pomimo spadku mocy w elektrowniach cieplnych w scenariuszu referencyjnym łączna moc
zainstalowana w Niemczech wzrośnie z 216 GW w roku 2020 do 312 GW w roku 2030. Do 2040 r. moc zainstalowana
osiągnie 382 GW. Głównym czynnikiem napędzającym ten wzrost jest coraz większy udział OZE w prognozowanym
horyzoncie czasowym.
Rys. 27. Moc zainstalowana netto w Niemczech do 2040 r.
17
31 42
69
9056
7849
20
24
27
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450 GW
150
2020 2025
116
2023
216
2021 20242022 2026
246
2027 2028
107103
2029 2030 20362031 2032 2033 2034
351
2035
133
2037 2038 2039 2040
312
382
DSR
WIATROWE LĄDOWE
INNE
PVWIATROWE MORSKIE
GAZOWO-PAROWE
WODNE*
BIOMASABIOGAZELASTYCZNA KOGENERACJA
GAZOWA
SZCZYTOWE GAZOWEWĘGIEL KAMIENNYWĘGIEL BRUNATNYENERGETYKA JĄDROWA
312 GW
mocy
OZE
40 GW
mocy
konwen-
cjonalnych
Źródło: Aurora Energy Research.
*Kategoria wodne obejmuje elektrownie przepływowe oraz elektrownie szczytowo-pompowe.
Jak pokazano na rys. 27, całkowite moce wytwórcze węgla kamiennego i brunatnego zmniejszą się z 20 GW i 18 GW
w 2020 r. do odpowiednio 8 GW i 9 GW w 2030 r. W związku z decyzją o odejściu od węgla obie technologie zostaną
całkowicie wycofane z systemu do 2038 r. W konsekwencji nastąpi znaczny wzrost mocy odnawialnych. Wynika to
z założenia, że niemiecki rząd przeprowadzi dodatkowe aukcje na moce odnawialne, aby osiągnąć zapowiedziane
cele. W rzeczywistości oczekuje się, że w latach 2020–2040 udział energii ze źródeł odnawialnych w koszyku mocy
wytwórczych Niemiec wzrośnie z 60%, czyli 130 GW w 2020 r. do 82%, czyli 312 GW, do 2040 r. Z tego 150 GW to
PV, 107 GW – wiatr na lądzie i 42 GW – wiatr na morzu.
37. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
35
Rys. 28. Produkcja energii elektyrcznej netto w Niemczech do 2040 r. – scenariusz referencyjny
INNEPV
BIOMASA
GAZOWO-PAROWE BIOGAZELASTYCZNA KOGENERACJASZCZYTOWE GAZOWE
WĘGIEL KAMIENNYWĘGIEL BRUNATNYENERGETYKA JĄDROWA
64 52
76
73
59
61
72
55
64
49
56
59
63
81
96
42
46
73
-37 -47
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800 TWh
30
191
117
168
30
126
665
7
33
29
108
138
123
28
123
633 28
197
165
577 585
607
-63
IMPORT NETTO
65%
X%
80%
UDZIAŁ OZE BRUTTO
2020 202520232021 20242022 2026 2027 2028 2029 2030 20362031 2032 2033 2034 2035 2037 2038 2039 2040
WIATROWE LĄDOWEWIATROWE MORSKIEWODNE*
Źródło: Aurora Energy Research.
*Kategoria wodne obejmuje elektrownie przepływowe oraz elektrownie szczytowo-pompowe.
W odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie całkowita produkcja energii elektrycznej netto w Niemczech wzrośnie
z 577 TWh w 2020 r. do 607 TWh w 2030 r. i 665 TWh w 2040 r. W tym czasie produkcja energii elektrycznej z węgla
kamiennego i brunatnego spadnie z 76 TWh i 117 TWh w 2020 r. do odpowiednio 33 TWh i 52 TWh w 2030 r.
