Energetikai gazdaságtan
(BMEGEENMKEE) MEGOLDÁS
1. nagy-zárthelyi, B csoport Munkaidő: 90 perc Tisztelt Hallgató! Ez a zárthelyi két részből (elmélet és számítás), azon belül további feladatokból áll. Az elméleti kérdések megválaszolásánál világos, áttekinthető és lényegretörő válaszokat adjon! Ahol a válaszadás igényli, készítsen vázlatot, folyamatábrát vagy egyéb magyarázó célú grafikát! Ahol összefüggést, ill. képletet közöl, annak minden elemét nevesítse! A válaszokat a felkínált helyre írja! Amennyiben ez nem elegendő, úgy a válaszadást – ezt jelezve – pótlapon folytassa és egyértelműen rendelje össze a feladatot/kérdést a pótlapon szereplő válasszal! A dolgozatíráshoz író- és számolóeszközön kívül más segédeszköz, a más hallgató nyújtotta segítséget is ide értve, nem vehető igénybe. Eredményes munkát kívánunk!
Elmélet
elérhető 1.
10
2.
11
3.
8
4.
8
5.
11
6.
12
Elmélet összesen:
60
Gyakorlat
elérhető
a
10
b
20
c
10
Gyakorlat összesen:
40
ÖSSZESEN
100
elért
elért
100
1., Definiálja a következő fogalmakat és mindre adjon 1-1 példát: primer energiahordozó, primer energiaforrás, szekunder energiahordozó, végső energiahordozó, hasznos energiahordozó! alap (primer) energiahordozók: energetikailag hasznosítható ásványi anyagok (pl. szén, kőolaj); alap (primer) energiaforrások: munkavégzésre használható természeti erők (pl. napsugárzás, szél, víz); átalakított (szekunder) energiahordozók: a primer energiahordozóktól fizikai tulajdonságaikban különböző anyagok (pl. brikett, benzin, gázolaj). végső energiahordozók: az átalakított (szekunder) energiahordozóktól fizikai és kémiai tulajdonságaikban különböző energiahordozók (forró víz, gőz, villamos energia stb.). hasznos energiahordozók: a fogyasztó szempontjából hasznos energiaformák (mozgási-, helyzeti-, fényenergia stb.). definíciók: ___/5 példák: ___/5 2., Mit nevezünk energetikai rugalmasságnak (képlettel)? Milyen értékeket vehet fel és mit jelentenek ezek? Milyen másik mutatóval érdemes együtt vizsgálni? Mit jelent a kalkulatív reálkamatláb? Hogy határozható meg az értéke? energetikai rugalmasság: a jövedelem relatív változása mekkora relatív energiaigény-változást eredményez, képlete:
negatív: javul a hatékonyság (csökken az energiaigényesség) pozitív: romlik a hatékonyság (nő az energiaigényesség) egyértelmű döntéshez: h – energetikai hatékonysággal együtt vizsgálni GDP nő
GDP csökken
E (+)
d nő, ha h csökken d nem változik, akkor rossz csökken, rossz
E (-)
d nem változik, h d nő, ha h csökken növekszik, legjobb nagyon rossz lehetőség
h
kalkulatív reálkamatláb: inflációtól „megtisztított” érték, az adott gazdasági környezettől függően egyezményesen meghatározott érték. Stabil környezetben: 5% (nem vár a befektető nagyon gyors megtérülést) referenciaértékek: IEA definíció: ___/2 értelmezés: ___/2 mutató: ___/2 kalkulatív reálkamatláb: __/5
3., Mik az energiatervezés legfontosabb befolyásoló tényezői? Értékelje az EU környezetvédelmi szerepvállalását (3x20, mit vállalt, mennyire eredményképes világszinten a vállalás)? legfontosabb befolyásoló tényezők: - legalább 5 megnevezése 1. gazdasági növekedés; 2. társadalmi lehetőségek; 3. energiatakarékosság és - hatékonyság; 4. az energetika tőkeigényessége; 5. energiahordozók árstabilitása; 6. környezeti hatások; 7. regionális fejlődés. EU: vállalás 2020-ra 20%-kal csökkenti a CO2 kibocsátást, +20% megújuló részarány, +20% energiahatékonyság. Sok pénzt fektet bele, de világszinten az EU ÜHG kibocsátása nem mérvadó (Kínához – nagy ütemű fejlődés és növekvő CO2 kibocsátás), USA-hoz képest) tényezők: ___/4 EU: ___/4 4. Milyen előrejelzési módszereket ismer, mik ezek legfontosabb jellemzői? Milyen eszközökkel végezhetők az előrejelzési módszerek? •
