A Paks2 projekt energiapolitikai értékelése és a szakember utánpótlás kérdései Prof. Dr. Aszódi Attila igazgató, egyetemi tanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technikai Intézet MNT Szeminárium a Paksi Atomerőmű bővítésének műszaki kérdéseiről Hotel Flamenco, Budapest, 2014. március 20. Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 1
Hazai villamosenergia-fogyasztás Paks - alaptermelés Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI Forrás: Stróbl Alajos, 2014 2
Magyar rendszer max és min terhelése Paks - alaptermelés Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI Forrás: Stróbl Alajos, 2014 3
Hazai villamosenergia-fogyasztás nemzetközi összehasonlításban Az egy főre jutó villamosenergiafogyasztás az EU-ban és néhány kiválasztott országban 2008-ban Forrás: Európai Környezetvédelmi Hivatal statisztikái Villamosenergia-fogyasztás (kwh/fő/év) 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 7141 5587 6392 3417 4585 Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 4
Hazai villamosenergia-fogyasztás nemzetközi összehasonlításban Egy főre jutó villamosenergia-fogyasztás (kwh/fő) 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 Szlovákia Magyarország Csehország Finnország Németország Ausztria 0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 Egy főre jutó GDP (USD/fő) Az egy főre jutó GDP és az egy főre jutó villamosenergia-fogyasztás néhány kiválasztott európai országban 2011-ben Forrás: IEA Key World Energy Statistics 2013 Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 5
A GDP növekedés áramigény-növekedéssel jár Pozitív korreláció az áramfogyasztás és a GDP között, de lassuló ütem. Okok: Népesség alakulása Elektromos eszközök piacának telítődése Elektromos eszközök fokozódó energiahatékonysága Szabványok és technológiák fejlődése Kevésbé energia-intenzív iparágak térnyerése Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI Forrás: http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=10491 6
A magyar gazdaság várható fejlődése Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI Forrás: stats.oecd.org 7
Üzemanyag megújuló földgáz olaj szén atom Lehetséges erőműfejlesztések 9000 MW 450 2500 2600 1510 10 000 MW 1000 4000 300 1680 410 670 1940 1940 Új kapacitás megmaradó csere Lehetséges új kapacitás 5000 MW 1500 700 400 2400 megújuló gáz szén atom 2008 2025 Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 8
Miért atomenergia? CO 2 -mentes termelés Versenyképes áramár Stabil alaperőművi áramforrás Jó üzemanyag készletezhetőség Ellátásbiztonsági előnyök Fotó: Aszódi A. Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI Fotó: Aszódi A. 9
Paksi termelőkapacitás Forrás: Nemzeti energiastratégia 2030, NFM, 2011 július Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 10
Paksi termelőkapacitás Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 11
Megvalósítható? Igen! Atomerőművi részarány a villamosenergia-fogyasztásban 60 50 40 30 20 10 Nem atom Atom - kényszerértékesítés Atom - import-export szaldó Atom - hazai erőműből HU Fogyasztás, TWh 0 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 Paksi le nem kötött termelések allokációja, TWh -10 100% 80% 60% 40% 20% HU Nem atom Atom - import-export szaldó Atom - hazai erőműből Fogyasztás, % 0% 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 A hat paksi blokk párhuzamos üzemelésének időszakában a magyar igények 57%-át fedezhetik atomerőművek. Forrás: Hegedűs Zoltán Diplomaterv, Témavezető: Aszódi A., BME NTI, 2013 Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 12
Villanyautó Ha 240 000 villanyautó lenne Magyarországon, töltésük egyszerre 880 MW többlet villamos teljesítményt igényelne Naponta 3,7 GWh, évente 1.100-1.600 GWh töltési áramigény. A villanyautó csak akkor zéró emissziós, ha a benne felhasznált áram CO2-mentes termelőtől származik Okos hálózatban kiegyenlítési, szabályozási előnyök Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 13
Az erőművek költségei Villamosenergiafejlesztés költsége Üzemeltetési költség Beruházási költség Változó költség Állandó költség Állandó beruházási költség Változó tüzelőanyag költség Változó Ü&K költség Állandó tüzelőanyag költség Állandó Ü&K költség Adók és Biztosítás Amortizáció Beruházás megtérülése Egyéb állandó költség A villamosenergia-termelés költségnemei Forrás: Aszódi Attila: Fenntartható fejlődés és atomenergia előadás Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 14
