RACIONÁLIS ENERGIAFELHASZNÁLÁS, ENERGIATAKARÉKOSSÁG
3.9 2.4 1.6
Villamosítás napenergiával egy kis indiai szigeten Tárgyszavak: napelem; faluvillamosítás; extern költségek.
A harmadik világ országaira jellemző, hogy nemzeti jövedelmük tetemes része származik nagy területen elszórt mezőgazdaságból és a hozzá kapcsolódó tevékenységekből szűkösen élő falvakból. Nyilvánvaló, hogy ezt az életszínvonalat nem lehet emelni a villany bevezetése nélkül. A villamosítás a szénhidrogén-származékok tömeges használatával túlságosan drága, és környezeti okokból sem kívánatos. Gyér településű vidékek, félreeső községek hagyományos nagy központi erőművekből ellátott villamosításáról szintén kiderült, hogy nem gazdaságos, sőt alig oldható meg. Indiai kutatók e területek országos villamosítási programjának megvalósítására csak megújuló energiákat tartanak alkalmasnak, közülük is kitüntetve a napenergiát hasznosító fényelektromos elemeket (solar photovoltaic, SPV-cell). Gazdasági összehasonlítás Az Indiai Statisztikai Intézet gazdasági kutatórészlegének munkatársai egy a szubkontinenstől távol fekvő sziget SPV-alapú villamosenergia-ellátásának gazdasági és társadalmi feltételeit, ill. életképességét vizsgálták, összehasonlítva a hagyományos hálózatok telepítésével, a közvetlen és közvetett költségeket és azok vonzatait figyelembe véve. Az ásványi fűtőanyag felhasználásával való, szükségképpen központi ellátás az energia termeléséből, átviteléből és elosztásából, így költsége is ennek megfelelő tételekből áll. A napenergia alapú, decentralizált ellátást viszont elsődlegesen csak az előállítás költsége terheli. Termelési és elosztási költségek összehasonlítása A hőerőművek esetében előnyös a nagy méret és az elosztás nagy feszültségű vezetékekben, lehetőleg ipari fogyasztóknak. Ennek megfelelően
gazdaságtalan a kis- és közepes feszültségű elosztás a központtól távoli falvakba, amikor is a hálózati veszteség a távolsággal és a rossz kapacitáskihasználás miatt is nő. Egyelőre azonban egységnyi villamos energia napenergiából kiinduló termelési költséget a nagy beruházási költség a szén- és dízelolaj (fűtőolaj) alapú termelésének többszörösére növeli (1. táblázat). 1. táblázat A villamosenergia-termelés fajlagos költsége Indiában, 1999-ben Termelőrendszer
Szénerőmű Olajerőmű Napenergia
Átlagos költség1) 1000 Rs/kW
Évi tőkeköltség2) 1000 Rs/kW
Üzemeltetés és karbantartás3) 1000 Rs/kW
Évi termelés 1000 Rs/kWh
Évi fűtőanyag költség 1000 Rs
Összes költség 1000 Rs
Termelési költség Rs/kWh
40,00 12,00 300,00
4,97 2,12 38,28
1,00 1,20 7,50
5,52 1,28 1,75
7,10 5,58 –
13,07 8,90 45,74
2,37 6,97 26,10
1) becslés egy 100 MW beépített kapacitású erőmű tőkeköltségéből 2) 12%-os kamatlábbal, 12%-os leírással és 30, ill. 25 éves élettartammal számolva 3) a beruházási költség 2,5%-a
Ezzel szemben az elosztás költsége a központból rohamosan nő a távolsággal, pl. egy 33 kV-os hálózati pontból az energia eljuttatása Indiában – 5 km-re 5,44, – 15 km-re 16,32, – 25 km-re 27,20 rupiába, a szoláris ellátás esetén ugyanakkor ilyen költség nem merül fel. Az előbbi tételekbe nincs beszámítva az említett veszteség, amely Indiában folyamatosan növekedve jelenleg országos átlagban eléri a termelés 21%-át, vidéki környezetben a 40%-át. A hagyományos erőművek legkisebb kritikus méretéből