Index of /rozprawy2/10021

Pełen tekst

(1)AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE WYDZIAŁ WIERTNICTWA, NAFTY I GAZU. Rozprawa doktorska. METODYKA OCENY EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PODZIEMNEGO MAGAZYNU GAZU. Autor: Mgr inż. Piotr Kosowski. Promotor: Prof. dr hab. inż. Kazimierz Czopek. Kraków, kwiecień 2008.

(2) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Spis treści WSTĘP ....................................................................................................................................................... 3 1. UZASADNIENIE PODJĘCIA TEMATU ........................................................................................... 7 1.1. RODZAJE I WŁAŚCIWOŚCI PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU .......................................................... 7 1.2. PARAMETRY TECHNICZNE PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU ....................................................... 11 1.3. ZAPOTRZEBOWANIE NA PODZIEMNE MAGAZYNOWANIE GAZU ........................................................ 12 1.4. PODZIEMNE MAGAZYNOWANIE GAZU W POLSCE ............................................................................ 16 1.5. CEL I TEZA PRACY ........................................................................................................................... 30 2. NAKŁADY NA BUDOWĘ I KOSZTY EKSPLOATACJI PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU ........................................................................................................................................................ 33 2.1. NAKŁADY INWESTYCYJNE NA BUDOWĘ PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU................................... 33 2.2. KOSZTY EKSPLOATACJI PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU ........................................................... 42 3. ANALIZA EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU 47 3.1. TRADYCYJNE METODY OCENY EKONOMICZNEJ INWESTYCYJI ......................................................... 49 3.1.1. Metody proste ......................................................................................................................... 49 3.1.1.1. Prosty okres zwrotu ......................................................................................................................... 49 3.1.1.2. Prosta stopa zwrotu ......................................................................................................................... 51. 3.1.2. Metody dyskontowe ................................................................................................................ 52 3.1.2.1. Zdyskontowany okres zwrotu ......................................................................................................... 52 3.1.2.2. Wartość zaktualizowana netto (NPV) ............................................................................................. 53 3.1.2.3. Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) ..................................................................................................... 54 3.1.2.4. Porównanie metody NPV i IRR ...................................................................................................... 55 3.1.2.5. Zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu (MIRR) ....................................................................... 59 3.1.2.6. Wskaźnik wartości zaktualizowanej (NPVR) ................................................................................. 60 3.1.2.7. Inflacja a metoda NPV .................................................................................................................... 60 3.1.2.8. Minimalna cena za magazynowanie ................................................................................................ 62. 3.2. ANALIZA Z UWZGLĘDNIENIEM RYZYKA I NIEPEWNOŚCI. ................................................................. 65 3.2.1. Analiza wrażliwości ................................................................................................................ 67 3.2.2. Analiza scenariuszy ................................................................................................................ 69 3.2.3. Metoda Monte Carlo .............................................................................................................. 69 4. OGÓLNY MODEL METODYKI OCENY EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PODZIEMNEGO MAGAZYNU GAZU ............................................................................................... 72 5. APLIKACJA METODYKI OCENY EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PODZIEMNEGO MAGAZYNU GAZU NA WYBRANYM PRZYKŁADZIE ................................................................ 83 5.1. WYBÓR OPTYMALNEGO WARIANTU MAGAZYNU ............................................................................. 83 5.1.1. Wariant I ................................................................................................................................ 83 5.1.2. Wariant II ............................................................................................................................... 85 5.1.3. Wariant III .............................................................................................................................. 86. 1.

(3) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 5.1.4. Wariant IV .............................................................................................................................. 88 5.1.5. Raport końcowy i podsumowanie wyboru wariantu magazynu .............................................. 89 5.2. SZCZEGÓŁOWA ANALIZA EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ WYBRANEGO WARIANTU BUDOWY PMG .............................................................................................................................................................. 95 5.2.1. Standardowa analiza efektywności ekonomicznej .................................................................. 95 5.2.1.1. Metody proste ................................................................................................................................. 95 5.2.1.2. Metody dyskontowe ........................................................................................................................ 96 5.2.1.3. Podsumowanie analizy .................................................................................................................... 98. 5.2.2. Analiza z uwzględnieniem ryzyka i niepewności .................................................................. 100 5.2.2.1. Analiza wrażliwości ...................................................................................................................... 101 5.2.2.2.Analiza scenariuszy ........................................................................................................................ 104 5.2.2.3. Analiza wpływu stopnia wykorzystania magazynu na efektywność ekonomiczną ....................... 111 5.2.2.4. Analiza Metodą Monte Carlo ........................................................................................................ 116 5.2.2.4. Podsumowanie analizy z uwzględnieniem ryzyka i niepewności .................................................. 128. 6. PODSUMOWANIE I WNIOSKI ..................................................................................................... 132 SPIS RYSUNKÓW ................................................................................................................................ 136 SPIS TABEL .......................................................................................................................................... 139 LITERATURA: ..................................................................................................................................... 141. 2.

(4) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Wstęp Podziemne magazyny gazu są bardzo ważnym elementem systemu gazowniczego. Wydobycie gazu ziemnego i jego przesył na duże odległości to proces kosztowny. Wynika to ze stosunkowo niedużej ilości energii, zawartej w jednostce objętości gazu, co powoduje, iż koszt transportu na jednostkę objętości jest wysoki. W związku z tym udział opłaty za przesył w cenie, którą płaci odbiorca, jest bardzo duży. Dodatkowo zużycie gazu charakteryzuje się bardzo silną zmiennością, a wahania występują m.in. w cyklach rocznych, tygodniowych i dobowych. Zmienność ta nie idzie w parze z. preferowanym. przez. operatorów. gazociągów. stałym,. wysokim. stopniem. wykorzystania przepustowości instalacji przesyłowych. Gdyby nie wykorzystywano podziemnych i. magazynów. przepustowości. gazu,. systemów. to. zarówno. przesyłowych. zdolności. musiałyby. wydobywcze,. zaspokajać. jak. szczytowe. zapotrzebowanie na gaz ziemny. W momentach niskiego zapotrzebowanie na gaz ich możliwości wykorzystywane byłyby w niewielkim stopniu [Kosowski P., et al., 2007] Budowa podziemnych magazynów gazu, zarówno tych o bardzo dużych pojemnościach, zapewniających zaopatrzenie w gaz dla całej sieci w okresie zwiększonego poboru, jak i mniejszych lokalnych magazynów, równoważących lokalne wahania zużycia gazu ziemnego, jest oczywistą ekonomiczną koniecznością. Rola podziemnych magazynów gazu stała się szczególnie ważna, gdy główny dostawca tego surowca na rynek europejski – Rosja, zaczęła wykorzystywać swoją pozycję w rozmaitego rodzaju naciskach politycznych i gospodarczych. W sytuacji odcięcia dostaw ze wschodu niezwykle istotna jest możliwość dostarczenia odpowiednich ilości gazu ziemnego na rynek, co można osiągnąć posiadając odpowiednie wielkości pojemności magazynowych, połączone z wystarczającymi mocami odbioru z magazynów. Z drugiej strony rynek gazowy w krajach Unii Europejskiej liberalizuje się. Magazynowanie. w. podziemnych. magazynach. gazu. traktowane. jest. jako. przedsięwzięcie komercyjne, które musi przynieść zwrot poniesionych nakładów i zapewnić określony zysk inwestorom. Jest to szczególnie istotne w sytuacji, gdy zgodnie polityką Unii Europejskiej, już nie pojedyncze przedsiębiorstwa gazownicze (zazwyczaj państwowe) będą całkowicie odpowiedzialne za bezpieczeństwo dostaw gazu, ale kilka lub nawet kilkanaście firm gazowniczych w poszczególnych krajach. Do kwestii magazynowania gazu ziemnego odnosi się szereg aktów prawnych Unii 3.

(5) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Europejskiej, a zwłaszcza tzw. Europejska Dyrektywa Gazowa z czerwca 2003 roku. Zgodnie z nią wolny dostęp stron trzecich (regulowany lub negocjowany) do magazynów i usług towarzyszących jest obowiązkowy. Programy bezpieczeństwa i wymogi w zakresie zapasów magazynowych na poziomie poszczególnych krajów powinny sprzyjać tworzeniu i rozwojowi konkurencyjnego wewnętrznego rynku gazu. Wszystkie te zmiany spowodowały, iż do tradycyjnych funkcji podziemnych magazynów gazu dołączyły nowe, a ich zestawienie przedstawia się następująco [Stopa J., et al., 2007]:  Strategiczna rezerwa na wypadek przerwania dostaw (dotyczy zwłaszcza krajów silnie uzależnionych od importu spoza UE).  Sezonowe równoważenie obciążenia w celu zaspokojenia szczytowego popytu (gaz jest zatłaczany do magazynów na wiosnę i w lecie, a zwykle odbierany od października do marca).  Umożliwienie bilansowania dobowego.  Arbitraż cen gazu, czyli handlowa optymalizacja wahań cen gazu.  Ogólna optymalizacja funkcjonowania całego systemu, w tym ułatwienia dla transakcji wymiennych gazu typu „swap”.  Podtrzymanie. przesyłu. poprzez. niwelowanie. lokalnych. ograniczeń. przepustowości systemu lub krytycznych dopuszczalnych wielkości ciśnień. W przypadku Polski możemy spodziewać się w przyszłości powstania rynku komercyjnych usług magazynowania i pojawienia się konkurencyjnych w stosunku do PGNiG S.A. operatorów podziemnych magazynów gazu, podobnie jak dzieje się to w innych krajach europejskich. Szczególnego znaczenia na zliberalizowanym rynku usług magazynowania nabiera efektywność ekonomiczna podziemnego magazynu gazu. Konkurencyjny rynek wymaga,. aby. operator. podziemnego. magazynu. gazu. potrafił. zdefiniować. i skwantyfikować kluczowe czynniki wpływające na opłacalności świadczenia usług magazynowania. Wiedza ta pozwala na skuteczne rywalizowanie na rynku i osiąganie przewagi nad konkurencją. Pozwala ona również uniknąć kosztownych błędów już na etapie projektowania inwestycji. W. sytuacji,. gdy. rynek. usług. magazynowania. kieruje. się. zasadami. wolnorynkowymi, wiedza na temat opłacalności magazynowania, wrażliwości na zmiany kluczowych czynników ekonomicznych i technicznych, wpływu ryzyka oraz 4.

