viljandimaa taastuvenergia seminar suure-kõpu mõisas 7. okt. 2014
Post on 22-May-2015
90 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Taastuvenergia lahendused energiasäästu meetmena
Päikese ja tuuleenergia
Andres Meesak
andres.meesak@eesti.ee
Eesti Taastuvenergia Koda
• 9 kW tootmisvõimsus• Tootmise algus august 2012• Tänaseks toodetud 25 000 kWh elektrit• Võrguelektri tarbimine on vähenenud üle
poole:• 2012 võrgust 17 000 kWh• 2013 võrgust 9 500 kWh, võrku 7 500
kWh = netotarbimine ca. 2 000 kWh• 2014 (prognoos) võrgust 6 500 kWh,
võrku 7000 kWh = neto plussenergia majapidamine
Millest täna räägin?
Natuke statistikat
Negavatid
Mikrotootmine mis ja milleks
Mikrotootmise tasuvust mõjutavad tegurid
PV-jaamad
Koostootmine (PV-T)
Väiketuulik
Energiatarbimise audit
Kokkuvõte
Küsimused ja arutelu
Statistika 2013Eesti Statistikaamet: Tarbijahinnaindeksi aastamuutuse suurimaks mõjutajaks oli kodudesse jõudnud elektri 28,7%-line kallinemine, mis andis kogutõusust kaks kolmandikku.
EUROSTAT: 2012. 2. poolaasta ja 2013. 2. poolaasta vahel tõusis majapidamistele müüdava elektrienergia hind kõige enam Eestis (+22%), Kreekas (+20%), Rumeenias (+17%), Prantsusmaal ja Leedus (kummaski +10%). Suurim hindade langus toimus Küprosel (-15%), Ungaris (-14%), Hispaanias (-9%) ja Bulgaarias (-8%). Hinnad püsisid stabiilsetena Soomes, Lätis ja Maltal.
Statistika Aastaraamat 2014: Elektriaktsiisi tõus ei ole Eestis elektritarbimist vähendanud, küll aga on see suurendanud aktsiisilaekumist.
Statistika Aastaraamat 2014: Ühe elaniku kohta on Eesti viie suurima KHG emiteerija hulgas EL-is.
Statistika Aastaraamat 2014: Eesti majandus on üks EL-i
energiamahukamaid (kehvem vaid Bulgaaria) – 1000€ SKP tootmiseks
0,48 toe (EL keskmine 0,14).
Statistika Aastaraamat 2014: Taastuvenergia osatähtsus energia lõpptarbimises üks EL-i
suuremaid 25,8% (2011); EL keskmine 14,4%.
Homo Economicus
Homo Economicus on saadavast kasust lähtuvaid ratsionaalselt kaalutletud otsuseid tegev majanduslik subjekt, kelle eesmärk on saadava kasu maksimeerimine – nii tootja kui tarbijana.
Energiatootja kui Homo Economicus:
Eesti Energia eesmärk ei ole kõigile meeldida, vaid ettevõtte väärtust kasvatada. (Ärileht 15.04.2013)
Ettevõtja või koduomanik kui Homo Economicus:
otsib võimalust saadava kasu maksimeerimiseks läbi võimalikult madala energiaühiku soetushinna.
Kõige odavam elekter on kokkuhoitud elekter!
Allikas: stat.ee
2008 2009 2010 2011 2012 2013 20140
20
40
60
80
100
ETTEVÕTETES TARBITUD KÜTUSE JA ENERGIA KESKMINE
MAKSUMUS
Elektrienergia, €/MWh Soojus, €/MWh
Leia kõigepealt negavatid!
Küte
Investeering hoone soojapidavusse
Efektiivsem küttesüsteem
Valgustus
Hõõg- ja luminofoorlampide asemele LED-lambid
Valgustuse juhtimine
Tehnosüsteemide audit: ega küte, ventilatsioon ja jahutus ei tööta ilma vajaduseta ega või üksteisele vastu
Investeering elementaarsesse hoone automaatikasse
Reaktiivenergia kompenseerimine
Investeering kompensaatoritesse
0,4 kV madalpinge asemel keskpinge
Investeering oma alajaama
Negavatt – tarbimata jäänud energia tinglik mõõtühik (kWh, MWh)
Negavattide tasuvusaeg reeglina 5-6 aastat,
suurematel projektidel ka 10+ aastat.
Mikrotootmine – mis ja milleks?
Energia mikrotootmine on kodumajapidamise või väikeettevõtte poolt tarbimiskohas (elektri)energia tootmine, mille eesmärk on katta eelkõige tootja enda vajadusi.
