Transcript מערכת ייצור חשמל - הווה ועתיד - התאגדות מהנדסי חשמל ואלקטרוניקה בישראל
Slide 1
1
16בספטמבר 2011
Slide 2
""קומוניזם זה שלטון העם וחשמל
)20-(תחילת המאה ה
לנין.ו
“Social networks require one thing
above all: electricity”
Michael Suess,Member of the Managing
Board of Siemens AG and CEO of the
Energy Sector (21-)תחילת המאה ה
2
Slide 3
לפי התחזיות ביקוש החשמל העולמי יגדל
מ 21,000 TWH -היום ל 36,000 TWH -ב-
.2030ההשקעות בתחום החשמל יגיעו ל-
20טריליון דולר ב 20...15 -שנים הבאות.
לעמידה באתגר זה ,חיוני לספק
מסגרת פוליטית ברורה כדי להבטיח
כדאיות להשקעות אלו לטווח ארוך.
3
Slide 4
מערכת החשמל היום
=
חברת החשמל
4
Slide 5
היכן משק החשמל נמצא כיום?
בישראל אנו נמצאים במעבר בין
המערכת המונופוליסטית לבין
המערכת התחרותית
בישראל המצב מאופיין ב:
מעורבות חזקה של הרגולטור
הפעלת רשת ביטחון לטובת היח"פים
5
Slide 6
2010 הספק מותקן במגוואט בסוף שנת
Rutenberg
575*2
550*2
Eshkol
228*4
377*1
75*2
250
Reading
214*2
Haifa
141*2
377*2
Orot Rabin
575*2
360*4
Gezer
2*372 MW
4*148 MW
Ramat Hovav
1*335 MW
2*118 MW
2*100 MW
240 MW
Eilat
1*43 MW
1*34 MW
1*15 MW
Tsafit
1*248 MW
2*110 MW
Hagit
2*330 MW
1*359 MW*
240 MW
Alon Tabor
2*110 MW
1*373 MW
פחם
4,840
מזוט
432
סולר
2,546
גז טבעי
5,078
חח"י
12,826 MW : הספק מותקן
יח"פים
512
6
Slide 7
מכירות חשמל
60,000
52,037 GWh
50,000
40,000
20,000
10,000
0
2014E
2012E
2010
2008
2006
2004
2002
2000
1990
1980
1970
1960
7
GWh
30,000
Slide 8
שיפור באמינות אספקת החשמל
900 839
800
725
700
584
595
600
534
463
363
121
124
134
179
151 135
178
202
183
203
207
352
502
500
400
348
300
229
200
100
0
2008
תחזוקה מתוכננת
8
2003
1998
הפרעות במערכת הולכה וחלוקה
1993
הפרעות במערכת ייצור
1988
Slide 9
זמינות יחידות ייצור
IEC all units
VGB all units
NERC all units
95%
90%
85%
80%
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Source: NERC, VGB and IEC
9
Slide 10
10
Israel
Bulgaria
Lithuania
Estonia
Romania
Greece
Latvia
France
Slovenia
Finland
UK
Poland
Sweden
Czech
Malta
Slovakia
Cyprus
Portugal
30
Hungary
Spain
Ireland
Belgium
Netherlands
Luxembourg
Austria
Italy
Germany
Denmark
eurocent/kWh
2011 אוגוסט,תעריף למשקי בית
Source: Europe’s Energy Portal, www.energy.eu
Public Utility Authority – Electricity, www.pua.gov.il
25
20
15
10
5
0
Slide 11
מערכת החשמל בטווח
הביניים עד 2030
11
Slide 12
ציר הזמן של מערכת החשמל
• בטווח בקצר עד 2020משק החשמל
למעשה מוגדר כבר היום
הקמת קווי הולכה
3-10שנים
• משק החשמל יתבסס בעיקר על
טכנולוגיות מוכרות,
הקמת יחידות ייצור
2-10שנים
תכנון עבודות תחזוקה
התחייבות יחידת
ייצור לזמינות
פיקוח עומס
1-3שנים
12שעות מראש
כל 5דקות עם תכנון
ל 6 -שעות קדימה
זמן
זמן אמת
12
לתפעל
לתזמן
לתחזק
להקים
Slide 13
אתגרים עיקריים בפני תעשיית החשמל בעולם
גידול צריכת חשמל אפילו בתסריט צמיחה מתונה
דמוגרפיה
גידול אוכלוסיה:
7.5מיליארד ב2020 -
מגא-ערים (> 10מיליון):
27מגא-ערים ב2025 -
גידול צריכת אנרגיה
13
שינוי אקלים
יעדי אקלים:
תוכניות להקטנת
פליטות גזי חממה
גידול דרישה
לאנרגיה נקייה
מקורות דלק
גיאו-פוליטיקה:
70%מעתודות הגז
והנפט נמצאות במספר
מדינות מצומצם
תנודתיות מחירי נפט וגז