(6) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. minimalnych cen za magazynowanie, zapewniających osiągnięcie założonych stóp zwrotu, pozwala na optymalne poruszanie się po rynku, udane konkurowanie z rywalami rynkowymi oraz zwiększanie przychodów i zysków przedsiębiorstwa, a tym samym działanie na korzyść jego udziałowców. Kluczowym elementem przygotowywania inwestycji, polegających na budowie podziemnych magazynów gazu, powinna być analiza ekonomiczna, dostosowana do ich specyfiki i uwzględniająca szeroki zakres wskaźników, a także rozpatrująca zagadnienia związane z ryzykiem i niepewnością. Przedsiębiorstwo planujące budowę podziemnego magazynu gazu, po dokonaniu takiej analizy, będzie dysponowało wiedzą, pozwalającą na skuteczne funkcjonowanie na rynku. W światowej literaturze przedmiotu znaleźć można trzy główne pozycje z zakresu oceny inwestycji i podejmowania decyzji w przemyśle naftowym i gazowniczym. Są to: wydana w 1971 roku w Tulsie książka „An Introduction to Exploration Economics”, autorstwa R.E. Megilla, wydana w 1975 r. również w Tulsie książka „Decision Analysis for Petroleum Exploration”, napisana przez P.D. Newendorpa oraz wydana w Nowym Jorku w 1985 r. „Economic Analysis and Investment Decision” autorstwa C.U. Ikoku. W Polsce została wydana w 1995 r. pozycja prof. Z. Łuckiego „Ocena inwestycji i podejmowanie decyzji w górnictwie naftowym i gazownictwie”. Żadna z tych książek nie skupia się jednak na zagadnieniach, związanych z tematyką podziemnego magazynowania gazu, który to temat zyskuje w ostatnim czasie na znaczeniu i zdaniem autora wymaga głębszej analizy. W pierwszym rozdziale pracy przedstawiono uzasadnienie podjęcia tematu metodyki. oceny. efektywności. ekonomicznej. podziemnego. magazynu. gazu.. Zaprezentowano w nim cel i tezę pracy. Scharakteryzowano główne rodzaje podziemnych magazynów gazu, z wyszczególnieniem wad i zalet, a także omówiono podstawowe parametry techniczne. Rozdział ten zawiera również omówienie sytuacji na rynku gazowym w Polsce i Europie. Przedstawiono w nim także charakterystyki wszystkich polskich podziemnych magazynów gazu. Drugi rozdział zawiera omówienie nakładów inwestycyjnych oraz kosztów eksploatacji podziemnych magazynów gazu, z podziałem na magazyny zlokalizowane w szczerpanych złożach ropy naftowej i/lub gazu ziemnego, warstwach wodonośnych i kawernach solnych.. 5.

(7) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. W rozdziale trzecim zawarte jest omówienie metod i technik oceny efektywności ekonomicznej inwestycji w podziemny magazyn gazu ziemnego. Przedstawiono w nim również metody uwzględniające kwestie ryzyka i niepewności. Rozdział czwarty to omówienie metodyki oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynowania gazu, zaproponowanej przez autora niniejszej pracy. W rozdziale piątym przedstawiony jest przykład oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu, przeprowadzonej zgodnie z zaproponowanym przez autora w rozdziale czwartym schematem. Pracę kończy podsumowanie oraz wnioski.. 6.

(8) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 1. Uzasadnienie podjęcia tematu 1.1. Rodzaje i właściwości podziemnych magazynów gazu Gaz. ziemny. może. być. magazynowany. na. wiele. sposobów,. ale. najpopularniejszym sposobem jego przechowywania jest wykorzystanie podziemnych magazynów. Wyróżnia się trzy główne typy podziemnych magazynów gazu [Xiao G. et al., 2006]: 1) Zlokalizowane w wyeksploatowanych złożach ropy naftowej i/lub gazu ziemnego, 2) Zlokalizowane w warstwach wodonośnych, 3) Zlokalizowane w kawernach solnych. Gaz ziemny może być również przechowywany w płynnej formie w zbiornikach naziemnych. Każdy z typów podziemnych magazynów gazu ma swoje własne fizyczne, techniczne i ekonomiczne właściwości, takie jak np. porowatość, przepuszczalność, pojemność, moce napełniania i odbioru, zdolność do wykonywania wielu cykli rocznie, nakłady inwestycyjne, koszty operacyjne, itp. Dwie najważniejsze, z punktu widzenia eksploatacji, cechy podziemnego magazynu gazu to jego pojemność czynna i moc odbioru gazu. Warto zaznaczyć również, iż proces budowy podziemnego magazynu gaz jest długi i skomplikowany. W większości przypadków potrzeba przynajmniej 3-5 lat na tego typu inwestycję, a względy ekologiczne lub ewentualne protesty lokalnych społeczności mogą wydłużyć ten okres Większość. podziemnych. magazynów. gazu. zlokalizowanych. jest. w. wyeksploatowanych złożach ropy naftowej i gazu ziemnego. Z reguły są przystosowane do wykonywania jednego cyklu zatłaczania i odbioru w ciągu roku. Są również najtańsze przy projektowaniu, budowie i utrzymaniu. Konwersję wyeksploatowanego złoża na podziemny magazyn ułatwiają istniejące odwierty, infrastruktura naziemna, istniejące podłączenia do systemu gazowego oraz znajomość struktury przeznaczonej na magazynowanie. Zazwyczaj gaz buforowy stanowi 50% całkowitej pojemności magazynu [Xiao G. et al., 2006].. 7.

(9) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Zalety magazynów w wyeksploatowanych złożach to: 1. Zazwyczaj mają połączenia z głównymi gazociągami. 2. Na złożu istnieją już odwierty, które można wykorzystać oraz infrastruktura naziemna, co znacznie obniża koszty budowy magazynu. 3. Geologia złoża jest dobrze znana. Złoże to pułapka geologiczna co minimalizuje ryzyko niekontrolowanego wydostawania się gazu z magazynu. Minusy magazynów w wyeksploatowanych złożach to: 1. Zazwyczaj tego typu magazyny są zdolne do wykonywania tylko jednego cyku napełniania i odbioru w ciągu roku. 2. Otwory i infrastruktura naziemna takich złóż jest zazwyczaj stosunkowo stara i wymaga kosztownych rekonstrukcji i remontów. Pierwszy magazyn tego typu został zbudowany w 1916 roku w stanie Nowy Jork [Stopa J., et al., 2007] Istnieje wiele podziemnych magazynów gazu zlokalizowanych w warstwach wodonośnych. Struktury te mogą być wykorzystane na podziemne magazyny, gdy warstwa wodonośna przykryta jest nieprzepuszczalną warstwą skał i tworzy pułapkę geologiczną. Geologia warstw wodonośnych zbliżona jest do wyeksploatowanych złóż węglowodorów, ale budowa w nich podziemnych magazynów gazu wymaga z reguły utworzenia większej poduszki gazowej oraz dokładniejszego monitorowania procesów zatłaczania i odbioru gazu z magazynu. W przeciwieństwie do wyeksploatowanych złóż węglowodorów geologia warstw wodonośnych nie jest znana przed budową magazynu. Wymaga to przeprowadzenia szczegółowych i kosztownych badań. Nie istnieje również infrastruktura techniczna, taka jak odwierty, rurociągi, instalacje osuszające, sprężarki itp. W porównaniu z magazynami w wyeksploatowanych złożach, magazyny w warstwach wodonośnych mogą wymagać sprężarek o większej mocy i bardzie wydajnych urządzeń osuszających. Z drugiej strony, dzięki obecności wody, w takim magazynie panuje wyższe ciśnienie co skutkuje możliwością uzyskiwania wyższych mocy odbioru gazu z magazynu. Ma to szczególną wagę w przypadku potrzeby nagłego dostarczania dużych ilości gazu do systemu gazowniczego. Magazyny w warstwach wodonośnych wymagają również zatłoczenia całej poduszki gazowej, która dodatkowo stanowi zazwyczaj większy odsetek pojemności całkowitej magazynu, niż w przypadku magazynów w wyeksploatowanych złożach 8.

