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) 2009. október
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
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 (2002 2007) 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 2002-2007 közötti időszakban me. 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2007 /2002 Bruttó villamos-energia termelés* GWh 5 450 6 123 6 568 7 333 8 109 8 706 1,60 Bruttó villamos-energia termelés* TJ 19618 22043 23646 26397 29191 31343 1,60 láncindex - 1,12 1,07 1,12 1,11 1,07 - Nettó hőtermelés* TJ 47698 49586 47199 47970 46879 49222 1,03 láncindex - 1,04 0,95 1,02 0,98 1,05 - ebből harmadik félnek értékesített TJ 37756 37131 36043 34500 31827 35037 0,93 láncindex - 0,98 0,97 0,96 0,92 1,10 - Kinyert hő + villamos energia TJ 67317 71629 70845 74367 76071 80565 1,20 láncindex - 1,06 0,99 1,05 1,02 1,06 - Energiahordozó felhasználás TJ** 84634 93612 89483 97353 100861 104396 1,23 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
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 2003 2004 2005 2006 2007 2007/2002 szénfélék összesen TJ 10 069 10 965 9 204 6 851 6 664 6 544 0,65 összes bevitten belüli aránya % 11,9 11,7 10,3 7,0 6,6 6,3 fűtőolaj TJ 5 914 5 073 3 930 1 787 1 437 163 0,03 összes bevitten belüli aránya % 7,0 5,4 4,4 1,8 1,4 0,2 gázolaj TJ 21 43 64 16 34 4 0,20 összes bevitten belüli aránya % 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 földgáz* TJ 60 559 66 172 69 216 78 983 80 546 85 647 1,41 összes bevitten belüli aránya % 71,6 70,7 77,4 81,1 79,9 82,0 kohó és kamragáz TJ 3 093 3 941 3 010 2 993 3 557 3 821 1,24 összes bevitten belüli aránya % 3,7 4,2 3,4 3,1 3,5 3,7 megújulók összesen TJ 907 951 1 073 1 170 1 780 3 533 3,90 összes bevitten belüli aránya % 1,1 1,0 1,2 1,2 1,8 3,4 egyéb energiahordozó TJ 4 071 6 468 2 984 5 554 6 843 4 684 1,15 összes bevitten belüli aránya % 4,8 6,9 3,3 5,7 6,8 4,5 Összes bevitt tüzelőanyag TJ 84 634 93 612 89 483 97 353 100861 104396 1,23 NCV: Net Calorific Value Fűtőértékkel számolva 4
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 2002 2003 2004 2005 2006 2007 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Összes szén Olajtermékek Földgáz Megújulók és egyéb 5
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 2003 2004 2005 2006 2007 2007 / 2002 Összes hazai termelésű villamos energia ebből: Kapcsoltan termelt villamos energia Kapcsolt / összes villamosenergiatermelés A kapcsolt termelésen belül: GWh 36158 34145 33708 35755 35858 39959 1,11 GWh 5 450 6 123 6 568 7 333 8 109 8706 1,60 % 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
2. számú ábra (GWh) 45 000 A hazai villamosenergia termelés és a kapcsolt villamos energia termelés alakulása (2002-2007) 40 000 35 000 36 158 34 145 33 708 35 755 35 858 39 959 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 5 450 6 123 6 568 7 333 8 109 8 706 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 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 2003 2004 2005 2006 2007 2007 / 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
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 70 60 50 62,0 14,3 63,1 13,5 61,7 62,7 14,5 14,7 61,2 14,3 62,5 13,3 40 30 20 47,7 49,6 47,2 48,0 46,9 49,2 10 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Kapcsoltan termelt hő Csak hőtermelés *IEA (International Energy Agency) terminológia szerint értelmezve 8
