Villamosenergia-rendszerek rendszerszintű tervezése I.

Tartalom

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS 24
BEVEZETÉS 25
A könyv célja és tárgya 25
A témaválasztás indoklása 31
A témával foglalkozó szakirodalom 32
A téma feldolgozásának módja 34
A könyv felépítése 35
I. A VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK RENDSZERSZINTŰ TERVEZÉSE 39
1. A RENDSZERSZINTŰ TERVEZÉSRŐL ÁLTALÁBAN 41
1.1. A különböző rendszerszintű tervezési módszerek egységes szemléletű
bemutatása 41
1.2. A rendszerszintű tervezés kialakulását magyarázó tényezők 42
1.3. A legkisebb költség elve szerinti tervezés módszere 45
1.4. Integrált forrástervezés 46
1.5. Költség-haszon elemzés 48
1.6. Környezeti hatások értékelése 48
1.7. Az integrált analízis fogalma 49
1.8. Rendszerszintű tervezés piacgazdasági feltételek között 51
1.9. A tervezési módszerek fejlődése 55
2. RENDSZERSZINTŰ TERVEZÉSI FELADATOK 56
2.1. Villamosenergia-rendszerek rendszerszintű tervezési feladatai, számításai 56
2.2. A tervezési feladatok, számítások tartalma 57
2.2.1. Rendszerszintű optimális teherelosztás 57
2.2.2. Rendszerszintű igénybecslés 58
2.2.3. Rendszerszintű teljesítőképesség-mérleg készítése 58
2.2.4. Optimális termeléselosztás 58
2.2.5. Valószínűségi termelésszimuláció 59
2.2.6. Rendszerszintű karbantartásütemezés 59
2.2.7. Villamosenergia-rendszerek megbízhatósági számításai 59
2.2.8. Rendszerszintű bővítéstervezés 60
2.2.9. Rendszerszintű hosszú távú határköltség számítása 60
2.2.10. Villamosenergia-ipari létesítmények, rendszerfejlesztési programok
rendszerszintű hatásvizsgálata 61
2.2.11. Hálózati üzem tervezése 61
2.2.12. Hálózati bővítéstervezés 61
2.3. A rendszerszintű tervezési feladatok csoportosítása 61
3. RENDSZERSZINTŰ TERVEZÉSI FELADATOK MEGFOGALMAZÁSA
OPTIMUMSZÁMÍTÁSI FELADATKÉNT 67
3.1. Az optimumszámítási feladatokról általában 67
3.2. Rendszerszintű tervezési feladatok megfogalmazása optimumszámítási
feladatként 74
3.3. Optimalizálási feladat több célfüggvény esetén 78
II. A RENDSZERSZINTŰ TERVEZÉSSEL KAPCSOLATOS
NÉHÁNY FONTOSABB KÉRDÉSKÖR 81
1. A VILLAMOSENERGIA-ELLÁTÁSSAL SZEMBEN TÁMASZTOTT
KÖVETELMÉNYRENDSZER 83
1.1. A villamosenergia-ellátással szemben támasztott követelmények
csoportosítása 83
1.2. A villamosenergia-ellátással szemben megfogalmazott követelmények
tartalma 86
1.2.1. A villamosenergia-ellátás mennyiségi követelményei 86
1.2.2. A villamosenergia-ellátás minőségi követelményei 87
1.2.3. A villamosenergia-ellátás megbízhatósága (ellátásbiztonság) 94
1.2.4. A villamosenergia-ellátással kapcsolatos szolgáltatásbiztosítási
követelmények 95
2. AZ EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZER
TELJESÍTMÉNY-EGYENSÚLYA 96
2.1. A frekvencia és a hatásos teljesítmény közötti összefüggés 96
2.2. Összefüggés a meddőteljesítmény és a feszültség között 100
3. TELJESÍTMÉNY- ÉS FREKVENCIASZABÁLYOZÁS
VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREKBEN 102
3.1. A villamos energia tárolhatatlansága 102
3.2. A szabályozás alapfeladata 102
3.3. Primer szabályozás 105
3.4. Szekunder szabályozás 108
3.5. Tercier szabályozás 110
3.6. Csereteljesítmény- és frekvenciaszabályozás 110
3.7. A rendszerszintű terhelés önszabályozásának hatása 112
3.8. A villamosenergia-rendszer teljesítmény-egyensúlyának megbomlását
kiváltó okok egy lehetséges csoportosítása 115
4. A VILLAMOSENERGIA-RENDSZER KÜLÖNBÖZŐ ÜZEMÁLLAPOTAI 117
4.1. Rendszerállapotok megkülönböztetése 117
4.2. Normál üzemállapot 119
4.3. Veszélyeztetett üzemállapot 119
4.4. Veszélyes (üzemzavaros) üzemállapot 120
4.5. A visszatérítéses üzemállapot 120
5. RENDSZERSZINTŰ SZOLGÁLTATÁSOK A LIBERALIZÁLT
VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREKBEN 121
5.1. Rendszerszintű szolgáltatások 121
5.1.1. A rendszerszintű szolgáltatások fogalma 121
5.1.2. Rendszerszintű szolgáltatások a villamosenergia-rendszerekben 122
5.1.3. A rendszerszintű szolgáltatások elszámolása 122
5.2. Frekvenciatartás mint rendszerszintű szolgáltatás 124
5.3. Primer szabályozás mint rendszerszintű szolgáltatás 124
5.4. Szekunder szabályozás mint rendszerszintű szolgáltatás 125
5.5. Tercier tartalék biztosítása, tercier szabályozás mint rendszerszintű
szolgáltatás 125
5.6. Csereteljesítmény- és frekvenciaszabályozás
mint rendszerszintű szolgáltatás 125
5.7. Kiegyenlítő villamos energia biztosítása 126
5.7.1. A szabadpiaci villamosenergia-kereskedelmi ügyletek