(10) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. węglowodorów. W obecnej sytuacji, gdy ceny gazu ziemnego są bardzo wysokie, ma to istotny wpływ na wielkość nakładów inwestycyjnych, potrzebnych do zbudowania magazynu. Zalety magazynów w warstwach wodonośnych to: 1. Zazwyczaj znajdują się blisko końcowych odbiorców. 2. Stosunkowo wysoka moc odbioru. 3. Większa niż w przypadku magazynów w wyeksploatowanych złożach zdolność do wykonywania wielu cykli w sezonie. Wady tego typu magazynów to: 1. Wysoki stopień ryzyka geologicznego. Tego typu struktura nie więziła w przeszłości węglowodorów, tak jak w przypadku złóż ropy lub gazu, w związku z tym istnieje niepewność odnośnie szczelności takiego magazynu. 2. Większe koszty operacyjne, związane z wydobyciem wody. 3. Konieczność utworzenia dużej poduszki gazowej (około 80% pojemności magazynu). Duża część tego gazu nie może być wydobyta po zakończeniu eksploatacji magazynu, co zwiększa w znacznym stopniu nakłady inwestycyjne. Magazyny w warstwach wodonośnych zostały zastosowane po raz pierwszy w 1946 r. w Stanie Kentucky (USA). Większość z magazynów tego typu eksploatowanych jest w Stanach Zjednoczonych, Francji oraz na terenach byłego Związku Radzieckiego. [Stopa J. et al., 2007] Magazyny zlokalizowane w kawernach solnych charakteryzują się bardzo wysokimi wartościami mocy zatłaczania i odbioru gazu w stosunku do pojemności czynnych magazynów. Budowa kawern solnych, w przeliczeniu na otrzymaną pojemność czynną, jest jednak bardziej kosztowna niż w przypadku wyeksploatowanych złóż węglowodorów, czy warstw wodonośnych. Z drugiej strony magazyny tego typu mogą wykonywać wiele cykli zatłaczania i odbioru w ciągu roku, co pozwala na znaczne zmniejszenie kosztów, w przeliczeniu na jednostkę zmagazynowanego gazu. Zdolność ta jest dużym atutem tego typu magazynów. Magazyny w kawernach solnych zajmują o wiele mniejszą powierzchnię niż pozostałe rodzaje magazynów. Wynika z tego o wiele łatwiejsze monitorowanie i 9.

(11) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. obsługa magazynu. Również czas budowy jest krótszy. Pomimo tego, iż magazyny tego typu są najdroższe w budowie i utrzymaniu, to stanowią bardzo dobre zabezpieczenie w przypadku gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na gaz ziemny. Są również bardziej przydatne w regulowaniu. krótkotrwałych wahań popytu,. zarówno w skali. ogólnokrajowej, jak i lokalnej. Zalety magazynów w kawernach solnych to [Xiao G. et al., 2006]: 1. Niewielki stosunek gazu buforowego do całkowitej pojemności magazynu (ok. 25%) 2. Bardzo duża moc odbioru (o wiele większa niż w przypadku magazynów w wyeksploatowanych złożach i warstwach wodonośnych) 3. Zdolność do wykonywania wielu cykli napełniania i odbioru w ciągu roku, co pozwala na równoważenie mniejszych wahań popytu i podaży gazu zimnego (np. dobowych). 4. Niskie ryzyko nieszczelności magazynu. Wady magazynów w kawernach solnych to: 1. Wysokie nakłady inwestycyjne konieczne przy budowie tego typu magazynów. 2. Wysokie koszty operacyjne. Magazyn tego typu zastosowano po raz pierwszy w 1961 roku w USA w Stanie Michigan. [Stopa J. et al., 2007]. Udział poszczególnych rodzajów magazynów w pojemności czynnej ogółem na świecie w roku 2003 przedstawia rysunek 1.1. Zdecydowaną większość stanowią magazyny w wyeksploatowanych złożach ropy naftowej i gazu ziemnego, które stanowią ponad 80% pojemności czynnych podziemnych magazynów gazu ogółem. Magazyny w warstwach wodonośnych posiadają ponad 12% udział w pojemnościach czynnych ogółem, a magazyny w kawernach solnych niemal 4%. Magazyny w kawernach skalnych i opuszczonych kopalniach nie odgrywają znaczącej roli.. 10.

(12) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. w złożach gazowych-/ropnych 83,47%. w opuszczonych kopalniach 0,05%. w kawernach skalnych 0,02% w kawernach solnych 3,83%. w warstwach wodonośnych 12,63%. Rys. 1.1. Udział poszczególnych typów magazynów w pojemności czynnej ogółem na świecie w roku 2003 Źródło: Stopa J. et al. 2007,. 1.2. Parametry techniczne podziemnych magazynów gazu Istnieje kilka istotnych parametrów technicznych podziemnych magazynów gazu. Są to: Całkowita pojemność magazynu – maksymalna ilość gazu, która może być przechowywana w magazynie, wynikająca z jego właściwości geologicznych oraz wyposażenia. Całkowita ilość gazu w magazynie – ilość gazu znajdująca się w magazynie w danym czasie. Gaz buforowy (poduszka gazowa) – gaz przeznaczony do trwałego przechowywania w magazynie w celu utrzymania odpowiedniego poziomu ciśnienia. Pojemność czynna magazynu – całkowita pojemność magazynu minus gaz buforowy, jest to maksymalna ilość gazu, która magazyn może przyjmować i oddawać do systemu w trakcie normalnej eksploatacji. Moc odbioru – ilość gazu, którą można odebrać z magazynu w jednostce czasu. Moc odbioru danego magazynu jest zmienna i zależy od czynników takich jak: ilość gazu w magazynie, ciśnienie w magazynie, infrastruktura naziemna magazynu i innych. 11.

(13) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Generalnie, moc odbioru magazynu zależy wprost od ilości zmagazynowanego gazu: im jest go więcej tym moc odbioru jest wyższa i zmniejsza się wraz ze zmniejszaniem się zapasów. Moc zatłaczania – ilość gazu, którą można zatłoczyć do magazynu w jednostce czasu. Moc zatłaczania, podobnie jak moc odbioru, jest zmienna i zależy od podobnych czynników. Odwrotnie niż w przypadku mocy odbioru moc zatłaczania spada wraz ze wzrostem zapasów i rośnie w miarę zmniejszania się ilości gazu w magazynie. Żaden z powyższych parametrów w odniesieniu do konkretnego magazynu nie jest stały i niezmienny. Moce odbioru i zatłaczania zmieniają się wraz ze zmianą stanu zapasów oraz są zależne od infrastruktury magazynu. Magazyny mogą również czasem przekraczać ustaloną pojemność magazynową, która również może się zmieniać, tymczasowa lub na stałe. Dzieje się tak np. wtedy, gdy operator magazynu przeklasyfikuje jeden rodzaj gazu na inny (np. buforowy na zapas), gdy powstają nowe odwierty lub instalowane jest nowe wyposażenie napowierzchniowe. Operatorzy mogą również zdecydować się na sczerpanie części gazu buforowego w przypadku dużego niedoboru gazu na rynku. [EIA, 2006]. 1.3. Zapotrzebowanie na podziemne magazynowanie gazu Dostęp do usług magazynowania gazu ziemnego ma kluczowe znaczenie w dzisiejszych czasach, a podziemne magazyny gazu odgrywają bardzo ważną rolę w systemie przesyłu i dystrybucji gazu ziemnego. Zgodnie z prognozami Międzynarodowej Agencji Energii udział gaz ziemnego, jako źródła energii pierwotnej, będzie stopniowo wzrastał (rys. 1.2) W Polsce również prognozuje się umiarkowany wzrost zużycia gazu. Fakt, iż podziemne magazyny gazu (PMG) stanowią kluczowy element infrastruktury przesyłowej spowoduje znaczny wzrost zapotrzebowania na pojemności magazynowe. Zużycie gazu charakteryzuje się dużą sezonowością, co nie idzie w parze z preferowanym przez operatorów stałym, wysokim stopniem wykorzystania gazociągów, gdyż następuje w takim przypadku rozminięcie się popytu i podaży. Gdyby nie wykorzystywano. magazynów. przepustowości. systemów. gazu,. zarówno. przesyłowych 12. zdolności. musiałyby. wydobywcze zaspokajać. jak. i. szczytowe.

(14) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. zapotrzebowanie na gaz. Tak więc budowa magazynów gazu, zarówno tych o bardzo dużych pojemnościach magazynowych, zabezpieczających zaopatrzenie w gaz dla całej sieci w okresie zwiększonego poboru (w sezonie grzewczym), jak i mniejszych lokalnych magazynów, stanowiących zabezpieczenie dla szczytowego zużycia w najbliższej okolicy jest ekonomiczną koniecznością. Zestawienie funkcji współczesnych podziemnych magazynów gazu przedstawia się następująco [Stopa J., Kosowski P., 2006]:  Strategiczna rezerwa na wypadek przerwania dostaw (dotyczy zwłaszcza krajów silnie uzależnionych od importu spoza UE).  Sezonowe równoważenie obciążenia w celu zaspokojenia szczytowego popytu (gaz jest zatłaczany do magazynów na wiosnę i w lecie i zwykle odbierany od października do marca).  Umożliwienie bilansowania dobowego.  Arbitraż cen gazu, czyli handlowa optymalizacja wahań cen gazu.  Ogólna optymalizacja funkcjonowania całego systemu, w tym ułatwienia dla transakcji wymiennych gazu typu „swap”.  Podtrzymanie. przesyłu. poprzez. niwelowanie. lokalnych. ograniczeń. przepustowości systemu lub krytycznych dopuszczalnych wielkości ciśnień. Rys. 1.2. Prognoza zapotrzebowania na energię pierwotną Źródło: Bergmann B, 2006. 13.

(15) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Na rysunku 1.3. przedstawiono ciekawe zestawienie wyceny poszczególnych magazynów gazu. Ich wartość podzielono na dwa elementy: wartość wewnętrzną i zewnętrzną. Wewnętrzna wynika z tradycyjnych funkcji magazynów, a zewnętrzna z nowych funkcji, które pojawiły się w ostatnich latach. Kawerny solne i magazyny LNG mają widoczną przewagę po względem wartości zewnętrznej, co wynika z ich parametrów. Magazyny w kawernach solnych mogą bowiem wykonywać aż do 18 cykli i napełniania i odbioru w ciągu roku, a magazyny LNG mogą zostać opróżnione w bardzo krótkim okresie czasu.. Złoża. Kawerny solne. Nowe kawerny solne. Wartośd wewnętrzna. LNG. Wartośd zewnętrzna. Rys. 1.3. Wycena wartości poszczególnych rodzajów magazynów Źródło: Farrington B., Cox D., 2006. Znaczenie podziemnych magazynów gazu, jako gwarancji zapewnienia ciągłości dostaw ciągle rośnie. Spowodowane jest to, zwiększającym się uzależnieniem niemal wszystkich państw Unii Europejskiej od importu gazu ziemnego oraz przypadkami wykorzystywania tego surowca w celach politycznych. Powoduje to konieczność utrzymywania zapasów i wymusza tworzenie magazynów strategicznych. Na rysunku 1.4 przedstawiono, dla wybranych krajów europejskich, odsetek zużycia gazu ziemnego pochodzący z własnych źródeł. Zauważyć można, iż tylko w nielicznych krajach, takich jak Dania, Holandia, czy Wielka Brytania, własny gaz ziemny ma znaczący udział w zużyciu ogółem. W przypadku Niemiec, Francji czy Włoch, które są największymi państwami Europy kontynentalnej, własne wydobycie w niewielkim. 14.

