Transcript A fenntartható energetika hazai kihívásai

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Gépészmérnöki Kar
Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék
Dr. Ősz János
A fenntartható energetika hazai
kihívásai
Villamosenergia-ipari Alágazati Párbeszéd
Bizottság, Balatonszemes, 2010.06.15.
Tartalom
1. Fenntartható energetika a világban.
2. Magyarország mennyiben felel meg a
fenntartható energetika
követelményeinek.
3. Fogyasztói energiaigények.
4. Hazai adottságoknak megfelelő
változások.
Fenntartható energetika
• Napjainkban paradigma-váltás: fogyasztói
társadalom helyett fenntartható (zöld, „harmonikus
fogyasztású) társadalom.
• Fenntartható fejlődés: az ökonómia, az ökológia és a
társadalmi teherviselés összhangja.
• Ezen belül a fenntartható energetika:
– Versenyképesség: minél kisebb költségű energiahordozó
összetétel,
– környezet- és klímavédelem: a szennyezőanyagok minél
kisebb globális (CO2) és lokális (SOx, NOx) kibocsátása;
– Ellátásbiztonság: több energiahordozóra épülő, arányos
energiahordozó összetétel;
harmonikus egysége („szentháromsága”).
Ok a környezeti szűkösség
• A globális humán-ökológiai rendszer kilenc
fizikai irányvonala:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
népességnövekedés,
energiafogyasztás,
globális felmelegedés,
a sztratoszférikus ózonréteg károsodása,
a mezőgazdasági termőterület szűkössége,
a trópusi erdőirtás,
az ivóvíz-szűkösség,
a halállomány csökkenése,
a biodiverzitás veszteségei [T. F. Homer-Dixon].
1. Világ
• Nagyságrendnyi társadalmi, gazdasági
(köztük energetikai) különbségek:
– Népesség:
• 1900: 1,6 milliárd fő (0,7 milliárd fő ipari országok, 44 %),
• 2003: 6,0 milliárd fő (1,4 milliárd fő ipari országok, 23 %).
– GDP/fő.év:
• Országtól függően néhány száz USD/fő-től néhány
tízezer USD/fő (két nagyságrend).
– Energiafogyasztás:
• Világátlag: 80 GJ/fő.év,
• Fekete Afrika: 13 GJ/fő.év,
• USA: 325 GJ/fő.év.
Világgazdaság
•
•
•
Kétpólusú (Európa, USA; USA-SZU): kb. 1945-ig; 1990-ig,
Multipólusú: napjainkban (ország-csoportok).
Multikulturális (Huntington: „civilizációk harca”):
–
–
–
–
–
–
•
Feltörekvő országok:
–
–
–
•
•
•
Protestáns (USA, Kanada, Ausztrália, Ny-Európa), katolikus (DNY- és Kö-Európa),
ortodox (DK-Európa, Oroszország),
Római katolikus (Dél-Amerika),
Iszlám,
Tao, buddhista, shinto,
Hindu,
Törzsi.
Kína, India,
Brazília, Mexikó,
Dél-Afrikai Köztársaság.
G-8, G-20, G-42.
Regionális együttműködések, szerveződések.
Centrum (Ny-Európa, K-USA, napjainkban K-Ázsia, Ny-USA), fejlett, első világ
és periféria, fejletlen országok, harmadik világ „harca”.
Versenyképesség: tüzelőanyagok
•
Energiahordozó készletek „látható” véges mennyisége:
–
–
–
–
–
•
A szénhidrogének eloszlása egyenlőtlen:
–
–
•
•
szén (200 év),
kőolaj (40-50 év, olajpalával 100 év),
földgáz (40-50 (60-80?)) év, szénből mesterséges metán?),
urán (U-235 (5 g/kg), 80-100 év, jobb hasznosítással, atomenergia rendszerrel, más
üzemanyaggal (Th-232→U-233)?),
A tüzelőanyagok egymással való helyettesítése korlátozott.
kőolaj (62 % arab országok, 12 % Oroszország),
földgáz (40 % arab országok, 36 % Oroszország (+közép-ázsiai utódállamok)).
