XII. KÖRNYEZETTUDOMÁNYI TANÁCSKOZÁS A SZÉLENERGIA HASZNOSÍTÁSA Dr. Tóth Péter egyetemi docens SZE Bíróné Dr. Kircsi Andrea egyetemi adjunktus DE
Szükséges tennünk a éghajlatváltozás ellen! Az energiaszektor nagy részben felelős az üvegházhatású gáz kibocsátás növekedéséért 2013. májusában a CO 2 légköri koncentrációja elérte a 400ppmet Manua Loa (Hawaii) állomáson. IPCC AR5 (2014) szerint a várható T 1986-2005 képest 2081-2100-ra legoptimistább forgatókönyv szerint 0,3-1,7 o C Legpesszimistább forgatókönyv szerint 2,6-4,8 o C EU célkitűzése: ne haladjuk meg 2 o C-ot!
A globális felmelegedés megállítása érdekében az EU vezetői úgy döntöttek, hogy: az üvegházhatású gázok kibocsátásának 40%-kal csökkennie kell 2030-ra az 1990-es szinthez képest, 2030-ig 27%-kal növelik a megújuló energiaforrások (a szél-, a nap- és a vízenergia, valamint a biomassza) részarányát az energiatermelésben 2030-ra 27%-kal kell fokozni az energiahatékonyságot. Forrás: http://europa.eu/abc/euslides/index_hu.htm
Energiaforrások az EU-ban Az EU-ban 2010-ben felhasznált fűtőanyagok Az Unión kívülről importált energiahordozók részaránya 2010-ban Forrás: http://europa.eu/abc/euslides/index_hu.htm
Miért szél? Növekvő energiaigény az egész világon Szén-dioxid-mentes energiatermelési mód Klímaváltozás elleni küzdelem része! Leggyorsabban és relatívan legkisebb befektetéssel megvalósítható erőművek sorába tartoznak a szélerőművek Hozzájárul az energiatermelés diverzifikálásához, az energiabiztonság növeléséhez Szélenergia ipar kedvező társadalmi-gazdasági hatásai: 2008-ban 400000 embert foglalkoztatott direkt, vagy indirekt módon (EWEA, 2009 január Wind at Work)
Megújulók globális éves technikai potenciálja (EJ/yr) IPCC, 2011: Summary for Policymakers. In: IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure SPM.XX 6
Éves átlagos szélsebesség 80m magasságban a Földön 5x5km felbontás 7
CO 2 kibocsátás a teljes életciklusra Üvegházgáz-kibocsátás gco 2 egyenérték/kwh a teljes életciklusra Jacobson, 2009
Becsült ÜHG kibocsátás teljes életciklusra számolva (g CO2eq/kWh) Sathaye, J., O. Lucon, A. Rahman, J. Christensen, F. Denton, J. Fujino, G. Heath, S. Kadner, M. Mirza, H. Rudnick, A. Schlaepfer, A. Shmakin, 2011: Renewable Energy in the Context of Sustainable Energy. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure 9.8 9
Különböző RES technológiák fajlagos költségeinek terjedelme Villamos energia Hőtermelés Üzemanyag IPCC, 2011: Summary for Policymakers. In: IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure SPM.5 10
A szélenergia fontos szereplője a világ energiapiacának A világban 51,4GW új szélerőmű kapacitás épült 2014-ben, az új kapacitások közel fele Ázsiában. 100 országban üzemelnek ipari méretű szélerőművek, 22 országban van (15 európai) 1GW felett az installált szélerőmű kapacitás. Már 8 európai országnak van több mint 4GW. Amerikában USA (65,8GW), Kanada (9,6GW), Brazília (5,9GW). Ázsiában Kína (114,7GW) és India (22,4GW) jelentős. A világban a 369GW szélerőmű kapacitás normál szeles évben a világ villamos energiaigényének 3%-át képes biztosítani. Európában az energiafogyasztás 10,2%-át adja szél. GWEC, 2015; WWEA,
Évente épült szélerőműkapacitás a világban 1997-2014 Forrás: GWEC, 2015 12
Évente épült szélerőműkapacitás régiónként 2006-2014 Forrás: GWEC, 2015 13
Összesített szélerőműkapacitás a világon 1997-2014 között Forrás: GWEC, 2015 14
TOP10 a 2014-ben telepített szélerőmű-kapacitás alapján Forrás: GWEC, 2015 15
TOP10 az összes telepített szélerőmű-kapacitás alapján Forrás: GWEC, 2015 16
Forrás: GWEC, 2015 Szélenergia a világban A szélerőmű fejlesztésekben Kína a világon az első. 2014 folyamán becslések alapján 23GW épült, 2014 decemberére 114GW az összes szélerőmű kapacitása. 2020-ra Kína 200GW kapacitás szeretne elérni. Várhatóan hamarabb teljesíti. USA-ban rekord év volt 2012 (akkor 13GW épült), 2014-ben a hálózatra csatlakoztatott szélerőművek összes kapacitásával eléri a 65GW-ot, amely a világranglistán csak a 2.helyre elegendő. Ázsiában 2014-ben Kínán kívül főként Indiában épültek szélerőművek (2GW), ezzel India összes szélerőmű kapacitása 22GW, Japánban mindössze 2,7GW. Rekordévet zárt Brazília.
