Politika cena kao faktor optimizacije funkcionisanja elektroenergetskog sistema
Yüklə 1,2 Mb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 1.6.1Perspektive razvoja elektroprivrede u XXI veku
1.6Razvoj elektroprivredeElektroprivreda je jedna od najmlađih privrednih grana čiji je razvoj omogućen izvanrednim napretkom fizike i elektrotehnike. Praktična primena elektrotehničkih zakona javlja se krajem XIX veka, da bi tokom XX veka električna energije našla toliku primenu u industriji i životu ljudi, tako da se ovaj vek sa pravom može nazvati vek elektrifikacije. Nakon što je Tomas Alva Edison u Njujorku 21.decembra 1879.godine demonstrirao rad sijalice na jednosmernu struju, već 1881.godine na međunarodnoj izložbi u Parizu su osvetljene ulice u jednom delu grada. Male elektrane koje su obezbeđivale jednosmernu struju za osvetljenje, počele su da niču u Njujorku (1881), Londonu (1882), Berlinu (1883), itd. ali prva elektrana sa naizmeničnom strujom izgrađena je u Bufalu 1896.godine. U početku, elektrifikacija sa jednosmernom strujom bila je ograničena kako po nameni (električna energija je bila korišćena uglavnom za osvetljenje) tako i po dometu, zbog nemogućnosti prenosa na veće daljine. Tek sa pronalaskom naizmenične struje i transformatora, dolazi do šire primene električne energije i to naročito u industriji. Ipak, u svom početku, elektroprivredna delatnost je imala lokalni karakter, i njen napredak zavisio je od potreba za električnom energijom (od porasta konzuma2). Početkom XX veka, elektrane su snabdevale lokalnu industriju i najbliži blok kuća. Potom, oko 1915.godine, javlja se više elektrana koje izolovano napajaju svaka svoje gradsko područje, da bi nakon Prvog svetskog rata a naročito posle 1930.godine i Velike krize, došlo do međusobnog povezivanja elektrana dalekovodima, odnosno do formiranja prvih elektroenergetskih sistema. Najveće termoelektrane tog doba imale su snagu od 200 MW, dok se snaga najvećih hidroelektrana kretala u rasponu od 50 do 80 MW. Prenosna mreža radila je na naponima od oko 100 KV. Rast snage elektrana diktiran je potrebom porasta sigurnosti snabdevanja i većom ekonomičnošću. Brz rast kapaciteta za proizvodnju prouzrokovan je rastom potrošnje električne energije. U periodu 1928-1938 godina, proizvodnja je povećana sa 290TWh na 464 TWh, odnosno za blizu 5% godišnje (Požar, 1983). Kako su proizvodni kapaciteti bili uglavnom locirani u Evropi i Severnoj Americi, to su stope rasta potrošnje za Evropu iznosile 6%, a u S.Americi 7% godišnje. Karakteristike potrošnje tog vremena pokazuju da se najveći deo proizvedene električne energije trošio u industriji, dok domaćinstva učestvuju sa malim procentom u ukupnoj potrošnji, i to uglavnom za osvetljenje. Razvojem tehnike prenosa i napretka na polju zaštite i regulacije, omogućen je transport električne energije kroz visokonaponsku mrežu od 110, 220, 380, 500, 750 i 1000 kV na velike daljine, čime je stvorena pretpostavka za ekonomičniju izgradnju elektrana na područjima koja su udaljenija od potrošačkih centara, velikih gradova i industrije, ali su zato bliže izvorima primarne energije. Na taj način je došlo do stvaranja regionalnih, državnih i međudržavnih elektroenergetskih sistema, gde su elektrane i potrošački centri međusobno povezani dalekovodima visokog napona. U pojedinim čvorištima jedne velike električne mreže, preko trafostanica ostvarena je veza sa distributivnim mrežama nižih naponskih nivoa čime je omogućeno korišćenje električne energije kod krajnjih potrošača. Do stvaranja ovako velikih elektroenergetskih sistema dolazi oko 1940 godine, dok je njihova integracija nastupila nakon Drugog svetskog rata negde oko 1950.godine. Na taj način je došlo do kooperacije hidroelektrana, termoelektrana, prenosa i distribucije električne energije. Od nerazvijene elektroprivrede i izolovanih elektrana, stvorena je integracija brojnih snažnih elektrana, sa različitim troškovima proizvodnje, koje su sa potrošačkim centrima bile spojene visokonaponskom mrežom. Svrha povezivanja ovih velikih sistema je ostvarivanje najpovoljnijih uslova proizvodnje, veća pogonska sigurnost i što bolje iskorišćenje izgrađenih kapaciteta, koje se ogleda pre svega u smanjenju potreba za rezervnom marginom, pošto se u slučaju kvara u jednoj elektrani, njeno područje moglo snabdevati preko dalekovoda iz druge elektrane.