(16) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. stopniu jest w stanie zaspokoić zapotrzebowanie na ten surowiec. Nienajgorzej na tym tle wypada Polska, ponieważ około 1/3 zużywanego w naszym kraju gazu pochodzi ze źródeł krajowych. Tak duże uzależnienie od importu gazu ziemnego zmusza wiele państw do utrzymywania. podziemnych. magazynów. gazu,. zapewniających. sezonowe. równoważenie pomiędzy popytem a podażą oraz będących zabezpieczeniem na wypadek technicznych lub politycznych trudności z dostawami gazu z importu.. Rys. 1.4. Odsetek zapotrzebowania na gaz ziemny, pokrywany ze źródeł własnych w krajach UE Źródło: Hill A., 2006.. Interesujące, w związku z tym, wydaje się zestawienie posiadanych przez wybrane państwa pojemności magazynowych z odsetkiem własnego gazu ziemnego w zużyciu ogółem, przedstawione na rysunku 1.5.. 15.

(17) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Udział pojemności magazynowej w rocznym zużyciu gazu [%]. 40,0% Austria 35,0% 30,0% 25,0%. Francja Niemcy Włochy. 20,0% 15,0%. Dania Polska. 10,0%. Hiszpania. Holandia. Belgia. 5,0%. Wielka Brytania. Grecja. 0,0% 0%. 20% 40% 60% 80% Udział gazu z własnych źródeł w zużyciu ogółem [%]. 100%. Rys. 1.5. Udział pojemności magazynowej i gazu z własnych źródeł w zużyciu ogółem dla wybranych państw europejskich Źródło: Stopa J. et al. 2007,. Przedstawione na powyższym rysunku państwa podzielić można na trzy grupy: posiadające własny gaz i niewielkie ilości pojemności magazynowych, nieposiadające własnego gazu, ale mające dużo magazynów oraz państwa nie mające ani własnego gazu ani magazynów. Do pierwszej grupy można zaliczyć Danię, Wielką Brytanię i Holandię, do drugiej Austrię, Francję, Niemcy oraz Włochy, a do trzeciej Hiszpanię, Belgię i Grecję. Polska znajduje się na pograniczu tych trzech grup.. 1.4. Podziemne magazynowanie gazu w Polsce W Polsce pierwsze próby magazynowania gazu w sczerpanym złożu gazu ziemnego rozpoczęły się w 1954 r. w Karpatach w złożu Roztoki (w okolicach Jasła). Pojemność 24,18 mln m3 uzyskano w przedziale ciśnień 1,27 – 2,86 MPa. PMG Tarchały – 1976 r. (w sczerpanym złożu gazu ziemnego zaazotowanego) był pierwszym w Europie magazynem helu. W okresie 17 lat od 1976 do 1993 r. zatłoczono około 5,56 mln m3 helu, który został całkowicie odebrany z magazynu. [Stopa J. et al., 2007] Obecnie w Polsce eksploatowanych jest sześć magazynów gazu: pięć w wyeksploatowanych złożach i jeden zlokalizowany w kawernach solnych. Ich podstawowe parametry przedstawia tabela 1.1. 16.

(18) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Tabela 1.1. Pojemności czynne i moce odbioru PMG w Polsce w roku, 2006/2007 Nazwa PMG. Poj. Czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/d]. Swarzów. Strachocina. Brzeźnica. Husów. Wierzchowice. Mogilno. Razem. 90. 150. 65. 400. 575. 371,6. 1651,6. 1,0. 1,3. 0,8. 5,8. 4,4. 20,7. 34,0. Źródło: Stopa J., et al., 2007 Magazyny te możemy podzielić na systemowe: Wierzchowice, Mogilno i Husów oraz lokalne: Swarzów, Strachocina oraz Brzeźnica. Ich umiejscowienie na mapie Polski przedstawia rysunek 1.6. Widniejący na nim PMG Jaśniny nie jest obecnie eksploatowany. Cztery magazyny: Husów, Strachocina, Brzeźnica i Swarzów znajdują się w południowo-wschodniej Polsce. PMG Wierzchowice zlokalizowany jest na Dolnym Śląsku a jedyny polski magazyn kawernowy – Mogilno, znajduje się niedaleko Włocławka przy gazociągu jamalskim.. Rys. 1.6. PMG w Polsce na tle systemu przesyłowego Źródło: Stopa J., et al., 2007. 17.

(19) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Rys. 1.7. Zużycie gazu ziemnego wysokometanowego w latach 1989 – 2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. Obecnie głównym zadaniem podziemnych magazynów gazu w Polsce jest równoważenie sezonowych wahań zużycia gazu ziemnego. Wahania te są stosunkowo duże i zostały przedstawione na rysunku 1.7. W latach 1989-1991 nastąpił niewielki spadek zużycia gazu ziemnego, ale w następnych latach notujemy stały wzrost zużycia. Wraz ze wzrostem zużycia zwiększa się również amplituda wahań sezonowych, przyczyniając się do zwiększenia zapotrzebowania na magazynowanie gazu ziemnego. Rysunek 1.8 przedstawia jeden z takich rocznych cykli wraz z wyróżnieniem wielkości dostaw oraz zużycia gazu ziemnego a także okresów napełniania i opróżniania magazynów.. 18.

(20) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 60. 55. 50 Opróżnianie zbiorników 45. mln m3/dobę. 40. Napełnianie zbiorników. 35. 30. 25. 20. 15. 10 IV. V. VI. faktyczne zapotrzebowanie odbiorców dostawy ze źródeł krajowych i importu. VII. VIII. IX. X. XI. XII. I. II. prognoza max zapotrzebowania odbiorców prognoza min zapotrzebowania odbiorców. III miesiące roku. Rys. 1.8. Przebieg zapotrzebowania na gaz ziemny wysokometanowy w ciągu jednego sezonu Źródło: Stopa J., et al., 2007. Zużycie gazu przedstawia granatowa krzywa, natomiast poziom dostaw symbolizuje zielona krzywa. Gdy dostawy są na wyższym poziomie niż zużycie następuje napełnianie magazynów, oznaczone jest kolorem fioletowym. W sytuacji odwrotnej, gdy zużycie gazu jest większe niż poziom dostaw, magazyny oddają zgromadzony gaz do systemu, równoważąc niedobory, co jest zaznaczone na rysunku kolorem żółtym.. 19.

(21) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 1 800,0. Zużycie gazu [mln m3]. 1 600,0 1 400,0 1 200,0 1 000,0. 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 -10,0. -5,0. 0,0. 5,0. 10,0. 15,0. 20,0. 25,0. 30,0. Temperatura Miesięczne zużycie gazu Rys. 1.9. Zależność miesięcznego zużycia gazu ziemnego od temperatury w Polsce w latach 2000-2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. Na rysunku 1.9. przedstawiono miesięczne zużycie gazu w Polsce w zależności od średniej miesięcznej temperatury. Zaobserwować można wyraźny wzrost zużycia gazu ziemnego wraz ze spadkiem średniej miesięcznej temperatury. Obecnie wykorzystywane w Polsce pojemności magazynowe wystarczają jedynie na regulację wahań sezonowych. Nie stanowią zabezpieczenia w przypadku długotrwałego. wstrzymania. dostaw. z. importu. w. ciągu. zimy.. Dodatkowo. zapotrzebowanie na pojemności magazynowe w naszym kraju zostanie zwiększone w związku z ustawą o zapasach ropy naftowej, produktów naftowych i gazu ziemnego z dnia 16 lutego 2007 r. (Dziennik Ustaw z 2007 r. Nr 52 poz. 343), zgodnie z którą przedsiębiorstwa importujące gaz ziemny będą miały obowiązek docelowo gromadzić rezerwy na poziomie 30 dni średniego importu. W okresie przejściowym do końca września 2009 r. obowiązkowa rezerwa wynosić ma 11 dni importu, do września 2010r.- 15 dni średniego importu, do końca września 2012 r.- 20 dni średniego importu, a od tego terminu 30 dni średniego importu gazu ziemnego. Magazyny, wykorzystywane do przechowywania rezerw, będą musiały mieć moc odbioru pozwalającą na oddanie zapasów do systemu w ciągu maksymalnie 40 dni.. 20.

(22) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Na rysunku 1.10. przedstawiono wielkość minimalnych pojemności czynnych, niezbędnych do optymalnego równoważenia sezonowych wahać popytu i podaży gazu ziemnego oraz do zapewnienia wymaganych prawem rezerw obowiązkowych. 3000 2500. mln m3. 2000 1500 1000 500. Pojemnośd czynna. gru 11. paź 10. maj 11. sie 09. sty 09. cze 08. lis 07. kwi 07. wrz 06. lut 06. lip 05. gru 04. maj 04. paź 03. Stan magazynów. mar 10. Rezerwa. mar 03. sie 02. sty 02. cze 01. lis 00. kwi 00. 0. Rys. 1.10. Symulacja pojemności czynnej PMG koniecznej dla równoważenia nierównomierności zużycia gazu ziemnego, przy uwzględnieniu rezerw wymaganych w ustawie o zapasach oraz „rzeczywista” wielkość pojemności czynnych w latach 2000-2011 Źródło: Stopa J., et al., 2007. Obecnie. istniejące. w. Polsce. podziemne. magazyny gazu. nie. posiadają. wystarczających pojemności czynnych, pozwalających na wypełnianie podstawowych funkcji. magazynów,. czyli. równoważenia. wahań. sezonowych. i. utrzymania. strategicznych, określonych prawem rezerw. W związku z tym istnieje pilna potrzeba budowy nowych magazynów gazu lub zwiększenia pojemności czynnych magazynów, które już istnieją. W ostatnich latach mamy do czynienia z powolnym przyrostem pojemności czynnych podziemnych magazynów gazu w Polsce, ale nie są to wielkości zapewniające bezpieczeństwo energetyczne naszemu krajowi. Poniżej zaprezentowano krótką charakterystykę poszczególnych magazynów.. 21.

