potrošnja energije u svijetu
TRANSCRIPT
1
1
Opcije razvoja elektroenergetike u Hrvatskoj
2
Potrošnja energije u Svijetu• Faktori koji stimuliraju potrošnju enegije:• Broj stanovnika (potrošača energije)• Životni standard
• Odnos potrošnje energije po stanovniku u razvijenim zemljama (zemlje OECD) i zemljama u razvoju oko 10:1
• Brz razvoj energetike u nekom velikim razvijenim zemljama (Kina,indija,Brazil) u poslijedinjimgodinama će smanjiti razlike ali i dovesto do novih problema
2
3
Broj stanovnika u Svijetu
0
2000
4000
6000
8000
10000
2000 2010 2015 2050 Godina
Broj
sta
novn
ika
um
ilijun
ima
Zemlje u razvojuZemlje Ist. Europe Zemlje OECD
4
Broj stanovnika u urbanim centrima
02000400060008000
1000012000
2000 2050 2100
Godina
Bro
j sta
novn
ika
u m
iliju
nim
a
SvijetZemlje u razvojuUrbani centri
3
5
Potrošnja električne energije po stanovniku (kWh/god)
0
5000
10000
15000
20000
2000 2020 2060
Godina
Pot
rošn
ja e
lekt
rične
en
ergi
je p
o st
anov
niku
kWh/
stan
,god
ZemljeOECD+Ist.EuropaZemlje u razvoju
Hrvatska
6
Veza porasta potrošnje električne energije i bruto
društvenog proizvoda• Odnos stope porasta potrošnje električne
energije i stope porasta bruto društvenog proizvoda (faktor elastičnosti) je istražen za veliku grupu zemalja na različitom stupnju razvoja za razdoblje od nekoliko decenija.
4
7
• Rezultat istraživanja je:• Faktor elastičnosti je kod svih zemalja
približno jednak jedinici• Veći je kod zemalja na nižem stupnju
razvoja
8
Raspoloživost energenata za pokriće potrošnje električne
energije
• Ugljen• Prirodni plin• Obnovljivi izvori• Nuklearna energija
• Preferentni energent za proizvodnju temeljne električne energije je danas prirodni plin
5
9
• Prednosti prirodnog plina• Niska cijena plinske kombi elektrane• Raspoloživost i prihvatljiva cijena u
proteklom razdoblju• Povoljan utjecaj na okoliš i ,u odnosu na
ugljen,manja emisija CO2
10
6
11
Deficitarna (-) i suficitarna(+) makropodručja Svijeta za snabdjevanjeprirodnim plinom u razdoblju 2000- 2030 godine (Gm3), prema
referentnom scenariju
-981-562-234-27Svijet
-533-411-270-149Centralna i Zapadna Europa
-42-15-3+2Južna Amerika-228-147-98-26Sjeverna Amerika+76+71+53+29Bliski Istok
+67+135+153+100Istočna Europa-Sjeverna Azija
+25+47+68+68Jugoistočna Azija i Oceanija
-361-286-200-117Centralna i istočna Azija
+15+44+63+66Afrika2030202020102000Godina
12
7
13
Svojstva ugljena kao energenta
• Povoljna cijena i raspoloživost• Nepovoljan utjecaj na okoliš i velike
atmosferske emisije CO2• Poteškoće s lociranjem termoelektrana u
svezi s transportom ugljena
14
Karakteristike primjene novih obnovljivih izvora elektroenergetici• Stohastička raspoloživost energije i mala
iskoristivost instalirane snage (oko 4 puta manja u odnosu na bazne elektrane)
• Zbog potrebe osiguranja pouzdanog snabdjevanja potrošača marginalni utjecaj na potrebnu instaliranu snagu ostalih elektrana
8
15
Primjer prognoze za pokriće potrošnje električne energije u Svijetu
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
2000 2020 2050 Godina
Pro
izvo
dnja
ele
ktrič
neen
ergi
je T
Wh
Elektrane na noveobnovljive izvore
Hidroelektrane
Termoelektrana naplin
Termoelektrane naugljen
Nuklearne elektrane
16
• Srednja prognoza IEA u razdoblju nakon 2020. godine predviđa postupno smanjenje i do 2050. godine prestanak korištenja prirodnog plina za proizvodnju električne energije
• Prognoza predviđa i vjerojatno nerealno visoku proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora u 2050. godini (oko 15000 TWh) što je blisko cjelokupnoj današnjoj proizvodnji te energije
