Rizici izbora energenata i nivelirana - HRO CIGRE - prof. dr. sc... · zalihe i cijene energenata danas i ... Japan. Slovenia. United Kingdom. United States. INDIJA HRVATSKA SVIJET

Okrugli stol: TE PLOMIN C - Elektroenergetski sustav, ekonomika i okoliš Željko Tomšić

Rizici izbora energenata i nivelirana cijena električne energije s obzirom na

zalihe i cijene energenata danas i prognoze za budućnost

Prof.dr.sc. Željko Tomšić Sveučilište u Zagrebu

Fakultet elektrotehnike i računarstva Zavod za visoki napon i energetiku

E-mail: [email protected]

Hrvatski ogranak Međunarodnog vijeća za velike elektroenergetske sustave – HRO CIGRÉ

Okrugli stol: TE PLOMIN C Elektroenergetski sustav, ekonomika i okoliš

mailto:[email protected]


The Global Energy system today

Dominated by fossil fuels in all sectors


Energija igra vitalnu ulogu u funkcioniranju svjetskog

gospodarstva i rastu standarda


Potrošnja energije po stanovniku koe /stanovniku

4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

European Union

World

Austria

China

Croatia

Germany

India

Japan

Slovenia

United Kingdom

United States

INDIJA

HRVATSKA SVIJET

SAD

EU

KINA

Source: World Bank

Deset najvećih 2011. Država Mtoe China 2 648 United States 2 225 India 759 Russia 725 Japan 469 Germany 317 Brazil 268 Canada 266 South Korea 257 France 257 Hrvatska 8


Potrošnja električne energije po stanovniku kWh /stanovniku

5 Source: World Bank

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

European Union

World

Austria

China

Croatia

Germany

India

Japan

Slovenia

United Kingdom

United States

INDIJA

HRVATSKA

SVIJET

SAD

EU

KINA

Okrugli stol: TE PLOMIN C - Elektroenergetski sustav, ekonomika i okoliš Željko Tomšić 6

Disparitet u svjetskoj potrošnji energije

Oko 75% stanovništva troši samo 20% električne energije


DANAŠNJA ENERGETIKA • Neke karakteristike:

– Globalna – Tržišna – Geostrateška važnost – energetska

sigurnost (nejednaka rasprostanjenost) – Uska veza s ekologijom (pogotovo

globalnom – klimatske promjene) – Međunarodni projekti – Energetsko siromaštvo/bogatstvo – Financijski intenzivna

7


Rizici odluke o gradnji elektrane • Odluka o gradnji (ili negradnji) nove elektrane je vrlo

složena i nosi sa sobom mnogo rizika: – Lokacija (javnost)

– ENERGENT (dugoročna dostupnost i cijena, utjecaj na cijenu proizvodnje električne energije)

– Tehnologija – Energetsko tržište (cijena električne energije, unutarnje EU tržište) – Regulacija energetskih djelatnosti – Regulativa zaštite okoliša – Subvencije (OIE „feed in”) – Financiranje (kamatne stope) – Potražnja za električnom energijom (energetska učinkovitost,

tehnološki napredak, promjena navika) 8


GLOBALNI ENERGETSKI

TRENDOVI

Svjetska proizvodnja i potrošnja energije


Primarna energija

Source: BP Statistical Review of World Energy, June 2012


Primarna energija: Svjetska potrošnja u 2011. godini

11

2009.

Svjetska potrošnja primarne energije (nafta, plin, ugljen, nuklearna energija i hidro) je pala za 1,1% što je prvi pad od 1982. godine

Svjetska potrošnja primarne energije u 2011. rasla 2,5 %, (2010. 5,6%)

2011. globalni ekonomski rast 3.7%

Non-OECD rast potrošnje 5.3%, Kina rast 8.8%, OECD pad za 0.8%

Nafta 33,1 % Ugljen 30,3 % Plin 23,7 % Fosilna goriva 87,1%



Odnos zaliha i potrošnje fosilnih goriva na kraju 2011. (R/P) u godinama

• Ugljen i dalje svjetski najraširenije fosilno gorivo – R/P 112 god. • Dokazane rezerve nafte i plina u 2011. godini porasle s daljnjom tendencijom rasta • OECD zemlje 10% globalnih rezervi plina i nafte, ali 43% ugljena

112

54,2 63,6

R/P omjer predstavlja duljinu vremena koliko će preostale rezerve trajati, ako bi proizvodnja bila i dalje na razini prethodne godine. Izračunava se dijeljenjem preostalih rezerve na kraju godine s proizvodnjom u toj godini.


