Az energiarendszerek jellemzői, hatékonysága En&Kö Az energiarendszerek jellemzői, hatékonysága Dr. Gács Iván Magyar Mérnöki Kamara 2016. október 20.

Mi az, hogy jellemző és hatékonyság? Mi az, hogy jellemző és hatékonyság egy embernél? Attól függ, hogy mit várunk el tőle. Mi az, hogy jellemző és hatékonyság egy energiaellátásnál? Általában hatásfokot és más energetikai mutatókat értünk alatta.

Energiaellátás energetikai mutatói η= 𝑃 𝑄 ü Egy terméknél: 𝑘𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑡 𝑏𝑒𝑚𝑒𝑛𝑒𝑡 pl. hatásfok: 𝑄 ü P η= 𝑃+ 𝑄 𝑓 𝑄 ü Két terméknél: 𝑘𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑡𝑒𝑘 𝑏𝑒𝑚𝑒𝑛𝑒𝑡 pl. hatásfok: 𝑄 𝑓 kell még egy mutató: 𝜎= 𝑃 𝑄 𝑓 mert nem azonos értékűek a termékek P 𝑄 ü

Mi az, hogy jellemző és hatékonyság? Mi az, hogy jellemző és hatékonyság egy embernél? Attól függ, hogy mit várunk el tőle. Mi az, hogy jellemző és hatékonyság egy energiaellátásnál? Általában hatásfokot és más energetikai mutatókat értünk alatta. Mit várunk el tőle?

Mit várunk el az energiaellátástól? Versenyképesség alacsony üzemköltség alacsony beruházási költség megfelelő árbevétel Ellátásbiztonság Igények kielégítése mindenkor megfelelő minőségű és mennyiségű termékkel Környezet- és klímavédelem források kímélése lokális környezeti hatások mérséklése globális hatások korlátozása (klímavédelem) Versenyképesség Ellátásbiztonság Környezetvédelem

Villamosenergia-ellátás Igény is befolyásolható Ø Villamosenergia-import Erőmű építés atom-, szén-, gázerőmű, megújulók (víz, szél, nap, geotermikus, biomassza – termesztett, kivágott, hulladék) Decentralizált energiatermelés fogyasztóknál egyedi berendezések lehet szél, nap, gáz …

Atomerőmű Gazdaságosság Ellátásbiztonság Környezetvédelem alacsony üzemköltség, csekély alapanyag-ár bizonytalanság magas beruházási költség, hosszú üzemidő Ellátásbiztonság Nagyon jó üzemkészség, kényszerű leállás, visszaterhelés a gazdaságosságot rontja Környezetvédelem olcsó urán források végesek, lehetőség jobb üzemanyag-gazdálkodású típusok kifejlesztésére (IV. generáció) hagyományos lokális környezeti hatások nincs, légköri radioaktív kibocsátás igen csekély, termikus vízszennyezés lehet globális hatás nincs

Szénerőmű CCS nélkül Gazdaságosság Ellátásbiztonság Környezetvédelem közepes üzemköltség, közepes árbizonytalanság (import-hazai?) közepesen magas beruházási költség Ellátásbiztonság Jó üzemkészség, széles terhelési tartomány, lassú indulás és terhelésváltoztatás (javuló jellemzők) Környezetvédelem nagy szén (lignit) készletek hagyományos lokális környezeti hatások ellen van technológia globális hatás (szén-dioxid kibocsátás) jelentős

Szénerőmű CCS-sel Gazdaságosság Ellátásbiztonság Környezetvédelem CCS rontja a hatásfokot, közepes árbizonytalanság (import-hazai?) magas beruházási költség Ellátásbiztonság Jó üzemkészség, széles terhelési tartomány, lassú indulás és terhelésváltoztatás (javuló jellemzők) Környezetvédelem nagy szén (lignit) készletek hagyományos lokális környezeti hatások ellen van technológia globális hatás (szén-dioxid kibocsátás) nem jelentős

Gázerőmű (CCGT) Gazdaságosság Ellátásbiztonság Környezetvédelem magas üzemanyag költség, nagy alapanyag-ár bizonytalanság alacsony beruházási költség, rövid építési idő Ellátásbiztonság Jó üzemkészség, rugalmas üzem, gyors indíthatóság Környezetvédelem földgáz források végesek, hazai fogyóban pernye, SO2 kibocsátás nincs, NOx kibocsátás kordában tartható globális hatás van, CCS-sel mérsékelhető (rugalmasság, hatásfok romlik)

Vízerőmű Gazdaságosság Ellátásbiztonság Környezetvédelem nincs üzemanyag költség, nincs alapanyag-ár bizonytalanság magas beruházási költség, hosszú építési idő Ellátásbiztonság Nagyon jó technikai üzemkészség, nagyon rugalmas üzem (főleg SzET), gyors indíthatóság, vízhozam-függés Környezetvédelem nem kifogyó készlet semmilyen légköri kibocsátás nincs, ökológiai hatás lehetséges globális hatás nincs

Nap- és szélerőmű Gazdaságosság Ellátásbiztonság Környezetvédelem nincs üzemanyag költség, nincs alapanyag-ár bizonytalanság közepes beruházási költség, értékelhető teljesítőképességre vonatkoztatva magas beruházási költség, rövid építési idő Ellátásbiztonság Időjárásfüggés, alacsony kihasználhatóság, igények változásához nem tud alkalmazkodni Környezetvédelem nem kifogyó készlet semmilyen légköri kibocsátás nincs, ökológiai hatás lehetséges globális hatás nincs

Geotermikus erőmű Gazdaságosság Ellátásbiztonság Környezetvédelem nincs üzemanyag költség, nincs alapanyag-ár bizonytalanság közepes beruházási költség, rövid építési idő (kis egység) Ellátásbiztonság Jó üzembiztosság, rugalmatlan üzem Környezetvédelem mérsékleten kifogyó készlet, nincs megfelelő hőmérsékletű készlet (Magyarországon) légköri kibocsátás nincs vagy minimális, ökológiai hatás lehetséges globális hatás nincs, vagy alig

Biomassza erőmű (természetes, termesztett, hulladék) Gazdaságosság üzemanyag költség hulladéknál nincs, termesztettnél magasabb, árbizonytalanság csekély közepesnél magasabb beruházási költség Ellátásbiztonság Elfogadható üzembiztosság, mérsékelten rugalmas üzem, terheléskövetés lehetséges Környezetvédelem hulladék, termesztett nem kifogyó készlet, természetes igen lokális hatás lehet erőteljes (szénhidrogének, NOx) globális hatás hulladéknál inkább pozitív, természetesnél súlyos, termesztettnél mérsékelt

Decentralizált energiatermelés (lehet nap, szél, gáz) Gazdaságosság nincs üzemanyag költség, kivéve gáz magas fajlagos beruházási költség (kis egység) Ellátásbiztonság Gáznál jó, többi bizonytalan, megtámogatandó tárolással (akkumulátor) vagy hálózati betáplálással Környezetvédelem gázkészlet nem hatékony használata, többinél nincs kifogyó készlet gáznál NOx, többinél semmilyen légköri kibocsátás nincs globális hatás nincs, vagy közepes

Villamosenergia-import Gazdaságosság jelenleg alacsony ár, nagyon nagy árbizonytalanság mérséklet beruházási költség (csak távvezeték) a haszon más országban jelenik meg Ellátásbiztonság Átviteli kapacitás korlát, a források bizonytalansága Környezetvédelem forrásoldal és globális hatás értékelhetetlen lokális hatás nálunk nincs, pontosabban máshol van

Összefoglaló értékelés   beruházási üzem- ellátás- környezetvédelem költség biztonság források lokális globális atom * **** ***** ** szén *** szén + CCS földgáz víz szél és nap geotermikus biomassza **(***) decentralizált *(****) import ?? * nagyon kedvezőtlen *** közepes ***** nagyon kedvező

Tanulság Egy jó villamosenergia-rendszer nem lehet egysíkú, kell hogy legyen benne alaperőmű: atom-, szénerőmű (CCS megfontolandó) rugalmas üzemű erőmű: földgáz- vízerőmű megújulós: időjárásfüggőkhöz sok rugalmas üzemű kell, alacsonyan csüngő gyümölcsig érdemes decentralizált: elfogadható, amíg stabil centralizált rendszer áll mögötte import: kis mértékben nem rossz, az export bevételt hoz

Köszönöm a figyelmet Dr. Gács Iván gacs@energia.bme.hu gacsivan@upcmail.hu