MEGÚJULÓ ENERGIÁK A HŐTERMELÉSBEN

Átírás

1 MEGÚJULÓ ENERGIÁK A HŐTERMELÉSBEN (fókuszban a távhővel) Somogyi Kereskedelmi és Iparkamara - ENERGIANAP Orbán Tibor elnök, MaTáSzSz, műszaki vezérigazgató-helyettes FŐTÁV Zrt. Kaposvár, április 20.

2 Nemzeti Energiastratégia 2030 és Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Terve célkitűzései A megújuló energia részaránya a primerenergia felhasználáson belül várhatóan a mai (2011) 7%-ról 20% közelébe emelkedik 2030-ig, 2020-ig megvalósul a 14,65%-os részarány elérése. Villamos energia és fűtéshűtés (közlekedés nélkül) 2010: 66,3 PJ (6,1%) 2020: 124,4 PJ (11,3-12,3%) NCsT-ben: 48,97-98,17 PJ (?) Ebből távhő: 0,13 PJ (?) Villamos energia és fűtéshűtés (közlekedéssel együtt) 2010: 72,5 PJ (6,7%) 2020: 146,8 PJ (13,3-14,6%) Forrás: Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési terve , saját számítások NCsT-ben: 55,25-120,57 PJ (?) Ebből távhő: 25,75 PJ (?)

3 Megújuló energiák felhasználása (EU-28 vs Magyarország) Összes primer energiafelhasználás Összes megújuló energiafelhasználás Megújuló energiafelhasználás aránya Forrás: EUROSTAT

4 Megújuló energiák felhasználása (tény vs NCsT) Biomassza felhasználás Geotermikus energiafelhasználás Biogázfelhasználás Forrás: EUROSTAT

5 Az elmaradás okozói A megújuló energiák hasznosítása szervesen nem épült be a nemzetgazdaság fejlesztésébe. A hazai energiaszakma (is) megosztott a megújuló energiák hasznosítását illetően (is). A megújuló energiák hasznosításának mind a hőellátásban, mind a villamosenergiatermelésben vannak széles körben alkalmazható jó megoldásai, de előfordulnak világmegváltó elképzelések is. Az első körbe tartoznak a biomassza egyedi és távhőellátásban számításba vehető korszerű fűtőműves és fűtőerőműves megoldásai. Az utóbbi elképzelések hazai köre is nagyon színes: régóta él az alacsony hőmérsékletű geotermikus hő hasznosításának illúziója villamosenergia-termelésre, és a biomasszát (fát és szalmát) is következetesen akarják közvetlen villamosenergia-termelésre hasznosítani (sőt hasznosítják is), megengedhetetlenül kis hatásfokkal. Sokan vélik úgy, hogy a magyar energiaellátás eldöntött fejlesztései (Paks 2) meghatározó befolyással vannak a megújuló energiák alkalmazására. Ezzel összefüggésben két körülményre kell utalni: a megújuló energiák nagyobb részét (biomasszát és hulladékokat, geotermikus energiát, napenergiát /napkollektorokkal/) a hőellátásban célszerű hasznosítani, ezt nyilván nem befolyásolja Paks 2. Paks 2 előtt, mellett és után is bőséges lehetőség van megújuló villamosenergiatermelésre (vízerőművek, szélerőművek és napelemek). V I D É K F E J L E S Z T É S + T E L E P Ü L É S E N E R G E T I K A

6 Megújuló energiák hasznosítása Vidékfejlesztés, hazai gyártás, innováció A megújuló energiák nagy részét elsősorban hőellátásra célszerű hasznosítani. A hőellátás célszerű megoldását a településeken lehet (és kell) megállapítani. Indokolt a megújulók felhasználási lehetőségének vizsgálata a települések helyi hőellátásában. A települések helyi hőellátása széleskörű lehetőséget nyújt a (szakképzett és nem szakképzett) munkahely-teremtésre: A mezőgazdasági és erdészeti biomasszák, hulladékok összegyűjtése, előkészítése, szárítása, szállítása és tárolása. A helyi hőellátás (hőtermelés, távhőellátás) kiépítése. A helyi hőtermelés és hőszolgáltatás üzemeltetése. A települések helyi hőellátásának tömeges berendezései jó lehetőséget nyújthatnak a hazai gyártásra és innovációra. Hazai gyártásra leginkább indokolt berendezések: Hőszivattyúk egyedi hőellátás és kis távhőrendszerek számára, Biomassza kazánok háztartások és fűtőművek számára.

