POLECAMY
Wydawca:
Format:
epub, mobi, ibuk
Transformacja w społeczeństwie i gospodarce jest procesem ciągłym, prowadzonym od setek lat. Również energetyka zmieniała się ewolucyjnie. Korzystając z dobrodziejstw nowych technologii, inżynierowie stworzyli system elektroenergetyczny, który dostarcza czystej i łatwej w użytkowaniu energii elektrycznej o uniwersalnych zastosowaniach. Dzięki tym stopniowym zmianom w ostatnich dekadach mogliśmy cieszyć się niemal nieprzerywanymi dostawami stosunkowo taniej energii, a bezpieczeństwo energetyczne stało się niekwestionowaną normą. Współpraca naukowców i inżynierów w sposób ewolucyjny zapewniła ciągłe dostawy paliw oraz energii dla społeczeństwa i gospodarki, co pozwoliło osiągnąć ludzkości niespotykany dotąd w historii, wysoki poziom życia.
Książka „Energetyka w okresie transformacji” wyjaśnia zachodzące w energetyce zmiany oraz opisuje aspekty techniczne, ekonomiczne i społeczne procesu transformacji energetycznej. Aspekty techniczne zostały przedstawione w czterech pierwszych rozdziałach, traktujących m.in. o wytwarzaniu energii elektrycznej, bezpieczeństwie energetycznym oraz o problemach magazynowania energii. Kolejne trzy rozdziały prezentują aspekty ekonomiczne omawiając koszty energii elektrycznej, funkcjonowanie rynków energii, a także koszty funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. Ostatnia część książki skupia się na aspektach społecznych, środowiskowych i regulacyjnych i opisuje zagadnienia związane z ochroną klimatu i relacją energetyki ze społeczeństwem i środowiskiem.
Publikacja jest przeznaczona do energetyków, polityków, dziennikarzy, działaczy klimatycznych, studentów i tysięcy ludzi zajmujących się energetyką, którzy niekoniecznie muszą mieć formalne wykształcenie w tej dziedzinie. Książka skierowana jest również do wszystkich odbiorców energii elektrycznej, a podane w niej informacje pomogą im poznać działanie systemów elektroenergetycznych i lepiej zrozumieć zmiany, które również ich dotyczą.
Transformacja elektroenergetyczna, a szerzej transformacja energetyczna, jakiej jesteśmy świadkami w ostatnim czasie, to proces bardzo skomplikowany, często przy tym słabo zrozumiały dla większości osób. Na rynku brak jest dobrych, rzetelnych opracowań dotyczących tego tematu, z drugiej strony, nie jest łatwo w prosty i nieskomplikowany sposób dotrzeć do szerokiego grona odbiorców z tak trudnym i obszernym tematem. Recenzowana publikacja wchodzi w tę lukę, zaś jej autorzy, osoby z niezwykle bogatym doświadczeniem zarówno od strony naukowo-badawczej, jak i praktycznej, gwarantują rzetelność opracowania i szerokie spojrzenie na tematykę. Autorzy w głównej mierze koncentrują się na zagadnieniach związanych z energią elektryczną, zarówno ze względu na jej uniwersalizm, ale też specyfikę działania systemu elektroenergetycznego, gdzie zapotrzebowanie i produkcja w każdym memencie muszą się równoważyć, z powodu braku możliwości magazynowania tej postaci energii na dużą skalę. (…) Publikacja powinna trafić i zainteresować bardzo szerokie grono odbiorców, zarówno z bezpośredniej branży energetycznej, gdyż przedstawia bardzo aktualne dane i problemy związane z elektroenergetyką i trendami jej zmian, oraz przystosowywania jej strony technicznej do tych zmian, a także dla odbiorców z grupy nie-inżynieryjno-technicznej, ale będących w temacie. W tej drugiej grupie na pewno powinni znaleźć się zarówno publicyści, dziennikarze zajmujący się tematyką energetyczną, a także politycy, samorządowcy mający wpływ na szeroko pojętą energetykę zarówno na szczeblu krajowym, jak i lokalnym. Grono odbiorów z pewnością może i powinno być jeszcze szersze, gdyż zrozumienie zmian zachodzących w energetyce ma bezpośrednio wpływ na funkcjonowanie i zmiany w całej gospodarce. Książka może być także przydatna dla studentów i pracowników wyższych uczelni szczególnie na kierunkach związanych z energetyką (elektrotechnika, energetyka, ochrona środowiska), ale też może być przydatna dla kierunków ekonomicznych, czy związanych z naukami społecznymi (politologia, socjologia) (…).
