KÖRNYEZETTUDATOS ENERGIATERMELÉS ÉS -FELHASZNÁLÁS. Szerkesztı: OROSZ ZOLTÁN SZABÓ VALÉRIA FAZEKAS ISTVÁN. Borítóterv: DORKA DÉNES

Átírás

1 KÖRNYEZETTUDATOS ENERGIATERMELÉS ÉS -FELHASZNÁLÁS Szerkesztı: OROSZ ZOLTÁN SZABÓ VALÉRIA FAZEKAS ISTVÁN Borítóterv: DORKA DÉNES DEBRECEN, 2009

2 A május 8-9-én a MTA Debreceni Akadémiai Bizottságának Megújuló Energetikai Munkabizottsága, a MTA Meteorológiai Tudományos Bizottságának Légköri Erıforrás Munkabizottsága, valamint a Debreceni Egyetem Tájvédelmi és Környezetföldrajzi Tanszéke által rendezett Környezet és Energia Konferencia elıadásai és poszterei A konferencia szervezıbizottsága: Tar Károly Csiha András Grasselli Gábor Fazekas István A KIADVÁNY MEGJELENÉSÉT TÁMOGATTA: MERIDIÁN TÁJ ÉS KÖRNYEZETFÖLDRAJZI ALAPÍTVÁNY ISBN Kiadó: MTA DAB Megújuló Energetikai Munkabizottsága Nyomta és kötötte az Alföldi Nyomda Zrt., Debrecen

3 Tartalom PLENÁRIS ELİADÁSOK...7 Dr. Szarka László Dr. Ádám József A megújuló energiafajták környezeti hatásainak összehasonlíthatóságáról...7 Dr. Farkas István A napenergia hasznosításának hazai lehetıségei...13 Dr Barótfi István A szükségszerőség kényszerpályája a megújuló energiaforrások alkalmazásában...14 Dr. Svéhlik Csaba A holnap környezetbarát autója egy új energiakorszak hajnalán kihívások és dilemmák...22 Balogh Ernı Az energiatárolás fontossága és új módszerei...28 KÖRNYEZETTUDATOS ENERGIATERMELÉS...35 Pézsa Nikolett Trencséni Balázs Dr. Stukovszky Zsolt Kraft Péter A földgáz, mint alternatív jármőhajtóanyag Magyarországon...35 Dr. Lukács Pál Újsághy Zsófia Jármővek újrahasznosításából származó könnyőfrakció energetikai hasznosítása...41 Dr. Bai Attila Bio-hajtóanyagok alkalmazása a tömegközlekedésben...47 Jobbágy Péter Különbözı növényekre alapozott bioüzemanyag elıállítás jövedelmezısége...53 Béndek Renáta Goda Pál Rendszerszemlélet a fenntarthatóság kutatásában, egy részben megújuló energiaforrásokat felhasználó hıerımő példájának bemutatásán keresztül...59 Vaszkó Csaba Igazán decentralizált energiatermelési lehetıségek a természetvédelemben...66 Barta István Dr. Raisz Iván Hulladékra alapozott városi energiaellátás Európában...69 Dr. Raisz Iván Barta István Kommunális hulladékból szintézisgáz és ECO-METHANOL elıállítása...76 Kardos Levente Juhos Katalin Palkó György Dr. Oláh József Dr. Barkács Katalin Dr. Záray Gyula Biogáz-kihozatal növelése egy kommunális szennyvíztisztító telepen

4 Tóth Tamás A biomassza bázisú villamosenergia-termelés aktuális helyzete és kilátásai, avagy elegendı-e a jelenlegi kötelezı átvételi ár a 2020-as célkitőzések teljesítésére?...89 Dr. Seres István Dr. Farkas István A gödöllıi 10 kw p teljesítményő fotovillamos rendszer mőködtetési tapasztalatai...94 Herbert Ferenc Kliment Tibor 200 MW napelem projekt Magyarországon...95 Buday Tamás Dr. Kozák Miklós Kovács Sándor Földhı hasznosítási alternatívák Debrecen energiaellátásában...99 Dr. Kozák Miklós McIntosh Richard William Bálint Béla Buday Tamás Hıbányászati alternatívák az észak-alföldi termokarszt bázison Dr. Lakatos Károly Kisvízerımővek a Sajón Péliné Németh Csilla Dr. Radics Kornélia Dr. Bartholy Judit A hasznosítható szélenergia regionális tendenciái Magyarországon Dr. Munkácsy Béla A szélenergia lehetséges szerepe hazánk villamosenergia-termelésében Bíróné Dr. Kircsi Andrea Dr. Tóth Péter Dr. Bulla Miklós A szélenergia hasznosítás legújabb magyarországi eredményei Dr. Tar Károly Az idıjárási front-típusok és a potenciális szélenergia kapcsolata Magyarországon Dr. Gyöngyösi András Zénó Dr. Weidinger Tamás Dr. Kiss Ádám Dr. Bánfalvi Károly Különbözı mezo-skálájú meteorológiai modellek által szolgáltatott energetikai célú szélelırejelzések bizonytalansága a Nyugat-Dunántúl és a passzát szélrendszerben fekvı brazíliai területek esetében KÖRNYEZETTUDATOS ENERGIAFELHASZNÁLÁS Tóth Tamás Baros Zoltán A megújuló energiaforrások társadalmi megítélésében bekövetkezett változások Encs és Forró példáján Csapi Vivien Kovács Nóra Megújuló energia-beruházások pénzügyi értékelése pénzügyi vs. gazdasági elemzés Bagó Péter Informatikai megoldások a környezettudatos energiafogyasztásban

5 Dublinszki-Boda Brigitta Településrendezési eszközök alkalmazása a környezet állapotának javításában Túrkeve külterületén Boromisza Zsombor Településfejlesztési folyamatok környezeti hatásai a Velencei-tó parti sávjában Dr. Mészáros Ferenc A hazai közúti közlekedés fejlıdésének várható hatásai az energiafelhasználás és a környezetterhelés területén Dr Barótfi István Dr Szabó Márta Energetikai önellátás családi méretekben Dr. Munkácsy Béla A 100% megújulóenergia-részarány küszöbén avagy egy energetikai autonomitásra törekvı háztartás Viczián Csaba Dr. Kalmár Ferenc Dr. Kovács Imre Új építıanyag fejlesztése a Debreceni Egyetem Mőszaki Karán Gelesz Adrienn Dr. Reith András A kéthéjú üveghomlokzatok magyarországi lehetıségei Csiha András Váltakozó áramlási irányú, decentralizált szellızırendszer regeneratív hıvisszanyeréssel Szekér László Zero CO 2 kibocsátású építészet felé ENERGIAPOLITIKA Tóth Tamás Dr. Tóth Péter A megújuló energiák szabályozásának aktuális kérdései Dr. Gergely Sándor Magyar Zöldenergia Stratégia Dr. Göız Lajos Északkelet-Magyarország energetikai fejlesztési programjai és a megújuló energiák Dr. Fodor László Tagállami implementációs feladatok a kibocsátási egységek kereskedelmi rendszerérıl szóló 87/2003 sz. EK irányelvvel kapcsolatban Sáfián Fanni Dr. Munkácsy Béla 100% megújuló energiaforrásra épülı dán energiastratégiák Luda Szilvia Egy elképzelt jövıkép modellezése öko-holisztika Szedresen

6 Dr. Fazekas István Orosz Zoltán Szabó Valéria A megújuló energiaforrások hasznosítása hazánkban, európai kitekintéssel POSZTER ELİADÁSOK Dr. Káposzta József Dr. Nagy Henrietta Alternatív energiaforrások területi összefüggései Magyarországon Kollár Kitti Ökrös Imre Alternatív energiaforrások térnyerésének gazdasági összefüggései Magyarországon Dr. Tóth László Dr. Schrempf Norbert Koncz Annamária Szélerımővek energiatermelésének modellezéseenyhén tagolt domborzat esetén Dr. Tóth Tamás Goda Pál Urbánné Malomsoki Mónika Fenntarthatóság elemei a terület- és vidékfejlesztésben Dr. Karácsonyi Zoltán Karácsonyi Judit Szabó Tünde Új kihívás régiók és klímaváltozás Régiók a fenntartható változásért Dr. Gergely Sándor Dr. Urbán Lujza Szociális zöldenergia program Dr. Gergely Sándor Nagy Zsuzsa Zöldenergia klaszter Dallos György Szénerımő vagy más? Dr. Bai Attila Jobbágy Péter Potenciális lehetıségek a hazai elsıgenerációs üzemanyag-elıállításban Gyalai-Korpos Miklós Feczák János Dr. Réczey Istvánné Etanol elıállítási technológiák alkalmazhatósága Monori Édes cukorcirok teljes körő felhasználására Kovács Gábor Hova tervezzünk szélerımővet? Jogszabályi korlátok és technikai potenciál Báthoryné Dr. Nagy Ildikó Réka Boromisza Zsombor Dublinszki-Boda Brigitta Meliorációs árkok ökológiai állapotának javítása településrendezési eszközökkel Dr. Tóth László Dr. Schrempf Norbert Koncz Annamária Szélerımővek környezetre gyakorolt hatásai mőszaki szempontból, zaj, árnyék, látvány Névmutató

7 Dr. Szarka László 1 Dr. Ádám József 2 A megújuló energiafajták környezeti hatásainak összehasonlíthatóságáról Rövid összefoglaló Az MTA Környezettudományi Elnöki Bizottság (MTA KÖTEB) 2008 végén megalakult Energetika és Környezet nevő albizottsága elsı feladataként a megújuló energiafajták környezeti hatásainak összehasonlítását tőzte ki célul, hiszen az ellátásbiztonság és gazdaságosság mellett a környezetvédelem szempontjainak is érvényesülniük kell. A munka energiafajtánként egy-egy szakember, ill. munkacsoport felkérésével folyik, és az elkészülı tanulmányokat az MTA KÖTEB 2009 szeptemberében fogja megvitatni. Ebben a dolgozatban az albizottság tisztségviselıi a megújuló energiafajták környezeti hatásainak objektív összehasonlításához szükséges alapokat és elemi összefüggéseket foglalják össze és kéréssel fordulnak az egyes energiafajták szakértıihez. 1. Bevezetés Az albizottság tisztségviselıinek feladata a sokszor egymásnak ellentmondó vélemények, állítások, sıt tényadatok rendbetétele, rendszerezése, szintézise lesz. Kiemelt figyelmet fordítunk a környezeti hatások összehasonlíthatóságára, ugyanis azt tapasztaltuk, hogy az egyes megújuló források hatásait egymástól független mőhelyek külön-külön elemezték. Ebben a tanulmányban néhány kezdeti lépést teszünk az összehasonlíthatóság felé. Az egyes primerenergia források környezetvédelmi hatásainak összehasonlítására többféle módszert alkalmaznak (Ecoindicator'99, CML 2001, gyengepont analízis stb.). E tanulmányban a speciális környezeti hatások mellett paramétereket vetünk össze eddig összegyőjtött adatok alapján, mint a Land use, az Internal/External price (belsı és külsı költségek), Net energy (Energia-nyereség), Lifetime (élettartam) és Payback time. 2. Alapfogalmak Az összevethetıség alapfeltétele a különféle erımővi energiamennyiségek pontos értelmezése és átszámíthatósága. Nagyjából háromféle (lényegében kétféle) energiamértékegységet használnak: egyfelıl TWh/év és PJ, másfelıl Mtoe, de az idıegység alatti energiaszükséglet teljesítmény dimenzióban (szokásosan GW mértékegységben) is kifejezhetı. Ezek mellett több speciális mértékegység (mint pl. a Btu: British Thermal Unit) is használatos. Köztudott, hogy az elektromos energiaellátást (watt-óra, Wh) a teljesítmény, azaz az energia (minden energia, nem csak az elektromos energia) elıállításának vagy fogyasztásának az üteme (joule/másodperc, watt, W) segítségével fejezik ki. 1 watt teljesítmény másodpercenként 1 joule (J) energia keletkezésének, illetve fogyásának felel meg. A W, a Wh vagy esetleg a J elıtti különféle betőjelölések (k, M, G, T, P) különféle nagyságrendeket jelölnek: 1 Dr. Szarka László MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézet, Sopron szarka@ggki.hu 2 Dr. Ádám József Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Általános és Felsıgeodéziai Tanszék, Budapest jadam@epito.bme.hu 7

8 k (kilo): ezer (10 3 =1 000) M (mega): millió (10 6 = ) G (giga): milliárd vagy ezer millió (10 9 = ) T (tera): billió, vagy milliószor millió (10 12 = ) P (peta): billiárd vagy ezer billió ( millió a másodikon, = ) E (exa): trillió vagy milliószor milliószor millió ( millió a harmadikon, = ) Szénhidrogén-alapon Mtoe -t ( millió tonna olaj-egyenértéket ), azaz egymillió tonna olaj elégetésekor keletkezı hıenergiát számítanak. (Egymillió tonna gázból ennél több, egymillió tonna szénbıl ennél kevesebb hıenergia állítható elı.) Az 1. táblázat a különféle energia- és teljesítmény-mértékegységeket hasonlítja össze. Egy 1 GW teljesítményő erımő évenként 8.76 TWh energiát állít elı (egy évben 8,760 óra van), ami a watt-órát watt-másodpercbe, azaz joule-ba átszámítva PJ-nak (peta-joulenak) felel meg. Néhány adat: Magyarország éves primerenergia-felhasználása kb PJ, azaz kb. 305 TWh, illetve 26 Mtoe körüli érték, teljesítményben kifejezve mintegy 35 GW. A hazai energia-termelés a felhasználásnak mindössze mintegy negyedrésze. A hazai villamosenergia-termelı kapacitás 7.8 GW, amelybıl az atomerımővi kapacitás GW. Egy háztartás kwh (1-3 MWh) villamos energiát fogyaszt.. 1. táblázat. Évi energiafelhasználásra használt mennyiségek összehasonlítása TJ/év PJ/év Mtoe/év GWh/év TWh/év GW 1 TJ/év (31.7 kw) 1 PJ/év (31.7 MW) 1 Mtoe/év GWh/év (114 kw) 1 TWh/év (114 MW) 1 GW A légkörbe kibocsátott üvegházhatású gáz mennyiségét szénegyenértékben (C) szokás megadni, hiszen a fosszilis erımővekben szén-dioxid (CO 2 ) keletkezik. Egymillió tonna szén mennyisége tehát 1 MtC. Van azonban, amikor CO 2 -egyenértéket használnak. A szén- és szén-dioxid 12/( ) tömegarányából következik, hogy a MtCO 2 nagyjából 0.27 MtCnek felel meg. 1 tonna Carbon (C) tehát megfelel tonna CO 2 -nek. A többi üvegházhatású gázt a CO 2 -hoz viszonyított idıintegrált üvegházhatása alapján veszik figyelembe. 100 éves idıtartományon egy molekula metán 20-szorosan, egy molekula dinitrogén-oxid 300-szorosan számítódik. Az elégetett szénmennyiség a tüzelıanyag típusától és az energiatermelés hatásfokától is függ. Hıerımővekben az 1 kwh energia nyeréséhez elégetett földgáz szénegyenértéke: 52.5 gc/kwh, az olajé: 66.9 gc/kwh; a széné: 86.7 gc/kwh (azaz kilowattóránként ennyi gramm szén bocsátódik ki). Ha a hıbıl villamos energiát állítanak elı, akkor a gáz és olaj esetén 47, szén esetén 36 százaléknyi hatásfokkal számolva a szénkibocsátás gázból történı villamosenergia-termelés esetén 100 gc/kwh, szén esetén 250 gc/kwh. Az elektromos teljesítményt érdemes kis e alsó index-szel, a hıteljesítményt pedig kis alsó t index-szel ellátni. A MW e tehát elektromos, a MW t pedig hıteljesítményt jelent. 8

9 3. Mi legyen a célfüggvényünk? A világ a Föld lélekszámának és az emberek igényeinek szinte megállíthatatlan növekedése következtében évrıl-évre egyre több energiát igényel. Az ismert kıolajkészletek további termelése a jelenlegi szinten mintegy 40 évre, a földgáz mintegy 70 évre, a kıszén legalább 200 évre, a hasadóanyagok mennyisége az eddigi technológiával 80 évre (új eljárásokkal azonban több ezer évre) elegendı. A szénhidrogén-termelés üteme tovább már nemigen fokozható, a csúcspont (a peak oil ) manapság várható. Az ún. nemkonvencionális szénhidrogéntelepek valamint a szénhidrogén abiotikus és mélybeli eredetérıl és folyamatos utánpótlódásáról fel-felröppenı hírek ellenére, mértékadó számítások szerint a szénhidrogén-készlet nagyjából felét már csakugyan elfogyasztotta az emberiség. A Föld Bolygó Nemzetközi Éve (2008-ban ENSZ-év) szerint az egyik legnagyobb globális probléma az energiakérdés megoldatlansága. A megújuló energiaforrások fokozott bevonásának szükségességét mégsem a fosszilis energiával való takarékossággal indokolják elsısorban, hanem az éghajlatváltozás és a szén-dioxid-kibocsátás szoros összefüggését feltételezve az ún. gyorsuló globális melegedés elleni védekezés szükségességével. Véleményünk szerint szerencsésebb lenne a közvetlen és kézzelfogható várható energiaszőkösséggel indokolni a megújulók bevonását, hiszen a CO 2 -kibocsátás és a melegedés közötti összefüggés tudományosan nincs bizonyítva, és még az is kétséges, hogy a klímamodellek által jelzett globális hımérséklet-emelkedés valóban gyorsul-e, hiszen a globális átlaghımérséklet 2008-ban mint ahogyan azt megelızıen 2007-ben és 2006-ban is némileg csökkent. Célfüggvényünk tehát az igen áttételes CO 2 -kibocsátáscsökkentés helyett az energiával, ezen belül a fosszilis energiával való takarékosság. A takarékosság egyik eszköze a különféle megújuló energiák fokozott mértékő bevonása. A mi feladatunk pedig csupán annyi, hogy összevessük a különféle energiafajták környezeti hatását. 4. A környezeti hatások összehasonlíthatósága felé A megújuló energiák között megállapodás alapján a nap- és szélenergiát, a vízenergiát, a geotermikus energiát és a biomassza-energiát veszik figyelembe. Egyéb ismert energiafajtalehetıségek Magyarországon vagy nincsenek (pl. tengeri árapály és hullámzás) vagy jelentéktelenek. (Lehetséges, hogy elvileg létezhetnek másféle megújulók is, csupán az energia-megmaradást sértı hipotéziseket célszerő kizárni.) A megújulók között vannak gyakorlatilag kimeríthetetlenek (pl. a napenergiában 100 TW/év, a szélenergiában 2 TW/év, a vízenergiában 5 TW/év kapacitás van), mások (biomassza, geotermikus energia) tulajdonképpen kimeríthetıek. (A geotermikus energianyerést földhıbányászatként is említik.) A napenergiának a hıkollektoros és a fényelektromos felhasználása két külön utat jelent; a bioenergetikában fás szárú, lágy szárú égetést, illetve biodízel- és bioetanol-elıállítást szoktak említeni, de a biogáz és a hulladék is ide tartozik. Vannak olyan energiafajták, amelyek idıben egyenletesen, illetve szabályozhatóan termelnek energiát (pl. víz, geotermika, biomassza), ugyanakkor a nap és a szél pedig egyenetlenül, sıt a szél kifejezetten szeszélyesen. A környezetvédelem ügye így nem egészen függetleníthetı a hármas követelmény másik két elemétıl: az ellátásbiztonságtól és a gazdaságosságtól. Energiasőrőség és területigény. Magyarország energiateljesítmény-igénye 35 GW, azaz minden négyzetméterének átlagos teljesítményigénye: 0.4 watt. Összehasonlításképpen: New York teljesítményigénye 15 W/m 2 ; a napenergia Magyarországon kb. 200 W/m 2 energiasőrőséget jelent. A felszínre jutó geotermikus hıáram-sőrőség ennek kétezred része 9

10 (0.1 W/m 2 ), a vízenergia (igazából: gravitációs energia) tagolatlan topográfiájú területen, közepes elérhetı vízmennyiség esetén néhány tíz mw/m 2. Nézzük meg, hogy az egyes energiafajtáktól négyzetméterenként mekkora teljesítmény várható. Egy másik összehasonlítás az lehet, hogy egy atomerımőblokk (1000 MV, azaz 1 gigawatt) teljesítmény elıállítása mekkora területet igényel. Érdemes persze azt is kiszámítani, hogy Magyarország teljes energiaszükségletéhez mekkora területre lenne szükség. Az adatok hozzávetılegesek (különféle, inhomogén forrásokból származnak), nagyságrendileg azért helytállóak. A forrásadatok alapján elvégzett saját számításokból a 2. táblázatnak megfelelı számokat kaptuk, ahol a vízzel és a geotermikával kivételeztünk : átlagos energiasőrőségük helyett tapasztalati értékeket vettünk figyelembe. 2. táblázat. Az egyes megújítható energiafajták teljesítménysőrősége, illetve területigénye a felhasználható energia elıállításához Víz* Biomassza Szél Nap Geotermika* W e /m (30% 7-10 (10% 13.9* * kapacitás) hatásfok) km 2 /GW 72* * km 2 -igény Magyarország ellátásához nincs értelmezve nincs értelmezve *A vízenergia és a geotermikus energia esetében az alkalmas helyek száma igen korlátozott. Az átlagos vízenergia-, illetve geotermikus energia-sőrőség mindössze tíz, illetve száz milliwatt/négyzetméter nagyságú. Ugyanekkora (1 GW) villamos teljesítményhez a nukleáris energia területigénye (a bányászatot és a tárolást is beszámítva) 8.8 km 2, a széné km 2, a földgázé pedig ugyanúgy minimális, mint a geotermikus energiáé. A hagyományos energiafajták területigénye tehát jóval kisebb, mint a megújulóké. Egy elméletileg teljesen biomassza-alapú energiaellátáshoz hazánk szinte teljes területére szükség lenne! Szélerımővekkel az ország egynegyedét, napelemekkel pedig egy átlagos megyényi területet kellene igénybe venni. A 2. táblázat azt sugallja, hogy a megújítható energiafajták az energiakínálatot kis mértékben szélesíthetik. Mértéktelen használatuk azonban pusztán azzal, hogy elveszik a természet elıl a helyet kifejezetten környezetkárosító. Net energy gain (energianyereség). Az egyes megújuló energiafajták energianyeresége az energiaforrásnak köszönhetıen felhasználható és a teljes életciklus során (bányászattól a rekultivációig) ráfordított energia különbsége, az alábbi összefüggéssel számítódik: NEG = Energy Consumable Energy Expended Ismereteink szerint ez az érték gázerımővek esetén a mai árakon mintegy 150, a szélés napenergia esetén mintegy A fosszilis erımővek élettartama lényegesen hosszabb (40 év, 25 évvel szemben). A nap- és szélenergia esetén ezért a megtérülési idıt ( payback time ) szokták figyelembe venni, ami a technológiától függıen 1-3 év között van. A bioüzemanyagoknál USA-adatok alapján az energianyereség 1.3, de nagyon bizonytalanul számítható (pl. függ a szárítás mikéntjétıl is). Sokan még az elıjelét is kétségbe vonják. Az 2. táblázat a felhasználható energiát, és nem az energianyereséget tartalmazza. Anyagigény. A területigény mellett az anyagigényt is kiszámíthatjuk. Azt az eredményt kapjuk, hogy pl. 1 MW elektromos teljesítmény elıállításához szélerımővek esetén 460 t vas és 870 m 3 beton kell, míg pl. atomenergia esetében egy nagyságrenddel kisebb anyagmennyiség: 40 t vas és 190 m 3 beton szükséges. A vízenergiáknál az anyagigény a 10