A szén és urán eloszlása kiegyensúlyozottabb, de urán üzemanyag-előállítás
csak néhány országban (USA, Oroszország, Anglia-Franciaország, Kína, India,
Izrael, Dél-Afrikai Közt., Pakisztán)
Ennek következtében a primer energiahordozók ára monoton növekszik:
–
–
–
egyre drágább lelőhelyek kitermelése,
az egyenlőtlen eloszlás miatt nemzetközi instabilitás (konfliktusok, terrorizmus),
jövőben (?): környezet, szűkösség, erőszak.
Versenyképesség: megújuló energiaforrások
•
Napsugárzás: 5,4.106 EJ/év,
–
–
–
–
–
•
•
•
•
Óceán árapály: 93,6 EJ/év,
Vulkánok, forró források: 9,36 EJ/év,
Hővezetés a kőzetekben (átlag 30 km): 1,01.103 EJ/év.
A világ jelenlegi primerenergia-felhasználása: 500 EJ/év, azaz a napenergia
elvileg 5100-szor, szél 23-szor, a biomassza 2,5-ször több, mint a jelenlegi évi
felhasználás. Akkor mi a probléma?
–
–
–
–
•
Ebből levegőben, földön óceánon hővé alakul (47 %): 2,55.106 EJ/év,
Rövid hullámon visszaverődik az űrbe (30 %): 1,64.106 EJ/év,
Hidrológiai (elpárolgás, csapadék) ciklus (23 %): 1,26.106 EJ/év,
Szél, hullámzás (<1 %): 11,7.103 EJ/év,
Fotoszintézis (biomassza): 1,26.103 EJ/év,
2/3 (tenger) : 1/3 (szárazföld),
kicsi teljesítmény-sűrűség, nagy területigény,
rendelkezésre állás (éjjel-nappal, fúj, nem fúj, termesztési ciklus).
Az eddig ismert technológiák nem elég hatékonyak.
Ennek következtében a megújuló energiaforrásokból előállított szekunder
energiahordozók egyelőre drágábbak, mint a tüzelőanyagokból, a meglévő
technológiákkal előállított.
Környezet- és klímavédelem
•
Globális felmelegedés: CO2 (vitatott?)
–
Karbon-kibocsátású technológiák:
•
•
•
–
•
•
•
Hidrogén:
Hü=119,6 GJ/t,
Atomerőművek,
Megújuló energiaforrások (nap, szél, víz, geotermikus).
DE az előállításukhoz, felépítésükhöz felhasznált (számított) fosszilis energia CO2-kibocsátása.
Karbon-semleges (jogilag karbon-mentes):
•
•
Hü=33,8 GJ/t, 3,66 t CO2 , 0,108 t/GJ;
Hü=40 GJ/t, 3,09 t CO2, 0,077 t/GJ;
Hü=49,5 GJ/t, 2,75 t CO2, 0,055 t/GJ.
Karbon-mentes technológiák:
•
•
•
•
–
(Tiszta) Szén:
Kőolaj (C8H18):
Földgáz (CH4):
Másodlagos biomassza-technológiák (termesztésükhöz, energetikai felhasználásukhoz
kevesebb CO2 kibocsátással járó fosszilis energiafelhasználás, mint ami eltüzelésükkel jár.
Kommunális, ipari hulladék (kényszer).
Harmadlagos technológiák (üzemanyag, hő és villamos energia, termékek (pl. takarmány)
kombináció; hasznosítási cél 1 kg-ból 0,8 kg).
Sztratoszférikus ózonréteg károsodása: üvegházhatású gázok (metán, fluor,
stb.).
Lokális környezetszennyezés (technológiailag megoldott, többletköltség?):
•
•
•
Pernye (leválasztás),
SOx (füstgáz-kéntelenítés),
NOx (DENOX, fluid-tüzelés, katalizátor).
Ellátásbiztonság
•
Arányos energiahordozó struktúra (fejlett országok növekvő
importfüggése):
– Saját termelés (fosszilis, karbon-mentes),
– Import (primer, szekunder).
A hazai primer energiahordozók előnyben részesítése!
•
Forrásdiverzifikáció:
– Az import energiahordozók több forrásból való beszerzése (ha lehetséges).
