Opis
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. Spis treściOd 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 sys