A szén-dioxid szabályozással kapcsolatos vállalati döntések

vonatkozó EU szabályozás célja, hogy ösztönözze a vállalatokat emissziójuk visszafogásában, számítási modellünk feltételezi, hogy az emisszió-kereskedelemben részt vevő vállalatok pénzügyi eredményes-ségüket mérlegelve, saját elhárítási határköltség (MAC) görbéjük és a külsőleg számukra adott villamos energia ár és CO2 kvótaár alapján döntenek az elhárítással kapcsolatos beruházási lehetőségeikről, illetve szennyezési jog eladásukról/vásárlásukról.

A vállalati döntések modellezése érdekében összefoglaltuk azokat az elhárítási opciókat, amelyek az egyes kiinduló erőművi technológiák üzemeltetői számára elérhetőek mint emisszió-elhárítási lépések. Az egyes erőművi technológiák fajlagos CO2 kibocsátási mutatói, kibocsátás-csökkentési potenciálja és beruházási költsége segítségével össze-foglaltuk azon szén-dioxid csökkentéssel járó technológiai lehetőségeket, melyek alapján kiderül, hogy adott erőművi technológiához tartozó CO2

kibocsátás milyen fajlagos költségnövekedés révén csökkenthető különböző szintekre.

Az elhárítási opciók meghatározásánál abból indultunk ki, hogy a fosszilis erőművek esetében három forrása lehet az üvegház hatású gázok (ÜHG) elhárításának: 1) fajlagos hatékonyság javulás, 2) tüzelő-anyag váltás, 3) csővégi elhárítás.⁴ Modellünk különböző elhárítási opciókat foglal magába a különböző tüzelőanyagot használó, és különböző termelési technikával működő erőművek esetén. A modellbe épített elhárítási opciók köréből minden vizsgált erőmű egyedi

4 Az általunk felépített elhárítási határköltség-görbék forrásai a nemzetközi szakirodalomban közölt erőművi technológiai leírások és költségadatok, valamint az IIASA CO2 adatbázisa, amely az egyes elérhető technológiákat alkalmazó valós és kísérleti erőművek beruházási és működtetési paramétereit, és a kapcsolódó költségeket tartalmazza. A források pontos felsorolását lásd a tanulmány végén.

adottságait figyelembe véve lehet választani a modell paraméterek változásának hatására.

Széntüzelésű erőművek esetén modellünk a következő elhárítási opciókat veszi figyelembe: a) egyszerű szénportüzelés (PCC - alapeset), b) atmoszferikus fluidágyas tüzelés (AFBC), c) nyomás alatti fluidágyas tüzelés (PFBC), d) szilárd tüzelőanyagot elgázosító és azzal kombinált gáz és gőzciklusú áramtermelést végző technológia (IGCC). Az alap-technológia megváltoztatása nélkül lehetséges elhárítási módszerként vettük figyelembe a e) távozó füstgáz hőenergiájának visszanyerését javító megnövelt felületű hőcserélő alkalmazását, valamint a f) szén előszárítását gőzmelegítésű csőrendszerrel fűtött fluidágy segítségével.

A tüzelőanyag-váltás is két további opciót jelent: váltást biomassza vagy földgáz alapú tüzelésre. A biomassza esetében is eltérő szilárd tüzelés-technikák közül lehet választani. Földgázra való átállás esetén az egyszerű gőzciklus mellett teljes technológiaváltás is lehetséges, nyílt vagy kombinált ciklusú gázturbina beruházás is szerepel az opciók között.

A szénhidrogén tüzelésű erőművek esetén az egyedi erőművi alapeseteket követő opciókban tüzelőolaj – földgáz arány változta-tásával, illetve a gőzciklus helyett gázturbinás technológiára való átállással (nyílt vagy kombinált ciklus) csökkenthető a fajlagos CO2

kibocsátás.

A csővégi elhárító technikák közül több lehetőség (membrános, vegyi vagy fizikai túlhűtéses széndioxid leválasztás) tanulmányozása után úgy döntöttünk, hogy csak a legkisebb fajlagos költségű csővégi technikát vesszük figyelembe. Ez a monoetanolamin füstgázba történő permetezése és a széndioxiddal képzett csapadék mechanikus leválasz-tása alapján működő MEA-scrubber. Valamennyi csővégi technológia az erőművi önfogyasztás növekedésével, így az összhatásfok romlásával jár, ami a villamos energia önköltségét is érezhető mértékben növeli.

