Matematikai modellek alkalmazása az energetikában és a környezetvédelemben Dr. Molnár Sándor Energiaellátás, energiahatékonyság és klímavédelem Európában.

Az előadások a következő témára: "Matematikai modellek alkalmazása az energetikában és a környezetvédelemben Dr. Molnár Sándor Energiaellátás, energiahatékonyság és klímavédelem Európában."— Előadás másolata:

1 Matematikai modellek alkalmazása az energetikában és a környezetvédelemben
Dr. Molnár Sándor Energiaellátás, energiahatékonyság és klímavédelem Európában és Magyarországon 2012. november 30.

2 Tartalom Klímaváltozás és az emberi tényező - a Kiotói Jegyzőkönyv
Modellezési feladatok a klímaváltozás területén Modellek ENPEP / BALANCE - komprehenzív energiamodell ECOSENSE - externális költségek DECADES - tevékenységi láncok hatásvizsgálata LEAP, EFOM_ENV

3 A klímaváltozásról Kulcskérdések:
• Van-e klímaváltozás, és mik a mozgatórugók? • Melyek a lehetséges előnyök és hátrányok? • Melyek a hatékony válaszstratégiák? • Mit tehetnek az energetikai tervező szakemberek a megfelelő válasz érdekében?

4 Az északi félteke éves átlaghőmérsékletének változása
Forrás: Mann et al.

5 Az éves átlaghőmérsékletek alakulása az 1960-1990-es évek átlagához képest
Forrás: Egyesült Királyság Meteorológiai Hivatala, 1997

6 A különböző előrejelzések szerinti átlagos globális felszíni hőmérsékletváltozás tartománya
Forrás: UNFCCC, 2001

7 A 2050-es évekre előrejelzett átlagos éves hőmérsékletváltozás Földünk egyes területein
Forrás: UNFCCC, 2000

8 A 2050-es évekre előrejelzett átlagos éves csapadékváltozás Földünk egyes területein
Forrás: UNFCCC, 2000

9 – A csapadék jellemzői szignifikánsan megváltoztak
A klímaváltozás jelei – Földünk globális felszíni hőmérséklete 0,6 C0-kal emelkedett 1861 és 2000 között – A csapadék jellemzői szignifikánsan megváltoztak – Az El-Nino jelenség gyakoribbá, hosszabbá és intenzívebbé vált – A tengerszint cm-rel emelkedett és 2000 között Az emberi tevékenység megváltoztatja az atmoszferikus üvegházgáz koncentrációt – a tüzelőanyag használattal – az erdőirtással Egyre erősebb és több bizonyíték szól amellett hogy a megfigyelt felmelegedés az elmúlt 50 év egyre intenzívebb ipari tevékenységéhez köthető

10 Következtetés A földi klíma eddig nem látott gyorsasággal fog változni ha nem sikerül kibocsátásainkat csökkenteni • Nagyon fontos kihívás azon intézkedések és eszközök megtalálása amelyek a fejlődés fenntarthatóságát biztosítják amellett, hogy a klímaváltozásra is sikeres választ adnak Erre a kihívásra próbál meg hatékony választ adni a Kiotói Egyezmény, az Éghajlatváltozási Keretegyezményen belül >>>

11 A Kiotói Egyezmény rövid ismertetése
Az Éghajlatváltozási Keretegyezmény (UNFCCC) keretében, több, mint 160 ország részvételével megállapodás született az üvegház-hatású gázok (ÜHG) kibocsátásának a csökkentésére. A megállapodást hitelesítő dokumentum a Kiotói Jegyzőkönyv (1997), melynek ratifikálása jelenleg is tart. A Jegyzőkönyvben lefektetett általános elveken túl döntés született az emissziók korlátozásáról is a Kiotói Jegyzőkönyv I. függelékében (Annex I) felsorolt fejlett és átmeneti gazdaságokban. Ezen országok vállalták, hogy a 2008 és 2012 közötti ún. “első teljesítési időszakban” kibocsátásukat a Jegyzőkönyvben meghatározott érték alatt tartják. A vállalást a bázisév (általában 1990) kibocsátásának százalékában adták meg, minden egyes országra külön-külön. Az átmeneti gazdaságok választhattak az 1990-esnél kedvezőbb, vagyis magasabb bázist is, Magyarország az időszak átlagát választotta. Az emissziós korlát hat gázra vonatkozik, közülük az éghajlatváltozás szempontjából a CO2 a legjelentősebb, a metán a második legfontosabb.

