A szélenergia hasznosítás 2012 évi legújabb eredményei. Dr. Tóth Péter egyetemi docens SZE Bíróné Dr. Kircsi Andrea egyetemi adjunktus DE

Átírás

1 A szélenergia hasznosítás 2012 évi legújabb eredményei Dr. Tóth Péter egyetemi docens SZE Bíróné Dr. Kircsi Andrea egyetemi adjunktus DE

2 Miért szél? Növekvő energiaigény az egész világon Szén-dioxid-mentes energiatermelési mód Klímaváltozás elleni küzdelem része! Leggyorsabban és relatívan legkisebb befektetéssel megvalósíthatóerőművek sorába tartoznak a szélerőművek Hozzájárulaz energiatermelés diverzifikálásához, az energiabiztonság növeléséhez Szélenergia ipar kedvezőtársadalmi-gazdasági hatásai: 2008-ban embert foglalkoztatott direkt, vagy indirekt módon (EWEA, 2009 január Wind at Work)

3 Szükséges tennünk a éghajlatváltozás ellen! Az energiaszektor nagy részben felelős az üvegházhatású gáz kibocsátás növekedéséért májusában a CO 2 légköri koncentrációja elérte a 400ppm-et Manua Loa (Hawaii) állomáson. IPCC AR4 szerint a várható T: o C ra EU célkitűzése: ne haladjuk meg 2 o C-ot!

4 Megújulók globális éves technikai potenciálja (EJ/yr) IPCC, 2011: Summary for Policymakers. In: IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. PichsMadruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure SPM.XX 4

5 Éves átlagos szélsebesség 80m magasságban a Földön 5x5km 5

6 CO 2 kibocsátása teljes életciklusra Üvegházgáz-kibocsátás gco 2 egyenérték/kwh a teljes életciklusra Jacobson, 2009

7 Becsült ÜHG kibocsátás teljes életciklusra számolva (g CO2eq/kWh) Sathaye, J., O. Lucon, A. Rahman, J. Christensen, F. Denton, J. Fujino, G. Heath, S. Kadner, M. Mirza, H. Rudnick, A. Schlaepfer, A. Shmakin, 2011: Renewable Energy in the Context of Sustainable Energy. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. PichsMadruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure 9.8 7

8 KülönbözőRES technológiák fajlagos költségeinek terjedelme Villamos energia Hőtermelés Üzemanyag IPCC, 2011: Summary for Policymakers. In: IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. PichsMadruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure SPM.5 8

9 Szélenergia hasznosítás a világban A világban 44,6GWúj szélerőműkapacitás épült 2012-ben, az új kapacitások több mint fele Ázsiában épül. 100 országban üzemelnek ipari méretűszélerőművek, 22országban van (15 európai) 1GW feletti az installált szélerőművi kapacitás. A szélenergia megkerülhetetlen és vitathatatlanul fontos szereplőjévé vált a világ energiapiacának. A világban a 282GW szélerőműkapacitás a világ villamos energiaigényének 3%-át képes biztosítani. Európában az energiafogyasztás 7%-át adja szél. GWEC, 2013; WWEA, 2013.

10 Összesített szélerőmű-kapacitás a világon között Forrás: GWEC,

11 Évente épült szélerőmű-kapacitás a világban Forrás: GWEC,

12 Évente épült szélerőmű-kapacitás régiónként Forrás: GWEC,

13 Első10 a 2012-ben telepített szélerőmű-kapacitások alapján Forrás: GWEC,

14 Szélenergia a világban 2012-ben a szélerőműfejlesztésekben Kínavolt a világon az első, bár nehéz év volt a szélenergia ipar számára folyamán becslések alapján 13GW épült, 2012 decemberére 75GW az összes szélerőműkapacitása ra Kína 200GW kapacitás szeretne elérni. USA 2012 évi új szélerőmű telepítései megduplázódtak előző évhez képest, mintegy 13GW épült, a hálózatra csatlakoztatott szélerőművek összes kapacitásával eléri a 60GW-ot, amely a világranglistán vezető. Kínán kívül Ázsiában 2012-ben főként Indiában épültek szélerőművek (2GW), ezzel India összkapacitása 18GW. További tervekben évi 5GW építése szerepel 2015-ig. Rekordévet zárt 2012-ben Brazília. Forrás: GWEC, 2013

15 Első10 az összesített telepített szélerőmű-kapacitások alapján Forrás: GWEC,

16 Szélenergia hasznosítás Európában Európa egyértelműen elveszítette vezető szerepét ben a pénzügyi válság miatt új szélerőmű telepítésekben visszaesés volt közel azonos új szélerőmű kapacitás épült. EWEA,

