E-mobilitás konferencia és mérnöki kamarai szakmai továbbképzés AUTOMOTIVE Hungary október 18., Budapest. Tompos András

Hasonló dokumentumok
Megújuló energiák szerepe a villamos hálózatok energia összetételének tisztítása érdekében Dr. Tóth László DSc - SZIE professor emeritus

NAPJAINK VILLAMOSENERGIA TÁROLÁSA -

Szuper kondenzátorok és egyéb tároló elemek alkalmazása az intelligens villamos energia hálózaton

Energiatárolás szerepe a jövő hálózatán

Hálózati akkumulátoros energiatárolás merre tart a világ?

Fosszilis energiák jelen- és jövőképe

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

A megújuló erőforrások használata által okozott kihívások, a villamos energia rendszerben

Napenergia kontra atomenergia

A következő nagy dobás, az energiatárolás. Beöthy Ákos

A megújuló energiaforrások környezeti hatásai

Általános Kémia, 2008 tavasz

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

Megújuló energiaforrások

A fenntartható energetika kérdései

A decentralizált megújuló bázisú áramtermelés hálózati integrációjának kérdései az elosztó társaságok szintjén

A nap- és szélerőművek integrálásának kérdései Európában. Dr. habil Göőz Lajos professor emeritus egyetemi magántanár

Aktuális kutatási trendek a villamos energetikában

ÜVEGHÁZHATÁSÚ GÁZOK KIBOCSÁTÁSÁNAK CSÖKKENTÉSE. Ha egy baj elhárításáról van szó, az első teendő az ok, az eredet feltárása.

Kriston Ákos, Fuel Cell Hungary, ELTE Október 25. Gyır

NCST és a NAPENERGIA

STS GROUP ZRt. FUELCELL (Hidrogén üzemanyagcellás erőművek). Előadó: Gyepes Tamás (Elnök Igazgató) Kriston Ákos. Vándorgyűlés előadás,

Villamos hálózati csatlakozás lehetőségei itthon, és az EU-ban

Tervezzük együtt a jövőt!

Az energia menedzsment fejlődésének intelligens technológiai támogatása. Huber Krisz=án október 9.

MW Út egy új energiarendszer felé

OKOS HÁLÓZATOK ENERGIA TÁROLÁSI NEHÉZSÉGEI

Szőcs Mihály Vezető projektfejlesztő. Globális változások az energetikában Villamosenergia termelés Európa és Magyarország

Napenergia rendszerek létesítése a hazai és nemzetközi gyakorlatban

A villamosenergia termelés helyzete Európában

Prof. Dr. Krómer István. Óbudai Egyetem

NAPELEMEK KÖRNYEZETI SZEMPONTÚ VIZSGÁLATA AZ ÉLETCIKLUS ELEMZÉS SEGÍTSÉGÉVEL. Darvas Katalin

Energiamenedzsment kihívásai a XXI. században

A villamos energiát termelő erőművekről. EED ÁHO Mérnökiroda

A szén-dioxid megkötése ipari gázokból

Megújuló energia akcióterv a jelenlegi ösztönzési rendszer (KÁT) felülvizsgálata

Az energiatárolás mindennapok technológiája a jövőből Dr. Pálfi Géza. Okos Jövő Innovációs Klaszter November 11.

A véletlen a józan észt korlátlanul hatalmában tartó kísértet. Adolphe Quetelet Belga csillagász 1830

A JÖVŐ OKOS ENERGIAFELHASZNÁLÁSA

Jövőkép 2030 fenntarthatóság versenyképesség biztonság

E L Ő T E R J E S Z T É S

I. Nagy Épületek és Társasházak Szakmai Nap Energiahatékony megoldások ESCO

- HTTE - Hidrogéntermelı tároló egység (járművek meghajtásához) Szerzı:

Energetikai Szakkollégium Egyesület

A FÖLDGÁZ SZEREPE A VILÁGBAN ELEMZÉS ZSUGA JÁNOS

Energetikai gazdaságtan. Bevezetés az energetikába

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

tiszta, halk és teljesen emisszió mentes. A hidegén -mint energiahordozó- lehetővé teszi a megújuló energiák felhasználást a közeledésben.