W związku z wycofywaniem węgla do końca 2038 r. całkowita produkcja netto w elektrowniach węglowych spadnie
w Niemczech do zera do 2040 r. W tym czasie wzrośnie produkcja z OZE, co pokazano na rys. 28. W 2020 r. produkcja
z elektrowni słonecznych, wiatrowych na lądzie i wiatrowych na morzu wyniesie odpowiednio 46 TWh, 96 TWh
i 30 TWh. Przewiduje się, że do 2040 r. wzrośnie ona do odpowiednio 138 TWh, 197 TWh i 165 TWh. Będzie temu
towarzyszył równoczesny wzrost eksportu netto z 24 TWh w 2020 r. do 63 TWh do 2040 r.
Scenariusze stopniowego wycofywania węgla brunatnego. Scenariusze wycofywania z eksploatacji węgla brunatnego
w 2035 i 2032 r. charakteryzują się wcześniejszym wycofywaniem mocy produkcyjnych węgla brunatnego. Odnawialne
źródła energii – wiatr na lądzie i fotowoltaika – są dodawane w celu zrekompensowania strat w produkcji energii
elektrycznej. Wśród mocy, które będą wycofywane wcześniej będą elektrociepłownie. Zakładamy, że w ich miejsce
zostaną zbudowane jednostki CCGT i elastyczne elektrownie kogeneracyjne na gaz ziemny. Do 2040 r. moce będą
zbliżone do scenariusza bazowego. Ilustruje to rys. 29.
38. 36
Rys. 29. Moc zainstalowana netto w Niemczech do 2040 r. – porównanie scenariuszy
GW
17
9
69 90
56 78
49
0
100
200
300
400
500
116 133
13
103
31
27
107
150
42
215 246
312
350
381
18
13
9
42
92
0
100
200
300
400
150
120
31
153215
111 113
246
316
371 389
19
13
9
42
0
100
200
300
400
20242023 20322022 2025 20312027 20392028 2029
149
102
246
20302026 2033 20402034
155
111
31
2035 2036 20372020 2038
150
113
347
374
2021
388
215
SCENARIUSZ 2035
SCENARIUSZ 2032
SCENARIUSZ REFERENCYJNY
DSR
WIATROWE LĄDOWE
INNE
PVWIATROWE MORSKIE
GAZOWO-PAROWE
WODNE*
BIOMASABIOGAZELASTYCZNA KOGENERACJA
SZCZYTOWE GAZOWEWĘGIEL KAMIENNYWĘGIEL BRUNATNYENERGETYKA JĄDROWA
Źródło: Aurora Energy Research.
*Kategoria wodne obejmuje elektrownie przepływowe oraz elektrownie szczytowo-pompowe.
Scenariusz wycofania z eksploatacji węgla brunatnego w 2035 r. Ścieżka wycofywania węgla brunatnego do 2030 r.
w tym scenariuszu jest taka sama jak w scenariuszu referencyjnym. Jednak, do 2035 r. łącznie 8 GW mocy produkcyjnych
węgla kamiennego i brunatnego w stosunku do scenariusza referencyjnego opuści system energetyczny. Ponadto
dodane zostanie 28 GW w OZE (20 GW energii słonecznej, 8 GW energii wiatru na lądzie) – więcej niż w scenariuszu
referencyjnym. W sumie całkowita moc zainstalowana wyniesie 371 GW, z czego 153 GW z energetyki słonecznej,
111 GW z lądowej energetyki wiatrowej i 31 GW z morskiej. CCGT i gazowe jednostki szyczytowe składają się na
13 GW, tak jak w scenariuszu referencyjnym. W związku z tym, że węgiel ma znaczenie ciepłownictwa, zapotrzebowanie
na ciepło pokrywane przez moce wytwórcze w węglu kamiennym i brunatnym w scenariuszu wycofania z eksploatacji
węgla brunatnego w 2035 r. musi zostać zapewnione. Dlatego w 2035 r. uruchomiona zostanie dodatkowa moc 1 GW
elektrowni cieplnych typu CCGT, co doprowadzi do uzyskania łącznej mocy zainstalowanej na poziomie 17 GW. Łącznie
konieczne są dodatkowe 3 GW mocy zainstalowanej w elektrowniach CCGT powyżej scenariusza referencyjnego.
