EnergiaInfo

EnergiaInfo

Hungarian renewable energy perspectives in a global warming context

2015. május 16. - R4C

In the past years clear scientific consensus emerged that without action on climate change, the world is likely to reach 2°C warming as early as 2040, and a 4°C degree warming by the end of the century (1)(2), threatening to roll back decades of development progress.

But how this all affects Hungary, and what can such a small country do to contribute solving the problem?

Located in moderate continental climate, Hungary is currently less exposed directly to extreme weather events, but globally warmer and more volatile weather affects us and importantly they challenge the agricultural sector.

The supply of essential foods (crops, vegetables, fruits, meat) is not yet threatened, however a +2 or +4 degree warming may challenge the security of basic food supplies. We are also likely to notice significant price increase for food imported from tropical areas (such as coffee or chocolate) that are more exposed the short-term negative impacts of climate change. Since mitigation of weather related effects is very difficult on a country level, solving the root cause requires global action. Therefore it is imperative for Hungary to take part in the economic transition triggered by climate change, and adopt to a more sustainable energy mix.

As a member state of European Union, Hungary also undertook required pledges and set targets for renewable energy usage, aiming to reach 14,65% of overall ratio of renewable energy usage until 2020, with the following specification:

  • heating and cooling (for buildings) - 18,9%
  • electricity - 10,9%
  • transportation - 10%

It is important to understand the distribution of energy usage among different sectors to be able to set the focus areas to work on:

Total domestic energy consumption in Hungary in 2015 is expected to be 849 PJ (i.e. 20 288 ktoe) energy (3)

More than half of the total energy consumption is used for heating and cooling buildings, while the remaining 46% is split between electricity generation and transportation. In the next paragraphs I zoom on these sectors, and draw up potential ways to develop:

1) Heating and cooling

The current ratio of using renewables for heating and cooling buildings is under 10%, and there is a limited potential of massively utilising renewable sources for heat generation (available options are biomass, solar thermal and geothermal).

Therefore the real gain lies in implementing higher environmental quality standards for new buildings to increase energy efficiency as well as modernising old buildings . This brings benefits twofolds: cutting emission, and smaller costs for tenants and building owners for heating and cooling of buildings.

Related to this initiative, a new legislation has passed this May to pledge for 18% overall energy consumption cut until 2020, focusing on building efficiency by introducing higher energy efficiency standards.

2) Electricity generation

Hungary increased the shares of renewables in electricity consumptions from 2006 to 2013 from 2.82% to 4.59%, see on the table below:

Energy production in Hungary (4)

However, new wind power plants were not commissioned to build since 2010, and recently the government imposed an extra tax on solar panels with a widely criticised move. In the meantime, the overhaul and expansion of a nuclear power plant has started. (Unfortunately withholding any economic impact analysis from public debate regarding this investment.)

Nevertheless, the new nuclear power plant is expected to keep providing at least 50% of the country's electricity needs in the next 30 years, which may also lead to gradual phasing out of coal and gas fuelled power plants, in case renewable energy production gets more prominent.

For this to happen, it is essential not to hinder the market penetration of solar panels, since in the coming years levelised cost of energy production with solar panels is catching up with the costs of using fossil fuels. Additionally, the electricity grid also has to be prepared for the transition since a system with more rooftop solar panel implies for a more decentralised grid, which challenges the current status quo.

In the meantime, implementing additional carbon taxes seems to be not viable economically: the increased costs would further decrease the economic competitiveness of the country and the region.

3) Transportation

Transportation has less potential for significant gains compared to the sectors above, however stronger support to low-fuel consumptions vehicles and further improving public transportation (together with urban planning) can gradually reduce emissions.

In summary, while Hungary is less exposed to short-term severe effects of global warming, the country needs to contribute to global efforts in order to reduce long term affects causing serious agricultural problems. Transition to cleaner energy usage is essential, and the largest area for improvement lies within energy efficiency measures (particularly heating and cooling of buildings), both supported by top-down policies and general economic buying behaviour. Additionally, renewable energies (rooftop solar) should be supported with proper infrastructure and economic incentives, as well as general public awareness must be raised about global warming to trigger grassroot actions.

 

Sources:

(1) Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC): Fifth Assessment Report, Climate Change 2013: The Physical Science Basis 

(2) World Bank: Turn Down the Heat: Why a 4°C World Must Be Avoided

(3) Hungarian Renewable Energy Utilisation Plan

(4) Hungarian Independent Transmission Operator Company Ltd (MAVIR Zrt.) - Source: Electricity grid mid- and long-term supply side capacity development report 2007 and 2014

Visszaveti-e az olcsó olaj a megújulókat?

