Láng Sándor: Tiszai árvízapasztó tározóból SZET? |
|
A hazai SZET (szivattyús energiatározó) tervekről
Két fontos rendszerbeli hiányosságunk van, amelyek drágítják a villamosenergia fogyasztói árát ([1], [2], [3]):
Tiszai árvízapasztó tározóból SZET?
(Gondolatok egy energetikus szemszögéből)
A hazai SZET (szivattyús energiatározó) tervekről
Két fontos rendszerbeli hiányosságunk van, amelyek drágítják a villamosenergia fogyasztói árát ([1], [2], [3]):
- Nincs elég szekunder szabályozási tartalékunk.
- Nem tudjuk gazdaságosan megoldali a völgyi (éjszakai) időszakok kezelését.
A SZET-ek vizsgálata évtizedek óta napirenden van. Létesítésüket sürgető tanulmányok, szakcikkek, előadások az elmúlt néhány évben sokasodtak. Jelen javaslat szempontjából lényegesnek tekinthető megállapításaik:
- A hazai villamosenergia-rendszer műszakilag már ma is igényelne egy kb. ±300 MWe kapacitású SZET-et.
- Távlatokban (megújulós kötelezettségeink, Paks II.) ennél nagyobb teljesítményű lenne indokolt, akár ±900 MWe-ig ([1], [2], [3]).
- Funkciójában lehetne vagy fogyasztási völgyben (éjszaka) tározás és csúcsban kisütés üzemű, vagy – inkább - rendszer-szabályozási (szekunder, tercier) tartalék kapacitás szerint működő ([1], [2], [3]). Rendszerünkben mind a két funkciójú SZET-re szükség lenne. (Külföldi tapasztalatok alapján a művet olyan berendezésekkel és kapcsolásban célszerű megépíteni, amely biztosítja a tisztán szabályozási céllal történő működtetését is ±100% teljesítmény-tartományban [2].)
A Tiszai árvízapasztó tározókról
A Vásárhelyi terv keretében megépült öt tározó (Cigánd-Tiszakarádi, Tiszaroffi, Hanyi-Tiszasülyi, Nagykunsági és Szamos-Kraszna-közti), a hatodik (Beregi) pedig építés alatt áll [4].
Az árvízapasztó víztározók fontosabb adatai [4]:
A tározók tölthetőségi szintje a megépült gátak szintje alatt 1 m (ez valószínű megegyezik az ottani LNV (legnagyobb vízszint) értékével). Legfontosabb műtárgyai a beeresztő-ürítő zsilipek (430 m3/s) és ezek környezetében az energiatörők. Jellemző, hogy öntözőcsatornák köré vagy mellé telepítették, s felhasználták a Tisza meglévő töltés-szakaszait.
A körbezárt terület domborzatát csak annyira érintették, amennyire a gátépítés anyagigényei indokolták. A beruházás része volt a környező települések infrastruktúrájának (elsősorban csatorna, hulladék) rendbetétele, utak, egyéb műtárgyak áthelyezése, építése.
A Vásárhelyi terv leírásából [4]: a területek elárasztására 30-40 évenként lehet számítani. Egy tározó feltöltési ideje 3-10 nap. A várható visszatartási idő az ár levonulásától függően kb. 1 hónap.
A tározók területének meghatározó része művelés alatt állhat. Elárasztás esetén a gazdákat kártérítés illeti.
A tározható víz átlagos mélysége változó. A Hanyi-Tiszasülyié a legnagyobb, csaknem 5 m (247 Mm3/55,7 km2). (Az összes tározó átlaga nincs 3 m – de ez a javaslat szempontjából mellékes.)
A javaslat
Mi lenne, ha egy (néhány) tározót (vagy azoknak kevésbé hasznosított hányadát) SZET-es funkciójúvá alakítanánk?
A tározót szivattyúüzemben a Tisza adott tározójánál érvényes LNV-jéig (legnagyobb vízszintig, vagyis gátszint mínusz 1 méterig) egyszer feltöltjük. Turbinaüzemben (pl. csúcsban) a felső szintet csak néhány dm-el csökkentjük, amit aztán szivattyúüzemben (pl. völgyben) visszapótolunk. A tározó töltését/ürítését praktikusan a villamosenergia-rendszer irányítója dirigálja. (A tározóban tehát mindíg ott marad a víz 80-90 %-a. Árvízveszély esetén – 30-40 évente – az előrejelzések alapján 10 napon belül leüríthető, helyet biztosítva az árapasztó funkciónak – de akár ott is tartható, kiépítéstől, szituációtól függően.)
Példaként nézzük a Hanyi-Tiszasülyi tározóban rejlő lehetőségeket [4].
A Tisza folyó jellemző adatai a tározónál (környékén):
- A szolnoki vízmérce alapján a vízszint értéke az elmúlt 12 év átlaga alapján 130 cm. A LNV értéke ott 1041 cm. Az LNV-hez viszonyított átlagos különbség tehát 911 cm. Ez a szintkülönbség-érték becsülhető a tározónál is.