lebonyolítása során jelentkező alapvető feladatok 126
5.7.2. A kiegyenlítő villamosenergia-szolgáltatás lényege 126
6. AZ EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZER
HÁLÓZATÁNAK FUNKCIONÁLIS TAGOLÓDÁSA 132
6.1. Az együttműködő villamosenergia-rendszer fogalma 132
6.2. A hálózatok feszültségszintek szerinti funkcionális tagolódása 132
7. A RENDSZERSZINTŰ TELJESÍTŐKÉPESSÉG-MÉRLEG FELÉPÍTÉSE 136
7.1. A rendszerszintű teljesítőképesség-mérleg fogalma 136
7.2. A teljesítőképesség-mérlegek fajtái 137
7.3. A teljesítőképesség-mérleg készítése mint rendszerszintű tervezési feladat 137
7.4. A rendszerszintű teljesítőképesség-mérleg alapfogalmai 138
7.4.1. Teljesítmény, teljesítőképesség 138
7.4.2. Erőműegységek, erőművek teljesítőképességével, teljesítményével
kapcsolatos fogalmak 139
7.4.3. A rendszerszintű teljesítőképesség-mérleg készítésekor használt
alapvető fogalmak 143
7.4.3.1. Alapvető összefüggések 143
7.4.3.2. A rendszerszintű teljesítőképesség-mérleg tervezési adatai 146
7.4.3.3. A teljesítőképesség-mérleg felépítésének alapelve 148
7.5. A hálózat teljesítőképességével összefüggő alapvető fogalmak 153
7.5.1. A szállítóképességgel összefüggő alapfogalmak 153
7.5.2. Több villamosenergia-rendszer együttműködése 156
7.5.3. Valós, fizikai teljesítményáramlásokkal összefüggő fogalmak 157
7.5.4. Vertikális és horizontális hálózat fogalma 157
III. A KÖLTSÉGSZÁMÍTÁS ALAPJAI 159
L A KÖLTSÉGEK CSOPORTOSÍTÁSA 161
1.1. A költségekről általában 162
1.1.1. A költség általános fogalma 162
1.1.2. Alternatív és befagyott költségek 163
1.1.3. Tőke jellegű költségek és folyó költségek 163
1.1.4. Explicit és implicit költségek 164
1.2. A villamosenergia-termelés állandó és változó költségei 164
1.3. Energiatermelő egységek költségeinek csoportosítása 166
1.3.1. Fő költségösszetevők 166
1.3.2. Tőkeberuházási költségek 168
1.3.3. Értékcsökkenési leírás 171
1.3.4. Elvárt nyereség 171
1.3.5. A primerenergia-hordozóval és a villamosenergia-termelés
segédanyagaival összefüggő költségek 172
1.3.6. Bérköltségek 174
1.3.7. Karbantartási és üzemeltetési költségek 174
1.3.8. Egyéb állandó költségek 175
2. ERŐMŰEGYSÉGEK ENERGETIKAI JELLEGGÖRBÉI 176
2.1. Hagyományos hőerőművi egységek kazánjainak, turbógépcsoportjainak
energetikai jelleggörbéi 176
2.2. Gőzkazánok energetikai jelleggörbéi 179
2.3. Gőzturbinák energetikai jelleggörbéi 183
2.3.1. Fojtásos szabályozású gőzturbinák energetikai jelleggörbéi 185
2.3.2. Megkerüléses szabályozású gőzturbinák energetikai jelleggörbéi 188
2.3.3. Mennyiségi (szelepes) szabályozású gőzturbina
energetikai jelleggörbéi 191
2.3.4. Gőzturbinák csúszónyomásos teljesítményszabályozása 192
2.4. Konvencionális hőerőművi egységek energetikai jelleggörbéi 193
2.5. Vízerőművek energetikai jelleggörbéi 197
2.6. Gázturbinás erőműegységek energetikai jelleggörbéi 200
3. ERŐMŰEGYSÉGEK KÖLTSÉGGÖRBÉI 204
3.1. Az energetikai jelleggörbék és a költséggörbék közötti kapcsolat 204
3.2. Költséggörbék közelítése 208
3.3. Konvencionális hőerőművi egység indítási költségei 210
3.4. Az összes költség görbéje 211
4. A PÉNZ IDŐÉRTÉKÉVEL KAPCSOLATOS ALAPVETŐ SZÁMÍTÁSOK 215
4.1. A tőkeköltségek figyelembevétele a költségszámításokban 215
4.2. A pénz időtől függő értéke és a kamat 215
4.3. A pénz jövőbeli értékének meghatározása (kamatszámítás,
kamatoskamat-számítás) 216
4.4. A pénz jelenértékének a meghatározása 220
4.5. Az annuitás 221
4.5.1. Az annuitás jövőbeli értéke 221
4.5.2. Az annuitás jelenértéke 223
4.5.3. A tőkevisszatérítési formula 224
4.5.4. Növekvő annuitás 225
4.6. Hiteltörlesztés 226
4.7. Leírások 228
4.7.1. Lineáris leírás 228
4.7.2. Degresszív leírás 229
4.7.2.1. Számtani sorozat szerint csökkenő leírás 229
4.7.2.2. Digitális leírás 231
4.7.2.3. Mértani sorozat szerint csökkenő leírás 231
4.8. Infláció 231
4.9. Defláció 234
4.10. Eszkaláció 234
5. A KÜLÖNBÖZŐ IDŐPONTOKBAN JELENTKEZŐ PÉNZÁRAMOK
EGYSZINTRE HOZÁSÁNAK (AKTUALIZÁLÁSÁNAK) ELMÉLETE 236
6. FAJLAGOS KÖLTSÉGEK, SZŰRŐGÖRBÉK, AKTUALIZÁLT
EGYSÉGKÖLTSÉG 240
6.1. Fajlagos állandó és változó költségek 240
6.2. A fajlagos összes költség 243
6.3. Szűrőgörbék 246
6.4. Egyszintre hozott költségek (aktualizált költségek) 249
7. KÖLTSÉGEK RENDSZERSZINTŰ ÖSSZESÍTÉSE 257
8. ALAPVETŐ BERUHÁZÁSGAZDASÁGOSSÁGI SZÁMÍTÁSOK 259
8.1. A beruházásgazdaságossági számítások helye a rendszerszintű
számításokban 259
8.1.1. A beruházásgazdaságossági számítások fogalma 259
