Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia

Átírás

1 Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 2012 REBE Régiók együttműködése a bioenergetikai tudástranszfer és az energiahatékonyság területén Végh Szilárd ZALAINFEL Kft. Keszthely Georgikon u / A projekt az Ausztria-Magyarország Határon Átnyúló Együttműködési Program keretében az Európai Regionális Fejlesztési Alap, valamint Alsó-Ausztria, és Magyarország támogatásával valósul meg. Das Projekt wird im Rahmen des Programms zur grenzüberschreitenden Kooperation Österreich-Ungarn ETZ aus dem Fonds für Regionale Entwicklung, durch das Land Niederösterreich sowie durch Ungarn gefördert.

2 1 Tartalomjegyzék 2 Bevezetés Energiakörnyezet-energiahatékonyság Kistérségek elhelyezkedése főbb jellemzőik Keszthely és Környéke Többcélú Kistérségi Társulás Hévízi kistérség Helyzetelemzés Szöveges ismertetés a térségekről Megújuló energetikai stratégia adatainak biztosítása Statisztikai adatok Mintavételezés módszere A megújulók felhasználásának fő trendjei az EU-ban és Magyarországon Végenergia-felhasználás Primerenergia-felhasználás Energiaátalakítás és - elosztás Az energiaellátás három fő célkitűzése Magyarország megújuló energiaforrásai Biomassza A biomassza energetikai hasznosításának lehetőségei Földhő, hőszivattyúzás A földhő jellemzői és a hasznosítás lehetőségei A termálvíz közvetlen hasznosítása hőellátásra A termálvíz közvetlen és hőszivattyús hasznosítása hőellátásra A földhő hőszivattyúzása Napenergia A napenergia termikus hasznosítása A napenergia hasznosítása a villamosenergia-termelésben Szélenergia A szélerőművek jellemzői Vízenergia Megújuló energiák összegzés A kistérségi szinten alkalmazható energiaigény prognózis készítési modell módszertana Háztartások Termelő szektor Intézmények Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 2

3 6.4 A kistérségi szinten alkalmazható energiaigény prognózis készítési modell működése, adatigénye Az energia felhasználás mennyiségének meghatározása a kistérségi program segítségével Az energia felhasználás megoszlása a program segítségével Kistérségi energia igény prognózis 2020-ra Hasznosítási potenciál a prognózis alapján Háztartások felmérésének kiértékelése a két kistérségben és a határrégióban Általános értékelési elvek Épületek lakások fajtája szerinti összehasonlítás és adatok A lakás épület építési év szerinti megoszlása Az épület állapota szerinti felmérés Az épületek lakások fűtött alapterülete szerinti összehasonlítás Épület felújítás szándéka Hőszigetelés A nyílászárók fajtája szerinti megoszlás Az energiahordozók megoszlása A statisztikai adatok alapján az energiafelhasználás meghatározása Gázfelhasználás Villamos energia felhasználás Távhő - felhasználás Tűzifa felhasználás Szén felhasználás Vizsgált háztartások energia igénye Összesített energetikai jellemző meghatározása és az épületek minőségi osztályba sorolása Fűtési és használati meleg víz primer energia igénye Épület összesített energetikai jellemzője Összesített energetikai jellemző határértéke Statisztikai sokaság grafikus illeszkedés vizsgálata Energetikai osztályba sorolás területi összehasonlítása A felmérés alapján szükséges beavatkozás Termelő szektor energia felhasználása VÜZ Nonprofit kft távhő üzletágának elemzése Távhőszolgáltatási rendszer rövid bemutatása Gazdasági elemzés alapvetése és elve Tényadatok meghatározása Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 3

4 9.1.4 Hőenergia értékesítés Távhőszolgáltatásban résztvevő lakások energia felhasználása és összehasonlítása központi gázfelhasználással Szállodák energia felhasználása Földgáz felhasználás elemzése Villamos energia felhasználás: HMV felhasználás és termálvíz felhasználás Intézményi energia felhasználás Megújuló energia potenciál felmérése, értékelése Biomassza, és tűzifa felhasználás Termálvíz földhő Napenergia felhasználás Napkollektorok Napelem ( fotovillamos hasznosítás) Szél és vízenergia Alternatív fejlesztési irányok Biogáz előállítás és hasznosítás Kiindulási adatok: A helyszín kiválasztása A nyersanyagok biogáz termelése A vizsgált nyersanyagok, és azok bemért jellemzői: A nyersanyagok gázhozama, és annak összetétele: A nyersanyagok átmeneti tárolása: Egyéb nyersanyagok feldolgozása A biogáz üzem technológiájának ismertetése Kitörési pontok Intézkedések meghatározása, Keszthely-Hévíz kistérségben Szakember-, és képzési igényfelmérés kiértékelése Vas és Zala megyében Képzési súlypontok meghatározása Felhasznált és alkalmazott irodalom Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 4

5 2 Bevezetés REBE azaz Régiók együttműködése a bioenergetikai tudástranszfer és az energiahatékonyság területén. A REBE projekt átfogó célja határon átnyúló együttműködés keretében az erőforrások fenntartható hasznosítása, az energiahatékonyság javítása, a megújuló energiák által elérhető európai uniós környezetvédelmi, gazdaságfejlesztési és foglalkoztatási célok megvalósulásának elősegítése a képzési feltételek megteremtésével. A projekt biztosítani kívánja a tudás és tapasztalatcsere révén a határ két oldalán megújuló energetikai képzések kidolgozásával, elindításával az élethosszig tanulás lehetőségét 14 éves kortól felnőttkorig. A projekt eredményeinek hosszútávon történő fenntartása a közös szakemberképzésen alapul, mely során tanár- és diákcsere valósul meg, az energetikai, üzletviteli kultúra megismerésével, tapasztalatcserékkel megerősödik a határon átnyúló együttműködés, valamint a képzési elemek egymásra épülésének biztosításával cél a hálózatos együttműködés fejlesztése. Ausztriában a megújuló energia felhasználás aránya világviszonylatban magasnak tekinthető, ennek ellenére a valós alkalmazási igényekhez képest viszonylag kevés a széleskörűen képzett szakember. Magyarországon pedig a torz gazdasági szabályzók, és az ösztönző rendszerek csak mostanában beinduló rendszere miatt a gyakorlatorientált szakember ellátottság különösen rossz. Az EU klímavédelmi, továbbá energetikai függőséget csökkentő céljai az energiahatékonyság ill. a megújuló energiaforrások növekedési kötelezettségét hozzák magukkal. A Közép-Európai térség jelenlegi fejlettségi disszonanciái, ezen kötelezettségek teljesülését akadályozzák. Ezért az Alsó-Ausztriai Schneebergland Kistérség Energia Plattform szervezete közös energetikai, oktatási súlypontú határon átnyúló együttműködési projekt megvalósítását kezdeményezte a Pannon Egyetemmel, a Schneeberglandi, valamint a Keszthelyi és Hévízi Kistérségek között fennálló partnerkapcsolatra építve. Az igény erre jelentős. Az átfogó cél az erőforrások fenntartható hasznosítása, az energiahatékonyság javítása, a megújuló energiák által elérhető európai uniós környezetvédelmi, gazdaságfejlesztési és foglalkoztatási célok megvalósulásának elősegítése a képzési feltételek megteremtése által. A projekt specifikus célja több, közös megvalósítású és egymásra épülő szintű osztrák-magyar megújuló energetikai szakképzés megalapozása, kidolgozása és minősítése, továbbá az elindítás egyéb feltételei megteremtése középfokú, felsőfokú szakképzés és szakmai továbbképzés szinten. Cél, hogy a projekt révén az érintett régiókban igényfelmérésekre és best practicek gyűjtésére, elemzésére alapozott valós képet kapjunk a jövőbeli igényekről, illetve megfogalmazhassuk a térségekre specifikált, a képzés alapját jelentő megújuló energia stratégiát. Cél, hogy a stratégiára építve közös munkával kidolgozzuk a képzési terveket és azokat magyar oldalon akkreditálhassuk, osztrák oldalon pedig regisztrálhassuk. Jelen tanulmány további célja, hogy bemutassuk azokat az egyszerű lépéseket, amelyek által a mindennapokban megtakarításokat érhetünk el, és aktívan tehetünk környezetünk védelme érdekében. Továbbá bemutatjuk az energiatermelés környezetkímélőbb megoldásait, a megújuló energiaforrások nyújtotta lehetőségeket. A tanulmány megpróbál Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 5

6 naprakész információkkal szolgálni a megújuló energiaforrások hasznosításának legmodernebb technológiai lehetőségeiről. A tanulmány keretében kérdőíves felmérést végeztünk a térség lakosai, vállalkozói és intézményei körében, hogy első kézből értesüljünk az épületek jelenlegi állapotáról, energiafelhasználásáról és felmérjük a lakosság érdeklődését a megújuló energiák vonatkozásában. Ennek megfelelően állítottuk össze a tanulmányt, hogy a lehető legtöbb hasznos információval szolgálhassunk akár az energetika műszaki vonatkozásai iránt kevésbé érdeklődők számára is. 3 Energiakörnyezet-energiahatékonyság 3.1 Kistérségek elhelyezkedése főbb jellemzőik A projektben résztvevő két magyar kistérség a Dunántúlon, Zala megyében, a Balaton nyugati szegletében fekszik. Élénk turizmussal, fontos gazdasággal, ősi történelemmel és kultúrával rendelkező települések, két országosan is ismert és kiemelkedő várossal, Keszthely és Hévíz amelyek egyben a Kistérségek központjai. A kistérségeket természetvédelmi területek veszik körül, illetve természetvédelmi területen fekszenek. Északról a Keszthelyi hegység, keletről a Balaton, délről a Kis- Balaton. A Keszthelyi-hegység a Dunántúlon helyezkedik el. Valójában a Dunántúli-középhegység elkülönült nyugati tagja. A hegységet egyik oldalról a Balaton, másik oldalról a Gyöngyös-patak, a Várvölgyi-medence és a Tapolcai-medence veszi körül. A Kis-Balaton a Balatontól délnyugatra fekvő, természeti és kulturális értékekben gazdag tájegység, amelynek jelentős része védettséget élvez. A terület a Zala folyó torkolatvidéke, amely mindig mocsaras, jelentősen ingadozó vízszintjéről nevezetes vidék volt. Keszthely a Balaton nyugati végén, a Keszthelyi-öböl partján, a Zala folyó torkolatától északra fekszik, délen sík, északra kissé dombos területen. A környéken található Zalaidombság és Keszthelyi-hegység dombjai, hegyei ölelik körbe a várost. Hévíz Keszthely szomszédságában, nyugatra kb 6 km-re található. A város természetvédelmi területen helyezkedik el, legismertebb látványossága a Hévízi-tó vagy Hévízi-gyógytó 4,44 ha kiterjedésével és az őt körülvevő 50 ha területű véderdővel Európa legnagyobb gyógyító erejű melegvizes tava. Ez a tó különleges képződmény, hiszen ellentétben a többi melegvizes tóval, melyek általában vulkanikus eredetű helyeken, agyag- vagy sziklatalajban vannak, a Hévízi-tó tőzegmedrű forrástó. A Keszthelyi-hegység nyugati lejtője mentén, a Hévízi-völgyben található, Hévíz városa mellett. A Hévízi-tó vize, mintegy ezer éve tört fel mai helyén, a Balaton kialakulásával egy időben. Az előtörő meleg víz először a Balatonba ömlött. Klímaváltozások hatására a Balaton vízszintje lesüllyedt. Az egykori tómederben Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 6

7 az ott élő buja növényzet elhalt réseiből tőzegláp keletkezett. A Hévízi-völgy lápos, tőzeges, sík felszíne a tótól keletre kb. 1-1,5 km szélességben, a völgy keleti oldalán levő Dobogóig és a völgyet keletről határoló cserszegtomaji dombvonulatig terjed. Dél felé a tőzeges terület a Zala medréig húzódik, északon a Gyöngyösi csárda fölé nyúlik. Éghajlat, mikroklíma A Balaton a Kárpát-medence délnyugati széléhez közel terül el, így a medence egészére jellemző, óceáni és mediterrán hatásokkal módosított mérsékelt kontinentális éghajlaton belül az átlagosnál erősebbek az óceáni és a mediterrán hatások. A napos órák száma évente átlagosan 2000 körül mozog. A legmelegebb hónapok a június, július és augusztus. A legnaposabb hónap a június. A legkevesebb csapadék augusztusban és szeptemberben hullik, átlagosan hat-hat esős nappal. Maga a tó, jelentős hatással van környezete mikroklímájára. A hatalmas víztömeg kiegyenlítő hatással van a levegő hőmérsékletére is, amely nyáron a tó körül enyhébb, ősszel és télen melegebb, tavasszal hűvösebb, mint a tótól távolabb. A vízparton a nappali és az éjszakai hőmérséklet közötti különbség is lényegesen kisebb, mint távolabb. A települések adatait a KSH 2010 évi kimutatása alapján az alábbi táblázat tartalmazza Keszthely és Környéke Többcélú Kistérségi Társulás A települések fontosabb adatai, 2010 KSH T157 T99 T100 T101 T103 Település Terület, hektár Lakónépesség az év végén Lakásállomány az év végén Kistérség Agglomerác kódja (2011. ió 1. pozíció január 1.) Agglomerác ió 1 3. pozíció Agglomerác ió 4. pozíció Üdülőkörzet kódja Keszthely Balatongyörök Bókaháza Esztergályhorváti Gétye Gyenesdiás Karmacs Szentgyörgyvár Vállus Várvölgy Vindornyafok Vindornyalak Vonyarcvashegy Zalaapáti Zalaszántó Zalavár Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 7

8 3.1.2 Hévízi kistérség A települések fontosabb adatai, 2010 KSH T157 T99 T100 T101 T103 Település Terület, hektár Lakónépesség az év végén Lakásállomány az év végén Kistérség Agglomerác kódja (2011. ió 1. pozíció január 1.) Agglomerác ió 1 3. pozíció Agglomerác ió 4. pozíció Üdülőkörzet kódja Hévíz Alsópáhok Cserszegtomaj Felsőpáhok Nemesbük Rezi Sármellék Zalaköveskút Helyzetelemzés A két kistérség 2007-ig egy kistérségnek számított, amikor különváltak. A felméréseket kistérségenként településenként végeztük el, amelyek eredményeit külön-külön, majd egyben kiértékelünk. A tanulmány elkészítésekor figyelembe vettük az országos megújuló hasznosítási cselekvési tervet, az ahhoz készített tanulmányt, továbbá a Magyar Tudományos Akadémia Megújuló energiák hasznosítása stratégiai programot. A kistérségekben 24 település található, amelyből kettő város és 22 kistelepülés. A települések lakósűrűségét és lakásállomány sűrűségét az alábbi grafikonok mutatják Keszthelyi kistérség km2 re jutó lakosok száma 1 km2 re jutó lakások száma Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 8

9 Hévíz Alsópáhok Cserszegtomaj Felsőpáhok Nemesbük Rezi Sármellék Zalaköveskút Keszthely Balatongyörök Bókaháza Esztergályhorváti Gétye Gyenesdiás Karmacs Szentgyörgyvár Vállus Várvölgy Vindornyafok Vindornyalak Vonyarcvashegy Zalaapáti Zalaszántó Zalavár Keszthely Balatongyörök Bókaháza Esztergályhorváti Gétye Gyenesdiás Karmacs Szentgyörgyvár Vállus Várvölgy Vindornyafok Vindornyalak Vonyarcvashegy Zalaapáti Zalaszántó Zalavár Hévízi kistérség km2 re jutó lakosok száma 1 km2 re jutó lakások száma A grafikonokból jól leolvasható a városias jelleg illetve a település beépítettsége. Hévíz a legsűrűbben lakott település és a lakásállomány 1 km2 re vetített értéke is a legmagasabb. Ha elemezzük a következő ábrát, amely az egy lakásra jutó lakosok számát mutatja, két következtetést tudunk levonni. A 1,5 fő/ lakás alatt vagy a lakóingatlanok nem lakáscélra, hanem üdülőnek történő használatát, vagy a települések elnéptelenedését mutatja. A települések vizsgálatakor megállapítható, hogy Hévíz jelentős ingatlanállománya üdülési célt szolgál, míg Zalaköveskút, Gétye, Vindornyalak, Vindornyafok és Zalaszántó kismértékű elnéptelenedést mutat. 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 egy lakásra jutó lakosok száma egy lakásra jutó lakosok száma Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 9

10 3.2.1 Szöveges ismertetés a térségekről A két kistérséget jól jellemzi a KSH által biztosított Zala megyére vonatkozó statisztikai adatállomány 1. Az adatok összehasonlítást adnak a nyugat-dunántúli régió és országos viszonylatban is. A megyén belül kiemelt szerepet kap a térségben a turizmus és az ehhez kapcsolódó szolgáltatás. Az épületállomány mely lakásként van nyilvántartva egy részét, nem lakhatás céljából használják, amely bizonyos mutatókat torzít, hanem üdültetés céljából. Ezek a felhasználási módok az energia felhasználásnál okozhatnak torzulásokat, amelyeket a részletes számításoknál vagy korrekciózni kell, vagy az eredmények értékelésénél figyelembe kell venni. A népsűrűséget tekintve a régiós és országos átlaghoz képest alacsonyabb értékek adódnak Zala megyében. A foglalkoztatási mutatók hasonlóak a régióval és országos átlaggal, de a havi keresetek messze elmaradnak tőlük. A lakásállomány az országos és régiós átlagnak megfelelő, azonban a vezetékes gáz közműellátás jobb, mint az országos illetve régiós adat. Sajnos a gazdasági adatok a régiótól és az országos adattól elmaradnak. A GDP, az egy lakosra jutó beruházások összege és a K+F ráfordítás jelentősen elmarad az országos és régiós átlagtól. Összefoglalva: bár a két kistérség turisztikailag kiemelt területen található, és a közvélemény alapján egy fejlett régióban van, azonban látható a statisztikai mutatókon, hogy ez a fejlettség és magas színvonal csupán a látszat, hiszen az országos és régiós mutatóktól jelentősen lemaradt a térség. 1 KSH Nyugat dunántúli régió 2010 Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 10

11 Megnevezés Zala megye Nyugat-Dunántúl Ország Terület, km 2 Terület, népesség, népmozgalom Lakónépesség az év végén, ezer fő 287,0 994, ,7 Népsűrűség, fő/km 2 75,9 87,8 107,3 Születéskor várható átlagos élettartam férfi 70,69 71,14 70,50 nő 78,75 78,39 78,11 Eltartottsági ráta, % gyermek népesség 18,5 19,7 21,3 idős népesség 26,3 24,2 24,4 eltartott népesség 44,8 43,8 45,6 Öregedési index, % 142,4 122,8 114,7 Foglalkoztatott, ezer fő Gazdasági aktivitás, foglalkoztatottság, keresetek 110,8 404, ,2 Munkanélküli, ezer fő 14,8 40,9 474,8 Gazdaságilag nem aktív népesség, ezer fő 98,5 330, ,4 Aktivitási arány, % 56,0 57,4 55,4 Foglalkoztatási arány, % 49,5 52,1 49,2 Munkanélküliségi ráta, % 11,8 9,2 11,2 Alkalmazásban álló Teljes munkaidőben foglalkoztatottak száma havi bruttó átlagkeresete, Ft havi nettó átlagkeresete, Ft átlagos havi munkajövedelme, Ft Lakás, kommunális ellátás Lakásállomány az év végén Száz lakásra jutó lakos Épített lakás Tízezer lakosra jutó épített lakás Háztartási vezetékesgáz-fogyasztók a lakásállomány százalékában 80,5 74,4 78,1 A közüzemi ivóvízvezeték-hálózatba bekapcsolt lakások aránya, % 94,0 96,8 94,9 A közüzemi szennyvízgyűjtő-hálózatba bekapcsolt lakások aránya, % 70,0 77,3 72,5 Oktatás, kultúra Óvodai férőhely Óvodás gyermek Általános iskolai feladatellátási hely Nappali tagozatos általános iskolai tanuló Gimnáziumi feladatellátási hely Szakközépiskolai feladatellátási hely Nappali tagozatos középiskolai tanuló Ebből: gimnáziumi tanuló Felsőfokú alap- és mesterképzésben részt vevő hallgató Ebből: nappali tagozaton Települési könyvtárak könyvtári egységei, ezer Ezer lakosra jutó könyvtári egység Bruttó hazai termék, gazdasági szervezet, beruházás, kutatás-fejlesztés Egy lakosra jutó GDP, ezer Ft Regisztrált vállalkozás Ebből: társas Ezer lakosra jutó regisztrált vállalkozás Külföldi érdekeltségű vállalkozás Külföldi befektetés, millió Ft Gazdasági szervezetek beruházásai, millió Ft Egy lakosra jutó beruházás, Ft K+F-ráfordítás, millió Ft K+F-ráfordítás a GDP százalékában 0,22 0,59 1,17 Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 11

12 Megnevezés Zala megye Nyugat-Dunántúl Ország Földterület május 31-én, ezer ha Mezőgazdaság 367, , ,4 Ebből: szántó 114,8 490, ,1 Termésmennyiség, ezer tonna búza 117,5 540, ,2 kukorica 286,8 806, ,9 Ipari termelés, milliárd Ft Ipar, építőipar 590, , ,4 Ipari termelés volumenindexe, előző év = 100,0 108,3 115,3 110,8 Egy lakosra jutó ipari termelés, ezer Ft 2 050, , ,2 Építőipari termelés, millió Ft Építőipari termelés volumenindexe, előző év = 100,0 81,7 86,3 86,3 Egy lakosra jutó építőipari termelés, ezer Ft 116,9 120,4 117,5 Kiskereskedelmi és járműüzlet Kiskereskedelem, turizmus, vendéglátás Tízezer lakosra jutó kiskereskedelmi és járműüzlet Kiskereskedelmi forgalom, milliárd Ft.. 758, ,6 Kereskedelmi szálláshelyek férőhelye, július Ebből: szállodában Ezer lakosra jutó kereskedelmi szállásférőhely Kereskedelmi szálláshelyen eltöltött vendégéjszaka Ebből: szállodában Vendéglátóhely Tízezer lakosra jutó vendéglátóhely Közlekedés, távközlés Országos közút, km Ebből: autópálya, autóút Ezer lakosra jutó személygépkocsi Ebből: természetes személy által üzemeltetett Ezer lakosra jutó távbeszélő-fővonal Kábeltelevíziós hálózatba bekapcsolt lakások aránya, % 56,8 56,9 50,6 3.3 Megújuló energetikai stratégia adatainak biztosítása A megújuló energetikai stratégia kidolgozásához szükséges adatokat a KSH főbb adataira támaszkodva határoztuk meg. Tekintettel arra, hogy a statisztikai hivatal adatai éves összes és település összes adataira vonatkozik, így azt tovább kell bontani, részletezni. Az adatok részekre bontása az adott települések mintavételezésén alapulnak. A mintavételezés részleteiről egy későbbi fejezetben szólunk. A stratégia kidolgozása személyes elbeszélgetések alapján a települések adottságai figyelembe véve határozhatók meg. Így a település adottságainak megfelelően használtuk fel és csoportosítottuk az adatokat, településeket. A stratégia kidolgozásához az éves meteorológiai adatok, széljárás, geológiai adatok, a településen folyó gazdálkodási adatok, mezőgazdasági területek adatai, azokból adódó lehetőségek is figyelembe vételre kerültek. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 12

13 3.4 Statisztikai adatok A települések bemutatásánál már megadtuk a fontosabb településre jellemző adatokat. Az alábbi táblázatok a KSH adatai alapján energia felhasználásra és lakásállományra vonatkozó adatait tartalmazzák. 2 Település Háztartási villamosenergiafogyasztók Háztartások részére szolgáltatott villamos energia, MWh Háztartási vezetékesgázfogyasztók Ebből: fűtési fogyasztók Összes szolgáltatott gáz, ezer m 3 Ebből: háztartásoknak Regisztrált vállalkozás korlátolt felelősségű társaság betéti társaság egyéni vállalkozás Keszthely Balatongyörök Bókaháza Esztergályhorváti Gétye Gyenesdiás Karmacs Szentgyörgyvár Vállus Várvölgy Vindornyafok Vindornyalak Vonyarcvashegy Zalaapáti Zalaszántó Zalavár Ebből Település Háztartási villamosene rgiafogyasztók Háztartások részére szolgáltatott villamos energia, MWh Háztartási vezetékesg ázfogyasztók Ebből: fűtési fogyasztók Összes szolgáltatott gáz, ezer m 3 Ebből: háztartások nak Regisztrált vállalkozás korlátolt felelősségű társaság Ebből betéti társaság egyéni vállalkozás Hévíz Alsópáhok Cserszegtomaj Felsőpáhok Nemesbük Rezi Sármellék Zalaköveskút Mintavételezés módszere A mintavételezés véletlenszerűen kiválasztott háztartások és vállalkozások által megadott adatok alapján történt. A mintavételezéshez mindenhol azonos kérdőív került kiküldésre, illetve átadásra. A tapasztalatok azt mutatták, hogy a kiküldött kérdőívek nem érkeznek vissza, így a kérdőív kitöltése személyes megkeresések alapján történt, amely további előnye, hogy a kérdőívek értelmezésében nem voltak különbségek. A vállalkozásoktól nem érkezett vissza kérdőív így őket is külön meg kellett keresni. A lakosságtól származó adatok, az előzőek alapján szintén csak személyes megkereséssel és 2 Zala megye statisztikai évkönyve (KSH) Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 13

14 interjú készítésével kerültek megadásra. A kérdőívek kétoldalasak, tekintettel a tapasztalatokra, amely szerint hosszabb kérdőívek kitöltését a lakosság nem támogatta. A kérdőív: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 14

15 Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 15

16 A lakosság körében összesen 655 kérdőív került kitöltésre a lakosság 1-5 %-ban. A minta darabszáma megfelelő, megoszlását tekintve városias és nem városias jellegű településeket tekintve is jó, ezért reprezentatív mintaként kezelhető. A kérdőívek az alább leírt korrekció alapján csökkentésre kerültek. Az arányok e szerint a következők. Mintavételezés aránya Kérdőívek száma Lakásállomány Vizsgált százalékos arány ,17% 91 2,48% 220 3,72% 96 2,65% Keszthely Hévíz Keszthely Kistérség Hévíz kistérség A mintavételezés helyessége több szempont szerint került ellenőrzésre. A Keszthelyi távfűtött lakások száma pontos adatként ismert. A minta lapján meghatározásra került a távfűtött lakások aránya. Ezt összevetve a KSH lakásszám és távfűtött lakások számának arányával meg kell egyezni az adatnak. A minta alapján a távfűtött lakások aránya: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 16

17 A számított helyes arány: távfűtött lakások aránya = Távfűtött lakások száma Keszthelyi lakások száma = = 11,77% Tekintettel arra, hogy a mintából vett távfűtött lakások aránya Keszthelyen 23% > 11,77% a mintát korrigálni szükséges. A korrekció a minta véletlenszerű csökkentésével történt, mégpedig oly módon hogy a Keszthely 3-as körzet 1-30 adatai kivételre kerültek a felmérésből, ez az összes minta sorszámozása alapján a 90 sorszámtól a 120 sorszámig terjedő kérdőíveket jelenti. A megmaradt kérdőívek alapján ismét elvégzésre került az előző próba. Az eredményt az alábbi grafikon mutatja: Korrigált adatok alapján a lakások ( házak ) fűtési mód szerinti megoszlása Egyedi fűtés Központi fűtés Távfűtés 12% 24% 64% Látható a grafikonból hogy a távfűtött lakások száma megegyezik a valóságos aránnyal, így a Keszthelyre jellemző minta megfelelő. Számítást elvégezve a minta alapján a Keszthelyi lakásállomány megoszlása a következő: Egyedi fűtés Központi fűtés Távfűtés A távfűtésben résztvevő lakások száma db. Az így kapott minta alapján számított távfűtéses lakások száma 1,03 % -al tér el a valóságtól így az megfelel a statisztikai elvárásoknak. A továbbiakban a korrigált mintaállománnyal számol a dolgozat. Az épületek energetikai jellemzői szempontjából fontos annak megállapítása, hogy a településeken milyen jellegű épületek találhatók. Így elsődlegesen a települések lakásösszetétele lett vizsgálva. A lakásösszetétel lényeges szempont tekintettel arra, hogy Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 17

18 az egyedülálló lakások épületek energia felhasználása nagyobb, mint a tömblakások fogyasztása. A tömblakások lehűlő felülete kisebb tekintettel arra, hogy a lakások falfelületének egy része a szomszédos lakással érintkeznek, azzal azonosak. A statisztika adatok tekintetében torzítás mentes, helyes következtetés levonása fontos szempont. A vizsgálat és az energetikai stratégia kialakítása szempontjából azt várjuk, hogy a városias jelleg erősen megmutatkozik, és majd külön-külön kell vizsgálni település jellege alapján. A települések lakásállományának összetétele: Két kistérség 5% 12% 6% 76% Egyedülálló Ikerházi lakás Tömbház-lakás Emeletes házban Az összes vizsgált lakásállomány 76%-a egyedülálló épület. Ha a feltételezésünket kívánjuk bizonyítani, akkor meg kell vizsgálni a nem városias jellegű települések lakás/épület összetételét. A mintából vett adatok alapján a kistérségi települések lakás/épület állományát az alábbi ábra mutatja: Kistérség kistelepüélései lakás/épület fajtája szerinti megoszlás Egyedülálló Ikerházi lakás Tömbház-lakás Emeletes házban 3% 0% 2% 95% Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 18

19 A kistérségi települések lakás és épületállománya függetlenül attól, hogy Keszthely vagy Hévíz kistérségről beszélünk, (nem tartalmazza a városi adatokat) energetikai szempontból homogénnek mondható. A minta alapján a várakozásunknak megfelelően egyedülálló, vagy ikerház típusú épületekről beszélünk. Energetikai szempontból tehát a későbbiekben külön kell foglalkozni a kistelepülésekkel és a városokkal. A városok lakásállományának megoszlását az alábbi diagram mutatja: Városi lakások/épület fajtájának megoszlása Egyedülálló Ikerházi lakás Tömbház-lakás Emeletes házban 11% 24% 8% 57% A két város lakásállomány megoszlását mutatja az alábbi diagram, amelyből jól látható, hogy minél nagyobb egy település annál több az emeletes és tömbház jellegű épület. A városok energia felhasználását így külön vizsgáljuk és teszünk javaslatot az energia stratégiára. 80% 70% 60% 50% 40% 30% Hévíz Keszthely 20% 10% 0% Egyedülálló Ikerházi lakás Tömbház-lakás Emeletes házban Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 19

20 Összefoglalva a mintavételezés a korrekció után megfelelő, az abból levonható következtetések tükrözni fogják az adott régió energia felhasználását és megoszlását. A várt lakásállomány megoszlásnak megfelelően külön kell vizsgálni a kistelepüléseket és városokat. 4 A megújulók felhasználásának fő trendjei az EU-ban és Magyarországon 3 Az ország energiaellátását a műszaki, a gazdasági, a környezeti és a jóléti követelményeknek megfelelően kell fejleszteni. Ezt a célkitűzést szolgálja a fogyasztói energiatakarékosság, az energetikai hatékonyság növelése és az optimális energiastruktúra kialakítása. A megújuló energiaforrások használata az energiastruktúrát a kívánt irányban alakítja át, de hatékony alkalmazásuk elősegíti a fogyasztói energiatakarékosságot és az energiahatékonyságot is. Az Európai Unió 2020-ig átlagosan a megújuló energiaforrások 20%-os részarányát kívánja elérni, Magyarország pedig 13%-os arányt vállalt. A megújuló energiák 13%-os aránya nem tűnik nagynak, ha azt nézzük, hogy az energiaigények maradó 87%-át továbbra is a kimerülő (fosszilis és nukleáris) energiaforrásokkal fedezzük. Az energia felhasználás összetételét mutatja az alábbi ábra energia fajtánként. Egészen más a kép akkor, ha az energiaigények növekedését nézzük: 1997 és 2008 között az ország primerenergia-felhasználása mintegy 7%-kal nőtt, a jövőben a fogyasztói energiatakarékosság és energiahatékonyság várható intenzitása következtében ennél kisebb növekedésre, valószínűleg a fogyasztói igények csökkenésére számíthatunk. A következő évtizedben tehát a megújuló energiaforrások az új energiaellátó létesítményekben a fentinél jóval nagyobb szerepet kapnak. Az összmérték meghatározása fontos, de még fontosabb annak kijelölése, hogy a különböző megújuló 3 MTA, Büki Gergely: Megújuló energiák hasznosítása Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 20