12 Az energetikai tervezés jelentősége
Az energiatermelés és felhasználás minden országban nagy mértékben felelős a környezet károsodásáért. Ezért a hosszú távú energetikai tervezésben mind a gazdasági, mind a környezeti szempontokat figyelembe kell venni, azaz a döntéshozóknak a fenntartható fejlődés különböző szcenárióit kell kidolgozniuk. Az ilyen integrált tervezési folyamatban gyakran szoktak döntéstámogató matematikai modelleket használni. Ezek a modellek általában olyan energiatermelési, szállítási és felhasználási struktúrát határoznak meg, amelyek minimális ráfordítások mellett biztosítják a különböző szektorok energiaigényeinek kielégítését, és amely mellett a szennyeződésekre vonatkozó korlátozások is betarthatók. A számítástechnika fejlődése eredményeképpen ma már a PC-re írt modellek is hatékonyan segíthetik a döntéshozók munkáját. Az energetikai koncepciók kidolgozásánál (a) összhangba kell hozni a lokális és a nemzetgazdasági szintű fejlesztéseket, (b) figyelembe kell venni az energetika és a többi gazdasági szektor (pl. ipar, szállítás, mező-, erdő- és vízgazdálkodás, stb.) kapcsolatát, (c) meg kell teremteni az igények és a lehetőségek összhangját, továbbá (d) mind az energetikai, mind a környezetvédelmi szempontokat figyelembe kell venni. A számítástechnika fejlődése eredményeképpen ma már a PC-re írt modellek is hatékonyan segíthetik a döntéshozók munkáját.. Az energetikai tervezés jelentősége

13 Szcenárióelemzés A számítógépes modellek segítségével nagy mennyiségű információ dolgozható fel, és ennek alapján kialakíthatók a jövőre vonatkozó lehetséges alternatívák. A korábbi modellek sokszor kudarcot vallottak, mert egyrészt matematikailag túlzottan bonyolultak voltak, másrészt túlságosan ambíciózus módon megpróbálták egyértelműen "megtervezni a jövőt" (optimalizációs modellek). A tapasztalatok az mutatták, hogy a modellek csak támogathatják, de nem helyettesíthetik a döntéshozókat. Egy ilyen döntéstámogató eszköz az ún. szcenárióelemzés. Ebben a megközelítésben a modell segítségével egyrészt képet alkothatunk az energetika jelenlegi struktúrájáról, másrészt a felhasználó által meghatározott jövőbeli fejlődési pályákat értékelhetünk ki, ill. hasonlíthatunk össze. Az ilyen modellnek számos "mi történne, ha..." típusú kérdést tehetünk fel. Mi történne hatékonyabb berendezések alkalmazása esetén? Mi történne, egy újabb kőolajfinomító megépítése esetén? Mi történne ha új kőolajlelőhelyeket tárnának fel? Mi történne a megújuló energiaforrások nagyobb kihasználása esetén? Minden ilyen elképzelhető szcenáriót, vagy ezek kombinációját kiértékelhetjük mind a ráfordítások, mind a környezeti hatások szempontjából. Ennek alapján kiválaszthatók a legjobbnak tartott energetikai fejlődési pályák. Ebből pedig meghatározható az, hogy milyen döntések, ill. beruházások szükségesek az energia keresletének és kínálatának az adott szcenáriók szerinti alakításához.

