A szélerőművek Magyarországon

Átírás

1 A szélerőművek Magyarországon RenExpo, április 20. Dr. Stróbl Alajos Kozma Imre

2 Magyar primerenergia-felhasználás feketeszén 5,7% gáz 44,3% barnaszén 6,5% atom 12,7% olaj 24,2% víz, szél 0,1% import villany egyéb 2,3% megújuló 4,2% Forrás: Energia Központ Kht.

3 A villamos iparág energiafelhasználása szén 20% atom 35% gáz 34% megújuló 5% olaj 2% import villany 4% Forrás: Energia Központ Kht.

4 450 A GDP és s az energiafelhasználás Forrás : Energia és Környezet Fórum Belföldi felhasználás indexe % Földgáz(PJ) index % Villamos energia (TWh) index % GDP index(ksh)

5 A villamos ellátás forrásszerkezete 2006-ban a bruttó fogyasztás ~40,4 TWh (nettó termelés és importszaldó) Ennek részletei: import 17,8% hazai 82,2% Paks 31,4% egyéb 29,2% részben támogatott a kötelező átvétellel megújuló 3,4% kapcsolt 18,2%

6 A VILLAMOSENERGIA-TERMEL TERMELÉS ,6% 5,4% 19,5% 1,3% 0,6% 13,0% 16,0% 1,4% 38,7% 34,5% 35,0% 34,0% Szén Olajtermék Földgáz Atomenergia Vízenergia Hulladék és megújuló energia Forrás : Energia és Környezet Fórum

7 Megújul juló energiaforrásokb sokból termelt villamos energia Forrás : Energia és Környezet Fórum

8 Megújuló definíci ciója a VET szerint Megújuló energiaforrás : Az időjárási körülményektől függő nem fosszilis energiahordozó (nap, szél), az időjárási körülményektől nem függő nem fosszilis energiahordozó (geotermikus energia, vízenergia, biomassza, valamint biomasszából közvetve vagy közvetlenül előállított energiaforrás), továbbá hulladéklerakóból, illetve szennyvízkezelő létesítményből származó gáz, valamint a biogáz. Forrás : MEH, Slenker Endre

9 Megújulók a villamos termelésben hulladék szélerőmű biogáz 2006-ban 2005-ben 2004-ben 2003-ban 2002-ben biomassza víz kiadott villamos energia, GWh/a Részarány a bruttó villamosenergia-fogyasztásból: (a nettó termelés és az importszaldó összegéből) 2002-ben 0,6% 2003-ban 0,9% 2004-ben 2,4% 2005-ben 4,1% 2006-ban 3,4%

10 Megújulók az elmúlt két évben GWh % GWh % Bio Víz Hulladék Szél Összesen A szélenergia-hasznosítás egyelőre nem sok hazánkban.

11 Támogatások a villamos ellátásban Kötelező átvételek bio - nagyerőmű bio - kiserőmű (<50 MW) szél víz hulladék egyéb kis kapcsolt (<6 MW) nagy kapcsolt (6-50 MW) átvett villamos energia, GWh Forrás: Magyar Energia Hivatal,

12 Támogatások a villamos ellátásban A támogatás nagysága bio - nagyerőmű szél hulladék kis kapcsolt (<6 MW) bio - kiserőmű (<50 MW) víz egyéb nagy kapcsolt (6-50 MW) támogatás, M Ft Forrás: Magyar Energia Hivatal,

13 Támogatások a villamos ellátásban A fajlagos támogatások nagysága Kapcsoltak: Kapcsoltak: kis kapcsolt nagy kapcsolt 6,54 6,79 10,55 10, Megújulók: Megújulók: hulladék víz szél bio 7,20 6,97 8,19 8,83 9,30 11,43 12,13 11, fajlagos támogatás, Ft/kWh Forrás: Magyar Energia Hivatal,

14 A megújuló források támogatása Németország Ausztria Görögország Portugália Szlovénia Franciaország Csehország Ciprus Szlovákia Hollandia Magyarország Spanyolország Dánia Luxemburg Írország Litvánia 52,1 51,8 48,8 69,8 65,3 78,5 87,5 94,7 100,3 111,1 129,4 127,6 147,8 156,5 155,3 napelemekkel együtt 163, /MWh Forrás: EREF Prices for Renewable Energies in Europe; Report 2006/2007.