•
Készletezés, tartalék:
– A tárolható primerenergia (szén, földgáz, olaj) felhalmozása a kisebb
fogyasztású időszakban (nyáron) a nagyfogyasztású időszakra (télre);
– A nem tárolható villamos energia (csúcs, menetrendtartó, alap) erőmű
összetétele, szabályozhatósága, tartalékerőművek;
– A kevés tüzelőanyagot felhasználó atomerőművek (42 t fűtőelem-köteg (14
t üzemanyag)/440 MWeév),
– Együttműködő VER-k (kisebb tartalék), átviteli kapacitások növelése.
•
Energiatakarékosság:
– Hatékonyabb (jobb hatásfokú) energiatermelés,
– Hatékony, takarékos energiafelhasználás.
Ellátásbiztonság
• Nagy egyenlőtlenségek a régiók között: ott van kevés forrás,
ahol nagy a felhasználás, és ott van sok forrás, ahol kevés a
felhasználás.
– A primerenergia-források messzebb, nehezebb körülmények között
vannak, egyre hosszabbak a szállítási útvonalak.
– Egyre több szűk keresztmetszet (csővezetékek, tankerek,
olajfinomítók, szakember-hiány!).
– Feltörekvő országok (Kína, India, Brazília, Mexikó) gyorsan fejlődő
gazdaságainak energiaigénye jelentősen nő.
• Növekvő verseny → a nagy fogyasztók energiaellátásának
egyre nagyobb része importból → importfüggőség → az
ellátásbiztonság sérül.
• Nemzetközi feltételektől való erős függés (terrorizmus, politikai
zsarolás, bizonytalan jövőbeli környezetvédelmi
követelmények) → konfliktusok lehetősége.
• Nagy kereskedelmi szervezetek (pl. OPEC) által szervezett
együttműködési szabályok.
Fenntartható energetika [EC] eszközei
•
Versenyképesség: versenyképes (legkisebb költségű) energiahordozó árak,
amelynek eszközei:
–
–
•
Környezet- és klímavédelem: a globális CO2 (és lokális káros anyag) kibocsátás
csökkentése, amelynek eszközei:
–
–
–
•
európai és országos energiahordozó piac, verseny, európai földgáz- és
villamosenergia-hálózatok;
az energiatermelés hatásfokának növelése, (CO2) „karbon-mentes” energetikai
technológiák (tiszta szén, megújuló energiaforrások (alternatív tüzelőanyagok),
nukleáris energia) alkalmazása kutatás-fejlesztéssel.
CO2-emisszió nemzetközi kereskedelme;
energiahatékonyság javítása a hatékonyabb energiaigényekkel, jobb hatásfokú vagy
kapcsolt hő- és villamosenergia-termeléssel;
(„karbon-mentes”) megújuló energiaforrások (alternatív tüzelőanyagok) és nukleáris
energia alkalmazása kutatás-fejlesztéssel.
Ellátásbiztonság: a (hazai és import) energiahordozók arányossága, amelynek
eszközei:
–
–
–
egységes EU és ehhez illeszkedő hazai energiapolitika, nemzetközi párbeszéd;
beszerzési források diverzifikálása, a hazai (és EU) források előnyben részesítése;
európai készletgazdálkodás (olaj, földgáz), energiatárolás.
Felzárkózó és fenntartható energetika
• Felzárkózó (fogyasztói?)
– Energiaigények [%/év]
• Feltörekvő gazdaságok (33,5 milliárd fő)
– Meddig és mivel?
• Tüzelőanyagok véges
mennyisége,
• Megújuló energiaforrások,
• Új technológiák?
• Lassú átállás a fenntartható
fejlődésre.
– Hogyan változik a
társadalom értékrendje a
fenntarthatóság elfogadása
szempontjából?
• Fenntartható
– Energiaigények (? %/év)
• Fejlett gazdaságok (1,4
milliárd fő)
– Mivel?
• Energiahatékonyság
(termelés, felhasználás),
• Megújuló energiaforrások,
• Új technológiák?
– Társadalom fejlettsége,
értékrendje egyre jobban
elfogadja a fenntarthatóság
szempontjait?
Felzárkózó és fenntartható energetika
• Felzárkózó
– A fosszilis
energiahordozók
felhasználásának
növekedése;
– A megújuló
energiaforrások
hasznosítására
különböző adottságok az
egyes országokban.