Hogyan hat az utóbbi hónapok alacsony olaj ára a megújuló energiaforrások felhasználásának terjedésére? Visszaveti, vagy netán megfojtja-e az olcsó olaj a szárnybontogató napelemes piacot?

A válasz rövid és egyértelmű: Nem. De miért is?

Az olajat főként a közlekedésben használjuk fel, míg a megújulók elsősorban a villamos-energia termelésben érintettek. Így a két energiaforrás nem igazán versenyez egymással: az olaj túl értékes ahhoz, hogy villamos-energiát állítsunk elő az elégetésével - különösen a széleskörű alternatív felhasználási lehetőségeit tekintve - még 50 dollár alatti hordónkénti ár esetén is.

Az alábbi diagramon az Egyesült Államok példáján keresztül láthatjuk, hogy a kőolaj közel háromnegyede a közlekedésben kerül felhasználásra:

nyers_koolaj_felhasznalasa_1.PNG

Forrás: U.S. Energy Information Administration

A napenergia elsősorban a szénnel, földgázzal és az atomenergiával versenyez. Mint a megújuló energiaforrások legújabb generációja, a teljes energia mix kevesebb mint 1%-át teszi ki világszerte, azonban 2050-re a Nemzetközi Energia Ügynökség előrejelzései alapján a legjelentősebb energiaforrássá fog válni.

Ennek fő oka az, hogy a napelem egy technológia, nem pedig egy üzemanyag.
Méghozzá egy egyszerű technológia, amihez milliók értenek. Miközben ezt a cikket olvasod, a világ valamelyik részén valaki épp otthon bütykölget (vagy egy laborban kísérletezik) és egy újabb kis fejlesztéssel tovább javítja a napelemek hatásfokát. És ugyanez történik holnap és holnapután is. Emiatt az elmúlt néhány évben rohamosan emelkedett a napelemek hatásfoka és csökkent a költségük, melyet a Bernstein Research Commodities and Power című kiadványában az alábbi ábrán illusztrál:

bernstein_chart_magyarul.png

Energiaforrások ára ($) / millió brit hőmennyiség

A fenti ábra bemutatja a különböző energiaforrások árát az 1940-es évektől kezdve. A kakukktojás a napelemes technológia, ami csak pár éve lépett a piacra. A kezdeti magas árak olyan gyorsan esnek, hogy pár éven belül megelőzi a legolcsóbb fosszilis energiahordozókat: a szént és a földgázt. Azon a néhány területen, ahol közvetlenül versenyez az olajjal, az olajnak nem sok esélye marad. 

Természeten érdekes kérdés, mikor jutunk el oda, hogy a megújulók a közlekedésben is kiválthatják a kőolaj származékokat. Hosszú távon a fenntartható jövő érdekében egyértelmű a képlet: az olajat arra kell használni, hogy hasznos dolgokat készítsünk belőle, nem pedig elégetve energiát nyerni belőle.

Aki szeretne jobban elmélyülni a témában, annak ajánlom az alábbi forrásokat:

 

Fűtés-hűtés – a legjelentősebb szektor az energiafogyasztás és a megújulók számára

Pár évvel ezelőttig a megújuló energiahordozók használatával kapcsolatos viták és törvénykezés szinte kizárólag a villamos energia termelésére és a közlekedésre fókuszált. Eközben a fűtés-hűtés szektorról nem sok szó esett, holott ez az ágazat az EU teljes energia felhasználásának majdnem felét teszi ki, és a hőenergia túlnyomó része továbbra is fosszilis tüzelőanyagok elégetés során keletkezik, jelentős környezetterhelést eredményezve.

Az Európai Megújuló Energia Tanács (EREC – European Renewable Energy Council) becslése szerint az 2020-ig az EU fűtési és hűtési igényeinek 25%-át lehet fedezni megújuló energiaforrásokból megfelelő szabályozási támogatással. Ez az érték 2030-ra 50%-os, 2050-re pedig 100%-os lehet.

