a szélenergia hasznosítás 2011 évi legújabb eredményei

A szélenergia hasznosítás 2011 évi

legújabb eredményei

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

Miért szél?Növekvő energiaigény az egész világonSzén-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)

Szükséges tennünk a éghajlatváltozás ellen!

Az energiaszektor nagy részben felelős az üvegházhatású gáz kibocsátás növekedéséért

2010-ben a CO2 légköri koncentrációja elérte a 390ppm-et.

IPCC AR4 várható

T: 1.1 -6 oC 2071-2100-ra EU célkitűzése:

ne haladjuk meg 2 oC-ot!

Szélenergia potenciál a világban2008 év 80m magasságban 15km felbontás

4

Éves átlagos szélsebesség 80m magasságban a Földön 5x5km

5

CO2 kibocsátás a teljes életciklusra

Üvegházgáz-kibocsátás gCO2 egyenérték/kWh a teljes életciklusra

Jacobson, 2009

Szélenergia a világban

A világban 41,2GW új szélerőmű kapacitás épült 2011-ben, az új kapacitások több mint fele Ázsiában épül.

75 országban vannak ipari méretű szélerőművek, 22országban 1GW feletti az installált szélerőművi kapacitás.

Az installált kapacitás 21%-kal nőtt, a piac növekedése 6% az előző évhez képest. GWEC szerint közel félmillió embert foglalkoztat világszerte ez az iparág.

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

Európában a 93,957 MW szélerőmű kapacitás az európai villamos energiafogyasztás 6.3% biztosítja.

Forrás: GWEC, 2012

Összesített szélerőmű-kapacitás a világon 1996-2011 között

8Forrás: GWEC, 2012

Évente épült szélerőmű-kapacitás a világban 1996-2011

9Forrás: GWEC, 2012

Évente épült szélerőmű-kapacitás régiónként 2003-2011

10Forrás: GWEC, 2012

Első 10 a 2011-ben telepített szélerőmű-kapacitások alapján

11Forrás: GWEC, 2012

Szélenergia a világban

2011-ben a szélerőmű fejlesztésekben Kína volt a világon az első, bár nehéz év volt a szélenergia ipar számára. 2011 folyamán becslések alapján 18GW épült, 2011 decemberére 62GW az összes szélerőmű kapacitása. 2020-ra Kína 200GW kapacitás szeretne elérni.

Kínán kívül Ázsiában 2011-ben főként Indiában épültek szélerőművek (3GW), ezzel India összkapacitása 16GW. További tervekben évi 5GW építése szerepel 2015-ig.

USA-ban 2011-ben 6,8GW új szélerőmű kapacitás épült, második helyre szorult 46GW-tal a hálózatra csatlakoztatott szélerőművek összes kapacitásával a világranglistán.

Kanada rekordévet zárt 2011-ben, mintegy 5GW szélerőmű épült, főként Ontarióban.

Forrás: GWEC, 2011

Első 10 az összesített telepített szélerőmű-kapacitások alapján

13Forrás: GWEC, 2012

Szélenergia hasznosítás Európában

Európa egyértelműen elveszítette vezető szerepét2010-2011-ben a pénzügyi válság miatt új szélerőmű telepítésekben visszaesés volt – közel azonos új szélerőmű kapacitás épült.

15EWEA, 2012

Szélenergia hasznosítás Európában

European Union – EU27: 93957 MW Ebből offshore: 3810MWEuropean Union – EU15: 89670MWEuropean Union – EU12: 4287MW Candidate Countries (TR, HR): 1930 MW EFTA (Norvégia, Svájc): 565 MW Más (Ukrajna, Faroe szigetek): 164MW

Total Europe: 96607 MWEWEA, 2012

Szélenergia hasznosítás Európában

17EWEA, 2012

Évente telepített szélerőmű kapacitások Európában

18EWEA, 2012

2011-ben összesen Európában9,616GW épült, ebből 866 MW offshore szélerőmű.

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

19http://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 2001-2011

EWEA, 2012

2010 és 2011-ben telepített szélerőmű kapacitások megoszlása EU27

2010 2011

21EWEA, 2011 és EWEA, 2012

Szélenergia hasznosítás Európában

EU27 összesített szélerőmű kapacitása 2011 végén 93 957MW. 2011 évi szárazföldi telepítésekben Németország és Svédország volt jelentős, offshore kapacitásokban UK. A növekedés megállt Franciaországban és Spanyolországban.

2011-ben meglévő szélerőművek egy normál szeles évben 204TWh villamos energia termelésére képesek, mely EU bruttó végső energiafelhasználás 6,3%-át reprezentálja.

22

Németország, Spanyolország, Dánia szerepe háttérbe szorul

23EWEA, 2012

Szélenergia hasznosítás Európában EU12

24

EU12 tagállamok közül egyedül Lengyelországnak van 1GW feletti szélerőmű kapacitása!

EWEA, 2012 alapján

Szélenergia hasznosítás Európában EU12

25EWEA, 2012 alapján

Számottevő fejlesztések voltak 2011-ben az alábbi országokban: 1. Románia +520MW, 2. Lengyelország +436MW, 3.Bulgária +112MW

1.

2.

3.

4.