– Az energiahatékonyság
javulása a szakmakultúra
fejlődésével együtt jár;
– Új technológiák?
• Fenntartható
– A karbon-mentes
energetikai technológiák
(megújuló
energiaforrások)
részarányának
növekedése;
– Az energiahatékonyság
javítható, mert a
szakmakultúra megvan;
– Új technológiák?
2. Magyarország
• Az energetika három területe (a szekunder
energiahordozók) szerint:
– Hő (Mo: földgáz),
– Villamos energia (Mo: földgáz, nukleáris, szén),
– Üzemanyag (Mo: kőolaj).
• 2006. [EU Energy in Figures 2009, 2.6.17. Hungary]
–
–
–
–
–
Primerenergia-felhasználás,
Végenergia-felhasználás,
Szekunderenergia-felhasználás,
Végenergia-felhasználás szektoronként,
Szén-dioxid kibocsátás.
• Számított mérleg:
– Primer-tüzelőanyag villamos energia-nem energetikai=vég
– Primer-hő átalakítás vesztesége nincs figyelembe véve.
Magyarország szekunderenergia-felhasználása [PJ] (%) 2006-ban
Tüzelőanyag
Termelt E
Hatásfok
Tüzelőanyag
E
Hő
Szilárd
25,21 (20)
0,30
84,02 (21)
27,7 (6)
Olaj
1,68 (1)
0,33
5,68 (1)
11,9 (3)
Földgáz
47,7 (37)
0,34
136,29 (35)
301,88 (71)
Nukleáris
48,46 (38)
0,33
145,38 (37)
Megújulók
5,71 (4)
0,28
20,39 (5)
Egyéb
0,14
Üzemanyag
Primer-vég
eltérés
18,02
195,93
114,07
41,5
Villamos
energia
-27,1
Hő, ipari
hulladék
Szállítási
veszteség
32,86 (8)
52,68 (12)
-9,44 (-7)
Nem
energetikai
Összes (%)
Veszteség
-99,87
128,9 (17)
0,33
391,76 (34)
- 262,86
427,02 (57)
195,93 (26)
46,62 (4)
Magyarország végenergia-felhasználása [PJ] szektoronként 2006-ban
Szektor
PJ/év
Részarány [%]
Ipar
145,39
19,4
Közlekedés
195,93
26
Háztartások
258,84
34,6
Mezőgazdaság
17,56
2
Szolgáltatás, stb
134,38
18
Összes
750,3
52,6 %
Magyarország CO2-kibocsátása [Mt] 2006-ban 61 Mt/év
Tüzelőanyag
Villamos energia
Hő
Szilárd
9,14
3,01
Olaj
0,44
0,92
Földgáz
7,57
16,77
Nukleáris
0
Megújulók
0
Egyéb
-
Hő, ipari hulladék
Összes (%)
Üzemanyag
Összes
12,15
15,13
16,49
24,34
0
17,15 (32)
20,7 (39)
15,13 (29)
52,98 (100)
Mennyiben felel meg a fenntartható energetika követelményeinek?
•
Versenyképesség
– A hazai villamosenergia-rendszer (VER) része az UCPE-nek, a földgázhálózat egy irányból, Oroszországból kapja a gázt, az osztrák csatlakozás
kisegítő jellegű.
– A földgáz- és villamosenergia-piac jogilag liberalizált, de az egyirányú
beszállítás (földgáz), ill. az erőmű összetétele, kapacitása és import (VER)
miatt a verseny korlátozott, miközben a hazai piac mérete túl kicsi.
– A villamosenergia-termelés átlagos hatásfoka 33 %, a kapcsoltan termelt
hővel együtt 37 %.
– A hőtermelés hatásfoka – a tüzelőanyagtól és a kazán állapotától függően –
50-95 % között változhat.
– A hő árát alapvetően (80 %-ban), a termelt villamos energia átlagárát
részben (35 %-ban) a hosszú távon legjobb használati értékű, legkisebb
CO2-kibocsátású, ezért legdrágább földgáz ára határozza meg, mert
részaránya a hőtermelésben (a távhő 75 %-val együtt) 80 %, a
villamosenergia-termelésben 2008-ban 39 %.
