Naperőművek értékelése. Mi Magyarország érdeke a telepítésüknél?

Magyar Energia Szimpózium - 2018 KÁRPÁT- MEDENCEI MAGYAR ENERGETIKUSOK XXII. TALÁLKOZÓJA. 2018. szeptember 20.. Budapest II. (Pesthidegkút) Naperőművek értékelése. Mi Magyarország érdeke a telepítésüknél? Dr. Korényi Zoltán 1

TARTALOM I. AZ ELŐADÁS INDÍTÉKAI ÉS CÉLJA II. III. IV. EMBERI LÉTEZÉSÜNK FORRÁSAI A MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK FIZIKÁJÁRÓL ÉS GAZDASÁGTANÁRÓL A MÉRNÖKÖK FELELŐSSÉGÉRŐL V. AZ ÉRTÉKELŐ MÁTRIX FELÉPÍTÉSE VI. MI MAGYARORSZÁG ÉRDEKE? VII. MEDELLSZÁMÍTÁS: A NAPERŐMŰVEK ÉS A NEMZETI JÖVEDELEM VIII. AZ ITTHON MARADÓ BEVÉTELEK (IMB) IX. ÖSSZEFOGLALÁS, ÜZENETEK 2

I. AZ ELŐADÁS INDÍTÉKAI ÉS CÉLJA 1. INDÍTÉK: mind az általános közbeszéd, mind a szakmai közbeszéd a megújuló energiaforrások hasznosításának kérdéseit nem valósághűen mutatja be. PEDIG MINDEN INFORMÁCIÓ RENELKEZÉRE ÁLL HOZZÁ! 2. A hasznosítás általánosan hirdetett indokai: Földünk fosszilis készletei elfogynak; A klímavédelem hatékony eszköze lehet; az EU direktívái előírják. M.o. vállalása 2020-ig: 14,65%. 3. MI A VALÓSÁG? (1) Rejtve marad a közbeszédben a fizikai valóság összetettsége. (2) Rejtve marad a társadalmi hasznosság összetett kérdése. (3) Rejtve maradnak a befolyásoló háttér érdekek. 4. CÉL: a rejtett tényezők minél mélyebb feltárása. 5. FELADATUNK: (1) A komplex fizikai folyamatok feltárása a kiterjesztett életciklusra (2) A társadalmi hasznosság feltárása. (3) A befolyásoló érdekviszonyok bemutatása. 6. A LEGFONTOSABB KÉRDÉS: MI MAGYARORSZÁG ÉRDEKE? 3

II. EMBERI LÉTEZÉSÜNK FORRÁSAI - 7.6 milliárd ember (2017) Energia forrásunk: NAP Anyagi forrásunk: FÖLD D = 12 756 km; V 1083 milliárd km3 A 511 millió km 2 (Ennek 29%-a szárazföld) M 5,97 10 24 tonna ρ 5,5 t/m 3. A NAP, mint energia forrás: kimeríthetetlennek tartjuk. A FÖLD végessége: a geometriája: O 2 kincsünk / CO2; Vízkincsünk; Humuszkincsünk (a talaj termékenysége). V gömb = D3 π 6 A gömb = D 2 π Nyersanyagforrásunk (olaj, földgáz, ásványi ércek, anyagok) 4

IIIa. A MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK FIZIKÁJÁRÓL 1. ALAPTÉTEL: az energiahasznosítás csak anyagfelhasználással lehetséges. Az energia forrása: a NAP; Az anyagforrás: a FÖLD. kell a berendezésekhez / humusz! 2. ALAPTULAJDONSÁGOK: (1) Az ingyen érkező napenergia: 1000 W/m 2 ; 1200-1500 kwh/m 2, év; Kicsi az energia intenzitása, kicsi hatásfok, kicsi hasznos energia. (2) Az anyagfelhasználás intenzitása nagy (Földünket zabáljuk) [1.0]: Szélerőmű acélfelhasználása: 5-10-szerese az atomerőműnek (kwh-ra); Szélerőmű betonfelhasználása: 10-12-szerese az atomerőműnek; Naperőmű rézfelhasználása: 50-80-szorosa az atomerőműnek; (A kiterjesztett teljes életciklusra vonatkoztatva.) (3) Időjárás függés - kicsi a kapacitáskihasználási tényező (4) Energianövény (300 GJ/ha,a; zsinórban, egy év után, egy évig 9,5 kw/ha): A biomassza villamosenergetikai hatásfoka: < 0,2% 5

IIIb. A MEGÚJULÓK GAZDASÁGOSSÁGÁRÓL 1. MAGYARORSZÁG SZEMPONTJÁBÓL ELŐNYÖS LEHET, HA:. Csökkenti a földgázimportot - költségmegtakarítás; Csökkenti a villamosenergia importot ( <?, >? ) költségmegtakarítás? Hazai hozzáadott értéket teremt: K+F+I, gyártás, szervizelés, stb. Ha a befektető hazai, és a pénzügyi eredménye az országban marad. Munkahelyeket teremt. 2. MAGYARORSZÁG SZEMPONTJÁBÓL HÁTRÁNYOS, HA:. A támogatás növeli a fogyasztók kiadásait; Ha a befektetés pénzügyi eredménye elhagyja az országot; Olcsóbb hazai erőműveket szorít ki. Csökkenti a hazai hozzáadott értéket, munkahelyeket szüntet meg. 6