A hazai helyzet itt arányaiban nem különbözik nagyban az EU-s átlagtól. Magyarországon is a hűtés-fűtés szektor a legnagyobb energiafogyasztó, több energiát használva fel, mint a villamosenergia-termelés és a közlekedés összegezve. /A számokat részletesebben Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Tervében is tanulmányozhatjuk, ám fontos megjegyezni, hogy a 2010-es kiadás javarészt 2008-2009-es adatokon és becsléseken alapul. Ha bárki rendelkezik frissebb adatokkal, nagy örömmel fogadom./

figure_1_-_teljes_brutto_hazai_energiafogyasztas_megoszlasa.PNG

A teljes hazai fogyasztás 2015-ben várhatóan 849 PJ (azaz 20 288 ktoe) energia
 

Megújuló energiaforrások az energiatermelésben

Egy korábbi posztban a villamosenergia-termelés kapcsán már láthattuk, hogy a három szektorra eltérő célkitűzések vannak a megújuló energiafelhasználással kapcsolatban: A megújuló energiaforrások 14,65%-os 2020-as célértékében kiemelkedő szerepet vállal a fűtés és hűtés szektor a maga 18,9%-os célértékével. A lenti táblázatot nézve azonban feltűnhet, hogy jelenleg (a 2015-ös becslés alapján) még közel áll egymáshoz a fűtési és a villamos energia szektor megújuló energiaforrás felhasználása, vagyis a nemzeti célkitűzés a 2015 és 2020 közötti időszakban vár nagyon dinamikus változást a fűtési-hűtési szektorban, hogy a 2015-ös 9,8% érték szinte megduplázódjon 2020-ra.

figure_2.PNG

figure_3.PNG

A fentiek alapján, hogy két okból is fontos a fűtés-hűtés szektor a megújuló energiaforrások szerepének növelése kapcsán: nem csak a legnagyobb energia felhasználó szektor, de egyúttal a kormányzati forgatókönyv a megújuló energiaforrások legintenzívebb felhasználójának is szánja.

És milyen forrásokból jöhet a megújuló a fűtés-hűtésben?

Látva a megújuló forrásokból származó hőenergia termelés fontosságát, ezek után laikusként már nem hagyhat nyugodni minket a kérdés: Honnan lesz ennyi megújuló hőenergiánk?

3 fő forrást ismerünk megújuló hőenergia termelésre:

  • Biomassza (ami megában foglalja a szilárd biomasszát, bioüzemanyagokat, illetve a biogázt)
  • Napenergia (solar thermal)
  • Geotermikus energia

Mind Magyarországon, mind Európa-szerte a fenti három forrásból kiemelkedő arányban van jelen a fűtéshez használat biomassza felhasználása, a másik két energiaforrás felhasználása egyelőre csekély, azonban az érintett országok viszonyaitól változó mértékben növekszik (például: a geotermikus hő Svédországban és Magyarországon, a naphőenergia pedig többek között Németországban és Görögországban nyer teret.)

Magyar statisztikák híján egyelőre európai értékekkel tudjuk illusztrálni helyzetet:

figure_4.PNG

Végezetül az EREC alábbi rövid videója összegzi a fűtési-hűtési szektor szerepének fontosságát a fenntartható fejlődésben, és röviden illusztrálja a felhasználható technikákat:

A háztartási villamosenergia-fogyasztásról - Mi mennyi?

Korábban olvashattunk már arról, hogy milyen forrásokból jön a Magyarországon felhasznált éves 43 TWh villamosenergia. De ehhez mennyiben járulunk hozzá átlagos otthoni fogyasztóként a háztartásainkkal? És milyen a magyar háztartások villamosenergia fogyasztása más európai országokhoz képest? Ezekre a kérdésekre keressük a válaszokat az alábbi cikkben.

A háztartási villamosenergia fogyasztás csak egy részét képezi a teljes magyar összfogyasztásnak, sőt ez a kisebb rész az ipari fogyasztás mellett. Az alábbi diagramon a MAVIR kimutatása alapján láthatjuk, hogyan oszlott meg a 36,26 TWh nettó fogyasztás (ennyi marad a 43 TWh-ból az erőművi önfogyasztás és a hálózati veszteségek után).

Éves nettó villamosenergia-fogyasztás a három összevont szektorban

eves_villamosenergia-fogyasztas_megolszlasa_2013.PNG

A 10.580 GWh háztartási felhasználás háztartásonként 2577 kWh, illetve fejenként 1064 kWh villamosenergia fogyasztást jelent. (A 2011-es népszámlálási adatok felhasználva: 4 105 708 háztartás és 9 937 628 fő lakosság.)

1064 KWh / fő / év: vagyis napi átlag 2,91 kWh villamosenergiát használunk otthon. Ez annyi, mint ha 6 darab ma már nehezen beszerezhető 100W-os villanykörtével világítanánk minden nap 5 órán keresztül. Szerencsére ennél árnyaltabb a helyzet, a villanykörték is kevesebbet fogyasztanak, és a fenti teljesítmény oszlik el az összes háztartási gépünkre és világításra.