Izvor: Energy Statistics Yearbook, UN, više brojeva Uloga države u stvaranju jedinstvenih nacionalnih elektroenergetskih sistema bila je od presudnog značaja. Nacionalizacijom privatnih elektroprivrednih preduzeća i preuzimanjem vlasništva od lokalnih organa uprave, stvoreni su prvi elektroprivredni sistemi koji su pokrivali celo nacionalno područje (Engleska, Francuska). Izgradnja i širenje visokonaponske mreže, nije samo stvorilo pretpostavku međusobnog povezivanja elektrana nego i čitavih elektroenergetskih sistema (interkoneksija) i to kako u okviru jedne države tako i na međudržavnom nivou. Tako, danas u Evropi postoje tri međunarodne asocijacije za koordinaciju proizvodnje i prenosa električne energije i to: zapadno-evropska, skandinavska i istočno-evropska. Zapadnoevropska asocijacija za koordinaciju proizvodnje i prenosa električne energije UCPTE (Union pour la Coordination de la Production et du Transport de l’Elektricite) osnovana je u Parizu 1951.godine i ona obuhvata elektroprivrede Austrije, Belgije, Francuske, Italije, Luksemburga, Holandije, Nemačke, i Švajcarske, a kao pridruženi članovi su Španija, Portugalija i Jugoslavija (sada bivše jugoslovenske Republike) koji su zajedno sa Italijom i Austrijom činili južnu regionalnu grupu (SUDEL) Zadatak i smisao ove asocijacije je da kroz povezivanje velikih elektroenergetskih sistema koji se odlikuju različitom strukturom proizvodnje (sa jedne strane imamo snažne termoelektrane izgrađene u basenima bogatim ugljem kao što su Rur i ogranci Ardena dok na drugoj strani imamo Alpski region bogat hidroenergetskim potencijalom), omogući optimalno iskorišćavanje kako postojećih tako i budućih kapaciteta za proizvodnju električne energije. Skandinavska asocijacija, pod nazivom NORDEL ima iste zadatke kao i UCPTE i nju sačinjavaju Danska, Island, Finska, Norveška i Švedska. U ovim zemljama uglavnom dominira hidro proizvodnja, tako da ova asocijacija nastoji da se što bolje veže sa regionima koji su bogati ugljem (Nemačka). Iako su političke promene koje su zahvatile zemlje Istočne Evrope početkom 90-ih dovele do raspada SEV-a, u okviru koga je delovala i istočnoevropska asocijacija, koordinacija i međusobna saradnja ovih zemalja u sferi proizvodnje i prenosa električne energije još uvek je prisutna. Poznato je da se u okviru velikih elektroenergetskih sistema teži optimalnom ekonomskom i energetskom rešenju. Međutim, u praksi nailazimo na elektroenergetske sisteme u dva oblika i to: Integralni elektroenergetski sistem, pod kojim se podrazumeva takav sistem u kome se planiranje izgradnje elektrana i prenosne mreže kao i eksploatacija objekata vrši sa stanovišta tehničkog i ekonomskog optimuma celokupnog sistema. U takvom sistemu postoji horizontalna i vertikalna integrisanost i nema unutrašnjih komercijalnih granica između elektrana, prenosa i distribucije nego samo tehnička granica. Drugi vid je više elektroenergetskih sistema, među kojima se razmena električne