17 Szélenergia hasznosítás Európában European Union EU27: MW Ebből offshore: 1166MW kb 10% European Union EU15: 99308MW European Union EU12: 6388MW Candidate Countries (TR, HR): 2492 MW EFTA (Norvégia, Svájc): 753 MW Más (Ukrajna, Faroe szigetek, Oroszo.): 296MW Total Europe: MW EWEA, 2012

18 Szélenergia hasznosítás Európában EWEA,

19 Szélenergia hasznosítás Európában 2012-ben összesen Európában 11,6GW szélerőmű épült, ebből 1166 MW offshore szélerőmű. EWEA,

20 Legnagyobb offshore szélfarm 2012 február Walney wind farm 367MW 2012 február Walney wind farm 367MW 102 Siemens SWT London Array 1000MW Területe 100km 2 175db szélerőmű 2db offshore alállomás, 1db szárazföldi alállomás 450km tengeri vezeték 630MW villamosenergia termelés -480,000 háztartás energiafogyasztása 925,000t CO 2 megtakarítás 20

21 Offshore részarányának változása (MW) EU szélenergia piacán EWEA, 2013

22 2010 és 2011-ben telepített szélerőmű kapacitások megoszlása EU EWEA, 2011 és EWEA,

23 EU27-ben 2012-ben telepített szélerőműkapacitások megoszlása EWEA,

24 Szélenergia hasznosítás Európában EU27 összesített szélerőműkapacitása 2011 végén 105.7GW évi szárazföldi telepítésekben Németország és Olaszország volt jelentős, offshore kapacitásokban UK. A növekedés megállt Franciaországban és Spanyolországban ben meglévőszélerőművek egy normál szeles évben EU bruttó végső energiafelhasználás 7%-át képesek fedezni. EWEA,

25 Németország, Spanyolország, Dánia szerepe háttérbe szorul EWEA,

26 Németország, Spanyolország, Dánia szerepe háttérbe szorul EWEA,

27 Szélenergia hasznosítás Európában EU12 EU12 tagállamok közül Lengyelországnak és Romániának van 1GW feletti szélerőmű kapacitása! EWEA, 2013 alapján 27

28 Szélenergia hasznosítás Európában EU Számottevő fejlesztések voltak 2012-ben az alábbi EU12 országokban: 1. Románia +950MW, 2. Lengyelország +884MW, 3.Bulgária +131MW EWEA, 2013 alapján 28

29 Megújulók (RES-E) hálózatra csatlakozásának megítélése EU27 tagállamokban RES Integration Project,

30 Új és felszámolt erőműkapacitások megoszlása 2011-ben Európában EWEA,

31 Évente épített erőművek megoszlása energiaforrásonként Európában EWEA,

32 Új villamos-energiatermelőkapacitások EU-ban EWEA,

33 Energiaszerkezet EU-ban 2000 és 2012-ben EWEA,

34 A szélenergiából termelt villamos energia részaránya 2012-ben az EU-ban EWEA, 2013

35

36 A szélenergiából termelt villamos energia részarányának várhatóváltozása -EU EWEA,

37 Szélerőművek jellemző tulajdonságai Szélerőmű karakterisztika <terjedelem>, tipikus érték Névleges teljesítmény (MW) < >, 3.0 Rotor átmérő(m) <58-130>, 90 Fajlagos névleges teljesítmény (W/m2) < >, 470 Kapacitás tényező(%) onshore/offshore <18-40>/<30-45> Kihasználási óraszám (h) onshore/offshore < >/< > Fajlagos éves energiatermelés (kwh/m2/év) < > Technikai rendelkezésre állás (%) <95-99>, 97.5 Grid report,

38 Szélenergia hasznosítás rekordere 2007 Enercon E-126 első 7.5MW szélturbina Rated power: 7,500 kw Rotor diameter: 127 m Hub height: 135 m

39 Szélenergia hasznosítás rekordere 2007 Enercon E-126 az első 7.5 MW-os szélturbina Névleges teljesítmény: 7,500 kw, Rotorátmérő: 127 m, Súlyponti magasság: 135 m. 1. Főtengely 2. Fordító mechanizmus 3. Generátor 4. Lapátkerék csatlakozás 5. Rotor 6. Lapát

40 Szélerőműparkokjellemző tulajdonságai Szélerőmű park karakterisztika Névleges teljesítmény (MW) < > <terjedelem>, tipikus érték Szélerőművek száma 1 néhány 100 Fajlagos teljesítmény hányad( MW/km2) offshore Fajlagos teljesítmény hányad( MW/km2) onshore <6-10> <10-15> Kapacitás tényező(%) onshore/offshore <18-40> / <30-45> Kihasználási óraszám (h) onshore/offshore < >/< > Fajlagos éves energiatermelés (GWh/km2/év) onshore Fajlagos éves energiatermelés (GWh/km2/év) offshore <30 40 > <20 50 > Technikai rendelkezésre állás (%) <95-99>, 97 Grid report,