(23) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. PMG Wierzchowice W 1995 r. wstrzymano eksploatację złoża Wierzchowice. Jednocześnie rozpoczęto prace adaptacyjne mające na celu wykorzystanie infrastruktury KGZ Wierzchowice wraz z tłocznią do zatłaczania i odbioru gazu ze złoża Wierzchowice. Po zakończeniu tych prac, 1 kwietnia 1995 roku przystąpiono do pierwszego cyklu zatłaczania gazu do złoża. Etap tych prac wraz z trzema cyklami zatłaczania i odbioru gazu nazwany został „etapem zerowym”. Rysunek 1.11 przedstawia zmiany w pojemności czynnej i maksymalnej mocy odbioru w poszczególnych cyklach technologicznych. Pojemność czynna magazynu wzrosła od 400 mln m3 w sezonie 2000/01 do 575 mln m3 w sezonie 2006/07. Maksymalna moc odbioru magazynu wzrosła w tym samym okresie od 3,6 mln m3/dobę do 4,4 mln m3/dobę. 700,0. 5,0 4,5. 600,0. 4,0. 500,0. 3,5. 400,0. 3,0 2,5. 300,0. 2,0. 200,0. 1,5 1,0. 100,0. 0,5. 0,0. Moc odbioru [mln m3/doba]. Pojemnośd czynna [mln m3]. Wierzchowice. 0,0 00/01. 01/02. 02/03. 03/04. Pojemnośd czynna. 04/05. 05/06. 06/07. Moc odbioru. Rys. 1.11. Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Wierzchowice w latach 2000-2006 Źródło Stopa J., et al., 2007. PMG Brzeźnica Zatłaczanie gazu do złoża Brzeźnica rozpoczęto w czerwcu 1979r. Właściwą pracę magazynu notuje się od 1984r. Zatłaczanie gazu do magazynu odbywa się z gazociągu magistrali śląskiej, odbiór zaś do gazociągu Jarosław – Tarnów.. 22.

(24) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 70,0. 1,00. 60,0. 0,80. 50,0 40,0. 0,60. 30,0. 0,40. 20,0 0,20. 10,0 0,0. 0,00 00/01. 01/02. 02/03. 03/04. Pojemnośd czynna. 04/05. 05/06. Moc odbioru [mln m3/doba]. Pojemnośd czynna [mln m3]. Brzeźnica. 06/07. Moc odbioru. Rys. 1.12. Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Brzeźnica w latach 2000-2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. W latach 2000-2006 pojemność czynna magazynu nie zmieniała się i wynosiła 65 mln m3. Maksymalna moc odbioru również utrzymywała się na stałym poziomie 0,9 mln m3/dobę z wyjątkiem sezonów 02/03 i 03/04, w których została obniżona do poziomu 0,8 mln m3/dobę.. PMG Strachocina. 160,0. 1,40. 140,0. 1,20. 120,0. 1,00. 100,0. 0,80. 80,0 0,60. 60,0. 0,40. 40,0 20,0. 0,20. 0,0. 0,00 00/01. 01/02. 02/03. 03/04. Pojemnośd czynna. 04/05. 05/06. 06/07. Moc odbioru. Rys. 1.13. Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Strachocina w latach 2000-2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. 23. Moc odbioru [mln m3/doba]. Pojemnośd czynna [mln m3]. Strachocina.

(25) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Eksploatacja tego magazynu rozpoczęła się w maju 1982r. Odbierany gaz dostarczany jest lokalnie w rejon Sanoka, Krosna, Iwonicza i Jasła. PMG Strachocina jest największym lokalnym magazynem gazu eksploatowanym przez PGNiG S.A. W latach 2000-2006 pojemność magazynu została zwiększona ze 100 mln m3 do 150 mln m3 (w sezonie 2005/06). Maksymalna moc odbioru w pierwszych dwóch latach analizowanego okresu wynosiła 1,2 mln m3/dobę, w sezonach od 02/03 do 04/05 została zmniejszona do 1,1 mln m3/dobę, a od sezonu 05/06 wynosi 1,3 mln m3/doba (rysunek 1.13) – moc odbioru gazu z tego magazynu związana jest poziomem ciśnienia w systemie przesyłowym, gdyż nie ma on zainstalowanych sprężarek. PMG Swarzów Prace nad wykorzystaniem złoża gazu Swarzów jako podziemnego magazynu gazu podjęto już w roku 1965. Zatłaczanie gazu do złoża rozpoczęto w lipcu 1979r. Przez cały czas utrzymuje się jednakowa pojemność całkowita magazynu – na poziomie 200 mln m3, na pojemność czynną przypada 90 mln m3, a na pojemność buforową pozostałe 110 mln m3.. W PMG Swarzów występuje problem z siarkowodorem. pochodzenia biogennego. W celu ograniczenia tego zjawiska w cyklach zatłaczania gazu do magazynu dodaje się biocydy.. 100,0. 1,40 1,20. 80,0. 1,00 60,0. 0,80. 40,0. 0,60 0,40. 20,0. 0,20. 0,0. 0,00 00/01. 01/02. 02/03. 03/04. Pojemnośd czynna. 04/05. 05/06. 06/07. Moc odbioru. Rys. 1.14. Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Swarzów w latach 2000-2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. 24. Moc odbioru [mln m3/doba]. Pojemnośd czynna [mln m3]. Swarzów.

(26) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. W analizowanym okresie pojemność czynna PMG Swarzów nie zmieniała się i wynosiła 90 mln m3, natomiast maksymalna moc odbioru została w sezonie 2004/05 zmniejszona z przyczyn technicznych z 1,2 mln m3/dobę do 1 mln m3/dobę (rysunek 1.14) PMG Husów Zatłaczanie gazu do PMG Husów rozpoczęto w październiku 1987r. Przez cały analizowany okres (od sezonu zimowego 2000/2001 roku) pojemność czynna magazynu nie zmieniała się i wynosiła 400 mln m3. Maksymalna moc odbioru została zwiększona w sezonie 2001/02 z 5,7 mln m3/dobę do 5,8 mln m3/dobę (rysunek 1.15).. 450,0. 7,00. 400,0. 6,00. 350,0. 5,00. 300,0 250,0. 4,00. 200,0. 3,00. 150,0. 2,00. 100,0 50,0. 1,00. 0,0. 0,00 00/01. 01/02. 02/03. 03/04. Pojemnośd czynna. 04/05. 05/06. Moc odbioru [mln m3/doba]. Pojemnośd czynna [mln m3]. Husów. 06/07. Moc odbioru. Rys. 1.15. Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Husów w latach 2000-2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. PMG Mogilno Kawernowy Podziemny Magazynu Gazu Mogilno jest inwestycją realizowaną przez Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo S.A. od 1989 r. Po zakończeniu prac studialno-badawczych i zatwierdzeniu założeń techniczno-ekonomicznych budowy. 25.

(27) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. magazynu w dwóch etapach, w roku 1993 utworzono firmę INVESTGAS S.A., której powierzono realizację zadania, a w dalszym etapie eksploatację tego magazynu w imieniu i na rzecz PGNiG S.A. Pierwszy etap budowy, obejmujący 10 komór magazynowych o łącznej pojemności całkowitej ok. 585 mln m3 gazu wraz z infrastrukturą powierzchniową ukończono w 2005 r. KPMG Mogilno jest magazynem szczytowym, co przesądza o parametrach technicznych instalacji napowierzchniowej (jej przepustowość w cyklu odbioru wynosi 30 mln m3/dobę), a jego moc jest dwukrotnie większa niż pozostałych magazynów w Polsce łącznie. W latach 2000-03 następował ciągły przyrost pojemności czynnej magazynu, w efekcie czego wzrosła ona z 200 mln m3 w roku 2000 do 331,3 mln m3 w roku 2003. W roku 2004 pojemność czynna spadła do poziomu 319,6 mln m3, aby w roku 2005 zwiększyć się do 416,8 mln m3. Obecnie pojemność czynna PMG Mogilno wynosi 371,6 mln m3 (zmniejszenie pojemności czynnej wynika z przyczyn technicznych konwergencji soli w stosunku do maksymalnych ciśnień pracy kawern. Znacznym wahaniom ulegała również maksymalna moc odbioru z magazynu. W latach 2000-2003 wzrosła z 10 mln m3/dobę do 30,3 mln m3/dobę (przepustowość instalacji napowierzchniowej, natomiast realna moc odbioru wynosiła 12 mln m3/dobę). Aktualna rzeczywista moc odbioru gazu z tego magazynu, przy ciśnieniu jakie panuje w węźle w Gustorzynie (5-6MPa) wynosi 12 mln m3/dobę. Raportowane od sezonu 2004/05 zmniejszenie mocy odbioru do poziomu 20,7 mln m3/dobę wynika ze zmiany sposobu określania maksymalnej mocy odbioru gazu z magazynu, tzn. jest to moc jaką można uzyskać przy napełnionym magazynie, gdy ciśnienie w węźle w Gustorzynie wyniesie 8,4 MPa (przeciętne ciśnienie w systemie przesyłowym wynosi 5-6 MPa). Maksymalna uzyskana moc odbioru gazu z tego magazynu wyniosła 16 mln m 3/dobę, przy ograniczeniu odbioru gazu z gazociągu tranzytowego we Włocławku. Od roku 2005 w PMG Mogilno udostępniona jest pojemność czynna (50 mln m3), moc odbioru gazu z magazynu i moc zatłaczania gazu do magazynu na rzecz OGP GAZ-SYSTEM S.A. w celu realizacji przez tą firmę usług bilansowania podstawowego. Obowiązek udostępnienia pojemności czynnej na rzecz operatora gazociągów przesyłowych wynika z regulacji Prawa energetycznego. Powyższe zmiany obrazuje rysunek 1.16.. 26.