A kilowatt-órákkal való dobálózás után azonban a háztartási villamosenergia-fogyasztás költsége talán már kézzelfoghatóbb mindannyiunk számára a havi villanyszámla befizetés alapján. De mik az átlagértékek?

Vegyük az ELMŰ jelenlegi díját (bruttó 38,44 - 39,44 Ft/kWh), ezzel az átlag 2,42 fős magyar háztartás havi 8590 Ft-ot, éves szinten pedig 102.690 forintot fizet villamosenergia számlára.

És vajon hol állunk fogyasztásunkkal a régióhoz képest?

eu_-_vill_energ_fogyasztas_tablazat_1.PNG

2010-es állapotok szerint Magyarországon az egy főre jutó háztartási villamosenergia-fogyasztás meghaladja a 2004-óta az EU-hoz csatlakozott 12 állam átlagát, amely 916 KWh/fő. Ennek nagyjából kétszerese volt 2010-ben az maradék 15 állam átlagfogyasztása 1886 KWh/fővel.  (2012 - EC Energy Efficiency Status Report)

Érdekes látni a grafikonról a kiugróan magas svéd és finn értékeket, mely már közelít a világon legmagasabb kanadai és amerikai fogyasztási értékekhez. (Ennek ellenére az európai átlagnál kisebb a svéd szén-dioxid kibocsátás – 2012-ben fejenként 5.1 tonna, szemben az EU átlag 7.9 tonnával – köszönhetően annak, hogy a megtermelt áram 78%-s atom- és vízierőművekből származik.)

A svéd és finn értékeket kiemelve már a többi ország is jobban összehasonlíthatóvá válik:

eu_-_vill_energ_fogyasztas_tablazat_2.PNG

Zárszóként talán érdemes megemlítenünk, hogy az elmúlt években az energiahatékonysági intézkedések előtérben kerülésével megtört a korábbi egyenletes növekedési ütem az egy főre jutó háztartási villamosenergia felhasználás terén, így a mai értékek nem térnek jelentősen a 2010-es adatoktól. 

Hány lakóház tetején pihen napelemes panel Magyarországon?

A minap belebotlottam egy információba, mely szerint az Egyesült Államokban már több mint fél millió otthon vagy vállalkozás van felszerelve napelemes rendszerrel (összesen 15.900 MW kapacitás teljesítményben).

Vajon hol állhat ehhez képest az EU és Magyarország?

Kiindulásként érdemes tisztáznunk, hogy csak a fotovoltaikus napelemes rendszereket vizsgáljuk, ettől eltérőek a hőenergián alapuló napkollektoros rendszerek, illetve a koncentrált napenergia erőművekkel. (utóbbi kapcsán egyre gyakoribbak a gyenge megtérüléssel kapcsolatos hírek és aggályok)

Először vessük egy pillantást a globális helyzetre a European Photovoltaic Industry Association adatai alapján:

  • 2013-ban 38.5 GW újonnan telepített fotovoltaikus napelemes kapacitással bővült világszinten az összesen már 138.9 GW kapacitást elérő globális fotovoltaikus napelemes kapacitás, míg 2012-ben a bővülés 30 GW-os volt. A nagyságrendeket érzékeltetve: a teljes magyar energiatermelési kapacitás 8.6 GW, míg világszinten nagyságrendileg 6000 GW körül lehet, vagyis a napenergiás kapacitás 2-3% körül lehet a teljes energia palettán. Ezzel együtt a napenergia a víz és szélerőművek mögött továbbra a harmadik legfontosabb megújuló energiaforrás globális szinten.
  • Ázsia megelőzte Európát, a 2013-az új napelemes telepítések 56%-át reprezentálva.
  • A legtöbb napelem telepítés Kínában történt, 11,8 GW kapacitás értékben, ezt követte Japán (6,9 GW) és az Egyesült Államok (4,8 GW)
  • Európában 11 GW kapacitás került csatlakoztatásra a hálózathoz, jelentősen csökkenve a 2012-es 17,7 GW és a 2011-es 22,4 GW-hez képest. Továbbra is Németország jár az élen, 2013-ban 3,3 GW-tal bővül a napelemes kapacitás.

A jelentős európai csökkenés hátterének egyik oka a politikai döntések következtében megfogyatkozott támogatások mértéke: a legerősebb zuhanás Belgium (600 MW-ről 215 MW) és Franciaországban (1115 MW-ről 613 MW-re) történt.

