Energiaellátás és gazdálkodás - A

1. Energiaellátás és gazdálkodás - A 0. Követelmények 1. Bevezetés, célkitűzések, területek

2. Követelmények • Aláírás megszerzése • 8. heti zh. (0..100) min. 50%-os teljesítése • Szorgalmi házi feladat (csoportos, 0..50, beadás: 14. hét) • Jelenléti követelmények TVSZ szerint • Pótlás: pótzh a pótlási héten • Vizsgajegy • Szóbeli vizsga (0..100) és • Évközi zh. (0..100) + HF (0..50) összege alapján • < 101 elégtelen(1) • 101 – 125 elégséges(2), 126 – 150 közepes(3), • 151 – 175 jó(4), 176 felett jeles(5)

3. Főbb területek, témakörök • Energiaellátás • Rendszerstruktúra, jellemzők • Energiaellátó rendszerek és rendszerelemek • Villamos energia, Gáz, Hő • Termelés – Szállítás – Felhasználás • Gazdaságos energiaellátás • Technológiák és folyamatok modelljei • Optimális erőforrás-allokáció

4. Főbb területek, témakörök • Paradigmaváltás az energiaellátásban • Centralizált, decentralizált • Fogyasztóközeli (elosztott, beágyazott) • Termelő-fogyasztó (prosumer) • Kockázat és megbízhatóság • Energiagazdálkodás szervezési eszközei • Energiaaudit • Energiamenedzsment

5. Főbb területek, témakörök • Intelligens energiaellátó rendszerek • Elosztott/beágyazott technológiák • A „prosumer” koncepció • Smart és smartestgrid

6. Energiaellátás Változó világ, trendek, kihívások Rendszerstruktúra és rendszerelemek

7. Változó energiapolitikai célgeometria A hagyományos energia-politikai célháromszög Paradigmaváltás energia-politikai célnégyszögre ellátás- biztonság környezet- , éghajlat-védelem gazdasá-gosság energia-politikai négyszög energia-politikai háromszög környezet- , éghajlat-védelem gazdasá-gosság társadalmi elfogadás ellátás- biztonság

8. Fenntarthatóság Környezet és Fejlődés Világbizottság (WCED): „fenntartható fejlődés olyan fejlődés, amely kielégíti a jelen szükségleteit anélkül,hogy károsítaná a jövőbeli generációk képességét saját szükségleteinek kielégítésére.” Eszközök: • fenntartható használat • fenntartható gazdaság • fenntartható társadalom

9. WEC elképzelések WEC (World EnergyCouncil): 3A Accessibility: hozzáférhetőség minden piaci szereplő számára elfogadható áron  szabályozás Availability: energiahordozók hosszú távú rendelkezésre állása  nyitottság minden energiahordozó felé Acceptability: társadalmi elfogadottság  környezetbarát és biztonságos technológiák

10. WEC – 3A

11. energiaellátás hatásfoka: energiafelhasználás hatásfoka: Energiaellátás folyamata és mérlege Összes primer energia felhasználás, G TPES Total PrimaryEnergySupply nem megújuló energiaforrások megújuló veszteségek és nem energetikai felhasználás energiaátalakítás átalakítási, szállítási, tárolási és egyéb veszteségek szekunder energia TFC Total FinalConsumption Végenergia felhasználás, F UE UsefulEnergy Hasznos energia, H

12. Energiaellátás hatásfoka (TFC/TPES) Total final consumption x 100, % Total primary energy demand H

13. Magyarország a számok tükrében Az adatok PJ-ban A hasadóanyag (atom) hazai forrásnak tekintve 1 cm = 200 PJ import (901,7) összes energiaforrás nettó import hazai termelés 434,9 724,2 1159,1 export (177,5) összes felhasználás 100% 1126,8 készletezésre (32,3) átalakítási veszteség 246,6 2009 végső fogyasztás saját igény és veszteség 81,7 71% összes energia- felhasználás: 1040 PJ 798,5 nem energetikai célú energetikai fogyasztás 82,5 716,0 -7,7% lakosság 233,9 bruttó végső energiafogyasztás 716 PJ (64%) 202,9 közlekedés ipar 140,4 (nettó = bruttó – szállítási, elosztási, veszteségek) szolgáltatás és egyéb 138,8 Forrás: Energia Központ Kht.

14. A német energiamérleg 2011-ben hazai behozatal készlet-változás Az adatok PJ-ban 4241 11 090 79 15 410 összes forrás kivitel és tárolás 1887 13 523 100 % összes felhasználás nem energetikai felhasználás 1002 12 520 összes energetikai átalakítási veszteségek -21 3291 statisztikai különbség az energiaszektor felhasználása 501 8748 65 % végső energia 2623 2575 2195 1354 ipar közlekedés háztartás egyéb Megújulók a primerenergia-felhasználásból 11,0% Forrás: Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 64. k. 11. sz.2012. p. 28.

