A szélenergia hasznosítás2012 évi

legújabb eredményei

Dr. Tóth Péter egyetemi docens SZE Bíróné Dr. Kircsi Andrea egyetemi adjunktus DE

Miért szél?

�Növekvő energiaigény az egész világon�Szén-dioxid-mentes energiatermelési mód –

Klímaváltozás elleni küzdelem része!�Leggyorsabban és relatívan legkisebb befektetéssel

megvalósítható erőművek sorába tartoznak a szélerőművek

�Hozzájárul az energiatermelés diverzifikálásához, az energiabiztonság növeléséhez

�Szélenergia – ipar kedvező társadalmi-gazdasági hatásai: 2008-ban 400000 embert foglalkoztatott direkt, vagy indirekt módon (EWEA, 2009 január – Wind at Work)

Szüks éges tenn ünk a éghajlatv áltozás ellen!

� Az energiaszektor nagy részben felelős az üvegházhatású gáz kibocsátás növekedéséért

� 2013. májusában a CO2légköri koncentrációja elérte a 400ppm-et Manua Loa (Hawaii) állomáson.

� IPCC AR4 szerint a várható ∆T: 1.1 - 6 oC 2071-2100-ra

� EU célkitűzése: ne haladjuk meg 2 oC-ot!

Megújulók globális éves technikai potenciálja (EJ/yr)

4

IPCC, 2011: Summary for Policymakers. In: IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs�Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure SPM.XX

Éves átlagos szélsebesség 80m magasságban a Földön 5x5km

5

CO2 kibocsátás a teljes életciklusra

Üvegházgáz-kibocsátás gCO2

egyenérték/kWh a teljes életciklusra

Jacobson, 2009

Becsült ÜHG kibocsátás teljes életciklusra számolva (g CO2eq/kWh)

7

Sathaye, J., O. Lucon, A. Rahman, J. Christensen, F. Denton, J. Fujino, G. Heath, S. Kadner, M. Mirza, H. Rudnick, A. Schlaepfer, A. Shmakin, 2011: Renewable Energy in the Context of Sustainable Energy. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs�Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure 9.8

Különböző RES technológiák fajlagos költségeinek terjedelme

8

IPCC, 2011: Summary for Policymakers. In: IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs�Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press. Figure SPM.5

Villamos energia

Hőtermelés

Üzemanyag

Szélenergia hasznosítás a világban

� A világban 44,6GW új szélerőmű kapacitás épült 2012-ben, az új kapacitások több mint fele Ázsiában épül.

� 100 országban üzemelnek ipari méretű szélerőművek, 22országban van (15 európai) 1GW feletti az installált szélerőművi kapacitás.

� A szélenergia megkerülhetetlen és vitathatatlanul fontos szereplőjévé vált a világ energiapiacának.

� A világban a 282GW szélerőmű kapacitás a világ villamos energiaigényének 3%-át képes biztosítani. Európában az energiafogyasztás 7%-át adja szél.

GWEC, 2013; WWEA, 2013.

Összesített szélerőmű-kapacitás a világon 1996-2012 között

10Forrás: GWEC, 2013

Évente épült szélerőmű-kapacitás a világban 1996-2012

11Forrás: GWEC, 2013

Évente épült szélerőmű-kapacitás régiónként 2003-2012

12Forrás: GWEC, 2013

Első 10 a 2012-ben telepített szélerőmű-kapacitások alapján

13Forrás: GWEC, 2013

Szélenergia a világban

� 2012-ben a szélerőmű fejlesztésekben Kína volt a világon az első, bár nehéz év volt a szélenergia ipar számára. 2012 folyamán becslések alapján 13GW épült, 2012 decemberére 75GW az összes szélerőmű kapacitása. 2020-ra Kína 200GW kapacitás szeretne elérni.

� USA 2012 évi új szélerőmű telepítései megduplázódtak előzőévhez képest, mintegy 13GW épült, a hálózatra csatlakoztatott szélerőművek összes kapacitásával eléri a

60GW-ot, amely a világranglistán vezető.

� Kínán kívül Ázsiában 2012-ben főként Indiában épültek szélerőművek (2GW), ezzel India összkapacitása 18GW. További tervekben évi 5GW építése szerepel 2015-ig.

� Rekordévet zárt 2012-ben Brazília. Forrás: GWEC, 2013

Első 10 az összesített telepített szélerőmű-kapacitások alapján

15Forrás: GWEC, 2013

Szélenergia hasznosítás Európában

�Európa egyértelműen elveszítette vezetőszerepét

�2010-2011-ben a pénzügyi válság miatt új szélerőműtelepítésekben visszaesés volt – közel azonos új szélerőműkapacitás épült.

16EWEA, 2013

Szélenergia hasznosítás Európában

�European Union – EU27: 105696 MW

Ebből offshore: 1166MW – kb 10%

�European Union – EU15: 99308MW

�European Union – EU12: 6388MW

� Candidate Countries (TR, HR): 2492 MW

� EFTA (Norvégia, Svájc): 753 MW

� Más (Ukrajna, Faroe szigetek, Oroszo.): 296MW

Total Europe: 109236 MWEWEA, 2012

Szélenergia hasznosítás Európában

18EWEA, 2013

Szélenergia hasznosítás Európában

�2012-ben összesen Európában

�11,6GWszélerőműépült, ebből

�1166 MW offshore szélerőmű.

