Energetikai gazdaságtan 5. Az energiatermelés és –ellátás technológiája – 1.

Energiatermelés – Fogalmak Közvetlen energiatermelés (egy termék, egy technológia) hő → fűtőmű villamos energia → erőmű Kapcsolt energiatermelés (két termék, egy technológia) fűtőerőmű Kombinált ciklusú kapcsolt energiatermelés (két termék, két/több technológia) villamos energia → kombinált ciklusú erőmű vill. en. & hő → kombinált ciklusú fűtőerőmű

Közvetlen energiatermelés Mennyiségi értékelés Energiafolyam- (Sankey-) diagram Ebe Mérleg Ebe=Ehaszn.+Eveszt. Eveszt.=(1-η)Ebe Eveszt. Ehaszn. Hatásfok

Közvetlen energiatermelés Technológiai lehetőségek Fűtőművek (→hő) melegvíz (<115°C)- és forróvíz kazánok hagyományos kondenzációs gőzkazánok Gőzkörfolyamatú erőművek (→villamos en.) hagyományos (szén, olaj, földgáz) tüzelőanyagúak atomerőművek biomassza (szilárd, folyékony, gáz, komm. hull.) tüzelőanyagúak

Közvetlen energiatermelés Technológiai lehetőségek (folyt.) Gázkörfolyamatú erőművek (→villamos en.) gázturbinák belsőégésű motorok (gázmotorok) Vízerőművek (→villamos en.) folyami (duzzasztásos, átfolyós) szivattyús energiatározó Szélerőművek (→villamos en.) vízszintes tengelyű szélturbinák függőleges tengelyű szélturbinák

Közvetlen energiatermelés Technológiai lehetőségek (folyt.) Szoláris rendszerek fotovoltaikus [PV] (→villamos en.) szolár-termikus fűtés és HMV (→hő) hőkörfolyamattal (→villamos en.) Kombinált technológiák gáz+gőz körfolyamat (leggyakoribb) szoláris+biomassza stb.

Erőművek primerenergia-felhasználása Villamosenergia-termelés x 100% Összes primer energia felhasználás HU Forrás: IEA: World Energy Outlook (WEO), 2009., p. 622-654.

Villamosenergia-termelés, EU, 2010 European Network of Transmission System Operators for Electricity Európai Villamosenergia-átviteli Rendszerirányítók Szervezete Forrás: ENTSO-E. Memo 2010, 2011. április 30.

Kombinált technológiák (ciklusok) Eltérő technológiák – azonos hasznos termék Ebe RENDSZER E2,haszn. E1,veszt. 1 2 E1,haszn. E2,veszt.

Kapcsolt energiatermelés Egy technológia – több hasznos termék Részhatásfok „A” termék: Ebe „B” termék: Ehaszn.,A Eredő (bruttó) hatásfok: Ehaszn.,B Eveszt. Termékarány:

Erőműkapacitások – EU

Gőzkörfolyamatú erőmű

Gázturbina körfolyamatok

Kombinált ciklusok

Atomerőmű (PWR)

Erőművek hatásfoka

Erőművek hatásfoka

Erőművek hatásfoka Egyezményes hatásfokok Források Hatásfok, η, % q, kJ/kWh Víz-, szél- és naperőművek 100 3 600 Geotermikus erőművek 10 36 000 Atomerőművek 33 10 909

Bizonyított világrekord hatásfok Irsching 4 SCC5-8000H Mért hatásfok: η = 60,75% Mért teljesítmény: Pn= 578 MW P=609 MW G 600°C 180 bar Duna 6-8 órás állásidő után 30 min alatt teljes terhelésre; a minimum 100 MW-ról 570 MW-ra 35 MW/min-mal. Az E.ON erőművén kívül a Siemens SGT5-8000H gázturbinájára további hét megrendelés érkezett. Forrás: Brennstoff-Wärme-Kraft, 63. k. 9. sz. 2011. p. 24-26.

Kapcsolt energiatermelés Előnyök hátrányok gazdasági hasznosság: olcsóbb energiaellátás társadalmi hasznosság: környezetvédelmi előny egészségvédelmi előny ellátásbiztonsági előny fenntartható fejlődés üzemeltetési problémák: kötelező átvétel – rendszerirányítás sok esetben rugalmatlan támogatást igényel hőpiac nélkül életképtelen környezetvédelemi problémák: közel van a fogyasztóhoz nem minden tüzelőanyag elfogadható

Kapcsolt energiatermelés Tüzelőhő megtakarítás Referencia fűtőmű hatásfok (pl. gázkazán): Referencia kond. erőmű hatásfok: (a VER átlagos hatásfoka, ~35..37%) Komplex értékelés kívánatos!

Energiatermelés – Fogalmak Koncentrált energiaátalakítás nagy erőművek (döntően villamos energia) fogyasztóktól távolabb → szállítás az energiarendszer alappillérei Decentralizált kis-közepes erőművek (döntően villamos energia) legtöbbször megújuló energiabázison

Energiatermelés – Fogalmak Fogyasztóközeli (beágyazott) kis-közepes teljesítmény szinte kizárólag kapcsolt fűtőerőmű a fogyasztó közvetlen szomszédságában → szennyezés (→ olcsó szállítás) „tiszta” üzemanyag a két termék miatt a szabályozás problémás lehet

Beruházási költségek A koncepcióváltás egyik oka

Energiaellátás – Fogalmak Vezetékes energiaellátás egyvezetékes kétvezetékes villamos energia villamos energia fogyasztó fogyasztó földgáz pl.: passzív házak pl.: családi házak háromvezetékes négyvezetékes villamos energia villamos energia fogyasztó távhő fogyasztó távhő földgáz pl.: iparosított technológiával készült (panel) épületek kommunális fogyasztók

Energiaellátás – Fogalmak A „negatív” energiaigényű fogyasztó egyvezetékes kombinált PV/termikus panel akkumulátor villamos energia fogyasztó hőszivattyú

Energiatakarékos építészet fejlődése primerenergia-igény – fűtés, kWh/m2.a minimális követelmény napenergiás ház építési gyakorlat kisenergiás ház kutatás, demonstráció 3 literes ház nullenergiás ház pluszenergiás ház Forrás: Energiewirtschaftliche Tagesfragen, 60. k. 7. sz. 2010. p. 40.