Koncepcja implementacji regulacji środowiskowych w długoterminowym modelu systemu wytwarzania energii elektrycznej

Państwa, których energetyka bazuje na jednostkach wykorzystujących węgiel kamienny i brunatny do produkcji energii, stoją przed wyzwaniem dostosowania swojego sektora energetycznego do wymagań środowiskowych stawianych i uchwalanych na szczeblu Unii Europejskiej. Badanie wpływu tych regulacji na przyszły kształt i funkcjonowanie sektora wytwarzania energii elektrycznej jest zadaniem złożonym i wymaga zastosowania właściwych metod i narzędzi. Powszechnie stosuje się w tym celu metodykę matematycznego modelowania systemów, dzięki której możliwe jest zbudowanie odpowiedniego narzędzia (modelu). Problemem jest przełożenie zapisów i instrumentów wdrożonych wraz z przyjęciem poszczególnych regulacji środowiskowych na odpowiednie równania w modelu długoterminowym, tak by prawidłowo odzwierciedlić ich sens. Celem artykułu jest zaproponowanie koncepcji implementacji regulacji środowiskowych w długoterminowym modelu sektora wytwarzania energii elektrycznej. Aby to zrealizować zidentyfikowano i scharakteryzowano najistotniejsze regulacje środowiskowe oddziałujące na sektor wytwórczy w kontekście jego długoterminowego funkcjonowania i rozwoju, tj. dyrektywę w sprawie ustanowienia systemu handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych (tzw. dyrektywa EU ETS), dyrektywę w sprawie emisji przemysłowych (tzw. dyrektywa IED), dyrektywę w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych (tzw. dyrektywa OZE) oraz dyrektywę w sprawie efektywności energetycznej. Następnie, dla każdej z wymienionych regulacji przedstawiono sposób implementacji (ceny uprawnień do emisji CO2, wskaźniki emisji zanieczyszczeń, minimalny udział OZE, redukcja zapotrzebowania na moc itd.) w modelu matematycznym.

Countries in which the power generation system is mainly coal-based, either fueled with hard or brown coal, currently face the challenge of adapting their energy sector to the environmental requirements set by European Union. Studying the impact of the European regulations on the future structure and operation of the power generation sector is a complex and daunting task that requires the application of suitable methods and tools. A commonly used approach for this purpose is mathematical system modelling and the construction of a mathematical models. In this regard, the challenge lies in finding the appropriate method for transposing directives and long-term environmental regulations into specific mathematical equations. Thus, the main aim of this paper is to propose a concept for the implementation of environmental regulations in a long-run mathematical model of the power generation sector. In order to accomplish this task, major environmental regulations that could influence this sector, in a long-term perspective, are identified and characterized. These regulations are: directive establishing a scheme for greenhouse gas emission allowance trading within the Community (EU ETS), directive on industrial emissions (integrated pollution prevention and control) (IED), directive on the promotion of the use of energy from renewable sources and directive on energy efficiency. Finally, this paper presents a concept for the implementation in a mathematical model of each one of these regulations, including emission allowances prices, pollutants emission factors, minimum share of renewable energy sources, power generation demand reduction.