14 Az energetikai szcenáriók létrehozásához és kiértékeléséhez háromféle elemzés szükséges. A meglévő energetikai adatbázis alapján először a jelen energetikai folyamatairól kell képet alkotnunk. Ezután egyszerű trendszámítást végzünk, feltételezve azt, hogy az energetika rendszerében semmiféle jelentősebb változás, vagy beavatkozás nem fog történni. Ez segíthet annak megállapításában, hogy valójában hol is kellene beavatkozni a rendszerbe. Végül az általunk kiválasztott energiapolitikai szcenáriók költség-haszon elemzését kell elvégezni. Az integrált energetikai-környezeti tervező programrendszertől elvárjuk a rugalmasságot, azt, hogy a változó körülményekhez a rendszer alkalmazkodni tudjon. A rendszernek ugyanakkor felhasználóbarátnak is kell lennie, hogy működését olyan elemzők, döntéshozók is megértsék és tudják használni, akiknek nincs nagy tapasztalatuk a számítógépes munkákban. Végül a rendszernek átfogónak kell lennie abban az értelemben, hogy az energiafelhasználás minden területét le kell, hogy fedje. Hazai szinten magas színvonalú kutatások folynak, amelyhez nemzetközileg elismert modellrendszereket alkalmaznak a kutatók, ebből mutatunk be a következőekben néhányat.

15 Az ENPEP modellezési háttér rövid ismertetése
Az ENPEP (Energy and Power Evaluation Program) az Argonne National Laboratory (ANL) által a U.S. DoE és az IAEA közreműködésével fejlesztett, átfogó, országszintű energiatervezési modellrendszer. A modellrendszer energiapiaci szimulációk segítségével a kereslet és kínálat egyensúlyát vizsgálja hosszútávon. Ehhez a nemzetgazdaság reprezentatív energetikai hálózatát építi fel, amely az energiatermelést, -konverziót, -szállítást, -elosztást és -felhasználást ábrázolja, az energia és a tüzelőanyagok áramlásával egyetemben. Környezetvédelmi tekintetben az egyes szennyező tevékenységek szennyezésének kiszámításával kapunk tiszta képet. Az energiaköltségeken túlmenően a környezeti terhelés költségét is kiszámolja a modell. Ezekkel befolyásolhatjuk a kialakítandó egyensúly milyenségét. A modell fő célja az energetikai és környezetvédelmi döntéshozás analitikai megalapozása egy országban vagy régióban. Ehhez a megfelelő alternatívák összehasonlíthatóságát is biztosítja az ENPEP.

16 Az ENPEP modellrendszer programmoduljai

17 ENergy and Power Evaluation Program
ENPEP ENergy and Power Evaluation Program Főbb tulajdonságok Az energetikai és villamosenergia-rendszer elemzésénék fontos követelményeinek eleget tesz (kereslet  kínálat  környezeti hatások) Moduláris rendszer amely külön modulként tartalmazza a többi IAEA modellt Két fő modulhalmaz: 1, villamosenergia-rendszer elemzés; 2, energetikai rendszerelemzés A BALANCE az energiarendszer elemzésének modulja

18 BALANCE funkciók és metodológia
Az energiarendszer elemzésének struktúrája Erőforrások Technológiák Piaci kereslet Egyéb tényezők A fejlesztési irányok sokasága Forgatókönyvek Tervek Stratégiák A választás, összehasonlítás és rangsorolás szükségessége Választási lehetőségek: Összehasonlítási megközelítés A legjobb kiválasztása (optimalizálás) A plauzibilis kiválasztása (szimulálás) Elemzési eszközök családja Optimalizálási modellek (WASP) Szimulálási modellek (ENPEP)

19 Az ENPEP az egész energetikai rendszer integrált keretben való
vizsgálatára van tervezve A szektorok közötti hatások feltárása, stuktúrát nyújt a konzisztens energiatervezési programhoz Lakosság VER Szénipar Olajipar Szénár, karbonadó Az integrált szemlélet a visszacsatolások elemzését is lehetővé teszi Szén- kereslet Légköri kibocsátások Áramár Villamos-energia-igény

20 Összefoglaló a BALANCE működéséről
INPUT Ár/Ktsg. Kereslet Kínálat Bázisévi energiaárak, és energiaáramlások (flow) Energiarendszer-struktúra Energiaigény-előrejelzések Technológiai és szabályozási korlátok Egyensúly Mennyiség