NAFTA



Svjetska proizvodnja nafte 2011.

• Nafta je i dalje svjetski najvažniji izvor energije i praktično nezamjenjiva u transportu

• Cijena nafte!!!!????


Odnos između zaliha i potrošnje nafte (R/P)

54,2 god.

• Svjetska proizvodnja porasla za 1,1 miliona b/d + 1,3% • Svjetska potrošnja porasla za 0,7 miliona b/d na 88 miliona b/d, OECD pad

1,2% (najmanja potrošnja od 1995.), izvan OECD rast 2,8%


Kretanje cijene sirove nafte od 1861. – 2011. u USD/barrel

U 2010. prosječna cijena 79,5 USD/barrel (god. porast 29% ) U 2011. prosječna cijena 111,26 USD/barrel (god. porast 40% ) U 2012. prosječna cijena 112 USD/barrel

Prosjek 2011.


PRIRODNI PLIN



Odnos između zaliha i proizvodnje prirodnog plina (R/P)

• 2011 SAD zabilježile najveći rast proizvodnje u svijetu +7,7%, EU -11,4%

63,6 god.



Svjetske cijene plina



UGLJEN



Svjetska potrošnja ugljena 2011.

• Ugljen je rangiran drugi u potrošnji primarne energije 30,3%.

• Ekologija – emisije!

• Javnost


Odnos između zaliha i proizvodnje ugljena (R/P)

112 god.

Proizvodnja ugljena globalno porasla za 6,1% (85% porasta u Aziji) Ugljen povećao potrošnju u svijetu za 5,4% (u 2010. 7,6%) Potrošnja u Kini čini 48,2% svjetskog udjela, porasla je za 9,7%, OECD -1,1%.


Cijene ugljena


Potrošnja/udio OIE proizvodnji električne energije

24

Svijet 3,9%



Cijene energenata

25

$/boe

Source: includes data from Platts, BAFA and McCloskey

Annual change, %

Promjene cijena u 2011. Cijene energenata



Cijene ugljena i plina

Cijene ugljena za proizvodnju el. energije

$/tonne

From Russia From

Colombia

Source: includes data from McCloskey, Eurostat, IHS CERA

26

Regionalne cijene plina

$/Mmbtu



IEA: „Dolazi li zlatno doba za plin?” • Plin postaje ključni u dostizanju potreba za

energijom u svijetu • Nekonvencionalni plin će činiti oko 35%

povećanja u globalnom snabdijevanju do 2035. s novom ne-SAD proizvodnjom

• Niža cijena može voditi većoj potražnji za plinom smanjujući proizvodnju električne energije iz OIE i ugljena

• IEA: „The Age of Gas is coming, but will not solve all our energy problems”

27


Europe's gas future – IEA report

• If the world is entering a Golden Age of Gas, the question is, can the same be said for Europe?

• Not quite. In fact, in the IEA’s Golden Age of Gas Scenario, Europe (“OECD Europe”) is the only region in the world that will see a production decline in the period to 2035.

• As demand in Europe is expected to grow steadily, it follows that Europe’s gas import dependency will continue to grow.

• Europe’s import was 50% of consumption in 2010, and this is expected to rise to 70% in 2035.

• This is not a new insight, but it is clear that the Golden Age of Gas will not change the European gas picture in any way for the foreseeable future.

28


Projekcija energenata u budućnosti


Potrošnja energije i udjeli energenata

30

Source: BP Energy Outlook 2030


Prirodni plin značajno raste do 2040.

