4. A SAJÁT VIZSGÁLATOK EREDMÉNYEI
4.3 E NERGETIKAI TÖMÖRÍTVÉNYEK JELLEMZ Ő INEK VIZSGÁLATA , MIN Ő SÍTÉSE , GAZDASÁGOSSÁGI
4.3.3 Gazdaságossági vizsgálatok
A biotüzelőanyagok értékelésének fontos eleme az ökonómiai értékelés. A feladatokat a költségek meghatározása és csökkentési lehetőségeinek keresése jelentik. A költségek meghatározásával lehetővé válik a gazdaságos alkalmazási területek kijelölése. A vásárlói döntéseket az üzemeltetési költségek mellett jelentősen befolyásolja a szükséges beruházás mértéke, a rendelkezésre álló támogatások, valamint az egyes berendezések automatizáltságának foka. A 4.3.3 fejezetben az egyes fűtési megoldások költségeit vizsgálom előtérbe helyezve a vásárlói döntéseket befolyásoló tényezőket.
A biomassza energetikai célú hasznosításának gazdaságosságát a beruházási költségek mellett döntően két tényező befolyásolja: a hagyományos energiahordozók ára és költségének alakulása, valamint a bioenergia-hordozók felhasználásának költségei. A hagyományos energiahordozók ára és költségei nagymértékben függnek a világpiaci ármozgásoktól és a termelési költségekre rakódó adóktól és kedvezményektől, amelyek állami befolyásolás alatt állnak. A bioenergia-felhasználás költségeit a nyersanyagtermelés költségei, a mezőgazdasági termelésen belüli preferenciák, a biomassza transzformációs költségek és a bioenergiahordozók állami preferálása befolyásolják leginkább (Fenyvesi-Hajdú, 2005).
Az egyes fűtési megoldásokat összehasonlító vizsgálatok során az épület fűtéséhez szükséges energia mennyiségből kiindulva, a felhasznált tüzelőanyagok fűtőértékeinek és árainak, az alkalmazott berendezések hatásfokának figyelembevételével számítottam az éves fűtőanyag költségeket.
Egy-egy épület fűtéséhez szükséges energia mennyisége és költségei a külső (környezeti) hőmérséklettől, az épületek hőtani tulajdonságaitól, a fűtési hőmérsékletektől (hőigényektől), a fűtőberendezés típusától és hatásfokától, valamint a tüzelőanyag minőségétől és árától függenek (Ősz-Bihari, 1998).
Egy 100 m2-es, jól szigetelt családi ház fűtési energia felhasználása átlagos időjárási körülmények között (100 x 180 kWh/m2) 64.800 MJ (Uth, 2007).a
A továbbiakban ennek a szükséges hőigény kielégítésének költségeit számítom összehasonlítva az alábbi fűtési módokat:
- Gázkazán - Pelletkazán
- Faelgázosító kazán hasított tűzifa felhasználással - Faelgázosító kazán brikett felhasználással
- Hőszivattyú: talajhő/víz
Az energetikai tömörítvények és a hasábfa-tüzelés mellett vizsgálataim tárgyát képezi a hőszivattyús rendszer gazdasági elemzése is, hiszen a hőszivattyúk részvétele az energiatermelésben évről-évre egyre nagyobb teret nyer hazánkban. Alkalmazásuk iránti növekvő érdeklődés miatt fontosnak tartom ezt a hőenergia-előállítási alternatívát is figyelembe venni az összehasonlító vizsgálataim során.
A pellet, a brikett és a hasított fa fűtőértékeinél a 4.3.2 fejezetben mért értékek és a bruttó beszerzési árak átlagaival számoltam. Előbbi pellet esetén 16,94 MJ/kg, brikettnél 16,97 MJ/kg, utóbbi pelletnél 51 Ft/kg, brikettnél 45 Ft/kg. A számításban
a A 180 kWh/m2 energiafelhasználású épület, az épületek energetikai jellemzőinek tanúsításáról szóló 176/2008. (VI. 30.) kormányrendeletben foglaltaknak megfelelően A+-tól (fokozottan energiatakarékos) I (rossz) skáláig terjedő besorolás szerint a C, vagyis a követelményeknek megfelelő (110-230 kWh/m2 energiafelhasználású) kategóriába tartozik.
hasított akác tűzifa jellemzőit a pellet és brikett vizsgálatoknál bemutatott módszerekkel mértem. A zárt, fedett tároló-helyiségben, optimális (kellően száraz) körülmények közt tárolt tűzifa -nedvességtartalom 17,5%, fűtőérték 14,44 MJ/kg- ára 17.000 Ft/m3.
