6. Energiahatékonyság

Átírás

1 6. Energiahatékonyság Energiahatékonyság Meghatározott energiafelhasználás mellett a gazdaság mekkora termelési értéket valósít meg. A nemzetgazdaság energiaigényessége az évi primerenergia-felhasználás [toe/év vagy GJ/év] és a GDP (Gross Domestic Product) [USD/év] hányadosa, míg az energiahatékonyság az energiaigényesség reciproka (1. táblázat). A nemzetközi statisztikák gyakran az egy főre eső primerenergia- [toe/főév], villamosenergia-felhasználást [kwh/főév] adják meg. 1. táblázat: Ország csoportok energiaigényessége [USD/GJ] Világátlag 30 Fejlett országok Volt szocialista országok Fejlődő országok 5.10 Energiaigények, energiafelhasználás csökkentése Az energiaigények, és ez által az energiafelhasználás csökkentése! - Hő: jól hőszigetelt épületek, kisebb hőfelhasználású technológiák; - Üzemanyag: kisebb fogyasztású autók. - Villamos energia: jobb hatásfokú erőművek, kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés, takarékos fogyasztású berendezések. Mindhárom területen a fogyasztói szokások megváltozása (kisebb helyiséghőmérséklet, tömegközlekedésre átállás, áramfogyasztók kikapcsolása). 1. Fűtési hőigény, hőfelhasználás A fűtési hőfelhasználás az épületek fűtési hőigényének csökkentésével és ennek megfelelően a fűtési időszak rövidülésével mérsékelhető (1. ábra). A fűtési hőigény a külső levegő hőmérséklet (t l ) függvényében közel lineárisan változik a fűtési szezonban (4380 h/év). A déli tájolású, jelenlegi energetikai előírásoknak megfelelő, új épületek létesítése mellett feltétlenül szükséges a meglévő és felújításra alkalmas épületek hőigényének csökkentése műszaki megoldásokkal: - nyílászárók cseréje, - az épületek új előírásoknak megfelelő szigetelése, - a kisebb hőigénynek megfelelő fűtési rendszerrel és - új szellőztetéssel. E műszaki megoldások következménye, hogy a fűtési időszak lerövidül, ami a fogyasztói magatartás megváltozását is igényli. Az intézkedésekkel megközelíthető a fejlett EU országok jelenlegi fűtési hőfelhasználása, 70 kwh th /m 2 év (252 MJ/m 2 év), mert hazai lakások hőfelhasználásának 220 kwh th /m 2 év ennél háromszor nagyobb (1. táblázat).

2 relatív fűtési hőigény [kw] fűtési hőigény [kw] Relatív fűtési hőigény a levegőhőmérséklet függvényében (tb=20 oc) Relatív fűtési hőigény időtartam diagram (tb=20 oc) 1,000 1,000 0,900 0,900 0,800 0,800 0,700 0,700 0,600 0,500 0,400 qfo=1,0 qfo=0,7 qfo=0,5 0,600 0,500 0,400 qfo=1,0 qfo=0,7 qfo=0,5 0,300 0,300 0,200 0,200 0,100 0,100 0, levegőhőmérséklet [oc] 1. ábra 0, időtartam [h/év] 2. táblázat: 70 m 2 alapterületű lakás fűtési hőigénye Fogyasztó Fajlagos fűtési hő Fűtési hő 70 m 2 lakásra Q (τ=4370 h/év) kwh th /m 2 év MJ/m 2 év kwh th /év MJ/év [kw th ] ,516 Meglévő lakásállomány Meglévő lakások hőigénye 140 (-36 %) ,237 Új energiatakarékos ház 70 (-68 %) ,119 Passzív ház 10 (-95 %) ,160 - Egyedi és távfűtés: a fűtési hőigény legalább 30 %-os (jelenlegi átlaghoz képest) csökkentése a meglévő lakásoknál (épületeknél), míg az új, energiatakarékos lakásoknál (épületeknél) 68 %-os csökkentése (energiatakarékos épületek), valamint a központi fűtések egy részénél a tüzelőanyag megváltoztatása. - Távhő: a földgáz-tüzelésű gázturbinás és gázmotoros alap fűtőerőművek helyett biomassza (hulladék) tüzelőanyagú forróvíz-kazánok, vagy geotermikus hőforrások, vagy biomassza (hulladék) tüzelőanyagú fűtőerőművek létesítése, és meglévő földgáz-tüzelésű forróvíz-kazánok