7. Hány órán keresztül világít egy hagyományos, 60 wattos villanykörte? a 450 óra b 600 óra c 1000 óra

Hálózati energiatárolási lehetőségek a növekvő megújuló penetráció függvényében

Hagyományos és modern energiaforrások

tanév tavaszi félév. Hazánk energiagazdálkodása, és villamosenergia-ipara. Ballabás Gábor

Hulladékok szerepe az energiatermelésben; mintaprojekt kezdeményezése a Kárpát-medencében

Hidrogén alapú villamosenergia-tárolás szigetüzemű rendszerekben. Milánkovich Attila, E.ON Hungária

A MEGÚJULÓ ENERGIAHORDOZÓ FELHASZNÁLÁS MAGYARORSZÁGI STRATÉGIÁJA

4 évente megduplázódik. Szélenergia trend. Európa 2009 MW. Magyarország 2010 december MW

Szivattyús tározós erőmű modell a BMF KVK Villamosenergetikai Intézetében

Battery-based Akkumulátoros megoldások és szabályozás. Matisz Ferenc

Finanszírozható-e az energia[forradalom]? Pénzügyi és szabályozói kihívások

Megújulóenergia-hasznosítás és a METÁR-szabályozás

Hermann Ottó Intézet és Tatabánya Önkormányzata Levegőtisztasági lakossági fórum November 15.

A megújuló energia termelés helyzete Magyarországon

BETON A fenntartható építés alapja. Hatékony energiagazdálkodás

ENERGIATERMELÉS 3. Magyarország. Energiatermelése és felhasználása. Dr. Pátzay György 1. Magyarország energiagazdálkodása

Az EU Energiahatékonysági irányelve: és a kapcsolt termelés

Áramforrások. Másodlagos cella: Használat előtt fel kell tölteni. Használat előtt van a rendszer egyensúlyban. Újratölthető.

Az Energia[Forradalom] Magyarországon

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

K+F lehet bármi szerepe?

Energiapolitika hazánkban - megújulók és atomenergia

Napenergiás helyzetkép és jövőkép

A megújuló energiákkal kapcsolatos kihívások a Hivatal nézőpontjából Dr. Grabner Péter Energetikáért felelős elnökhelyettes

Innovatív energetikai megoldások Kaposváron

Az E.ON hálózati célú energiatároló projektjének bemutatása

Magyarország megújuló energia stratégiai céljainak bemutatása és a megújuló energia termelés helyezte

Energiatermelés, erőművek, hatékonyság, károsanyag kibocsátás. Dr. Tóth László egyetemi tanár klímatanács elnök

Összefoglaló a GOP /A es kutatásfejlesztési projektről.

Megújuló energia projektek finanszírozása Magyarországon

Magyarország Napenergia-hasznosítás iparági helyzetkép. Varga Pál elnök MÉGNAP

Nukleáris alapú villamosenergiatermelés

A biomassza rövid története:

Energiamenedzsment ISO A SURVIVE ENVIRO Nonprofit Kft. környezetmenedzsment rendszerekről szóló tájékoztatója

A GAMMA-VALEROLAKTON ELŐÁLLÍTÁSA

AZ ENERGETIKA AKTUÁLIS KÉRDÉSEI IV.

A nem nukleáris alapú villamosenergia-termelés lehetőségei

A Nemzeti Energiastratégia keretében készülő Távhőfejlesztési Cselekvési Terv bemutatása

A VILÁG ENERGIATECHNOLÓGIAI KILÁTÁSAI 2050-IG (WETO-H2)

Hulladékból energiát technológiák vizsgálata életciklus-elemzéssel kapcsolt energiatermelés esetén Bodnár István

Megújuló energetikai ágazat területfejlesztési lehetőségei Csongrád megyében

Az energiapolitika szerepe és kihívásai. Felsmann Balázs május 19. Óbudai Szabadegyetem

Gyepes Tamás, Kriston Ákos STS Group Zrt. Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kémiai Intézet, Elektrokémiai és Elektroanalitikai Laboratórium

Hulladékból Energia Helyszín: Csíksomlyó Előadó: Major László Klaszter Elnök

Hazai műszaki megoldások az elosztott termelés támogatására

A rendszerirányítás. és feladatai. Figyelemmel a változó erőművi struktúrára. Alföldi Gábor Forrástervezési osztályvezető MAVIR ZRt.

