The Situation and Future of the Small Power Plants Dr. Stróbl Alajos
Magyar Villamosenergia-ipari Rendszerirányító Rt., MAVIR Rt., Budapest
Abstract
Small power plant units take priority in the building programs in Hungary as well as in Europe and the World. They have several advantages over the big ones in liberalized electricity systems. They can be built faster, more economically, with less risk and require less authorization procedures. Their price decreases and the market offering is becoming greater. Many countries support them because they could save energy. Their efficiency has become very good especially in the cogenerations electricity supply. Bigger public buildings increasingly get fitted with these. Small power plant units are environment friendly and play a large role in the utilization of renewable energy sources.
A kiserőművek Magyarországon, Európában és szinte az egész Világon elsőbbséget élveznek az erőmű-létesítésben. A liberalizált villamosenergia-rendszerekben sok előnyük van a nagyobbakkal szemben. Gyorsabban építhetők, kisebb kockázattal, kevesebb engedélyezési eljárással és egyre gazdaságosabban. Az áruk csökken, és a piaci kínálat egyre nagyobb. Sok helyen támogatják is fejlődésüket, mert energia megtakarítását jelenthetik. Hatásfokuk ma már nagyon jó, különösen a kapcsolt villamosenergia-ellátásban. Nagyobb középületekhez egyre gyakrabban építenek ilyen berendezéseket. A kiserőművek környezetkímélők és a megújuló energiaforrások hasznosításában is jelentős szerepet játszanak.
Helyzetkép
A magyar energetikai jogszabályok szerint kiserőműveknek tekintik az 50 MW-nál kisebb beépített villamos teljesítőképességgel rendelkező erőműveket. Mivel a jogszabályok csak a 0,1 MW-nál nagyobb erőművekre vonatkoznak, a 100 kW alatti erőműveket külön csoportban
„törpeerőműveknek” lehet nevezni. Természetesen az egye telephelyen létesített erőműegység összes beépített teljesítőképességét tekintetbe kell venni e határoknál, tehát például egy helyen hat tíz megawattos egység már nem tekinthető kiserőműnek. Ez vonatkozik a bővítésekre, az átalakításokra is.
Hazánkban a kiserőműveknek az a legnagyobb előnyük, hogy nem kell engedélyt - építési, üzembe helyezési, működési, majd leállítási engedélyt - kérni az energetikai hatóságoktól, elég csak a szokásos helyi építési engedély, mint minden létesítménynél. Nem kell lakossági közmeghallgatás sem. A környezetvédők sem tiltakoznak, mint általában egy erőmű építésekor. Az országos sajtó sem foglalkozik velük - főleg nem elítélően.
Az elmúlt években ezért egyre inkább ilyen erőműveket építenek, és nagyon ritka lett a nagyerőmű-építési igyekezet. Ennek több oka is van. A széntüzelésű vagy nukleáris erőművek csak akkor építhetők meg gazdaságosan, ha azok nagyok. Olajerőművek nem épülnek, és a nagy vízerőműveket is nehéz elfogadtatni (lásd a Bős-Nagymaros Vízerőmű-rendszer helyzetét). Földgázra építenének - gyakran építenek is - nagyerőműveket, de ma már itt is nagy a piaci kockázat. A villamosenergia-igények nem nőnek jelentősen, a csúcskihasználás
egyre nagyobb, tehát a csúcsterhelések növekedési üteme kisebb, mint az energiaigényeké.
Ilyen ütemhez gazdaságosabbnak látszik kisebb erőművekkel igazodni.
Magyarországon 2003 végén összesen mintegy 8500 MW beépített villamos teljesítőképességű erőműpark van, az évi csúcsterhelés pedig csak közelíti a 6000 MW-ot.
