A CAM NC bevezetéséhez kapcsolódó mérési feladatok a földgázszállító rendszeren

A CAM NC bevezetéséhez kapcsolódó mérési feladatok a földgázszállító rendszeren FGSZ Zrt. rendszerhasználati szakmai nap Siófok 212. február 17. Buday Pál Rendszerirányítás és kapacitáskereskedelem igazgató

K15, CAM NC? CAM NC = Network Code on Capacity Allocation Mechanisms Kapacitás elosztási szabályzat? 2

1. A földgáz energiatartalma, referenciaállapotok Tartalomjegyzék 2. Térfogat és energia átszámítások 3. CAM NC követelmények 4. Feladatok a terepi műszerekben 5. Feladatok az OTR és eip rendszerben 3

A földgáz energiatartalma, referenciaállapotok Fűtőérték (alsó hőérték, Net Calorific Value, Lower Heating Value) Az a hőmennyiség, amely P 2 és T 2 referencia állapotban mért egységnyi térfogatú földgáznak levegőben való tökéletes elégése során felszabadul. Az elégés előtt a földgáz és a levegő, és az elégés után az égéstermékek nyomása és hőmérséklete egyaránt P 1 és T 1, és az égés során keletkező vízgőz gáz halmazállapotú. Égéshő (felső hőérték, Gross Calorific Value, Upper Heating Value) U. az, mint a fűtőérték, de a vízgőz folyadék halmazállapotú. Vízgőz folyadék párolgási hő felszabadul, ezért égéshő > fűtőérték. Víz, gőzállapotban Fűtőérték Víz, folyadékállapotban Égéshő T 1, P 1 égési referencia állapot T 2, P 2 (térfogat)mérési referencia állapot Európában: De: P 1 = P 2 = 1.1325 bar T 1 T 2 =?? C 4

A földgáz energiatartalma, referenciaállapotok Energiamennyiség = Térfogat * Hőérték - HIBÁS Energiamennyiség (fűtőérték alapú, T 1, P 1 / T 2, P 2 ) = = Térfogat (T 2, P 2 ) * Fűtőérték (T 1, P 1 / T 2, P 2 ) HELYES Energiamennyiség (NCV, T 1 / T 2 ) = = Térfogat (T 2 ) * Fűtőérték (T 1 / T 2 ) MEGENGEDETT Járatos referenciaállapotok NCV, 15 / 15 C (pl. Magyarország, Horvátország, Szerbia) GCV, 15 / 15 C (pl. Románia) GCV, 25 / C (pl. Ausztria) NCV, 2 / 2 C (pl. Oroszország, Ukrajna) NCV, 25 / 2 C (pl. Szlovákia) Járatos mértékegységek MJ, GJ kwh, MWh MJ/m 3 kwh/m 3 kwh = MJ / 3.6 (pontos érték) kwh/m 3 = MJ/m 3 / 3.6 (pontos érték) A fűtőérték, égéshő, energiamennyiség bármelyik referenciaállapotban bármilyen mértékegységben kifejezhető 5

1. A földgáz energiatartalma, referenciaállapotok Tartalomjegyzék 2. Térfogat és energia átszámítások 3. CAM NC követelmények 4. Feladatok a terepi műszerekben 5. Feladatok az OTR és eip rendszerben 6

K15, Térfogat és energia átszámítások Gáztérfogat átszámítása különböző referenciaállapotok között Pontos átszámító képlet létezik, de A Z kompressziós tényező számításához ismerni kell a gáz összetételét V P K 2,1 T, T 2, 2 2,1 T = V 2,1 = P 2, 2 P P, T 2,2 2,1 2, 2 K T T 2,1 2,2 T 2, 2 Z Z T 2,1 2,2 2,1 ( V ( K = V 15 15 = K 15 ) 273.15 288.15 Z Z 15 ) Energia átszámítása különböző referenciaállapotok között Pontos átszámító képlet nem létezik A gáz összetételéből kell kiszámítani a fűtőértéket/égéshőt a különböző referenciaállapotokban 7

K15, Térfogat és energia átszámítások Energia átszámítás a gyakorlatban (egy valós eset példáján, elrettentésül ) Betáplálási ponton nominált energia (GCV, 25/ C) = 24 MWh mért GCV (25/ C) =.1191 MWh/m 3 mért NCV (15/15 C) = 34.46 MJ/m 3 Kiadási ponton kiadott energia (GCV, 15/15 C) =??? MWh mért GCV (15/15 C) =.16 MWh/m 3 mért NCV (15/15 C) = 34.39 MJ/m 3 Számítás betáplálási ponton nominált (GCV, 25/ C) energiának megfelelő térfogat = = 24 /.1191 = 21 488 m 3 ( C) a C-os térfogatnak megfelelő 15 C-os térfogat = = 21 488 * 1.54915 = 22 626 m 3 (15 C) 1.54915 = 288.15 K / 273.15 K (Z 15 /Z = 1, ld. később) a 15 C-os térfogatnak megfelelő (NCV (15/15 C) energia = = 22 626 * 34.46 = 779 692 MJ/m 3 (NCV, 15/15 C) a kiadási ponton a fenti (NCV (15/15 C) energiának megfelelő térfogat = = 779 692 / 34.39 = 22 672 m 3 (15 C) ennek a térfogatnak megfelelő (GCV 15/15 C) energia = = 22 672 *.16 = 24.32 MWh (GCV 15/15 C) Betáplált energia Kiadott energia? Miért? égési referencia hőmérséklet betáplálási ponton: 25 C, kiadási ponton 15 C kerekítések, elhanyagolások 8

