A nem nukleáris alapú villamosenergia-termelés lehetőségei Büki Gergely Villamosenergia-ellátás Magyarországon a XXI. században MTA Energiakonferencia, 2014. február 18
Villamosenergia-termelés, 2011 Villamos energia, E = 42,6 Twh 17 Twh (40%) 16,5 Twh (36%) 2,5 (6%) 6,6 Twh (18%) Import Q Q AE FE CE VE SzE NE BE Fo sszilis erő művek Megújuló erőművek Atome nergia 170 PJ (16%) Q Ü Fosszilis energiák (olaj + földgáz + szén 273 + 392 + 116 = 781 PJ (74%) Primerenergia-felhasználás, G = 1060 PJ Q Ü Megújuló energiák 109 PJ (10%)
Az erőművek összehasonlítása Több lábon állás elkerülhetetlen: atomenergia, fosszilis energiák (földgáz, szén), megújulók, import. A villamosenergia-ellátás energiarendszer, részei az energiatermelők, -szolgáltatók és -fogyasztók. Állami szerep és az energiapiac. Rendszerszemlélet: villamosenergia-rendszeren belül (tartaléktartás, erőmű- + hálózat-költségek) és kívül (externális költségek). Műszaki-gazdasági-környezeti-biztonsági szemlélet: Erőmű értékelhető villamos teljesítménye. Energiaköltség: Az erőmű élettartamára - támogatás nélkül, kamatokkal számolt - költségek jelenértéke, a termelt villamos energia jelenértékére vetítve. Munkahelyteremtés, hazai beszállítás. Lévai: Hőerőművek, 1953. Büki: Erőművek, 2003.
Villamosenergia-import 40 38,2 % 30 28 25,6 20 18,9 10 8,9 6,6 0 1970 80 90 2000 10 A villamosenergia-import helyett a hazai termelés gazdaságos, ez fejleszti a gazdaságot, növeli a foglalkoztatottságot. Importálni a primerenergiát (földgázt) indokolt. A villamosenergia-import energiafüggőséget jelent. A villamosenergia-import a tervgazdaságban a gazdaság gyengeségét mutatta, a piacgazdaságban a villamosenergia-ipar gyenge versenyképességét jelzi. A villamosenergia-import a villamosenergia-ellátás rövid távú gondjait enyhíti, de nem a villamosenergia-ellátás hosszú távú fejlesztését szolgálja. A villamosenergia-rendszerek együttműködése (export és import) szükséges, ám a jelentős import-export szaldót indokolt csökkenteni!
Fosszilis erőművek A fosszilis, szén- és földgáztüzelésű erőművek aránya a jövőben csökken a villamosenergia-termelésben, ám jelentős szerepük a következő évtizedekben még megkerülhetetlen. Gázerőmű % Szénerőmű % Gáz- és szénerőmű % World Energy Ou tlook 2013 Világ 2011 2035 35/11 22 22 1,72 41 33 1,35 63 55 1,47 EU - 28 2011 2035 35/11 21 22 1,15 27 11 0,45 48 33 0,75 A magyar villamosenergia-rendszerben a szén- és a földgáz-erőművek szerepét eltérő szempontok befolyásolják: Szén: olcsóbb és hazai energiahordozó, munkahelyteremtés, Földgáz: drága energiahordozó, jó hatásfok, kapcsolt energiatermelés.
Földgáztüzelésű fűtőerőművek Drága tüzelőanyag: ~ 4000 Ft/GJ Kizárólagos villamosenergia-termelés régi gőzerőművek (Dunamenti, Tiszai...) : új gáz/gőzerőművek (Csepel, Gönyű, Dunamenti...): 4000 3600 0, 35, k 6 0, 35 10 G, 4000 3600, 6, kg 25, 8 0, 58 10 0 6 411 Ft/kWh Ft/kWh Fűtőerőművek (Kelenföld, Kispest, gázmotorok...) - drága tüzelőanyag, - hőigény csökkent, ami az alapja a kapcsolt energiatermelésnek. A hazai kapcsolt energiatermelés számottevően csökkent!
Szénerőművek Elsősorban a lignittüzelésű Mátrai Erőművel kell számolni: Jelenleg: ~ 800 MW, ~ 5500 GWh, 31% Új lignitblokk(ok) hatásfoka: 46-48% - változatlan lignitfelhasználás: + 2000-3000 GWh/a b meg (2000-3000)10 0,07 /a 6 kwh/a 20 800 10 3 kw Ft/kWh 714000 1071000 Ft kw. - változatlan villamos energia: - 2000-3000 TJ/a - 220000-330000 t CO 2 /a Alaperőműként a Paks I. blokkjainak leállítása után vehető számításba.