IV. MI A MÉRNÖKÖK FELELŐSSÉGE ÉS DOLGA? 1. Széleskörű ismeretekkel történő felvértezés: fizikai, társadalmi, gazdasági, ökológiai és humán ismeretekkel. 2. Tudni kell, hogy a világot az érdekek mozgatják!!! 3. Ismerni kell az érdekeltek körét. Azonosítani kell az érdekhordozókat! 4. Külön-külön definiálni kell az érdekhordozók szempontjait. 5. Ennek az egyik módszere lehet a komplex értékelő mátrix használata. [8] 5. Lényege: a technológiák kiterjesztett életciklusra történő értékelése (a bányától a lebontásig): 10 műszaki-gazdasági-ökológiai-humán szempont szerint; 5 érdekhordozó szemszögéből A 10 x 5-es matrix bemutatása 7

V. AZ ÉRTÉKELŐ MÁTRIX FELÉPÍTÉSE ÉS ELEMEI S. sz. SZEMPONTOK ÉRDEKHORDOZÓK (akiket közvetlenül, vagy közvetetten érint) A) Fogyasztó B) Gyártó C) Befektető D) Országunk E) Földünk (1) Energiaátalakítási hatásfok igen igen igen igen (2) Energiamegtérülési tényező igen igen Igen (3) Rendelkezésre állás igen igen igen igen (4) Energia költségek, árak igen igen igen igen (5) Hazai hozzáadott érték, GNI igen igen (6) Planéta (Földünk) fogyasztásunk igen (7) Károsanyag / hulladék kibocsátás igen igen (8) Tartalék kapacitások szükségessége igen igen igen (9) A villamos hálózatra gyakorolt hatás igen igen igen (10) Egészség kockázatok (YOLL) igen igen https://www.eszk.org/rendezvenyeink/archivum/archivum-2018/eromuvek-ujszeru-matrixalapu-ertekelese 8

(A) V.a A MÁTRIX VÍZSZINTES TÉTELEI - ÉRDEKHORDOZÓK ÉRDEKHORDOZÓK (Döntéshozók. Kinek mi fontos.) Fogyasztók Érdek Energiaár, minőség Fontossági sorrend (B) Berendezésgyártók Berendezés ára 4. (C) (D) KIK AZOK AZ ÉRDEKHORDOZÓK? (DÖNTÉSHOZÓK)??? Befektetők, energiaszolgáltatók Magyarország (létezésünk helye) 2. Bevétel, 3. megtérülés GNI, munkahely, ellátásbiztonság, ökológia. 1.!!! (D) Planétánk, Földünk Ökológiai lábnyom 5.??? Ki, állapítja meg a sorrendet? Mi magunk! 9

V.b A MÁTRIX TÍZ FÜGGŐLEGES SZEMPONTJA LÁSSUK a 10 SZEMPONTOT! S.sz. SZEMPONTOK KATEGÓRIA (1) Hatásfok (η) MŰSZAKI (2) Energiamegtérülési tényező (e M ) MŰSZAKI (3) Rendelkezésre állás (r) MŰSZAKI - GAZDASÁGI (4) Energiaköltségek (árak) (k) GAZDASÁGI (5) Hazai hozzáadott érték / GNI / DuR GAZDASÁGI (6) Anyag fogyasztásunk (Föld-fogyasztás) ÖKOLÓGIAI (7) Károsanyag/hulladék kibocsátás: ÖLOKÓGIAI - GAZDASÁGI (8) Tartalék erőmű, vagy tározó igény: MŰSZAKI GAZDASÁGI - ÖKOLÓGIAI (9) Villamos hálózat módosítási igény MŰSZAKI GAZDASÁGI - ÖKOLÓGIAI (10) Egészségkárosodás / korai halál: HUMÁN 10

VI. MI MAGYARORSZÁG EGZISZTENCIÁLIS ÉRDEKE? A MÁTRIXBÓL: az A) érdekhordozó: a FOGYASZTÓ a (3), (4) és (5) ponttal, és a D) érdekhordozó: MAGYARORSZÁG a (3), (4) és (5) ponttal. Rendelkezésre állás (ellátásbiztonság)! Energia árak! Bruttó Nemzeti Jövedelem (GNI)! Elsőrendűen kiemelkedő szempont: az ország pénzállományának a gyarapítása = GNI! HOGYAN? (1) Hazai, piacképes hozzáadott érték termelésével. (2) Az érte kapott pénz országban tartásával. 11

VI.a MI AZ ORSZÁG ÉRDEKE? CÉL: Pénztermelés!!! Hazai pénzállomány növelése! min. A polgárok, az ország érdeke: a GNI növelése! Hogyan?: max. (1) A hazai hozzáadott érték növelése (termelés, új termékek, szolgáltatások) (2) Exportbevétel növelése, pénzáramlás kivülről befelé. (3) Importkiadás csökkentése (pl. földgáz csökkentése, hazai beszállítók ösztönzése) (4) Külföldre áramló elsődleges jövedelmek csökkentése (pl. osztalék, támogatás) (5) Finanszírozás országon belüli megtakarításokból (hazai hitelforrások!) 12

VI.b ALAPFOGALMAK A PÉNZÜGYI MÉRLEGHEZ A termelési és a jövedelmi pénzáramok definíciója: GDP: (Gross Domestic Product = Bruttó Hazai Termék) GDP = hozzáadott érték + termékadó. Az egy év alatt előállított javak és szolgáltatások összege. GNI: (Gross National Income) = Bruttó Nemzeti Jövedelem) A GDP módosítva a külföldről kapott és külföldre kifizetett elsődleges jövedelmekkel. (osztalék, kamat, munkabér, földjáradék) GNI = GDP + külföldről érkező jövedelem külföldre távozó jövedelem DuR: (Domestic use of Revenues) = Itthon Maradó Bevételek (IMB) A fogyasztók által kifizetett összegek országban maradó része. (Összevetve a bevételek országból kiáramló részével.) CÉL: (1) GNI > GDP arányra való törekvés! növekedjenek a hazai jövedelmek. (2) DuR (Domestic use of Revenues) az energiafogyasztók kifizetéseinek országon belüli felhasználása. 13

