A nagy hatásfokú hasznos hőigényen alapuló kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés terén elért előrehaladásról Magyarországon (az Európai Parlament és a Tanács 2004/8/EK irányelv 6. cikk (3) bekezdésében említett elemeket tartalmazó, a 10. cikk (2) bekezdésszerinti jelentés)
2009. október
Tartalom
1. A kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés növekedése a statisztikai adatok alapján 2. A tüzelőanyag felhasználás struktúrája és változása a működő KHVT létesítményekben 3. A KHVT-ből származó hő- és villamos energia mennyiségének alakulása 4. A kapcsolt energiatermelés beépített teljesítményeinek alakulása
5. Összefoglalás
2
1. A kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés növekedése a statisztikai adatok alapján
A kapcsolt hő- és villamosenergia-termelésből (KHVT) származó villamos energia mennyisége a vizsgált időszakban (2002 – 2007) jelentősen növekedett. Az 1. táblázat bemutatja a KHVT berendezésekből kinyert hő-, és villamos-energia, az értékesített hő, az energiahordozó felhasználás, és a hatásfok értékek alakulását a 2002 és 2007 közötti időszakban. 1. táblázat Kapcsoltan termelt hő- és villamos-energia adatok a 2002-2007 közötti időszakban 2007 /2002
me.
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Bruttó villamos-energia termelés*
GWh
5 450
6 123
6 568
7 333
8 109
8 706
1,60
Bruttó villamos-energia termelés*
TJ
19618
22043
23646
26397
29191
31343
1,60
1,12
1,07
1,12
1,11
1,07
49586
47199
47970
46879
49222
1,04
0,95
1,02
0,98
1,05
37131
36043
34500
31827
35037
0,98
0,97
0,96
0,92
1,10
71629
70845
74367
76071
80565
1,06
0,99
1,05
1,02
1,06
93612
89483
97353
100861
104396
1,11
0,96
1,09
1,04
1,04
-
76,5
79,2
76,4
75,4
77,2
0,97
0,96
1,03
0,96
0,99
1,02
-
láncindex Nettó hőtermelés*
TJ
láncindex ebből harmadik félnek értékesített
TJ
láncindex Kinyert hő + villamos energia
TJ
láncindex
67317 -
TJ**
láncindex KHVT berendezések hatásfoka
37756 -
láncindex Energiahordozó felhasználás
47698
84634 -
%
79,5 -
1,03 0,93 1,20 1,23
*IEA (International Energy Agency) terminológia szerint értelmezve ** NCV: Net Calorific Value Æ Fűtőértékkel számolva
Az 1. táblázatban a termelt hő-, és villamos-energia összesített adataiból jelentős növekedés olvasható ki. Ezen belül azonban a villamos-energia termelés növekedése számottevően meghaladja a hőenergia termelés növekedésének mértékét, ami abban is megmutatkozik, hogy a KHVT berendezések ha3
hatásfoka – némi hullámzás mellett – kis mértékben romlott. A hatásfok ingadozások lehetséges okai: berendezések változása, új berendezések belépése, régiek felújítása vagy leállítása valamint a hasznos hőigények ingadozása. Annak az oka, hogy a villamos termelés 60%-al, a hő csak 3%-al nőtt három év alatt, az, hogy kedvezően alakultak a villamos energia árak, viszont a hőigény eközben alig nőtt.
2. A tüzelőanyag felhasználás struktúrája és változása a működő KHVT létesítményekben
A 2. táblázat bemutatja a KHVT berendezésekben felhasznált tüzelőanyagok mennyiségét hőértéken számolva, valamint a tüzelőanyag-struktúra százalékos összetételét a vizsgált időszakban. 2. táblázat A KHVT által felhasznált energiahordozók és százalékos megoszlásuk
szénfélék összesen összes bevitten belüli aránya fűtőolaj összes bevitten belüli aránya gázolaj összes bevitten belüli aránya földgáz* összes bevitten belüli aránya kohó és kamragáz összes bevitten belüli aránya megújulók összesen összes bevitten belüli aránya egyéb energiahordozó összes bevitten belüli aránya Összes bevitt tüzelőanyag
•
me.
