A nagy hatásfokú hasznos hőigényen alapuló kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés terén elért előrehaladásról Magyarországon

Átírás

1 A nagy hatásfokú hasznos hőigényen alapuló kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés terén elért előrehaladásról Magyarországon (az Európai Parlament és a Tanács 2004/8/EK irányelv 6. cikk (3) bekezdésében említett elemeket tartalmazó, a 10. cikk (2) bekezdésszerinti jelentés) október

2 Tartalom 1. A kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés növekedése a statisztikai adatok alapján 2. A tüzelőanyag felhasználás struktúrája és változása a működő KHVT létesítményekben 3. A KHVT-ből származó hő- és villamos energia mennyiségének alakulása 4. A kapcsolt energiatermelés beépített teljesítményeinek alakulása 5. Összefoglalás 2

3 1. A kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés növekedése a statisztikai adatok alapján A kapcsolt hő- és villamosenergia-termelésből (KHVT) származó villamos energia mennyisége a vizsgált időszakban ( ) jelentősen növekedett. Az 1. táblázat bemutatja a KHVT berendezésekből kinyert hő-, és villamos-energia, az értékesített hő, az energiahordozó felhasználás, és a hatásfok értékek alakulását a 2002 és 2007 közötti időszakban. 1. táblázat Kapcsoltan termelt hő- és villamos-energia adatok a közötti időszakban me /2002 Bruttó villamos-energia termelés* GWh ,60 Bruttó villamos-energia termelés* TJ ,60 láncindex - 1,12 1,07 1,12 1,11 1,07 - Nettó hőtermelés* TJ ,03 láncindex - 1,04 0,95 1,02 0,98 1,05 - ebből harmadik félnek értékesített TJ ,93 láncindex - 0,98 0,97 0,96 0,92 1,10 - Kinyert hő + villamos energia TJ ,20 láncindex - 1,06 0,99 1,05 1,02 1,06 - Energiahordozó felhasználás TJ** ,23 láncindex - 1,11 0,96 1,09 1,04 1,04 - KHVT berendezések hatásfoka % 79,5 76,5 79,2 76,4 75,4 77,2 0,97 láncindex - 0,96 1,03 0,96 0,99 1,02 *IEA (International Energy Agency) terminológia szerint értelmezve ** NCV: Net Calorific Value Fűtőértékkel számolva - Az 1. táblázatban a termelt hő-, és villamos-energia összesített adataiból jelentős növekedés olvasható ki. Ezen belül azonban a villamos-energia termelés növekedése számottevően meghaladja a hőenergia termelés növekedésének mértékét, ami abban is megmutatkozik, hogy a KHVT berendezések ha- 3

4 hatásfoka némi hullámzás mellett kis mértékben romlott. A hatásfok ingadozások lehetséges okai: berendezések változása, új berendezések belépése, régiek felújítása vagy leállítása valamint a hasznos hőigények ingadozása. Annak az oka, hogy a villamos termelés 60%-al, a hő csak 3%-al nőtt három év alatt, az, hogy kedvezően alakultak a villamos energia árak, viszont a hőigény eközben alig nőtt. 2. A tüzelőanyag felhasználás struktúrája és változása a működő KHVT létesítményekben A 2. táblázat bemutatja a KHVT berendezésekben felhasznált tüzelőanyagok mennyiségét hőértéken számolva, valamint a tüzelőanyag-struktúra százalékos összetételét a vizsgált időszakban. 2. táblázat A KHVT által felhasznált energiahordozók és százalékos megoszlásuk me /2002 szénfélék összesen TJ ,65 összes bevitten belüli aránya % 11,9 11,7 10,3 7,0 6,6 6,3 fűtőolaj TJ ,03 összes bevitten belüli aránya % 7,0 5,4 4,4 1,8 1,4 0,2 gázolaj TJ ,20 összes bevitten belüli aránya % 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 földgáz* TJ ,41 összes bevitten belüli aránya % 71,6 70,7 77,4 81,1 79,9 82,0 kohó és kamragáz TJ ,24 összes bevitten belüli aránya % 3,7 4,2 3,4 3,1 3,5 3,7 megújulók összesen TJ ,90 összes bevitten belüli aránya % 1,1 1,0 1,2 1,2 1,8 3,4 egyéb energiahordozó TJ ,15 összes bevitten belüli aránya % 4,8 6,9 3,3 5,7 6,8 4,5 Összes bevitt tüzelőanyag TJ ,23 NCV: Net Calorific Value Fűtőértékkel számolva 4

