Stratégia és megvalósítás

Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet

A megújuló energiatermelés műszaki realitásai Stratégia és megvalósítás

Dr. Kádár Péter [email protected]

Energy Summit 2012. május 31.

1

Vázlat • • • • • • • • •

Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Villamos Energetikai Intézet Intézet

Smart világ Szilárd biomassza Biogáz Szélenergia Vízenergia Naphő Fotovoltaikus alkalmazás Geotermális energia mikroCHP Trendek a világban, trendek hazánkban, reális előrelépés Energy Summit 2012. május 31.

2



3

Strukturális evolúció



4

A két véglet • • • • • • • • •

Koncentrált termelés Nagyobb hálózati veszteség Centralizált irányítás Egyre növekvő hálózat Keresletet követő Merev fogyasztási szerkezet Profitvezérelt Környezetkárosító Nem fenntartható

• • • • • • • • •


Elosztott termelés (DG) Kisebb hálózati veszteség Nehezebb átláthatóság Megújuló termelés Kínálatot figyelembe vevő Flexibilis fogyasztási szerkezet Felelősség vállaló Környezetkímélő Fenntartható(bb)

? Mindkettő van. Energy Summit 2012. május 31.

5

Modern Grid Initiative definíció Modern Grid Initiative, National Energy Technology Laboratory, USA


• Számos termelési módot magába fogad • A fogyasztót az együttműködésre sarkallja az energiatudatosságban, energiamenedzsmentben (DSM) • Öngyógyító hálózat • Külső támadásoknak jobban ellenáll • Kedvez a minőségi energiaszolgáltatásnak • Az on-line kereskedéshez valós adatokat szolgáltat • Optimalizálja a berendezések üzemét, karbantartását, költségeit


6

KEMA definíció Dr. Robert Wilhite, KEMA consulting: The Smart Grid vision for a Smarter Planet előadás alapján

• • • • • • • • •


Intelligens Jövőbe mutató, még nemigen létezik A szolgáltatónak is át kell hozzá alakulnia A fogyasztó aktívan részt vesz benne Minden termelést magára vesz, nem válogat Új termékek, piac Öngyógyító Kevésbé sérülékeny Fenntartható


7

KEMA definíció Smarter Grids for California and the Planet - KEMA’s Perspective and Observations; CEC Workshop on Defining the Pathway to the California Óbudai Egyetem KVK Smart Grid of 2020; Sacramento CA, August 5, 2008 Villamosenergetikai Villamos Energetikai Intézet Intézet

A villamosipari KEMA tanácsadócég egy másik előadás keretében az alábbi értelemben használta a Smart Grid kifejezést: • A digitális technológia átszövi az energiaszállítás minden részletét • Lehetőséget teremt az elosztott termelés integrációjára • Optimalizálja a hálózatot • A hálózat önjavító, megbízható, biztonságosabb, jobb hatásfokú lesz, miközben a fogyasztó is energiatudatossá válik. • Mindez hozzájárul a fenntarthatósághoz, környezetvédelemhez Energy Summit 2012. május 31.

8

Smart process



9

Minden ami naprakész



Source Vigotti, IEA 10

Intelligens hálózat

+


= Energy Summit 2012. május 31.

11


Világtrend • Minden „smartul” Hazai trend • Smart = Smart mérés Realitás • DSM, virtuális erőmű


12



13

Hazai biomassza potenciál



14

Pellet és kazán



15

Nyár ültetvény



16

Energetikai ültetvények



17

Pécsi erőmű



18

Ajka



19

Faapríték tárolás



20

Szalmabefújó rendszer (Vértes)



21

Mátra erőmű



22

Hulladékégetés: FKF Zrt. Rákospalota



23


Világtrend • Méréskelt fejlesztések • Élelmiszer kereszthatás • Energiamérleg • CO2 semlegesség? Hazai trend • Nagyléptékű erdőtüzelés Realitás • Intézményi és közösségi fűtőművek • Hulladékégetés Energy Summit 2012. május 31.