VII. HOGYAN FÜGGHET A NEMZETI JÖVEDELEM A NAPERŐMŰVEKTŐL? - MODELLSZÁMÍTÁS VÁLASZKERESÉS: MODELLSZÁMÍTÁSSAL Kiindulás: 1000 MW naperőmű lép üzembe 2020-ig Modellszámítás két alapváltozatban: I. változat: Napelemek háztetőn II. változat: Naperőmű parkok szántóföldeken Továbbá két al-esettel: A) eset: Hazai tulajdonosokkal B) Eset: Külföldi tulajdonosokkal 14

VII.a A MODELLSZÁMÍTÁS BEMENETI ADATAI s. sz. Jellemzők Dim. I. HÁZTETŐN lakossági II. SZÁNTÓ- FÖLDÖN 1. Hálózatra táplált MW p 1000 1000 2. Csúcskihasználási órák h/a 1100 1100 3. Beruházási költség (BT) /kw p Bruttó 1300 Nettó 1130 4. Kamatláb % 5% 5% 5. Futamidő év 30 30 6. Éves O & M költség % 1,5% 2% 7. Földbérleti díj /ha nincs 100 8. Villanyárak Ft/kWh Lakossági: 37,68 / 15,31 KÁT ár 32 A számítások módszertana: egyszerűsített annuitásos számítás. Feltételezés: nincs inverter csere, hatásfok romlás és infláció 15

VII.b A MODELLSZÁMÍTÁS napelemek a háztetőn http://www.edluxkft.hu/userfiles/images/house1.jpg Import: 77% (bruttó értéken) (1) Polikristályos napcella (nettó) (2) Cellák modullá építése (3) Töltésvezérlő - nincs benne (4) Akkumulátor telep - nincs benne (5) AC/DC túlfeszültség és túláram védelem (6) Inverter-3 fázisú (Fronius, 10 év garancia) (7) Teljesítmény optimalizáló Hazai beszállítás: 23% (bruttó értéken) (8) Hálózai kapcsolat, háromfázisú visszatáplálás (9) Földelés (10) Kábelek, csatlakozók (11) Napelem tartó szerkezet (12) Tervezés, engedélyeztetés (13) Kiszállítás, kivitelezés, telepítés, beüzemelés 16

VII.c A MODELLSZÁMÍTÁS EREDMÉNYEI háztetős napelem 17

VII.d A MODELLSZÁMÍTÁS naperőmű szántóföldön renewableenergyhub.us Import: 60% (bruttó értéken) (1) Polikristályos napcella (nettó) (2) Cellák modullá építése (3) Töltésvezérlő (4) Akkumulátor telep - nincs benne (5) AC/DC túlfeszültség és túláram védelem (6) Inverter-3 fázisú (Fronius, 10 év garancia) (7) Teljesítmény optimalizáló Hazai beszállítás: 40% (bruttó értéken) (8) Hálózai csatlakozás, betáplálás-120 kv-ba (9) Földelés (10) Belső kábelek, csatlakozók (11) Tartó szerkezet (12) Tervezés, engedélyeztetés (13) Kiszállítás, kivitelezés, telepítés, beüzemelés (14) Főtranszformátor - 120 kv (15) Projektmenedzsment (16) Tartalék 18

VII.b A MODELLSZÁMÍTÁS EREDMÉNYEI szántóföldi naptelep 19

VIII. AZ ITTHON MARADÓ BEVÉTELEK (IMB): Mrd. Ft/30év Fogyasztói kifizetésekből itthon maradó pénzösszegek 1. Hazai beszállításból 2. ÁFA az államnak 3. Kamatfizetés 4. O&M 5. Földbérlet 1 243 985 454 1 341 1 028 529 ÖSSZES ÖSSZES 0,0 125,7 0,033 158 1 243 443,0 1 341 385 264 0 84 0 264 285 0,033 85 0 285 152,0 105 200 159 0. FOGYASZTÓK KIFIZETÉSEI A) HAZAI TULAJDON B) KÜLFÖLDI TULAJDON 0. FOGYASZTÓK KIFIZETÉSEI A) HAZAI TULAJDON B) KÜLFÖLDI TULAJDON I. NAPELEMEK A HÁZTETŐN II. NAPERŐMŰVEK A SZÁNTÓFÖLDEKEN 20

VIIIa. AZ ITTHON MARADÓ BEVÉTELEK (IMB) kiszorítás? AZ IMB nagyságát meghatározó további tételei: Kérdés: milyen villamosenergia forrásokat szorít ki a naperőmű?: α. ) Ha kombinált ciklusú erőművet akkor import gázt takarít meg: ha a gázár: 30 EUR/MWh (LHV) erőművi átlagos hatásfok: 55% Földgázmegtakarítás: 60 000 GWh/30 év Importmegtakarítás: 567 Mrd. Ft/30 év β. ) Ha import villamosenergiát szorít ki akkor ráfizetünk! import villamosenergia ára (nettó): 19 Ft/kWh (60 EUR/MWh) naperőmű villanyának fogyasztói ára: 40,64 Ft/kWh (ÁFA) Importáramért kifizetünk: 624 Mrd. Ft/30 év A naperőművekért ki kell fizetnünk: 1341 Mrd. Ft/30 év Veszteségünk a naperőművek miatt: 717 Mrd. Ft/30 év 21

