A szélenergia hasznosítás 2012 évi legújabb eredményei Dr. Tóth Péter egyetemi docens SZE Bíróné Dr. Kircsi Andrea egyetemi adjunktus DE
Miért szél? Növekvő energiaigény az egész világon Szén-dioxid-mentes energiatermelési mód – Klímaváltozás elleni küzdelem része! Leggyorsabban és relatívan legkisebb befektetéssel megvalósítható erőművek sorába tartoznak a szélerőművek Hozzájárul az energiatermelés diverzifikálásához, az energiabiztonság növeléséhez Szélenergia – ipar kedvező társadalmi-gazdasági hatásai: 2008-ban 400000 embert foglalkoztatott direkt, vagy indirekt módon (EWEA, 2009 január – Wind at Work)
Szükséges tennünk a éghajlatváltozás ellen! Az energiaszektor nagy részben felelős az üvegházhatású gáz kibocsátás növekedéséért 2013. májusában a CO2 légköri koncentrációja elérte a 400ppm-et Manua Loa (Hawaii) állomáson. IPCC AR4 szerint a várható ∆T: 1.1 - 6 oC 2071-2100-ra EU célkitűzése: ne haladjuk meg 2 oC-ot!
Megújulók globális éves technikai potenciálja (EJ/yr)
IPCC, 2011: Summary for Policymakers. In: IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure SPM.XX
4
Éves átlagos szélsebesség 80m magasságban a Földön 5x5km
5
CO2 kibocsátás a teljes életciklusra Üvegházgáz-kibocsátás gCO2 egyenérték/kWh a teljes életciklusra
Jacobson, 2009
Becsült ÜHG kibocsátás teljes életciklusra számolva (g CO2eq/kWh)
Sathaye, J., O. Lucon, A. Rahman, J. Christensen, F. Denton, J. Fujino, G. Heath, S. Kadner, M. Mirza, H. Rudnick, A. Schlaepfer, A. Shmakin, 2011: Renewable Energy in the Context of Sustainable Energy. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure 9.8
7
Különböző RES technológiák fajlagos költségeinek terjedelme Villamos energia
Hőtermelés
Üzemanyag
IPCC, 2011: Summary for Policymakers. In: IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure SPM.5
8
Szélenergia hasznosítás a világban A világban 44,6GW új szélerőmű kapacitás épült 2012-ben, az új kapacitások több mint fele Ázsiában épül. 100 országban üzemelnek ipari méretű szélerőművek, 22országban van (15 európai) 1GW feletti az installált szélerőművi kapacitás. A szélenergia megkerülhetetlen és vitathatatlanul fontos szereplőjévé vált a világ energiapiacának. A világban a 282GW szélerőmű kapacitás a világ villamos energiaigényének 3%-át képes biztosítani. Európában az energiafogyasztás 7%-át adja szél.
GWEC, 2013; WWEA, 2013.
Összesített szélerőmű-kapacitás a világon 1996-2012 között
Forrás: GWEC, 2013
10
Évente épült szélerőmű-kapacitás a világban 1996-2012
Forrás: GWEC, 2013
11
Évente épült szélerőmű-kapacitás régiónként 2003-2012
Forrás: GWEC, 2013
12
Első 10 a 2012-ben telepített szélerőmű-kapacitások alapján
Forrás: GWEC, 2013
13
Szélenergia a világban 2012-ben a szélerőmű fejlesztésekben Kína volt a világon az első, bár nehéz év volt a szélenergia ipar számára. 2012 folyamán becslések alapján 13GW épült, 2012 decemberére 75GW az összes szélerőmű kapacitása. 2020-ra Kína 200GW kapacitás szeretne elérni. USA 2012 évi új szélerőmű telepítései megduplázódtak előző évhez képest, mintegy 13GW épült, a hálózatra csatlakoztatott szélerőművek összes kapacitásával eléri a 60GW-ot, amely a világranglistán vezető. Kínán kívül Ázsiában 2012-ben főként Indiában épültek szélerőművek (2GW), ezzel India összkapacitása 18GW. További tervekben évi 5GW építése szerepel 2015-ig. Rekordévet zárt 2012-ben Brazília. Forrás: GWEC, 2013
Első 10 az összesített telepített szélerőmű-kapacitások alapján
Forrás: GWEC, 2013
15
Szélenergia hasznosítás Európában Európa egyértelműen elveszítette vezető szerepét 2010-2011-ben a pénzügyi válság miatt új szélerőmű telepítésekben visszaesés volt – közel azonos új szélerőmű kapacitás épült. EWEA, 2013
16
Szélenergia hasznosítás Európában European Union – EU27: 105696 MW Ebből offshore: 1166MW – kb 10% European Union – EU15: 99308MW European Union – EU12: 6388MW Candidate Countries (TR, HR): 2492 MW EFTA (Norvégia, Svájc): 753 MW Más (Ukrajna, Faroe szigetek, Oroszo.): 296MW
Total Europe: 109236 MW EWEA, 2012
Szélenergia hasznosítás Európában
EWEA, 2013
18
Szélenergia hasznosítás Európában 2012-ben összesen Európában 11,6GW szélerőmű épült, ebből 1166 MW offshore szélerőmű. EWEA, 2013