5 Megújulók összesen jelenti: biogáz, biomassza (biogáz: szennyvíziszapból, állati termékekből, depóniagáz) Szénfélék összesen: lignit, barnaszén, feketeszén Egyéb energiahordozó: égetőműben eltüzelt kommunális hulladék Az 1. táblázat adataiból kiolvasható kapcsolt energiatermelés bővülést támasztja alá a kapcsolt termelésben használt tüzelőanyagok mennyiségének növekedése is. A tüzelőanyag-struktúra meghatározó eleme a földgáz, amely egyre nagyobb szerepet játszik a kőolajszármazékokkal és szénféleségekkel szemben. Szembetűnő az is, hogy a KHVT-ben a megújuló energiahordozók felhasználása kezdetben lassú ütemben növekedett, majd a vizsgált időszak utolsó éveiben ez a növekedés jelentősen felgyorsult. A fűtőolaj használata, köszönhetően a kéntartalomra vonatkozó jelentős szigorításoknak, annyira visszaesett, hogy gyakorlatilag megszűntnek tekinthető. A földgáz energiahordozó felhasználásának arányát és növekvő súlyát a 1. ábra mutatja. 1. számú ábra (PJ) 90 A kapcsolt energiatermelés bevitt tüzelőanyag-szerkezete PJ-ban Összes szén Olajtermékek Földgáz Megújulók és egyéb 5

6 3. A KHVT-ből származó hő- és villamos energia mennyiségének alakulása 3.1 Villamos energia Az összes termelt villamos energián belül a kapcsoltan termelt villamos energia arányának változása a 3. táblázatban látható. A kapcsoltan termelt villamos energia aránya jelentősen növekedett. A kapcsoltan termelt villamos energia aránya a kapcsolt energia-termelésből származó hőenergiához képest is növekedett. Ennek az arányváltozásnak köszönhetően a szigma értékek igen kedvezően alakultak az időszak végére. 3. táblázat A kapcsoltan termelt energia megoszlása / 2002 Összes hazai termelésű villamos energia ebből: Kapcsoltan termelt villamos energia Kapcsolt / összes villamosenergiatermelés A kapcsolt termelésen belül: GWh ,11 GWh ,60 % 15,1 17,9 19,5 20,5 22,6 21,8 1,45 a villamosenergia-termelés aránya % 29,1 30,8 33,4 35,5 38,4 38,9 1,33 a hőenergia-termelés aránya % 70,9 69,2 66,6 64,5 61,6 61,1 0,86 σ alakulása* 0,411 0,445 0,501 0,550 0,623 0,637 1,55 *σ: fajlagos kapcsolt villamosenergia-termelési mutató (termelt villamos-energia [TJ] / termelt hőenergia [TJ]) A kapcsolt villamosenergia-termelés hazai villamosenergia-termelésben betöltött súlyát a 2. számú ábra szemlélteti. Látható, hogy a kapcsolt villamosenergia-termelésnek mind az abszolút értéke, mind részaránya egyenletesen növekszik. 6

7 2. számú ábra (GWh) A hazai villamosenergia termelés és a kapcsolt villamos energia termelés alakulása ( ) Összes villamosenergia termelés Kapcsoltan termelt villamos energia 3.2. Hőenergia A 4. táblázat mutatja be a vizsgált időszak hőtermelési adatait. 4. táblázat A nettó hőtermelés alakulása a termelés módja szerint / 2002 Kapcsoltan hőtermelés PJ 47,7 49,6 47,2 48,0 46,9 49,2 1,03 láncindex - 1,04 0,95 1,02 0,98 1,05 - Csak hőtermelés PJ 14,3 13,5 14,5 14,7 14,3 13,3 0,93 láncindex - 0,94 1,08 1,02 0,97 0,93 - Összes hőtermelés PJ 62,0 63,1 61,7 62,7 61,2 62,5 1,01 láncindex - 1,02 0,98 1,02 0,98 1,02 - Kapcsolt hőtermelés aránya % 77,0 78,6 76,5 76,5 76,6 78,7 1,02 láncindex - 1,02 0,97 1,00 1,00 1,03-7