21 energiaforrásokat (biomassza, földhő / geotermikus energia, napenergia, szélenergia és vízenergia) milyen irányokban és eljárásokkal fejleszti az ország. Lényeges, hogy a hasznosításba bevont megújuló energiákból mit termeljünk: villanyt vagy hőt, avagy kapcsoltan hőt és villanyt. A rossz irányú elindulás (például a kis hatásfokú fatüzelésű erőművek létesítése) önmagában is negatív, és a megújuló energiák hasznosítása ellen is hat. Ám ha jó irányt választunk, ez ösztönzi és gyorsítja a növekedés ütemét. Vizsgálatainkban tehát a hangsúlyt a megújuló energiák helyes hasznosítási irányainak a kijelölésére helyezzük. A megújuló energiaforrások hasznosítása számos újszerű technológiát igényel. Az energiaellátás egyszerűsített rendszerét az alábbi ábra szemlélteti. Ez az ábra a megújuló energiák hasznosításának legfontosabb elemeit tartalmazza, ezeket egyes megújulóknál és technológiáknál kiegészítjük. A rendszer olyan energiákat és fogyasztókat nevesít, amelyeket a statisztikák (például Eurostat) alkalmaznak. Az egyszerűsített rendszer is lehetővé teszi az energetikai összefüggések értelmezését és súlyozását, az energetikai feladatok áttekintését és egységes értékelését. Végenergia-felhasználás, F Háztartások Ipar Közlekedés Egyéb Tüzelőanyag Villany Távhő Üzemanyag Fogyasztói energiatakarékosság Energiatakarékos berendezések, hőszigetelés, energiatakarékos magatartás Szekunder energiahordozók Vezetékes energia ellátások Energiaátalakítás Erőművek, fűtőművek, fűtőerőművek, finomítók, pelletgyártás, stb Energiahatékonys ág növelése Hatásfoknövelés kapcsolt energia termelés hőszivattyúk Primer energiahordozók Földgáz Kőolaj Szén Atom Primerenergia-felhasználás, G Megújuló energiák U Optimális energiastruktúra Biomassza Földhő Napenergia Vízenergia Szélenergia Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 21

22 Az energiaellátás rendszerének fő részei a végenergia-felhasználás, a primerenergiafelhasználás és a köztük lévő energiaátalakítás és - elosztás. 4.1 Végenergia-felhasználás Fogyasztói oldalról nézve az energiaellátás alapjellemzője a végső energiafelhasználás, azaz a végenergia-felhasználás (F Final Energy Consumption, FEC). A végenergia felhasználás a fogyasztók által energetikai (és nem energetikai) célokra felhasznált energiákat jelenti. A végenergia-felhasználók körében a statisztikák a termelőket (ipart), a közlekedést, a háztartásokat, a lakosságot (épületeket) és az egyéb energiafogyasztókat különböztetik meg. A felhasznált végenergiák tüzelőanyagok (szén- és olajtermékek, földgáz, tűzifa, faés növényi anyagból préselt pellet), villamos energia, távhő, üzemanyagok stb. lehetnek. A statisztikai kimutatásokban és összehasonlításokban a felhasznált végenergiát vonatkoztathatjuk a lakosság létszámára (L), ez az egy főre eső végenergia-felhasználás: ʄ = F L. A végenergián belül kitüntetett szerepe van a villamos energiának (E). az egy főre eső villamosenergia-felhasználás: e = E L 4.2 Primerenergia-felhasználás Az energiaellátás másik alapjellemzője a primerenergia-felhasználás (G Primary Energy Supply, PES). A primerenergia-felhasználásban a hazai és az importált források egyaránt szerepelnek. Hagyományosan primer energiának a kimerülő energiaforrásokat tekintjük, ezen belül az eltüzelhető (fosszilis) energiákat (szeneket, kőolajat és földgázt) és az atomenergiát. A primerenergia-felhasználás része, de esetenként (például, ha a vizsgálat éppen ezek szerepére és értékelésére irányul) elkülönítjük a megújuló energiaforrásokat (U). Többféle megújuló energiaforrással számolhatunk: régóta használt a vízenergia, újabban fokozódik a szélenergia, a napenergia és a bioenergia (biomassza) szerepe, valamint a megújulók közé soroljuk a földhő (a geotermikus energia) különböző megjelenéseit is: a termálvíz, illetve a talaj, a levegő és a felszíni víz hőjét. A víz és a levegő kétszer jelenik meg, egyik esetben mechanikai energiájukat, a másik esetben hőtartalmukat hasznosítjuk. Néhány energiafajta végenergiaként és primer energiaként egyaránt szerepel. Ilyen a magyar energiafelhasználásban különösen nagyarányú földgáz, amelyet az energiafogyasztók közvetlenül felhasználnak, és amelyből távhőt és villamos energiát is termelünk. A felhasznált primer energiát szintén a lakosság létszámára vonatkoztatjuk, ez az egy főre eső primerenergia-felhasználás: g = G L Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 22

23 4.3 Energiaátalakítás és - elosztás. A primerenergia- és a végenergia-felhasználás között ez a rendszer biztosítja az energiák átalakítását, szállítását és elosztását. A fontosabb átalakító berendezések a hőt és a villamos energiát közvetlenül vagy kapcsoltan termelő létesítmények (fűtőművek, erőművek, fűtőerőművek és hőszivattyúk), a tüzelőanyag-nemesítő és - finomító művek (olajfinomítók, pellet üzemek). A korszerű energiaellátásban fontos és terjed a vezetékes energiaellátás: a földgázhálózat, a villamosenergia-rendszer és a távhő ellátás. Az energiaellátás rendszerében megkülönböztetjük a primer és a szekunder energiahordozókat, amelyek értelemszerűen a primerenergia-forrásokból, illetve az energia átalakítókból származó energiatermékeket jelentik. Az energiaátalakítás, - szállítás és - elosztás veszteségekkel jár. A veszteségek együttesen jelentik az energiaellátási rendszer veszteségét: V = Vát+Vsz+Vel ahol: Vát az átalakítás, Vsz a szállítás, Vel az elosztás vesztesége. Ez a veszteség okozza a primerenergia- és a végenergia-felhasználás különbségét: V=G-F Továbbá ezzel az energiaveszteséggel értelmezhető az energiaellátás hatásfoka: η = F G 4.4 Az energiaellátás három fő célkitűzése Az energiaellátás rendszerében jól szemléltethető és az egyes alrendszerekhez köthető az energiaellátás három fő célkitűzése: az energiatakarékosság, az energiahatékonyság növelése és az optimális energiaszerkezet megvalósítása. Ezt a hármas célkitűzést átfogóan az EU úgynevezett 3 20-as programja fejezi ki. 1. Az európai és a magyar energiapolitika egyik leghatározottabb célkitűzése az energiatakarékosság fokozása, amely a végenergia-fogyasztáshoz, az energiafogyasztókhoz köthető. A fogyasztók által el nem fogyasztott végenergiát nem kell megtermelni, ez nem igényel primerenergia-felhasználást, és semmilyen mértékben nem szennyezi a környezetet. Az energiatakarékosság és az energiaigény növekedés az energiafogyasztás statisztikai adataiban együtt jelenik meg, ezért a takarékosság közvetlenül nem mindig mutatható ki, csak a javuló energiamutatókból következtethetünk rá. Az energiatakarékosság különösen az épületek hőellátásában biztosít nagy megtakarítási lehetőséget. Számos példa van %-os megtakarítás elérésére; a döntő kérdés persze az, hogy a tömeges alkalmazáskor milyen mértékű megtakarítást lehet gazdaságosan tervezni és ténylegesen elérni. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 23

24 2. Az energiahatékonyság javítása elsősorban az energia átalakító, - szállító és - elosztó rendszerek feladata. A hatékonyságnövelés általánosan használható eszköze a hatásfokjavítás, ezt nagyon széles körben lehet alkalmazni. Speciális, de nagy hatékonyságú eszköz a kapcsolt energiatermelés, amely a hasznos hőigények bázisán kedvezően alkalmazható villamosenergia-termelésre. Hőigények ellátására a hőszivattyús hőtermelés teszi lehetővé a környezeti hő felhasználását. A hatékonyság javítását az egyes eljárások energetikai mutatói fejezik ki. Az energiahatékonyság átfogó javulását az energiarendszer hatásfoka (az F/G arány) jellemzi. 3. A meghirdetett energiafejlesztések kiemelkedő feladata az optimális energiastruktúra elérése, ezen belül a megújuló energiaforrások (Renewable Energy Supply RES) indokolt mértékű hasznosítása. Az optimális energiastruktúra (energiamix) összetett feladat, energetikai, gazdasági és környezetvédelmi szempontok mellett tartalmaz biztonsági és politikai követelményeket is. A megújuló energiák hasznosítását is csak reálisan szabad értékelnünk, óvakodnunk kell minden szélsőséges felül- és alulértékeléstől. A reális és indokolt megvalósítás esélyét rontja minden olyan illúzió, amely a megújuló energiák túl könnyű vagy túl nehéz hasznosítását jelzi. Az energiaellátást a környezetvédelem követelményeinek betartásával kell megvalósítani. Az energetikai és környezetvédelmi követelményekben esetenként lehetnek különbségek, de elsősorban azt kell hangsúlyoznunk, hogy a helyes energetikai célkitűzések a környezetvédelemnek is maradéktalanul megfelelnek. Ez érvényes a megújuló energiák hasznosítására is, hatékony energetikai felhasználásuk a környezet- és klímavédelmet ugyancsak szolgálja A megújuló energiák jelenlegi szerepe az Európai Unió és Magyarország energiaellátásában még mérsékelt, 2008-ban 8,23%, illetve 6,18% volt, a 2020-ig tervezett 20, illetve 13%-os arány tehát csak erőteljes fejlesztéssel érhető el. Ám figyelemre méltó a nagyarányú növekedés a vizsgált 12 évben, Magyarországon például 3,24-szeresre nőtt a megújuló energiák felhasználása. A megújulók között vezető szerepe a biomasszának van, aránya 2008-ban az EU-27-ben 69%, Magyarországon 92% volt. Legdinamikusabban a szélerőművek növekedtek, 1997 és 2008 között az EU-s növekedés tizenhatszoros volt, a hazai növekedés pedig 0-ról érte el a vízerőművek szintjét. A vízerőművek termelése az EU-ban és Magyarországon egyaránt stagnált, a geotermikus energia elért szintje és növekedése egyaránt mérsékelt. A napenergia-hasznosítás pedig mind az EU-ban, mind Magyarországon a legkisebb mértékű volt a megújulók között. A megújuló energiák fejlesztése több kérdést vet fel. Néhányat kiemelünk ezek közül: a megújuló energiaforrásokat mely energiafogyasztók ellátására célszerű hasznosítanunk, a megújulók hasznosítása milyen hagyományos energiahordozók kiváltását teszi lehetővé, és milyen energiák felhasználása válik szükségessé. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 24

25 Egyes megújuló energiaforrásoknál egyértelmű az, hogy milyen energiaigények ellátására alkalmasak. A víz- és a szélenergia kizárólag a villamosenergia-ellátást szolgálja. A napenergia és a geotermikus energia elsősorban a hőellátásban hasznosítható. A legjelentősebb megújuló energiaforrás, a biomassza esetén viszont még nyitott kérdés, hogy milyen energiafogyasztók ellátására fordítsuk. Az energiafogyasztói struktúrában az Eurostat-adatok az ipar és a közlekedés mellett a háztartások és a szolgáltatások energiafelhasználását különböztetik meg. Gyakorlatilag az utóbbiak képezik az épületek energiaellátásának meghatározó részét, ezt érdemes összehasonlítanunk a hazai és az európai energiafelhasználásban. A évi adatok szerint a háztartások és a szolgáltatások hazai energiafelhasználása (52,1%) és ebből a háztartások felhasználása (32,7%) nagyobb arányú, mint az EU-átlag (40,8%, illetve 25,4%). A hazai energiafelhasználói struktúrában tehát a háztartások és a szolgáltatások nagyobb súlyt képeznek, emiatt az energiafejlesztés eszközeit (energiatakarékosság, energiahatékonyság és megújuló energiák alkalmazását) az épületek energiaellátásában fokozottan indokolt érvényesíteni. A háztartások és szolgáltatások (épületek) energiafelhasználásának európai és hazai összehasonlításában figyelembe kell vennünk, hogy egyrészt a végenergiafelhasználásban az arányuk nálunk 52,1 : 40,8% = 1,28 arányban nagyobb, másrészt az egy főre eső végenergia-felhasználásunk az európai átlagnak 0,75-öd része. A két ellentétes hatás következtében az épületek egy főre eső energiafelhasználásában tehát nincs számottevő különbség a hazai és az EU-27 átlaga között. Másként fogalmazva: az egy főre eső lakástérfogat (m3/fő) EU átlaga nagyobb, mint a hazai, ezt az ellensúlyozza, hogy nálunk az egységnyi lakástérfogatra eső energiafelhasználás (GJ/m3) ugyanolyan mértékben nagyobb. Feladatunk az, hogy egyrészt az épületeink fajlagos végenergiaigényeit (GJ/m3) csökkentsük, másrészt az épületek végenergia-igényét a legkisebb és a legkedvezőbb struktúrájú primerenergia-felhasználással elégítsük ki. Az épületek energiahatékonyságáról szóló, 2010-ben módosított európai parlamenti és tanácsi irányelv megállapítja, hogy az Unió energiafogyasztásának 40%-a épületekkel kapcsolatos. Ezért az energiafogyasztásuk csökkentése és a megújuló forrásokból történő fedezése fontos feladat. Primerenergia- és végenergia-struktúránk legfontosabb jellemzője az, hogy a földgázfelhasználásunk túlságosan nagyarányú. A évi primerenergiafelhasználásban a földgáz 42,2%-os aránya túl nagy, az EU-27 átlagának 1,72-szerese. A túlsúlyos földgáz-felhasználás 82,3%-át egyetlen vezetéken, orosz importból szerezzük be, szemben a kisebb arányú és többirányú európai gázbeszerzésekkel. A végenergia-felhasználásban a földgáz aránya még nagyobb. A évi végenergia felhasználásban a közvetlen földgázarány 36,1%. A végenergiában 16%-ot kitevő villamos energiának mintegy 1/3-át földgázból termeljük, ez kereken 5% közvetett földgáz-felhasználást jelent. Ezeken felül a végenergia kb. 7%-át kitevő távhőt szinte teljes egészében földgázból állítjuk elő. A végenergiának tehát 36, %-a, tehát mintegy fele földgázalapú. A háztartások és a lakosság (az épületek) földgázfelhasználása az átlagnál még nagyobb arányú. A nagyarányú földgázfelhasználásnak két hatása lényeges. Kedvező, hogy a földgáz a központos és a decentralizált energiaellátásban egyaránt jó hatásfokkal alakítható át és használható fel viszonylag egyszerű és olcsó berendezésekkel (ezért terjedt el ilyen nagymértékben). Hátránya, hogy beszerzése egyre kockázatosabb, és egyre inkább politikai kérdés. A hazai energetika fejlesztésének egyik célja a földgázfelhasználás csökkentése és helyettesítése; ez képezi az összehasonlítási alapot is más energiahordozók Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 25

26 értékelésénél. A földgázcsökkentésnek és - kiváltásnak egyaránt vannak lehetőségei a koncentrált villamosenergia-termelésben és a decentralizált hőellátásban. Az előbbi esetben ligniterőmű és/vagy atomerőmű létesítésével válthatjuk ki a földgázt. Az utóbbi célra pedig az energiatakarékosság (például az épületek energetikai tanúsítása) és a megújuló energiaforrások (elsősorban a biomassza, a földhő és a napenergia) minél szélesebb körű használata jöhet számításba. 5 Magyarország megújuló energiaforrásai 45 A hazai energiaellátás fejlesztésében öt megújuló energiaforrással számolhatunk: a biomassza, a földhő / geotermikus energia, a napenergia, a szélenergia és a vízenergia hasznosításával. A szél- és a vízenergia kizárólag villamosenergiatermelésre jöhet számításba, a többinél többféle hasznosítás lehetséges, de elsősorban a hőellátás indokolt. A nagyon eltérő tulajdonságokkal rendelkező megújuló energiaforrások vizsgálata során több közös célt tűzhetünk ki: Mindegyik megújuló energiaforrásnál ismernünk kell, hogy a jövőben milyen mértékben állnak majd rendelkezésre az energiaellátás számára. A rendelkezésre állás potenciálját több szinten vizsgálhatjuk, elméleti, technikai, gazdasági, fenntarthatósági stb. szinten, de végső soron azt kell megállapítanunk, hogy az elkövetkező időszakban (például évtizedben) az egyes megújulók milyen ütemben és arányban vehetnek/vegyenek részt a hazai energiaigények ellátásában. Az energetikai vizsgálat fontos célja, hogy a többféleképpen és több célra felhasználható megújuló energiaforrásoknál megjelöljük az energetikailag leghatékonyabb hasznosítást. Milyen technológiát (például tüzelést vagy gáztermelést) válasszunk, mit termeljünk (hőt vagy/és villamos energiát), koncentrált vagy decentralizált hasznosítást folytassunk-e. A leghatékonyabb eljárást minden esetben az energetikai, a gazdasági és a környezeti célok együttes szem előtt tartásával jelölhetjük ki. Az előző két cél közül a második a fontosabb, abban kell mindenképpen helyes döntést hoznunk. Ha például tévesen a rossz hatásfokú közvetlen villamosenergia-termelést helyezzük előtérbe, akkor ezzel a felhasznált megújuló energiaforrásokat egyrészt nem hasznosítjuk hatékonyan, másrészt elvonjuk a hatékony hasznosítás lehetőségétől. Ha az ütem és a mérték tervezésében tévedünk, azt a tényleges hasznosítás folyamata képes korrigálni, indokoltan gyorsítja vagy lassítja. A vizsgálatnak ki kell térnie arra, hogy az egyes megújuló energiaforrások hasznosítását indokolt-e ösztönözni, és hogyan kell ezt támogatni. A megújuló energiák hasznosításának a szűkebben vett energetikai befolyásokon túl számos társadalmi hatása van. Ezek közül a legfontosabbakra, mint a munkahelyteremtésre, a hazai gyártásra, a vidékfejlesztésre stb., az egyes megújuló energiák tárgyalásakor rá kell mutatnunk. 4 MTA, Büki Gergely: Megújuló energiák hasznosítása 5 Megújuló Energia Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Terve Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 26

27 5.1 Biomassza Mi a biomassza? A massza angolul (mass) és németül (Masse) elsősorban tömeget, halmazt és sokaságot jelent, a biomass és a Biomasse is kifejezi gyűjtőnévként a lényeget. A magyarban a massza fogalma a latin jelentés nyomán inkább alaktalan, formálható (például konyhai) anyagot jelez. Mérvadó a vonatkozó EU-irányelv fogalmazása, amely szerint a biomassza a mezőgazdaságból (a növényi és állati eredetű anyagokat is beleértve), erdőgazdálkodásból és a kapcsolódó iparágakból többek között a halászatból és az akvakultúrából származó, biológiai eredetű termékek, hulladékok és mellékanyagok biológiailag lebontható része, valamint az ipari és települési hulladék biológiailag lebontható része. A hazai megújuló energiaforrások között jelenleg, és várhatóan a jövőben is, a legnagyobb szerepe a biomasszának lesz. A biomassza energetikai hasznosítása két alapkérdést vet fel: Az egyik alapkérdés az, hogy energetikai célokra mennyi és milyen formájú biomassza áll a rendelkezésre. A másik alapkérdés az, hogy a rendelkezésre álló biomasszából milyen technológiával és milyen végenergiát állítsunk elő A biomassza energetikai hasznosításának lehetőségei A biomassza energetikai hasznosításának lehetőségeit az alábbi ábrán mutatjuk be, az energiaellátás egyszerűsített rendszerében. Primer energiahordozó (G) Biomassza (B) Gáztermelés Fűtőerőmű Végenergia felhasználás (F) Tüzelőanyag Tüzelés Fűtőmű Villamos energia Fűtőerőmű Kondenzációs erőmű Tüzelőanyag gyártás Üzemanyag előállítás Távhő Üzemanyag Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 27

28 G á z t e r m e l é s Itt a biomassza (B) az egyik primer energiát jelenti, amelynek felhasználásával esetenként több úton különböző végenergiákat állíthatunk elő: A biomasszákból biotüzelő anyagokat két úton biztosíthatunk a fogyasztóknak. Az egyik út az, hogy tűzifát, pelletet vagy brikettet bocsátunk a rendelkezésükre, a másik lehetőséget pedig a biogáztermelés és - ellátás jelenti. A biomasszák nagy részét eltüzelhetjük, a nyert hőből fűtőműben csak távhőt, kondenzációs erőműben csak villamos energiát termelünk, és fűtőerőműben energetikailag a leghatékonyabban kapcsolt energiatermelést valósítunk meg. Bizonyos biomasszák gáztermeléssel hasznosíthatók. A termelt biogázból vagy helyben kapcsolt energiatermelést valósítunk meg (például gázmotorral), vagy a biogázt elszállítjuk a fogyasztókhoz. Egyes biomasszákból bioüzemanyagokat gyárthatunk, a közlekedés növekvő igényének környezetkímélő ellátására. (Ezzel a témakörrel itt nem foglalkozunk) A biomassza-hasznosítással elérhető fajlagos földgázkiváltás értékeit szakkönyvek és publikációk tartalmazzák A szakanyagok alapján megállapíthatjuk, hogy az elérhető nagyobb földgázkiváltás érdekében a biomasszát elsősorban közvetlen hőellátásra és kapcsolt energiatermelésre célszerű hasznosítani. Kis hatásfokuk miatt a közvetlen villamosenergia-termelő fa- és szalmatüzelésű erőművek energetikailag mindenképpen rossz megoldásnak számítanak (csak mintegy feleakkora fajlagos földgázkiváltás érhető el velük, mint a közvetlen hőellátásnál és a kapcsolt energiatermelésnél). Azt is figyelembe kell vennünk, hogy a kapcsolt energiatermelés is szorosan összefügg a hőellátással, mivel a kapcsolt energiatermelés lehetőségét mindig a hasznos hőigény adja meg Biomassza-tüzelésű egyedi fűtés (pelletkazánok) Előbb a tüzelőolaj, majd a földgáz áremelkedése sok családi és társasház tulajdonosát késztette arra, hogy olcsóbb biomasszafűtésre álljon át. Ezt a tűzifa is lehetővé teszi, ám az automatikusan üzemelő olaj- és gáztüzeléskor megszokottnál kisebb komforttal. Az automatikus üzemeltetés érdekében fejlesztették ki a fa- és növényanyagú pelleteket, amelyek nedvességtartalma minimális, kisméretű, állandó fűtőértékű és folyamatos, automatizált adagolást és tüzelést tesznek lehetővé néhány kw és néhány MW közötti teljesítménytartományban. Pelletet többféle biomasszából állítanak elő: forgácsból, fűrészporból, szalmából, energianövényekből stb. A pelletgyártás energiaigényes. A nedves nyersanyag szárítása hőt, a gyártási folyamat villamos energiát igényel. Ha például 40% nedvességtartalmú biomasszából, 10 12% nedvességtartalmú, kj/kg fűtőértékű pelletet állítunk elő, akkor a fajlagos hőfelhasználás 1080 kj/kg és a fajlagos villamos energia- felhasználás 0,2 kwh/kg lesz. Ez a két energiafelhasználás a pelletgyártás mintegy 20%-os energia önfogyasztását jelenti. De vannak ennél energiaigényesebb technológiák is. A gyártás energiafogyasztásához még hozzáadódik az összegyűjtés és a szállítás energiafelhasználása is. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 28

29 Az energiaköltségek és az egyéb költségek a pellet árát számottevően megnövelik. A pellet piaci árai még nem alakultak ki, szórnak, de a földgáz ára alatt maradnak. Némi árkülönbség van a fa és a lágyszárú növényekből készített pellet ára között, egyes növényi eredetű, például szalmából és mezőgazdasági hulladékokból készített pelletek olcsóbbak. A biomassza-tüzelésű kályhákból és kazánokból már az elmúlt időkben széles körű kínálat alakult ki a hazai piacon. A sorozatban gyártott biomasszakazánok teljesítménye 20 kw és 1 MW között van, de rendelésre vállalnak ennél nagyobb teljesítményűeket is. A kazánok zöme az igények szerint forró vizet termel, kisebb számban azonban gyártanak gőzkazánokat is. A biomasszakazánok kézi üzemmódban vagy automatikusan működnek, az automatikus üzemhez pelletre van szükség. Hatásfokuk 85 90%, a pelletet tüzelő, automatikus üzemmódban működő kazánok hatásfoka eléri a nem kondenzációs gázkazánok hatásfokát. Számos vizsgálat kimutatja, hogy évente mekkora energiaköltség-megtakarítás érhető el azzal, ha egyedi földgázfűtésről biomassza-tüzelésre térünk át, valamint hogy ez a megtérülés mennyi idő alatt várható. Az egységnyi csúcshőteljesítményre (1 kw) vonatkoztatott fajlagos évi tüzelőköltségmegtakarítást pg = 4300 Ft/GJ gázár, ehhez viszonyítva 20%-os tüzelőköltségmegtakarítással és τ = 2600 h/év csúcskihasználási időtartam esetén számítjuk: cm = 0,2 pgτ = 0, = 8051 Ft/(kW év). Ez a megtakarítás 5 10 év statikus megtérülési idő esetén mintegy bm = (5 10)cm = Ft/kW fajlagos beruházási költségtöbbletet enged meg az átállásra. A kis teljesítményű biomassza-tüzelésű kazánok fajlagos beruházási költségei a teljesítmény növelésével kisebb-nagyobb mértékben csökkenek, valamint függenek a felhasznált biomassza minőségétől, a kazán kezelésigényétől és automatizáltságától. A rendelkezésre álló adatok szerint a biomasszakazánok fajlagos beruházási költségei Ft/kW között változnak, azaz kisebbek, mint a fent kimutatott megengedett értékek. Az adatok alapján a kis teljesítményű, egyedi fűtésre alkalmas biomasszakazánok a gázkazánokkal szemben gazdaságosabbak lehetnek, így sokan vállalják, hogy egyénileg vagy társasházi közösségben áttérnek az egyedi gázfűtésről a biomasszafűtésre. A döntésnél természetesen számos szempontot (elhelyezhetőség, kémény, pellettárolás, a pelletszállítók megbízhatósága stb.) is figyelembe kell venni. Ugyanakkor kérdéses, hogy az államnak milyen esetekben és mértékben indokolt a pelletfűtést és a pelletgyártást ösztönöznie. Ez stratégiai vizsgálatot igényel, és nem lehet önmagában értékelni, hanem össze kell hasonlítani a biomassza-hasznosítás más megoldásaival, mindenekelőtt a kisebb előkészítettségű biomasszák hasznosításával a távfűtésben és az ennek alapján megvalósított kapcsolt energiatermeléssel. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 29

30 Biomassza-tüzelésű távhőellátás (falufűtés) A biomassza-alapú hőellátás másik formája a távfűtés. A biomassza-tüzelésű távfűtést három ok teheti indokolttá: esetenként műszaki vagy környezeti okból az egyedi biomassza-tüzelés nem valósítható meg (a), ez teremtheti meg a biomassza-bázisú kapcsolt energiatermelés alapját (b), továbbá a biomasszatávfűtés gazdaságosabb lehet az egyedi biomasszafűtésnél (c). Itt a gazdaságosság szempontját vizsgáljuk, mégpedig két változatban: az egyedi biomasszafűtéssel és a gáztüzelésű távfűtéssel összevetve. Biomassza esetén az egyedi fűtéssel szemben a távfűtés gazdasági indokát az adja, hogy a fűtőműben felhasználható, kevésbé előkészített biomassza számottevően olcsóbb, mint amit egyedi hőellátásban eltüzelhetünk (tűzifa, pellet). A távhőrendszer nagyobb teljesítményű kazánjaiban eltüzelhető kisebb előkészítettségű biomasszák (faapríték, melléktermék, hulladék) ára jóval kisebb, mint például a pelleteké. Távfűtés esetén tájékoztatatásként pbt = 1120 Ft/GJ biomasszaárral számolunk, a kazánhatásfok pedig (a rosszabb biomassza-minőség miatt) ηbt = 0,84, ugyanezek egyedi pellettüzelés esetén pbe = 3280 Ft/GJ és ηbe = 0,86. Ezekkel az adatokkal (eltekintve a távfűtés hőveszteségétől) az egyedi biomasszafűtéssel szemben elérhető fajlagos évi tüzelőköltség-megtakarítás cm=[ p Be η Be p Bt η Bt ] τ 3,6 = ( 3,28 1,12 0,86 0,84 ) ,6 = Ft/kWév Egyedi gázfűtéssel szemben elérhető fajlagos évi megtakarítás távfűtéssel cm=[ p Ge η Ge p Bt η Bt ] τ 3,6 = ( 4,3 1,12 0,95 0,84 ) ,6 = Ft/kWévű A tájékoztató adatok szerint az egyedi biomasszafűtésről biomassza-távfűtésre történő áttérés nagyobb évi fajlagos energiaköltség-megtakarítást eredményez, mint az egyedi gázfűtésről egyedi biomasszafűtésre való átállás. Ugyancsak 5 10 év megtérülési idővel számolva, a távhőrendszer kiépítésére mintegy bm = Ft/kW fajlagos beruházási költségtöbblet engedhető meg. A kapott megengedhető fajlagos beruházási többletköltség jelentős, és úgy tűnik, hogy ezzel a távhőrendszer létesítése fedezhető, következésképpen a biomassza-távfűtést indokolt megvalósítani és ösztönözni. A biomassza-távhőrendszer létrehozása különösen indokolt lehet meglévő földgáztüzelésű távhőrendszer esetén, mert ekkor az évi fajlagos tüzelőköltségmegtakarítás valamivel nagyobb, a meglévő távhőrendszer pedig nem igényel beruházási költségtöbbletet: csupán a hőtermelő berendezéseket kell kicserélni. Ebben az esetben, ha a földgáztüzelésű kazán hatásfoka ηg = 0,9, az elérhető évi fajlagos tüzelőköltségmegtakarítás: cm=[ p Gt η Gt p Bt η Bt ] τ 3,6 = ( 3,8 1,12 0,9 0,84 ) ,6 = Ft/kWévű és hasonló feltételekkel a kazánok cseréjére megengedhető fajlagos beruházási költségtöbblet: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 30

31 bm = Ft/kW. Ebben az esetben a gazdaságosság elég nyilvánvaló, ha a helyi körülmények a kazáncserét lehetővé teszik. A biomassza-tüzelésű távfűtés nagyságrendje 1 20 MW között képzelhető el, tehát kisebb településeken is szóba jöhet, sőt megfelelő gazdasági és társadalmi feltételek esetén ígéretes lehetőséget nyújt a falufűtés. A falufűtés nálunk még szokatlan, de érdemes utalni a szomszédos ausztriai gyakorlatra. Ausztriában a német példát követve 1985-ben kezdődött a biomassza-tüzelésű falufűtőművek építése, és 2007-ben már mintegy 800 rendszer működött. A cél az volt, hogy gazdasági fejlődést és függetlenséget biztosítson, környezetkímélő legyen, és felzárkóztatási lehetőséget nyújtson az elmaradottabb régiók (például Burgenland) számára. A biomassza-alapú falufűtést többféle arányban valósították meg. Esetenként csak az iskola, az óvoda és az önkormányzatok, sok helyen csak az állami intézmények és a rácsatlakozni kívánók, számos helyen egységesen tértek át a biomassza-alapú távfűtésre. A falufűtés kazánjai fűrészipari, erdő- és mezőgazdasági termékeket használnak fel. A fatüzelés hatalmas fejlődésen ment át az elmúlt évtizedekben, kiváló hatásfokkal és kevés légszennyező kibocsátásával működnek. A fűtőmű létjogosultságát gyakran a helyben meglévő olcsó faipari hulladék teremti meg, de a több forrásból, állami és magán-erdőgazdaságoktól történő beszerzés sem okoz gondot. A nyári időszakban könnyen felhalmozható a fűtési szezonban szükséges biomassza, amelyet egyszerű tárolókban vagy a szabadban lehet raktározni. A falufűtés jelentős beruházási költségét képezi a hőtároló és a távhővezetékek. A távhőellátásban 90 C előremenő és 60 C visszatérő hőmérsékletet tartanak kedvezőnek. A szivárgások pontos helyét GPS rendszer jelzi. Az egész rendszert számítógép felügyeli, és jelzi a hibákat. A falufűtés fejlődési lehetőséget biztosított az erdő- és mezőgazdáknak, az építőipari vállalkozásoknak. Munkahelyeket hozott létre, a helyi értékteremtéssel és a helyben tartott pénzzel a vidékfejlesztés egyik leghatékonyabb eszközét valósította meg. Magyarországon a falufűtés első példáját Pornóapáti jelenti, ahol 2005-ben készült el a biomasszafűtőmű. A fűtőművet a faipari üzem és az erdőgazdaság látja el a hulladékaival. Az építés 14 kisebb-nagyobb vállalkozásnak teremtett munkalehetőséget a régióban. Az üzemeltetés egy teljes és több részidős munkahelyet biztosít. A 2600 kw hőteljesítményű kazán és távhőrendszer beruházási költsége mintegy 360 millió Ft volt (a fajlagos beruházási költség Ft/kW). Ebből a biomassza-fűtőmű 190 millió Ft-ot, a távhőrendszer kiépítése 100 millió Ft-ot és a járulékos költségek 70 millió Ft-ot tettek ki. A lakókat terhelő rákötések költsége további 51 millió Ft (csatlakozásonként 500 ezer Ft) volt. A beruházási költségek számottevően meghaladják az előzőkben kimutatott, a gazdaságossághoz meg engedhető értéket, tehát a biomassza-falufűtés csak jelentős támogatással valósítható meg. Az üzemköltségek évente mintegy 15 millió Ft-ot tesznek ki. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 31