•
Forecasting (múltbeli folyamatok kivetítése a jövőre) ELŐREJELZÉS o időben előrehaladó, o bázis a jelenben, a cél kialakul o ökonometriai modell, regresszió alapú eszköze: trend extrapoláció (GDP, energiafelhasználás) előny: egyszerű hátrány: függetlenül kezeli a mennyiségeket bizonytalanság: milyen szakaszt kell extrapolálni és milyen függvénnyel (lineáris vagy hatvány vagy exponenciális) Backcasting (jövőbeli cél kitűzése és visszavezetése a jelenig) TERVEZÉS o időben visszafelé haladó, o bázis=cél a jövőben, o egyes időszakokban végzendő feladatok. eszköze:makrogazdasági forgatókönyv alapján előny: megbízhatóbb, mint az előző hátrány: komplexebb (mi legyen a másik változó: hatékonyság vagy a rugalmasság) bizonytalanság: makrogazdasági előrejelzések módszerek: ____/2+2 jellemzés: ___/2+2
5., Hogyan lehet felosztani a termelési költségeket (ábra)? Hol keletkeznek a belső költségek és a külső költségek? Definiálja az externália fogalmát és mutassa be, hogy egy erőmű szennyezőanyag-kibocsátása hogy válik külső költséggé az érintetteknek!
A belső költségek a termelési helyen, a külső költségek nem a termelési helyen keletkeznek. Externália: Piaci szereplők úgy módosítják egymás jóléti függvényét, hogy nincs közöttük direkt piaci kapcsolat. Internalizálásuk: valamilyen módon kompenzálhatóak a járulékos költségek. Például: erőmű: bevétel, szennyező kibocsátás „civilek” egészségügyi állapota romlik nem dolgozik, nincs termelés, gyógyszerre költ, stb… ábra: ___/4 keletkezés:___/1 definíció: __/3 példa: __/3 6., Hasonlítsa össze a költségszemléletet és a pénzforgalmi szemléletet (írjon példát hátrányukra is)! Ismertesse a költségszemlélet során alkalmazott időtartamokat, egy vízerőmű esetén hány év lehet a maximális műszaki élettartam? költségszemlélet: • • • •
cél: egységnyi termék költségének meghatározása adott időpillanatra alkalmazhatóság: versengő alternatívák összehasonlítása; piacralépés eldöntése eszköz: egységköltség hátrány: nem veszi figyelembe az időszak alatt felmerülő egyéb költségeket, a gazdasági környezet változását pénzforgalmi szemlélet: • • • •
cél: beruházás gazdaságosságának megítélése alkalmazás: beruházási döntés eszköz: NPV, IRR, cash-flow, RR stb. több adat kell hozzá, összetettebb
időtartamok: • • • • •
létesítési idő üzembe helyezés, próbaüzem leírási idő tervezési élettartam üzemidő (műszaki élettartam)
Vízerőmű esetén maximum 50-60 év. összehasonlítás: ___/3+3
GYAKORLAT
időtartamok: ___/5 vízerőmű: ___/1
a) Energiatervezés A népesség időfüggő növekedési rátáját a [g(t)] függvény írja le, ahol t az idő, a=1,2%/a és b=0,08/a konstansok. g ( t )= a ⋅ e −b⋅t 𝑑𝑃
Ha a t=0 időpillanatban (1980) a népesség P0=4,45 Mrd fő volt, akkor a 𝑑𝑡 = 𝑔(𝑡) ∙ 𝑃(𝑡) függvény
alapján mekkora lesz a népesség [P(t)] 20, 33 és 100 időegység múlva? Ábrázolja a P(t) függvényt! Ügyeljen a tengelyekre és a mértékegységekre! Forrás és adatok: http://www.geohive.com/earth/his_history3.aspx
t=20: ___/2
t=33: ___/2
t=100: ___/1 ábra: ___/5
Energetika a háztartásban A háztartásunkban a következő energia megtakarítást szolgáló fejlesztési lehetőségek állnak előttünk: •
Régi hűtő cseréje egy 300 kWh/év fogyasztású Sharp PBKGP típusú hűtőre,
•
régi hűtő cseréje egy 240 kWh/év fogyasztású Samsung BVBLF típusú hűtőre,
•
18 db 60 W-os hagyományos izzó cseréje 20W-os kompakt világítótestekre.