2002
2003
2004
2005
2006
2007
TJ
10 069
10 965
9 204
6 851
6 664
6 544
%
11,9
11,7
10,3
7,0
6,6
6,3
TJ
5 914
5 073
3 930
1 787
1 437
163
%
7,0
5,4
4,4
1,8
1,4
0,2
TJ
21
43
64
16
34
4
%
0,0
0,0
0,1
0,0
0,0
0,0
TJ
60 559
66 172
69 216
78 983
80 546
85 647
%
71,6
70,7
77,4
81,1
79,9
82,0
TJ
3 093
3 941
3 010
2 993
3 557
3 821
%
3,7
4,2
3,4
3,1
3,5
3,7
TJ
907
951
1 073
1 170
1 780
3 533
%
1,1
1,0
1,2
1,2
1,8
3,4
TJ
4 071
6 468
2 984
5 554
6 843
4 684
%
4,8
6,9
3,3
5,7
6,8
4,5
TJ
84 634
93 612
89 483
97 353
100861
104396
NCV: Net Calorific Value Æ Fűtőértékkel számolva
4
2007/2002 0,65
0,03
0,20
1,41
1,24
3,90
1,15
1,23
•
Megújulók összesen jelenti: biogáz, biomassza (biogáz: szennyvíziszapból, állati termékekből, depóniagáz)
•
Szénfélék összesen: lignit, barnaszén, feketeszén
•
Egyéb energiahordozó: égetőműben eltüzelt kommunális hulladék
Az 1. táblázat adataiból kiolvasható kapcsolt energiatermelés bővülést támasztja alá a kapcsolt termelésben használt tüzelőanyagok mennyiségének növekedése is. A tüzelőanyag-struktúra meghatározó eleme a földgáz, amely egyre nagyobb szerepet játszik a kőolajszármazékokkal és szénféleségekkel szemben. Szembetűnő az is, hogy a KHVT-ben a megújuló energiahordozók felhasználása kezdetben lassú ütemben növekedett, majd a vizsgált időszak utolsó éveiben ez a növekedés jelentősen felgyorsult. A fűtőolaj használata, köszönhetően a kéntartalomra vonatkozó jelentős szigorításoknak, annyira visszaesett, hogy gyakorlatilag megszűntnek tekinthető.
A földgáz energiahordozó felhasználásának arányát és növekvő súlyát a 1. ábra mutatja.
1. számú ábra (PJ)
A kapcsolt energiatermelés bevitt tüzelőanyag-szerkezete PJ-ban
90 2002
2003
2004
2005
2006
2007
80 70 60 50 40 30 20 10 0 Összes szén
Olajtermékek
Földgáz
5
Megújulók és egyéb
3. A KHVT-ből származó hő- és villamos energia mennyiségének alakulása
3.1 Villamos energia
Az összes termelt villamos energián belül a kapcsoltan termelt villamos energia arányának változása a 3. táblázatban látható. A kapcsoltan termelt villamos energia aránya jelentősen növekedett. A kapcsoltan termelt villamos energia aránya a kapcsolt energia-termelésből származó hőenergiához képest is növekedett. Ennek az arányváltozásnak köszönhetően a szigma értékek igen kedvezően alakultak az időszak végére.
3. táblázat A kapcsoltan termelt energia megoszlása 2002
2003
2004
2005
2006
2007
2007 / 2002
GWh
36158
34145
33708
35755
35858
39959
1,11
ebből: Kapcsoltan termelt villamos energia Kapcsolt / összes villamosenergiatermelés A kapcsolt termelésen belül:
GWh
5 450
6 123
6 568
7 333
8 109
8706
1,60
%
15,1
17,9
19,5
20,5
22,6
21,8
1,45
a villamosenergia-termelés aránya
%
29,1
30,8
33,4
35,5
38,4
38,9
1,33
a hőenergia-termelés aránya
%
70,9
69,2
66,6
64,5
61,6
61,1
0,86
0,411
0,445
0,501
0,550
0,623
0,637
1,55
Összes hazai termelésű villamos energia
σ alakulása*
*σ: fajlagos kapcsolt villamosenergia-termelési mutató (termelt villamos-energia [TJ] / termelt hőenergia [TJ])
A kapcsolt villamosenergia-termelés hazai villamosenergia-termelésben betöltött súlyát a 2. számú ábra szemlélteti. Látható, hogy a kapcsolt villamosenergia-termelésnek mind az abszolút értéke, mind részaránya egyenletesen növekszik.