גידול דרישה
לאנרגיה נקייה
Source: W. Dehen, Siemens AG "Energy Efficiency – Solutions for an Integrated
Energy System". POWER-GEN Europe 2009, Cologne, Germany
Slide 14
איזון משולשים
אספקת אנרגיה
זמינה ואמינה
בעלי עניין
פוליטיקאים
צרכן
תעשייה
מסגרת
רגולאטורית
מוכנות דעת
קהל
התיעלות
אנרגטית
ביטחון
אנרגטי
איכות
הסביבה
סל דלקים אופטימלי
רשת חכמה
מערכת חשמל אינטגרטיבית
14
Source: W. Dehen, Siemens AG "Energy Efficiency – Solutions for an
Integrated Energy System". POWER-GEN Europe 2009, Cologne, Germany
אספקט
כלכלי
Slide 15
גורמים לפיתוח משק החשמל בישראל
כניסה לעידן הגז הטבעי בישראל
עידוד כניסת יצרנים פרטיים
עידוד שימוש במקורות אנרגיה מתחדשים
עידוד פרויקטים בתחום התייעלות אנרגטית
פיתוח טכנולוגיות להקטנת פליטות
15
Slide 16
תוכנית הפיתוח של חברת החשמל
7.2013
GT
1x 263 MW
15.7.2013
Add-on
1x 112 MW
9.2011
CCGT
377 MW
15.8.2013
Add-on
1x 115 MW
3.2011
Add-on
139 MW
7.2012
Add-on
123 MW
2011
2012
Coal fired:
FGD
SCR
Coal fired:
FGD
SCR
Coal fired:
SCR
Coal fired:
FGD
SCR
Coal fired:
FGD
SCR
Coal fired:
SCR
1.12.2013
Add-on
1x 132 MW
8.2014
Add-on
1x 115 MW
2013
2014
Coal fired
conversion
to natural
gas
Gas fired thermal
station 2*630 MW
?
2015
2016
2017
16
Slide 17
שינוי תמהיל דלקים
17
יאשה חאין ,חברת החשמל
16בספטמבר 2011
Slide 18
התפתחות משק החשמל
1999
הפעלת
המחז"מ
הראשון
ברמת חובב
עידן פחם
2004
כניסה לעידן הגז הטבעי (תחנת-
הכוח אשכול)
מגוואט
1981
הפעלת
תחנת-הכוח
הפחמית
מאור דוד
עידן גז טבעי
עידן מזוט
1935
הפעלת
תחנת-הכוח
חיפה א'
1962
הפעלת
טורבינת הגז
הראשונה
בפאתי חיפה
1938
הפעלת
תחנת-
הכוח
רדינג א'
1923
הפעלת
תחנת-הכוח
הראשונה בארץ
(בתל-אביב)
16
2010
18
2000
1990
1980
1970
1960
1950
1940
1930
1920
Slide 19
ייצור החשמל לפי סוג הדלק
2030
2001
2010
1%
2%
2%
10% 10%
20%
37%
60%
78%
80%
כלל הפיתוח העתידי ביחידות
גז ואנרגיה מתחדשת
פחם
19
גז טבעי
הרוב מיוצר בתח"כ פחמיות,
פיתוח מואץ יחידות גז
מזוט
טרם הגעת גז טבעי
סולר
מתחדשות
Slide 20
הספק מותקן לפי יצרן
2030
2010
2020
4%
5%
16%
34%
44%
62%
40%
המשך כניסת יח"פים+יישום
מלא של תוכנית התייעלות
חח"י
20
95%
כניסת יח"פים+יישום תוכנית
להתייעלות אנרגטית
יח"פים
כמעט כל ההספק נמצא בחח"י,
רוב יח"פים לצריכה עצמית
התייעלות
Slide 21
השפעת יחידות אנרגיה מתחדשת על מערכת החשמל
יחידות ייצור מאנרגיה מתחדשת -רוח ושמש -
מושפעות ממזג אויר ,תנודות עונתיות ויומיות
יחידות אלו דורשות גיבוי על ידי יחידות קונבנציונליות
כייוון שזמינותן בתקופת פסגה אינה מובטחת
אחת הדרכים לטפל בחסרונות אלו הינה אגירת
אנרגיה חשמל באמצעות:
אגירה-שאובה ,אויר דחוס קבלים גדולים -אגירה תרמית וכד'
21
Slide 22
ארכיטקטורת מערכת החשמל
Slide 23
מערכת מבוזרת
כניסת יחידות יצור מיני – מיקרו ,כגון ,PVטורבינות רוח קטנות,
יחידות בגודל בינוני המחוברות לרשת חלוקה ולקוחות ייחודיים כמו
רכב חשמלי משנות את ארכיטקטורת מערכת החשמל
מידע
חשמל
מידע
חשמל
ייצור
ייצור
הולכה
הולכה
חלוקה
חלוקה
לקוחות
לקוחות
מערכת מסורתית
מערכת עתידית
ייצור מבוזר
23
Slide 24
רכב חשמלי כגיבוי למערכת חשמל
מדוע רכבים צריכים להמשיך להשתמש בבנזין או סולר,
כשהחשמל יותר יעיל וגם יכול להיות מיוצר בחלקו ממקורות
המתחדשים ?
