Aspekty ekonomiczne rozwoju elektrowni jądrowych

Podstawowe wyniki analizy

Krzywe konkurencyjności

Do określania konkurencyjności ekonomicznej porównywanych źródeł wytwarzania energii sporządzono krzywe konkurencyjności źródeł wytwarzania energii w systemie elektroenergetycznym (screening curves), które przedstawiają graficznie zależności uśrednionych (levelized) rocznych kosztów wytwarzania, odniesionych do mocy źródeł, oraz jednostkowych kosztów wytwarzania, odniesionych do wytworzonej energii, od współczynnika wykorzystania mocy danego źródła w systemie w skali rocznej (CF – capacity factor). Z krzywych konkurencyjności wyłączono elektrownie wiatrowe, które mają z natury ograniczony czas wykorzystania pełnej mocy w systemie i nie mogą być sterowane przez operatora systemu. Elektrownie wiatrowe włączono do porównania kosztów wytwarzania energii rozmaitych źródeł w typowych dla nich warunkach pracy w systemie.

Rys. 2. Wpływ kosztów uprawnień do emisji CO2 na koszty wytwarzania energii elektrycznej paliw

Elektrownie jądrowe z reaktorami PWR, które reprezentują kosztowo technologie jądrowe, są konkurencyjne w stosunku do źródeł na paliwo organiczne już przy koszcie uprawnień do emisji CO₂ powyżej 15 Euro’05/tCO₂ (rys.2).

Rys. 3. Uśrednione jednostkowe koszty wytwarzania dla źródeł przewidzianych do uruchomienia około 2020 r.

Dla źródeł przewidzianych do uruchomienia około
2020 r. występuje duża przewaga wytwarzania energii
w elektrowniach jądrowych, pracujących w podstawie
obciążenia systemu, nad nawet najtańszymi źródłami
klasycznymi (rys. 3).

Uśrednione koszty wytwarzania w EJ dla typowego dla tych źródeł współczynnika obciążenia 0,9 wynoszą ok. 57 Euro’05/MWh, natomiast następna w kolejności elektrownia na węgiel brunatny z kotłem pyłowym będzie wytwarzać energię o kosztach ok. 80 Euro’05/MWh.

Rys. 4. Uśrednione jednostkowe koszty wytwarzania dla reprezentatywnych źródeł wytwarzania przewidzianych do uruchomienia około 2030 r..

Szczegółowe wyniki krzywych konkurencyjności wskazują, że pewne technologie mają zbliżone koszty wytwarzania i można je pogrupować w grupy reprezentatywne, których porównanie jest bardziej przejrzyste. Porównanie konkurencyjności źródeł reprezentatywnych przewidzianych do uruchomienia około 2030 r. (rys.4) ma istotne znaczenie ze względu na przewidywane komercyjne dostawy technologii uchwytu i składowania CO₂ (CCS) w zastosowaniu zarówno do technologii węglowych, jak i gazowych.

Elektrownie węglowe z instalacjami CCS uzyskują niższe koszty jednostkowe niż elektrownie bez tych instalacji, uiszczające opłaty za uprawnienia do emisji, po przekroczeniu granicznego współczynnika obciążenia w systemie. Wartość graniczna tego współczynnika obciążenia zależy od relacji kosztów CCS i opłat za uprawnienia do emisji CO2. Dla elektrowni na węgiel kamienny z kotłami pyłowymi z CCS wartość ta wynosi ok. 0.5, a więc dla czasu wykorzystania mocy zainstalowanej na poziomie ok. 4500 h/a. Dla węgla brunatnego wartość ta w obu przypadkach jest jeszcze niższa. Elektrownie jądrowe zachowują swoją przewagę również nad źródłami z kotłami na paliwo organiczne z instalacjami CCS.

Dla źródeł węglowych przewidzianych do uruchomienia około 2030 r., instalacje CCS stają się opłacalne przy koszcie uprawnień do emisji CO₂. Uśrednione jednostkowe koszty wytwarzania dla reprezentatywnych źródeł wytwarzania przewidzianych do uruchomienia około 2030 r. powyżej 25 Euro’05/tCO₂ – dla węgla brunatnego
i 35 Euro’05/tCO2 – dla węgla kamiennego. Dla węgla kamiennego i brunatnego preferowaną technologią powinna być technologia zgazowania węgla z instalacją CCS (IGCC+CCS). Dla gazu ziemnego dolna wartość kosztu CO₂, przy której bardziej opłacalne są instalacje wyposażone w CCS wynosi ok. 55 Euro/tCO₂. Elektrownie
gazowe, z lub bez instalacji CCS, mogą konkurować z elektrowniami węglowymi bez instalacji CCS pod warunkiem, że koszt uprawnień do emisji CO₂ przewyższy 60 Euro’05/tCO₂.