Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

Átírás

1 Dr. Zsebik Albin Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése A Magyar Energia Hivatal megbízása alapján készített Elemző tanulmány Az elemzés célja Az átvételi kötelezettség alá eső villamos energia átvételének szabályairól és árainak megállapításáról szóló rendelet [jelenleg 56/2002. (XII. 29.) GKM] hatálya alá eső villamosenergiatermelést folytató gázmotor-beruházások megtérülési és jövedelmezőségi viszonyainak bemutatása, javaslattétel a támogatandó csoportok differenciált meghatározására. GM_MEH_02_honlapra Budapest, március

2 Tartalomjegyzék 1. Vezetői összefoglaló Az elemzés joganyagai Hőtermelés A közvetlen hőtermelés A kapcsolt energiatermelés Kapcsolt energiatermelés erőgépei Belsőégésű motorok (gázmotorok) jellemzői A távhőszolgáltatás A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete Az állandó költségek A gázmotor blokk ára A gázmotor blokk létesítéséhez tartozó egyéb költségek A gázmotor blokk létesítésének költsége A beruházás éves költségterhe Egyéb állandó költségösszetevők A változó költségek Az állandó és változó költség aránya A hő- és villamosenergia-termelés és a tüzelőanyag-költségek közötti kapcsolat A kapcsolt hő-, és villamosenergia-termelés költségének megosztása Az árszabályozás hatása a gázmotoros kapcsolt energiatermelő blokkok létesítésére A gázmotoros blokkok építése és üzembehelyezése A gázmotoros blokkokkal termelt villamosenergia Javaslatok a villamos-energia rendszer szabályozásának könnyítése érdekében Elnyújtott mélyvölgy bevezetése Minősített fűtőerőművek bevonása a szabályozásba A menetrendet nem tartó fűtőerőművek büntetése Javaslatok a támogatás (jelenleg KÁP) csökkentésének módjára A támogatás folyósítási idejének meghatározása A támogatás folyósítási feltételeinek pontosítása A villamos hálózatra kapcsolódás módjának és eszközeinek tipizálása A gázmotorok csoportképzésének szempontjaival kapcsolatos vélemény és javaslat A beépített egység-teljesítmények (hő és villamos) és egymáshoz viszonyított arányuk..68 Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

3 8.2. Az üzembe helyezés időpontja (kereskedelmi üzem kezdete) Az éves összes termelt mennyiségből való részesedés mértéke A zónaidők szerinti összes termelt mennyiségből való részesedés Az éves átlagos üzemóra A megtérülési idő adott támogatott és nem támogatott árú átvétel mellett A hatásfok (hő és villamos, külön és együttesen) A termelt villamos- és hőenergia aránya Az értékesített hő ára...69 Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

4 Vezetői összefoglaló 1. Vezetői összefoglaló A kapcsoltan termelt villamos-energia szabott áron elrendelt kötelező átvétele elérte hatását, a gázmotoros fűtőerőművek beépített villamos teljesítménye néhány év alatt csaknem megtízszereződött. A évben folyósított 4 Mrd Ft-ot kissé túllépő támogatás évben több lesz 30 Mrd forintnál. A kisebb teljesítményű gázmotor blokkokat a távhőszolgáltatók, hazai és külföldi befektetők meglevő kazánházakba, a nagyobbakat önálló, új épületekbe helyezték. Tapasztalataink szerint a gázmotoros blokkokat és új fűtőerőműveket kismértékű saját hozzájárulással (10-20%) általában 10 éves lejáratú hitelre építették. A bankok a hitel folyósításához legalább 20%-os adósságszolgálati mutatót igényeltek. A viszonylagosan magas villamos-energia átvételi ár mellett a befektetők a földgáz gázdíjához közeli hőárat határoztak meg. A évet követően a legtöbb gázmotoros blokk jelentős hozamot termel beruházójának, lehetőséget biztosítva a hitel 10 évnél korábbi visszafizetésére is. Mindezek figyelembevételével, a jelenlegihez hasonló mértékű támogatás indokolatlan a blokkok üzembe-helyezését követő 10. év után. Tekintettel arra, hogy az elvárt minimálisan 20% adósságszolgálati mutató a beruházó részére garantálja a nyereséget, a támogatás - a befektetők sérelme nélkül - tíz éves időtartam alattira is csökkenthető. A gázmotoros fűtőerőművek építése a 2002-től induló kezdeti növekedést követően 2006-ra mérséklődött. Ez valószínűsíthető azzal, hogy a támogatás folyósításának feltétele a kereskedelmi üzembe-helyezéshez volt kötve. Ez ugyan az évek folyamán változott, de mégis hozzájárult ahhoz, hogy egy idő után ne indítsanak új létesítmények építését. Az erőmű blokkok létesítése csökkenésének másik oka volt a piac telítődése. Ez utóbbi elsősorban a távhőrendszerekre vonatkozik. Mindezek ellenére javasolható, hogy a év december 31-ig kereskedelmi üzembe helyezett gázmotoros blokkokból a kereskedelmi üzembe helyezést követő meghatározott ideig legyen kötelező az átvétel az alábbiak szerint: 1. A meghatározott időre javasolt a 10 év, ez ugyanis az a gazdasági élettartam, amelyre a gázmotoros energetikai beruházások legtöbbjét tervezték, de az eddigi viszonylag nagyvonalú támogatás miatt az idő rövidíthető. 2. A meghatározott időre praktikus a 8 év választása, mert ezalatt a befektetés megtérült, s a 2003-ban már üzemelő blokkok esetében évvel lejár a támogatási kötelezettség év december 31-ig, a támogatás egyezzen meg a jelenleg hatályos, ill. a mindenre kiterjedő módosított feltételekkel év december 31. után az átvételi ár kerüljön felülvizsgálatra, és tanulmányunk eredményeinek és/vagy további rendszerelemzés figyelembevételével meghatározásra. 5. A kereskedelmi üzembe helyezést követő meghatározott idő (8-10 év) után az átvétel legyen kötelező, de az átvételi ár legyen piaci ár (lásd 55. oldal lábjegyzet). A támogatás célja, a kapcsolt energiatermelő blokkok építésének ösztönzése, s általa a primerenergia megtakarítás. A kapcsolt energiatermelés ösztönzésére irányuló EU irányelv, valamint az új VET tervezet kimondja, hogy Hasznos hő: a kapcsoltan termelt energia előállítása során valamely, gazdaságilag indokolt hő- vagy hűtési igény kielégítése érdekében megtermelt hő, Gazdaságilag indokolt hő- vagy hűtési igény: a hő vagy hűtés iránti igényt meg nem haladó mértékű kereslet, amelyet versenypiaci feltételek mellett, kapcsolt hő- és Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