Megújuló energiák hasznosítása HS F Villamos en ergia Hő Üzemanyag VE SzE NE BE NK BK GE ÜA Megújuló energiák, U
Biomassza/geotermikus energia Biomassza (fatermékek, szalma, hulladék, szennyvíz) és geotermikus energia esetén a kizárólagos villamosenergia-termelés nem indokolt, a rossz hatásfoka miatt. A biomassza és a geotermikus energia elsősorban egyedi és/vagy távhőellátásban hasznosítható. Biomassza-hasznosítás néhány esetében indokolt a kapcsolt energiatermelés (biogáz). Energiahatékonysága jelentős, a villamosenergia-termelés szempontjából nem számottevő. A hatékony biomassza-hasznosítás költségigényes, támogatásra szorul.
Hazai vízerőművek - múlt Megépített vízerőművek (Tiszalök, Kisköre stb.): 32 erőmű, ~60 MW, ~200 GWh. Bős-Nagymaros kudarc, tragédia! Hiba az oldalcsatornás megoldás, a Duna elterelése. a Csehszlovákián át vezetett oldal vízcsatornás megoldás politikai szinten már nagyon korán elfogadást nyert, amelyen a későbbiekben már nem is lehetett változtatni. (MSzMP 1958, 1962) Nagymaros: rossz következmény! A vízenergia tabutéma, szükséges rendezni végre közös dolgainkat, ez a mi munkánk; és nem is kevés. (József A.: A Dunánál)
Hazai vízerőművek jövő Világ 2011 2035 35/11 EU - 28 2011 2035 35/11 Vízerőmű Twh % 3490 5827 1,57 16 16 311 404 1,30 10 11 World Energy Out look 2013 Hazai potenciál: 600-1000 MW, 3-5 Twh. Vizsgálandó energetikai lehetőségek: Nagymaros 160 MW, Adony 150-170 MW, Fajsz 150-170 MW. Kis vízerőművek, Paks 2 frissvíz-hűtése, szivattyús tározós erőmű. Nem energetikai kérdések: Hajózás, Víztározás, öntözés.
Szélerőművek, napelemek 1 Világ 2011 2035 35/11 EU - 28 2011 2035 35/11 Szélerőmű Napelem Twh % Twh % 434 2774 6,4 2 7 1360 4 179 660 3,7 6 18 46 203 4.4 1 6 World Energy Ou tlook 2013 Hazai adatok és becslés Szélerőmű Napelem Jelenlegi teljesítmény MW 330 1,8 - termelés Gwh 600 2 2020 Megújuló NCST Gwh 1547-2030 becslés Gwh 3000 (5x) 200 (100x) Kihasználási időtartam h/a 1900 1100 Fajlagos beruházási költség Ft/kW 3-400000 4-500000
Szélerőművek, napelemek 2 A beruházás fajlagos költségterhe, kber, r = 0,05 b n l kber l b / P ért Ft/kW h/a év 1/a Ft/kWh P Szélerõmû 300 400000 1900 25 0,071 11,2 14,9 1 Napelem 400 500000 1100 25 0,071 25,8 32,3 0 Atomerõmû 1500000 7500 60 0,053 10,6 0 Kamat nélkül Szélerőmű Napelem A tomerőmű Megengedhető fajlagos beruházási költség Szélerőmű b meg 15 1900 0, 071 407000 b kber n 6,3-8,4 Ft/kWh 14,5-18,2 Ft/kW h 3,3 Ft/k Wh Ft/kW Napelem b meg b meg 15 1100 0, 071 k 236000 l Ft/kW
Erőmű- és rendszerköltségek Synthesis on the Economics of Nuclear Energy Study for the European Commission, DG Energy November 27, 2013 William D. D haeseleer, Professor at the University of Leuven Hálózathoz kapcsolódó rendszer költségek (2011) Nukleáris: ~ 2 3 $/MWh Szén: ~ 1 $/MWh Gáz: ~ 0.5 $/MWh Szél, szárazföldi: ~ 20 30 $/MWh Szél, tengeri: ~ 30 40 $/MWh Napenergia: ~ 35 55 $/MWh Externális költségek (2012) Nukleáris 1 4 /MWh Szén: ~ 40 /MWh Gáz: ~ 20 /MWh Nap: ~ 10 /MWh Szél: ~ 2 /MWh
Energetikai tervezés A 3. generációs atomreaktorok tervezése és szállítása orosz feladat és felelősség. Az atomerőmű telepítése, hűtése, csatlakozásai stb. magyar tervezési feladat. A több lábon álló villamosenergia-ellátást, a hazai alternatív erőműveket tervezni kell. Energiatratégia tervezése, innováció, munkahely. Az erőműtervezés csapatmunka, a nagy projekt nagy tervező csapatot igényel! A rendszerváltás/privatizáció után a nagy tervezőirodáink megszüntek, elaprózódtak. Az atomerőmű tervezéséhez szükséges a még meglévő tervezők összefogása, képzése és együttműködése.
Köszönöm megtisztelő figyelmüket, várom a kérdéseiket!