Szélenergia hasznosítás Európában EWEA, 2015 18
EWEA, 2015 Szélenergia hasznosítás Európában European Union EU28: 128751 MW Ebből offshore: 8000MW Candidate Countries (TR, SR): 3799 MW EFTA (Norvégia, Svájc): 882 MW Más (Ukrajna, Faroe szigetek, Oroszo.): 534MW Total Europe: 133968 MW
Szélenergia hasznosítás EU28 évente telepített EWEA, 2015 20
Összes szélerőmű kapacitás Európai Unióban 2014-ig EWEA, 2015 21
Offshore szélerőművek a világban GWEC, 2015 22
EWEA, 2015 Offshore részarányának változása (MW) EU szélenergia piacán 2001-2014
Szélenergia hasznosítás Európában EU28 összesített szélerőmű kapacitása 2014 végén 128.7GW. 2012 évi szárazföldi telepítésekben Németország és Olaszország volt jelentős, offshore kapacitásokban UK. A növekedés megállt Franciaországban és Spanyolországban. 2014-ben működő szélerőművek egy normál szeles évben 284TWh képes termelni, ami EU bruttó végső energiafelhasználás 10,2%-át képesek fedezni. EWEA, 2015 25
2012-ig az EU új tagországainak a szerepe nőtt a szélerőmű telepítésekben EWEA, 2015 26
Szélenergia hasznosítás EU28 2014 évi telepítések 11.791,4MW EWEA, 2015 27
Összes (128,8GW) szélerőmű kapacitás megoszlása EU28-ban EWEA, 2015 28
Szélenergia hasznosítás Európában EU12 EU12 országok közül Lengyelországnak és Romániának van 2GW feletti szélerőmű kapacitása EWEA, 2015 alapján 29
Szélenergia hasznosítás Európában EU12 1. 2. 3. 4. 2010 óta számottevő fejlesztések voltak az alábbi EU12 országokban: 1. Lengyelország +2727MW 2. Románia +2492MW, 3. Bulgária +315MW EWEA, 2015 alapján 30
Megújulók (RES-E) hálózatra csatlakozásának megítélése EU27 tagállamokban RES Integration Project, 2012 31
Új és felszámolt erőmű kapacitások megoszlása 2014-ben Európában EWEA, 2015 32
Évente épített erőművek megoszlása energiaforrásonként Európában EWEA, 2015 33
Új villamos-energiatermelő kapacitások EU-ban 2000-2014 EWEA, 2015 34
Energiaszerkezet EU-ban 2000-ben és 2014-ben 2000 2014 EWEA, 2015 35
A szélenergiából termelt villamos energia részarányának várható változása - EU 2012-ben az villamos energia-felhasználás Európában 2798TWh (EUROSTAT). A 2014 évi szélerőmű kapacitás egy átlagosan szeles évben 284TWh villamos energia termelésére képes, amely az EU teljes villamos energiafelhasználás 10,2%-nak a fedezésére elegendő. EWEA, 2011 és 2015 37
A szélből termelt villamos energia fajlagos költségei 42 EWEA, 2009
A szélerőművek termelési egységköltsége a kihasználási óraszám függvényében A fejlesztések révén várható csökkenés a 2020-as és 2030-as évekre (A felső görbe a nagyobb beruházást igénylő tengeri rendszer). Wind Power Barometer EUROBSERV ER 2013. febr
Beruházási költségek várható alakulása 2050-ig 44
A szélerőművek (és a PV napelemek) fajlagos beruházási költségeinek változása A kontinentális típusoknál 2020 után jelentős változás nem várható
Árkockázat skála: a fix átvételi ártól a zöldbizonyítványig RES Integration Project, 2012 46
Szélből termelt villamos energia átvételi árai Magyarországon MEH alapján, 2014 47
