Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 2. szám - Terlaky Fanni: A szivattyús energiatározók szerepe az energiatermelésben és a magyarországi alkalmazás lehetőségei
49 A szivattyús energiatározók szerepe az energiatermelésben és a magyarországi alkalmazás lehetőségei Terlaky Fanni Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék Kivonat: Tanulmányomban bemutatom a magyar villamosenergia-rendszer jelenlegi helyzetét, rendszerszabályozási és környezetvédelmi problé- mit, illetve az Európai Unió 2009/28/EK irányelvével összhangban elkészült Nemzeti Tervet, ami előirányozza egy szivattyús energiatározó létrehozását +/- 600 MW teljesítménnyel. A különböző rendszerszabályozási és energiatárolási megoldások bemutatását követően a szivattyús energiatározást ismertettem részletesebben. A rövid történeti áttekintés után, a szivattyús energiatározó technológiai fejlődésével, környezeti hatásaival, illetve a magyarországi alkalmazás lehetőségeivel foglalkoztam. A hazai lehetőségek közül az MVM ajánlása alapján a Mátra déli területeit vizsgáltam részletesebben. Ennek indoka az volt, hogy a térségben pár éven belül leálló Mátrai hőerőmű a szivattyús energiatározó számára biztosíthatja az elektromos hálózatra való csatlakozást, és a szakképzett munkaerőt, illetve megoldhatja a bányaterület rekultivációját is. A területen több alsó és felső tározó kialakítására van lehetőség, amelyek változatait megvizsgáltam. Az előzetes számítások kiértékelését követően, két, a műszaki és környezeti feltételeknek legjobban megfelelő változathoz megterveztem a szükséges nyomó- és szívócsővezetékek vízszintes és magassági vonalvezetését. A hidraulikai számítások alapján, melyeknek meghatározója a csővezetékekben kialakuló energiaveszteségek és a sebességek optimális szinten tartása volt javaslatot tettem a csővezetékek átmérőjére és darabszámára. Az eredmények kiértékelése után összehasonlítottam a két különböző típusú tározóval kialakított rendszert, és összefoglaltam a két lehetőség előnyeit, illetve hátrányait. Megállapítható, hogy egy végleges változat kidolgozásához további részletes elemzések szükségesek, amelyek a gazdaságosság, a környezeti hatások és a társadalmi elfogadhatóság vizsgálatára irányulnak Kulcsszavak: Szivattyús energia-tározó, villamosenergia-rendszerszabályozás, Vízenergia Energiatárolás Nemzeti Terv. A tanulmány célja Magyarországon a villamosenergia-szektor komoly szabályozási problémákkal küszködik, ami hatással van mind az energiatermelés versenyképességére, mind az energiaárakra. A rendszerszabályozást olyan elavult, fosszilis energiahordozókat használó erőművek végzik, amelyeket eredetileg nem erre a célra építettek. Ez a fajta szabályozás amellett, hogy gazdaságtalan, sok esetben nem képes az éjszakai terhelési minimumok követésére. [1] A nemzetközi gyakorlat alapján elmondható, hogy mind műszaki, mind gazdasági szempontból a szivattyús energiatározók jelentik a rendszerszabályozás legkedvezőbb és leg- kiforrottabb megoldását. [2] Hazánk ezért, döntött úgy, hogy a Nemzeti Terv keretein belül támogatni kíván egy szivattyús energiatározós beruházást. Tanulmányomban ezekről az energiatárolásra alkalmas létesítményekről írok. Felépítésükről, működési elvükről, szükségességükről, illetve a hazai lehetőségekről. Az energiarendszer helyzete és céljai Magyarországon és az EU-ban Az Európai Unió energiapolitikája Napjainkban egyre sürgetőbb problémává vált, a hatalmas energiaéhség, ami a Föld lakosságát jellemzi. Az általunk felhasznált energia nagyrészt nem megújuló (fosszilis, nukleáris) energia-forrásokból származik, mely források készletei napjainkra vészesen megfogyatkoztak. Azonban ez nem az egyetlen probléma. A levegőbe kibocsátott üvegházhatású gázok hatására a Földet védő ózonpajzs is elvékonyodott, ami elősegítette a globális felmelegedést. A fent felsorolt problémák ráébresztették világunkat arra, hogy cselekedni kell. Az Európai Unió energiapolitikai célkitűzései, amiket az Energia 2020 Stratégiában fogalmaztak meg, jó alapot nyújtanak egy fenntartható villamos energia- termelő és fogyasztó rendszernek. A fenntartható, verseny- képes és biztonságos energiaszolgáltatás biztosításhoz olyan gazdaságot kívánnak kialakítani, ami erőforrás- és energiahatékony és emellett alacsony szén-intenzitású (C02-kibo- csátású). Az EU, a 2009/28/EK irányelvében a megújuló források, energiatermelésből való részesedésére ír elő kötelező vállalásokat a tagállamok számára. 2020-ra az uniós országoknak átlagban el kell érniük a 20 %-os - Magyarország esetében 13 %-os - megújuló részarányt. Emellett az EU azt is kitűzte céljául, hogy lecsökkentik az üvegházhatású gázok kibocsátását 20 %-kal az 1990. bázis évhez képestül] A magyarországi villamosenergia-rendszer Hazánkban a villamos energiatermelést végző erőművek beépített összkapacitása 2010. december 31-ei adatok alapján 9317 MW, amelyből a rendelkezésre álló teljesítmény 8417,7 MW. Hatásfokuk átlagosan 42,7 %-ra tehető (2009. évi adatok alapján), azonban külön-külön vizsgálva a kis- és nagy erőműveket, jelentős eltéréseket találunk.A kis erőmüvek hatásfoka (73,4 %) jóval magasabb a nagy erőművekénél (36,6%). [1] A jelenlegi C02-intenzitása a hazai villamosenergia-ter- melésnek 370 gramm C02/kWh, ami megközelíti az európai átlagot. Ez nagymértékben köszönhető annak, hogy a Paksi Atomerőmű által megtermelt energia, a teljes termelés kb. 40 %-át adja. A Magyar Állam 2030-ra célul tűzte ki a C02 intenzitás csökkentését, méghozzá a megközelítőleg 200 gr C02/kWh-s értékre. [1] B nagyerőmü E3 kiserőmű 1. ábra: A hazai erőmüvek életkora 2010-ben [3/ saszénerömü □ szénhidrogén-erőmű m kiserőmű 2010-2015 2015-2020 2020-2025 2. ábra: A várható eró'műleállások /3/ Az ország erőművei nagyrészt elavultak. Az európai uniós átlagot meghaladják, mind a primer energiafelhasználás, mind a környezetszennyezés, mind az élőmunka-igényük terén. A Paksi Atomerőmüvet és azokat a gázturbinás blokkokat kivéve, amelyek az elmúlt évtizedekben épültek az e- rőművek változó és állandó költségei magasabbak a mérték
