Energiatermelés, erőművek, hatékonyság, károsanyag kibocsátás Dr. Tóth László egyetemi tanár klímatanács elnök
TARTALOM Energia hordozók, energia nyerés (rendelkezésre állás, várható trendek) Energia termelés (villamos energia, hőenergia, kibocsátások) Termelési veszteségek (erőművek, hatásfok, a hatásfok javítása) Szállítási veszteségek (villamos hálózat) Energiamérleg: Fogyasztás, felhasználás együttes mennyiségi számbavétele
DEFINÍCIÓK Primer energia hordozók = Tüzelőanyagok : Az anyagokban kötött kémia és nukleáris energia (szén, szénhidrogén, urán, stb) Szekunder energia hordozó: a szállításra, tárolásra és felhasználásra előkészített energia hordozók (koksz, brikett, benzin, villamos energia, stb.) Megújuló: újratermelődő (nap, szél, biomassza, vízenergia, stb.) Tüzelés : hő-, mechanikus-, villamos energia (a legjobb használati értékű energiahordozó) Szállítás: termelő, fogyasztó, kereskedő Tárolás: szezonális Energiamérleg: energiahordozók veszteségek együttes mennyiségi számbavétele
GŐZTURBINÁS ERŐMŰ FG károsanyag, hő, CO 2 VE PE HE η KE - erőműhatásfok, η H - hőközlési alrendszer hatásfoka, η T - turbina alrendszer hatásfoka, η E - Villamos alrendszer hatásfoka, P ki - hálózatra kiadott villamos teljesítmény, Q Ü - tüzelőanyaggal bevitt hőteljesítmény
Szén-dioxid-kibocsátás összesen Világ nem OECD 15 876-0,5%/a 10 535 OECD 11 951 10 253 +1,5 %/a Kína 6 877-0,5%/a 4 539 USA 5 168-0,8%/a 2 827 EU-27 3 529 +3,2 %/a 3 535 India 1 548 +0,6 %/a 1 787 Oroszország 1 517-0,7%/a 918 Japán 1 088 2035-ben 2009-ben +0,9 36 %/a 367 28 444 +1,7 24 %/a 438 0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 35 000 40 000 millió tonna CO 2 / év Forrás: IEA: World Energy Outlook 2011, p. 544-599. 5
Erőművek szén-dioxid-kibocsátása +0,9 %/a -0,6%/a +1,7 %/a -0,6%/a +1,9%/a -1,8%/a +2,9 %/a +0,4 %/a -1,0%/a Forrás: IEA: World Energy Outlook 2011, p. 544-599. millió tonna CO 2 / év 6
Az energianyerés jövőbeni alakulása Forrás: Brennstoff-Wärme-Kraft, 61. k. 10. sz. 2009. p. 9 (17 számottevő energetikai kutatócsoport prognózisa)
Energia megtakarítás korszerűsítéssel 120 100 100 100 80 (%) 60 65 65 40 20 0 Betáplált tüzelőanyag energia tartalma 30 24 7,5 3,5 3,5 1,5 Hőveszteség Kábelveszteség Hőtermelés Fény Hagyományos izzó Energiatakarékos izzó
Energiafelhasználás
TELJES ENERGIAMÉRLEG (MAGYAR) (2008) (az adatok PJ-ban). Forrás: Stróbl A. Energiamérlegekről (előadás) Budapest, 2010. május 15.