19EWEA, 2013

Legnagyobb offshore szélfarm2012 február Walney wind farm 367MW

2012 február Walney wind farm 367MW

2012-2013 London Array 1000MW

� Területe 100km2

� 175db szélerőmű

� 2db offshore alállomás,1db szárazföldi alállomás

� 450km tengeri vezeték

� 630MW villamosenergia termelés - 480,000 háztartás energiafogyasztása

� 925,000 t CO2 megtakarítás

20http://www.telegraph.co.uk/earth/earthnews/9071998/Worlds-biggest-offshore-wind-farm-opens-off-Britain-as-new-minister-admits-high-cost.html

102 × Siemens SWT-3.6

Offshore részarányának változása (MW) EU szélenergia piacán 2001-2012

EWEA, 2013

2010 és 2011-ben telepített szélerőműkapacitások megoszlása EU27

2010 2011

22EWEA, 2011 és EWEA, 2012

EU27-ben 2012-ben telepített szélerőmű kapacitások megoszlása

23EWEA, 2013

Szélenergia hasznosítás Európában

�EU27 összesített szélerőmű kapacitása 2011 végén 105.7GW. 2012 évi szárazföldi telepítésekben Németország és Olaszország volt jelentős, offshore kapacitásokban UK. A növekedés megállt Franciaországban és Spanyolországban.

�2012-ben meglévő szélerőművek egy normál szeles évben EU bruttó végsőenergiafelhasználás 7%-át képesek fedezni.

24EWEA, 2013

Németország, Spanyolország, Dánia szerepe háttérbe szorul

25EWEA, 2013

Németország, Spanyolország, Dánia szerepe háttérbe szorul

26EWEA, 2013

Szélenergia hasznosítás Európában EU12

27

EU12 tagállamok közül Lengyelországnak és Romániának van 1GW feletti szélerőmű kapacitása!

EWEA, 2013 alapján

Szélenergia hasznosítás Európában EU12

28EWEA, 2013 alapján

1.

2.

3.

4.

Számottevő fejlesztések voltak 2012-ben az alábbi EU12 országokban: 1. Románia +950MW, 2. Lengyelország +884MW, 3.Bulgária +13 1MW

Megújulók (RES-E) hálózatra csatlakozásának megítélése EU27 tagállamokban

29RES Integration Project, 2012

Új és felszámolt erőmű kapacitások megoszlása 2011-ben Európában

30EWEA, 2013

Évente épített erőművek megoszlása energiaforrásonként Európában

31EWEA, 2013

Új villamos-energiatermelő kapacitások

EU-ban 2000-2012

32EWEA, 2013

Energiaszerkezet EU-ban2000 és 2012-ben

2000 2012

33EWEA, 2013

A szélenergiából termelt villamos energia részaránya 2012-ben az EU-ban

EWEA, 2013

A szélenergiából termelt villamos energia részarányának várható változása - EU

36EWEA, 2011

Szélerőművek jellemzőtulajdonságai

Szélerőmű karakterisztika <terjedelem>, tipikus érték

Névleges teljesítmény (MW) <0.85 - 6.0>, 3.0

Rotor átmérő (m) <58 - 130>, 90

Fajlagos névleges teljesítmény (W/m2) <300 - 500>, 470

Kapacitás tényező (%) onshore/offshore <18 - 40>/<30 - 45>

Kihasználási óraszám (h) onshore/offshore <1600 - 3500>/<2600 - 4000>

Fajlagos éves energiatermelés (kWh/m2/év) <600 - 1500>

Technikai rendelkezésre állás (%) <95 - 99>, 97.5

37Grid report, 2010

Szélenergia hasznosítás rekordere

�2007 Enercon E-126első 7.5MW szélturbinaRated power: 7,500 kW

Rotor diameter: 127 m Hub height: 135 m

http://www.enercon.de/en-en/66.htm

Szélenergia hasznosítás rekordere

�2007 Enercon E-126az első 7.5 MW-os szélturbina

Névleges teljesítmény: 7,500 kW,Rotorátmérő: 127 m,

Súlyponti magasság: 135 m.

http://www.enercon.de/en-en/66.htm

1. Főtengely

2. Fordítómechanizmus

3. Generátor

4. Lapátkerék csatlakozás

5. Rotor

6. Lapát

Szélerőmű parkok jellemzőtulajdonságai

Szélerőmű park karakterisztika <terjedelem>, tipikus érték

Névleges teljesítmény (MW) <1.5 - 500>

Szélerőművek száma 1 – néhány 100

Fajlagos teljesítmény hányad ( MW/km2)offshore

<6-10>

Fajlagos teljesítmény hányad ( MW/km2)onshore

<10-15>

Kapacitás tényező (%) onshore/offshore <18 - 40> / <30 - 45>

Kihasználási óraszám (h) onshore/offshore <1600 - 3500>/<2600 - 4000>

Fajlagos éves energiatermelés (GWh/km2/év) onshore

<30 – 40 >

Fajlagos éves energiatermelés (GWh/km2/év) offshore

<20 – 50 >

Technikai rendelkezésre állás (%) <95 - 99>, 9740

Grid report, 2010

41Grid report, 2010

A szélből termelt villamos energiafajlagos költségei

42EWEA, 2009

A szélerőművek termelési egységköltsége a kihasználási óraszám függvényében

A fejlesztések révén várható csökkenés a 2020-as és 2030-as évekre (A felső görbe a nagyobb beruházást igénylő tengeri rendszer).