kooperációjával előállított fűtési és használati melegvíz távhő Egyedi fűtés A lakások fűtési hőigényének csökkentése az energiahatékonyság javításának legtöbbet ígérő területe hazánkban. A végenergia-felhasználás (2006-ban 427 PJ/év) közel 50 %-a (210 PJ/év) térfűtés. Az új lakások (épületek) fűtési hőigénye a fejlett országoknak megfelelő színvonalú építéssel %-al csökkenhet, de a földgázár növekedése kikényszeríti a meglévő lakások fűtési hőigényének csökkentését is legalább 30 %-al (kb. 60 PJ/év, ami 1,76 milliárd Nm 3 /év földgázzal egyenértékű). Minden fogyasztónál a hőigénycsökkentés eredményezi a legnagyobb hő-megtakarítást (3. táblázat). Hazánkban közel 4 millió lakás van, amelyből 61 % egyedi gáz-, 17 % távfűtés, 17 % szén- és fatüzelésű (5 % egyéb). A felújításra alkalmas lakások számát 2 millióra, egy lakás energetikai felújítását átlagosan 1,5 millió Ft-ra becsülve 3000 milliárd Ft, ami 15 év alatt 200 milliárd Ft/év szakipari tevékenységet jelent. A 30 %-al elérhető fűtési tüzelőhő-megtakarítás kb. 90 PJ/év ( Ft, Ft/év). Erre már számos kisvállalkozás építheti működését.

3 Az állam kamatmentes energia kölcsönnel (a lakossági gázár-támogatás helyett) támogassa a felújítást megrendelő lakástulajdonosokat. Fogyasztó 3. táblázat: 70 m 2 alapterületű lakás fűtésének tüzelőanyag-igénye Földgáz [Nm 3 /év] Szén [kg/év] Biomassza pellet [kg/év] [kwh e /év] Évi átlagos hatásfok 0,85 0,8 0,8 1,0 Meglévő lakásállomány Meglévő lakások hőigénye Új energiatakarékos ház Passzív ház Az épületek központi fűtése hazánkban földgáz, szén és biomassza-pellet tüzelésű kazánból, valamint hőszivattyús fűtéssel történhet. A tüzelőanyag- és villamosenergia-árakkal meghatároztuk, hogy a lakossági fogyasztó milyen fűtésköltséggel számolhat az idén, ill. 10 év múlva (4. táblázat). A számítás azt mutatja, hogy a legnagyobb költségcsökkenést az épületek hőigény-csökkentése eredményezi, ezért az elkövetkező évben a meglévő lakások (épületek) legalább 30 %-os átlagos hő-megtakarítását kellene elérni. 10 év múlva a földgáznál olcsóbb lesz a szén- (25 %-al) és pellet-tüzelés (15 %-al), a hőszivattyús fűtés olcsóbbá csak az energiatakarékos házaknál válik, ezért elterjedésük főleg az új (energiatakarékos) épületeknél várható. 4. táblázat: 70 m 2 -es lakás fűtésének költsége idén/10 év múlva [eft/év] Fogyasztó Földgáz Szén Biomassza pellet Meglévő lakásállomány 201,4/339,5 190,6/270,3 216,5/308,4 207,1/294,7 Meglévő lakások hőigénye 109,0/183,7 97,0/137,6 110,2/157,0 131,0/187,6 Új energiatakarékos ház 64,0/108,0 60,7/86,0 68,9/98,2 65,9/93,8 Passzív ház 9,1/15,4 8,6/12,2 9,8/14,0 9,4/13,4 A fűtési módok összehasonlításánál ma már figyelni kell a CO 2 -kibocsátásukra. A számított CO 2 -kibocsátás (5. táblázat) azt mutatja, hogy itt is a legnagyobb csökkentést az épületek hőigényének csökkentése eredményezi, ill. jogilag a biomassza CO 2 - kibocsátásmentes, ezért el kell érni, hogy a földgázról átállók többsége a biomasszát válassza a szén helyett (pl. CO 2 -adóval). A hőszivattyús fűtés CO 2 -kibocsátását a villamosenergia-termelés dönti el: Az erőművek minél több villamos energiát állítanak elő karbon-mentes nukleáris és megújuló energiaforrásokból, annál kisebb lesz a fűtéshez felhasznált villamos energia CO 2 -kibocsátása. A jelenlegi 0,60 kg CO 2 /kwh kibocsátást a fosszilis tüzelőanyagú hőerőművek, az atomerőmű, a megújuló energiaforrások és az import villamos energia együtt eredményezi.