5 Vezetői összefoglaló villamosenergia-termelés hiányában, a kapcsolt energiatermeléstől eltérő egyéb energia-előállító folyamaton keresztül elégítenének ki; A hazai gyakorlatban több esetben úgy csatlakoztatták a gázmotorokat a távhőrendszerhez, hogy azok egy már meglevő kapcsoltan termelő hőforrás hőtermelését csökkentették, vagy annak hatásfokát rontották. Tipikus példa erre a visszatérő fűtőközeg hőmérsékletének emelése, amely különösen nyári üzemben alkalmazott. A kapcsolt energiatermelés kötelező átvételét meghatározó rendeletben pontosítani és hangsúlyozni kellene, hogy a támogatás az új VET tervezettel összhangban csak akkor igényelhető (folyósítható), ha a kapcsolt energiatermeléssel bizonyítottan nem kapcsoltat vált ki. Gazdaságilag nem tekinthető indokoltnak fűtési időszakon kívül a fűtőerőműi hőkiadás akkor sem, ha a végfelhasználó által felhasznált hő, 25-30%-ot meghaladó elosztóhálózati hőveszteséget okoz. A villamos-energia rendszer (VER) szabályozásának könnyítése érdekében javasolt, hogy a háromórás mélyvölgy időtartam megtartása mellett a meghatározott beépített teljesítménnyel rendelkező termelőknek legyen lehetősége a rendszerirányítóval (teherelosztóval) kötött megállapodás alapján, egy elnyújtott mélyvölgyben, pl közötti időtartam között kiválasztani a mélyvölgynek számító időszakot. A rendszerirányító a választható időtartamot elsősorban a fogyasztói villamos-energia igényekkel összhangban adja meg, de vegye figyelembe a termelőnek a biztonságos hőellátáshoz és a gazdaságos üzemvitelhez kapcsolódó érdekeit is. A gázmotorok gazdaságos üzemvitelét és élettartamát növelné az a lehetőség, ha a mélyvölgyi villamos-energia ár telephelyenként a beépített névleges teljesítmény és 3 óra időtartam szorzataként kapott villamos-energia mennyiségre vonatkozna, de a termelő ezt a mennyiséget belátása szerint osztaná meg az elnyújtott mélyvölgyben. Ez a módszer lehetőséget adna az egy telephelyen (esetleg városban, vagy szűkebb körzetben) több gázmotor blokkot üzemeltető termelőnek arra, hogy választhasson, melyik motorját, milyen hosszú időre állítja le. Ez a lehetőség arra is ösztönözné a termelőt, hogy az elnyújtott mélyvölgyben a rosszabb hatásfokú motorokat három órát meghaladó időszakra állítsa le. Ez is hozzájárulna a primerenergia felhasználás csökkentéséhez. Ha a Rendszerirányító az elnyújtott mélyvölgyön kívüli időszakban is hasznosnak találná a gázmotoros blokkok bevonását a szabályozásba, a távhőrendszerek természetes, vagy épített hőtáróló képességének kihasználásával ez a hőszolgáltatási kötelezettség sérülése nélkül megtehető. A gázmotoros blokkok jelenleg nagyrészt felügyelet nélkül, a névleges teljesítményen üzemelnek, ugyanakkor jól szabályozhatók, naponta egyszer leállíthatók. A szabályozási igényekkel összhangban, a rendszerirányítóval együttműködve meghatározott beépített teljesítményen, pl. 3, vagy 5 MW e felüli, informatikai eszközökkel jól ellátott gázmotoros fűtőerőművek tulajdonosai megfelelő gazdasági ösztönzők ellenében feltehetően vállalnák a szabályozásban való részvételt. Ezek a fűtőerőművek lennének az ún. minősített fűtőerőművek. A szabályozásában való részvétel vállalása a termelők számára azt jelentené, hogy megállapodás szerint egy, (esetleg több) nappal előre megadott menetrend szerint üzemeltetnék a gázmotorjaikat. A megállapodásban szerepelne az is, hogy az általuk termelt napi 9 óra x névleges teljesítményű villamos-energiáért akkor is megkapnák a csúcsidőszaki árat, ha azt a rendszerirányító kérésére nem a villamos csúcsidőszakban termelnék, és a villamos csúcsban a rendszerirányító kérésére vissza terhelnék, vagy leállítanák blokkjaikat. A visszaterhelés vállalás ösztönzésének egy másik módja lehet a napi átlagár (lásd 52. old.). Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

6 Az elemzés joganyagai 2. Az elemzés joganyagai Alap joganyag: évi CX. Törvény a villamos energiáról, (a továbbiakban: VET) 2. 56/2002. (XII. 29.) GKM rendelet az átvételi kötelezettség alá eső villamos energia átvételének szabályairól és árainak megállapításáról (a továbbiakban: KÁV) Kiegészítő joganyag: évi XVIII. törvény a távhőszolgáltatásról (a továbbiakban: Távhő trv.) 4. DIRECTIVE 2004/8/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 11 February on the promotion of cogeneration based on a useful heat demand in the internal energy market and amending Directive 92/42/EEC (a továbbiakban: Irányelv) Az elemzésnél használt alapfogalmak: gázmotor: helyhez kötött, belső égésű dugattyús motor; kapcsoltan termelt energia: közös technológiai berendezésben, azonos tüzelőanyagokkal, legalább 65%-os energetikai hatásfokú energiaátalakítási folyamattal előállított villamos- és hőenergia; fűtőmű: az a hőforrás, amelyből a gőz-, forró- vagy melegvíz kazánban előállított hő villamos-energia termelés nélkül kerül a távhőrendszerbe; fűtőerőmű: a kapcsoltan hőt és villamosenergiát termelő létesítmény, - a termelt hő a rendelkezésre állási hőmérsékletétől függően fűtésre és hűtésre hasznosítható; kiserőmű: az 50 megawatt (a továbbiakban: MW) teljesítmény alatti erőmű; KÁP: a villamos energia kötelező átvételéhez kapcsolódó, az átvételre kötelezettet az e rendeletben meghatározott feltételek teljesülése esetén illető, kompenzációs célú pénzeszköz; kiadott hő: a VET 3. -ának 19. pontja szerinti hőenergia azon része, amely olyan hőigényt elégít ki, amit a kapcsoltan termelt hőenergia hiányában más hőforrásból kellene kielégíteni; kiadott villamos energia: a termelt villamos energiának az energiaátalakítási folyamat fenntartásához szükséges önfogyasztással csökkentett része; energiaátalakítás hatásfoka (energetikai hatásfok): [kiadott villamos energia (kwh) + kiadott hő (kwh)/felhasznált tüzelőanyag (kwh); A módosításra előterjesztett VET tervezet szerint: gazdaságilag indokolt hő- vagy hűtési igény: a hő vagy hűtés iránti igényt meg nem haladó mértékű kereslet, amelyet versenypiaci feltételek mellett, kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés hiányában, a kapcsolt energiatermeléstől eltérő egyéb energiaelőállító folyamaton keresztül elégítenének ki; hasznos hő: a kapcsoltan termelt energia előállítása során valamely, gazdaságilag indokolt hő- vagy hűtési igény kielégítése érdekében megtermelt hő; Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