24



25

Biogáz analógia



26

Biogáz termelés folyamata

•


DR. HAJDÚ JÓZSEF: BIOGÁZÜZEMEK MŰKÖDÉSE ÉS BIOGÁZ ÜZEMI TECHNOLÓGIÁK Energy Summit 2012. május 31. 27

Pálhalma



28

Észak-Pest



29

Kecskemét - beérkező szennyvíz



30

Ketchup



31

Kecskemét – kezelt iszap



32

FCsM Zrt. Észak-pesti szennyvíztisztító



33


Világtrend • Mérsékelt kapacitások • Gázhálózatba betáplálás (CO2? Energiamérleg?) • Vill. en. termelés 40-60%-a a szennyvíztechnológiai fogyasztásnak Hazai trend • Néhány tucat erőmű, főleg szennyvíziszap • Veszélyes hulladék megsemmisítés Realitás • Nincs sokkal több szennyvíz • Mérsékelt bővülés Energy Summit 2012. május 31.

34



35

Szélerőművek a világban


• Magyarország teljesítmény felvétele kb. 6000 MW -><- 150 000 MW • Mo. vill. en. igénye kb. 40 TWh -><- össz. termelt szélenergia 263 TWh •

Forrás www.ewea.org Energy Summit 2012. május 31.

36


V27 – 225 kW

E-40 600 kW Energy Summit 2012. május 31.

E-48 800 kW 37


MD-77 1,5 MW V-90 1,8 MW Energy Summit 2012. május 31.

E-70 2 MW 38

Szélerőművek integrálása


Tévhitek és nem alkalmazható megoldások Megoldások • Gázerőművek • A szivattyús tározós erőművek szerepe együttműködése • A sok vízerőmű teszi lehetővé a szélenergia szélerőművekkel integrálását • A menetrend adás hatása a • A 100 %-os tartalékolás kérdése szabályozási igényre • A költséges zöld energia • Szélerőművi termelés • A rendszer szabályozhatatlanságát a szélerőművek szabályozása és korlátozása okozzák… • Területi diverzifikáció • Lokális irányító-szabályozó • A széljárást nem lehet előre becsülni központok (aggregáció) • Erőművek hirtelen leállása • Intraday tőzsdei ügyletek • Egy ELVI lehetőség - Központi hidrogén előállítás hálózati csatlakozással, rendszerirányítói HAZAI HELYZET: szabályozással A NYUGATEURÓPAI • Üzemvitel a jelenlegi gyakorlattól eltérő, műszakilag ORSZÁGOKHOZ KÉPEST lehetséges erőművi blokkösszetétellel ARÁNYTALANUL KEVÉS • Gázmotorok együttműködése szélerőművekkel SZÉLERŐMŰVÜNK VAN Energy Summit 2012. május 31.

39

Energiastratégiátlanság - szél


• A (nyugat-)európai országok többségében a csúcsfogyasztásra vetítetten 15-30(!) % a beépített szélerőművi kapacitás aránya. • Hazánkban ez ma 5%. Régóta dolgozik sok hazai mérnök azon, hogy elmagyarázza, miért is nem lehet ezt bővíteni. • A szélerőművi tenderek vontatott kiírása (2009), akadozó értékelése, a tender visszavonása (2010), további bizonytalan jövőbe való eltolása is egy mindenkori határozatlanságot (vagy más erővonalak határozottságát) vetítik elénk. • Szlovákiában gyakorlatilag ma még nincs értékelhető beépített szélkapacitás (kb. 30 MW), míg Romániában és Bulgáriában ez a szám több ezer MW. Energy Summit 2012. május 31.