7 A megújuló energiafajták hőpiacának bővítése A megújuló energiafajták hőpiaci elhelyezésére a távhőszolgáltatás a legalkalmasabb. A Nemzeti Energiastratégia szerint A távhőrendszerek kiemelten fontos szereplői lesznek a hőellátás megújulásának azzal, hogy szinte bármilyen hőforrásból származó hőt be tudnak fogadni, és el tudnak juttatni a végfelhasználóhoz. Jelenleg azonban csak a lakásállomány cca. 15 %-a van távhővel ellátva. A távhőpiac bővítésében az Energiahatékonysági Irányelv szerint a központi kormányzat tulajdonában, használatában álló épületeknek élen kell járniuk. Ezen kívül elsősorban a meglevő távhőrendszerektől vagy azok összekapcsolásával jól elérhető, nagy beépítési és hősűrűségű településrészeket kell rákötni a távhőszolgáltatásra, amelyek közül sokra jellemzőek a korszerűtlen egyedi vagy központi fűtésű, sok esetben a fűtési rendszer felújítására szoruló épületek. Jelenleg több olyan középváros van, ahol egyáltalán nincs távfűtés (pl. Békéscsaba, Gyula, Gyöngyös, Nagykanizsa, Zalaegerszeg). A lakossági és egyedi felhasználók a biomasszát tudják korszerű berendezésekben hatékonyan felhasználni. Ezen kívül a napenergia hasznosításával és hőszivattyúk alkalmazásával bővíthető a lakossági megújulóenergia-piac.

8 A távhő nem panelfűtés! a környezetbarát távhőszolgáltatás országos energiapolitikai eszköz, az Országgyűlés által elfogadott 2030-ig irányt mutató Nemzeti Energiastratégia végrehajtásának fontos eszköze. Kiváló lehetőség a klímavédelem és a fenntartható fejlődés szolgálatában Forrás: Távhő Fejlesztési Cselekvési Terv tervezete)

9 Megfelel-e a hazai távhő az elvárásoknak? A távhőipar energiahordozó-felhasználása (2012.) Forrás: Vezetékes Energiahordozók Statisztikai Évkönyve, o.

10 A hőtermelési energiamix megújításának irányai A kormány már rövid távon fontosnak tartja, hogy a folyamatosan betelő hulladéklerakók helyett hulladékégetők is létesüljenek Magyarországon fogalmazott Lázár János. /HírTv, / megújuló energia tekintetében az ország természeti adottságai elsősorban fűtési hőenergia előállítására ideálisak. Ezért a távhőszektornak az alternatív energiák közül főként a hulladékok energetikai célú hasznosítása, a biomassza és a geotermikus erőforrások által nyújtott lehetőségekre érdemes koncentrálnia / A hulladékgazdálkodás globális tendenciái című konferencia 2014./

11 Geotermikus távhőszolgáltatás Település Távhő Ebből Geotermikus geotermikus arány GJ GJ Csongrád ,1% Hódmezővásárhely ,5% Nagyatád ,2% Szeged ,8% Szentes ,5% Szigetvár ,0% Vasvár ,9% Szentlőrinc ,0% Összesen Aránya az összesen belül 2012-ig mindössze 0,5%. Cca. 9 millió m 3 (6 ezer lakásegyenérték) földgázkiváltás évente. Cca. 18 ezer tonna CO 2 kiváltás évente (3 millió fa CO 2 megkötése). +Miskolc cca. 740 TJ +Győr cca. 30 MW

12 Miskolci geotermikus projekt (1) augusztus május Mályi-Kistokaj HKP csőhossz m Kistokaj HKP-Avasi hőátadó csőhossz m I. fázis beruházási költsége 28 millió Beépített szivattyú teljesítmény kw (!) 1.sz.termelőkút m, >100 o C, m 3 /h 2.sz.termelőkút m, 90 o C, m 3 /h Visszasajtoló kutak 1.sz m, 1b.sz m, 2.sz m, összesen m 3 /h II. fázis Belvárosi rendszer bekötése (4.000 m csővezeték, hőátadó, keringtetés) Forrás: Hódi Norbert Miskolci Geotermikus Projekt című előadása

13 MW Miskolci geotermikus projekt (2) Geotermikus Kapcsolt Kazán GJ GJ 63% megújuló+10% kapcsolt Az Avas-Belváros távhőrendszer az EUdirektíva szerint hatékony! Cca. 21 millió m 3 (15 ezer lakásegyenérték) földgázkiváltás évente. Cca. 40 ezer tonna CO 2 kiváltás évente GJ 0 nap