7 Hőtermelés 3. Hőtermelés A fűtési, használati melegvíz (HMV) és technológiai célú hőtermelés közvetlen és kapcsoltan történhet. - A közvetlen hőtermelés gőz, forró-, vagy melegvíz kazánokban történik. A közvetlen hőtermelés hőforrását fűtőműnek nevezik. Ez tulajdonképpen a kazánház. - A kapcsolt hő- és villamos-energia termelés során, a tüzelőanyagban vegyileg kötött és égéssel magas hőmérsékleten felszabadított hőt először villamos-energia termelésre használják, majd az alacsonyabb hőmérsékletű, (már fáradt ) közeget használják a fűtési és technológiai hőigények kielégítésére. A kapcsoltan termelt hőt a fűtési idényen kívül abszorpciós hűtőgépek üzemeltetéséhez is felhasználhatják A közvetlen hőtermelés A közvetlen hőtermelésnél csak egy termék (hő) van (1. ábra). Az igény szerint termelt, és a fogyasztói rendszerbe kiadott (hasznos) hő, Q h = P h termeléséhez felhasznált földgáz hőegyenértéke, Q tü = P tü közti arány a hőtermelés hatásfoka η h = Q h / Q tü = P h / P tü. 1. ábra Közvetlen hőtermelés energiafolyam ábrája 3.2. A kapcsolt energiatermelés A kapcsolt hő- és villamos-energia termelésnél két termék, (hő- és villany) van. A kapcsolt hő- és villamos-energiatermelés a folyamattól és a termelés céljától függően történhet elsődlegesen hőtermelésre létesített, vagy elsődlegesen villamosenergia termelésre létesített fűtőerőművekben. Külön említést érdemel a kapcsolt energiatermelés belsőégésű motorokban és gázturbinákban. A jövőben várhatóan nagy szerepet kap a kapcsolt hőtermelésben a napjainkban még viszonylag drága mikro-turbina és a tüzelőanyag cella. Korábban a kapcsolt energiatermelést elsősorban olyan ipartelepeken alkalmazták, ahol a technológiai folyamat egyidejűleg igényelte a hőt- és villamos-energiát (2. ábra). Miközben a helyi energiatermelés elsősorban a saját igények kielégítésére szolgált, villamos oldalról össze volt kapcsolva a villamos energia rendszerrel. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

8 Hőtermelés 2. ábra Hőt és villamos-energiát igénylő üzem mellett létesült kapcsolt energiatermelő blokk Egy kapcsolt energiatermelő blokk energiafolyam ábráját mutatja a 3. ábra. Az ábrán azt az esetet szemléltettük, amikor elsőbbséget élvez a villamos-energia termelés, s a tüzelőanyag igényt a kapcsolt energiatermelő blokk névleges villamos-energia termelési hatásfoka adja meg P tü = P e / η h. A fogyasztói rendszerbe kiadott (hasznos) hő, Q h = P h. valószínűleg csak bizonyos esetekben fog megegyezni a tényleges hőigénnyel, ezért kiegészítő hőforrásról is gondoskodni kell. Az energiatermelés hatékonysága és gazdaságossága növelhető a hő tárolásával. Bizonyos esetekben a részterhelésen való üzemvitellel lehet a hőigényhez alkalmazkodni, esetleg kényszer hűtéssel biztosítható a névleges villamosteljesítmény kiadása. 3. ábra Kapcsolt energiatermelés energiafolyam ábrája A kapcsolt energiatermelés előnyét a közvetlen hőtermeléssel szemben, jól szemlélteti a 4. ábra. Az ábra felső része a tüzelőanyag igényt szemlélteti, abban az esetben, amikor a fogyasztó által igényelt 34 egységnyi villamos energiát egy η e 1 = 36% hatásfokú kondenzációs erőműben, a 45 egységnyi hőt egy η h 1 = 90 % hatásfokú kazánban (fűtőműben) termelik. Két egységnyi villamos hálózati és transzformátor, valamint 5 egységnyi füstgázzal elvitt veszteséget feltételezve az energiaellátás vesztesége 71 egységnyi, a tüzelőanyag felhasználás 150 egységnyi Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