40


Világtrend • túl a 150.000 MW-on Hazai trend • Beszorultunk a 330 MW-on • Integrálási polémia Realitás • Energiarendszerhez arányosítva 1500 MW • Se kvóta – se tender • Ellenszél


41



42

Hazai vízerőpotenciál


• Magyarország elméleti vízerőkészlete 1400 MW; 7480 GWh/a (5%-a a Trianon előtti vízerőpotenciálnak!): sok víz, kicsi esés • Hasznosítható 1060 MW; 4500 GWh/a (Gazdaságosan: 3400 GWh/a); • Megoszlás – Duna 66%; – Tisza 10%; – Mellékfolyók 24% • Kiépült 37 mű; 50 MW; 210 GWh/a; (Össz: 51 db hidrogenerátor) Energy Summit 2012. május 31.

43

Nagyságrendek


• A nagyok: Tiszalök 12 MW, Kisköre 27 MW, Kesznyéten 4,5 MW • A kicsik: Kenyeri 1,5 MW • A törpék: keleten – nyugaton 20-100 kW


44

Gyöngyös folyó(cska)


•

BOGÁT (szétszerelve) LUKÁCSHÁZA Indult: 1952 Indult: 1952 3,2 m; 1,5 m3/s; 26 kW; 134 kWh/a; 1 db FRA.turbina vert. 1,6 m; 1,8 m3/s; 13 kW; 47 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert. GENCS FELSŐ TANAKAJD Indult: 1952 Indult: 1950 (1920: 30 LE; 220 V DC) 2,4 m; 1,6 m3/s; 2,2m; 0,9 m3/s; 25 kW; 142 e kWh/a; 1 db FRA.turbina 13 kW; 53 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert. vert. GENCS ALSÓ Indult: 1954 2,4 m; 1,5 m3/s; 18 kW; 38 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert.

VASSZÉCSENY (üzemen kívül) Indult: 1959 (1919 - 1929 220 V..DC) 3,0m; 1,6 m3/s; 25 kW; 81 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert.

GYÖNGYÖSHERMÁNY (megszűnt) Indult: 1952 1,9 m; 1,9 m3/s; 13 kW; 41 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert.

SÁRVÁR - ÚJMAJOR Indult: 1960 1,8 m; 1,9 m3/s; 18 kW; 44 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert.


45

Tanakajd



46


Világtrend • Európa telített, • A 3. világban extenzív, környezetromboló fejlesztések (40 GW Kongo, 22 GW Kína) Hazai trend • 50 MW Realitás • Kis potenciál, magas költség, csak energiáért nem


47



48

Napsütéses órák átlagos száma évente



49

A napenergia felhasználás módozatai



50

Naperőmű típusok • •

• •

•


Napteknő (eng: solar trough, deu: Parabolrinne): Teknő alakú tükrök követik a Nap mozgását, a tükrök fókuszában egy cső található, benne hőátadó folyadék kering és veszi fel a hőt. Naptorony (eng: solar tower, deu: Heliostat): Koncentrikus körökbe telepített nagy felületű és napkövető síklap tükrök irányítják a visszavert fényt a középpontban álló torony tetejére. Itt egy tartályban található a hőátadó folyadék, ami felveszi a hőt. Naptányér (eng: solar dish, deu: Paraboloid): Több korong alakú homorú tükröt mozgat egyszerre a napkövető állványzat. A tükrök közös fókuszpontjában veszi át a hőt a hőátadó folyadék. Napkémény (eng: solar tower(2), Solar chimney, Solar flue): Nagy földterületet borítanak kör alakú üveg vagy műanyagszerkezettel, ami a kör közepe irányába magasodik. Középen egy magas torony található, benne szélturbina vagy szélturbinák. Naptó (eng: solar ponds): A naptó a napenergiából keletkező hőt tárolja úgy, hogy akadályozza a felmelegített vizet felszínre jutásban. Az alsó rétegében oldott só található, így ez a víz túl nehéz ahhoz, hogy a felszínre áramolhasson.