6
2. számú ábra
(GWh)
A hazai villamosenergia termelés és a kapcsolt villamos energia termelés alakulása (2002-2007)
45 000 39 959
40 000 36 158
35 858
35 755
34 145
35 000
33 708
30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 450
8 706
8 109
7 333
6 568
6 123
5 000 0 2002
2003
2004
2005
Összes villamosenergia termelés
2006
2007
Kapcsoltan termelt villamos energia
3.2. Hőenergia A 4. táblázat mutatja be a vizsgált időszak hőtermelési adatait. 4. táblázat A nettó hőtermelés alakulása a termelés módja szerint
Kapcsoltan hőtermelés
PJ
láncindex Csak hőtermelés
PJ
láncindex Összes hőtermelés
PJ
láncindex Kapcsolt hőtermelés aránya láncindex
%
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2007 / 2002
47,7
49,6
47,2
48,0
46,9
49,2
1,03
-
1,04
0,95
1,02
0,98
1,05
-
14,3
13,5
14,5
14,7
14,3
13,3
0,93
-
0,94
1,08
1,02
0,97
0,93
-
62,0
63,1
61,7
62,7
61,2
62,5
1,01
-
1,02
0,98
1,02
0,98
1,02
-
77,0
78,6
76,5
76,5
76,6
78,7
1,02
-
1,02
0,97
1,00
1,00
1,03
-
7
A 4. táblázat adatai alapján a következő megállapításokat tehetjük a vizsgált időszakra vonatkozóan:
Az összes termelt hő mennyisége csak minimális mértékben – az időjárás függvényében – változott, alapvetően stagnáló jellegű.
A kapcsoltan termelt hő mennyisége a vizsgált időszak végére nagyon kis mértékben növekedett, gyakorlatilag stagnált.
A csak hő termelésben termelt hő mennyisége kis mértékben ugyan, de egyértelműen csökkent. Ez a csökkenés az összes hőtermelés nagyságában nem érzékelhető a kapcsoltan termelt hő magas aránya miatt.
A kapcsolt hőtermelés aránya az összes hőtermelésen belül igen magas hányadot tesz ki, ez a hányad az évek során alig változott. Lényeges növekedés a további években sem várható.
A 3. számú ábra jól szemlélteti, hogy a vizsgált időszakban mind a kapcsoltan termelt hő mennyisége, mind a csak hőtermelés során termelt hő mennyisége stagnált. Ennek megfelelően a kettő összegeként adódó összes hőtermelés mennyisége sem változott jelentősen.
3. számú ábra A nettó* hőtermelés megoszlása
(PJ) 70 62,0
63,1
61,7
62,7
14,5
14,7
47,2
48,0
46,9
49,2
2004
2005
2006
2007
61,2
62,5
60 14,3
13,5
14,3
13,3
50
40
30 47,7
49,6
2002
2003
20
10
0 Kapcsoltan termelt hő
Csak hőtermelés
*IEA (International Energy Agency) terminológia szerint értelmezve
8
4. A kapcsolt energiatermelés beépített teljesítményeinek alakulása
4.1. Berendezések típusa szerint
Az 5. táblázat alapján megállapítható, hogy a működő KHVT létesítmények beépített teljesítményei a vizsgált időszakban jelentősen növekedtek. Megfigyelhető továbbá, hogy a vizsgált időszak második felében a növekedés üteme felgyorsult. Különösen szembe tűnő a változás három esetben:
A kombinált ciklusú KHVT létesítmények esetében a rosszabb hatásfokú berendezéseket jobb hatásfokú berendezések váltották fel.
A belsőégésű motoros KHVT létesítmények teljesítménynövekedése kiugróan magas értékű.