15 Szélerőművek Európában, 2006 Németország Finnország 86 Spanyolország Ukrajna 85 Dánia Magyarország 61 Olaszország Litv ánia 56 Nagy-Britannia Törökország 51 Portugália Franciaország Hollandia Ausztria Írország Svédország Norvégia Összesen MW (a Világ összes szélerőművének a 65%-a) Csehország Luxe mburg Bulgária Észtország Lettország Horvátország Svájc Szlovákia Belgium 193 Faroer-szigetek 4 Lengyelország 153 MW Románia 3 MW Forrás:

16 Szélerőmű-építés EU-25-ben, 2006 Görögország 2,27% Írország 3,29% Hollandia 4,69% Olaszország 5,50% Ausztria 1,92% Lengyelország Litvánia 0,91% 0,65% Svédország 0,82% Magyarország 0,57% Belgium 0,35% Dánia 0,15% Németország 29,43% Csehország 0,29% Finnország 0,05% Nagy-Britannia 8,36% Portugália 9,15% Franciaország 10,68% Spanyolország 20,92% Nem épült 2006-ben Cipruson, Észtországban, Lettországban, Luxemburgban, Máltán, Szlovéniában és Szlovákiában Forrás:

17 Lengyelország Ukrajna Magyarország Litvánia Csehország Bulgária Szélerőművek Kelet-Európában Észország Lettország Horvátország 2006-ig 2006-ban Szlovákia Románia Forrás: MW

18 CO 2 atom megújuló Kína India Ausztrália USA Dánia Felhasználásunk sunk fenntartható gramm CO 2 per kwh Németország Japán Spanyolország Magyarország Belgium Kanada Ausztria Franciaország Brazília Svédország Svájc Norvégia 100 % Forrás: IEA: World Energy Outlook, 2006

19 Szélerőmű-építés hazánkban évente beépített új szélerőmű, MW ,25 0,60 1,20 1,20 0,23 várhatók 14,00 43,

20 Szélerőmű-teljesítőképességünk 400 MW előzetes engedélyezve meglévők várható hónap

21 Szélerőműveink elhelyezkedése Levél Mosonszolnok Újrónafő Ostffyasszonyfa Vép itt 47 MW Mosonmagyaróvár Csetény Szápár Inota Kulcs Felsőzsolca Bükkaranyos Erk Törökszentmiklós Mezőtúr 17 telephelyen 39 gép, összesen 61 MW

22 Szélerőmű-tornyok száma, 2006 szélerőmű-tornyok száma, db Összesen 39 szélerőmű-torony van <0,3 0,6 0,8 1,5 1,8 2,0 egység-teljesítőképesség, MW

23 Szélerőmű-kihasználások, 2006 Az egész évben működött erőművekre Mosonmagyaróvár 10 MW Mosonszolnok 1,2 MW Újrónafő 0,8 MW Szápár 1,8 MW átlag Mosonmagyaróvár 1,2 MW Kulcs 0,6 MW Vép 0,6 MW Inota 0,3 MW Erk 0,8 MW Bükkaranyos 0,2 MW h/a

24 Havi átlagos kihasználások, 2006 Az összes magyarországi szélerőműre 40% 30% átlag 20% 10% 0% Jan. Febr. Márc. Ápr. Máj. Júni. Júli. Aug. Szept. Okt. Nov. Dec.