(28) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 450,0. 35,0. 400,0. 30,0. 350,0. 25,0. 300,0 250,0. 20,0. 200,0. 15,0. 150,0. 10,0. 100,0 50,0. 5,0. 0,0. 0,0 00/01. 01/02. 02/03. 03/04. Pojemnośd czynna. 04/05. 05/06. Moc odbioru [mln m3/doba]. Pojemnośd czynna [mln m3]. Mogilno. 06/07. Moc odbioru. Rys. 1.16. Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Mogilno w latach 2000-2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. Obecnie PGNiG S. A. eksploatuje sześć podziemnych magazynów gazu. Pięć spośród nich to magazyny zlokalizowane w szczerpanych złożach a jeden został utworzony w kawernach solnych (PMG Mogilno). Magazyny te zwyczajowo można podzielić na dwie kategorie: a) magazyny systemowe: - PMG Wierzchowice, - PMG Husów, - PMG Mogilno, b) magazyny lokalne: - PMG Strachocina, - PMG Swarzów, - PMG Brzeźnica. W ostatnich latach następował powolny przyrost pojemności czynnych podziemnych magazynów gazu.. Zwiększyła się ona z 1 255 mln m3 w roku 2000 do 1 651,6 mln m3 w roku 2006 ( przyrost o 31,6%). Maksymalna moc odbioru z magazynów wzrosła w tym samym okresie z 22,6 mln m3/dobę do 34,1 mln m3/dobę (przyrost o 50,5%), przy czym ponad połowa tej mocy przypada na PMG Mogilno. Zmiany pojemności czynnej i. 27.

(29) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. maksymalnej mocy odbioru we wszystkich magazynach łącznie przedstawia rysunek 1.17.. 50,0. Pojemnośd czynna [mln m3]. 1 800,0 1 600,0 1 400,0 1 200,0 1 000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0. 40,0 30,0 20,0 10,0. Moc odbioru [mln m3/doba]. Magazyny ogółem. 0,0 00/01. 01/02. 02/03. 03/04. Pojemnośd czynna. 04/05. 05/06. 06/07. Moc odbioru. Rys. 1.17. Łączna pojemność czynna oraz moc odbioru podziemnych magazynów gazu w Polsce w latach 2000-2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. Pojemność czynna magazynów systemowych wzrosła z 1 000 mln m3 w roku 2000 do 1 346,6 mln m3 w roku 2006 (przyrost o 34,7%), a maksymalna moc odbioru z 19,3 mln m3/dobę do 30,9 mln m3/dobę (wzrost o 60,1%). Pojemność czynna magazynów systemowych stanowi 81,5% łącznej pojemność czynnej PMG, a maksymalna moc odbioru 90,6% łącznej maksymalnej mocy odbioru wszystkich PMG. Łączna pojemność magazynów lokalnych wzrosła z 255 mln m3 w 2000 r. do 305 mln m3 w roku 2006 i stanowi 18,5% pojemności czynnej wszystkich podziemnych magazynów. Maksymalna moc odbioru zmniejszyła się z 3,3 mln m3/dobę w roku 2000 do 3,2 mln m3/dobę w roku 2006 i stanowi obecnie 9,4% łącznej maksymalnej mocy odbioru wszystkich PMG. Zmiany w pojemności czynnej i maksymalnej mocy odbioru magazynów systemowych i lokalnych przedstawiają rysunki 1.18 i 1.19. Rysunek 1.20 przedstawia wykorzystanie pojemności czynnych w Polsce w latach 2000-2006.. 28.

(30) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 45,0. 1 400,0. 40,0. 1 200,0. 35,0. Pojemnośd czynna [mln m3]. 1 600,0. 30,0. 1 000,0. 25,0. 800,0. 20,0. 600,0. 15,0. 400,0. 10,0. 200,0. 5,0. 0,0. 0,0 00/01. 01/02. 02/03. 03/04. Pojemnośd czynna. 04/05. 05/06. Moc odbioru [mln m3/doba]. Magazyny systemowe. 06/07. Moc odbioru. Rys. 1.18. Pojemność czynna oraz maksymalna moc odbioru systemowych PMG (Wierzchowice, Mogilno, Husów) w latach 2000-2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. 350,0. 3,50. 300,0. 3,00. 250,0. 2,50. 200,0. 2,00. 150,0. 1,50. 100,0. 1,00. 50,0. 0,50. 0,0. 0,00 00/01. 01/02. 02/03. 03/04. Pojemnośd czynna. 04/05. 05/06. Moc odbioru [mln m3/doba]. Pojemnośd czynna [mln m3]. Magazyny lokalne. 06/07. Moc odbioru. Rys. 1.19. Pojemność czynna oraz maksymalna moc odbioru lokalnych PMG (Strachocina, Swarzów, Brzeźnica) w latach 2000-2006 Źródło Stopa J., et al., 2007. 29.

(31) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 1 800,0 1 600,0 1 400,0 1 200,0 mln m3. 1 000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 2000/2001. 2001/2002. 2002/2003. Odbiór. 2003/2004. 2004/2005. 2005/2006. Pojemnośd czynna. Rys. 1.20. Wykorzystanie pojemności czynnej magazynów gazu w latach 2000-2006 Źródło: Stopa J., et al., 2007. W latach 2000/01 i 2001/02 pojemność polskich, podziemnych magazynów gazu nie była wykorzystywana w pełni, ale od sezonu grzewczego 2002/03 sytuacja uległa zmianie. Dwukrotnie, w sezonach 02/03 i 04/05, doszło nawet do szczerpania części gazu buforowego w niektórych magazynach.. 1.5. Cel i teza pracy Rosnące znaczenie gazu ziemnego jako pierwotnego źródła energii oraz zmiany następujące na rynku usług magazynowania gazu ziemnego w Europie, który przekształca się z zamkniętego i kontrolowanego przez państwa i duże koncerny narodowe w kierunku modelu wolnorynkowego, sprawia, iż ocena efektywności ekonomicznej podziemnych magazynów gazu staje się kluczowym czynnikiem w procesie. decyzyjnym. operatorów. magazynów.. Prawidłowo. wykonana. ocena. efektywności ekonomicznej, uwzględniająca również zagadnienia ryzyka i niepewności, jest bardzo ważnym elementem zapewniającym przewagę konkurencyjną. W. sytuacji,. gdy. rynek. usług. magazynowania. kieruje. się. zasadami. wolnorynkowymi, wiedza na temat opłacalności magazynowania, wrażliwości na zmiany kluczowych czynników ekonomicznych i technicznych, wpływu ryzyka oraz minimalnych cen za magazynowanie, zapewniających osiągnięcie założonych stóp. 30.

(32) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. zwrotu, pozwala na optymalne poruszanie się po rynku, udane konkurowanie z rywalami rynkowymi oraz zwiększanie przychodów i zysków przedsiębiorstwa. W przypadku Polski możemy spodziewać się w przyszłości powstania rynku komercyjnych usług magazynowania i pojawienia się konkurencyjnych w stosunku do PGNiG S.A. operatorów podziemnych magazynów gazu, podobnie jak dzieje się to w innych krajach europejskich. Kluczowym elementem przygotowywania inwestycji, polegających na budowie podziemnych magazynów gazu, powinna być analiza ekonomiczna, dostosowana do ich specyfiki i uwzględniająca szeroki zakres wskaźników, a także rozpatrująca zagadnienia związane z ryzykiem i niepewnością. Przedsiębiorstwo planujące budowę podziemnego magazynu gazu, po dokonaniu takiej analizy, będzie dysponowało wiedzą, pozwalającą na skuteczne funkcjonowanie na rynku i prowadzenie działalności, przy utrzymaniu przewagi konkurencyjnej oraz będzie w stanie prowadzić taką politykę cenową, aby generować odpowiednie stopy zwrotu dla akcjonariuszy. Niniejsza. praca. stanowi. próbę. głębszej. analizy. problemu. efektywności. ekonomicznej podziemnego magazynowania gazu. Autor zaproponował w niej metodykę. przeprowadzania. oceny. efektywności. ekonomicznej. podziemnego. magazynowania gazu na etapie projektowania inwestycji. Oprócz tradycyjnych metod oceny uwzględnia ona również zagadnienia, związane z ryzykiem i niepewnością. Praca łączy w sobie zarówno cel naukowy, jak i utylitarny. Celem naukowym jest stworzenie spójnej i wyczerpującej metodyki oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu, z uwzględnieniem czynników niepewności i ryzyka, a także scharakteryzowanie i omówienie kluczowych czynników mających wpływ na efektywności ekonomiczną PMG. Wartość utylitarna pracy wynika z faktu, iż zawiera ona gotowy i kompletny schemat postępowania podczas przygotowania inwestycji, polegającej na budowie podziemnego magazynu gazu, poparty przykładem obliczeniowym oraz jego analizą i omówieniem oraz metodę wyznaczania minimalnych cen za magazynowanie. W sytuacji, gdy budowa nowych, podziemnych magazynów jest nieunikniona, a także bliskie. wydaje. się. powstanie. rynku. komercyjnych. usług. magazynowania,. zaprezentowana w pracy metodyka może być wykorzystana przy planowaniu inwestycji oraz przy wyznaczaniu komercyjnych taryf za magazynowanie. W związku z tak sprecyzowanymi celami, teza pracy została sformułowana następująco: Wobec uzasadnionej potrzeby budowania podziemnych magazynów 31.

