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Entwicklungsperspektiven des polnischen Strommarktes hinsichtlich des Beitritts zur Europäischen Union
Fadi W. Mitri, 6. Mai 2004
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ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN DES POLNISCHEN
STROMMARKTES HINSICHTLICH DES BEITRITTS ZUR
EUROPÄISCHEN UNION
von Fadi Witold Mitri
Diplomarbeit in Rahmen des Studiums
Luft- und Raumfahrttechnik
Seminarvortrag 6. Mai 2004
Entwicklungsperspektiven des polnischen Strommarktes hinsichtlich des Beitritts zur Europäischen Union
Fadi W. Mitri, 6. Mai 2004
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Wer spricht ?
•Ingenieurstudent der „University of Bath“ in England
•„Master in Aerospace Engineering with German“
Diplomarbeit bei Prof. G. Erdmann seit Februar 2004
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Fadi W. Mitri, 6. Mai 2004
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Hintergrund zur Diplomarbeit
•1. Mai 2004 : EU-Beitritt
•38 Mio. Einwohner = 6 größtes Land der EU-25
•Umdenken der Energiewirtschaft ist unvermeidlich
• 97% der EVU-Elektrizität wird aus Kohle erzeugt
•BIP pro Einwohner ist 1/8 der EU-15
•Geostrategische/Historische Lage Polens ist unübersehbar
Herausfordernde Entwicklungsperspektiven
Entwicklungsperspektiven des polnischen Strommarktes hinsichtlich des Beitritts zur Europäischen Union
Fadi W. Mitri, 6. Mai 2004
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Hintergrund zur Diplomarbeit
•EU-Beitritt
•38 Mio. Einwohner
• 97% Kohle
•BIP p. K. = 1/8 EU-15
•Geostrategische Lage
•Historische Lage
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Fadi W. Mitri, 6. Mai 2004
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Ziele und Methode der Diplomarbeit
Entwicklungsperspektiven, bis 2024:
1. Angebote/Nachfrage-Modell bilden
2. Mögliche Szenarien skizzieren
a. Geostrategisches Szenario
(„Regierungsinformation über die polnische
Außenpolitik“, „Richtlinie für die Energiepolitik bis
2020“ )
b. Umweltszenario („Richtlinie für die Energiepolitik bis
2020“ , „Entwicklungsstrategie des erneuerbaren
Energiesektors“)
1. Ziele
2. Allgemeine Methode
Entwicklungsperspektiven des polnischen Strommarktes hinsichtlich des Beitritts zur Europäischen Union
Fadi W. Mitri, 6. Mai 2004
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Ziele und Methode der Diplomarbeit
1. Ziele
2. Allgemeine Methode
Angebot/Nachfrage-Planung (Ontario Hydro, 1989)
Suggeriert 3 Prismen: „Ressources, Needs, Planning“
5 Säulen der Diplomarbeit
1. Hintergrund (Energiebilanz, Geschichte, Wirtschaft)
2. Rahmenbedingungen (juristische, politische; EU und
nationale)
3. Kapazitätsprognose
4. Nachfrageprognose
5. Szenarien
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Polnische Energiebilanz
Einfuhren:
•Gas, 66%: 90% aus Russland
•Rohöl, 95%: 95% aus Russland
Kohle:
•22 Mrd. t. Reserven
•R/P = > 100 Jahre
Polnischer Verbrauch im Vergleich mit EU-15:
•Kohle: 26%
•Gas: 3%
•Rohöl: 3%
Primärenenergieverbrauch nach Energieträgern(EIA Datenbank)
Kohle
GasÖl
Erneuerbare*
0
20
40
60
80
100
120
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
MtR
ÖE
* Sonne, Wind, Wasser, Biomasse, Erdwärme
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Makro-Ökonomische Indikatoren1. BIP
2. Indikatoren
Stand 6. Mai 2004:
•Arbeitslosigkeit: 18%
•BIP Wachstum: 1. Q.: 4.7%
BIP pro Einwohner
29
3.7
18
2.8
0
5
10
15
20
25
30
35
1980 1985 1990 1995 2000
'000
199
5 US
$
EU-15 Polen
Polnische Daten für 1980-1989: EIA, International Energy Database, normalisiert mit 0.925 Faktor
