Globális helyzetkép

A napenergia aktív hőhasznosításának elve és lehetősége már nagyon régóta ismert. A napkollektoros hőtermelő berendezések tömeges méretű elterjedése és ipari szintű alkalmazása azonban világviszonylatban csak huszonöt-harminc évvel ezelőtt indult meg. A 2000-es évek elejére a technológia kiforrott, a napkollektoros rendszerek rohamosan kezdtek elterjedni. 2015-ben a napkollektoros hőtermelés a többi megújulóenergia-hasznosítási móddal összehasonlítva éves energiatermelés tekintetében a szélenergia mögött a második helyen állt. Beépített teljesítmény tekintetében pedig a szélenergia és a termikus napenergia közel megegyező mértékű volt (1. ábra).
A folyadék munkaközegű napkollektoros rendszerek beépített összes teljesítménye a 2000-es év 62 GW (89 millió m²) értékéről 2015-re 435 GW-ra (622 millió m²) növekedett. A megvalósult napkollektoros rendszerek 2015-ben 357 TWh hőenergiát adtak, viszonyítási alapként ez majdnem kétszerese Magyarország éves bruttó végső energiafelhasználásának.

A napkollektoros rendszerek megvalósulásának éves növekedési üteme 2010-ben volt a legmagasabb, kb. 20%. 2011-től kezdve a növekedés üteme fokozatosan lassult, és 2015-ben már „csak” kb. 6%-kal több új rendszer valósult meg, mint 2014-ben. A növekedési ütem lassulása jelenleg is tart. Ennek egyik oka, hogy a termikus hasznosítás helyett a világ számos országában a napenergia fotovillamos hasznosítása került inkább előtérbe. A napelemes áramtermelő technológia az utóbbi tíz évben rohamos fejlődésen ment keresztül, ami kb. 75%-os árcsökkenést is eredményezett. Jelenleg a napelemes rendszerek megvalósulásának növekedési üteme lényegesen magasabb, és várható, hogy néhány éven belül mind beépített teljesítményben, mind hasznosított energia tekintetében megelőzik a napkollektorosokat.

Világviszonylatban a megvalósult napkollektoros rendszerek döntő többsége, a beépített teljesítmény 70,6%-a Kínában található. Meghatározó azonban Európa szerepe is, ahol a beépített teljesítmény szempontjából a napkollektoros rendszerek 11,6%-a valósult meg. Kínában elsősorban az egyszerű, kompakt napkollektoros rendszereket alkalmazzák nagy számban, míg Európában a bonyolultabb, épületgépészeti rendszerekbe integrált berendezések elterjedése a jellemző.

A napkollektortípusok közül globális szinten a vákuumcsöves kollektorok részesedése a döntő, főképp a piacvezető Kínában játszott meghatározó szerepük miatt. Ezt követik a síkkollektorok 22,1%-kal, majd a lefedés nélküli napkollektorok 6,3%-kal. A légkollektorok részaránya elenyésző. Európában egyértelműen a síkkollektorokat alkalmazzák a leggyakrabban (83,8%) 2013-as adatok szerint.

Kína nagy fölénnyel világelső a működő napkollektorok abszolút számát tekintve, de ha a sorrendet lakosságarányosan vizsgáljuk, akkor az 1000 főre jutó napkollektor-kapacitást tekintve már Ausztria a világelső, Kína csak a nyolcadik, és az első tíz helyezett között öt európai ország is található (2. ábra).

Európai helyzetkép

Európában a megépült napkollektoros rendszerek beépített teljesítménye 2014 végén 31,8 GWth volt (a th index a hőenergiára utal), ez 45,4 millió m² napkollektor-felületnek felel meg. Az újonnan megvalósult rendszerek nagysága 2008-ig folyamatosan növekedett, a 2008-as csúcsot követően viszont a növekedés üteme csökken, de még így is évente közel 3 millió m² felületű új napkollektoros rendszer valósul meg Európában (3. ábra).

Európán belül a napkollektoros piac legnagyobb, meghatározó szereplője egyértelműen Németország – annak ellenére, hogy napsugárzási adottságai lényegesen kedvezőtlenebbek, mint a dél-európai országokéi. A következő hat, a napkollektoros hőtermelésben élen járó ország: Ausztria, Spanyolország, Franciaország, Görögország, Olaszország és Lengyelország (4. ábra).

Magyarország napsugárzási adottságai
a napkollektoros hőtermelés szempontjából

Magyarország a 45,8°−48,6° északi szélesség között található. A napfénytartam hazánkban megközelítőleg évi 2100 óra. A vízszintes felületre érkező napsugárzás éves átlagos hőmennyisége 1280 kWh/m2. Országunk napsugárzási adottságai jobbak, mint a napkollektoros rendszerek megvalósításában élen járó Németországé, Ausztriáé vagy Lengyelországé (5. ábra).