4 5. táblázat: 70 m 2 alapterületű lakás fűtésének CO 2 -kibocsátása [t/év] Fogyasztó Földgáz Szén Biomassza pellet Fajlagos CO 2 -kibocsátás 1,89 [kg/nm 3 ] 2,17 [kg/kg] 0 0/0,60* [kg/kwh] Meglévő lakásállomány 3,625 7,519 3,758 Meglévő lakások hőigénye 1,962 3,418 1,708 Új energiatakarékos ház 1,153 2,394 1,196 Passzív ház 0,164 0,341 0,171 * A villamosenergia-termelés CO 2 kibocsátása 2006-ban 17,1 Mt, az értékesített villamos energia 28,9 TWh [3]. A hazai energiapolitika az elkövetkező évben 2-2,5 millió, köztük 0,65 millió távfűtéses lakás, kisebb hőigényű fűtését kívánja megvalósítani ezer lakás/év ütemben. A fejlett EU országok lakásainak átlagos fűtési hőfelhasználása 70 kwh th /(m 2 év) (252 MJ/(m 2 év)), míg a hazai lakásoké kwh th /(m 2 év) ( MJ/(m 2 év)) tartományban változik, tehát a fűtési hőfelhasználás felével, kétharmadával csökkenhet. Ha a terv megvalósul, az épületek fűtési hőigénye átlagosan 30 %-al, hőfelhasználása 50 %-al csökken a műszaki átalakítások (az épületek jó hőszigetelése; zárt, napsugárzás hőjét jól hasznosító nyílászárók; kisebb fűtési rendszer; új szellőzési rendszer) valamint a fűtési szezon rövidebb időtartama eredményeként. Kérdés persze, hogyan viszonyulnak a rövidebb fűtési szezonhoz a fogyasztók Távfűtés 2006-ban hazánkban 271 db távhőrendszer volt, MW th beépített kapacitással, MW th csúcshőigénnyel, TJ/év lakossági és TJ/év közületi, összesen TJ fűtési hővel (53 %). A lakossági és közületi használati melegvíz (15 %) TJ/év, az ipari hő (32 %) TJ/év, az összes hő TJ/év (1,6 milliárd Nm 3 /év földgázzal (forróvízkazánban előállított hővel) egyenértékű), míg a kapcsoltan termelt villamos energia 6280 GWh volt [2]. A fűtés (4370 h/év) átlagos hőteljesítménye 1570 MW th, a használati melegvízé (8760 h/év) 220 MW th, az ipari hőé 465 MW th, a fajlagos villamosenergia-termelés 0,489. Amennyiben az összes távfűtött lakás és közületi épület fűtési hője 30 %-al csökken (a hálózat 10 %-os (1600 TJ/év) hőveszteségével számolva), akkor a fűtési távhőből kb TJ/év megtakarítható. Ennek következtében a termelt fűtési hő kb TJ/év-re (-553 MW th ) csökkenhet, ami forróvíz-kazánokkal 208 millió Nm 3 /év földgáz- és 395 et/év CO 2 - kibocsátás megtakarítást eredményezhet. A fűtési hőigények csökkentésében nem érdekeltek a gáz- és távhőszolgáltatók, mert az értékesített földgáz (távhő) mennyiségének %-os csökkenése e vállalatok gazdálkodását a meglévő kapacitások mellett veszteségessé teszi. A legnagyobb fogyasztócsoport a lakosság és szolgáltatások, érdekeiket pedig az állam képviseli. Az épületek fűtési hőigényének csökkentését az államnak kell kezdeményezni, a lakosságot pedig támogatni a hőigény-csökkentésben. Az elmúlt évek utcát fűtött gázár-támogatása ( milliárd Ft/év) helyett nagyságrendileg megegyező ( milliárd Ft/év) támogatott kamatú hitellel, évente ezer fogyasztó hőigényének csökkentésével az állam év alatt célba érhet. A támogatott hitelt a fogyasztók az aktuális tüzelőanyagárral számolt

