Ekonomiczne uwarunkowania pracy elektrowni szczytowej na paliwa gazowe w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym

• Authors: Niewiński Grzegorz , Rajewski Adam

Title variants

EN

Economic condition for the operation of gas peak load power plant in Polish Power System

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

Celem pracy było przeanalizowanie ekonomicznych uwarunkowań eksploatacji elektrowni szczytowej opalanej paliwem gazowym w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym. W pracy przeanalizowano strukturę zapotrzebowania na energię elektryczną oraz sposoby jej zaspokojenia ze szczególnym uwzględnieniem źródeł szczytowych. Niedobory mocy można pokryć zarówno przez jej import, redukcję zapotrzebowania u odbiorców końcowych, jak również przez dedykowane jednostki szczytowe. W artykule podjęto próbę wyznaczenia ceny energii elektrycznej, produkowanej przez elektrownię szczytową o mocy ok. 200 MW, przy której inwestycja byłaby opłacalna. Do porównania wybrano dwie technologie bazujące na gazowych turbinach lotniczopochodnych oraz silnikach tłokowych. W każdym z przypadków przeprowadzono analizę techniczno-ekonomiczną zaproponowanego rozwiązania wraz z uproszczoną analizą wrażliwości wybranych parametrów. Dodatkowo uwzględniono możliwości pełnienia usług systemowych takich jak Praca Interwencyjna oraz Operacyjna Rezerwa Mocy. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że jednostkowe koszty produkcji energii elektrycznej w rozpatrywanych elektrowniach znacznie przekraczają osiągalne na rynku ceny energii elektrycznej, jednakże dopłaty, jakie należałoby ponieść na rzecz źródeł szczytowych są znacznie niższe niż koszt redukcji zużycia energii (negawaty), czy też koszty ponoszące przez przemysł na skutek ograniczenia dostaw energii. Dodatkowo świadczenie usług systemowych, w tym regulacji wtórnej częstotliwości znacząco ekonomikę i funkcjonalność zaproponowanych rozwiązań.

EN

The goal of the presented study was analyzing the economic conditions for the operation of a gas-fired power plant in the National Power System (KSE). The paper was analyzing electricity demand and methods of covering that demand with special focus on peaking sources. Shortages of power in the National Power System may be covered by import, reduction of consumer loads and by dedicated peaking sources. The authors have attempted to determine sales prices of electricity produced by peak power plant with a power of approx. 200 MW, at which the project is feasible. Two plant technologies were compared: aeroderivative gas turbines and reciprocating engines. For each of those cases a techno-economic analysis was performed along with a simplified analysis of sensitivity to selected parameters. Abilities to provide ancillary services such as emergency operation and operational capacity reserve were also taken into account. Calculations reveal that the specific costs of generating electricity at investigated plants greatly exceed electricity prices achieved in the market. However extra payments which would be required by peaking sources are at the same time much lower than the cost of load reduction (negawatts) or costs suffered by the industry due to restrictions in power supply. In addition, the provision of ancillary services, including secondary frequency regulation, significantly improves the economics and functionality of the proposed peak load power plant.

Keywords

PL

elektrownia szczytowa,; turbiny gazowe,; silniki tłokowe,; zapotrzebowanie na energię elektryczną

EN

peak power plant,; gas turbines,; reciprocating engines,; electricity demand

• Publisher: Uniwersytet Rzeszowski. Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego
• Journal: Nierówności społeczne a wzrost gospodarczy
• Year: 2018
• Volume: 54
• Pages: 403-424

Contributors

author

Niewiński Grzegorz

• Instytut Techniki Cieplnej. Politechnika Warszawska

author

Rajewski Adam

• Instytut Techniki Cieplnej. Politechnika Warszawska

References

• Agencja Rynku Energii, 2016, Statystyka elektroenergetyki polskiej 2015, Warszawa.
• CIRE, http://www.cire.pl/item,136833,4,0,0,0,0,0,h-majchrzak-oze-beda-rozwijac-sieobiektywnie---ale-tempo-tego-rozwoju-zalezy-juz-od-nas.html (dostęp: luty 2017 r.).
• Dekker G., Frunt J., 2012, Frequency stability contribution of Wärtsilä combustion engines, KEMA Nederland B.V., Arnhem.
• Doom T.R., Case studies on the Government’s role in energy technology innovation aeroderivative gas turbines, American Energy Innovation Council, 2013, http://americanenergyinnovation. org/wp-content/uploads/2013/08/Case-Gas-Turbines.pdf (dostęp: luty 2017 r.).
• Forum Analiz Energetycznych Rynek mocy w Wielkiej Brytanii – doświadczenia ważne dla Polski, kwiecień 2015.
• Informacja Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (nr 14/2018) w sprawie średnich kwartalnych cen zakupu gazu ziemnego, https://www.ure.gov.pl/pl/stanowiska/7417,Informacja-nr-142018.html (dostęp: marzec 2018 r.).
• Informacja Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (nr 9/2018) w sprawie średniej kwartalnej ceny energii elektrycznej sprzedanej na zasadach innych niż wynikające z art. 49a ust. 1 i 2 ustawy – Prawo energetyczne, https://www.ure.gov.pl/pl/stanowiska/7364, Informacja-nr-92018.html (dostęp: marzec 2018 r.).
• Korab R., 2010, Rozwój energetyki URE a zdolności przesyłowe połączeń transgranicznych KSE, Cire.
• Korytowski A., Wpływ usług systemowych oraz generacji rozproszonej na pokrywanie zapotrzebowania na moc szczytową. W obliczu blackoutu…, „Energia Gigawat” 2015, nr 9.
• Ministerstwo Gospodarki, 2009, Polityka energetyczna Polski do 2030 roku, Warszawa.
• Obwieszczenie Ministra Środowiska z dnia 29 czerwca 2016 r. w sprawie wysokości stawek opłat za korzystanie ze środowiska na rok 2017 (Dz. Urz. z 2016 r., poz. 718).
• Pawlik M., Zaawansowane technologicznie bloki energetyczne – nowe wyzwania, „Energetyka” nr 8/2013.
• PSE, http://www.pse.pl/index.php?dzid=14&did=1963 (dostęp: luty 2017 r.).
• PSE, Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Przesyłowej. Bilansowanie systemu i zarządzanie ograniczeniami systemowymi, 2016.
• PSE, Parametry modelu rozliczeń operacyjnej rezerwy mocy dla 2016 roku, 2015.
• PSE, Plan rozwoju w zakresie zaspokojenia obecnego i przyszłego zapotrzebowania na energię elektryczną na lata 2016–2025, projekt przeznaczony do konsultacji z zainteresowanymi stronami, Konstancin-Jeziorna 2015.
• Siemens, http://www.energy.siemens.com/hq/pool/hq/power-generation/gas-turbines/Trent-60/gas-turbine-industrial-trent-60-brochure-en.pdf (dostęp: luty 2017 r.).
• Skowroński P., 2015, Dylematy strategiczne energetyki konwencjonalnej, „Energetyka – Społeczeństwo – Polityka”, nr 1.
• Urząd Regulacji Energetyki, http://www.ure.gov.pl/pl/rynki-energii/energia-elektryczna/odnawialne-zrodla-ener/potencjal-krajowy-oze (dostęp: luty 2017 r.).
• Wärtsilä Prepared for all emergencies, “In Detail – Wärtsilä Technical Journal” 2013, No. 1.
• Wärtsilä, Power Plant Solutions 2014.

Identifiers

DOI

10.15584/nsawg.2018.2.30