II. Szakmai alap- és szakismeretek, gyakorlati alkalmazásuk 7. Villamosenergia termelés, szállítás, tárolás Hunyadi Sándor

EURÓPAI PARLAMENT ÉS A TANÁCS RENDELETE

Decentralizált megújuló alapú villamos energiatermelés helyzete és feladatai Magyarországon

"Bármely egyszerű probléma megoldhatatlanná fejleszthető, ha eleget töprengünk rajta." (Woody Allen)

Szanyi János. GEKKO - Geotermikus Koordinációs és Innovációs Alapítvány szanyi@iif.u-szeged.hu. Bányászat és Geotermia 2009, Velence

Átírás:

E-mobilitás konferencia és mérnöki kamarai szakmai továbbképzés AUTOMOTIVE Hungary 2107. október 18., Budapest Energiatárolás problémái és lehetőségei Tompos András MTA TTK Anyag- és Környezetkémiai Intézet tompos.andras@ttk.mta.hu

Háttér 1 Üvegházhatású gázok kibocsátásának 80 %-os mérséklése 2050-re az 1990-es szinthez képest, hogy 2 C alatt maradjon a középhőmérséklet növekedése. Az elektromos energia szektor felelős az EU27-ek GHG kibocsátásának 23 %-áért. A 2050 GHG mérséklési cél elérése érdekében az elektromos energia szektort teljes mértékben szén-mentesíteni kell. 2009-ban az EU elektromos energiamixe 51 %-ban fosszilis eredetű, 29 %- ban atomenergia alapú és csak 20 %-ban származik a megújulókból. A megújuló energiák penetrációja 59-85 % lesz az elektromos energia előállításában 2050-re. A megújulók nagy része nap és szélenergia alapú lesz 2050-re a maradék energiát a nukleáris energia szolgáltatja: Jelentős energiatermelési fluktuációk rövid távon Az energia igény és a rendelkezésre álló megújuló energia különbségének növekvő ingadozása Helyi távvezeték és elosztó rendszerek szűk keresztmetszetet jelentenek Energiarendszer rugalmasságának követelménye

Háttér 2 (maradék terhelés mintázat energia igény és megújuló rendelkezésre állás különbsége)

Tárolással kapcsolatos piaci szolgáltatások Elektromos energia termelés ingadozásának kiegyensúlyozása időeltolódással töltés, tárolás és kisütés (P2P típusú) Átalakítás más energiahordozóvá (hő vagy hidrogén) (P2G típusú) Gyors reagálású rendelkezésre állás az állandó igénykínálat egyensúly megteremtése váratlan események bekövetkezése esetére az elektromos hálózatban. Jelenlegi megoldás hagyományos energiavektorok készenléti tartaléka. (P2P típusú) Távvezeték és elosztási hálózat egyes pontjain tárolók elhelyezése a hálózat túlterhelésének csökkentésére. Jelenlegi megoldás hálózat bővítések. (P2P típusú)

Tárolási technológiák Kémiai energiatárolás Hidrogén Szintetikus metán Elektrokémiai energiatárolás Áramlási akkumulátor Fém-levegő akkumulátor Nikkel-kadmium akkumulátor Nikkel-fémhidrid akkumulátor Ólom savas akkumulátor Lítium ion akkumulátor Lítium kén akkumulátor Lítium- fém-polimer akkumulátor Nátrium ion akkumulátor Nátrium-nikkel klorid akkumulátor Nátrium-kén akkumulátor Mechanikai energiatárolás Komprimált levegős tároló Cseppfolyósított levegő tároló Szivattyús hőtároló Szivattyús tároló erőmű Hőtárolás Termikus forró víz tárolás Adszorpciós tároló rendszerek Fázisváltó hőtároló anyagok

Elektrokémiai energiatárolás 1 Kisütés: Pozitív elektród (katód) redukciós reakció: Li 1-x CoO 2 + xli + + xe- LiCoO 2 Negatív elektród (anód) oxidációs reakció : LiC 6 xli+ + xc 6 + e-