32 A biogáz termelése és hasznosítása Nem minden biomasszát lehet tüzeléssel hasznosítani. Számos anyagból csak elgázosítással nyerhető energia, és vannak olyan biomasszák is, amelyeknél a tüzelési technikákkal szemben célszerűbb a biogáztermelés. A sokfajta lehetőség közül három területen számolhatunk jelentősebb biogáztermeléssel: mezőgazdaság, elsősorban az állattartás melléktermékei, trágya, hígtrágya, lágyszárú növények stb., szennyvíztisztítók anyagai, szennyvíziszap, települési hulladékok (depóniagáz). Biogáztermelés és -hasznosítás. Biogázt a biomasszák biológiailag lebomló részéből állítunk elő. A biológiai lebontásnak, a biogáztermelésnek több módja van. A biogáztermelés egyik lehetősége a szerves anyagok anaerob fermentációja, azaz az oxigénmentes környezetben végbemenő erjedés. A növényi és állati eredetű anyagok különböző mértékben tartalmaznak szénhidrátokat, zsírokat és fehérjéket. Nedves lebomlásuk sötét és oxigénhiányos környezetben valósul meg. A fermentáció folyamán mikroszervezetek (gombák, baktériumok) a makromolekuláris szerves anyagokat (szénhidrátok, zsírok és fehérjék) kismolekulájú termékekké bontják. Ezek a termékek savképző baktériumok hatására savakká (ecetsav, vajsav stb.), alkoholokká, aldehidekké, hidrogénné, szén-dioxiddá és egyéb gázokká alakulnak. A metánképződés folyamatában az előző anyagokat az acetogén baktériumok ecetsavakká, ezeket pedig a metanogén baktériumok gázokká és vízzé alakítják. A hidrogén és a szén-dioxid pedig metánná (CH4) és vízzé alakul: CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O. A biogáz olyan gázelegy, amely szerves anyagok anaerob körülmények között történő lebontása során képződik. Az eljárástól és a felhasznált szerves anyagtól függően 45 70% metánt tartalmaz; a további 30 55% döntően szén-dioxidot, kisebb részben nitrogént, hidrogént, kénhidrogént, ammóniát stb. jelent. A biogáztermelés mikrobiológiai folyamatában fontos szerepe van a hőmérsékletnek. A mezofil baktériumok C, a termofilok C között tevékenykednek. A nedves eljárások mellett félszáraz technológiákat is alkalmaznak. Félszáraz eljárás esetén az aerob (oxigénkörnyezetű) és az anaerob erjesztési folyamatok kedvezően egészítik ki egymást. Az első, aerob periódusban a biomassza, minimális nedvességtartalom mellett, oxigén jelenlétében rövid idő alatt 60 C fölé melegíthető. Az ezt követő hosszabb idejű anaerob periódusban a nedvességtartalmat növelik, zárt tartályt alkalmaznak, amely sem fényt, sem levegőt nem enged be, és a biomassza-víz keveréket hagyják hűlni, de 30 C alá nem engedik a hőmérsékletet. Biogáztermelésre elvben minden szerves anyag felhasználható, de elsősorban a nem tüzelhető és környezetszennyező szerves anyagokat indokolt ilyen módon hasznosítani. Az energiahasznosítás mellett további előny, hogy az anaerob fermentáció során csökken a kórokozó csírák száma, a kellemetlen szaghatás, a lebontott szerves anyag stabillá, kitűnő növényi tápanyaggá válik. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 32

33 A biogáz termelés folyamatát a fenti ábra szemlélteti. A biogáz termelésnek három végterméke értékesíthető: a főtermék természetesen a fermentorban és az utófermentorban keletkezett biogáz, amelyet gáztartályban gyűjtünk össze (GBG), az energiatermelés része a cső- és utófermentor hűtéséből származó hő (Q), a harmadik termék az úgynevezett fenéktermék. A végtárolóban összegyűlt homogenizált trágyát közvetlenül a termőterületre lehet kijuttatni. A biogáz, különösen a települések szilárd hulladékaiból előállított depóniagáz, kisebb metántartalmú és fűtőértékű, mint a földgáz. A biogáz, a depóniagáz és a földgáz fontosabb jellemzőit az alábbi táblázat tartalmazza: Biogáz Depóniagáz Földgáz Metán % Szén-dioxid % ,0 3 Nitrogén % ,3 4 Sűrűség kg/m3 1,1 1,15 1,15 1,20 0,8 0,9 Fűtőérték* kj/m A biogáz főbb komponensei: metán, szén-dioxid, nitrogén, oxigén, hidrogén, kénhidrogén. A biogáz sűrűsége (1,10 1,15 kg/m3) nagyobb, mint a földgázé (0,8 0,9 kg/m3). A biogáz fűtőértékét elsősorban a metántartalom (50 70%), a szén-dioxidtartalom (30 40%) és a hidrogéntartalom (1 6%) határozza meg, átlagértéke kj/m3, ez a földgáz fűtőértékének 60 70%-a. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 33

34 A biogáz-felhasználásnak három útja lehetséges: helyi felhasználás gázellátásra és távhőellátásra, fűtőérték-növeléssel és tisztítással történő betáplálás a földgázhálózatba, valamint helyi hasznosítás kapcsolt energiatermeléssel. a) A biogáz közvetlen helyi hasznosításának két lehetősége van. Az egyik az, ha a kisebb fűtőértékű biogázt a gáztermelés körzetében hasznosítjuk a különböző fogyasztók számára. A másik hasznosítási mód pedig az, ha a biogázból hőt termelünk, és azt a csatlakozó távhőrendszerben hasznosítjuk. b) A biogáz betáplálható az országos földgázhálózatba is. A betáplálás érdekében a biogázt tisztítani és a fűtőértékét növelni kell. c) A biogázok decentralizált hasznosításának leghatékonyabb módja a kapcsolt energiatermelés. A kapcsolt energiatermeléshez jelenleg leginkább a gázmotorok jönnek szóba. A legtöbb cég a különböző nagyságú gázmotorjait a földgáz és a gázolaj mellett biogáz-üzemanyagra is gyártja, a gázmotoroknál pedig a kapcsolt energiatermelés kézenfekvő. A biogáz-üzemanyagú, kapcsolt energiatermelő gázmotor kapcsolását a következő ábra mutatja. A gázmotor néhány kw és néhány MW közötti teljesítményekre képes, tehát a biogázerőművek igen széles alkalmazási körét lefedi. Gázmotorok helyett a gázturbinák alkalmazását a biogázerőművekben néhány szempont indokolhatja. Egészen nagy teljesítményeknél a gázturbina előnyösebb lehet. Ha a hőigény nagyobb része technológiai gőz, akkor is kedvezőbb a fűtőgázturbina. Ha a biogáz olyan rossz minőségű, hogy belső égésű dugattyús motorban nehezen használható fel, akkor teljesítménytől függetlenül célszerűbb gázturbinát választani. Az egészen kis teljesítményeknél ekkor mikrogázturbinák alkalmazhatók. Biogázhozamok, energetikai jellemzők. A biogáztermelés folyamatát energetikailag a fajlagos gázhozamokkal minősíthetjük. A felhasznált biomassza tömegére ( mbio ) vetített biogázmennyiség ( mbg, kg vagy m 3 ) a fajlagos biogázhozam: δbg= m BG m bio. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 34

35 Hasonlóan értelmezhető a fajlagos biogáz-energiahozam: q= G BG m bio = m BGh BG m bio = δ BG h BG, ahol hbg a biogáz fűtőértéke (szintén kg-ra vagy m 3 -re vetítve). A biogáztermelés hatásfoka: ηbg= G BG G bio = m BGh BG m bio h bio = δ BG h BG h bio, ahol hbio a felhasznált biomassza átlagos fűtőértéke. A különböző szerves anyagok lebontásából származó fajlagos biogázhozamokról az alábbi táblázat tájékoztat. Szerves anyag Szilárd anyagra vetített Szerves anyag Szilárd anyagra vetített gázhozam gázhozam m 3 /t m 3 /t Sertéstrágya Fű Szarvasmarhatrágya Nád 170 Baromfitrágya Lóhere Lótrágya Zöldségmaradvány Birkatrágya Burgonyaszár Istállótrágya Cukorrépalevél Búzaszalma Napraforgólevél 300 Kukoricaszár Mezőgazdasági hulladék Repceszalma 200 Növényi magvak 620 Rizsszalma Lomb Len 360 Algák Kender 360 Csatornaiszap A szilárd anyag tömegegységére vetített fajlagos biogázhozam széles határok, m3/t között változik. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 35

36 5.2 Földhő, hőszivattyúzás 67 A geotermikus energia és a földhő szinonim kifejezések, vagy gyakran ekként használjuk őket. Korábban csak a geotermikus energia elnevezést alkalmaztuk, ám bővült a köre a környezeti hőmérsékletű energiákkal. Jelenleg mérvadónak a vonatkozó EU-irányelv fogalommeghatározásait tekinthetjük [1], amely szerint: légtermikus energia (aerothermal energy): hő formájában a környezeti levegőben tárolt energia, geotermikus energia (geothermal energy): a szilárd talaj felszíne alatt hő formájában található energia, hidrotermikus energia (hydrothermal energy): a felszíni vizekben hő formájában tárolt energia. Az irányelv a geotermikus energia / földhő kapcsán tehát lényegében három megújuló energiafajtát definiál. Együttes hasznosításukat a továbbiakban földhő néven vizsgáljuk. A földhő jelentőségéről különböző képek jelenhetnek meg. A geotermikusenergiavagyont illetően sokan nagyhatalomnak vélik hazánkat, mert a geotermikus gradiens ( C/km) és a földfelszíni hőáramsűrűség (kw/km2) nálunk a világátlagnál jóval nagyobb, és rendelkezünk néhány kedvező előfordulással. A jelenlegi tényleges geotermikusenergia-hasznosításunk viszont még nagyon kicsi (a hasznosított 3,6 PJ geotermikus energia az összes primerenergia-felhasználásnak csupán 0,3%-a). Reális megítélést kell tehát kialakítani a geotermikusenergia-vagyon, annak kihozatala és hasznosítása tekintetében. Itt csak a földhő energetikai célú hasznosításával foglalkozunk A földhő jellemzői és a hasznosítás lehetőségei A földhő előfordulását és energiahasznosítási lehetőségeit leginkább a hőmérséklet jellemzi Négy kategóriát indokolt megkülönböztetni. nagy hőmérsékletű (> 120 C) termálvíz vagy gőz esetén a távhőellátás mellett a villamosenergia termelés is felvetődik; a nagy hőmérsékletű ( C) termálvíz közvetlen távhőellátást tesz lehetővé, a kisebb hőmérsékletű (40 80 C) termálvíz részben közvetlenül, részben hőszivattyús továbbhűtéssel használható távhőtermelésre, a 0 C feletti és alatti földhő / környezeti hő (levegő, talaj, felszíni víz) is megújuló energiaforrást jelent, amelyet csak hőszivattyúzással hasznosíthatunk az egyedi és a távhőellátásban, valamint a hűtésben. Az egészen nagy hőmérsékletű termálvízből esetleg villamos energiát (E) termelhetünk. A nagy hőmérsékletű termálvizet elsősorban közvetlen hőellátásra (H) célszerű hasznosítani. A kisebb hőmérsékletű termálvíz esetén a közvetlen és a hőszivattyús hőellátás kombinációja (H+HSZ) jöhet számításba. A nagyon kis hőmérsékletű földhő (levegő, talaj, felszíni víz) hasznosítására különböző hőszivattyús rendszereket (HSZ) alkalmazhatunk. 6 dr. Barótfi István: Energiafelhasználói kézikönyv 7 MTA, Büki Gergely: Megújuló energiák hasznosítása Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 36

37 5.2.2 A termálvíz közvetlen hasznosítása hőellátásra Az elérhető fajlagos földgázkiváltás alapján a rendelkezésre álló, nagyobb hőmérsékletű termálvizet közvetlen hőellátásra célszerű használni. Ez a termálvíz klasszikus energetikai hasznosítása, amelyet az energetikusok egyértelműen támogatnak. Ám számolni kell több nehézséggel, ugyanis a kinyert termálvíz rendszerint szennyezett, só- és gáztartalma többnyire jelentős: a szennyezettség miatt kérdés, hogy a termálvizet hőcserélő nélkül vagy csak hőcserélőn keresztül hasznosíthatjuk-e, a kitermelt termálvíz közvetlenül meleg vízként felhasználható-e, vagy hőhasznosítás után a felszínen elhelyezhető, vagy pedig vissza kell juttatni a Föld mélyébe, a kinyert termálvizet a hőhasznosítás előtt és/vagy a visszatáplálás előtt szükséges-e kezelni, termálvízzel együtt gyakran jelentős gáz (metán, szén-dioxid) is a felszínre kerülhet, amelynek hasznosítását és/vagy visszatáplálását meg kell oldanunk. Ezek a feladatok technikailag olyan nehezek vagy olyan költségesek lehetnek, hogy a hasznosítás értelmetlenné válhat. A közvetlen hőellátásnak több megoldása lehetséges, amelyet a kinyerés és a hasznosítás számos szempontja befolyásol. A hőellátás célja lehet épületfűtés, használatimelegvíz-szolgáltatás, fürdők víz- és hőellátása, üvegházak hőellátása stb. Ezek az igények külön-külön vagy együtt is megjelenhetnek, esetenként a minél komplexebb hőhasznosításra kell törekedni. A célok között az épületek hőellátása a kiemelt feladat. A termálkutak szóba kerülő víz- és hőteljesítménye a nagyobb épületegyüttesek ellátását és a kisebb-nagyobb települések távhőellátását helyezi előtérbe. A termálkutakból célszerű lehet a hőtartalmat időben egyenletesen kinyerni, az ellátandó hőigény azonban, például a fűtés szezonálisan és egy napon belül is, jelentősen változik. Az egyenletes hőkihozatal és a változó hőhasznosítás időbeli eltérései hőtárolók beépítését indokolják, valamint felvetik azt, hogy a termálvízzel az alaphőterhelést lássuk el, a csúcshőigények kielégítésére pedig csúcsüzemű berendezéseket építsünk. Az energetikai felhasználást befolyásolja, ha a termálvíz-hasznosítás elsődleges célja a balneológiai, turisztikai feladatok ellátása. A termálvíz komplex hasznosításának számos változata van, közülük példaként három megoldást mutatunk be. Te Q K Q T m Q HM V Qm=áll. m-m Tv=áll. Tm=áll. T1=áll m m1 Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 37

38 Az első, amelynél a kiemelt termálvizet kezeljük, közvetlenül hasznosítjuk a távhőrendszerben, majd a fürdőben, és a visszapumpálás előtt újra tisztítjuk. Az első vízkezelő a távhőrendszer berendezéseit (csöveket, hőcserélőket) védi a lerakódásoktól és a korróziós károsodástól, az utóbbi pedig elsősorban azt akadályozza meg, hogy a visszasajtolandó víz durva szennyeződései az érintett földréteget eltömítsék. A csúcshőigényeket a termálkút, a csúcskazán ( QK ) és a hőtároló ( QT) együtt látja el, emiatt a termálkutat a csúcshőteljesítménynél kisebbre lehet méretezni, a kisebb teljesítményű termálkút kihasználása pedig jelentősen megnövelhető. A kihasználást és a hatékonyságot növeli, hogy a távhőrendszerből Tv hőmérsékleten elfolyó vizet még egy fürdőmedencében tovább hasznosítjuk Qm hőteljesítménnyel. A másik megoldást az alábbi ábra szemlélteti. Te QT m Qf QHMV Tv T1 Tm Itt a kihozott termálvíz só- és gáztartalma túl nagy, emiatt a termálvizet hőcserélővel kell elválasztani a hőhasznosítási rendszertől. A termálvizet a távhőrendszertől elválasztó hőcserélő önmaga is megkövetelheti, hogy a kivett termálvizet kezeljük, és a visszasajtolandó vízből is kivonjuk a durva szennyezőket. A harmadik változat a termálvíz kaszkádhasznosítását mutatja be. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 38

39 Q HSZ T1=áll. Qf Tbe Balneológiai hasznosítás Tbu T0 A főszakaszt a középső rész képviseli, amelyben a termálvizet Tbe és Tbu hőmérsékletek között balneológiai célokra használjuk. Előtte a nagyobb hőmérsékletű vizet T1 és Tbe hőmérséklet között közvetlen hőellátásra ( Qf ) hasznosítjuk. Utána pedig az elfolyó kisebb hőmérsékletű termálvízből még hőszivattyúval Tbe és T0 hőmérséklet között hőt vonunk el, és QHSZ hasznos hőt termelünk. A termálvíz közvetlen hőhasznosításakor az a cél, hogy a termálvizet minél jobban lehűtsük. A továbbhűtést T S diagramban a lenti ábra mutatja. Ha az mc hőkapacitás-áramú T1 hőmérsékletű (példaként 120 C-os) termálvizet hagyományos nagy hőmérsékletű távhő rendszerben T h hőmérsékletig (= 80 C) hűtjük le (Q ), akkor a kivett termálvíz tömegére vetített hasznosított hő jelenti a termálvíz hasznosítás intenzitását: q = Q m = c(t 1 T h ) Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 39

40 . Ha viszont a termálvizet tovább hűtjük Th hőmérsékletig (= 40 C), és több hőt (Q) hasznosítunk, akkor megfelelő alacsony hőmérsékletű fűtési rendszerre (például padlófűtésre) van szükség. A kivett termálvíz tömegére vetített fajlagos hasznosítható hő ezáltal nő: q = Q m = c(t 1 T h ) > q. A továbbhűtés energetikai haszna egyértelmű, gazdaságosságát az alacsonyabb fűtési rendszer beruházási többletköltségei befolyásolják. A termálvíz közvetlen hőhasznosításakor is van villamosenergia-fogyasztás, tehát primerenergia-felhasználás is. Villamos energiát fogyaszt a termálvíz kihozatala és visszasajtolása, továbbá a távhőrendszer szivattyúzása. A termálvizes hőellátás E villamosenergia-fogyasztásának megfelelő fajlagos primerenergia-felhasználás a következő: g E = Ha például a termálvizes távfűtés hőre vetített villamosenergia-fogyasztása 5%, és 50%- os villamosenergia-termelési hatásfokkal számolunk, akkor a villamosenergiafogyasztásból a termálvizes távfűtés fajlagos primerenergia-felhasználása ge = 0,05/0,5 = 0,1. Magyarországon a jelenleg hasznosított geotermális rendszerek hőmérséklete a közvetlen hőhasznosítást teszi lehetővé. E η E Q A termálvíz közvetlen és hőszivattyús hasznosítása hőellátásra A hőszivattyúzás számára kedvező lehetőségeket nyújt a termálvíz továbbhűtése. A termálvizet közvetlen hőellátással Th hőmérsékletig (például 40 C) hasznosíthatjuk, és innen hőszivattyúval (+HS) további hőt vonhatunk el, ha T0 0 C-ig lehűtjük. A hőszivattyús továbbhűtés T-S diagramja az alábbi: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 40

41 A hőszivattyús továbbhűtés azért kedvező, mert a lehűtött termálvíz már kis hőmérsékletemeléssel hőellátásra megfelelővé tehető. A termálvíz közvetlen és hőszivattyús hőhasznosítás kapcsolási rajza az alábbiakban látható. A hőszivattyús továbbhűtés eszményi viszonyait T S diagramban a lenti ábra mutatja, részleges és teljes lehűtéskor. Mindkét esetben feltüntettük a hőszivattyúval elvont hő és a leadott fűtési hő termodinamikai átlaghőmérsékletét: T = T n T k ln T n Tk ahol minden esetben Tn a nagyobbik, Tk a kisebbik hőmérsékletet jelenti K-ben. Az eszményi hőszivattyúzás a termálvíz továbbhűtésekor Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 41

42 A termodinamikai átlaghőmérsékletek felhasználásával meghatározható a hőszivattyú eszményi fűtési tényezője: ε f0 = Q f0 Q f0 T f0 = = E 0 Q f0 Q fh T f0 T fh ahol Tfo a fűtésre kiadott, Tfh a hőszivattyúzáshoz felhasznált földhő termodinamikai átlaghőmérséklete. A hőszivattyú valóságos fűtési tényezője jóval kisebb: ε f = δε f0 ahol a veszteséget nagy biztonságra törekedve δ = 0,4 tényezővel vesszük figyelembe. Ha a villamosenergia-termelés hatásfoka ηe, akkor a villamos hajtású hőszivattyús hőtermelés fajlagos primerenergia-felhasználása: g HS = G Q = 1 ε f η E A hőszivattyúzás intenzitását pedig az jelzi, hogy a kihozott termálvízből (m) mennyi fűtési hőt tudunk termelni. Ennek fajlagos értéke: q = Q f m = cδt ε f 1 ahol ΔT a földből kihozott víz lehűtése a hőszivattyúban. A vizsgált hőszivattyús továbbhűtések tájékoztató energetikai jellemzőit az alábbi táblázatban adjuk meg. Hőszivattyúzás eljárása Tfh Eszményi fűtési tényező A táblázat tájékoztató fajlagos földgáz-felhasználási adataiból megállapítható, hogy a termálvíz közvetlen hőhasznosítása mindenfajta hőtermeléssel szemben energetikailag határozottan előnyös, és a termálvíz hőszivattyús továbbhűtése esetén is jóval kisebb a fajlagos földgáz-felhasználás, mint a földgázkazánoké. ε f Fűtési tényező Hőtermelés fajlagos földgázfelhasználása K ε fo ε fo g q Hőszivattyúzás intenzitása Részleges lehűtés T v -ig 302,9 21 8,4 0,24 95,4 Teljes lehűtés T o -ig 292,5 12,5 5 0,4 210 Összehasonlítás: termálvíz közvetlen hasznosítása 0 földgázkazán 1,1-1, A földhő hőszivattyúzása A földhő igen nagy mennyiségben a földfelszín alatt és fölött alacsony, közvetlen hőellátásra nem megfelelő hőmérsékletszinten áll a rendelkezésre. A környezeti hőmérséklethez közel álló megújuló hőforrás a talaj, a levegő és a felszíni vizek hője, amelyek hőellátásra csak hőszivattyúzással hasznosíthatók. Amíg a nagyobb hőmérsékletű termálvíz közvetlen hőhasznosítása előnyős, de korlátozott, addig a földhő / környezeti hő hőszivattyús hasznosítására szinte korlátlan lehetőség áll a rendelkezésre. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 42

43 Úgyis fogalmazhatunk, hogy az alacsony hőmérsékletszintű földhő hőszivattyúzása a földhőhasznosítás súlypontját képezi A földhő hőszivattyúzásának lehetőségei A hőszivattyúzásra alkalmas földhő változatos formákban áll a rendelkezésre, és ezt különböző hőszivattyús rendszerekben hasznosíthatjuk. A rendelkezésre álló közegek: a talaj, a felszíni vizek és a levegő. A talajhő kihozatalának egyik módja a zárt rendszer, amely csak a hőt hozza a felszínre, a vizet nem. Az ábra a zárt rendszerű vízszintes és függőleges csövezés sémáját mutatja. A vízszintes kollektoros rendszer (a) kisebb és időben változó hőmérsékletű, kisebb hőteljesítmény kihozatalát teszi lehetővé, elsősorban új kertes családi házak fűtésére alkalmas. A kollektor felülete 2 3- szorosa az épület fűtendő alapterületének, a fajlagos hőkihozatal W/m2. Nagyobb épületek hőellátásához m mélységű, cm átmérőjű függőleges földszondák szükségesek (b). A csőhosszra vetített fajlagos hőteljesítményt a talaj befolyásolja, értéke szilárd kőzet esetén max. 70 W/m, vízzel telített laza kőzetnél W/m, száraz laza kőzetnél pedig max. 25 W/m. A rendszerek lehetővé teszik a fűtési és a hűtési üzemeltetést elkülönítve és párhuzamosan is. A földhő zárt rendszerű hőkihozatala jelentős beruházási költséget igényel, de előnye, hogy nem befolyásolja a talaj vízháztartását. Nyitott rendszerek esetén a létesített kút vizével a hőkihozatal egyszerűbb, viszont a kihozott talajvíz elhelyezése és a talaj vízegyensúlyának biztosítása mindenkor megoldandó feladatot jelent. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 43

44 A fenti ábra két megoldást mutat. Az a) változatnál kétfajta kút létesül, az egyikkel kinyerjük a talajvizet, a másikkal pedig a lehűtött vizet visszajuttatjuk. A b) megoldásban csak nyerőkút létesül, a lehűtött vizet a közeli folyóba vezetjük. A kutas hőszivattyúk viszonylag kisebb hőteljesítményekre (15 25 kw), elsősorban családi házak hőellátására alkalmasak. Nagyobb épületekhez több nyerő- és nyelőkútra van szükség. A fűtési és a használati meleg víz mellett a nyári hűtési igényeket is kielégíti. Szélesebb körben eddig és a jövőben is a kétkutas megoldás terjed, mert ugyan drágább, de kisebb mértékben befolyásolja a talaj vízviszonyait, és a felszíni vízelvezetésre csak ritkán nyílik kézenfekvő lehetőség. Kedvező lehetőséget nyújt az épületek hőszivattyús hőellátására, ha van a közelben felszíni víz. A hőszivattyúzás kapcsolását az alábbi ábra mutatja tó (a) és folyóvíz (b) példáján. A felszíni vizekből a hő egyszerűbben szivattyúzható ki, mint a zárt és a nyitott talajhőrendszereknél. Itt elmaradnak a szondák és a kutak létesítési költségei, a hőkinyerésnél jobbak a hőtranszport viszonyai, a lehűlt víz visszatáplálása kézenfekvő és egyszerű. A felszíni vizek kis és nagy hőteljesítmények kinyerésére egyaránt alkalmasak, de természetesen egy-egy lehetőséget indokolt minél nagyobb épületegyüttes hőellátására vagy távfűtésre hasznosítani. Nagy folyóink jelentenek óriási potenciált a hőszivattyús hőellátásra, A felszíni vizek hőszivattyúzása egyaránt használható a meleg- és a hideghőigények kielégítésére. A téli hideg korlátozza a hőkihozatalt (lehűtést), és befolyásolja a vízkivétel helyét. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 44

45 A levegő hőszivattyúzása bárhol és egyszerűen megoldható. A levegő beszívása és visszavezetése nem költségigényes. Viszont energetikailag kevésbé hatékonyak, és nagyon érzékenyek a külső hőmérséklet változására. Elvi kapcsolásukat az ábra mutatja, az a) változat levegő-levegő, a b) változat levegő-víz hőszivattyúzást tüntet fel A hőszivattyú rendszerstruktúrája, kapcsolatok és energetikai jellemzők A bemutatott hőszivattyúk mindegyike villamos hajtású, és a környezeti hő felhasználásával fűtési hőt állít elő. Lentebb bemutatjuk a hőszivattyú rendszerstruktúráját, két célból: egyrészt a rendszerstruktúra kapcsán áttekinthetjük a villamos hajtású hőszivattyúk kapcsolatrendszerét, másrészt a rendszerstruktúrában értelmezhetjük a hőszivattyúk energetikai mutatóit és az azokat befolyásoló határokat. A villamos hajtású hőszivattyú rendszere több alrendszerre osztható. Magát a hőszivattyúalrendszert az energiaátalakítási folyamatok leírása érdekében két további alrendszerre célszerű osztani, a kompresszoros (K) és a hő-visszavezetéses (R) alrendszerekre. A villamos alrendszer (E) tartalmazza az összes villamosfogyasztót és minden kapcsolatot a villamosenergia-rendszerrel. A környezeti hőelvonás alrendszere (A) a hőszivattyú környezeti hőforrásait, a hőellátás alrendszere (Q) pedig a hőfogyasztókat foglalja magában. A komplex kapcsolatrendszerből kitűnik, hogy a hőszivattyús hőtermelés sikeres alkalmazásában szükség van a hőszivattyút tervező és üzemeltető mérnökök, a földhő különböző forrásait feltáró és hozzáférhetővé tevő geológusok, a villamosenergiaellátást biztosító hálózati szakemberek és a termelt meleg/hideg hőt felhasználó épületgépészek (és mindenütt az energetikusok) szoros együttműködésére. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 45

46 A hőszivattyú rendszerstruktúrája A hőszivattyús hőhasznosítás energetikai hatékonyságát számos tényező befolyásolja. Kitüntetett szerepe a hőszivattyú fűtési tényezőjének van. (Ugyanerre a fogalomra az angol nyelvű irodalom a COP (Coefficient of Performance) kifejezést használja. ε f = Q HS P ahol Q HS a hőszivattyúval előállított hőteljesítmény, P a felhasznált villamos teljesítmény. A hőszivattyú fűtési tényezője érzékenyen változik a külső hőmérséklet függvényében és az év folyamán. Az energetikai és gazdasági értékelésben fontos az átlagos fűtési tényező (erre az angol nyelvű irodalom az SPF (Seasonal Performance Factor) külön kifejezést alkalmazza.) ε f = Q HS E amelyben QHS a termelt hő, E a felhasznált villamos energia a vizsgált időszakban (fűtési szezon, év). Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 46

47 A hőszivattyúzás jellemzői a külső hőmérséklet függvényében Az energetikai berendezések hatásfoka rendszerint függ a terheléstől: a hőszivattyúk fűtési tényezőjének változása különösen jelentős a külső levegő-hőmérséklet függvényében. A fűtési tényező változását a rendelkezésre álló földhő és az igényelt hő hőmérséklet-változása egyaránt előidézi. A földhő néhány lehetséges hőmérséklet-változását mutatja az ábra a) része szemlélteti a külső hőmérséklet függvényében. b) A talajvíz hőmérséklete viszonylag kismértékben változik, az ábra b) része a talajból kivett (TA1) és a hőszivattyúból visszavezetett talajvíz hőmérsékletváltozását (TA2) mutatja. c) ábrarész a levegő hasonló hőmérsékleteit adja meg, itt a hőmérséklet-változások értelemszerűen nagyon jelentősek. A fűtési hő megkívánt előremenő/visszatérő hőmérséklet-változását az alábbi ábrán tüntettük fel különböző fűtési rendszerek esetében. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 47

48 Az természetes, hogy a külső hőmérséklet csökkenésekor mindegyik fűtési hőmérséklet nő, ám a növekedés mértéke az egyes fűtési rendszereknél eltérő. A hagyományos radiátorfűtés (R) és a távhő (T) esetén hidegebb időben a hőmérsékletek erőteljesen nőnek, a hőszivattyúknak az alacsony hőmérsékletű fűtőrendszerek (F) és a levegőfűtések kedveznek. Az ábrákon feltüntetett hőmérséklet-változások együttesen azt eredményezik, hogy a kisebb külső hőmérsékletnél nő az áthidalandó hőmérséklet-különbség. A növekedés mértéke a hasznosítható földhőforrástól és az alkalmazott fűtési rendszertől függ. Legnagyobb mértékű változással a levegő hőszivattyúzásánál és a magasabb hőmérsékletszintű fűtési rendszereknél számolhatunk. A változásoknak kettős hatása van: egyrészt hidegebb időben a hőszivattyúk fűtési tényezője mindenképpen csökken, másrészt éppen növekvő hőigény esetén csökken a hőszivattyúk hőteljesítménye. A hőszivattyús hőtermelés energetikai hatékonysága az évi átlagos fűtési tényezőtől ( εf = Q/E ) függ. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 48