31

Source: Exxon Mobile Outlook for Energy: A View to 2040

• Povećana globalna potražnja za prirodnim plinom bit će pokrivena proizvodnjom iz formacija škriljevaca i drugih stijena – općenito nazvano nekonvencionalni plin.

• Udio nekonvencionalnog plina na tržištu do 2040. biti će 30% u usporedbi s 10% u 2010.

• Primjena postojećih tehnologija na ova nekonvencionalna nalazišta može pomoći oslobađanju opskrbe plinom za 250 godina na današnjoj razini potrošnje


UPP (LNG) trgovina raste dvostruko brže od globalne proizvodnje

Udio LNG u globalnoj opskrbi plinom povećat će se s 9% u 2010. na 15% u 2030.

32 Source: BP Energy Outlook 2030


Nekonvencionalni plin će predstavljati sve važniju ulogu

33



Potrošnja ugljena usporava nakon 2020.



Goriva za proizvodnju električne energije do 2040. godine

35 Source: Exxon Mobile Outlook for Energy: A View to 2040

Europa i SAD će imati zajedno skoro 550 GW vjetroelektrana, oko 50% kapaciteta u Svijetu

Kina u idućih 30 godina će dodati novih 150 GW nuklearnih elektrana, 1.5 puta trenutno instalirani kapaciteti u SAD

1,00

0 of

TW

h

Over the next 30 years, China is expected to add more than 150 GW of nuclear capacity —

1.5 times current US installed capacity

Wind

Other Renewables

Nuclear Coal / CCS

Coal

Gas / CCS Gas Oil

By 2040, the US and Europe will have almost 550 GW of wind capacity combined — about 50% of the world’s total

1990 2015 2040 1990 2015 2040 1990 2015 2040

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Coal Coal

Plin Plin


Ovisnost o uvozu raste u Aziji i Europi



DANAŠNJA ENERGETIKA • Neke karakteristike zadnjih godina:

– Velika fluktuacija cijena – Velika nepredvidivost cijena – Nepredvidivost buduće potrošnje

(energetska učinkovitost, nove tehnologije, strukturno smanjenje potrošnje – manje energetski intezivne djelatnosti, ekonomska kriza itd.)

– Teško utvrditi korelacije „energija-BDP”

37


PRIRODNI PLIN IZ ŠKRILJEVAČKIH STIJENA

38


Proizvodnja plina iz škriljevaca u SAD

39


Tržište prirodnim plinom u SAD

40

Udio plina u proizvodnji električne energije Bcm

Proizvodnja

Shale gas

Source: includes data from Energy Information Administration


Natural Gas Prices - (Dollars per Thousand Cubic Feet) – US 2002-2013.

41


Cijena plina u SAD - Henry Hub - ožujak 2012-2013.

Cijena ugljena u SAD (Južna Afrika) ožujak 2012-2013.

Source: Index Mundi: (http://www.indexmundi.com/)

http://www.indexmundi.com/


Cijena plina u SAD - Henry Hub 1998-2013.

Cijena ugljena u SAD 1998-2013.

Source: Index Mundi: (http://www.indexmundi.com/)

Cijena ugljena u SAD - Južna Afrika: 1998-2013.

http://www.indexmundi.com/


EIA (SAD): Short-Term Energy Outlook, March 2013

44

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

sij 2012 srp 2012 sij 2013 srp 2013 sij 2014 srp 2014

Henry Hub Natural Gas Price dollars per million btu

Historical spot price

STEO forecast price

NYMEX futures price

95% NYMEX futures upper confidence interval

95% NYMEX futures lower confidence interval

Source: Short-Term Energy Outlook, March 2013

Note: Confidence interval derived from options market information for the 5 trading days ending March 7, 2013. Intervals not calculated for months with sparse trading in near-the-money options contracts.


