A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 68. kötet, (2006) p. 129-134
AZ EURÓPAI SZÉNIPAR ÉS KIHÍVÁSAI
Markus Kosma A Mátrai Erőmű Rt Igazgatóságának tagja
A szén Európában fontos energiahordozó.2004-ben az európai feketeszén termelés és import több mint 400 Mill, t volt. A barnaszéntermelés kereken 600 Mill, t-t tett ki. Ezzel Európa Kína és az USA mögött a világ harmadik legnagyobb szénfelhasználó régiója. A szén olcsó, nagy mennyiségben áll rendelkezésre, gond nélkül tárolható és a szállítása is kockázatmentes. A szenet főleg a villamosenergia-termelésben hasznosítják és az atom- és vízenergiával együtt biztonságos és kiegyenlített alapját képezi az EU villamosenergia-termelésének. A szén az Európai Közösségben nélkülözhetetlen, ahol a szénnek a villamosenergia-termelésben betöltött szerepe az Európai Közösség bővítésével jelentősen nőtt. Az EU 25 tagállamában (EU-25) a 2004. évi bruttó villamosenergia-termelés 3.000 TWh fölötti volt (1. ábra). Ebből 1/3-1/3-részarányt képviselt a szén és atomenergia, 18%-ot a földgáz, 5%-ot az olaj és 12%-ot a megújuló energiák. Az EU a 700.000 MW-ot megközelítő erőműi kapacitásával a világ villamosenergia-fogyasztásában közel %-el részesedik. Az egyes energia-hordozók aránya a 25 tagállam villamosenergia-termelésében igen széles spektrumot ölel fel: Pl. a szén esetén 1%-tól (Lettország) közel 90%-ig (Lengyelország), a földgáz esetén 1%-tól (Észtország) közel 60%-ig (Hollandia) terjed. A szén az acél- és alapanyagiparban betöltött szerepe mellett az Európai Unió versenyképes, környezetbarát és biztonságos villamosenergia-termelésében jelentős szerepet fog betölteni. Ugyanakkor a szén nagy kihívások előtt áll, amelyeket az alábbiakban kívánom röviden bemutatni.
129
Markus K.
Az EU 25-ök villamosenergia-termelésének összetétele (2004)
TWh
(%)
(%)
o o
EU 25 Lengyelo. Cseh Közt Görögország Németország Spanyolország Egyesült Kir. Magyaro. Olaszo. Belgium Franclao. Bulgária Románia
részarány (1
szén arány
^ ^ ^ ^
m
M M
l^a^l^l^l^^^l^M
10 • szón
20
30 • olaj
40
50 D gáz
60
70
• atom
80
90
156 84 55
94 68 59
607 280 395 33 276
49 28 33 25 17
548 42 57
4 45 41
100
• egyéb (viz)
Porrás: EURACC AL
Az EU-25-ben 2020-ig az elavulás miatt kereken 200.000 MW erőműi teljesítményt kell pótolni és az ugyanebben az időszakban kereken 50%-al emelkedő villamosenergia-igény miatt további 100.000 MW-ot kell telepíteni (2. ábra). Csak az EU-ban 900 Mrd. €-ra becsülik a következő 25 évben előálló erőműi és hálózati beruházási igényt. Ezek az összegek a tőkepiacokon csak akkor mobilizálhatók, ha a peremfeltételek a beruházók számára a szükséges megtérüléseket és tervezési biztonságot biztosítják. Ehhez piacgazdasági jogi keretekre és olyan szabályozó környezetre van szükség, amely elősegíti a versenyt és a vállalatok számára a szükséges piaciár-információkat biztosítja, valamint megfelelő ösztönzést jelent a beruházási döntéseikhez.