49 Itt kiindulás a hőigény változása az évi időtartam függvényében [ Q(τ) ] és a fűtési tényező változása a külső hőmérséklet, illetve a hőigény függvényében [ εf ( Q ) ]. Ezekből meghatározható a P = εfq függvény és a villamosenergia-felhasználás P(τ) évi tartamdiagramja. A két tartamdiagramból megállapítható az évi hőigény (Q) és az évi villamosenergiafelhasználás (E), végeredményben pedig a fűtési tényező évi átlagértéke: ε f =SPF= Q E. Az ábra példájában a fűtési tényező 3 és 5 között változik, évi átlagértéke 4, A hőszivattyús hőtermelés energetikai hatékonysága A földhő villamos hajtású hőszivattyús hasznosításának energetikai és gazdasági hatékonyságát a hőszivattyú fűtési tényezője ( εf ), a felhasznált villamos energia előállításának hatásfoka ( ηe ) és fajlagos energiaköltsége ( ke ) befolyásolja. Természetes, hogy az energetikai és a gazdasági értékelésben mindegyik jellemző évi átlagértékét kell figyelembe venni. A villamos hőszivattyú energetikailag akkor hatékony, a közvetlen hőtermelésnél akkor jobb, ha fajlagos primerenergia-fogyasztása kisebb a illetve, ha fajlagos tüzelőköltsége kisebb a g HS = 1 ε f η E < g K k HS = k E ε f < k FG földgáztüzelésű kazánénál ( gk, illetve kfg ). Ezek a feltételek a hőszivattyú nagy εf értéke és a villamosenergia-termelés nagy ηe hatásfoka, illetve kis ke fajlagos költsége esetén biztosíthatók A hőszivattyús földhő hasznosítás energetikai értékelése A hőszivattyúzás a hőtermeléshez (Q) földhőt ( QA ), vagyis megújuló energiát és villamos energiát (E), tehát kimerülő energiaforrást együtt használ fel. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 49

50 Adott hő (Q = áll.) hőszivattyús megtermelése esetén a felhasznált földhő: Q A = ε f 1 Q a szükséges primerenergia-felhasználás pedig ε f G = E η E = 1 η E ε f Q amelyben az energetikai jellemzők szintén évi átlagértékek. Például egy kondenzációs kazánhoz (G = Q) képest elérhető primerenergia-megtakarítás (földgázkiváltás) a következőképpen számolható: G m = [1 1 η E ε f ] Q Az előbbi adatok felhasználásával a lenti ábrán összehasonlítjuk a földhő hőszivattyús hasznosítását a közvetlen geotermikus hőellátással és a gázkazánnal. Az összehasonlítás természetes feltétele, hogy a kielégítendő hőigény mindegyik változatban azonos ( Q = adott). Az ábra lehetőséget nyújt a közvetlen és hőszivattyús hőellátás földgázfelhasználásának, illetve földgázkiváltásának szemléltetésére, és az indokolt támogatáshoz is eligazítást ad. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 50

51 A földhő hőszivattyús hasznosítása és a fogyasztói energiatakarékosság egymást kiegészítő, erősítő folyamatok. Az épületek hőigényének csökkenése a hőmérsékletek csökkenésével is jár, a hőigények és a hőmérsékletszint csökkenése pedig a hőszivattyúzást kedvezőbbé teszi. A közvetlen geotermikus hőellátás és a földhő hőszivattyúzása egymás versenytársai, versenyük a feltételektől függ Fűtés és hűtés A geotermikus energia közvetlen és hőszivattyús hasznosításakor az épületek fűtését és nyári hűtését indokolt összekapcsolni. Az összekapcsolás energetikailag hatékony, és a geotermikus energiahasznosítás kihasználását növeli: közvetlen termálvizes fűtés esetén a nyári hűtési hőigényeket abszorpciós hűtőgépekkel lehet ellátni, hőszivattyús fűtés esetén a nyári hűtésre több lehetőség adódik: a hőszivattyú hűtőgépként is üzemeltethető, és a kiépített földhőforrások is nyújtanak közvetlen lehetőséget a hűtésre. Mindkét eljárás hatékonyabb, mint az elterjedt légkondicionálók, és mérsékelik a nyári villamos csúcsok kialakulását. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 51

52 5.3 Napenergia 8 A megújuló energiaforrások klasszikus formájának elsősorban a napenergiát tekintjük. A napenergia elméleti potenciálja rendkívül nagy, ugyanakkor a gyakorlati részvétele kicsi; például a hazai energiaellátásban a megújulók között a legkisebb. A napenergia megjelenik a hőellátásban, és autonóm villamosenergia-forrásként is számításba kell venni A napenergia termikus hasznosítása A napenergia hőellátási célú hasznosításának két lehetőségével számolhatunk: az aktív hasznosítás az épületek hőellátásában és bizonyos mezőgazdasági technológiákban jut szerephez, a passzív hasznosítást pedig az épületek megfelelő kialakítása teszi lehetővé. A hasznosítás megvalósított mértékét mindegyik esetben meglehetősen nagy bizonytalansággal tudjuk becsülni, a passzív hasznosítást különösképpen, mert hatása csak az épületek csökkenő hőigényében jelentkezik. A napenergia termikus hasznosítása leginkább az épületekre helyezett napkollektorok révén lehet számottevő és értékelhető. Napkollektoros hőtermelés évi növekedése az Európai Unióban és Magyarországon Az európai napkollektoros hőtermelés évenkénti növekedése az elmúlt évtizedben mintegy 4,5-szeres volt, 2008-ban pedig 60%-ot ért el. A 2008-ban felszerelt napkollektorok felülete elérte a 4,75 millió m 2 -t, csúcshőteljesítményük a 3,3 GW-ot (a fajlagos hőteljesítmény tehát mintegy 7 kw/m 2 ). A napkollektoros piac vezető országa Németország; itt szerelték fel az összes napkollektor 44%-át. Ausztria évente több mint 100 ezer, 2008-ban már 350 ezer m2 napkollektort létesített, az összes kollektor felülete 2008-ban elérte a 3,2 millió m 2 -t, csúcshőteljesítménye a 2,3 GW-ot. Az ábrán a Magyarországra feltüntetett adatok becslésen alapulnak. A növekedés ütemében 2005-ben és 2009-ben volt visszaesés, mindkettőt a támogatás csökkenése 8 MTA, Büki Gergely: Megújuló energiák hasznosítása Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 52

53 okozta. Az eddig felszerelt napkollektorok felülete 120 ezer m 2 -re becsülhető, ez a napkollektorok telepítésére alkalmasnak tartott felületnek (32 millió m 2 ) csak töredéke. A évi adatok alapján látni kell, hogy a naphőenergia szerepe nagyon kicsi a megújuló energiákon belül, Magyarország pedig az EU-átlaghoz képest is elmaradt: az EU-27-ben a napenergia / megújuló energia arány mintegy 1,2%, ez az arány nálunk még a 0,03%-ot sem éri el. Ugyanakkor az európai tervekben merész fejlesztési elképzelések is érzékelhetők. Számolva a hagyományos energiahordozók drágulásával, az épületek hőigényének csökkenésével és a hathatós állami támogatással, a napenergia egyre növekvő részarányú lesz a fűtési és a hűtési hőigények ellátásában: 2006-ban ez 0,2% volt, 2020-ban 3,8%, 2030-ban 15%, 2050-ben pedig 47% lesz. Ha 2020-ig vizsgáljuk a napenergia szerepét a hazai hőellátásban, akkor még dinamikus növekedés mellett sem számolhatunk olyan aránnyal, amely a többi primerenergiafelhasználást, főleg a földgázkiváltást érdemben befolyásolná. A napenergia hőhasznosítása lokálisan, egy-egy épület esetében lehet jelentős, de tömeges alkalmazás nélkül az országos energiaellátást érdemben nem befolyásolja. A termikus napenergia-hasznosító berendezések leggazdaságosabban a meleg víz készítésére alkalmasak, éves átlagban 30 50%-os hatásfokkal hasznosítják a napenergiát. A legnagyobb sugárzási időszakban (kempingek, szállodák, panziók, nyaralók esetén) a szezonális hasznosítás hatásfoka elérheti a 90%-ot is, ezért az ilyen szezonálisan üzemelő létesítményekben a legjobbak az alkalmazás lehetőségei. A ma használatos napenergiahasznosító technológiák átlagos hőenergia-hozama Magyarországon mintegy 1500 MJ/m2 évente. A csak nyári üzemre alkalmas berendezések átlagos hőenergia-hozama az öt legmelegebb hónap (május szeptember) alatt MJ/m 2. A napenergia passzív hasznosítása az épület hőigényének jelentős részét, akár 50%-át is elérheti. Új épületektől elvárható, hogy a napenergia jelenlegi átlagos 17%-os részaránya a kétszeresére emelkedjen. A passzív napenergia-hasznosítás egyrészt csak bizonytalanul becsülhető, másrészt hatása az energiaigény-csökkenésben és nem az energiaellátás mérlegében jelenik meg A napenergia hasznosítása a villamosenergia-termelésben A napenergiát kétféleképpen hasznosíthatjuk villamosenergia-termelésben. Az egyik utat a különböző naphőerőművek képviselik, amelyek a hagyományos hőerőművekben megvalósuló hőenergia mechanikai energia átalakítás termodinamikai körfolyamatát veszik alapul. A másik irányzatot a fotovillamos napelemek jelentik, amelyek a termodinamikai körfolyamat közbeiktatása nélkül a napsugárzást közvetlenül alakítják át villamos energiává. A naphőerőműveknek több megoldását is fejlesztik a világon. Ezek a megoldások a napenergia összegyűjtésében és átalakításában térnek el. A napenergia összegyűjtését nagyszámú síktükör (heliosztát) vagy parabolavályús kollektor teszi lehetővé. Az energiaátalakítást megvalósíthatja a Stirling-motor, a vízgőz- vagy az ORC-erőmű. Sajátos megoldás a napkémény, amelyben a napsugárzás intenzív légmozgást idéz elő. A megvalósított és tervezett naphőerőművek villamos egységteljesítménye több tíz MW nagyságrendű. Ismert gazdasági jellemzőik alapján naperőművek létesítését a hazai villamosenergia-rendszerbe még nem tervezhetjük. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 53

54 A figyelem inkább a napsugárzást közvetlenül villamos energiává alakító fotovillamos napelemek felé irányul. A fotovillamos napelemek kutatásfejlesztésének fő feladata a hatásfok javítása és a költségek csökkentése. Mindkettőben már jelentős eredményeket értek el, ám a napelemek jelenlegi költségszintje még nem teszi lehetővé széles körű alkalmazásukat a villamosenergia-rendszerben; inkább autonóm áramforrásként jönnek számításba különböző területeken. A fotovillamos hasznosítás az utóbbi időben világszerte beindult. A 2009-ig beépített fotovillamos kapacitás a világon évi 20 GWh, Európában 13,5 GWh villamosenergia-termelést biztosít. A hazai fotovillamos kutatásfejlesztés és villamosenergia-termelés is igyekszik ezzel lépést tartani. A telepített kapacitás évente mintegy 600 kwh energiatermelést tesz lehetővé. Ez az érték a nemzetközi szintnél kisebb, és sok nagyságrenddel marad el a 486 TWh elméleti potenciáltól, amelyet valamennyi kihasználható felület (lakóépület, mezőgazdasági területek, út menti sávok) betelepítésével érhetnénk el. A fotovillamos eljárást a villamosenergia-rendszer mérlegében a közeljövőben sem veszik számításba. A hazai alkalmazások többsége autonóm villamosenergia-ellátásra készült, tároló- és akkumulátorteleppel. Ez a megoldás a jövőben is elsősorban a villamos energiával el nem látott területek (országutak, tanyák) ellátásában játszhat szerepet, mert itt a napelemes autonóm áramforrás összességében olcsóbb lehet, mint a hálózati csatlakozás kiépítése. 5.4 Szélenergia A szélenergia a villamosenergia-ellátásban képviseli a megújuló energiákat. A szélkerekek már régóta kihasználták a szél képességét (szélmalmok), de tömeges erőforrásként csak két évtizede szolgálnak. Befogásuk a villamosenergia-termelésre a megújuló energiaforrások általános előtérbe kerülésével párhuzamosan indult, és gyorsan növekedett. Néhány ország (Európában Németország, Spanyolország, Dánia) szélerőműépítési programja nagyon intenzív volt, és különösen a tengeri (offshore) és tengerparti szélerőmű-parkokat növelték igen erőteljesen. A szélerőművek létesítése Magyarországon is elindult. A növekedést az befolyásolja, hogy országunk medence, tengerparttal nem rendelkezünk ig 330 MW villamos teljesítményű szélerőmű létesítésére adtak ki engedélyt, és eddig 108 db szélerőmű épült mintegy 200 MW teljesítménnyel ben 410 MW teljesítményre lehetett pályázni. A hazai szélerőművek zöme egy egységgel épült, de létesült néhány szélerőműpark is: Mosonmagyaróváron, Sopronkövesden és Kisigmándon, többnyire 2 MW-os egységekkel A szélerőművek jellemzői A szélerőművek legfőbb sajátossága az, hogy villamos teljesítményük függ a szélsebességtől. Ez a sajátosság határozza meg villamos teljesítményük értékelését és az elérhető primerenergia-megtakarításukat, valamint szennyezés csökkentő hatásukat. Rendelkezésre állás, kihasználás. A szélsebesség (u) befolyását a szélerőmű jellemzőire az alábbi ábrán követhetjük. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 54

55 Az ábra felső része a szélsebesség függvényében a szélerőműnek a maximálishoz (100%) viszonyított teljesítményét (p) mutatja. Az alsó része a szélsebesség gyakoriságát (g) szemlélteti hazai viszonyok között és tengerparti környezetben. E függvények ismeretében meghatározható a szélerőművek évi villamosenergia-termelésének lehetséges aránya a maximális értékéhez képest: v m = E m P 0 τ 0 = p (u)g(u)du ahol Po a szélerőmű névleges villamos teljesítménye, τo = 8760 h/év (az év időtartama). A szélerőművek névleges villamos teljesítményüket m/s sebességnél érik el. Nyilvánvaló, hogy νm < 1, és értéke Magyarországon kisebb, mint a tengerparti körzetekben. Értékelhető teljesítmény. A szélsebesség kiszámíthatatlan változása miatt a szélerőművek nem mindig állnak a fogyasztók rendelkezésére. Ugyanolyan beépített villamos teljesítményű szélerőmű és erőmű nem azonos értékű a fogyasztói ellátás szempontjából. A fogyasztói ellátás szempontjából akkor tekintjük az erőműveket egyenértékűnek, ha azonos csúcsfogyasztás-növekedést (ΔPcs) tesznek lehetővé. Ezt fejezi ki az értékelhető teljesítmény: P ért = ΔP cs = P BT(1 ε) v r VH amelyben PBT az erőmű beépített villamos teljesítménye, ε az önfogyasztása, r a tartaléktényezője, a νvh tényező pedig a változó teljesítményhiányokat fejezi ki, amely most magába foglalja a νm értékét is. A Pért / PBT arány jellemzi a különböző erőműveket a fogyasztói ellátás szempontjából. Néhány tájékoztató adat: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 55

56 kondenzációs hő- és atomerőművek: 0,70 0,85, szélerőmű Magyarországon 0,15 0,22, szélerőművek a tengeren 0,20 0,35. A szélerőművekkel elérhető földgázkiváltás és szén-dioxid-megtakarítás. A szélenergia hasznosítása esetén E villamos energiát termelünk, és ezzel fosszilis primer energiát váltunk ki. A kiváltott primer energia a magyar villamosenergia-rendszerben földgáz, szén (lignit) és atomenergia lehet, de több szempontból is elsősorban a földgáznak a primerenergia-struktúrán belüli magas részaránya miatt a földgázkiváltásra számíthatunk. Az elérhető földgázkiváltás G m = E η Efg ahol ηefg a kiváltott földgázerőművek névleges hatásfoka. A szélerőművek rapszodikus termelése rontja az együttműködő erőműrendszerben dolgozó, helyettesített erőművek hatásfokát. A szélerőmű teljesítményváltozásának kompenzálása miatt a villamosenergia-rendszerben nagyobb tartalékot kell tartani, és ez elsősorban az éjszakai alacsony terhelésű időszakokban jelentős hatásfokromlást okoz a fosszilis tüzelésű erőművekben. A gyors és jelentős mértékű terhelés- változások a hagyományos erőművekben megnövelik az instacioner üzemállapotok gyakoriságát, ez csökkenti az évi átlagos hatásfokukat, és ezzel többlet-tüzelőanyagfelhasználást okoznak. Ennek figyelembevételével az elérhető földgázkiváltás G m = E η Efg (1 δ) ahol δ a terhelésváltozások miatti hatásfokromlást, földgázkiváltás-csökkenést fejezi ki a helyettesített erőművekben. A földgázkiváltás előidézi a szennyező anyagok (szén-dioxid, nitrogén-oxid) kibocsátásának csökkenését is. Minthogy a szélerőmű nem bocsát ki szennyezést, az alkalmazásukkal elérhető szennyezőanyag-kibocsátás csökkenését a következő összefüggéssel határozhatjuk meg: m sz = G m s sz = E η Efg (1 δ)s sz ha figyelembe vesszük a kiváltott erőműveknél a terhelésváltozás miatti hatásfokromlás hatását is. Az összefüggésben ssz a kiváltott tüzelőanyag fajlagos szennyezés- (szén-dioxid-, nitrogén-oxid-) kibocsátása. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 56

57 5.5 Vízenergia A vízenergia régóta használatos (például vízi malmokban), de a közcélú villamosenergiaellátásban is korán megjelentek, jóval előbb, mint ahogy a megújuló energiák hasznosítása az energiaellátás általános irányelvévé vált volna. A vízerőművek a hőerőművekkel párhuzamosan gyorsan elterjedtek, a kedvező lehetőségek zömét már korábban, a megújuló energiák korszaka előtt kiaknázták. Emiatt a megújuló energiák korszakában a vízerőművek számában és kapacitásnövekedésében némi megtorpanás észlelhető. A vízerőművek létesítését az energetikusok és a környezetvédők együtt általában kedvezőnek tartották, csupán néhány gigantikus megoldás váltott ki vitát és ellenzést. Számos európai országban (például Ausztria, Svédország, Finnország) jelenleg a vízerőművek jelentik a biztonságos és a gazdaságos áramtermelés fő bázisát. Magyarország vízenergia-adottságai nem túl kedvezőek, és a szerény lehetőségeinket sem hasznosítottuk kellőképpen. A hazai vízenergia-hasznosítás jövőjét csak akkor tervezhetjük márpedig mindenképpen terveznünk kell, ha feldolgozzuk és reálisan értékeljük Bős Nagymaros kudarcának a tapasztalatait. Az értékelés elmaradása vagy elhúzódása akadályozza a vízenergia további hasznosítására és a szivattyús tározós erőműre vonatkozó terveink kialakítását és megvalósítását. 5.6 Megújuló energiák összegzés A 2020-ra becsült adatokkal kapcsolatban az MTA szakanyaga a következő megjegyzéseket teszi: 1. A rossz hatásfokú biomassza-alapú közvetlen villamosenergia-termelés esetén nem fejlesztést, hanem visszafejlesztést javasol. 2. A biomassza-alapú egyedi és távhőellátásban külön-külön a jelenlegi hőellátás mintegy megkétszerezését tartja indokoltnak. A biomassza-alapú távhőellátást kapcsolt villamosenergia-termeléssel célszerű kiegészíteni. 3. A biogáztermelést és ennek bázisán a kapcsolt energiatermelést a lehetséges mértékig indokolt fejleszteni. 4. A termálvíznek a közvetlen hőellátásban történő gyors ütemű fejlesztésével mindenki egyetért, ezt balneológiai és turisztikai célok mellett energetikai szempontok is kellőképpen indokolják. 5. A hőszivattyús hőtermelés javasolt fejlesztése a végenergia-ellátásban mérve mintegy másfélszerese a termálvíz közvetlen hasznosításának 6. A napenergia esetén csak a fűtési célú napkollektorokat vette figyelembe. A napelemes villamosenergia-termelést figyelmen kívül hagyta, és nem számolt a napenergia építészeti, a hőigényeket csökkentő hatásával sem (ez a fogyasztói energiatakarékosság része). 7. A szélerőművek megadott növekedése dinamikus fejlesztést jelent. A széllel termelt villamos energia primerenergia-egyenértékét 50%-os hatásfokkal vette figyelembe. 8. A vízerőművek esetén a széles határokat adott meg a lehetőségeket illetően. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 57

58 A vizsgált kistérségekben ez utóbbi kettő megújuló energiával szélerőművek, vízierőművek a helyi adottságok miatt nem szabad számolni. Ez alapján a javaslat kidolgozása az országos szakértői anyag alapján az első hat témakörre szűkül, azonban szükséges a fogyasztói energiatakarékossággal számolni. A megújuló energia beruházásokat, csak és kizárólag az energiahatékonyság és energiatakarékosság teljes körű figyelembe vételével szabad tervezni és megvalósítani. Az energia megtakarításban ma a térségben hatalmas potenciál van, így ennek megfelelően ha ezt nem vesszük figyelembe a fejlesztés során, akkor jelentős túlméretezés következik be, amely maga után vonja a későbbi gazdaságtalan üzemeltetést és a megtérülés elmaradását. 6 A kistérségi szinten alkalmazható energiaigény prognózis készítési modell módszertana 9 Sajnálatos körülmény, hogy az energiafelhasználás alakulását befolyásoló tényezők elemzésére alkalmas, rendelkezésre álló általános gazdaság- és életszinvonal-statisztika egy "klasszissal" gyengébb, mint az ugyancsak szűkülő energia statisztika. Így esetenként kényszerűen kialakul az a helyzet, hogy csak energetikailag magyarázhatók és világíthatók meg az igényalakulást kiváltó okok és következményeik (pl. energiaigényesség alakulása). Különösen érvényesek e megállapítások a jövedelemtermelésre (GDP) vonatkozó hiányos adatszolgáltatásokra, de nagy részben a lakossági életszínvonal jellemzőkre is. Ennek következtében az országos statisztikák terén meglévő hiányosságok miatt az energiaigény számítások elvégzése országos szinten is csak közelít módszerekkel lehetséges. Ennél sokkal rosszabb a helyzet a kistérségi szintű számítások esetében. Az erre vonatkozó kutatásaink azt mutatták, hogy az energetikai szakmában általában használatos különféle energiaigény-becslési eljárások alkalmazása a számításokhoz szükséges adatok szinte teljes körű hiánya miatt jószerével lehetetlen. A megvizsgált országos és területi statisztikák nagyon kevés olyan adatot tartalmaznak, amelyek a kistérségi szintű jövőbeli energiaigények megalapozásához egy-egy kistérség jelenlegi vagy múltbeli energetikai helyzetének jellemzésére alkalmasak, azaz az energiaigények alakulását befolyásoló okok kistérségi szinten történ meghatározását lehetővé tennék. A prognózis készítés során ennél még súlyosabb problémát jelent, hogy a kistérségek energiafelhasználását alapvetően meghatározó befolyásoló paraméterek várható jövőbeli alakulására sem találhatók megbízható információforrások. Ezért a szokásos energiaigény számítási módszerek kistérségi szinten csak abban az esetben alkalmazhatók, ha az adott kistérségre vonatkozóan célirányos helyi adatgyűjtéssel biztosítják a számítások elvégzéséhez szükséges adatrendszert. A bemutatott számítási modell az 1990-es évek közepén az ECO-ENERGY Bt. és az ÁEEF által készített országos energiaigény-prognózisokhoz készített metodikán alapul, amely módszertant továbbfejlesztésre került a kistérségekre való alkalmazáshoz. A modell kialakításánál az a törekvés, hogy a lehető legegyszerűbb alapösszefüggések 9 ECO-ENERCY Bt: A kistérségi szinten alkalmazható energiaigény prognózis készítési modell módszertana és a modell alkalmazása Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 58

59 felhasználásával lehessen a számításokat elvégezni, amelyhez a szükséges adatigény biztosítható, és az így kapott eredmények megfelelő pontossággal álljanak elő. Hangsúlyozni kell, hogy a modell nem az összes energiafelhasználás, hanem csak a végső energiafelhasználás meghatározására alkalmas. Az összes energiafelhasználás a végső energiafelhasználástól jelentősen eltér az átalakítások veszteségeivel, a szállítási és tárolási veszteségekkel, a statisztikai és elszámolási különbözetekkel. Kistérségi szinten az eltérések közé sorolható még a közlekedési célú energiafelhasználás (mivel ez kistérséghez közvetlenül nem köthető) és egyes esetekben a statisztikai adatközléseknél az egyedi statisztikai adatok védelme alá tartozó adatok hiánya okozta különbözet is. A kistérségi energiafelhasználások évi adatainak felmérése során vizsgálatok során az a tapasztalat, hogy a rendelkezésre álló energiastatisztikai adatok kistérségi szinten három homogén fogyasztói csoport képzését teszik lehetővé: Háztartások Intézmények Termelő szektor Ennél részletesebb szektorbontás az országos energiastatisztikák alkalmazásával nem végezhető el. A továbbiakban azonban feltételezzük, hogy kistérségi szinten, helyi szakértők bevonásával az adatok további differenciálására is lehetőség adódik. Ez különösen fontos a termelő szektor esetében, amely számos egymástól erősen eltérő energetikai jellemzőkkel rendelkező ágazatot, alágazatot és szakágazatot foglal magába. Ismeretes, hogy az ipar és a többi termelő ágazat, valamint az ipar alapanyag-gyártó és feldolgozó tevékenységet végző szakágazatainak energiaigényessége között nagyságrendi (esetenként több nagyságrendi) eltérés is van, ezért indokolt, hogy az igényprognózist készítő kistérség mérje fel a területén működő vállalkozások tevékenységét, gazdasági teljesítményét és energetikai jellemzőit. A javasolt kistérségi energiaigény prognózis készítési modell szektor felépítése a következő: Termelő szektor, ezen belül: Alapanyag-termelő ipar Feldolgozó ipari ágazatok Egyéb termelő és szolgáltató ágazatok Intézmények Háztartások 6.1 Háztartások A háztartási energiafelhasználás közel ¾-e a helyiségfűtési energiaráfordítás. Emellett a háztartási meleg víz használat és egyes nagyobb fogyasztási háztartási berendezések (pl.automata mosógép) energiafogyasztása is befolyásolja az energiafelhasználás alakulását. Az utóbbi években növekvő a légkondicionálók elterjedése, de hatásuk inkább a nyári villamos teljesítmény-igénynövekedésben jelentkezik, az összes energiafelhasználás alakulását csak kis mértékben befolyásolják. A háztartások energiafelhasználása egyszerűsített számítások elvégzéséhez az intézményi fogyasztókhoz hasonlóan a légköbméterre jutó fajlagos energiafelhasználással jellemezhető. Itt is igaz, hogy sok esetben a fűtött légköbméter adatok nem állnak rendelkezésre, legfeljebb a lakások összes alapterületére vonatkozó információk érhetők Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 59

60 el. A jövőbeli energiafelhasználás meghatározására az intézményeknél elmondott megfontolások vannak itt is érvényben. 6.2 Termelő szektor A termelő szféra fogyasztásának súlyponti tételét az ipari fogyasztás jelenti. Az iparban van lehetőség a különféle termelési struktúrákból adódóan viszonylag széles határok között változó igénysáv becslésére. A többi terület egyrészt relatíve sokkal kisebb súlyú, a struktúrális változások hatása az energia-igényekre nem lényeges, és egyébként is nem az energiaigényesség a fő motiváló tényező. A termelő szektor esetében az alkalmazott fajlagos energiafelhasználási mutatószám E/T (TJ/eFt) azaz az egységnyi termelési értékre jutó energiafelhasználás. A termelési érték meghatározásánál a kistérségek szintjén a megyék és a régiók vonatkozásában használt indikátor, a bruttó hazai termék (GDP) helyett egy tartalmilag hasonló indikátor, a bruttó hozzáadott érték (GVA) alkalmazására kényszerülünk, hiszen a GDP-adatok megyénél alacsonyabb aggregációs szinten nem érhetők el. Az energiafelhasználás esetében mindig az un. végső energiafelhasználást kell figyelembe venni. Meghatározásánál célszerű arra törekedni, hogy a felmérés során el lehessen különíteni a termeléssel szorosan összefüggő technológiai célú energiaráfordításokat és az un. nem technológiai jellegű felhasználásokat (helyiségfűtés, világítás, üzemi konyha stb.). Erre azért van szükség, mert a nem technológiai jellegű energiafelhasználások jövőbeli alakulása gyakorlatilag független a termelés mennyiségének és értékének változásától, viszont a technológiai ráfordítások azzal nagyon szorosan kapcsolódnak. 6.3 Intézmények Az intézmények körébe tartozik a kórházak, iskolák, óvodák, közintézményi épületek (pl. polgármesteri hivatal) energiafogyasztása. A tüzelőanyag és hőenergia felhasználás jellemzően fűként fűtési célú felhasználás. Az intézmények energiafelhasználása számos tényező alakulásától függ. Közelítő módszerként ajánlható, hogy egyszerűsített módon az intézmények energiafelhasználása az egységnyi fűtött légköbméterre jutó fajlagos energiafelhasználással jellemezhető. Mivel a kistérségi vizsgálatokhoz sok esetben a légköbméter adatok nem állnak rendelkezésre, további egyszerűsítést, de még használható információt jelenthet az alapterület egységére vetített energiafelhasználás fajlagos értéke. A jövőbeli energiafelhasználás meghatározásánál az intézményi fűtött térfogat (vagy az alapterület) várható változásából lehet kiindulni. Az energiatakarékossági lehetőségek kihasználása jelentősen befolyásolja a jövőbeli energiafelhasználás alakulását, ez a hatás a fajlagos energiafelhasználás változásával számszerűsíthető. Jövőbeli várható értékének meghatározásához körültekintően kell eljárni: az egyes energiatakarékossági beavatkozások hatásait egyenként kell mérlegelni, és figyelni kell arra is, hogy az egyedi beavatkozások eredő hatása nem feltétlenül a mechanikus összegzéssel adódik ki. Az energiagazdálkodási tapasztalatokra tehát e munka során is nagy szükség van. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 60

61 6.4 A kistérségi szinten alkalmazható energiaigény prognózis készítési modell működése, adatigénye 10 Amint azt az előzőekben bemutattuk a kistérségi szinten elérhető energiafelhasználási, és az energiafelhasználást befolyásoló paraméterek (pl. lakásállomány összetétele lakástípusonként és fűtési módonként, ipari termelés ágazati szerkezete, fűtött térfogat adatok a különböző fogyasztócsoportoknál stb.) általában nem állnak rendelkezésre, ezért ezek meghatározása az esetek többségében csak közelítő módszerek alkalmazásával történhet. Hasonlóképpen nem állnak rendelkezésre a kistérségre jellemző speciális összefüggések sem, amelyek alapján az energiafelhasználás és az azt befolyásoló tényezők számszerű kapcsolata a kistérségre jellemző paraméterekkel leírható lehetne. Ennek ellenére van arra lehetőség, hogy legalábbis közelítő módon, egy adott kistérség várható jövőbeli alakulása meghatározható legyen. A kidolgozott modell a lehető legnagyobb mértékű egyszerűsítések alkalmazásával készült, figyelembe véve az adatok hiányos rendelkezésre állását. A modell működése alapvetően az energiaigények alakulását befolyásoló legfontosabb összefüggéseken alapul. A várható eredmények pontosságát az egyszerűsített számítási eljárás csak kisebb mértékben befolyásolja. A pontosságot befolyásoló legfontosabb tényező, hogy a modell működéséhez szükséges bemenő adatok milyen megbízhatósággal állíthatók elő. A modell természetesen tovább finomítható, amennyiben az alapadatok rendelkezésre állása ezt indokolja. Ezáltal az eredmények pontossága, megbízhatósága növelhető. A modellben az energiafelhasználási adatok mértékegysége TJ (Terajoule). A természetes mértékegységből hőértékre való átszámítás alapja a tüzelőanyagok esetében az alsó fűtőérték, a távhő esetében a fajlagos nettó hőtartalom, a villamos energia esetében a fizikai hőegyenérték (3600 MJ/MWh). A modell segítségével a számítások a megfelelő bemenő adatok feltöltésével elvégezhetők. Ezáltal egy adott kistérségre vonatkozóan a kiinduló év statisztikai adatainak felhasználásával a jövőbeli feltételezések tág határok közötti változtatásával végezhetők el az energiaigény számítások. Ismételten hangsúlyozni kell, hogy a modell nem az összes energiafelhasználás, hanem csak a (közlekedési célú felhasználás nélküli) végső energiafelhasználás meghatározására alkalmas. Ugyanakkor fontos szem előtt tartani azt is, hogy a kistérségi szintű energiagazdálkodás szempontjából a végső energiafelhasználás alakulása a legfontosabb, hiszen az energia megtakarítások (beleértve a megújuló energiával történő hagyományos energiahordozó kiváltást is) legfontosabb területe a fogyasztói végső energiafelhasználás. Jóllehet a helyi energiaellátó rendszerek energiaátalakítási folyamatainak ésszerűsítése is fontos, de a fenntartható kistérségi energiagazdálkodás szempontjából a végső energiafelhasználás alakulásának van a legnagyobb jelentősége. 10 ECO-ENERCY Bt: A kistérségi szinten alkalmazható energiaigény prognózis készítési modell módszertana és a modell alkalmazása Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 61