IX. ÖSSZEFOGLALÁS ÉS ÜZENETEK (1) Mérnöki, szakszerű energetikai számítások nélkül nagyot lehet bukni. (2) Kevés mérnöknek lenni! Egy pénzügyileg vak mérnök kárt okozhat akár az országnak is. (3) Létezésünk érdekében törődjünk az ország pénzügyi mérlegével. (4) Alapvető érdekünk: a megemelt támogatott felár bent maradjon az országban. (5) A legjobb megoldás: hazai tulajdonos, hazai banki finanszírozással, hazai beszállítással. (6) Ha jól csináljuk, akkor az ország haszna: pl. 1028 + 567 = 1595 Mrd. Ft/30 év (7) A napelemet tetőre, vagy a szántóföldre? Válasz: NAPELEMET A TETŐRE! (Ezt adja eredményül a modellvizsgálat. DE: itt a megközelítési mód a legfontosabb. A konkrét esetek ennél részletesebben és pontosabban vizsgálandók!) NINCSEN A TECHNIKÁBAN NAGYOBB VESZEDELEM, MINT A TUDATLANSÁG BÁTORSÁGA, A FELÜLETESSÉG KÖNNYELMŰSÉGE. Schimanek Emil prosszor (1872-1955) műegyetemi ny. r. tanár, felsőházi tag 22

FORRÁSJEGYZÉK [1.0] WetzeL, Manuel: Materialbedarf von Stromerzeugungsanlagen. Forschungsarbeit. 2015. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; Universität Stuttgart. [1] O. Mayer-Spohn, S. Wissel, A. Voß, U. Fahl, M. Blesl: Lebenszyklusanalyse ausgewählter Stromerzeugungstechniken, IER, Stutgart, 2005-2007. [2] D. Weißbach, G. Ruprecht, A. Huke, K. Czerski, S. Gottlieb, A. Hussein: Energy intensities, EROIs, and energy payback times of electricity generating power plants. Berlin, 2013 [3] Joachim Grawe: Energieerntefaktoren bei der Erzeugung elektrischer Energie. http://www.energiefakten.de/html/erntefaktor.html [4] Projected Costs of Generating Electricity 2015. IEA, NEA, OECD [5] Renewable Energy and Jobs. Annual Review 2016. International Renewable Energy Agency (IRENA) [6] Dr. Andreas Dumm-Dr. Detlef Ahlborn-Rolf Schuster: Energiewende Erfolgreich gemacht? http://www.vernunftkraft.de/de/wp-content/uploads/2016/03/erfolgskontrolle.pdf [7] Dr. Varjú György emeritus professzor előadása: A decentralizált energiatermelés kockázatai és korlátai. http://realzoldek.hu/modules.php?name=news&file=article&sid=4489 [8] Dr. Korényi Zoltán: Megújuló energiát hasznosító erőművek komplex értékelése. Magyar Energetika, 2017. április, 2. szám 23

KÖSZÖNÖM SZÉPEN MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET! korenyi.zoltan.2@t-online.hu 24

KÉSŐBBI UTÁNA NÉZÉSHEZ HÁTTÉR - ANYAG korenyi.zoltan.2@t-online.hu 25

0. ELŐSZÓ: EURÓPA MA jellemző folyamatok 2018. elején (1) Bizonytalanság Európában Csak energiapiac létezik kapacitáspiac nélkül; Eredmény: csökken a hagyományos erőmű park (nincs megtérülés, negatív árak); A piac két részből áll: versenypiac és támogatott piac; A támogatott megújuló energia terjed; A decentralizált termelés teret nyer, a centralizált teret veszt; A széntechnológia jövő nélküli; A nukleáris technológia jelenleg defenzívában; Németországban nőtt a CO 2 kibocsátás; Európa importfüggősége nő. (2) Erősödik a gazdaság, nő a fogyasztás (az energiahatékonység ellenére); (3) Teret nyer az információtechnológia ( okos rendszerek); (4) Az EU apparátusa dolgozik: Az Energiaúnió kidolgozása folyik ( téli csomag ); A szabadpiacok erősítése; Regionális piacok lesznek; CO 2 program erősítése. (5) A kieső erőművek miatt nagyarányú árnövekedések várhatók (cikkcakkban) (6) Minden változóban, nagyarányú árnövekedés várható 26

0.1 ELŐSZÓ: EURÓPA MA Jellemző folyamatok (2017) 120 The development of average electricity prices 100 80 60 40 20 Figure 4: Annual baseload prices and the range of deviations of national markets of selected countries in Europe on average, Source: Energy Brainpool https://blog.energybrainpool.com/en/update-trends-in-electricity-price-development-eu-energy-outlook-2050/ 27

BG RO HR HU PL LV LT SI CZ EE GR PT SK MT CY ES IT FR GB DE BE FI AT NL IE SE DK NO LU EUR / fő, év 0.2 GDP AZ EU-BAN 90 000 GDP az EU-ban (2015); [EUR/fő, év] 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 EU országok 28

0.3 A VILÁG PRIMÉR ENERGIA FELHASZNÁLÁSA Forrás: https://seekingalpha.com/article/4083393-world-energy-2017minus-2050-annual-report Dr. Minqi Li, Professor, Department of Economics, University of Utah: World Energy 2017-2050 (BP, EIA) 29