(forrás: www.kekenergia.hu)


51

Háztartási energiamérleg



52

Bükkaranyosi tanya



53

Santa Eulalia, ES



54

Manzanares, ES



55

Buzitka (Bozita) 18 MW(!), SK Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Villamos Energetikai Intézet Intézet


56

Energiastratégiátlanság - nap


• 2010 végére Németországban 17193 MW, Csehországban 1953 MW és Szlovákiában 145 MW beépített napelemes kapacitás táplált a hálózatra. Mára ezek a számot tovább nőttek, Németország meghaladta a 20000, Csehország a 2000 és Szlovákia a 480 MW-ot. • Magyarországon ez a szám kb. 3 MW. • Azt, hogy nálunk északabbra fekvő országok miért tudnak/akarnak napelemes erőműveket telepíteni, azt az energiastratégiájuk és energiapolitikájuk határozza meg.


57


Világtrend • Hatalmas növekedés, megtorpanás Németországban (20.000 MW-nál) Hazai trend • 0 (3MW) - elmélkedés, hogy hol is hasznosulna jobban a befektetés Realitás • Nagy potenciál – nagy ellenáram • (szlovák példa alapján – 1000 MW reális lenne)


58



59

Hazai geotermális lehetőségek


• Közvetlen fűtés • Kísérőgázas kutak bináris hasznosítása (1-15 MW)

Forrás: Pylon Kft.


60

Szentes – geotermikus fűtőkút cca. 75ºC – 1500 m3/nap – „pluszos kút”



61

Bináris – rendszer (hő és vill. áram termelés)


Forrás: Pylon Kft.


62


Világtrend • Kb. 120 MW vill. blokkok – aktív vulkáni tevékenység közelében Hazai trend • Mérsékelt potenciál Realitás • Néhányszor 10 MW vill. telj., inkább közösségi fűtési rendszerekhez


63



64

Heat and Power Co-generation – CHP


Forrás: Zsebik Albin Energy Summit 2012. május 31.

65

CHP


• elsődleges a villamos energia termelés (főleg belső égésű motorokkal, gáz turbinákkal, Otto motorral) • másodlagos a hulladék hő hasznosítása • nagyléptékű erőművek (100 MW felett, többnyire gáz turbinákkal) • közepes erőművek (0,5-3 MW többnyire gázmotorok) • a kombinált ciklusú villamos energia termelés (CHP) aránya Magyarországon 2008-ban 22% volt. • Egyre kisebb egységteljesítmény


66

Új termékek a piacon



67

Virtual microGRID – Smart Grid


CHP

CHP

CHP


68



69


Világtrend • Többtízezer blokk került installálásra Hazai trend • Induló piac Realitás • Ez az igazi háztartási léptékű kiserőmű, virtuális erőműbe foglalva


70



71

Becslés 2020-ig • • • • • • • • • • •


Talán elindul a smartosítás Szilárd biomassza – pár száz MW + közösségi erőművek Hulladékégetés – lerakópiac fékezi Biogáz – néhány tucat x pár MW Szélenergia – 330 + 410 MW Vízenergia – 20 MW vagy 200 MW – alacsony potenciál Naphő – számos kis kollektor Fotovoltaikus alkalmazás – pár tucat MW Geotermális energia – pár tucat x 10 MW Néhány ezem mikroCHP Vízenergia – alacsony potenciál Energy Summit 2012. május 31.

72

Villamos szempontok


• A DG termelés kis léptékben növekszik • Indokolt a lokális „megújuló” irányító központok kialakítása, melyek agregálják a kistermelőket • A hálózat alapvetően elbírja az új betáplálásokat, de egyedileg ezt ellenőrizni kell • A kiserőművi csatlakozási feltételrendszer alapvetően tisztázott


73

Összegzés


• A DG termelés egy világtrend, számos hazánkban is alkalmazható eszköz piacról beszerezhető • A 13%-os részarány megvalósításához szinte mindegyik típusból kell építeni • A rendszerirányítást flexibilissebbé kell tenni • A létesítés- és elszámolás adminisztrációját egyszerűsíteni kellene • Az országos energiamérlegre az összvolumen nincs nagy hatással, nagy erőművekre szükség van • A piac átláthatósága, a tőzsde javítja az esélyeket


74


Köszönöm a figyelmet!


75

Stratégia és megvalósítás

Recommend Documents