A legnaposabb az ország déli része, a legkevesebb a napsütés az északi országrészekben. Az átlagosnak tekinthető értékhez képest a legkedvezőbb és a legkedvezőtlenebb országrészek között az eltérés csak kb. ±3%. Ezért megállapítható, hogy Magyarország egész területe lényeges eltérés nélkül alkalmas a napkollektoros hőtermelésre.

Adott felületre érkező napsugárzás mennyisége függ a felület irányultságától, azaz dőlésszögétől és tájolásától. Magyarországon a legtöbb napsugárzás déli tájolású és 40–45°-os dőlésszögű felületre érkezik, ennek értéke megközelítőleg: 1370 kWh/m²/év. Az optimális irányultságtól való eltéréssel az érkező napsugárzás mennyisége csökken. A csökkenés mértéke azonban az optimális irány tág környezetében nem jelentős. Ebből következik, hogy a napkollektorok elhelyezésekor nem kell szigorúan ragaszkodni a déli tájoláshoz, vagy az optimális dőlésszöghöz, attól tág határok között el lehet térni. Általában nem érdemes a napkollektorokat forgatható, napkövető módon sem felszerelni, mert az energiahozam így elérhető növekedése nem áll arányban a beruházási és üzemeltetési-karbantartási költség növekedésével.

Magyarország meteorológiai adottságai mellett átlagosnak nevezhető használatimelegvíz-készítő napkollektoros rendszert alapul véve reálisan elérhető éves 55–65%-os szoláris részarány. Ekkor a kollektoros rendszer éves hatásfoka 35–40%, vagyis a napkollektorok az érkező napsugárzás 35–40%-át hasznosítani tudják. A hazánkban 1 m² déli tájolású és 45° körüli dőlésszögű felületre érkező évi 1370 kWh napsugárzásból az éves hatásfok figyelembevételével napkollektorokkal átlagos esetben 550 kWh/m², jobb kihasználtság esetén pedig akár 600–650 kWh/m² is előállítható (6. ábra)

A hazai napkollektorpiac

Magyarországon a megvalósult napkollektoros rendszerek beépített teljesítménye 2015 végén 215 MWth volt. A megvalósult napkollektoros rendszerek tekintetében hazánk európai összehasonlításban a leggyengébben teljesítő országok közé tartozik.

Érdemes Magyarország adatait összevetni a nagyságban, lakosságszámban és napsugárzási adottságokban is hasonló Ausztria adataival. Osztrák szomszédunknál több mint 4,5 millió m² napkollektoros rendszer üzemel, míg Magyarországon 269 ezer m². De figyelemre méltó, hogy a lényegesen gyengébb napsugárzási adottságú (bár területileg és lakosságszámban nagyobb) Lengyelországban is közel másfél millió m² napkollektoros rendszer valósult meg, ami a hazai napkollektor-állomány 5,5-szerese.

A hazai napkollektoros piac a 2000-es évek elejétől 2008-ig viszonylag egyenletes növekedést mutat, 2009-ben azonban jelentős visszaesés következett be. Újabb, kiemelkedő növekedés 2012-ben volt, utána azonban ismét visszaesés történt, és ez a mai napig tart (7. ábra). A hazai napkollektoros piac alakulását leginkább a lakossági szektor számára elérhető pályázatok, állami támogatások határozzák meg. 2009-től a lakossági pályázatok kiszámíthatósága és éves rendszeressége megszűnt, a pályázati kiírásokat kaotikus rendszertelenség, a folyamatos kormányzati ígérgetés és − a 2012-es év kivételével − érdemi pályázat kiírása nélküli évek jellemzik.
Mivel Magyarországon nem tudott stabil napkollektoros piac kialakulni, ezért a hazai napkollektoros iparág sem tudott létrejönni. Magyarországon nincs európai mércével is jelentős napkollektorgyártás. Megközelítőleg ezer hazai vállalkozás tevékenységi körében szerepel a napkollektoros rendszerek kivitelezése, de ezek jellemzően kis méretű, tőkehiányos, több lábon álló, napkollektorokkal csak mellékesen foglalkozó vállalkozások. Egyetlenegy tőkeerős, napkollektorokra szakosodott vállalkozás sem tudott hazánkban létrejönni, de nincs a napkollektoros rendszerek tervezésére szakosodott tervezőiroda sem Magyarországon. A hazai gyenge napkollektoros iparág ma kb. kétszáz főnek ad munkahelyet, de a hasonló európai országokkal összemérve a reális napkollektoros munkahelyszám négy-ötezer lehetne.

