Fadi W. Mitri, 6. Mai 2004 1/33 Entwicklungsperspektiven des polnischen Strommarktes hinsichtlich...

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



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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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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



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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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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



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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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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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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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Quelle: BVG 2003

…Deutschland



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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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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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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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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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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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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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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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1. Ziele

2. Faktoren

3. Geostrat.

4. Umwelt

Wo braucht man die Kapazität ?



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1. Ziele

2. Faktoren

3. Geostrat.

4. Umwelt

Windenergie

(Potenzial für Windenergie 30 m H.; H. Lorenc, 2000)



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1. Ziele

2. Faktoren

3. Geostrat.

4. Umwelt



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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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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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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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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 !



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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 !

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