- Az átlagos vízhozam a tározónál 780 m3/s értékre becsülhető (Szegednél ez 820 m3/s, a maximális érték 3000 m3/s körüli).
A SZET műszaki-gazdasági elemzéséhez felvett adatok:
- A SZET esése felvéve – a 911 cm-ből kiindulva – 7 m-re.
- A tározó megengedett vízszint-ingadozása felvéve 30 cm-re, ami az átlagos vízmélység kereken 1/16-a.
- Turbinaüzemi csúcskihasználási óraszám 2100 óra/év, illetve 7 óra/nap értékekre felvéve (vagyis mintha 300 nap/évben tudna névleges teljesítményen üzemelni a mindenkori penzum szerint).
- A szivattyúk napi névleges üzemórája, ezáltal a teljesítménye tervezési kérdés, jelen egyszerűsített vizsgálat szempontjából közömbös.
A SZET lényeges teljesítőképesség és termelés adatai:
- A maximális turbinaüzemi vízáram: 660 m3/s
- SZET beépített teljesítménye (BT): 35 MWe
- Értékesített villamosenergia: 72,8 GWh/év
- Szivattyúzáshoz vásárolt villamosenergia: 87,5 GWh/év
- Megjegyzés: a mű gazdasági megítélésénél a beruházási költség másodlagos. A folyó maximális vízhozama az átlagosnak akár több, mint háromszorosa is lehet. Vizsgálható: beépíthetnénk-e pl. 100 %-nyi tartalékot, ami az átlag fölötti vízhozamok esetén – természetesen alacsonyabb kihasználással – igénybe vehető lenne – vagy pl. időnként lehetővé tenne 30 cm-nél nagyobb apasztást a tározóban.
Műszaki-gazdasági vizsgálat eredménye
Egyszerű annuitásos számítás alapján kiszámoltuk a mű lényeges műszaki és gazdasági adatait, az élettartam minden évében azonos elemekkel.
Bevétel oldalon két tétellel számoltunk: a szekunder szabályozás kapacitás-lekötési díjából adódó értékkel és az értékesített villamosenergia árával.
Kiadás oldalon meghatároztuk a beruházás éves tőkeköltségét, az O&M költséget és a szivattyúzáshoz vásárolt villamosenergia költségét.
Az eredmény a bevételek és a kiadások különbsége; ha pozitív, a mű megtérülhet. Az eredményeket diagram formájában mutatjuk be: a SZET-nek mekkora a nyeresége vagy vesztesége a szabályozási tartalék kapacitás-lekötési díja függvényében - az értékesített és a szivattyúzáshoz vásárolt villamos energia fajlagos árkülönbségétől (0, 5 és 10 és 15 Ft/kWh) függően.
A számítás reprodukálásához szükséges további kiinduló adatok:
- Kurzus: 300 Ft/EUR
- Diszkont ráta: 7 % (az [5] Paks II vizsgálatánál 3-9% közötti értékekkel számolt)
- Az O&M költségeket a beruházási költség (beleértve a már elvégzett munkák értékét is) 1,5 %-ára vettük fel.
- A vízturbinák villamos önfogyasztását 1 %-ra becsültük.
Az eredmények értelmezéséhez néhány adat a közelmúltból:
- A tervezett ±300 MWe teljesítményű hazai SZET fajlagos beruházási költsége svájci példák alapján 0,87-2,1 M EUR/MW [3], más becslés szerint 0,65-0,9 M EUR/MW [1]. Az árvíztározóból kialakítandó SZET alacsony esésű, ezért a fajlagos beruházási költséget 3,0 M EUR/MW-ra vettük fel, beleértve a járulékos (pl. alállomási csatlakozás kiépítése) beruházási költségeket is. A beruházási költségből levontuk az elkészült tározó beruházási költségének 70%-át, mint a SZET egy megépültnek tekinthető részét.
- A munkanapi csúcsidőszak és az éjszakai völgyidőszak közötti villamosenergia árkülönbség az olcsó import eredményeként alacsony, átlagban 3-5 Ft/kWh (2012.) – bár éjszaka gyakran termelnek erőműveink nulla vagy negatív árért [3]. Mindenesetre egy 2014. novemberi hét minden napján találhatóak olyan napszakok, amikor a több órás átlagos HUPX árak közötti különbség meghaladja a 9 Ft/kWh értéket – néhány napban a 12 Ft/kWh-t is. (Gondoljuk meg, ha a több órás átlagok között ekkorák a különbségek, akkor a negyed órás értékek között bizonyosan nagyobbak is vannak!) Az alábbi táblázat mutatja az adott hét napszakonkénti HUPX átlagárait EUR/MWh-ban.