8 A 4. táblázat adatai alapján a következő megállapításokat tehetjük a vizsgált időszakra vonatkozóan: Az összes termelt hő mennyisége csak minimális mértékben az időjárás függvényében változott, alapvetően stagnáló jellegű. A kapcsoltan termelt hő mennyisége a vizsgált időszak végére nagyon kis mértékben növekedett, gyakorlatilag stagnált. A csak hő termelésben termelt hő mennyisége kis mértékben ugyan, de egyértelműen csökkent. Ez a csökkenés az összes hőtermelés nagyságában nem érzékelhető a kapcsoltan termelt hő magas aránya miatt. A kapcsolt hőtermelés aránya az összes hőtermelésen belül igen magas hányadot tesz ki, ez a hányad az évek során alig változott. Lényeges növekedés a további években sem várható. A 3. számú ábra jól szemlélteti, hogy a vizsgált időszakban mind a kapcsoltan termelt hő mennyisége, mind a csak hőtermelés során termelt hő mennyisége stagnált. Ennek megfelelően a kettő összegeként adódó összes hőtermelés mennyisége sem változott jelentősen. 3. számú ábra (PJ) A nettó* hőtermelés megoszlása ,0 14,3 63,1 13,5 61,7 62,7 14,5 14,7 61,2 14,3 62,5 13, ,7 49,6 47,2 48,0 46,9 49, Kapcsoltan termelt hő Csak hőtermelés *IEA (International Energy Agency) terminológia szerint értelmezve 8

9 4. A kapcsolt energiatermelés beépített teljesítményeinek alakulása 4.1. Berendezések típusa szerint Az 5. táblázat alapján megállapítható, hogy a működő KHVT létesítmények beépített teljesítményei a vizsgált időszakban jelentősen növekedtek. Megfigyelhető továbbá, hogy a vizsgált időszak második felében a növekedés üteme felgyorsult. Különösen szembe tűnő a változás három esetben: A kombinált ciklusú KHVT létesítmények esetében a rosszabb hatásfokú berendezéseket jobb hatásfokú berendezések váltották fel. A belsőégésű motoros KHVT létesítmények teljesítménynövekedése kiugróan magas értékű. A kondenzációs gőzturbinás KHVT egységek teljesítménynövekedése szintén kiugróan magas. 5. táblázat A beépített villamos teljesítmények működő KHVT létesítményekben típus szerint 1: KHVT 75%-nál jobb hatásfokkal / 2002 Kombinált ciklus (hatásfok >= 80%) [MW] ,00 láncindex - 1,00 2,00 1,00 1,00 1,00 - Gázturbina hőcserélővel [MW] ,97 láncindex - 1,00 1,04 1,06 0,96 0,92 - Belsőégésű motorok [MW] ,68 láncindex - 1,21 3,34 1,77 1,01 0,92 - Gőzturbina (ellennyomásos) [MW] ,72 láncindex - 1,00 1,09 0,68 1,12 0,87 - Gőzturbina (kondenzációs) (hatásfok >= 80%) [MW] ,11 láncindex - 1,01 0,00 5,86 3,15 - összesen [MW] ,58 láncindex - 1,01 1,36 1,07 1,06 1,02-9

10 2: KHVT 75%-nál rosszabb hatásfokkal 2007/ Kombinált ciklus (hatásfok < 80%) [MW] ,67 láncindex - 1,00 1,00 1,12 0,55 1,09 - Gázturbina hőcserélővel [MW] ,06 láncindex - 1,00 1,00 0,00 10,74 - Belsőégésű motor [MW] ,65 láncindex - 1,45 0,40 0,30 3,22 1,16 - Gőzturbina (ellennyomásos) [MW] ,12 láncindex - 1,43 0,27 1,61 0,22 8,49 - Gőzturbina (kondenzációs) (hatásfok < 80%) [MW] ,01 láncindex - 0,51 2,28 0,96 1,81 1,00 - összesen [MW] ,51 láncindex - 0,94 1,00 1,01 1,04 1,53 - Összesen [MW] ,56 láncindex - 0,99 1,25 1,05 1,06 1,13 - Belsőégésű motorok [db] [db] ,52 láncindex - 1,59 1,54 1,24 1,16 1,01-4. számú ábra (MW) 600 A 75% feletti hatásfokú kapcsolt berendezések teljesítménye ( ) kombinált ciklusú gázturbina hőcserélővel belsőégésű motorok gőzturbina (ellennyomásos) gőzturbina (kondenzációs) 10

