Primerenergia átváltási tényező: lehet-e valamivel alacsonyabb, ha az elektrifikáció a cél?
Primary energy factor: might it be a little lower should electrification be the real goal?
Szalai Gabriella, szakmai munkatárs, Magyar Hőszivattyú Szövetség (
Zöld átállás van folyamatban az energetikában, ezzel együtt erősödik az elektrifikáció trendje, Európában is, hazánkban is. A cél: csökkenteni kell az energiafelhasználást, valamint az energia-előállításhoz és -felhasználáshoz köthető széndioxid-kibocsátást is mérsékelni szükséges. Ugyanakkor Európában – és ez alól Magyarország sem kivétel - pontosan az elektrifikáció trendje ellen hat a magasan megállapított primerenergia átváltási tényező (PEÁT, angolul PEF, Primary Energy Factor), illetve a villamos áram előállításához kapcsolt emissziós érték.
A magasan megállapított primerenergia átváltási tényező és emissziós érték a fosszilis energiák felhasználását ösztönzi, torzítja az emisszió-csökkentési célokat (pl. épületek, közlekedés esetén). A villamosenergia-termelést továbbá már lefedi az EU kibocsátáskereskedelmi rendszere, ami már most széndioxid-felárral sújtja a nem megújuló villamosáram-termelést.
A cikk az épületenergetikai vonatkozásokra fókuszál.
A green transition is underway in the energy sector, at the same time the trend of electrification is intensifying, both in Europe and in Hungary. The twofold aim is to reduce energy consumption and to reduce CO2 emissions linked to energy production and use. At the same time, in Europe and Hungary is no exception, the high established primary energy conversion factors (PEF) and the emission value linked to electricity production work exactly against the trend of electrification.
The high established primary energy conversion factor and emission value encourages the use of fossil energies, distorts emission reduction targets (e.g., in case of buildings, transport), ignores the system efficiency of electricity consumption. Furthermore, electricity production is already covered by the EU's emissions trading system (ETS), which already imposes a carbon dioxide tax on non-renewable electricity production.
The article focuses on the building energy aspects.
***
A primerenergia átváltási faktornak és a villamosáram-előállítás széndioxid-emissziós értékének az épületekbe épített villamos energia alapú megújuló technológiák esetében van többek között jelentős szerepe, hiszen egy alacsonyabb átváltási tényező és emissziós érték javítja az épületekben a megújuló részarányt (ami hozzá tud járulni a hazai megújuló energia célok teljesítéséhez), csökkenti a számított széndioxid-kibocsátást, illetve ösztönözheti a villamosáram alapú megújuló technológiák terjedését.
A villamosáram átváltási faktor megállapítása - a villamos áram szén-dioxid kibocsátási tényező értékével együtt - nemzeti hatáskör, egyben szakpolitikai eszköz is. Van arra lehetőség ezek meghatározásánál, hogy előre tekintő értékeken alapuljanak. Az energiarendszer egy nagyon gyors átalakuláson megy keresztül, ezért ahelyett, hogy visszafelé nézve történik ezen értékek megszabása, azt is alapul lehetne venni, hogy azt gyorsan fejlődő energiarendszerünkhöz alakítsuk, például a Nemzeti Energia Stratégia vagy Nemzeti Energia- és Klímaterv előrejelzései alapján. Inkább azon alapuljon, hogy mit kíván elérni Magyarország, semmint azon, hogy milyen helyzetet próbálunk magunk mögött hagyni.
Az épületenergetikai rendelet [1] kiemelkedő szerepet tölt be a klímapolitikai célokhoz vezető úton, a hazai szabályozási keretrendszerben az épületek energetikai követelményeit meghatározva. A jövőre nézve ezért stratégia kérdés, milyen indikátorokat helyez előtérbe, és egyben befolyással lehet számos egyéb érintett irányelv [2] adaptációjára is.
