A nem nukleáris alapú villamosenergia-termelés lehetőségei Büki Gergely Villamosenergia-ellátás Magyarországon a XXI. században MTA Energiakonferencia, 2014. február 18
Villamosenergia-termelés, 2011 Villamos energia, E = 42,6 Twh 16,5 Twh (36%)
17 Twh (40%)
2,5 6,6 Twh Import (6%) (18%)
Q
AE
Q
FE
VE
CE
Fo sszilis erő művek
SzE
BE
NE
Megújuló erőművek Q
Ü
Q
Ü
Atome nergia
Fosszilis energiák (olaj + földgáz + szén
Meg újuló energiák
170 PJ (16%)
273 + 392 + 116 = 781 PJ (74%)
109 PJ (10%)
Primerenergia-felhasználás, G = 1060 PJ
Az erőművek összehasonlítása Több lábon állás elkerülhetetlen: atomenergia, fosszilis energiák (földgáz, szén), megújulók, import. A villamosenergia-ellátás energiarendszer, részei az energiatermelők, -szolgáltatók és -fogyasztók .
Állami szerep és az energiapiac. Rendszerszemlélet: villamosenergia-rendszeren belül (tartaléktartás, erőmű- + hálózat-költségek) és kívül (externális költségek) .
Műszaki-gazdasági-környezeti-biztonsági szemlélet: Erőmű értékelhető villamos teljesítménye. Energiaköltség: Az erőmű élettartamára - támogatás nélkül, kamatokkal számolt költségek jelenértéke, a termelt villamos energia jelenértékére vetítve.
Munkahelyteremtés, hazai beszállítás. Lévai: Hőerőművek, 1953.
Büki: Erőművek, 2003.
Villamosenergia-import 40
38,2
% 30
28 25,6
20 18,9 10
0 1970
Importálni a primerenergiát (földgázt) indokolt.
8,9 6,6 80
90
2000
A villamosenergia-import helyett a hazai termelés gazdaságos, ez fejleszti a gazdaságot, növeli a foglalkoztatottságot.
10
A villamosenergia-import energiafüggőséget jelent.
A villamosenergia-import a tervgazdaságban a gazdaság gyengeségét mutatta, a piacgazdaságban a villamosenergia-ipar gyenge versenyképességét jelzi. A villamosenergia-import a villamosenergia-ellátás rövid távú gondjait enyhíti, de nem a villamosenergia-ellátás hosszú távú fejlesztését szolgálja.
A villamosenergia-rendszerek együttműködése (export és import) szükséges, ám a jelentős import-export szaldót indokolt csökkenteni !
Fosszilis erőművek A fosszilis, szén- és földgáztüzelésű erőművek aránya a jövőben csökken a villamosenergia-termelésben, ám jelentős szerepük a következő évtizedekben még megkerülhetetlen.
Világ EU - 28 2011 2035 35/11 2011 2035 35/11 Gázerőmű Szénerőmű
% %
22 41
22 33
1,72 1,35
21 27
22 11
1,15 0,45
Gáz- és szénerőmű %
63
55
1,47
48
33
0,75
World Energy Ou tlook 2013
A magyar villamosenergia-rendszerben a szén- és a földgáz-erőművek szerepét eltérő szempontok befolyásolják: Szén: olcsóbb és hazai energiahordozó, munkahelyteremtés, Földgáz: drága energiahordozó, jó hatásfok, kapcsolt energiatermelés.
Földgáztüzelésű fűtőerőművek Drága tüzelőanyag:
~ 4000 Ft/GJ
Kizárólagos villamosenergia-termelés régi gőzerőművek (Dunamenti, Tiszai...) : 0,35,
kG
4000 3600 0 ,35 10
6
41,1 Ft/kWh
új gáz/gőzerőművek (Csepel, Gönyű, Dunamenti...): 0,6, k G
4000 3600 0,58 1 0 6
2 5 ,8 Ft/kWh
Fűtőerőművek (Kelenföld, Kispest, gázmotorok...) - drága tüzelőanyag , - hőigény csökkent, ami az alapja a kapcsol t energiatermelésnek. A hazai kapcsolt energiatermelés számottevően csökkent!
Szénerőművek Elsősorban a lignittüzelésű Mátrai Erőművel kell számolni: Jelenleg: ~ 800 MW, ~ 5500 GWh, 31%
Új lignitblokk(ok) hatásfoka: 46-48% - változatlan lignitfelhasználás: + 2000-3000 GWh/a bmeg
(2000 - 3000)106 kWh/a 20 Ft/kWh 0,07 /a 800 103 kW
714000 1071000
Ft . kW
- változatlan villamos energia: - 2000-3000 TJ/a - 220000-330000 t CO2/a Alaperőműként a Paks I. blokkjainak leállítása után vehető számításba.