Cijene goriva za elektrane u budućnosti u SAD


Nekonvencionalni prirodni plin u Svijetu

46


World tight gas, shale gas, and coalbed methane production by region International Energy Outlook 2011, Report #: DOE/EIA-0484 (2011)

47

Region/country History Projections

2008 2009 2015 2020 2025 2030 2035

OECD OECD Americas 12.9 13.7 17.5 19.0 21.1 22.9 24.9 United States /a 10.9 11.7 14.8 15.6 17.1 18.4 19.8 Canada 2.1 2.0 2.7 3.4 3.9 4.3 4.6 Mexico 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.2 0.4 Chile 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 OECD Europe 0.0 0.0 0.1 0.3 0.9 1.7 2.3 North Europe 0.0 0.0 0.1 0.3 0.9 1.6 2.1 South Europe 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.1 Southwest Europe 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Turkey 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 OECD Asia 0.1 0.1 0.5 1.0 1.6 2.5 3.3 Japan 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 South Korea 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Australia/New Zealand 0.1 0.1 0.5 1.0 1.6 2.5 3.3 Total OECD 13.1 13.8 18.1 20.3 23.7 27.1 30.5

Non-OECD

Non-OECD Europe and Eurasia 0.0 0.0 0.2 0.7 1.3 2.1 3.0 Russia 0.0 0.0 0.2 0.7 1.1 1.5 2.0 Central Asia 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.4 0.7 Non-OECD Europe 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.2 0.4 Non-OECD Asia 0.0 0.0 0.6 1.5 2.8 4.3 5.8 Middle East 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.3 0.7 Africa 0.0 0.0 0.0 0.1 0.3 0.7 1.0 Central and South America 0.0 0.0 0.2 0.4 0.9 1.5 2.0 Total Non-OECD 0.0 0.0 1.0 2.8 5.3 8.7 12.5 Total World 13.1 13.8 19.0 23.1 28.9 35.8 43.0


CIJENE GORIVA I NIVELIRANA CIJENA ELEKTRIČNE ENERGIJE (LCOE)

Troškovi novih elektrana

48


Primarno mjerilo za usporedbu novih elektrana su troškovi investicije i nivelirana cijena

električne energije (LCOE)

• Nivelirana cijena električne energije (LCOE) je definirana kao aktualizirana cijena jednog kWh tijekom cijelog trajanja projekta, a koja uzima u obzir trenutačnu cijenu energenta odnosno troškove investicije za sve komponente pojedine elektrane.

• Metoda usporedbe niveliranih troškova, tj. svih troškova proizvodnje električne energije uključuju troškove izgradnje i eksploatacije elektrane tijekom ekonomskog vijeka elektrane.

• LCOE uključuje: – Troškove investicije i financiranja – Troškove rada i održavanja (stalne i promjenjive) – Troškove goriva – Troškove emisija.

49


Regionalni rasponi LCOE za elektrane na ugljen, plin, NE i vjetar (kod 5% i 10% diskontne stope) – IEA 2010.

Median line

US$ / MWh

Nuclear Coal Gas

Onsh. Wind

Nuclear Coal Gas

Onsh. Wind

Nuclear Coal Gas

Onsh. Wind 0 50 100 150 200 250

Median line

US$ / MWh

Nuclear Coal Gas

Onsh. wind

Nuclear Coal Gas

Onsh. wind

Nuclear Coal Gas

Onsh. wind 0 50 100 150 200 250

5

10

Source: Projected Costs of Generating Electricity, 2010 Edition, INTERNATIONAL ENERGY AGENCY Based on estimates from 190 plants in 21 countries; NEA 2010

Hard coal: USD 90 per tonne (USD 3.60 per GJ); Natural gas (OECD Europe): (USD 9.76 per GJ; Carbon prices was USD 30 per tonne of carbon


Struktura LCOE troškova proizvodnje električne energije (uključujući IDC)

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10%

Nuclear Coal Coal w/CCS Gas Wind Solar Biomasss Hydro

Investment cost O&M Fuel costs* Decommissioning *Fuel costs for nuclear comprise the costs of the full nuclear fuel cycle including spent fuel reprocessing or disposal.

