Dr. Géczi Gábor egyetemi docens

Átírás

1 Dr. Géczi Gábor egyetemi docens

2 A környezetterhelés: valamely anyag vagy energia közvetlen vagy közvetett kibocsátása a környezetbe.

3 -dörzs-elektromos gépek áramfejlesztése -1799, az olasz Gróf Alessandro Giuseppe Volta feltalálta a galvánelemet Gaston Planté francia fizikus, feltalálta az ólomakkumulátort, amelyet 1881-ben Faure tökéletesített.

4 -1859 Jedlik Ányos dinamó elv. Mi történnék, ha netalán jelentékeny villanyfolyam mi előtt más célra használtatnék, a delejek körül helyezett tekercseken végig vezettetnék? Ha ez a delejek erejét öregbítené, akkor a villanyfolyam is erősíttetnék, mi által a delejek ismét erősebbekké tétetnének, ezek pedig ismét erősebb villanyfolyamot adandnának, és így tovább, bizonyos határig! - Jedlik Ányos -

5 -Thomas Alva Edison, amerikai elektrotechnikus, üzletember, feltaláló , Szénpormikrofonjával megnövelte a Bell-féle telefon hatótávolságát , a hengeres fonográf -1879, a szénszálas izzólámpa -1882, NY, a világ első villanytelepe -1889, Mozgóképvetítő, és tökéletesítette a lúgos nikkel-vas (NiFe) akkumulátort.

6 -Nikola Tesla horvát származású fizikus, villamosmérnök, filozófus Nevéhez kötődik a: - többfázisú villamos hálózat, - a váltóáramú motor, - az energia vezeték nélküli továbbítása, - az energiatakarékos világítás, - a távirányítás, - a nagyfrekvenciás elektroterápiás készülékek, - a napenergia-erőmű és más megújuló energiaforrással működő berendezések, - valamint a rádió feltalálása.

7 - Konyha, főzés? - Fűtési rendszer, gázkazán? - Világítás, karácsony? - Havazás: 2013 március 15. -

8

9 A magyar villamosenergia-rendszer összes villamosenergiafelhasználása 2010-ben 39 TWh volt. A felhasznált energiaforrások tekintetében nagyjából a következő a megoszlás: - 37%-a hasadóanyag, - 29%-a szénhidrogén, - 14%-a szén, - 7%-a megújuló energiaforrás, - 13%-a import.

10 Az energiatermelés, -átalakítás, -szállítás és -felhasználás amellett, hogy nélkülözhetetlen eleme életünknek, környezetünk szennyezésének is jelentős forrása. Az energiagazdálkodás hatékonyságának növelése ezért egyrészt környezetvédelmi feladat, másrészt gazdasági érdek.

11 Napjaink egyik kulcsfontosságú feladata, hogy újabb és újabb utakat és módokat találjunk az energia hatékony és ésszerű felhasználására. Nem csak az újra fel nem használható energiaforrások korlátozott mennyisége és a kimerülőben lévő készletek teszik sürgetővé a problémát, de ezt követeli meg a fenntartható fejlődés alapelve is.

12 1. Energiaellátás 2. Vízellátás 3. Élelmiszer-ellátás 4. A természeti környezet megvédése 5. A szegénység megszüntetése 6. A terrorizmus és háború kiküszöbölése 7. A betegségek elleni küzdelem 8. Az oktatás korszerűsítése 9. A demokrácia biztosítása 10.A túlnépesedés megállítása

13 Az atomerőmű gazdaságosan termeli a villamosenergiát, 1 kg olajból 11 kwh energiát lehet előállítani, míg 1 kg uránból kwh energiát. Az atomerőmű elnevezése onnan ered, hogy az atomon belüli, rendkívül nagy energiákat használja fel energiatermelés céljára. A maghasadásos reaktorokban atommagok és neutronok ütköztetése révén a magok széthasadnak, és újabb neutronok keletkeznek, amelyek újabb atommagok hasadását idézhetik elő. Ahhoz, hogy ez a láncreakció ne vezessen robbanáshoz, de önfenntartó és kontrollálható legyen, egy moderátor anyagot használnak, amelyik lefékezi a neutronokat.

