Polecamy » Bloki 200 plus. Rezerwa strategiczna, czy schyłek eksploatacji?

Bloki 200 plus. Rezerwa strategiczna, czy schyłek eksploatacji?

29 kw. 2022 Brak komentarzy Share 'Bloki 200 plus. Rezerwa strategiczna, czy schyłek eksploatacji?' on Facebook Share 'Bloki 200 plus. Rezerwa strategiczna, czy schyłek eksploatacji?' on Email Share 'Bloki 200 plus. Rezerwa strategiczna, czy schyłek eksploatacji?' on Print Friendly

Przebudowa krajowego systemu wytwarzania energii elektrycznej na niskoemisyjny, zaplanowana w polityce energetycznej z lutego 2021 r., zakładająca wykorzystanie gazu jako paliwa przejściowego, w związku z działaniami wojennymi na Ukrainie, musi ulec pilnej weryfikacji. O ile przyspieszenie inwestycji w źródła odnawialne nie jest dyskusyjne, to istotne zwiększanie ilości gazu do produkcji energii elektrycznej, w warunkach zatrzymania importu z Rosji od 2023 r., powinno ulec odwróceniu.

Bezpieczeństwo dostaw mocy do krajowego systemu energetycznego musi oprzeć się o krajowe zdolności wytwórcze, w szczególności o jednostki klasy 200 MW na węglu kamiennym, a także bloki energetyczne klasy 360 MW na węglu brunatnym, przy wykorzystaniu gry rynkowej w zakresie dostaw energii elektrycznej z połączonego europejskiego rynku energii. Na koniec lutego 2022 r. zakończyła się realizacja programu „Bloki 200+”, finansowanego przez NCBiR. W wyniku realizacji programu wdrożono programy modernizacyjne dla wybranych bloków klasy 200 MW, które umożliwiają ich dalszą eksploatację, jako jednostki regulacyjne w krajowym systemie, w perspektywie 2035 r. Należy pilnie podjąć decyzję o modernizacji ok. 5 GW mocy w jednostkach klasy 200 MW, które pełnić będą funkcję rezerwy strategicznej w KSE do 2035 r.

Rezerwa strategiczna Krajowego Systemu Energetycznego (KSE)
W 2016 r. na łamach czasopisma Energetyka Cieplna i Zawodowa nr 8 ukazał się artykuł „W od(budowie)” [ECiZ, 2016]. Autorzy zaproponowali, aby bloki klasy 200 MW, po przeprowadzeniu określonych modernizacji stały się rezerwą strategiczną, odpowiedzialną za bezpieczeństwo energetyczne okresu przejściowego.

W polskim systemie elektroenergetycznym zainstalowane były wówczas 44 bloki energetyczne klasy 200 MW, opalane węglem kamiennym, o łącznej mocy ponad 10 GW. Niektóre z tych bloków zostały zmodernizowane poprzez zwiększenie ich sprawności i mocy, a także dostosowanie do wymagań środowiskowych dyrektywy IED na dzień 1 stycznia 2016 r. Oprócz ww. bloków klasy 200 MW, w Zespole Elektrowni PAK funkcjonowało 6 takich jednostek na węgiel brunatny, w tym 2 zmodernizowane, w PGE Elektrowni Turów 6 jednostek tej klasy również opalanych węglem brunatnym, także zmodernizowanych. Jeden blok 200 MW z wymienionym kotłem węglowym na opalany biomasą pracował (i nadal pracuje) w Elektrowni Połaniec.

Kierunki technologiczne modernizacji proponowane wówczas i szacunki nakładów inwestycyjnych przedstawia tabela 1. Dane finansowe prezentowane są w pieniądzu 2016 r. Nakłady na modernizacje wydłużające okres eksploatacji ok. 10 GW mocy do 2035 r. porównywalne były z budową jednego, nowego bloku węglowego klasy 1000 MW (nakłady 6-7 mld).

Tab. 1. Zakres modernizacji i prognozowane nakłady inwestycyjne na realizację programu. Dane z [ECiZ, 2016]

Działanie

 

Ilość Razem mocy Prognozowane nakłady inwestycyjne, mln zł
1. Pozostawienie w systemie strategicznej rezerwy mocy 10

 

2300

 

10×20=200

 

2. Dostosowanie do konkluzji BAT ze współspalaniem względnie rozbudowana kogeneracja 25 5700

 

25×90=2250

 

3. Przebudowa na bloki 100% biomasowe 2 1000

 

2×1000=2000

 

4. Przebudowa na duobloki 4 1000

 

2×1000=2000

 

5. Przebudowa na bloki hybrydowe 2 400

 

2×800=1600

 

6. Budowa bloku typu oksyspalanie 1 200 1×800=800
Razem 10600 8850

 

Program NCBiR „Bloki 200+” i jego rezultaty
Pomysł modernizacji bloków klasy 200 MW został zauważony i poddany analizie w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR). W wyniku decyzji NCBiR, 29 listopada 2017 r. ogłoszono nabór do Programu „Bloki 200+” [Bloki 200+], konkursu na wdrożenie przedkomercyjne najlepszych rozwiązań. Wymogi konkursu poszły w stronę takich modernizacji, które przyspieszą czasy rozruchu bloków, obniżą minima techniczne, zwiększą szybkości zmiany mocy i zwiększą sprawność w zakresie obciążenia 40-60%. Te funkcje miały zapewnić większą elastyczność bloków, które z roku na rok coraz bardziej przechodziły do roli jednostek rezerwujących nieciągłe źródła odnawialne.