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Rahmenbedingungen des Stromsektors
1. EU
2. Polen
Richtlinie 2003/87/EG
Handel mit Treibhausgasemissionszertifikaten
•Kosteneffizientes Mittel zur Erreichung der 8% Reduzierung (2012)
•Polen: Überschuss
•Finanzierungsquelle
•Abhängig von dem NAP
Netzzugang für grenzüberschreitenden HandelRichtlinie 1228/2003/EG
IPPC zur Bekämpfung von industriellen EmissionenRichtlinie 96/61/EG
Leitlinien für das Transeuropäische NetzEntscheidung 1254/96/EG
Beobachtung der TreibhausgasemissionenEntscheidung 99/296/EC
Handel mit TreibhausgasemissionszertifikatenRichtlinie 2003/87/EG
Begrenzung von Schadstoffemissionen von Großfeuerungsanlagen in die Luft
Richtlinie 2001/80/EG
PreistransparenzRichtlinie 90/377/EWG
Staatliche Beihilfen in den SteinkohlebergbauVerordnung Nr. 1407/2002
EnergieeffizienzBeschluss 98/181/EG
Stromerzeugung aus erneuerbaren EnergiequellenRichtlinie 2001/71/EG
Elektrizitätstransit über große NetzeRichtlinie 90/547/EWG
ElektrizitätsbinnenmarktRichtlinie 2003/54/EG
ThemaRechtsakt
Strategien und Primärrecht
•Vertrag zur Gründung der Europäischen Gemeinschaft•Kyoto-Protokoll•Grünbuch EU Strategie für Energieversorgungssicherheit (2000)•Grünbuch zum Handel mit Treibhausgasemissionen in der EU(2000)•Weißbuch über erneuerbare Energieträger (1997)
Sekundärrecht
EU-Besitzstand in Bezug auf dem Stromsektor
Hauptziele•Wettbewerb•Versorgungssicherheit•Umweltschutz (nachhaltige Entwicklung)
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Rahmenbedingungen des Stromsektors
1. EU
2. Polen
Verkauf von elektrischer Energie erzeugt aus erneuerbaren Quellen
Quotensystem:
•2004: 2.85%
•2010: 7.5% (EU: 22.1%)
Strategien und Rechtsrahmen
•Staatsschatz (2003) „Strategie zur Privatisierung von staatlichen Unternehmen, bis 2006“.•Gesetz zum Minimum Verkauf von Erneuerbare Elektrische Energie (2000)•Wirtschaftsministerium (2000) „Richtlinie für die polnische Energiestrategie bis 2020“. •Umweltministerium (2000) „Entwicklungsstrategie des erneuerbaren Energiesektors“.•Energiegesetz (1997)•Thermischer Modernisierungsakt (1998)•Restrukturierungsakten in Bezug auf staatliche Unternehmen (1993 und 1996)•EU-Besitzstand
Bedeutende Umsetzungsbereiche
Polnische Perspektive in Bezug auf den Stromsektor
Hauptziele•Umsetzung des EU-Besitzstandes•Forderung der Versorgungssicherheit•Restrukturierung des Sektors
Liberalisierung &
Privatisierung
Umwelt
Versorgungs-sicherheit
Erneuerung &
Entwicklung
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Kapazitätsentwicklung des KW-Parks
1. Methode
2. Ergebnisse
Datenquelle:
• Umfrage bei allen EVU‘s
Datenbank
Datenbearbeitung:
• Lebenszyklus einer Turbine: 40 Jahre
• Verfügbare Kapazität, 2 Methoden:
1. UCTE-Methode : 77%
2. Quotienten-Methode: Logarithmische Prognose 2004= 4546 Std., 2024 = 4599 Std.
• Wasserkraftwerke : konstante Kapazität = 2.2 GWe
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Kapazitätsentwicklung des KW-Parks
1. Methode
2. Ergebnisse
1
2
3Datenbank Manipulation
30 GWe konstant
-1.3 GWe pro Jahr
Installierte Kapazität (Konventionelle EVU's und Wasserkraft)
verfügbare Kapazität
(UCTE-Methode)
nicht-verfügbare Kapazität
0
5
10
15
20
25
30
35
2004 2009 2014 2019 2024
GW
e
1
2
3
7 GWe
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Kapazitätsentwicklung des KW-Parks
Struktur der Gesamtkapazität Gesamt: 34.7 Gwe
(Quelle: PSE 2003)
59%27%
8%6%
EVU Steinkohle EVU Braunkohle EVU Wasserkraft Selbsterzeuger
1. Methode
2. Ergebnisse
92% : EVU
Bestätigung des Datenbankergebnisses
Datenbank ist ZUVERLÄSSIG !