14 -Three Mile Island (1979), Csernobil (1986), Fukushima (2011) -A ma még üzemelő atomerőművek, a globálisan megtermelt villamos energia 16%-át adják.

15 -az atomenergiával kapcsolatos félelmeket mostanában más aggályok kezdik felülírni. Ilyen a peak oil, azaz a fosszilis energiahordozók korlátlanságába vetett hit szertefoszlása, a más országoktól való energiafüggőség és a hagyományos energiatermeléssel járó környezeti ártalmak. -Előnye elsősorban az üzemszerű működés közben környezetre gyakorolt negatív hatások minimalizálásában rejlik. - az atomerőmű fajlagos CO 2 -kibocsátása ~10 g/kwh - egy atomerőmű kb g CO 2 -t bocsát ki KWh-ként -De környezetterhelés: - Hőszennyezés (Paks, a Duna vize hűtésül szolgál) - a radioaktív hulladékok elhelyezésének kérdése

16 1 kg szénből 4-7 kwh energiát lehet előállítani, jelenleg az áramtermelés egyik legolcsóbb módja. -A szén elégetésekor felszabaduló hővel vizet melegítenek. Ennek hatására gőz képződik, ami nyomást gyakorol a turbinák lapátjaira, ezáltal forgásba hozva őket. A turbinákat generátorokkal kapcsolják össze, amelyek áramot termelnek.

17 -Magyarország meghatározó szénerőműve a lignit alapú Mátra Erőmű. Az öt, lignit tüzelőanyaggal működő termelőegység és a két gázturbinás egység együttes kapacitása 950 MW. Vértesi Erőmű? Márkus-hegyi bánya bezárás, 2014-biomassza erőmű?

18 Környezetterhelés: - Tájképrombolás (külszíni fejtés) - Levegőszennyezés (CO 2, SO 2 ) - Vízfelhasználás - Talajszennyezés - Az energiaforrások kimerülése Egy szénerőmű kb g CO 2 -t bocsát ki KWh-ként.

19 1 kg olajból 11,1-11,9 kwh energiát lehet előállítani 1 m3 földgázból ~10kWh energia nyerhető -A kőolaj égéshőjét vízmelegítésre használják. Ennek hatására gőz képződik, ami nyomást gyakorol a turbinák lapátjaira, ezáltal forgásba hozva őket. A földgázt ún. gázturbinákban égetik el. Mindkét esetben a turbinákat egy generátorral kapcsolják össze, ami áramot termel. -Az olaj és gáztüzelésű erőművekben rövid idő alatt nagy mennyiségű villamos energia állítható elő.

20 -Dunamenti hőerőmű II.-III. blokk, Százhalombatta 1290MW -Dunamenti hőerőmű I. blokk, Százhalombatta 600MW (bezárt) -Tiszai Hőerőmű, Tiszaújváros 860 MW (2012 április 1. leállt) -Csepeli Gázturbinás Erőmű, Budapest 390 MW

21 -A kőolaj és földgáz égetése során szén-dioxid képződik, amely az üvegházhatást növelő gázok egyike. -Az égetés során más káros anyagok is keletkeznek, mint például a kén-dioxid. -A kőolaj és földgáz fogyó energiaforrás. - A fajlagos CO 2 -kibocsátás földgáztüzelésnél ~550 g/kwh,

22 a Földön lévő összes élő tömeget értjük. A mai elterjedt jelentése: energetikailag hasznosítható növények, termés, melléktermékek, növényi és állati hulladékok. 1 kg biomasszából 2,8-5,5 kwh energiát lehet előállítani. -Tüzeléssel ( akár előkészítés nélkül) -Kémiai átalakítással (cseppfolyósítás, elgázosítás) folyékony üzemanyagként vagy éghető gázként. -alkohollá erjesztés után üzemanyagként, növényi olajok észterezésével biodízelként, anaerob fermentálás után biogázként