14 Hőteljesítmények (MW) Hőmérsékletek ( C) 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 A geotermikus energia felhasználásának tervezése Qigény Qgeo,a Qgeo,elm Tv,alacsony TGeo h/a Korlátozott geotermális vízhőmérséklet Magas hálózati visszatérő hőmérséklet (=>épületenergetikai korszerűsítések során csökkenthető) Ne szorítsuk ki a meglévő, nagy hatékonyságú kapcsolt energiatermelést! Ne geotermiával váltsunk ki biomasszát (vagy fordítva)! Az energetikai célra felhasznált hévizek visszasajtolása fontos! A kihasználás növelése piacbővítéssel érhető el leghatékonyabban

15 Geotermikus távhőtermelés jövőbeli potenciálja Jelenleg összesen ~1,4 PJ/év geotermikus távhőtermelés. Célként a meglévő távhőrendszerekben max. 200 MW új geotermális hőteljesítmény távhőrendszerekbe illesztése tűzhető ki. Ez max. 4 PJ/év mértékben növelheti a felhasznált geotermikus energiát. A szükséges beruházás becsült összege ~60 milliárd Ft.

16 MW Komló - Zöld távhőrendszer Földgázkazán GJ 82% megújuló A komlói távhőrendszer az EU-direktíva szerint hatékony! Cca. 7 millió m 3 (4,6 ezer lakásegyenérték) földgázkiváltás évente. Cca. 13 ezer tonna CO 2 kiváltás évente MW th faapríték kazán GJ napok

17 A biomassza bázisú távhőtermelés jövőbeli potenciálja Jelenleg ~2-2,5 PJ/év a biomassza bázisú távhőtermelés. A következő években a meglévő távhőrendszerekben max. 400 MW biomassza alapú hőteljesítmény távhőrendszerekbe illesztése tűzhető ki célként. Ezzel ~5,5 PJ/év mértékben növelhető a biomassza bázison termelt távhőmennyiség. A 7,5-8 PJ/év hőtermeléshez szükséges ezer tonna/év biomassza a hazai forrásokból fenntartható erdő- és mezőgazdálkodás mellett biztosítható, azonban a kereslet növekedésével a biomassza, mint tüzelőanyag árszabályozásának kérdései felmerülhetnek. A szükséges beruházás becsült összege ~48 milliárd Ft.

18 A biomassza hasznosítás tervezése A hőtermelő egység teljesítményének kiválasztásakor törekedni kell a minél magasabb csúcskihasználásra (t cs h/év). Javasolt a beépítendő kazánkapacitás megosztása, a fűtési idényen kívüli hőigények kielégítésére célszerű kisebb egység beépítése. Figyelembe kell venni a jelentős a szállítási- és a helyigényt. Fontos a biomassza és a geotermikus energia hasznosításra irányuló projektek összehangolása, nehogy geotermiával váltsunk ki biomasszát, vagy fordítva! A tervezésnél figyelembe kell venni a meglévő nagyhatékonyságú kapcsolt termelést is!

19 Ft/GJ Villamosenergia-termelés kérdése Biomassza FE (ptüa=1200 Ft/GJ) Biomassza FM (ptüa=1200 Ft/GJ) Biomassza FE (ptüa=1500 Ft/GJ) Biomassza FM (ptüa=1500 Ft/GJ) Biomasszából termelt villamos energia esetén a jelenleginél ~6-7 Ft/kWh-val magasabb átvételi ár esetén lehet a közvetlen biomassza hőtermeléssel egyenértékű hőárat elérni A szükséges befektetés min. 3-szoros a kazánhoz képest A biomassza erőmű eredő hatásfoka max % (az év jelentős részében a termelt hő nem hasznosítható) 0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 32,0 33,0 34,0 35,0 Ft/kWh

20 Biomassza a lakossági felhasználásban Az elmúlt években megfigyelhető, hogy a lakosság egyre növekvő része állt át földgáztüzelésről a tűzifa és a szén tüzelésére, melyekkel együtt gyakran a háztartásban keletkező különféle szerves és nem szerves hulladékokat is eltüzel. Noha ez a földgázfogyasztás csökkenését és hazai energiahordozók növekvő felhasználását eredményezte, rendkívül káros légszennyezettségi hatásokkal jár. Egyes szennyező anyagok légköri koncentrációja több településen tartósan az egészségügyi határérték többszörösére nőtt. SZMOG!!! A SO 2 -koncentráció növekedése nagyobb volt, mint az átlaghőmérsékletváltozásából eredő hőigényváltozás, és az SO 2 -kibocsátás növekedésének legfőbb forrása a szén lakossági tüzelése. A CO-koncentráció növekedése meghaladta a hőigényváltozás által indokolt értéket, és a CO-kibocsátás növekedése is a lakossági szektorhoz köthető. A benzopirén-koncentráció növekedése messze meghaladta a hőigény növekedését, ennek forrása a nem hatékony égést biztosító kazánok üzemeltetése. Ilyen kazánokat a lakossági szektorban találunk.