Szemléletes az alábbi ábra, mely bemutatja a jelenlegi európai állapotokat napelem sűrűség terén, azaz egy lakosra vetítve hány Watt napelemes kapacitással rendelkeznek a régiók:

pv_capacity_per_capita_in_europe_2013.PNG

legend_installations_data_1.PNG

Itt már láthatjuk, hogy lakosonként kb. 2W kapacitásunk van (vagyis egy villanykörtében lévő izzó töredéke). Magyarországon 22 MW (a MAVIR szerint 25 MW) napelemes kapacitás van felszerelve, melyet 2020-ig 63 MW-ra tervezünk növelni. A jelenlegi 22 MW-nak:

  •          50% kereskedelmi
  •          15% ipari
  •          35% lakóházakra van építve

Vagyis nagyjából 7,7 MW kapacitás származik a lakóházakra felszerelt napelemekről. Innen már csak becslések alapján tudunk továbblépni: amennyiben átlagos lakossági 2-3 kW-os rendszert feltételezünk, akkor vélhetően 3850-2560 lakóépületre kerülhetett 2013-ig napelemes rendszer. Így valószínűleg nem állunk messze a valóságtól, ha azt mondjuk, hogy Magyarországon 2-4000 lakóház rendelkezik a tetejére szerelt kisebb-nagyobb napelemes rendszerrel.

Természetesen, ha bárki ennél pontosabb információval rendelkezik, örömmel fogadom :-)

Ha pedig valakit érdekel a matek, mennyire éri meg manapság napelemeket telepíteni, az alábbi cikkben behatóan ismerkedhet a számokkal (a válasz röviden: egyre inkább megéri).

Villamosenergia - Hogy állunk a megújuló erőforrások használatával?

„Szél van, nap van,
Víz van, termál sok van
De ezeket alig használjuk”

                                                                     /Belga – Energia, Megyék, Népesség/

Világszerte sok szó esik manapság a megújuló energiaforrások szerepének növeléséről és fosszilis tüzelőanyagoktól való függés csökkentéséről. Ebben éllovas szerepre kíván törni az Európai Unió, melynek 2020-ig tartó keretprogramja ambiciózus célokat határoz meg tagországai számára. Ezzel összhangban a Nemzeti Energiastratégia a megújuló energiaforrások összes felhasználáson belüli arányát 2020-ra 14,65%-ban határozta meg. Laikus érdeklődőként felmerült bennem a kérdés: vajon hol állunk jelenleg, és milyen fejlődést hozott az elmúlt pár év?

Forrásként fellapoztam a MAVIR honlapjáról elérhető „A villamosenergia-rendszer közép- és hosszú távú forrásoldali kapacitásterve” elemzések közül a 2007-es és a 2014-es kiadásokat.

Table1.jpg

Első ránézésre vékonynak tűnhet a 3,13%-os jelenlegi érték, azonban nem szabad elfelejtenünk, hogy a biomassza elégetéséből származó energia is megújulónak minősül. (Ezt a témakört talán érdemes később boncolgatnunk). Így máris 4,59%-ra ugrottunk a megújuló energiaforrások felhasználásának tekintetében.

Illetve fontos tudnunk, hogy a már említett 14,65%-os célérték egészen pontosan egy általános célkitűzés a 2020. évi teljes bruttó energiafelhasználáson belül a megújuló energiaforrásokból származó energiára vonatkozóan, mely eltérő részarányokból áll össze:

  •          fűtés és hűtés (2020-ra 18,9%)
  •          a villamos energia (10,9%)
  •          közlekedés (10%)

És hogyan fogjuk elérni a mágikus 10,9%-ot hat éven belül? Egyrészt az energiahatékonyság növelésével (vagyis az abszolút megújuló értékek nem nőnek jelentősen, miközben a teljes áramfelhasználás csökken), másrészt a meglévő kapacitások jelentős bővítésével lehetséges a cél elérése.

A lenti táblázat kiindulásként 2019-re és 2020-ra adja meg az előirányzott beépített teljesítőképességet Magyarország megújuló energia hasznosítási cselekvési terve alapján:

Table2.jpg

 A számokból látható, hogy elsősorban a szél- illetve a biomassza-erőműveknek jutna jelentősebb szerep a megújuló energiaforrásokat hasznosító erőművek közül. Viszonyításként egy átlagos szélerőmű turbina 1-2 MW energia teljesítménnyel bír. Ilyenből kellene pl. 2-400 darab :-)

 

wind turbines.jpg

süti beállítások módosítása