הפיתרון :ניידות מחושמלת
הקמת הספק נוסף כדי לכסות צריכת רכבים חשמליים
פיתוח רשת טעינה
רכב בממוצע נמצא 23שעות ביממה בחנייה
כמות החשמל נאגרת ברכבים הינה בקנה מידה עם צריכה ממוצעת במדינה
מערכת דו-כיוונית לטעינת רכבים יכולה להעביר בתקופת פסגה חשמל
מרכבים חנויים למערכת
ניתן להטעין רכבים בשפל ולנצל אותם לגיבוי המערכת בתקופת פסגה
בעלי רכבים יקבלו פיצוי עבור שירות איזון למערכת
24
Slide 25
סיכום
מערכת החשמל העתידית של ישראל תהיה שונה:
בתמהיל הדלקים
בארכיטקטורה
בבעלות על נכסים
האתגר העיקרי הינו בבניית תנאים אטרקטיביים "לשחקני
שוק האנרגיה"
להצלחת המהלך נדרש לרכז את הפעילות הרגולטורית
במקום אחד אשר יפעל בשקיפות ,יציבות והמשכיות ויקבע
את התפקיד של כל אחד מבעלי העניין בשוק האנרגיה
25
Slide 26
תודה
26
1
16בספטמבר 2011
Slide 2
""קומוניזם זה שלטון העם וחשמל
)20-(תחילת המאה ה
לנין.ו
“Social networks require one thing
above all: electricity”
Michael Suess,Member of the Managing
Board of Siemens AG and CEO of the
Energy Sector (21-)תחילת המאה ה
2
Slide 3
לפי התחזיות ביקוש החשמל העולמי יגדל
מ 21,000 TWH -היום ל 36,000 TWH -ב-
.2030ההשקעות בתחום החשמל יגיעו ל-
20טריליון דולר ב 20...15 -שנים הבאות.
לעמידה באתגר זה ,חיוני לספק
מסגרת פוליטית ברורה כדי להבטיח
כדאיות להשקעות אלו לטווח ארוך.
3
Slide 4
מערכת החשמל היום
=
חברת החשמל
4
Slide 5
היכן משק החשמל נמצא כיום?