8.1.2. Egyedi beruházásgazdaságossági számítások és rendszerszintű
összehasonlító gazdaságossági vizsgálatok 260
8.2. A gazdaságosság megítélésének fő módszerei 263
8.2.1. Jövedelmezőség 263
8.2.2. Megtérülési idő 264
8.3. A ráfordítások és az eredmények számbavétele az egyedi
beruházásgazdaságossági számításokban 265
8.4. A beruházásgazdaságossági számítások csoportosítása 266
8.5. Tőkebefektetési változatok rangsorolása dinamikus
beruházásgazdaságossági számítások alapján 267
8.5.1. Rangsorolás az egyszeri és a folyamatos ráfordítások
együttes összege alapján 267
8.5.2. Rangsorolás diszkontált eredményszámítással (tőkeérték-számítás). . .. 268
8.5.3. A belső megtérülési ráta, mint értékelési kritérium 270
8.5.3.1. A diszkontált tőkeérték-számítás és a nettó jelenérték-számítás 270
8.5.3.2. A belső megtérülési ráta fogalma 271
8.5.3.3. A belső megtérülési ráta és az általános betéti kamatláb kapcsolata. . 272
8.5.4. Rangsorolás a hozam-költség mutató alapján 272
8.5.5. Egymást kölcsönösen kizáró, azonos kockázatú beruházási
változatok összehasonlító vizsgálata az annuitás módszerével 273
RÖVID ÉS HOSSZÚ TÁVÚ HATÁRKÖLTSÉG 275
9.1. A rövid és hosszú távú határköltség-számítás szerepe a rendszerszintű
számításokban 275
9.2. A termelési függvény értelmezése a villamosenergia-iparban 275
9.2.1. Általános közgazdasági értelmezés 275
9.2.2. Erőművi termelési függvény értelmezése 276
9.2.3. Termelési függvény értelmezése az erőműrendszer (együttműködő
erőművek) vonatkozásában 277
9.2.4. A termelési függvények jellemzői 278
9.2.5. Az optimális input tényezőkombináció meghatározásának alapelve 280
9.2.6. A parciális termelési függvény, a határtermék, az átlagtermék
és a hozadéki függvény fogalma 283
9.3. A rövid távú költségfüggvények 288
9.3.1. Fajlagos állandó, fajlagos változó és fajlagos összes költségek 288
9.3.2. A termelési tényezők változtatása és az idő közötti összefüggés 291
9.4. A határköltség fogalma 293
9.4.1. A határköltség közgazdasági értelmezése 293
9.4.2. Határköltség és átlagköltség 293
9.5. A rövid távú határköltség 295
9.5.1. A rövid távú határköltség és az átlagköltség közötti kapcsolat 295
9.5.2. A rövid távú határköltség és a maximális piaci nyereség közötti
összefüggés 298
9.5.3. A határhaszon fogalma 301
9.5.4. Összefüggés a határköltség és a határhaszon között 304
9.6. Hosszú távú határköltség 307
9.6.1. A hosszú távú határköltségfüggvény származtatása 307
9.6.2. A hosszú távú határköltség értelmezése együttműködő erőműrendszer
esetében 311
9.6.3. A rövid és a hosszú távú költségek közötti összefüggés 312
9.7. A határköltség-számítás során felmerülő gyakorlati problémák 314
9.7.1. A költségfüggvények alakulása diszkrét rendszerméretek esetében 314
9.7.2. A költségek figyelembevétele
hosszú távú határköltség-számítás esetén 315
9.7.3. A villamosenergia-ipari rendszerszintű
határköltség-számítás sajátosságai 316
9.7.3.1. A rendszerszintű igénynövekedés figyelembevétele 316
9.7.3.2. A rendszerszintű határköltség-számítás során
figyelembe vett költségek 318
9.7.3.3. A rövid távú határköltség-görbe alakja
rendszerszintű igénynövekedés esetén 319
9.7.3.4. Költségösszetevők a villamosenergia-szolgáltatás hosszú távú
határköltségének számításakor 321
9.8. A hosszú távú határköltség számításának alapelve 322
9.8.1. A villamosenergia-rendszer optimális üzemének és bővítésének
meghatározása 322
9.8.2. A hosszú távú határköltség számításakor figyelembe vett költségek 324
9.8.3. A vizsgálati tárgyidőszakban felmerült költségek összegzése 325
9.8.4. A hosszú távú határköltség számítása 327
9.8.5. A kapacitásbővítés és a rendszerüzem rendszerszintű hosszú távú
határköltségének meghatározása 331
IV.VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK KOMPLEX
ÖSSZEHASONLÍTÓ JELLEMZÉSE 333
1. A VIZSGÁLAT TÁRGYÁT KÉPEZŐ VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI
TECHNOLÓGIÁK 335
1.1. Az áttekintés célja 335
1.2. Villamosenergia-termelési technológiák 340
1.3. A komplex összehasonlítás tárgyát képező villamosenergia-termelési
technológiák 349
1.4. A kiválasztás szempontjai 349
1.5. A teljes szempontrendszer 353
2. A KÜLÖNBÖZŐ VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK
FŐBB JELLEMZŐI, A FEJLESZTÉSEK FŐ IRÁNYAI 356
2.1. Az áttekintés célja, módszere 356
2.2. Konvencionális, fosszilis tüzelőbázisú gőzerőművek 356
2.2.1. A technológia fő jellemzői 356