A gáz fűtőértéke 34 MJ/m3, a földgáz és villamos energia árak a 2009-es év márciusi piaci árai. A számításban használt szilárd tüzelőanyagok jellemző tulajdonságaira vonatkozó vizsgálatok eredményeit a 41. táblázatban összesítettem.
41. táblázat: A gazdaságossági számításban használt szilárd tüzelőanyagok jellemzői
Összetevő/Tulajdonság Mértékegység Pelleta Hasított
akác Briketta
Nedvességtartalom Tömeg % 6,7 17,5 7,5
Szárazanyag-tartalom Tömeg % 93,3 82,5 92,5
Hamutartalom Tömeg % 1,63 2,2 2,6
Fűtőérték MJ/kg 16,94 14,44 16,97
Térfogattömeg kg/m3 653 464 734
Energiasűrűségb GJ/ m3 11,06 6,70 12,46
Bruttó ár (2009) (cFt/t, dFt/m3) 51.000 17.000 45.000
Bruttó ár (2009) Ft/MJ 3,01 2,56 2,65
a) Energetikai tömörítvényekre vonatkozó saját vizsgálatok átlagos értékei b) Egységynyi térfogatra jutó energiamennyiség
c) Pellet és brikett esetén d) Hasított akác esetén
Forrás: Saját vizsgálatok
A nedvességtartalmak minden esetben kellően alacsonyak. A hasított akác tűzifa nedvességtartalma megfelel a faelgázosító kazánban a gyártó által ajánlott 20% alatti értéknek. A vizsgált pellet és a brikett fűtőértéke 17-18%-kal haladja meg az akácét. A térfogattömegek és az energiasűrűségek a tűzifa, pellet, brikett sorrendben nőnek. A brikett és a hasított tűzifa Ft/MJ-ra vetített ára között csak minimális eltérés van.
A továbbiakban a korábban említett fűtési megoldások költségeit hasonlítom össze. A szükséges tüzelőanyag mennyiséget és az éves fűtőanyag költségeket a hatásfokokkal korrigált energiaigényből határoztam meg.
Éves fűtőanyag költség
Az éves fűtőanyag költségek a 42. táblázatban foglaltak szerint alakulnak az egyes fűtési megoldásoknál. Csak az éves fűtőanyag költségeket tekintve a kedvezményes tarifájú hőszivattyú mellett a hasított tűzifával működő faelgázosító kazán üzemeltetése a legolcsóbb. Ezt követi kis eltéréssel a brikettel üzemelő faelgázosító kazán. A kettő között jelen árak mellett nincs jelentős különbség. A brikett felhasználásával járó előnyök (pl.: kevesebbet kell szállítani, tárolni) minimális többletköltséggel járnak. A hasított fával üzemeltetett faelgázosító kazán és a gázfűtés között a különbség 87.086 ezer Ft.
A pelletkazán fűtőanyag költsége jelen számítások során 49.686 Ft-al olcsóbb a gázfűtésnél évente. A hőszivattyú üzemelési költségei jelen számítások szerint közel azonosak a pelletkazán éves költségeivel.
42. táblázat: Az egyes fűtési megoldások számított éves költségei 100 m2-es, jól szigetelt családi ház példáján 2009-es (bruttó) árakon
FŰTÉSI MÓD GÁZKAZÁN
a) Minden esetben 90%-os hatásfokot feltételezve.
b) Hőszivattyú esetében az elvárt, 3,5-ös teljesítménytényezőt feltételezve, ami a hasznos hőenergia és a bevezetett energia hányadosa.
c) 64.800 MJ hőigény berendezések hatásfokával korrigált értékéből (72.000 MJ) számítva.
d) Lakossági földgáz ára támogatás nélkül 3,735 Ft/MJ, <20 m3/h gázmérővel rendelkezők esetén (24/2008. VIII.31. KHEM rendelet).
e) Az "A" lakossági általános (a nap 24 órájában vételezhető) díjszabás, 1320 kWh/év feletti fogyasztás.
f) Meglévő fűtési berendezések korszerűsítése, energiatakarékos berendezésre való cseréje esetén lehetséges.
g) Egyes szolgáltatók által a hőszivattyús rendszerek üzemeltetésére 2009. április 1-től meghatározott kedvezményes tarifa.
