Sustainable development of generation sources in the National Electric Power System

This article presents an analysis of the sustainable development of generation sources in the Polish National Electric Power System (NEPS). First, the criteria for this development were formulated. The paper also discusses the current status of generation sources, operating in power plants and combined heat and power (CHP) plants of NEPS. Furthermore, it includes a prediction of power balance in NEPS, determining; predicted electricity gross use, predicted demand for peak capacity during the winter peak, predicted demand for peak capacity during the summer peak and required new capacity of centrally dispatched generation units (CDGUs) in 2025, 2030, 2035 and 2040 that would ensure NEPS operational security. Twenty prospective technologies of electricity generation and combined electricity and heat production were analyzed. These were divided into three groups: system power plants, high- and medium-capacity combined heat and power (CHP) plants, as well as small-capacity power plants and CHP plants (dispersed sources). The unit costs of electricity generation discounted for 2021 were calculated for the analyzed technologies, taking the costs of CO2 emission allowances into account. These costs include: capital costs, fuel costs, maintenance costs, operation costs and environmental costs (CO2 emission allowances). This proceeds to a proposal of a program of the sustainable development of generation sources in NEPS, which includes the desired capacity structure of power plants and CHP plants, and the optimal structure of electricity production in 2030 and 2040. The results of calculations and analyses are presented in tables and figure.

W artykule przedstawiono analizę zrównoważonego rozwoju źródeł wytwórczych w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE). Sformułowano kryteria zrównoważonego rozwoju systemu elektroenergetycznego. Przedstawiono aktualny stan źródeł wytwórczych w KSE, pracujących w elektrowniach i elektrociepłowniach. Opracowano prognozę bilansu mocy w KSE, wyznaczając: prognozowaną wartość zużycia elektrycznej brutto, obciążenia KSE w szczycie zimowym i szczycie letnim oraz wymaganej mocy JWCD i mocy źródeł rozproszonych, narastająco na lata 2025, 2030, 2035 i 2040, dla bezpieczeństwa pracy KSE. Zdefiniowano 20 przyszłościowych technologii wytwarzania energii elektrycznej i skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, podzielonych na trzy następujące grupy: elektrownie systemowe, elektrociepłownie dużej i średniej mocy oraz elektrownie i elektrociepłownie małej mocy (źródła rozproszone). Dla wybranych do analizy technologii wytwórczych wyznaczono jednostkowe, zdyskontowane na 2021 rok, koszty wytwarzania energii elektrycznej, z uwzględnieniem kosztów uprawnień do emisji CO2. W kosztach tych uwzględniono: koszty kapitałowe, koszty paliwa, koszty remontów, koszty obsługi i koszty środowiskowe. Opracowano propozycję programu zrównoważonego rozwoju źródeł wytwórczych w KSE, wyznaczając pożądaną strukturę mocy elektrowni i elektrociepłowni oraz produkcji energii elektrycznej w latach 2030 i 2040.