A teljes fejlesztést idén (0. év), önerőből kívánjuk megvalósítani, a beruházásra 60 000 Ft áll a rendelkezésünkre. Melyik projektet/projekteket valósítaná meg, hogy a legnagyobb megtakarítást érjük el? A vizsgálat időtartama minden esetben 3 év, a kalkulatív kamatláb 10%/év. Adatok: A jelenlegi hűtőnket 4 éve 140 000Ft-ért vásároltuk, fogyasztása 600 kWh/év. Amennyiben a hűtő csere mellett döntünk, régi hűtőnket még az idén (0. évben) 80 000 Ft-ért tudjuk értékesíteni. Az idei villanyszámlát már teljes egészében kifizettük. A Sharp hűtő ára 110 000 Ft, míg a Samsung hűtő 125 000 Ft-ba kerül. Egy kompakt fénycső ára 2200 Ft/db, a 10 darabos kiszerelésű csomag pedig 16000 Ft-ba kerül. A villamos energia díja végig 50 Ft/kWh. A világító testeink évente átlagosan 1000 órát üzemelnek. Az izzók cseréje esetén, az összeset kicseréljük! Megoldás: •
NPVa=7302, NPVb=-236, NPVc=57526. Első ránézésre az a és a c projektet érdemes megvalósítani, a b-t a negatív NPV miatt eleve elvetjük.
•
Az a projekt beruházási költsége 30000 Ft, még a c jelűé 32000 Ft. A két projekt együtt nem valósítható meg a 60000 Ft-os költségkorlát miatt, így csak az izzók cseréjét hajtjuk végre.
•
Trükkök: o a régi hűtő beszerzési költsége számunkra nem releváns, elsüllyedt költség, o 18 izzó cseréje esetén 2 darab 10-es kiszerelésű kompakt fénycső csomagot éri meg venni 2x16000 Ft-ért. Így a legolcsóbb és még marad 2 tartalék fénycsövünk is (ami a vizsgált szempontjából nem releváns, ugyanis nem tudjuk tovább értékesíteni (nem vagyunk rá jogosultak + aránytalanul magas tranzakciós költségek miatt)).
Megtérülő beruházás(ok): _____/10
Beruházási javaslat: ______/10
b) Technológia Egy kombinált ciklusú erőmű tüzelőanyag hőteljesítmény felhasználása 520 MW. A gázturbinás egység hasznos villamos teljesítménye 160 MW, míg az illesztett gőzkörfolyamat villamos hatásfoka 35%. •
Mekkora a kombinált ciklusú energiatermelés eredő villamos hatásfoka és a gőzturbina hasznos teljesítménye?
•
Vázolja az energiaátalakítás folyamatát a blokk „fekete dobozos” ábráján, jelölve az ismert energiaáramokat és hatásfokokat!
Megoldás: 𝑃𝐺𝑇 = 𝑄̇𝑏𝑒 ∙ 𝜂𝐺𝑇 , 𝜂𝐺𝑇 =30,76% 𝑷𝒈𝒕 = 𝑄̇𝑣𝑒𝑠𝑧𝑡 ∙ 𝜂𝑔𝑡 = (1 − 𝜂𝐺𝑇 ) ∙ 𝑄̇𝑏𝑒 ∙ 𝜂𝑔𝑡 =126.01 MW 𝑃𝑔𝑡 + 𝑃𝐺𝑇 𝜼𝑪𝑪 = = 55% 𝑄̇𝑏𝑒
gőz teljesítmény:___/1
hatásfok:___/5
ábra:___/4