Új és felszámolt erőmű kapacitások megoszlása 2011-ben Európában

26EWEA, 2012

Évente épített erőművek megoszlása energiaforrásonként

27EWEA, 2012

Új villamos-energiatermelő kapacitások

EU-ban 2000-2011

28EWEA, 2012

Energiaszerkezet EU-ban2000 és 2011-ben

2000 2011

29EWEA, 2012

A szélenergiából termelt villamos energia részaránya 2011-ben az EU-ban

EWEA, 2012

A szélenergiából termelt villamos energia részarányának várható változása - EU

31EWEA, 2011

Szélenergia hasznosítás rekordere

2007 Enercon E-126első 7.5MW szélturbina Rated power: 7,500 kW Rotor diameter: 127 m Hub height: 135 m

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

Beruházási költségek várható alakulása 2050-ig

33

Álláshelyek megoszlása az EU szélenergia-iparában

34Wind 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

35

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

36

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

37

38EBRD, 2010

Szélerőművek villamosenergia-termelése és beépített teljesítőképessége

39Magyar Energia Hivatal, 2011 december

Évente telepített szélerőmű kapacitás Magyarországon (MW)

40MSZET, 2012

Szélenergiából termelt villamos energia (GWh)

41MSZET, 2012

Szélerőművek földrajzi helyzete

42

172 db szélerőmű329,325MW

MSZET, 2011

Szélturbina-gyártók részvétele a magyar piacon 2011-ben

43MSZET, 2011

Jelenlegi és tervezett szélerőmű projekthelyszínek

44MSZET, 2011

Megújuló energiahordozókkal termelt villamos energia „támogatása” a KÁT keretében*

45Magyar Energia Hivatal, 2011 december

Kötelező villamosenergia-átvétel

Előzetes, tájékoztató adatok

Stróbl, 2012. február

Kötelező villanyátvétel 2011-ben

GWh

Előzetes, tájékoztató adatok

Stróbl, 2012. február

Kötelezően átvett egyéb villany

Előzetes, tájékoztató adatok

Stróbl, 2012. február

Összes kiadott megújulós villany

Előzetes, tájékoztató adatok

261 326

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 nettó villamosenergia-termelésből

részarány a bruttó fogyasztásból

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

Stróbl, 2012. február

Szélerőművek villanytermelése 2011-ben

44,52

38,25 59

,40

66,82

53,71

59,43

58,11

35,96

40,66 52,91

27,60

60,95

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

piaci

kötelező

hónap

Összesen: 598,3 + 16,8 = 615,1 GWh; P = 326,025 + 3,25 = 329,275 MWÁtlagos kihasználás: 1868 h/a = 21,3%

GWh

Előzetes, tájékoztató adatok

Stróbl, 2012. február

Szélerőművek termelési aránya 2011-ben

Előzetes, tájékoztató adatok

Stróbl, 2012. február

Szélerőművek termelése 2011 április

52http://www.mavir.hu/web/mavir/szeltermeles

Szélerőművek termelése 2011 november

53http://www.mavir.hu/web/mavir/szeltermeles

2011 évi szélsebesség eltérése a 1981-2010 átlagtól

543TIER,2012

2011 évi szélsebesség eltérése a 1981-2010 átlagtól évszakonként

553TIER,2012

51 66 870 57 900

63

315330

750

1100

395

500

900

45

100

240

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2010 2020 2030

Meg

úju

ló v

illa

mo

s e

nerg

ia t

erm

elő

kap

acit

ás,

MW

Megújuló energia források részesedése a zöldáram előállításból

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2010 2020 2030

Biogáz

Biomassza és hulladék alapú

Szélenergia

Napenergia

Geotermikus energia

Vízenergia

A megújuló energia leggazdaságosabban hőtermelésre hasznosítható

Korszakváltás küszöbén állunk• Személyes véleményem szerint korszakváltás küszöbén állunk a hazai

szélenergia hasznosításban

• Szélerőmű technológia fejlesztés hazai lehetőségei korlátozottak (K+F, munkahelyteremtő hatás nem hazánkban keletkezik)

• Ugyanakkor az EU megújuló vállalásunk teljesítésében az egyik legolcsóbb áramtermelési technológia (fogyasztói terheket kevésbé növeli, mint az egyéb technológiák)

• Az előzőeket tekintve (fogyasztói költségek) mégis érdemes a megújuló energiamix egy részét szélenergiából fedezni, figyelembe véve a következőket:

• Szélerőmű részegységek gyártása, összeszerelő üzem telepítése hazánkban

• Az üzemeltetésből származó hasznon hazai vállalkozásoknál maradjon (hazai tulajdonú üzemeltető)

• Ez a profit fordítható a szélerőművek további kapacitás bővítését elősegítő villamos rendszerirányítás fejlesztésére is

58

Köszönjük megtisztelő figyelmüket!

tothp@sze.hu

kircsi.andrea@science.unideb.hu

http://www.mszet.hu59

Megújulók globális éves technikai potenciálja (EJ/yr)

60

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

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

61

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

62

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

63Grid report, 2010

A szélből termelt villamos energiafajlagos költségei

64EWEA, 2009

Szélerőművek jellemző tulajdonságai

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

65Grid report, 2010

Szélerőmű parkok jellemző tulajdonságai

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>, 9766Grid report, 2010