2.2.2. Konvencionális fosszilis tüzelőbázisú gőzerőművek felújítása 357
2.2.3. Konvencionális fosszilis tüzelőbázisú gőzerőművek
fejlesztő felújítása (retrofitting) 357
2.2.4. Gőzerőművek hatásfokjavításának alapvető lehetőségei 358
2.2.5. Gőzerőművek szuperkritikus gőzparaméterekkel 358
2.2.6. Fluidtüzeléses technológiák 359
2.3. Gázturbinás erőművek 360
2.3.1. A gázturbinák hatásfokjavításának fő irányai 360
2.3.2. Mini- és mikrogázturbinák 361
2.4. Belsőégésű motorok villamosenergia-termelési célú alkalmazása 361
2.5. Összetett, gáz-gőz körfolyamatú erőművek 361
2.5.1. Gázturbinák és gőzerőművek együttműködése 361
2.5.2. Integrált szénelgázosításos kombinált ciklusú (öászetett gáz-gőz
körfolyamatú) erőművek 361
2.6. Kapcsolt villamosenergia- és hőtermelés 362
2.7. Atomerőművek 363
2.7.1. Az atomerőművi villamosenergia-termelési technológiák
csoportosítása 363
2.7.2. Első generációs atomerőművek 364
2.7.3. Második generációs atomerőművek 364
2.7.4. Könnyűvizes (könnyűvíz hűtésű és könnyűvíz moderátoros)
atomreaktorok (LWRs) 365
2.7.5. Nyomottvizes, nehézvíz hűtésű és nehézvíz
moderátoros atomreaktorok (PHWRs) 365
2.7.6. Gázhűtésű atomreaktorok (GCRs) 366
2.7.7. Könnyűvíz hűtésű, grafittal moderált reaktorok (LWGRs) 366
2.7.8. Gyorstenyésztő reaktorok (FBRs) 366
2.7.9. Kis- és közepes méretű atomreaktorok (SMRs) 367
2.7.10. Harmadik és negyedik generációs atomerőművek 367
2.8. Vízerőművek 368
2.9. Szivattyús-tározós vízerőművek 369
2.10. Tüzelőanyag-cellák 369
2.11. Geotermikus erőművek 371
2.11.1. Geotermikus energiaforrások villamosenergia-termelési célú
hasznosítása 371
2.11.2. Geotermikus erőművek esetében alkalmazott főbb
villamosenergia-termelési technológiák 372
2.11.3. Túlhevített (száraz) gőzzel működő, nyitott körfolyamatú erőművek 372
2.11.4. Elgőzölögtetős geotermikus erőművek 373
2.11.5. HDR technológia („forró száraz szikla" technológia) 373
2.11.6. Bináris Rankine-ciklusú technológia (Organic Rankine Cycle (ORC)) 373
2.11.7. Geotermikus erőművekkel kapcsolatos problémák 374
2.12. Naperőművek 374
2.12.1. A napsugárzás villamosenergia-termelési célú hasznosítása 374
2.12.2. A napsugárzás villamosenergia-termelési célú hasznosításának fő
technológiái 375
2.12.3. Naphőerőművek 376
2.12.4. Napelemek (fotovoltaikus villamosenergia-termelés) 377
2.12.5. Napkémények 378
2.12.6. A napsugárzás villamosenergia-termelési célú hasznosításának
korlátai 378
2.13. Szélerőművek 379
2.14. Biomassza villamosenergia-termelési célú hasznosítása 381
2.15. Villamosenergia-termelés hulladékból 382
2.16. Árapályerőművek 383
2.17. Hullámerőművek 384
2.18. OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) villamosenergia-termelési
technológia 384
2.19. Magnetohidrodinamikus villamosenergia-termelés
(MHD villamosenergia-termelés) 385
2.20. Fúziós erőművek (nukleáris fúzió villamosenergia-termelési célú
hasznosítása) 386
3. PRIMERENERGIA-HORDOZÓK RENDELKEZÉSRE ÁLLÁSA 388
3.1. A fejezet célkitűzése, tartalma 388
3.2. Globális áttekintés a villamosenergia-termelés szempontjából releváns
primerenergia-hordozó készletekről 390
3.2.1. Általános megjegyzés a primerenergia-hordozók rendelkezésre
állásáról (primerenergia-hordozó vagyonról) 390
3.2.2. A világ villamosenergia-termelés szempontjából releváns
primerenergia-hordozó vagyona, mai ismereteink szerint 391
3.3. A globális energiaigények alakulása 398
3.3.1. Primerenergia-hordozó igények alakulása 398
3.3.2. A villamosenergia-felhasználás alakulása a közvetlen
energiafelhasználáson (végfelhasználáson) belül 402
3.4. A villamosenergia-termelés primerenergia-hordozó igényének globális
és regionális alakulása 405
3.4.1. Globális áttekintés 405
3.4.2. A villamosenergia-termelés primerenergia-hordozó
felhasználásának alakulása néhány fontosabb régióban 409
3.4.2.1. Amerikai Egyesült Államok és Kanada 409
3.4.2.2. OECD Európa 410
3.4.2.3. Oroszország 411
3.4.2.4. Japán, Ausztrália, Új-Zéland 413
3.4.2.5. Kína 414
3.4.2.6. India 415
3.4.2.7. Latin-Amerika 416
3.5. A különböző primerenergia-hordozókkal való globális ellátottság
alakulása 418
3.6. Szén 421
3.6.1. A szén mint primerenergia-hordozó legfőbb jellemzői 421
3.6.2. Globális készletek szén esetében 423
3.6.3. A szénkészletek regionális eloszlása, a széntermelés
és a szénexport alakulása 424
3.6.4. A szénfelhasználás alakulása 425
3.6.5. A villamosenergia-ipar szénfelhasználásának alakulása 426
3.6.6. Ellátásbiztonság, készletezhetőség 428
3.7. Kőolaj 428