Zamykania pozostałych elektrociepłowni węglowych według ścieżki ze scenariusza referencyjnego spowoduje, że
pod koniec okresu modelowania nie będzie prawie różnic w mocach gazowych między tymi dwoma scenariuszami.
39. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
37
Rys. 30. Produkcja energii elektrycznej netto – porównanie scenariuszy
TWh
96
46 29 2873
-200
0
200
400
600
800
SCENARIUSZ 2035
SCENARIUSZ 2032
SCENARIUSZ REFERENCYJNY
28
108
126
123
168
123
191
633
138
197
165
72
577 585 607 665
96
46 29 2873
-200
0
200
400
600
800 28
202126
672585577
108
168
141
120
138
207
163
72
608
630
96
46 29 2873
-200
0
200
400
600
800
203120242020 20322022
73
2021
119
126
2025 2028
585
2027
185
20292026 2039
138
2030 2033
634608
20342023
28
665
143
202
2035
138
2036 2037 2038
207
163
577
2040
INNEPV
BIOMASA
GAZOWO-PAROWE BIOGAZELASTYCZNA KOGENERACJASZCZYTOWE GAZOWE
WĘGIEL KAMIENNYWĘGIEL BRUNATNYENERGETYKA JĄDROWAIMPORT NETTO
WIATROWE LĄDOWEWIATROWE MORSKIEWODNE*
Źródło: Aurora Energy Research.
*Kategoria wodne obejmuje elektrownie przepływowe oraz elektrownie szczytowo-pompowe.
W związku z przjęciem stałych założeń dotyczące popytu we wszystkich scenariuszach, produkcja netto, w tym import
i eksport, w ramach scenariusza stopniowego wycofywania węgla brunatnego w 2035 r. pozostanie na poziomie
odpowiadającym scenariuszowi referencyjnemu w całej prognozowanej perspektywie czasowej. W 2030 r. eksport
w tym scenariuszu jest nieco niższy od referencyjnego, ale dzięki rozbudowie OZE w 2040 r. Niemcy wyeksportują
o 7 TWh więcej niż w scenariuszu bazowym.
Scenariusz wycofania z eksploatacji węgla brunatnego w 2032 r. Zgodnie ze scenariuszem wycofywania węgla
brunatnego w Niemczech w 2032 r. moce produkcyjne węgla kamiennego i brunatnego spadną w 2030 r. o 12 GW,
tj. do poziomu 6,5 GW, w porównaniu ze scenariuszem referencyjnym. Natomiast moce OZE wzrosną o dodatkowe
46 GW. Łącznie daje to moc 347 GW, na którą składają się: węgiel kamienny i brunatny o mocy 6,5 GW, elektrownie
CCGT o mocy 17 GW, OCGT o mocy 9 GW i 4 GW elastycznej kogeneracji oraz źródła odnawialne o mocy 287 GW.
Różnica mocy zarówno dla węgla, jak i dla OZE jest największa w 2031 r. i wynosi odpowiednio 13 GW i 51 GW.
W odpowiedzi na przyspieszoną ścieżkę wycofywania węgla, już w 2027 r. do systemu wchodzi dodatkowy 1 GW
mocy CCGT, w stosunku do przypadku referencyjnego, w celu nadrobienia strat w produkcji ciepła. Do 2040 r. różnica
ta zmniejszy się do zera. Do tego czasu we wszystkich scenariuszach nastąpi rezygnacja z węgla.