EVU-Kapazität nach EnergieträgerGesamt: 29.3 GWe
31.4%
0.4% 1.3%
66.9%
Steinkohle Braunkohle Gas Öl
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Kapazitätsentwicklung des KW-Parks
Quelle: BVG 2003
…Deutschland
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Kapazitätsentwicklung des KW-Parks
Investoren:
•> 1 GWe : Electrabel in Polaniec, 1.8 GWe
•<1 GWe: EDF (~2.9 GWe), Elektrim (2.7 GWe), Vattenfall (0.928 GWe)
1. Methode
2. ErgebnisseStruktur des Krafwerkparks
(konventionelle EVUs)
10
37
605
10152025303540
0-0.5 GWe 0.5-1 GWe > 1 GWe
An
zah
l vo
n K
raft
wer
ken
20 GWe4 GWe
5 GWe
~ Wrkgr. 36%
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Prognose der Stromnachfrage
1. Methode
2. Ergebnisse
Hammond und Mackay (1993) modellierten mit Erfolg die Energienachfrage von England
•GRUNDPRINZIP, BIB- Gleichung :
Energienachfrage = Bevölkerung x Energieintensität x BIP p. Kopf
kWh = Mio. x kWh/ US$ x US$
• Arbeitsweise:
1. Modellierung aller Indikatoren bis 2024 (untere & obere Grenze)
2. BIB Faktor indexieren : 2003 = 1
3. 2003 Referenz-Nachfrage (UCTE) mit Faktor multiplizieren
und
2003 Verbrauch (TWh) mit Faktor multiplizieren
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Prognose der Stromnachfrage
1. Methode
2. ErgebnissePrognose des polnischen BIP pro Einwohner
4.4
5.7
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
1984 1994 2004 2014 2024
BIP
( '0
00
19
95
US
$/ E
inw
oh
ne
r)
Untere Grenze Obere Grenze
Y = 2.2334 (1+0.021)(x-1980)
Y = 0.047(x-1981) + 2.2334
~2.1% / Jahr ~3.5% / Jahr
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Prognose der Stromnachfrage
1. Methode
2. ErgebnisseBevölkerungsentwicklung in Polen
38,103
37,157
34,000
34,500
35,000
35,500
36,000
36,500
37,000
37,500
38,000
38,500
39,000
1984 1994 2004 2014 2024
Ge
sa
mte
Be
vö
lke
run
g (
'00
0)
Obere Grenze: Weltbank Untere Grenze: Polnisches Statistikamt
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Prognose der Stromnachfrage
1. Methode
2. ErgebnissePrognose der Elektrizitätsintensität in Polen
0.79
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1984 1994 2004 2014 2024
MW
h/ '
00
0s
19
95
US
$
Obere Grenze Verbesserte Daten
Y =0.240 + [ (1.04 - .240) / (1+ 10a-b(x-1980)) ]
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Prognose der Stromnachfrage
1. Methode
2. ErgebnisseElektrizitätsnachfrage vs. Kapazität
21
25
7
0
5
10
15
20
25
30
2004 2009 2014 2019 2024
GW
e
Abgesicherte Kap. (UCTE-Methode)Referenz Nachfrage, Untere GrenzeReferenz Nachfrage, Obere Grenze
Fehlende Kapazität
~0.8% / Jahr
~1.6% / Jahr
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Entwicklungsszenarien
Ergänzung der fehlenden Kapazität:
Obere Grenze: 18 GWe in 2024
•Wie ? (Kohle, Gas, Wind, Biomasse)
•Wer bezahlt ?
•Was kann und was kann nicht ?
•Wie empfindlich ist das Land gegenüber seiner geostrategischer Lage ?
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
Elektrizitätspreise
• PSE-Verträge: 63% Anteil, 33€/MWh• Bilaterale Verträge: 32 %, ~ 25 €/MWh• Energiebörse: 0.59%, ~ 25 €/MWh
(Deutschland: ~30 €/MWh)
Nachfragestruktur (2003)
Wann braucht man Kapazität ?
Wo braucht man Kapazität ?
Erzeugungspotenzial bei erneuerbaren Energiequellen
Investitionskosten
Politik
Emissionshandel, Durchsetzung der Liberalisierung und Privatisierung
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
Wann braucht man Kapazität ?