Source: NEA/IEA, 2010


Struktura LCOE troškova proizvodnje električne energije (IEA 2010)

52

CO2 30 USD/t (23 EUR/t)

LCOE USD/MWh

Diskontna stopa Investicija Gorivo Pogon i

održavanje CO2 Vrijeme gradnje

Ugljen 67-142 10% 42% 23% 8% 27% 4

Plin 76-120 10% 16% 67% 5% 11% 2-3

Ugljen 54-120 5% 30% 28% 9% 33% 4

Plin 67-105 5% 12% 70% 6% 12% 2-3

CO2 5 EUR/t (7 USD/t)

Diskontna stopa Investicija Gorivo Pogon i

održavanje CO2

Ugljen 10% 53% 29% 10% 8% Plin 10% 18% 74% 5% 3% Ugljen 5% 40% 38% 12% 10% Plin 5% 13% 77% 7% 3%


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Nuclear Coal Gas

US$

/MW

h Utjecaj dvostruke cijene energenta na

troškove proizvodnje električne energije


Mogući kriteriji za izbor energenta

A. STRATEŠKO-POLITIČKI POKAZATELJI (VJEROJATNOST DUGOROČNE DOBAVE, DIVERZIFIKACIJA DOBAVE, JAVNO MNIJENJE)

B. EKOLOŠKI POKAZATELJI (EKOLOŠKI UPLIV RADA ELEKTRANE, EKOLOŠKI UPLIV GORIVNOG CIKLUSA, TEHNOLOŠKI NAPREDAK, REGULATIVA ZAŠTITE OKOLIŠA, CCS)

C. EKONOMSKI POKAZATELJI (SADAŠNJA CIJENA PROIZVEDENE ELEKTRIČNE ENERGIJE U ELEKTRANI, VJEROJATNOST DUGOROČNE STABILNOSTI CIJENE ENERGENTA, KAMATNE STOPE)

D. TRŽIŠTE ELEKTRIČNE ENERGIJE (SUBVENCIJE OIE, POTRAŽNJA ZA ELEKTRIČNOM ENERGIJOM, DIREKTIVE O ENERGETSKOJ UČINKOVITOSTI, REGULATIVA, CIJENA EMISIJSKIH DOZVOLA CO2)

54


Mogući kriteriji za izbor energenta

55

Dugoročni izbor: UGLJEN


Umjesto zaključka • Odluka o gradnji nove elektrane i izboru tehnologije vrlo

složena i s velikim rizicima

• IPAK najgora odluka je: – NEDONOŠENJE ODLUKE!!!

• ”Buridanov Paradoks” • Ili „čuvena”mišolovka: • Postavite žilet i kad miš dođe gleda lijevo sir, desno salama,

lijevo sir …, tako par puta .....ode glava • tj. • dali plin, dali ugljen, dali plin, dali ugljen …, i tako

puno puta .....i ode vrijeme u nepovrat 56


Energy Commissioner Günther Oettinger: Q: Gas is often said to be the natural partner to renewables. How will this sector evolve alongside renewables? Do we need big projects like the Southern Corridor with the gains in efficiency we are projecting? • In our energy roadmap, gas plays an important role. And we need more

gas imports because our own sources – take the UK, take the Netherlands – will come to an end. Shale gas maybe in Poland is an additional but not certain solution. So we need a clear gas strategy, we need diversification, which means new pipelines, and new sources.

• And since gas is not CO2-free – maybe gas in power means 60% of coal to power emissions – so CCS is key as well. In our outlook we say in 2035 at the latest, gas to power means CCS. CCS is relevant for coal power plants for the moment but it will be so for gas as well in 2030-5.

Q: Do you see a future for coal in Europe? • I see a future for coal in the world: in China, India, South Africa, Russia,

and in some member states in Europe as well. If we come to technical and economic solutions with CCS, coal is welcome in our energy mix, maybe not at the level of today but with some relevance for some decades.

57

Documents

Rizici izbora energenata i nivelirana - HRO CIGRE - prof. dr. sc... · zalihe i cijene energenata danas i ... Japan. Slovenia. United Kingdom. United States. INDIJA HRVATSKA SVIJET