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 2003 2004 2005 2006 2007 2007/ 2002 Kombinált ciklus (hatásfok >= 80%) [MW] 110 110 220 220 220 220 2,00 láncindex - 1,00 2,00 1,00 1,00 1,00 - Gázturbina hőcserélővel [MW] 333 333 348 368 352 324 0,97 láncindex - 1,00 1,04 1,06 0,96 0,92 - Belsőégésű motorok [MW] 70 85 284 501 508 468 6,68 láncindex - 1,21 3,34 1,77 1,01 0,92 - Gőzturbina (ellennyomásos) [MW] 456 454 495 339 378 328 0,72 láncindex - 1,00 1,09 0,68 1,12 0,87 - Gőzturbina (kondenzációs) (hatásfok >= 80%) [MW] 9 9 0 11 66 207 23,11 láncindex - 1,01 0,00 5,86 3,15 - összesen [MW] 978 991 1347 1438 1524 1547 1,58 láncindex - 1,01 1,36 1,07 1,06 1,02-9
2: KHVT 75%-nál rosszabb hatásfokkal 2007/ 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2002 Kombinált ciklus (hatásfok < 80%) [MW] 214 214 214 240 132 144 0,67 láncindex - 1,00 1,00 1,12 0,55 1,09 - Gázturbina hőcserélővel [MW] 14 14 14 0 17 183 13,06 láncindex - 1,00 1,00 0,00 10,74 - Belsőégésű motor [MW] 32 47 19 6 18 21 0,65 láncindex - 1,45 0,40 0,30 3,22 1,16 - Gőzturbina (ellennyomásos) [MW] 57 81 22 35 8 64 1,12 láncindex - 1,43 0,27 1,61 0,22 8,49 - Gőzturbina (kondenzációs) (hatásfok < 80%) [MW] 139 70 160 154 277 278 2,01 láncindex - 0,51 2,28 0,96 1,81 1,00 - összesen [MW] 456 426 428 433 452 690 1,51 láncindex - 0,94 1,00 1,01 1,04 1,53 - Összesen 1 + 2 [MW] 1 433 1417 1775 1872 1975 2 237 1,56 láncindex - 0,99 1,25 1,05 1,06 1,13 - Belsőégésű motorok [db] [db] 87 138 212 262 303 306 3,52 láncindex - 1,59 1,54 1,24 1,16 1,01-4. számú ábra (MW) 600 A 75% feletti hatásfokú kapcsolt berendezések teljesítménye (2002-2007) 2002 2003 2004 2005 2006 2007 500 400 300 200 100 0 kombinált ciklusú gázturbina hőcserélővel belsőégésű motorok gőzturbina (ellennyomásos) gőzturbina (kondenzációs) 10
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 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Közcélú energiatermelés 1 251 1 224 1 584 1 657 1 839 2 088 Saját célra történő energiatermelés 183 192 190 215 137 149 Vegyipar 39 31 49 13 15 13 Nemfémes ásványi termékek gyártása 10 12 10 0 0 0 Élelmiszerek, italok és dohánytermékek gyártása 98 97 65 71 80 84 Papír- és nyomdaipar 17 16 14 16 16 16 Fémtermékek, gépek, felszerelések 0 0 0 0 8 12 Egyéb ipari ágazatok 2 25 3 2 12 20 Szolgáltatások 17 11 49 112 5 2 TOTAL 1 434 1 416 1 775 1 872 1 976 2 237 11
6.2. táblázat Beépített hőteljesítmények KHVT létesítményekben ágazati bontásban [MW] Ágazat megnevezése 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Közcélú energiatermelés 3 304 3 193 3 775 3 440 3 743 3 955 Saját célra történő energiatermelés 1 037 1 007 920 753 629 502 Vegyipar 350 273 358 113 100 35 Nemfémes ásványi termékek gyártása 51 55 51 0 0 0 Élelmiszerek, italok és dohánytermékek gyártása 517 516 393 426 428 352 Papír- és nyomdaipar 67 63 53 72 72 68 Fémtermékek, gépek, felszerelések 1 0 1 0 8 15 Egyéb ipari ágazatok 3 84 3 7 14 29 Szolgáltatások 49 16 61 136 7 4 TOTAL 4 341 4 200 4 694 4 193 4 373 4 457 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 (2002 2007) 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
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