Jelentős a villamos energia behozatalának és kivitelének a különbsége is, tehát az importszaldó. A liberalizáció beindulásával nyáron a csúcsidei importszaldó néha meghaladta az 1000 MW-ot, és a téli időszakban is legalább 800 MW-tal lehet számolni (1. ábra). Ilyen körülmények között nem is kellene új erőműveket építeni. Mégis kell, mert a meglévő erőműpark többségében régi egységekből áll, üzemük gazdaságtalan, sokszor megbízhatatlan - rossz az üzemkészségük - és környezetvédelmi okokból elfogadhatatlanok. Hamarosan 800-1000 MW le is fog állni, főleg a régebbi széntüzelésűek. Az igények évente 1-3%-kal növekednek. Átlagban 2%/évvel számolunk a jövőben, de tartósan hideg tél és hosszú forró nyár esetén - mint idén - sokkal nagyobb az igénynövekedés.
7900
kiserőmű erőmű importszaldó
100 közüzemi és ipari erőmű, melyek száma már nem növekedik, inkább csökken. Az ipar is áttért a korszerűbb, összetett körfolyamatú, gáz- és gőzturbinás erőművek (CCGT) építésére. Ezek természetesen hőt is adnak, és a hatásfokuk nagyon jó. Földgázzal az üzemük nagyon gazdaságos, olajjal már kevésbé, ezért lekötik a gázt. Már három ilyen ipari, földgáztüzelésű egység működik Magyarországon.
A legnagyobb fejlődés a gázmotoros kapcsolt energiatermelésben mutatkozik. A 0,5-5 MW közötti egységekkel igen gyorsan korszerűsíteni lehet a helyi távhőrendszerek forrásoldalát.
Ma már mintegy száz helyen működik vagy épül ilyen erőmű, és együttes villamos teljesítőképességük közelít a 200 MW-hoz. Fejlődésüket a támogatások is segítik. A földgázt olcsóbban kapják, mint a nagyfogyasztók a lakossági hőellátás miatt, a termelt villanyt viszont drágábban veszi át a helyi áramszolgáltató az átlagos nagykereskedelmi árnál. A különbséget persze a privatizált áramszolgáltatók az államtól bevasalják. Sajnos a támogatás odáig ment, hogy már a legnagyobb vidéki nagyvárosokban (mint például Miskolcon vagy
Győrben) is gázmotorok épülnek és nem nagy kapcsolt termelésű CCGT-egységek (mint pl.
Budapest kerületeiben vagy Debrecenben). A gázmotoros kiserőművek elsősorban a kisebb települések hőellátásaihoz illeszkednek jól, nagy hőkörzetekben jobbnak látszik a gázturbinás, nagyerőműves megoldás - csak azt nem támogatják mondván, hogy az egyébként is gazdaságos (lásd. Kelenföld, Újpest, Kispest és Debrecen példáját). Kötelező átvétel és jelentős támogatás nélkül azonban a bankok kevésbé kedvezményes hitelt nyújtanak csak, ezért a beruházók is elsősorban a kiserőműveket kedvelik.
A kiserőművek másik szerepe a megújuló energiaforrások jobb hasznosításában jelentkezne.
Itt még nagyobb ugyan a támogatás - építési segítség, nagyobb áron kötelező átvétel - mint a kapcsolt termelésnél, az adottságok azonban nem olyan kedvezők. Az ország földrajzi helyzetéből adódóan, mindössze 48 MW-ot kitevő vízerőmű-parkunk van, és nagy fejlődésre nem lehet számítani. Az egyetlen - fővárosi - hulladékégető erőmű hivatalosan egyelőre nem számít a megújuló forrással működő erőművek közé, mert a „megújuló” szemetet nem szelektív gyűjtik és hasznosítják, tehát azt is elégetik, ami egyébként újból hasznosítható lenne. Persze hamar bevezethetik a szelektív gyűjtést, és a 24 MW-os erőmű is besorol a támogatott típusok közé. Egyelőre új hulladékégető erőmű nem épül, de az évtized végére már szükség lenne rá.