Mikrotootmisena saab käsitleda ka rühmade või ühistute väikesemahulise tootmise eri vorme, mille eesmärk on toota kogukonna tasandil ja kohalike vajaduste katteks.
MIKROTOOTMINE ON ENERGIA SÄÄSTUABINÕU!
Mikrotootmine – mis ja milleks?
MIKRO-
TOOTMISEÜHIKUKUL
U
ELEKTRI
HIND TARBIJALE
Euroopa Parlament: mikrotootmise laialdasem levik vähendab kütteostuvõimetuse järjest kasvavat ohtu
2013 a. mõjutas Eesti kodumajapidamiste eluasemekulutusi enim elektri hinna hüppeline tõus
Mikrotootmine
PÄIKE
+ prognoositav ressurss
+ lihtsalt paigaldatav
+ tootmine kattub ettevõtte tarbimiskõveraga
- juhitamatu ressurss
- tootmine ei kattu majapidamise tarbimiskõveraga
TUUL+ sesoonsus kattub keskmise tarbimiskõveraga- prognoosimatu ressurss- juhitamatu ressurss- alla 10kW tuulik ei ole majanduslikult mõistlik- piiratud paigalduskohad- hajaasustusalad
Mikro CHP+ prognoositav ressurss+ sõltuvelt tehnoloogiast võib olla juhitav- tasuvus sõltub eelkõige sooja tarbest
Mõiste puudub täna nii kehtivatest seadustest (ElTS),kui reguleerivatest õigusaktidest (Võrgueeskiri).
Kodune päikeseenergia kasutamine muudab 21. sajandil maailma samavõrra kui seda tegi auto 20. sajandil.
Tasuvust mõjutavad tegurid
LOODUSLIKRESSURSS
ELEKTRI HIND
LÕPPTARBIJALE
TOETUSEDDIMENSIONEER
I-MINE JA TARBIMISMUST
ER
KAPITALIKULU
Kus on Eestis kõige rohkem päikeselisi tunde?
100%
78%
PV-jaama optimaalne paigaldus ja võimsus
OPTIMAALNE PAIGALDUS:• Lõunapoolne katuseviil
• Teoreetiliselt võimalik ka ida-lääne suunaline paigaldus
• Hommikul varem alustab• Õhtul hiljem lõpetab
• Katuse kalle 38-45°• Lamekatuste puhul tavaline 18-
23°• Lamekatuse paigaldus kallim• Ja väiksema tootlikusega
PV-jaama optimaalne võimsus on selline, et toodang ei ületaks oluliselt asukoha aastast elektritarbimist.
5000 kWh aastane elektritarve = 6 kW võimsusega PV-jaam
Tootmise – tarbimise „faasinihe“
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120
50
100
150
200
250
300
0
20
40
60
80
100
120
140
elektri tarbimine kodumajapidamistes 1 kWpeak päikeseelektrijaama toodang
GW
h
kWh
Elektritarbimise- ja PV jaama tootmise tipp on erinevatel aastaaegadel
Tüüpilise ettevõtte tarbimine- ja PV jaama tootmine langevad kokku ööpäeva siseselt
AS Konesko 50kW PV-jaam Koerus
PV-jaama toodetava elektri omahind
• Globaalse tootmismahu kahekordistumine alandab süsteemide hinda 25 – 30%
• Täna Eestis „võtmed kätte“ hind:• ettevõttele vahemikus 1,3 – 1,4 €/W• kodumajapidamisele 1,7 – 1,9 €/W
• Hind sõltub konkreetse paigalduse keerukusest
• Süsteemi hinnast lähtuvalt toodangu omahind täna vahemikus 0,08 – 0,12 €/kWh
• Fikseeritud hind kogu jaama toodangule, kogu jaama eluea jooksul (30 aastaks)!
• Eestis toodab optimaalselt paigaldatud PV-jaam aastas ~1000 kWh/kW s.t. 10kW jaam toodab ~10000 kWh elektrit
PV-jaamade paigalduse hinnaprognoos
US$/W (2013 a. väärtuses)
Allikas: Bloomberg New Energy Finance (jaanuar 2014)
0,9€/W
1,2€/W
• Järsk langus toimus 2008-12 (Hiina tehaste valmimine)
• Järgmist järsemat langust oodata USA-s SolarCity nn. gigatehaste valmimisega (prognoositult 2017-18), mis lisab globaalsele tootmisvõimsusele 30%
Elektri hind ostul ja müügil
1 27 53 79 105
131
157
183
209
235
261
287
313
339
365
391
417
443
469
495
521
547
573
599
625
651
677
703
7290
2
4
6
8
10
12
14
Tootmine kWh Börsihind senti/kWh
august 2013 tunnid
€ se
nti/
kWh
01.13. 02.13. 03.13. 04.13. 05.13. 06.13. 07.13. 08.13. 09.13. 10.13.