dr hab. inż. Henryk Kocot, profesor uczelni; Katedra Elektroenergetyki i Sterowania Układów Wydział Elektryczny Politechniki Śląskiej
Rok wydania | 2023 |
---|---|
Liczba stron | 300 |
Kategoria | Elektrotechnika i energetyka |
Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
ISBN-13 | 978-83-01-23016-6 |
Numer wydania | 1 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
Od autorów | 11 |
Podziękowania | 12 |
Wprowadzenie. Dokąd zmierzamy? | 13 |
A. ASPEKTY TECHNICZNE | 17 |
1. Wytwarzanie energii elektrycznej | 18 |
1.1. Konwencjonalne źródła energii | 20 |
1.1.1. Węgiel brunatny i kamienny | 20 |
1.1.2. Gaz ziemny | 24 |
1.1.3. Elektrownie jądrowe | 26 |
1.1.4. Małe reaktory modułowe | 29 |
1.2. Odnawialne źródła energii | 31 |
1.2.1. Biomasa i biogaz | 31 |
1.2.2. Elektrownie wodne | 32 |
1.2.3. Elektrownie słoneczne | 34 |
1.2.4. Elektrownie wiatrowe | 35 |
1.3. Wykorzystanie wodoru | 36 |
1.4. Najlepsze źródło energii | 40 |
2. Bezpieczeństwo energetyczne | 41 |
2.1. Energia elektryczna jako towar | 41 |
2.2. Konieczność ciągłych dostaw | 42 |
2.3. Jakość i niezawodność energii elektrycznej | 42 |
2.4. Sektor elektroenergetyczny w Europie | 43 |
2.5. Sektor elektroenergetyczny w Polsce | 44 |
2.5.1. Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną | 44 |
2.5.2. Wytwarzanie energii elektrycznej w Polsce | 46 |
2.6. Rola odnawialnych źródeł energii | 47 |
2.7. Bezpieczeństwo energetyczne | 49 |
2.8. Dyspozycyjność i sterowalność | 50 |
2.9. Ciągłość zasilania i adekwatność | 51 |
2.10. Bilanse mocy i energii elektrycznej | 52 |
2.10.1. Bilans mocy | 52 |
2.10.2. Bilans energii elektrycznej | 54 |
2.11. Samobilansowanie się źródeł odnawialnych | 55 |
2.12. OZE w transformacji energetycznej | 56 |
2.13. Wymuszone wyłączenia OZE | 57 |
2.14. Nieefektywne wykorzystanie źródeł odnawialnych | 60 |
2.15. Kiedy przychodzi flauta | 61 |
2.16. Magazynowanie energii z OZE | 63 |
2.17. Możliwe braki energii elektrycznej | 64 |
2.18. Prognozy dla polskiego systemu elektroenergetycznego | 65 |
2.19. Braki energii i stopnie zasilania | 68 |
2.20. Możliwy udział OZE w produkcji energii elektrycznej | 70 |
2.20.1. Przykłady godzinowych profili mocy | 71 |
2.20.2. Założenia prowadzonych analiz | 73 |
2.20.3. Wypełnianie celów OZE | 74 |
2.20.4. Wymagane moce źródeł odnawialnych | 75 |
2.20.5. Konieczne inwestycje | 76 |
2.20.6. OZE w bilansowaniu zapotrzebowania na energię | 77 |
2.20.7. Magazynowanie energii odnawialnej | 78 |
3. Przesyłanie energii elektrycznej | 80 |
3.1. Systemy przesyłowe | 80 |
3.1.1. Sterowania przepływami energii elektrycznej | 82 |
3.1.2. Praca linii w stanach normalnych | 83 |
3.1.3. Wpływ generacji rozproszonej na system przesyłowy | 84 |
3.2. Systemy dystrybucyjne | 86 |
3.2.1. Schematy zastępcze linii niskiego i średniego napięcia | 86 |
3.2.2. Straty napięcia, mocy i energii | 87 |
3.3. Odziaływanie OZE na rozpływy energii | 88 |
3.3.1. Wojny prosumenckich falowników | 88 |
3.3.2. Nowe warunki pracy sieci dystrybucyjnej | 89 |
3.3.3. Przyłączanie nowych źródeł | 92 |
3.3.4. Zasady przyłączania źródeł energii elektrycznej | 93 |
3.3.5. Moce przyłączeniowe w systemie przesyłowym | 93 |