1. A földgáz energiatartalma, referenciaállapotok Tartalomjegyzék 2. Térfogat és energia átszámítások 3. CAM NC követelmények 4. Feladatok a terepi műszerekben 5. Feladatok az OTR és eip rendszerben 9

K15, CAM NC követelmények Network Code on Capacity Allocation Mechanisms, 4.3. pont A meghirdetett kapacitásokat energiaegység per időegységben kell kifejezni. A következő mértékegységeket kell használni: kwh/h vagy kwh/nap. A kwh/nap egység esetén a Gáznapon belül egyenletes energiaáramot kell feltételezni. ACER Framework Guidelines on Capacity Allocation Mechanisms for the European Gas Transmission Network, 2. pont A tranzit célú kapacitás nem kezelhető eltérően a hazai célú kapacitástól. COMMISSION DECISION of 1 November 21 amending Chapter 3 of Annex I to Regulation (EC) No 715/29 of the European Parliament and of the Council on conditions for access to the natural gas transmission networks, 3.1.1 (1) f. pont a közzétett információt konzisztens egységekben kell kifejezni, nevezetesen, az energiatartalmat kwh-ban (az égési referencia hőmérséklet 298.15 K), a térfogatot m 3 -ben (273.15 K és 1.1325 bar állapotban). ACER Framework Guidelines on Interoperability Rules for European Gas Transmission Networks, Scoping Document, 3. pont E Framework Gudeline előírásait alkalmazni kell a szomszédos entry/exit rendszerek csatlakozási pontjain (nem csak a határkeresztező pontokon), és az entry/exit rendszerek minden más bemeneti és kimeneti pontjain is, ahol a gáz beléphet a rendszerbe és kiléphet a rendszerből (pl. tárolóhoz, LNG létesítményhez, termelői létesítményhez, végfogyasztóhoz, beleértve az elosztó rendszerhez csatlakozó kimeneti pontokat is). 1

K15, CAM NC követelmények Hazai gyakorlat CAM NC követelmény Térfogat m 3 (15 C) m 3 ( C) Energiamennyiség fűtőérték (NCV) alapú égéshő (GCV) alapú Energia mértékegység MJ vagy GJ kwh Energia referenciaállapot 15 / 15 C 25 / C A CAM NC követelményeknek való megfeleléshez szükséges átalakítások megvalósításának lehetséges módja: 1. + 1. 1.5 MrdFt (kb. 6 db mérőrendszer átalakítása) 2. Olyan minimálisan szükséges átalakítások elvégzése, amelyekkel elérhető, hogy: a földgázszállító rendszer minden átvételi és átadási pontján rendelkezésre álljon az ott átadott/átvett gáz térfogata és energiamennyisége a 15 C-os m 3 és NCV alapú 15/15 C-os MJ mellett a CAM NC szerinti C-os m 3 és GCV alapú 25/ C-os kwh egységben is; a CAM NC szerinti egységekben való térfogat és energia meghatározás mért adatokra támaszkodva történjen; a mért adatokból levezetett egyszerűsített, egységesített átszámítási tényezők jól dokumentáltak legyenek és az általuk okozott bizonytalanság a gázáram mérés bizonytalanságánál 1-2 nagyságrenddel kisebb legyen; az egyszerűsített átszámítási módszerről a jövőben zökkenőmentesen át tudjunk állni a mért adatok használatára. 11

K15, CAM NC követelmények A megoldás blokkvázlata 12

1. A földgáz energiatartalma, referenciaállapotok Tartalomjegyzék 2. Térfogat és energia átszámítások 3. CAM NC követelmények 4. Feladatok a terepi műszerekben 5. Feladatok az OTR és eip rendszerben 13

K15, Feladatok a terepi műszerekben Kromatográfok A földgázszállító rendszeren használt Emerson (Daniel) gázkromatográfok képesek a gázminőség jellemzők (égéshő, fűtőérték, Wobbe-szám, relatív sűrűség) kiszámítására 2 különböző referenciaállapotban elsődleges: MJ/m 3, 15 / 15 C (ezt használjuk most) másodlagos: kwh/m 3, 25 / C (jelenleg nem használjuk) A másodlagos referenciaállapotban kiszámított jellemzők órai és napi átlagának képzése nem megoldott, szoftvermódosítás szükséges A nem Emerson gyártmányú kromatográfok nem képesek 2 referenciaállapotban számítani a gázminőség jellemzőket, ezeket le kell cserélni (2 db) Járulékos módosítás: kromatográf helyi nyomtatók leszerelése. Helyette a kalibrálási jegyzőkönyvek és a napi átlag jegyzőkönyvek adatainak elektronikus formában való kiolvasása és archiválása (OTR-től független módon) 14