19
Legnagyobb offshore szélfarm 2012 február Walney wind farm 367MW 2012 február Walney wind farm 367MW 102 × Siemens SWT-3.6
2012-2013 London Array 1000MW Területe 100km2 175db szélerőmű 2db offshore alállomás, 1db szárazföldi alállomás 450km tengeri vezeték 630MW villamosenergia termelés - 480,000 háztartás energiafogyasztása 925,000 t CO2 megtakarítás
http://www.telegraph.co.uk/earth/earthnews/9071998/Worlds-biggest-offshore-wind-farm-opensoff-Britain-as-new-minister-admits-high-cost.html
20
Offshore részarányának változása (MW) EU szélenergia piacán 2001-2012
EWEA, 2013
2010 és 2011-ben telepített szélerőmű kapacitások megoszlása EU27 2010
2011
EWEA, 2011 és EWEA, 2012
22
EU27-ben 2012-ben telepített szélerőmű kapacitások megoszlása
EWEA, 2013
23
Szélenergia hasznosítás Európában EU27 összesített szélerőmű kapacitása 2011 végén 105.7GW. 2012 évi szárazföldi telepítésekben Németország és Olaszország volt jelentős, offshore kapacitásokban UK. A növekedés megállt Franciaországban és Spanyolországban. 2012-ben meglévő szélerőművek egy normál szeles évben EU bruttó végső energiafelhasználás 7%-át képesek fedezni. EWEA, 2013
24
Németország, Spanyolország, Dánia szerepe háttérbe szorul
EWEA, 2013
25
Németország, Spanyolország, Dánia szerepe háttérbe szorul
EWEA, 2013
26
Szélenergia hasznosítás Európában EU12
EU12 tagállamok közül Lengyelországnak és Romániának van 1GW feletti szélerőmű kapacitása! EWEA, 2013 alapján
27
Szélenergia hasznosítás Európában EU12 1.
2. 3. 4.
Számottevő fejlesztések voltak 2012-ben az alábbi EU12 országokban: 1. Románia +950MW, 2. Lengyelország +884MW, 3.Bulgária +131MW EWEA, 2013 alapján
28
Megújulók (RES-E) hálózatra csatlakozásának megítélése EU27 tagállamokban
RES Integration Project, 2012
29
Új és felszámolt erőmű kapacitások megoszlása 2011-ben Európában
EWEA, 2013
30
Évente épített erőművek megoszlása energiaforrásonként Európában
EWEA, 2013
31
Új villamos-energiatermelő kapacitások EU-ban 2000-2012
EWEA, 2013
32
Energiaszerkezet EU-ban 2000 és 2012-ben 2000
2012
EWEA, 2013
33
A szélenergiából termelt villamos energia részaránya 2012-ben az EU-ban
EWEA, 2013
A szélenergiából termelt villamos energia részarányának várható változása - EU
EWEA, 2011
36
Szélerőművek jellemző tulajdonságai Szélerőmű karakterisztika
, tipikus érték
Névleges teljesítmény (MW)
<0.85 - 6.0>,
3.0
Rotor átmérő (m)
<58 - 130>,
90
Fajlagos névleges teljesítmény (W/m2)
<300 - 500>,
470
Kapacitás tényező (%) onshore/offshore
<18 - 40>/<30 - 45>
Kihasználási óraszám (h) onshore/offshore
<1600 - 3500>/<2600 - 4000>
Fajlagos éves energiatermelés (kWh/m2/év)
<600 - 1500>
Technikai rendelkezésre állás (%)
<95 - 99>,
97.5
Grid report, 2010
37
Szélenergia hasznosítás rekordere 2007 Enercon E-126 első 7.5MW szélturbina Rated power: 7,500 kW Rotor diameter: 127 m Hub height: 135 m
http://www.enercon.de/en-en/66.htm
Szélenergia hasznosítás rekordere 2007 Enercon E-126 az első 7.5 MW-os szélturbina Névleges teljesítmény: 7,500 kW, Rotorátmérő: 127 m, Súlyponti magasság: 135 m. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Főtengely Fordító mechanizmus Generátor Lapátkerék csatlakozás Rotor Lapát
http://www.enercon.de/en-en/66.htm
Szélerőmű parkok jellemző tulajdonságai Szélerőmű park karakterisztika
, tipikus érték
Névleges teljesítmény (MW)
<1.5 - 500>
Szélerőművek száma
1 – néhány 100
Fajlagos teljesítmény hányad ( MW/km2) offshore
<6-10>
Fajlagos teljesítmény hányad ( MW/km2) onshore
<10-15>
Kapacitás tényező (%) onshore/offshore
<18 - 40> / <30 - 45>
Kihasználási óraszám (h) onshore/offshore
<1600 - 3500>/<2600 - 4000>
Fajlagos éves energiatermelés (GWh/km2/év) onshore
<30 – 40 >
Fajlagos éves energiatermelés (GWh/km2/év) offshore
<20 – 50 >
Technikai rendelkezésre állás (%)
<95 - 99>, 97 Grid report, 2010
40
Grid report, 2010
41
A szélből termelt villamos energia fajlagos költségei
42
EWEA, 2009
A szélerőművek termelési egységköltsége a kihasználási óraszám függvényében A fejlesztések révén várható csökkenés a 2020-as és 2030-as évekre (A felső görbe a nagyobb beruházást igénylő tengeri rendszer).