130
Az európai szénipar és kihívásai
Látható, hogy a szénhidrogéneknek és a megújuló energiáknak a villamosenergia-termelésben betöltött abszolút és relatív növekvő aránya ellenére a szénre a villamosenergia-termelés mintegy tartó oszlopaként továbbra is szükség lesz. A hosszútávú energiapolitikában ezért a szén számára továbbra is nyitva kell hagyni a szükséges opciókat. Ez különösen akkor érvényes, ha figyelembe vesszük, hogy az EU már ma is erősen függ - és a jövőben ez még csak növekedni fog - a politikailag instabil olaj- és gáztermelő országokból történő importtól. Az ellátásbiztonság mellett a lehetséges technológiák megválasztásánál a klímavédelem és a villamos energia gazdaságos rendelkezésre bocsátását is figyelembe kell venni. Az EU kötelezettséget vállalt arra, hogy a 6 Kyoto-i gáz emisszióját 19992008/2012 között 6%-al csökkenti. Az eddig elért szint figyelembe vételével (-2%) úgy tűnik, hogy ez elhibázott cél. Ezért szorgalmazza most az EU az emisszió kereskedelmet. A megfelelő irányelv 2003. októberben lépett hatályba és a C0 2 egysékkvótákkal történő európai kereskedelem 2005-ben kezdődött. 131
Markus K.
A C02-költség a különböző energia-hordozók sorrendjét megváltoztatta az ipari költséggörbén. így az egységkvóta-ár, a kiosztási módszer és a versenyviszonyok függvényében változik a szén, gáz és az atomenergia sorrendje. Azon tény figyelembe vételével, hogy a szénalapú villamosenergia-termelés közben kb. kétszer annyi C0 2 emittálódik, mint a gáz esetén, a C02-ár különösen a szénerőművek villamosenergia-termelési költségét befolyásolja. A kibocsátás kereskedelem előtt a C02-egységkvóta-díjakat 5-10 €/t C02-re prognosztizálták. Az árak időközben ténylegesen a 20 €/t- C02-re álltak be. Ennek magyarázatát a gázárak változásában kell keresni, mert a tüzelőanyag-költség és az egységkvóták piaci értéke együttesen határozzák meg az energia-hordozók közötti versenyt (3. ábra). Növekvő gázárak mellett ezzel együtt az intenzívebb C02-kibocsátással járó szénerőmüvek villamosenergia-termelésének jövedelmezősége is nő. Ez növeli a C02-egységkvóták iránti keresletet és ezáltal ezek árát is, különösen azáltal, hogy többek között Lengyelország és Csehország allokációs terveinek lecsökkentése révén a piacot politikailag tudatosan szűkítették.
A C0 2 -költség hatása az árképzésre C0 2 -ár a határköltség kiegyenlítésére
Határköltség €/MWh
7
6 -E
• Szén DGáz
5 -E
C0 2 -költség
4 3 [üzelőanyag-költség
2 -E
1 -í 0
határköltség 1999-2001 (IEA Study 2003)
határköltség 2005-2006 (előrejelzés)
A szén és gáz tüzelőanyag-költsége a C0 2 -egységkvóták díját is meghatározza Fon-ás: IEA / EURAC'OAL
132
Az európai szénipar és kihívásai
Eszerint a kibocsátás-kereskedelem mélyreható következményekkel jár az összes piaci szereplőre nézve, és ha ésszerűen alakítják, közgazdasági ösztönzést jelent a villamosenergia-termelés ökológiai megújításához. Új szénerőművek építése a C02-csökkentés költség-hatékony módja. A modern szénerőművek hatásfoka ma már több mint 40%. Ez az érték kereken 20%-al magasabb az 50-es és 60-as években épített és most helyettesíteni szükséges erőművekéhez képest. (4. ábra).