Megújuló energiák hasznosítása HS
F
Villamos en ergia
VE
SzE
Üzemanyag
Hő
NE
BE
NK
BK
Megújuló energiák, U
GE
ÜA
Biomassza/geotermikus energia • Biomassza (fatermékek, szalma, hulladék, szennyvíz) és geotermikus energia esetén a kizárólagos villamosenergia-termelés nem indokolt, a rossz hatásfoka miatt. • A biomassza és a geotermikus energia elsősorban egyedi és/vagy távhőellátásban hasznosítható.
• Biomassza-hasznosítás néhány esetében indokolt a kapcsolt energiatermelés (biogáz). Energiahatékonysága jelentős, a villamosenergia-termelés szempontjából nem számottevő. • A hatékony biomassza-hasznosítás költségigényes, támogatásra szorul.
Hazai vízerőművek - múlt Megépített vízerőművek (Tiszalök, Kisköre stb.): 32 erőmű, ~60 MW, ~200 GWh. Bős-Nagymaros kudarc, tragédia! Hiba az oldalcsatornás megoldás, a Duna elterelése. „a Csehszlovákián át vezetett oldal vízcsatornás megoldás politikai szinten már nagyon korán elfogadást nyert, amelyen a későbbiekben már nem is lehetett változtatni.” (MSzMP 1958, 1962)
Nagymaros: rossz következmény! A vízenergia tabutéma, szükséges „…rendezni végre közös dolgainkat, ez a mi munkánk; és nem is kevés.” (József A.: A Dunánál)
Hazai vízerőművek – jövő Világ EU - 28 2011 2035 35/11 2011 2035 35/11 Vízerőmű
Twh %
3490 5827 16 16
1,57
311 10
404 11
1,30
World Energy Out look 2013
Hazai potenciál: 600-1000 MW, 3-5 Twh. Vizsgálandó energetikai lehetőségek: Nagymaros 160 MW, Adony 150-170 MW, Fajsz 150-170 MW. Kis vízerőművek, Paks 2 frissvíz-hűtése, szivattyús tározós erőmű. Nem energetikai kérdések: Hajózás, Víztározás, öntözés.
Szélerőművek, napelemek 1 Világ EU - 28 2011 2035 35/11 2011 2035 35/11 Szélerőmű Napelem
Twh % Twh %
434 2
2774 7 1360 4
6,4
179 6 46 1
660 18 203 6
3,7 4.4
World Energy Ou tlook 2013
Hazai adatok és becslés Jelenlegi teljesítmény MW - termelés Gwh 2020 Megújuló NCST Gwh 2030 becslés Gwh Kihasználási időtartam h/a Fajlagos beruházási költség Ft/kW
Szélerőmű
Napelem
330 600 1547 3000 (5x) 1900 3-400000
1,8 2 200 (100x) 1100 4-500000
Szélerőművek, napelemek 2 A beruházás fajlagos költségterhe, k ber , r = 0,05
Szélerõmû Napelem Atomerõmû
Kamat nélkül S zélerőmű Napelem A tomerőmű
b Ft/kW
h/a
n év
300–400000 400–500000 1500000
1900 1100 7500
25 25 60
l 1/a 0,071 0,071 0,053
Pért P 1 0 0
b n 6,3 - 8,4 Ft/kWh 14,5 - 18,2 Ft/kW h 3,3 Ft/k Wh k ber
Megengedhető fajlagos beruházási költség Szélerőmű bmeg
k ber l b / Ft/kWh 11,2–14,9 25,8–32,3 10,6
15 1900 407000 Ft/kW 0,071
bmeg
k l
Napelem bmeg
15 1100 236000 Ft/kW 0 ,071
Erőmű- és rendszerköltségek Synthesis on the Economics of Nuclear Energy Study for the European Commission, DG Energy November 27, 2013 William D. D’haeseleer, Professor at the University of Leuven
Hálózathoz kapcsolódó rendszer költségek (2011)
Externális költségek (2012)
Nukleáris: ~ 2 – 3 $/MWh Szén: ~ 1 $/MWh Gáz: ~ 0.5 $/MWh Szél, szárazföldi: ~ 20 – 30 $/MWh Szél, tengeri: ~ 30 – 40 $/MWh Napenergia: ~ 35 – 55 $/MWh
Nukleáris 1 – 4 €/MWh Szén: ~ 40 €/MWh Gáz: ~ 20 €/MWh Nap: ~ 10 €/MWh Szél: ~ 2 €/MWh
Energetikai tervezés A 3. generációs atomreaktorok tervezése és szállítása orosz feladat és felelősség. Az atomerőmű telepítése, hűtése, csatlakozásai stb. magyar tervezési feladat. A több lábon álló villamosenergia-ellátást, a hazai alternatív erőműveket tervezni kell. Energiatratégia tervezése, innováció, munkahely.
Az erőműtervezés csapatmunka, a nagy projekt nagy tervező csapatot igényel! A rendszerváltás/privatizáció után a nagy tervezőirodáink megszüntek, elaprózódtak. Az atomerőmű tervezéséhez szükséges a még meglévő tervezők összefogása, képzése és együttműködése.
Köszönöm megtisztelő figyelmüket, várom a kérdéseiket!