Wind Power Barometer – EUROBSERV’ER – 2013. febr
Beruházási költségek várható alakulása 2050-ig
44
A szélerőművek (és a PV napelemek) fajlagos beruházási költségeinek változása
A kontinentális típusoknál 2020 után jelentős változás nem várható
Árkockázat skála: a fix átvételi ártól a zöldbizonyítványig
RES Integration Project, 2012
46
Szélből termelt villamos energia átvételi árai Magyarországon
MEH alapján, 2013
47
Álláshelyek megoszlása az EU szélenergiaiparában
Wind at Works, 2009
48
Magyarország szélenergia potenciálja Elméleti potenciál: 532,8
PJ/év
Forrás: MTA Energetikai Bizottság Megújuló Energia Albizottság, 2006. Szélenergia potenciál H=75m, D=75m, E=56,85TWh (204,7PJ/év), Péves átl.=6489MW
49
Szélsebesség eloszlás 75m-en
Wantuchné Dobi I. et al., 2005 Wantuchné Dobi Ildikó, Konkolyné Bihari Zita, Szentimrey Tamás, Szépszó Gabriella,2005: Széltérképek Magyarországról "Szélenergia Magyarországon" 2005.01.19, Gödöllő (11-16)
50
Fajlagos szélteljesítmény (W/m2) 75m magasságban Magyarországon
Wantuchné Dobi I. et al., 2005
Országos potenciális energia 75 méteren: 204PJ/év Dr. Hunyár Mátyás MMT előadás 2005.10.13 OMSZ 51
EBRD, 2010
52
Évente telepített szélerőmű kapacitás Magyarországon (MW)
MSZET, 2012 53
Szélerőművek földrajzi helyzete 172 db szélerőmű 329,325MW
MSZET, 2011 54
Szélturbina-gyártók részvétele a magyar piacon 2011-ben
MSZET, 2011 55
Szélenergiából termelt villamos energia (GWh)
MSZET, 2013 56
MEH, 2013 57
Szélerőművek havi kapacitás kihasználtsága (%) és a KÁT termelés aránya (%)
58
Összes kiadott megújulós villany 7,9% 7,9%
részarány a hazai nettó villamosenergia-termelésből
6,1%
2628
2730
7,2%
2441
2259 4,5%
5,0%
1646
4,1%
1669
1371 2,8%
868 0,8%
261
0,7%
1,0%
326
0,9%
2,3%
4,2%
3.4%
4,1%
5,5%
6,8%
6,9%
6,0%
részarány a bruttó fogyasztásból
Előzetes, tájékoztató adatok
Stróbl, 2012. február
Jelenlegi és tervezett szélerőmű projekthelyszínek
MSZET, 2011 60
Megújuló energiamennyiség, előrejelzés
62
Megújuló energiaforrások felhasználása 2010 és 2020-ban
63
2020-as szélenergia vállalások teljesítéséhez szükséges évente telepítendő szélerőmű kapacitások Magyarország 2020-ra 750MW építését vállalta. Évente átlagosan 60-90MW építése lenne kívánatos.
EWEA, 2011
Tényleges és NCST-ben tervezett jövő a szélerőmű-kapacitásra és a szélből termelt áramra
65
1000 MW szélkapacitás forgatókönyv 2020 (ÜHG kibocsátás, földgázkiváltás) Szélbázisú villamos energia termelés: 11780 GWh (összesen 2011-2020 időszakra)
Földgázkiváltás: 83160 TJ (~2,5 mrd m3 ; ~750 millió USD) (összesen 2011-2020 időszakra)
Környezeti hatás Elkerült CO2 kibocsátás: 4,7 millió tonna = 95 millió EUR (összesen 2011-2020 időszakra; 20EUR/tonna) EU megújuló vállalásunk teljesítésében az egyik legolcsóbb áramtermelési technológia (fogyasztói terheket kevésbé növeli, mint az egyéb technológiák)
Megújuló energiaforrások részesedése a zöldáram előállításból a jövőben Magyarországon Biogáz Biomassza és hulladék alapú Szélenergia Napenergia Geotermikus energia Vízenergia
Az EU27 országainak nemzeti cselekvési tervei által becsült és a ténylegesen várható szélerőmű-kapacitás változás
Wind Power Barometer – EUROBSERV’ER – 2013. febr
69
70
71
72
73
74
76
77
Köszönjük megtisztelő figyelmüket! [email protected] [email protected] http://www.mszet.hu 78