energije vrši prema godišnjim ili višegodišnjim ugovorima. Ovde su odlučujući interesi pojedinih sistema, a tek na drugom mestu je načelo optimalne eksploatacije ovakve energetske celine. U takvom slučaju, zemlja je obično podeljena na više komercijalnih oblasti, što se podudara sa energetskim potencijalima te oblasti. Najbolji primer za ovakvu vrstu organizovanja elektroprivredne delatnosti predstavljaju SAD, koje su početkom 1980-ih godina imale 9 elektroenergetskih sitema, da bi se njihov broj sredinom 1990-ih smanjio na tri. Raspored i rast elektroprivrednih kapaciteta je geografski veoma neravnomeran što je posledica urbanizacije, dostignutog industrijskog razvoja i društvenog standarda. Iako se u razvijenim zemljama kapaciteti povećavaju u velikim apsolutnim iznosima, stope rasta imaju tendenciju pada. Nasuprot tome, zbog niske startne osnove, zemlje u razvoju beleže daleko više stope rasta. Posmatrano po vrstama kapaciteta, zapaža se da je tradicionalna podela na hidro i termo kapacitete postala složenija, i da se sada pored njih posebno iskazuju i nuklearne elektrane kao i ostale elektrane, koje se prevashodno odnose na geotermalne odnosno elektrane na obnovljive izvore (sunce, vetar, plimu i sl.) Podacima o strukturi kapaciteta raspolaže se od 1970.godine, dok se za ranije godine ne može sa pouzdanošću izneti njihova struktura.
Izvor: Energy Statistics Yearbook, UN, više brojeva Struktura proizvodnih kapaciteta elektroprivrede menja se veoma sporo. Termokapaciteti u ukupno instalisanoj snazi još uvek predstavljaju dominantan izvor električne energije. Obzirom da je izgradnja nuklearnih elektrana dostigla neki svoj maksimum i da se ne može očekivati u budućnosti da će njihovo učešće rasti (postoje zakonske barijere u velikom broju zemalja za njihovom daljom izgradnjom), to se može očekivati da će termoelektrane beležiti relativan rast zahvaljujući pre svega porastu kapaciteta koji kao pogonsko gorivo koriste gas. Hidroelektrane beleže gotovo konstantno učešće u ukupnim kapacitetima, dok je, pogotovo poslednjih godina, prisutan prodor tehnologija zasnovanih na korišćenju obnovljivih izvora energije, tako da se može očekivati njihov značajniji rast u godinama koje su pred nama. Rast kapaciteta, stvorio je osnovu za brži rast proizvodnje električne energije. U odnosu na druge oblike energije, stope rasta proizvodnje električne energije beleže veće iznose, te se na taj način lagano povećava udeo električne energije u ukupnoj energiji za finalnu potrošnju (sa 3,8% u 1983.godini na 4,6% u 1988.godini). Zbog nove metodologije obračuna finalne energije (Energy Statistics Yearbook, 1991), po kojoj se povećava ponder električne energije proizvedene u nuklearnim i geotermalnim elektranama, udeo električne energije u ukupnoj finalnoj energiji gotovo se udvostručio. Tako je 1989.godine električne energije predstavljala 8,8% energije za finalnu potrošnju, da bi taj procenat u 1995.godini porastao na 10,3%.