40. 38
Całkowita produkcja netto w scenariuszu stopniowego wycofywania węgla brunatnego z 2032 r. pozostanie identyczna
jak w scenariuszu odniesienia. Utrata produkcji węgla brunatnego jest równoważona zarówno przez zwiększoną produkcję
ze źródeł odnawialnych, jak i przez mniejszy eksport. Porównanie rozwoju wytwarzania energii elektrycznej według
źródeł we wszystkich trzech scenariuszach przedstawiono na rys. 31. Pokazuje on również jak zmienia się generacja
w 2030 i 2040 r. z każdego źródła energii, gdy przyspieszymy wychodzenie z węgla brunatnego. Widać wyraźnie, że
mniejsza produkcja z węgla jest uzupełnia głównie przez OZE.
Rys. 31. Produkcja energii elektrycznej z węgla brunatnego, węgla kamiennego, gazu i źródeł odnawialnych do 2040 r.
– porównanie scenariuszy
000 0
76
2030
200
500
2020
2035
2025
100
2040
0
300
400
600 Mt Mt TWh TWh
117
0
2030
2020
200
500
100
300
400
600
0
2040
2025
2035
2030
2020
200
500
100
300
400
600
0
2040
2025
2035
2030
2020
200
500
100
300
400
600
0
2040
2025
2035
542
166
86
225
534
OZE
SCENARIUSZ
2035
SCENARIUSZ
2032
0
-37
0 0 0
-20 0
0 0
+8 0
0 +8
+43 +70
GAZ ZIEMNYWĘGIEL BRUNATNY* WĘGIEL KAMIENNY
ZMIANA W STOSUNKU DO SCENARIUSZA REFERENCYJNEGO
SCENARIUSZ 2032SCENARIUSZ REFERENCYJNY SCENARIUSZ 2035
2030 2040 2030 2040 2030 2040 2030 2040
Źródło: Aurora Energy Research.
*Przyjmujemy wartości opałowe 10 GJ/t węgla brunatnego i 25 GJ/t węgla kamiennego.
Eksport energii elektrycznej z Niemiec w ramach scenariusza wycofywania węgla brunatnego z eksploatacji w 2032
r. będzie w 2030 r. o 7 TWh niższy niż w scenariuszu referencyjnym. Całkowity eksport w 2035 r. wyniesie około 45
TWh. Różnica między scenariuszami wzrasta ponownie w kolejnych latach, osiągając w 2039 r. szczyt w wysokości
8,5 TWh. Oznacza to, że w scenariuszu wycofania węgla brunatnego z eksploatacji w 2032 r. eksportowane jest
62,5 TWh, podczas gdy w scenariuszu referencyjnym eksport wyniesie 54 TWh. Pokazuje to, że większy udział OZE
pozwala Niemcom eksportować więcej.
41. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
39
Rys. 32. Bilans handlowy energii elektrycznej w Niemczech
-24
-30
9
50 TWh
-50
EKSPORT
IMPORT
-100
0
2020 2025 2030 2035 2040
-37
-35 -46
-43
-63
-70
SCENARIUSZ REFERENCYJNY SCENARIUSZ 2035 SCENARIUSZ 2032
Źródło: Aurora Energy Research.
4.1.2 Klimat
Scenariusz referencyjny. Jak przedstawiono na rys. 33, emisje CO2
w scenariuszu referencyjnym zmniejszą się z 286
MtCO2
w 2020 r. do 191 MtCO2
w roku 2030. W ten sposób Niemcy będą bliscy osiągnięcia swojego krajowego
celu wynoszącego nie więcej niż 188 MtCO2
25
w sektorze elektroenergetycznym. Ten cel klimatyczny mógłby zostać
zrealizowany, gdyby moce węglowe przeznaczone do zamknięcia w 2030 r. przestały funkcjonować na początku
roku, a nie na końcu. Po całkowitym wycofaniu z eksploatacji elektrowni węglowych w 2038 r. do 2040 r. emisje CO2
spadną do 121 MtCO2
.