A villamosenergia-termelés költségei A termelt villamos energia egységköltsége Belgiumban, 8% kamatráta mellett Forrás: OECD NEA, The Economics of Long-term Operation of Nuclear Power Plants, 2012 Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 15
A villamosenergia-termelés költségei CCGT Gáztüzelésű CCGT erőmű példája: Hatásfok η:= 50% Gáz hőár p Q = 0,041 Euro/kWh_gáz Fajlagos tüzelőanyag-költség: Áram és gázárak az EU-ban Forrás: Eurostat p 0,041 k 82 ü Q = = = 0,082 Euro kwhel = Euro η 0,5 114USD MWhel Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI + állandó költségek! MWh el 16
A villamosenergiatermelés költségei Új építésű atomerőműre, barnamezős beruházás esetén a villamos energia élettartamra vetített termelési egységköltség (LCOE) Építési költség (Overnight Construction Cost) N-edik blokk (NOAK 5+) esetén: 3060 3400 3910 /kw Első blokk (FOAK) esetén: 3400 4250 5525 /kw Üzemanyag-ciklus költsége: 6 /MWh Üzemeltetés + karbantartás (O&M): 10 /MWh LCOE (1 = 300 Ft) A termelt villamos energia egységköltsége különböző régiókban, 5% kamatráta mellett Forrás: OECD IEA - NEA, Projected Costs of Generating Electricity, 2010 Fajl.beru.klt. 5% kamatláb 10% kamatláb LCOE = Levelized Cost of Electricity /MWh Ft/kWh /MWh Ft/kWh 3.400 /kw 43 12,90 75 22,50 3.910 /kw 48 14,40 84 25,20 4.250 /kw 50 15,00 89 26,70 5.525 /kw 61 18,30 111 33,30 Forrás: Synthesis on the Economics of Nuclear Energy, Study for the European Commission, EU DG Energy, 2013 Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 17
Számítások peremfeltételei: Hitelkamat: lépcsős 3,95%; 4,50%; 4,90% Infláció: 2% Éves csúcskihasználási tényező: 96% Beépített teljesítmény: 2 * 1085 MW 1 = 300 Ft Építési idő: 9 év Hitel visszafizetési időszak: 21 év Üzemanyag-költség: 2 Ft/kWh Befizetés a Központi Nukleáris Pénzügyi Alapba (felhalmozás leszerelésre, hulladékkezelésre, a hulladékok végső elhelyezésére): 2 Ft/kWh TMK a beruházási költség arányában: 2,5% Paks2 költségelemzése Paks2 LCOE Forrás: Fraunhofer ISE, 2013. Nov Beruházás Fajl.beru.klt. Önköltség az első 21 évre Hiteltörlesztés utáni áramár LCOE (teljes 60 év üzemidőre) milliárd /kw /MWh Ft/kWh /MWh Ft/kWh /MWh Ft/kWh 8,0 3.690 73,1 21,94 28,7 8,60 43,50 13,05 10,0 4.600 86,7 26,01 32,5 9,75 50,57 15,17 12,5 5.760 103,7 31,10 37,3 11,19 59,42 17,83 Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI Számítás: Kovács Arnold, Aszódi Attila, BME NTI, 2014. február-március 18
Hálózati kapcsolat Hálózatfejlesztési költség [milliárd Ft] [MW] 2 x 600 2 x 1000 2 x 1600 Paks 13 19 29 Legolcsóbb Pakson! Új atomerőmű létesítésének előkészítése Hálózati Csatlakozási Koncepcióterv Forrás: Gönczi Péter, Erőterv, MTA, 2009.03.17. Tiszavasvári Hajdúnánás Tiszasüly Tiszagyenda Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 19 34 44 44 51 55 61
Paks2 termelésével ekvivalens megújulók kapacitások Dimenzió Atom Szél PV Nap Összes megújuló Arány % 100% 70% 30% 100% Rendelkezésreállás % 96% 23% 12% 20% BT MW 2 170 6 308 5 208 11 516 Min.fajl.beruházás EUR/kW 3687 1000 1000 Max.fajl.beruházás EUR/kW 5760 1800 1700 Min. beruházás mrd EUR 8,00 6,31 5,21 11,52 Max. beruházás mrd EUR 12,50 11,35 8,85 20,21 Szükséges kiegyenlítő tárolók kapacitása MW 6653 Szivattyús tározók darabszáma db 11 Szivattyús tározók beruházási költsége mrd EUR 5 Összes beruházás, min mrd EUR 8,00 16,88 Összes beruházás, max mrd EUR 12,50 25,57 Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI Számítás: Kovács Arnold, Aszódi Attila, BME NTI, 2014. február 20
Oktatási kérdések Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 21
Olkiluoto-3 humánerőforrás-igénye Üzemeltetés kb. 500 fő/blokk, 1/3 részük felsőfokú végzettségű Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI Adatok forrás: www.tvo.fi 22
Bolognai rendszer Magyarországon PhD iskolák (6 szemeszter) Mérnök MSc különböző szakirányok (4 szemeszter) Fizika, kémia, biológia, stb. MSc (4 szemeszter) Mérnök BSc különböző szakirányok (7 szemeszter) Fizika, kémia, biológia, stb. BSc (6 szemeszter) Általános- és középiskolák (6-18 év) Kötelező Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 23