– Az üzemanyag ára kb. 70 % adótartalommal bír (EU gyakorlat), különbség
az adók számában (több) és a felhasználásban (nem csak közlekedésre
fordítják) van.
Mennyiben felel meg a fenntartható energetika követelményeinek?
• Környezet- és klímavédelem
– Egyelőre államilag kiosztott CO2-kvóták.
– A fűtési hő a háztartások és szolgáltatások (52,6 %)
energiafelhasználásának 70-80 %-át teszi ki. Az épületek
szigetelése nem megfelelő, a fűtés hőigénye, hőfelhasználása
pazarló.
– A távhő részaránya – nemzetközi összehasonlításban is – jelentős
(lakások 16 %-a), a távhőrendszerekben (az elmúlt húsz évben)
számos, döntően földgáz-alapú kapcsolt (gázmotoros (>500 MWe)
és gázturbinás (>800 MWe)) egység létesült.
– A villamosenergia-termelésben a karbon-mentes
(nukleáris+megújuló) részaránya a primerenergiában 18 %, a
termelt villamos energiában 42 %.
– A hőtermelésben a karbon-mentes (megújulók) részarány a
végenergiában (a hőtermelés tüzelőanyagában) mindössze 8 %.
– Az üzemanyagoknál nem mérhető a bekevert, karbon-semleges
bio-alkohol és bio-dízel mennyisége.
Mennyiben felel meg a fenntartható energetika követelményeinek?
• Ellátásbiztonság
– Nincs egységes EU energiapolitika, s valószínűleg rövid
időn belül nem is lesz.
– A hazai energiapolitika nem részesíti előnyben a hazai
energiahordozókat.
– A primer energiahordozók arányossága jelentősen sérült
(földgáz 41 %, főleg fűtési hő 80 %), egyre nagyobb mértékű,
s így egyre kockázatosabb függés a GAZPROM-tól.
– A kőolaj és üzemanyag készletek, valamint a tárolt földgáz
mennyisége megfelel az EU irányelveknek.
– A VER erőművek tartaléktartási követelményei közel
megfelelnek az UCPTE előírásainak, miközben az erőművek
összetétele a szabályozhatóság szempontjából kedvezőtlen.
Mennyiben felel meg a fenntartható energetika követelményeinek?
• A hazai energetika jelenlegi energiahordozó
összetétele nem felel meg a fenntartható energetika
követelményeinek, mert
– Versenyképesség: a primer és szekunder energiahordozók
összetétele a kívánatosnál drágább energiaellátást
eredményez;
– Környezet- és klímavédelem: a karbon-mentes technológiák
részaránya a lehetségesnél jóval kisebb,
– Energiaellátás biztonsága: a földgáz nagy részaránya miatt
sérült.
• Ezért a fenntartható energetika követelményei csak
– a primer (főleg földgáz) és
– szekunder (főleg hő)
energiahordozók arányainak jövőbeli megváltoztatásával
elégíthetők ki.
A kívánatos módosítások
• A fenntartható energetika követelményeit
– hatékonyabb energiaigényekkel (kisebb
primerenergia-felhasználás),
– a hazai primer energiahordozókra jobban alapozó
(ellátásbiztonság javítása),
• karbon-mentes, -semleges (környezet- és klímavédelem),
• hatékonyabb hő- és villamosenergia-termelő
technológiákkal (kisebb primerenergia-felhasználás)
lehet kielégíteni,
– aminek következménye a felhasznált földgáz
mennyiségének, részarányának csökkenése (a
versenyképesség és ellátásbiztonság javulása).
3. Fogyasztói energiaigények
•
•
A fogyasztó mindig teljesítményt igényel, amit energiaként tartunk
nyilván, számolunk el (teljesítmény- és energiagazdálkodás)
Szekunder energiahordozók:
– Hő (tüzelőanyag):
•
•
•
•
helyiségfűtés (t<100 oC), (-hűtés (légkondicionálás))
használati melegvíz,
főzés,
ipari-technológiai (t>100 oC).