Hatásfok változás és a termelt villamos energiára vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag felhasználás Forrás: MVM éves tájékoztató
A nagyerőműveink káros anyag kibocsátásának alakulása (ezer tonna/év) Forrás: MVM éves tájékoztató
Nagyerőművek hatásfoka 1 31,6% 31,3% Kondenzációs nagyerőművek (Q < 10%) hatásfoka Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
Nagyerőművek hatásfoka 2 85,1% 84,5% 83,2% 77,6% 77,5% 75,0% 65,3% 25,9% 51,6% 51,5% Hőszolgáltató nagyerőművek (Q 10%) hatásfoka Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
KOGENERÁCIÓ ELŐNYE (hő és villamos energia együttes termelése a hatásfokra) Hő Villany Kapcsolt hő és villany
KOGENERÁCIÓ ELŐNYE (hő és villamos energia együttes termelése a primer energia megtakarításra)
Nagyerőművek teljesítőképessége ÁH ÁH Nagyerőművek beépített névleges bruttó villamos teljesítőképessége 2011. dec. 31-én ÁH Nagyerőmű 8 638 MW 85,4% Kiserőmű 1 472 MW 14,6% Összes erőmű 10 110 MW 100,0% atom szén gáz olaj MW
Nagyerőművek villamos termelése Nagyerőművek bruttó villamos termelése 2011- ben Nagyerőmű 30,84 TWh 85,1% Kiserőmű 5,40 TWh 14,9% Összes erőmű 36,24 TWh 100,0% Importszaldó Felhasználás 6,64 TWh 42,88 TWh Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok GWh
Nagyerőművek termelési aránya Nagyerőművek bruttó villamos termelésének részaránya az összes hazai termelésből 2011-ben Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
Nagyerőművek kihasználása Átlag 3569 h/a (40,7%) Nagyerőművek kihasználása 2011- ben: bruttó villamos termelés / névleges teljesítőképesség Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok h/a
Nagyerőművek önfogyasztása* Nagyerőműves átlag 2011-ben: 7,1% *A termelt és a kiadott villamos energia különbsége a termeltre Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
A magyar villamos hálózati veszteség alakulása
Fajlagos CO 2 -kibocsátások* Átlag (Pakssal) 0,368 kg CO 2 /kwh * Nagyerőművek villamosenergia-kiadására számolva kg CO 2 /kwh Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok
Nagyerőművek CO 2 -kibocsátása Összesen 13,0 Mt CO 2 * Bakony, Litér, Lőrinci, Sajószöged OCGT Forrás: Stróbl 2012, Előzetes, tájékoztató adatok 10 3 t CO 2
A globális lehetőségek és a várható (megoldandó) igény Forrás: Stróbl A. Energiamérlegekről(előadás) Budapest, 2010. május 15.
A felhasználóknál az energia fogyasztás jellemzése: A. produktív : a termeléshez vagy szolgáltatáshoz, technológiai folyamatokhoz közvetlenül szükséges B. rezsijellegű :(energiafelhasználás a fűtésre, szellőzésre, világításra, használati meleg víz termelésre, főzésre, stb. ) C. energiaveszteségek :(szállítási és tárolási, átalakítási és elosztási) energiafelhasználások.
Építés Német lakóépületek energetikája Átlagos, fajlagos helyiségfűtési energiaigény, kwh/m 2.a 1900 előtt 1900-1945 1945-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1985 1986-1995 1996-2000 2001-2005 CSH 178 186 177 172 185 172 137 110 80 70 IKH 164 158 163 158 147 157 125 100 80 64 KTH 164 158 163 158 147 157 133 113 96 82 ÁTH 120 116 119 116 125 133 113 96 81 69 NTH 146 141 145 141 136 130 111 94 80 68 2006-2010 Megnevezés Családi ház (1 lakás) Ikerház (2 lakás) Kis társasház (3-6 lakás) Átlagos társasház (7-12 lakás) Nagy társasház (>12 lakás) Jel CSH IKH KTH ÁTH NTH Forrás: Brennstoff-Wärme-Kraft, 64. k. 1/2. sz. 2012. p. 40-43. 27
Német megújuló villamos energia Németország egészére, 2010-re vonatkozó hivatalos adatok a megújuló forrásokból eredő villamos energiára típusonként Az átviteli rendszerirányítók adataiból számolta a BDEW 2011. szeptember 14.-én Forrás: BDEW: Erneuerbare Energien und EEG (2011) - 2012. január 13, p. 24. 28
Az intelligens (smart) mérők elterjedése Becslés: Az intelligens (smart) mérők aránya a beépített mérők közül??????? Utolsó magyarázat: B-hálózat-A Pl. védőprofil Megfelelő számlálási eljárás létrehozása Intelligens termékek nagyobb kereslete Smart Grid A havi elszámolás bevezetése stb. Változó mérési kvóta, pl. 5% Forrás: Brennstoff-Wärme-Kraft, 64. k. 1/2. sz. 2012. p. 16-19. Smart Energy 29
Magyar megújuló energia