21 A BALANCE nemlineáris egyensúlyi algoritmusa
decentralizált döntéshozatalon alapul A piaci részesedés számítása során ideális piaci helyzetet feltételez, tüzelőanyagkorlát nincs, csak piaci korlátok (pl. felvevőképesség) A tőkeforgás késleltetését késleltető tényezővel (lag) szimulálja Az eredmény egy nemlineáris, a szabályzásokat figyelembevevő piaci egyensúly, és nem egy egyszerű lineáris optimum A rendszerben nincs energiaár-, vagy fogyasztás-“diktátor” Mindenki saját szükségletei szerint optimális energetikai döntést hoz Szimuláció Optimalizáció Piaci részesedés, Termék1 Piaci részesedés, Termék1 Relatív árak p1/p2 Relatív árak p1/p2

22 Energiamodellezés a BALANCE-szal:
a modell kimenetei A BALANCE elsődleges kimenete árak és mennyiségek halmaza az összes hálózati élen, az alábbiakat mutatja meg: Tüzelőanyag-fogyasztás szektoronként évenként helyettesítési trendek szerint Erőforrás hasznosítás hazai import Energetikai technológia létező új beruházási igények Energiaköltségek, árak létrehozott adóbevételek támogatási igények Környezeti paraméterek fajlagos és össz. szennyezés szennyezési költség Beletekintés a reakciófgv-ekre árak mennyiségek korlátok

23 A szennyezéseket csomópontonkénti kiszámolja és jelzi,
a felhasználó által választott szennyezőkre

24 Esettanulmány. Hazai előrejelzés a villamosenergia-iparból származó üvegház-gáz kibocsátásokra A villamosenergia-szektor az Egyezmény szempontjából könnyen kezelhető, globális szinten a kibocsátások több mint 30%-áért felelős iparág. A felhasznált tüzelőanyag 63%-a fosszilis eredetű, 6,5 Gt szén (C) légköri kibocsátását okozva. A Kiotói Egyezmény kontextusában indokolt tehát a villamosenergia-szektor vizsgálata, különös tekintetettel a gazdasági előrejelzések szerint várható igénynövekedésre is. A “Role of nuclear energy and other energy options in meeting international goals on GHG emission reduction” IAEA CRP részeként között Magyarország is végrehajtott egy átfogó energetikai elemzést, amely számbavette a hazai villamosenergia-szektor fejlesztésének reális forgatókönyveit különös tekintettel a Kiotóban tett vállalásokra. Az elemzés az MVM szakembereinek adatszolgáltatásán alapult.

25 Az elemzés során figyelembe vett tényezők
Igénynövekedés: egy kisebb, és egy nagyobb átlagos éves igénynövekedést feltételeztünk (+0,9%/+1,8%). A villamosenergia importjának háromféle – egy közepes, egy nagyobb, és egy minimális növekedést feltételező – változatával számoltunk. A 2013 után kiváltandó (paksi) erőművi kapacitások pótlására három szcenáriót alakítottunk ki, az alapszcenárió szerint a pótlás (kombinált ciklusú) gázturbinás erőművekkel történne, a nukleáris szcenárió szerint az élettartamuk végére érő paksi erőművi blokkokat felújítanák, a szenes szcenárió pedig fluidágyas széntüzelésű blokkok üzembehelyezését feltételezi. Az erőművi kibocsátások modellezésénél ezenfelül azzal a feltételezéssel éltünk, hogy az üzembehelyezendő kapacitások a mindenkori technikai fejlettség színvonalának megfelelőek lesznek.

26 A kapott eredmények segítségével vizsgálhatjuk a villamosenergia-iparban legfontosabb üvegház-gáz, a CO2 kibocsátások alakulását az egyes szcenáriók esetében, és összehasonlíthatjuk az Egyezményben vállalt kötelezettségeinkkel. A villamosenergia-ipar CO2 kibocsátását a bázisidőszakban ( ) és az ehhez képest a villamosenergia szektorban teljesítendő csökkentési kötelezettséget, illetve az egyes szcenáriók által eredményezett CO2 kibocsátásokat összegzi az 1.1 táblázat.

27 2012-ig az egyes kapacitáspótlási szcenárióknak nem volt jelentős megkülönbeztető hatása a kibocsátásokra így jelentősen egyszerűsödik táblázatunk. Minden esetben a széntüzelésű kapacitásbővítést vettük figyelembe, amely felső korlátot jelent a kibocsátások tekintetében. Látható, hogy minden esetben a villamosenergia-szektor jelentős nettó „kibocsátásmegtakarító” pozícióban van, képes a nemzetgazdaság más ágazatainak esetleges túlzott kibocsátásait is ellensúlyozni. Ugyanakkor figyelmeztető jel az esetleges nagyobb igénynövekedés és korlátolt importlehetőség („Nagy igény, C import”) melletti túlzott, kvótát súroló CO2 kibocsátás.