3.3.6. Moce przyłączeniowe w systemach dystrybucyjnych | 94 |
3.3.7. Odmowy przyłączeń | 95 |
3.3.8. Przyłączanie prosumentów | 96 |
3.3.9. Możliwości działania operatorów sieci | 97 |
3.4. Jakość i niezawodność energii elektrycznej | 98 |
3.4.1. Kategorie odbiorników | 99 |
3.4.2. Wpływ jakości energii na odbiorców | 99 |
3.5. Linie prądu stałego | 101 |
3.6. Elektryczne sprzęgła back-to-back | 103 |
3.7. Wielotorowe, wielonapięciowe linie napowietrzne | 104 |
3.8. Linie bezpośrednie | 105 |
3.9. Klastry energii | 106 |
3.10. Energetyka rozproszona w systemie elektroenergetycznym | 109 |
3.11. Połączenie z sąsiednimi systemami | 111 |
3.12. Przepływy kołowe | 113 |
4. Magazyny energii | 114 |
4.1. Kategorie magazynów energii | 115 |
4.2. Magazyny wodorowe | 116 |
4.3. Przyszłość magazynów energii | 117 |
4.4. Wykorzystanie magazynów energii | 117 |
4.5. Magazyny energii w systemie przesyłowym | 119 |
4.6. Magazyny energii w systemie dystrybucyjnym | 124 |
4.6.1. Magazyny energii przy farmach wiatrowych | 124 |
4.6.2. Magazyny energii w przemyśle | 125 |
4.7. Prosumenckie magazyny energii | 126 |
B. ASPEKTY EKONOMICZNE | 133 |
5. Koszt energii elektrycznej | 134 |
5.1. Taryfowanie energii elektrycznej | 134 |
5.2. Składniki opłat za energię elektryczną | 136 |
5.2.1. Koszty produkcji energii elektrycznej | 136 |
5.2.2. Opłaty przesyłowe | 137 |
5.3. Składowe kosztów wytwarzania energii elektrycznej | 138 |
5.3.1. Koszty stałe | 139 |
5.3.2. Wpływ czasu pracy na koszty energii elektrycznej | 141 |
5.3.3. Koszty operacyjne w elektrowniach konwencjonalnych | 142 |
5.3.4. Koszty energii jądrowej | 146 |
5.3.5. Koszt odnawialnych źródeł energii | 146 |
5.3.6. Koszty magazynów energii | 148 |
5.4. Koszty przesyłania energii elektrycznej | 152 |
5.4.1. Składniki G i L w taryfach | 152 |
5.4.2. Struktura kosztów przesyłania energii elektrycznej | 153 |
5.4.3. Zniekształcenie stawek przesyłowych | 153 |
5.4.4. Opłata przejściowa | 154 |
5.5. Odnawialne źródła energii | 155 |
5.5.1. Zielone certyfikaty | 155 |
5.5.2. System taryfowy dla źródeł odnawialnych – aukcje OZE | 157 |
5.5.3. Inne subsydia | 159 |
5.6. Rynki mocy | 160 |
5.7. Podatki i akcyza | 163 |
5.7.1. Podatek VAT | 163 |
5.7.2. Akcyza na energię elektryczną | 164 |
5.8. Koszty zakupu pozwoleń na emisje dwutlenku węgla | 165 |
5.9. Wartość rynkowa energii z OZE | 168 |
5.10. OZE na Rynku Dnia Następnego | 172 |
5.11. Błędy prognoz OZE | 174 |
5.12. Koszty rezerw mocy | 175 |
5.13. Rezerwy mocy dla OZE | 177 |
5.13.1. Kontraktowanie rezerw mocy | 177 |
5.13.2. Płatności za kontrakty mocy | 178 |
5.13.3. Działanie OZE z kontraktami na rezerwy mocy | 179 |
6. Rynki energii elektrycznej | 182 |
6.1. Rynek hurtowy | 183 |
6.2. Rynek detaliczny | 184 |
6.3. Zasięg rynków | 184 |
6.4. Reakcje rynków na zmienność podaży i popytu | 185 |
6.4.1. Ceny gazu ziemnego w Europie | 185 |
6.4.2. Ceny węgla kamiennego w Europie | 186 |
6.4.3. Ceny energii elektrycznej w Polsce | 188 |
6.5. Główne struktury rynków energii elektrycznej | 190 |
6.5.1. Rynek energii elektrycznej typu pool | 190 |
6.5.2. Rynek bilateralny | 192 |
6.6. Zasady handlu energią elektryczną | 192 |
6.6.1. Miedziana płyta | 192 |
6.6.2. Cechy energii jako towaru | 193 |
