20 15 XXIII. Dunagáz Szakmai Napok Konferencia és Kiállítás Visegrád MISKOLCI EGYETEM Műszaki Földtudományi Kar Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti.

Az előadások a következő témára: "20 15 XXIII. Dunagáz Szakmai Napok Konferencia és Kiállítás Visegrád MISKOLCI EGYETEM Műszaki Földtudományi Kar Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti."— Előadás másolata:

1 20 15 XXIII. Dunagáz Szakmai Napok Konferencia és Kiállítás Visegrád MISKOLCI EGYETEM Műszaki Földtudományi Kar Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék Web www.gas.uni-miskolc.hu 09 22 Galyas Anna Bella, Ph.D. hallgató Köteles Tünde, Ph.D. hallgató Energiahatékonyság növelésének lehetősége a gázátadó állomásokon 20 16 XX XX. Kárpát-medencei Magyar Energetikusok Szimpóziuma Budapest

2 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 2 Bevezetés  Európai Unió – 2020-ig 20 % energiahatékonyság elérése  gázátadó állomások sajátos kettőssége: nagynyomású szállítóvezeték energiaigény nagyközép nyomásra történő leszabályozás energiavesztesége  földgáz előmelegítése szükséges (ÜKSZ – 0 o C)  nagy számú gázátadó állomáson elvesző energia turbó-expander és generátor hasznosítása

3 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 3 A hazai földgázellátó rendszer kapcsolódási pontjai p > 25,0 bar 4,0 bar > p ≥ 25,0 bar 0,1 bar > p ≥ 4,0 bar p ≤ 0,1 bar

4 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 4 A földgázszállító rendszer strukturális jellegzetessége Csővezetékek: 100 – 1 400 mm átmérő 25 – 75 bar üzemnyomás ~30 év átlagéletkor 23 db betáplálási pont: 5 határkeresztező import 5 földalatti gáztároló 13 db hazai termelés 6 db kompresszorállomás közel 400 db gázátadó állomás

5 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 5 A gázátadó állomások kapcsolódási modellje szűrő - hőcserélő - gyorszár – monitor szabályozó – aktív szabályozó – kis kapacitású (hibagáz) lefúvató – mérőblokkok

6 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 6 A turbó-expander gépegység I. Forrás: Delgado, G.: Turboexpanders application to power generation in the natural gas expansion, Dyna, 2010.

7 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 7 A turbó-expander gépegység II.

8 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 8 Alkalmazás a világban OrszágGyártóBeüzem. évTeljesítmény (kW) SpanyolországAtlas Copco1985500 NémetországAtlas Copco+Cryostar198616 740 OlaszországAtlas Copco+Cryostar198815 000 UkrajnaTurbogaz199123 800 FehéroroszországEnergy199111 500 DániaAtlas Copco19965 000 SvájcCryostar-3 050 BelgiumAtlas Copco19979 500 IránAtlas Copco199732 000 KanadaCryostar20014 300 Anglia-20092 000

9 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 9 Szimulációs vizsgálatok 0 o C, 6 bar

10 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 10 Nagy kapacitású, nagy érkező nyomású gázátadó állomás vizsgálata I.

11 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 11 Nagy kapacitású, nagy érkező nyomású gázátadó állomás vizsgálata II.

12 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 12 Közepes kapacitású gázátadó állomás vizsgálata

13 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 13 Kis kapacitású, kis érkező nyomású gázátadó állomás vizsgálata

14 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 14 Hőmérsékletváltozás a nyomásváltozás függvényében nyomásszabályozó szelep turbó-expanderes gépegység

15 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 15 Elméleti energiatermelés a nyomás és a gázáram függvényében

16 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 16 Gázátadó-I. modell vizsgálata

17 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék 17 Gázátadó-I. vizsgálata HónapokHavi gfogy.Átl. gfogy.T talaj Érk. nyomás ExpanderKazán Nyomásszab. kazán Exp. kazán- Nyomásszab. kazán ÜzemóraExpanderKazán Nyomásszab. kazán Exp. kazán - Nyom.szab. kazán m 3 /hóm 3 /h oCoCbarkW hkWh Jan. 12 143 27116 4006419451 090155935744703 080810 960115 320695 640 Feb. 10 069 72315 000539851987137850672571 872663 26492 064571 200 Már. 11 280 81115 200739863989128861744642 072735 81695 232640 584 Ápr. 9 214 77713 000103769575663693720500 400544 32045 360498 960 Máj. 6 432 0708 80014314004011400744297 600298 344744297 600 Jún. 10 623 21915 00016347487462744720538 560537 1201 440535 680 Júl. 7 245 55910 00016315125075502744380 928377 2083 720373 488 Aug. 7 769 71010 50016327677608752744570 648565 4405 952559 488 Szep. 9 708 36614 00015336966982696720285 120502 5601 440501 120 Okt. 10 133 33813 800143176178122759744566 184581 06416 368564 696 Nov. 12 242 23117 10011359981 09297995720718 560786 24069 840716 400 Dec. 9 342 97512 70083768075780677744505 920563 20859 520503 688 SUM 116 206 050 8 9169 5647008 8648 7606 280 9446 965 544507 0006 458 544

18 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék Költségbecslés annuitásos gazdaságossági számítással 18 Forrás: Dr. Korényi Zoltán: Erőművek annuitásos számítási modellje, Budapest, 2014. június I. MŰSZAKI PARAMÉTEREK 1.Villamos teljesítmény -- 1.1 Névleges (bruttó) villamos teljesítmény MW e 1,00 - Fajlagos villamos önfogyasztás % 0,2% 1.2 Villamos önfogyasztás teljesítménye MW e 0,002 1.3 Kiadott (értékesített, nettó) teljesítmény MW e 0,998 2.Hatásfokok - nettó -- 3.1 Villamos bruttó hatásfok 80,00% 3.2 Villamos nettó hatásfok %79,84% 3.3 Termikus nettó hatásfok %0,00% 3.4 Összhatásfok - nettó %79,84% 3.Tüzelési teljesítmény MW th 1,3

19 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék Költségbecslés annuitásos gazdaságossági számítással 19 Forrás: Dr. Korényi Zoltán: Erőművek annuitásos számítási modellje, Budapest, 2014. június II. TERMELÉSI ADATOK 1.Csúcskihasználási óraszám -- 1.1 Villamosenergia termelésre h/év8 322 1.2 Hőenergia termelésre (távhő) h/év0 2.Rontó tényezők - 2.1 Kopás, elhasználódás (villamos energiára) %0,15% 2.2 Hatásfok romlás tü. anyagra (indítás, leállítás, részterhelés) % 3.Villamosenergia termelés -- 3.1 Termelt villamos energia MWh e /év8 310 3.2 Önfogyasztás (vill. energia) MWh e /év17 3.3 Kiadott (értékesített) energia (nettó) MWh e /év8 293 4.Tüzelőanyag felhasználás MWh th/ év9 636 GJ/év34 690

20 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék Költségbecslés annuitásos gazdaságossági számítással 20 Forrás: Dr. Korényi Zoltán: Erőművek annuitásos számítási modellje, Budapest, 2014. június III. BERUHÁZÁSI KÖLTSÉGEK 0.1Főtechnológia fajlagos beruházási költsége €/kW e 1 550 0.2Terepelőkészítés, folyórendezés építés előtt %0,5% 0.3Gázcsatlakozás beruházási költsége %0,5% 0.4Villamos csatlakozás (400/20 kV) költsége %2,0% 0.5Projektfejlesztési költségek (menedzsment engedélyezés, minőségbiztosítás, szakértők) %2,0% 0.6Biztosítási költségek %0,05% 0.7Építés időtartama hónap6 0.8Építés alatti finanszírozás kamatai %0,40% 0.9Tulajdonosi költségek %1,5% 0.10Előre nem látható költségek %3,0% 0.11Bontási költségek a ciklus végén %5,0% 1.Főtechnológia beruházási ktsg. (kerítésen belül komplett) mill. Ft465 2.Terepelőkészítés, folyórendezés építés előtt mill. Ft2 3.Gázcsatlakozás beruházási költsége mill. Ft2 4.Villamos csatlakozás (400/20 kV) beruházási költsége mill. Ft9 5.Projektfejlesztési költségek (menedzsment engedélyezés, minőségbiztosítás, szakértők) mill. Ft9 6.Építés alatti finaszírozás kamatterhe mill. Ft2 7.Tulajdonosi költségek mill. Ft7 8.Előre nem látható költségek mill. Ft15 9.Bontási költségek mill. Ft23 10.Összes beruházási költség: mill. Ft536 Teljes beruházás fajlagos költsége €/kW e 1 786

21 M ŰSZAKI F ÖLDTUDOMÁNYI K AR Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék Költségbecslés annuitásos gazdaságossági számítással 21 Forrás: Dr. Korényi Zoltán: Erőművek annuitásos számítási modellje, Budapest, 2014. június IV. ÜZEMVITELI KÖLTSÉGEK 0.Premisszák -- 0.1. EUR árfolyam HUF/EUR300 0.2. Tüzelőanyag (földgáz, szén), urán ár €/MWh th 15,0 Ft/GJ1 250 0.3. (Fajlagos hőár / fajlagos gázár) szorzó -0,0 Fajlagos hőár €/MWh th 0,0 Ft/GJ0 0.5. Üzemeltetés-karbantartás [O&M] költs. %3,0% 0.6. Diszkontráta (kamatláb) %5,0% 0.7. Kalkulációs élettartam év20 0.8. Annuitási tényező -0,0802 1.Tüzelőanyag költségek mill. Ft/év43,36 2.CO2 vásárlási költségek mill. Ft/év0,00 3. Üzemeltetés és karbantartás költsége mill. Ft/év16,07 4.Tőkeköltségekmill. Ft/év42,98 ÖSSZES ÉVES KÖLTSÉG mill. Ft/év102,41 V. BEVÉTEL ÉS MARADVÁNYKÖLTSÉG 1.Éves bevétel hőértékesítésből mill. Ft/év0 2.Maradványköltség villamos energiára mill. Ft/év102,41 FAJL. VILLAMOSENERGIA KÖLTSÉG €/MWh e 41,17 input adatok Ft/kWh12,35

22 Összefoglalás A turbó-expander alkalmazása nem újkeletű dolog: az izentrópikus nyomásszabályozással kinyerhető hideg energiából hozzá kapcsolt generátorral villamosenergia állítható elő Alapfeltétel az ÜKSZ-ben megfogalmazott 0 o C és 6 bar (HYSYS modell) Nagy érkező nyomású, nagy max. terhelésű gázátadó állomások: kb. 1 MW elméleti energia A turbó-expanderre 1500 EUR/kW-ot, az előmelegítő kazánra 50 EUR/kW-ot, 20 év kalkulációs élettartamot feltételezve megállapítható, hogy a berendezés beépítése piacképesnek ítélhető

23 Köszönjük a megtisztelő figyelmet! Külön köszönettel tartozunk Dr. Korényi Zoltán Úrnak szíves segítségnyújtásáért! Galyas Anna Bella Köteles Tünde Miskolci Egyetem Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék gazgab@uni-miskolc.hu kotelestunde@gmail.com Web www.gas.uni-miskolc.hu