Scenariusz wycofania z eksploatacji węgla brunatnego w 2035 r. W tym scenariuszu emisje CO2
do 2030 r. będą
identyczne jak w scenariuszu referencyjnym, a do 2040 r. spadną do 120 MtCO2
. Emisje w 2035 r. będą o 21% niższe
niż w scenariuszu odniesienia. W okresie objętym prognozą, tj. do 2040 r., łączne oszczędności emisji w sektorze
elektroenergetycznym w Niemczech wyniosą 159 MtCO2
.
Scenariusz wycofania z eksploatacji węgla brunatnego w 2032 r. W tym scenariuszu emisje CO2
elektroenergetyki będą
się jeszcze szybciej zmniejszać. Jak pokazano na rys. 33, w 2020 r. sektor ten będzie odpowiedzialny za 286 MtCO2
.
Do 2030 r. emisje spadną do 139 MtCO2
, czyli o 27% (41 MtCO2
) w stosunku do emisji w scenariuszu odniesienia.
Jednocześnie pozwoli to na przekroczenie niemieckiego celu dla sektora elektroenergetycznego. To z kolei może
zrekompensować brak realizacji celów w niektórych innych sektorach.
25 Umweltbundesamt, Klimaschutz im Stromsektor 2030 – Vergleich von Instrumenten zur Emissionsminderung, 2017, https://www.umwelt-
bundesamt.de/sites/default/files/medien/1/publikationen/2017-01-11_cc_02-2017_strommarkt_endbericht.pdf.
42. 40
Rys. 33. Całkowite emisje sektora elektroenergetycznego w Niemczech do 2040 r. – porównanie scenariuszy
200
150
100
50
0
2020 2025 2030 2035 2040
300 MtCO2
250 233
191
148
121
120
118
117
191
139
286
SCENARIUSZ REFERENCYJNY SCENARIUSZ 2035 SCENARIUSZ 2032
Dodatkowe redukcje emisji
w scenariuszu 2032 w porównaniu
do scenariusza referencyjnego:
~410 MtCO2
Źródło: Aurora Energy Research.
Do 2040 r. emisje CO2
zrównają się z poziomem ze scenariusza odniesienia, tj. osiągną 121 MtCO2
. Wynika to z faktu,
że do tego czasu moce produkcyjne węgla kamiennego i brunatnego w obu scenariuszach opuszczą system. Wczesne
wycofanie mocy produkcyjnych węgla brunatnego skutkuje łącznymi oszczędnościami na poziomie 410 MtCO2
do
roku 2040.
4.1.3. Bezpieczeństwo dostaw
Moce dyspozycyjne. Zgodnie ze scenariuszem odniesienia, całkowita moc zainstalowana jednostek dyspozycyjnych
zmniejszy się ze 101 GW w roku 2020 do 81 GW w roku 2030. Jeśli Niemcy osiągną swoje cele w zakresie odnawialnych
źródeł energii, a węgiel kamienny i brunatny zostaną wycofane z systemu energetycznego, całkowite moce dyspozycyjne
spadną do 78 GW do 2040 r. Najwyższe zapotrzebowanie rezydualne, tj. zapotrzebowanie po odjęciu możliwości
wytwórczych źródeł odnawialnych, wzrasta w prognozowanym horyzoncie czasowym z 79 GW w 2020 r. do 81 GW
w 2030 r. W 2040 r. największe zapotrzebowanie rezydualne ma wynieść 84 GW, co przekracza ilość dostępnych
mocy dyspozycyjnych o 6 GW. Ilustruje to rys. 34. W takich okresach niemiecki system opiera się na połączeniach
międzysystemowych w celu zaspokojenia zapotrzebowania.
43. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
41
Rys. 34. Rozwój zainstalowanych mocy dyspozycyjnych w Niemczech w stosunku do najwyższego zapotrzebowania
rezydualnego do 2040 r. – scenariusz referencyjny
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110 GW
83
2020 2021 2022 20272023 2026 20402024 2025 2028 2029 20392030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038
101
81
78
79
80
82 84
ZAPOTRZEBOWANIE REZYDUALNE**
79
DSRINNEMAGAZYNY
GAZOWO-PAROWE
WODNE*
BIOMASABIOGAZELASTYCZNA KOGENERACJA
SZCZYTOWE GAZOWEWĘGIEL KAMIENNYWĘGIEL BRUNATNYENERGETYKA JĄDROWA
Źródło: Aurora Energy Research.
*Kategoria wodne obejmuje elektrownie przepływowe oraz elektrownie szczytowo-pompowe. **Zapotrzebowanie rezudualne
definiujemy jako całkowite zapotrzebowanie w systemie (z uwzględnieniem popytu pojazdów elektrycznych i pomp ciepła)
obniżone o możliwości wytwórcze źródeł odnawialnych o zmiennej charakterystyce pracy (elektrowni wiatrowych, fotowoltaicznych
i wodnych przepływowych).
Produkcja energii elektrycznej wwybranych tygodniach w 2040 r. Dysproporcja między dostępną zdolnością przesyłową
a najwyższym popytem rezydualnym w Niemczech będzie występować w przypadku jeśli weźmiemy pod uwagę tylko
hurtowy rynek energii elektrycznej. Lukę w tym przypadku wypełniają moce odnawialne i interkonektory. Jeśli podaż
na rynku hurtowym nie zaspokoi zapotrzebowania na moc, można jednak wykorzystać rezerwy mocy w Niemczech.
W związku z tym w modelowanym scenariuszu zapotrzebowanie jest zaspokajane we wszystkich godzinach roku.
Sposób pokrycia zapotrzebowania zilustrowano na rys. 36 dla dwóch przykładowych tygodni w 2040 r. Odnosi się
to do każdego z trzech scenariuszy, ponieważ w przypadku Nimiec w 2040 r. nie ma różnic między nimi. Pierwszy
przykład przedstawia tydzień w styczniu, kiedy produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych zmienia się
z niskiej na wysoką. Podczas gdy moce dyspozycyjne rosną w okresach niższej produkcji energii ze źródeł odnawialnych,
importowana z zagranicy energia odgrywa również rolę w zaspokajaniu popytu. Drugi z przykład to tydzień sierpniowy,
który charakteryzuje się wysokim poziomem wykorzystania odnawialnych źródeł energii. Rola mocy dyspozycyjnych
będzie w tym przypadku minimalna, a import nie będzie konieczny do zaspokojenia zapotrzebowania na energię.
44. 42
Rys. 35. Produkcja i zapotrzebowanie w dwóch przykładowych tygodniach w 2040 r.
ELASTYCZNA KOGENERACJA
WĘGIEL BRUNATNYIMPORT NETTO ENERGETYKA JĄDROWA
INNE
GAZOWE/GAZOWE BLOKI SZCZYTOWEWĘGIEL KAMIENNY ELEKTROWNIE GAZOWO-PAROWE
BIOMASOWE WODNE
MORSKIE WIATROWELĄDOWE WIATROWE
PV ZAPOTRZEBOWANIE
100
-50
0
50
150 GWh
24-30/01/2040
100
-50
0
150
50
16-22/08/2040
Źródło: Aurora Energy Research.
4.1.4. Przystępność cenowa
Hurtowe ceny energii elektrycznej. Jak pokazano na rys. 36, hurtowe ceny energii elektrycznej w scenariuszu
referencyjnym wzrosną z 45 EUR/MWh w 2020 r. do 50 EUR/MWh w 2030 oraz 2040 r.