9 Hőtermelés lesz. Azonos mennyiségű hő- és villamos-energia igény kielégítése kapcsolt energiatermelés esetén akár 30-50% tüzelőanyag megtakarítást is eredményezhet. 4. ábra Az energiatermelés hatásfoka külön-külön és kapcsolt termelés esetén Az ábra alsó része a kapcsolt energiatermeléssel 1/3 résznyi tüzelőanyag megtakarítást szemléltet. Az ábrán, a zárójelbe tett értékekkel a kapcsolt energiatermelő blokkok fejlődését is bemutatjuk. A fajlagos villamos-energia termelési mutató a kapcsoltan termelt villamos energia és a hő aránya σ = P e /P h. Alapesetben a közvetlen hőtermeléssel kielégített 45 egységnyi hőigénnyel azonos mennyiségű hőt σ = 0,8 értékű fajlagos villamos-energia termelési mutatóval rendelkezésű blokkal elégítettük ki, a villamos hálózati és transzformátor veszteség 1 egységnyire, az öszszes veszteség 20 egységnyire csökkent. Ha ugyanazon hő és villamos-energia igény kielégítésére egy korszerűbb, σ 1 = 0,89 értékű, η e 1 = 40% villamos-energiatermelési hatásfokú, kapcsolt energiatermelő blokkot telepítenének, a termelt villamos-energia mennyisége meghaladná az igényt, ezért az elosztóhálózatba kellene táplálni. Emiatt megnőne a villamos hálózati és transzformátor veszteség, - mondjuk 2 egységnyire -, de az összes veszteség 15 egységnyire csökkenne (η T 1 = 85%). Napjainkban a gázmotoros kapcsolt energiatermelő blokkokat már egyet meghaladó σ -val is gyártják. Ha a régi blokk helyére egy σ 2 = 1 értékű, η e 2 = 42,5% villamos-energiatermelési hatásfokú, kapcsolt energiatermelő blokkot telepítenének, már a tüzelőanyag igény meghaladná a korábbi 100 egységnyit (~ 106 lenne). Ezáltal nagyobb mértékű szennyező anyag kibocsátás ke- Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

10 Hőtermelés rülne a fogyasztó közelébe, de a termelt villamos-energia mennyisége még nagyobb mértékben nőne. Ha az így termelt villanyt jó áron lehetne eladni a közeli szennyezőanyag kibocsátás és a villamos hálózati és transzformátor veszteség, - mondjuk 2 egységnyire -, ellenére kedvező az energia termelő számára a korábbinál is kedvezőbb gazdasági eredményt hozna. Az energiatermelés összhatásfoka ez esetben is η 2 T = 85% lenne. A kapcsolt energiatermelés által elérhető földgáz megtakarítás egyrészt gazdasági, másrészt környezetvédelmi előnyt jelent. A megtakarított földgázt ugyanis nem kell megvenni és elégetni, miközben mind a villamos-energia, mind a hőigény kielégítésre került. Ezzel összefüggésben a kapcsolt hő- és villamos-energia termelés előnye a közvetlen hőtermeléssel szemben: - helyi és fogyasztói szinten a tüzelőanyag és költségének csökkenése, - országos szinten a tüzelőanyag import csökkenése, - globális szinten, a CO 2 kibocsátás csökkenése. Ez utóbbi esetben ugyanakkor meg kell említeni, hogy a légszennyező anyag kibocsátás helye áthelyeződik. A fogyasztóhoz közeli kibocsátás esetleg káros is lehet. A kapcsolt energiatermelés általánosan decentralizált villamos-energiatermelést jelent (5. ábra). Ezáltal, a villamos-energia szolgáltatás szempontjából értékelve előnyeként tüntethető fel, hogy - csökkennek a villamos hálózati veszteségek (5-10%) ez további tüzelőanyag megtakarítással jár, - a természetes hőtárolás lehetősége korlátozott mértékben lehetővé teszi a villamos csúcsrajáratást, - nő a villamos-energia betáplálás biztonsága, - alkalmazhatók a helyi tüzelőanyagok. A villamos-energia termelés alapvetően két módon történhet (5. ábra): - Központi erőműben és a nagyfeszültségű szállító rendszerbe táplálva (központosított villamos-energia termelés). - A fogyasztókhoz közeli (fűtő)erőművekben termelve és az alacsonyabb feszültség szintű helyi hálózatba táplálva (decentralizált villamos-energia termelés). A tüzelőanyag megtakarítás a kapcsolt energiatermelés módjától és a berendezésektől függ. A decentralizált forrás létesítésének gazdasági előnye magában foglalhatja: - A villamosenergia árának csökkenését, - Az eladott villamos-energiából származó bevételt, - A CO 2 kvóta eladásából származó bevételt, - Az ellátásbiztonság előnyét. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

11 Hőtermelés 5. ábra Decentralizált villamos-energiatermelés A fűtőerőművek jellemzésére a következő mutatókat alkalmazzák: 1. Villamos hatásfok η e = P e / P tü 2. Hőkiadás hatásfoka η h = Q h / Q tüa = P h / P tü 3. Együttes hatásfok η T = (P e + Q h ) / Q tü vagy η T = P e + P h ) / P tü (a kapcsolt energiatermelés hatásfokának is nevezik) 4. Fajlagos villamosenergia termelési mutató σ = P e / Q h ahol - P e - a villamos teljesítmény, kw e Q h vagy P h - a hasznosításra kiadott hő, kw t Q tü vagy P tü - betáplált tüzelőanyag hőegyenértéke (fűtőértékkel számolva), kw t A gazdasági optimalizálás a villamos-energia, a hő és a tüzelőanyag árának figyelembe vételével, a környezetvédelmi optimalizálás a rendszer és a tüzelőanyag megtakarítás figyelembe vételével történik. A hasznosított hő a rendszer függvénye, de függ a szolgáltatott hő paramétereitől is (előremenő és visszatérő hőmérséklet). Az alacsony hőmérsékletszinten (90/50 C) kedvezőbb hatásfokkal adható ki a hő mint magasabb paraméterekkel (5-20 bar nedvesgőz). A fajlagos villamos-energia termelési mutató jellemzője az alkalmazott berendezéseknek, de nem mutatja a hatásfokát. Egyébként értéke minél nagyobb annál jobb. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

12 Hőtermelés 3.3. Kapcsolt energiatermelés erőgépei A kapcsolt energiatermelés tüzelőanyaggal hajtott erőgépei a következőképpen szedhetők csoportba (EU irányelv szerinti csoportosítás): - Kazán + gőz turbina - Gáz turbina - Kombinált gáz/gőz erőmű - Dugattyús gépek (belsőégésű motorok) - Mikroturbinák - Gőzturbinák - Stirling motorok - Organikus Rankin körfolymatok - Tüzelőanyag cellák - Fűtéssel és hűtéssel kapcsolt villanytermelés - Egyéb rendszerek Tekintettel arra, hogy az elemzés a belsőégésű motorokkal (gázmotorok) történő energiatermelésre irányul, részletesebben ezt ismertetjük Belsőégésű motorok (gázmotorok) jellemzői A kapcsolt energiatermelésre legáltalánosabban használt berendezések a belsőégésű motorok (Otto és Diesel motorok). A belsőégésű motorok különböző típusainak jellemzőit a 6. ábrán foglaltuk össze. 6. ábra A belsőégésű motorok különböző típusainak jellemzői Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