11 nagyobb vízerımővek esetén kedvezıbb mérleget mutat, mint a kisebbeknél, de az anyagigény a nagy vízerımővek esetén is tekintélyes. Belsı és külsı költségek (Internalities an externalities). A megújítható energiák az ún. belsı költség szempontjából nem versenyképesek a fosszilis energia költségeivel. Az EU ún. ExternE projektje szerint viszont igen: a külsı költségek vonatkozásában a fosszilisek környezeti károkozásuk: elsısorban CO 2 -kibocsátásuk révén az ExternE szerint többe kerülnek. Számításaikban viszont a megújulók környezeti hatása nem, vagy csak pozitív elıjellel szerepel. Például amint arra Kerényi A. Ödön felhívja a figyelmet a szélerımővek beruházásánál a mai számítások nem veszik figyelembe, hogy a villamosenergia-rendszerbe beépített minden egyes kw szélerımővi kapacitáshoz kb. 0.7 kw tartalék fosszilis energia bázisú erımő tartalékolására van szükség, hogy szélcsend idején pótolják a kiesést. Levonhatjuk tehát azt a következtetést, hogy a külsı költségek, a külsı hatások bevonása a megújuló energiaforrások megítélését nem egyértelmően elınyösen befolyásolja. 5. Specifikus környezeti hatások A hagyományos energiafajták környezeti hatása ismert. Az Elsevier kiadónál 2008 végén megjelent Future Energy c. könyv (LETHCHER, T. M. 2008) alapján a megújuló energiafajták specifikus hatásai nagyjából a következık: Vízenergia. Eláraszt szárazföldi élıhelyeket, megváltoztatja a vízjárást, megváltoztat vízi élıhelyeket. Szélenergia. Látvány (a szélenergiával kapcsolatos legjelentısebb környezeti tényezı; kevesebb nagy, de lassan forgó jobban elviselhetı, mint sok kisebb gyorsan forgó; felszín alatti kábelekkel, színek alkalmazásával mérsékelhetı a zavaró hatás); területigény (a szélenergia energiasőrősége viszonylag csekély: 100 MW-os szélfarm 8 km 2 -et igényel); zaj (a mechanikai zajokat mára már eliminálták, az aerodinamikai zajokat a mechanikai zaj szintjére csökkentették; a max. megengedett zaj a legközelebbi településen 45 db, és már a projekt megvalósítása elıtt eldönthetı, hogy ez tartható-e); elektromágneses interferencia (a szélturbina visszaveri, elnyeli az elektromágneses jeleket, ennek következtében elektromágneses interferencia léphet fel). Madarak alkonyatkor nekirepülhetnek, a táplálékul szolgáló élılényeket is megzavarhatja. Reggel és este hosszú árnyék keletkezhet, és esetleg jegesedés is bekövetkezhet (és a jégdarabok messzire repülhetnek). Geotermika. Gázkibocsátása nagyobb lehet, mint a gáztüzeléső erımőveké; környezetidegen anyagok kerülnek a felszínre; vízkövesedés; felszíni vizek hıszennyezése; a túlzott hévíztermelés felszíni süllyedéseket okozhat; az aktív vízbesajtolás kisebb földrengéseket okozhat; zajártalom (ami különösen gızkutaknál jellemzı). Napenergia. Ritkafémek, kellemetlen fémek (pl. kadmium) kerülnek a felszínre; hatékony napkollektorok elıállításához intenzív ritkafém-bányászat szükséges, földterület-vesztés, feketére festett földek. Biomassza. Az élet alapját hordozó szerves anyag nélkülözhetetlen a környezeti folyamatok stabilitásának biztosításában; élelmiszertıl veszi el a helyet; biodiverzitáscsökkenést okoz; intenzív kemikáliahasználat; talajdegradáció; a kinyert energia nem sokkal több a befektetettnél; az energiafő mély gyökérzetétıl nemigen lehet majd megszabadulni. A dél-amerikai gazdák Quitó-i nyilatkozata szerint az energetikai mezıgazdasági alapanyagok tömegtermelése veszélyezteti a fennmaradt erdıket, amelyek viszont nélkülözhetetlenek az élet fennmaradásához; a bioüzemanyag termelése azoknak fog nagy hasznot hozni, akik érdekeltek az ültetvényekben; a bioüzemanyagok szabad utat jelentenének a genetikailag módosított gabonák számára, a vele járó számos hatással együtt; a kialakuló gazdasági 11

12 hatalmuk birtokában az üzletemberek függıségre kényszerítenék a helyi farmereket, valamint az ıslakos közösségeket, ez pedig az élelmiszer-szuverenitás elvesztését eredményezné. A gazdák szerint továbbá, ha földjeiket az üzemanyag megtermeléséhez szükséges gabona mővelésére áldoznák fel, az azt eredményezné, hogy saját maguk helyett a gazdagok autóit kezdenék el etetni. Másrészt pedig, az ivóvízforrásaikat a mezıgazdaságból eredı mérgekkel szennyeznék be, amely hatással lenne az egészségre és az életminıségre. A kormányok elıtt így alapvetıen két alternatíva van: az agráripar, vagy a sokféleséget és fenntarthatóságot mutató termelési modell visszaállítása, amely garantálná az élelmiszer szuverenitást, a tradicionális életforma folytathatóságát és a biológiai sokféleség megırzését. 6. Összefoglalás Nyilvánvaló, hogy semmiféle energiatermelés és felhasználás nincs környezeti hatások nélkül. Összehasonlíthatóságukat akadályozza, hogy a környezeti hatások igen sokfélék, egymástól nagyon eltérı jellegőek. Öt megújuló energiaforrás környezeti hatásainak összefoglalása az MTA Környezettudományi Elnöki Bizottság Energetika és Környezet Albizottsága jelenleg még folyamatban van, és az eredményeknek nem akartunk elébe menni. Ezért ebben a kezdeti tanulmányban külföldi forrásokra támaszkodtunk. Jó volna az illetékes mőhelyek bevonásával egy akadémiai szintő összehasonlító elemzés elvégzése, amely a szakma és a politika számára is mérvadó lehetne a jövıre vonatkozóan. Ehhez kérjük az egyes energiafajtákkal foglalkozó szakemberek támogatását: adatok és megbízható irodalmi források megadásával, elemzések elvégzésével, a tervezetek megvitatásával. Köszönetnyilvánítás Köszönetünket fejezzük ki az MTA Környezettudományi Elnöki Bizottság Energetika és Környezet Albizottsága, az MTA Energetikai Bizottság, az Energetikai Bizottság Megújuló Energia Albizottsága, valamint az MTA Energiastratégiai Munkabizottsága tagjainak. Irodalom LETHCHER, T. M. ed. (2008) Future Energy: Improved, Sustainable and Clean Options for Our Planet. Elsevier 12

13 Dr. Farkas István 1 A napenergia hasznosításának hazai lehetıségei Összefoglaló Az Európai Unió és a tagországok energiapolitikájában megfogalmazódott elvek és érvényesített intézkedések, támogatások, kedvezményes hitelek, szénre kivetett adó stb. hatásaként az elsıdleges energiaszükségletének egyre növekvı részészét fedezik megújuló energiaforrásból. Amennyiben a hagyományos energiaárban érvényesítik a környezeti ártalmak társadalmi költség kihatásait (externális költségek), akkor ez az arány még tovább növekedhet. Az ENSZ becslése szerint 2050-re ez akár a 50-60%-ot is elérheti. A legnagyobb növekedési ütemet a jelenleg kis részarányt képviselı napenergia felhasználására prognosztizálnak. Még számos olyan egyedi település és kisgazdaság van Magyarországon is, ahol a villamos energiaellátó rendszerhez való csatlakoztatás nincs teljes mértékben megoldva. Ilyen esetekben célszerő megfontolni a megújuló energiaforrások köztük a napenergia alkalmazásának lehetıségét, tekintettel, hogy bizonyos feltételek mellett az autonóm üzemő napenergiás energiaellátó rendszerek telepítése rentábilis lehet. Az energiaellátó hálózatra nem csatlakozó (autonóm) települések, farmgazdaságok energiaellátásának biztosítása a szokásos villamosenergia-felhasználáson (világítás, rádió, TV, hőtıszekrény, melegvíz készítés stb.) kívül magában foglal olyan technológiai igényeket, mint pl. a mezıgazdasági és kertészeti termékek szárítását, az épületek, istállók és növényházak főtését, vízszivattyúzást stb. Ezek alapján alapvetı igényként merülhet fel, hogy az adott technológiák szükségképpen magasabb energiaigényét is a megújuló energiaforrásokra alapozva oldjuk meg, hozzájárulva ezzel is az elvárt szén-dioxid-kibocsátás csökkentéséhez. A napenergia legcélszerőbb alkalmazása az integrált megoldás, ami azt jelenti, hogy a beesı napsugárzást a lehetı legteljesebb mértékben hasznosítani kell a legkülönbözıbb eszközök segítségével. Az integrált energetikai/technológiai rendszer koncepció alapelve, hogy az autonóm üzemő településen, gazdaságban győjtsük össze a rendelkezésre álló összes energiafajtát, természetesen elsısorban a megújuló energiaforrásokat, majd ezt követıen a rendelkezésre álló forrásokat egy optimális stratégia szerint osszuk szét az egyes helyi felhasználók, fogyasztók között. Ez a megoldás természetesen feltételezi a teljes évi hasznosítási menetrendet. Ily módon elkerülhetjük, vagy jelentısen csökkenthetjük a megtermelt energia szállításával, tárolásával kapcsolatos veszteségeket és költségeket, nem is beszélve a környezetszennyezés mérséklésérıl. 1 Dr. Farkas István Szent István Egyetem, Fizika és Folyamatirányítási Tanszék, Gödöllı Farkas.Istvan@gek.szie.hu 13

14 Dr. Barótfi István 1 A szükségszerőség kényszerpályája a megújuló energiaforrások alkalmazásában 1. Szükségesség a fenntartható fejlıdés érdekében A technika fejlıdése igényelte és egyben lehetıvé is tette a nagy energiasőrőségő energiaforrások kifejlesztését. Ez háttérbe szorította az évszázadokon keresztül használt energiaforrásokat és új energiaforrások, ill. energiahordozók alkalmazása vált általánossá. Kialakult az ilyen energiaforrások ellátórendszere, a felhasználók részére könnyen hozzáférhetıvé tette és ezzel nagymértékben hozzájárult az energiafelhasználás jelentıs mértékő növekedéséhez. Ez az elképesztı mértékő energiafelhasználás-növekedés a tudósok szerint mind a rendelkezésre álló energiakészletek, mind pedig ennek környezeti hatásai miatt nem tartható, így a hetvenes évektıl kezdıdıen egyre markánsabban megfogalmazódik az energia hatékony felhasználásának szükségessége, és a megújuló energiaforrások alkalmazásának szélesebb körő alkalmazása. A megújuló energiaforrások alkalmazásának igényét tehát nem a technikai fejlıdés eredménye és nem a piaci viszonyok indokolják, hanem a szükségszerőség a fenntartható fejlıdés érdekében. A szükségszerőségnek akkor tudunk megfelelni, ha ezt az érintettek belátják, vagy kényszerítik a megvalósításra. A belátás volna a legegyszerőbb út a cél érdekében, azonban egy sokszínő világban nem reális elképzelés, minthogy ez mindannyiunkat érintıen valamennyiünk belátását igényelné. A világot sokféleképpen látjuk, érzékeljük és a tennivalók sokaságában különbözı mértékben tartjuk fontosnak ezt a problémát, ennek kezelését, következményeit, érintettségünket és feladatunkat. És akkor még nem is beszéltünk a jövıért való felelısségvállalás áldozatáról, melyet meg kellene hozni a mai generációnak, és be kellene mérnie a mai jólét, kényelem és a jövı generációjának hagyott állapotokért vállalandó áldozat arányait. Nagyon könnyen belecsúszunk abba a megállapításba, hogy nem kell áldozatvállalás, mert majd az utánunk jövı generáció úgyis meg fogja oldani, ahogy mi is megoldottuk problémáinkat. Az önkéntes belátás tehát nagyon fontos lenne, de reálisan inkább csak a beláttatás és a megfelelı kényszerítı szabályozásban lehet bízni. Ez a kérdés nagyon körültekintı és sokoldalú megközelítését igényel, és nem egyszerősíthetı le a technikai lehetıségek, a mőszaki megvalósíthatóság és a pénzügyi források hozzáférhetıségének problémájára. A megújuló energiaforrások használatában a tennivalókat tehát nézıpontok egyeztetésével, a tendenciák folyamatos értékelésével és elırelátó kompromisszumok keresésével kell kezelni. Az elıadásomban a megújuló energiaforrások alkalmazásával kapcsolatos fıbb kérdéseket szeretném röviden felvázolni különbözı szempontokból, mindenekelıtt azért, hogy az elmúlt több mint negyedszázad eredményeinek elmaradására választ kaphassunk, és a szükségszerőség kényszerpályáját eredményt ígérı feladatok tudatos megoldására fordítsuk. 1 Dr. Barótfi István Szent István Egyetem, Épületgépészet, Létesítmény- és Környezettechnika Tanszék, Gödöllı barotfi.istvan@gek.szie.hu 14

15 2. Kérdések természettudományos nézıpontból A természettudományok idıben és térben szinte korlátok nélküli vizsgálódásai között, ma talán a legnagyobb közfigyelmet a klímaváltozás és ennek hatásai jelentik. Ez a probléma mind az okokat, mind pedig a hatást illetıen nagyon sokféle összefüggés-rendszert vizsgál, és a megállapításokra a globális méretek miatti érintettség következtében nagyon különbözıen reagálnak az emberek. Ma már talán általánosan elfogadott, hogy az energiafelhasználásnövekedés mind forrás oldalról, mind pedig kibocsátás oldalról korlátozott. Forrás oldalról a fosszilis energiaforrások rendelkezésre álló készletei bár mértékét különbözı értékre becsülik végesek, másfelıl a légkörbe kerülı szén-dioxid-növekedés felmelegedést okoz. Az ún. olajválság kirobbanásakor a világ a készletek rohamos kiaknázásától rettegtek az emberek, minthogy ez az elıre jelzett évtizedekben nem következett be, most inkább a globális felmelegedés hamarosan érzékelhetı kedvezıtlen hatásai miatt van az aggodalom. A természettudományos kutatások e kérdésben egyértelmően elfogadott és hatásában sem vitatható megállapítást mindez ideig nem eredményeztek, annak ellenére, hogy a változások érzékelhetıek, sok esetben nagyon szembetőnık. Mindig vannak olyan vizsgálati eredmények, melyek az érzékelhetı változásokra az energiafelhasználás növekedéstıl független magyarázatot is be tudnak mutatni. Ezek az ellentmondások persze természetesek (a természettudományban a kételkedés az egyik meghatározó hajtóerı), de nem jó, hogy így van. Addig kellene elfogadható megoldásra jutni, míg van esély ezen változtatni. A tét nagy, a Föld, az ember jövıjérıl van szó. A természettudományos kutatások tehát ezen a területen mindennél fontosabbak, és ki kell térjenek a javasolható megoldásokra is. A megújuló energiaforrások széleskörő elterjesztésében az elsı kérdésként a rendelkezésre álló mennyiségek, a potenciál vetıdik fel. A potenciál meghatározásában a globális megközelítés viszonylag egyszerő és kellıen félreorientáló is. Azt lehet mondani, hogy a Földre érkezı napsugárzás többszöröse a jelenlegi földi energiaigénynek, ami valós adat, csak éppen közvetlenül nem lehet vele mit kezdeni. Egy adott régió, ország megújuló energia potenciálja már nehezebb kérdés. Elvileg persze bármely megújuló energiaforrásra lehet becslést adni, de ennek használhatósága nagyon korlátozott, és többnyire az értékek túlzóak. A nehézséget az jelenti, hogy a potenciált jelentı energiaforrás, vagy energiahordozó általában más célra is használható/használatos, így az energetikai célra használatos mennyiség általában csak becsülhetı és állandóan változó. Nem hiszem, hogy bárki komolyan gondolhatja, hogy a magyar szántó, és erdıterület ismeretében az energetikai potenciál meghatározható, hiszen a termelt mezıgazdasági termék elsısorban élelmiszer, takarmány, ipari alapanyag és csak a maradék tekinthetı esetleg energetikailag használható anyagnak. A mezıgazdák olyan terményt fognak termelni, amelyek jól értékesíthetık. Ha ez egy energetikai célra szánt növény, akkor azt. Ez persze azzal jár, hogy a takarmányok és általában az élelmiszerek ára is ennek megfelelıen emelkedni fog, mert különben nem lesz olyan ember, aki ilyet termelne. És akkor még arról a kérdésrıl még nem is esik szó, mely a termıtalaj részére a szerves anyag visszapótlásának szükségességét vizsgálja, amely szintén befolyásolja az energetikai célra használható szerves anyag mennyiségét. De ugyanígy nehéz azokat a felületeket is meghatározni, ahol a napenergia hasznosítás aktív elemei elhelyezhetıek. Valószínőleg erıs túlzásnak lehet tekinteni azt az energetikai maximumot, melyet az ország fölé épített napkollektor, vagy napelem felület jelentene. A megújuló energiaforrások potenciáljának meghatározása tehát még nagyon sokrétő megközelítést és vizsgálatot igényel és akkor még mindig meg kellene vizsgálni az optimális megoldáshoz tartozó struktúrát. A megújuló energiaforrások alkalmazásához fontos kérdés ezen energiaforrások, energiahordozók tulajdonságainak ismerete. E tekintetben a természettudományos kutatások 15

16 egyre több olyan eredményt produkáltak, melyek alapul szolgáltak/nak a fejlesztési munka és az alkalmazás számára. A megújuló energiaforrások ésszerő használata a tulajdonságokból levezethetık, ezek a legfontosabb jellemzık: kis energiasőrőség, idıszaktól, idıjárástól és földrajzi helyzettıl függı megjelenés. Így az ésszerő használatot a helybeni felhasználás, a lehetı legkevesebb átalakítás, a legrövidebb szállítás jellemzi, melynek meg kell jelennie a felhasználásban és ez az, ami meghatározza a felhasználás fı területeit és a célszerő használat mértékét. A kutatások egy másik iránya, hogy a kis energiasőrőségő megújuló energiaforrásokból nagy energiasőrőségő energiahordozót alakítsanak ki. Ennek egyik leginkább járható útjának a hidrogéntechnológia kifejlesztése látszik. Számos kutatás már a gyakorlati fejlesztés stádiumába került, ugyanakkor a széleskörő alkalmazást csak a jövı évtizedre valószínősítik. 3. Mőszaki-technikai feladatok és eredmények A megújuló energiaforrások az ember számára hosszú ideig az egyetlen lehetıséget jelentették. Az energiaválságot követıen a megújuló energiaforrások alkalmazásának széleskörő elterjedésének reményét elsısorban az motiválta, hogy a technikai lehetıségeinek felhasználásával a fosszilis energiahordozókhoz hasonló, kényelmesen alkalmazható és olcsó energiaellátás valósítható meg. Ez a remény volt és talán még ma is a mozgatója azoknak a fejlesztéseknek, melyeknél a korszerő technika minél több elemét felhasználva születtek alkalmazási referenciák. Az ilyen referenciaüzemek valós eredményre jutottak, egyetlen hibájuk csupán az volt, hogy a projektek utóvizsgálatai, az eredmények utólagos értékelése és a következtetések levonása nem történt meg, általában megelégedtünk magának a projektnek az elkészültével. Ennek következménye, hogy a fejlesztési forrásokat általában nem egymásra épülı fejlesztési munkákra fordítottuk, hanem gyakran egymást megismétlı, ötletszerő projektekre. Így, bár jelentıs anyagi forrásokat használhattunk fel a megújuló energiaforrások fejlesztésére, a széleskörő elterjedés nem következett be, sıt még arra sem kaptunk választ, hogy ennek mi a valóságos oka. A kialakult helyzetre okként általában a pénzügyi támogatás hiányát jelölik meg, de azt, hogy mit és milyen mértékben kellene támogatni, senki nem tudja az eddigi kutatás-fejlesztés eredményeire támaszkodó valós adatokkal alátámasztani. A megújuló energiaforrások alkalmazásának technikai lehetıségeit részben hazai referenciák, másrészt külföldi példák széleskörően bemutatják. A bemutatott mőszaki lehetıségek jól példázzák, hogy a korszerő technológiák alkalmazása az ilyen rendszereknél is elengedhetetlenek. A technikai lehetıségek számos területen ma már általában a kereskedelemben készen kapható berendezések, komplett technológiák formájában rendelkezésünkre állnak és csupán a felhasználóra várnak. Nem vált azonban általánossá az a szemlélet, hogy a megújuló energiaforrások alkalmazása lokális paraméterekre épül, és nagyon komoly szellemi érték hozzáadásával remélhetı csak a várt, vagy megígért eredmény teljesülése. Gyakori probléma, hogy más régióból, országból származó információk alapján születnek beruházói döntések, vásárolnak meg más országban jól mőködı eszközt vagy berendezést anélkül, hogy annak a hazai sajátos alkalmazási feltételeit részletesen elemeznék. Tudomásul kell venni, hogy a megújuló energiaforrások alkalmazása sokkal körültekintıbb és nagyobb szakmai tudást igényel, mint a fosszilis energiahordozók alkalmazása. A megújuló 16