Feltételeztük, hogy az erőművek egy előre becsült szén-dioxid kvótaár és áramár alapján - a széndioxid szabályozással kapcsolatos kiadásokat és bevételeket is figyelembe véve - a technológia élettartamá-nak időszakára vetített diszkontált pénzáram alapján döntenek az egyes beruházási alternatívákról. A pénzáramok (cash-flow) kiszámításához minden egyes technológiai lépcsőhöz kapcsolódóan meghatároztuk a bevételi és kiadási oldalon jelentkező jövőbeli pénzmozgásokat, egy kW teljesítményre vonatkoztatva. A költség oldalon az első évben jelentkező

egyszeri fajlagos beruházási költség, az állandó és változó termelési és karbantartási költségek, a tüzelőköltség és az esetleges kvótavásárlás költsége szerepelnek. Bevételek a tervezett villamos energia értékesí-téséből és kvótaeladásból származhatnak.

A modellezés reálértéken történik, az infláció értékének figyelembevétele nélkül. A bevételek és költségek számításához külső változóként adható meg reálértéken az adott időszakra vonatkozó európai villamos energia eladási ár és szén-dioxid kvótaár. A kiválasztó algoritmus az adott technológiára jellemző előre becsült TIT-nek (ténylegesen igénybe vehető teljesítmény) megfelelő, kW-ként megter-melhető villamos energia mennyiséggel kalkulál. Az egyes lépcsők közül a széndioxid-szabályozás életbelépését követően az erőművek a szabályozási időszak előtt választanak. A modell az adott beruházás megvalósításának évétől kezdve az új technológiára jellemző fajlagos költségekkel és kapacitás-kihasználási adatokkal számol.

Bemenő adatként szerepel a vállalatok saját tüzelőanyag összetétele⁵, amelyből a modell az IPCC⁶ által meghatározott emissziós faktorokkal számítja ki a CO2 kibocsátásokat. A szétosztott mennyiség és az allokáció elve szabadon beállítható a modellben. Lehetőség van a számított szükséges kibocsátási mennyiség tetszőleges szűkítésére, illetve árverezett hányad beállítására. Ami az allokációt illeti, az aukció lehetősége mellett lehet emisszió- vagy termelés-alapú allokációs mechanizmus választható ki. Ahogy az alábbiakban részletesen is bemutatjuk, a jelenlegi kalkulációk során a magyar nemzeti kiosztási terv legutolsó érvényes allokációs adatait állítottuk be a modellben.

Az adott szén-dioxid ár mellett alkalmazott technológiai paraméterek, valamint az allokáció módja alapján minden erőműre kiszámítható, hogy adott évben kvótahiánnyal vagy kvótatöbblettel szembesül-e. A kalkulált kvótatöbblet/kvótahiány pénzben (HUF) kifejezett értéke a fajlagos termelési költséghez adódik hozzá, ami a kínálati függvényt megváltoztatja. Az egyes technológia opciók ezen kívül a rendelkezésre álló kapacitás nagyságát is befolyásolhatják.

Modellünkben a villamos-energia termelők lépcsős kínálati görbéjét

5 MEH (2002) Villamos energia statisztikai évkönyv, 2002

6 IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change: Good Practice Guide and Uncertainty Management in National Grenhouse Gas Inventory , http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gp/pdf/2_Energy.pdf

jellemző rendelkezésre álló kapacitás és változó költségadatok módosulnak az egyes termelők által kiválasztott technológia és a kvótaár függvényében. Az új piaci egyensúly megkeresésével kapjuk meg az adott vizsgálati forgatókönyvre jellemző villamos-energia ár és fogyasz-tási eredményeket. A piaci egyensúly változását szemlélteti a következő ábra. A C1 és C2 és Q1, Q2, valamint C’1 és C’2 és Q’1, Q’2 értékek az első két legolcsóbb áramtermelő blokk fajlagos költségeit és az általuk termelt mennyiséget (kWh) mutatják a szabályozás bevezetése nélküli és a szabályozás melletti állapotban.

2. ábra: A piaci egyensúly megváltozása a szén-dioxid szabályozás hatására

1.3 Számításaink bemenő adatainak alapbeállításai