Álláshelyek megoszlása az EU szélenergia-iparában Wind at Works, 2009 48
Magyarország szélenergia potenciálja Elméleti potenciál: 532,8 PJ/év Forrás: MTA Energetikai Bizottság Megújuló Energia Albizottság, 2006. Szélenergia potenciál H=75m, D=75m, E=56,85TWh (204,7PJ/év), Péves átl.=6489mw 49
Éves átlagos szélsebesség 75m-en Wantuchné Dobi I. et al., 2005 Wantuchné Dobi Ildikó, Konkolyné Bihari Zita, Szentimrey Tamás, Szépszó Gabriella,2005: Széltérképek Magyarországról "Szélenergia Magyarországon" 2005.01.19, Gödöllő (11-16) 50
Fajlagos szélteljesítmény (W/m 2 ) 75m magasságban Magyarországon Országos potenciális energia 75 méteren: 204PJ/év Dr. Hunyár Mátyás MMT előadás 2005.10.13 OMSZ Wantuchné Dobi I. et al., 2005 51
EBRD, 2010 52
Évente telepített szélerőmű kapacitás Magyarországon (MW) MSZET, 2012 53
Szélerőművek földrajzi helyzete 172 db szélerőmű 329MW MSZET, 2011 54
Szélturbina-gyártók részvétele a magyar piacon 2011-ben MSZET, 2011 55
Szélenergiából termelt villamos energia (GWh) MSZET, 2014 56
Magyar szélerőművek havi kapacitás kihasználtsága (%) és a KÁT termelés aránya (%) 57
2010-ben működő és tervezett szélerőmű projekthelyszínek MSZET, 2011 58
Megújuló energiamennyiség, előrejelzés 2020-ra http://2010-2014.kormany.hu/download/2/b9/30000/meg%c3%bajul%c3%b3%2 0Energia_Magyarorsz%C3%A1g%20Meg%C3%BAjul%C3%B3%20E nergia%20hasznos%c3%adt%c3%a1si%20cselekv%c3%a9si%20 terve%202010_2020%20kiadv%c3%a1ny.pdf 60
Megújuló energiaforrások felhasználása 2010 és 2020- ban http://2010-2014.kormany.hu/download/2/b9/30000/meg%c3%bajul%c3%b3%2 0Energia_Magyarorsz%C3%A1g%20Meg%C3%BAjul%C3%B3%20E nergia%20hasznos%c3%adt%c3%a1si%20cselekv%c3%a9si%20 terve%202010_2020%20kiadv%c3%a1ny.pdf 61
EWEA, 2011 2020-as szélenergia vállalások teljesítéséhez szükséges évente telepítendő szélerőmű kapacitások Magyarország 2020-ra 750MW építését vállalta. Évente átlagosan 60-90MW építése lenne kívánatos.
Tényleges és NCST-ben tervezett jövő a szélerőmű-kapacitásra és a szélből termelt áramra Tóth P. és Bíróné Kircsi A., 2014 63
1000 MW szélkapacitás forgatókönyv 2020 (ÜHG kibocsátás, földgázkiváltás) Szélbázisú villamos energia termelés: 11780 GWh (összesen 2011-2020 időszakra) Földgázkiváltás: 83160 TJ (~2,5 mrd m3 ; ~750 millió USD) (összesen 2011-2020 időszakra) Környezeti hatás Elkerült CO2 kibocsátás: 4,7 millió tonna = 95 millió EUR (összesen 2011-2020 időszakra; 20EUR/tonna) EU megújuló vállalásunk teljesítésében az egyik legolcsóbb áramtermelési technológia (fogyasztói terheket kevésbé növeli, mint az egyéb technológiák)
Megújuló energiaforrások részesedése a zöldáram előállításból a jövőben Magyarországon Biogáz Biomassza és hulladék alapú Szélenergia Napenergia Geotermikus energia Vízenergia
Az EU27 országainak nemzeti cselekvési tervei által becsült és a ténylegesen várható szélerőmű-kapacitás változás Wind Power Barometer EUROBSERV ER 2013. febr
Szélsebesség anomáliák 2014 első 3 negyedévben 2014 Q1 2014 Q3 2014 Q2 67
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!