OST (+marginaal)
0.0519024122807018
0.0496830188679245
0.0547219917012448
0.0480915844301589
0.0446821150281696
0.0582475209340881
0.0475757496622929
0.0513417701973248
0.0544106281971074
0.056
MÜÜK (-marginaal)
0.0582352941176471
0.0486956521739131
0.055418410041841
0.0547976958339958
0.0471611120765785
0.0757786634268068
0.0552794280401544
0.0594081852422442
0.061704834605598
0.063
0.005
0.025
0.045
0.065
€/kW
h
ost €/kWh
müük€/kWh
käibemaks
TE tasu/toetus
aktsiis
võrgutasu
marginaal
elekter
0,051
0,114
0,002
0,0490,061
0,004
0,054
0,009
0,013
0,128-11%
ELEKTRI HIND LÕPPTARBIJALE ???
Kui palju kallineb võrguvoolu hind lõpptarbijale 30 a. jooksul?
Kui palju tõusevad võrgutasud lõpptarbijale 30 a. jooksul? Muud maksud?
Kasutatud 3,5% aastas nii elektri kui võrgutasude hinna tõusu.
Soomes on alates turu avanemisest 2000. el. hind tõusnud enam kui 10% aastas
IEA hinnangul Euroopa keskmine 3-5%
EPIA pikaajaline prognoos 3,5%
Nasdaq OMX 5 aasta elektri futuurid täna Põhjamaadele ei ületa oluliselt tänast taset, seega võiks teha konservatiivsema prognoosi
Rahavoog ja tarbimisharjumused
KODUMAJAPIDAMINE: tarbimisharjumusi muutmata kodumajapidamisel parimal juhul 60% võrku ja 40% omatarbeks s.t. tänaste hindade juures:
IRR: -0,4% ! Investeering on kaetud kumuleeritud säästuga 16. aastal
Kui muuta tarbimisharjumusi ja suuta efektiivselt kohapeal ära tarbida 50% toodetud elektristLüheneb tasuvusaeg 3-4 aastat ja sisemine tulumäär on juba 5,3%
Laenukapitali kaasamine muudab sisemise tulumäära ikkagi nullilähedaseks!
TÜÜPILISE TÖÖGRAAFIKUGA ETTEVÕTE (5päeva nädalalas 08:00 – 18:00):võimalik kohapeal äratarbida 75-80% toodetavast elektrist => tasuvusaeg vahemikus 9-12 aastat
IRR: ~ 9-10%
Laenukapitali kaasamine vähendab intressimäära võrra investeeringu tasuvust!
Õigesti dimensioneeritud mikrotootmise puhul:
RAHAVOOG = SÄÄST ELEKTRIARVELT
IRR – internal rate of return – investeeringu sisemine tasuvusmäär, maksimaalne võimalik intress, et investeering oleks positiivse tulemiga
Elektri ja soojuse koostootmine
Koostootmise võimsus lähtuvalt soojuse tarbest!
Soojale peab olema VÄÄRTUS igal CHP töötunnil, ka suvel
Majanduslikult põhjendatud kui töötab aastas vähemalt 5000h (~60% kõigist aasta tundidest!)