11 4.2. KHVT nemzetgazdasági ágazatok szerinti bontásban A vizsgált időszakban a közcélú KHVT erőművek beépített villamos kapacitásai egyértelmű és folyamatos növekedést mutatnak, amint azt a 6.1 tábla is mutatja. Ugyanez a folyamat követhető nyomon a közcélú KHVT erőművek beépített hőteljesítményeinek vonatkozásában is, csak a növekedés lényegesen kisebb mértékű és nem egyenletes, ahogy az a 6.2 táblában látható. Ezzel szemben a saját célra termelő KHVT erőműveknél a beépített villamos teljesítmények csökkenését nagymértékben felülmúlja a beépített hőteljesítmények csökkenése. A fenti folyamatok részletes vizsgálata alapján megállapítható, hogy a saját célra termelő KHVT erőművek helyébe a külső tőkebevonások eredményeként közcélú KHVT erőművek léptek. 6.1 táblázat Beépített villamos teljesítmények KHVT létesítményekben ágazati bontásban [MW] Ágazat megnevezése Közcélú energiatermelés Saját célra történő energiatermelés Vegyipar Nemfémes ásványi termékek gyártása Élelmiszerek, italok és dohánytermékek gyártása Papír- és nyomdaipar Fémtermékek, gépek, felszerelések Egyéb ipari ágazatok Szolgáltatások TOTAL

12 6.2. táblázat Beépített hőteljesítmények KHVT létesítményekben ágazati bontásban [MW] Ágazat megnevezése Közcélú energiatermelés Saját célra történő energiatermelés Vegyipar Nemfémes ásványi termékek gyártása Élelmiszerek, italok és dohánytermékek gyártása Papír- és nyomdaipar Fémtermékek, gépek, felszerelések Egyéb ipari ágazatok Szolgáltatások TOTAL A további részletes vizsgálat eredményeképpen megállapítható, hogy az újonnan üzembe helyezett KHVT egységeken belül nagy arányt képviselnek a kombinált ciklusú CCGT berendezések, amelyeknél a szigma tényező kedvezőbb. Ez az egyik oka annak, hogy a vizsgált időszakban a beépített villamos kapacitás növekménye jelentősen meghaladja a beépített hőkapacitás növekedésének mértékét. 5. Összefoglalás A kapcsolt energiatermelés a vizsgált időszakban ( ) az előzőekben bemutatott statisztikai adatok alapján jelentősen növekedett. A növekedésen belül a villamosenergiatermelés növekedése számottevően meghaladja a hőenergia termelés növekedésének mértékét. A KHVT energiatermelés tüzelőanyag-struktúrájának meghatározó eleme a földgáz, ugyanakkor a megújuló energiaforrások használatának kezdeti lassú növekedése az utóbbi években jelentősen felgyorsult. Az összes termelt villamos energiához képest figyelemre méltó a kapcsoltan termelt villamos energia növekedési aránya. A vizsgált időszakban az összes termelt hő mennyisége stagnált. 12

13 Ez annak köszönhető, hogy bár a kapcsoltan termelt hő mennyisége kis mértékben növekedett, ugyanakkor a csak hőtermelés során termelt hő mennyisége nagyjából ugyanilyen értékben csökkent. Az összes hőtermelésen belül a kapcsolt hőtermelés arányának növekedése annak már jelenleg is igen magas aránya miatt a továbbiakban nem várható. A működő KHVT létesítmények beépített teljesítményei a vizsgált időszakban lényeges mértékben növekedtek. Szembetűnő a magasabb hatásfokú kombinált ciklusú gázturbinás KHVT létesítmények belépése, valamint a belsőégésű motoros és a kondenzációs gőzturbinás KHVT beépített teljesítményének növekedése. A nemzetgazdasági ágazatok szerinti vizsgálat alapján megállapítható, hogy a KHVT közcélú erőművek beépített villamos kapacitásainak növekedése egyértelmű és folyamatos volt, míg a beépített hőteljesítmény növekedése csak lényegesen kisebb mértékű és nem egyenletes. A saját célra termelő KHVT erőműveknél mind a beépített villamos, mind a beépített hőteljesítmény csökkent, ez utóbbi nagyobb mértékben. A statisztikai adatokat az Energia Központ Nonprofit Kft. szolgáltatta. 13