Energiatermelés, erőművek, hatékonyság, károsanyag kibocsátás Dr. Tóth László egyetemi tanár klímatanács elnök
TARTALOM Energia hordozók, energia nyerés (rendelkezésre állás, várható trendek) Energia termelés (villamos energia, hőenergia, kibocsátások) Termelési veszteségek (erőművek, hatásfok, a hatásfok javítása) Szállítási veszteségek (villamos hálózat) Energiamérleg: Fogyasztás, felhasználás együttes mennyiségi számbavétele
DEFINÍCIÓK
Primer energia hordozók = Tüzelőanyagok : Az anyagokban kötött kémia és nukleáris energia (szén, szénhidrogén, urán, stb) Szekunder energia hordozó: a szállításra, tárolásra és felhasználásra előkészített energia hordozók (koksz, brikett, benzin, villamos energia, stb.)
Megújuló: újratermelődő (nap, szél, biomassza, vízenergia, stb.) Tüzelés : hő-, mechanikus-, villamos energia (a legjobb használati értékű energiahordozó)
Szállítás: termelő, fogyasztó, kereskedő Tárolás: szezonális Energiamérleg: energiahordozók – veszteségek –együttes mennyiségi számbavétele
GŐZTURBINÁS ERŐMŰ
FG
károsanyag, hő, CO2
VE
PE
HE
ηKE - erőműhatásfok, ηH - hőközlési alrendszer hatásfoka, ηT - turbina alrendszer hatásfoka, ηE - Villamos alrendszer hatásfoka, Pki - hálózatra kiadott villamos teljesítmény, QÜ- tüzelőanyaggal bevitt hőteljesítmény
Szén-dioxid-kibocsátás összesen +0,9 36 %/a367
Világ
28 444
+1,724 %/a 438
nem OECD
15 876 -0,5%/a 10 535 11 951
OECD
10 253
Kína
6 877 4 539 5 168
USA EU-27
2 827 3 529
India
3 535 1 548 1 787 1 517
Oroszország
+1,5 %/a
-0,5%/a
2035-ben
2009-ben
-0,8%/a
+3,2 %/a +0,6 %/a
-0,7%/a
918 1 088
Japán 0
5 000
10 000
Forrás: IEA: World Energy Outlook 2011, p. 544-599.
15 000
20 000
25 000
30 000 35 000 40 000 millió tonna CO2 / év 5
Erőművek szén-dioxid-kibocsátása +0,9 %/a +1,7 %/a -0,6%/a
+1,9%/a
-0,6%/a -1,8%/a
+2,9 %/a +0,4 %/a -1,0%/a
millió tonna CO2 / év Forrás: IEA: World Energy Outlook 2011, p. 544-599.
6
Az energianyerés jövőbeni alakulása
Forrás: Brennstoff-Wärme-Kraft, 61. k. 10. sz. 2009. p. 9 (17 számottevő energetikai kutatócsoport prognózisa)
Energia megtakarítás korszerűsítéssel 120 100 100 100 80 65
65
(%) 60 40
30 24
20 7,5
3,5 3,5
1,5
0 Betáplált tüzelőanyag energia tartalma
Hőveszteség
Hagyományos izzó
Kábelveszteség
Hőtermelés
Energiatakarékos izzó
Fény
Energiafelhasználás
TELJES ENERGIAMÉRLEG (MAGYAR) (2008) (az adatok PJ-ban). Forrás: Stróbl A. Energiamérlegekről (előadás) Budapest, 2010. május 15.