Ostateczna Lista Wykonawców zakwalifikowanych i rekomendowanych przez NCBiR do Fazy III Programu oraz jednostek, w których zrealizowano wdrożenia przedkomercyjne:
– Przedsiębiorstwo Usług Naukowo-Technicznych „Pro Novum” Sp. z o.o. – Realizacja projektu na bloku nr 1 w ENEA Elektrownia Połaniec. Dofinansowanie 12,4 mln zł,
– Konsorcjum: Politechnika Warszawska – Lider Konsorcjum, Transition Technologies, Energoprojekt Warszawa i Polimex-Mostostal S.A. – Realizacja projektu na bloku nr 5 w ENEA Elektrownia Połaniec. Dofinansowanie 62,46 mln zł.,
– Rafako Racibórz S.A. – Realizacja projektu na bloku nr 6 w TAURON Wytwarzanie – Elektrownia Jaworzno III. Dofinansowanie 86,55 mln zł.

Rezultaty uzyskane w Projekcie przedstawiają tabele 2 i 3. Dane pomiarowe wskazują na osiągnięcie założonych parametrów w zakresie zadań obowiązkowych. Wykonawcy nie podjęli się realizacji większości zadań fakultatywnych, z zakresu obniżenia emisyjności jednostek.

Tab. 2. Rezultaty Programu – zadania obowiązkowe. Źródło: [Prezentacja dr inż. K Sadowski, NCBiR]

Tab. 3. Rezultaty Programu – zadania fakultatywne. Źródło: [Prezentacja dr inż. K. Sadowski, NCBiR]

Co zatem z sukcesem osiągniętym w ramach realizacji programu „Bloki 200+”? Czy najlepsze doświadczenia programu powinny być wykorzystane w modernizacji bloków 200 MW, a może także przeniesione na bloki 360 MW na węglu brunatnym?

Bloki 200 MW rezerwą strategiczną w warunkach zagrożenia bezpieczeństwa dostaw energii
Wracając do idei zbudowania rezerwy strategicznej dla krajowego systemu energetycznego na okres transformacji zakładanej Polityką energetyczną [PEP 2040], a opisaną pierwotnie w tabeli 1, należy dokonać rewizji potrzeb krajowego systemu co do wielkości zapotrzebowanych sterowalnych mocy w okresie do 2040 r. i podjąć modernizacje zgodnie z najlepszymi praktykami osiągniętymi w programie „Bloki 200+”. Tabela 4 przedstawia autorską prognozę zapotrzebowania KSE na moc bloków klasy 200 MW w perspektywie 2035 r.

Tab. 4. Funkcje bloków 200 MW i zakres ich modernizacji wraz z szacunkiem nakładów inwestycyjnych. Prognoza własna

Działanie Ilość Razem mocy Prognozowane nakłady inwestycyjne mln zł
1. Modernizacja zgodnie z najlepszymi osiągnięciami programu „Bloki 200+” do pracy regulacyjnej 10 2300 2000

(zakres 200+ i nowe wymogi BAT)

2. Rezerwa strategiczna KSE, praca poza rynkiem energii, na polecenie PSE 10 2300 1000

(nowe wymogi BAT)

3. Blok biomasowy i modernizacja 5 bloków do współspalania biomasy, z emisją poniżej 550 kg CO2/MWh 6 (1 + 5) 1200 2500?

(szacunek)

4. Modernizacja w kierunku bloków wielopaliwowych 2 400 1500?

(szacunek)

5. Likwidacja po 2025 r.

(możliwy repowering gazowy dla 4 bloków, w zależności od dostępności i cen gazu)

12 2700
6. Razem 40 8900 7000

 

Podjęcie decyzji o kwalifikacji bloków i modernizacji bloków 200 MW jest pilne. Pozwoli na uzyskanie rezerwy strategicznej (przede wszystkim mocy) i jednostek regulacyjnych, które mogą pracować w rynku energii. Łączna moc zmodernizowanych jednostek może osiągnąć 7-8 GW i pozostać w dyspozycji do 2035 r. (wg potrzeb PSE).