A kondenzációs gőzturbinás KHVT egységek teljesítménynövekedése szintén kiugróan magas.
5. táblázat A beépített villamos teljesítmények működő KHVT létesítményekben típus szerint 1: KHVT 75%-nál jobb hatásfokkal Kombinált ciklus (hatásfok >= 80%)
[MW]
láncindex Gázturbina hőcserélővel
[MW]
láncindex Belsőégésű motorok
[MW]
láncindex Gőzturbina (ellennyomásos)
[MW]
láncindex Gőzturbina (kondenzációs) (hatásfok >= 80%)
[MW]
láncindex összesen
[MW]
láncindex
9
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2007/ 2002
110
110
220
220
220
220
2,00
-
1,00
2,00
1,00
1,00
1,00
-
333
333
348
368
352
324
0,97
-
1,00
1,04
1,06
0,96
0,92
-
70
85
284
501
508
468
6,68
-
1,21
3,34
1,77
1,01
0,92
-
456
454
495
339
378
328
0,72
-
1,00
1,09
0,68
1,12
0,87
-
9
9
0
11
66
207
23,11
-
1,01
0,00
5,86
3,15
-
978
991
1347
1438
1524
1547
1,58
-
1,01
1,36
1,07
1,06
1,02
-
2: KHVT 75%-nál rosszabb hatásfokkal Kombinált ciklus (hatásfok < 80%)
2002
2003
2004
2005
2006
2007
214
214
214
240
132
144
2007/ 2002 0,67
-
1,00
1,00
1,12
0,55
1,09
-
14
14
14
0
17
183
13,06
-
1,00
1,00
0,00
10,74
-
32
47
19
6
18
21
0,65
-
1,45
0,40
0,30
3,22
1,16
-
57
81
22
35
8
64
1,12
-
1,43
0,27
1,61
0,22
8,49
-
139
70
160
154
277
278
2,01
-
0,51
2,28
0,96
1,81
1,00
-
456
426
428
433
452
690
1,51
-
0,94
1,00
1,01
1,04
1,53
-
1 433
1417
1775
1872
1975
2 237
1,56
-
0,99
1,25
1,05
1,06
1,13
-
87
138
212
262
303
306
3,52
-
1,59
1,54
1,24
1,16
1,01
-
[MW]
láncindex Gázturbina hőcserélővel
[MW]
láncindex Belsőégésű motor
[MW]
láncindex Gőzturbina (ellennyomásos)
[MW]
láncindex Gőzturbina (kondenzációs) (hatásfok < 80%)
[MW]
láncindex összesen
[MW]
láncindex Összesen 1 + 2
[MW]
láncindex Belsőégésű motorok [db]
[db]
láncindex
4. számú ábra A 75% feletti hatásfokú kapcsolt berendezések teljesítménye (2002-2007) (MW) 600 2002
2003
2004
2005
2006
2007
500
400
300
200
100
0 kombinált ciklusú
gázturbina hőcserélővel
belsőégésű motorok
10
gőzturbina (ellennyomásos)
gőzturbina (kondenzációs)
4.2. KHVT nemzetgazdasági ágazatok szerinti bontásban
A vizsgált időszakban a közcélú KHVT erőművek beépített villamos kapacitásai egyértelmű és folyamatos növekedést mutatnak, amint azt a 6.1 tábla is mutatja. Ugyanez a folyamat követhető nyomon a közcélú KHVT erőművek beépített hőteljesítményeinek vonatkozásában is, csak a növekedés lényegesen kisebb mértékű és nem egyenletes, ahogy az a 6.2 táblában látható. Ezzel szemben a saját célra termelő KHVT erőműveknél a beépített villamos teljesítmények csökkenését nagymértékben felülmúlja a beépített hőteljesítmények csökkenése. A fenti folyamatok részletes vizsgálata alapján megállapítható, hogy a saját célra termelő KHVT erőművek helyébe a külső tőkebevonások eredményeként közcélú KHVT erőművek léptek.