15. Magyarország a számok tükrében 233,9 PJ 8,6% 202,9 3,4% 9,9% 2,1% 17,8% 140,3 138,8 3,7% 5,3% 10,8% 7,2% 25,4% 94,4% 30,6% 59,0% 37,0% 48,6% 5,3% 1,8% 17,8% 3,0% 8,2% 19,6% 32,7% 19,4% 28,3% Forrás: Energia Központ Kht.

16. Változó világ - igények A primerenergia-igény aránya az egyes régiókban Forrás: World Energy Outlook 2013

17. Változó világ - források A fosszilis energiahordozók kitermelése a teljes megmaradó készlet a bizonyított tartalékok az eddig kitermelt mennyiség 3050 év 233 év 178 év 142 év 54 év 61 év földgáz olaj szén Forrás: World Energy Outlook 2013

18. Új világ – primer igények Világ, primerenergia-igény – új politikai szcenárió Mtoe Forrás: World Energy Outlook 2013

19. Új világ – végső felhasználás Mtoe Forrás: World Energy Outlook 2013

20. Energiafüggőség – EU27 2009-ben Magyarország EU-27: 54% Málta: 100% (egyedüli teljes) Dánia: -20% (egyedüli exportőr) Forrás: EU-Commission: Key Figures . 2011. június (Eurostat May 2011)

21. Várható változások Nemzeti primerenergia-megtakarítási tervek EU-27: 206,9 Mtoe 2020-ig a bázishoz képest Forrás:EU-Commission: Key Figures . 2011. június (Eurostat May 2011)

22. Energiaellátás - Áttekintő struktúra

23. 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

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

25. 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

26. 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

27. 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.

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

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

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

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

32. Erőműkapacitások – EU

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

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

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

36. 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

37. Beruházási költségek A koncepcióváltás egyik oka

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

39. Energiaellátás – Fogalmak A „negatív” energiaigényű fogyasztó (prosumer) egyvezetékes kombinált PV/termikus panel akkumulátor villamos energia fogyasztó hőszivattyú

40. 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:EnergiewirtschaftlicheTagesfragen, 60. k. 7. sz. 2010. p. 40.

41. Vezetékes energiaellátás Országos energiaellátó rendszerek

42. Vezetékes energiahordozók Földgáz infrastruktúra – rendszerelemek 8 Mm3/nap tárolás (palackos) hazai kitermelés szállítás (tartály) feldolgozás a telephelyen felhasználás fogyasztó 98,5 Mm3/nap szállítás (csővezeték) import orosz: 31 Mm3/nap nem orosz: 11 Mm3/nap 51,5 Mm3/nap földgáz gáztározó (földalatti) PB gáz, gazolin csúcsfogyasztás, -15 °C

43. Vezetékes energiahordozók Földgáz infrastruktúra – hálózat Forrás: FGSZ Zrt. éves jelentés (2013)

44. Vezetékes energiahordozók Európai – orosz földgázhálózat

45. Vezetékes energiahordozók Fogyasztás – termelés – tározás Forrás: Magyar Energia Hivatal

46. Vezetékes energiahordozók Adatok forrása: Magyar Energetikai és KözműszabályozásiHivatal

47. Vezetékes energiahordozók Hőellátásinfrastruktúra – rendszerelemek primer en. földgáz VER vill. en. hőtermelés közvetlen (kazán) kapcsolt szállítás (csővezeték) másodlagos tároló felhasználás fogyasztó hőtároló meleg-/forróvíz, fűtés hideg-/hűtöttvíz, hűtés

48. Vezetékes energiahordozók Távhőellátás – termelés – fogyasztás Lakásszám: 648 ezer (állandó); hőtermelő kapacitás kihasználtság: 53% (átl., 48%60%) átlagos hőveszteség: 17% (magas) Adatok forrása: Magyar Energia Hivatal

49. Vezetékes energiahordozók Villamos energia infrastruktúra – rendszerelemek nemzetközi kapcsolatok piac primer energia szállítás (vezeték) elosztás villamosenergia- termelés közvetlen (erőmű) kapcsolt felhasználás fogyasztó tároló kapacitások (korlátozott) tároló kapacitások (korlátozott)

50. Villamosenergia-termelés A villamosenergia-termelés primer energiahordozó bázisa Adatok forrása: Magyar Energetikai és KözműszabályozásiHivatal