Tõhusa koostootmise toetuse võimalus
Gaasi-CHP
Maagaasi
Puugaasi (Võhma)
PV-T CHP
Räpina sadamahoone
Koostootmisele võiks mõelda:• Võimalus müüa õiglase hinnaga kaugküttevõrku• Haiglad• Hooldusasutused• Lasteasutused• Majutusasutused• Toitlustuskohad• Spordikeskused• Pesumajad• Korteriühistud
PV-T (PV + Thermo)
-20ᵒ C -10ᵒ C 0ᵒ C +10ᵒ C +20ᵒ C220
240
260
280
300
250W nimivõimsusega PV-paneeli võimsuskõver
PV-T paneelid on tänu aktiivsele jahutusele suvekuudel parema tootlikkusega (tootjate sõnul 20-25%)
Paigaldusreeglid samad mis PV-elektri puhul• Lõunakülg• 38-40°
jaan
uar
veeb
ruar
mär
tsap
rill
mai
juun
iju
uli
augu
st
sept
embe
r
okto
ober
nove
mbe
r
dets
embe
r0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
elektrit kuus kWh soojust keskm. kuus kWh
10° temp tõusu vähendab PV-paneeli tootlikust ~5%
PV-T: case 1400 m2 pindalaga hooneJa
anuar
Veebru
ar
Märt
s
Apri
ll
Mai
Juuni
Juuli
August
Septe
mber
Okt
oober
Nove
mber
Dets
em
ber0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Aastane soojusenergiakulu, kWh
Ruumide küte KalorifeerküteSoe tarbevesi Basseinivee aurustumineKokku PV-T
Tõnis Vanaveski arvutused
PV-T süsteemi toodetud soojus, millele pole rakendust ja mida
ei saa ka salvestada(12800 kWh/aastas)
Üleliigne soojus tuleb kogutoodangust maha lahutada, mis omakorda:• Tõstab toodetava
energiaühiku hinda• Pikendab süsteemi
tasuvust• Tekitab tehnilisi
probleeme (süsteemi on tarvis jahutada)
Kui kogu soojale oleks rakendus, siis oleks selle süsteemi puhul toodetava energiaühiku (NII SOOJUSE
KUI ELEKTRI!!!!) omahind ~ 0,045 €/kWh
Mikro- või väiketuulik
Suure tuuliku rusikareeglid:• Investeering 1000€/kW• Toodang 2,6MWh/kw
Jaan
uar
Veebr
uar
Märts
Aprill
Mai
Juun
iJu
uli
Augus
t
Sept
embe
r
Oktoo
ber
Novem
ber
Detse
mbe
r0
200400600800
1000120014001600
0
10
20
30
40
50
60
70
2011 elektri tarbimine kodumajapidamistes GWh2011 tuuleenergiast toodetud elektrienergia, GWh
Tuuliku investeering ja kasutegur:
Tootmisaastad: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 IRR
- 45 000 €
8
208 € 8 208 €
8 208 €
8 208 €
8 208 €
8 208 €
8 208 €
8 208 €
8 208 €
8 208 €
8 208 €
8 208 €
3 504 €
3 504 €
3 504 € 15%
- 45 000 €
2
462 € 2 462 €
2 462 €
2 462 €
2 462 €
2 462 €
2 462 €
2 462 €
2 462 €
2 462 €
2 462 €
2 462 €
1 051 €
1 051 €
1 051 € -4%
- 45 000 €
1
642 € 1 642 €
1 642 €
1 642 €
1 642 €
1 642 €
1 642 €
1 642 €
1 642 €
1 642 €
1 642 €
1 642 €
701
€
701
€
701
€ -9%
- 45 000 €
821 €
821
€
821
€
821
€
821
€
821
€
821
€
821
€
821
€
821
€
821
€
821
€
350
€
350
€
350
€ -
15%
Arvestatud ei ole:- Finantskulu- Hoolduskulu
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
-60000
-40000
-20000
0
20000
40000
60000
80000
investeering 45 000,00 €
Toodang aastas
OPEX (15€/MWh) toodang LC LCOE
toodang kasutegur 100% 87600 kWh 19710 € 1314000 kWh 0,05 €/kWh kasutegur 30% 26280 kWh 5913 € 394200 kWh 0,13 €/kWh kasutegur 20% 17520 kWh 3942 € 262800 kWh 0,19 €/kWh kasutegur 10% 8760 kWh 1971 € 131400 kWh 0,36 €/kWh
Tingimusel, et 100%
toodetavast energiast
müüakse võrku
30% kasuteguri korral tagab 10% IRR-i tuuliku
hind koos paigaldusega ca. 18 000€
Eesti suurte tuuleparkide kasutegur ~30%
0:00
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:0
0
11:0
0
12:0
0
13:0
0
14:0
0
15:0
0
16:0
0
17:0
0
18:0
0
19:0
0
20:0
0
21:0
0
22:0
0
23:0
00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
tarbiminetootminetarbimine mod
Energiatarbimise audit
• Analüüsi oma tarbimisharjumusi• Leia suurimad tarbijad• Kas nende tööd on võimalik nihutada ajale kui on tootmine? • Ning SAMAVÕRRA vähendada võrgust ostetava elektrienergia kogust?
