A VÍZENERGIA POTENCIÁLJÁNAK VÁRHATÓ ALAKULÁSA KLÍMAMODELLEK ALAPJÁN

Átírás

1 A VÍZENERGIA POTENCIÁLJÁNAK VÁRHATÓ ALAKULÁSA KLÍMAMODELLEK ALAPJÁN PONGRÁCZ Rita, BARTHOLY Judit, Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék, Budapest

2 VÁZLAT A hidrológiai ciklus és a vízenergia szerepe A vízenergia felhasználás története A vízenergia felhasználás jövője Várható csapadékváltozások Összefoglalás

3 A vízenergia felhasználás mérföldkövei Kezdetek: már 5000 évvel ezelőtt Öntözés, vízkerekek, vízimalmok Elektromos áram termelés: fejlesztések indulása - XVIII. század generátorok használatának elterjedése - XIX. század vége (Pl: Niagara-vízesés) USA: 1880-as évek végére > 200 erőmű 1920: a teljes termelés 25%-a 1940: a teljes termelés 40%-a A fosszilis energiahordozók és a nukleáris energia elterjedése valamelyest visszaszorította a vízerőművek részesedés-növekedését, ennek ellenére az összkapacitás folyamatosan bővült. Globálisan növekedés 1970-től: 3, : 1,5

4 A vízenergia felhasználásával történő elektromos áramtermelés, Forrás: IEA, 2012

5 A vízenergia felhasználásával történő elektromos áramtermelés földrészenkénti megoszlása Közel-Kelet és Észak- Afrika 1,8% Afrika (Szaharától délre) 2% Közép- és Dél-Amerika 16% Ázsia 34% Észak- Amerika 19% Európa 27% Forrás: WEC, 2010

6 A vízenergia felhasználásával történő elektromos áramtermelés -- Világ Kína 49,9 Kanada Brazília 32,4 31,4 Amerikai Egyesült Államok 21,9 Oroszország Norvégia India Venezuela Japán Svédország 15,5 12 9,87 7,45 6,38 5, Energiatermelés (millió tonna olajekvivalens) Forrás: WEC, 2010

7 A vízenergia felhasználásával történő elektromos áramtermelés -- Európa Oroszország 15,5 Norvégia 12 Svédország Franciaország 5,1 5,88 Olaszország Svájc Ausztria Törökország 3,58 3 2,92 2,86 Németország Spanyolország 1,8 1, Energiatermelés (millió tonna olajekvivalens) Forrás: WEC, 2010

8 A megújuló energiaforrások felhasználásával történő elektromos áramtermelés -- Európa Forrás: Eurostat, 2013

9 A vízenergia jelenlegi felhasználása és potenciális lehetőségei Forrás: IPCC, 2012

10 A vízenergia jelenlegi felhasználása és potenciális lehetőségei Forrás: IPCC, 2012

11 A vízenergia potenciális lehetőségei Európában Forrás: EURELECTRIC, 2013

12 A megújuló energiaforrásokból előállított energia költsége Forrás: IPCC, 2011

13 A vízenergiából kinyerhető teljesítmény (P) P = ρgqh ahol ρ: a víz sűrűsége (értéke átlagosan 1,023 kg/m 3 ), g: a nehézségi gyorsulás (értéke 9,81 m/s 2 ), Q: az időegység alatt átáramló vízmennyiség (vízhozam) h: a víz esése

14 A kinyerhető teljesítmény a víz esésének és a vízhozam függvényében A víz esése (m) Pongrácz R. & Bartholy J. Vízhozam (l/s)

15 A vízerőművek alapvető típusai Folyóvízre telepített vízerőművek a víz természetes lefolyását felhasználva generálnak elektromos áramot. Víztározókhoz kapcsolódó erőművek az összegyűjtött nagy mennyiségű víz leeresztésével állítják elő az áramot (a turbina és a generátor a megépített duzzasztógát alján helyezkedik el). Pl: Hoover-gát Szivattyús energiatározó vízerőművek az alacsonyabban fekvő víztározóba már leeresztett víztömeget egy magasabban fekvő víztározóba szivattyúzzák fel, majd onnan ismét leeresztik. A leeresztéskor termelt energiát a hálózatba betáplálják, s amikor a csúcsidőn kívül csökken a felhasználói energiaigény, akkor a feleslegessé vált energiával oldják meg a víz visszavezetését a magasabban fekvő tározóba.

16 Kategória A vízerőművek oszályozási rendszere a beépített teljesítőképesség alapján Típus Beépített teljesítőképesség < 10 MW (< 100 kw) Energiafelhasználás módja Beruházási költségek (millió USD/MW) kicsi (mikro) folyóvízi alapterhelés 2 4 közepes MW folyóvízi alapterhelés 2 3 közepes MW víztározó alap- és és gát csúcsterhelés 2 3 nagy > 300 MW víztározó alap- és és gát csúcsterhelés < 2 Forrás: IEA, 2010

17 A globális csapadék, talaj nedvesség, lefolyás és párolgás várható változásai re, A1B szcenárió (referencia: ) Forrás: IPCC Pongrácz R. & Bartholy J. 41. Meteorológiai Tudományos Napok november Budapest

18 Európában várható téli és nyári csapadékváltozás mértéke az RCP6.0 és RCP8.6 szcenáriók esetén Referencia időszak: TÉLI FÉLÉV NYÁRI FÉLÉV RCP6.0 RCP8.6 RCP6.0 RCP8.6 Forrás: IPCC, 2013 Téli félévben csapadéktöbblet nyári félévben csapadékhiány Pongrácz R. & Bartholy J. 41. Meteorológiai Tudományos Napok november Budapest

19 ÖSSZEFOGLALÁS A vízenergia felhasználás jó megtérülésű energiatermelés Európában további lehetőségek vannak A vízenergia alapvető meghatározói: vízhozam - csapadék Csapadéktendenciák Közép-Európában: téli növekedés, nyári csökkenés