– Villamos energia:
•
•
•
•
világítás, információtechnika,
hajtás (vasút, villamos (troli), ipari berendezések),
hűtés (légkondicionálás, fagyasztás),
(helyiségfűtés (pl. Norvégia 80 %-ban, de 98 %-ban vízerőművekben előállított
villamos energia),
• használati melegvíz,
• főzés,
• ipari-technológiai).
– Üzemanyag:
• hajtás (belsőégésű motorok, gázturbina).
Hő: térfűtés
• Helyiségfűtés → fogyasztói szokások:
– Milyen belső hőmérsékletet tartunk (tb=20±2 oC), de ettől eltérő is
lehet.
– (Mérsékelt, hideg égöv) a fűtési szezon időtartama eltérő,milyen
hőmérséklettől fűtünk?
• távhő< 12 oC,
• földgáz <15 oC,
• De országonként is eltérő.
– Fűtési mód:
• egyedi,
• központi,
• távfűtés.
– Hőigény → építési kultúra:
• az épület tájolása, nyílászárók, szigetelés → „energiatakarékos”
épületek,
• fűtési mód,
• szellőzés.
Hő: egyéb hő
• Használati melegvíz (>45 oC) → fogyasztói szokások:
– fürdés, zuhanyozás,
– mosogatás,
– takarékosabb vízfelhasználás (l/főnap).
• Főzés → fogyasztói szokások:
– családi,
– étterem,
– előkészített ételek.
• Ipari technológia → szakmakultúra:
– Hőigény:
• hatékonyabb (kisebb energiaigényű) technológiák,
• hulladékhő- és hulladékvíz-visszanyerés,
• kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés (alap) és kazán (csúcs
hőforrás) kooperációja,
• üzemeltetés színvonala, szakmakultúra.
Villamos energia
• Világítás, információtechnika („szórakoztató” elektronika) →
fogyasztói szokások (de <10 %):
– technológiaváltás → energiatakarékos égők (világítótestek
követése),
– egyre kisebb fogyasztású berendezések, de készenléti állapot
(kapcsold ki).
• Hajtás-közlekedés: → kooperatívabb társadalom
–
–
–
–
Az egyéni közlekedésről „átállás”
a városi vagy,
távolsági tömegközlekedésre.
De ehhez megfelelő infrastruktúra és színvonal szükséges.
• Hűtés → fogyasztói szokások:
– légkondicionálás (tb=22 oC), milyen hőmérséklettől,
– fagyasztás (élelmiszerek, -35 oC-ig),
– ipari technológiák (pl. gázok cseppfolyósítása, -180 oC-ig).
Üzemanyag
• Közlekedés → fogyasztói szokások, kultúra:
– régi városok, közlekedésre egyre kevésbé alkalmas belső
részekkel,
– egyedi (személygépkocsi) vagy tömeg-,
– városi (metro, villamos, busz, megfelelő utak) vagy távolsági
(autópálya, vasút, légi).
• Takarékosabb üzemanyag-fogyasztás → kultúra:
–
–
–
–
kisebb méretű, -fogyasztású gépkocsik, ezek vásárlása
közlekedésszervezés (GPS, információk),
parkolási lehetőségek,
vezetési kultúra megváltozása.
• Társadalmi hatás:
– elővárosok, naponta közlekedés a nagyvárosba,
– a nagyvárosban üzleti negyedek kialakulása, belső lakónegyedek
csökkenése.
4. Hazai adottságoknak megfelelő változások
Térfűtés
•
•
Fajlagos fűtési energiaigények:
– hazai átlag: 150-200 kWhth/m2év (540-720 MJ/m2év),
– nyugat-európai átlag: 70-100 kWhth/m2év (250-360 MJ/m2év),
– hazai biomassza forrásból kielégíthető (40 kWhth/m2év (140 MJ/m2év),
– passzív ház <15 kWhth/m2év (54 MJ/m2év).
Szükséges átalakítások:
– szigetelés (tető és pince is),
– nyílászárók cseréje,
– kisebb hőteljesítményű, szabályozható, saját fogyasztói méréssel ellátott
fűtési rendszer,
– új szellőzés.
•
•
•
•
Lakásonként 1,5 millió Ft, kb. 2,5 millió lakással számolva 3,75.1012
(billiárd) Ft.
Új épületeknél megfelelő tájolás, a megszokottól eltérő házformák.