Ugyanakkor a 2023. május 26-án Közlönyben megjelent épületenergetikai rendelet módosításának eddig ismert részletei több olyan elemet tartalmaznak, melyek az elektromos áram alapú hőszivattyú technológia terjedésére nézve nehezítő tényezőként hathatnak, ideértve a primerenergia átváltási tényezőre és a villamos energia előállításának CO2-tartalmára vonatkozó értékeket. [3]
A Magyar Hőszivattyú Szövetség nevében ezért javasoljuk, hogy az épületenergetikai rendelet villamosenergia átváltási faktorára és különösen az emissziós széndioxid-szintjére tett - európai szinten is kimagaslóan magas – érték kerüljön rendszeres, akár éves felülvizsgálatra, és történjen meg a magasan megállapított értékek nemzetgazdasági hatásának elemzése. Az épületenergetikai rendelet módosítását megalapozó tanulmányok és javaslatok még az energiaválság előtt készültek, tehát annak következtetései mára kevésbé aktuálisak, különösen a fosszilis energiahordozók épületekben történő felhasználásának csökkentése, illetőleg kivezetése szándékának ismeretében, vagy a fosszilis energiahordozókra bevezetendő karbonadóra tekintettel. Az energiahatékonyságról szóló törvény végrehajtására vonatkozó kormányrendelet [4] 2,1-es primerenergia átváltási tényezőt vezetett be, melyet a legutóbbi, 2022 évi felülvizsgálat is megerősített. A Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal által megállapított fajlagos széndioxid-kibocsátás 350 g CO2e/kWh körül van.
A villamos energia átváltási faktor és villamos áram-előállítás fajlagos CO2-értéke
Primerenergia átváltási tényezőnek, valamint a villamosáram-előállítás emisszióját jelző fajlagos széndioxid értéknek (fCO2e/kWh) jelentős hatása és következménye van a villamos áram alapú megújuló technológiákra, zöld energia beruházásokra és szakpolitikai intézkedésekre (pl. karbonadó, EPBD, Ecodesign rendeletek, beleértve a megújulás előtt álló energiacímke szabályozást is).
A primerenergia átváltási tényező és fajlagos széndioxid-érték jelenleg egy adott területen lévő erőművek átlagos hatásfokát tükrözik.
Megfontolásra javasoljuk ezért, hogy az épületenergetikai rendeletben megadott primerenergia átváltási tényező, valamint fajlagos széndioxid-kibocsátás értékét hozzák összhangba az energiahatékonyságról szóló törvény végrehajtására vonatkozó kormányrendelettel, illetve a primerenergia átváltási tényező és a villamos áram fajlagos CO2-szintje ne a meglevő villamos áram mixre, hanem a 2030-ra tervezett villamos áram-mixre alapozzon, ugyanis ez a megközelítés leköveti a villamosenergia-rendszer dekarbonizációs eredményeit, szemben egy historikus adatra épülő érték megállapításával. Ez többek között azzal az előnnyel járhat, hogy javítja a CO2-re alapuló emissziós statisztikát az épületek esetén.
Miért is fontos a primerenergia átváltási tényező?
A primerenergia átváltási tényező segít összehasonlítani, hogy mennyi primerenergia szükséges a végenergiaigény kielégítéséhez, áram, gáz, benzin vagy hő előállításához. Az uniós jogszabályok jelenleg 2,5-ös átlagos villamosenergia PEÁT értéket alkalmaznak. A felhasznált villamos energia esetében az aktuális PEÁT-érték azt jelzi, hogy két és félszer annyi primerenergiát (azaz az elektromos áram előállításához használt tüzelőanyagot) fogyasztott el. Más szóval, a jelenlegi PEÁT azt feltételezi, hogy az EU-ban a villamosenergia-termelést 40%-os hatásfokkal biztosítják. A megújulóenergia-termelés mennyiségének és arányának növekedésével azonban a PEÁT értékének csökkentése napirenden van. Emellett az Európai Bizottság Joint Research Center tanulmánya arra jutott, hogy a nukleáris alapú áram előállításának is ugyanolyan alacsony az ÜHG-kibocsátása és a karbon lábnyoma, mint a nap- vagy szélerőműveké. [5] Az energiacímke előttünk álló módosítása során már 2,1-es értékkel számolnak, sőt felmerült az 1,9-es érték is.
Bár a villamos energia még nem tekinthető szén-dioxid-semlegesnek, az EU kibocsátáskereskedelmi rendszere már lefedi, aminek kettős hatása van.
Először is, az áramtermelők az általuk kibocsátott emisszió tonnáiért már fizetnek. Ez az ár hozzájárul a kibocsátott szén-dioxid éghajlati hatásainak ellensúlyozásához, és már most is jelentős ösztönzést jelent a termelt villamos energia szén-dioxid-intenzitásának csökkentésére a megújuló energiaforrások arányának növelésével. Az EU kibocsátáskereskedelmi rendszerének (ETS) „cap & trade” elve magában foglalja a kibocsátott szén-dioxid meghatározott határértékét, és az elektromos áram iránti többletigény nem vezethet többlet fosszilis energia felhasználása miatti CO2-kibocsátáshoz.