Hatásfok változás és a termelt villamos energiára vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag felhasználás
Forrás: MVM éves tájékoztató
A nagyerőműveink káros anyag kibocsátásának alakulása (ezer tonna/év)
Forrás: MVM éves tájékoztató
Nagyerőművek hatásfoka – 1
31,6% 31,3%
Kondenzációs nagyerőművek (Q < 10%) hatásfoka
Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
Nagyerőművek hatásfoka – 2 85,1% 84,5% 83,2% 77,6% 77,5% 75,0% 65,3%
51,6% 51,5% 25,9%
Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
Hőszolgáltató nagyerőművek (Q 10%) hatásfoka
KOGENERÁCIÓ ELŐNYE (hő és villamos energia együttes termelése a hatásfokra)
Hő
Villany
Kapcsolt hő és villany
KOGENERÁCIÓ ELŐNYE (hő és villamos energia együttes termelése a primer energia megtakarításra)
Nagyerőművek teljesítőképessége
ÁH
ÁH
ÁH
Nagyerőművek beépített névleges bruttó villamos teljesítőképessége 2011. dec. 31-én Nagyerőmű
8 638 MW
85,4%
Kiserőmű
1 472 MW
14,6%
10 110 MW
100,0%
Összes erőmű
atom
szén
gáz
MW
olaj
Nagyerőművek villamos termelése
Nagyerőművek bruttó villamos termelése 2011ben Nagyerőmű
30,84 TWh
85,1%
5,40 TWh
14,9%
Összes erőmű
36,24 TWh
100,0%
Importszaldó
6,64 TWh
Felhasználás
42,88 TWh
Kiserőmű
GWh Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
Nagyerőművek termelési aránya
Nagyerőművek bruttó villamos termelésének részaránya az összes hazai termelésből 2011-ben Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
Nagyerőművek kihasználása
Átlag 3569 h/a (40,7%) Nagyerőművek kihasználása 2011ben: bruttó villamos termelés / névleges teljesítőképesség h/a Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
Nagyerőművek önfogyasztása*
Nagyerőműves átlag 2011-ben: 7,1%
*A termelt és a kiadott villamos energia különbsége a termeltre Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
A magyar villamos hálózati veszteség alakulása
Fajlagos CO2-kibocsátások*
Átlag (Pakssal) 0,368 kg CO2/kWh * Nagyerőművek villamosenergia-kiadására számolva Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
kg CO2/kWh
Nagyerőművek CO2-kibocsátása
Összesen 13,0 Mt CO2 103 t CO2 * Bakony, Litér, Lőrinci, Sajószöged OCGT Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
A globális lehetőségek és a várható (megoldandó) igény Forrás: Stróbl A. Energiamérlegekről(előadás) Budapest, 2010. május 15.
A felhasználóknál az energia fogyasztás jellemzése: A. produktív : a termeléshez vagy szolgáltatáshoz, technológiai folyamatokhoz közvetlenül szükséges B. rezsijellegű :(energiafelhasználás a fűtésre, szellőzésre, világításra, használati meleg víz termelésre, főzésre, stb. ) C. energiaveszteségek :(szállítási és tárolási, átalakítási és elosztási) energiafelhasználások.
Német lakóépületek energetikája Átlagos , fajlagos helyiségfűtési energiaigény, kWh/m2.a Építés
1900 előtt
19001945
19451960
19611970
19711980
19811985
19861995
19962000
20012005
20062010
CSH
178
186
177
172
185
172
137
110
80
70
IKH
164
158
163
158
147
157
125
100
80
64
KTH
164
158
163
158
147
157
133
113
96
82
ÁTH
120
116
119
116
125
133
113
96
81
69
NTH
146
141
145
141
136
130
111
94
80
68
Megnevezés
Jel
Családi ház (1 lakás)
CSH
Ikerház (2 lakás)
IKH
Kis társasház (3-6 lakás)
KTH
Átlagos társasház (7-12 lakás)
ÁTH
Nagy társasház (>12 lakás)
NTH
Forrás: Brennstoff-Wärme-Kraft, 64. k. 1/2. sz. 2012. p. 40-43.
27
Német megújuló villamos energia Németország egészére, 2010-re vonatkozó hivatalos adatok a megújuló forrásokból eredő villamos energiára – típusonként
Az átviteli rendszerirányítók adataiból számolta a BDEW 2011. szeptember 14.-én Forrás: BDEW: Erneuerbare Energien und EEG (2011) - 2012. január 13, p. 24.
28
Az intelligens (smart) mérők elterjedése Becslés: Az intelligens (smart) mérők aránya a beépített mérők közül
? Utolsó magyarázat: B-hálózat-A Pl. védőprofil
?
?
?
Megfelelő számlálási eljárás létrehozása
A havi elszámolás bevezetése stb.
? Intelligens termékek nagyobb kereslete
Változó mérési kvóta, pl. 5%
Forrás: Brennstoff-Wärme-Kraft, 64. k. 1/2. sz. 2012. p. 16-19.
?
?
Smart Grid
Smart Energy 29
Magyar megújuló energia