Forrás: Saját vizsgálatok
Egyéb költségek
Az éves fűtőanyag költség kiegészül az egyéb költségekkel (segédenergia, karbantartás, fűtőanyag szállítása). Az egyéb költségek a 43. táblázat szerinti összegekből tevődnek össze az egyes fűtési módoknál.
43. táblázat: Az egyes berendezések éves fűtőanyag költségei mellett felmerülő egyéb költségek 2009-es (bruttó) árakon költségeinek összegéből adódnak. Hasábfa-tüzelésnél jelentkezik a legmagasabb érték (26.877 Ft), gázfűtésnél a legalacsonyabb (12.640 Ft).
A fentiek alapján az egyéb költségeket három kategóriába soroltam:
- Alacsony < 15 ezer Ft/év: gázfűtés, hőszivattyú
- Közepes 15 ezer - 25 ezer Ft/év között: pellet- és brikett tüzelés - Magas > 25 ezer Ft/év: hasábfa-tüzelés
Az egyes fűtési megoldásokat összevetve látható, hogy a magasabb éves fűtőanyag költséghez (gázfűtés, hőszivattyú) alacsonyabb egyéb költségek társulnak. Az alacsonyabb éves fűtőanyag költség (hasábfa-tüzelés) pedig magasabb egyéb költségekkel jár.
Amortizációs költség
Lineáris, évenként azonos összegű értékcsökkenés elszámolásával. A berendezések élettartama 20 év. Beruházási költségek: gázfűtésnél 0,640 millió Ft, pellettüzelésnél
aNapi 10 órás üzemidővel 183 napos (október 15. és április 15. közötti) fűtési időszakkal, 44,40 Ft/kWh villamos energia árral számolva a következők szerint alakul. Gázfűtés: átlagos terhelésnél az elektromos teljesítményfelvétel 70 W (Viessmann Vitopend-100 falikazán, 24 kW), 128 kWh x 44,40 Ft/kWh 5683 Ft/év. Pelletkazán:
teljesítményfelvétel átlagos terhelésnél 100 W (Herz Pelletstar 30 kW), éves fogyasztás 183 kWh, 8125 Ft/év.
Faelgázosító kazán teljesítményfelvétele átlagos terhelésnél 81 W (Herz Firestar 30 kW), éves fogyasztás 148 kWh, 6571 Ft/év. Hőszivattyús fűtési megoldás esetén a segédenergia költségeit az éves fűtőanyag költség kategória tartalmazza.
bA karbantartás közszolgáltatási díjtételei településenként eltérőek lehetnek. Egy zala megyei kistelepülés 2009-ben érvényes árai a következők: gáztüzelő berendezések egyedi kéményeinek ellenőrzése, szükség szerinti tisztítása (évente egyszer) 1017 Ft/év, ami (a tényleges fogyasztástól független) 5940 Ft/év alapdíjjal egészül ki. Szilárd tüzelőberendezések egyedi kéményeinek ellenőrzése és tisztítása (évente kétszer) összesen 1747 Ft. Hőszivattyú esetében a PE-Georgikon Kar Agrárműszaki Tanszék Oktató-Kutató Bázisán működő hőszivattyús rendszer (Thermia Robust, 45 kW) átlagos 10.000 Ft/év karbantartási díjával számolok.
c A szállítás költségei a szállítási mennyiségek és a távolságok függvényében változnak. Pellet és brikett kiszállítása 4-6 tonnás szállítókapacitással 2009-es árakon 101 Ft/tkm (Gockler, 2009). Vagyis 25 km-es szállítási távolságnál (feltételezve, hogy ilyen távolságban már beszerezhető a szükséges tüzelőanyag) 4,3 t pellet esetében 10.858 Ft-ot, illetve 4,2 t brikett esetén 10.605 Ft. Hasított, 10,7 m3 tűzifa (kb. 5,0 t) kiszállítása 18.559 Ft.