21 Települési szilárd hulladékok kezelése Európában Biológiai újrahasznosítás Újrahasznosítás Termikus hasznosítás Lerakás Európa Újrahasznosítás 25+15% Lerakás 37% Termikus hasznosítás 23% 452 mű, 30 TWh villany, 72 TWh hő Magyarország Újrahasznosítás 17+5% Lerakás 67% Termikus hasznosítás 11% 1 mű, 0,17 TWh villany, 0,15 TWh hő Forrás: CEWEP / EUROSTAT

22 GWh A bécsi távhő energiaforrás összetétele Waste Incineration Industrial Surplus Heat CHP Heat Only Plants

23 Új hulladékhasznosító mű a dél-budapesti térségben et/év kommunális hulladék hasznosítás (200 et/év et/év RDF?) 216 / 60 et/év víztelenített / szárított szennyvíziszap hasznosítás 117 MW input tüzelőanyag 20 MW villamos teljesítmény MW hőteljesítmény (szárítás + távhő) 121 GWh/év értékesíthető villamos energia 395 GWh/év értékesíthető távhő a délbudapesti hőkooperációs rendszerbe mrd Ft beruházás (zöldmezős vagy barnamezős létesítés, rostélyos vagy fluid technológia) Kelenföld 12 MW, 1 GWh/év Kispest 162 MW, 52 GWh/év ALPIQ 245 MW, 788 GWh/év HUHA2 52 MW, 395 GWh/év HUHA II. Új Hulladék-hasznosító és Iszapégető Erőmű: 50 milliárd forint Forrás: 1199/2015.(03.31.) Korm.Hat.

24 Kommunális hulladék energetikai hasznosítási potenciálja Jelenleg ~0,5 PJ/év távhőtermelés történik, amely a FŐTÁV 10% KEOP pályázati forrással támogatott, ~5 milliárd Ft-os beruházásának köszönhetően ~0,8-0,9 PJ/év-re (2021. után akár 1,1 PJ/év-re) növekszik. Budapesten indokolt és szükséges egy második hulladékhasznosító mű létesítése. Ezzel együtt 2,3-2,8 PJ/év-re nőhet a hulladékalapú hőtermelés. A szükséges beruházás becsült összege milliárd Ft (telepítés helyétől és műszaki megoldástól függően).

25 A hulladékok energetikai hasznosításának tervezése Szigorú környezetvédelmi előírásokkal szabályozott, igen érzékeny terület. A termelt hő maximális hasznosítására kell törekedni (szigetüzemű távhőkörzetek összekapcsolása). Amennyiben a kommunális hulladék feldolgozásával nyert RDF tüzelőanyagnak minősül, az - megfelelő technológia megválasztása mellett - biomassza kazánokban vagy akár a HUHA 2-ben is hasznosítható.

26 Energiaforrás Geotermikus (200 MW) Biomassza (400 MW) Kommunális hulladék (HUHA2) Beruházási költség (mrdft) Megújuló energiaforrások növekmény potenciálja a távhőben (a jelenlegi távhőrendszerekben) Megújuló alapon termelt távhő növekmény re (PJ/év) Várható hődíjmegtakarítás (mrdft/év) beruházási támogatás nélkül 50%-os vissza nem térítendő beruházási támogatás esetén ~60 3,5-4,0 3,7-4,2 6,8-7,8 ~48 5,0-5,5 3,6-4,0 6,2-6,8 ~ ,2-1,5 1,9-2,4* 2,8-3,5* Összesen ~ ,7-11,0 9,2-10,6 15,8-18,1 *Csak a távhőben jelentkező megtakarítás. A villamosenergia-értékesítésből, továbbá a szennyvíziszap-kezelés és a szilárd hulladék lerakás elmaradó költségéből származó haszon figyelembevételével a megtakarítás 9-10 mrdft/év.