Energetikai mérnök képzés BSc alapszak (fő tárgyak) Mag- és neutronfizika Atomenergetikai alapismeretek Reaktorfizika mérnököknek Atomerőművek termohidraulikája Reaktortechnika Atomerőművek Nukleáris méréstechnika Környezeti sugárvédelem Atomreaktorok üzemtana Radioanalitika Nukleáris elektronika Nukleáris biztonság Nukleáris üzemanyagciklus Speciális laboratórium AE MSc mesterszak (fő tárgyak) Radioaktív hulladékok biztonsága Radioaktív anyagok terjedése Bevezetés a fúziós plazmafizikába Röntgen- és gamma-spektrometria Atomerőművi üzemzavar elemzések Tervezési feladat Reaktortechnika alapjai Korszerű nukleári energiatermelés CFD módszerek és alkalmazásaik Atomerőművi kémia Reaktorszabályozás és műszerezés Reaktortechnika Nukleáris mérések Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 24
Fizikus BSc, MSc képzés BSc alapszak (fő tárgyak) Környezetvédelem alapjai Nukleáris méréstechnika Fenntartható fejlődés és energetika Monte Carlo módszerek Reaktortechnika Nukleáris biztonság Radioaktív hulladékok Üzemi mérések és diagnosztika Atomerőművek termohidraulikája Nukleáris technikák alkalmazása Radiokémia és nukleáris kémia Reaktorfizika Geofizika alapjai Orvosi képalkotó rendszerek Kísérleti magfizika MSc mesterszak (fő tárgyak) Reaktorfizikai számítások Bevezetés a fúziós plazmafizikába Fúziós nagyberendezések Magfizika Nukleáris üzemanyagciklus Atomerőművek Atomerőművi anyagvizsgálatok Atomerőművi kémia Atomerőművi szimulációs gyakorlatok Atomreaktorok üzemtana Neutron- és gammatranszport számítási módszerek Radioanalitika Szimulációs technika Transzportelmélet alapjai Sugárvédelem 2 Monte Carlo részecsketranszport módszerek Atomerőművi üzemzavar elemzések Reaktorszabályozás és műszerezés CFD módszerek és alkalmazásaik Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 25
Szakmérnöki képzés Reaktortechnikai szakirányú továbbképzés 4 féléves képzés Végzettség: Reaktortechnikai szakmérnök vagy Reaktortechnikai szakember 2014-es kurzus: 24 résztvevő Küldő szervezetek: hatóságok, üzemeltetők, ipari vállalatok A paksi bővítés miatt megemelkedett nukleárisszakember-igény kielégítésének eszköze lehet! Tanterv: Alkalmazott matematika I, II, III Reaktorfizika I,II,III,IV Reaktortechnika I,II Sugárvédelem és dozimetria Környezetvédelem Nukleáris méréstechnika I, II Termohidraulika I, II Atomerőművek I, II Atomreaktorok üzemtana Irányítástechnika I,II Villamos berendezések, hálózatok Energetika Laboratóriumi gyakorlatok I, II, III, IV, V, VI Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 26
HUVINETT kurzusok HUVINETT: Hungarian-Vietnamese Nuclear Energy Train the Trainers Course Vietnámi nukleáris szakemberek képzése Vietnám: 92 milliós lakosság Gyorsan fejlődő gazdaság Az első atomerőmű építésére készülnek Előkészületek 2009 óta legmagasabb diplomáciai szinten, NAÜ kereti között Hat hetes kurzus Atomerőművek építése, üzemeltetése: műszaki-tudományos háttér átfogó ismertetése Elméleti alapok Humánerőforrás-szükséglet és kapcsolódó oktatási programok 3 hét a BME NTI-ben, 3 hét Pakson Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 27
HUVINETT kurzusok Az első kurzus 2012 szeptemberében indult 1. kurzus: 2012 szeptember 41 résztvevő 2. kurzus: 2012 november 36 résztvevő 3. kurzus: 2013 március 42 résztvevő 4. kurzus: 2013 szeptember 41 résztvevő 5. kurzus: 2014 őszén várható Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 28
HUNEN Hazai egyetemi intézetek, állami intézmények, kutatóintézetek, ipari cégek konzorciuma Célja nemzetközi, atomenergetikai témájú kurzusok szervezése Témák: Atomenergia alapjai Atomenergia alkalmazásának hatósági felügyelete Környezet-ellenőrzés Környezeti hatások Valószínűségi biztonsági elemzések Determinisztikus biztonsági elemzések Hulladékkezelés Nukleáris méréstechnika Dozimetria Baleset-elhárítás Nukleáris védettség Atomerőművi üzemeltetés, karbantartás és új blokk létesítés A kidolgozott programok alkalmasak a hazai képzés felfuttatására is Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 29
Rengeteg a hazai teendő a paksi bővítés kapcsán! Az infrastruktúránk adott. De sürgős lépésekre van szükség a humán erőforrások fejlesztése, a kompetencia megérzése, és a VVER-1200-hoz kapcsolódó ismeretek kiépítése területén! A középiskolából érkező nyersanyag természettudományos alapképzettségével óriási problémák vannak Prof. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI 30