A szélerőművek Magyarországon

A szélerőművek Magyarországon RenExpo, 2007. április 20. Dr. Stróbl Alajos Kozma Imre

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.

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

450 A GDP és s az energiafelhasználás 1970-2005 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 Forrás : Energia és Környezet Fórum Belföldi felhasználás indexe % Földgáz(PJ) index % Villamos energia (TWh) index % GDP index(ksh)

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%

A VILLAMOSENERGIA-TERMEL TERMELÉS 2005-2020 2020 2005 2020 0,6% 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

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

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

Megújulók a villamos termelésben hulladék szélerőmű biogáz 2006-ban 2005-ben 2004-ben 2003-ban 2002-ben biomassza víz 0 500 1000 1500 2000 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%

Megújulók az elmúlt két évben 2005 2006 GWh % GWh % Bio 1515 83 1102 76 Víz 197 11 179 12 Hulladék 99 5 132 9 Szél 10 1 39 3 Összesen 1821 100 1452 100 A szélenergia-hasznosítás egyelőre nem sok hazánkban.

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) 2006 2005 0 1000 2000 3000 4000 5000 átvett villamos energia, GWh Forrás: Magyar Energia Hivatal, www.eh.gov.hu

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) 2006 2005 0 10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 támogatás, M Ft Forrás: Magyar Energia Hivatal, www.eh.gov.hu

Támogatások a villamos ellátásban A fajlagos támogatások nagysága Kapcsoltak: Kapcsoltak: kis kapcsolt nagy kapcsolt 6,54 6,79 10,55 10,51 2006 2005 Megújulók: Megújulók: hulladék víz szél bio 7,20 6,97 8,19 8,83 9,30 11,43 12,13 11,79 0 2 4 6 8 10 12 14 fajlagos támogatás, Ft/kWh Forrás: Magyar Energia Hivatal, www.eh.gov.hu

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 163,9 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 /MWh Forrás: EREF Prices for Renewable Energies in Europe; Report 2006/2007.

Szélerőművek Európában, 2006 Németország 20 622 Finnország 86 Spanyolország 11 615 Ukrajna 85 Dánia 3 136 Magyarország 61 Olaszország 2 123 Litv ánia 56 Nagy-Britannia 1 963 Törökország 51 Portugália Franciaország Hollandia Ausztria Írország Svédország Norvégia 1 716 1 567 1 560 965 746 572 314 Összesen 48 545 MW (a Világ összes szélerőművének a 65%-a) Csehország Luxe mburg Bulgária Észtország Lettország Horvátország Svájc Szlovákia 5 12 17 35 32 32 27 50 Belgium 193 Faroer-szigetek 4 Lengyelország 153 MW Románia 3 MW 0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 0 20 40 60 80 100 Forrás: www.ewea.org

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: www.ewea.org

Lengyelország Ukrajna Magyarország Litvánia Csehország Bulgária Szélerőművek Kelet-Európában Észország Lettország Horvátország 2006-ig 2006-ban Szlovákia Románia 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Forrás: www.ebrd.com MW

CO 2 atom megújuló Kína India Ausztrália USA Dánia Felhasználásunk sunk fenntartható gramm CO 2 per kwh 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Németország Japán Spanyolország Magyarország Belgium Kanada Ausztria Franciaország Brazília Svédország Svájc Norvégia 100 % 80 60 40 20 0 Forrás: IEA: World Energy Outlook, 2006

Szélerőmű-építés hazánkban évente beépített új szélerőmű, MW 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,25 0,60 1,20 1,20 0,23 várhatók 14,00 43,40 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Szélerőmű-teljesítőképességünk 400 MW 350 300 250 előzetes engedélyezve meglévők várható 200 150 100 50 0 10 12 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 hónap

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

Szélerőmű-tornyok száma, 2006 szélerőmű-tornyok száma, db 25 20 15 10 5 0 24 Összesen 39 szélerőmű-torony van 7 2 2 2 2 <0,3 0,6 0,8 1,5 1,8 2,0 egység-teljesítőképesség, MW

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 0 500 1000 1500 2000 2500 h/a

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.

A szélerőmű-arány változásai Év 2003 Kapacitásban BT-re, % 0,04 Villamosenergia-termelésben Nettó termelésre, % 0,01 Bruttó fogyasztásra, % 0,01 2004 0,04 0,01 0,01 2005 0,20 0,03 0,03 2006 0,71 0,12 0,10 2007 1,75 0,40 0,36 2008 2,80 0,64 0,59 2009 4,00 0,87 0,82 2010 4,00 1,48 1,40

Változások szélerőművek esetén 6000 egyenletesen erős szél 6000 erősen ingadozó szél 5500 5500 5000 5000 4500 4500 4000 4000 3500 3500 3000 1 6000 4 7 10 13 16 19 22 5500 nappal megerősödő szél 3000 1 6000 4 7 10 13 16 19 22 5500 nappal lecsendesülő szél 5000 5000 4500 4500 4000 4000 3500 3500 3000 1 4 7 10 13 16 19 22 3000 1 4 7 10 13 16 19 22 szélerőművek a többi erőmű

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).