Börsil müüdav osa + TET
Targa maja põhimõtete rakendamine
0:00
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:0
0
11:0
0
12:0
0
13:0
0
14:0
0
15:0
0
16:0
0
17:0
0
18:0
0
19:0
0
20:0
0
21:0
0
22:0
0
23:0
00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
tarbiminetootminetarbimine mod
Börsil müüdav osa + TET
Elspot prices in [EUR/MWh] EE LV LT
6.06.201307 - 08 75,07 75,07 75,0708 - 09 89,97 89,97 89,9709 - 10 94,4 94,4 94,410 - 11 88,27 88,27 88,2711 - 12 100,03 100,03 100,0312 - 13 109,78 109,78 109,7813 - 14 90,03 90,03 90,0314 - 15 60,01 60,01 60,0115 - 16 44,27 45,04 45,0416 - 17 40,82 45,02 45,02
Kui börsi tunnihind on kõrge, on majapidamiselekasulikum müüa võimalikult palju toodetavastelektrist ja oma tarve rahuldada odavamal ajal kas oma toodangust või börsilt ostes.
Tulevikutrende:
Lokaalne salvestamine (akud, vesinik…)
Mikro- ja väiketootjate koondumine VPP-desse
Ühistuline hajatootmine
Energia lokaalne salvestamine Briti Barclays pank:
kivisöel töötavaid elektrijaamu ei vii sulgemiseni mitte valitsuste regulatsioonid, vaid taastuvenergia tehnoloogiate jätkuv kiire areng.
salvestusvõimalusega koduse PV-jaama energia hind on juba konkurentsivõimeline võrguelektriga lõunapoolsetes USA osariikides ja juba 4 aasta jooksul on selline energiasaamine võrguelektriga võrreldava hinnaga või odavam juba 20%-le USA tarbijaile.
Saksamaal nähakse lokaalsete salvestustehnoloogiate arengus ja levikus lahendust tiputundide ületootmisele – PV-jaamu omad majapidamised salvestavad tootmise tiputundidel ülejäägi võrku müümise asemel akudesse, et katta selle energiaga tarbimistippe, mis jäävad välja PV-jaama tööajast.
Kokkuvõte Tasuvuse arvutamisel peab ENNE investeerimisotsuse langetamist
arvestama:
Klimaatiliste teguritega (eriti tuulikute puhul)
Majanduslike teguritega (omavahendid või laenukapital)
Tehnoloogiliste teguritega (sobiva suuna ja kaldega katus)
Analüüsis kasutatud PV-jaama eluiga on veel liiga lühike, et teha kaugeleulatuvaid järeldusi:
Jaama tootlikkuse kohta pikema aja jooksul
Degradeerumisest tingitud tootlikkuse vähenemine
Hüpoteetilised sisendid on:
Elektri hinna dünaamika pikema aja jooksul
Jaama ja tema komponentide tegelik eluiga ja hoolduskulud
Olulised tingimused investeerimisotsuse tegemiseks:
Riiklike poliitikate järjepidevus (toetused, liitumistingimused)
Kokkuvõte Leia üles negavatid
Koos mikrotootmise investeeringuga peaks läbi viima energia TARBIMISE auditi: millal, kui palju ja milleks energiat kasutatakse ja kuidas ja mil määral seda õnnestub muuta – võrku müügi – omatarbe vahekord peaks olema VÄHEMALT 50/50.
Investeeringu sisemise tulukuse suurendamiseks ja tasuvusaja lühendamiseks peab majapidamine tõenäoliselt muutma suuremal või vähemal määral oma tarbimisharjumusi. TARK MAJA!
Saavutamaks majapidamisele ootuslikku 10- aastast tasuvusaega peab kapitalikulu alanema veel ca. 50%, s.t. mitte ületama 1,1 €/W ceteris paribus (täna 1,7 €/W) kas läbi tehnoloogia odavnemise või toetusmeetmete (võimsuse- või toodangupõhine?).
Põhjalikumat uurimist vajaks veel kombineeritud süsteemide ning ühistulise pisi- või väiketootmise majanduslik mõju ühistu liikmete/investorite energiakuludele (mastaabi efekt ?) ning kogukondlikud energiasaared ja virtuaalsed elektrijaamad
Linke:
PV jaama tootlikuse hindamiseks: PV GIS http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis
Hoone asendi kontrolliks ilmakaarte suhtes: http://geoportaal.maaamet.ee/
“I’d put my money on the sun and solar energy. What a source of power! I hope we don’t have to wait until oil and coal run out before we tackle that.” Thomas A. Edison, 1931
KÜSIMUSED JA ARUTELU!
andres.meesak@eesti.ee
top related