41 Grid report,

42 A szélből termelt villamos energia fajlagos költségei 42 EWEA, 2009

43 A szélerőművek termelési egységköltsége a kihasználási óraszám függvényében A fejlesztések révén várható csökkenés a 2020-as és 2030-as évekre (A felső görbe a nagyobb beruházást igénylő tengeri rendszer). Wind Power Barometer EUROBSERV ER febr

44 Beruházási költségek várható alakulása 2050-ig 44

45 A szélerőművek (és a PV napelemek) fajlagos beruházási költségeinek változása A kontinentális típusoknál 2020 után jelentős változás nem várható

46 Árkockázat skála: a fix átvételi ártól a zöldbizonyítványig RES Integration Project,

47 Szélből termelt villamos energia átvételi árai Magyarországon MEH alapján,

48 Álláshelyek megoszlása az EU szélenergiaiparában Wind at Works,

49 Magyarország szélenergia potenciálja Elméleti potenciál: 532,8 PJ/év Forrás: MTA Energetikai Bizottság Megújuló Energia Albizottság, Szélenergia potenciál H=75m, D=75m, E=56,85TWh (204,7PJ/év), Péves átl.=6489mw 49

50 Szélsebesség eloszlás 75m-en WantuchnéDobi I. et al., 2005 Wantuchné Dobi Ildikó, Konkolyné Bihari Zita, Szentimrey Tamás, Szépszó Gabriella,2005: Széltérképek Magyarországról "Szélenergia Magyarországon" , Gödöllő(11-16) 50

51 Fajlagos szélteljesítmény (W/m 2 ) 75m magasságban Magyarországon Wantuchné Dobi I. et al., 2005 Országos potenciális energia 75 méteren: 204PJ/év Dr. Hunyár Mátyás MMT előadás OMSZ 51

52 EBRD,

53 Évente telepített szélerőmű kapacitás Magyarországon (MW) MSZET,

54 Szélerőművek földrajzi helyzete 172 db szélerőmű 329,325MW MSZET,

55 Szélturbina-gyártók részvétele a magyar piacon 2011-ben MSZET,

56 Szélenergiából termelt villamos energia (GWh) MSZET,

57 MEH,

58 Szélerőművek havi kapacitás kihasználtsága (%) és a KÁT termelés aránya (%) 58

59 Összes kiadott megújulós villany részarány a hazai nettó villamosenergia-termelésből 6,1% ,9% ,9% ,2% ,0% ,1% ,5% ,8% 868 0,8% 261 1,0% 326 részarány a bruttó fogyasztásból Előzetes, tájékoztató adatok 0,7% 0,9% 2,3% 4,2% 3.4% 4,1% 5,5% 6,8% 6,9% 6,0% Stróbl, február

60 Jelenlegi és tervezett szélerőmű projekthelyszínek MSZET,

61

62 Megújulóenergiamennyiség, előrejelzés 62

63 Megújuló energiaforrások felhasználása 2010 és 2020-ban 63

64 2020-as szélenergia vállalások teljesítéséhez szükséges évente telepítendő szélerőmű kapacitások Magyarország 2020-ra 750MW építését vállalta. Évente átlagosan 60-90MW építése lenne kívánatos. EWEA, 2011

65 Tényleges és NCST-ben tervezett jövőa szélerőmű-kapacitásra és a szélből termelt áramra 65

66 1000 MW szélkapacitás forgatókönyv 2020 (ÜHG kibocsátás, földgázkiváltás) Szélbázisúvillamos energia termelés: GWh (összesen időszakra) Földgázkiváltás: TJ (~2,5 mrd m3 ; ~750 millióusd) (összesen időszakra) Környezeti hatás Elkerült CO2 kibocsátás: 4,7 milliótonna = 95 millióeur (összesen időszakra; 20EUR/tonna) EU megújuló vállalásunk teljesítésében az egyik legolcsóbb áramtermelési technológia (fogyasztói terheket kevésbé növeli, mint az egyéb technológiák)

67 Megújulóenergiaforrások részesedése a zöldáram előállításból a jövőben Magyarországon Biogáz Biomassza és hulladék alapú Szélenergia Napenergia Geotermikus energia Vízenergia

68 Az EU27 országainak nemzeti cselekvési tervei által becsült és a ténylegesen várható szélerőmű-kapacitás változás Wind Power Barometer EUROBSERV ER febr

69 69

70 70

71 71

72 72

73 73

74 74

75

76 76

77 77

78 Köszönjük megtisztelő figyelmüket! 78