IV. AZ ÉRTÉKELŐ MÁTRIX FELÉPÍTÉSE ÉS ELEMEI S. sz. SZEMPONTOK ÉRDEKHORDOZÓK (akiket közvetlenül, vagy közvetetten érint) A) Fogyasztó B) Gyártó C) Befektető D) Országunk E) Földünk (1) Energiaátalakítási hatásfok igen igen igen igen (2) Energiamegtérülési tényező igen igen Igen (3) Rendelkezésre állás igen igen igen igen (4) Energia költségek, árak igen igen igen igen (5) Hazai hozzáadott érték, GNI igen igen (6) Planéta (Földünk) fogyasztás igen (7) Károsanyag / hulladék kibocsátás igen igen (8) Tartalék kapacitások szükségessége igen igen igen (9) A villamos hálózatra gyakorolt hatás igen igen igen (10) Egészség kockázatok (YOLL) igen igen 30

S. sz. Napenergia: E1 [kwh th /év] 100% JELLEMZŐ Biomassza: E2 [kwh th /év] 0,64% A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó Erőműfajta η e Megjegyzés 1. Fotovillamos erőművek 10 30 % 2. Szélerőművek 10 30 % a szél kinetikus energiájára vonatkoztatva 3. Vízerőművek 80 90 % 4. Geotermikus erőművek 5 15 % bemenő termálvíz hőjére vonatkoztatva 5. Biomassza tüzelésű gőzerőmű 20 30 % eltüzelt biomassza hőjére vonatkoztatva Erőmű: η e = 30% C) Befekt. Megújuló energiát hasznosító erőművek hatásfokai: E3 [kwh e /év] 0,19% ( Input a fotoszintézishez: 1300 kwh/m 2 a; Energianövény: 300 GJ/ha,a)?!!! A napenergia energetikai hasznosítási foka: 0,19%. D) Ország E) Földünk (1) Energiaátalakítási hatásfok igen igen igen igen ÜZENET: a termőföld nem energiatermelő forrás! Használj helyette biomassza hulladékot! 31

S. sz. JELLEMZŐ Atomerőmű Vízerőmű (90 MW) Barnaszéntüzelésű erőmű Kombinált ciklusú erőmű Koncentráló naperőmű A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. Energiamegtérülési tényezők kiterjesztett életciklusra (e M ) D) Ország E) Földünk (2) Energiamegtérülési tényező igen igen Igen Forrás: Weißbach és társai [2] Széltorony (E66) Biomassza (gabona) Naperőmű (tetőn, 100 m2) Energiatárolással Energiatárolás nélkül 0 10 20 30 40 50 60 70 80 e M 32

Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Gyártó Befektető Ország Földünk 2.1 Energiamegtérülési tényező Igen Igen Igen A) Energiamegtérülési tényező (e M ): a teljes életciklusra vonatkoztatva (EROI: Energy Return on Energy Invested; : Erntefaktor). e M = KEKi KEBe e M = Kumulált Energia Kiadás Kumulált Energia Befektetés Az erőmű teljes életciklusa alatt kiadott kumulált villamos energia / befektetett energia. (Tüzelőanyag hőtartalma nélkül). Anyaggyártás lebontás ciklusban. KEBe = E berendezések + E tüanyagbiztosítás + E O&M + E lebontás ; B) Energiamegtérülési idő ( M ): (EPBT: Energy Payback Time; T a : Amortisationszeit) Mennyi idő alatt termeli meg az erőmű a teljes életciklus alatt felhasznált energiát. Anyaggyártás lebontás ciklusban 33

Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Gyártó Befektető Ország Földünk 2.2 Energiamegtérülési tényező Igen Igen Weißbach és társainak a vizsgálataiból: [1], [2], [3] (tároló nélkül): Erőmű e M (EROI) [-] M (EPBT) [hónap] Referencia erőmű paraméterek 1. Atomerőmű 75 2 1340 MW, 8000 h/a, 60 év 2. Vízerőmű - folyami 49 24 90 MW, 3000 h/a, 100 év 3. Barnaszén erőmű-külszini fejtés 31 2 500 MW, 7500 h/a, 50 év 4. Kombinált ciklus 28 0,3 820 MW, 7500 h/a, 35 év 5. Szélerőmű 16 14 1,5 MW, 2000 h/a, 20 év 6. Fotovillamos (tető, 100 m2) 4 71 1350 kwh/a, 1000h/a, 25 év 7. Biomassza (kukorica) 3,5 - kukorica, 55 t/ha ÜZENET: e M és M tényezők fenntartásokkal kezelendők (az alapadatok bizonytalanok, berendezés és üzemidő függőek!). 34

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország (3) Rendelkezésre állás igen igen igen igen E) Földünk 35

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország (4) Energia költségek, árak igen igen igen igen E) Földünk 36

Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Gyártó Befektető Ország 4.1 Költségek / árak Igen Igen Igen Igen I. Alaperőművek: Életciklusra átlagolt fajlagos villamosenergia költség LCOE: Levelised Cost of Electricity Mai piaci ár Európában: 40-45 USD/MWh] Forrás: IEA, NEA, OECD, [4] d = 3% d = 7% d = 10% d: diszkontráta (kamatláb) 37

Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Gyártó Befektető Ország 4.2 Költségek / árak Igen Igen Igen Igen II. Nap- és szélerőművek: Mai piaci ár Európában: 40-45 USD/MWh] d = 3% d = 7% d = 10% Forrás: IEA, NEA, OECD, [4] d: diszkontráta (kamatláb) 38