5 megtakarításból visszafizetik, ezért csak a visszafizetés után csökken, de akkor jelentősen a fűtésszámla. A hazai távhőellátásban a földgáz tüzelőanyagú, ezért versenyképtelen, kapcsolt energiatermelő blokkok helyett az alaphőigényre hazai biomassza (kisvárosokban) és hulladék (nagyvárosokban) fűtőművek és fűtőerőművek létesítésének elősegítése az üzemelő gázturbinák (20 év) és gázmotorok (15 év) élettartamának lejárta után. Biomassza (hulladék) energetikai hasznosítását csak hő- vagy kapcsolt hő- és villamosenergiatermeléssel szabad engedélyezni, mert e tüzelőanyagok közvetlen villamosenergia-termelésre való alkalmazása (jelenlegi hazai gyakorlat) rendkívül pazarló a kis hatásfokuk miatt. Hatékonyabb energiaigények A villamosenergia-felhasználás az energiatakarékos háztartási gépekkel, lámpákkal, az üzemanyag-felhasználás kis fogyasztású gépkocsikkal és megfelelő színvonalú tömegközlekedéssel mérsékelhető. A hazai távhőellátás tehát évről-évre növekvő beépített többletkapacitással bír majd, és kérdés, ki fogja megfizetni a leépülő, döntően földgáz-tüzelőanyagú többletkapacitás (hőforrás, távvezeték, fogyasztói hőközpontok) befagyó költségét? 1./ A meglévő lakások (épületek) fűtési hőigény-csökkentésének elősegítése, támogatása: A kb. 2 millió (átalakításra érdemes) lakás fűtésének korszerűsítése 1,5 millió Ft/lakás árral becsülve milliárd Ft beruházási költséget (200 milliárd Ft/15 év) igényel, és jelentős hazai szakmunka-igényt generál. Persze ki kell alakítani a különböző épületek hőigénycsökkentésének komplett, megfelelő műszaki színvonalú technológiáját, és számos építőipari cégnek át kell állni erre. A kb. 2 millió lakás hőigényének 30 %-os csökkentése a felhasznált földgáz térfogatát (60 m 2 átlagos alapterületű lakással becsülve), lakásonként 750 Nm 3 /év, kb. 1,5 milliárd Nm 3 /év-el, CO 2 -kibocsátását pedig 2,6 millió t/év-el csökkenti. (A térfűtés (210 PJ/év) egyenértékű földgáz-felhasználása 6,2 milliárd Nm 3 /év, földgázzal számolt CO 2 - kibocsátása 10,6 millió t/év.) A lakossági földgáz-felhasználás további csökkenését eredményezheti, ha az 1,3 millió központi fűtésű épület egy része (kb. 500 ezer fogyasztó) a hőigény-csökkentés mellett földgáz-kazánját biomassza-pellet kazánnal kiegészíti (alaphőforrás) vagy cseréli. (A növényi melléktermékekből és/vagy termesztett energianövényekből előállított biomassza-pellet tüzelésének kényelme ma már közel azonos a földgázéval, de a fogyasztóknál zsákolt pellet betárolása is szükséges.) Az 500 ezer fogyasztó átállása további 0,5 milliárd Nm 3 /év földgázt és 0,95 millió t/év CO 2 -kibocsátás takaríthat meg. Az energetikai alapanyagot termelő mezőgazdaság létrehozása több szakterület együttműködését igényli, ami hazánkban meglehetősen nehéz.