25 A szélerőmű-arány változásai Év 2003 Kapacitásban BT-re, % 0,04 Villamosenergia-termelésben Nettó termelésre, % 0,01 Bruttó fogyasztásra, % 0, ,04 0,01 0, ,20 0,03 0, ,71 0,12 0, ,75 0,40 0, ,80 0,64 0, ,00 0,87 0, ,00 1,48 1,40

26 Változások szélerőművek esetén 6000 egyenletesen erős szél 6000 erősen ingadozó szél nappal megerősödő szél nappal lecsendesülő szél szélerőművek a többi erőmű

27 A szélerőmű-gondok hazánkban 1. A szélerőművek nehezítik a rendszerirányítást. Többlet szabályozási tartalékok kellenek. 2. Több forgó tartalék kell a villamos rendszerben. Különösen kis terheléseknél sok a kiegyenlítési gond. 3. Nincs még tárolós erőmű Magyarországon. Feltehetően 2015 előtt nem is kerül üzembe. 4. Nem alakult ki a megújulók fejlesztési irányzata. Nem tudni miből teljesítjük az EU-vállalásokat. 5. Nem elég világos a távlati támogatási rendszer. Mit, meddig, milyen módon fogunk támogatni? ez a kérdés. 6. Össze kell hangolni az erőmű- és a hálózatfejlesztéseket a piaci fejlesztéssel (is).

28 Támogatási elvek Össze kell hangolni az energetikai, a környezetvédelmi és a mezőgazdasági szempontokat. A támogatásnak az externális hatásokat is figyelembe vevő leghatékonyabb felhasználását kell célul kitűzni. Tekintettel a méretgazdaságosságra, különbséget kell tenni a különböző teljesítményű (pl. 20 MW alatt és fölött) termelők között. Olyan árszabályozást indokolt bevezetni, amely lehetővé teszi a technológiánként eltérő támogatási időtartam és árszint megállapítását. Jogszabályi garanciákkal védeni kell a befektetők érdekeit (a már működő és az újonnan belépő termelőkét egyaránt). Az új rendszer tegye lehetővé a mennyiségi alapú szabályozást jelentő zöldbizonyítvány-rendszer bevezetését (amelyet megelőz a származási igazoláson alapuló, forgalomképes okiratrendszer kialakítása). Az új működési modellre való áttéréssel egyidőben olyan elszámolási rendszert kell bevezetni, amely minden villamosenergia-kereskedőre egyaránt előírja a megújuló energiabázison és a kapcsoltan termelt villamos energia bizonyos mértékű kötelező átvételét. Az időjárástól nem függő, valamint a kapcsolt termelés átvétele a kiegyenlítő energia elszámolás mellett menetrend alapján történik. Az időjárástól függő termelés előrejelzését a termelő megfelelő adatszolgáltatási kötelezettsége alapján - az átviteli rendszerirányító végzi. Az összességében legjobb ajánlat kiválaszthatósága érdekében amennyiben a műszaki lehetőségek megengedik a szélerőműveknél indokolt bevezetni a pályázati rendszert. Forrás : Energia és Környezet Fórum

29 A rendszerirányítás biztonsága A menetrendkövetés pontossága példa: szeptember 10., szerda

30 Széler lerőművek terhelésv sváltozásai Théra II/1 Théra II/2 Szápár Összesen Hálózatra adott teljesítmény, kw : : : : : : : november

31 5000 MW 4000 A szélerősség jelentősen változik, a fluktuálást nehéz előre jelezni Német példa a napon belüli változásra és ennek jelzésére tény előző napi előrejelzés idő, h VGB PowerTech, 2005/3. P.35.

32 Német szélerőmű-tapasztalatok Vattenfall Europe 2004-ben A beépített szélerőműves teljesítmény 6200 MW (100%) A legnagyobb betáplálási teljesítmény 5278 MW ( 85%) A legkisebb betáplálási teljesítmény 4 MW (0,06%) A legnagyobb eltérés a napi maximum és minimum között 5080 MW ( 82%) A legnagyobb növekedés ¼ óra alatt 264 MW ( 4%) A legnagyobb csökkenés ¼ óra alatt 310 MW ( 5%) A legnagyobb növekedés egy óra alatt 812 MW ( 13%) A legnagyobb csökkenés egy óra alatt 967 MW ( 16%)

33 A gond a tárolás hiányából ered Az erőművek villamos teljesítményét azért kell mindig pontosan a terheléshez igazítani, mert a villany nagyobb mennyiségben közvetlenül nem tárolható. A hő tárolható a kapcsolt termeléseknél. A tüzelő- és hasadóanyag tárolható az erőműveknél. A megújuló források egy része a biomassza, a hulladék tárolható az erőműveknél. A villamos energia azonban csak közvetve tárolható, pl. szivattyús, tárolós vízerőművekkel.