1,5 millió Ft, hasábfa és brikett tüzelésnél (faelgázosító kazán) 1 millió Ft, hőszivattyús megoldás esetén 2,5 millió Ft.
Éves költség
Az éves fűtőanyag költség az egyéb költségekkel és az amortizációval kiegészülve adja meg egy-egy változat teljes éves költségét. Az éves költségeket tekintve a számítások alapján a faelgázosító kazán üzemeltetése a legolcsóbb. Hasábfával és brikettel való üzemeltetésénél közel azonos költségek adódnak. Előbbinél 258.777 Ft/év, utóbbinál 257.923 Ft/év.
A pelletkazán éves költsége jelen számítások szerint közel azonos a gázkazánéval.
Előbbi üzemeltetése jelen számítások során 1.404 Ft-al drágább a gázfűtésnél évente. A legnagyobb különbség (105.420 Ft) a brikettel üzemeltetett faelgázosító kazán és a teljes villamos energia árral kalkulált hőszivattyús megoldás között jelentkezik.
Fontos hangsúlyozni, hogy ezen számítások a korábbi fejezetekben vizsgált minőségű és árú tüzelőanyagokra, a megadott épület hőszükségletre, valamint átlagos időjárási viszonyokra érvényesek. Az üzemeltetés módja, folyamatossága, az időjárás és az egyes tüzelőanyagok időszakonként és országrészenként eltérő ára kismértékben módosíthatja az eredményeket.
Önköltség
Az egyes megoldások önköltsége az éves költség és az éves energiaigény hányadosa.
Az értékek a faelgázosító kazán esetében a legalacsonyabbak, valamivel 4 Ft/MJ alatt vannak. A kedvezményes tarifájú hőszivattyú önköltsége 4,31 Ft/MJ. Őket követi a gázfűtés és a pelletkazán 4,84 és 4,86 Ft/MJ-al. A teljes villamos energia árral számított hőszivattyús fűtési megoldás önköltsége közel másfélszerese a brikettel, vagy hasábfával üzemelő faelgázosító kázánénak.
Berendezések komfortfokozata
A berendezések komfortfokozata (kényelmi faktor) a tüzelőanyag megrendelés, utánajárás, szállítás, ellátás és átvétel problémáiból és a felhasználással járó egyéb tényezőkből (pl.: szennyezés) tevődik össze (Gockler, 1994).
Vizsgálataim során a berendezések komfortfokozatát a lehető legkényelmesebb megoldáshoz (nagyon magas kategória = gázfűtés) viszonyítva további három kategóriát különböztettem meg: magas, közepes, alacsony.
A pellettüzelést automatizálhatósága miatt a magas, a faelgázosító kazánt pedig a közepes kategóriába soroltam a tüzelőanyag szállításából, feldolgozásából, tűztérbe juttatásából és a gyakoribb karbantartásból álló többletfeladatok miatt. A pellettüzelés kényelmi szintje megközelíti a gázfűtését, a faelgázosító kazán üzemeltetéséhez közepes kényelmi szint tartozik kedvezőbb költségek mellett. A hőszivattyús megoldást a gázfűtéshez hasonlóan a nagyon magas kategóriába soroltam.
A pellettüzelést a faelgázosító kazánnal összehasonlítva megállapítható, hogy a drágább üzemeltetés magasabb komfortfokozattal párosul. A pellettüzelés komfortokozata (közel azonos költségek mellett) megközelíti a gázfűtését.
Szükséges beruházás mértéke, rendelkezésre álló támogatások
A szükséges beruházás mértéke és a rendelkezésre álló beruházási támogatások az egyes fűtési megoldások közti választást jelentősen befolyásolják. Az egyes berendezések felmerülő beruházási költségeit négy kategóriába soroltam:
- Alacsony (500 ezer Ft alatti megoldások): pl.: kandallók, villanyradiátorok, melyek egy-egy helyiség fűtésére szolgálnak.
- Közepes (500 ezer és 1 millió között): pl.: gázkazán, gázszerelési munkák és szerelvények
- Magas (1 millió és 2 millió között): pl.: automata pelletkazánok és elgázosítási technológiával működő kazánok szerelvényekkel és kiegészítőkkel (puffer, tároló stb.).