62 6.5 Az energia felhasználás mennyiségének meghatározása a kistérségi program segítségével Kistérség Egyéb neve (ipar,kereskedelem, Háztartások Intézmények Keszthely.Hévízi mezőgazdaság, Összesen szolgáltatás) [TJ] [TJ] [TJ] [TJ] Földgáz felhasználás megoszlása Olajtermék felhasználás megoszlása Szén és szilárd felhasználás megoszlása Távhő felhasználás megoszlása Tüzifa felhasználás megoszlása Villany felhasználás megoszlása Az energia felhasználás megoszlása a program segítségével Háztartások Intézmények Egyéb (ipar,kereskedelem, mezőgazdaság, szolgáltatás) Összesen Földgáz 54% 18% 27% 100% Szén és szilárd termék 92% 0% 8% 100% Távhő 86% 14% 0% 100% Tűzifa 86% 0% 14% 100% Villamos energia 52% 19% 29% 100% Összesen 57% 17% 26% 100% A táblázatból jól látható, hogy az összes energia felhasználás 57%-a lakossági, 17 % Intézmény és 26 % egyéb (ipar, kereskedelem, mezőgazdaság stb). Az adatok jól mutatják, hogy a két kistérség nem a legjelentősebb ipari térség. Mint azt a dokumentumunk elején ismertettük a két kistérség elsősorban turisztikai terület, így az egyéb fogyasztók ehhez az ágazathoz kapcsolódnak. Ilyen jelentős fogyasztóknak minősülnek a szállodák és fürdők. 6.7 Kistérségi energia igény prognózis 2020-ra Keszthely.Hévízi kistérség összenergia végfelhasználás 2005 évben összenergia végfelhasználás 2020 I. Szcenárió összenergia végfelhasználás energiatakarékossággal 2020 összenergia végfelhasználás 2020 II. Szcenárió összenergia végfelhasználás energiatakarékossággal 2020 összenergia végfelhasználás 2020 III. Szcenárió összenergia végfelhasználás energiatakarékossággal [PJ/év] 2.60 [PJ/év] 2.41 [PJ/év] 2.62 [PJ/év] 2.41 [PJ/év] 2.55 [PJ/év] 2.26 [PJ/év] Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 62

63 A számítások a Háttéranyag a közötti időszakra vonatkozó energiapolitikai koncepcióról szóló, H/4858. számú országgyűlési határozati javaslathoz című anyagban meghatározott keretszámok alapján készültek. 6.8 Hasznosítási potenciál a prognózis alapján Kistérségi megújuló energia hasznosítási potenciál Keszthely.Hévízi kistérség Kukorica 1.10 [TJ] Repce [TJ] Tűzifa [TJ] Szalma [TJ] Venyige [TJ] Fanyesedék [TJ] Napenergia [TJ] Biogáz [TJ] Szélenergia [TJ] Geotermikus energia [TJ] Összesen [TJ 7 Háztartások felmérésének kiértékelése a két kistérségben és a határrégióban 7.1 Általános értékelési elvek A beérkezett kérdőívek realitása a tanulmány statisztikai mintavételezés és kiértékelés módszerénél ismertetésre került. Ez alapján az összes kérdőívből 625 db lakossági adatlap került kiértékelésre. A kérdőívek alapján meghatározzuk a lakások típusainak megoszlását, jellemző méretüket, energetikai szempontból fontos épület információkat. A számszerű kérdésekre adott válaszokból meghatározzuk a statisztikai sokaság alapján a fogyasztási, felhasználási adatokat, ezek megoszlását. A fogyasztási adatok alapján választ adunk az épületek energetikai jellemzőire. ezen belül a primer energia felhasználásra, a fajlagos energia felhasználásra, és az adatok alapján elvégezzük a statisztika alapján a két kistérség lakásállományainak minőségi besorolását. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 63

64 7.1.1 Épületek lakások fajtája szerinti összehasonlítás és adatok A felmérés alapján az épületek megoszlását az alábbi diagram mutatja be. Két kistérség mindösszesen 6% 5% 12% 76% Egyedülálló Ikerházi lakás Tömbház-lakás Emeletes házban Az adatok alapján az egyedülálló és ikerház az összes épület/lakás fajta szerinti megoszlás 80 %-a. Azonban ismerve a település szerkezetet és figyelembe véve a felmérés és tanulmány célját, szükséges tovább részletezni a fajta szerinti megosztást. A tézisünk szerint a vidéki kistelepülések lakásállománya 90%-ot meghaladó mértékben egyedülálló és ikerházból áll. Ezt bizonyítandó, a felmérést nem a két kistérség szerint hanem kistelepülések és városok megoszlása alapján vizsgáljuk. Ez azért is célszerű. mert a kistelepülésen más lehetőségek adódnak a megújuló energiák hasznosítása tekintetében. A statisztikai adatok alapján a várakozásnak megfelelően az alábbi megoszlást kapjuk. Kistérségek kistelepülései Egyedülálló és ikerház Tömbház és emeletes ház 2% Kistérségek városai Egyedülálló és ikerház Tömbház és emeletes ház 35% 98% 65% Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 64

65 A fentiek alapján a KSH lakásadatok alapján a lakásállomány összetétele az alábbi: 2010 év Lakásállomány az év végén Statisztikai felmérés alapján a megoszlás (%) Egyedülálló és ikerház Tömbház és emeletes ház Lakásállomány (db) Egyedülálló és ikerház Tömbház és emeletes ház Városok % 35% Kistelepülések % 2% Összesen A számítások alapján 4960 db lakás található emeletes illetve tömbházban. Ez a megújuló energia hasznosítás szempontjából lényeges, hiszen ez a szám tovább tagozódik tömbfűtésre, egyedi fűtésre és távfűtésre. Abból a szempontból is fontos adat, hogy az épületek energetikai jellemzői itt biztosan más számot mutatnak, hiszen az A/V viszonyszám épületre vonatkoztatva, azon belül egy lakásra megadva így a mérvadó összesített energetikai jellemző biztos alacsonyabb kell, hogy legyen, mint a családi házaknál. Összehasonlításul a házak fajtája kistérségenként és település jellege szerint. 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% Épület fajta szerinti összehasonlítás Keszthely kistérség Hévíz kistérség Kistérségek kistelepülései Kistérségek városai Két kistérség mindösszesen A diagramból jól látható, amit már sejteni lehetett, hogy a kistérségek lakásfajta szerinti megoszlása a szerint hogy milyen település jellemzője eltér, de kistérségi besorolás szempontjából a megoszlás közel azonos. Így a térségeket együtt kezelhetjük lakosság szempontjából és a lakossági energia felhasználás szempontjából. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 65

66 7.1.2 A lakás épület építési év szerinti megoszlása A megoszlást mutatja az alábbi ábra. 70% 60% 50% 40% 30% 20% Építési idő szerinti összehasonlítás Keszthely kistérség Hévíz kistérség Kistérségek kistelepülései Kistérségek városai 10% 0% 2006 után előtt Két kistérség mindösszesen A diagram alapján a lakások/épületek építései éve szerint Keszthely kistérség az 1980-as évek előtt fejlődött jobban, illetve épült több lakás, míg Hévíz kistérség közötti időszakban fejlődött dinamikusan. Az összes lakásállomány alapján: 2010 év Lakásállomány az év végén Statisztikai felmérés alapján a 2006 után megoszlás (%) Lakásállomány építési év szerint (db) 1980 előtt 2006 után előtt Keszthely kistérség % 12% 26% 59% Hévíz kistérség % 36% 30% 26% Városok % 19% 26% 50% Kistelepülések % 19% 28% 48% Összesen % 19% 27% 49% Látható. hogy a városok és kistelepülések között nincs szignifikáns eltérés, így megállapítható, az egész állományra való megoszlás. Az 1980-as évek előtt épült a lakások 49 %-a, majd folyamatosan csökken az új építésű lakások száma. Az építési technológia alapján ismerjük az általánosan használt falazó elemeket és azok hőtátbocsátási tényezőit. A felmérés alapján az várható, hogy az épületállomány jelentős részénél, a rossz hőtechnikai jellemzők miatt, nagy veszteség keletkezik, így nagy lesz a fűtési hőigény. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 66

67 7.1.3 Az épület állapota szerinti felmérés A statisztikai összesítés alapján az alábbi következtetések vonhatók le. A rossz minőségű lakások. épületek a kistérségek kistelepülésein találhatók, ez közel 35 %, míg a városokban a felújítandó épületek, lakások aránya ennek a fele, 17 %. A felmért lakásállomány alapján az épületek 42 %-a a korának megfelelő, ami természetesen nem azt jelenti hogy jó állapotú, csupán annyit, hogy az építés évének megfelelő technológiai előírások szerint az állaga nem romlott tovább, a hőtechnikai jellemzői az építéskorinak felel meg. Korszerűsített és felújított az összes felmért épületek 32 %-a, de a városoknál ez 41 %, míg a kistelepüléseknél ez csak 23 %. Levonható következtetés szerint a kistelepülések lakás/épület állományának 80%-a felújításra szorul hőtechnikailag, míg városok esetén ez az arány csak 59 %. A felmérés alapján a kistérségekben 2010-es lakásállomány alapján a következő információt kapjuk év Lakásállomány az év végén Statisztikai felmérés alapján a megoszlás (%) Felújítandó Korának megfelelő Korzerűsített Felújított/új Felújítandó Korának megfelelő Lakásállomány minőség szerint Korzerűsített Felújított/új Keszthely kistérség % 41% 15% 16% Hévíz kistérség % 43% 17% 19% Kistelepülések % 41% 13% 10% Városok % 42% 18% 23% Összesen % 42% 16% 16% év Lakásállomány az év végén Statisztikai felmérés alapján a megoszlás (%) Felújítandó Korának megfelelő Korzerűsített Felújított/új Felújítandó Lakásállomány minőség szerint Korának megfelelő Korzerűsített Felújított/új Keszthely kistérség % 41% 15% 16% Hévíz kistérség % 43% 17% 19% Kistelepülések % 41% 13% 10% Városok % 42% 18% 23% Összesen % 42% 16% 16% Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 67

68 A épület/lakásból csupán db felújított és korszerűsített, ezek megoszlása darabszámra a városok és kistelepülések között azonos, arányuk azonban a fentiek szerint eltér. A felújítandó lakások száma összesen és ebből a kistelepülésekre db adódik. Fontos azonban megjegyezni, hogy az építési év szerinti megoszlás, továbbá az épület állapota szerint szükséges a korának megfelelő minősítésű lakások/épületek energetikai szempontból történő felújítása Az épületek lakások fűtött alapterülete szerinti összehasonlítás A felmérés alapján levonhatjuk azt a következtetést, hogy a települések fajtája városok és kistelepülések továbbá a kistérségek szerint is azonosságot tapasztalunk a lakások / épületek nagyság szerinti megoszlásánál. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 68

69 A felmérés alapján a lakások/épületek fűtött m 2 szerint 50%-a m 2 közötti, 26%-a 60m 2 alatti, 22%-a m 2 közötti és csupán 2 %-a 200 m 2 feletti. A megoszlás szerint a két kistérség lakás darabszáma szerint a fűtött alapterület szerinti megoszlás az alábbiak szerint alakul: 2010 év Lakásállomány Statisztikai felmérés alapján a megoszlás (%) Fűtött alapterület szerinti lakás/ épület szám (db) az év végén 60 m2 alatt m m2 200 m2 felett 60 m2 alatt m m2 200 m2 felett Keszthely kistérség % 50% 20% 2% Hévíz kistérség % 50% 25% 4% Kistelepülések % 55% 18% 2% Városok % 46% 26% 3% Összesen % 50% 22% 2% Épület felújítás szándéka A felmérés alapján látható, hogy a megkérdezettek 25,72 %-a tervez felújítást. A tervezett felújításokat mutatja az alábbi diagram: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 69

70 A tervezett felújításokból 71 %-a hőszigetelés és nyílászáró csere, 11 % fűtéskorszerűsítés. A többi ezek kombinációja Hőszigetelés Az épületek hőszigetelésnek vizsgálata alapján a két kistérség teljes adatállományára vetítve, 50 %-a az épületeknek nem rendelkezik semmilyen szigeteléssel. A felmért lakásállomány másik része rendelkezik valamilyen szigeteléssel. Tekintettel arra, hogy a felmérés lehetőséget biztosított több féle szigetelés egyidejű bejelölésre, így a felmérésből kiderül, hogy az épületek 20%-a több fajta szigeteléssel is rendelkezik. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 70

71 Árnyaltabb a kép, ha vizsgáljuk a település szerkezetenként és kistérségi besorolás alapján a szigetelés meglétét. Az alábbi ábra ezt mutatja be. Itt jelentős eltérést tapasztalhatunk. Keszthely kistérségben 58%-a az épületeknek nem rendelkezik semmilyen szigeteléssel, míg Hévíz kistérségben ez 32%. Más felosztás alapján a kistérségek kistelepülései esetében 59 % szigeteletlen, míg a városok esetén ez 41%. A kettős vizsgálatból is levonható következtetés, de szemléletesebb, ha az alábbi diagramot vizsgáljuk. Hévíz város lakossági felmérésben résztvevő épületeinek csupán 18%-a szigeteletlen. Az épületszigeteléssel rendelkező épületek mindegyike rendelkezik valamilyen külső hőszigeteléssel, és ezen felül 54% még egyéb szigeteléssel is rendelkezik. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 71

72 Ha a szigetelések meglétét és az épületek építési évét vetjük össze, azon feltételezés bizonyítása miatt, hogy az újonnan épített lakások/épületek hőtechnikailag kedvezőbbek, ahhoz az alábbi diagramokat készítettük között épített lakások/épületek hőszigetelésének megoszlása Nincs Külső homlokzat Belső fal Födém Padló 57% 9% 91% 12% 19% 4% 2006 után épült lakások/épületek hőszigetelésének megoszlása Nincs Külső homlokzat Belső fal Födém Padló 5% 95% 42% 28% 6% 20% A vizsgálatot a teljes felmérés adatállománya alapján végeztük. A fenti két diagram bizonyítja, hogy a 1994 év után épült lakások/épületek csak kis százalékban nem rendelkeznek épületszigeteléssel. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 72

73 7.1.7 A nyílászárók fajtája szerinti megoszlás A fentieknek megfelelően elvégezve a statisztikai adatok kiértékelését, az épület nyílászáró típusaira az alábbi eredményt kapjuk: Ha összevetjük az építési év eredményével, akkor nem meglepő az itt kapott eredmény. A fakeretes nyílászárók aránya összhangban az építés évvel, 50% körüli érték. Sajnos a szigeteletlen nyílászárók % között mozognak Az energiahordozók megoszlása Az energiahordozó használatát illetően a válaszadás lehetősége, több energiahordozóra is fennállt. Így a több fajta energiahordozót használók száma miatt az összes felhasználás 100 % feletti, ami csupán azt jelenti, hogy egy háztartás több energiahordozót alkalmaz a fűtésre illetve meleg víz előállításra. A teljes statisztikai sokaságra vetítve az alábbi megoszlás adódik: Látható, hogy a két kistérség egészét tekintve a földgáz felhasználása 76%, a tüzifa felhasználása 53%. Ha megvizsgáljuk a már alkalmazott kistelepülés és városi megoszlást, akkor az alábbi diagram adatait kapjuk: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 73

74 Jól látható az összehasonlításból, hogy a várakozásnak megfelelően a városokban a földgáz felhasználás 90%, a tűzifa 36%, míg a kistelepüléseken a földgáz felhasználás 61%, a tűzifa 70 %. Érdekes a felmérés alapján a villamos áram felhasználásának nagysága, de ez feltételezésünk szerint elsősorban a HMV előállításra fordítódik. Ezt támasztja alá, hogy a kistérségek településein, ahol a fűtés egyenlő arányban fával és földgázzal történik, a fatüzeléses helyeken a HMV előállítása villamos energia segítségével valósul meg. A felmérés szerinti statisztikai adatok alapján kiszámoltuk az energiahordozók fajtája szerint a háztartások számát. Ez alapján a földgázt alapenergiaként felhasználók száma db. A statisztikai felmérés szerint a vezetékes földgázt felhasználók (tehát a távfűtés kimarad) száma háztartás év Lakásállomány az év végén Statisztikai felmérés alapján a megoszlás (%) Földgáz Tűzifa Szén Villamos áram Energiahordozó szerint lakás/épület szám (db) Földgáz Tűzifa Szén Keszthely kistérség % 59% 1% 12% Hévíz kistérség % 39% 1% 6% Kistelepülések % 70% 2% 12% Városok % 36% 1% 8% Összesen % 53% 1% 10% Villamos áram Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 74

75 Vezetékes szolgáltatók által megadott statisztikai adatok Érdekes összevetnünk a vezetékes szolgáltatók által adott adattal. Ezeket mutatják az alábbi táblázatok: Keszthely és Keszthelyi kistérség Település Háztartások részére szolgáltatott villamos energia, MWh Háztartási vezetékesgázfogyasztók Ebből: fűtési fogyasztók Összes szolgáltatott gáz, ezer m 3 Ebből: háztartásoknak Keszthely Balatongyörök Bókaháza Esztergályhorváti Gétye Gyenesdiás Karmacs Szentgyörgyvár Vállus Várvölgy Vindornyafok Vindornyalak Vonyarcvashegy Zalaapáti Zalaszántó Zalavár Hévíz és hévíz kistérség Település Háztartások részére szolgáltatott villamos energia, MWh Háztartási vezetékesg ázfogyasztók Ebből: fűtési fogyasztók Összes szolgáltatott gáz, ezer m 3 Ebből: háztartások nak Hévíz Alsópáhok Cserszegtomaj Felsőpáhok Nemesbük Rezi Sármellék Zalaköveskút Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 75

76 Az összes felhasználás a két kistérségben Háztartások részére szolgáltatott villamos energia, MWh Háztartási vezetékesgázfogyasztók Ebből: fűtési fogyasztók Összes szolgáltatott gáz, ezer m3 Ebből: háztartásoknak Két kistérség A két adat összehasonlításával az alábbi eredményt kapjuk: φ = = 100,54% A kapott eredmény alapján egyértelműen megállapíthatjuk, hogy a statisztikai felmérés helyes, és az abból levonható következtetések így szintén reális eredményt adnak. A felmérés alapján a gázfelhasználás megoszlását is vizsgáltuk, amelyet az alábbiakban az energiahordozók fajtája szerinti felméréssel hasonlítunk össze. 80% 60% 40% 20% 0% Kistérségi kistelepülések alapenergiahordozó szerinti megoszlás 61% 70% 2% 12% Földgáz Tűzifa Szén Villamos áram 0% Egyéb 40% 30% 20% 10% 0% Gázfelhasználás a kistérségi kistelepüléseken 34% 33% 0 m3/hó 100 m3/hó alatt 24% 9% m3/hó m3/hó 1% 300 m3/hó felett Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 76

77 A felmérések alapján a két diagramból levonható következtetés szerint 34% a háztartásoknak nem földgáz alapú fűtési módot alkalmaz. A fogyasztásokból arra is lehet következtetni, hogy a 100 m 3 /hó felhasználásnál nagyobb felhasználók csak földgázt használnak fűtési célra, ez az adatok alapján szintén 34%. Továbbá megállapítható, hogy kiegészítő fűtést alkalmaz, azaz több fajta alapenergia hordozó használata van jelen a lakosság 32 %-nál Ha vizsgáljuk a városi felmérést, akkor a következő diagramokat kapjuk. 100% 80% 60% 40% 20% 0% Városok alapenergiahordozó szerinti megoszlás 90% 36% 1% 8% Földgáz Tűzifa Szén Villamos áram 40% Gázfelhasználás a városokban 30% 20% 10% 0% 16% 0 m3/hó 35% 35% 100 m3/hó alatt 14% m3/hó m3/hó 1% 300 m3/hó felett A diagramokból a következő megállapításokat tehetjük. A városok háztartásainak 90 %-a rendelkezik gázbekötéssel. Megállapítható, hogy az alapenergia hordozó csupán 16%-ban nem földgáz, a háztartások az előzőekben megállapított szabály szerint a havi 100 m 3 gázfogyasztás felett csak gáz alapenergia hordozót alkalmaz 50 %-ban, így kiegészítő vegyes alap-energiahordozót a háztartások 34 % használ. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 77

78 7.2 A statisztikai adatok alapján az energiafelhasználás meghatározása A kérdőívek alapján meghatározásra került az energiahordozók felhasználásának mennyisége. Az adott válaszok gáz, villamos energia és távhőszolgáltatás esetén havi tólig határ szerint lettek megkérdezve, amelyekből minimum és maximum érték került meghatározásra. A fa, szén illetve egyéb energiahordozók tekintetében konkrét adatok kerültek megadásra éves felhasznált mennyiségben Gázfelhasználás A gázfelhasználás a kérdőívben az alábbi válaszadási lehetőségeket tartalmazta: Földgáz-fogyasztás (fűtés, meleg víz, egyéb): A 0 m 3 /hó nincs B 100 m 3 /hó alatt C m 3 /hó között D m 3 /hó között E 300 m 3 /hó felett A számításnál minden egyes kérdőívet figyelembe vettünk és az alábbi értékeket alkalmaztuk: minimum maximum átlag 1 A B C ,5 D ,5 E ,5 Az alkalmazott számítás alapján a földgáz használók körének átlagértékei a következőképpen alakulnak: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 78

79 A gázfogyasztás átlaga alapján vizsgáljuk a gázfelhasználást a kistérség háztartás adatai alapján. A számítást az alábbi táblázat tartalmazza. Földgáz felhasználók száma Átlagfelhasználás Földgázfelhasználás összesen db háztartás m 3 /hó m 3 /év A gázszolgáltató adatszolgáltatása alapján a két kistérség gázfelhasználása a háztartásokban a fentebb megadott táblázat alapján m 3 földgáz/év. A két adat alapján kiderül, hogy a felmérés gázfogyasztásra szolgáló adatai 47 %-al eltérnek a szolgáltató adataitól. Ha a felmérésben megadott adatokat úgy vizsgáljuk, hogy az emberek az energetikai mennyiségi adatnál a magasabb felé térnek el, és túlzó adatot biztosítanak, akkor és amennyiben ez alapján az átlagfelhasználás módosítjuk a minimum értékre. Ehhez járul hozzá, hogy a fűtési gázfelhasználás csak az év 6 hónapjában van, a többiben pedig HMV előállítás, az átlagot a fogyasztó nem pontos adat alapján adja és hajlamos a magasabb felé eltérni. Ezt a feltételezést alkalmazva újból meghatározzuk az átlagfogyasztást: minimum maximum átlag 1 átlag 2 A B C ,5 100 D ,5 200 E ,5 300 Ezzel az átlagértékkel számolva a gázfelhasználást és az átlagát képezzük, akkor 86 m 3 /hó fogyasztást kapunk. Ezzel a földgázfelhasználás összesen: Földgáz felhasználók száma Átlagfelhasználás Földgázfelhasználás összesen db háztartás m 3 /hó m 3 /év Ezt összehasonlítva a szolgáltató adatával, amely m 3 /év, 0,25 %-os eltérést kapunk, amely nagyon jó statisztikai közelítés, így a fogyasztási adatokat tekintve ezzel számolhatunk. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 79

80 7.2.2 Villamos energia felhasználás A villamos energia felhasználás kérdőíves lekérdezése két típusú fogyasztóra vonatkozott. Az egyik a normál hálózati fogyasztás, normál tarifával, a másik a vezérelt fogyasztás. Egyetemes árszabás szerinti felhasználás (világítás, villamos berendezések) A 110 m 3 /hó alatt B m 3 /hó között C m 3 /hó között D 500 m 3 /hó felett Vezérelt árszabás szerinti felhasználás (melegvíz, fűtés) A 0 m 3 /hó nincs B 250 m 3 /hó alatt C m 3 /hó között D 500 m 3 /hó felett A számításnál minimum, maximum és átlagértéket vettünk figyelembe, minden egyes fogyasztónál. Ez alapján: Egyetemes árszabás szerinti felhasználás (világítás, villamos berendezések) minimum maximum átlag 1 A B ,5 C ,5 D Vezérelt árszabás szerinti felhasználás (melegvíz, fűtés) minimum maximum átlag 1 A B ,5 C ,5 D ,5 A számítások elvégzése után a villamos energia felhasználás átlagértékeinek megoszlása az egész sokaságon belül a következőképpen alakul: Az átlagos villamos energia felhasználás alapján a két kistérség villamos energia felhasználása. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 80

81 2010 év Lakásállomány az év végén Villamos energia felhasználók aránya Egyetemes felhasználók Vezérelt árszabású fogyasztók Egyetemes átlag felhasználás Villamos energia felhasználás Vezérelt Egyetemes átlagos felhasználás felhasználás Vezérelt felhasználás db háztartás % % kwh/hó kwh/hó kwh/év kwh/év Keszthely kistérség % 66% Hévíz kistérség % 58% Kistelepülések % 72% Városok % 54% Összesen % 64% A villamos energia felhasználást ellenőriztem a szolgáltató által adott adatok segítségével, ahol a két kistérségben szolgáltatott lakossági villamos energia felhasználás éves mennyisége MWh. A felmérés alapján adódó felhasználás MWh/év, amely 63,88%-os eltérés. Ez alapján hasonlóan a gázfelhasználáshoz a minimum érték figyelembe vételével végeztem el a számítást, amelyet az alábbi táblázat tartalmaz év Lakásállomány az év végén Villamos energia felhasználók aránya Egyetemes felhasználók Vezérelt árszabású fogyasztók Egyetemes minimum felhasználás Villamos energia felhasználás Vezérelt Egyetemes minimum felhasználás felhasználás Vezérelt felhasználás db háztartás % % Keszthely kistérség % 66% Hévíz kistérség % 58% Kistelepülések % 72% Városok % 54% Összesen % 64% A számítás alapján szintén összehasonlítottam a két értéket, amely az alábbi eredményt adja: Statisztikai felmérés alapján Szolgáltató KSH bázis alapján Eltérés 103,92% Az itt látható eltérés elfogadható, tehát a felmérés és további számítás során ezzel az értékkel számolok Távhő - felhasználás A távhő - felhasználás a kérdőívben az alábbi válaszadási lehetőségeket tartalmazta: Távhőfogyasztás (fűtés, meleg víz,): Távhő felhasználás A 0 GJ/hó nincs B 2 GJ/hó alatt C 2,01-4 GJ/hó között D 4,1-6 GJ/hó között E 6 GJ/hó felett Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 81

82 A számításnál minden egyes kérdőívet figyelembe vettünk és az alábbi értékeket alkalmaztuk: minimum maximum átlag A B 1 2 1,5 C 2,1 4 3,05 D 4,1 6 5,05 E 6,1 8 7,05 Az alkalmazott számítás alapján a távhőt használók körének fogyasztási átlagértékei a következőképpen alakulnak: Távhőfogyasztás megoszlása 4,00 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50-2,10 Távhőfogyasztás minimuma Távhőfogyasztás maximuma 3,12 Távhőfogyasztás átlaga Az átlagos távhőfelhasználás alapján a kistérségek fogyasztása az alábbiak szerint alakul: Lakásállomány Távhő felhasználók Távhő átlagos Távhőfelhasználás 2010 év az év végén aránya felhasználás db háztartás % GJ/hó GJ/év Összesen ,04 3, A Keszthelyi szolgáltatótól megkért adatokkal összevetve megállapíthatjuk, hogy a tényleges szolgáltató által adott felhasználás alapján, amely GJ/év a felmérésben szerepeltetett adattól 4,71 %-al tér el tehát a felmérésben szereplő adat a továbbiakban használható. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 82

83 7.2.4 Tűzifa felhasználás A lakossági kérdőív az egyéb energiafelhasználásra pontos válaszadási lehetőséget adott, az éves mennyiség megadásával. A kérdőív ezen kérdésének és az energia felhasználásra vonatkozó válaszokat hasonlítottam össze. Az összehasonlítás eredményeként kapjuk az alábbi ábrát. Az ábra adatai meggyőzőek, arra vonatkozóan, hogy a lakosság megfelelő választ adott a kérdésekre, tekintettel arra, hogy a két kérdésre adott válaszok megegyeznek. A kérdőívben pontosan megadott tűzifa felhasználás alapján kiszámoltuk az éves átlagos felhasználást és a települések előzőekben megadott felosztása szerint a tűzifa felhasználás éves mennyiségét év Lakásállomány az év végén Tűzifa felhasználók aránya Tűzifa felhasználás átlagos mennyisége Tűzifa felhasználás db háztartás % m 3 /év/háztartás m 3 /év Keszthely kistérség % 7, Hévíz kistérség % 11, Kistelepülések % 9, Városok % 6, Összesen % 8, Szén felhasználás Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 83

84 A szén, mint tüzelőanyag felhasználás az előzőekben megadott egyéb tüzelőanyag válaszadásnál a tűzifa megadásához hasonlóan volt mód. Az ott adott válaszok alapján elkészítettük a szénfelhasználást év Lakásállomány az év végén Szén felhasználók aránya Szén felhasználás átlagos mennyisége Szén felhasználás db háztartás % q/év/háztartás q/év Keszthely kistérség ,37% 2,5 547 Hévíz kistérség ,07% 2,5 195 Kistelepülések ,90% 2,5 453 Városok ,65% 2,5 222 Összesen ,28% 2, Vizsgált háztartások energia igénye A felmérések alapján teljes adatbázis minden fogyasztójára meghatározásra került a fűtésre és használati meleg víz előállításra felhasznált energia mennyisége. A vizsgálat az alábbi képlet alapján került meghatározásra. Qlakás= MGáz*Y*HGáz+Mvill*Y+Mfa*Hfa+Mszén*Hszén+Mtávhő*Y Ahol: MGáz = havi gázfelhasználás mennyisége (m 3 /hó) Y = hónapok száma Y = 12 (hó) HGáz = gáz fűtőértéke HGáz = 34 (MJ/m 3 ) HGáz = 34 MJ/m3 3,6 MJ/kWh = 9, 444 kwh/m3 HGáz = 9,444 (kwh/m 3 ) Mvill = havi villamos energia felhasználás Mvill (kwh/hó) Mfa = fa tüzelőanyag felhasznált mennyisége Mfa = (m 3 /év) Hfa = fa fűtőértéke Hfa = 15,5 (MJ/kg H fa = H faδ fa 3, 6 15, 5 MJ/kg 700kg/m3 = = 3013, 889 3, 6 MJ/kWh Hfa = 3013,889 (kwh/m 3 ) δfa = fa sűrűsége δfa =700 (kg/m 3 ) M szén = szén tüzelőanyag felhasznált mennyisége Mszén = (q/év) H szén = szén fűtőértéke Hszén = 20 (MJ/kg) Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 84

85 Hszén= 20MJ 100 kg/q kg = 555, 555 kwh/q 3,6 MJ/kWh Mtávhő = távhő felhasznált mennyisége Hszén = 555,555 (kwh/q) (MJ/hó) A tényleges energia felhasználás átlagát meghatároztam a teljes adatbázisra, az eddig használt felosztásokra. Ez alapján az alábbi táblázatot kapjuk. Fűtési energia Keszthely kistérség Hévíz kistérség Kistérségek kistelepülései Kistérségek városai Két kistérség mindösszesen Éves energia felhasználás átlaga lakásra vetítve Fűtési energia Az egy lakásra/épületre jutó energia felhasználás átlagos mennyisége a kistérségek városaiban a legkevesebb, amely természetesen adódik a lakás/épület nagyságokból. A kistérségi felosztás alapján a keszthelyi kistérség energia felhasználása kisebb egy lakásra vetítetten. Ezekkel az értékekkel meghatároztam a már ismert felosztás alapján az összes energiafelhasználást. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 85

86 2010 év Lakásállomány az év végén Egy lakás átlagos energia felhasználása (fűtés és HMV) Energia felhasználás (fűtési és HMV) db háztartás kwh/év/lakás(épület) kwh/év Keszthely kistérség Hévíz kistérség Kistelepülések Városok Összesen A teljes kistérség energia felhasználása a lakosság vonatkozásában a fűtésre és HMV előállításra 527 GWh/év. Az épületek hőtechnikai jellemzői és az épületek energetikai besorolása szempontjából fontosabb az épületek összesített energetikai jellemzőjének meghatározása. 7.4 Összesített energetikai jellemző meghatározása és az épületek minőségi osztályba sorolása Az épületek energetikai besorolásának meghatározása a 176/2008. (VI.30.) Korm. rendelet és a 7/2006.(V.24.) TNM rendelet elve alapján történik. A jelen számításkor nem az épület hőigényét állapítjuk meg, tekintettel arra, hogy a felmérés alapján az épületek energiafelhasználása adott, hanem az energia felhasználás alapján besoroljuk az épületcsoportokat a minősítési osztályba. Az épületek minőségi osztályba sorolásakor meg kell határozni az épület/lakás primer energia felhasználását. Ezt követően a nettó fűtött alapterület segítségével a fajlagos primer energia felhasználás (összesített energetikai jellemző) határozható meg. Az A/V, felület per térfogataránnyal meghatározott összesített energetikai jellemző határérték megállapítását követően, az összesített energetikai jellemző és a viszonyítási alap (határérték) arányának százalékában kifejezett értéke alapján minőségi osztályba soroljuk az épületet Fűtési és használati meleg víz primer energia igénye A fűtési és primer energiaigény meghatározása a statisztikai adatok kiértékelésénél megadott adatsorok alapján történik. A megadott adatok a fűtésre és használati meleg víz előállításra felhasznált alapenergia, a szolgáltató által számlázottak alapján ismertek. Az adatok alapján a földgáz és szénfelhasználás primer energiaként adottak, tekintettel arra, hogy a primer energiaátalakítási tényezőjük egy. A fa tüzelőanyag, távhő és villamos energia esetében primer energiaátalakítási tényezőt kell alkalmazni. A számításhoz a szükséges energetikai, matematikai átváltás szabályait alkalmazzuk, továbbá a különböző tüzelőanyagok átlagos fűtőértékét és átlagos sűrűségét a szolgáltatói adatközlések alapján Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 86