3.7.1. Globális készletek a kőolaj esetében 428
3.7.2. A kőolajkészletek regionális eloszlása, a termelés
és az export alakulása 429
3.7.3. Az olajfelhasználás alakulása 431
3.7.4. A villamosenergia-ipar olajfelhasználásának alakulása 433
3.7.5. Ellátásbiztonság, készletezhetőség 434
3.8. Földgáz 435
3.8.1. Globális készletek földgáz esetében 435
3.8.2. A földgázkészletek regionális eloszlása, a termelés
és az export alakulása 435
3.8.3. A földgázfelhasználás alakulása 436
3.8.4. A villamosenergia-ipar földgázfelhasználásának alakulása 437
3.8.5. Ellátásbiztonság, készletezhetőség 438
3.9. Nukleáris energia 439
3.9.1. Globális készletek a nukleáris energiahordozók esetében 439
3.9.2. A készletek regionális eloszlása, a termelés és az export alakulása 440
3.9.3. A nukleáris energiabázisú villamosenergia-termelés energiaigénye 441
3.9.4. Ellátásbiztonság, készletezhetőség 443
3.10. Vízenergia 443
3.11. Szélenergia 443
3.12. Napenergia 444
3.13. Geotermikus energia 444
3.14. Biomassza 444
3.15. Szemét, hulladék 444
3.16. Magyarország primerenergia-hordozó felhasználásának jellemzői 445
3.16.1. Az országos halmozatlan összes energiafelhasználás alakulása 445
3.16.2. Összevont országos energiamérleg 446
3.16.3. Az országos összes energiafelhasználás forrásszerkezete 447
3.16.4. A hazai villamosenergia-termelés primerenergia-hordozó
felhasználása 449
3.17. A hazai erőművek primerenergia-hordozó felhasználása 2002-ben 449
4. POTENCIÁLIS TERMELÉSI KAPACITÁS AZ EGYES
VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK ESETÉBEN 464
4.1. Fogalommeghatározás, a vizsgálat tárgyának értelmezése 464
4.2. A tárgyalás menete 465
4.3. Az egyes villamosenergia-termelési technológiák jellemzése
a potenciális termelési kapacitás szempontjából 466
4.3.1. Szénbázisú villamosenergia-termelés 466
4.3.2. Olaj tüzelőbázisú villamosenergia-termelés 466
4.3.3. Földgáz tüzelőbázisú villamosenergia-termelés 466
4.3.4. Kapcsolt energiatermelés í 467
4.3.5. Atomerőművi villamosenergia-termelés 467
4.3.6. Vízerőművi villamosenergia-termelés 467
4.3.7. Szivattyús-tározós vízerőművek 468
4.3.8. Tüzelőanyag-cellák 468
4.3.9. Geotermikus energia villamosenergia-termelési célú hasznosítása 468
4.3.10. Szélenergia villamosenergia-termelési célú hasznosítása 469
4.3.11. Napenergia villamosenergia-termelési célú hasznosítása 472
4.3.12. Villamosenergia-termelés biomasszából 474
4.3.13. Villamosenergia-termelés hulladékból 474
4.4. A különböző villamosenergia-termelési technológiák szerepe a
villamosenergia-termelésben 474
4.4.1. Globális helyzet és tendenciák 474
4.4.2. Szénbázisú villamosenergia-termelés i 483
4.4.3. Földgáz tüzelőbázisú villamosenergia-termelés 483
4.4.4. Vízerőművi villamosenergia-termelés 483
4.4.5. Atomerőművi villamosenergia-termelés 483
4.4.6. Olaj tüzelőbázisú villamosenergia-termelés 484
4.4.7. Megújuló energiaforrások villamosenergia-termelési célú
hasznosítása 484
4.4.8. Villamosenergia-termelés hidrogén tüzelőbázisú
tüzelőanyag-cellákkal 487
4.5. A villamosenergia-termelés alakulása a világ főbb régióiban 488
4.5.1. Észak-Amerika (Amerikai Egyesült Államok és Kanada) 488
4.5.2. OECD Európa 490
4.5.3. Oroszország 492
4.5.4. Japán, Ausztrália és Új-Zéland 494
4.5.5. Kína 495
4.5.6. India 496
4.5.7. Latin-Amerika 497
4.6. A beépített villamos teljesítőképesség alakulása 499
4.6.1. Globális tendenciák a beépített villamos teljesítőképesség
alakulásában 499
4.6.2. A beépített villamos teljesítőképesség alakulása a megújuló
energiaforrásokat hasznosító villamosenergia-termelő
kapacitások esetében 506
4.6.3. Az éves kihasználási óraszám alakulása a megújuló energiaforrásokat
hasznosító villamosenergia-termelési technológiák esetében 508
4.6.4. Az újonnan létesülő villamos teljesítőképesség megoszlása
és a meglévő teljesítőképesség alakulása 509
4.6.5. A beépített villamos teljesítőképesség regionális megoszlása 511
4.7. Villamosenergia-termelés és a beépített villamos teljesítőképesség
alakulása Magyarországon 513
4.7.1. A hazai villamosenergia-termelés főbb jellemzői 513
4.7.2. A hazai erőművek beépített villamos teljesítőképessége,
kihasználási óraszáma, villamosenergia-termelése és hőtermelése 515
5. ENERGETIKAI HATÉKONYSÁG 523
5.1. A kérdéskör tárgyalásának menete 523
5.2. Az energetikai hatásfok értelmezésével kapcsolatos néhány megjegyzés 524
5.2.1. Az energiaátalakítás során fellépő veszteségek 524