34 A napi villamos terhelés MW egy óra alatt követése kritikus időszak MW , , , , , , , , , , , , , :30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13: március 22. csütörtök óra/nap Jelentős napközi ingadozásokra kell jól reagálni.

35 negyedórás mérés kwh alapján, MW A rendszerirányítás biztonsága Egy mérlegkör kiegyenlítése valós példa ténylegesen mért egyeztetett menetrend eltérés a tervezettől

36 MW A rendszerirányítás biztonsága Csereteljesítmény-szabályozás a zónában Megengedhető eltérés a CENTREL-ben a MAVIR-nál: - órás energiában: max. ± 20 MWh/h - pillanatnyi terhelésben: max. ± 100 MW menetrend tény óra idő

37 eltérés a megengedettől, óra/hó összesen 334 óra eltérés 2005 teljesítés: 96,2% Jan. Febr. Márc. Ápr. Máj. Jún. Júl. Aug. Szept. Okt. Nov. Dec Az időszak 14%-ában a felszabályoz lyozáshoz, 25%-ában a leszabályoz lyozáshoz nem volt megfelelő szekunder tartalék.

38 Rendszerszabályozás Minden hálózatra kapcsolt erőmű műszaki, fizikai tekintetben irányítható: tehát vezérelhető (indítható és leállítható) és szabályozható (terhelése változtatható). A gazdasági érdekeltség, a jogi szabályozás az erőmű irányíthatóságát megkönynyítheti (segítheti), megnehezítheti (letilthatja) vagy érintetlenül hagyhatja. A rendszer (a szabályozási zónánk) szabályozását a mi szinkronzónánk (UCTE) üzemi szabályzata határozza meg: pl. primer és szekunder szabályozás előírása. A szabályozási és vezérlési (pl. perces) tartalékok nagyságát, aktiválását szintén az UCTE előírásai alapján állapítja meg minden zónában a rendszerirányító. Az országos jogszabályokban előírt kereteken belül a rendszer optimális fizikai és piaci működését a helyileg (regionálisan) kialakult modell rögzíti. A rendszerszabályozás különféle eszközök kombinált használatával könnyíthető (pl. SZET, H(R)KV, tarifális ösztönzés, engedélyezési szabályok, megfelelő műszaki előírások a csatlakozáshoz, regionális piaci tapasztalatok hasznosítása, működő tartalékpiac pl. a perces tartalékra, napon belüli kereskedés lehetősége). A SZET megkönnyíti a rendszerirányítást. Két fő működési módja ismert: vezérlés kiegyenlítés a mérlegkör igényei szerint: pl. völgyben töltés, csúcsban kisütés, vagy (perces) tartalék tartása és szabályozás a szabályozási zóna igénye szerint hálózati elemként (kétirányú működés) a szekunder szabályozáshoz.

39 Erős szél Észak-Európában ETSO: EWIS-tanulmány, A beépített kapacitás százalékos kihasználása A villamos energia fő átviteli folyosói nagy szélerőműves teljesítmény mellett

40 Conneforde - Diele Kikapcsolódások Németek okozta zavar, :10:22 22:10:28 22:10:25 22:10:27 22:10:29 22:10:19 22:10:31 22:10:13 22:10:15 Borken Alállomás gyűjtősín kikapcsolt Forrás: Gerard Maas, az UCTE Kivizsgáló Bizottság elnökének közbenső jelentése, Madrid,

41 Rendszerállapot az északkeleti (2.) zónában 22:09- kor, zavar előtt VE-T PSE-Operator összes * MW szél 4332 # MW összes MW szél 78 MW teljesítmény GENERATION22:09-kor összes total: 68060* 060* # MW # MW, ebből wind: szél # MW # MW összes 14049* MW szél 3386 MW E-ON ČEPS összes 9197* MW szél 0 MW SEPS összes 3184 MW szél 0 MW WPS összes 1129 MW szél 0 MW APG MAVIR össz # MW összes 4257 MW szél 800 # MW szél 20 MW # becsült * nem biztos