17 energiaforrások mennyiségi és idıbeli paraméterei valószínőségi változók, és ebbıl következıen a berendezések szükségszerően nagyobbak, költségesek, ezért a beépítendı teljesítmények meghatározásánál sokkal körültekintıbben kell eljárni, mint hagyományos rendszereknél stb. A mindennapos gyakorlat pedig éppen az ellenkezıje: környezetvédelmi szükségszerőségbıl, a megújuló energiaforrások olcsóságából gyakran a környezet védelméért elkötelezett, de nem megfelelı felkészültségő szakemberekkel valósulnak meg beruházások. Persze az is igaz, hogy a mérnöktársadalom sem eléggé nyitott, és gyakran nem is felkészült az ilyen rendszerek tervezésére, kivitelezésére. Ebbıl következıen megjelentek azok a nemkívánatos képzések, melyben alternatív, vagy megújuló energiával foglalkozó szakembereket képeznek. Nem az a probléma, hogy ilyen ismereteket tanítanak, hanem az, hogy az ilyen képzés a levegıben lóg, és a végzettek gyakran csak szakértı laikusok. Nem szabadna általános energetikai ismeretek nélkül alternatív, vagy megújuló energetikával foglalkozni, mert a megújuló energiaforrások alkalmazásánál csak a hagyományos energiaforrás reális alternatívájaként van remény a jó eredményre. Nem lehet anélkül a megújuló energiaforrások reális elterjedését célul tőzni, ha az ezzel foglalkozók nem ismerik azokat a rendszereket, melyekhez kapcsolódnak stb. (Pl. a napenergia főtési célú hasznosításához jól kell ismerni a főtési rendszereket, a szélenergiához nem elegendı tudni, hogy fúj a szél és ezzel villamos energiát is lehet termelni, hanem ismerni kell azt az energetikai rendszert, melyhez az ilyen berendezést csatlakoztatjuk stb.) A mőszaki fejlesztés eredményei talán a megújuló energiaforrások berendezései technikai paraméterek javításában érzékelhetı. A természettudományos kutatások lehetıvé tették, hogy a fejlesztések során az energiaátalakítási jellemzık a hagyományos energetikai rendszereknél alkalmazott berendezésekkel összemérhetıek legyenek. Így például érzékelhetıen javult a biomassza tüzeléső kazánok hatásfoka (egyes megoldásoknál eléri a 90%-ot), javultak a napkollektorok és napelemek hatásfokai, számottevı emelkedés érzékelhetı a hıszivattyú teljesítménytényezıjénél stb. Ezek az eredmények jelentısen megnövelik a megújuló energiaforrások alkalmazásának lehetıségeit, és ez adhat reményt a szélesebb körő elterjesztéshez. 4. Ökonómiai szempontok A megújuló energiaforrások alkalmazása elsı gondolatként a laikus világ számára kézenfekvı és olcsó lehetıségnek tőnik. Ez természetes, hiszen a nap a szél energiája ingyen van, a szalma vagy fa eltüzelése átlátható, megérthetı mindenki számára szemben egy atomerımővel, de még egy távfőtı rendszerrel szemben is. Így értetlenül állnak azon kijelentések elıtt, hogy ezeknek az energiaforrásoknak elterjedését elsısorban éppen a költségek akadályozzák. Hiába a valóban olcsó energiaforrás, ha a felhasználáshoz szükséges berendezések és technológia költséges. Érthetetlen még szakemberek körében is, miként lehet olcsóbb egy más országból, esetleg földrészrıl szállított földgáz, mint a helyben termı erdı hulladékaiból elıállított hıenergia. A megújuló energiaforrásoknak alkalmazásánál tehát az ökonómiai értékelés az egyik sarkalatos kérdés. Ebben a körben a költségek meghatározása, a költségek csökkentésének lehetıségei és az ökonómiai elemzések eredményeinek hatása a reális alkalmazási területek kijelölésére jelentik a legfontosabb feladatokat. Általánosságban elmondható, hogy a hagyományos energiahordozókhoz képest kisebb energiasőrőség, a korlátozott és nem minden esetben a felhasználással harmonizálható rendelkezésre állás, és éppen ezért az energiatárolás megoldása minden esetben olyan költségnövelı tényezı, mely nem hagyható figyelmen kívül. A költségek szempontjából a felsoroltak bármelyikének mellızése jelentıs költségcsökkentést eredményezhet, és ezért az alkalmazásokat egyénileg kell értékelni, és ettıl függıen változhat egy-egy beruházás 17

18 ökonómiai megítélése. E tekintetben komoly elırelépést jelent ez EU-ban és most már hazánkban is a megújuló energiaforrásokból termelt villamos energia kötelezı átvételére és a villamos energia kedvezı átvételi árára vonatkozó törvényi szabályozás. Ezzel ugyanis lehetıvé vált a termelı számára az energiatárolás kérdésének kiiktatása. Ez elsısorban a szélenergiánál jelent különös elınyt, de sok biomassza-erımő létesítést is kezdeményezett, bár a biomassza erımővek esetén a villamos energia átvétel nem oldja meg a hıenergia felhasználásának kérdését, és gazdaságilag kedvezı megoldás csak a teljes hıenergiamennyiség értékesítésénél adódik. A megújuló energiaforrások alkalmazásánál tehát az állami szándék mindenképpen pénzbe kerül és nem is kevésbe. Azt, hogy ezt a támogatás persze milyen módon, ill. milyen rendszerben valósul meg, rányomja a bélyegét a kialakuló helyzetre. Hazánkban a villamos energia átvételi árának mértéke és ennek törvényi garanciális biztosítása azt eredményezte, hogy a szélenergia és biomasszával üzemelı nagy erımővek számára kedvezı a helyzet, és ezek térnyerése volt tapasztalható az elmúlt években. Ez az elmúlt évben támogatásból több tízmilliárd forintot igényelt. Érthetı tehát, hogy a szőkös állami büdzsé nem rajong a megújulók ilyen felhasználási módjának további növeléséért, és ha a lakosságot megkérdeznék az adóforintjaik elköltésérıl, valószínőleg nem ezt a területet preferálnák. Különösen megkérdıjelezi ennek a helyzetnek a fenntartását, illetve ilyen irányú bıvítését a biomassza-erımővek esetén az, hogy az elıállított villamos energiához szükséges alapanyag beszállítási területe nagyon nagy (némely esetben külföldrıl közúton szállított) alapanyagot is használnak, gyakran az alapanyag nedves és így az állami támogatás gız formájában távozik az erımővi kazán kéményébıl. Ökonómiailag, sıt környezetvédelmi szempontból is kedvezıbb lenne, ha a keletkezı biomasszát helyben hasznosítanák. A jelenlegi támogatási rendszer azonban nem az ilyen megoldásokat segíti. 5. Társadalmi megítélés Minthogy a megújuló energiaforrások alkalmazása környezetvédelmi szükségszerőség, így reálisan nem várható el a piacra építı, vagy a társadalom tagjainak önbelátására számító elterjedés. A beláttatásban és a szabályozásban az államnak meghatározó, koordináló szerepet kell játszania. Az állami szerepvállalás céljának a megújuló energiaforrások célszerő hasznosításának feltételeire kell kiterjednie, mely alapvetıen az ésszerő használat területeit, mértékét és az alkalmazás körülményeinek kiszámítható gazdasági hátterét jelenti. Ezt persze szorosan össze kell hangolni a magyar energiapolitikával és a megújuló energiákkal kapcsolatos feladatokat a nemzetközi tendenciákra és kötelezettségekre tekintettel, de a sajátos magyar viszonyokra építve kell megjeleníteni. Nem várható el hazánkban sem az emberektıl, hogy a jövıért való aggódás, és az ennek megoldásában lehetıségként felmerülı tennivalók olyan áldozatvállalásra kényszerítsék az országot, melyeket a világ általában nem vállal fel. A megújuló energiaforrások alkalmazásának kérdéseit tehát nem lehet csak hazai belügynek tekinteni, és olyan célokat lehet csak kitőzni, mely a mindennapi életünk részeként kezeli ezt a kérdést is, és olyan mértékő áldozatvállalást vár el, amilyen mértékben lehetıségünk van a globális problémák megoldásában. 6. Lehetıségeink és feladataink A megújuló energiaforrások alkalmazásának kérdésében a szükségesség, a lehetıségek és az áldozatvállalás legjobb kompromisszumát kell megkeresni. A szükségesség alapvetıen globális kérdés, de a legnagyobb elmaradás ezen a területen van. A megújuló 18

19 energiaforrásoknak az alkalmazása, mint bármely más környezet védelmével összefüggı kérdés alapvetıen azt a nehéz feladatot jelenti, hogyan értethetı meg a ma generációjával az önkorlátozás, az áldozatvállalás a jövı generációja érdekében. És ha ez valamilyen módon sikerül, még mindig nehéz megtalálni azt a mértéket, amely az áldozatvállalás mértékét meg tudja indokolni, valamint az a probléma, hogy ezeket a vállalásokat mindenki arányosan, vagy egyenlı mértékben tegye. Többnyire az a gyakorlat, hogy a szükségesség megértésre talál, az áldozatvállalást is elfogadhatónak találják, de leginkább mindig más áldozatvállalásában gondolkodunk. Nagyon nehéz cselekedeteinkben a máért és a jövıért közötti arányokat meghatározni és mindennapi élet elfogadható részévé tenni. A problémában nem csak az egyes ember gyarlósága okozza a nehézséget. Önmagában a célok, a remények a reális jövıkép is olyan sokféle utat kínál fel, hogy ezek ellentmondásai sem sarkallnak eltökéltségre, áldozatvállalásra, az emberek, a döntéshozók is bizonytalanok és általában a biztosabb jelen, mint a bizonytalan jövı irányában mozdulnak el. 7. A lehetıségek ellentmondásai Az EU céljaiban elsık között szerepel, hogy a globális kihívásoknak Európa a versenyképesség fejlesztésével tud a legjobban megfelelni. A Lisszabonban megfogalmazott célkitőzések a világmérető versenyben való megfelelés konkrét lépéseit tartalmazzák és ebben meghatározó szerep jut az energetikának is. Az energetikában a versenyképességet szolgálandóan a kulcskérdések között a megfelelıen összekapcsolt és összehangolt energetikai rendszerek kiépítése, a belsı piac és verseny feltételeinek megteremtése, a hatékony energiahasználat, és a nukleáris energia mellett megjelenik a megújuló energiaforrások fokozott használatának szükségessége is. A versenyképesség mellett persze fontos kérdés az ellátásbiztonság, melyhez az európai készletgazdálkodás megteremtése, a nemzetközi kapcsolatok és szerzıdések szélesítése, megfelelı tároló kapacitások létrehozása lehet a hatékony eszköz. A környezet védelme szempontjából az emissziókereskedelem is eredményt hozhat. A versenyképesség, a környezetvédelem és az ellátásbiztonság általánosan megfogalmazott céljai azonban más-más eredménnyel teljesíthetıek és ezek összehangolása adott esetben nem is lehetséges, illetve csak nagyon nagy kompromisszumok árán. Az ellátásbiztonság érdekei megkövetelik az EU saját forrásainak (szén, lignit) szélesebb körő használatát, tiszta szén technológiák terjesztését (Carbon Capture and Storage, CCS), a nukleáris energia fokozott használatát, az import csökkentését, elsısorban a földgázimportét. A környezetvédelem érdekei megkövetelik az ÜHG emisszióinak csökkentését, a szén, lignit használatának csökkentését, ellenzik a CCS technológiát, sok országban ellenzik a nukleáris energiát. A versenyképesség, a környezetvédelem és az ellátásbiztonság követelményei különbözı lehetıségeket jeleníthetnek meg, attól függıen, hogy a súlypont éppen melyikre kerül. A két szélsı lehetıség nagyon leegyszerősítve a következıképpen jellemezhetı: Vannak olyan országok, melyekben az energiaigény növekedésének mértékét nem kívánják, vagy nem tekintik fontos feladatnak és az energiaigényeket a rendelkezésre álló, általában fosszilis energiával biztosítják, de sok országban a nukleáris energiatermelés fejlesztésével kívánják megoldani. Ezekben az országokban a megújuló energiaforrások alkalmazásának kérdése vagy fel sem vetıdik és természetesen ezen 19

20 energiaforrások részaránya nem számottevı és részaránya az energiamérlegben fokozatosan csökken. A környezetvédelmi problémák és a globális klímakérdésekre a tiszta-szén technológiát javasolják, bár ennek alkalmazására inkább csak kivárnak Más országokban az energiafelhasználás csökkentése és az energia hatékony felhasználása kiemelt program. Úgy tervezik, hogy a hagyományos energiaforrások és a nukleáris technológia visszaszorításával és a megújuló energiaforrások használatának jelentıs növelésével megoldható az ország energiaigény-növekedése. Az ilyen célkitőzéseket fogalmaz meg az EU és tesz tényleges erıfeszítéseket. Az erıfeszítésekben a célszámok és tervek mellett persze támogatások is megjelennek és ezek felhasználására egyre több érdeklıdı van, hazánkban is. Két kérdés azonban mindenképpen felvetıdik: mennyire reálisak a célok, és vannak-e ehhez hazai források is. A célok realitásának megítélése nehéz. A valós globális kihívás és az ehhez rendelhetı áldozatvállalás nehezen számszerősíthetı. A realitásokban szerepet játszik az is, hogy ha a globális problémák megoldásában csak egy földrész, egy-egy államcsoport vállal áldozatot, akkor az a probléma megoldása szempontjából nem fog eredményre vezetni. Ugyanakkor ebbıl persze nem lehet levonni azt a következtetést, hogy akkor nem is érdemes érte tenni. A célok realitásának megítélésében azonban van egy saját mérce is: a megújuló energiaforrások eddigi tapasztalatai és a tendenciák. Talán éppen ez az, ami a jelenlegi célkitőzések realitását megkérdıjelezi. Ha megnézzük az EU országok megújuló energiaforrás használatának alakulását napjainkig, akkor azt kell megállapítanunk, hogy az eddigi célkitőzéseket sem tudtuk teljesíteni, pedig azok lényegesen kisebb léptékőek voltak. A mostani nagy elhatározásokból esetleg nem csak nagy elmaradások lesznek-e, illetve mi az a körülmény, mely a korábbi tendenciákat az elkövetkezı idıben jelentısen megváltoztatja. Hol van az a gazdasági potenciál, melyben rendelkezésre fognak állni azok az anyagi források, melyek ilyen mértékő megújuló energiaforrás növekedést tudnak generálni. Ezek a kérdések egyes olyan, gazdaságilag meghatározó EU-s ország részérıl is felvetıdtek, melyek élenjáróak voltak ezen az úton és mely országokban a környezeti tudat, a gazdasági potenciál egyaránt átlag feletti volt. A célok és szándékok tehát dicséretre méltóak, csupán a realizálás bizonytalan. 8. Fı feladataink A megújuló energiaforrások alkalmazásának elterjesztésében az állam szerepvállalása, felelıssége meghatározó. Ezt persze nem lehet arra az egyszerő aktusra leegyszerősíteni, amely a mindennapokban leginkább gyakorlat, hogy az állam fordítson sokkal többet erre a területre. Ez a kívánság teljesen általános az ezzel a kérdéssel foglalkozó kutató-fejlesztı és a megvalósításban üzletet látó vállalkozói szféra körében és többnyire fel sem merül, hogy ezek a többletforrások leginkább csak más területektıl vagy további elvonásokból származhat. Ezt az áldozatvállalást általában nem fogadják el az emberek, sıt még azok sem, akik a források bıvítését követelik. Ez természetes, hiszen senki nem örülne további adóknak, a villamos energia, az üzemanyag esetleg a földgáz fogyasztói árának néhány százalékos emelésének, hogy ebbıl támogassa az állam a megújuló energiaforrások alkalmazását. A helyzet még összetettebb, mert a fosszilis energiahordozók áremelése nemcsak a lakosság közérzetére gyakorolna kedvezıtlen hatást, hanem az egész gazdaságra, hiszen az energia-áremelés a versenyképességet jelentısen rontaná és ezzel további gazdasági, életszínvonalbeli kedvezıtlen következményekkel kellene számolni. Az állam szerepe tehát egyértelmő, csak az nem, hogy a szerep konkrétan mit tartalmazzon. Iránymutatóként talán azt lehet mondani, hogy az állam szerepe a megújuló energiaforrások alkalmazásának társadalmi 20

21 megítélésének tudatosítása, a szükségszerőségnek, az áldozatvállalás fontosságának elfogadtatása. Ezek a feladatok egyszerően megjelölhetık, de nem olyan egyszerően valósíthatók meg. Reális eredményt csak a társadalom megfelelı ismeretére építve lehet elérni, egyébként csak sikertelen akciókra és demagógia térnyerésére lehet számítani. Alapvetı fontosságú a helyzet bemutatásától a lehetséges következményeken keresztül a szükséges tennivalók legszélesebb körő megismertetése. Ezeket az ismereteket az iskolai képzés szerves részeként kellene kezelni, mert az iskolai korosztály a leginkább fogékony az ilyen kérdésekre, és leginkább számukra mutatható be, hogy a környezettel, a jövıvel kapcsolatos mai tennivalók az ı jövıjük megalapozója. A képzésben általánossá kell tenni egyfajta természettudományos erkölcstant, melyben a természeti erıforrások önkorlátozó használata példamutató, divatként jelenhetne meg. Fel kellene hívni a figyelmet arra, hogy a fogyasztásnak nem elsısorban anyagi kérdésnek kell lennie, nem feltétlen szükséges többet fogyasztani még akkor sem, ha meg van rá az anyagi lehetıségünk, és nem annak kell lenni a mindennapos mértéknek, hogy mit engedhetünk meg magunknak. A globális klímaprobléma kezelése nem szőkíthetı le a megújuló energiaforrások alkalmazásának kérdésére, hanem legalább ennyire fontos az energiafelhasználás mértékének csökkentése, hatékony használata és csak ezek együttesen vezethetnek el az eredményt remélı útra. Ezek a kérdések elsısorban az ismeretek folyamatos bıvítésével, a társadalmi tudat formálásával, új utak keresésével rendezhetık, és ebben mindannyiunknak részt kell vállalnia. Enélkül folytatódik a megújuló energiaforrások elterjedésével kapcsolatos szükségesség, célkitőzések, vágyak és a valóság, realitások, eredménytelenség közötti szakadék mélyülése. Az állam szerepe a természettudományos alapon nyugvó, gazdaságilag is indokolt, új mőszaki lehetıségek alkalmazásának felkutatása, széleskörő társadalmi elismertetése és terjesztése. Ehhez nem az anyagi támogatást kell növelni, hanem a kutatás-fejlesztést fokozottabban támogatni, és az ismereteket, a tudatformálást kell elıtérbe helyezni. 21

22 Dr. Svéhlik Csaba 1 A holnap környezetbarát autója egy új energiakorszak hajnalán kihívások és dilemmák 1. Bevezetés a problémákkal terhes, merev jelen Navigare necesse est... (Közlekedni kell...) Pompeius, i.e. 70 A 21. században az energiához való hozzájutás egyértelmően stratégiai céllá vált. Az olajipar az egyik legsebezhetıbb ágazat, mivel az olaj tızsdei árucikk lévén folyamatosan ki van téve a hirtelen áremelkedéseknek. A fosszilis energiahordozók szinte bebetonozott pozíciót vívtak ki maguknak, még csekély mértékő trónfosztásuk több szempontból is óriási energiába kerül, társadalmi szemléletváltás nélkül pedig szinte lehetetlen. Fıleg autóipari menedzserektıl származik a vád, miszerint a világ olajkészletének zöme maroknyi országban található, ahol a kormányzat meglehetısen korrupt, számos esetben önkényuralom van, így a politikai rendszerük ingatag, döntéseik nem megbízhatóak (ROBERTS, P. 2004). Az egyre nehezebben megtalálható és kitermelhetı olaj nemcsak áremelkedésekhez, hanem erıs áringadozásokhoz is fog vezetni, amitıl még nehezebben lehet majd megjósolni, meddig is tart ki a készlet. Mindebbıl jól látható, hogy az olaj hosszú távú jövıképe nem igazán tőnik bíztatónak, és az egész vállalkozás évrıl évre kockázatosabb lesz technikai, gazdasági, tudományos, környezetvédelmi és nem utolsósorban politikai szempontból egyaránt. Különösen fontos szót ejteni a közlekedés káros hatásairól is. A civilizáció fejlıdése teljes egészében összefonódott az egyre nagyobb mérvő mobilitás iránti igénnyel. A hagyományos közlekedési feladatok mellett új típusú közlekedési igények és irányzatok jelentek meg, amelyek négy csoportba sorolhatók (MICHELBERGER P. 1991): Nyersanyagok, félkész- és késztermékek áruszállítása. Személyközlekedés (munkába járás, iskolás buszok stb.). Turista jellegő utazások (kirándulás, szabadság). Bevásárló utazások a városok peremkerületein lévı bevásárlóközpontokba. Az OECD országokban a megtermelt energia 40%-át a közlekedés fogyasztotta el. A vízi, vasúti, közúti és a légi szállítás fajlagos energiaigénye az adott ágazatok sorrendjében éppen egy-egy nagyságrenddel növekszik, tehát 1:10:100:1000. A közlekedés az egyik legfıbb környezetkárosító. Az OECD országokban: a szén-monoxid-kibocsátás 90%-a, a NO x -, CO x - és ólomkibocsátás 50%-a, a benzénszármazékok 80%-a a közlekedés terhére írható (SVÉHLIK CS. 2006). A nem mérgezı, de a környezetet és klimatikus viszonyokat erısen károsító szén-dioxid 40%-a ugyancsak a közlekedésbıl ered. A szén-dioxid-kibocsátás 60%-a a gépkocsi üzemeltetése közben keletkezik, magának az üzemanyagnak az elıállítása során is 18%-os arányú károsanyag-kibocsátás következik be. A kettı együtt 78%-ot tesz ki! Nem csoda hát, hogy az EU az újautók szén-dioxid-kibocsátását 120 gramm/kilométerben szabta meg 2012-es határidıvel. A problémát tovább súlyosbítja, hogy ellentétben más szektorokkal, a gépkocsi szinte 100%-osan függ az olajtól. 1 Dr. Svéhlik Csaba KHEOPS Automobil-Kutató Intézet, Mór kheops-auto@t-online.hu 22