87 vettük fel. A primer energiaátalakítási tényezőt a fent hivatkozott rendelet alapján határoztuk meg, illetve a távhőszolgáltatás esetén a keszthelyi szolgáltató adataiból számítottuk Primer energiafelhasználás 11 A primer energia felhasználást az alábbi képlettel, határozzuk meg. E=MGáz*Y*HGáz*eGáz+Mvill*Y*eVill+Mfa*Hfa*efa+Mszén*Hszén*eszén+Mtávhő*Y*etávhő Ahol: MGáz = havi gázfelhasználás mennyisége (m 3 /hó) Y = hónapok száma Y = 12 (hó) HGáz = gáz fűtőértéke HGáz = 34 (MJ/m 3 ) 34 MJ/m3 HGáz = 3,6 MJ/kWh = 9, 444 kwh/m3 HGáz = 9,444 (kwh/m 3 ) egáz = gáz primer energiaátalakítási tényezője egáz = 1 Mvill = havi villamos energia felhasználás Mvill (kwh/hó) evill = villamos energia primer energiaátalakítási tényezője Csúcsidőszakban evill csúcs= 2,5 Csúcsidőn kívüli időszakban evill = 1,8 Mfa = fa tüzelőanyag felhasznált mennyisége Mfa = (m 3 /év) Hfa = fa fűtőértéke Hfa = 15,5 (MJ/kg H fa = H faδ fa 3, 6 15, 5 MJ/kg 700kg/m3 = = 3013, 889 3, 6 MJ/kWh Hfa = 3013,889 (kwh/m 3 ) δfa = fa sűrűsége δfa =700 (kg/m 3 ) e fa = fa primer energiaátalakítási tényezője efa = 0,6 M szén = szén tüzelőanyag felhasznált mennyisége Mszén = (q/év) H szén = szén fűtőértéke Hszén = 20 (MJ/kg) 11 7/2006. (V.24.) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 87

88 Hszén= 20MJ 100 kg/q kg = 555, 555 kwh/q 3,6 MJ/kWh Hszén = 555,555 (kwh/q) eszén = szén primer energiaátalakítási tényezője eszén = 1 Mtávhő = távhő felhasznált mennyisége (MJ/hó) etávhő = távhő primér energiaátalakítási tényezője etávhő = 1,306 eterm = gázmotoros energia termelés (< 1 MW) eterm = 0,7529 A távhő primer energiaátalakítási tényezőjének számítása a távhőszolgáltatás elemzésénél végzett számítások alapján került meghatározásra. A fenti képlet alapján minden fogyasztóra számítógépes program alapján meg lett határozva a primer energia éves mennyisége. A felmért területen, tehát a két kistérség éves átlagos primer energia szükséglete: Eátl= kwh/a Ha az előzőeknek megfelelően elvégezzük a kistelepülések, városok és kistérségek szerinti megosztást akkor az alábbi táblázatba foglalt adatokat kapjuk. Fűtési energia felhasználás Átlagos primer energia felhasználás Keszthely kistérség Hévíz kistérség Kistérségek kistelepülései Kistérségek városai Két kistérség mindösszesen Az összefoglaló táblázat alapján látható, hogy a primer energia felhasználás, mint jellemző, összehasonlítható érték kisebb, mint a fűtési, HMV energia felhasználás. Ez abból adódik, hogy jelentős a fa tüzelőanyag felhasználás, amely primer energiaátalakítási tényezője 0,6., továbbá a távfűtött lakások primer energiaátalakítási tényezője is kisebb 1- nél a kapcsolt energia termelés miatt. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 88

89 7.4.2 Épület összesített energetikai jellemzője A felhasznált primer energia alapján megállapítjuk az épület összesített energetikai jellemzőjét, amely a primer energiafelhasználás ás a fűtött alapterület hányadosa. EP = E A N (kwh/m 2 a) Ahol: AN E = Nettó fűtött alapterület = Épület/lakás primer energia felhasználása A meghatározásnál tekintettel, hogy a mért adatok tartalmazzák a veszteségeket, azokkal külön nem kell számolni. A segéd villamos energia felhasználás a teljes adatállomány egy részében szerepel, tehát tartalmazza azt, a többi adat esetén tekintettel arra, hogy az összes energia felhasználáshoz képest elenyésző így azt elhanyagoljuk. Egy átlagos épület összesített energetikai jellemzője a felmérésben megadott adatok alapján került meghatározásra, a két kistérség és az eddig alkalmazott megosztások alapján. Ezt tartalmazza az alábbi diagram. Az egy négyzetméterre eső fajlagos primer energia átlagos mennyisége a városokban a legalacsonyabb, és a kistelepüléseken a legmagasabb. Több mint 80 kwh/m 2 a a különbség. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 89

90 Ez jelentősnek mondható. Ez már most arra enged következtetni, hogy a kistelepülések fajlagos primer energia felhasználás nagysága miatt az épületek hőszigetelése rossz, illetve jelentős a veszteség Összesített energetikai jellemző határértéke 12 Az összesített energetikai jellemző számértéke az épület rendeltetésétől, valamint a felület/térfogat aránytól függ, értéke az alábbiakban közölt összefüggésekkel számítható, illetve az ábrákból leolvasható. Az épületek összesített energetikai jellemzőjének számértéke nem haladhatja meg az épület felület-térfogat aránya és rendeltetésszerű használati módja függvényében a számítási összefüggéssel és diagram formájában is megadott értéket. Lakó- és szállásjellegű épületek Lakó- és szállásjellegű épületek összesített energetikai jellemzőjének megengedett legnagyobb értéke a következő összefüggéssel számítandó: A/V < 0,3 EP = 110 [kwh/m2a] 0,3 < A/V < 1,3 EP = 120 (A/V) + 74 [kwh/m2a] A/V < 1,3 EP = 230 [kwh/m2a] A fenti összefüggéssel megadott értékek az alábbi ábrából is leolvashatók /2008. (VI.30.) Korm. rendelet az épületek energetikai jellemzőinek tanúsításáról Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 90

91 Az energetikai besorolást az épületek átlagos A/V arányára A/V=1,02 alapján megállapított összesített energetikai jellemző értéknél E P = 120 A V + 74 EP=196,14 kwh/m 2 a számoltuk. A kapott eredmény a teljes felmérés átlagában az alábbi diagram tartalmazza. Lakásállomány Lakásállomány (db) az év végén 2010 év A / V Tömbház és Egyedülálló db háztartás emeletes és ikerház ház Keszthely kistérség ,01 Hévíz kistérség ,03 Kistelepülések ,18 Városok ,85 Összesen ,02 Az energetikai minőséget minden esetben a vizsgált épület, illetve önálló rendeltetési egység összesített energetikai mutatójának és a vizsgált épület geometriai méreteivel és rendeltetésével azonos, a minimumkövetelményeknek éppen megfelelő, viszonyítási alapként szolgáló épület, illetve önálló rendeltetési egység összesített energetikai mutatójának százalékban kifejezett arányával kell jellemezni. A vizsgált épület, illetve önálló rendeltetési egység összesített energetikai jellemzője és a viszonyítási alap arányának százalékban kifejezett értéke alapján az önálló rendeltetési egység minőségi osztályának betűjele és szöveges jellemzése a táblázat szerinti. A+ <55 Fokozottan energiatakarékos A Energiatakarékos B Követelménynél jobb C Követelménynek megfelelő D Követelményt megközelítő E Átlagosnál jobb F Átlagos G Átlagost megközelítő H Gyenge I 341< Rossz Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 91

92 A számított jellemző értékeket az alábbi táblázat tartalmazza év A / V FP Keszthely kistérség 1,01 195,53 Hévíz kistérség 1,03 197,47 Kistelepülések 1,18 215,34 Városok 0,85 176,45 Összesen 1,02 196,14 A táblázatból FP átlagérték látható, ha és amennyiben az A/V arány 1,02 az EP=196,14. Épületek összesített energetikai jellemzője Épületek összesített energetikai jellemző határértéke Keszthely kistérség Hévíz kistérség Kistérségek kistelepülései Kistérségek városai Két kistérség mindösszesen A számított energetikai jellemző átlaga az első oszlop, a második a megengedett értéket jelenti. A határértéket mindegyik túllépi. Az energetikai osztályba sorolása két érték hányadosaként százalékban megadott értékkel jellemezhető. Ha elvégezzük a számítást a következő eredményre jutunk. Minöségi osztályba sorolás (%) Keszthely kistérség 196 Hévíz kistérség 197 Kistérségek kistelepülései 215 Kistérségek városai 176 Két kistérség mindösszesen 196 Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 92

93 A vizsgálat alapján az átlagértékeket tekintve egyik sem felel meg az elvárásoknak. Ha nem az átlagot vesszük figyelembe, hanem egyenként vizsgáljuk a statisztikai sokaságot, akkor az EP=196 kwh/m 2 a, értéknél, az besorolás szerinti megoszlást az alábbi táblázat mutatja Energetikai osztályba sorolás alapján a lakás/épület darabszáma a statisztikai sokaságban A+ A B C D E F G H I darab Jobban jellemzi a sokaságot ha, ezt az értéket százalékosan adjuk meg. Energetikai osztályba sorolása két kistéség adatállomány alapján A/V=1,02; E P =196,14 kwh/m 2 a alapján 4,6% 8,3% 15,7% 10,9% 4,2% 1,6% 6,7% 19,0% 15,5% 13,4% A+ A B C D E F G H Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 93

94 Ez alapján látható, hogy a vizsgált sokaságban 19% A+ kategóriás, 13,4% A kategóriás 15,5% B kategóriába, követelménynél jobb, és 6,7 % megfelelő. Összesen 54,7% a megfelel Statisztikai sokaság grafikus illeszkedés vizsgálata 13 Vizsgálva a statisztikai sokaságot, megadjuk az adatok eloszlás és sűrűségfüggvényét. Általában a véletlenszerű statisztikai sokaság normális eloszlású. Ezt a feltételezésünket grafikus illeszkedés vizsgálattal ellenőrizzük Általános vizsgálat Legyen r N, x1,, xr R és x1 < x2 < < xr. A matematikai statisztika alaptétele szerint a tapasztalati eloszlásfüggvény nagy elemszámú minta esetén jól közelíti a valódi eloszlásfüggvényt, azaz ha n a minta elemszáma, akkor F n (x i ) F(x i ), i = 1,, r ahol: F a vizsgált valószínűségi változó valódi eloszlásfüggvénye és n nagy. Ebből F invertálhatóságát feltételezve azt kapjuk, hogy F 1 (F n (x i )) x i, űi = 1,, r, azaz y i = F 1 (F n (x i )) jelöléssel az (xi, yi ) (i=1,,r) koordinátájú pontok körülbelül egy egyenesre esnek Grafikus normalitásvizsgálat Az általános vizsgálati módszert most speciálisan a normális eloszlásra alkalmazzuk Legyen r N, x1,, xr R és x1 < x2 < < xr. Jelölje n a mintarealizáció elemeinek a számát és ki az xi -nél kisebb elemek számát a mintarealizációban. Ekkor F n (x i ) = k i. Ha teljesül, hogy a vizsgált valószínűségi változó normális eloszlású, n m várható értékkel és σ szórással, akkor k i n Φ (x i m ), i = 1,, r σ 13 Tómács Tibor: Matemetikai statisztikai gyakorlatok Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 94

95 azaz Φ 1 ( k i n ) 1 σ x i m, i = 1,, r σ Így y i Φ 1 ( k i ) jelöléssel az (xi; yi) (i = 1,, r) koordinátájú pontok körülbelül egy n olyan egyenesre esnek, melynek 1 a meredeksége és - m értéknél metszi a függőleges σ σ tengelyt. Megvizsgáljuk a legkisebb és legnagyobb értékét a mintarealizációnak a =MIN (A:A) és =MAX(A:A) függvényekkel. Ezt követően meghatározzuk R beosztását. Ezt követően az Excel alábbi képlet segítségével kiszámoljuk az y=φ 1 ( k i n ) értékeket. =INVERZ.STNORM (DARABTELI(A:A;"<"&B1)/DARAB(A:A)) Az energetikai minőségi osztályba sorolás adatainak elemzése minimum érték: 13 maximum érték: 650 A minimum és maximum értékek alapján az x értékeinek a minőségi osztályba sorolás értékeit adjuk, majd az y értékeket meghatározzuk. x y 50-1, , , , , , , , , , Grafikusan ábrázolva az alábbi diagramot kapjuk: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 95

96 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Adatsor1 Lineáris (Adatsor1) Log. (Adatsor1) 0-0, ,5 A trendvonal felvételével látható, hogy egy egyenes nem jól közelíti a kapott pontokat. Ha egy logaritmikus trendvonalat fektetünk a grafikai pontokra, az teljesen kielégíti az elvárásainkat. A fentiek alapján megvizsgáljuk hogy az eloszlás exponenciális jelleget vesz-e fel Grafikus exponencialitás vizsgálat Az előző megoldás jelöléseit használva, ha teljesül, hogy a vizsgált valószínűségi változó exponenciális eloszlású λ paraméterrel, akkor azaz k i n 1 e λx i, i = 1,, r ln (1 k i n ) λx i, i = 1,, r Így y i ln (1 k i ) jelöléssel az (xi, yi) (i=1,,r) koordinátájú pontok körülbelül egy n olyan egyenesre esnek, melynek λ a meredeksége és átmegy az origón. Ez előzőekben leírtak alapján excel alábbi képletének segítségével kiszámoljuk az értékeket. =LN(1-DARABTELI(A:A;"<"&B1)/DARAB(A:A)) A számítás eredménye táblázatban: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 96

97 x y 50-0, , , , , , , , , ,43775 A táblázati értékek grafikusan ábrázolva Adatsor1 Lineáris (Adatsor1) -5-6 y = -0,0119x -7 A grafikus elemzés alapján állíthatjuk, hogy az eloszlás exponenciális, és a λ a meredekség, ez pedig leolvasható a trendvonalról λ = -0,0119. A sokaság várható értéke és szórása σ = 1 λ Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 97

98 Tengelycím Tengelycím Energetikai minőségi osztályba sorolás sűrűségfüggvénye 0,012 0,01 0,008 0,006 0,004 Energetikai minőségi osztályba sorolás sűrűségfüggvénye 0, Tengelycím 1,2 Energetikai minőségi osztályba sorolás eloszlásfüggvényeű 1 0,8 0,6 0,4 Energetikai minőségi osztályba sorolás eloszlásfüggvénye 0, Tengelycím A várható érték és a szórás : 84,03, ami a megfelelő kategóriába esik. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 98

99 7.4.5 Energetikai osztályba sorolás területi összehasonlítása Az előző fejezetben leírt energetikai osztályba sorolást elvégeztük a már ismert felosztásban a kistérségek és település jellege szerint. Fontos megjegyezni, hogy a sokaságban a települések jellege és a két kistérség között is az A/V arány eltér, hiszen az épületek összetétele eltér egymástól. Ha a különböző felosztásokat a teljes statisztikai sokaság átlagához viszonyítjuk, akkor az alábbi jobboldali ábrát kell nézni, ellenben ha reális képet akarunk és a felosztás saját A/V arányhoz, illetve ebből adódó EP megengedett értékhez viszonyítunk, akkor a bal oldali ábrát kapjuk. Látható, hogy amennyiben a településcsoportra jellemző határértékhez viszonyítunk (bal oldali ábra), akkor a vizsgált épületek kisebb mértékben felelnek meg a minőségi osztályba sorolás esetén, mintha az egész statisztikai sokaság átlagához viszonyítanánk. Természetesen véleményünk szerint a valóságot jobban közelíti a saját határértékhez történő viszonyítás. így a településcsoportokat most így hasonlítjuk össze. Az alábbi ábra a már alkalmazott felosztás szerint mutatja az arányokat. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 99

100 A fentiek alapján a városok 58%-ban, kistelepüléseken 46,8%-ban, Hévíz kistérségben 51,9%-ban, Keszthely kistérségben 55,9%-ban felelnem meg az épületek energetikai szempontból. A városok és kistérségek közötti 12% különbség a várakozásnak megfelel, hiszen az épület állapotfelmérés eredményével és szigetelés felméréssel összhangban van. Érdekes eredményt kapunk amennyiben az egyedülálló és ikerházakat vizsgáljuk és hasonlítjuk össze a tömb és emeletes házakkal. Ebben az esetben az eredeti A/V arányokat vesszük figyelembe, amelyet már az előzőekben az arányosításhoz használunk. Ezek a mutatók az alábbiak: A/V F P Egyedülálló és ikerház Tömbház és emeletes ház Egyedülálló és ikerház 1,2 0, Tömbház és emeletes ház A fenti két diagramból az tűnik ki, hogy az emeletes és tömbházak százalékos arányban rosszabb hőtechnikai jellemzőkkel rendelkeznek. Egyébként az országos felmérések is ezt támasztják alá. Tömb és emeletes házak esetén csak 28,07 % felel meg a követelményeknek, még családi házak esetén (egyedülálló és ikerház) 56,36%, tehát a tömb és emeletes házak esetén valamilyen beavatkozás szükséges. Ezen a tényen valamit finomít, hogy a tömbházak egy része távfűtéses és a távfűtés primer energiaátalakítási tényezője magasabb az országos átlagnál, illetve a rendeletben megadottnál. Ebből adódik hogy a későbbiekben érdemes megvizsgálni a tömbházak, illetve távfűtéses házak egészét is. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 100

101 A családi házak esetén teljes az összhang az előzőekben már leírt épületminőség és épületszigetelés vonatkozásában. Itt az épületállomány kicsit kevesebb, mint felénél szükséges valamilyen intézkedés. Érdekes kérdés lehet ebben az esetben a fatüzelésnél alkalmazott primer energiaátalakítási tényező szerepe, hiszen ez ebben az esetben javított az épületjellemzőkön. Ha vizsgáljuk az egyedülálló és tömbházas lakástípusok esetén a minőségi osztályba sorolás megoszlását, hasonlóan az előzőekhez exponenciális megoszlást tapasztalunk. A vizsgálat a már leírt grafikus módszerrel az alábbi eredményt adja. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 101

102 8 A felmérés alapján szükséges beavatkozás A vizsgálat során megállapításra került az épületek/lakások primer energia felhasználása, az épület összesített energetikai jellemzője és a minőségi osztályba sorolás. A következő vizsgálatban arra keressük a választ, hogy hol szükséges beavatkozás és milyen jellegű. Fontos hogy leszögezzük azt, hogy amennyiben, a lakások épületek energia megtakarítását nem határozzuk meg, illetve nem mondjuk meg a ténylegesen szükséges energia felhasználást, addig nincs értelme megújuló energia tervezését elvégezni, tekintettel arra, hogy egy esetleges túlméretezés pl. a segédenergia felhasználás miatt akár többletenergia felhasználást is jelenthet, de mindenesetre a hatékony gazdasági működés feltételei nem lesznek adottak. Ha vizsgáljuk az adatbázist az alapján a következő megállapításokat tehetjük: Az épület összesített primer energia felhasználás közel 20 %-al alacsonyabb ott ahol az épület szigeteléssel rendelkezik. Ezt tartalmazza az alábbi tábla: Épület összesített energetikai jellemzője villamos energia felhasználás nélkül Nincs szigetelés Van szigetelés 57% 4% 19% 12% 244, ,31158 Azokban a lakásokban, épületekben ahol a felmérés során bejelölték, hogy van valamilyen épület-szigetelés ott az épület összesített energetikai jellemzője EP=197,31 kwh/m 2 a, míg ahol semminemű szigetelés sincs ott EP=244,71 kwh/m 2 a. Ez alapján fontos leszögeznünk, hogy az épületszigeteléssel nem rendelkező házak esetében, a megújuló energia felhasználása előtt vagy azzal egy időben el kell végezni az épület utólagos hőszigetelését. A felmérés alapján a hőszigetelések tekintetében megállapítottuk, hogy az épületek 50 % nem rendelkezik hőszigeteléssel. A két kistérség energia felhasználását tekintve meghatároztuk az összes energia felhasználást. Ha figyelmen kívül hagyjuk, hogy az összes energia felhasználásba már a kedvezőbb felhasználás is szerepel, tehát a szigetelt házak javítják az értéket, így a biztonság javára térünk el. Az alábbi megtakarítás lehet elérhető a két kistérségben, csak a külső hőszigetelések beépítésével: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 102

103 Szigeteléssel nem rendelkező épületek energia felhasználása Megtakarítás a hőszigeteléssel Megtakarítás Ftban ha gázegyenértéke n számolunk Szigetelendő ház db szám Szigetelés bekerülési kölstsége Megtérülés kwh/év kwh/év Ft/MJ db mft év jellemző adat 50% 19% 4,30 50% Kistérségek összesen , ,00 A számítás az épületállomány 50%-át veszi figyelembe mint nem szigetelt épületet amelyenél 19% megtakarítás érhető el külső hőszigeteléssel. A fűtési költségnél a földgáz jelenleg érvényes átlagárát vettük figyelembe 4,30 Ft/MJ értékkel. A hőszigetelés kivitelezésénél 8 cm es szigetelés réteget vettünk alapul, így Ft költséggel számolunk épületenként. A kistérségben jelentős MWh/év megtakarítás érhető el jelentős 11,6 milliárdos beruházással, 15 éves megtérüléssel. Ettől azonban csak jobb lehet a megtérülés. Ha az alapenergia hordozó szerint vizsgáljuk az épületek összesített energetikai jellemzőit, akkor azt tapasztaljuk, hogy közel azonos értéket mutatnak a fa energia hordozót felhasználók kivételével. Itt több feltételezést is tehetünk. Egyik esetben a adatszolgáltatók nem tudtak egzakt választ adni a tényleges felhasználásra, vagy a másik eshetőség hogy olyan berendezéseket használnak amely nem csak fűtési célt szolgál, illetve nagyon rossz hatásfokú berendezések lehetnek. Épület összesített energetikai jellemzője villamos energia felhasználás nélkül Földgáz energia hordozó Fa energia hordozó Szén energia hordozó villamos energia hordozó 244, , , , , ,3304 Ez alapján megállapíthatjuk, hogy a kistérségekben feltétlenül fontos a meglévő tüzelőberendezések felülvizsgálata, különösen a fatüzeléses berendezéseknél. Itt a többi tüzelőberendezéshez viszonyítva a fa tüzeléses berendezések esetén 38%-os megtakarítási lehetőség adódhat. ε = E P fa E p gáz = 280, ,660 = 1,388 Ahol: EP fa Épület átlagos összesített energetikai jellemzője fa alapenergia hordozót felhasználók esetén Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 103

104 Ep gáz ε Épület átlagos összesített energetikai jellemzője gáz alapenergia hordozót felhasználók esetén Arányszám Ha az épület építési éve szerint elemezzük az összesített átlagos energetikai jellemzőt, látjuk azt amit feltételezhetünk, hogy a az 1980 év előtt épült épületek átlagos összesített energetikai jellemzője jóval magasabb a 2006 után épültekénél. Épület összesített energetikai jellemzője villamos energia felhasználás nélkül 2006 után előtt 7, , , , , , , , ,4256 A táblázat az évenkénti vizsgálatot mutatja, amelyből jól látható, hogy minél korábban épült a ház az energetikai jellemzője annál rosszabb. Az 1980-as évek előtt készült épületek átlagos jellemzője 66%-al rosszabb, mint a 2006 után épülteké. Az 1980 és1994 között épült épületek esetén ez 52,6 %. Következetés és javaslat. Minden 1994 előtt épület felülvizsgálatát el kell végezni tekintettel arra, hogy itt jelentős energia megtakarítás érhető el. Ha ugyanekkor vizsgáljuk az épületek minőségi besorolását, akkor hasonló eredményre jutunk: Minöségi osztályba sorolás, ha a megengedett összesített energetikai mutató 196,14 az A/V arány 1,02 értéknél 2006 után előtt 99, , , , , % 61% 57% 48% Az eredmény hasonló azonban jól látszik, hogy az energetikai minőségi követelményeknél már a 2005 év előtti épületek esetén kell a vizsgálatot végezni, hiszen még itt is csupán 61% felel meg az előírásoknak. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 104

105 Ha az épület nyílászáróinak állapotát vizsgáljuk, és eszerint adjuk meg az épület energetikai jellemző átlagos értékét, akkor az alábbi táblázat eredményét kapjuk. Épület összesített energetikai jellemzője villamos energia felhasználás nélkül szigeteletlen hőszigetelt műanyag keretes fémkeretes fakeretes 90% 61% 57% 48% Látható, hogy a szigeteletlen nyílászárók esetén az összesített energetikai jellemző átlagos értéke 22 %-al magasabb, de a fémkeretes nyílászárók a legkritikusabbak, azoknak 24%-al rosszabb az energetikai jellemzője. Összefoglalva: A felmérés megerősítette, hogy az épületek energetikai felülvizsgálata minden esetben szükséges. A felülvizsgálat során kiemelten kell vizsgálni a 2005 év előtt épült épületeket. Az épületek fűtőberendezéseinek felülvizsgálatát el kell végezni. Az épületek hőszigetelését és nyílászáróinak felülvizsgálatát és szükséges cseréjét el kell végezni. A fém és szigeteletlen nyílászárók cseréjét mindenképpen el kell végezni, más esetben vizsgálni kell a nyílászárók állapotát és cseréjének szükségességét. 9 Termelő szektor energia felhasználása 9.1 VÜZ Nonprofit kft távhő üzletágának elemzése Távhőszolgáltatási rendszer rövid bemutatása A VÜZ Nonprofit Kft egyik jelentős tevékenysége Keszthely városában a távfűtési közszolgáltatás. A távfűtés az elmúlt időszakban jelentős változásokon ment keresztül, és az elkövetkezendő időszakban további változtatások szükségesek. A távhőszolgáltatásban lakás, és több intézmény számára biztosítja a VÜZ Nonprofit Kft a fűtéshez és használati meleg vízhez szükséges hőt. A távhőszolgáltatáshoz szükséges hő előállítását is a szolgáltató végzi, így a VÜZ Nonprofit Kft távhő termelő és távhőszolgáltató is egyben. Az elmúlt évek fejlesztései során jelentős eredmény keletkezett a kapcsolt hő- és Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 105

106 villamosenergia berendezés beruházásának megvalósításával, illetve üzembe helyezésével. A távhőszolgáltatás így kiegészült villamosenergia termeléssel, amely megtermelt villamosenergiát a közüzemi hálózaton keresztül értékesítette a Kft, a törvény által megadott keretek között Gazdasági elemzés alapvetése és elve A gazdasági elemzés alapvető célja, hogy meghatározza a rövidtávú és hosszú távú gazdaságos működését a távhőszolgáltatásnak. Ezen belül rámutat a különböző energiatermelő berendezések gazdaságos üzemeltetésére. Meghatározza a év és előző évek energia felhasználása alapján a rendszer veszteségeit, energiamérlegét. Az elemzés tényszámokra épül és tekintettel arra, hogy az egész rendszer minden pontján, illetve az átalakítási pontokon nincs kialakítva mérőműszer, így bizonyos alapvetéseket feltételezünk. A feltételezés természetesen nagymértékben nem befolyásolja a kialakított véleményt, az abszolút értékben meghatározott veszteség, illetve hatásfok pedig tényszámokon alapul. Az elemzés minden olyan számítást, amelyhez rendelkezésre állt tényadat, ezen tényadatok figyelembevételével határozott meg és ezekből került levonásra a megfelelő következtetés Tényadatok meghatározása A távhőszolgáltatónál tényadatként rendelkezésre áll a kapcsolt energiatermelő berendezés összes ki- és bemenő energia felhasználása. Rendelkezésre áll a távhőszolgáltató összes energiafelhasználása. A szolgáltató tekintettel arra, hogy a díjfizetés a távhőtörvény alapján mérés szerint történik, így rendelkezésre áll a fogyasztók számára értékesített felhasznált fűtési energia és használati melegvíz mennyisége. Az eladott villamosenergia mérés szerint történik, így ezen adatok szintén rendelkezésre állnak. A számítás tekintettel arra, hogy a fenti adatok havi bontásban állnak rendelkezésre, így az elemzés havi adatok lebontásával és ezek összegzésével történik Gázfogyasztás és gázköltség alakulása A évi gázmennyiség és gázköltség fűtőművenkénti felhasználását mutatja az alábbi tábla. A gázfogyasztást a két nagy fűtőműben a kapcsolt energiatermelő berendezés működési módja, illetve a külső hőmérsékletből eredő fűtési igény határozza meg nagymértékben. A Vaszary úti fűtőműben tekintettel arra, hogy ez csak távhőszolgáltatás, a felhasználásra csak az időjárás és a lakossági melegvíz felhasználás van hatással. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 106

107 Gázfogyasztás 2011 évben 2011 Fodor utcai fűtőmű Vásár téri fűtőmű 2011 Vaszary 2011 Gázmenny. Hőmenny Gázmenny. Hőmenny Gázmenny. Hőm. nem háztartási m3 MJ m3 MJ m3 MJ Január összesen Február összesen Március összesen Április összesen Május összesen Június összesen Július Augusztus Szeptember Október November December Összesen: Hőenergia értékesítés Értékesített hőenergia meghatározása A VÜZ Nonprofit KFT távhőszolgáltató diviziója egyben távhő termelő és távhő értékesítő. A távhőszolgáltatásban a jogszabályoknak megfelelően minden fogyasztó felé hiteles mérőeszközök kerültek beépítésre. A fűtési hőmennyiséget hőmennyiségmérőkkel, a használati meleg vizet pedig vízmérő órával mérik. A használati melegvíz hőmennyiségének meghatározásánál ugyanazt a képletet alkalmaztuk, amelyet a díj alkotásnál, tehát a díjalkotásnál alkalmazott 1 m3 vízfelmelegítéshez szükséges hővel számoltunk itt is. A fűtési hőmennyiségmérők társasházanként, hőfogadónként kerültek kiépítésre, így minden társasház fogyasztása külön-külön mérhető. A melegvíz mérők a lakásokban kerültek beépítésre, így a melegvíz hőmennyiségénél jelentős szerepet játszik a hőközpont és lakások közötti folyamatos cirkuláció is Átlagosan értékesített fűtési hőenergia Az értékesített fűtési hőenergia 5 éves átlagos mennyiségét tartalmazza az alábbi táblázat. Tekintettel arra, hogy a fűtési hőenergia felhasználása elsősorban a külső hőmérséklettől, tehát az időjárástól függ, ezért egy hosszabb távú átlagos szám meghatározása pontosabb számítási eredményt ad a várható felhasználásra. A fűtési hőenergia átlagos felhasználása Fodor utcán GJ míg a 2011-es fogyasztás GJ, a 2009-es GJ, a Vásártéren 2011-ben 9141 GJ, 2010-ben GJ. Ebből látszik, hogy még fűtőművenként is más-más az éves felhasználás, így az 5 éves átlag egy biztos számítási alapot ad számunkra. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 107

108 Értékesített használati meleg víz Az értékesített használati melegvíz felhasználásánál tekintettel arra, hogy a használati melegvíz felhasználás évről-évre a lakossági takarékossági intézkedések hatására csökken az utolsó 3 év átlagos felhasználását vettük figyelembe. A használati melegvíz felhasználást víz m 3 -ben adtuk meg, melyet a lakásokban elhelyezett vízmérők alapján kiállított számlák összesítéséből határoztuk meg Villamos energia eladás A villamos energia eladást a évi tényadatokat figyelembe véve határoztuk meg. A villamos energia termelés, és értékesítés adatait az alábbi táblázat mutatja. A táblázatból jól látható az első és második féléves téli időszakban mutatkozó termelés különbsége, amely második féléves termelés már az új jogszabályi környezethez próbált igazodni. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 108

109 Villamos energia termelés január február március április május június július augusztus szeptember október november december Összesen Fodor kw kw kw kw átlag kw Vásárttér kw kw kw kw átlag Összesen Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 109