28 Fontos tanulsággal szolgál, ha megnézzük a 2020-as évre számított
szektorszintű CO2 kibocsátások szintjét, és ezt összevetjük a 2012-re vállalt kibocsátási szintekkel.

29 A következő ábrákon, terjedelmi okokból rögzítve az egyéb tényezőket, az egyes kapacitásbővítési szcenáriók által a villamosenergia-szektorbeli kibocsátások előrejelzését mutatjuk be.

30

31

32

33 Kiotói vállalás 2012-re

34 Kiotói vállalás 2012-re

35 Kiotói vállalás 2012-re

36 Az ENPEP futtatásaival nyert fenti eredmények tehát bemutatják a különféle feltevéseknek eleget tevő szcenáriókat, és az azokhoz tartozó különféle kibocsátásokat. Kutatásunk fontos eredménye az alternatív fejlődési útvonalakhoz tartozó tüzelőanyagigény meghatározása, illetve az egyes kapacitásbővítési fogatókönyvek kibocsátásainak komparatív elemzése. Meghatározásra kerültek az egyes eltérő tüzelőanyagot hasznosító kapacitásbővítési szcenáriókhoz tartozó üvegház-gáz kibocsátások mennyiségei az IPCC módszertan alapján. Ezek ismeretében megállapíthatjuk, hogy a Kyotói Egyezményben tett vállalások csak a nukleáris energiából származó villamosenergia-termelés szintentartásával ill. esetleges bővítésével teljesíthetőek.

37 LEAP Modellrendszer. A LEAP model (Long-Range Energy Alternatives Planning System - Hosszútávú energetikai alternatívákat tervező rendszer) is ilyen PC-re írt modell, amely az integrált energiatervezést segíti. A bostoni Tellus Intézet és a Systemexpert közötti kétoldalú együttműködés keretében (Magyar-Amerikai Közös Tudományos Alap No 062/90) ezt a modellt továbbfejlesztettük, és a magyar viszonyoknak megfelelően adaptáltuk. A LEAP rendszer három alkotóeleme eszerint a következő: 1. A bázisévre vonatkozó elemzés (az energiafelhasználás és ellátás jelenlegi struktúrája). 2. Az alapeset elemzése (az energetika keresleti-kínálati viszonyainak a jelenlegi tendenciákat tükröző előrevetítése különböző időtávokra a legfontosabb jellemzők (pl. gazdasági és demográfiai előrejelzések, felhasznált tüzelőanyag típusok, energetikai beruházások) szerint. 3. Szcenáriók elemzése (alternatív energetikai fejlődési pályák kidolgozása, amely az alapesethez képest különböző lehetséges beavatkozásokat vesz figyelembe).

38 A LEAP, mint hatékony energetikai-környezeti elemző modell, az alábbi tulajdonságokkal rendelkezik:
- átfogó struktúra, - a felhasználó által használt nyelv, mértékegységek és léptékek, - kiterjeszthető és adaptálható adatstruktúra, - felhasználóbarát interfész, menüvezérelt modulok. Ahogy azt korábban is említettük, a LEAP környezeti szempontból is kiértékeli a felhasználó által vizsgált szcenáriókat. Ezt a kiértékelést a program egyik újonnan kifejelesztett modulja segíti. Ez a modul a környezeti adatbázis (Environmental Data Base - EDB). Ez az adatbázis tulajdonképpen egy kétdimenziós számtömb (mátrix), amelynek sorai a kibocsátások lehetséges forrásait, oszlopai pedig a különböző kibocsátásokat (hatásokat) tartalmazzák. Bármely forrást (pl. ipari folyamatok, mezőgazdasági tevékenység stb.) bevonhatunk az adatbázisba, amely valamilyen kvantifikálható hatást (szennyeződés mennyisége, károk stb.) eredményez. A forrás-hatás viszonyt lineárisnak tekintjük. Az összes szennyeződést a teljes energiatermelési és fogyasztási rendszerre ezen fajlagos kibocsátási értékek alapján számítja a program. Az EDB tartalmaz beépített értékeket (a mátrix minden eleme dokumentált), de az kiterjeszthető a speciális feltételeknek megfelelően. A program jelenleg három fő szennyezéstípust vizsgál: a légköri kibocsátásokat, a vízszennyeződést és a szilárd hulladékokat. A légköri kibocsátások magukban foglalják az SO2 -kibocsátást és az olyan fontos üvegház-gázok, mint a CO2, a CO és az NOx kibocsátását, továbbá egyéb szennyezőanyagok kibocsátása is vizsgálható.