Durchschnittliche Nachfragestruktur in 2003(Quelle: UCTE)
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
01:0
0
03:0
0
05:0
0
07:0
0
09:0
0
11:0
0
13:0
0
15:0
0
17:0
0
19:0
0
21:0
0
23:0
0
GW
e
Januar August
Grundlast 1 = 13 GWe
Grundlast 2 = 4 GWe
Spitzenlast = 5
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EntwicklungsszenarienAbgesicherte Kapazität für Grundlast 1
Obere Grenze
-15
-10
-5
0
5
10
15
2004 2009 2014 2019 2024
GW
e
Fehlende Kap Basis 1, Obere Grenze
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
Grundlast 2:
2011- 2015 : ca. 5 GWe extra
(ca. 50% Belastung)
Grundlast 1:
Ab 2014 : ca. 1 GWe/ Jahr extra
1.3 GWe (gebaut)
BIB Korrelation
Abgesicherte Kapazität für Grundlast 2 Obere Grenze
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
2004 2009 2014 2019 2024G
We
Fehlende Kap Basis 2, Obere Grenze
BIB Korrelation
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
Wo braucht man die Kapazität ?
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
Windenergie
(Potenzial für Windenergie 30 m H.; H. Lorenc, 2000)
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
GRUNDPRINZIPIEN
1. Weiterentwicklung der Kohlekapazität
• Versorgungssicherheit
• Sozial-politische Dividenden
2. Gas aus Skandinavien
• Unabhängigkeit von Russland
• Norwegen, R/P : 38 Jahre
• +v für Spitzen-Nachfrage in einen liberalisierten Markt
3. Renovierung/Ausbau Wasserkraft
• +v für Spitzen-Nachfrage
• Kapazitätssteigerung um 30%
4. Wind
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
Grundlast 1: 1.3 GWe/Jahr ab 2014
Kohle
~ 15 $ Mrd.
Kapitalwert für Investitionen in Kohelkraftwerke (260 MWe)
-350
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Mio
. US
$
Gegenwärtige Lage (freier Markt) Subventioniert
Grundlast 2: 6.3 GWe zwischen 2011-2015
50 % Kohle
40% Gas +ve Netz, Pipeline mit Dänemark und Norwegen, rentabel
10 % Wind Kapitalwert: $ 826,000 (Vestas, 3MW,5% 20Jhr.)
(2000 Std./Jahr)
Subventionen:
Zinsen: 1.5% statt 5%
Variable Kosten: -12%
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
Spitzenlast: ca. 5 GWe
Gas
Wasserkraft
Modernisierung könnte 30% mehr Leistung liefern
Problematik:
•Liberalisierung des Markts
•PSE-Verträge
•Mangel an Strategie
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geostrat.
4. Umwelt
GRUNDPRINZIPIEN (Entwicklungsstrategie, Umweltministerium)
1. Biomasse
• Lösung für Landwirtschaftskrise: 3 Mio. Arbeitnehmer
• Verwendung verseuchter Grundstücke
• 28.8% des Landes ist bewaldet
• Biogas aus Deponie und Wasserreinigung
• Vergasung
2. Wind
• Sehr gutes Potenzial, Stand der Technik ist i.O.
3. Renovierung der Wasserkraftwerke
• +v für Spitzen-Nachfrage
• Kapazitätssteigerung um 30%
! Sehr schwer einzuschätzen wegen Mangel an guter Statistik !
Entwicklungsperspektiven des polnischen Strommarktes hinsichtlich des Beitritts zur Europäischen Union
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Entwicklungsszenarien
1. Ziele
2. Faktoren
3. Geopol.
4. Umwelt
Grundlast 1: 1.3 GWe/Jahr ab 2014
Kohle
Grundlast 2: 6.3 GWe 2011-2015
Wind= 3.2 GWe (2000 Std./Jahr)
Biogas = 1.7 GWe
Holz = 3.8 GWe
Spitzenlast: ca. 5 GWe
Gas = CCGT 2 GWe
Wasserkraft = 3 GWe
Problematik:
•Hilfsprogramme
•Mangel an Regierungsstrategie
•Erforderliche Modernisierung des Transmissionsnetzes
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Schlusswort
Was hat man gelernt ?
•Ab 2010 gibt es ein Kapazitätsproblem in Polen
•In Anbetracht der politischen und geopolitischen Lage besteht die Möglichkeit, dass der Stromsektor nicht passend reagieren wird.
•Biomasse und Wind, jedoch fehlt eine politische Vision.
•Polen könnte - bei guter Steuerung - alle Fragestellungen lösen: Geostrategie, Umwelt, Soziale Aspekte
Worauf soll man achten wenn man diese Arbeit betrachtet?
•Datenbank ist Tatsache !
•Prognosen sind konservativ !