Wind Power Barometer – EUROBSERV’ER – 2013. febr

Beruházási költségek várhatóalakulása 2050-ig

44

A szélerőművek (és a PV napelemek) fajlagos beruházási költségeinek

változása

A kontinentális típusoknál 2020 után jelentős változás nem várható

Árkockázat skála: a fix átvételi ártól a zöldbizonyítványig

46RES Integration Project, 2012

Szélből termelt villamos energia átvételi árai Magyarországon

47MEH alapján, 2013

Álláshelyek megoszlása az EU szélenergia-iparában

48Wind at Works, 2009

Magyarország szélenergia potenciálja

�Elméleti potenciál: 532,8 PJ/év

Forrás: MTA Energetikai Bizottság Megújuló Energia Albizottság, 2006.

�Szélenergia potenciál H=75m, D=75m, E=56,85TWh (204,7PJ/év), Péves átl.=6489MW

49

Wantuchné Dobi I. et al., 2005

Wantuchné Dobi Ildikó, Konkolyné Bihari Zita, Szentimrey Tamás, Szépszó Gabriella,2005:Széltérképek Magyarországról "Szélenergia Magyarországon"

2005.01.19, Gödöllő (11-16)

Szélsebesség eloszlás 75m-en

50

Fajlagos szélteljesítmény (W/m2) 75m magasságban Magyarországon

Wantuchné Dobi I. et al., 2005 Országos potenciális energia 75 méteren: 204PJ/évDr. Hunyár Mátyás MMT előadás 2005.10.13 OMSZ

51

52EBRD, 2010

Évente telepített szélerőműkapacitás Magyarországon (MW)

53MSZET, 2012

Szélerőművek földrajzi helyzete

54

172 db szélerőmű329,325MW

MSZET, 2011

Szélturbina-gyártók részvétele a magyar piacon 2011-ben

55MSZET, 2011

Szélenergiából termelt villamos energia (GWh)

56MSZET, 2013

57MEH, 2013

Szélerőművek havi kapacitás kihasználtsága (%) és a KÁT termelés aránya (%)

58

Összes kiadott megújulós villany

Előzetes, tájékoztató adatok

261326

868

1646

1371

1669

2259

26282730

2441

0,8% 1,0%

2,8%

5,0%

4,1%

4,5%

6,1%

7,9%7,9%

7,2%részarány a hazai nettóvillamosenergia-termelésb ől

részarány a bruttófogyasztásból

0,7% 6,0%6,9%6,8%0,9% 2,3% 4,2% 3.4% 4,1% 5,5%

Stróbl, 2012. február

Jelenlegi és tervezett szélerőműprojekthelyszínek

60MSZET, 2011

Megújuló energiamennyiség,előrejelzés

62

Megújuló energiaforrások felhaszn álása 2010 és 2020 -ban

63

2020-as szélenergia vállalások teljesítéséhez szükséges évente telepítendő szélerőmű kapacitások

EWEA, 2011

Magyarország2020-ra 750MW építését vállalta.Évente átlagosan60-90MW építése lenne kívánatos.

Tényleges és NCST-ben tervezett jövő a szélerőmű-kapacitásra

és a szélből termelt áramra

65

1000 MW szélkapacitás forgatókönyv 2020(ÜHG kibocsátás, földgázkiváltás)

� Szélbázisú villamos energia termelés: 11780 GWh

(összesen 2011-2020 időszakra)

� Földgázkiváltás: 83160 TJ (~2,5 mrd m3 ; ~750 millió USD)

(összesen 2011-2020 időszakra)

Környezeti hatás

� Elkerült CO2 kibocsátás: 4,7 millió tonna = 95 millió EUR

(összesen 2011-2020 időszakra; 20EUR/tonna)

EU megújuló vállalásunk teljesítésében az egyik lego lcsóbb áramtermelési technológia (fogyasztói terheket kevé sbé növeli,

mint az egyéb technológiák)

Megújuló energiaforrások részesedése a zöldáram előállításból a jövőben Magyarországon

Biogáz

Biomassza és hulladék alapú

Szélenergia

Napenergia

Geotermikus energia

Vízenergia

Wind Power Barometer – EUROBSERV’ER – 2013. febr

Az EU27 országainak nemzeti cselekvési tervei által becsült és a ténylegesen várható

szélerőmű-kapacitás változás

69

70

71

72

73

74

76

77

Köszönjük megtisztelőfigyelmüket!

tothp@sze.hu

kircsi.andrea@science.unideb.hu

http://www.mszet.hu

78