39 LEAP programstruktúra

40 Tipikus adatigény a LEAP-ben
Makroökönómiai változók Energiaigény adatok Energiakínálatadatok Technológiai opciók

41 A LEAP hazai adaptálása
Két hosszútávú energetikai szcenáriót vizsgáltunk Magyarországra. Az első szcenárió alapvetően új lignit tüzelésű erőművek építésén alapszik, míg a másodikban elsősorban az új nukleáris blokkok fedeznék a növekvő energiaigényt. Mindkét szcenáriót összehasonlítottuk az alapesettel. Mivel a vizsgálatokban elsősorban a légköri szennyezőanyagokra koncentráltunk, az atomos szcenárió tűnt reálisabbnak. A legújabb elképzelések szerint elképzelhető még nagy kapacítású kőszenes erőművek építése is, ahol a kőszenet importból szereznénk be. A közeljövőben ezt a szcenáriót is meg kell vizsgálni. Nem csupán felhasználtuk a LEAP-et, hanem azt össze is hasonlítottuk más, jelenleg Magyarországon hozzáférhető modellekkel. Az egyik referenciamodell az ENPEP-IMPACTS (az Argonne National Laboratory, University of Chicago fejlesztése), a másik pedig az EFOM_ENV volt, (amelyet az EK Commission of European Communities, DG XII alakított ki). Tapasztalataink szerint a LEAP a leginkább felhasználóbarát, a legkönnyebben kezelhető program. Nem éri el az EFOM_ENV matematikai komplexitását (amely tulajdonképpen egy lineáris programozási modell), de a döntéshozók általában úgyis csak két-három szcenáriót tartanak eleve lehetségesnek. Az IMPACTS hasonló a LEAP modellhez, de kevésbé felhasználóbarát, és kevésbé illeszkedik a magyar statisztikai rendszerhez. Ezen kívül a LEAP az energiafogyasztás szezonális jellegét is igen rugalmasan tudja kezelni.

42 Modellezés az EFOM_ENV-vel
Módszertanilag az EFOM (Energy and Flow Optimization Model): Nagyméretű LP model Statikus modell dinamikus problémákra Alkalmazható korlátok ki-, és beáramlások, kapacitások, emissziós sapkák (CO2,stb) hő, és villamosenergia-kereslet Elhárítási technológiák Célfüggvény: teljes diszkontált összktsg. (szennyezési ktsg. is benne lehet)

43 EFOM_ENV Modellszerkezet

44 EFOM ENV Esettanulmány-részlet

45

46 DECADES Módszertan Egymásbaágyazott modellek
Teljes energetikai láncok modellezése Kibocsátás és terjedésmodellezés az ENVIRAM és Ecosense segítségével A technológiai adatbázis segítségével az összes lépés leírható, az energiahordozó kitermelésétől, feldolgozásán át a hulladékgazdálkodásig, minden lépés konstrukcióra, működtetésre, és elbontásra oszlik. A láncon belül a lépéseket három fő csoportra oszthatjuk: a) az elején a kitermelés, feldolgozás, és erőműhöz szállítás b) a konverziós lépés, amikor hő és elektromos áram keletkezik a tüzelőanyagból c) a végén a szennyezés kibocsátása, salakanyagok szállítása, melléktermékek, és lerakás