Hazai karbonsemlegességi célok is az alacsonyabb primerenergia átváltási tényező irányába mutatnak
2020 évi klímavédelemi törvényben azt vállalta, hogy „2030-at követően a végső energiafelhasználás 2005. évi szintet meghaladó növekedése esetén a növekményt kizárólag karbonsemleges energiaforrásból biztosítja” [6]. A Nemzeti Energia- és Klímatervben pedig egy maximum 785 PJ végsőenergiafelhasználást tűzött ki, azzal, hogy a cél feletti végső energiafelhasználás forrása csak karbonsemleges energiaforrás lehet 2030 és 2040 között.
Másrészt a fosszilis tüzelőanyagok nem szén-dioxid-semlegesek, továbbá lokális felhasználásuk nem esik semmilyen szabályozás alá egyelőre, és a kibocsátásukat nem ellensúlyozza semmilyen szén-dioxid-árazás. Bár ez a jövőben változhat, ez jelenleg kiegyensúlyozatlan versenyhez vezet a villamos energia és a fosszilis tüzelőanyagok között a végfelhasználásban, ráadásul közvetetten ösztönzi a fosszilis tüzelőanyagok használatát az épületekben, közlekedésben és berendezésekben. Ezenkívül nincs olyan mechanizmus, amely a városokban a fosszilis energiahordozók égetéséből származó helyi emisszióból eredő negatív hatásokat (mint a légszennyezés) ellensúlyozná.
Van már európai példa is
Hollandia már a jövőbeli villamosenergia termelésre alapozva csökkentette a primerenergia átváltási tényezőt 1,45-re, mely például az (új) épületek kötelező megújuló arányának kalkulációjánál is alkalmazandó. [7]
Villamosenergia: primerenergia átváltási tényező és villamosenergia-előállítás fajlagos emisszió értéke
Általánosságban elmondható, hogy a villamosenergia primerenergia átváltási tényező és villamosenergia-előállítás fajlagos emisszió magas értéke a villamosenergia-megtakarításokat ösztönzi a közvetlen fosszilis megtakarítások helyett, ami ellentétes azon céllal, hogy az épületek fűtését, vagy a közlekedést dekarbonizáljuk. Azt a benyomást kelti, hogy a villamos energia megtakarítása fontosabb, mint általánosságban a primerenergia megtakarítása.
Az európai (és deklarált hazai) folyamatokkal és célokkal ellentétes irányba mutat tehát az, ha a villamosenergia primerenergia átváltási tényező és villamosenergia-előállítás fajlagos emisszió értéke az európai szabályozásnál magasabb értéken kerül meghatározásra [8], egyben hátrányos helyzetbe hozza a hatékony elektromos berendezéseket az EPBD irányelv átültetése, illetve az épületenergetikai rendelet alkalmazása során.
Az épületekbe épített hőszivattyú technológia (szakpolitikai) előnyei
A megújuló irányelv vonatkozó passzusai alapján hőszivattyúk megújuló energia technológiának számítanak, a bevitt villamosenergia többszörösét állítják elő. Mivel a reverzibilis hőszivattyúk esetén – ahol a hűtőkör funkciója visszafordítható - ugyanaz a berendezés hűthet és fűthet, ez egyben azt is jelenti, hogy fűtési és hűtési üzemmódban képes hasznos hőenergiát előállítani, mely a szakpolitikai célok teljesítésébe beszámolható: mind energiamegtakarítási intézkedések teljesítéséhez, mind megújuló célértékek teljesítéséhez fel lehet használni. Azaz például egy fűtési üzemmódban [9] lévő berendezés alkalmazható energiahatékonysági szakpolitikai intézkedések teljesítésére (energiafelhasználás csökkentésére), és hűtési üzemmódban [10] ugyanaz az egység – beleértve a levegő-levegő típusú berendezéseket - hasznosítható az előállított megújuló hasznos energia elszámolására (megújuló környezeti hő).
Ez egy „kettős előny” lehet mindazon tagállamok - köztük Magyarország – számára is, ahol a hőszivattyúkat fűtési és hűtési célokra egyaránt használják. Ugyanazon egységek alkalmazásával, fűtési időszakban keletkező energiamegtakarítás elszámolható az Energiahatékonysági Irányelv (EED, 2012/27/EU) 7. (vagy a módosított tervezetben 8.) cikke szerinti energiamegtakarítási kötelezettségként; míg hűtési időszakban ugyanezen egységek által előállított hasznos megújuló energia hozzáadódhat a Megújuló Irányelv (RED, 2018/2001/EU) 2. cikke értelmében előszámolható környezeti hő előállításhoz.