23 A biomassza a világon jelenleg a negyedik legnagyobb energiaforrás. Világátlagban a felhasznált energia 14 %- át, fejlődő országokban 35 %-át biomassza felhasználásával nyerik. -Pécsi Hőerőmű 49,9 MW biomassza + 73 MW szénhidrogén

24 -Környezetterhelés csökkenthető a biomassza alapú energiatermeléssel. -A biomassza alapú energiatermelés karbonsemleges. -a biomassza-tüzelésű erőművek fajlagos CO 2 - kibocsátása ~70 g/kwh

25 Minden megújuló energia forrása a Nap. -Fotovillamos napelemek (pl. zsebszámológép, meterológiai állomás) -Naperőművek (torony típusú, parabola-vályús kollektoros) -Napkémények

26 - Megkezdte próbaüzemét az ország jelenleg legnagyobb, 10kW teljesítményű fotovillamos (napelemes) erőműve a Szent István Egyetemen, Gödöllőn. (2005) -A SZIE kollégiumi C épületének tetején elhelyezett fotovillamos rendszer összteljesítménye 9,6 kw, a napelemek összes felülete 150 m2.

27 -Hatásfokuk jelenleg még nem kielégítő. -Területigényük nagy. -Indokolt az energiatárolással történő kiegészítést. -Tájba illesztése nehézségeket vet fel. -Beruházási költsége magas. -0,81-0,95 kg/kwh CO 2 kibocsátás kerül évente megtakarításra!

28 -A szélturbinákat a szeles időben a lapátok hátoldalán kialakuló alacsonyabb légnyomás, illetve a légnyomáskülönbség következtében képződő húzóerő hajtja. A lapátokat egy generátorral kapcsolják össze, amely forgás közben áramot termel. -A szélturbinák jellemzően 2-4 m/s szélsebességnél kezdik meg működésüket. Névleges villamos-teljesítményüket m/s szélsebességen érik el. Biztonsági okokból a szélkerekeket 25 m/s viharos szélsebességnél leállítják.

29 -Az első elosztóhálózatba termelő - hazai szélerőmű év tavaszán épült Kulcs nevű községben, mely beépített teljesítménye mindössze 600 kw volt ben a 329 MW-nyi szélerőműpark több mint MWh tiszta villamosenergiát termelt, ezzel havi szinten kielégítve közel átlagos család villamosenergia igényét.

30 -A szélerőművek kifejezetten megújuló energiát hasznosítanak, alapvető előnyük, hogy nem bocsátanak ki káros anyagokat a környezetbe. A hagyományos fosszilis energiahordozókkal összevetve megállapítható, hogy alkalmazásával lényeges CO 2 -, SO 2 - és NO x -kibocsátást kerülhetünk el. -Feltételezték, hogy a szélkerekek veszélyesek lehetnek a madárvilágra, az utóbbi időben cáfolják. -A szélkerekek mechanikai és aerodinamikai eredetű zajokat keltenek. -Problémát jelent a környezetbe illeszkedés, a látkép, ami döntően szubjektív. -A szélerőművek fajlagos CO 2 -kibocsátása ~14-22 g/kwh.

31 -Átfolyós folyami vízerőmű -Tározós vízerőmű -Szivattyús tározó vízerőmű (nem megújuló energia) -Termikus energia potenciál a tengerfelszín és a méteres mélység ~20 C-os hőmérséklet különbsége. -Árapályerőművek -Hullámerőművek

32 -Ausztrában, a Duna ~400 km-es szakaszán 10 vízerőműben évente 13 TWh villamosenergiát termelnek. Ez az osztrák villamosenergiaigény 25%-a. -Bős-Nagymarosi Vízlépcső? Dráva? - TISZALÖK 12,5 MW, KISKÖRE 28 MW Magyarország műszakilag hasznosítható vízerőpotenciálja kb MW Százalékos megoszlásban: Duna 72%, Tisza 10%, Dráva 9%, Rába, Hernád 5%, egyéb 4%. -Ma meglévő vízerőműveinkben 50 MW teljesítménnyel évi 200 GWh energiatermelés érhető el.