• Dvostruka proizvodnja u termoelektranama na ugljen bi ugrozila obveze iz Kyotoprotokola
9
17
Očekivana potrošnja električne energije u Hrvatskoj TWh
0
5
10
15
20
25
2005 2010 2015 2020
Godina
Potr
ošnj
a el
ektr
ične
en
ergi
je m
ilija
rda
kWh
18
Izlazak iz pogona većine postojećih termoelektrana
• Prije 2020 godine iz pogona izlaze TE Sisak (2x220,MW),TE Rijeka (300 MW) TE Plomin 1(120 MW),EL-TO Zagreb i stari blokovi TE-TO Zagreb, ukupno oko 1200 MW
• Novo izgrađene elektrane su potrebne za pokriće narasle potrošnje i za zamjenu postojećih termoelektrana na tekuća goriva i Plomin 1 koje će do 2020. godine morati izaći iz pogona
10
19
Instalirana snaga elektrana u Svijetu (1000MW)
Snaga elektrana u Svijetu
0
5000
10000
15000
2000 2010 2020 2030 2040 2050
Godina
Sna
ga e
lekt
rana
GW
Snaga postojećihelektranaPotrebna snagaelektrana
20
Potrebna instalirana snaga novih elektrana MW
0
500
1000
1500
2000
2500
2010 2015 2020
Godina
Inst
alira
na s
naga
nov
ih
elek
trana
MW
11
21
Moguće opcije za osiguranje potrošnje električne energije za
Hrvatsku 2020. godine
• Gradnje termoelektrana na plin• Gradnja termoelektrane na ugljen• Gradnja elektrana na obnovljive izvore
energije• Gradnja nuklearne elektrane
22
Prirodni plin za Hrvatsku
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
2010 2015 2020 2025
Godina
Mol
ijuni
kub
nih
met
ara
UvozProizvodnjaPotrošnja
12
23
Ograničenje emisija stakleničkih plinova (Kyoto protokol)
• Gradnja elektrana na fosilna goriva (posebno termoelektrana na ugljen) je u Hrvatskoj ograničena zbog preuzetih obveza u okviru Kyoto protokola, a elektrana na plin raspoloživošću i očekivanom cijenom plina.
• Analize su pokazale da bi jedino gradnja nuklearne elektrane osigurala ispunjenje preuzete obveze jer udovoljenje konzuma samo gradnjom obnovljivih izvora nije moguće
24
Kriteriji za vrednovanje nuklearne opcije
• Utjecaj na okoliš• Zadovoljenje energetskih potreba• Cijena proizvedene energije
13
25
Opcije izgradnje EES
OPCIJA 1 - nema ograničenja na plin, a nuklearna opcija je raspoloživa poslije 2012. godine,
OPCIJA 2 – nuklearna elektrana u sustavu poslije 2012, postoji ograničenje na plin za novih 900 MW,
OPCIJA 3 - bez gradnje nuklearnih elektrana, postoji ograničenje na plin za novih 900 MW,
OPCIJA 4 - bez gradnje nuklearnih elektrana, postoji ograničenje na plin za novih 1700 MW.
26
Godišnje emisije CO2 u periodu 2005-2030 za razne opcije razvoja EES
Emisije CO2
0
2,000,000
4,000,000
6,000,000
8,000,000
10,000,000
12,000,000
14,000,000
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
Godina
tona Opcija 1
Opcija 2Opcija 3Opcija 4
14
27
Utjecaj elektrana na okoliš prema studijama EU ExternE 95/97
• Štete u okolišu izražene u mEUR/kWh elektrana su:
• Termoelektrana na ugljen 60• Termoelektrana na plin 20• Nuklearna elektrana 3-7• Elektrane na obnovljive izvore • energije 2-5
28
Broj reaktora i snaga nuklearnih elektrana u Svijetu
050
100150200250300350400450500
1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2002
Snaga GWBroj reaktora
15
29
Prosječna raspoloživost nuklearnih elektrana
6668707274767880828486
1990 1992 1994 1996 1998 2000
Godina
Pros
ječn
a ra
spol
oživ
ost
nukl
earn
ih e
lekt
rana
u
Svi je
tu %
30
• Nuklearne elektrane su u 2004. godini proizvele oko 2400 TWh električne energije (Hrvatska je istoj godine potrošila oko 15 TWh), što čini oko 16% svjetske potrošnje.