23 A fentiek alapján egyértelmő, hogy hathatós intézkedések nélkül nem lehet a környezetbe jutó káros szén-dioxid-kibocsátást csökkenteni. A megoldási lehetıségekben három fıirány különböztethetı meg: 1) A jelenlegi benzines és Diesel-motorok további optimalizálása. 2) Alternatív és regeneratív hajtóanyagok alkalmazása (etanol, biomassza, földgáz stb.). 3) Új alternatív hajtási módok (hibrid, flex-fuel, üzemanyagcella). A borúlátó (vagy éppen optimista?) jelek ellenére kevés jel mutat arra, hogy a közeljövıben a 110 éves autó robbanómotorját valami más szerkezet váltaná fel. A jelenlegi közúti jármővek erıforrásai mint tudjuk túlnyomórészt benzin vagy gázolaj tüzelıanyaggal mőködı dugattyús motorok. Olyan jármőmotor persze sohasem lesz, amely valamennyi vele szemben támasztott összes követelménynek teljes egészében megfelel. Így a lehetı legjobb kompromisszumra kell törekedni. A jelenlegi motorok elınyeit és hátrányait jól ismerik a szakemberek. Védelmük érdekében hivatkozni lehet a hosszú évtizedek alatt összegyőlt gyártási, üzemeltetési és javítási tapasztalatra és nem utolsósorban a kiépített infrastruktúrára, ezen belül is a töltıállomás-hálózatra. A hagyományostól eltérı motorok jövıje attól függ, hogy tudnak-e társaiknál kedvezıbb kompromisszumot nyújtani (SVÉHLIK CS. 2007). Számos autóipari szakember is úgy véli, hogy a jelenlegi benzines és Diesel-motorok még nem érték el fejlettségük csúcspontját, még számos olyan potenciált rejtenek magukban, amellyel mőködésük tovább optimalizálható. Fıként európai autógyárak favorizálják Rudolf Diesel találmányát, amely konstrukció rengeteget fejlıdött akár csak az utóbbi tíz évben is. Már nem lehet e konstrukciót koromfelhıvel, zajjal és nehezen indíthatósággal vádolni. Igen számottevı tendenciát mutat a Diesel-üzemő gépkocsik egyre nagyobb térhódítása, a kedvezı fogyasztás és fenntartási költségek miatt, a magasabb vételár ellenére. A Diesel-motor nagyobb teljesítményővé, kisebb fogyasztásúvá, és nem utolsósorban csendesebbé vált. Ennek köszönhetıen, míg 1990-ben az újonnan eladott autóknak nagyjából 86%-a benzinüzemő volt, addig ma már Európában minden tíz eladott gépkocsi közül ötben Diesel-erıforrás dolgozik. Némely országban, fıként a kedvezı árú üzemanyag és a kedvezı adóztatás miatt a térhódítása még ennél is erıteljesebb ban fordult elı elıször Európában, hogy több gázolajjal mőködı autót adtak el, mint benzinest. Egy felmérés szerint Németországban egy százalékos Diesel-arány növelésével annyi üzemanyagot lehet megtakarítani, hogy 100 ezer gépkocsi egy teljes éven át tud közlekedni vele és 5 millió tonnával kevesebb szén-dioxid kerülne a levegıbe (VDA, 2006). A Diesel-gépkocsik egyre nagyobb részaránya segít a környezetvédelmi gondokon Európában, de Amerikában és Japánban sajnos a gázolajos hajtásmód nem sokat segít a környezetvédelmi problémák megoldásán, mivel ezen országokban a Diesel-motoros gépkocsi sosem volt igazán népszerő. Egy új erıforrással kapcsolatos értékelés eredménye attól függ, hogy az egyes feltételek közül adott pillanatban melyiket tartjuk fontosabbnak. Vitathatatlan azonban, hogy a gazdaságosság, az üzemi jellemzık, a kedvezı költségő gyárthatóság, a környezetvédelem mindig fontos szempont marad. 2. Egy lehetséges jövıbeni erıforrás: a hidrogén-energia A megújuló erıforrások egy része (napenergia, szélenergia) nem áll folyamatosan a rendelkezésünkre, így ezen energiák számottevı hátránya ingyenes hozzáférhetıségük mellett, hogy nem biztosítható a szünet nélküli hasznosításuk, ami csak korlátozott hozzájutást eredményez. Ezen erıforrások hasznosítása azonban lényegesen kedvezıbb lehet akkor, ha konvertálni tudjuk azokat olyan energiára, amelynek tárolása, szállítása és kezelése 23

24 folyamatosan biztosítható. Erre a hidrogén, mint energiaforrás teljesen megfelelı, bár légköri nyomáson és hımérsékleten gáz halmazállapotú. A hidrogén hallatán sok embernek a Hindenburg-zeppelin 1937-es katasztrófája jut az eszébe, így egy kis idegenkedés tapasztalható akkor, amikor a hidrogén mint hajtóanyag szóba kerül. A hidrogént a kétféle módon is fel lehet használni közlekedési jármővek hajtására: egyrészt a jelenlegi belsıégéső motorokat bizonyos konstrukciós módosításokkal át lehet alakítani hidrogénüzemővé, másrészt a belsıégéső motorok helyére lépı, forradalmian új alternatív hajtásmód, az üzemanyagcella táplálásával, ami teljes egészében környezetbarát üzemet tesz lehetıvé. Nagyon perspektivikus és ígéretes találmány a hidrogénüzemő, villamos energiát termelı üzemanyagcella. Ha az autó 120 éves történetét tekintjük, igazából három mérföldkövet találunk, amelyek megjelenésükkor igazán forradalmi újdonságnak számítottak (SVÉHLIK CS. 2007): 1) az önindító megjelenése, 2) az automata váltó feltalálása, 3) a katalizátor alkalmazása. A negyedik, igazán forradalmi újdonság az elektromos áram hajtotta gépkocsi lehet, mely áramot az üzemanyagcella termeli. Az üzemanyagcella legfıbb elınye, hogy tiszta és csendes, csaknem háromszor olyan hatékonyan termeli az energiát, mint a legjobb belsı égéső motor. Üzemanyagcellát tetszés szerinti méretben lehet készíteni és szinte bármit lehet üzemeltetni vele a mobiltelefontól a gépkocsin át akár egy egész háztartásig vagy irodaházig. Az üzemanyagcella tömeges elterjedése azonban nem problémamentes. A legnagyobb probléma tulajdonképpen az, hogy a hidrogén a természetben tiszta állapotában nem fordul elı, valamilyen úton elı kell állítani. Nézzünk meg erre néhány lehetıséget (ERDMANN, G. GRAHL, M. 2000): A tiszta hidrogénhez jutás egyik módszere valamely fosszilis anyag (földgáz, kıolaj) felbontása, tehát a szénatomok elválasztása a hidrogéntıl. Az igen erıs olajlobbi a fosszilis energiaforrásokhoz való ragaszkodása mellett érthetı módon ezen alapanyagú hidrogéngyártás elıtérbe helyezéséért küzd, amit környezetvédelmi szempontból úgy lehetne jellemezni, hogy amit megnyerünk a réven, elveszítjük a vámon. Bár annyi elınye mindenképpen lenne, hogy a gépkocsik milliói nem a sőrőn lakott városokat szennyeznék, mivel a hidrogént erımővekben állítanák elı és csıvezetékeken, illetve speciális tartályokban szállítanák a rendeltetési helyükre. Így csak néhány helyen (igaz ott igen erıteljesen), lakóhelyektıl távol szennyeznék e hidrogéngyárak a környezetet. A második módszer az elektrolízis. Az elektrolízishez szükséges áramot is többféle módon nyerhetjük: A Nap energiáját fotovillamos cellákkal villamos energiává alakítjuk. Közvetett módon szél- és vízenergiával, amelyek turbinagenerátor-rendszerrel alakítják át az általuk termelt energiát villamos energiává. Biomassza felhasználásával hıerımőben termelünk villamos energiát. A harmadik módszer szerint ugyancsak biomasszát használunk, elgázosításával etanol és metanol állítható elı, amelyekbıl szintén hidrogén állítható elı. Az elektrolízis legfıbb elınye az, hogy meg is fordítható, amit már 170 éve ismerünk. William Growe ( ) oxfordi végzettségő fizikus 1839-ben az elektrolízis vizsgálatánál elektromosságot alkalmazva igazolta, hogy annak folyamata visszafordítható. Kísérleti berendezését késıbb fuel cell -nek, tehát üzemanyagcellának nevezték el, amely szerkezet számtalan elınyös tulajdonsággal rendelkezik (SVÉHLIK CS. 2006): 24

25 nem tartalmaz mozgó alkatrészt, érzéketlen a gravitációs hatásokra, érzéketlen a kozmikus sugárzásokra, érzéketlen a hıingadozásra, megbízható, stabil, kis tömegő és kiterjedéső, nincs károsanyag-kibocsátása. Az üzemanyagcella fenti elınyeivel a közlekedés két fı problémáját is meg lehet oldani, nevezetesen a több szempontból is ingatag olajtól való függést, valamint azt, hogy többé nem terheljük a környezetünket káros szén-dioxiddal. Egy következı elınye az, hogy az elektromos motor gépkocsiba való beépítésével nincs szükség sebességváltómőre, hiszen e hajtási rendszer mindazzal az elınnyel rendelkezik, amellyel a robbanómotorok nem. Nevezetesen az elektromos motor nagy nyomatékkal indul, ami kell is a gépkocsi mozgásba hozásához, késıbb a motor leadott nyomatéka csökken, azonban a gépkocsi haladásakor már nem is szükséges akkora nyomaték, hiszen lendületben az autó. A váltó elhagyásával tehát mind tömeget, mind pedig helyet tudunk megtakarítani, melyek igen hasznosnak bizonyulnak a gépkocsi konstrukciójában. Az üzemanyagcella elınyeinek felsorolásánál még tovább tudunk menni, igazán forradalmi, jövıbe mutató lehetıségekkel kecsegtet bennünket. A jövı fejlesztéseinek egyik területe, hogy megpróbálják a konstruktırök elhagyni a szinte átláthatatlan kábelrendszert a gépkocsiban. A hy-wire elnevezéső koncepcióban a kezelıszervekrıl elektromos jeleket adunk, amelyek egy vevı segítségével hozzák mőködésbe az adott berendezést, lehet az fék, vagy éppen kormánymozdulat. Mindez lehetıvé teszi az elektromos vezetékek elhagyását, melynek pozitív eredményeként a gépkocsi belsı kezelıszerveit akár tetszés szerint át lehet rendezni, például a kormányt a baloldalról a jobboldalra. Ezzel természetesen óriási költségeket tudunk megtakarítani, hiszen egyszerőbb a gépkocsi összeállítása és például nem kell külön mőszerfalat készíteni a jobbkormányos autókhoz. Persze még ennél is tovább lehet gondolkodni, ami már a marketing területére viszi el a csábító lehetıségeket. A mai erısen fragmentálódott ( széttöredezett ) piacon minden fogyasztó szinte egyénre szabott terméket szeretne vásárolni, nagy kihívás elé állítva ezzel a termékgyártókat. Különösen igaz ez a gépkocsi vásárlására, hiszen ma már nem szeretnénk, ha a szomszédban ugyanolyan típusú, színő és felszereltségő autó állna az udvaron. Az effajta megnövekedett igényszintő keresletet az autógyárak a széles opciós listáknak köszönhetıen részben ki is tudják elégíteni. Azonban a vásárlók még a jelenleginél magasabb fokú individualizmusát is ki lehet majd elégíteni az üzemanyagcellás autókkal. Mégpedig úgy, hogy a jövıben a vevık csak egy kvázi alvázat vásárolnak meg, aztán begurulnak az automatizált karosszéria kicserélı állomásra, ahol ezt az alvázat néhány szabványos rögzítési pont segítségével igény szerint családi autós felépítménnyel látják el, vagy éppen sportautót, kabriót, kisteherautót varázsolnak belıle. Az üzemanyagcella iránti eufóriát persze nagymértékben befolyásolja, hogy milyen gyorsan tud a szektor úrrá lenni a még mindig nem megoldott mőszaki problémákon. A szériagyártás elindításához az új hajtómő tömegét még jelentısen csökkenteni kell, nem beszélve a konstrukció áráról, amely a jelen költségszint mellett még nem eléggé érett nagysorozatú gyártásra. A tömeggyártásból származó skálaeffektusok sem elegendıek még a költségek csökkentéséhez. Nagyon fontos, hogy kedvezıbb áru anyagokat találjanak a konstruktırök. Különösen drága költségő a membránok bevonásához szükséges nemesfém, a platina. Ez az anyag a Földön igen szőkösen áll rendelkezésre, jelenleg évi tonna a kitermelt mennyiség, ami meglehetısen kevésnek fog bizonyulni akkor, amikor az üzemanyagcellákat tömegesen fogjuk gyártani. Ebbıl az következik, hogy fontos lenne a platina kiváltása olcsóbb és nagyobb mennyiségben rendelkezésre álló anyagból. 25

26 Egy másik mőszaki kérdés, amely még nem kielégítıen megoldott, a hidrogénnek a tárolása. Jóllehet a hidrogénnek a tömegéhez viszonyítva jelentıs energiatartalma van, a térfogatához viszonyítva viszont normál körülmények között, különösen a benzinhez és a gázolajhoz viszonyítva igen csekély az energiasőrősége. Ahhoz, hogy megfelelı energiasőrőségő hidrogén álljon rendelkezésünkre, amely a hagyományos erıforrások biztosította menettávhoz elegendı, a hidrogént vagy cseppfolyósítani kell, tehát mínusz 253 Celsius fokra le kell hőteni, vagy pedig nagymértékben sőríteni kell. Mindkét hidrogéntárolási formának megvannak a maga elınyei és hátrányai. Cseppfolyósítás esetén az energia mintegy 30%-a kárba vész, ezen kívül magas hatásfokú izolációra van szükség, a lecsapódási veszteségek megakadályozása végett. Cseppfolyós hidrogénnel (LH 2 ) a nagyobb energiasőrősége miatt azonban jelentısen nagyobb hatótávolságok érhetıek el, mint sőrített hidrogénnel (OG H 2 ). A hidrogén komprimálása a cseppfolyósításnál technikailag sokkal egyszerőbb. Ezen eljárás hátrányai közé kell sorolni a tartály nagymértékő helyigényét és a nem szabadon megválasztható tartályformát. Nem utolsósorban a különösen magas sőrítési nyomás nehezíti meg ezt az eljárást. Már bemutatkozott a 700 bar nyomású hidrogéntartály, amellyel 600 kilométerre növelhetı a mai, átlagosan még csak 300 kilométer körüli hatótávolság. Mindegyik eljárásnak megfelelı hidrogéntank fejlesztésénél a maximális hatótávolság megcélzása, valamint a tartálytömeg, a tartálytérfogat és a gyártási költségek között kell megfelelı kompromisszumot találni. A hidrogén megfelelı tárolása mellett azonban igen fontos kérdés a szükséges infrastruktúra. Jóllehet az autóiparban már évek óta egységes nézıpont uralkodik arról, hogy az üzemanyagcellának hosszú távú perspektívája van, azonban közbensı lépések és az átmeneti idıszak vonatkozásában az egyes gyártók különbözı stratégiákat követnek. Általánosságban elmondható, hogy egy teljesen új infrastruktúra kiépítése óriási költségekkel jár. Egy németországi tanulmány szerint egy területileg jól lefedett hidrogén üzemanyagtöltı hálózat a maga kútjával Németországban mintegy 120 milliárd euróba kerülne. A benzinbıl hidrogént transzformáló infrastruktúra kiépítésének szükséges ideje tovább erısíti a kétkedı hangokat és csökkenti az üzemanyagcellával kapcsolatos eufóriát. Ez egy klasszikus tyúk-tojás probléma, hiszen ameddig nem áll rendelkezésre megfelelıen kiépített infrastruktúra, addig nem igazán lehet eladni az üzemanyagcellás gépkocsikat. Az infrastruktúrába pedig felesleges addig beruházni, amíg nem közlekedik megfelelı számú autó a közutakon. 3. Következtetések, dilemmák, társadalmi felelısség Alapjában véve mindenképpen megállapítható, hogy az alternatív hajtómővek tematikájának jövıje mind a mai napig számos bizonytalanságot rejt magában. Azok a kérdések, miszerint: a kıolajjal kapcsolatos várakozások hogyan alakulnak a jövıben, milyen hajtóanyag-fejlesztési stratégiák bizonyulnak helyesnek és áttörınek, a piaci és társadalmi igények hogyan strukturálják a piacokat a jövıben, milyen új technológiák és termékek lesznek a legérettebbek a megfelelı pillanatokban, teljesen széleskörő opciókat alkotnak különbözı jövıbeni konfigurációk létrejöttében. Megállapítható tehát, hogy a hidrogén elıállítása versenyképes áron még meglehetısen távoli. Minden pozitív irányú tendencia ellenére az alternatív hajtóanyagok elterjedése különbözı okok miatt tehát nem egyszerő. Még a világ energiaválságai okozta sokkhatások sem 26

27 eredményezték a megújuló energiaforrások hatékonyabb támogatását és hasznosítását. Egyik legfıbb oka lehet ennek, hogy ezek az erıforrások alacsony energiakoncentrációval rendelkeznek, ugyanakkor a beruházási költségek rendkívül magasak, ráadásul megtérülési idejük sok esetben bizonytalan. Ezek sajnos olyan tények, amelyek nagymértékben akadályozzák tömeges elterjedésüket. Még e súlyos érvek ellenére is felmerül a kérdés: Amikor több évtizede tudjuk, hogy egyre súlyosabb problémák vannak a fosszilis energiahordozókkal, akkor miért nem tudnak a megújuló energiaforrások határozottabb és gyorsabb áttörést elérni? Ennek okai mind a kínálati, mind a keresleti oldalra visszavezethetıek. A kínálati oldalon igen erıs olajlobbival állunk szemben, amelyhez még nagy befolyású nemzetközi csoportok és társaságok is kapcsolódnak. A jelenlegi meglehetısen magas profitrátát biztosító rendszer fenntartásában és konzerválásában igencsak érdekelve vannak. A meglévı, hosszú évtizedek alatt kialakult kommunális ellátó rendszert megszokottá vált, a cégek nem szívesen váltanak át másikra. Amennyiben csupán gazdasági szempontokat veszünk figyelembe, az egyes államoknak is érdekében áll, hogy a költségvetést gyarapító jelenlegi üzemanyagokban lévı adótartam miatt a benzin és a gázolaj uralma ne dıljön meg. Ezért van az, hogy alternatív üzemanyagokat nem szívesen támogatnak. Ha pedig valamit támogatnak, az úgy van kiszámolva, hogy összességében az állami büdzsé ne járjon rosszabbul (például az etanol esetében). A fogyasztói oldalon is egy bizonyos megszokás érhetı tetten, hiszen a jelenlegi ellátás biztosított, nem igazán érzik az emberek az alternatívák fontosságát, jóllehet a környezet védelmét úgy általánosságban fontosnak tartják. Számos megújuló hajtóanyaggal szemben van egy kis ellenérzés, bizonytalanság a fogyasztók részérıl, ami persze fıként tapasztalathiányra vezethetı vissza. Mindezek alapján egyértelmőnek látszik, hogy a mőszaki fejlesztések mellett szociogazdasági és szociokulturális kérdések is döntı szerepet játszanak az alternatív energiák és hajtóanyagok megítélését illetıen a világ egyes régióiban (WEIDER, M. METZNER, A. RAMMLER, S. 2004). Meglehetısen hosszú és rögös utat kell tehát még megtennünk ahhoz, hogy örökölt környezetünknek visszaadjuk azt, ami az övé. Amiel sorai méltó befejezést adnak a témánknak: Aki nem fejlıdik megáll; Aki megáll lemarad; Aki lemarad elpusztul; A változatlan állapot a pusztulás félelmetes elıjele! H.F. Amiel ( ) Irodalom ERDMANN, G. GRAHL, M. (2000) Markets for Fuel Cell Vehicles In: IAAE/GEE: Workshop Fuel Cell Policy 28./29. June in Berlin MICHELBERGER P. (1991) Közlekedés, környezet, mérnöki felelısség. MTA székfoglaló ROBERTS, P. (2004) The End of Oil. Houghton Company SVÉHLIK CS. (2006) Az üzemanyagcella alkalmazásának gazdasági aspektusai a jövı hidrogénhajtású gépkocsijában az olajkorszak alkonyán. Az alternatív energiaforrások hasznosításának gazdasági kérdései Nemzetközi Tudományos Konferencia, Sopron, november 8 9. SVÉHLIK CS. (2007) Közlekedés Környezet Alternatívák, KHEOPS Automobil-Kutató Intézet WEIDER, M. METZNER, A. RAMMLER, S. (2004) Das Brennstoffzellen-Rennen In: Wirtschaftszentrum Berlin für Sozialforschung, Discussion paper SPIII VDA (2006) Jahresbericht 27

28 Balogh Ernı 2 Az energiatárolás fontossága és új módszerei Az új tárolási technológiák nélkül az elektromos hálózat jelenlegi minıségi szintje nem tartható fent. (Elhangzott a Nemzetközi Megújuló Energiarendszerek IRES második konferenciáján, november ) Az energiafogyasztás nagy részét jelenleg még a fosszilis energiaforrások fedezik, de ezek elérhetı mennyisége már a közeljövıben csökken, áruk pedig állandóan nı, hosszabb távon pedig a megújulók szerepe fog jelentısen növekedni. Különösen a megújulók jobb kihasználhatósága teszi szükségessé az újfajta energiatárolók használatát. 1. Bevezetés Sok konferencián ismertetnek egymástól ugyan eltérı prognózisokat, de a végkövetkeztetés mindenütt azonos. Az egyik ilyen elırejelzést mutatja be az 1. ábra. A csökkenı és földrajzilag nem egyenletesen elosztott fosszilis készletek birtoklásáért folytatott küzdelem már eddig is jelentıs politikai feszültségeket és háborús konfliktusokat okozott. A fosszilis energiaforrások használata jelentıs környezetvédelmi problémákat is okoz. A CO2-kibocsátás hozzájárul a globális felmelegedéshez és veszélyezteti az egészséges életet és a fejlıdés fenntarthatóságát. Mindezen gondolatokat felismerve ma már az egész világon szerencsére lassan már hazánkban is nagy erıfeszítéseket tesznek a környezetet kímélı új technológiák és berendezések kifejlesztésére, a meglévık korszerősítésére és ezek használatának elterjedésére. Mint ahogyan az általában is igaz, az új technológiák elterjedése új és új gondolatokat, új problémákat vet fel. Esetünkben például a gazdaságos és rugalmas elektromosenergia-tárolás kérdésének megoldását. 1. ábra 2 Balogh Ernı Magyar Energetikai Társaság, Budapest b31@t-online.hu 28

