A VÍZENERGIA POTENCIÁLJÁNAK VÁRHATÓ ALAKULÁSA KLÍMAMODELLEK ALAPJÁN
PONGRÁCZ Rita, BARTHOLY Judit,
Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék, Budapest Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
VÁZLAT A hidrológiai ciklus és a vízenergia szerepe A vízenergia felhasználás története A vízenergia felhasználás jövője Várható csapadékváltozások Összefoglalás Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízenergia felhasználás mérföldkövei • Kezdetek: már 5000 évvel ezelőtt • Öntözés, vízkerekek, vízimalmok • Elektromos áram termelés: fejlesztések indulása - XVIII. század generátorok használatának elterjedése - XIX. század vége (Pl: Niagara-vízesés) USA: 1880-as évek végére > 200 erőmű 1920: a teljes termelés 25%-a 1940: a teljes termelés 40%-a A fosszilis energiahordozók és a nukleáris energia elterjedése valamelyest visszaszorította a vízerőművek részesedés-növekedését, ennek ellenére az összkapacitás folyamatosan bővült. Globálisan növekedés 1970-től: 3×, 1990-2010: 1,5× Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízenergia felhasználásával történő elektromos áramtermelés, 1971–2010
Forrás: IEA, 2012 Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízenergia felhasználásával történő elektromos áramtermelés földrészenkénti megoszlása Afrika (Szaharától délre) 2%
Közel-Kelet és ÉszakAfrika 1,8% Közép- és Dél-Amerika 16%
Ázsia 34% ÉszakAmerika 19%
Európa 27% Pongrácz R. & Bartholy J.
Forrás: WEC, 2010
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízenergia felhasználásával történő elektromos áramtermelés -- Világ 49,9
Kína 32,4
Kanada
31,4
Brazília 21,9
Amerikai Egyesült Államok 15,5
Oroszország
12
Norvégia
9,87
India
7,45
Venezuela Japán
6,38
Svédország
5,88 0
10
20
30
40
50
Energiatermelés (millió tonna olajekvivalens)
Forrás: WEC, 2010 Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízenergia felhasználásával történő elektromos áramtermelés -- Európa 15,5
Oroszország 12
Norvégia 5,88
Svédország
5,1
Franciaország Olaszország
3,58
Svájc
3
Ausztria
2,92
Törökország
2,86
Németország
1,8
Spanyolország
1,53 0
5
10
15
Energiatermelés (millió tonna olajekvivalens)
Forrás: WEC, 2010 Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A megújuló energiaforrások felhasználásával történő elektromos áramtermelés -- Európa
Forrás: Eurostat, 2013 Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízenergia jelenlegi felhasználása és potenciális lehetőségei
Forrás: IPCC, 2012 Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízenergia jelenlegi felhasználása és potenciális lehetőségei
Forrás: IPCC, 2012 Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízenergia potenciális lehetőségei Európában
Forrás: EURELECTRIC, 2013 Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A megújuló energiaforrásokból előállított energia költsége
Forrás: IPCC, 2011 Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízenergiából kinyerhető teljesítmény (P)
P = ρgQh ahol ρ: a víz sűrűsége (értéke átlagosan 1,023 kg/m3), g: a nehézségi gyorsulás (értéke 9,81 m/s2), Q: az időegység alatt átáramló vízmennyiség (vízhozam) h: a víz esése Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A víz esése (m)
A kinyerhető teljesítmény a víz esésének és a vízhozam függvényében
Pongrácz R. & Bartholy J.
Vízhozam (l/s)
A vízerőművek alapvető típusai • Folyóvízre telepített vízerőművek a víz természetes lefolyását felhasználva generálnak elektromos áramot. • Víztározókhoz kapcsolódó erőművek az összegyűjtött nagy mennyiségű víz leeresztésével állítják elő az áramot (a turbina és a generátor a megépített duzzasztógát alján helyezkedik el). Pl: Hoover-gát • Szivattyús energiatározó vízerőművek az alacsonyabban fekvő víztározóba már leeresztett víztömeget egy magasabban fekvő víztározóba szivattyúzzák fel, majd onnan ismét leeresztik. A leeresztéskor termelt energiát a hálózatba betáplálják, s amikor a csúcsidőn kívül csökken a felhasználói energiaigény, akkor a feleslegessé vált energiával oldják meg a víz visszavezetését a magasabban fekvő tározóba. Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A vízerőművek oszályozási rendszere a beépített teljesítőképesség alapján
kicsi (mikro) közepes
Beépített teljesítőképesség < 10 MW (< 100 kW) 10–100 MW
közepes
100–300 MW
nagy
> 300 MW
Kategória
Típus
Energiafelhasználás módja
Beruházási költségek (millió USD/MW)
folyóvízi
alapterhelés
2–4
folyóvízi víztározó és gát víztározó és gát
alapterhelés alap- és csúcsterhelés alap- és csúcsterhelés
2–3 2–3 <2 Forrás: IEA, 2010
Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
A globális csapadék, talaj nedvesség, lefolyás és párolgás várható változásai 2080-2099-re, A1B szcenárió (referencia: 1980-1999)
Forrás: IPCC
Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
Európában várható téli és nyári csapadékváltozás mértéke az RCP6.0 és RCP8.6 szcenáriók esetén Referencia időszak: 1981-1999
NYÁRI FÉLÉV
2046-2065
TÉLI FÉLÉV
RCP8.6
RCP6.0
RCP8.6
2081-2100
RCP6.0
Forrás: IPCC, 2013
Téli félévben csapadéktöbblet nyári félévben csapadékhiány Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
ÖSSZEFOGLALÁS • A vízenergia felhasználás jó megtérülésű energiatermelés • Európában további lehetőségek vannak • A vízenergia alapvető meghatározói: vízhozam - csapadék • Csapadéktendenciák Közép-Európában: téli növekedés, nyári csökkenés
Pongrácz R. & Bartholy J.
41. Meteorológiai Tudományos Napok - 2015. november 19-20. Budapest