Elektrokémiai energiatárolás 2 Rendkívül gyors reagálású tárolók, mind a töltés, mind a kisütés idejét tekintve. Alkalmasak a gyors rendelkezésre állás szolgáltatásra. Elhelyezésük tetszőleges, könnyen méretnövelhetők, szállíthatók. Alkalmasak a vezetékhálózat túlterhelésének csökkentésére. A maximális tárolási idő az órák nagyságrendjébe esik. Legfeljebb a napi ingadozások kompenzálására alkalmasak, de hosszabb energia szűk időszakot nem képesek kezelni. Az áramlási akkumulátorok kivételt képeznek.

Mechanikai energiatárolás 1 Szivattyús tározós erőmű

Mechanikai energiatárolás 2 Komprimált levegős energia tárolás

Mechanikai energiatárolás 3 Rendszerint gyors reagálású tárolók. Alkalmasak a gyors rendelkezésre állás szolgáltatásra. Igen nagy méretűek (közművek nagyságrendjében) több száz MW kapacitással. A terepviszonyok jelentősen befolyásolják elhelyezhetőségüket és tárolási időt. A tárolási idő a napok nagyságrendjébe esik. Hosszabb idejű ingadozások kiegyenlítésére alkalmas.

Kémiai energiatárolás

Tüzelőanyag-cella működése Katalizátor (anód) Proton vezető membrán Katalizátor (katód) Oxigén a levegőből Metanol/Hidrogén betáplálás A víz távozik info@hfc-hungary.org + www.hfc-hungary.org Elektromos áram

Kémiai energiatárolás 3 A hidrogén termelő elektrolizálók gyorsan képesek a terhelést változtatni. Kombinálva a hidrogén tárolással és a CCGT erőművekkel/tüzelőanyag-cellákkal az energiaszükséglet ingadozásait is képesek kiegyenlíteni. Különösen hosszú távú megoldást jelenthet a felszín alatti só-barlangokban történő tárolás. Több nap vagy hét. Az elektromos energiaszektoron kívüli felhasználás lehetősége (P2G típusú).

Tárolási szükségletek és lehetőségek megfeleltetése

Tárolási technológiák ára

A tárolás piaci helyzete 1. (2050) 1. A P2P tárolási kapacitás egy nagyságrenddel fog nőni 2050-re (de legalább 400 GW ez EUban) nagy megújuló energia penetrációt feltételezve (59-85 % 2050-re). A távvezeték hálózat korlátaitól és a hagyományos (fosszilis, nukleáris, vízerőmű) alapú készenléti energiák hozzájárulási szükségletétől függően országonként eltérést fog mutatni.

A tárolás piaci helyzete 1 (2050)

A tárolás piaci helyzete 2 (2050-ig) 2. Még tízszeres kapacitás növekedés esetén sem tudja a P2P tárolás teljesen megszüntetni a hagyományos energiahordozók alkalmazását, ugyanakkor a nagy megújuló energia penetráció esetén is lesznek olyan periódusok, amelyekben a nagy mennyiségű megújuló energiát nem lehet az elektromos energiarendszerben felhasználni sem közvetlenül, sem P2P tárolás útján.

A tárolás piaci helyzete 2 (2050-ig)

A tárolás piaci helyzete 2 (2050-ig) Bizonyos megújuló energia penetrációs ponton túl a tárolás piaci előnyei elenyésznek a költségeihez képest.

A tárolás piaci helyzete 2 (2050-ig) Rendkívül nagy tárolókapacitás lenne szükséges a hagyományos készenléti energia hordozók kiváltására. Németországban a szivattyús tározós erőművek kapacitásának 50-szeresére lenne szükség (a készenlét harmadolásához)!!! Minden tárolásos technológia korlátokba fog ütközni elsősorban a megfelelő geológiai helyek rendelkezésre állásának csökkenése miatt. Ezt követően a beruházási költségek ugrásszerűen nőnek. A mechanikai és kémiai energiatárolás együttes jelenléte szükséges. Társadalmi hasznosság szempontjából fenn kell tartani bizonyos mértékben a hagyományos készleteket. A megújuló energia többletet más energiahordozókká átalakítva ki lehet vezetni a villamos energiarendszerből.