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

A rendszerirányítás biztonsága A menetrendkövetés pontossága példa: 2003. szeptember 10., szerda

Széler lerőművek terhelésv sváltozásai 25 000 Théra II/1 Théra II/2 Szápár Összesen 20 000 Hálózatra adott teljesítmény, kw 15 000 10 000 5 000 0 2006.11.11 12:00 2006.11.12 0:00 2006.11.12 12:00 2006.11.13 0:00 2006.11.13 12:00 2006.11.14 0:00 2006.11.14 12:00 2006. november 12-13.

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 3000 2000 1000 0 9 10 11 12 13 14 15 idő, h VGB PowerTech, 2005/3. P.35.

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%)

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.

A napi villamos terhelés MW 5 700 5 600 5 500 5 400 egy óra alatt követése 5 300 kritikus időszak MW 6 000 5 200 0,52083333 0,52430556 0,52777778 0,53125 0,53472222 0,53819444 0,54166667 0,54513889 0,54861111 0,55208333 0,55555556 0,55902778 0,5625 12:30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13:30 5 800 5 600 5 400 5 200 5 000 4 800 4 600 4 400 4 200 4 000 2007. március 22. csütörtök 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 óra/nap Jelentős napközi ingadozásokra kell jól reagálni.

negyedórás mérés kwh alapján, MW 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 A rendszerirányítás biztonsága Egy mérlegkör kiegyenlítése valós példa ténylegesen mért egyeztetett menetrend eltérés a tervezettől 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96

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 + - 1 óra idő

eltérés a megengedettől, óra/hó 50 40 30 20 10 0 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.

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.

Erős szél Észak-Európában ETSO: EWIS-tanulmány, 2007. 01. 15. A beépített kapacitás százalékos kihasználása A villamos energia fő átviteli folyosói nagy szélerőműves teljesítmény mellett

Conneforde - Diele Kikapcsolódások Németek okozta zavar, 2006.11.04. 22:10:22 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, 2006.11.23.

Rendszerállapot az északkeleti (2.) zónában 22:09- kor, zavar előtt VE-T PSE-Operator összes 14 516 * MW szél 4332 # MW összes 19 193 MW szél 78 MW teljesítmény GENERATION22:09-kor összes total: 68060* 060* # MW # MW, ebből wind: szél 86168619 # 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. 2535 # MW összes 4257 MW szél 800 # MW szél 20 MW # becsült * nem biztos

Rendszerállapot az északkeleti (2.) zónában a zavar (bontás) után leállított 0 kikapcsolt 4050 csökkent 600 1995 kikapcsolt 3050 (újra indult 2734) VE-T PSE-Operator leállított 295 kikapcsolt 686 csökkent: 2323 863 kikapcsolt 44 (újra indult 44) Teljes termelés leállított 445 MW kikapcsolt 11563 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

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 7090 690 730 1490 PL 134 0 580 frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 49,976 Hz 1480 320 CZ 1720 1100 1320 SK -160 1290 450 UA_W 490 650 290 800 AT 1190 230 1040 HU -780 40 Románia 390 Horvátország Szerbia

Határáraml ramlások az északkeleti (2.) zónában 22:12 12- kor, az új j egyensúly felé... - balance mérleg for az each adott subarea zónában DE VE-T +E.ON 2390 VE-T + E-ON 1030 900 PL 620 frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 50,285 Hz 630 500 CZ 770 930 1150 1120 370 SK -660 660 170 530 UA_W 360??? AT -1020 90 HU -1100

Határáraml ramlások az északkeleti (2.) zónában 22:20 20- kor, nő a Ny-K áramlás... - balance mérleg for az each adott subarea zónában VE-T+EON 3470 DE VE-T + E-ON 3000 1810 PL -300 frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 50,410 Hz 1550 360 CZ -210 930 1150 1200 360 SK -770 660 130 560 UA_W 430??? AT -1010 80 HU -1140

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 3550 1990 PL -1160 frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 50,436 Hz 1930 370 CZ -590 810 680 840 150 SK -420 540 30 450 UA_W 420 AT -860 50 HU??? -940

Határáraml ramlások az északkeleti (2.) zónában 22:35 35- kor, kritikus Ny-K áramlás... - balance mérleg for az each adott subarea zónában VE-T+E.ON 5330 DE VE-T+E.ON 4550 2660 PL -2590 frekvenciaalakulás frekvencia: frequency: 50,374 Hz 2270 380 240 170 CZ 880 SK -470-290 780 490 70 310 UA_W 380??? AT -730 50 HU -850

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000 4250 4500 4750 5000 5250 5500 5750 6000 6250 6500 6750 7000 7250 7500 7750 8000 8250 8500 22:00 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

Összefoglalás s a rendszerállapotr llapotról az északkeleti (2.) zónában A szétesés utáni termelői többletet kb. 10 000 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.