Távhőnél a hőforrás és a távvezeték-hálózat illesztése a kisebb
hőigényekhez is.
Jelenleg részleges átalakítás, nem érezhető a hőforrás földgázmegtakarítása, de túl sok nyitott ablak.
Következmény: kisebb hőigény, rövidebb fűtési szezon!
Lakossági elfogadtatás?
Relatív fűtési hőigény a levegőhőmérséklet függvényében (tb=20 oC)
Relatív fűtési hőigény időtartam diagram
1,000
1,200
0,900
1,000
0,700
0,600
qFo=1,0
qFo=0,7
0,500
qFo=0,5
0,400
0,300
fűtési hőigény [kW]
relatív fűtési hőigény [kW]
0,800
0,800
qFo=1,0
0,600
qFo=0,7
qFo=0,5
0,400
0,200
0,200
0,100
0,000
-15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1
0
1
levegőhőm érséklet [oC]
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
0,000
0
500
1000
1500
2000
2500
időtartam [h/év]
3000
3500
4000
4500
5000
Földgáz kiváltás új fűtési technológiákkal
•
Egyedi fűtés:
–
–
–
–
•
Távfűtés:
–
–
–
–
•
mezőgazdasági melléktermékekből biomassza-pellet melegvíz-kazánok,
földhő-hasznosítás hőszivattyúval.
Meglévő földgázkazánnal (csúcsigények) kooperáció.
Feltétele: a többlet villamos energia karbonmentes technológiákkal!
A földgáz tüzelőanyagú kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés ma már nem ad
földgáz-megtakarítást, ezért a közvetlen villamosenergia-termelés (ηE>55 %) és egyedi
földgázfűtés (ηQ>90 %) energetikailag kedvezőbb (kevesebb veszteség)!
A szén, mezőgazdasági és állattenyésztési melléktermékekből (másodlagos
biomassza) és válogatott (szelektíven gyűjtött) kommunális hulladékból (harmadlagos
biomassza, környezetvédelmi kényszer) a kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés
tüzelőanyag-megtakarítást eredményez; → Lakossági elfogadtatás?
Geotermikus kút távfűtésre (> 2 km), hmv-re (>1 km).
Ezért a távhő olcsóbbá válik (kooperáció a meglévő földgázkazánokkal), a kiépült
kapacitás hasznosul!
Használati melegvíz:
–
Napkollektoros hmv termelés + boiler (földgáz vagy villamos energia) kooperációja.
Villamosenergia-termelés
(földgázfelhasználás csökkentés)
• Karbon (CO2) mentes, semleges villamosenergiatermelő erőművek:
– atomerőmű (Paks 2032-37-ig meghosszabbítva, 3.
generációs létesítése (2020?) vizsgálat alatt),
– Szélerőmű (330 + 420 MW),
– Vízerőmű (szivattyús tározós), kooperáció a szomszédokkal
(Szlovákia, Ausztria) + megfelelő teljesítményű
határkeresztező átviteli kapacitások,
– Másodlagos és harmadlagos biomassza fűtőerőművekben
kapcsolt villamos energia.
• Jobb hatásfokú fosszilis erőművek:
– Menetrendtartó hazai szénre épült erőművek (ηE>42 %)
felkészülve a CCS technológiára;
– Menetrendtartó új (ηE>55 %), kombinált gáz-gőz erőművek;
200 MW-os blokkok kiegészítése gázturbinával (ηE>50 %).
Energiahatékonyság
• Fűtési hő csökkentése.
• Villamosenergia-felhasználás csökkentése:
– Világítás, szórakoztató elektronika <10 %,
– Közlekedés: akkumulátor hajtású személygépkocsik →
karbon-mentes villamosenergia-felhasználás növekedése!
– Szállítási veszteségek csökkentése:
• decentralizált kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés,
• intelligens hálózatok, fogyasztók (lakosság?) vezérelt
felhasználással (tarifákkal).
– A villamos energia tárolása (szivattyús tározós, levegőtározós) mellett jó akkumulátor!
• Üzemanyag csökkentése:
– Közlekedési szokások megváltoztatása.
– Új „üzemanyag” (hidrogén, villamos energia).
Köszönöm
a figyelmet!