A szélerőművek ma a legnépszerűbbek a világon. Németországban ma már 12-13 GW szélerőmű-park működik, és sok szélkerék forog Ausztriában is. A Kárpát-medence közepén egyelőre négy szélerőmű működik: egy 250 kW-os a Tési-fensíkon, egy 650 kW-os a Duna partján (Kulcs) és két 650 kW-os a Kis-Alföldön (Mosonszolnok). Ezek az erőművek a sorozatgyártás miatt egyre olcsóbbak, gyorsan felszerelhetők. Egy hátrányuk van, termelésük a széljárástól függ. Nincs tengerünk, tengerpartunk, nincsenek magas hegyeink, így az átlagos szélenergia-kínálat jóval kisebb, mint Európa legtöbb részén. Bizonyára sok szélerőmű épül azonban majd hazánkban, akár 100-200 MW is lehet - igencsak megnehezítve a rendszerszabályozási feladatainkat.
A geotermális (vagy geotermikus), az újabban magyarul földhőnek nevezett energia nehezen áll a villamosenergia-ipar szolgálatába, de fűtésre, melegvízként sok helyen használják. A napenergia-hasznosításban is elsősorban a napkollektorok terjednek, a napelemek kevésbé. Az olcsó földgáz ma még nem kedvez a terjedésnek.
Marad tehát a biomassza, mint megújuló energiaforrás. Elsősorban természetesen a fa, mint legtöbb helyen manapság a világon. Nagy erdőgazdaságaink fakitermelése meghatározó, és ezt a fát eddig is felhasználták, például a bútoriparban, a farostlemez-gyártáshoz. Mivel az Európai Unió azt kívánja tőlünk, hogy évtizedünk végéig a hazai villamosenergia-termelésnek legalább 3,6%-a származzon megújuló forrásokból (ma 0,5% ez az arány), a terveinkben fatüzelésű erőművek is szerepelnek. Ezek nem új erőművek, hanem a leállításra késztetett régebbi erőművek egy-egy kazánját átépítik fatüzelésre, és az erőmű többi része (épület, gépház, turbinák, generátorok, villamos berendezések, hűtőrendszerek, vízelőkészítők stb.) megmaradhat. Három helyen az országban így marad meg két 30 MW-os és egy 50 MW-os gépegység. Három térség faállományát három helyen hamarosan - 2005-től - így hasznosítjuk.
Gyakran felvetik, hogy a kiserőművek drágák, hiszen a fajlagos költség általában növekedik a teljesítőképesség csökkenésekor. Általában igen, azonos típusnál. Itt azonban új típusokról van szó, amelyeket új elvek szerint szerkesztettek. A fő előny azonban az, hogy az összkiadás nem olyan nagy. Gondoljuk meg, hogy például két korszerű atomerőmű-egységgel kellene helyettesíteni egy meglévő atomerőművet. A fajlagos költség itt 2000 €/kW körül van, két korszerű nagyblokk tehát mintegy 5 Mrd €-ba kerülne (kb. 1300 Mrd Ft-ba). Ki fog, melyik magántársaság ilyen befektetői kalandra vállalkozni a liberalizált világban? Inkább építenek
évente mintegy 100 MW-ot kitevő kiserőműveket kb. 800 €/kW-ért, mert ez évente „csak” 80 M €-ba (kb. 21 Mrd Ft-ba) kerül, és sokkal kisebb a kockázata.
Természetesen a kiserőművek nem pótolják a nagyokat. Kedvező esetben a kiserőművi arány elérheti a 20-25%-ot egy villamosenergia-rendszerben (szabályozási zónában), de ennél nagyobb nem várható.
Jövőkép
Látva a gazdasági lehetőségeket, a piaci igényeket nagyon sok fejlesztő nekilátott a kiserőművek technológiáinak a fejlesztéséhez. Van egy hagyományos gázturbinás, gázmotoros vonal, és van egy jövőben mutató egyéb fejlesztési irányzat (pl. tüzelőanyag-elemek, napelemek stb.). Az előbbi vonalon haladva hamarabb eredményt lehet remélni, míg hosszabb távon az új technológiák a reményt keltők. A jövőkép a jelenből indul és két ága van (2. ábra): földgázbázis és megújulók (továbbfejlesztések és új technológiák).