Ebbe a kategóriába sorolhatók a korszerű, gazdaságosan üzemelő kondenzációs gázkazánok is.
- Nagyon magas (2 millió felett): pl.: hőszivattyús megoldások talajmunkákkal, szerelvényekkel és kiegészítőkkel.
Fenti besorolás alapján megállapítható, hogy a szilárd tüzelőanyagok a gázfűtéshez képest magasabb kezdeti beruházásához faelgázosító kazán esetén közepes komfortfokozat és alacsonyabb költség, pellettüzelés esetén pedig magas komfortfokozat és nagyságrendileg azonos költség párosul.
A rendelkezésre álló támogatások az egyes megoldások közötti választást nagymértékben befolyásolhatják. Hazánkban az elmúlt években a Nemzeti Energiatakarékossági Program (NEP) keretében nyílt lehetőség támogatások elnyerésére. A pályázat célja, hogy vissza nem térítendő támogatással és kedvezményes kamatozású hitellel járuljon hozzá a lakóingatlanok energia-megtakarítást eredményező fűtés (pl.: kazáncsere) és/vagy használati melegvíz-ellátás korszerűsítéséhez. A támogatások igénybevételével a beruházási költségek (és így a megtérülési idő is) jelentősen csökkenthetők.
A vizsgált fűtési megoldások dinamikus megtérülési idejére vonatkozó számításaimat a 44. táblázatban foglaltam össze.
A vizsgált esetekben megtakarítás abból keletkezik, hogy a szükséges hőt gáz helyett az egyes alternatívák valamelyikével állítjuk elő. Az évente jelentkező kiadásokat az éves fűtőanyag költségek az egyéb költségek összege adja.
A befektetett összeg meglévő berendezés cseréje esetén az egyes megoldások megvalósításának költsége, ami kiegészül a meglévő (lecserélni kívánt) berendezés még létező amortizációs költségével. Új építés esetén a befektetett összeg a gázfűtés és a vizsgált alternatívák beruházási költségeinek különbözete. (Meglévő berendezések cseréjekor a korábbi fűtési megoldás egyes szerelvényei felhasználhatóak. Az ebből adódó költségcsökkentés egyedi lehetőségeinek vizsálatától jelen számítás során eltekintek.)
Szilágyi (2009) szerint a gázfűtés teljes kiépítése turbó falikazánnal 2009-es árakon 640 ezer Ft-ból oldható meg. A többi fűtési megoldás létesítésének költségeit a táblázat beruházási költség sorában foglalt összegekkel számítottam.
A számítások alapján megállapítható, hogy a vizsgált fűtési megoldások megtérülési ideje meglévő berendezés cseréje esetén a gázfűtéshez képest még hosszú, tíz év feletti.
Új építés során a faelgázosító kazán megtérülési ideje már kedvezőbben alakul, 10 év alá csökken.
A Nemzeti Energiatakarékossági Program vissza nem térítendő 2009-es támogatási konstrukciójának igénybevételével kazánok megtérülési ideje is jelentősen csökken. A jövőre nézve bíztató lehet, hogy a 2011-ben induló Új Széchényi Terv Zöldgazdaság-fejlesztési Programja is célul tűzte ki a hazai épületek energiahatékonyságának jelentős mértékű javítását.
44. táblázat: Az egyes fűtési megoldások dinamikus megtérülési ideje
640.000 1.500.000 1.000.000 1.000.000 2.500.000 2.500.000 Éves kiadás
a) A beruházási költség meglévő gázkazán cseréje esetén kiegészül a berendezés még létező amortizációs költségével. Vizsgálataim során 12 éves berendezés cseréjével számolok, 20 éves teljes élettartam mellett.
b) 20 éves élettartam és 7,5%-os kamatláb mellett
c) NEP-Nemzeti Energiatakarékossági Program - A vissza nem térítendő támogatás mértéke a beruházási költség legfeljebb 35%-a, de legfeljebb 1.470.000,- Ft.(KHEM, 2009-4)
Forrás: Saját vizsgálatok
A hőszivattyús fűtési megoldás magas költségeinek ellensúlyozására néhány áramszolgáltató (Elmű, ÉMÁSZ) 2009 áprilisától „geotarifa” bevezetését indította el, mely a szolgáltató által jóváhagyott hőszivattyú típusokra kedvezményes (28,04 Ft/kWh) áron biztosítja az üzemeltetéshez szükséges áramot (Németh, 2009, Ádám, 2009). A geotarifa elterjedése és a fűtés mellett a hőszivattyú hűtésre való alkalmazása jelentősen növeli a magasabb beruházási költségekkel megvalósítható hőszivattyús rendszerek versenyképességét.