A villamosenergia-termelés hatásfokának fejlődése
•í-K
Arr+20% :0% }> 40 40-45;% 31-36% 25-31%
Í
4
Holnap lehetséges
Ma megvalósítható 50, 150, 300
300, 600
up to 1000
1950-1970 ' 1970-1990 ' 1990-2010 ' >2010
Blokkméretek MW-ban
A hatásfok-javítások a CO?-emissziók csökkentését eredményezik
A por, kén és NOx emisszió-csökkentése ezzel éppúgy együtt jár, mint a sokkal alacsonyabb C02-emisszióé. És még akkor is, ha nagy csökkentések szükségesek a C02-emissziókban, a fosszilis tüzelőanyagok mindig szolgálnak megoldással. Ezt a hosszútávú tételt a „Clean-Coal-technológiával („tisztaszén-technológia") lehet illusztrálni. A C02-menmtes fosszilis tüzelésű erőmű elképzelése még további kibocsátás csökkentési potenciált takar. Az erőmű-technikában a hatásfok-növelés elsődlegességéhez képest itt a C02-leválasztás és a C02-tárolás esetén másodlagos intézkedésekről van szó. Az ehhez szükséges pótráfordítások a mai ismeretek szerint roppant nagyok. A ma ismert leghatékonyabb technikához képest: 133
Markus K.
r Az erőmű fajlagos tőkeköltsége egy kb. 2-es faktorral nő, >* A villamosenergia-termelési költség kb. 80-150%-al nő, P~ A források felhasználása a hatásfok-csökkenés miatt kb 1/3-ával nő. Ma a C02-leválasztással és -tárolással járó C02-mentesítési költséget kb. 40-70 €/t C024-re becsülik. A kutatás és fejlesztés célja e költség csökkentése. A gazdaságosság mellett viszont a társadalmi elfogadottsága is szerepet fog játszani. Ez mind a villamosenergia-termeléshez szükséges sokkal magasabb forrás felhasználást, mind a C02-nek víz- és régi olaj- és gáztározókban történő hosszú távon biztonságos tárolását is érinti. A C02-mentes erőmű-technika legkorábban 2020 körüli széles kereskedelmi alkalmazhatóságáig ebből kifolyólag első sorban a villamosenergia-termelés hatékonyságának növelését és ezzel együtt az alacsony C02-kibocsátású erőmüveket kell szorgalmazni. Az új, kereskedelem-képes erőműtechnika fejlesztése magas ráfordításokat követel. A szűk piacokra tekintettel a kutatás megfelelő támogatása nélkülözhetetlen. Ennek ideológia-mentesen kellene az összes opciót figyelembe vennie, különösen a tartós klímavédelemben rejlő magas potenciálok miatti hatékonyság-növelés érdekét szolgáló fejlesztéseket. Számos KF-projektben üzemeltetők, gyártók és egyetemek együtt dolgoznak, hogy egyrészt további hatásfok-növelést érjenek el különösen a gőzparaméterek nyomás és hőmérséklet - növelésével, másrészt a C024-leválasztási és elkerülési technológiákat és ezáltal a C02-mentes erőmű elképzelését reális hosszú távú opcióvá formálják. Összegzésképpen megállapítható, hogy a szén, mint primer energia-hordozó továbbra is döntő pozíciót foglal el Európa gazdaságos, környezetbarát és biztonságos energia-ellátásában. Új, nagy teljesítményű erőmű-technológiák és az energia-hatékonyság további javítási potenciáljai jó előfeltételét képezik annak, hogy a szén a nyitott európai piacon továbbra is megállja a helyét. Források: [1] EURACOAL: Coal industry across Europe 2005, September 2005 [2] Dr. Dietrich Böcker: Die aktuellen Herausforderungen fúr die europäische Kohleindustrie, World of Surface Mining, Februar 2004 („Az európai széniparral szembeni legújabb kihívások") [3] RWE Power: power: Perspektiven 2005 Innovation zur Klimavorsorge in der fossil gefeuerten Kraftwerkstechnik, RWE Power AG, März 2005 („power:" : Az RWE AG belső kiadású dolgozói folyóirata) (power: 2005-ös kilátások, klímavédelmi innovációk a fosszilis tüzelésű erőmű-technikában", RWE Power AG, 2005 március)
134