42 Rendszerállapot az északkeleti (2.) zónában a zavar (bontás) után leállított 0 kikapcsolt 4050 csökkent kikapcsolt 3050 (újra indult 2734) VE-T PSE-Operator leállított 295 kikapcsolt 686 csökkent: kikapcsolt 44 (újra indult 44) Teljes termelés leállított 445 MW kikapcsolt MW csökkent 4098 MW újra indult 6787 MW ezekből szélerőművek kikapcsolt 6518 MW (újra indult 6202 MW) szivattyús tárolós vízerőmű indult 3193 MW leállított 0 kikapcsolt 3386 csökkent 935 leállított 2638 (újra indult 2638 #) 0 E-ON leállított 150 kikapcsolt 611 csökkent: nincs adat 0 kikapcsolt: 0 (újra indult 0) ČEPS SEPS 335 leállított 0 kikapcsolt 516 csökkent 100 kikapcsolt: 0 (újra indult 0) WPS 0 leállított 0 kikapcsolt 0 csökkent 140 kikapcsolt 0 (újra indult 0) leállított 0 kikapcsolt 1569 csökkent 0 APG 0 MAVIR leállított 0 kikapcsolt 745 csökkent 0 (újra indult 585) 0 leállt 786 (újra indult 786) kikapcsolt 0 (újra indult 0) # becsült

43 Határáraml ramlások az északkeleti (2.) zónában 22:09- kor, a zavar előtt éppen... - balance mérleg for az each adott subarea zónában DE 7150 VE-T+E.ON 7720 VE-T + E.ON PL frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 49,976 Hz CZ SK UA_W AT HU Románia 390 Horvátország Szerbia

44 Határáraml ramlások az északkeleti (2.) zónában 22: kor, az új j egyensúly felé... - balance mérleg for az each adott subarea zónában DE VE-T +E.ON 2390 VE-T + E-ON PL 620 frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 50,285 Hz CZ SK UA_W 360??? AT HU -1100

45 Határáraml ramlások az északkeleti (2.) zónában 22: kor, nő a Ny-K áramlás... - balance mérleg for az each adott subarea zónában VE-T+EON 3470 DE VE-T + E-ON PL -300 frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 50,410 Hz CZ SK UA_W 430??? AT HU -1140

46 Határáraml ramlások az északkeleti (2.) zónában 22:30 30-kor, nagy a Ny-K áramlás... - balance mérleg for az each adott subarea zónában DE VE-T +E.ON 4160 VE-T +E.ON PL frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 50,436 Hz CZ SK UA_W 420 AT HU??? -940

47 Határáraml ramlások az északkeleti (2.) zónában 22: kor, kritikus Ny-K áramlás... - balance mérleg for az each adott subarea zónában VE-T+E.ON 5330 DE VE-T+E.ON PL frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 50,374 Hz CZ 880 SK UA_W 380??? AT HU -850

48 :00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 EON VT total miss DK data Sz Széler lerőművek N vek Németorsz metországban gban idő teljesítmény, MW összesen E.ON Vattenfall

49 Összefoglalás s a rendszerállapotr llapotról az északkeleti (2.) zónában A szétesés utáni termelői többletet kb MW-ra becsülik. A szétesés után 51,4 Hz maximális növekedést automatikusan 50,3 Hz-re csökkentették (hő- és szélerő-műegységek kikapcsolása, sok szigetüzemi működtetés, primer szabályozás). A szélerőmű-visszakapcsolást kézzel nem egészen pontosan kompenzálták (szivattyúk indítása, erőmű-blokkok leállítása vagy terheléscsökkentése), így a frekvencia lassan 50,4 Hz-re nőtt. Az újra indított termelés eltérő földrajzi helye (szél Németországban) és a termeléscsökkentések más helyei (Csehország, Lengyelország) nagy teljesítményáramlást hozott létre főleg a cseh és a lengyel távvezetékeken (túlterhelődés 120% fölé). Valós fenyegetés volt a további szétesés. Az 1. terület sikeres újra szinkronizálása csökkentette a kritikus teljesítményáramlásokat, és normát szinten stabilizálta a frekvenciát.

50