Izvor: Energy Statistics Yearbook, UN, više brojeva Proizvodnja električne energije se u periodu 1950-1995.godina povećala sa 959 TWh na 13.098 TWh, odnosno preko 13 puta. Prosečna stopa rasta u ovom periodu iznosi 6,0% godišnje, uz vidljivu tendenciju pada nakon 1980 godine. Tako je stopa rasta proizvodnje električne energije sa 10% godišnje, koliko je iznosila u 50-tim godinama spala na svega 2,2% u prvoj polovini poslednje decenije ovoga veka.
Izvor: Energy Statistics Yearbook, UN, više brojeva U strukturi proizvodnje električne energije dolazi do velikih promena, diktiranih pojavom novih tehnologija, kretanjem cena i raspoloživošću pojedinih oblika primarne energije, kao i povećanim ekološkim zahtevima. Skok cena tečnog goriva tokom sedamdesetih godina, uticao je na to da u svim zemljama sveta dođe do preispitivanja energetske politike i definisanja nove energetske strategije. U skladu sa takvim opredeljenjem, učešće termoelektrana na tečna goriva značajno se smanjio, dok je zamena za njih nađena u nuklearnim elektranama, čiji udeo u proizvodnji električne energije je osetno povećan naročito tokom osamdesetih godina4 kao posledica strategije oslanjanja na sopstvene snage i stavljanja naglaska na sigurnost snabdevanja. Kraj ovoga veka karakteriše povećano učešće termoelektrana na gas kao i elektrana na obnovljive izvore. Takav trend nastao je kao rezultat potrebe za diverzifikacijom izvora, pojavom Combined Cycle Gas Turbine - CCGT tehnologija kao i drugih tehnologija koje su omogućile ekonomično korišćenje obnovljivih izvora, ali pre svega kao pokušaj da se odgovori sve rigidnijim zahtevima za ekološkom zaštitom čovekove sredine. No i pored svih ovih tendencija i nepovoljnih ekoloških karakteristika, ugalj i dalje ostaje osnovno primarno gorivo (Ćuk N. 1998). Struktura potrošnje električne energije determinisana je stepenom industrijkog razvoja, nivoom standarda i navikama stanovništva. Sve veća zastupljenost tercijernog sektora uz istovremeni rast standarda domaćinstava, uticao je na to da se struktura potrošnje električne energije sve više pomera u pravcu ovih kategorija potrošača. Na ovu strukturu, u velikoj meri utiče i rasprostranjenost korišćenja električne energije za zagrevanje stambenih prostorija, odnosno raspoloživost drugih vidova energije pogodnih za zagrevanje. Veća zastupljenost malih potrošača uticala je i na njihovo povećanje odgovornosti za nastanak vršnih opterećenja, što je rezultiralo nastankom niza novih tehnika upravljanja potrošnjom (demand side management).
Izvor: Energy Statistics Yearbook, UN, više brojeva 1.6.1Perspektive razvoja elektroprivrede u XXI vekuPretpostavke daljeg razvoja elektroenergetike sveta u XXI veku zasnivaju se na delovanju nekoliko faktora. Pre svega, potrebe za električnom energijom će i dalje rasti5, posebno u zemljama u razvoju, zbog povećanja stanovništva i ekonomskog razvoja. Prema procenama UN u periodu od 1990. do 2020.godine priraštaj stanovništva će biti oko 2,8 milijardi ljudi, što je skoro četiri puta više nego u periodu 1960-1990.godina (Tabela 6). Pri tome, skoro 90% tog priraštaja će se ostvariti u zemljama u razvoju, tako da ukupni nivo svetske komercijalne potrošnje u osnovi zavisi od specifične potrošnje električne energije po stanovniku u tim zemljama. Imajući u vidu da od 1973.godine pa do danas imamo praktično minimalno povećanje specifične potrošnje u razvijenim OECD zemljama, pre svega zbog zasićenja zahteva i velikog povećanja efikasnosti korišćenja električne energije, pretpostavka je da će se takav trend nastaviti i u XXI veku. Takođe, tom trendu će se priključiti i zemlje iz bivšeg socijalističkog bloka, koje će veoma brzo morati da smanje neracionalnu energetsku potrošnju ukoliko žele da uhvate priključak sa svetom (Grafikon 2).