בישראל אנו נמצאים במעבר בין
המערכת המונופוליסטית לבין
המערכת התחרותית
בישראל המצב מאופיין ב:
מעורבות חזקה של הרגולטור
הפעלת רשת ביטחון לטובת היח"פים
5
Slide 6
2010 הספק מותקן במגוואט בסוף שנת
Rutenberg
575*2
550*2
Eshkol
228*4
377*1
75*2
250
Reading
214*2
Haifa
141*2
377*2
Orot Rabin
575*2
360*4
Gezer
2*372 MW
4*148 MW
Ramat Hovav
1*335 MW
2*118 MW
2*100 MW
240 MW
Eilat
1*43 MW
1*34 MW
1*15 MW
Tsafit
1*248 MW
2*110 MW
Hagit
2*330 MW
1*359 MW*
240 MW
Alon Tabor
2*110 MW
1*373 MW
פחם
4,840
מזוט
432
סולר
2,546
גז טבעי
5,078
חח"י
12,826 MW : הספק מותקן
יח"פים
512
6
Slide 7
מכירות חשמל
60,000
52,037 GWh
50,000
40,000
20,000
10,000
0
2014E
2012E
2010
2008
2006
2004
2002
2000
1990
1980
1970
1960
7
GWh
30,000
Slide 8
שיפור באמינות אספקת החשמל
900 839
800
725
700
584
595
600
534
463
363
121
124
134
179
151 135
178
202
183
203
207
352
502
500
400
348
300
229
200
100
0
2008
תחזוקה מתוכננת
8
2003
1998
הפרעות במערכת הולכה וחלוקה
1993
הפרעות במערכת ייצור
1988
Slide 9
זמינות יחידות ייצור
IEC all units
VGB all units
NERC all units
95%
90%
85%
80%
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Source: NERC, VGB and IEC
9
Slide 10
10
Israel
Bulgaria
Lithuania
Estonia
Romania
Greece
Latvia
France
Slovenia
Finland
UK
Poland
Sweden
Czech
Malta
Slovakia
Cyprus
Portugal
30
Hungary
Spain
Ireland
Belgium
Netherlands
Luxembourg
Austria
Italy
Germany
Denmark
eurocent/kWh
2011 אוגוסט,תעריף למשקי בית
Source: Europe’s Energy Portal, www.energy.eu
Public Utility Authority – Electricity, www.pua.gov.il
25
20
15
10
5
0
Slide 11
מערכת החשמל בטווח
הביניים עד 2030
11
Slide 12
ציר הזמן של מערכת החשמל
• בטווח בקצר עד 2020משק החשמל
למעשה מוגדר כבר היום
הקמת קווי הולכה
3-10שנים
• משק החשמל יתבסס בעיקר על
טכנולוגיות מוכרות,
הקמת יחידות ייצור
2-10שנים
תכנון עבודות תחזוקה
התחייבות יחידת
ייצור לזמינות
פיקוח עומס
1-3שנים
12שעות מראש
כל 5דקות עם תכנון
ל 6 -שעות קדימה
זמן
זמן אמת
12
לתפעל
לתזמן
לתחזק
להקים
Slide 13
אתגרים עיקריים בפני תעשיית החשמל בעולם
גידול צריכת חשמל אפילו בתסריט צמיחה מתונה
דמוגרפיה
גידול אוכלוסיה:
7.5מיליארד ב2020 -
מגא-ערים (> 10מיליון):
27מגא-ערים ב2025 -
גידול צריכת אנרגיה
13
שינוי אקלים
יעדי אקלים:
תוכניות להקטנת
פליטות גזי חממה
גידול דרישה
לאנרגיה נקייה
מקורות דלק
גיאו-פוליטיקה:
70%מעתודות הגז
והנפט נמצאות במספר
מדינות מצומצם
תנודתיות מחירי נפט וגז
גידול דרישה
לאנרגיה נקייה
Source: W. Dehen, Siemens AG "Energy Efficiency – Solutions for an Integrated
Energy System". POWER-GEN Europe 2009, Cologne, Germany
Slide 14
איזון משולשים
אספקת אנרגיה
זמינה ואמינה
בעלי עניין
פוליטיקאים
צרכן
תעשייה
מסגרת
רגולאטורית
מוכנות דעת
קהל
התיעלות
אנרגטית
ביטחון
אנרגטי
איכות
הסביבה
סל דלקים אופטימלי
רשת חכמה
מערכת חשמל אינטגרטיבית
14
Source: W. Dehen, Siemens AG "Energy Efficiency – Solutions for an
Integrated Energy System". POWER-GEN Europe 2009, Cologne, Germany
אספקט
כלכלי
Slide 15
גורמים לפיתוח משק החשמל בישראל
כניסה לעידן הגז הטבעי בישראל
עידוד כניסת יצרנים פרטיים
עידוד שימוש במקורות אנרגיה מתחדשים
עידוד פרויקטים בתחום התייעלות אנרגטית
פיתוח טכנולוגיות להקטנת פליטות
15
Slide 16
תוכנית הפיתוח של חברת החשמל
7.2013
GT
1x 263 MW
15.7.2013
Add-on
1x 112 MW
9.2011
CCGT
377 MW
15.8.2013
Add-on
1x 115 MW
3.2011
Add-on
139 MW
7.2012
Add-on
123 MW
2011
2012
Coal fired:
FGD
SCR
Coal fired:
FGD
SCR
Coal fired:
SCR
Coal fired:
FGD
SCR
Coal fired:
FGD
SCR
Coal fired:
SCR
1.12.2013
Add-on
1x 132 MW
8.2014
Add-on
1x 115 MW
2013
2014
Coal fired
conversion
to natural
gas
Gas fired thermal
station 2*630 MW
?