110 Energia felhasználás meghatározása Az energia felhasználás meghatározását a év tényleges energia felhasználása alapján határoztuk meg. Itt nem alkalmaztuk az előző évek átlagos számait, tekintettel arra, hogy elsődleges cél a veszteségek meghatározása volt és ezen veszteségek meghatározását követően az átlagos számokat figyelembe véve határoztuk meg a várható energia felhasználást. Az energia mérleget a vásárolt hiteles mérőn mért energia és szintén hiteles mérőn mért eladott energia alapján mutatjuk be. A bemenő és a kimenő adatok tényadatok. Ezen felül pontos információnk van a kapcsolt energia termelő berendezés működéséről, hiszen, itt a bemenő és kimenő adatok is hiteles mérőn mért adatok. Ennek felhasználásával a távhőszolgáltatásba bemenő összes energia két részre oszlik, a gázmotorba bemenő adatok amelynek mind a bemenő, mind a kimenő adatai hiteles mérőn mértek a kazánba bevitt gáz a főmérő és gázmotoros mérők különbsége alapján adódik. Természetesen a számításnál fűtőművenként kerültek meghatározásra ezen számok, azonban hatásfok és veszteség tekintetében a távhőszolgáltató összességét vizsgáltuk, tehát ezen adatoknál az összes fűtőmű adatait összegeztük és így számoltuk. A kimenő átadott energia a már említettek szerint a szintén hiteles mérők összegzése alapján került meghatározásra. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 110

111 A 2011 év tényadatai alapján meghatározott energia mérleg és veszteségek Felhasznált gázenergia m GJ Gázmotorba bevitt gáz Kazánba bevitt gáz GJ ν felh 16 % ν gázm 24 % m GJ m GJ Gázmotorral termelt villamos energia Gázmotorral termelt hőenergia Kazán által előállított hőmennyiség MWh GJ GJ GJ Távhőszolgáltatónak átadott hőmennyiség GJ Távhőszolgáltató által értékesített lakossági fűtési hőmennyiség Távhőszolgáltató által értékesített lakossági használati melegvíz Távhőszolgáltató által értékesített intézményi fűtési hőmennyiség GJ víz m GJ GJ Kazánéves telepi veszteség GJ ν felh 5 % ν kazán 15 % GJ ν felh 17 % ν bevitt 31 % Szállítási, cirkulációs és HMV előállítási veszteség Távhőszolgáltató által értékesített intézményi használati melegvíz 856 víz m GJ Ahol: νfelh veszteség a felhasznált energiára vetítve νgázm veszteség a gázmotorba bevitt energiára vetítve νkazán veszteség a kazánba bevitt energiára vetítve νbevitt veszteség a távhőrendszerbe bevitt energiára vetítve Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 111

112 A fenti diagram alapján jól számolható a gázmotor hatásfoka, illetve meghatározható a vesztesége. Ezt mutatja az ábra bal felső részében lévő felfelé mutató nyíl. A kazánok éves tüzeléstechnikai hatásfoka alapján, amely kötelező környezetvédelmi mérésen alapul, meghatároztuk az éves kazántelepi hatásfokot, ez 85 %. A kazánba bemenő energia és a hatásfok alapján meghatároztuk a kazánból átadott hőt, amelyhez hozzáadva a gázmotorral megtermelt mért hőmennyiséget, megkapjuk a távhőszolgáltatásnak a távhő termelésből átadott hőmennyiségét. Az összes átadott hőmennyiség és az értékesített hőmennyiség közötti különbség adja a szolgáltatás teljes hőveszteségét. Ez a hőveszteség több tényezőből tevődik össze, így többek között csővezetéki hőveszteség, hőközponti átalakítási hőveszteség, melegvíz előállítási, tárolási és csővezetéki hőveszteség, a melegvíz cirkulálásából adódó hőveszteség, és a hőfogadók hővesztesége. Ezek a jelenlegi számítás megállapításánál külön-külön nem szükségesek, azonban nagyságrendileg az összes bevitt energiához mérten ez 17% veszteség, az átadott hőmennyiséghez képest pedig 31%. A szolgáltatásba bevitt és eladott 31%-os veszteség jelentős része, amely a nyári hőtechnikai elemzésből kiderül, a használati melegvíz előállítása és cirkulációja következménye. A későbbiekben ezt a veszteséget 18%-ban csővezetéki, 13%-ban hőközponti veszteségként határoztuk meg. Kapcsolt energiatermelő berendezés hatásfoka megfelel a jogszabályi és gépkönyvi előírásoknak, a bevitt energia 38,2%-a villamosenergia, 37,3%-a hőenergia előállításra fordítódik, 23,5%-a a veszteség Értékesített lakossági és intézményi fogyasztók fűtési és meleg víz felhasználása Összesen Értékesített energia Fodor Fűtési energia Lakossági GJ Egyéb GJ Uszoda GJ HMV Lakossági m Egyéb m3 168 Vásártér Fűtési energia Lakossági GJ Egyéb GJ HMV Lakossági m Egyéb m3 647 Vaszary Fűtési energia Lakossági GJ Egyéb GJ 0 HMV Lakossági m Egyéb m3 41 Összesen Fodor Fűtési energia Lakossági GJ Egyéb GJ HMV Lakossági GJ Egyéb GJ 35 Összesen Vásártér Fűtési energia Lakossági GJ Egyéb GJ HMV Lakossági GJ Egyéb GJ 135 Összesen Vaszary Fűtési energia Lakossági GJ Egyéb GJ 0 HMV Lakossági GJ 451 Egyéb GJ 8 Összesen Összesen GJ m Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 112

113 Az értékesített lakossági és intézményi energia felhasználását mutatja GJ-ban és gázm3- ben a fenti táblázat. Ez alapján az eladott és értékesített hőenergia GJ, és gázm A távhőszolgáltatás energia szükséglete Távhőszolgáltató által lakosságnak eladott hő előállításának lehetőségei és energetikai jellemzői Kapcsolt energia termelés esetén Csak kazánüzem Felhasznált gázenergia Gázmotorba bevitt gáz Kazánba bevitt gáz Gázmotorral termelt villamos energia m GJ m GJ m GJ MWh GJ Gázmotorral termelt hőenergia GJ GJ Gázmotor átalakítási vesztesége % 24% Kazán éves telepi veszteség % 15% 15% GJ Kazán által előállított hőmennyiség GJ Összes átalakítási veszteség GJ (kazán+gázmotor) Átalakítási veszteség a bevitt energiára % vetítve 21% 15% Távhőszolgáltatónak átadott hőmennyiség GJ Távhőszolgáltató által értékesített lakossági GJ fűtési hőmennyiség Távhőszolgáltató által értékesített lakossági használati melegvíz Távhőszolgáltató által értékesített intézményi fűtési hőmennyiség Távhőszolgáltató által értékesített intézményi használati melegvíz víz m GJ GJ víz m GJ Össes értékesített hőmennyiség GJ Szállítási, cirkulációs és HMV előállítási veszteség GJ Szállítási, cirkulációs és HMV előállítási veszteség a bevitt energiára vetítve Szállítási, cirkulációs és HMV előállítási veszteség az átadott hőenergiára vetítve Összes veszteség % 17% 27% % 31% 31% GJ % 38% 42% Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 113

114 A fentiekben meghatározott energia mérleg alapján számítottuk a távhőszolgáltatásban betáplálni szükséges hő- és gázmennyiséget, melyet a fenti táblázat mutat. Ez alapján csak kazán üzemi hő előállítás esetén a szükséges bevitt energia GJ. A számítás meghatározásánál a már említett 15% kazán éves telepi veszteséget és 27% szállítási, tárolási, átalakítási és cirkulációs veszteséget vettünk figyelembe. A táblázatból levonhatjuk azt a következtetést, hogy a kapcsolt energia ellátással biztosított távhőszolgáltatás kedvezőbb, kisebb veszteség adódik. Az távhőszolgáltatás rendszer hatásfokát havi bontásban az alábbi diagram mutatja. A távhőszolgáltatásban a legkisebb hatásfok a nyári időszakban adódik, amikor a fűtési hőfelhasználás nulla, és csak HMV előállítása történik. Megállapíthatjuk, hogy a nyári időszakban a HMV előállítását a rossz hatásfok miatt, célszerű más módon biztosítani. Itt elsősorban a decentralizált napkollektoros meleg víz előállítása gazdaságos. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 114

115 9.1.5 Távhőszolgáltatásban résztvevő lakások energia felhasználása és összehasonlítása központi gázfelhasználással A távhőszolgáltatásban résztvevő egyik fogyasztói csoport lehetőséget biztosít arra, hogy megvizsgáljuk, hogy hogyan alakul a fajlagos primer energia felhasználás távhőszolgáltatás esetén illetve gázfűtés esetén. A vizsgált csoport egy három társasházi épületből álló, középső épületben elhelyezett kazánnal hőközponttal. A középső épületből szigetelt csővezetéken történik a fűtővíz és HMV biztosítása. A HMV előállítás a kazántérben elhelyezett hőközpontban történik a kazánüzemmel hőcserélő közbeiktatásával, hőtárolóval. A HMV biztosítása cirkulációs vezetéken történik. A vizsgált épületcsoportnál tekintettel arra, hogy adott a gázfogyasztás adata, illetve adottak az épületek fűtési hőfogyasztásai, HMV fogyasztás a távhőszolgáltatás alapján. A fentiek alapján meghatározásra került távhőszolgáltatásként és gázkazánnal történő hőbiztosításként a fajlagos primer energia felhasználás. Az eredményt az alábbi táblázat mutatja. Épületek gázfelhasználása lak. fűtés lakossági hmv. köz. fűtés Eladott energia közületi hmv. összesen háztarttási egyéb felhasználás felhasználás Hatásfok bevitt és eladott energia Fűtött légköbméter Összes felhasznált primer energia távhőszolgáltatás esetén efűtőművi távfűtés=2,6 Összes felhasznált primer energia tömbfűtés esetén eelektromos áram=2,5 Fajlagos pimer energia felhasználás Távfűtéssel Tömbfűtéssel m 3 MJ GJ m 3 GJ GJ m 3 GJ GJ GJ GJ m 3 m 2 kwh kwh kwh kwh kwh kwh/m 2 a kwh/m 2 a január , , ,5% február , , ,4% március , , ,4% április , , ,0% május , , ,6% június , , ,3% július , , ,9% augusztus , , ,2% szeptember , , ,0% október , , ,4% november , , ,2% december , , ,5% Összesen ,1% Fűtött alapterület Fűtés hőfelhasználás HMV hőfelhasználás Elektromos energia Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 115

116 Felvéve az épület nagysága és elrendezése alapján az A/V (felület / térfogat) arányt A/V=0,9 értékre, a megengedett határérték E P = 120 A V + 74 = 120 0, = 182 kwh/m2 a Az épület minőségi osztályba sorolása A felhasznált gázenergia és villamos energia szerint E= 249 kwh/m 2 a E = 249 = 1,37 = 137% E P 182 A távfűtésben regisztrált eladott és az épület fűtésére, melegvíz felhasználására fordított hő alapján E=223 kwh/m 2 a E = 223 = 1,23 = 123% E P 182 Az épületek egyik módon sem felelnek meg az előírásoknak, megerősítve a statisztikai felmérés alapján kapott eredményt, miszerint a szigeteletlen épületek a minőségi osztályba sorolásnál alacsonyabb kategóriába sorolandók a C kategóriánál. 9.2 Szállodák energia felhasználása A vállalkozói szektor energia felhasználásának elemzése és a megújuló energia hasznosításának a lehetősége, a vállalkozói statisztikai felmérés fejezetben leírt problémákba ütközik. Konkrétan abba a problémába, hogy a jelenlegi vállalkozások vagy nem fordítanak kellő hangsúlyt az energia felhasználásra, vagy nem rendelkeznek megfelelő szakemberrel. A probléma valószínűleg mindkét okra visszavezethető. Jelen stratégiai anyag elkészítésénél már az adatok biztosításánál, azok elérhetőségénél kezdődik a gond. A statisztikai felméréskor is kiderült egyetlen kérdőívet sem küldtek vissza a vállalkozások, és személyes megkeresés vált szükségessé, így a részletesebb energetikai felmérés elvégzéséhez szükséges adatok sem állnak rendelkezésre. Amely vállalkozás legalább a könyveléséből elő tudja venni a számlákat, ott is kiderül, hogy annak elemzése figyelemmel kísérése nem történik energetikai szakmai szemmel, csupán a számla helyességét vizsgálják. A következőben egy a térségre jellemző vállalkozás (szálloda) energetikai vizsgálatát kíséreljük meg a rendelkezésre bocsátott adatok alapján. A szálloda m 2 fűtött alapterületű, és m 3 fűtött légterű emeletes épületben található. A szálloda konyhája elektromos üzemű, a wellness hotel rendelkezik termál vizű gyógyfürdő részleggel, és külön egy édesvízi wellness centrummal, élménymedencékkel. A szállodában nincs megújuló energia hasznosítás, és kapcsolt energia-termelés. A fűtési és melegvíz szolgáltatási rendszer működtetéséhez szükséges hőt kazánüzem biztosítja. A termál víz megfelelő hőfokon tartásához a plusz hőt szintén a kazánüzem adja. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 116

117 Az adatszolgáltatás során a következő adatok állnak rendelkezésre: HHV. Termál Gáz Áram m 3 m 3 m 3 kwh Összesen HHV. Termál Gáz Áram m 3 m 3 m 3 kwh Összesen (1-9 hó) Az adatok összehasonlítását a könnyebb elemzés miatt diagram alapján tesszük meg: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 117

118 9.2.1 Földgáz felhasználás elemzése A földgáz felhasználást havi bontásban mutatja az alábbi ábra. Jól látható, hogy a két év energia felhasználása csaknem egybe esik tehát a kapott adatokkal történő számítás megfelelő eredményt mutathat. Figyelemre méltó a nyári gázfelhasználás jelentős mértéke, amely a nyári 3 havi átlagos felhasználás alapján m 3 /hó. A nyári hőfelhasználás a HMV előállításra, termál víz melegítésre, wellness részleg fürdőjének vízfelmelegítésre és fűtésre fordítódik. Érdekes hogy a szálloda az elmúlt időszakban fejlesztésen esett át, azonban a hőellátásban jelentős változás nem volt. Az éves HMV, és vízfelmelegítésre fordított hőmennyiséget vehetjük állandónak a nyári időszak felhasználása alapján G gáz év = G gáz hó h = = m 3 földgáznak felel meg, amely az éves fogyasztás 48%-a. Egyszerűség kedvéért a földgáz fűtőértékét 34 MJ/m 3 -nek véve a felhasznált éves hőmennyiség Qgáz = MJ Az erre a célra felhasznált gáz költsége, átlagos egységárat figyelembe véve, amely vállalkozások esetén 3,55 Ft/MJ, KHMV, fürdő= Ft/év Figyelembe véve az átalakítási veszteségeket, amelyet most felveszünk éves átlagos szinten 15 %-ra, a szükséges hőmennyiség a HMV előállításra és vízfelmelegítésre QHMV, fürdő= MJ Látható, hogy egy egyszerű számítás esetén is kimutatható, hogy a rendszerben valamilyen hőhasznosító közbeiktatása és megújuló energia hasznosítása jelentősen csökkenthetné a költségeket. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 118

119 9.2.2 Villamos energia felhasználás: A villamos energia felhasználás havi fogyasztási értékeit az alábbi ábra szemlélteti: A villamos energia felhasználási görbéje, két időszak átlagos felhasználását mutatja meg, a nyári időszak, ahol az épület klimatizálása miatt jelentős növekedés tapasztalható a téli fogyasztási adathoz képest. Vátl.tél= kwh/hó; Vátl.nyár= kwh/hó. A nyári hónapok többletenergia felhasználása Vátl.kül= kwh/hó. A villamos energia felhasználás költsége éves szinten megközelítőleg 35 Ft/kWh egységárat feltételezve Ft/év A költség nagysága miatt itt is feltétlenül részletes vizsgálat szükséges, a villamos energia nagyságrendje miatt. Érdemes elgondolkodni a nyári-téli hőfelhasználás és a villamos energia egyidejű felhasználása mellett valamilyen kapcsolt termelés lehetőségén. Ezen számítások elvégzése már részletesebb elemzést igényel. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 119

120 9.2.3 HMV felhasználás és termálvíz felhasználás A HMV és termálvíz felhasználást mutatja az alábbi ábra a HMV felhasználás egyenletes eloszlást mutat. A havi 4000 m 3 felhasználása szintén jelentős. Ennek összetétele nem ismert, hogy mennyi az ivóvíz minőség mennyisége, és mennyi az esetleges uszoda vízutánpótlás és egyéb felhasználás. Részletes elemzéssel itt is feltárható valamilyen megtakarítás. A termálvíz felhasználás érdekes képet mutat. A fogyasztás hónapról hónapra hektikusan változik. Az átlagos havi felhasználás 2892 m 3. Az elfolyó termálvízzel, ha feltételezzük, hogy az elfolyó víz 35 o C-os, egy 20 o C-ra történő visszahűtés esetén a kinyerhető hőmennyiség Qnyereség= m * c* Δt=2892*4,18*15= MJ Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 120

121 A nyári hőfelhasználásnak, amely MJ/hó (figyelembe véve az átalakítási veszteséget) a termálvízből hővisszanyeréssel a szükséges hőenergia 23 %-a biztosítható. Természetesen ebben az esetben is részletesebb számítás szükséges. Összefoglalva, a vállakozások a Hévíz Keszthely kistérségekben elsősorban a turizmushoz kapcsolhatók. Ebből adódóan a nyári energia felhasználás biztosan jelentősebb, más energia felhasználókhoz képest. A térség szálloda és vendéglátó ipara kiemelkedő, jelentős energia felhasználóknak minősülnek. A felhasználók jelentős technológiai célú hőt is felhasználnak, amely a rendelkezésre álló megújuló energia forrásokkal részben biztosíthatók. A felhasználás előtt azonban komplex energetikai és gazdasági elemzés szükséges, figyelembe véve a többváltozós felhasználói területet és energetikai lehetőségeket. A folyamatos elemzés és nyomon követés hatására a területen hatalmas energia megtakarítási és megújuló energia hasznosítási potenciál van. 10 Intézményi energia felhasználás Az intézményi energia felhasználás teljes mennyisége a Kistérségi energia prognózis segítségével meghatározásra került. Ennek alapján a kistérségekben az intézményi energia felhasználást az alábbi táblázat mutatja. Az intézményi energia felhasználás a kistérségekben a földgázra, távhőre és villamos energiára korlátozódik. A szilárd tüzelőanyag, mint energia hordozó nem található még a kistelepülések esetében sem. Az intézményi földgáz felhasználás a lakossági felhasználás 1/3-a nagyságrendileg. Az összes intézményi felhasználás 5%-nak vizsgálatát végeztük el a Keszthelyi intézményi adatok alapján. Födgáz Kistérség neve Intézmények Keszthely.Hévízi [TJ] (%) Földgáz felhasználás 219 kistérség felhasználáshoz viszonyítva 18% Olajtermék felhasználás 0 Olajtermék 0 Szén és szilárd felhasználás 0 Szén és szilárd tüzelőanyag 0% Távhő felhasználás 8 Távhő kistérség felhasználáshoz viszonyítva 14% Tüzifa felhasználás 0 Tűzifa 0% Villany felhasználás 90 Villamos energia kistérség felhasználáshoz viszonyítva 19% Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 121

122 Az intézményi felhasználás vizsgálatához az adatokat a VÜZ Nonprofit Kft, mint energia központ adatszolgáltató biztosította. Az adatok alapján több intézményt vizsgáltunk, amelybe óvodák, iskolák, könyvtár, színház, hivatalok tartoznak bele. A megadott adatok gáz vonatkozásában havi bontásban, intézményenként biztosítottak két évre, a villamos energia adatok csak egy évre állnak rendelkezésre és ott a havi bontás nem biztosított. Az adatszolgáltatásban biztosított az épület fűtött alapterülete és fűtött légköbméter. A megadott intézményi felhasználás adatait mutatja az alábbi táblázat. Intézmény megnevezés Fűtött térfogat Fűtött alapterület átlag lm 3 m 2 m 3 m 3 kwh kwh kwh/a kwh/m 2 a Vörösmarty óvoda Életfa óvoda Sopron u.óvoda Festetics zeneiskola SZTK Csány Szendrei ÁMK Belvárosi tagiskola Idősek otthona Fejér Gy Városi könyvtár Fejér Gy Gyermek könyvtár Színház Goldmark műv ház Polgármesteri hivatal GESZ Összesen gáz villamos energia Összes primer energia felhasználás Fajlagos primer energia felhasználás A számításban meghatároztuk intézményenként az összes primer energia felhasználást, figyelembe véve a primer energia átalakítási tényezőt. A primer energia felhasználás alapján meghatározásra került a fajlagos primer energia felhasználás, szintén intézményenként. A földgáz felhasználás havi bontása alapján meghatározhatjuk a HMV előállítására fordított hőfelhasználást. A diagram alapján látható, hogy az összes intézmény tekintetében érdemes lenne megújuló energia hasznosítását megfontolni, azonban a konkrét javaslatot az intézményi adatok alapján lehet és kell kiszámolni. Összességében a HMV és fűtés rásegítés alapján az intézmények primer energia felhasználása csökkenthető. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 122

123 Az épületek esetén azzal a feltételezéssel élünk, az épület nagysága és elrendezése alapján hogy az A/V (felület / térfogat) arány A/V=0,9 Oktatási épület esetén a megengedett összesített energetikai jellemző Iroda épület esetén E P = 164 A V + 40,8 = 164 0,9 + 40,8 = 188,4 kwh/m2 a E P = 128 A V + 93,6 = 128 0,9 + 93,6 = 208,8 kwh/m2 a Az épület minőségi osztályba sorolása a fenti megengedett összesített energetikai jellemző alapján határozható meg. A kistérségi intézmények funkció szempontjából két osztályba sorolható: oktatási és iroda. Így a minőségi osztályba sorolásnál is az osztályokra megengedett határértékeket vesszük figyelembe. A fajlagos primer energia felhasználás az intézményekben Minőségi osztályba sorolást az alábbi táblázat tartalmazza. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 123

124 Intézmény megnevezés Minőségi osztályba sorolás Vörösmarty óvoda 100 Életfa óvoda 82 Sopron u.óvoda 155 Festetics zeneiskola 90 SZTK 138 Csány Szendrei ÁMK Belvárosi tagiskola 110 Idősek otthona 84 Fejér Gy Városi könyvtár 123 Fejér Gy Gyermek könyvtár 95 Színház 115 Goldmark műv ház 176 Polgármesteri hivatal 148 GESZ 71 Az intézmények minőségi osztályba sorolása jól mutatja a valós állapotot. A minőségi osztályba sorolást vizsgálva a rendkívül rossz besorolású épületek jelentős része műemlék, vagy helyi védettségű épület így azokra nem vonatkozik az előírás. Az energia felhasználásnak és megtakarításnak azonban gazdasági szempontból van jelentősége, így érdemes azt vizsgálni. Az intézményeknél a megengedett határ körüli értékek esetén a vizsgálat és besorolás csak részletes, jogszabály szerinti energetikai vizsgálat elvégzése esetén lehetséges. A vizsgálathoz az intézmények esetén rendelkezésre állnak az épületek hőfelvételei. Az adott épületek esetén a hőképek segítségével, megállapítható az épület határoló szerkezeteinek hővesztesége és hőátbocsátási tényezője. A fenti minőségi osztályba sorolást alátámasztják a hőképek, amelyekből a fentieken kívül a hőhidakra, penészedésre, szigetelési elégtelenségre, nyílászárók légtömörségére stb. vonatkozóan is tehetünk megállapításokat. A hőképek értékelésénél és a felvétel készítésénél azonban hiteles jellemzőket csak megfelelő peremfeltétel esetén kapunk. Így szükséges, már a hőkamerás felvételek készítésekor körültekintően eljárni és a szükséges feltételeket biztosítani. Fontos a pontos környezeti jellemzők rögzítése a külső és belső hőmérséklet különbség megléte. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 124

125 11 Megújuló energia potenciál felmérése, értékelése A megújuló energia potenciál felméréséhez feltétlenül szükséges ismerni az energiaigényeket. Az energia felhasználás adatait a KSH adataira és a kistérségi felmérések adataira támaszkodva határozzuk meg. A megújuló energia hasznosítás lehetőségeinek megismeréséhez azonban fontos a meglévő fogyasztók energia felhasználásának és hatékonyságának ismerete. Az igények elemzése és a következtetések levonása előtt lényeges rögzíteni az alábbiakat. A biomassza és a földhő hasznosítás területén megjelölt néhány célszerű irány a következő: az eltüzelhető biomasszát hőellátásra, ezen belül egyedi és távfűtésre indokolt hasznosítani, az utóbbit esetenként kapcsolt villamosenergia-termeléssel kiegészítve, az el nem tüzelhető biomassza (hígtrágya, szennyvíziszap, települési hulladék) biogáz termelésre hasznosítandó, a nagy hőmérsékletű termálvizet közvetlen hőellátásra célszerű felhasználni, az alacsony hőmérsékletű földhőt (levegőt, talajhőt, felszíni vizeket) hőszivattyúzással indokolt hasznosítani. Zala megyében illetve a két kistérség területén, mint ahogy leírtuk három felhasználói csoportot vizsgáltunk. Lakossági, intézményi és termelő szektor. A felmérésekből látható, hogy az épületek fajlagos primer energia felhasználása túlzott, energetikai szempontból az épületek nem felelnek meg az elvárásoknak. Így a legelső lépés minden esetben a primer energia felhasználás csökkentése. A primer energia felhasználást az Európai Unió felé tett vállalás alapján csökkenteni kell, amellett, hogy a fejlődés hatására az energia felhasználás nő. Ez a jelentős mértékű csökkentés, tekintettel arra, hogy a térségben az összes energia felhasználás több mint 50 %-a lakossági felhasználás csak a lakossági energia felhasználás csökkentésével érhető el. A lakossági energia felhasználásánál a kitűzött cél, hogy az épületek energia felhasználása a lehető legkedvezőbb legyen, és az közelítsen a nulla energia felhasználáshoz. A termelő szektor abszolút értékben történő energia felhasználásának csökkentése nem lehet cél, itt a cél a hatékonyságon és a megújuló energia minél nagyobb arányú hasznosításán kell, hogy alapuljon. Az intézményi felhasználás terén, mint a legkisebb felhasználói csoport elsősorban a hatékony és a lakásokéhoz hasonlóan a legkisebb energia felhasználásra kell törekedni. Milyen megújuló energia potenciál jöhet szóba a két kistérségnél? Erre a kérdésre keressük a választ. Azt már tisztáztuk, hogy az energia felhasználás jelenlegi szintjét először jelentős mértékben csökkenteni szükséges. Ez a csökkentés épületek szigetelésével, gépészeti berendezések modernizálásával, a felhasználás szabályozásával, optimalizálással és a fogyasztói szokások változtatásával lehetséges. Tehát első lépés az energetikai felmérés ez alapján pedig a meghatározni a veszteségeket azok okait. Ezután megtervezni azon beruházásokat ahol energia és költséghatékonyság figyelembe vételével az adott épület (intézmény, vállalkozás) energia felhasználása minimális lesz. Az ekkor kapott adatok segítségével lehet meghatározni a szóba jöhető megújuló energia használatát. Tehát fontos leszögezni, hogy a megújuló energia hasznosítását célzó berendezések méretezése, ne a gazdaságtalan pazarló rendszer alapján történjen, hanem a már fent említett szükséges energia alapján. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 125

126 A megújuló energiák részletes elemzését Magyarországi viszonylatban, az 5. fejezet tartalmazza. Ez alapján meghatározzuk, hogy a térség milyen lehetőségekkel rendelkezik. Az energia felhasználás prognózis fejezetben leírtak alapján meghatározható a megújuló energia potenciálja. A prognózis alapján az alábbi lehetőségek adottak: Kistérségi megújuló energia hasznosítási potenciál Keszthely.Hévízi kistérség Kukorica 1.10 [TJ] Repce [TJ] Tűzifa [TJ] Szalma [TJ] Venyige [TJ] Fanyesedék [TJ] Napenergia [TJ] Biogáz [TJ] Szélenergia [TJ] Geotermikus energia [TJ] Összesen [TJ Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 126

127 11.1 Biomassza, és tűzifa felhasználás A terület jellege és lehetősége alapján a két kistérségben a biomassza felhasználás kézenfekvő és ajánlott. A térség mezőgazdasági adatai alapján a fenti táblázat mutatja a lehetőségeket és azok energia nagyságát. Meg kell említeni, mint az a felmérésekből jól látható, hogy a fanyesedék és tűzifa hasznosításban, felhasználásban a két kistérség települései elől járnak, hiszen mint az a statisztikai felmérés mutatja, a kistelepülések primer energia felhasználása 70%-ban tűzifa. A kistérségek városaiban ez az arány jelentősen kisebb. Itt a hasznosítás a környezetvédelmi szempontokat is figyelembe véve elsősorban a Keszthelyi távfűtőműben képzelhető el. Az is látható azonban az előző elemzések alapján hogy a fatüzeléses berendezések nagyon rossz hatásfokkal üzemelnek. Így ezen a területen is elsősorban a szükséges energia felhasználás meghatározása a veszteségek feltárása és azok megszüntetése az elsődleges Termálvíz földhő A földrajzi elhelyezkedés és a kistérségek bemutatásánál említettek alapján, a másik térségi lehetőség a területen található természetes forrásból táplálkozó termálvíz. A termálvíz hasznosítására kisebb lépések történtek, de ennek mértéke messze nem éri el azt a szintet, amelyek a lehetőségből adódnak. Itt elsősorban a termálfürdők elfolyó vizére és a fölösleges termálvíz hasznosítására gondolunk. A termálvíz térségünkben az fejezetekben leírtak alapján hasznosítható, közvetlenül a fűtési rendszereknél vagy közvetett módon hőszivattyú segítségével. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 127

128 A következő lehetőség a kistérségekben a földhő hasznosítása. Geotermikus energia hasznosítása csak a földhő hőszivattyúval történő hasznosításán keresztül lehetséges. Ez elsősorban az új építésű épületek esetén gazdaságos, hiszen akkor az épületek alapozásánál előkészítő munkáinál elhelyezhetők a földszondák. A földhő hasznosításához nyújt információt a Pannon-medece és környezete földi hőáram sűrűségéről készült alábbi kép. Jól látható, hogy a kistérségünk nem a legkedvezőbb helyen található, így a földhő hasznosításának tervezésekor komplex hatástanulmányt célszerű elvégezni gazdaságossági számításokkal kiegészítve a döntés megfelelő meghozatala érdekében. Keszthely és Hévíz kistérség 11.3 Napenergia felhasználás A Magyarország területére érkező napenergia mennyiségének meghatározásával több szerző is foglalkozott. Az 1 m2-re eső napenergia éves mennyisége MAJOR ET AL. szerint (2002) kb kwh, BELLA (2006) adatai jól mutatják a havi átlagok szórását, de az éves átlagérték hasonló, kwh. FARKAS ET AL. (2010) az éves átlagra kwh értéket fogadtak el. Ezek az adatok hibahatáron belül jól egyeznek, MAJOR ET AL. (2002) számításai szerint a Magyarország területére jutó napenergia az évi teljes energiaszükségletnek kb. 400-szorosa. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 128

129 Magyarország az északi mérsékelt övben, szélesség 45,8 és 48,6 között található. A napsütéses órák száma évi 2100 óra, vízszintes felületre a legnaposabb helyen megközelítőleg évi 1300 kwh energia érkezik a napból. Ezt hőmennyiséget úgy tudjuk szemléletesen érzékeltetni, hogy ha a mai energiaárak figyelembe vételével kiszámolnánk, hogy 1 m2 felület után mennyibe is kerülne ez az energia, akkor igen meglepődnénk, ugyanis Ft is lehetne a számlánk. Magyarország egyes területei között a napsugárzás szempontjából nincsenek jelentős eltérések. A legnaposabb rész az ország középső, déli része, a legkevesebb napsütés északi és nyugati részen. Az eltérés a legkedvezőbb és legrosszabb adottságú országrészek között kevesebb, mint 8%. Ezért az egész ország alkalmas napkollektoros rendszerek megvalósítására, az eltérésből adódóan nincs akkorra különbség, hogy ezt a tényezőt érdemes lenne külön értékelni! Napkollektorok Tervezés szempontjából lényeges különbség adódik a rosszul vagy megfelelően tájolt épületekben rejlő lehetőségek között. Magyarországon egy kedvező tájolású családi ház, lakóépület, tetőfelületére évente több ötmillió forint értékű energia érkezik a napból. Magyarországon 1 m 2 déli tájolású és 45 - os dőlésű felületre a nyári hónapokban naponta több mint 5 kwh hőmennyiség érkezik, és ebből napkollektorokkal közel 3 kwh hasznosítható. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 129