6.6.3. Rynki tylko energii | 195 |
6.6.4. Cena krańcowa czy cena ofertowa? | 196 |
6.7. Giełdy energii | 197 |
6.7.1. Rynki dnia następnego i bieżącego | 198 |
6.7.2. Rynki kontraktowe | 199 |
6.7.3. Kontrakty hedgingowe | 200 |
6.7.4. Obligo giełdowe | 202 |
6.7.5. Mechanizm tworzenia się wysokich cen | 202 |
6.8. Rynki bilansujące | 203 |
6.8.1. Zasady działania rynku bilansującego | 203 |
6.8.2. Struktura rynku bilansującego | 205 |
6.8.3. Bilansowanie handlowe | 206 |
6.8.4. Oferty bilansujące | 208 |
6.8.5. Równoważenie rzeczywistego zapotrzebowania z produkcją | 210 |
6.8.6. Ograniczenia w przesyłaniu i ich usuwanie | 211 |
6.9. Rynek detaliczny | 212 |
6.9.1. Uprzywilejowana pozycja odbiorcy – TPA | 212 |
6.9.2. Podmiot bilansujący | 213 |
6.9.3. Sprzedawca zobowiązany | 214 |
6.9.4. Umowy na energię elektryczną | 215 |
7. Koszty funkcjonowania systemu elektroenergetycznego | 217 |
7.1. Podstawy ekonomicznej efektywności inwestycji | 217 |
7.1.1. Prosty okres zwrotu | 217 |
7.1.2. Net Present Value – NPV | 218 |
7.1.3. Metody zdyskontowane obliczania czasu zwrotu z inwestycji | 218 |
7.2. Koszty niedostarczonej energii elektrycznej | 221 |
7.2.1. Ceny maksymalne i minimalne | 221 |
7.2.2. Koszty niedostarczonej energii | 221 |
7.2.3. Opłacalność stosowania magazynów energii | 225 |
7.3. Koszty transformacji energetycznej | 227 |
7.3.1. Wyniki analiz | 228 |
7.3.2. Główne składniki kosztów | 228 |
7.3.3. Nakłady skumulowane | 229 |
7.3.4. Podsumowanie kosztów transformacji energetycznej | 229 |
C. ASPEKTY SPOŁECZNE, ŚRODOWISKOWE I REGULACYJNE | 231 |
8. Energetyka a klimat | 232 |
8.1. Zmiany klimatu | 232 |
8.2. Czynniki wpływające na zmianę klimatu | 234 |
8.3. Antropogeniczne źródła emisji | 236 |
8.4. Polityka klimatyczno-energetyczna na świecie | 240 |
8.5. Polityka klimatyczno-energetyczna w Unii Europejskiej | 242 |
8.6. Normy emisji | 244 |
9. Energetyka a społeczeństwo | 246 |
9.1. Zatrudnienie w energetyce | 246 |
9.1.1. Zatrudnienie w branży OZE | 247 |
9.1.2. Sprawiedliwa transformacja | 248 |
9.2. Społeczna odpowiedzialność energetyki (CSR i ESG) | 252 |
9.3. Wpływ społeczeństwa na energetykę | 253 |
9.4. Niezależność energetyczna państw | 257 |
9.4.1. Zależność od wiedzy i technologii | 258 |
9.4.2. Zależność od paliw | 261 |
9.4.3. Zależność od importu energii elektrycznej | 265 |
10. Energetyka a środowisko | 267 |
10.1. Energetyka konwencjonalna | 267 |
10.2. Energetyka wiatrowa | 269 |
10.2.1. Rozwój energetyki wiatrowej | 269 |
10.2.2. Protesty i ustawa 10H | 270 |
10.2.3. Hałas farm wiatrowych | 270 |
10.2.4. Stanowisko Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny | 271 |
10.2.5. Migotanie cienia | 272 |
10.2.6. Propozycje regulacji prawnych | 272 |
10.2.7. Wiatraki morskie | 273 |
10.3. Panele PV | 274 |
10.4. Biogazownie | 274 |
10.5. Spalanie biomasy | 274 |
10.6. Elektrownie wodne | 275 |
10.7. Energetyka jądrowa | 276 |
10.7.1. Three Mile Island | 276 |
10.7.2. Czarnobyl | 276 |
10.7.3. Fukushima | 277 |
10.8. Rekultywacja i recykling | 277 |
10.8.1. Energetyka konwencjonalna | 278 |
10.8.2. Energetyka odnawialna | 280 |
Podsumowanie | 282 |
Bibliografia | 283 |
Spis rysunków | 291 |
Spis tabel | 294 |