• Prognozira se da će oko 2050. godine proizvesti 10000-15000 TWh/god (25-30% svjetske proizvodnje električne energije)
16
31
Rasprostranjenost tipova nuklearnih elektrana u Svijetu 2003. godine
PWR 48%VVER 11,5%BWR 20,8%PHWR 7,7%GCR 7,2%RBMK 3,8%Ostali 0,9%
32
Konkurentnost nuklearnih elektrana
• Analize konkurentna investicije nuklearnih elektrana prema:
• Termoelektranama na plin• Kombiniranom sustavu plinskih elektrana i
vjetroelektrana• Termoelektranama na ugljenAnaliza usrednjenih diskontiranih troškova tijekom
životne dobi postrojenja je izrađena na FER-u primjenom probabilističke metode
17
33
Kunkurentna investicija NE prema eletranama na plin
0
20
40
60
80
0 2000 4000 6000Nuclear Power Plant competitive specific
investment cost US$/kW
Num
ber o
f res
ults
of
rand
om c
alcu
latio
ns p
erun
ut c
ost i
nter
val
no external costswith external costs
34
Konkurentna investicija NE prema kombiniranim plinskim i vjetrenim elektranama
02040
6080
0 2000 4000 6000
Nuclear Power competitive specific investment cost US$/kW
Num
ber o
f res
ults
of
rand
om c
alcu
latio
ns
per u
nit c
ost i
nter
val
no external costswith external costs
18
35
Konkurentna investicija NE prema termoelektranama na ugljen
020406080
100
0 2000 4000 6000 8000Nuclear Power Plant competitive specific
investment cost US$/kW
Num
ber o
f res
ults
of
rand
om c
alcu
latio
ns p
erun
it co
st in
terv
al
no external costs with external costs
36
Razvoj novih generacija nuklearnih elektrana
• Treća generacija (u pogonu nakon 2010 godine)
• Četvrta generacija (u pogonu nakon 2030. godine)
19
37
Temeljni ciljevi razvoja treće i četvrte generacije nuklearnih
elektrana• Dodatno povećanje sigurnosti i
ekonomičnosti pogona • Bolje korištenje zaliha nuklearnih sirovina• Smanjenje količine visokoaktivnog otpada
i skraćenje vremena raspada tog otpada• Proizvodnju vodika (kao budućeg
univerzalnog pogonskog goriva) u dovoljnim količinama i po prihvatljivoj cijeni
38
Trajanje rezervi urana
05
10152025
3035404550
2000 2020 2040 2060 2080 2100 2120
Godina
Utro
šak
priro
dnog
ura
na m
uliju
na to
na
Samo lakovodnireaktoriPočetak rada brzihreaktora 2050 godPočetak rada brzihreaktora 2030 godUtvrđene zalihe urana
Potencijalne zaliheurana
20
39
Toksičnost visokoradioaktivnog otpada
0123456789
10111213
0 1 2 3 4 5 6
Vrijeme- logT(god)
Rad
ioto
ksič
nost
-log
D(S
v/go
d)
Potpunu recikliranjeTRURecikliranje Pu
Otvoreni gorivni ciklus
Radiotoksičnost rudeurana
40
Potrebno vrijeme ulaska nuklearne elektrane u pogon
• Temeljem energetskih,ekonomskih i ekoloških analiza slijedi da bi nuklearna elektrana u Hrvatskoj trebala ući u pogon oko 2020 godine.
21
41
Osnovne aktivnosti za pripremu gradnje i gradnju nuklearne
elektrane u HrvatskojPriprema gradnje obuhvaća niz etapa od
kojih su najvažnije:• Preliminarni izbor lokacije i tehnologije• Uređenje regulative i međunarodnih
obveza• Izrada , revizija i usvajanje studije utjecaja
na okoliš• Ishođenje lokacijske dozvole uz definirane
lokacijske uvjete
42
• Izrada tehničkih , komercijalnih i financijskih uvjeta za raspis (tender)
• Vrednovanje ponuda, izbor izvođača i sklapanje ugovora
• Gradnja objekta• Probni pogon
22
43
U slučaju NE Krško cijeli je proces bez prve 4 točke trajao oko 12 godina.
Budući da su faze pripreme do dobivanja lokacijske dozvole veoma zahtjevne i dugotrajne nuklearna bi elektrana u Hrvatskoj, čak kada bi se s pripremama odmah počelo, teško mogla biti u pogonu do 2020 godine.