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország (5) Hazai hozzáadott érték, GNI igen igen E) Földünk 5.1 Mérce: a Bruttó Nemzeti Jövedelem (GNI) Cél: a pénz országban tartása!!! 5.2 KKV-k alapítása: megújuló ipar, környezetvédelem!!! 5.3 Munkahelyek létrehozása (nem bérmunkában!!!) MUNKAHELYEK száma a megújuló energiaiparban (2015. év): Németország: 355 ezer fő (ebből szélenergia: 150 ezer fő); Franciaország: 170 ezer fő EU többi: 644 ezer fő (Európa összesen: 1,2 mill. munkahely) USA: 880 ezer fő (2017-ben) Magyarországon:??? 39

Jellemző Hazai gyártó KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Befektető Ország Földünk 5.1 Hazai hozzáadott érték Igen Igen A termelési és a jövedelmi mutató definíciója: GDP (Gross Domestic Product = Bruttó Hazai Termék) GDP = hozzáadott érték + termékadó. Az egy év alatt előállított javak és szolgáltatások összege. GDP = fogyasztás (magán és közösségi) + beruházás + export import GNI (Gross National Income) = Bruttó Nemzeti Jövedelem) A GDP módosítva a külföldről kapott és külföldre kifizetett elsődleges jövedelemmel (osztalék, kamat, munkabér, földjáradék). GNI = GDP + jövedelem külföldről jövedelem külföldre Példa 2014-ből: (GNI/GDP) Németország = 1,023 (GNI/GDP) Magyarország = 0,955 AZ ORSZÁG ÉRDEKE: POZITÍV PÉNZÜGYI MÉRLEG. Cél: GNI > GDP 40

5.2 Jellemző Hozzáadott érték- MUNKAHELY Hazai gyártó Igen KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Befektető Ország Földünk Igen Munkahelyteremtés és a megújuló energia (1) Nemzetközi gyakorlat: a támogatásra szoruló megújuló energia a munkahelyteremtés egyik eszköze.. (2) IRENA szerint [5] a megújuló energia bevezetése világszerte: Munkahelyek növekedését hozta: 5%/év (2015-ben) Munkahelyek a megújuló szektorban: 8,1 millió fő (kis vízerőművekkel) A nagy vízerőművekben: + 1,3 millió fő. (3) Munkahelyek száma a megújuló energiaiparban (2015. év): Németország: 355 ezer fő (ebből szélenergia: 150 ezer fő); Franciaország: 170 ezer fő EU többi: 644 ezer fő (Európa összesen: 1,2 mill. munkahely) USA: 770 ezer fő Magyarországon:??? 41

5.3 Jellemző Hozzáadott érték- MUNKAHELY KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk Igen Forrás: [5] 42

5.4 Forrás: [5] Jellemző Hozzáadott érték- MUNKAHELY KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk Igen Igen 43

5.5 Jellemző Hozzáadott érték- MUNKAHELY Hazai gyártó Igen KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Befektető Ország Földünk Igen Forrás: [5] 44

5.6 Jellemző Hozzáadott érték HAZAI (+) PÉNÜGYI MÉRLEG KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk Igen Igen I. Néhány számpélda a szemléletformálásunkra: 1. A szélerőműveknek ( 300 MW, 600 GWh/év) kifizetünk 2016-ban (34,34 Ft/kWh): 20.6 Mrd. Ft/év. 2. Ha ezt importból vennénk, kifizetnénk (12 Ft/kWh): 7,2 Mrd. Ft/év 3. Többlet kifizetésünk: 13,4 Mrd. Ft/év. 4. KÉRDÉS: Kié ez a pénz? Országban marad (akkor OK!)? Kimegy?. a) A BME állami finanszírozása: 15 Mrd. Ft/év b) A Corvinus Egyetem állami finanszírozása: 7,5 Mrd. Ft/év II. Egy önmagában is érdekes számszakiság: (1) Villamosenergia importunk: 14 TWh/év (2) Kifizetünk érte (12 Ft/kWh): 170 Mrd. Ft/év (3) Felsőoktatás személyi juttatásai: 178 Mrd. Ft/év (4) Következtetések levonása: leépítések, felújítások elmaradása, 45

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (6) Planéta (Föld) fogyasztás igen 6.0 A Föld élelmiszertermelő területei 2000-ben (NASA) A szárazföldek aránya: 29%. Élelmiszertermelés: a szárazföldek 40%-án. Ez a Föld felszínének kb. 10%-a. https://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/76000/76605/globalcrops_tmo_2000-08_lrg.png 46

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (6.1) Planéta (Föld) fogyasztás igen 6.1 Kivont földterületek (ökológiai lábnyom) Erőművek területfoglalása direkt / kiterjesztett életciklusra ERŐMŰVEK TERÜLET IGÉNYE, m 2 / MW e Erőmű fajtája ERŐMŰ helyigénye Globális: teljes techn. láncolat 1. Kombinált ciklusú erőmű - földgáz 150 5 000 2. Gőzkörfolyamatu erőmű fekete szén 250 30 000 3. Atomerőmű 280 20 000 4. Szélpark 2 000 50 000 5. Naperőmű (10-20 ha mezőn) 10 000 150 000? 6. Biomassza, fatüzeléssel 300 3 millió 7. Biomassza: silókukorica + gázmotor 5000 2 millió 8. Geotermikus, ORC 1300 10 000 47