13 Hőtermelés A belsőégésű motor energiatermelésének szemléltetése a 7. ábrán látható. A motorra kapcsolt áramfejlesztő villamos-energiát termel, a töltőlevegő, a motor és a kenőolaj hűtésével elvont hőt, valamint a füstgáz hőjét különböző célra hasznosítják. Az ábrán egy a hőt fűtésre és abszorpciós hűtőgép működtetésére hasznosító blokk kapcsolása látható. A gázmotorok mérete széles skálán változik, az 1 kw e teljesítménytől a 15 MW e teljesítményig. A villamos-energia termelés hatásfoka 25 és 45% között, az energiatermelés összhatásfoka hatásfoka 60-87% között változik. 7. ábra Belsőégésű motoros kapcsolt energiatermelés egy lehetséges technológiai vázlata Diesel motor A Diesel motoroknál a sűrítési ütemben csak levegő komprimálódik a hengerben. A tüzelőanyagot ez után a már komprimált levegőjű égéstérbe juttatják, ami ottani nagy hőmérsékletű levegővel érintkezve azonnal meggyullad. Az égés lefolyását a tüzelőanyag bejuttatásának időbeli változtatásával lehet meghatározni. A nagyobb Diesel motorok villamos hatásfoka elérheti az 50%-ot is. Ha a tüzelőanyag elégetésével keletkezett füstgázt kondenzáltatják, esetenként akár a nagy kombinált ciklusú erőművek hatásfokát is megközelíti. A kapcsolt energiatermelésnél a diesel motorok kapcsolt villamosenergiatermelési mutatója (a villamos és hőteljesítmény aránya) meghaladhatja az egyet, (σ D >1). A teljes hatásfok az alkalmazási feltételektől függően a 87%-ot is eléri. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

14 Hőtermelés Magas hatásfok eléréséhez az égőkamra nyomását magasan kell tartani. Ez a tüzelőanyagra vonatkoztatva viszonylag magas mg/mj NO x képződést eredményez. A kibocsátás 95%-ig szabályozható. Otto motor Az Otto motornál elektromos szikra gyújtja meg a tüzelőanyag keveréket a hengerben. A tüzelőanyag és a levegő a hengeren kívül keveredik, ezt követően kerül a hengerbe és még a gyújtás előtt komprimálódik. Az Otto motorok villamos hatásfoka 40-45%. A gázmotorok együttes hő és villamos hatásfoka az alkalmazás módjának és a hőfogadásának függvénye. A gázmotoroknál a villamos-energia termelést követően a hő forrása: - Turbó-töltő közbenső hűtése 50 C - Kenőolaj 80 C - Melegvíz (a motorhűtésből) 90 C - Füstgáz 400 C A technológiai gőz előállítására csak a füstgáz alkalmas, emiatt az elérhető átlagos hatásfok 65 %. Ha alacsonyabb hőmérsékletű hőre is szükség van az együttes hatásfok elérheti a 85 %-t A távhőszolgáltatás A kapcsolt energiatermelés kiemelt szerepet kap a távhőszolgáltatásban. A távhőszolgáltatásban műszakilag és gazdaságilag jól elkülöníthető a három alrendszer; az energiatermelés (vagy fejlesztés), szállítás és felhasználás (8. ábra). 8. ábra Az energiagazdálkodás alrendszerei A rendszertől függően gyakran az alrendszerek tulajdonosai is különbözők. A rendszerhatárokon mérőhelyek létesíthetők, az elszámolás alapjául szolgáló költséghelyek képezhetők. Mondhatnánk egymástól függetlenül üzemeltethetők. A hatékony energiagazdálkodásban azonban a fentiek ellenére fontos szerepet kap a rendszerszemlélet. A gazdaságos üzemvitel szempontjából az alrendszerek egymással szorosan összefüggnek, kölcsönösen egymásra utaltak. Csak az alrendszerek összehangolt tervezésével, fejlesztésével és üzemeltetésével valósítható meg a hatékony energiagazdálkodás. A távhőszolgáltatásban részt vevő felek kölcsönös érdekeinek megkeresése, az energia árában az ösztönzés kifejezése és érvényesítése a versenyképes távhőszolgáltatás alapja. Mindezt azért tartjuk fontosnak jelentésünkben is leírni, mert még mindig uralkodik a szemlélet, amelyben a termelés kiemelt szerepet kap. A tüzelőanyag és energiaátalakítás folyamatát tekintve az ábrán korábbinak jelölt sorrend helyes volt, a kiemelt a szerep az energiaátalakítás hatékonyságának szempontja miatt indokolt volt. A kapcsoltan termelt villamos-energia kötelező átvételét meghatározó rendeletben a KÁP folyósításának feltételeként előírt hatásfokok a kiemelt Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

15 Hőtermelés szerepet szintén alátámasztják, de ennek ellenére sem szabad megfeledkezni arról, mi történik a hővel a további két alrendszerben, milyen lesz a fűtőerőműben kapcsoltan termelt hő ára, különös tekintettel a támogatott villamos-energia árára. A 9. ábrán látható energiafolyam ábrát a távhőellátás fentebb ismertetett klasszikus csoportosítása szerint termelő, T, szállító, S, és fogyasztó, F alrendszerekre bontva rajzoltuk meg. Az ábra szemlélteti a hőtermelés, szállítás, és a fogyasztói rendszer veszteségeit. A hazai távhőszolgáltatás állapotának szemléltetése érdekében két energiafolyam ábrát rajzoltunk egymás mellé. A baloldali a) ábrarész egy korszerű távhőrendszer energiafolyam ábrája, a jobboldali b) ábrarész a hazai viszonyokat szemlélteti. Ez utóbbinál, a szabályozhatatlan fogyasztói rendszerek miatt fogyasztói veszteség hatással van a szállítási és termelési veszteségre is. A hazai rendszerekben viszonylag nagyobb a hálózati hőveszteség is mind egy korszerű távhőrendszerben. Ezt az elmúlt években jelentős mértékben megnőtt a szükségesnél magasabb primerköri hőmérsékletek miatt (a KÁP folyósításának feltételeként szabott hatásfok, ill. az abban szereplő kiadott hő növelhető a hálózati hőveszteség növelésével). 9. ábra A korszerű és a hazai távhőellátás (jobbra) energiafolyam ábrája közvetlen hőtermelés 1 Napjainkban, amikor a hangsúly az energiaszolgáltatásra, a fogyasztó igényeinek biztonságos és folyamatos kielégítésére tevődik, a nézőpont irányát meg kellene fordítani. Ez mind műszaki, mind filozófiai érvekkel magyarázható. Műszaki érvként hozható fel, hogy a fogyasztói igények csökkentésével, az energiaforrásig haladva egy az eredetinél jelentős mértékben kevesebb energiaigényig juthatunk, s ez meghatározója lehet az energiaforrás teljesítményének, a névleges paramétereihez közeli üzemvitelének. A fogyasztói rendszerből történő kiindulásnak nemcsak a mennyiségi veszteségek szempontjából van jelentősége. A fogyasztói berendezések névleges és üzemviteli paraméterei hatással vannak a teljes folyamatra, így a szállító és termelő berendezések gazdaságos üzemeltetésére. A fogyasztóra figyelés a szolgáltatás filozófiai megközelítése miatt is fontos. Mind a termelőnek, mind a szállítónak arra kell törekednie, hogy a fogyasztó részére kínálatot biztosítson energiaigényének kielégítésére. Azt is szem előtt kell tartani, hogy a fogyasztónak nem villamos-energiára, vagy hőre van szüksége, hanem villamos hajtásra, megvilágításra, vagy megfelelő hőkomfortra. Nem mindegy, hogy ezt milyen áron ill. költségen tudjuk számára biztosítani. 1 Az ábra a BME Hő- és Rendszertechnikai Intézetben Büki G. vezetésével készített tanulmány alapján készült. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