29 2. A téma fontosságának indokoltsága A villamosenergia-rendszer szabályozási problémái a megújuló energiatermelés (szél, nap) gyorsabb elterjedésével egyre nagyobb gondot jelentenek. A kombinált ciklusú kiserımővek pl. az utóbbi idıben elterjedt gázmotoros decentralizált telepek és a megújulók termelését a villamosenergia-rendszerben kötelezı átvenni. Ezek gazdaságosságát nagymértékben befolyásolja a megtermelt villamos energia eladhatósága az éjszakai völgyidıszakban is. A hıtermelésre ekkor is szükség van, viszont a villamos energia ekkor a legolcsóbb. Azért, hogy a nagyerımőveket ne kelljen visszaszabályozni, korlátozzák a kötelezı átvétel mennyiséget. Nagyon sok területen szükség van a folyamatos áramszolgáltatásra váratlan hálózati zavarok (kiesések) esetén is. Különösen igaz ez az elosztóhálózatok sugaras végpontjain, mivel itt még gyakoribbak a kiesések és a feszültségzavarok. Az erısödı környezetvédelmi szigorítások (melyek egyébiránt támogatandók) egyre nehezebbé teszik a dízelmotor-generátoros szükségáramforrások alkalmazását. A villamos energia szolgáltatásának több nagyon fontos követelményt kell teljesítenie, ezek: legyen biztonságos; hozzáférése állandóan elérhetı legyen a társadalom legszélesebb rétegei, egyedei számára (ez ugyan nem a szakma, hanem a társadalompolitika feladata, de nagyon lényeges kérdés); a feszültség és frekvencia csak igen kis mértékben, szigorú szabványelıírások által meghatározott határok között ingadozhat; elıállítása a lehetıségekhez képest legyen minél jobban környezetbarát; elıállítása legyen gazdaságos. A fenti követelmények kielégítése nem könnyő, de gondos, körültekintı és a szükségességét megértı környezetben a mai technikai eszközök alkalmazásával, fejlesztésével megoldható. A villamosenergia-rendszer fenti követelmények szerinti szabályozása nemcsak nálunk Magyarországon, de világszerte is egyre nehezebb feladatot jelent, bár azok az országok, ahol a geológiai és éghajlati adottságok nagyobb mennyiségő természetes és mesterséges vízenergia kihasználási lehetıségekkel rendelkeznek, sokkal könnyebben tudják a szabályozási feladatukat megoldani, pl. a szivattyús energiatározással (SZET) és/vagy vízerımővekkel. Meg kell azonban jegyezni, hogy különösen a szél és a napcellás villamosenergia-fejlesztés rohamos elterjedésével ezek az országok is keresik az új villamosenergia-tárolási lehetıségeket pl. Németország, Dánia stb. Magyarország nem rendelkezik számottevı vízenergia-kihasználási lehetıséggel, és a vízerı-hasznosítás erısen túlpolitizált. 3. Az energiatárolás lehetséges megoldásai Mivel eddig általában beszéltünk energiatárolásról röviden (nem tudományosan) tekintsük át, hogy milyen energiákat kell vizsgálnunk. Elöljáróban megjegyzem, hogy a legújabb kiadású Magyar Nagylexikon 33 energiával kapcsolatos szövegfüggést, kapcsolatot tárgyal, de ezek között sem szerepel az energiatárolás. Megkülönböztetünk: mechanikai helyzeti és mozgási, hı-, atom-, elektromos, kémiai, szél- és napenergiát. Ezek közül az átalakítás nélkül nem tárolható elektromos energiatárolási lehetıségeit vizsgáljuk. A fentiekben vázolt hazai helyzet ismeretében a villamosenergia-rendszer irányításáért felelıs MAVIR a múlt évben megrendelt egy áttekintı tanulmányt az energiatárolási 29

30 rendszerek vizsgálatáról. Dr. Tombor Antal úr közremőködésével ezt a tanulmányt én készítettem. A tanulmány több mint 100 oldal terjedelmő. Ennek részleteirıl adok a továbbiakban egy rövid összefoglalót. Az utóbbi évtizedben terjedtek el új tárolási módszerek, és ezek jelentısége a megújuló energiák térhódításával egyre fokozódik. Teljesítménytıl függıen más-más típusú energiatároló rendszerek alkalmazása célszerő. 1 MW alatt: hagyományos ólomakkumulátorok, lendkerekes megoldások, szuperkapacitások, lítium-ion akkumulátorok, nikkel-fém-hibrid akkumulátorok; 10 MW 40 MW között: nagyteljesítményő, továbbfejlesztett savas-ólom akkumulátorok, a nátrium-kén akkumulátorok, vanádium-redox akkumulátorok, cink-bróm akkumulátorok; 100 MW és felette: szivattyús energiatározó, nagynyomású levegıs energiatárolás (CAES), nagymértékő hidrogéntároló rendszerek, ahol van mód megépítésükre Hıtárolás Mőszaki megoldásai nagyrészt közismertek, jelentıségük az energiaárak növekedésével egyre fontosabb. Megjegyezzük, hogy a hıtárolás új mőszaki megoldásai és az ismeretek bıvítése és korszerősítése tekintetében is komoly kutató-fejlesztı munka folyik. Például új hıtároló közegeket is alkalmaznak Mechanikai-lendkerekeres energiatárolás Elve és gyakorlata régen ismert, de olyan érdekes új modern megoldásai is vannak, amelyek gazdaságosan járulnak hozzá a környezetvédelemhez is, elsısorban a közlekedési és szállítási ágazatban. Már épült 20 MW-os telep is. 2. ábra 3.3. Szuperkapacitások Alkalmazási területek: hibrid autók, trolibuszok és a hálózati feszültség jellemzıinek javítása. Ezen a területen is jelentıs fejlesztések vannak folyamatban, mind a beiktatásukhoz szükséges elektronika, mind a méretek vonatkozásában. A nanotechnológia jelentıs szerepet kap a fejlesztésben. 30

31 3.4. Savas ólomakkumulátorok Széles körben ismert és alkalmazott megoldás nemcsak egyenáramú, hanem váltóáramú rendszerekben is. Töltésre egyenirányítokkal, felhasználásra váltóirányítokkal és automatikákkal felszerelve. Irodalmi adatok szerint már több 10 MW-os telepek is üzemelnek. Ezen területen is komoly fejlesztések történtek az utóbbi idıben. Növelték az élettartamot, gyorsították az újratöltési idıt, csökkentették az ólomtartalmat és a karbantartási idıt. Kombinálják pl. szuperkapacitásokkal ún. hibrid akku Ni-Cd akkumulátorok A nikkel-kadmium akkumulátorokból is építettek már nagy egységeket, például Alaszkában egy 40 MW- 15 perc teljesítményőt. Ezeknek magasabb az élettartamuk, mint a savas-ólom akkumulátoroké, de jóval drágábbak a kadmium-hiány miatt. Környezetvédelmi szempontból sem elınyösek, mivel a kadmium pora, gıze és oldható vegyületei az élı szervezetekre mérgezı hatásúak. Az egyik fı gyártó cég, a Saft azt állítja, hogy az ilyen akkumulátorok 20 éves élettartamra számított összköltsége kedvezı. Ehhez a csoporthoz sorolható a Ni-MH (nikkelfémhibrid) akkumulátor, amelynél a kadmium helyett negatív elektródaként fémhibridet alkalmaznak, ahol nagyobb az energiasőrőség, és így azonos méret esetén nagyobb a teljesítmény. Ezek már kevésbé károsak a környezetre, mert nincs bennük kadmium Nátrium-kén akkumulátor (NaS) Ebbıl a típusból már több száz kw-os egységeket is építettek, sıt Japánban egy szélerımőparkhoz 17 2=34 MWs telepet terveznek. Ezek az akkumulátorok 350 ºC-on mőködnek, hatásfokuk 58-63%-os, alapterület-igényük viszonylag kicsi. Élettartamukat ciklusra becsülik. A katód lítiumos fém-oxid Magas hatásfok Magas energiasőrőség 130 Wh/kg ciklus, 85%-os kisütés esetén Túltöltés elleni védelemmel (800 $/kwh) 3.7. A Litium-ion akkumulátor 3.8. Na-klorid-nikkel akkumulátor Nátrium-klorid és nikkel magas hımérséklető 270 ºC akkumulátor. Nagy energiasőrőséget tud biztosítani, de drága Fém-levegı akkumulátor A legkompaktabbak és potenciálisan a legkevésbé költségesek, valamint környezetvédelmileg is elfogadhatóak ezek az akkumulátorok, állítja a gyártó. A legnagyobb 31

32 hátrányuk viszont az, hogy az elektromos újratöltésük nagyon nehéz és jelenleg nem gazdaságos Cink-bróm akkumulátorok Azt állítják, hogy az ilyen akkumulátorok nettó hatásfoka 75%-os Plurion folyadék akkumulátor Cerium-cink metán-kénes savban. Ez az akkumulátor fejlesztés alatt áll. A 2002 óta végzett kísérletek alapján az alábbi adatok teljesülését várják: 200 Wh/liter energiasőrőség, 1000 W/m² teljesítménysőrőség, 2,4 V cellafeszültség, de ez változhat a töltés és kisütés alatt Regenesys-Poliszulfid-bróm akkumulátor Egy megfordítható elektrokémiai reakción alapuló folyadékakkumulátor. A teljesítmény (W) és a tárolható energia (Wh) egymástól függetlenül meghatározható. A cellafeszültség 1,5 V, a nettó hatásfok 75%. Az akkumulátor szobahımérsékleten mőködik. A laboratóriumi kísérletek igazolták a fenti eredményt. Angliában több kw nagyságrendő telepet építettek, de 2007 év folyamán üzemeltetési gondok jelentkeztek, valószínőleg a kétféle elektrolit keresztszennyezıdése miatt Sőrített levegıs energiatárolás Bár a sőrített levegıs energiatárolás ötlete és gyakorlata sem teljesen új kelető, mégis a már idézett múlt év novemberi IRES II. konferencia egyik elıadása az innovatív villamosenergia-tároló rendszerek közé sorolta. Ezt a technológiát is fejlesztik és építik több helyen a világban Szivattyús energiatározás A szivattyús energiatározás kérdése (SZET) hazánkban is állandóan napirenden van, megvalósítására részletes tervek és költségvetés is rendelkezésre áll. Ezen túlmenıen a világon ebbıl a típusból épült meg a legtöbb létesítmény. Megvalósítása idıigényes, csak nagyot szabad építeni, de az költséges és többen ellenzik Hidrogéntározás A hidrogéntározás megvalósítására Magyarországon is készült egy részletes elemzés 2006 februárjában, amelynek adatait konkrét ajánlatokkal is alátámasztották. Ez egy relatíve új technológia és nagyon terjed, ezért is célszerő vele részletesen foglalkozni. Hatásfoka vezetéktıl vezetékig alacsony, kb %. 32

33 3.16. VRB-rendszer A VRB-rendszer pedig egy nagyon ígéretes új megoldás, amely a pár kw-os teljesítménytıl és a több kwh-ás tárolási kapacitástól a több 10 MW és több száz MWh-ás tartományban is figyelembe vehetı. Jó hatásfokkal, nagy ciklusszámmal és hosszú élettartammal rendelkezik. 4. A folyadék akkumulátorokról bıvebben A már ismertetett megoldások között is volt ilyen, de részletesen én a szerintem legjobbnak tekinthetı VRB-Vanádium Redox Batteryt ismertetem. 3. ábra. VRB folyadék akkumulátor technológia Mőködésének legfontosabb jellemzıi: Elektrokémiai energiatároló rendszer, mely környezeti hımérsékleten mőködik (<40 ºC). Folyadék-akkumulátor, melynek elektrolitja mindkét oldalon azonos vanádiumos oldat, így nem kell tartani a kereszt-szennyezıdéstıl. Összesen két forgó alkatrésze van: a két keringtetı szivattyú. Moduláris felépítés: a kimenı teljesítményt a cellák számának növelésével, a betárolási idıtartamot további elektrolit hozzáadásával lehet emelni. A VRB ESS rendszer elınyei: Teljesítmény és tárolási képesség: 5 kw több tíz MW, ill. több száz MWh-ig. Összhatásfoka: 65-75% (mérettıl függıen), rendelkezésre állása 96% feletti. Több mint ciklus anyagkárosodás nélkül. Minimális karbantartási, ill. üzemeltetési költségek. Környezetvédelmi szempontból sincs semmiféle káros hatás. 33

34 Könnyő és gyors telepíthetıség. Reagálási ideje töltésrıl kisütésre: <1ms. Gyakorlatilag végtelenül lehet ezáltal a betöltött energiát tárolni minimális önkisülés. Az elektrolit sosem használódik el nagyon magas maradványérték. Számítógéprıl bárhonnan lehet figyelni és programozni. 5. Összegzés és javaslatok A fosszilis energiahordozók hosszabb távon nem tudják kielégíteni az egyre növekvı fogyasztói igényeket és már rövidtávon is olyan mértékő árnövekedéssel kell számolni, amely széles körő problémákat vet fel. A megújulók gazdaságossága emiatt is növekszik. Ezek közül is nagy jelentısége van már ma is a szél- és napenergia alkalmazásának. A villamosenergia-rendszerek szabályozhatósága új energiatárolási lehetıségeket igényel, még az olyan országokban is, ahol a természet adta lehetıségek következtében van használható vízenergia. Az RWE és az EoN Nyugat-Európában nagy figyelmet fordít a megújuló energiák hasznosítására és az ezekhez kapcsolandó energiatárolási rendszerekre. Célszerő lenne, ha hasonló tevékenységet Magyarországon is kifejtenének. Egyszerősíteni kell az engedélyezési eljárásokat és jobban támogatni a megújulókat. Irodalom A MAVIR részére készült Fontosabb Energiatárolási Rendszerek Gazdaságosságának és Környezetvédelmi Hatásainak, valamint Központi Szabályozhatóságának Összehasonlító Vizsgálata IRES II. Konferencia anyaga november

35 Pézsa Nikolett 1 Trencséni Balázs 2 Dr. Stukovszky Zsolt 3 Kraft Péter 4 A földgáz, mint alternatív jármőhajtóanyag Magyarországon Összefoglaló A globálisan jelentkezı problémák, úgymint a CO 2 emisszió, az energiafüggıség, illetve a kıolajfüggıség azonnali megoldások keresését teszik szükségessé az összes érintett szektorban, így a közlekedési szektorban is. Különösen nagy kihívást jelent a közlekedési szektorban, hogy a CO 2 emissziót, az energia, illetve a kıolajfüggıséget az egyre növekvı mobilitási igények kielégítése mellett kell csökkenteni. Az energiahatékonyság növelése, illetve alternatív tüzelıanyagok alkalmazása reális alternatívaként vetıdhet föl a globális problémák mérséklésére a közlekedési szektorban. Az alternatív tüzelıanyagok tekintetében hosszútávon a hidrogén ígérkezik a legjobb megoldásnak, középtávon azonban a földgáz jelenti a megvalósítható technológiát, amely egyben hídként is szolgálhat a hidrogén alapú gazdaság felé. A földgáz mind környezetvédelmi, mind gazdasági elınyökkel rendelkezik. Cikkünk célja a földgázautózás környezetvédelmi és gazdasági elınyeinek bemutatása, különös tekintettel a magyarországi viszonyokra. 1. Bevezetés Világviszonylatban a földgázüzemő autózás egyre nagyobb térhódításának lehetünk tanúi. Az IANGV (International Association for Natural Gas Vehicle) adatai szerint a világon kb. 7 millió földgázüzemő jármő és földgáztöltı állomás létezik. A világon Argentínában, Pakisztánban, Brazíliában; Európában Olaszországban, Ukrajnában, Németországban, Bulgáriában és Svédországban, míg Közép-Európában a Cseh Köztársaságban a legelterjedtebbek a földgázüzemő jármővek (INTERNET1). A földgáz kétféle módon tehetı alkalmassá jármővekben való alkalmazhatóságra: komprimálással, melynek során a földgázt 250 bar-ra sőrítik (CNG), illetve cseppfolyósítással, melynek során közel atmoszférikus nyomáson a földgázt -163 C cseppfolyósítják (LNG). A földgáz relatív olcsó és kisebb emissziós értékekkel is rendelkezik a hagyományos tüzelıanyagokhoz képest, emiatt mind környezetvédelmi, mind gazdasági elınyökkel rendelkezik. A földgázüzemő jármővekkel a benzinüzemhez képest kisebb szénmonoxid, széndioxid és nitrogén-oxid emisszió érhetı el, a dízelüzemmel szemben pedig nagy elınyük, hogy alig emittálnak részecskéket (INTERNET2). 2. CNG üzemő jármővek emissziós tulajdonságainak vizsgálata Görgıs fékpadi teszteket végeztünk annak érdekében, hogy a gázüzemő gépjármővet egy benzinmotoros gépjármővel összehasonlíthassuk. Az összehasonlításra az új európai 1 Pézsa Nikolett Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépjármővek Tanszék, Budapest pezsa.nikolett@auto.bme.hu 2 Trencséni Balázs Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépjármővek Tanszék, Budapest trencseni@auto.bme.hu 3 Dr. Stukovszky Zsolt Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépjármővek Tanszék, Budapest stuko@auto.bme.hu 4 Kraft Péter FİGÁZ Földgázelosztási Kft. 35

36 menetciklus megfelelı (NEDC), mert ez tartalmaz mind városi közlekedésnek megfelelı szakaszt (ECE-15 ciklus), mind pedig országúti közlekedésnek megfelelı szakaszt (EUDC). A hatályos EU elıírások ezen a menetcikluson alapulnak. A ciklusmérés tehát az ENSZ-EGB elıírásban rögzített menetprogram szerint történt (EEC 90/C81/01 Direktíva). A menetprogram sebességprofilját mutatja az 1. ábra. 1. ábra. Az Új Európai MenetCiklus (ÚEMC) sebességprofilja (INTERNET3) A megadott sebességprofil gyakorlatilag megtett utat is definiál, melynek ismeretében a kibocsátott mennyiségek könnyen átszámíthatóak egységnyi megtett útra (g/km). Az elıírások a szén-monoxid (CO), szénhidrogének (HC) és nitrogén-oxidok (NO X ) kibocsátásokra vonatkoznak 20 C-on mindkét menetszakaszt (városi és országúti) együttesen figyelembe véve. Másrészt az elıírás maximalizálja a -7 C-on városi ciklusban megengedett szénmonoxid (CO) és szénhidrogén (HC) kibocsátásokat. Dízelüzemő gépjármőveknél a szénhidrogén és nitrogén-oxid kibocsátást együttesen kell figyelembe venni (HC+NO X ), ugyanakkor a koromkibocsátás (PM) mértéke is szabályozott. A görgıs fékpadi teszt során bár elıírás egyelıre nem korlátozza megengedett mennyiségét lehetıség nyílik a gépkocsi szén-dioxid (CO 2 ) kibocsátásának mérésére is. Ennek jelentısége kettıs, mert egyrészt ebbıl a szénegyenérték segítségével jó közelítést adhatunk a gépjármő fogyasztására (elégetett tüzelıanyag mennyiségére), másrészt a széndioxid erısen üvegházhatást fokozó gáz, vagyis a kibocsátás mértéke egyik fontos jellemzıje a gépjármő környezetkímélı megítélésének. A gázüzemő gépkocsi rendelkezik egy kiegészítı 14 l-es benzintartállyal is, de a 15 l-nél kisebb térfogatú szükségtartály mellett is gázhajtásúnak minısül. Bár a motort részben már gázhajtásra optimalizálták, az benzinnel is üzemeltethetı. A tesztek során ezért a gázüzemő jármő kibocsátásait is megmértük benzin tüzelıanyaggal üzemeltetve. 3. Mérési eredmények Mérési eredményként azt kaptuk, hogy a gázüzemő jármő benzinnel üzemeltetve szénhidrogén és szén-monoxid tekintetében nem képes teljesíteni az EU4 elıírásokat, de ez nem is kötelezı a forgalomba bocsátásához. Ennek feltehetıen az az oka, hogy a gázüzemhez optimalizált megemelt kompresszióviszony (12,8) miatt benzinüzemben igen csekély elıgyújtást lehet csak alkalmazni, hogy elkerüljük a kopogásos égést. Az elıgyújtás 36

37 csökkentésével azonban az effektív középnyomás is visszaesik. Ennek kompenzálására valószínőleg nagymértékben dúsítják a keveréket részterhelésen is, aminek következtében a részben (CO) vagy teljesen el nem égett (HC) tüzelıanyag-részek aránya a hengertöltetben megnı. Dús keverék mellett a nitrogén-oxidok kialakulásának feltételei nem ideálisak: kevesebb levegı mellett csekélyebb hımérséklet alakul ki a hengerben, tehát az NO X - kibocsátás változása nem várható. A gázüzem elınyei a városi ciklusban mutatkoznak meg, melyben csaknem 45%-kal kisebb szénhidrogén-emissziót, és mintegy 50%-kal kisebb szén-monoxid valamint 16%-kal csekélyebb szén-dioxid emissziót érhetünk el. Ez utóbbiból kedvezıbb fajlagos fogyasztásra is következtethetünk. A gázmotor csak a NO X kibocsátásban múlja alul az alapmotort: kb. 4-szer annyi nitrogén-oxidot bocsátott ki, mint a referencia benzinmotor. Ez azzal magyarázható, hogy a benzinmotorhoz hasonlóan a gáz tüzelıanyagot hígkeverékes üzemben (részterhelésnél) légfelesleggel égetjük el. Ugyanakkor a gáz-levegı töltet sokkal homogénebb eloszlású, mint a folyadékfázist is tartalmazó benzin-levegı töltet, aminek következtében az égéstérben sokkal egyenletesebb a hımérséklet eloszlás, vagyis sokkal nagyobb térfogatban érhetjük el a NO X -képzıdéshez szükséges hımérsékletet. Az országúti ciklusban a szénhidrogén-kibocsátás visszaesése jelentıs, de annak mértéke az alapmotorhoz képest kisebb, míg a nitrogén-oxidok esetében fordított a helyzet: a nitrogénoxid kibocsátás aránya csaknem kétszer annyival esik vissza a gázmotor esetén, mint az alap benzinmotornál. A gázmotor szénmonoxid-kibocsátásában a várakozással ellentétben sajnos nincs érdemi változás, aminek köszönhetıen a teljes menetciklusra nézve elveszti elınyét a benzinmotorhoz képest. Ennek oka az lehet, hogy már kisebb mértékő dúsítás is a szénmonoxid-kibocsátás nagymértékő emelkedéséhez vezet (különösen a λ<1,1 tartományban). Ráadásul az sem zárható ki, hogy az országúti sebességek elérésére más üzemi tartományban kerül sor a két jármő esetén, hiszen a gázmotor teljesítménye majdnem 20%-kal alacsonyabb. Azaz a benzinmotor jellegmezıjében a hígkeverékes tartomány feltehetıen nagyobb a gázmotorénál, így abban nagyobb jármősebesség érhetı el. Ez egyben indokolhatja azt is, miért kisebb mértékő a szénhidrogén változása, és miért nagyobb mértékő a nitrogén-oxid kibocsátás változása a városi ciklushoz képest gázmotornál, mint benzinmotornál. Meg kell jegyeznünk, hogy a gázmotor esetén gyakorlatilag a sztöchiometrikus keverési arány (λ = 1) biztosítja a maximális nyomatékot. A teljes új európai menetciklus mérési eredményeit nézve (együttesen) a gázüzemő jármő egyértelmő elınyt mutat a szénhidrogén kibocsátása terén, hátrányba kerül a nitrogén-oxid kibocsátást nézve a benzinmotorhoz képest, egyenértékő a szén-monoxidot tekintve, ugyanakkor mintegy 20%-kal kevesebb szén-dioxidot bocsát ki. Ez utóbbi érték jelentısen tovább csökkenthetı, ha földgáz helyett biogázt használunk. Figyelmet érdemel azonban, hogy a benzinmotorhoz képest, a magas nitrogén-oxid kibocsátás jóval alatta marad a dízelüzemő jármővek megengedett nitrogén-oxid kibocsátásának, tisztán az ECE-15 városi ciklust tekintve is a teljes együttes ciklust nézve a megengedett érték 22%-a. A nitrogénoxid kibocsátás tekintetében tehát a gázüzemő motor a benzin és a dízel között helyezkedik el. Ez egyben azt is jelenti, hogy a dízelmotoroknál, illetve a közvetlen befecskendezéses benzinmotoroknál alkalmazott motorikus és kipufogógáz-utókezelési technológiák a gázmotor esetén is hatékonyan használhatóak. Meg kell jegyeznünk továbbá, hogy a szénhidrogén-kibocsátás nagy része metán (CH 4 ), amely erısen üvegházhatást-fokozó gáz: a szén-dioxidnál 23-szor erısebb a hatása, ezért a metánra a jövıben külön elıírások vonatkoznak majd. Az eddigiekkel azonos következtetésekre jutottunk a -7 C-on kivitelezett mérések eredményeit megvizsgálva. A gázmotor szénhidrogén-kibocsátása több mint 70%-kal, szénmonoxid kibocsátása 75%-kal míg a szén-dioxid kibocsátása 5%-kal alacsonyabb az alap benzinmotorénál -7 C-on. Ugyanakkor a kibocsátott nitrogén-oxidok mennyisége egy 37