2015
2016
2017
16
Slide 17
שינוי תמהיל דלקים
17
יאשה חאין ,חברת החשמל
16בספטמבר 2011
Slide 18
התפתחות משק החשמל
1999
הפעלת
המחז"מ
הראשון
ברמת חובב
עידן פחם
2004
כניסה לעידן הגז הטבעי (תחנת-
הכוח אשכול)
מגוואט
1981
הפעלת
תחנת-הכוח
הפחמית
מאור דוד
עידן גז טבעי
עידן מזוט
1935
הפעלת
תחנת-הכוח
חיפה א'
1962
הפעלת
טורבינת הגז
הראשונה
בפאתי חיפה
1938
הפעלת
תחנת-
הכוח
רדינג א'
1923
הפעלת
תחנת-הכוח
הראשונה בארץ
(בתל-אביב)
16
2010
18
2000
1990
1980
1970
1960
1950
1940
1930
1920
Slide 19
ייצור החשמל לפי סוג הדלק
2030
2001
2010
1%
2%
2%
10% 10%
20%
37%
60%
78%
80%
כלל הפיתוח העתידי ביחידות
גז ואנרגיה מתחדשת
פחם
19
גז טבעי
הרוב מיוצר בתח"כ פחמיות,
פיתוח מואץ יחידות גז
מזוט
טרם הגעת גז טבעי
סולר
מתחדשות
Slide 20
הספק מותקן לפי יצרן
2030
2010
2020
4%
5%
16%
34%
44%
62%
40%
המשך כניסת יח"פים+יישום
מלא של תוכנית התייעלות
חח"י
20
95%
כניסת יח"פים+יישום תוכנית
להתייעלות אנרגטית
יח"פים
כמעט כל ההספק נמצא בחח"י,
רוב יח"פים לצריכה עצמית
התייעלות
Slide 21
השפעת יחידות אנרגיה מתחדשת על מערכת החשמל
יחידות ייצור מאנרגיה מתחדשת -רוח ושמש -
מושפעות ממזג אויר ,תנודות עונתיות ויומיות
יחידות אלו דורשות גיבוי על ידי יחידות קונבנציונליות
כייוון שזמינותן בתקופת פסגה אינה מובטחת
אחת הדרכים לטפל בחסרונות אלו הינה אגירת
אנרגיה חשמל באמצעות:
אגירה-שאובה ,אויר דחוס קבלים גדולים -אגירה תרמית וכד'
21
Slide 22
ארכיטקטורת מערכת החשמל
Slide 23
מערכת מבוזרת
כניסת יחידות יצור מיני – מיקרו ,כגון ,PVטורבינות רוח קטנות,
יחידות בגודל בינוני המחוברות לרשת חלוקה ולקוחות ייחודיים כמו
רכב חשמלי משנות את ארכיטקטורת מערכת החשמל
מידע
חשמל
מידע
חשמל
ייצור
ייצור
הולכה
הולכה
חלוקה
חלוקה
לקוחות
לקוחות
מערכת מסורתית
מערכת עתידית
ייצור מבוזר
23
Slide 24
רכב חשמלי כגיבוי למערכת חשמל
מדוע רכבים צריכים להמשיך להשתמש בבנזין או סולר,
כשהחשמל יותר יעיל וגם יכול להיות מיוצר בחלקו ממקורות
המתחדשים ?
הפיתרון :ניידות מחושמלת
הקמת הספק נוסף כדי לכסות צריכת רכבים חשמליים
פיתוח רשת טעינה
רכב בממוצע נמצא 23שעות ביממה בחנייה
כמות החשמל נאגרת ברכבים הינה בקנה מידה עם צריכה ממוצעת במדינה
מערכת דו-כיוונית לטעינת רכבים יכולה להעביר בתקופת פסגה חשמל
מרכבים חנויים למערכת
ניתן להטעין רכבים בשפל ולנצל אותם לגיבוי המערכת בתקופת פסגה
בעלי רכבים יקבלו פיצוי עבור שירות איזון למערכת
24
Slide 25
סיכום
מערכת החשמל העתידית של ישראל תהיה שונה:
בתמהיל הדלקים
בארכיטקטורה
בבעלות על נכסים
האתגר העיקרי הינו בבניית תנאים אטרקטיביים "לשחקני
שוק האנרגיה"
להצלחת המהלך נדרש לרכז את הפעילות הרגולטורית
במקום אחד אשר יפעל בשקיפות ,יציבות והמשכיות ויקבע
את התפקיד של כל אחד מבעלי העניין בשוק האנרגיה
25
Slide 26
תודה
26