16 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete 4. A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezetére is az állandó és változó költségek a jellemzőek. Mindkét költségfajtánál célszerű elkülöníteni a gázmotor blokkhoz (motor, áramfejlesztő és a hőhasznosító hőcserélő) kapcsolódó költségeket. Az elkülönítés oka az állandó költségek esetében az, hogy a gázmotor blokk beruházási költsége jól kifejezhető egy, a névleges villamos teljesítményére vonatkoztatott fajlagos beruházási költségével, s e nem lineáris fajlagos költség változása eltérő a beruházás egyéb tételeinek lineárisnak tekinthető változásától. Az elkülönítés oka a változó költségek esetében az, hogy a tüzelőanyag költség után a gázmotor karbantartási költsége a legnagyobb tétel, s ezt célszerű átalánydíjként a megtermelt villamos-energiához kapcsolni. A termelt villamos-energia ugyanis arányos az üzemidővel Az állandó költségek A gázmotor blokk ára A gázmotor blokk árát a gyártók árainak figyelembevételével határoztuk meg. Az 10. ábra különböző névleges villamos teljesítményű P e gázmotorblokkok árának adatsorát mutatja Euroban és 250 Ft/Euro árfolyammal számolva Ft-ban. 10. ábra Különböző névleges villamos teljesítményű gázmotorblokkok árának változása A blokkok árának elemzésénél megállapítottuk, hogy a 3-4 MW névleges villamos teljesítményű blokkok ára ugrásszerűen megnő. Emiatt bizonyos esetekben a Beruházónak dönteni kellett, hogy nagyobb egységteljesítményű és kisebb darabszámú, vagy fordítva kisebb egységteljesítményű és nagyobb darabszámú motorral létesítse a fűtőerőművet. Mindkét változatra akad példa. A gázmotorok árának adatsorára az elemzéshez két polinomot illesztettünk, azzal a szándékkal, hogy a különböző teljesítményű motorok beruházási költségét azzal számoljuk. A vizsgálatainknál a 3,5 MW névleges teljesítménynél magasabb teljesítményű blokkoknál a nagyobb beruházási költséggel számoltunk. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

17 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete A 11. ábra a névleges villamos teljesítmény függvényében mutatja a gázmotorblokkok fajlagos árát és hatásfokát. Amint látható, a blokk fajlagos ára a névleges teljesítmény függvényében csökken. Jellemző ugyanakkor, hogy a hatásfoka nő. 11. ábra A gázmotorblokkok fajlagos árának és hatásfokának változása Az elemzés során a gázmotor blokk fajlagos árát és a villamos-energia termelésének hatásfokát az alábbi összefüggésekkel számoltuk: k GM<3,5MW = 568,85249 P e 0,73529 eft/kw e k GM>3,5MW = y = 1965,8696 P 0,3765 e eft/kw e η e = 0,0265 ln P e + 0,1981 % A gázmotor blokk létesítéséhez tartozó egyéb költségek A gázmotor blokk létesítéséhez tartozó egyéb költségeket a tapasztalataink alapján kiinduló változatként egy ~ 500 kw névleges teljesítményű blokkra adjuk meg (1. táblázat). 1. táblázat A ~ 500 kw névleges teljesítményű blokk költségtételei Tevékenység Ár eft Projekt előkészítés Tervezés, engedélyeztetés Földgáz csatlakozás Villamos csatlakozás Hő csatlakozás Kémény, füstgázelvezetés Építészeti munkák, Szállítás, szerelés Egyéb Összesen Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

18 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete A 12. ábra az egyéb költségek változását szemlélteti a névleges teljesítmény függvényében. Az ábra készítésénél azt feltételeztük, hogy az egyéb költségek a kiinduló változathoz képest a névleges teljesítmény változásával 500 kw-onként 5%-kal változnak. Az ábra azt az esetet is mutatja, ha az egyéb költségek a becsült alapértéknél lefelé 10%-al, felfelé 10 és 20%-al eltérnek. 12. ábra Az egyéb költségek változása a névleges teljesítmény és az alaptól való %-os eltérés függvényében A gázmotor blokk létesítésének költsége A gázmotor árának és a kapcsolt energiatermelő blokk megvalósítása teljes költségének változását a névleges villamos teljesítmény függvényében a 13. ábra mutatja. Tekintettel arra, hogy a gázmotor ára a gyártók adatszolgáltatása alapján viszonylag pontosan meghatározható, az ábrán egy görbével tüntettük fel. Az egyéb költségeket is tartalmazó teljes beruházási költséget négy görbével ábrázoltuk. Azt feltételeztük, hogy az egyéb költségek nagyban függnek attól, hol, milyen körülmények között kerül a gázmotor blokk elhelyezésre. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