5.2.2. Az energiaveszteségek csoportosítása 524
5.2.2.1. Mennyiségi veszteségek 524
5.2.2.2. Minőségi veszteségek 525
5.2.3. Az energetikai hatásfok jelentősége 526
5.2.4. A vonatkoztatási rendszer szerepe a hatásfok értelmezés során 527
5.2.5. Különböző energetikai hatásfokok 528
5.2.5.1. Az energetikai hatásfok konvencionális értelmezése 528
5.2.5.2. Az energiaátalakítás teljes technológiai folyamatára értelmezett
eredő energetikai hatásfok 529
5.2.5.3. A villamosenergia-ellátás hatásfoka i 530
5.2.5.4. A villamosenergia-ellátás teljes technológiai láncára vetített
energetikai hatásfok 531
5.2.5.5. Az energetikai hatásfok értelmezése kapcsolt villamosenergiaés hőtermelés esetén 531
5.2.5.6. A különböző energetikai hatásfok értelmezések áttekintő táblázata 533
5.2.6. Az energetikai hatásfok függése az aktuális terheléstől 536
5.2.7. Az energetikai hatásfok függése egyéb tényezőktől 537
5.2.8. Az energetikai hatásfok és a primerenergia-hordozó megtakarítás:
kiegészítő megjegyzések 538
5.2.8.1. A primerenergia-hordozó megtakarítás számításának alapelve 538
5.2.8.2. Primerenergia-hordozó megtakarítás
kapcsolt energiatermelés esetében 539
5.3. Az egyes villamosenergia-termelési technológiák
összehasonlító értékelése az energetikai hatásfok szempontjából 540
5.3.1. Referencia-időszak 540
5.3.2. Adatforrások 540
5.3.3. A technológia bevezetettsége 544
5.4. A primerenergia-hordozó kitermelésének, energiaátalakításra való
előkészítésének és a felhasználás helyére való szállításának eredő energetikai
hatásfoka különböző villamosenergia-termelési technológiák esetében 547
5.5. A villamosenergia-termelés teljes technológia láncára vonatkoztatott
eredő energetikai hatásfok különböző villamosenergia-termelési
technológiák esetében 551
5.6. Hálózati veszteségek 555
5.7. Példák az energetikai hatásfok szerepére a környezetterhelés
csökkentésében 555
5.7.1. Jellemző erőművi anyagmérlegek 555
5.7.2. Egytized százalék hatásfokjavítás következménye különböző
erőművek esetében a primerenergia-hordozó felhasználás
és a környezetterhelés vonatkozásában 556
5.7.3. Egytized százalék hatásfokjavulás következménye
különböző erőművek esetében, azonos termelési feltételek mellett 558
5.7.4. Általánosítható következtetések 561
5.8. A hazai erőműpark jellemzése az energetikai hatékonyság szempontjából 566
6. VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK JELLEMZÉSE
A GAZDASÁGI HATÉKONYSÁG (KÖLTSÉGEK) SZEMPONTJÁBÓL 570
6.1. A témakör tárgyalásának módja 570
6.2. Jellemző fajlagos beruházási költségek a különböző
villamosenergia-termelési technológiák esetében 571
6.3. Jellemző fajlagos termelési költségek a különböző
villamosenergia-termelési technológiák esetében 577
6.4. Jellemző fajlagos változó költségek a különböző
villamosenergia-termelési technológiák esetében 582
6.5. Jellemző fajlagos állandó termelési költségek a különböző
villamosenergia-termelési technológiák esetében 586
6.6. A LUEC alakulása különböző villamosenergia-termelési
technológiák esetében 590
6.7. Egyéb költségek 592
6.8. Villamosenergia-árak néhány országban 594

7. VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK
KÖRNYEZETTERHELÉSE 595
7.1. A vizsgálat célkitűzése, menete 595
7.2. Környezetterhelés, környezeti hatások fogalma 595
7.3. A környezeti hatásvizsgálat koncepciója 598
7.3.1. A környezeti hatásvizsgálatok általános tartalmi követelményei 598
7.3.2. A hatás-út megközelítés (módszer) 600
7.4. A villamosenergia-termelés, villamosenergia-ellátás környezetterhelése,
legfontosabb környezeti hatásai 602
7.5. A villamosenergia-termeléssel összefüggésbe hozható légszennyezés 604
7.5.1. A villamosenergia-szektor légszennyezésének főbb jellemzői 604
7.5.2. A légszennyezésre vonatkozó határértékek 607
7.5.2.1. A kisebb (140 kWth és az ennél nagyobb, de 50 MWth-nál
kisebb névleges bemenő hőteljesítményű) tüzelőberendezések
légszennyező anyagainak technológiai kibocsátási határértékei 608
7.5.2.2. Az 50 MWth és annál nagyobb névleges bemenő hőteljesítményű
tüzelőberendezések légszennyező anyagainak
kibocsátási határértékei 609
7.5.2.3. Kisebb (140 kWu, és az ennél nagyobb, de 50 MWth-nál kisebb
bemenő hőteljesítményű, helyhez kötött) gázturbinák
légszennyező anyagainak technológiai kibocsátási határértékei 615
7.5.2.4. A helyhez kötött földgázüzemű gázmotorok technológiai
kibocsátási határértékei 616
7.6. Az üvegházhatást okozó gázok és a globális felmelegedés 617