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (6.2) Planéta: anyagfelhasználás költség költség igen 6.2 Erőművek anyagfelhasználása (ökológiai lábnyom) (a) Hagyományos erőművek legfontosabb anyagai: acél, alumínium, beton, ötvöző anyagok, réz a villamos vezetékekhez (b) Megújuló energia alapú erőművek további anyagai: szilícium, üveg, alumínium napelemek vékonyrétegéhez: réz-indium-gallium-kadmium-szelén (CIGS) kadmium-tellur ötvözete (CdTe) Szélerőművekhez: neodímium-vas-bór-mágnes (c) Akkumulátorokhoz: lítium vanádium 48

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (6.2)a. Planéta: anyagfelhasználás költség költség igen 6.2a. Fajlagos anyag-felhasználása [1.0] 49

t/gwh/ Atomerőmű S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (6.2)b. Planéta: anyagfelhasználás költség költség igen 6.2b. Relatív anyag-felhasználása [1.0] ERŐMŰVEK RELATÍV ANYAGFELHASZNÁLÁSA [1.0] Bázis: atomerőmő, 1 t/gwh 80 70 60 50 40 30 Naperőmű szabadban Szélerőmű szárazföldön Atomerőmű 20 10 0 Beton Vas (acél) Réz 50

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (6.2)c. Planéta: anyagfelhasználás költség költség igen 6.2c. Relatív anyag-felhasználása [2] 51

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. 6.2d. Napelemek fajlagos anyag-felhasználása [1.0] KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (6.2)d. Planéta: anyagfelhasználás költség költség igen Értéke: 7790 g/mwh e 52

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (7) Károsanyag kibocsátások [2] igen igen KIBOCSÁTÁSOK: NO X és SO2 [mg/kwh]; CO 2 [g/kwh] Folyami vízerőmű (3,1 MW) Szélerőmű (1500 kw, 5,5 m/s) Napelem tetőn (5kW) NOx SO2 CO2 Fatüzelésű erőmű Atomerőmű Kombinált ciklusú erőmű Barnaszén erőmű Feketeszén erőmű 0 200 400 600 800 1000 1200 53

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (8) Tartalék erőmű igény igen igen igen igen Németország: beépített szél- és naperőművi összteljesítmény: 80 GW [6] 54

Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 8.1 Tartalékerőmű szükséges Nem! Igen Igen Többletköltségek az időjárásfüggés miatt: Németország: Beépített teljesítmény összesen: 80 000 MW Hálózatba történő betáplálás: Alsó érték: 0 MW Felső érték: kb. 50% ( 40 000 MW) + extra kivételek Következmény: Lényegében a szél- és naperőmű-park megbízhatósága: 0% A kiegyenlítés miatt sok erőmű részterhelésen jár hatásfok KÖLTSÉGKÖVETKEZMÉNY RENDSZERSZINTEN: 1,5-szeres kapacitásfinanszírozás (beépítettre: 2-szeres) hatásfok csökk. Rosszabb hatásfok miatt több fosszilis tüzelőanyag fogyasztás. Részterhelések miatt nagyobb elhasználódás O&M költségek nőnek. 55

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (8.2) Energia tárolók költség igen igen igen igen VÍZTÁROZÓK AKKUMULÁTOROK EGYÉB TECHNOLÓGIÁK Vizsgálatok: ADAC, svédek, angolok. Pl. akku: 1 kwh 150-200 kg CO 2 KÉRDÉSEK: 1. Gazdaságosság????? 2. Életciklus kibocsátások????? 3. Életciklus anyagfogyasztás????? 4. Életciklus energiamegtérülési tényező??? 5. Életciklus egészségkárosítás????? ÖKOLÓGIAI LÁBNYOM? 56

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (9.1) Villamos hálózat kihívásai igen igen igen igen I. ENERGIAÁRAMOK IRÁNYAI MEGVÁLTOZNAK A HÁLÓZATBAN A hagyományos villamos hálózati konfigurációt meghatározták: Erőművi telephelyeket a tüzelőanyag közelében építették ki; Erőművi telephelyeket folyópartokon építették ki a hűtővíz miatt; Erőművek építése a fogyasztói körzetek közelében. A megújuló energia földrajzi forrása általában más régiókban található: A napsütés: déli tájakon; Szél: nyugaton, északon, tengeren. Következmény: A hálózat egyes szakaszain lokális teljesítménykorlát lép fel; Védelmi problémák jelennek meg; Ellátásbiztonság gyengül; Új beruházások szükségesek többletköltség. 57

S. sz. JELLEMZŐ A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország E) Földünk (9.2) Villamos hálózat kihívásai igen igen igen igen igen II. ÚJ HÁLÓZATÜZEMELTETÉSI PROBLÉMÁK MEGJELENÉSE [7] 1. Az ellátásbiztonság feltétele: a RENDSZERIRÁNYÍTÓ ellenőrzése alatt tartja a hálózatot, annak a betáplálásait és elvételeit. 2. A háztartási méretű erőművek ezen a körön kívül esnek. Befolyásolják a hálózat üzemét, de a rendszerirányítónak nincs beavatkozási lehetősége. 3. Németország: > 30% kiépítettség esetén megnő a hálózati veszteség (alatta csökken). 4. A háromfázisú rendszerekbe terhelés szimmetrizáló beépítése szükséges. 5. Megváltoznak a feszültségviszonyok, új meddőgazdálkodásra van szükség. 6. Az inverterek hatása a hálózatra: 10-50 khz. Harmonikusok kezelése. 7. Az okos mérőket zavarják az inverterek (a mai technikával). 8. Energiaáram iránya a hálózatban korábban: 400 kv - 120kV - 20 kv 0,4 kv. A decentrális betáplálás okozhatja: fordított irányban is (lentről felfelé). Következmény: KÖF-en szabályozható transzformátorok beépítése szükséges. 9. A háztartási napelemek kontrollon kívül vannak. Tárolási igény (akkumulátorok). III. HÁLÓZATI EREDMÉNY: ellátásbiztonság romlása és költségnövekedés. 58

Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 9.3 Villamos hálózat költség Igen Igen Németországi új igény a 80 000 MW szél- és naperő kapacitás miatt: 2600 km új vezeték építése szükséges. Becsült költségek: 21 Mrd. EUR Forrás: http://www.netzausbau.de/shareddo cs/downloads/de/vorhaben/gesamt -Karte.pdf? blob=publicationfile 59

S. sz. (10) JELLEMZŐ Egészség kockázatok (Years of Life Lost, YOLL) A) Fogy. KINEK AZ ÉRDEKE? B) Gyártó C) Befekt. D) Ország igen igen igen igen E) Földünk 60

ad. 2: IER: Lebenszyklusanalyse [1] 61

ad. 6. FÖLDFOGYASZTÁSUNK NYERSANYAG BÁNYÁSZAT [1.0] 67

ad. 6. FÖLDFOGYASZTÁSUNK NYERSANYAG BÁNYÁSZAT ERŐMŰVEK ANYAGIGÉNYE [1.0] 68

ad. 6. NYERSANYAG BÁNYÁSZAT ERŐMŰVEK ANYAGAINAK CSOPORTOSÍTÁSA [1.0] Mennyiségi anyagok Mennyiségi anyagok Mennyiségi anyagok 69

ad. 6. NYERANYAGOK FORRÁSKOCKÁZATAI [1.0] 2009-2011 között több kutatóprogram foglalkozott a jövőben kritikusan elérhetőségű anyagigénnyel. A fentiek Európában nem találhatók. 70

ad. 6. FORRÁSKOCKÁZATOK AZ ANYAGIGÉNYEKHEZ http://www.aktiencheck.de/exklusiv/artikel- Groesste_Kobalt_Mine_Europas_Kobalt_Produzent_fuer_BMW_VW_und_Daimler_entsteht_614_Kobalt_Hot_Stock _2018-8401180 71

ad. 6. MATERIALMATRIX, Werte in [t/mw], für Speicher [t/mwh] 72

ad. 5. MAGYARORSZÁG PÉNZÁRAM DIAGRAMJA 2013. év NEMZETGAZDASÁG FORRÁSAI 91 568 miliárd Ft folyó termelőfelhasználás 36 856 import 25 635 GDP 29 077 h.a. érték NEMZETGAZDASÁG FELHASZNÁLÁSA 91 568 milliárd Ft termékadó 4683 Folyó áron, milliárd Ft GDP (hozzáadott érték): 31,8 %??? Kevés! Bruttó felhalmozás termelőfelhasználás export felhaszn. 5112 36 856 27 965 21 635 végső fogyasztás 23,6 % Villany-, gáz-, távhőfogyasztók kiadásai: Forrás: KSH 2200 Mrd. Ft 73

ad. 5. MAGYARORSZÁG GAZDASÁGI TELJESÍTMÉNYE Magyarország egy főre jutó GDP szintje Ausztriához viszonyítva [1], [2] GDP HU / GDP A 1936-ban: 85 % 2016-ban: 30 % AMECO: Annual Macro-economic database of the European Commission' HOL VAN A HOZZÁADOTT ÉRTÉKÜNK???!!! 1936-tól növekvő tendenciájú a leszakadásunk!!! (= 15% 70% 74

ad. 5. MI A NÖVEKVŐ LESZAKADÁSUNK OKA? VÁLASZ: ALACSONY NEMZETI JÖVEDELEM!!! DIAGNÓZIS:. (1) Alacsony szintű a piacképes hazai hozzáadott érték. (2) Államadósság: 1990-ben: 22 Mrd. USD; 2017-ben: 90 Mrd. USD (4,1x) (3) Külföldre kiáramló jövedelmek > külföldről beáramló jövedelmek. Példa 2014-ből:. (GNI/GDP) Németország = 1,023 (GNI/GDP) Magyarország = 0,955 AZ ORSZÁG ÉRDEKE:. POZITÍV PÉNZÜGYI MÉRLEG. Cél: GNI > GDP 75

ad. 5. ERŐMŰVEK és a GNI kapcsolata Mi gyarapítja a hazai pénzállományt? I. Beruházási szakaszban: Hazai előállítású termékek arányának növelése Hazai szolgáltatások arányának növelése Hazai munkaerő foglalkoztatása Finanszírozás hazai tulajdonú bankokból és hazai megtakarításból II. Üzemeltetési szakaszban: Hazai primer energia felhasználása Adók (az állam és az önkormányzat részére) Adósságszolgálat fizetése hazai tulajdonú bankoknak Hazai munkaerő foglalkoztatása Szolgáltatások vásárlása hazai tulajdonú cégektől (pl. karbantartás) Áramexport (a külföldi pénzbeáramlás növelése) Osztalékfizetés hazai tulajdonosoknak (visszaforgatás!) CÉL: (1) GNI > GDP arányra való törekvés! (2) Energiafogyasztók kifizetései országon belül maradó részének növelése. Domestic use of Revenues /DuR/ maximálása! 76