33 Békésszentandráson a 2 MW teljesítményű kisvízerőmű átlagosan évi 8,6 GWh villamos energiát fog termelni, ami megfelel kb háztartás teljes éves villamos energia fogyasztásának. A megújuló energiaforrás hasznosítása évente mintegy 8000 tonna CO 2 ekvivalens kibocsátás elkerülését teszi lehetővé. -Kínában fennáll egy geológiai katasztrófa veszélye: talajeróziót, földrengést és aszályt okoz a világ legnagyobb vízierőműve, a Három-szurdok gát. (20300 MW). A gát negatív hatást gyakorol a folyami közlekedésre és a vízellátásra. -A vízerőművek nem termelnek légköri szennyezést. Gyakran a vízenergia fosszilis tüzelőanyagú villamosenergia-termelést vált ki, ezáltal csökkentve a savas esőt és a szmogot. A vízerőművek nem termelnek semmilyen mérgező hulladékot.

34 A földhő nem napenergia, hanem a Föld kőzeteinek radioaktív bomlásából származik. Hazánk geotermikus adottságai (50 C/km) lényegesen jobbak az átlagosnál (25 C/km). -Villamosenergia termelésre csak akkor használható a geotermikus energia, ha kellően magas hőmérsékleti szinten, koncentráltan áll rendelkezésre. (Izland, Új-Zéland, Olaszo.) -Geotermikus erőmű, ha száraz gőzként tör fel. -Forróvízből kigőzölögtetéssel vagy másközegű (freon, ammónia) gőzt állíthatunk elő.

35 -A geotermikus energiát elektromos áram termelésére is hasznosítják, mely 2010-ben 10,715 MW kapacitást jelentett 24 országban, ami 67,246 GWh áramtermelést ért el. -A leglátványosabb eredményeket e téren Izland képes felmutatni, mely lakásainak 93 %-át fűti ily módon, évi 100 millió dollárt megtakarítva a folyamat során.

36 -Termálvíz gáztartalmának elégetése gázmotorokban -Hulladék, szemétégető erőművek -Hő közvetlen átalakítása villamosenergiává (meckanikai munka nélkül) ún. manetohidrodinamikus energia termelés -Tüzelőanyag cella, amely a hidrogén kémiai energiáját alakítja át közvetlenül vilamos energiává. -

37 *Földgáz: 385 gramm/kwh *Nukleáris energia: gramm/kwh *Szénerőmű: 755 gramm/kwh *Biomassza: gramm/kwh *Szélerőmű: gramm/kwh OECD Nukleáris Energia Ügynökségének becslése szerint Erőműtípus Fajlagos emisszió kg/mwh CO 2 SO 2 NO x Por Széntüzelésű 994,00 4,71 1,96 1,01 Olajtüzelésű 758,00 5,44 1,81 - Gáztüzelésű 550,00 0,10 1,34 0,06 Geotermikus 27,20 0, Bobok-Tóth, 2010

38 a fajlagos CO 2 -kibocsátása: az atomerőmű ~10 g/kwh, a szélerőműé ~14 g/kwh, a biomassza-tüzelésűé ~70 g/kwh, a földgáztüzelésűé ~550 g/kwh, a széntüzelésűé pedig ~1000 g/kwh as irodalmi adatok alapján 0,56 kg CO 2 /kwh átlagos kibocsátással számolhatunk Magyarországon. -Magyarországnak az uniós megállapodások értelmében 2020-ra a teljes energiafogyasztás 13 százalékát kell megújuló energiaforrásokból fedezni. Ez jelenleg 5,9 6 százalék.

39

40 Felhasznál irodalom - Büki Gergely (2004):Erőművek - Magyar Tudomány (2010): Megújuló energiaforrások és környezetihatások 171(8) - www (sokasága)