(33) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. gazu istnieje konieczność zrealizowania tych inwestycji z uwzględnieniem zarówno ich specyfiki, jak i poszerzonej analizy efektywności ekonomicznej. Analiza powinna wykorzystywać nie tylko tradycyjne metody, ale również uwzględniać ocenę ryzyka i niepewności przy budowie i eksploatacji podziemnych magazynów gazu. Istnieje także potrzeba określenia minimalnych cen za magazynowanie, zapewniających operatorowi podziemnego magazynu gazu uzyskanie założonych stóp zwrotu. Przykładowa analiza, zawarta w pracy, została przeprowadzona z wykorzystaniem narzędzi, stworzonych przez autora, a na jej podstawie sformułowano wnioski, dotyczące zarówno analizowanego przykładu, jak i ogólnych właściwości podziemnych magazynów gazu.. 32.

(34) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 2. Nakłady na budowę i koszty eksploatacji podziemnych magazynów gazu 2.1. Nakłady inwestycyjne na budowę podziemnych magazynów gazu Nakłady inwestycyjne definiuje się jako sumę wartości środków trwałych (trwałe nakłady kapitałowe i przedprodukcyjne wydatki kapitałowe) oraz wartości kapitału obrotowego netto, gdzie przez środki trwałe rozumie się środki konieczne do zbudowania i wyposażenia obiektu inwestycyjnego, a przez kapitał obrotowy – środki potrzebne do eksploatacji obiektu w całości lub w części [Behrens W., Hawranek P.M., 1993]. Budowa magazynów jest przedsięwzięciem kosztownym. Publikowane w literaturze nakłady wahają się od 0,1 do 1 USD na 1 m3 pojemności czynnej. Zależą one w dużej mierze od trzech czynników [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]:. a) rodzaju magazynu, b) warunków geologicznych a zwłaszcza głębokości magazynu c) pojemności czynnej magazynu. Główne pozycje nakładów inwestycyjnych to [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]:  pozyskanie terenu pod budowę,  wydatki na prace poszukiwawcze,  wiercenia odwiertów dla zatłaczania gazu i odwiertów wydobywczych,  w przypadku magazynów w kawernach solnych nakłady na urządzenia do ługowania i do zagospodarowania solanki,  adaptacja kawerny solnej,  instalacje i urządzenia powierzchniowe, takie jak wyposażenie odwiertów (głowice), tłocznia, instalacje do oczyszczania i do osuszania gazu, sieć gazociągów złożowych i kolektorowych, podłączenie do systemu przesyłowego,  gaz buforowy;  koszty wyłączenia z eksploatacji magazynów, w tym przede wszystkim koszty likwidacji odwiertów i zabezpieczeń horyzontów wodnych, koszty demontażu instalacji powierzchniowych. 33.

(35) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Zbiorniki magazynowe gazu są bardzo ważną częścią systemu gazowniczego, ale jednocześnie bardzo kapitałochłonną. Budowa podziemnego magazynu gazu dokonuje się w kilku fazach, z których należy wymienić: opracowanie studium opłacalności, planowanie, wiercenia, budowa i uruchomienie zbiornika. Jedynie etapy planowania i wierceń pokrywają się ze sobą i wzajemnie uzupełniają. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003] Konieczny do realizacji PMG czas zależy od rodzaju zbiornika magazynowego oraz od liczby etapów prac i zawarty jest w następujących granicach:  dla PMG w złożach sczerpanych. - od 2 do 7 lat.  dla PMG w warstwach wodonośnych. - od 5 do 14 lat w zależności od. pojemności zbiornika  dla PMG w kawernach solnych. - od 5 do N lat w zależności od liczby. kawern. Obecnie rzeczywiste czasy realizacji projektów PMG mają tendencję do skracania się i należy przyjmować raczej podane krótsze terminy, co oczywiście ma wpływ na ogólne koszty inwestycyjne. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003] Uważa się, że najdroższa jest budowa magazynów kawernowych, natomiast nakłady na budowę magazynów w sczerpanych złożach i warstwach wodonośnych są zbliżone. Wzrost pojemności czynnej powoduje spadek kosztu jednostkowego, a większa głębokość struktury magazynującej jego wzrost. Przykład polskich magazynów potwierdza tę regułę. Najmniejsze jednostkowe nakłady inwestycyjne występują dla płytkich magazynów umiejscowionych w sczerpanych złożach, a największe dla głębokich magazynów w sczerpanych złożach i magazynów kawernowych. [Stopa J. Kosowski P. 2006]. Ogólnie można stwierdzić, że dla PMG w złożach sczerpanych po gazie ziemnym lub ropie naftowej oraz w warstwach wodonośnych:  prawie 30% nakładów inwestycyjnych stanowi gaz buforowy,  ponad 20% nakładów w przypadku złóż sczerpanych, a ponad 30% w przypadku formacji wodonośnych wynoszą koszty odwiertów wydobywczych i 34.

(36) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. obserwacyjnych,  do 20% kosztów inwestycyjnych stanowią koszty przeznaczone na sprężanie gazu, czyli budowę tłoczni. Resztę nakładów, tj. od 20 do 30%, stanowią nakłady na budynki, drogi, rurociągi, instalacje osuszania gazu, instalacje pomocnicze i inne. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003] Przy podziale na nakłady na instalacje powierzchniowe i podziemne ich ogólny rozkład przedstawia się następująco:  dla PMG w złożach sczerpanych po 50% nakładów przypada na cześć naziemną i na część podziemną,  dla PMG w warstwach wodonośnych nakłady na część naziemną są niższe aniżeli w złożach sczerpanych i wynoszą 40%, zaś podziemnej części wyższe 60%. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003] Nakłady na budowę magazynów gazu mogą być wyrażane w odniesieniu do pojemności czynnej magazynu, na przykład w przeliczeniu na 1 m3 pojemności czynnej. Jest to najprostszy i najczęściej stosowany sposób przedstawiania nakładów inwestycyjnych, niezbędnych do budowy podziemnych magazynów gazu. Koszty poszukiwawcze stanowiące bardzo dużą część nakładów początkowych są niezwykle trudne do oszacowania, ponieważ ta faza rozwojowa podziemnego magazynu gazu ma miejsce znacznie wcześniej i często ma ona inny cel aniżeli znalezienie struktury magazynowej (znalezienie zasobów węglowodorów). Koszty zezwoleń na wejście na teren lub wykup terenu i koszty budynków zmieniają się bardzo w zależności od konkretnej lokalizacji, powierzchni potrzebnej do prowadzenia eksploatacji, gęstości zaludnienia na obszarze sąsiadującym z instalacjami, lokalnych systemów podatkowych itd. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003] Nie istnieją również proste metody określenia kosztów wierceń i odwiertów w zależności od głębokości zalegania horyzontu magazynowego, szczególnie w zakresie najczęściej spotykanych głębokości (od 300 do 2000 metrów), ponieważ koszty te zależą od wielu parametrów geologicznych, geograficznych i ekonomicznych. System wydobywczy, wraz z gazociągami złożowymi i kolektorowymi, musi gwarantować odpowiednią jakość gazu pobieranego ze złoża, również w przypadkach 35.

(37) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. cienkich warstw wodonośnych oraz w początkowych cyklach zatłaczania i wydobywania gazu, kiedy gaz może być np. zasiarczony, co powoduje dodatkowe koszty. Podobnie, osuszanie gazu może powodować wytwarzanie dużych ilości zanieczyszczonej wody i w związku z tym znaczący wzrost kosztów. Tłocznia jest wymagana dla zatłaczania i często dla poboru i przesłania gazu do systemu transportowego. Występuje tu wiele parametrów mających wpływ na koszty, takich jak maksymalne ciśnienie zbiornikowe, czas trwania cyklu zatłaczania, pojemność czynna gazu i ciśnienie dostawcze do gazociągu. Poziom kosztów zależy tutaj od wyboru jednej z następujących opcji w celu ułatwienia wydobycia i poprawienia wydajności PMG: dodatkowej mocy sprężania albo dodatkowej ilości gazu buforowego. Koszt podłączenia PMG do sieci w wysokim stopniu zależy od jego odległości od tej sieci, jak również od warunków terenu, gęstości zaludnienia wzdłuż trasy i od średnicy gazociągu. Koszt gazu buforowego jest jednym z największych składników nakładów inwestycyjnych. Zależny on jest w dużej mierze od ceny dostarczonego do zbiornika gazu ziemnego i od tego, czy w złożu sczerpanym pozostała wystarczająca dla poduszki ilość gazu. W celu obniżenia kosztów poduszki w PMG w warstwach wodonośnych zatłacza się często gaz obojętny, np. azot w ilości do 20%. Złoża z gazem zaazotowanym mogą oferować również tańszą poduszkę gazową. W USA niektórzy deweloperzy nie wliczają kosztu gazu buforowego do ogólnych nakładów inwestycyjnych, przewidując jego wykupienie przez klientów, operatorów i w ostatniej fazie eksploatacji przez odbiorców.[Zasady finansowania realizacji(…), 2003]. 36.