130 A napkollektoros rendszerek árának megtérülése nagyon sok tényező függvénye. Függ a terület földrajzi adottságától, elsősorban a napsütéses órák számától, ezen kívül erősen függ a felhasználók számától, valamint a mindenkori energia áraktól. Ennek fényében elég nehéz a napkollektoros rendszer megtérülési idejét meghatározni, nem is lehet pontos adatokkal szolgálni ezzel kapcsolatban. A szakemberek is csak egy átlag értéket tudnak mondani, mely jelen esetben hazánkra vonatkozik egy átlagos családi ház fogyasztására. A napkollektoros rendszer hatásfokát mutatja az alábbi ábra. A napkollektor megtérülési ideje különbözően alakul annak függvényében, hogy fűtés rásegítésre is vagy csupán melegvíz előállításra van telepítve. A meleg víz ellátás tekintetében a megtérülési idő fordítottan arányos a felhasznált meleg víz mennyiségével, tehát minél nagyobb a melegvíz fogyasztás, annál gyorsabb a megtérülési idő. A napkollektorokat elsősorban átmeneti időszakokban, ősszel és tavasszal érdemes fűtésre alkalmazni. Tapasztalatok azt mutatják, hogy 1 m 2 napkollektor felülettel 4-5 m 2 épület fűtésre lehet hatékonyan rásegíteni. Ilyen aránnyal megvalósított épület esetében a napkollektorok március közepétől október közepéig közel 100 %-ban tudják fedezni a fűtési hőigényt. Ezt mutatja az alábbi ábra. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 130

131 Napenergia hasznosítás az egyik kiemelt megújuló energia felhasználási lehetőség. Fontos megemlíteni a pontos méretezés szükségességét és a felhasználás céljának megadását. Mindhárom területen, tehát a lakossági, intézményi és vállalkozási felhasználásnál elsősorban a melegvíz ellátás céljára kiválóan alkalmas. Megfelelő méretezés esetén a fűtési és technológiai felhasználás (uszoda, fürdők) is előnyös lehet, azonban minden esetben szükséges gazdasági számításokat végezni, mivel minden esetben szükséges alternatív fűtési rendszer. A két kistérségben az alábbi helyeken lehet kiemelten beépíteni: Keszthelyi uszoda Két kistérség szállodái fürdő és meleg víz ellátása Társasházi lakótömbök HMV előállítás Lakóépületek HMV előállítása és fűtés rásegítése. A kistérségekben a HMV előállítás primer energia igénye a vonatkozó rendelet alapján: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 131

132 Kombi kazán Elektrom os üzemű HMV készítés Távfűtés Gázüzemű bojler q HMV kwh/m 2 /a q HMV v % q HMV t % C k - 1,27 1 1,14 1,22 e HMV - 1 2,5 1,26 1 E c kwh/m 2 /a 0 0 0,18 0 E K kwh/m 2 /a 0,2 0,4 0 e v - 2,5 2,5 2,5 2,5 E HMV kwh/m 2 /a 42,41 97,5 62, ,808 Felmérés alapján a HMV előállítás szerinti megosztás alapján a primer energia felhasználás Primer energia szükséglet Villanybojler Gázbojler Kombi gázkazán Távhő Egyéb A fenti számítás alapján a HMV előállítás primer energia szükséglete HMV primer energia igény Villanybojler Gázbojler Kombi gázkazán Távhő A fűtés primer energia szükséglete Fűtés primer energia igény Villanybojler Gázbojler Kombi gázkazán Távhő Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 132

133 Amennyiben figyelembe vesszük a mintaépületet Keszthely Vaszary utcában, és az alapján határozzuk meg a HMV-re felhasznált primer energia felhasználást a nyári gázfelhasználás alapján, akkor az alábbi összefüggést kapjuk: Fűtött alapterület m 2 Összes felhasznált primer energia tömbfűtés esetén e elektromos áram =2,5 kwh január február március április május június július augusztus szeptember október november december Összesen Nyári átlagos primer energia felhasználás egy hónapra, amely csak a HMV előállítást biztosítja. EP= kwh/hó. Az egész éves HMV előállításra felhasznált energia kwh/év. Ez az összes primer energia felhasználás 25%-a. Tekintettel arra, hogy az épületben cirkuláció és hőtárolás is van ezzel korrigálni szükséges a fenti eredményt. A korrekció után a HMV primer energia igényt a gyakorlatban az alábbi táblázat mutatja. HMV primer energia igény Villanybojler Gázbojler Kombi gázkazán Távhő A statisztikai felmérés alapján a teljes adatállomány alapján a HMV előállítás megoszlását az alábbi táblázat mutatja. Villanybojler Gázbojler Kombi gázkazán Távhő 54% 32% 10% 4% Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 133

134 Az összes energia felhasználás a kistérségi lakossági szektorban: 2010 év Lakásállomány az év végén Egy lakás átlagos energia felhasználása (fűtés és HMV) Energia felhasználás (fűtési és HMV) db háztartás kwh/év/lakás(épület) kwh/év Keszthely kistérség Hévíz kistérség Kistelepülések Városok Összesen A HMV előállítás módja szerint a felmérés százalékában felhasznált energia és a HMV előállítására felhasznált energia. Ez kevesebb mint az épületenergetikai rendelet alapján számított HMV felhasználás, tehát a biztonság javára térünk el. adatok kwh/év Villanybojler Gázbojler Kombi gázkazán Távhő Összesen Kistérség lakások épületek energia felhasználása HMV előállítás energia felhasználás HMV aránya ,0% 30,2% 12,0% 33,1% 23,5% A fentiek alapján amennyiben napkollektorral történne a szükséges HMV 50%-nak az előállítása, akkor elhanyagolva az elektromos segédenergiát a megtakarítás kwh/év, azaz 222 TJ, amely gázegyenértékben em 3 földgáznak felel meg, a jelenlegi gázár figyelembe vételével a megtakarítás forintban Ft/év. A kistérség intézményei tekintetében a HMV arány az éves energia felhasználás 5 %-a, amelynél nem vettük figyelembe a technológiai jellegű felhasználást. A vállalkozásoknál 15 % a HMV felhasználás a szállodák miatt. Villamos Földgáz Szén Fa Távhő 2010 év energia Összesen GJ GJ GJ GJ GJ GJ kwh lakosság intézmény vállakozás Összesen A fenti táblázat alapján az Intézményi HMV felhasználás: MWh; a vállalkozási HMV felhasználás: MWh. A megtakarítást az előzőek alapján számoljuk, amely összesen eft. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 134

135 Napelem ( fotovillamos hasznosítás) Napelem segítségével alakítjuk át a napenergiát közvetlenül villamos energiává. Az ily módon kapott alacsony egyenfeszültséggel lehet fogyasztókat működtetni. Szükség esetén 220 V-os váltóáramú fogyasztók is működtethetők egy inverteres egység közbeiktatásával. Az összegyűjtött energiát kémiai úton akkumulátorokban vagy más módon pl. víz helyzeti energiájaként tárolják, majd azt igény esetén használják fel. A napelemes energia hasznosítás egyre inkább elterjed. Kiválóan alkalmazható olyan helyeken ahol nincs villamos hálózat, vagy annak kialakítása nagyon költséges Szél és vízenergia A szélenergia és víz energia felhasználását a térségben nem javasoljuk. A víz energia felhasználásához nem áll rendelkezésre megfelelő vízhozamú folyó, illetve nincs olyan mesterséges vagy természetes tó ahol egy gazdaságos kiserőmű felépüljön. A szélenergia felhasználását elsősorban a két kistérség környezetvédelmi és természetvédelmi területi elhelyezkedése miatt nem javasoljuk, továbbá a kistérség földrajzilag nem előnyös a szeles napok számában és a szélerősségben. 12 Alternatív fejlesztési irányok 12.1 Biogáz előállítás és hasznosítás 14 A két kistérség lehetőségei alapján alternatív megoldási javaslat a hulladékra és szennyvízre épülő biogáz hasznosítás. Ezen a területen már történtek lépések, amely számítást és lehetőséget az alábbiakban mutatunk be. 14 Szíj és Társai Mérnöki Tanácsadó Kft: Biogáz projekt Keszthely Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 135

136 Kiindulási adatok: A legfontosabb feldolgozandó hulladék a lakossági kommunális hulladék szerves összetevői. A Városüzemeltető Kft. elemzése szerint 60-70% között mozog a szerves összetevők aránya a kommunális hulladékban. Ezek szelektív gyűjtésével kb tonna hulladékot lehet összegyűjteni éves szinten, melynek kezelése mintegy 100 millió Ft. költséget jelent jelenleg. Biogáz technológiában jól használható még a lenyírt fű, az összegyűjtött lomb, minden egyéb növényi nyesedék. Kiskerti gazdálkodásban ezek a hulladékok egy komposztálóban egyszerűen hasznosíthatók, de városi környezetben problémát okoznak. Éves szinten kb tonna ilyen hulladék keletkezésével számolunk. A továbbiakban a fenti hulladékok keletkezését éves szinten egyenletesnek vettük, és így számolunk átlagos napi mennyiségeket. Ez a valóságban persze nem így van, az ingadozások átmeneti tározók kialakításával simíthatóak ki. Későbbiekben, az építési tervdokumentáció elkészítése előtt még döntést kell hozni a végleges méretekről. Mindezzel együtt az alábbi anyag alkalmas arra, hogy a projekt léptékeiről átfogó képet alkothassunk. Ugyan nem a Városüzemeltetési Kft. közvetlen hatáskörébe tartozik, de célszerű a szennyvíztisztító telep szennyvíziszapjának hasznosítása is. Jelenleg évi tonna kb. 5%-os szárazanyag tartalmú iszap kerül ki a telephelyről, melynek elhelyezése éves szinten kb. 50 millió Ft. költséget jelent. Ezt a szárazanyag tartalmat dekanter centrifugák alkalmazásával állítják be, itt lehetőség van a biogáz technológiában használt 12%-os szárazanyag tartalom beállítására is, ekkor tonna iszapról beszélünk éves szinten. Az alábbi táblázatok a felhasznált hulladékokat mutatja be éves és napi bontásban, ill. a szükséges hígító víz mennyiséget. ÉVES NAPI Községi hulladék tonna 11 tonna Szárazanyag tartalom 30% Elérni kívánt szárazanyag tartalom 12% Vízigény 6000 m3 16 m3 Hígítás utáni össz mennyiség tonna 27 tonna Lomb tonna 5 tonna Szárazanyag tartalom 50% Elérni kívánt szárazanyag tartalom 12% Vízigény 5700 m3 16 m3 Hígítás utáni össz mennyiség tonna 21 tonna Szennyvíz iszap tonna 41 tonna Szárazanyag tartalom 12% Elérni kívánt szárazanyag tartalom 12% Vízigény 0 m3 0 m3 Hígítás utáni össz menny tonna 41 tonna Mindösszesen tonna 89 tonna Össze vízigény: m3 32 m3 Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 136

137 A helyszín kiválasztása Mint látható, mennyiségét tekintve a szennyvíz iszap a biogáz üzem nyersanyagbázisának legjelentősebb összetevője. A városi hulladékokhoz további 32 m3 hígító vízre lesz szükség naponta. A fentiekből következően a biogáz üzem célszerű telepítési helyszíne a szennyvíztisztító telep melletti terület. Itt lehetőség nyílik arra, hogy a két üzem technológiáját összekapcsoljuk. Ekkor nem kell logisztikai költségekkel számolni az iszap átvételekor, további hígító víz is korlátlan mértékben rendelkezésre áll, ugyanis a szennyvíztelepről távozó víz alkalmas erre a célra. A biogáz üzem végtermékének (évi tonna) elhelyezésével sincsen probléma, ha a két üzemet összekapcsoljuk. Ez ugyanis egy nem büdös, szerves anyag tartalmában lebontott lé, amiből ha kiválasztjuk a szárazanyag tartalmat a híg folyadék visszavezethető a szennyvíztisztító rendszer bemenetére. A helyszín a várható szaghatás szempontjából is optimális. A következő ábrán a két üzem összekapcsolásának elvi sémája látható: Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 137

138 Szenyvíz ezer m 3 /nap homokfogó egyesített rendszer iszapsűrítő iszap centrifugák carussel rendszer híg fermentum hígító víz szennyvíz iszap 12 %-os lomb 30% aprító elő erjesztő hőcserélő fermentor utó fermentor iszap centrifuga kommunális hulladék fermentum Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 138

139 A nyersanyagok biogáz termelése A kommunális hulladék és a szennyvíz iszap tekintetében erjesztési kísérleteket végezett a BETA Kutató Intézet a Kht. laborjában. A vizsgálat a következőkre terjedt ki: - a bevitt minta szárazanyag tartalma, szerves anyag tartalma, főbb összetevői - a termelődő biogáz mennyisége, összetétele - a várható erjedési idő meghatározása - a kierjedt végtermék főbb összetevőinek meghatározása A vizsgált nyersanyagok, és azok bemért jellemzői: Szárazanyagra vonatkoztatott Szárazanyag Szervesanyag Szén Kálium Nitrogén Foszfor % % % % % % Iszap ,8 0,5 6,04 1,04 Kommunális hulladék 30,2 78,8 45,6 1,4 1,56 0, A nyersanyagok gázhozama, és annak összetétele: Biogáz Metán Biogáz Metán Mennyiség NYERSANYAG termelelés tartalom termelelés termelés [kg/év] [l/kg OTS] [%] [m³/év] [m³/év] Lomb Bio hulladék Szenyvíz iszap Termelt biogáz mindösszesen Az így képződő biogáz metán tartalma alapján az alábbi gázmotor meghajtására elegendő 24 órás üzem esetén: Metán napi energiatartalom Gázmotor napi üzemidő Gázmotor villamos hatásfoka Gázmotor nagyság MJ 24 38% 288 kw Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 139

140 20,5 órás üzem esetén Metán napi energiatartalom Gázmotor napi üzemidő Gázmotor villamos hatásfoka Gázmotor nagyság MJ 20,5 38% 337 kw Álláspontunk szerint érdemesebb az éjszakai órákban keletkező gázt tárolni, és nappali időszakban elégetni A nyersanyagok átmeneti tárolása: A biogáz üzem előerjesztőjébe a friss nyersanyag beadagolása 3 naponként történik. Fontos biztosítani, hogy megfelelő mennyiségű nyersanyag mindig rendelkezésre álljon, mert csak így biztosítható az üzem folyamatos működése. A kommunális hulladék keletkezése éves szinten folyamatosnak tekinthető, átmeneti deponálását nem tervezzük. A gyűjtőautók érkezéskor szortírozás és aprítás után az előerjesztő tartályba kell juttatni a hulladékot. A frissen beérkezett kaszált fű, és a lomb leveles részei aprítás után szintén az erjesztőbe adagolhatók (a fás rész nem) A lomb kétharmad részben őszi időszakban keletkezik, (az eddigi adatok szerint mintegy 1200 tonna) ennek deponálása elvben a KETÉH Kft. telephelyén megoldható, de látunk problémákat. Véleményünk szerint a felhalmozott nyesedék/lombhalmaz, mint komposzt fog viselkedni és az aerob bomlás megindul. Ez esetben a halom összeesik, beltartalma átalakul, széntartalma szén-dioxid formájában távozik. A betárolás után hónapokkal már nem várható gázhozam ebben az esetben. Zöld hulladék konzerválásának bejáratott technológiája a silózás. A silózás során a növény felületén található baktériumok a növény szénhidrátjaiból (cukrok) különböző szerves savakat (tejsav, ecetsav, propionsav) állítanak elő, amelyek konzerválják a növényt. Lomb silózhatóságára nincsen tapasztalatunk, de biztos, hogy csak friss, zöld, élő növény esetén működhet, a már sárguló, elszáradásnak indult növény nem silózható. Problémát okozhat még a betárolás lassúsága. A mezőgazdasági gyakorlatban a silótereket egy ütemben töltik fel, és tömörítik össze, kialakítva az erjedés feltételeit. A városi nyesedék behordása viszont elhúzódó folyamat. Mindezek ellenére jelen anyagban számolunk a silótérrel, de mindenképpen javasoljuk a silózhatóság/tárolhatóság modellezését, kipróbálását a beruházás megkezdése előtt. A jelenlegi 850 m2-es komposztáló tér átalakításával a silótér kialakítható. Három oldalról oldalfalakkal kell körülvenni, hogy az átlagosan 2 m átlagos tárolási magasság, a letaposás megoldható legyen, továbbá biztosítani kell a csurgalékok gyűjtését is Egyéb nyersanyagok feldolgozása A megbeszéléseken szó esett esetlegesen konyhai maradékok feldolgozásáról is. A Balaton parti éttermekben nyári szezonban vélhetően tetemes mennyiségű hulladék keletkezik. Az 1777/2002-es EU rendelet és a 71/2003-as FVM rendelet az állati eredetű Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 140

141 hulladékokat három kategóriába sorolja. Ezek közül legenyhébb, 3-as kategóriába tartozik a konyhai maradék. Ezt a biogáz üzembe adagolás előtt hőkezelni kell, azaz 70 C-ra fel kell hevíteni, és ezen a hőmérsékleten kell tárolni minimum egy óra hosszat. A gázmotor hulladék hője biztosíthatja a hőforrást, egy hőcserélő és egy fűthető, szigetelt fémtartály beállítását igényli pluszban, ha ilyen nyersanyagok felhasználására is gondol a város. Ugyanakkor ezen hulladékok átvétele további bevételi forrást jelenthet A biogáz üzem technológiájának ismertetése. Egy biogáz üzem tulajdonképpen egy emésztőmű, ahol a szerves anyagok szabályozott és ellenőrzött körülmények között rothadnak el. Ha valamilyen szerves anyag a szabad levegőn ég, vagy rothad el, szénvázában levő szén az oxigénnel egyesül, így széndioxid (CO2) szabadul fel. Ritkább esetben, a természetben is előfordul oxigéntől elzárt térben történő rothadás pl. mocsarak mélyén, vagy vastag avarréteg alatt, ekkor metán gáz (CH4) képződik. A biogáz üzemben mesterséges körülmények között biztosítottak az oxigéntől elzárt, anaerob körülmények, továbbá az ideális körülmények között, nagymértékben elszaporodnak a metántermelő baktériumok, így a rothadás rövidebb, intenzívebb lesz. A képződő gázt erre kialakított gyűjtőrendszer fogja fel, így teljes mértékben hasznosítható. A fent leírt biogáz üzem több előnnyel is jár. Megoldja a biológiailag lebomló hulladék és szennyvíz iszap hasznosítását, a keletkező fermentum megfelelő tápanyag a növények számára, a keletkező gáz kapcsolt hő- és villamos energia termelő berendezésen keresztül hasznosítható, vagy a gázrendszerbe táplálható. 13 Kitörési pontok A két kistérség kitörési pontjai a helyi adottságok és lehetőségek ismeretében nem fontossági sorrendben, tekintettel arra, hogy minden település és felhasználó más-más jelleggel rendelkezik. Ezek az alábbiak: Oktatás és tudásfejlesztés az energiahatékonyság és megújuló energia hasznosításának lehetőségeiről Új épületek esetében tervezői szinten az energiahatékonyság és minimális energia felhasználás irányába történő megoldások alkalmazása, nem csak aktív elemekkel, hanem passzív építészeti megoldásokkal is Épületek hőtechnikai felülvizsgálata Felhasználók, különösen a vállalkozások energia felhasználásának elemzése, a lehetőségek feltárása Termálvíz felhasználás a térségben és régióban Biomassza és faapríték tüzelés felhasználás és annak használata esetén a hatékonyság növelése Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 141

142 Biogáz előállítás és felhasználás elsősorban a képződött biológiailag lebomló hulladék, szennyvíziszap és mezőgazdasági nem éghető melléktermékből, hulladékból. Napenergia hasznosítás, elsősorban napkollektor, illetve a későbbi fejlesztések ismeretében napelem segítségével Földhő hasznosítás A kapcsolt energiatermelés bevezetése a szakmailag indokolt helyeken 14 Intézkedések meghatározása, Keszthely-Hévíz kistérségben A szükséges intézkedéseket a már ismert három energia felhasználói csoport alapján tesszük meg: 1) Mindhárom csoport esetén: a) Az energiahatékonyság és megújuló energia oktatási feltételeinek megteremtése, szakember képzés és továbbképzés lehetőségének biztosítása elérhető módon (költség, távolság) b) Az energetikai alapismeretek, a hatékony energia felhasználói ismeretek továbbadási lehetőségének megteremtése c) Energia hatékonyságot fokozó ösztönző rendszerek kidolgozása d) Településvezetők, vállalkozásvezetők, intézményvezetők ismeretbővítése lehetőségek. költségek, megtérülések, alkalmazhatóság, stb annak érdekében hogy az adott általuk irányított területek energiahatékonysága és megújuló energia felhasználásának lehetőségét támogassák 2) Lakossági energia felhasználók vonatkozásában, mely elsősorban települési önkormányzatok feladata a) Az óvodai, iskolai oktatásban történő energetikai alapismeretek beépítése, hasonlóan a hulladékgazdálkodáshoz, nem elsősorban energetikai szakmai ismeretek, hanem felhasználói ismeretek kidomborításával b) A magántulajdonban lévő lakóépületek (energiát fogyasztó épületek) energetikai felmérésének és minősítésének ösztönzése nem a rendeletben előírt esetekben, hiszen akkor törvényileg kötelező annak érdekében hogy az energia felhasználás minimalizálható legyen c) Lakossági ismeretterjesztő fórumok és tájékoztatás az energiafelhasználás költségcsökkentő megoldásairól d) Ösztönző, támogatási rendszerek kidolgozása az adott településen meghatározott és alkalmazott megújuló energiaára történő átállásra. e) Épületek energia fogyasztását csökkentő építészeti megoldások támogatási rendszerének kidolgozása Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 142

143 3) Intézményi felhasználás esetén, mely intézményvezetők feladata a) Intézményi energia felhasználás folyamatos, energetikai szakember által történő elemzése, optimalizálása. b) Energia megtakarítási lehetőségek feltárása és energetikai beruházások, fejlesztések tervezése, bevezetése c) Az épületek energetikai felmérése, a hőtechnikailag nem megfelelő szerkezetek hibáinak megszüntetése, javítása d) Az épületen belüli pazarló energia felhasználás kiküszöbölése intézkedésekkel és épületgépészeti elemekkel 4) Vállalkozások területén, amely elsősorban a vállalkozás tulajdonosa és vezetője feladata a) Megfelelő energetikai szakember alkalmazása, vagy igénybevétele a vállalkozás energia felhasználás folyamatos elemzésére és optimalizálására b) Az épületek energetikai felmérése, a hőtechnikailag nem megfelelő szerkezetek hibáinak megszüntetése, javítása c) A technológiai energia felhasználás folyamatos elemzése, optimalizálása d) Megvizsgálni az adott településen meghatározott és alkalmazott megújuló energiaára történő átállás lehetőségét, ha megfelelő ahhoz történő csatlakozás e) A rendelkezésre álló megújuló energia hatékony felhasználása Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 143

144 15 Szakember-, és képzési igényfelmérés kiértékelése Vas és Zala megyében A szakember igény felmérését a vállalkozók körében végzett felmérés alapján végeztük. Sajnos a kiküldött kérdőívekből egyet sem küldtek vissza, így utólagosan személyes megkeresések alapján történt az adatgyűjtés. A vállalkozások száma Keszthelyi és Hévízi kistérségekben a KSH adatai alapján a következő: Keszthelyi kistérségben Település Regisztrált vállalkozás korlátolt felelősségű társaság Ebből betéti társaság egyéni vállalkozás Keszthely Balatongyörök Bókaháza Esztergályhorváti Gétye Gyenesdiás Karmacs Szentgyörgyvár Vállus Várvölgy Vindornyafok Vindornyalak Vonyarcvashegy Zalaapáti Zalaszántó Zalavár Összesen Hévízi kistérségben Ebből Település Regisztrált vállalkozás korlátolt felelősségű társaság betéti társaság egyéni vállalkozás Hévíz Alsópáhok Cserszegtomaj Felsőpáhok Nemesbük Rezi Sármellék Zalaköveskút Összesen Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 144

145 A megkérdezett vállalkozások száma 14, amelyek a Keszthelyi kistérség vállalkozásai. A megkérdezett vállalkozások Keszthely Város vállalkozásainak 0,31%-a, míg a két kistérség összes vállalkozásához képest 0,14%-a. A felmérés bár kisszámú, mégis elfogadható statisztikai szempontból az alábbiak alapján: A megkérdezés személyes interjú során történt, így a kérdések értelmezése nem okozott problémát A feltett kérdésekre adott válaszok szórása kicsi így reprezentatív mintaként elfogadható. A kérdőív kérdései az energiahatékonyságra és megújuló energiára irányultak, illetve azzal kapcsolatos képzés igényre. A vállalkozások arra a kérdésre, hogy fontosnak tartja-e az energiahatékonyságot és a megújuló energiák minél szélesebb körű használatát, egyértelműen nagyon fontosnak vagy fontosnak tartják. Ezt mutatja az alábbi diagram: Jól látható egyetlen válasz sem érkezett a nem-re illetve, hogy kevésbé fontos. Ez a jelenlegi gazdasági helyzetben pozitív, tekintettel arra, hogy minden vállalkozás felismerte ennek jelentőségét és gazdasági vonatkozásait. Arra hogy látnak-e a vállalkozások továbblépési lehetőségeket szintén a megkérdezettek több mint 70 %-a igennel felelt. A kérdésben benne rejlik a jövőre vonatkozó burkolt akarat, hogy a saját területükön szeretnék alkalmazni a megújuló energiát. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 145

146 A megújuló energia és energiahatékonysági beruházáshoz szükséges támogatásról szintén azonosak a vélemények, mivel 93 % úgy véli az állam az európai uniós források ellenére, nem megfelelően támogatja ezt a szektort, pedig az összes energia felhasználás 26 %-a az előző fejezetekben leírtak alapján a vállalkozásoknál történik. Ez a gazdasági válságból történő kilábalás esetén tovább nő, így erre az államnak megfelelő stratégiát kell kidolgoznia. A vállalkozások az elmúlt időszak oktatásáról és az oktatás súlyponti kérdéséről is véleményt alkotnak azáltal, hogy arra a kérdésre, hogy tapasztalnak-e ezen a területen szakemberhiányt, szintén egybehangzó, meghatározó a vélemény. A vállalkozások közel 80 %-a szakemberhiányról beszél. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 146

147 A szakemberektől a felmérés szerint elsősorban szaktanácsadást várnak, hiszen speciális területről lévén szó és az elmúlt időszak energetikában bekövetkező jogszabályváltozások csak az energetikai speciális szaktudással követhetők. Nagyon fontos érv, hogy az elmúlt időszak energia ár robbanása az ismeretek hiányában jelentős gazdasági hátrányt okozhat a vállalkozásoknak. Az energia árak a versenypiaci szabályozás alapján a különböző szolgáltatók esetében jelentős árkülönbséget okoznak, így az igények a szakemberek és szaktanácsadás iránt megnőttek. Az hogy milyen képzettségű szakemberekre van szükség, már megoszlanak a válaszok. Az alapelvárás, hogy energetikai alapismeretekkel rendelkezzenek, nem kiemelt az egyetemi szintű képzés, sőt a legtöbben az egyéves kiegészítő alapismereteket adó oktatást támogatták. Arra azonban egyértelmű a válasz minden válaszadó esetében, hogy olyan képzés amely nem ad jogosultságot, arra nincs igény. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 147

148 A statisztikai felmérés alapján kiderül, hogy az energetika területén minden szakterületen szükség van szakemberre, és csak amiatt lehet kis eltérés a válaszok között, hogy a megkérdezettek milyen területet képviselnek, és emiatt a számukra melyik terület élvez elsőbbséget. A szakterületeken belül a következő diagramok mutatják meg hogy mely részterületet tartják a vállalkozások fontosnak. Az energiatakarékos épületgépészeten belül a már említett szaktanácsadás és kivitelezés kapott nagyobb hangsúlyt. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 148

149 A megújuló energiák területén belül a napenergia hasznosítás jelentősen megelőzi az összes többi területet. Ma a vállalkozások ezt a megújuló energia forrást tartják a legelérhetőbbnek és megvalósíthatónak. Érdekes, hogy a biomassza, mint megújuló energia egyetlen pontot sem kapott, pedig Zala megyében és a két kistérségben, továbbá az országos prognózis alapján a biomassza hasznosításban jelentős lehetőségeket lát a szakma. A vállalkozások valószínűsíthetően legalábbis a válaszokból ez derül ki azért választották a napenergiát, mivel a beruházást követően itt nem kell a későbbiekben számolni energia költséggel a segédenergián kívül. Az energia hatékonyság javításán belül a válaszadók az épületeket jelölték meg több mint 70 %-al, amely a térség vállalkozásait ismerve egyértelmű, hiszen a turizmus, mint Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 149

150 legfontosabb szolgáltatási terület a térségben érzékeny az épületek energia felhasználására, illetve a többi cég energia költsége is elsősorban az épületek energia fogyasztásából adódik, mivel ebben a térségben nincs nagy energia felhasználású ipari vállalkozás. A tudatosság és ismeretterjesztés területén két kiemelt fejezetet jelöltek meg a vállalkozások, amelyek a már előző kérdéseknél is felvetődtek, ilyen a finanszírozás és gépészeti vezérlési üzemeltető, amely a megtakarításhoz közvetlenül kapcsolódik. A szakemberhiány kérdésre az előzőekben adott válaszokat alátámasztja az a kérdés, hogy van-e és alkalmaznak-e energetikust, vagy ebben a témában jártas szakembert. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 150

151 A megkérdezett vállalkozások 100%-a magyar nyelvű képzést tart szükségesnek. A képzési igény vállalkozásszintű kérdéseit és az arra adott válaszokat összevetettük a térség középfokú oktatási intézményeiben végzett hasonló statisztikai felméréssel. A felmérés 5 oktatási intézményben amelyek különböző irányultságú képzést végeznek 380 tanuló megkérdezésére került sor. A kérdésekre adott válaszokat hasonlítjuk össze a vállalkozások hasonló, vagy ugyanazon kérdéseivel. Az összehasonlítás elgondolkodtató. Az energiahatékonyság fontosságát illetően már jelentős eltérés tapasztalható. Míg a vállalkozások egyértelműen fontosnak tartják, addig a tanulók válasza megoszlik. Abban azonban nincs eltérés, hogy a kérdésre adott válaszok a fontosnak tartott kategóriába tartoznak jelentős részt. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 151

152 Az energiahatékonyság és megújuló energiák területén továbblépési lehetőségről már teljesen eltérnek a vélemények. A diákok sokkal pesszimistábban látják ezt a területet, mivel a válaszok több mint 50 %-a nem lát lehetőséget, szemben a vállalkozások 70%-val akik nagy lehetőséget látnak ezen a területen. Arra a kérdésre, hogy mely területen van szükség szakemberre, a két válaszadó csoport megegyezik, jelentős eltérés nincs közöttük. Az energiatakarékos épületgépészet és megújuló energiák épületgépészet területén belüli eltérés valószínűleg értelmezési okokból tér el, illetve az ad magyarázatot, hogy a diákok fogékonyabbak az újra és azt érdekesebbnek találják. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 152

153 40% Mely területen van szükség szakemberre 35% 30% 25% 20% 15% Vállalkozások Iskolák 10% 5% 0% Energiatakarékos épületgépészet Energiahatékonyság javítása A diákok körében végzett felmérés további információt nyújt. Sajnos, mint ahogy a felmérésekben is tapasztaltuk a diákok körében feltett kérdésre, mely szerint használnak-e otthon megújuló energiát, erre 10 % válaszolt igennel, és még 14 % tervezi. A lakossági felmérés alapján a megújuló energiát használók aránya, még a városokban is csupán 2% körüli. Ez az ellentmondás valószínűleg a diákok ismeretének hiányára vagy egyéb számunkra ismeretlen okra vezethető vissza. Az azonban biztos, hogy a teljes lakosság arányát tekintve a lakosság körében tett felmérés a helyes. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 153

154 Három kérdés azonban nagyon érdekes az oktatás szempontjából. Az egyik, hogy a középiskolában tanulnak-e megújuló energiáról. A válaszok alapján 62 %-a a diákoknak részt vesz megújuló energiáról szóló oktatásban. A másik két kérdésre adott válaszok egybehangzóak, a megkérdezettek 41 %-a dolgozna és tanulna energetikai szakterületen. A harmadik kérdésből az is kiderül, hogy milyen oktatást választanának a diákok. A válaszok alapján a legtöbben a tanúsítványt adó oktatást választanák, amely csupán arra enged következtetni, hogy a diákok céltudatosan, valamilyen jogosultsági okirathoz kötik a tanulást a hasznosíthatóság miatt. Kistérségi régiós megújuló energetikai stratégia 154