6.1 táblázat
Beépített villamos teljesítmények KHVT létesítményekben ágazati bontásban [MW] Ágazat megnevezése
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Közcélú energiatermelés
1 251
1 224
1 584
1 657
1 839
2 088
183
192
190
215
137
149
Vegyipar
39
31
49
13
15
13
Nemfémes ásványi termékek gyártása
10
12
10
0
0
0
Élelmiszerek, italok és dohánytermékek gyártása
98
97
65
71
80
84
Papír- és nyomdaipar
17
16
14
16
16
16
Fémtermékek, gépek, felszerelések
0
0
0
0
8
12
Egyéb ipari ágazatok
2
25
3
2
12
20
17
11
49
112
5
2
1 434
1 416
1 775
1 872
1 976
2 237
Saját célra történő energiatermelés
Szolgáltatások TOTAL
11
6.2. táblázat Beépített hőteljesítmények KHVT létesítményekben ágazati bontásban [MW] Ágazat megnevezése
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Közcélú energiatermelés
3 304
3 193
3 775
3 440
3 743
3 955
Saját célra történő energiatermelés
1 037
1 007
920
753
629
502
350
273
358
113
100
35
51
55
51
0
0
0
517
516
393
426
428
352
67
63
53
72
72
68
Fémtermékek, gépek, felszerelések
1
0
1
0
8
15
Egyéb ipari ágazatok
3
84
3
7
14
29
49
16
61
136
7
4
4 341
4 200
4 694
4 193
4 373
4 457
Vegyipar Nemfémes ásványi termékek gyártása Élelmiszerek, italok és dohánytermékek gyártása Papír- és nyomdaipar
Szolgáltatások TOTAL
A további részletes vizsgálat eredményeképpen megállapítható, hogy az újonnan üzembe helyezett KHVT egységeken belül nagy arányt képviselnek a kombinált ciklusú – CCGT – berendezések, amelyeknél a szigma tényező kedvezőbb. Ez az egyik oka annak, hogy a vizsgált időszakban a beépített villamos kapacitás növekménye jelentősen meghaladja a beépített hőkapacitás növekedésének mértékét.
5. Összefoglalás
A kapcsolt energiatermelés a vizsgált időszakban (2002 – 2007) az előzőekben bemutatott statisztikai adatok alapján jelentősen növekedett. A növekedésen belül a villamosenergiatermelés növekedése számottevően meghaladja a hőenergia termelés növekedésének mértékét.
A KHVT energiatermelés tüzelőanyag-struktúrájának meghatározó eleme a földgáz, ugyanakkor a megújuló energiaforrások használatának kezdeti lassú növekedése az utóbbi években jelentősen felgyorsult.
Az összes termelt villamos energiához képest figyelemre méltó a kapcsoltan termelt villamos energia növekedési aránya. A vizsgált időszakban az összes termelt hő mennyisége stagnált. 12
Ez annak köszönhető, hogy bár a kapcsoltan termelt hő mennyisége kis mértékben növekedett, ugyanakkor a csak hőtermelés során termelt hő mennyisége nagyjából ugyanilyen értékben csökkent. Az összes hőtermelésen belül a kapcsolt hőtermelés arányának növekedése – annak már jelenleg is igen magas aránya miatt – a továbbiakban nem várható.
A működő KHVT létesítmények beépített teljesítményei a vizsgált időszakban lényeges mértékben növekedtek. Szembetűnő a magasabb hatásfokú kombinált ciklusú gázturbinás KHVT létesítmények belépése, valamint a belsőégésű motoros és a kondenzációs gőzturbinás KHVT beépített teljesítményének növekedése.
A nemzetgazdasági ágazatok szerinti vizsgálat alapján megállapítható, hogy a KHVT közcélú erőművek beépített villamos kapacitásainak növekedése egyértelmű és folyamatos volt, míg a beépített hőteljesítmény növekedése csak lényegesen kisebb mértékű és nem egyenletes. A saját célra termelő KHVT erőműveknél mind a beépített villamos, mind a beépített hőteljesítmény csökkent, ez utóbbi nagyobb mértékben.
A statisztikai adatokat az Energia Központ Nonprofit Kft. szolgáltatta.
13