19 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete 13. ábra A gázmotor és a kapcsolt energiatermelő blokk teljes költségének változása A 14. ábra a gázmotorblokk és a teljes költség arányának változását mutatja. 14. ábra A gázmotorblokk és a teljes költség arányának változása Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

20 A beruházás éves költségterhe A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete A gázmotor blokk létesítésének elemzését n = 10 év gazdasági élettartam és i = 5 % kamatláb feltételezésével kezdtük. Ezzel a beruházás éves költségterhét meghatározó annuitás, α=i/(1-β n ) = 0,1295, ha β =1/(1+i) = 0,9524. Az annuitást a gazdasági élettartam és a kamatláb függvényében az 15. ábra mutatja. 15. ábra Az annuitás a gazdasági élettartam és a kamatláb függvényében A beruházás éves költségterhének változását a névleges villamos teljesítmény függvényében a 16. ábra mutatja. 16. ábra A beruházás éves költségterhének változása a névleges villamos teljesítmény függvényében Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

21 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete Egyéb állandó költségösszetevők A beruházás éves költségterhén kívül további állandó költségösszetevők: a. a földgáz teljesítmény díja, b. a tervszerű megelőző karbantartás költsége, c. az üzemeltetők bérköltsége, d. az energiatermelő blokk biztosítási díja, e. egyéb költségek. A földgáz teljesítmény díját a gázmotor névleges villamos teljesítményéhez rendeltük. Azt feltételeztük, hogy az energiatermelő blokk a névleges villamos teljesítményt a hozzá tartozó villamos hatásfokkal termeli. Ennek figyelembevételével határoztuk meg a lekötött földgáz teljesítményt, P tü =P e /η e. Az energiatermelés összhatásfoka attól függ, milyen mértékű lesz a hőhasznosítás. Az 500 kw e névleges teljesítményű gázmotor esetében a lekötött gázteljesítmény η e = 36,28% villamos hatásfok mellett 1378 kw fg = 4962 MJ/h = 146 m 3 /h Ft/MJ/h/év teljesítménydíjjal az éves teljesítménydíj 4, ,-Ft. A tervszerű megelőző karbantartás díját az állandó költségek között a beruházási költség gázmotoron kívüli részének 2%-ával vettük figyelembe. (Amint már említésre került a gázmotor blokk karbantartási költsége változó költségként lesz meghatározva.) Tekintettel arra, hogy a gázmotor blokkon kívül a beruházási költség csaknem fele nem kapcsolódik berendezésekhez, a 2% feltételezése is tartalék képzésének tekinthető. Az 500 kw e névleges teljesítményű gázmotor esetében az egyéb berendezések tervszerű megelőző karbantartásának éves költségterhe 2, ,-Ft. A gázmotor blokkot felügyelet nélküli üzemvitelre szokás kialakítani. Ennek ellenére az éves állandó költséget egy fő bérköltségével terheltük (két fő részmunkaidőben való foglalkoztatásaként is értelmezhető). Az egy fő időszakonként felügyeli a motort, esetleg részt vesz a mélyvölgy miatti leállításában és indításában. A bérköltséget és terheit 4, ,-Ft/év összeggel vettük figyelembe. Az energiatermelő blokk biztosítási díját a teljes beruházási költség 0,7%-ának tekintettük. Az 500 kw e névleges teljesítményű blokk esetében a biztosítási díj 1, ,-Ft/év. Egyéb, itt meg nem nevezett állandó költségösszetevőként figyelembe vettük még a teljes beruházási költség 1%-át, azaz 1, ,-Ft/év összeget. Ezek figyelembevételével a gázmotoros fűtőerőmű éves állandó költségének változását a névleges villamos teljesítmény függvényében a 17. ábra mutatja. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

22 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete 17. ábra A gázmotoros fűtőerőmű éves állandó költségeinek változása a névleges teljesítmény függvényében 4.2. A változó költségek A kapcsolt energiatermelés változó költségének tekintjük a felhasznált tüzelőanyag (esetünkben földgáz) hő, ill. gázdíját, valamint a gázmotornak a termelt villamos-energiához kapcsolt karbantartási költséget. A gázdíjat az aktuális hatósági árral összhangban vettük figyelembe, összege: Nm 3 /h közötti gázmérővel (átlag) rendelkező fogyasztók esetén 2002 Ft/GJ, - >500Nm 3 /h gázmérővel (átlag) rendelkező fogyasztók esetén Ft/GJ, Ha a gázmotorok önálló telephelyen üzemelnének, akkor 1500 kw villamos teljesítményig a Nm 3 /h gázmérőjű csoportba tartoznának. Tekintettel azonban arra, hogy a gázmotorok általában az 500 Nm 3 /h fogyasztást meghaladó kazánházban kerülnek elhelyezésre, a gázdíjat az ehhez tartozó költséggel vesszük figyelembe. A vizsgálat általánosíthatósága érdekében célszerű meghatározni mennyi a tüzelőanyag és ehhez kapcsolódó költségigénye 1 kwh villamosenergia előállításának. Ezt a gázmotor-generátor blokk villamos-energia termelési hatásfoka egyértelműen meghatározza. A korábbiakban hivatkoztunk arra, hogy a nagyobb névleges teljesítményű gázmotorok hatásfoka nagyobb mint a kisebbeké (11. ábra). Azt is írtuk, hogy a motor fejlesztés eredményeként az újabb gázmotorok hatásfoka nagyobb mint a régebbieké. Mindezek figyelembevételével az 1 kwh villamosenergia előállításához szükséges földgáz hőegyenértékét és Ft/GJ hőárral számolt tüzelőanyag költségének változását a névleges teljesítmény függvényében a 18. ábra mutatja. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

23 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete 18. ábra Fajlagos tüzelőanyg felhasználás és költsége A gázmotorok irányadó átalánydíjas karbantartási költségét a névleges villamos teljesítmény függvényében a 19. ábra mutatja. 19. ábra A gázmotorok irányadó átalánydíjas karbantartási költsége Az ábrán tájékoztató jelleggel a gázturbinák irányadó karbantartási költségét is feltüntettük. Vizsgálatunkban, teljesítménytől függetlenül 1,8 Ft/kWh karbantartási átalánydíjat feltételeztünk. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