Meglévő tüzelőberendezések vizsgált megoldásokkal történő cseréje jelen árak mellett nem lenne indokolt, viszont új építésű házak, illetve teljes felújítás és korszerűsítés esetén az alacsonyabb komfortfokozattal bíró faelgázosító kazán ideális alternatíva, hiszen jelentős megtakarítások érhetők el. Pellet-tüzeléssel a gázfűtés kényelmi szintjét megközelítő megoldás valósítható meg nagyságrendileg azonos költségek mellett.
A jövőben a gázár folyamatos emelkedése és a gáztámogatások megszűnése várható. A jelenleg kialakuló hazai biotüzelőanyag-piac termékeinek (pellet, brikett) ára várhatóan a gázár növekedésénél kisebb mértékben emelkednek a növekvő (bel- és külföldi) konkurencia miatt.
Fenti vizsgálatok eredményeit összehasonlítva a Pornóapáti Falufűtőműben előállított energia árával, az alábbi összefüggések adódnak:
A fűtőmű a 2008/2009-es fűtési szezonban bruttó 3,08 Ft/MJ áron tudott energiát szolgáltatni fogyasztóinak. Ez az előző, egyes fűtési megoldásokra vonatkozó számítások alapján 199.584 Ft éves fűtési költséget jelent. Ezen összeg 58.339 Ft-al alacsonyabb a faelgázosító kazán (brikettel) éves költségeinél jóval magasabb komfortfokozat mellett. Érdemes azonban megemlíteni a falufűtőmű megvalósításához igénybe vett jelentős támogatásokat, melyek nélkül az ilyen beruházások megvalósítása a kistelepülések számára napjainkban elképzelhetetlen.
A gáz alternatívájaként számos megújuló energiaforrást hasznosító megoldás kínálkozik. Verseny már nemcsak a fosszilis és megújuló energia hasznosítás között van jelen, hanem az egyes megújuló energiaforrásokat hasznosító megoldások között (pl.:
pellettüzelés, korszerű fatüzelés, hőszivattyú, fűtőművek) is. Ahogy a fenti vizsgálatok is igazolják az energetikai tömörítvényeket és a tüzifát, valamint a földhőt hasznosító megoldások támogatások mellett versenyképesek a gázzal. Az alternatívák közti választást, a vásárlói döntéseket egy-egy megoldás esetén több tényező befolyásolja:
felmerülő szükséges beruházás mértéke, az éves költség alakulása, a berendezések komfortfokozata, rendelkezésre álló támogatási lehetőségek.
Hazánkban ma egy fiatal ágazat, sok esetben kezdő vállalkozásai foglalkoznak a pellet-és brikett-gyártással, ezért fennáll a kockázata annak, hogy a bizonytalan ideig tartó gazdasági válság miatti kereslet visszaesést áremelésekkel próbálják kompenzálni. Az alapanyag árak elkövetkező évekbeli alakulása döntő lehet a korszerű pellet és faelgázosító technológiák elterjedésében.
Fontos kiemelni, hogy az erőforrásokkal való jobb gazdálkodás érdekében és gazdaságossági szempontból célszerű az energetikai beruházásokat komplexen kezelni, vagy (lehetőség szerint) több lépcsőben megvalósítani. Az energiatakarékosság fontos lépései lehetnek az úgynevezett költségmentes intézkedések, a közvetlen környezetünkre való odafigyelés (pl.: fűtési hőmérséklet csökkenthető néhány fokkal a komfortérzet változása nélkül, ablaknyitás racionális mértékű csökkentése).
Célszerű, ha az energiahatékonysági (épület szigetelése, ablakcsere, stb.) intézkedések megelőzik az épületgépészet korszerűsítését. Fűtőberendezés cseréjét javasolt az épület hőszigetelése után (vagy azzal együtt) megvalósítani, hiszen utóbbi elvégzésével az épület hőszükséglete jelentősen változhat.