38 nagyságrenddel meghaladja a benzinmotorét ilyen körülmények között is, az arányok alig változnak. 4. A CNG üzemő jármővek alkalmazásának gazdaságossági vizsgálata A kutatás során különbözı alternatív tüzelıanyagok (LPG, CNG, bioetanol, RME, biodízel) alkalmazhatóságát vetettük össze gazdaságossági szempontok szerint. Általánosságban azt mondhatjuk, hogy a hagyományos motorhajtó anyagoktól eltérı tüzelıanyagok alkalmazása jelenleg bizonyos kezdeti többletköltségeket ró a felhasználókra. A beruházás csak akkor éri meg a felhasználónak, ha azt követıen a felhasználás fázisában kisebb mőködési költségeket tud elérni, amivel képes az adott esetben emelt szintő beruházási költségét kompenzálni, vagyis a beruházása megtérül. Célunk ez egyes alternatív tüzelıanyagok alkalmazásakor adódó többletköltségek megtérülési idejének meghatározása volt. A megtérülési idıket egy modell segítségével határoztuk meg, melynek bemenı paraméterei az üzemi jellemzık (futamidı, flotta méret, átlagos megtett úthossz, éves futásteljesítmény), a fogyasztási adatok (vegyes, illetve városi fogyasztás, hidegindítás miatti megnövekedett fogyasztás), a változó költségek (tüzelıanyag-ár, karbantartási költségek, karbantartás intervalluma), az éves költségek (teljesítményadó, kötelezı biztosítás, egyéb költségek), az egyszeri költségek (beszerzési és átalakítási költség, regisztrációs adó), az amortizáció és a kamatláb voltak. A modellel kétféle vizsgálatot végeztünk el: egy középkategóriás jármő vegyes, illetve városi fogyasztási adatait bemenı paraméterként megadva vizsgáltuk a megtérülési idıket. Érzékenységvizsgálatot is végeztünk mindkét esetben, mellyel azt határoztuk meg, hogy az egyes költségek (tüzelıanyag ár, éves költség, egyszeri költség, kamat) 20%-kal való csökkentése hogyan befolyásolja a megtérülési idı alakulását. A modell bemenı paramétereit képzı költségek relatív viszonyát a 2. ábra szemlélteti Költségek Ár Karbantartási költség Éves költség Beszerzési ár 100 % benzin gázolaj CNG Ár Beszerzési ár Éves költség Karbantartási költség LPG biodízel etanol 2. ábra. A modell bemenı költségparamétereinek relatív viszonya. A viszonyítási alapot a benzin üzemanyag alkalmazása során felmerülı költségek jelentik. A 3. ábra szemlélteti városi fogyasztási adatokat, feltételezve a megtérülések alakulását az egyes alternatív tüzelıanyagok esetén. 38

39 3. ábra. A megtérülések alakulása városi fogyasztási adatokat figyelembe véve A 3. ábrából látható, hogy a CNG üzemő jármő alkalmazása jelenlegi magyarországi árak mellett igen hosszú idı után 215 hónap (18 év) térül csak meg. Ennek oka egyrészt a viszonylag magas bekerülési költség, másrészt a gáz adótartalommal együtt vett más európai országhoz képest relatív magas ára a hagyományos tüzelıanyagok árához képest. Az érzékenységvizsgálatokat elvégezve azt tapasztaltuk, hogy a megtérülési idıt a CNG árában bekövetkezı 20%-os csökkenés 80 hónapra, az éves költségek 20%-os csökkenése 155 hónapra, a kamat 20%-os csökkentése 206 hónapra csökkenti. Az egyszeri költség (például a jármő árának) 20%-os csökkentése esetén a beruházás azonnal megtérül. Ez az eset a gyakorlatban akkor következhet be például, ha a CNG üzemő jármővek regisztrációs adóját csökkentenék, vagy teljesen eltörölnék, mint ahogyan azt a hibrid jármővek esetében tették. Vegyes fogyasztási adatokat tartalmazó modellünk alapesetben nem térül meg. Az érzékenységvizsgálatok azt mutatták, hogy a beruházás csak a tüzelıanyag árának és az egyszeri költség csökkentésének esetén térülhet meg. Az éves költség, illetve a kamat hatása a megtérülési idıre csekély. 5. Következtetések/Összefoglalás A klímaváltozás, az energiafüggıség és a kimerülı olajkészletek problémaköre a közlekedési szektorban is különbözı megoldások keresésére sarkallja a szakembereket. Az alternatív tüzelıanyagok alkalmazása jelentıs szerepet játszhat a CO 2 emisszió, az energiafüggıség, valamint a kıolajfüggıség csökkentésében a közlekedési szektorban az egyre növekvı mobilitási igények egyidejő kielégítése mellett. Tekintve, hogy középtávon a 39

40 földgáz jelenti a legreálisabb alternatívát, ezért vizsgálódásunk tárgyát a földgázüzemő autózás környezetvédelmi és gazdaságossági elemzése képezte. Környezetvédelmi vizsgálódásunk során CNG-üzemő jármővek emisszióját vizsgáltuk. Eredményként azt kaptuk, hogy a CNG-üzemő gépjármő használata városi körülmények között elınyös, mert ekkor a CO-kibocsátás a benzinénél alacsonyabb, és a dízel elıírásoknak is megfelelı; a HC-kibocsátás kb. fele a benzinüzemének (dízelnél nincs külön szabályozva); míg a NO X -kibocsátás ugyan a benzinüzemőéhez képest magas, de a dízelüzemhez viszonyítva a 2009-ben érvénybe lépı EU5-ös elıírásokat is teljesíti. Mindemellett a dízelüzemhez képest gyakorlatilag zéró részecske kibocsátást produkál a gázüzemő jármő. Benzinüzemő jármővekhez képest tehát a gázüzemő jármő használata városi közlekedésben ajánlható; különösképp, amennyiben a NO X -kibocsátást valamilyen kiegészítı katalizátorral csökkentjük. Dízelüzemő jármővekhez képest a gázmotor egyértelmő elınyt mutat a részecske kibocsátás területén, és a nyers NO X -kibocsátása is alacsonyabb. Nem elhanyagolható továbbá, hogy a gázüzemő motor a dízelmotornál jóval kisebb zajkibocsátással üzemeltethetı. A szén-dioxid kibocsátás területén a CNG-üzemő jármő mind a benzin, mind a dízelüzemhez viszonyítva egyértelmően jobb emissziós tulajdonságokkal rendelkezik. A CNG-üzemő jármővek gazdaságossági vizsgálata során arra kerestük a választ, hogy Magyarországon a jelenlegi viszonyokat feltételezve, milyen feltételekkel tehetı vonzóvá a földgázüzemő autózás. Ehhez a különbözı alternatív üzemő jármővek megtérülési idejét határoztuk meg, különös tekintettel a földgázra. Azt tapasztaltuk, hogy a megtérülési idıt legnagyobb mértékben az egyszeri költségek, illetve a tüzelıanyag ára befolyásolja. CNGüzemő jármővek alkalmazása a többletfogyasztást jelentı városi forgalomban javasolható. Eredményeinket összevetettük irodalmi adatokkal, melyek hasonló megtérülési idıket, és a megtérülési idıt befolyásoló tényezıket azonosítottak, úgymint a tüzelıanyag ár és a jármő beszerzési költsége. A CNG-üzemő autózás tehát mind emissziós, mind gazdaságossági szempontból városi környezetben javasolható. Jelenleg azonban alternatív hajtású jármő beszerzése melletti döntés meghozatalakor a gazdaságossági szempontok játsszák a fı szerepet. A környezetvédelmi elınyök jelenleg akkor játszanak szerepet, ha gazdasági elınyként jelennek meg a vásárlók számára. A környezetbarát jármővek elterjedésére léteznek különbözı támogatási módok, melyek gyakorlatilag gazdaságossági elınyöket jelentenek a felhasználók számára. Ilyen szabályozások léteznek Magyarországon, például a hibrid jármővek után nem kell a regisztrációs adót megfizetni, és velük szmog riadó esetén is lehet közlekedni. Alternatív hajtású jármővek elterjedése jelenleg tehát csak akkor várható, ha egyértelmő gazdasági elınyöket képesek felmutatni. Távlati célunk modellünk olyan irányú továbbfejlesztése, mely képes a közlekedés okozta külsı költségek kifejezésére is, és ily módon a CNG-üzemő jármővek okozta kedvezıbb emissziós tulajdonságok elınyként való figyelembevételére költség szempontból. Irodalom Internet 1: Internet 2: Sustainable Transport: A Sourcebook for Policy-makers in Developing Cities, Natural Gas Vehicles, Internet 3: EEC 90/C81/01 Direktíva 40

41 Dr. Lukács Pál 1 Újsághy Zsófia 2 Jármővek újrahasznosításából származó könnyőfrakció energetikai hasznosítása 1. Bevezetés Évente 8-9 millió tonna hulladék keletkezik az Európai Unióban csak gépjármőroncsokból, Magyarországon pedig évente ezer jármő kerül kiselejtezésre, ez közel ezer tonna hulladékot jelent. Magyarország Uniós csatlakozása után a roncsautókról szóló irányelv harmonizálása és végrehajtása ránk nézve is kötelezı érvényő lett. A legfontosabb célok között szerepelt a lerakóba kerülı, roncsautóból származó hulladékok mennyiségének csökkentése, megfogalmazásra kerültek a roncsautókból származó hulladékok elıírt kezelési arányai (LUKÁCS P. 2002). 2. Uniós direktívák A gépjármővek újrahasznosításával kapcsolatban megjelent környezetvédelmi jogszabályok, és ezek szigorítása a jármővekben található szerves anyagok (mőanyag- és gumi alkatrészek) felértékeléséhez vezetnek. Elsıdleges szempont ugyan a gépkocsik tömegcsökkentése lenne, köszönhetıen az emissziós elıírásoknak, azonban a közlekedésbiztonsági, újrahasznosítási, illetve a komfortigényeknek megfelelıen átlagos súlygyarapodás figyelhetı meg az elmúlt néhány évtizedben. A felhasznált anyagokat a tervezési, illetve gazdasági szempontok mellett a környezetvédelmi hatások is befolyásolják. A gépjármővek újrahasznosítására vonatkozó 2000/53/EC Közösségi Direktíva, más néven az ún. Roncsautó-rendelet, megtiltja bizonyos anyagok jármőgyártásban történı alkalmazását, illetve arányokat határoz meg az újrahasznosítás során. Ennek értelmében január 1-jétıl a jármő szerkezeti anyagmennyiségét 80%-ban anyagában, míg 5%-ában energetikailag kell hasznosítani, ami 85% hasznosított hányadot tesz ki összesen. Ezt tovább növelve január 1-jétıl már összesen 95% hasznosítási mértékkel kötelesek a gyártók számolni, melybıl 85% az anyagában és 10% az energetikailag hasznosuló rész. Más a helyzet az január 1-je elıtt gyártott jármőveknél. Ott a 70/5% aránynak kell teljesülnie az anyagában és energetikailag történı hasznosítás folyamán (LUKÁCS P. 2009). 3. A jelenlegi helyzet és a napjainkban használt technológia A roncsautók feldolgozásának jelenleg a legelterjedtebb módja az ún. shredderezés. A forgókalapácsos aprítómővekben ökölnyi darabokra ırlik a már elıbontott, szárazrafektetett autóroncsokat, karosszériadarabokat, majd ezt követi az anyagfajták különbözı eljárásokkal eltérı anyagtulajdonságokon (sőrőség, mágneses, elektromos vezetıképesség) alapuló szeparálása, szétválasztják az egyes anyagfajtákat (1. ábra), és továbbküldik hasznosításra az azzal foglalkozó cégeknek. 1 Dr. Lukács Pál Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépjármővek Tanszék, Budapest lukacs.pal@auto.bme.hu 2 Újsághy Zsófia Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépjármővek Tanszék, Budapest ujsaghy.zsofia@auto.bme.hu 41

42 A fémtartalmú anyagoktól való elválasztás utáni maradék az ún. shredderezési könnyőfrakció, melyet mőanyag, gumi, üveg és textil alkot vegyesen, ezek adják a közel 18-22% problémás frakciót, melynek túlnyomó része szennyezett, vegyes mőanyag- és gumihulladék. A probléma magja, hogy ezek anyagában történı hasznosítása annak ellenére, hogy erre lenne hazai feldolgozó kapacitás, a visszaforgatást elısegítı gazdasági és jogi ösztönzık hiányában, valamint a piac másodlagos nyersanyagokat elutasító álláspontja miatt nem mőködik. Legjobb megoldás lenne az alapanyagok ismételt felhasználása (reuse), használat utáni visszaforgatása (recycling), vagy legalább a belefektetett energia visszanyerése (recovery), de semmiképp a már meglévı gyakorlat folytatása, vagyis a bezúzási maradékanyag monodepóniákba, lerakókba kerülése. Mivel ezeknek a lerakóba kerülı anyagoknak igen nagy százaléka mőanyag, melynek a fajlagos térfogat/tömeg aránya nagy, lebomlási ideje hosszú, különösen fontos megoldást találni, hogyan lehetne hatékonyan csökkenteni ezek lerakóba kerülı mennyiségét. 1. ábra. VW-SiCon eljárás, egy haladó technológia a különbözı hulladékfrakciók szétválasztására Jelenleg a jármővek döntı hányadát kitevı (70-75%) fémtartalom a shredderezési folyamat során nehézfrakcióként anyagában hasznosul, míg az elızetesen kibontott mőanyag és gumi alkatrészeknek, vagyis az ırlés utáni könnyőfrakciót fıképpen alkotó elemeknek cementmővekben történı égetésével az energiahasznosítás 4-5%-ot jelent, amivel a teljes hasznosítási mennyiség a várt 85% helyett csupán 80%-os lesz. A Roncsautó-rendelethez hasonlóan a lerakási direktíva az, ami az autógyártást jelentısen befolyásoló tényezı. Ennek értelmében tilos az autóroncsokból származó szerves eredető hulladékok deponálása, vagyis általános lerakása. Emiatt a gyártók kénytelenek más alternatívákat találni az aprítási könnyőfrakciók újrahasznosításáról szóló fejlesztésekben. Hazánkban a jármővek elhasználódása sokkal intenzívebb a rosszabb minıségő utak miatt. Az itt található közel 3 millió jármő átlagéletkora is jóval magasabb, ezen túlmenıen a hulladékkezelési és újrahasznosítási problémák miatt is amely részben a lakosság hiányzó környezeti tudatosságát is tükrözi rosszabb a helyzet, mint külföldön. Jelenleg Magyarországon közel 280 legális autóbontó, illetve hulladékkezelı cég van, melyek száma elenyészik az ötször ennyi illegális telep mellett, akik a keletkezı roncsautók több mint felét veszik át a gazdáiktól. Jelenleg két mőködı shredder található hazánkban (Budapest), amelyhez most épül harmadikként egy új üzem a Fejér megyei Fehérvárcsurgón az ALCUFER csoportnak köszönhetıen (LUKÁCS P. 2009). 42

43 4. Fejlesztések az anyagában történı hasznosításra A magnetohidrosztatikus eljárás A jármővek tömegének növekedésével a bennük található mőanyagok és elasztomerek aránya is egyre nı, köszönhetıen a könnyőszerkezetek nyújtotta konstrukciós elınyöknek. Jelenleg közel 11-12%-ban tartalmaznak mőanyag alkatrészeket a jármővek, melyek nagyrészt poliolefinek (polipropilén, polietilén), valamint sztirol-bázisú anyagok (polisztirol; akrilnitril butadién sztirol). A shredderezésbıl keletkezı különbözı lakossági eredető lemezhulladék, illetve autóroncsok aprított szerves ırleményét az EU-s direktívák ellenére lerakókban helyezik el, amely ellentétes a szerves anyaggal kapcsolatos lerakási irányelvnek, és így a kívánt hasznosítási értéket sem érjük el. Példaként szerepelhet Ausztria elıttünk, ahol a lerakási tilalom egészében vonatkozik a teljes szerves hulladékmennyiségre, és a könnyőfrakciót elsıdlegesen erre szakosodott égetık 180 EUR/tonna díj ellenében szállítják el a shredder-üzemeltetıktıl energetikai hasznosításra. Célunk hasonlóan más nyugati országhoz, olyan fejlesztési folyamatok elindítása, mellyel az EU által kívánt értékek megvalósulhatnak. Erre reagálva, az EU 7 K+F keretprogramban támogatásra került W2Plastics projektében olyan szeparációs technológiát fejlesztenek ki, ahol utánkapcsolt ultrahangos minıségbiztosítási rendszer segítségével poliolefineket tudnak kiválasztani a shredderezési könnyőfrakcióból, a magnetohidrosztatikus szeparációs eljárásnak köszönhetıen. További elınye a rendszernek, hogy egy lépésben képes akár nyolc különbözı homogén frakciót is elkülöníteni egymástól, mely jelentıs lehet az autóipari újrahasznosítás során is. A szétválasztás anyagonként a szeparációs folyadék változtatható sőrőségével valósul meg. A projekt hazai résztvevıi az ALCUFER Kft., valamint a Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika, Szerves Kémiai Technológia, illetve Gépjármővek Tanszéke; a 13 tagú, a Delfti Mőszaki Egyetem vezetésével 2009 januárjában indult négyéves fejlesztési projektben. Az ALCUFER feladata a Fehérvárcsurgón épülı shreddermő könnyőfrakciójának, az anyagában nem hasznosítható szerves részek energetikai hasznosításának fejlesztése. A BME piaci elemzések készítésével, illetve a szeparált szerkezeti anyagok mechanikai vizsgálatával, anyagminıség kémiai adalékolás által történı javításával, új termékötletekkel segíti a projekt megvalósítását (LUKÁCS P. 2009). 5. A kinyert mőanyag újrahasznosítása, elıállított termékek Az újrahasznosított mőanyaghulladékot általában regranulálva vagy darálás után közvetlenül fröccsöntve árulják. Az ezekbıl készült mőanyag termékek idınként nemcsak minıségükben, hanem esztétikai szempontból is messze elmaradnak az eredeti anyagból készített társaiktól. Ugyanakkor a másodlagos anyag granulátum formájában történı értékesítése igen nehézkes. Erre lenne megoldás az anyagnak olyan blendekké, illetve kompozit mátrixokká történı alakítása, melyek piacképesek ellentétben az eredeti anyaggal és az újrahasznosítás során létrejövı minıségromlással (down-cycling) szemben minıségjavulás (up-cycling) jöhetne létre. Hátráltatja ezt a folyamatot, hogy a heterogén eloszlású mőanyagkeverék a különbözı anyagok határainál gyenge kapcsolatot létesít. Ennek segítésére másodlagos kötéseket szoktak létrehozni különbözı adalékok, kompatibilizálószerek használatával. A másodlagos kötéseket erısebb kovalens kötésekkel is ki lehet váltani, úgynevezett elektron besugárzásos technológiával. Az üvegszál erısítéses polimerek segítségével a blendek közötti kapcsolat erısíthetı, ahol különbözı kémiai adalékokkal az üvegszálat az alkotóelemekhez kapcsolják. További gondot okoz a mőanyag-újrahasznosítás terén az öregedés. Az újrahasznosítandó mőanyagok életük során ért fárasztásokat az eljárás 43

44 során még tovább erısítik. További adalékok szükségesek az UV sugárzással szembeni stabilitás fokozására. Az autóipari piac jelenleg még nem áll készen az újrahasznosított mőanyagok alkalmazására. Éppen emiatt kell más ipari résztvevıket találni ezen anyagok ismételt körforgásba hozására (LUKÁCS P. 2009). 6. Fejlesztések az energetikai hasznosításban A hulladékkezelés termikus eljárásai: a hulladékégetés ill. a hıbontás A hıátadással járó termokémiai eljárások közül a két legfontosabb termikus eljárás: a hulladékégetés és a hıbontás. Az anyagátalakítási folyamat itt döntı mértékben hı hatására következik be. Égetés: oxidatív lebontás sztöchiometrikus vagy többszörös oxigén (levegı) adagolásával. Pirolízis: reduktív lebontás a sztöchiometrikus aránynál kisebb oxigén biztosításával vagy annak teljes kizárása mellett (BARÓTFI I. 2000). Az égetés során a hulladék szervesanyag komponensei a levegı oxigénjével reagálva gázokká, vízgızzé alakulnak, és füstgázként távoznak a rendszerbıl, míg az éghetetlen szervetlen anyag salak, ill. pernye alakjában marad vissza. Elınyei: jelentısen csökkenti a hulladékok térfogatát és tömegét, az égetés energiatermeléssel jár, és az így keletkezett hı hasznosítható, közegészségügyi szempontból a leghatékonyabb, mivel a kórokozók elpusztulnak. Hátrányai: másodlagos környezetszennyezéssel jár (légszennyezés, pernye, salakelhelyezés problémái), ökológiai szempontból kedvezıtlen: a termikusan bontott anyag kikerül a természetes körforgásból, beruházási és üzemeltetési költségei lényegesen magasabbak a hagyományos eljárásoknál. A pirolízis a szerves anyagú hulladék megfelelıen kialakított reaktorban, hı hatására, oxigénszegény vagy oxigénmentes közegben esetleg inert gáz, pl. nitrogén bevezetés közben, szabályozott körülmények között bekövetkezı kémiai lebontása. A folyamat során a szerves hulladékból pirolízisgáz; folyékony termék: olaj, kátrány, szerves savakat tartalmazó bomlási víz; és szilárd végtermék: pirolíziskoksz keletkeznek, melyek összetétele, aránya és mennyisége a kezelt hulladék összetételétıl, a reaktor üzemi viszonyaitól és szerkezeti megoldásától függ. A végtermék elsısorban energiahordozóként (főtıgáz, tüzelıolaj, koksz), ritkábban vegyipari másodnyersanyagként (pl. a gázterméket szintézisgázzá konvertálva metanol elıállításához) hasznosítható. A hıbontás során döntıek a kémiai átalakulás reakció feltételei: hımérséklet, felfőtési idı, reakcióidı, szemcse-, darabnagyság, az átkeveredés mértéke, hatékonysága. Az alkalmazott hımérséklet-tartomány általában C, egyes eljárásoknál ennél magasabb. Használt reaktortípusok: vertikális vagy aknás reaktor, horizontális fix reaktor, forgódobos reaktor és fluidizációs reaktorok. A szilárd maradékok a vízfürdıs leválasztást követıen különbözıképpen dolgozhatók fel. A gáz- és gızállapotú termékek leválasztására és tisztítására különféle gáztisztítási és gáz-gız szétválasztási módszereket és kombinációikat (ciklonok, elektrofilterek, gázmosók, utóégetı kamrák, krakkoló reaktorok) alkalmazzák. 44