Izvor: Energy for Tomorow’s World, Global Report, 15 WEC Congress, Madrid, 1992. Potrebe za električnom energijom u velikoj meri će zavisiti od raspoloživosti pojedinih primarnih vidova energije. Već danas je opšte prihvaćen stav da u prvoj polovini XXI veka, a možda i duže, svet raspolaže sa dovoljnim količinama konvencionalnih goriva. Intenziviranjem istraživanja energetskih potencijala i razvojem novih tehnologija ublažena su strahovanja o iscrpljenosti energetskih goriva, pošto je još uvek veći prirast novopronađenih rezervi nego što je rast potrošnje. Procenjuje se da nafte ima za još 44 godine, gasa za 60 godina i uglja za preko 200 godina (Đajić, Tomanović, 1997). Otuda, ugalj i u budućnosti ostaje primarno energetsko gorivo za proizvodnju električne energije sa učešćem od 36%. Očekuje se znatno veće učešće prirodnog gasa, tako da će se njegovo korišćenje prema prognozama za 2010.godinu udvostručiti u odnosu na 1990.godinu (Grafikon 1). Bez obzira na odluke pojedinih vlada o zabrani izgradnje nuklearnih elektrana, one će ostati i u XXI veku izvor električne energije bez koga se ne može6, pre svega zbog činjenice što je nemoguće nadomestiti njihovo učešće u proizvodnji električne energije u tako kratkom roku. Iskazane potrebe za električnom energijom u XXI veku moguće je zadovoljiti samo uz realnu cenu, koja treba da pokrije sve troškove uključujući tu i zaštitu životne sredine, i doprinese održivom razvoju energetike. To mora biti cilj svih zemalja sveta, pogotovu zemalja u razvoju kod kojih cena često pokriva samo 30-40% stvarnih troškova (15 WEC Congress, 1992). Ovakva orijentacija je neophodna ne samo zbog potrebe obezbeđenja sredstava za finansiranja takvog razvoja, nego i zbog stvaranja pretpostavki za efikasnije i racionalnije korišćenje električne energije. Racionalizacija korišćenja energije mora da postane jedna od najznačajnijih komponenti energetske politike svake zemlje. Ciljevi efikasnijeg korišćenja su usmereni na ostvarivanje uslova za smanjenje specifične potrošnje po jedinici društvenog proizvoda u svim sektorima potrošnje, i oni obuhvataju ne samo obezbeđenje tehničko-tehnoloških pretpostavki za njeno ostvarenje, nego i sistemska rešenja uključujući tu i organizaciju, stimulaciju, obuku kadrova, informisanje, normativno i zakonsko regulisanje kao i druge prateće mere. Potreba za ovakvom orijentacijom u pogledu štednje energije potencirana je neophodnošću većeg angažovanja na zaštiti čovekove sredine. Sve veći zahtevi za električnom energijom i potreba za očuvanjem životne sredine, intenzivirali su naučnoistraživački i primenjeni rad u ovoj oblasti. U tom pravcu, istražuju se i razvijaju nove tehnologije koje treba da omoguće kako efikasnije korišćenje i produženje veka trajanja konvencionalnih goriva, tako i korišćenje novih obnovljivih izvora. Već su postignuti zapaženi rezultati, pre svega u korišćenju sunčeve i geotermalne energije kao i energije vetra, a posebna pažnja se posvećuje uglju kao jednom od najznačajnijih energetskih potencijala sveta, u smislu razvoja novih tehnika i tehnologija njegovog korišćenja. Grafikon 1. Proizvodnja električne energije u svetu u zavisnosti od vrste primarne energije 
Grafikon 2. Struktura ukupne instalisane snage elektrana u svetu po regionima 
Yüklə 1,2 Mb. Dostları ilə paylaş:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||