(38) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Budynki i drogi; 6%. Poduszka gazowa; 27%. Rurociągi; 6%. Inne; 7% Instalacje pomocnicze; 7%. Instalacje do osuszania; 8% Tłocznia; 16% Odwierty; 23%. Rys. 2.1. Przykładowy rozkład nakładów dla magazynów budowanych w szczerpanych złożach oraz warstwach wodonośnych Źródło: Stopa J. Kosowski P. 2006.. Tabela 2.1. Typowy rozkład nakładów dla PMG w sczerpanym złożu Wyszczególnienie. Procent całkowitych nakładów inwestycyjnych. koszty poszukiwań. 5%. poduszka gazowa. 35%. instalacje powierzchniowe. 35%. instalacje podziemne. 25%. Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003. Tabela 2.2. Nakłady inwestycyjne w USD na 1 m 3 pojemności czynnej dla PMG w sczerpanym złożu. Głębokość [m] < 1000 1000-2000. Pojemność czynna [mln m3]. Nakłady jednostkowe [USD/m3]. 100- 200. 0,35 - 0,60. 500-1000. 0,14- 0,35. 500-1000. 0,10- 0,25. Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003. 37.

(39) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Tabela 2.3. Typowy rozkład nakładów dla PMG w warstwie wodonośnej Wyszczególnienie. Procent całkowitych nakładów inwestycyjnych. koszty poszukiwań. 15%. poduszka gazowa. 30%. instalacje powierzchniowe. 25%. instalacje podziemne. 30%. Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003. Tabela 2.4. Nakłady inwestycyjne w USD na 1 m 3 pojemności czynnej dla PMG w szczerpanym złożu. Głębokość [m] < 1000 1000-2000. Pojemność czynna [mln m3]. Nakłady jednostkowe [USD/m3]. 100- 200. 0,35-0,60. 500-1000. 0,20-0,40. 500-1000. 0,15-0,30. Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003. PMG w kawernach mogą być realizowane w wysadach solnych lub w złożach solnych poprzez wyługowanie wodą rozpuszczalnych związków soli. Na nakłady inwestycyjne oraz na rozkład nakładów PMG w kawernach solnych wpływa bardzo duża liczba czynników, takich jak struktury geologiczne (wysad lub złoże solne), źródło wody do ługowania, sposób wykorzystania solanki, lokalizacja PMG itd. Przez analogię z PMG w formacjach porowatych można rozdzielić nakłady całkowite na nakłady na instalacje powierzchniowych i instalacje podziemne. Podział jest następujący; 59% przypada na część podziemną, a 41% na naziemną. Głównymi ich elementami są koszty ługowania (składnik podziemny) i koszty urządzeń do sprężania gazu (składnik naziemny). [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]. 38.

(40) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Instalacje pomocnicze; 3% Budynki i drogi; 6%. Inne; 2%. Rurociągi; 4%. Ługowanie; 32%. Instalacje do osuszania; 8%. Tłocznia; 12% Poduszka gazowa; 18%. Odwierty; 15%. Rys. 2.2. Rozkład nakładów dla magazynów budowanych w kawernach solnych Źródło: Stopa J. Kosowski P. 2006.. Tabela 2.5. Typowy rozkład nakładów dla PMG w kawernach solnych Wyszczególnienie. Procent całkowitych nakładów inwestycyjnych. koszty poszukiwań. 5%. poduszka gazowa. 20%. instalacje powierzchniowe. 30%. instalacje podziemne. 45%. Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003. Tabela 2.6. Nakłady inwestycyjne w USD na 1 m 3 pojemności czynnej dla PMG w kawernach solnych. Głębokość [m] < 1000 1000-2000. Pojemność czynna [mln m3]. Nakłady jednostkowe [USD/m3]. ok. 100. 0,70- 1,00. <500. 0,50-0,75. 500-1000. 0,35-0,52. Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003. Na jednostkowe nakłady inwestycyjne PMG mogą wpływać następujące czynniki:  pojemność zbiornika magazynowego; zazwyczaj przy większej pojemności PMG uzyskuje się efekt skali, co w efekcie obniża jednostkowe nakłady inwestycyjne, 39.

(41) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu.  posadowienie, przepuszczalność i struktura formacji geologicznej; te parametry wpływają na otaczające ciśnienie złożowe i na wydajność zbiornika, a zatem na liczbę wymaganych odwiertów wydobywczych oraz na relację objętości poduszki do pojemności roboczej. Dla PMG w kawernach solnych posadowienie formacji solnych ma bezpośredni wpływ na koszty wiercenia, podczas gdy struktura i wielkość formacji geologicznej określa możliwości uzyskania kawerny o żądanych rozmiarach. Nowa technologia horyzontalnego ługowania pozwala na realizację kawern w cienkich horyzontach złóż solnych,  rodzaj gazu buforowego, czyli poduszki; na koszt tej poduszki, która stanowi dużą część początkowych kosztów, ma wpływ rodzaj gazu; i tak np. gaz zaazotowany o mniejszej wartości pieniężnej wpływa na zmniejszenie tych kosztów,  lokalizacja. PMG;. usytuowanie. względem. głównych. gazociągów. przesyłowych ma oczywisty wpływ na koszty podłączenia PMG. W przypadku zbiorników w kawernach solnych wymagane są duże ilości wody do ługowania oraz wytwarzane są bardzo duże ilości solanki. Dlatego lokalizacja PMG blisko źródła wody lub potencjalnego użytkownika solanki (np. zakłady petrochemiczne) może mieć bardzo duży wpływ na koszty kapitałowe,  maksymalna wielkość poboru gazu; jednostkowe nakłady inwestycyjne rosną wraz ze wzrostem mocy poboru gazu. Dla danej struktury geologicznej i dla danej pojemności roboczej gazu większa moc poboru powoduje po pierwsze, zwiększenie liczby odwiertów, po drugie, w przypadku PMG w warstwach wodonośnych większy stosunek gazu buforowego do pojemności roboczej gazu potrzebny do przeciwdziałania przedostawania się wody do odwiertu, oraz po trzecie, w przypadku kawern solnych powoduje wzrost ciśnienia dennego i wzrost przepustowości odwiertu przy wydobyciu,  liczba cykli zatłaczania i opróżniania; pobór gazu z PMG zwykle następuje w okresie od 15 do 120 dni w ciągu roku. Większość PMG w sczerpanych złożach i w warstwach wodonośnych ma jeden cykl roczny zatłaczania i opróżniania. Jeżeli PMG wykonuje więcej niż jeden cykl rocznie, to koszt jednostkowy znacznie maleje. To kryterium jest szczególnie korzystne dla PMG w kawernach. 40.

(42) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. solnych, przygotowanych na zatłaczanie i pobór bardzo dużych ilości gazu w krótkim czasie, a więc mogących przeprowadzić kilka cykli rocznie,  początkowy harmonogram zatłaczania dla nowych zbiorników magazynowych; nowe zbiorniki mogą być napełniane bardzo szybko w granicach dopuszczalnych maksymalnych ciśnień i mocy tłoczni gazu lub mogą być zatłaczane w ciągu kilku lat (przypadek bardziej realistyczny). A zatem różne możliwe scenariusze mają wpływ na koszty realizacji PMG,  dla zbiorników w kawernach solnych największe znaczenie mają: budowa geologiczna. i. miąższość. formacji. solnej,. zawartość. minerałów. nierozpuszczalnych oraz rozpiętość horyzontalna złoża lub wysadu solnego. Jeżeli grubość formacji solnej jest duża, to możliwe jest wyługowanie kawern o dużej pojemności wodnej (czasem powyżej 400 000 nr1), co prowadzi do zmniejszenia. kosztów. jednostkowych.. Im. mniejsza. jest. zawartość. nierozpuszczalnych minerałów w soli dla danej miąższości, tym większa może być kawerna. Rozpiętość horyzontalna formacji solnej określa liczbę kawern o danej objętości, które mogą zostać wyługowane w danym miejscu. [Zasady finansowania (…), 2003]. 41.

(43) Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. 2.2. Koszty eksploatacji podziemnych magazynów gazu Podstawowe kryterium podziału kosztów to ich zachowanie względem rozmiaru prowadzonej działalności. Koszty wykazujące korelację z rozmiarem działalności to koszty zmienne, natomiast te nie wykazujące korelacji to koszty stałe [Czopek K., 2003]. Koszty stałe nie ulegają zmianie przy zmianie rozmiaru prowadzonej działalności. Natomiast jednostkowe koszty stałe zmniejszają się wraz ze wzrostem rozmiaru działalności. W grupie kosztów stałych wyróżnia się:  koszty absolutnie stałe - nie ulegające żadnym wahaniom pod wpływem zmian skali produkcji (np. płace personelu administracyjnego, niektóre podatki),  koszty skokowo stałe - niezmienne w pewnych przedziałach (po osiągnięciu górnej granicy danego przedziału podnoszą się na wyższy poziom, np. koszty remontów).  Koszty zmienne zmieniają się wraz ze zmianą rozmiaru działalności. Wyróżnia się tu:  koszty zmienne proporcjonalnie - tempo przyrostu (spadku) tych kosztów jest tożsame z tempem towarzyszącym wzrostowi (spadkowi) produkcji, np. koszty zużycia materiałów podstawionych i energii,  koszty zmienne progresywnie - rosną szybciej niż rozmiary produkcji np. koszty związane z koniecznością pracy w godzinach nadliczbowych,  koszty zmienne degresywnie - wzrastają wolniej niż wielkość produkcji, np. koszty eksploatacji maszyn i urządzeń. [Czopek K., 2003] Koszty eksploatacyjne, konserwacji i remontów obejmują: . koszty stałe niezależne od wielkości faktycznego magazynowania, do których zalicza się: koszty pracy, opłaty koncesyjne i podatki lokalne, ubezpieczenia, obsługę odwiertów. Koszty te, choć istotne, są znacznie niższe od kosztów kapitałowych.. . koszty zmienne, które występują podczas pracy zbiornika magazynowego i dotyczą kosztów sprężania gazu, kosztów obróbki gazu (oczyszczania i osuszania), podgrzewania gazu, zużywanych materiałów, odwadniania itp.. 42.