47 TOXDB* VSDBs* HEIES* DBMS DECPAC
Dózis/ VÁlasz viszonyok Adatok a kiválasztott szennyezők számára TOXDB* TOXIKOLÓGIA Technikai & Gazdasági praméterek Kibocsátások & Hulladékok Általános/Referencia adatok RTDB Országspecifikus adatok CSDBs Gyártóspecifikus adatok VSDBs* TECHNOLÓGIA LELTÁR Adatok az energetika egészségügyi és környezeti hatásaira vonatkozóan HEIES* HATÁSFELMÉRÉS (IMPACT ASSESSMENT) ADATBÁZISKEZELŐ RENDSZER DBMS ADATBÁZISOK KOMPARATÍV ELEMZÉS DECPAC * not in phase 1 WASP ENPEP MODELS INTEGRÁLT KÜLSŐ INTERFÉSZ MÁS MODELLEK VALORAGUA

48

49 ECOSENSE Hatásirány módszer a villamosenergia-termelés elsődleges hatásainak meghatározására Externális költségek A villamosipar externális költségeinek becslése Esettanulmány két hőerőműre Lehetséges alkalmazások Következtetések

50 Környezeti hatások üzemanyagok és a porszennyezés
Átlagos élethossz csökkenése az antr. PM2,5 hatására (hónap) (Dumitrescu, UNEP, 2002)

51 ECOSENSE - Hatásirány módszertan
1. Kibocsátások 3. Biofizikai hatások Hatás-válaszadás fgv. Biofiz. hatás Szennyez. konc. 2. Szennyezés- terjedés 4. Monetáris értékelés   

52 Externális költségek A villamosenergia (és kapcsolt hő)termelés káros környezeti és egészségi hatásokat okoz A kárt nem térítik meg  externális költségek. Változatos hatások - közvetlen összehasonlítás nehéz. A környezeti szabályozás és környezetpolitika hatásosságának előfeltétele: a károkat fejezzük ki pénzben!

53 EcoSense Software 1997-ben a Stuttgarti Egyetem Környezeti Kutató Intézetében fejlesztették ki (IER) Referencia adatbázisok Hatásirány módszer Meteorológiai adatok importálása az ISCST számára Technológiák Szennyezésterjedés modellezése (kis távon: ISCST, nagy távon WTM model)  Referenciakörnyezet Expozíció-válasz függvények  Eredmények képernyőn való bemutatása Hatások és a társult externális ktsg-ek kiszámítása Hatások monetarizált értéke E c o S e n s e

54 Szennyezésdiszperzió
Helyi elemzés, Zágráb, r = 50 km Térbeli szennyezésimisszió terjedés Gauss-eloszlás szerinti model: ISCST (US EPA) SO2, NOx, részecskék

55 Térbeli szennyezésimisszió terjedés Részecske koncentráció
Helyi elemzés Zágráb, 50 km Térbeli szennyezésimisszió terjedés Részecske koncentráció (coal power plant) Grid cells 10x10 km g/m3

56 Externális költségek összefoglalása

57 Lehetséges alkalmazások a környezetpolitikában
Beruházástervezés: a teljes költségek figyelembevétele a projektértékelés során. Különféle technológiák környezeti hatásainak összehasonlítása egységes mértékrendszerben. Új erőmű környezetileg optimális helyszínének kiválasztása. Környezetvédelmi intézkedések tervezése: elhárítási technológiák költséghatékonysága, optimális kibocsátási korlátok kialakítása, kibocsátási díjak és adók. Környezeti teljesítmény és fenntarthatósági indikátorok kialakítása.

58 Következtetések A hatásirány módszertan jól megalapozott esköz az externális költségek kiszámítására. Elsődleges hatások: kibocsátások  légszennyezés  egészség. Az emberi egészségre legkárosabb a részecskekibocsátás Széntüzelésű erőmű 5-ször nagyobb externális költsége okoz mint egy gáztüzelésű erőmű Az externális költségek nagysága a vizsgálat kiterjedtségégétől függ. A környezetpolitikában az externális költségek alkalmazása megvalósítható Hátrányok: bizonytalanságok, ellentétes értékelés, adatérzékenység és intenzitás.

59 Összefoglalás Fontos feladat az egyes intézkedések megfelelő hatásbecslése a rendelkezésre álló modellezési eszközökkel Nemcsak az adaptáció a fontos, hanem a megelőzés (mitigáció) stratégiáinak kialakítása is kellő hangsúlyt érdemel