A hazai napkollektoros iparág helyzetén nem segített a magyar kormány által 2010. december 22-én elfogadott, a megújuló energia hasznosításának 2020-ig szóló cselekvési terve sem. Ebben Magyarország vállalta, hogy 2020-ra 14,65%-ra növeli a megújuló energiák részarányát az ország bruttó végső energiafogyasztásán belül. A cselekvési terv a napkollektoros berendezések által megtermelt éves hőmennyiség értékét 2020-ig 6-ról 82 ktoe-re (kb. 2 millió m² napkollektor-felülettel elérhető hőmennyiség) tervezte növelni. Ez ambiciózus, de reálisan megvalósítható célnak tűnt 2010-ben. Az elmúlt öt év során azonban messze nem teljesültek a cselekvési terv éves célkitűzései, és a lemaradásunk mára akkora, hogy a 2020-ra kitűzött célt a napkollektoros rendszerek terén Magyarország egészen biztosan nem fogja teljesíteni (8. ábra).

Javaslat a napkollektoros rendszerek
megtermelt hőenergia alapú támogatására

Az utóbbi években a hazai napkollektoros piacot jelentős visszaesés, majd alacsony szintű stagnálás jellemezte. Főleg a lakossági szektorból érkező megrendelések estek vissza drasztikus mértékben, elsősorban a támogatások hiánya miatt. Az utóbbi öt évben egyedül 2012-ben adott az állam beruházási támogatást a családi házakon megvalósuló napkollektoros rendszerekhez. A piaci adatok bizonyítják, hogy a kiszámíthatatlanul, rendszertelen időközönként kiírt, csak rövid ideig elérhető beruházási támogatások hosszú távon több kárt okoznak, mint amennyi a rövid távú előnyük.

A jelenlegi gazdasági környezetben a napkollektoros rendszerek tisztán piaci alapon nem tudják felvenni a versenyt a földgázból hőenergiát előállító hagyományos rendszerekkel. Ez azonban nem hazai specialitás. A napenergia-hasznosítás területén élen járó európai országokban mindenhol állami támogatásra volt szükség a napkollektoros iparág felvirágoztatásához. A hazai napkollektoros piac régen várt fellendülését is csak az állam aktív, ösztönző szerepvállalásával lehetne elérni. Hosszú távon kiszámítható, normatív jellegű és egyszerűen igénybe vehető támogatási rendszerre lenne szükség.

A napkollektoros piac támogatási formájaként nem feltétlenül csak a korábbi években alkalmazott vissza nem térítendő beruházási támogatás jöhetne szóba. A napkollektoros rendszerek hőenergiát állítanak elő, így kézenfekvő lehetne a napenergiából előállított hőenergia támogatása. Ehhez nem kellene más, mint egy hitelesített hőmennyiségmérő, amit a napkollektoros rendszerbe építenek be. Ma már az is megoldható, hogy a hőmennyiségmérők interneten, vagy GSM alapon online küldjék be a mért adatokat az ezzel megbízott közreműködő szervezetnek. A támogatás kifizetése a hőmennyiségmérők által mért és beküldött energiamennyiség alapján történne éves rendszerességgel. A közreműködő szervezet a mért adatokat interneten is megjelenítené, így a szükséges adatvédelmi előírások betartása mellett online lehetne megtekinteni a rendszerhez csatlakoztatott hazai napkollektoros rendszerek pillanatnyi teljesítményét és halmozott hőmennyiségét (9. ábra).

A megtermelt energia alapú támogatás megvalósításához el kellene dönteniük a hazai energiapolitika irányítóinak, hogy a napkollektorral megtermelt 1 kWh (vagy egy MJ) hőmennyiség mekkora támogatást ér meg országunknak. Ha a támogatási rendszer révén a napkollektorokkal megtakarított hőenergia ugyanannyit érne, mint például a napelemekkel megtermelt villamos energia, akkor bizonyos, hogy a hazai napkollektoros piac is hasonlóan dinamikus növekedési pályára tudna állni, mint amilyet a hazai napelemes piac produkált az utóbbi években.
 

Kulcsszavak: napenergia aktív hőhasznosítása, napkollektoros hőtermelés, hazai napkollektoros piac, globális napkollektorpiac, hőenergia alapú támogatás
 

IRODALOM

European Solar Thermal Industry Federation (ESTIF) (2015): Solar Thermal Market in Europe - Trends and Market Statistics 2014. Brussels: ESTIF • WEBCÍM

Mauthner, Franz − Weiss, W. − Spörk-Dür, M. (2016): Solar Heat Worldwide, Markets and Contribution to the Energy Supply 2014. Gleisdorf: AEE INTEC • WEBCÍM

Nemzeti Fejlesztési Minisztérium: Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Terve 2010–2020. • WEBCÍM

Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) • WEBCÍM

Varga Pál (2015): Javaslat a napkollektoros rendszerek meg-termelt hőenergia alapú támogatására. Épületgépész. 2