45 Elınyei: termékei értékesíthetı alifás és aromás szénhidrogének, légszennyezı hatása jelentısen kisebb, mint a hulladékégetésé. Hátrányai: a fokozott anyag-elıkészítési igény, a kisebb hımérséklető eljárásokban a gáztisztítás összetettebb és komplikáltabb, az erısen szennyezett mosóvizet komplex módon tisztítani kell, az égetéshez képest nagyobb a lehetısége a nehezen bomló, nem tökéletes égéstermékek képzıdésének. Az eredményes fejlesztési eljárásokból az üzemi megvalósítás alatt álló négy legjellemzıbb technológia: Siemens-eljárás, Lurgi-eljárás, Noell-eljárás, Thermoselecteljárás. Az eljárások gyakorlatilag többfokozatú termikus hulladékkezelést valósítanak meg, így biztosítva a részfolyamatok jobb szabályozhatóságát és az elızetes és köztes válogatással az inertanyagok mennyiségének csökkentését. A Siemens és a Lurgi-eljárásoknál a gázfázis tökéletes kiégetése a berendezésben megy végbe, míg a Noell és Thermoselect-eljárás olyan gázt állít elı, amely a hulladékkezelı berendezésen kívül is elégethetı (BARÓTFI I. 2000). Hazai oldalon is megjelent egy saját kezdeményezéső fejlesztés, mely az NKTH Nemzeti Technológiai Programjának része, és 2009-ben vette kezdetét. Célja olyan optimális szeparációs technológia kifejlesztése, ahol az anyagában nem hasznosítható szerves összetevıket pirolizáció útján hasznosítják. A RECYTECH nevő konzorciumban az ALCUFER Kft. koordinálása mellett a Polimertechnika Tanszék, a Szerves Kémiai Technológia Tanszék, az Elektronikus Jármő és Jármőirányítási Tudásközpont, a dunaújvárosi E-Elektra Zrt., a miskolctapolcai Bay-Logi Intézet, a Miskolci Egyetem Nyersanyagelıkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézete, valamint a solti Powerenergy Kft. vesz részt. Ez utóbbi feladata a pirolízis technika kifejlesztése. A cél egy-egy olyan szeparátor és pirolizátor berendezés elkészítése, melyet a fehérvárcsurgói shredder, illetve a dunaújvárosi elektronikai hulladék feldolgozóba helyezve tenné lehetıvé az energetikai hasznosítását a keletkezett könnyőfrakciónak. 7. Összefoglaló A pirolízis során a hulladékok gyakorlatilag melléktermékek keletkezése nélkül bonthatók szét olyan termékekre, melyek külön-külön felhasználhatók és értékesíthetık. A pirolízis üzemeltetési költségei a végtermékek kedvezı értékesítése következtében még fedezhetık is. Az égetéshez képest kisebb káros emisszióval és sokkal nagyobb mennyiségő hasznosítható anyagmennyiséggel szolgál, gazdaságossága azonban jelentısen függ a végtermékek piaci eladhatóságától. Ma a legjobb megoldásnak az kínálkozik, ha a piroolajat belsıégéső aggregátokban zöld áram termelésére használják fel, mert ez a támogatott energia a technológia gyorsabb megtérülését eredményezi. A jelenlegi olajár-szintnél azonban már érdemes a piroolajat az olajforgalmazó cégeknek továbbadni, a továbbfinomítás különbözı lépéseinek alávetni. A pirogázt gázturbinákban áramtermelésre vagy főtımővekben használják fel, a pirokokszot pedig festékiparban színezékként vagy filterek szőrıanyagaként. A hıbontás maradékát olaj formájában, vagy magát a mőanyaghulladékot az égetıbe vitt hulladék alkotórészeként hasznosíthatjuk, mint energiahordozót igen jó hatásfokkal. A mőanyaghulladék fı alkotói, a tiszta PE, PP, PS, PET energiatartalma gyakorlatilag megegyezik a legjobb főtıolaj 44 MJ/kg főtıenergiájával, és teljes mértékben hasznosul. Egyedül a PVC főtıenergiája kisebb (22 MJ/kg) a viszonylag magas klórtartalom és a kisebb kıolajtartalom miatt (CZVIKOVSZKY T. NAGY P. GAÁL J. 2003). 45

46 Mindezek mellett vagy ellenére továbbra is az EU által is támogatott elsıdleges cél a minél nagyobb arányú anyagában történı hasznosítása a hulladékoknak. Irodalom BARÓTFI I. (2000) Környezettechnika. Mezıgazda Kiadó, Budapest CZVIKOVSZKY T. NAGY P. GAÁL J. (2003) A polimertechnika alapjai. Mőegyetemi Kiadó, Budapest, pp LUKÁCS P. (2002) Elhasznált gépjármővek és mobil gépek újrahasznosítása. BME, Doktori értekezés, Budapest, pp LUKÁCS P. (2009) Mőanyag és Gumi. GTE, Budapest, pp

47 Dr. Bai Attila 1 Bio-hajtóanyagok alkalmazása a tömegközlekedésben 1. Bevezetés A Közlekedéstudományi Intézet becslése szerint ma Magyarországon az összes személyforgalom 55%-a településeken belül zajlik le, az utazások számán belül pedig a 80%-ot is elérheti a települések részesedése. Az utazások kezdı- és végpontja szinte mindig lakott területre esik. A településen belüli forgalom az össz-közlekedésnek meghatározó részét teszi ki, ezen belül azonban az autóbusszal szemben növekszik a személygépkocsik aránya, így a legnagyobb gondot a nagyvárosok levegıszennyezettsége okozza. Az egyén számára ha egy adott utazásáról kell döntenie elınyös, ha a gépkocsit választja. Gyorsabban és kényelmesebben (bár általában drágábban) ér oda, mint ha tömegközlekedéssel utazna, ugyanakkor választásával rontja a pillanatnyi forgalmi körülményeket, és koncentráltan szennyezi a belváros levegıjét. Rövidtávú egyéni érdekek szerint az autótulajdonosok racionálisan választják jármővüket a helyi közlekedésre, de közben a társadalom mindenképpen rosszabbul jár (FLEISCHER T. 1996). A nagyvárosokban fellépı légszennyezés veszélyének elkerülésére a települések több alternatívával rendelkeznek: A forgalom korlátozása, pontosabban a gépkocsiforgalom helyett a tömegközlekedés fejlesztése. Ez a gépjármővek nélkülözhetetlensége miatt nehezen kivitelezhetı, ugyanakkor több európai nagyváros egyes részein bevezették már ezt az intézkedést. A hagyományos üzemanyagok, valamint jármőmotorok fejlesztése oly módon, hogy ez a lehetı legkevesebb károsanyag-kibocsátással járjon. A gazdasági világválság miatt a közeljövıben nem várható a jelenlegi elıírások (120 g/km) szigorítása. Olyan új hajtóanyagok alkalmazása, amely lehetıleg a jelenlegi motorokban is felhasználható és az emissziós határértékei kedvezıbbek a jelenleginél. Mivel a hazai kötelezı bekeverés aránya (4,8 térf.%) nem elegendı az EU elıírásainak teljesítéséhez, ezért ez a B-100, vagy E-85 felhasználását lehetıvé tevı speciális jármővekkel (pl. SAAB), vagy az ennél magasabb bio-keverékkel mőködı buszokkal (pl. Scania) lehetséges. Az elıbbire a jelen közgazdasági helyzetben rendkívül kicsi a hazai kereslet, a buszközlekedés azonban jelentıs biohajtóanyag-mennyiség felhasználását teszi lehetıvé, éppen a városi közlekedésben, ahol a károsanyag-kibocsátás szintén koncentráltan jelentkezik, ugyanakkor a helyi felhasználás nem kívánja meg országos bioüzemanyag-hálózat létrehozását azon hajtóanyagok esetében, ahol ez még nincs kiépítve (pl. biometán). Véleményem szerint az elırelépés leginkább a tömegközlekedésben lenne lehetséges, magyarországi viszonyok között már rendelkezésre állnak ezzel kapcsolatos tapasztalatok, ezek eredményeit pedig röviden a következıkben mutatom be. 2. Általános gazdasági szempontok Az utóbbi idıszakban sokféle ellentmondó vélemény látott napvilágot a bio-hajtóanyagok gazdaságosságával, mezıgazdasági hatásaival, élelmezésügyi veszélyeivel, energetikai, valamint környezetvédelmi hatékonyságával kapcsolatban. Egy dolog azonban tény: ezek az energiahordozók már jelenleg is használatosak és jelentıségük egyre nı. Bár a technológiai 1 Dr. Bai Attila Debreceni Egyetem, Vállalatgazdaságtani és Marketing Tanszék, Debrecen abai@agr.unideb.hu 47

48 fejlıdés következtében a jövıben nyilván számolni kell új termékek, illetve eljárások (cellulózalapú bioetanol, biobutanol, biogázolaj, hidrogén, villamos áram, napenergia, sőrített levegı) térnyerésével, jelenleg a bio-hajtóanyagok közül a biodízel és a bioetanol a meghatározó és a biometánnal kapcsolatban is rendelkezésre állnak hazai tapasztalatok, ezért cikkemben ez utóbbiakkal foglalkozom. A biodízel és a bioetanol iránti keresletet a közeljövıben alapvetıen három tényezı határozza meg: Felhasználása nemcsak az elıállítás közvetlen környezetében lehetséges, gazdaságosan szállítható és bekeverhetı a gázolajba, tehát nem jelent korlátot a keresletében a helyi piac. Az EU és a kapcsolódó hazai jogszabályok jelenleg 4,4%-ra, 2010-re 5,75%-ra, 2020-ra 10%-ra elıírják a bio-hajtóanyagok minimális arányát, mely azonban nemcsak biodízellel és bio-etanollal, hanem újabb generációs hajtóanyagokkal is teljesíthetı. Az Európa Parlament Ipari Bizottságának legújabb határozata ugyan fenntartotta a 10%-os elıírást, de ebbıl az elsı generációs hajtóanyagok részarányát maximum 6%-ban szabta meg ( 2008). Gazdaságossági tényezık, melyek közül meghatározó a világpiaci olajár, az alapanyagok és a takarmányok ára, a hajtóanyag nettó árát terhelı adótartalom változása, valamint a szállítási költségek miatt a bekeverésre jogosultak meghatározása. A biogáz, mint hajtóanyag iránti keresletet a közeljövıben alapvetıen más tényezık befolyásolják: Tisztítása és jármőbe töltése elsısorban az elıállítás közvetlen környezetében célszerő, a tisztítás nélküli sőrítés, illetve a palackos kiszerelésben való szállítás gazdaságossága igen kétséges, ennélfogva a helyi kereslet meghatározó. Az autógáz részaránya a hajtóanyagokon belül rendkívül minimális, ezért az EU elıírásainak teljesítése a bio-metán alkalmazásának megítélésében nem releváns. A gazdasági tényezık közül meghatározó a világpiaci földgázár, valamint a biogáz egyéb felhasználási módjaival (kogeneráció, országos gázvezetékbe táplálás) elérhetı nyereség. Utóbbiak esetében elınyként jelentkezik a bio-metánnal szemben az elektromos áram, valamint a bio-földgáz országos szintő értékesíthetısége. 3. Kaposvár (bioetanol) Kaposvárott a helyi buszpark 43 jármőbıl áll, melyek átlagéletkora 12,5 év, s ebbıl 33 cseréjét tervezik. A környezetbarát buszok 5-8 százalékkal drágábbak az új, hagyományos típusú buszokhoz képest Az elsı kísérleti üzemeltetésre 2006 szeptemberében került sor, amit december 19. és január 19. között egy újabb követett. A városi tömegközlekedés jelenlegi évi üzemanyag-igénye 4 millió liter. A tapasztalatok szerint városi forgalomban a hagyományos üzemő buszokhoz képest 8-20 százalékos fogyasztásnövekedésre lehet számítani ( 2008). A Kapos Volán 50 jelenlegi távolsági Scania busznak is tervezte a motorok átalakítását E-85-re, mely jármővenként 4-5 MFt-ba kerülne ( 2008). Az alkalmazás gazdaságosságát illetıen a közötti olajárakkal ( USD/bb) a jelenlegi szabályozórendszerben Ft/l önköltségen lenne versenyképes a bioetanol. Ideális feltételek (speciális HTF-hibridek, nagyüzemi kapacitás, legjobb technológia) mellett 100 Ft/l körüli önköltség 25 eft/t kukoricaárak mellett érhetı el. A jelenlegi gazdasági paraméterek, melyeket a modellezésben figyelembe vettem a következık: 48

49 kukoricaár: 30 eft/t (intervenciós ár) teljes körő melléktermék-hasznosítás 35% etanol-kihozatal ezer l/nap üzemi kapacitás 255 Ft/l benzinár. Ezen feltételek mellett a következı gazdasági jellemzık prognosztizálhatók: Ft/l önköltség, Ft/l önköltségi ár (-100) Ft/l veszteség Mivel jellemzıen efölötti kukoricaárak és alacsony olajárak várhatók a világpiacon középtávon, ezért az alkalmazás veszteséget okoz, de mivel ez a veszteség kisebb az elmaradásakor fizetendı büntetıadónál, ezért a 4,8%-os bekeverés gazdaságilag indokolható. 4. Debrecen (biometán, biodízel) A Mobilitási kezdeményezések helyi integrációhoz és fenntarthatósághoz c. TREN/04/FP6EN/S07/ sz. projekt ( ) célja komplex eszközökkel a környezetbarát városi közlekedés megvalósítása, a tapasztalatok átadása és adaptálása, melyben Debrecen mellett 4 másik EU-tagország egy-egy nagyvárosa vett részt. A kutatás végsı célkitőzése egy olyan, Európában szinte egyedülálló modell-rendszer megteremtése és mőködtetése volt Debrecenben, mely magában foglalja a hulladékgazdálkodást, az elektromos áram-ellátást, a távfőtést és a helyi tömegközlekedést (BAI A. et al. 2008) Biometán A programban 3 új gázüzemő autóbusz beszerzése, valamint 3 dízelbusz átalakítása történt meg. A tisztított és sőrített biogáz (bio-cng) kipróbálását a 34 gázüzemő jármőbıl 2 db, fosszilis eredető CNG-vel mőködı, IK 280 G 10 UTLL 190 típusú autóbuszán terveztük. A buszok átlagfogyasztása kg CNG (80,7 Nm 3 ) /100 km, melyet a motor életkora és futásteljesítménye, az útvonal jellege, a járat ideje befolyásolnak. Az éves futásteljesítmény km körül alakult az utóbbi években. A jármővek üzemeltetéséhez a vezetékes földgázt (34 ± 0,2 MJ/Nm 3 főtıérték, 0,7 kg/m 3 sőrőség) 200 bar-os nyomásra (kétszázad részére) sőrítik, ilyen módon egy köbméter főtıértéke 34 MJ-ról 6,8 GJ-ra növelhetı, és ezt használják fel a gázüzemő autóbuszokban. A biogázból származó metán felhasználása a kiosztó rendszerben nem igényel átalakítást, amennyiben eléri a földgáz-minıséget. A tiszta gázmotor környezetvédelmi paraméterei messze megelızik a dízelmotorok emissziós értékeit (1. ábra). A gázüzemanyagok magas oktánszámuk miatt nem tartalmaznak kopogásgátló adalékanyagokat, teljesen elkeverednek a motorba jutó levegıvel, tehát tökéletes az égés, így a légkörbe jutó káros anyag mennyisége a benzinüzemhez képest jelentısen csökken, míg hatásfoka nı. A gáz-levegı tökéletes keveredésének köszönhetıen csökken az olajfogyasztás is, az olajcsere-periódus megduplázódik. A sokkal kedvezıbb gáz és levegı keveredésének köszönhetıen a motorkopások mintegy 30-40%-kal csökkennek, így nı a gázos motor élettartama. Az égés elıtt porlasztást nem igényel, így a hidegindítás problémamentes. Elsısorban azoknak ajánlhatók a földgázüzemő jármővek, akik nagyobbrészt a városi közlekedésben vesznek részt (pl. taxi, tömegközlekedés), mert számukra a kisebb hatótávolság (kb. 200 km) nem jelent hátrányt, és így képesek kihasználni a földgázüzemő autók környezetvédelmi-gazdasági elınyeit. 49

50 1. ábra: Különbözı autóbuszmotorok károsanyag-kibocsátása (Forrás: ) Eredetileg a debreceni szilárdhulladék-kezelı telepen képzıdı, akkor 600 ezer m 3 /év mennyiségben rendelkezésre álló depóniagáz szolgált volna alapanyagul a buszos kísérletekhez. A biogáz tisztítása mindenképpen szükséges a buszokban történı felhasználáshoz. A tisztítás után kapott nagy metántartalmú gáz ugyanakkor többféle célra is felhasználható a jelenlegi szabályozás szerint: Alanyi jogon (mőködési engedély nélkül) közvetlenül értékesíthetı saját vezetéken, vagy bevezethetı az országos földgáz-hálózatba. Ennek elınye, hogy a földgázhálózat tárolótérként is szolgál és könnyő a felhasználók részére is a hozzáférés. Ugyanakkor a vezeték létesítése függetlenül attól, hogy csatlakozó- vagy célvezeték bányahatósági engedélyköteles, a bio-földgáz tulajdonságai el kell, hogy érjék a hatályos földgáz-szabványban szereplı minıséget (MSZ ISO 15403:2002). A hálózatba való bevezetésért csatlakozási díj számítható fel, eleget kell tenni mindazon környezetvédelmi-mőszaki-biztonsági elıírásoknak, melyek a földgázrendszerre vonatkoznak. Komprimálást követıen töltıállomáson keresztül hajtóanyagként értékesíthetı, amennyiben megfelel az érvényes szabványnak (ISO 14532). Ennek logisztikája költséges, az energiahasznosulás hatásfoka kisebb és kockázata is jelentısebb, ugyanakkor az autók kisebb metántartalommal is mőködıképesek. A biogáz megadóztatása a felhasználás céljától függ: hajtóanyag esetén a sőrített földgázhoz hasonlóan 24,5 Ft/Nm 3 jövedéki adót kell fizetni, de (a földgázzal szemben) mentes az energia-adó alól. Elızetes számításaink szerint a gazdaságosság alapfeltételei a földgázzal szemben a legalább 500 m 3 /h kapacitás (3,5-4 millió m 3 /év biogáz) és a maximum 30 Ft/m 3 önköltséggel rendelkezésre álló biogáz felhasználása. Az idıközben bekövetkezett tulajdonjogi változások végül a biogázzal kapcsolatos kísérletek tényleges elvégzését nem tették lehetıvé az elıkészítést követıen, az e célra rendelkezésre álló forrásokat a biodízeles próbaüzem finanszírozására használtuk fel. 50

51 4.2. Biodízel A tényleges üzemi és próbapadi mérések április 10. június 2. között folyamatosan zajlottak le. Összességében 2400 l biodízelt használtunk fel, 10, 20 és 50%-os biodízelkoncentrációban, és ezeket hasonlítottuk össze a normál (4,4% biodízelt tartalmazó) gázolajjal, különbözı életkorú, de azonos típusú buszokban. A méréseket elvégeztük forgalmi viszonyok között, próbapadon és megvizsgáltuk a tesztjármővek vezetıinek szubjektív véleményét is. A bemérıpadi méréseken a teljesítménycsökkenés a 10 és 20%-os biodízel keverék esetében elhanyagolható mértékő (max. 5-8%), míg az 50%-os koncentrációnál az igényelt motorteljesítményhez képest a teljesítménycsökkenés a 10-15%-ot is eléri. Átlagosan 1,6 l/100 km (3,9%) volt a biohajtóanyag alkalmazásának tulajdonítható fogyasztás-növekedés, ez megegyezik a 10%-os keverék átlagértékével, ennél a 20%-os keverékbıl többet (2,5 l/100 km), az 50%-os keverékbıl viszont kevesebbet (0,7 l/100 km) fogyasztottak a jármővek. Mőszaki szempontból a biodízel 50% koncentrációig nem okozott károsodást az eredeti gázolajos, EURO-2 normának megfelelı motorokban, a tesztek alapján a 4,4 tf%-os (normál) bekevert biokomponens-arány jelentısen (akár 50%-ig is) tovább növelhetı a meghibásodás kockázata nélkül. Ez éves szinten 0,4-3,5 millió l biodízel bekeverését tenné lehetıvé motorikus szempontból Debrecenben. Környezetvédelmi szempontból a biodízel alkalmazása méréseink szerint a következı elınyös hatásokkal járt: A motorok fekete kipufogófüstje szemmel láthatóan csökken, a füst színe fehérebb. A kipufogógáz erıs csípıs szaga jelentısen csökken, a bio-üzemanyag miatt a kipufogógáznak jellegzetes olaj illata van. A szilárd részecskék koncentrációja és a szénhidrogén-kibocsátás egyértelmően, bár a koncentrációváltozással nem arányosan csökkent a dízelüzemhez képest. Bizonytalan a biodízel-koncentráció változásának hatása a szén-monoxid és szén-dioxidkibocsátásra. Ennek növekedése azonban valószínőleg nem a koncentrációval, hanem az elsı alkalmazással áll összefüggésben, hiszen a biodízel esetleg leoldhatta az eddigi lerakódásokat is, és az ezekbıl felszabaduló gázok belekerülhettek a kipufogórendszerbe. Motorikus és környezetvédelmi szempontokból egyértelmően indokolható lenne a szabványt jóval meghaladó biodízel alkalmazása a helyi tömegközlekedésben, ami azonban gazdasági indokokkal nem támasztható alá. A kıolajárak csökkenésének hatása a hazai valuta gyengülése miatt csak részben jelentkezik a gázolaj árának mérséklıdésében. A Jövedéki törvény változása (4,8% alatt + 6 Ft/l büntetıadó), valamint a jelenlegi szabványok (5% fölött + 40 Ft/l jövedéki adó) a bekeverést elsı közelítésben 4,8-5 térfogat% mellett teszik gazdaságilag indokolhatóvá. A számításokhoz felhasznált gazdasági paraméterek a következık voltak: gázolajár: 250 Ft/l 70 eft/t olajmag-ár 30 eft/t olajmag-dara ár 38-43% biodízel-kihozatal. Az ezek alapján kapott gazdasági jellemzık: önköltség: Ft/l önköltségi ár: Ft/l veszteség: Ft/l. Összességében megállapítható, hogy a környezetvédelmi elınyök és a mőszaki alkalmazhatóság ellenére jelenleg nem gazdaságos a biodízel és a bioetanol alkalmazása a jelenlegi gazdasági környezetben. A veszteség megszőnése jelentıs jövedéki adókedvezmény nélkül a közeljövıben nem valószínő, amire viszont a jelen gazdasági helyzetben kevés esély 51