Rys. 36. Średnia roczna cena energii elektrycznej w Niemczech do 2040 r. – porównanie scenariuszy
30
35
40
45
50
55 EUR/MWh ('2018)
2020 2025 2030 2035 2040
45
51 51 51
50 50 50
47
5050 -3
SCENARIUSZ REFERENCYJNY SCENARIUSZ 2035 SCENARIUSZ 2032
Źródło: Aurora Energy Research.
45. Modernizacja europejskiego trójkąta węgla brunatnego
43
Ceny w scenariuszu stopniowego wycofywania węgla w 2035 r. wykazują podobną trajektorię do roku 2030. Wynika
to z takiego samego rozwoju mocy wytwórczych w obu scenariuszach. Jednakże w 2035 r. cena energii elektrycznej
w scenariuszu 2035 wzrasta do 51 EUR/MWh, o 1 EUR/MWh w porównaniu ze scenariuszem referencyjnym.
Wynika to z zastąpienia mocy wytwórczych w węglu kamiennym i brunatnym o niższych kosztach krańcowych przez
elektrociepłownie opalane gazem ziemnym, które znajdują się wyżej w merit order. Dalszy wzrost produkcji energii
elektrycznej z OZE powoduje powrót niższych cen – do poziomu 47 EUR/MWh, czyli o 3 EUR/MWh niższego niż
scenariuszu referencyjnym.
Ceny energii elektrycznej według scenariusza wycofania z eksploatacji węgla brunatnego w 2032 r. zaczynają odbiegać
od scenariusza odniesienia pod koniec lat 20., co jest częściowo spowodowane zastąpieniem produkcji energii
elektrycznej w oparciu o węgiel brunatny produkcją pochodzącą ze źródeł odnawialnych i z elektrociepłowni zasilanych
gazem ziemnym. Do 2030 r. ceny hurtowe energii elektrycznej wzrosną do 51 EUR/MWh, czyli o 1 EUR/MWh więcej
niż ceny w ramach scenariusza referencyjnego. Do 2040 r. ceny energii elektrycznej spadną o 3 EUR/MWh poniżej
scenariusza referencyjnego, do 47 EUR/MWh.
Koszty systemowe. Nasza analiza kosztów systemowych dla rynku niemieckiego obejmuje koszty dostarczania energii
elektrycznej na rynku hurtowym, a także koszty budowy mocy wytwórczych, które otrzymują wsparcie spoza rynku
hurtowego, tj. elektrowni odnawialnych i elektrociepłowni. Pozostałe koszty, w szczególności sieci przesyłowych
i dystrybucyjnych, nie zostały uwzględnione w niniejszym opracowaniu.
Rys. 37. Koszt niemieckiego systemu elektroenergetycznego – porównanie scenariuszy
mld EURO (’2018)
0
40
10
60
20
30
50
2028
52,1
20322020 2022 2024 2026 20402030 2034 2036 2038
53,5
45,7
41,3 39,6
SUBSYDIA DLA KOGENERACJIKOSZTY HURTOWE SUBSYDIA DLA OZE
0
50
10
20
30
40
60 53,5 52,1
45,5 4,3
37,4
-10
40
30
0
50
10
60
20
46,9
53,5 52,1
4,.0
37,0
SCENARIUSZ 2035
SCENARIUSZ 2032
SCENARIUSZ REFERENCYJNY
Źródło: Aurora Energy Research.
Koszty systemowe w Niemczech spadają z 53,5 mld EUR w 2020 r. do 39,6 mld EUR w roku 2040, co będzie spowodowane
zmniejszeniem wsparcia źródeł odnawialnych (EEG). W miarę jak wysoko dotowane istniejące już OZE opuszczają
system, są zastępowane przez tańsze, nowo budowane źródła. W scenariuszach wyjścia z węgla w 2035 r. koszty
systemu spadają ze względu na niższe dotacje dla OZE i będą w 2030 r. o 0,2 mld EUR niższe niż w scenariuszu