A Magyar Hőszivattyú Szövetség szakértő kollégák segítségével számításokat készített az új épületenergetikai rendelet eddig ismertté vált mellékletei alapján [11].
Összességében már egy 3-as jósági fokkal (SCOP-vel) rendelkező hőszivattyús rendszer is 50%-ban megújuló energiaforrásokból állítja elő adott épület kifűtéséhez a hőenergiát, mely vagy a megújuló statisztikában számolható el, vagy energiamegtakarításként érvényesíthető a hazai szakpolitikai célok teljesitésében. Alacsonyabb PEÁT tényező mellett a hőszivattyúk által termelt (és elszámolható) hasznos hőenergia tovább emelkedhet, mely környezeti hőként elszámolható a megújuló energiaként a hazai és európai statisztikákban, ezzel is támogatva a magyar klímapolitikai célokat.
Adódik tehát a kérdés, hogy az épületenergetikai módosítás találkozik-e a hazai szakmapolitikai célokkal? Hiszen az épületenergetikai rendelet módosítása az új építések esetén, illetve mélyfelújítások esetén is a fosszilis energiahordozók felhasználása irányába terelheti a lakosságot. Ezzel egyidőben az Energiahatékonysági Irányelv (EED) módosítása már tiltani fogja a fosszilis energiahordozók és eszközök használatából származó energiamegtakarítások elszámolását. Az Épületenergetikai Irányelv (EPBD) várható, előttünk álló módosítása pedig a ténylegesen nulla energiaszintű (új) épületeket és a helyi emisszió elkerülését irányozza elő. A módosítás tehát pont ellentétes hatást válthat ki, mint amit az uniós irányelvek elvárnak, valamint az energiapolitika új iránya feltételez.
A kötelező megújuló részarány eltörlése mellett a villamosenergia-termelés - a földgázhoz viszonyítva – magas fajlagos CO2-értéke [12] arra ösztönözheti a lakosságot ugyanis, hogy továbbra is a fosszilis energiahordozó gázra alapuló fűtésmódot válasszon.
Az épületenergetikai elvárások módosítása visszavetheti azon a NEKT-ben és Energiastratégiában megfogalmazott célok teljesítését is, majd a REPowerEU-ban tovább emelt szintet, mely szerint 2030-ig 100 ezer új hőszivattyú kerüljön Magyarországon installálásra. A REPowerEU már 30 millió új hőszivattyúval számol 2030-ig, ebből 10 millióval már a következő 5 évben.
Megfontolandó tehát, hogyan lehet az épületenergetikai rendelet hatásait szabályozói oldalról kiegyensúlyozni. Ehhez szakpolitikai eszköz lehet a primerenergia átváltási tényező és villamos energia CO2 fajlagos tényező szintjének éves, rendszeres felülvizsgálata, illetve fokozatos csökkentése.
Felhasznált források
[1] 7/2006 TNM és az azt váltó 9/2023. (V. 25.) ÉKM rendelet
[2] Például Energiahatékonysági Irányelv (EED), Megújuló Irányelv (RED), Épületenergetikai Irányelv (EPBD)
[3] A villamosenergia primerenergia átváltási tényező 2,3 szintje, és a CO2 tényező (fCO2eq) 455 g/kWh szintje
[4] Az energiahatékonyságról szóló törvény végrehajtásáról szóló 122/215. (V.26.) Kormányrendelet, 6. melléklet
[5] JRC Science for Policy Report, Ares (2021)1988129 – 19/03/2021
[6] 2020. évi XLIV. Törvény a klímavédelemről
[7] NTA 8800:2023 nemzeti szabvány Hollandiában
[8] Bastos, Joana; Lo Vullo, Eleonora; Muntean, Marilena; Duerr, Marlene; Kona, Albana; Bertoldi, Paolo (2020): GHG Emission Factors for Electricity Consumption. European Commission, Joint Research Centre (JRC) [Dataset] PID: http://data.europa.eu/89h/919df040-0252-4e4e-ad82-c054896e1641
[9] Jellemzően október 15 – április 15 között
[10] Jellemzően április 15 - október 15 között
[11] A számításhoz a hőszivattyús távhőtermelés analógiáját alkalmaztuk
[12] CO2 emissziós tényező (fCO2eq) 455 g/kWh szintje villamos áram esetén, és 297 g/kWh földgáz esetén
[13] Review of the Primary Energy Factor: an unmissable opportunity to contribute to the EU’s climate targets and energy efficiency rules