A tárolás piaci helyzete 3 (2050-ig) 3. Tárolási szükségletek országonként változnak. A jelenleg is nagy szivattyús tárolásos kapacitással rendelkező Svédországban már nem szükséges további tárolók építése a jelenlegi kapacitás is alapot nyújt a megújulók integrálására az elektromos energiarendszerbe. Ezzel szemben az elszigetelt elektromos energiarendszerek (szigetek) esetén további lehetőség nyílik új tárolók építésére, amit a megújulók termelésének visszaszorítása és a fosszilis alapú energiatermelés drágulása idéz elő.

A tárolás piaci helyzete 4 (2050-ig) 4. Az energiarendszer rugalmassága megteremtésének megbízható és viszonylag olcsó eszköze a hőtárolás. Mindenesetre a fűtésre fordított elektromos energia hányad és annak évszakoktól való függése erősen korlátozza a megújuló energiák integrálásának lehetőségét. A fűtésigény Csupán 20 %-a lesz 2050-es elektromos energiafogyasztásnak.

A tárolás piaci helyzete 4 (2050-ig)

A tárolás piaci helyzete 5 (2050-ig) 5. Az elektromos áram hidrogénné történő átalakítása víz elektrolízisével és ennek a hidrogénnek a felhasználása a földgázvezeték hálózatban (P2G), a közlekedésben vagy a vegyiparban nagyon hatékonyan használja fel az összes felesleges megújuló energiát így hozzájárul ezen szektorok szénmentesítéséhez. Az Európai elektrolizáló-kapacitás több száz GW lesz 2050-re, ami szükségessé teszi a hidrogénnek a felhasználás helyén történő előállítását vagy gazdaságos transzportját.

A tárolás piaci helyzete 5 (2050-ig)

Villamos energiarendszer rugalmasságának megteremtése

Szabályozási környezet A jelenlegi szabályozások meggátolják, hogy a megújulók és tárolásuk a többi rugalmasságot megteremtő lehetőséggel egyenlő versenyfeltételekkel kerüljenek piaci helyzetbe. Szabályozási környezet akadályai. A tárolás specifikus szabályozás hiánya és a szabályozás hatásának nem kielégítő figyelembevétele. Tisztázatlan szabályok, hogy a tárolás hogyan léphet piacra. A távvezeték és elosztási hálózatok üzemeltetőinek nincs lehetősége, hogy saját tulajdonukban működtessenek tárolási technológiákat vagy bővítsék a hálózatot. Végfogyasztási díj megfizetése, még akkor is, ha a P2G alkalmazások nem a végső felhasználását jelentik az energiának. Fizetés a megújuló energia előállítóinak a termelés visszaszorításáért.

Összefoglalás Megújuló energia részaránya a EU elektromos energiamixében: 2050-re meghaladja a 80 %-ot. Ennek jelentős része (65 %-a) nap és szélenergia. Az energiarendszer rugalmasságának követelménye a változatos megújuló energiahordozók megjelenésének köszönhetően. Energiahordozók integrálásának igénye Megújuló energiák szakaszos rendelkezésre állása. Energiatárolás szükségessége. Ellenkező esetben a csúcsidőszakokban továbbra is nem megújuló energiaigény merül fel illetve a völgyidőszakban a hálózatot nagy nyomás alá helyezi a túl sok megújuló energia. Új megoldások szükségesek a rugalmasság megteremtésére (egyik sem képes egyedül kezeli a rugalmassági kihívásokat) Energiatárolás Gyors reagálású rendelkezésre állás Távvezeték-elosztási hálózat bővítése Igény oldali menedzsment

Következő lépések Megvizsgálni, hogy hazánkban milyen lehetőségek állnak rendelkezésre a különböző tárolási technológiák piaci alkalmazására. A szabályozási környezet átalakítása. A különböző érdekeltek (berendezés gyártók, önkormányzatok, rendszer integrátorok, hatóságok, stb.) közös fellépésére van szükség ahhoz, hogy a tárolási lehetőségek különböző korai piacait ki tudjuk aknázni.