27 A jóslás nehéz, különösen a jövőről. Mark Twain, Niels Bohr, Yogi Berra Talán öt számítógépre is szükség lehet a világpiacon. Thomas Watson, elnök, IBM, 1943 A jövő számítógépe nem lesz másfél tonnánál nehezebb. Popular Mechanics, 1949 Nem indokolt,hogy bárki számítógépre vágyjon otthonában. Ken Olsen, a DEC alapítója, K-nak bárki számára elégnek kell lennie. Bill Gates, 1981 Kroó Norbert, MTA, i visegrádi előadása nyomán

28 Hőtermelés napenergiával ÓBUDA, FALUHÁZ 10 emeletes szalagház, 15 lépcsőház, 883 lakás 2 hőközpont ( lépcsőházzal) ~88 m 3 napi és 8 TJ éves HMV-fogyasztás

29 Hőtermelés napenergiával Napkollektorok száma: 125 db Teljes kollektorfelület: m 2 Szolár tárolók térfogata: 100 m 3 A rendszer beruházási költsége: 263 MFt (=173 eft/m 2 ) Várt megtakarítás: hmv-hőigény 45-50%-a Hasznosított napenergia: GJ/év (a hmv-hőigénynek csak 24%-a!) Megtakarított távhődíj: 6,2 MFt/év Egyszerű megtérülés: 42,4 év (!)

30 Hőtermelés napenergiával A jövő - Piacbővítés, termékbővítés - Hűtés és innovatív technológiák Vákuumcsöves napkollektorral hajtott adszorpciós hűtés (Freiburgi Egyetem) Napenergiára alapozott távhőellátás szezonális hőtárolással Sík kollektorral hajtott abszorpciós hűtés (TESCO Budaörs) Marstal (Arcon Solvarme A/S, Denmark)

31 Hőszivattyús hőtermelés A hőszivattyú univerzálisan hasznosítható fűtésre és hűtésre, beépített, urbanizált területeken is jól alkalmazható. Alkalmas talajhő (földhő), hidrotermikus energia (szennyvíz, alacsony hőfokú vagy elhasznált termálvíz), légtermikus energia hasznosítására. A fenti hőforrások az országban mindenhol, bár különböző hőmérsékleteken, de rendelkezésre állnak. A földhőt hasznosító hőszivattyúk alkalmazása jelentősen bővíthető, különösen családi házas környezetben. A hűtési igények növekedése miatt várható a hőszivattyús hűtés növekedése. A hőszivattyúk beépített teljesítményének gyors fejlődése várható 2020-ig. MTA megújuló energia tanulmány szerint a 2020-ig kinyerhető készlet: közvetlen geotermikus 10 PJ, földhő hőszivattyús PJ.

32 Hőszivattyús hőtermelés Biztos ez a megtakarítás?

33 Hőszivattyús hőtermelés Légtermikus hőszivattyú hatékonysága (COP-száma) a levegő-hőmérséklet és a fűtési vízhőmérséklet függvényében

34 Megújuló energia-e a hőszivattyúval termelt hő? (1) Nem a hőszivattyúk ellen!!! Számítás a 2001/77/EK irányelv és a 2013/114/EU iránymutatás szerint: Q megújuló =Q hasznos *(1 1/SPF) SPF>1,15*1/η => SPF>1,15*1/0,455=2,527 Számpélda az iránymutatásból: Q hasznos =70 GW*2.070 h/év= GWh/év Q megújuló = *(1-1/3,5)= GWh megújulóként elszámolható / =0,714 =>71,4%

35 Megújuló energia-e a hőszivattyúval termelt hő? (2) Nem a hőszivattyúk ellen!!! Korrekt(ebb) számítás: Hőszivattyú villamosenergia-felhasználása:e vill =Q hasznos /SPF VER primerenergia-igénye: Q VER =E vill /η vill =Q hasznos /SPF/η vill FM primerenergia-igénye: Q FM =Q hasznos /η FM Q megújuló,korrekt =Q FM -Q VER =Q hasznos /η FM -Q hasznos /SPF/η vill Q megújuló,korrekt =Q hasznos *(1/η FM -1/SPF/η vill ) Számpélda: Q megújuló,korrekt =Q hasznos *(1/1-1/3,5/0,455) megújulóként elszámolható 1/1-1/3,5/0,455=0,372 =>37,2%

36 Megújuló energia-e a hőszivattyúval termelt hő? (3) Nem a hőszivattyúk ellen!!! (Még) korrekt(ebb) számítás: Amennyiben a felhasznált megújuló energiát is input primer energiának tekintjük Számpélda: b megúj =(3,5-1)/(1/0,455+3,5-1)=0,532 =>53,2%

37 Köszönöm a figyelmet! Szeressük az energetikát! Szeressük a távfűtést!