Niezależnie od działań modernizacyjnych konieczne jest zapewnienie finansowania, zwłaszcza dla bloków pozostających w rezerwie strategicznej. Możliwe są dwa modele. W modelu pierwszym, jednostki rezerwy strategicznej funkcjonują poza rynkiem energii i są uruchamiane przez PSE – jak interwencyjnej rezerwie zimnej (IRZ), jednostki regulacyjne objęte są usługą systemową. W modelu drugim, niezbędna była by modyfikacja zasad rynku mocy, w tym przedłużenie jego działania dla jednostek emitujących powyżej 550 kg/MWh do 2035 r.

Alternatywą dla proponowanego scenariusza jest budowa bloków gazowych, które zapewniły by moc sterowalną w KSE po likwidacji bloków węglowych. W aktualnej sytuacji politycznej, związanej z zaprzestaniem importu gazu z Rosji, a także warunkami finansowania nowych projektów gazowych zgodnie z zasadami europejskiej taksonomii, jest mało prawdopodobne, aby decyzje o budowie kolejnych bloków gazowych były możliwe. Założyć należy, że w perspektywie średnioterminowej bezpieczeństwo krajowego sytemu oparte będzie o źródła węglowe, zmodernizowane wg przykładowego scenariusza zaproponowanego w tabeli 4. Dokładna ilość bloków klasy 200 MW kwalifikowana do danego rodzaju modernizacji lub likwidacji wynikać powinna z zapotrzebowania na moc sterowalną w krajowym systemie, przedstawioną przez PSE.

Podsumowanie
PEP 2040, przyjęty zaledwie rok temu, zakładał, że przebudowa krajowych źródeł wytwarzania energii w kierunku farm wiatrowych i fotowoltaiki oraz energetyki jądrowej, w okresie przejściowym wspierana będzie przez energetykę gazową. W realiach inwazji Rosji na Ukrainę w lutym 2022 r. i planu zaprzestania importu rosyjskich surowców energetycznych, zwiększanie generacji energii elektrycznej z gazu uznać należy za ryzykowne.

Stan techniczny węglowych bloków energetycznych klasy 200 MW, pomimo przekroczenia 300 tys. godz. pracy, uznać należy za dobry i uzasadniający dla części tych bloków dalszą eksploatację, nawet w perspektywie 2035 r. Przed kwalifikacją poszczególnych bloków konieczna będzie do przeprowadzenia inwentaryzacja techniczna wspólna z UDT oraz ekonomiczna, możliwa np. w ramach rządowego projektu utworzenia Narodowej Agencji Bezpieczeństwa Energetycznego (NABE).

Rezultaty programu „Bloki 200+” wskazują na możliwość wykorzystania części jednostek do pracy regulacyjnej w krajowym systemie, a części jako rezerwy strategicznej, uruchamianej poza rynkiem energii, na polecenie PSE.

Decyzje o kwalifikacji poszczególnych bloków do pracy regulacyjnej, modernizacji i pracy rynkowej, czy też pozostawieniu w rezerwie muszą być poprzedzone analizą na poziomie PSE. Operator systemu winien określić wielkość mocy sterowalnych, które muszą być utrzymane w perspektywie 2035 r. Dodatkowo konieczne jest zbilansowania krajowych zasobów wykonawczych dla szybkiego przeprowadzenia tych wszystkich modernizacji oraz zaktualizowania potencjalnych kosztów wykonawstwa.

Literatura:
1 [ECiZ, 2016] – Nowak W., Ściążko M., Tokarski S. – „W od(budowie)”, Energetyka Cieplna i Zawodowa, nr 8/2016.[Bloki 200+] – Ogłoszenie o wszczęciu postępowania publicznego nr 234/17/PU, NCBiR, 29.11.2017, ncbr.gov.pl>bloki-200, dostęp 03.04.2022.
2 [Prezentacja dr inż. K. Sadowski, NCBiR] – prezentacja: Program bloki 200+, przedstawiona przez dr inż. K. Sadowskiego podczas VIII Konferencji „Utrzymanie Ruchu – diagnostyka, remonty, modernizacje”, Nowa Energia, Kazimierz Dolny, 22-23 marca 2022 r.[PEP 2040] – Polityka energetyczna Polski do 2040 r., Ministerstwo Klimatu i Środowiska, 
3 Materiały konferencyjne, VIII Konferencja „Utrzymanie Ruchu – diagnostyka, remonty, modernizacje”, Nowa Energia, Kazimierz Dolny, 22-23 marca 2022 r., dostępne w redakcji Nowej Energii.

Autor: Dr inż. Stanisław Tokarski, Główny Instytut Górnictwa/Centrum Energetyki AGH

Artykuł ukazał się w wydaniu 2/2022 „Nowa Energia”

Wpis został opublikowany 29 kw. 2022 w następujących kategoriach: Polecamy, Technologie. Możesz śledzić komentarze przez RSS. Możesz zostawić komentarz lub użyć trackbacka.

Zostaw komentarz

Reklama

Partnerzy działu

Newsletter

Warto zobaczyć