Város energetikai ellátásának elemzése

Az előadások a következő témára: "Város energetikai ellátásának elemzése"— Előadás másolata:

1 Város energetikai ellátásának elemzése
Készítették: Szécsi Péter Trádler Máté Vári Gergő Bendegúz Mérnökbajnokság 2015. Budapest

2 Tartalom Város energetika szükségletének becslése háztartások egyéb fogyasztók (gyárak, üzemek stb...) Az energiaellátásra vonatkozó tervek megvizsgálása Teljes project vizsgálata megtérülés szempontjából SMART GRID lehetősége

3 Adatok, becslések a városról
1 millió fő Duna mellett Háztartások átlagos taglétszáma: ~2,6 Háztartások száma: ~385000 Egy háztartási fogyasztóra jutó éves villamosenergia fogyasztás: ~2200 kWh Háztartások éves villamosenergia fogyasztása: MWh Háztartások által okozott átlagos rendszerterhelés: 96,7 MW

4 A MAGYAR VILLAMOSENERGIA-RENDSZER (VER) 2012. ÉVI STATISZTIKAI ADATAI

5 Jelenlegi rendszerterhelés nagysága
Nem háztartási fogyasztók által okozott átlagos rendszerterhelés: ~ MW Összes átlagos rendszerterhelés: ~235 MW

6 Csúcsterhelés figyelembe vétele
Magyarország napi rendszerterhelésének az alakulása MAVIR A rendszerterhelés maximuma az átlagos terhelésnél ~1,1-1,15x nagyobb

7 Villamosenergia-rendszer fogyasztói igényeinek az előrejelzése
Az előrejelzések bizonytalansága elég nagy, illetve többfajta előrejelzés létezik. Mi évi 2% igénynövekedéssel kalkuláltunk.

8 Város várható rendszerterhelésének a nagysága 2030-ban
Átlagos rendszerterhelés nagysága: MW Csúcsidőszakban: plusz 30-50MW

9 Lehetséges tervek az energiaellátásra
Épületekre szerelt napelemek Napelemes erőműpark Mikro vízerőmű Biomassza Nyílt ciklusú gázturbina CCGT

10 Épületekre szerelhető napelemek
Napelemekkel fedett terület becslése: m2 Közintézményeken, társasházakon: ~100 m2 épületenként Családi házakon: ~8-10 m2 házanként Besugárázás évente: ~1250 kWh/m2 Napelemek hatásfoka: ~7% Napelemek összes átlagos teljesítménye: ~1 MW Beruházási költség: ~4860 millió Ft (1500 millió Ft támogatás) lakosság ösztönzése a kiépítésre

11 Napelemes erőműpark Város szélén Teljesítménye: 1 MW
Fajlagos költsége: ~1,5 millió Ft/kW Beruházási költség: ~1500 millió Ft Üzemeltetési, karbantartási költség: ~15 millió Ft évente Üzemóra: ~ 1000 h

12 Vízerőmű Mikro vízerőművek lehetségesek: Teljesítménye: 0,1 MW
Építési költség: ~230 millió Ft Üzemeltetési, karbantartási költség: ~14 millió Ft évente Üzemóra: ~8000 h

13 Biomassza felhasználású erőmű
Biomassza felhasználású gépegység teljesítménye: 15 MW Fajlagos költség: ~0,66 millió Ft/kW Beruházási költség: ~9900 millió Ft Üzemeltetési, karbantartási költség:~700 millió Ft évente Üzemóra: ~5500 h CO2 kibocsátás: kevesebb, mint földgáz tüzelőanyagú erőművek esetében, zárt ciklusú

14 Fűtőanyag igénye Hatásfoka: ~ 34% Éves energiafelhasználás: ~874000 GJ
Fűtőérték: ~ 15 MJ/kg Fűtőanyag fajlagos költsége: ~ 12 Ft/kg Fűtőanyag éves költsége: ~700 millió Ft Átlagos napi fűtőanyag mennyiség: ~160 tonna Hulladék alapú fűtőanyag?!

15 Nyílt ciklusú gázturbina
Gyorsindítású Gépegység teljesítménye: 75 MW Fajlagos költség: ~90000 Ft/kW Beruházási költség: ~6750 Millió Ft Üzemeltetési, karbantartási költség: ~270 millió Ft évente Üzemóra: ~150 h CO2 kibocsátás: ~ 0,4 kg/kWh

16 Fűtőanyag igénye Hatásfoka: ~42% Éves energiafelhasználás: ~96000GJ
Fűtőérték: ~34 MJ/m3 Fűtőanyag fajlagos költsége: ~115 Ft/m3 Fűtőanyag éves költsége: ~326 millió Ft

17 Alternatív lehetőségek kiértékelése
Kötelező átvételű villamosenergia (2013.) átvételi árai: Napenergia: 32 Ft/kWh Biomassza: 28,5 Ft/kWh Víz: 34 Ft/kWh Földgáz: 29,5 Ft/kWh Természetesen ezek az árak emelkedni fognak, de a tüzelőanyagok árai is. => jelenlegi árakat használjuk fel megtérülés számolásához

18 Ha csak az előbb felsoroltakat valósítjuk meg:
Teljes beruházási költség: ~20000 millió Ft Fűtőanyag költség évente: ~1240 millió Ft Megtérüléshez szükséges évek száma: ~25-30 év Éves átlagos teljesítmény: ~11,5 MW Ez csak a várható rendszerterhelés: 3-4%-a

19 Biomassza alapú egységek száma kritikusan befolyásolják a megtérüléshez szükséges évek számát
Felső korlátot jelent a felhasználandó tüzelőanyag mennyisége, szállítási problémák

20 Nap- és kis méretű vízerőművek beépített teljesítményének a növelésével nől a megtérüléshez szükséges évek várható száma.

21 Ajánlat alternatív megoldásokra
5x15 MW-os biomassza tüzelésű egység 1 MW-os összteljesítményű háztetőkre telepített napelemek 2x1 MW-os naperőmű ~5x0,1 MW-os kis vízerőmű 75 MW-os gyors indítású nyílt ciklusú gázturbina Beruházás összköltsége: millió Ft Megtérüléshez szükséges évek: ~12-17 év Város energiaigényének kiszolgálása: ~15%

22 Kombinált ciklusú gázturbinás erőmű
350 MW-os teljesítményú CCGT egység Hűtési feladat megoldása a Duna vizével Fajlagos költsége: ~ Ft/kW Beruházási költség: ~68250 millió Ft Üzemeltetési, karbantartási költség:~2730 millió Ft évente Üzemóra: ~4500h Így az egész projectet tekintve: Beruházási összköltség: millió Ft Megtérüléshez szükséges évek száma: ~10-15 év Város energiaigényének kiszolgálása: ~70%

23 Megtérülési idő bizonytalanságának legfőbb okai

24 CCGT esetében

25 SMART GRID Ajánlatos az előzőekben felsoroltakat SMART GRID rendszerbe kapcsolni. Előnyei: Információs technológia egyesítése az energiatermelés- és elosztás folyamatával A megújuló energia kiaknázását és a kiserőművek telepítését is (elosztott energiatermelés) pozitív irányba befolyásolja Autót a hálózatra

26

27 Felhasznált irodalom Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen, Budapesti erőművek tárgy keretében tartott előadások

28 Köszönjük a figyelmet!