- Egy ±300 MWe teljesítményű (tehát lényegesen nagyobb) SZET szabályozási tartalék kapacitásként történő értékesítését a [3] 23.000-40.000 Ft/kW/év kapacitás-lekötési díjjal (2011. év végi pályáztatás adatai ismeretében) biztosan lehetségesnek tartja. Megjegyezhető, hogy 2010-ben rendszerünk 120.000 Ft/kW/év díjon is vásárolt szabályozó kapacitást (valószínű csak néhány vagy néhány 10 MWe-t), s 2011-re ennél magasabb értéket is prognosztizáltak [1].
- A SZET becsült élettartama 60-80 év. Mi 50 évet vettünk figyelembe.
- A számítások alapján tehát ha a 35 MWe beépített szabályozási kapacitásért 60.000 Ft/kW/év lekötési díjjal a mű nyerni tud az éves aukción, akkor az értékesített villamosenergia és a vásárolt villamosenergia egységárainak azonossága esetén sem veszteséges a mű. Amennyiben az árkülönbség 10 Ft/kWh, az eredmény kereken 800 mFt évente. Megjegyezhető, hogy amennyiben a paksi bővítéshez felvett hitel kamatához közelin sikerülne hitelhez jutni, a mű gazdaságossága lényegesen javulna.
A víztározással összefüggő egyéb előnyöket, lehetőségeket a gazdasági elemzés során nem számszerűsítettünk:
- A mű magas hazai hozzáadott értékkel megépíthető, üzemeltethető és fenntartható.
- A mű szolgálni tudná a vízvisszatartást és az öntözést forszírozó nemzeti célt. A vizsgált tározó öt csatornát érint, amelyek tele lehetnek vízzel - akár kisebb vízturbinákkal töltve azokat.
- Vizsgálható, hogy a SZET szivattyúzási munkáját csökkentendő töltheti-e esetleg valamely feljebbről induló csatorna a tározót.
- Vizsgálható, hogy található-e olyan előnyösebb új Duna-Tisza csatorna nyomvonal, amely valamelyik tiszai SZETesített árapasztó tározóhoz kapcsolódna – pl. a távlati tervekben vizsgált adonyi vízerőművet is figyelembe véve. (A szintkülönbségek miatt szükséges hajózsilipekből egy talán megspórolható - vagy olcsóbban kialakítható.) Ebben az esetben a tározó és Tisza közötti hajózsilipen keresztüli behajózás lehetőséget biztosítana téli hajókikötő kialakítására – főleg ha pl. egy hűtőház vagy kiserőmű hulladék hője melegíthetné a vizet.
- Vizsgálható, hogy egy SZET-en belül célszerű-e különböző szabályozási képességű (akár primer szabályozásra is alkalmas) berendezéseket (turbinákat, szivattyúkat) létesíteni.
- Vizsgálható két vagy több tározó SZET-té alakítása úgy, hogy azok - esetleg a meglévő vízerőművekkel együttműködve – a (kaszkád) rendszer hatékonyságát erősítsék, miközben tompítanák a napi (napon túli) vízjárásra gyakorolt hatást.
- Mindemellett lehet egy fele Tisza-tónyi vizes élőhelyünk (turisztika, halgazdaság, ami jelenleg is van a területen, stb.).
- A vízzel telt tározó léte számos munkahely-teremtő vállalkozás indítását tenné lehetővé. Vízigényes technológiák (agrárium, hűtőházak, kiserőmű, kertészet, hőszivattyúk, hajóépítő vagy javító társaság, stb.) fejlesztési területe lehet.
Összefoglalás
Az elmúlt évek adataira alapozott – energetikusi szemszögű – egyszerű annuitásos számítás alapján egy tiszai árvíztározó SZET-té fejlesztése megtérülőnek ítélhető. Részletesebb – vízépítő, hálózatos, környezetvédő, önkormányzati, stb. szakterületekkel is kiegészített - megvalósíthatósági vizsgálatra javasolható.
2014. december
Láng Sándor
Hivatkozások:
- Dr. Szeredi István: A szivattyús energiatározás helyzetének elemzése. GKI Energiakutató és Tanácsadó Kft (2011.)
- Dr. Szeredi István: Mikor időszerű a Szivattyús Energiatározó? ENPOL Hétfő előadás, 2013. 04.08.
- Dr. Gerse Károly: A vízenergia-hasznosítás hozzájárulása a fenntarthatósághoz. Magyar Tudomány, 2014/7.
- www.vizugy.hu
- Felsmann Balázs: A villamosenergia-termelő beruházások közgazdasági kérdései. MTA, 2014. február 18.
Dokumentum letöltése:
pdf-ben
dokumentumként
|
|
Dátum: 2014. December 12. Friday, 18:18 Szerző: realzoldek |
|
|
|
|
| |
|
Átlagolt érték: 0 Szavazat: 0
|
|
|
|
|
|
|