és a fel nem használt termelésből kiindulva, vidéki környezetben 1 kWh villamos energia szolgáltatásához 1,67 kWh-ot kell termelni, ami az itt felhasznált energia fajlagos költségét 3,95 INR/kWh-val megemeli. Ezt kell tehát hozzáadni az elosztott energia hálózatfüggő költségéhez (2. táblázat). Ezáltal a hagyományos termelés már csak közelre olcsóbb a napelemre alapozottnál. Az árarányok alakulása Az ásványi fűtőanyagkészletek egyre költségesebb hozzáférése, majd fokozatos kimerülése nyomán hosszú távon azok drágulására, a szoláris energetikába fektetett kutató és fejlesztő tevékenységnek köszönhetően pedig e technika berendezéseinek kedvező áralakulására lehet számítani. Ez a ten
dencia már ma is érvényes (3. táblázat). Az indiai prognózisok szerint a fogyasztóhoz eljuttatott, szolárisan termelt villamos energia egységára 2005-ben kb. 50%-a, 2010-ben 30%-a lesz a hagyományos termelésű villamos energiának. 2. táblázat Az energiaszolgáltatás távolságtól függő költsége, INR/kWh1) Termelőrendszer
Hőerőmű Olajerőmű Napenergia
Távolság a 33 kV-os hálózati csomóponttól, km 5
10
15
20
25
9,39 14,12 26,10
14,38 19,56 26,10
20,27 25,00 26,10
25,71 30,44 26,10
31,15 35,88 26,10
1) termelés + eloszlás + veszteség: az utóbbi hagyományos rendszerben 40%, szoláris rendszerben 0.
3. táblázat A villamosenergia-termelés költségeinek alakulása Tételek
Költség, 1000 INR, 1990/91-es árakon 1990–1991
„A” osztályú feketeszén, t–1 Fűtőolaj, et–1 Hőerőmű, kW–1 SPV, kW–1 Elosztás, km–1
0,74 3,66 25,00 400,00 200,00
Évi változás, %
1998–1999 1,02 5,02 23,61 kb. 300* 177,04
5,20 4,00 –0,70 –9,70 –1,50
* a cikk más helyéről átvett adat, az eredeti táblázat sajtóhibája miatt
Készletkímélés Nem hanyagolható el a napenergia-bázisú villamosítás közvetett haszna sem, különös tekintettel India és a hasonlóan készlethiányos országok ásványi importfüggésére. Indiában 1 kWh szoláris termelése 0,35 l olajimportot, és ezzel legalább 4,38 INR-t takarít meg, ami (1999-es áron) 0,10 USD-nek felel meg. A megtakarítás szénegyenértékben kifejezve 0,7 kg/kWh. Környezeti és társadalmi szempontok Indiában a villamosenergia-termelésre jut az energiafelhasználásból eredő szén-dioxid-kibocsátásnak mintegy 40%-a, az olaj- és szénerőművekben
évente képződő 0,9, ill. 1,2 kg CO2/kWh-val. Ennek negatív hatásait az emberi egészségre, a lakó- és élőhelyekre, ill. az azokat mérséklő, kompenzáló intézkedések költségét nem tartalmazzák az egység energiatermelésének költségszámításai. Ezeket az ún. externális költségeket csak becsülni lehet, pl. a gyógyítás és a szén-dioxidot elnyelő fák ültetésének költsége vagy a lakóhelyi értékek megőrzéséért és az emberi egészséget veszélyeztető környezeti degradálódás elkerüléséért megnyilvánuló fizetési hajlandóság alapján. Eszerint a fűtőanyag-felhasználáshoz köthető fajlagos externális költség szénre 0,05, kőolajra 0,03 és földgázra 0,02 USD/kWh. Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) az externális hatásokat egy másik nézőpontból vizsgálva, arra a következtetésre jut, hogy évente több mint 3,5 millió öt éven aluli gyermek hal meg légzőszervi betegségben. Széntüzeléssel összefüggő légzőszervi és egyéb tünetek Kína lakosságának 14%-át érintik. Indiában és hasonló országokban a biomassza tömeges tüzelése a helyiségek légszennyezését okozza. A napenergia gazdaságilag egyelőre nem alkalmas a falvak fűtési és világítási szükségletének kielégítésére, de a teljes gazdasági becslésbe, a hagyományos és alternatív energiatermelés összehasonlításakor ezek közvetett költségét is számításba kell venni. India 18 000 falujából 900 Nyugat-Bengália szövetségi államban található elszórtan vagy éppen szigeteken, ahol a központosított villamosítás nem reális, de a fűtőolaj-alapú decentralizált termelés is elérhetetlenül drága. Villamos energia nélkül pedig nincs kilátás a lakosság tevékenységi körének kibővítésére – kisipar, kereskedelem, közlekedés, öntözéses földművelés – és ezáltal az igen alacsony életszínvonalának némi emelésére. Esettanulmány (Sagar Dweep szigete) Sagar Dweep a nyugat-bengáliai Kolkata városától 96 km-re délnyugaton fekvő sziget. Az állam villamos társasága (West Bengal State Electricity Board) olajtüzelésű generátorokat telepített ide, amelyek azonban csak 650 fogyasztót látnak el a fő közlekedési útvonal mellett és csupán napi négy órán át. A fejlesztést az olajárak nem teszik lehetővé. Kerozin-lámpák szoláris világítótestekkel való helyettesítési programjának sikerén felbuzdulva döntöttek 1995-ben kísérletképpen egy kis SPVerőmű létesítése mellett. A következőt egy másik faluban, 1998-ban állították fel, és ezt 2000-ig további három követte. Ez az öt kis erőmű 475 fogyasztót lát el, azaz a körzetükben lakók 32%-át, legalább öt esti/éjjeli órán át. Egy 2000-ben végzett lakossági felmérés alapján az esti villamosenergiaszolgáltatás számos háztartásban lehetővé tette az általános mezőgazdaság mellett más foglalkozások művelését vagy a jövedelmező tevékenység idejének meghosszabbítását. A háztartások a kerozinos világítás havi 53 INR költ
sége helyett 70–120 INR-t fizetnek a villamos energiáért, a tarifába beszámítják a SPV-generátorok beruházási költségét is. Az olajgenerátorból származó villamos energia ára 40 W-os égőnként 18–22 INR volt, négy órára korlátozva. A szociológiai vizsgálódás az esti energiaszolgáltatás hasznát legalább négy területen mutatta ki: – a diákok kényelmesen tanulhatnak, – a bételtermesztők és -eladók tovább folytathatják előkészítő munkájukat, – működhetnek esti szórakozóhelyek és – nők is végezhetnek este házi teendőket. A megkérdezettek 46%-a nyilatkozott úgy, hogy a villany bevezetése megnövelte a család jövedelmét, új foglalkozási lehetőség vagy a meglevő bővülése révén. Ugyancsak 46% fizetne szívesen többet több energiáért. Az olajlámpa gyenge fénye miatt 21%-nál számoltak be valamelyik családtag szempanaszáról. Figyelemre méltó eredmény, hogy a lakosság nagy része tisztában van az olajtüzelés környezeti ártalmaival, sőt sokan nyilvánították készségüket továbbra is a drágább, de „tiszta” napenergiával termelt villany megfizetésére. (Dr. Boros Tiborné) Chakrabarti, S.; Chakrabarti, S.: Rural electrification programme with solar energy in remote region – a case study in an island. = Energy Policy, 30. k. 1. sz. 2002. p. 33–42. Kohle, M.; Kohle, S.; Joshi, J. C.: Economic viability of stand-alone solar phorovoltaic system in comparison with diesel-powered system for India. = Energy Economics, 24. k. 2. sz. 2002. márc. p. 155–165. Roy, J.; Jana, S.: Solar lantern for rural households. = Energy, 23. k. 1. sz. 1998. p. 67–68.