K15, Feladatok a terepi műszerekben Számítóművek A számítóművek egyetlen referenciaállapotban számítják a gáz térfogatát (15 C) és az energiamennyiséget (NCV, 15 / 15 C) Átalakítás nem szükséges, de paraméterezés módosításával be kell állítani a gázminőség adatok használatát a térfogat és energia számításban helyi kromatográf esetén pillanatérték gázösszetétel adatok használata (jelenleg is így működik) távoli kromatográf esetén OTR-ból letöltött órai átlag gázösszetétel adatok használata (a jelenleg heti kézi adatbevitel helyett) TM-PLC Szoftvermódosítás szükséges a következő feladatok beépítése céljából másodlagos gázminőség jellemzők kiolvasása a kromatográfból NCV, 15 / 15 C energiamennyiségek kiolvasása a számítóművekből 15

1. A földgáz energiatartalma, referenciaállapotok Tartalomjegyzék 2. Térfogat és energia átszámítások 3. CAM NC követelmények 4. Feladatok a terepi műszerekben 5. Feladatok az OTR és eip rendszerben 16

K15, Feladatok az OTR és eip rendszerben OTR A másodlagos referenciaállapotú gázminőség jellemzők beolvasása Az NCV, 15 / 15 C energiamennyiségek beolvasása A C-os térfogatok (pillanatérték, órai, napi) kiszámítása a beolvasott 15 C-os térfogatokból V = V K (K 15 ld. később) 15 15 A GCV, 25 / C energiamennyiségek kiszámítása Energiaáram (GCV, 25 / C) = = Térfogatáram ( C) * Pillanatérték égéshő (25 / C) Órai energia (GCV, 25 / C) = Órai térfogat ( C) * Órai átlag égéshő (25 / C) Az elméleti: Energia = helyett: Napi energia (GCV, 25 / C) = Órai energia (GCV, 25 / C) Figyelem: 6óra 6óra Energiaáram dt Napi energia (GCV, 25 / C) Napi térfogat ( C) * Napi átlag égéshő (25 / C) 17

K15, K 15 meghatározása K 15 = 273.15 288.15 Z Z 15 Z a kompressziós tényező C-on és 1.1325 bar-on Z 15 a kompressziós tényező 15 C-on és 1.1325 bar-on K 15 egységes átszámítási tényező a 15 C-os és C-os gáztérfogat között Meghatározása a 26 21 között a betáplálási pontokon mért gázminőség adatok segítségével történt, a következő módszerrel: betáplálási pontonként képeztük az éves átlag gázösszetételt az éves átlag gázösszetételből kiszámítottuk a Z /Z 15 hányadost a betáplálási pontonkénti térfogattal súlyozva képeztünk egy országos éves átlag Z /Z 15 hányadost mind az 5 vizsgált évre az éves gázmennyiségekkel súlyozva képeztünk egy országos átlag Z /Z 15 hányadost a 26 21 évekre összesen és a fenti képlettel kiszámoltuk a K 15 egységes átszámítási tényező K 15 =.947537 18

K15, K 15 meghatározása Megvizsgáltuk, hogy a betáplálási pontonkénti egyedi átszámítás helyett az egységes K 15 átszámítási tényező mekkora hibát okoz a C-os térfogat meghatározásában Az egységes átszámítási tényező használata a betáplálási pontokon.1 %-nál kisebb hibát okoz a C-os térfogat meghatározásában (kivéve Babócsa, ahol a hiba.15 %) A térfogatmérés mérési bizonytalansága 1 % nagyságrendű, az egységes átszámítási tényezővel okozott hiba ennél 2 nagyságrenddel kisebb Az egységes K 15 átszámítási tényező alkalmazása olyan csekély mértékű hibát okoz, hogy az elhanyagolható 19

= V 15 K 15,.2.15.1.5. -.5 -.1 -.15 -.2 K 15 meghatározása Helyi K15-> és országos K15-> használatával számított oc-os térfogatok eltérése 26 27 28 29 21 2 % Országos Beregszász Mosonmagyaróvár Algyő pont Babócsa Babócsa_reg Endrőd Hajdúszoboszló_ Kardoskút_reg15 Kardoskút_reg34 Kardoskut_reg6 Szank Hajdúszoboszló_FGT Kardoskút_FGT Pusztaederics_FGT Zsana_FGT Algyő_FGT

K15, Köszönöm megtisztelő figyelmüket! Kérdések? 21