7.7. A különböző villamosenergia-termelési technológiák fajlagos
C02-kibocsátása 619
7.7.1. A villamosenergia-termelés teljes technológiai láncára
vonatkoztatott úgynevezett egyenértékű CO2-kibocsátás 623
7.7.2. A globális felmelegedés problémája 624
7.8. Szén-monoxid-kibocsátás 625
7.9. A kén-oxidok környezetterhelése 625
7.9.1. A kén-oxid-kibocsátással összefüggő környezetterhelés 625
7.9.2. A primerenergia-hordozók kitermelése, felhasználásra való
előkészítése és a technológia kiépítése során fellépő fajlagos
SO-2-kibocsátás a különböző villamosenergia-termelési
technológiák esetében 627
7.10. Erőművi nitrogén-oxidok emissziója 630
7.10.1. Az erőművi nitrogén-oxidok kibocsátásával összefüggésbe hozható
környezetterhelés 630
7.10.2. A primerenergia-hordozók kitermelése, felhasználásra való
előkészítése és a technológia kiépítése során fellépő fajlagos
NOx-kibocsátás a különböző villamosenergia-termelési
technológiák esetében 630
7.11. Erőművi károsanyag-emisszióval összefüggésbe hozható
ózonpajzs-károsító hatások 633
7.12. Metánon kívüli illékony szerves vegyületek erőművi kibocsátása 633
7.13. Erőművi eredetű metánemisszió 634
7.14. Radonkibocsátás 634
7.15. Hőerőművek vízgőzkibocsátása 634
7.16. Erőművek szerepe a szmogképződésben 635
7.17. Szilárd lebegőanyag kibocsátása 635
7.17.1. A porkibocsátás jellemzői 635
7.17.2. A primerenergia-hordozók kitermelése, felhasználásra való
előkészítése és a technológia kiépítése során fellépő fajlagos
porkibocsátás a különböző villamosenergia-termelési
technológiák esetében 636
7.17.3. Erőművi koromkibocsátás, olajkoksz- és olajkorom-emisszió 638
7.17.4. Szilárd lebegő részecske kibocsátás más forrásokból 639
7.18. Erőművi hamu 639
7.19. Vízszennyezés 639
7.20. A környezet erőművi eredetű hőszennyezése 641
7.21. Talajszennyezés 641
7.22. A környezet sugárterhelése 643
7.23. Zavaró látvány 646
7.24. Természeti erőforrások igénybevétele a különböző
villamosenergia-termelési technológiák esetében 646
7.24.1. Különböző villamosenergia-termelési technológiák fajlagos
vasércfelhasználása 646
7.24.2. Különböző villamosenergia-termelési technológiák fajlagos
rézércfelhasználása 649
7.24.3. Különböző villamosenergia-termelési technológiák fajlagos
bauxitfelhasználása I 652
8. AZ EGYES VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK
JELLEMZÉSE AZ EGÉSZSÉGKÁROSÍTÓ ÉS ANYAGI KÁROSODÁST
OKOZÓ HATÁSOK SZEMPONTJÁBÓL 655
8.1. A vizsgálat célkitűzése és menete 655
8.2. Általános megfontolások 655
8.3. Módszertani problémák 656
8.4. Az egészségkárosodást okozó hatások vizsgálati módszerei 657
8.5. Balesetek 658
8.6. Villamosenergia-termeléssel és villamosenergia-ellátással összefüggő
katasztrófák 664
8.6.1. A katasztrófa fogalma 664
8.6.2. Villamosenergia-termeléssel összefüggő katasztrófák 664
8.7. Az egészségkárosodás következményeinek számszerűsítése 665
8.8. Az egészségkárosodások különböző fajtái 666
8.8.1. Légszennyezés miatti egészségkárosodás 666
8.8.2. Szilárd szennyező anyag kibocsátások miatti egészségkárosodás 668
8.8.3. Radioaktivitás környezetbe történő kibocsátása miatti
egészségkárosodás 669
8.8.4. Vízszennyezés miatti egészségkárosodás 672
8.9. Savlerakódás és kémiai oxidánsok okozta anyagi károk 672
8.10. Különböző villamosenergia-termelési technológiák környezetterhelésével
összefüggésbe hozható mortalitás 673
8.11. Különböző villamosenergia-termelési technológiák környezetterhelésével
összefüggésbe hozható morbiditás 676
8.11.1. A korlátozott aktivitásra vonatkozó adatok 676
8.11.2. Az asztmatikus megbetegedések miatti korlátozott aktivitásra
vonatkozó adatok 678
8.11.3. Gyermekek krónikus bronchitise miatti korlátozott aktivitásra
vonatkozó adatok 681
8.12. Különböző villamosenergia-termelési technológiák
környezetterhelésével összefüggésbe hozható anyagi károsodás 683
8.12.1. Környezetterhelés miatti termény veszteség 683
8.12.2. Környezetterhelés miatti fémfelület-károsodás 686
8.13. Ökorendszerek károsodása 688
8.13.1. Erdészeti ökorendszerek károsodása 688
8.13.2. Természetközeli ökorendszerek károsodása 690
9. VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK ÖSSZEHASONLÍTÓ
JELLEMZÉSE A RENDSZERIRÁNYÍTÁS SZEMPONTJÁBÓL 693
9.1. Problémafelvetés 693
9.1.1. A kérdéskör tárgyalásának menete 693
9.1.2. Néhány módszertani megjegyzés 694
9.2. A rendszerirányítási követelményekkel kapcsolatos néhány alapfogalom 694
9.2.1. A rendszerirányítás fő feladata 694