24 Az állandó és változó költség aránya A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete A fentiekben elfogadott állandó költségek csak a névleges villamos teljesítmény függvényében változnak, a változó költségek azonban az üzemmód és a hozzá szorosan kötődő éves üzemóraszám függvényében jelentős mértékben eltérhetnek. Az elemzést a kiinduló állapotnak tekintett jelenlegi helyzetet tartalmazó alapváltozattal kezdtük. A villamosenergia termelést a rendelettel meghatározott csúcs, völgy és mélyvölgy időszakok figyelembevételével (2. táblázat) ütemeztük. 2. táblázat A csúcs, völgy és mélyvölgy időszakok Időszak Ft/kWh Kezd 0. Vége 0. Kezd I. Vége I. Kezd II. Vége II. Kezd III. Vége III. Csúcs 37, Völgy 19, Mélyvölgy Több üzemállapot elemzésére szolgáló modellt készítettünk, amelyek közül a jelenlegi gyakorlattal összhangban az állandó és változó költség arányát a 3. táblázat szerinti üzemviteli állapotok figyelembevételével mutatjuk be. 3. táblázat Különböző üzemviteli állapotok (jelölés: 1 üzemel, 0 nem üzemel) Üzemviteli stratégiák Óra Amint a táblázat mutatja a 0-val jelölt üzemviteli állapot esetében a motor nem üzemel. Az 1- es állapot a napi 24 órás üzemvitelt, a 2-es a mélyvölgyi állást, a 3-as a két csúcsidőszak és a köztük levő mélyvölgyet áthidalva. További elemzésekre ad lehetőséget a táblázatban nem jelölt, az elemző által tetszőlegesen megválasztott üzemviteli változatok. Az üzemviteli állapotok öszszeállításánál tekintettel kell lenni a gázmotorgyártók azon javaslatára, miszerint a gázmotor naponta leállítható, de az indítás után legalább 12 órát célszerű üzemeltetni. Az üzemvitel- Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

25 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete nél célszerű különbséget tenni a munka, és a munkaszüneti napok között, valamint a fűtési időszak (tél) és a fűtési idényen kívüli időszak (nyár) között. Az állandó és változó költség arányának változását a 4. táblázatban bemutatott két üzemviteli állapotra kw e teljesítmény tartományra a 20. ábra mutatja. 4. táblázat A bemutatott üzemviteli állapotok és a hozzá tartozó villamos-energia átvételi árak 1. változat 2. változat STRAT Időszak Nap/tél Nap/tél Nap/nyár Nap/nyár Nap/tél Nap/tél Nap/nyár Nap/nyár Típus MN MszN MN MszN MN MszN MN MszN Óra ,97 19,97 19, ,97 19, ,97 19,97 19, ,97 19, ,97 19,97 19, ,97 19, ,97 19,97 19, ,97 19, ,97 19,97 19, ,97 19, ,01 19,97 37,01 19,97 37,01 19,97 37, ,01 19,97 37,01 19,97 37,01 19,97 37, ,01 19,97 37,01 19,97 37,01 19,97 37, ,01 19,97 37,01 19,97 37,01 19,97 37, ,01 19,97 37,01 19,97 37,01 19,97 37, ,01 19,97 37,01 19,97 37,01 19,97 37, ,97 19,97 19,97 19,97 19,97 19,97 19, ,97 19,97 19,97 19,97 19,97 19,97 19, ,97 19,97 19,97 19,97 19,97 19,97 19, ,97 19,97 19,97 19,97 19,97 19,97 19, ,01 19,97 37,01 19,97 37,01 19,97 37, ,01 19,97 37,01 19,97 37,01 19,97 37, ,01 19,97 37,01 19,97 37,01 19,97 37, ,97 19,97 19, ,97 19, ,97 19,97 19, ,97 19, ,97 19,97 19, ,97 19, Ft/kWh 24,24 19,97 27,27 19,97 27,27 19,97 31,77 0,00 h/nap h/időszak h/időszak tél nyár tél nyár Ft/kWh tél 22,91 nyár 25,45 tél 24,79 nyár 31,77 Üzemidő h/év Átlagár Ft/kWh 23,94 26,58 A táblázat alsó soraiban található átlagárak és üzemidők szemléltetik az egyes üzemviteli módok közötti eltérést. Látható, hogy a villamos-energia átlagára kedvezőbb, ha a termelés a csúcsidőszakban előnyt élvez. Mindemellett az üzemvitel meghatározásánál tekintettel kell lenni a hőigények kielégítésére és az előírt összhatásfok (havi min 65%, évi min 75%) betartására. Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

26 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete 20. ábra Az éves állandó és változó költség aránya különböző üzemviteli állapotok mellett A ábrákon a villamos-energia eladásáért kapott bevételt a 4. táblázatban feltüntetett árakkal számoltuk. Azt feltételeztük, hogy a földgáz hődíjával megegyező áron (1985 Ft/GJ) a kapcsoltan termelt hő is eladásra kerül. Ebből is bevétel képződik. Az ábrán külön tüntettük fel bevételt a villamos energiáért és az összes bevételt (a kettő különbsége a hő árbevétele). 21. ábra Az éves állandó és változó költség, és a bevétel változása különböző üzemviteli állapotok mellett Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése

27 A gázmotoros kapcsolt energiatermelés költségszerkezete 22. ábra Az éves állandó és változó költség, és a bevétel változása különböző üzemviteli állapotok mellett 4.3. A hő- és villamosenergia-termelés és a tüzelőanyag-költségek közötti kapcsolat Az 23. ábra a gázmotoros kapcsolt hő- és villamos-energia termelés energiafolyam ábrájába rajzolva mutatja az elvi vázlatát, a termelt villamos-energia és a tüzelőanyag, valamint a termelt villamos-energia és a kiadott ill. hasznos hő kapcsolatát. Mivel a villamos-energia a legértékesebb energiafajta, a gázmotor-gyártók arra törekednek, hogy termékeikkel, azonos tüzelőanyag bevitel mellett minél több villamos-energiát termeljenek. A gázmotor blokk villamos teljesítménye, ill. a termelt villamos-energia és a tüzelőanyag felhasználás közti kapcsolatot a villamos hatásfok fejezi ki, η e = P e /P tü ill. η e = E e /E tü. A névleges villamos teljesítmény és villamos hatásfok tehát a tüzelőanyag teljesítményigényének ill. várható éves felhasználásának meghatározója, P tü = P e /η e ill. E tü = E e /η e. 23. ábra A gázmotoros kapcsolt hő- és villamos-energia termelés energiafolyam ábrája Elemző tanulmány Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése