Magyar Energia Szimpózium

Az előadások a következő témára: "Magyar Energia Szimpózium"— Előadás másolata:

1 Magyar Energia Szimpózium - 2017
KÁRPÁT- MEDENCEI MAGYAR ENERGETIKUSOK XX. TALÁLKOZÓJA . 2017. szeptember 28. Budapest II. (Pesthidegkút) Erőművi technológiák komplex értékelése – . kiemelve az érdekhordozókat, az ökológiai lábnyomot és az egészségkárosodást Dr. Korényi Zoltán 1 1

2 TARTALOM ELŐZMÉNYEK – egy sorozat folytatása
ÉRTÉKELÉS MÁTRIX MÓDSZERREL AMIRŐL RITKÁN BESZÉLÜNK ÖSSZEFOGLALÁS

3 I. ELŐZMÉNYEK a) A szerző előadása a MESZ-2016 szimpóziumon b) A szerző cikket publikál: Magyar Energetika, szám, április c) Hozzászólások a cikkhez: Magyar Energetika, szám, augusztus ÜZENETEK . Gondolkodjunk komplexen – szelektív érvelés helyett! Ismerjük fel saját (országunk) érdekeit! Számoljunk!!! Ökológiai értékelés csak kiterjesztett életciklusban lehet korrekt!

4 ÉRDEKHORDOZÓK (akiket közvetlenül, vagy közvetetten érint)
II. ÉRTÉKELŐ MÁTRIX S. sz. SZEMPONTOK ÉRDEKHORDOZÓK (akiket közvetlenül, vagy közvetetten érint) Fo-gyasztó Gyártó Befek-tető Orszá-gunk Földünk (1) Energiaátalakítási hatásfok igen (2) Energiamegtérülési tényező Igen (3) Rendelkezésre állás (4) Költségek, árak (5) Hazai hozzáadott érték, GNI (6) Kivont földterület (ökológiai lábnyom) (7) Tartalék erőművek, tárolók szükségessége (8) A villamos hálózatra gyakorolt hatás (9) Egészség kockázatok (Years of Life Lost, YOLL)

5 2.1 ÉRTÉKELŐ MÁTRIX – az ÉDEKHORDOZÓKRÓL Fontossági sorrend Kinek?
ÉRDEKHORDOZÓK Fontossági sorrend Kinek? Megj. (A) Fogyasztók 2., 1.? (B) Berendezésgyártók 4. (C) Befektetők, energiaszolgáltatók 3. (D) Magyarország 1. !!! Földünk, planétánk 5. ??? Ki, hogyan állapítja meg a sorrendet?: Mindenki a saját érdekei szerint !!!

6 Megújuló energiát hasznosító erőművek hatásfokai:
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Gyártó Befektető Ország Földünk 1. Energiaátalakítási hatásfok Igen Megújuló energiát hasznosító erőművek hatásfokai: Erőműfajta Villamos hatásfok Megjegyzés 1. Fotovillamos erőművek 10 – 30 % 2. Szélerőművek a szél kinetikus energiájára vonatkoztatva 3. Vízerőművek 80 – 90 % 4. Geotermikus erőművek 5 – 15 % bemenő termálvíz hőjére vonatkoztatva 5. Biomassza tüzelésű gőzerőművek 20 – 30 % eltüzelt biomassza hőjére vonatkoztatva Napenergia: E1 [kWhth/év] 100% Biomassza: E2 [kWhth/év] 0,64% Erőmű: ηe = 30% E3 [kWhe/év] 0,19% ( Input a fotoszintézishez: 1300 kWh/m2a; Energianövény: 300 GJ/ha,a) ??? A napenergia energetikai hasznosítási foka: 0,19%. ÜZENET: a termőföld nem energiatermelő forrás! Használj helyette biomassza hulladékot!

7 2. KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Energiamegtérülési tényező KINEK Mi AZ ÉRDEKE?
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Gyártó Befektető Ország Földünk 2. Energiamegtérülési tényező Igen Lásd a „Háttéranyagban” Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Gyártó Befektető Ország 3. Rendelkezésre állás Igen Lásd a „Háttéranyagban” Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Gyártó Befektető Ország 4. Költségek / árak Igen Lásd a „Háttéranyagban” III. MIRŐL RITKÁN BESZÉLÜNK :::

8 MUNKAHELYEK száma a megújuló energiaiparban (2015. év):
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Hazai gyártó Befektető Ország Földünk 5. Hazai hozzáadott érték Igen 5.1 Mérce: a Bruttó Nemzeti Jövedelem (GNI) – Cél: a pénz országban tartása!!! 5.2 KKV alapítása: megújuló ipar, környezetvédelem!!! 5.3 Munkahelyek létrehozása (nem bérmunkában!!!) MUNKAHELYEK száma a megújuló energiaiparban (2015. év): Németország: 355 ezer fő (ebből szélenergia: 150 ezer fő); Franciaország: 170 ezer fő EU többi: 644 ezer fő (Európa összesen: ≈ 1,2 mill. munkahely) USA: 880 ezer fő (2017-ben) Magyarországon: ???

9 JELLEMZŐ HELYIGÉNY, m2 / MWe
KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 6. Kivont földterületek (ökológiai lábnyom) költség Igen Globális értékelés: az előállítás teljes láncolatának a figyelembe vétele. Bányafeltárástól, a létesítmény lebontásáig. JELLEMZŐ HELYIGÉNY, m2 / MWe Erőmű fajtája ERŐMŰ helyigénye Globális: teljes techn. láncolat 1. Kombinált ciklusú erőmű - földgáz 150 5 000 2. Gőzkörfolyamatu erőmű – fekete szén 250 30 000 3. Atomerőmű 280 20 000 4. Szélpark 2000 50 000 5. Naperőmű (8-30 ha mezőn) ? 6. Biomassza, fatüzeléssel 300 3 millió 7. Biomassza: silókukorica + gázmotor 5000 2 millió 8. Geotermikus, ORC 1300 10 000

10 Forrás: Weißbach és társai [2]
Jellemző ÉRDEKHORDOZÓK Fo-gyasztó Gyártó Befek-tető Orszá-gunk Föl-dünk 6.1 Nyersanyag felhasználás (ökológiai lábnyom) igen Forrás: Weißbach és társai [2]

11 Lásd a „Háttéranyagban” Lásd a „Háttéranyagban”
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 7. Tartalékerőmű szükséges Nem! Igen Lásd a „Háttéranyagban” Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 8. Villamos hálózat költség Igen Lásd a „Háttéranyagban”

12 KINEK Mi AZ ÉRDEKE? 9. Jellemző
Fogyasztó Befektető Ország Földünk 9. Egészség kockázatok (Years of Life Lost, YOLL) [1] Igen költség

13 IV. ÖSSZEFOGLALÁS „NINCSEN A TECHNIKÁBAN NAGYOBB VESZEDELEM, MINT
A megújuló energia hasznosítása kívánatos folyamat. DE!: Nem mindegy, hol, mikor és hogyan és mekkora költséggel! ALAPKÖVETELMÉNY: komplex elemzés – az érdekek vizsgálata. Több szakember együttes szakértelme és tisztesség mindenek fölött! Végeredmény legyen: Munkahelyteremtés – legfontosabb az emberi létezés! Pozitív hazai pénzügyi mérleg – GNI szemléletű projekt előkészítés! Természetvédelem: ökológiai lábnyom figyelembe vétele. „NINCSEN A TECHNIKÁBAN NAGYOBB VESZEDELEM, MINT A TUDATLANSÁG BÁTORSÁGA, A FELÜLETESSÉG KÖNNYELMŰSÉGE.” Schimanek Emil prosszor ( ) műegyetemi ny. r. tanár, felsőházi tag

14 FORRÁSJEGYZÉK [1] O. Mayer-Spohn, S. Wissel, A. Voß, U. Fahl, M. Blesl: Lebenszyklusanalyse ausgewählter Stromerzeugungstechniken, IER, Stutgart, [2] D. Weißbach, G. Ruprecht, A. Huke, K. Czerski, S. Gottlieb, A. Hussein: Energy intensities, EROIs, and energy payback times of electricity generating power plants. Berlin, 2013 [3] Joachim Grawe: Energieerntefaktoren bei der Erzeugung elektrischer Energie. [4] Projected Costs of Generating Electricity IEA, NEA, OECD [5] Renewable Energy and Jobs. Annual Review International Renewable Energy Agency (IRENA) [6] Dr. Andreas Dumm-Dr. Detlef Ahlborn-Rolf Schuster: Energiewende Erfolgreich gemacht? [7] Dr. Varjú György emeritus professzor előadása: A decentralizált energiatermelés kockázatai és korlátai.

15 Magyar Energia Szimpózium - 2016
KÖSZÖNÖM SZÉPEN MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET!

16 KÉSŐBBI UTÁNA NÉZÉSHEZ
HÁTTÉR - ANYAG

17 2. KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Energiamegtérülési tényező 𝐞 𝐌 = 𝐊𝐄𝐊𝐢 𝐊𝐄𝐁𝐞
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Gyártó Befektető Ország Földünk 2. Energiamegtérülési tényező Igen A) Energiamegtérülési tényező ( 𝒆 𝐌 ): a teljes életciklusra vonatkoztatva (EROI: Energy Return on Energy Invested; : Erntefaktor). KEBe = Eberendezések + Etüanyagbiztosítás + EO&M + Elebontás ; 𝐞 𝐌 = 𝐊𝐄𝐊𝐢 𝐊𝐄𝐁𝐞 e M = 𝐊umulált 𝐄nergia 𝐊𝐢adás 𝐊umulált 𝐄nergia 𝐁𝐞fektetés Az erőmű teljes életciklusa alatt kiadott kumulált villamos energia / befektetett energia. (Tüzelőanyag hőtartalma nélkül). Anyaggyártás – lebontás ciklusban. Energiamegtérülési idő (  𝐌 ): (EPBT: Energy Payback Time; Ta: Amortisationszeit) Mennyi idő alatt termeli meg az erőmű a teljes életciklus alatt felhasznált energiát. Anyaggyártás – lebontás ciklusban

18 Referencia erőmű paraméterek
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Gyártó Befektető Ország Földünk 2.2 Energiamegtérülési tényező Igen Weißbach és társainak a vizsgálataiból: [1], [2], [3] (tároló nélkül): Erőmű eM (EROI) [-] M (EPBT) [hónap]  Referencia erőmű paraméterek 1. Atomerőmű 75 2 1340 MW, 8000 h/a, 60 év 2. Vízerőmű - folyami 49 24 90 MW, 3000 h/a, 100 év 3. Barnaszén erőmű-külszini fejtés 31 500 MW, 7500 h/a, 50 év 4. Kombinált ciklus 28 0,3 820 MW, 7500 h/a, 35 év 5. Szélerőmű 16 14 1,5 MW, 2000 h/a, 20 év 6. Fotovillamos (tető, 100 m2) 4 71 1350 kWh/a, 1000h/a, 25 év 7. Biomassza (kukorica) 3,5 - kukorica, 55 t/ha ÜZENET: eM és M tényezők fenntartásokkal kezelendők (az alapadatok bizonytalanok, berendezés és üzemidő függőek!).

19 2.3 KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Energiamegtérülési tényező Jellemző Gyártó
Befektető Ország Földünk 2.3 Energiamegtérülési tényező Igen Forrás: Weißbach és társai [2]

20 KINEK Mi AZ ÉRDEKE? 3. Rendelkezésre állás Jellemző Fogyasztó Gyártó
Befektető Ország 3. Rendelkezésre állás Igen

21 Mai piaci ár Európában: 40-45 USD/MWh]
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Gyártó Befektető Ország 4. Költségek / árak Igen I. Alaperőművek: Életciklusra átlagolt fajlagos villamosenergia költség LCOE: Levelised Cost of Electricity Mai piaci ár Európában: USD/MWh] d = 3% d = 7% d = 10% Forrás: IEA, NEA, OECD, [4] d: diszkontráta (kamatláb)

22 Mai piaci ár Európában: 40-45 USD/MWh]
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Gyártó Befektető Ország 4. Költségek / árak Igen I. Alaperőművek: Életciklusra átlagolt fajlagos villamosenergia költség LCOE: Levelised Cost of Electricity Mai piaci ár Európában: USD/MWh] d = 3% d = 7% d = 10% Forrás: IEA, NEA, OECD, [4] d: diszkontráta (kamatláb)

23 Mai piaci ár Európában: 40-45 USD/MWh]
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Gyártó Befektető Ország 4.1 Költségek / árak Igen d = 3% d = 7% d = 10% 2. Kereskedelmi naperőmű 1. Tető napelem 3. Földi naperőmű 4. Szárazföldi szélerőmű 5. Tengeri szélerőmű Mai piaci ár Európában: USD/MWh] II. Nap- és szélerőművek: Forrás: IEA, NEA, OECD, [4] d: diszkontráta (kamatláb)

24 KINEK Mi AZ ÉRDEKE? 4.2 Költségek / árak Jellemző Fogyasztó Gyártó
Befektető Ország 4.2 Költségek / árak Igen

25 Hazai hozzáadott érték
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Hazai gyártó Befektető Ország Földünk 5. Hazai hozzáadott érték Igen A termelési és a jövedelmi mutató definíciója: GDP (Gross Domestic Product = Bruttó Hazai Termék) GDP = hozzáadott érték + termékadó. Az egy év alatt előállított javak és szolgáltatások összege. GDP = fogyasztás (magán és közösségi) + beruházás + export – import GNI (Gross National Income) = Bruttó Nemzeti Jövedelem) A GDP módosítva a külföldről kapott és külföldre kifizetett elsődleges jövedelemmel (osztalék, kamat, munkabér, földjáradék) . GNI = GDP + jövedelem külföldről – jövedelem külföldre Példa 2014-ből: (GNI/GDP)Németország = 1,023 (GNI/GDP)Magyarország = 0,955 AZ ORSZÁG ÉRDEKE: POZITÍV PÉNZÜGYI MÉRLEG. Cél: GNI > GDP

26 Hozzáadott érték- MUNKAHELY Munkahelyteremtés és a megújuló energia
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Hazai gyártó Befektető Ország Földünk 5.1 Hozzáadott érték- MUNKAHELY Igen Munkahelyteremtés és a megújuló energia Nemzetközi gyakorlat: a támogatásra szoruló megújuló energia a munkahelyteremtés egyik eszköze. . IRENA szerint [5] a megújuló energia bevezetése világszerte: Munkahelyek növekedését hozta: 5%/év (2015-ben) Munkahelyek a megújuló szektorban: 8,1 millió fő (kis vízerőművekkel) A nagy vízerőművekben: + 1,3 millió fő Munkahelyek száma a megújuló energiaiparban (2015. év): Németország: 355 ezer fő (ebből szélenergia: 150 ezer fő); Franciaország: 170 ezer fő EU többi: 644 ezer fő (Európa összesen: ≈ 1,2 mill. munkahely) USA: 770 ezer fő Magyarországon: ???

27 Hozzáadott érték- MUNKAHELY
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Hazai gyártó Befektető Ország Földünk 5.2 Hozzáadott érték- MUNKAHELY Igen Forrás: [5]

28 Hozzáadott érték – HAZAI (+) PÉNÜGYI MÉRLEG
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 5.3 Hozzáadott érték – HAZAI (+) PÉNÜGYI MÉRLEG Igen I. Néhány számpélda a szemléletformálásunkra: A szélerőműveknek (≈ 300 MW, ≈ 600 GWh/év) kifizetünk 2016-ban (34,34 Ft/kWh): Mrd. Ft/év . 2. Ha ezt importból vennénk, kifizetnénk (12 Ft/kWh): 7,2 Mrd. Ft/év 3. Többlet kifizetésünk: 13,4 Mrd. Ft/év . 4. KÉRDÉS: Kié ez a pénz? Országban marad (akkor OK!)? Kimegy? a) A BME állami finanszírozása: ≈ 15 Mrd. Ft/év b) A Corvinus Egyetem állami finanszírozása: ≈ 7,5 Mrd. Ft/év II. Egy önmagában is érdekes számszakiság: Villamosenergia importunk: ≈ 14 TWh/év Kifizetünk érte (12 Ft/kWh): ≈ 170 Mrd. Ft/év Felsőoktatás személyi juttatásai: ≈ 178 Mrd. Ft/év Következtetések levonása: leépítések, felújítások elmaradása, …

29 Tartalékerőmű szükséges
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 7. Tartalékerőmű szükséges Nem! Igen Németország: beépített szél- és naperőművi összteljesítmény: 80 GW [6]

30 Többletköltségek az időjárásfüggés miatt:
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 7.1 Tartalékerőmű szükséges Nem! Igen Többletköltségek az időjárásfüggés miatt: Németország: Beépített teljesítmény összesen: MW Hálózatba történő betáplálás: Alsó érték: ≈ 0 MW Felső érték: kb. 50% (≈ MW) + extra kivételek Következmény: Lényegében a szél- és naperőmű-park megbízhatósága: 0% A kiegyenlítés miatt sok erőmű részterhelésen jár – hatásfok KÖLTSÉGKÖVETKEZMÉNY RENDSZERSZINTEN: 1,5-szeres kapacitásfinanszírozás (beépítettre: 2-szeres) – hatásfok csökk. Rosszabb hatásfok miatt több fosszilis tüzelőanyag fogyasztás. Részterhelések miatt nagyobb elhasználódás – O&M költségek nőnek.

31 I. ENERGIAÁRAMOK IRÁNYAI MEGVÁLTOZNAK A HÁLÓZATBAN
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 8. Villamos hálózat költség Igen I. ENERGIAÁRAMOK IRÁNYAI MEGVÁLTOZNAK A HÁLÓZATBAN A hagyományos villamos hálózati konfigurációt meghatározták: Erőművi telephelyeket a tüzelőanyag közelében építették ki; Erőművi telephelyeket folyópartokon építették ki – a hűtővíz miatt; Erőművek építése a fogyasztói körzetek közelében. A megújuló energia földrajzi forrása általában más régiókban található: A napsütés: déli tájakon; Szél: nyugaton, északon, tengeren. Következmény: A hálózat egyes szakaszain lokális teljesítménykorlát lép fel; Védelmi problémák jelennek meg; Ellátásbiztonság gyengül; Új beruházások szükségesek – többletköltség.

32 II. ÚJ HÁLÓZATÜZEMELTETÉSI PROBLÉMÁK MEGJELENÉSE [7]
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 8.1 Villamos hálózat költség Igen II. ÚJ HÁLÓZATÜZEMELTETÉSI PROBLÉMÁK MEGJELENÉSE [7] Az ellátásbiztonság feltétele: a RENDSZERIRÁNYÍTÓ ellenőrzése alatt tartja a hálózatot, annak a betáplálásait és elvételeit. A háztartási méretű erőművek ezen a körön kívül esnek. Befolyásolják a hálózat üzemét, de a rendszerirányítónak nincs beavatkozási lehetősége. Németország: > 30% kiépítettség esetén megnő a hálózati veszteség (alatta csökken). A háromfázisú rendszerekbe terhelés szimmetrizáló beépítése szükséges. Megváltoznak a feszültségviszonyok, új meddőgazdálkodásra van szükség. Az inverterek hatása a hálózatra: kHz. Harmonikusok kezelése. Az okos mérőket zavarják az inverterek. Energiaáram iránya a hálózatban korábban: 400 kV - 120kV - 20 kV – 0,4 kV. A decentrális betáplálás okozhatja: fordított irányban is (lentről felfelé). Következmény: KÖF-en szabályozható transzformátorok beépítése szükséges. A háztartási napelemek kontrollon kívül vannak. Tárolási igény (akkumulátorok). III. HÁLÓZATI EREDMÉNY: ellátásbiztonság romlása és költségnövekedés.

33 KINEK Mi AZ ÉRDEKE? 8.2 Villamos hálózat Jellemző
Fogyasztó Befektető Ország Földünk 8.2 Villamos hálózat költség Igen Németországi új igény a MW szél- és naperő kapacitás miatt: 2600 km új vezeték építése szükséges. Becsült költségek: 21 Mrd. EUR Forrás:

34 2. KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Energiamegtérülési tényező Jellemző Fogyasztó
Befektető Ország Földünk 2. Energiamegtérülési tényező Igen

35 ad. 2: IER: Lebenszyklusanalyse [1]

36 ad. 2: IER: Lebenszyklusanalyse [1]

37 ad. 2: IER: Lebenszyklusanalyse [1]

38 ad. 2: IER: Lebenszyklusanalyse [1]

39 ad. 2: IER: Lebenszyklusanalyse [1]

40 Hozzáadott érték- MUNKAHELY
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 5.2 Hozzáadott érték- MUNKAHELY Igen Forrás: [5]

41 Hozzáadott érték- MUNKAHELY
Jellemző KINEK Mi AZ ÉRDEKE? Fogyasztó Befektető Ország Földünk 5.3 Hozzáadott érték- MUNKAHELY Igen Forrás: [5]

42 ad. 5. MAGYARORSZÁG PÉNZÁRAM DIAGRAMJA – 2013. év
NEMZETGAZDASÁG FORRÁSAI miliárd Ft végső fogyasztás 23,6 % NEMZETGAZDASÁG FELHASZNÁLÁSA milliárd Ft termelő-felhasználás export felhaszn 5112 Bruttó felhalmozás Folyó áron, milliárd Ft GDP (hozzáadott érték): 31,8 % folyó termelő- felhasználás import GDP termékadó 4683 h.a. érték Villany-, gáz-, távhő- fogyasztók kiadásai: ≈ 2200 Mrd. Ft ??? Kevés! Forrás: KSH

43 ad. 5. ERŐMŰVEK és a GNI kapcsolata CÉL:
Mi gyarapítja a hazai pénzállományt? Beruházási szakaszban: Hazai előállítású termékek arányának növelése Hazai szolgáltatások arányának növelése Hazai munkaerő foglalkoztatása Finanszírozás hazai tulajdonú bankokból és hazai megtakarításból II. Üzemeltetési szakaszban: Hazai primer energia felhasználása Adók (az állam és az önkormányzat részére) Adósságszolgálat fizetése hazai tulajdonú bankoknak Szolgáltatások vásárlása hazai tulajdonú cégektől (pl. karbantartás) Áramexport (a külföldi pénzbeáramlás növelése) Osztalékfizetés hazai tulajdonosoknak (visszaforgatás !) CÉL: (1) GNI > GDP arányra való törekvés! (2) Energiafogyasztók kifizetései országon belül maradó részének növelése. (Domestic use of Revenues /DuR/ maximálása !