9.2.2. Az energiatermelő egységek rendszerirányító számára releváns
tulajdonságai 695
9.3. Az egyes villamosenergia-termelési technológiák összehasonlító
jellemzése rendszerirányítási szempontból 698
9.3.1. A különböző villamosenergia-termelési technológiák jellemzése
a rendszerirányítási feladatok ellátásában való részvétel
szempontjából 698
9.3.2. A különböző villamosenergia-termelési technológiák rövid jellemzése
a villamosenergia-termelés ütemezhetősége szempontjából 702
9.3.3. A rendszerszintű primer, szekunder és tercier szabályozásban, illetve
tartaléktartásban való részvétel lehetősége a különböző
villamosenergia-termelési technológiák esetében 704
9.3.4. A különböző villamosenergia-termelési technológiák jellemzése a
kiszabályozási teljesítményszükséglet szempontjából 708
9.3.5. A különböző villamosenergia-termelési technológiák jellemzése a
tartaléktartási teljesítményszükséglet szempontjából 711
9.4. A szélerőművi és a naperőművi villamosenergia-termelés jellemzése a
rendszerirányítás szempontjából 714
10. AZ EXTERNÁLIS KÖLTSÉGEK ALAKULÁSA KÜLÖNBÖZŐ
VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK ESETÉBEN 716
10.1. Az externális költségek problematikája 716
10.2. Az extemális költségek fogalma 716
10.3. Az externális költségek meghatározására irányuló erőfeszítések 717
10.4. A különböző időpontokból származó becslések összevetése 722
10.5. Az egyes országokra vonatkozó számítások szórása 723
10.6. Az externális költségek internalizálására irányuló erőfeszítések 727
10.7. A környezetvédelmi költségek és a környezeti kár fogalma 728
10.7.1. Környezeti kár és gazdasági kár 728
10.7.2. A környezetvédelemre fordított költségek
és a környezeti kár közötti összefüggés 732
10.8. Az externális költségek alakulása különböző villamosenergia-termelési
technológiák esetében 735
10.9. A villamosenergia-termelés teljes technológiai láncára vonatkoztatott
externális költségek különböző villamosenergia-termelési
technológiák esetében 739
10.10. Összefoglalás 740
11. AZ EGYES VILLAMOSENERGIA- TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK
JELLEMZÉSE A FAJLAGOS TERÜLETIGÉNY SZEMPONTJÁBÓL 745
11.1. Előzetes megfontolások 745
I.1.1. A területfelhasználás tendenciájában bekövetkezett változások 745
II.1.2. A fajlagos területfelhasználás értelmezése 746
11.1.3. Az erőművi fajlagos területigény és a teljes technológiai láncra
vonatkoztatott fajlagos területigény 747
11.1.4. Általános megjegyzések a közölt adatokkal kapcsolatban 747
11.2. A különböző villamosenergia-termelési technológiák
fajlagos területigénye 751
11.3. A villamosenergia-termelés teljes technológiai láncára vonatkoztatott
fajlagos területigény 756
11.4. További adatok az egyes villamosenergia-termelési technológiák
fajlagos természeti erőforrás igénybevételére 760
11.5. Decentralizált villamosenergia-termelés 763
11.6. Összefoglalás 764
12. A KÜLÖNBÖZŐ VILLAMOSENERGIA-TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK
JELLEMZÉSE A TÁRSADALMI ELFOGADOTTSÁG SZEMPONTJÁBÓL 768
12.1. A téma feldolgozásának módja 768
12.2. Általános vonatkozások 768
12.2.1. A villamosenergia-szektor helye és szerepe
a modern társadalmakban 768
12.2.2. A társadalmi elfogadtatás kérdése a villamosenergia-ellátással
kapcsolatos műszaki létesítmények esetében 769
12.3. Társadalmi elfogadottság az egyes villamosenergia-termelési
technológiák esetében 772
12.3.1. Szénbázisú villamosenergia-termelés 772
12.3.2. Olaj tüzelőbázisú villamosenergia-termelés 774
12.3.3. Földgáz tüzelőbázisú villamosenergia-termelés 775
12.3.4. Kapcsolt energiatermelés 776
12.3.5. Atomerőművi villamosenergia-termelés 776
12.3.6. Vízerőművi villamosenergia-termelés 780
12.3.7. Szivattyús-tározós vízerőművek 782
12.3.8. Tüzelőanyag-cellák 782
12.3.9. Geotermikus energia villamosenergia-termelési célú hasznosítása 783
12.3.10. Szélenergia villamosenergia-termelési célú hasznosítása 783
12.3.11. Napenergia villamosenergia-termelési célú hasznosítása 783
12.3.12. Villamosenergia-termelés biomasszából 784
12.3.13. Villamosenergia-termelés hulladékból 785
12.3.14. Egyéb, nem konvencionális villamosenergia-termelési technológiák 785
FÜGGELÉK 787
FOGALOMTÁR 789
JELÖLÉSEK 843
SZAKKIFEJEZÉSEK 871
ANGOL/NÉMET-MAGYAR 871
MAGYAR-ANGOL/NÉMET 878
IRODALOMJEGYZÉK SORSZÁM SZERINT 886
IRODALOMJEGYZÉK BETŰREND SZERINT 910
ÁBRÁK JEGYZÉKE 935
TÁBLÁZATOK JEGYZÉKE 947
TÁRGYMUTATÓ 963

Témakörök