52 van. A biometános buszok elterjedését a nagyüzemi tisztítókapacitások kiépítésének forrásigénye, valamint az ilyen típusú buszok kis száma, valamint (közvetve) egyes hulladékgazdálkodási elıírások akadályozzák leginkább. Irodalom BAI A. (2008) A bio-üzemanyagok alkalmazásának tapasztalatai a debreceni tömegközlekedésben. Összefoglaló tanulmány. Közremőködık: Grasselli G. Kormányos Sz. Szendrei J. Teleki A. Bói S. European Commission. 6 th Framework Programme on Research, Technological Development and Demonstration Mobilis Integrated Project. Mobility Initiatives for Local Integration and Sustainability. WP5 Clean and Energy Efficient Vehicles. Koordinátor: Debrecen MJV Önkormányzata, Toulouse-i Önkormányzat. pp , Debrecen, 2008 szeptember 1. FLEISCHER T.(1996) Városi közlekedési kérdések egy környezetbarát magyar közlekedéspolitikában. Elıadás a Mátrafüreden 1996 június között rendezett II. Városi Útgazdálkodási Konferencián

53 Jobbágy Péter 1 Különbözı növényekre alapozott bioüzemanyag elıállítás jövedelmezısége 1. Bevezetés Az Európai Unió számára sem környezetvédelmi, sem gazdasági és biztonságpolitikai szempontból nem közömbös a felhasznált bio- és megújuló energiahordozók mennyisége, hiszen változatlan feltételek mellett a Közösség jelenlegi 50%-os energetikai függısége 2030-ra elérheti a 65%-ot, amely egy átlag uniós állampolgár számára mintegy évi 350 Eurós többletköltséget jelentene 100 USD/bbl olajár mellett (POPP J. 2007). Ezért az Unió vállalta, hogy 2010-re az összes felhasznált üzemanyag 5,75%-a, 2020-ra pedig 10%-a (főtıértékre vetítve) biológiai eredető legyen, mely határértékek betartása a tagállamok számára kötelezı (2003/30/EC). Ezen utóbbi határértéket az Európai Unió Ipari Bizottsága 2008-ban úgy módosította, hogy az üzemanyagoknak csak 6%-a származhat élelmezésre is alkalmas alapanyagokból készült (elsı generációs) bioüzemanyagokból, a fennmaradó 4%-ot elektromos, vagy hidrogén meghajtású jármővek forgalomba állításával, illetve második generációs bioüzemanyagokkal kell teljesíteni (HARRISON P. 2008). Ezek az uniós elıírások hazánkra nézve is kötelezı érvényőek, azonban egyáltalán nem mindegy, hogy milyen forrásokból fogjuk fedezni a bekeverési szükségleteket. A hazai mezıgazdaság megfelelı potenciállal rendelkezik a bekeverési kvóta teljesítésére sıt, megfelelı piaci körülmények esetén bioetanolból igen jelentıs mennyiségeket exportálhatnánk az EU tagállamaiba (JOBBÁGY P. 2008). Azt, hogy a bioüzemanyagok bekeverése hazai vagy külföldi alapanyagokból fog történni, alapvetıen befolyásolja a magyar biodízel és bioetanol ágazat versenyképessége, jövedelmezısége. Jelenleg a hazai (és általában az európai) bioüzemanyag elıállítás csak támogatásokkal tehetı nyereségessé, illetve versenyképessé. A szakirodalmak által legtöbbet hangoztatott versenyképességi küszöbérték a 100 USD/bbl kıolaj ár. Kutatásom során éppen ezért azt vizsgáltam, hogy milyen hatást gyakorol a tavalyi, illetve jelenlegi szabályozási és gazdasági helyzet a bioüzemanyag vertikum jövedelmezıségére, illetve hogyan változna a keletkezı jövedelem 100 USD/bbl kıolajár esetén. 2. Anyag és módszer A számításoknál abból indultam ki, hogy a MOL Zrt. addig az árig hajlandó átvenni a bioetanolt, amíg annak árkülönbözete nem haladja meg a büntetıadó mértékét. A jövedéki adó törvényben korábban elıírt 4,4%-os biokomponens bekeverést, melynek hiányát 8 Ft/l jövedéki adó többlet (ún. büntetıadó) nemrég módosították (PM, 2009). A módosítások egy része, nevezetesen a csökkentett büntetıadó (benzin esetében 4,8 Ft/l, gázolaj esetében 4,5 Ft/l), már hatályba lépett, a magasabb bekeverési arány (4,8 V/V%) az EU Bizottság jóváhagyását követıen két hónappal fog jogerıre emelkedni. Ennek fényében a 2008-as kalkulációknál még a régi szabályozást vettem figyelembe, a márciusi számításokat már az új jövedéki adóra alapoztam, az elméleti jellegő 100 USD/hordó olajárat feltételezı esetben pedig a magasabb elıírt bekeverési aránnyal is számoltam. 1 Jobbágy Péter Debreceni Egyetem, Vállalatgazdaságtani és Marketing Tanszék, Debrecen jobbagyp@gmail.com 53

54 A benzin, illetve gázolaj alapanyagköltségét a oldalon közzétett világpiaci árakból számítottam ki, a szállítási költségtıl eltekintettem. Az így kapott értékeket korrigáltam a bioetanol és biodízel főtıértékbeli eltérésével (65%, illetve 91%), majd hozzáadtam a lehetséges árkülönbözethez, így megkaptam a MOL Zrt. által a bioüzemanyagokért fizethetı maximális árat. A fogyasztók által elfogadható legmagasabb ár mindkét bioüzemanyag esetében a főtıértékkel korrigált kiskereskedelmi ár. A melléktermékek értékét normál piaci áron számoltam el. X1 név alatt a MOL által maximálisan fizethetı összeg és a melléktermék értékesítéssel elıállított bioüzemanyagok (alacsonyabb) önköltségi árának különbözetét tüntettem fel, míg az X2 kategória a MOL által fizethetı legmagasabb ár és a melléktermék hasznosítási lehetıségekkel nem rendelkezı bioüzemanyag üzemek önköltségi árának különbsége. A táblázatokban szereplı értékek az adóterheket (ÁFA, jövedéki adó) nem tartalmazzák. 3. A bioetanol elıállítás gazdaságossága Számításaim során azt kívántam vizsgálni, hogy a bioetanol vertikumban a jelenlegi szabályozási és árviszonyok mellett, mekkora nettó jövedelem keletkezhet maximálisan. Annak érdekében, hogy pontos értékeket kapjak, a vertikum összes szereplıjénél önköltségi árral számoltam. Természetesen a számítási eljárás jellegébıl kifolyólag az elvileg elérhetı jövedelmet egy összegben kaptam meg, mely a valóságban a vertikum szereplıi közt elosztva jelentkezik, méghozzá nem feltétlenül a kívánatos arányban elosztva, hiszen az erısebb piaci szereplık (feldolgozó, illetve a monopolhelyzetben levı felvásárló) könnyebben érvényesítik érdekeiket a termelık kárára. Fontos kiemelni, hogy ez a jövedelem összességében még mindig negatív, csak a büntetıadó okozta nagyobb veszteség elkerülése érdekében realizálódik az ágazatban Kukoricára alapozott bioetanol elıállítás gazdaságossága Az 1. táblázat a kukoricára alapozott bioetanol gyártásban elérhetı nettó jövedelmeket mutatja különbözı kukoricahibridek alkalmazása, illetve eltérı üzemanyag árak esetén. A táblázatból kitőnik, hogy a melléktermék hasznosítás meghatározó a fıtermék versenyképessége szempontjából, hiszen literenként Ft-ot jelent az önköltségben. Szintén jelentıs, hogy az alapanyagként felhasznált hibridekbıl mennyi etanol nyerhetı ki, ez 4-12 Ft/l elınyt jelent az összehasonlított hibridektıl, valamint a melléktermék hasznosításától függıen. Az elıállítás jövedelmezıségét alapvetıen befolyásolja a kıolajárak alakulása (meghatározza a benzin alapanyagköltségét, amivel a bioetanolnak versenyeznie kell), azonban ettıl sokkal jelentısebb hatást gyakorol a képzıdı jövedelemre a büntetıadó mértékének megváltoztatása. A büntetıadó mérséklése (a tavalyi 60%-ára) változatlan kıolajárak mellett is a keletkezı nettó jövedelem mintegy 50%-os csökkenéséhez vezetett volna, a kıolajárak gazdasági világválság miatti további csökkenése azonban még drasztikusabb jövedelem-kiesést okozott, az elérhetı összes jövedelem a tavaly októberi értékek 14-42%-ára esett vissza az alapanyagként felhasznált kukorica hibridtıl és az elıállítási technológiától függıen. Ezt a tendenciát némileg gyengítené, ha a kıolajárak elérnék a 100 USD/bbl értéket, azonban az alacsonyabb büntetıadó és a magasabb bekeverési elvárások következtében még ekkor is csak a tavalyi potenciális jövedelem mintegy 70%-a realizálódhatna az ágazatban. A fogyasztók a főtıértékek eltérése miatt csak a táblázatban szereplı árakon lennének 54

55 hajlandóak tiszta bioetanolt vásárolni, ezeken az árakon viszont csak jelentıs adókedvezmények alkalmazásával lenne jövedelmezı az etanol értékesítése, amely a jelenlegi gazdasági helyzetben nem tőnik kivitelezhetınek. 1. táblázat. A bioetanol ágazatban elérhetı nettó jövedelmek különbözı etanol kihozatalú kukoricahibridek esetén (Forrás: saját számítások) október március USD/bbl 4 M.E. 330 l/t 350 l/t 400 l/t 330 l/t 350 l/t 400 l/t 330 l/t 350 l/t 400 l/t Bekevert mennyiség % 4,40% 4,40% 4,80% Benzin ár Ft/l 293,1 293,1 293,1 255,4 255,4 255,4 315,0 315,0 315,0 "Büntetıadó" Ft/l 8,0 8,0 8,0 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 Benzin ár + "büntetıadó" Ft/l 301,1 301,1 301,1 260,2 263,4 263,4 319,8 319,8 319,8 Fogyasztók 5 Ft/l 190,5 190,5 190,5 166,0 190,5 190,5 204,8 204,8 204,8 X1 6 Ft/l 144,4 146,0 149,3 56,7 58,3 61,6 96,1 97,7 101,0 X2 7 Ft/l 102,6 106,6 114,8 14,9 18,9 27,1 54,3 58,3 66,5 MOL Ft/l 242,3 242,3 242,3 154,6 154,6 154,6 194,0 194,0 194,0 Bioetanol üzem mellékt. hasznosítás nélkül Ft/l 139,7 135,7 127,5 139,7 135,7 127,5 139,7 135,7 127,5 Bioetanol üzem mellékt. hasznosítással 8 Ft/l 97,9 96,3 93,0 97,9 96,3 93,0 97,9 96,3 93,0 Termelı eft/t Cukorrépára alapozott bioetanol elıállítás gazdaságossága Az EU új cukorpiaci rendtartásának köszönhetıen hazánkban már csak egyetlen cukorgyár mőködik, a cukorrépa termesztése pedig szinte teljes egészében megszőnt. A cukorrépa ágazat eltőnése a vetésforgóból több komoly problémát is jelent a termelıknek, egyrészt egy nagy termelési értékő, így magas általános költségek elviselésére képes ágazattól estek el, másrészt megszőnik a répa gabonafélékre gyakorolt kedvezı elıvetemény-hatása, harmadrészt a cukorgyártól olcsón beszerezhetı mésziszap, illetve nedves és száraz répaszelet hiánya okoz gondokat (fıleg ez utóbbi azokban a gazdaságokban, melyek kérıdzı állománnyal is rendelkeznek, és takarmánybázisukban jelentıs szerepet játszott a répaszelet). Ezek a problémák kiküszöbölhetıek lennének a cukorrépa bioetanol célú felhasználásra való termesztésével, mivel a gabonaárak közelmúltbeli ingadozása, kiszámíthatatlansága mellett a répából nyert etanol kedvezı árú alternatívát kínál, nem is beszélve a viszonylag olcsó beruházási költségekrıl, hiszen a bezárásra kerülı cukorgyárak könnyen átalakíthatók etanolgyárrá, vagy leszerelt berendezéseikhez olcsón hozzá lehet jutni, és máshol felépíteni segítségükkel a bioetanol üzemet (ESZTERLE M. POTYONDI L. 2008). A 2. táblázatban a cukorrépára alapozott bioetanol elıállításban elérhetı nettó jövedelmek láthatók, összehasonlítva a kukoricával. Jól látható, hogy a cukorrépa, mint alapanyag bár olcsóbb a kukoricánál, az egységnyi terményre vetített alacsonyabb etanol hozama (~100l/t) október 10-ei benzin áraival kalkulálva március 6-ai benzin áraival számolva 4 Benzinár 100 USD/hordó olajár, 230 HUF/USD árfolyam mellett 5 Figyelembe véve, hogy a bioetanol főtıértéke 65%-a a benzinének 6 A vertikumban elvileg képzıdı maximális jövedelem a melléktermékek értékesítése esetén 7 A vertikumban elvileg képzıdı maximális jövedelem melléktermék-hasznosítás nélkül 8 A DDGS értékesítési árát a kukorica piaci árával megegyezınek véve a világpiaci statisztikák alapján 55

56 miatt csak jelentısen magasabb kukoricaár esetén (kuk.2) versenyképes, amennyiben a kukorica alapú etanolgyártás melléktermékeként képzıdı DDGS-t értékesíteni tudjuk. Ha a kukoricatörköly értékesítésére nincs mód, a cukorrépából készült bioetanol (figyelembe véve, hogy a répaszelet értékesítésével korábban sem voltak jelentıs problémák) már 23 eft-os kukorica felvásárlási ár esetén is gazdaságos lehet. A büntetıadó csökkentése és a kıolajárak visszaesése, valamint a közeljövıben várható magasabb bekeverési kötelezettség ebben az esetben is jelentıs mértékben csökkenti a várható nettó jövedelmet a tavalyihoz képest. A fogyasztók felé történı közvetlen értékesítés szintén csak a már fentebb említett jövedéki adó kedvezmények alkalmazása esetén történhetne meg. A cukorrépa bioetanol célú alkalmazása mellett ezért a jelenlegi árakat figyelembe véve, inkább a benne rejlı egyéb vállalatgazdaságtani, takarmányozási, agrotechnikai és munkahely-megırzési pontosabban újrateremtési tulajdonságok esnek latba. 2. táblázat. A bioetanol ágazatban elérhetı nettó jövedelem cukorrépa esetén (Forrás: saját számítások) M.E október március USD/bbl 11 crépa kuk1 kuk2 crépa kuk1 kuk2 crépa kuk1 kuk2 Bekevert mennyiség % 4,40% 4,40% 4,80% Benzin ár Ft/l 293,1 293,1 293,1 255,4 255,4 255,4 315,0 315,0 315,0 "Büntetıadó" Ft/l 8,0 8,0 8,0 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 Benzin ár + "büntetıadó" Ft/l 301,1 301,1 301,1 260,2 260,2 260,2 319,8 319,8 319,8 Fogyasztók 12 Ft/l 190,5 190,5 190,5 166,0 166,0 166,0 204,8 204,8 204,8 X1 13 Ft/l 100,3 144,4 99,5 12,6 56,7 11,9 52,0 96,1 51,3 X2 14 Ft/l 82,3 102,6-9,5-5,4 14,9-97,2 34,0 54,3-57,8 MOL Ft/l 242,3 242,3 242,3 154,6 154,6 154,6 194,0 194,0 194,0 Bioetanol üzem mellékt. hasznosítás nélkül Ft/l 160,0 139,7 251,8 160,0 139,7 251,8 160,0 139,7 251,8 Bioetanol üzem mellékt. hasznosítással 15 Ft/l 142,0 97,9 142,7 142,0 97,9 142,7 142,0 97,9 142,7 Termelı eft/t A biodízel elıállítás gazdaságossága Napraforgó esetében az alacsonyabb önköltség, valamint a napraforgódara magasabb piaci ára miatt az ágazat szereplıinek elvileg elérhetı összes nettó jövedelme körülbelül 6-20 Ft-tal magasabb literenként (a kıolajáraktól, a bekeverendı mennyiségtıl és a büntetıadó mértékétıl függıen), mint a repcébıl elıállított biodízelnél elérhetı nettó jövedelem. Amennyiben a melléktermékek értékesítése nem megoldott, ez a különbség már csak mintegy 12 Ft a napraforgó javára, ám ekkor kérdéses, hogy a teljes vertikumban maximálisan október 10-ei benzin áraival kalkulálva március 6-ai benzin áraival számolva 11 Benzinár 100 USD/hordó olajár, 230 HUF/USD árfolyam mellett 12 Figyelembe véve, hogy a bioetanol főtıértéke 65%-a a benzinének 13 A vertikumban elvileg képzıdı maximális jövedelem a melléktermékek értékesítése esetén 14 A vertikumban elvileg képzıdı maximális jövedelem melléktermék-hasznosítás nélkül 15 A DDGS értékesítési árát a kukorica piaci árával megegyezınek véve a világpiaci statisztikák alapján, a nedves répaszelet értékesítési árát 2000 Ft/t-nak véve 56

57 keletkezı 3-55 Ft-nyi nettó jövedelem elosztható-e úgy, hogy az ágazat minden szereplıje jól járjon vele (3. táblázat). A jelenlegi kıolajárak mellett a biodízel elıállítás a melléktermékek hasznosítása nélkül egyértelmően veszteséges, ez azonban elsısorban a 4,5 Ft/l-re csökkentett büntetıadónak, és nem a kıolaj világpiaci árváltozásának tudható be. A biodízel jövedéki adója (85 Ft/l) jelentısen alacsonyabb a benzinénél, főtıértéke pedig alig marad el a gázolajétól, éppen ezért minimális jövedéki adókedvezmények mellett is értékesíthetı lenne a fogyasztók felé. 3. Táblázat: A biodízel ágazatban elérhetı nettó jövedelmek napraforgó, illetve repce esetén (Forrás: saját számítások) M.E október március USD/bbl 18 nforgó repce nforgó repce nforgó repce Bekevert mennyiség % 4,40% 4,40% 4,80% Gázolaj ár Ft/l 306,6 306,6 250,8 250,8 308,0 308,0 "Büntetıadó" Ft/l 8,0 8,0 4,5 4,5 4,5 4,5 Benzin ár + "büntetıadó" Ft/l 314,6 314,6 255,3 255,3 312,5 312,5 Fogyasztók 19 Ft/l 279,0 279,0 228,2 228,2 280,3 280,3 X1 20 Ft/l 106,3 85,7 15,3 9,9 74,7 69,3 X2 21 Ft/l 55,6 43,9-44,8-56,6 14,6 2,8 MOL Ft/l 266,4 266,4 166,0 166,0 225,4 225,4 Bioetanol üzem mellékt. hasznosítás nélkül Ft/l 210,8 222,5 210,8 222,5 210,8 222,5 Bioetanol üzem mellékt. hasznosítással 22 Ft/l 160,2 180,8 150,6 156,0 150,6 156,0 Termelı eft/t Hazánk ökológiai adottságai egyértelmően a napraforgó termesztésnek kedveznek, az ökonómiai környezet pedig a biodízel gyártásban is elınyösebb helyzetet biztosít számára. Komoly hátránya azonban, hogy önmagában nem alkalmazható biodízelként, mivel az Unió bioüzemanyag normái repcébıl elıállított biodízelre vannak kidolgozva, egyéb növényi olajból készített biokomponens bekeverését csak korlátozott mértékben teszik lehetıvé. 5. Összefoglalás Hazánkban elsıgenerációs folyékony biohajtóanyag elıállítás céljára fıként a számításokban szereplı növények, azaz a kukorica, a cukorrépa, a napraforgó és a repce alkalmasak. Bioetanol gyártásra használhatók még egyéb gabonafélék is, azonban szerényebb kihozatali értékeik miatt a belılük kinyert etanol gazdaságossága elmarad a kukoricáétól. Bioetanol elıállítására a kukorica mind mennyiségileg, mind gazdaságilag alkalmasabb a cukorrépánál. A cukorrépa energetikai célú alkalmazása ezért csak a 2007-eshez hasonló igen október 10-ei gázolaj áraival kalkulálva március 6-ai gázolaj áraival számolva 18 Gázolaj ár 100 USD/hordó olajár, 230 HUF/USD árfolyam mellett 19 Figyelembe véve, hogy a biodízel főtıértéke 91%-a a gázolajénak 20 A vertikumban elvileg képzıdı maximális jövedelem a melléktermékek értékesítése esetén 21 A vertikumban elvileg képzıdı maximális jövedelem melléktermék-hasznosítás nélkül 22 AKI: október 3.: napraforgó dara paci ára Ft/t; repcedara piaci ára Ft/t,2009. március 13.: napraforgó dara heti tızsdei átlagára Ft/t; repcedara heti tızsdei átlagára Ft/t 57

58 magas gabonaárak vagy a vállalatgazdaságtani és agrotechnikai elınyök figyelembe vétele esetén várható. A hazai ökonómiai és ökológiai környezet egyértelmően a napraforgó alapú biodízel elıállítást preferálja, azonban az Európai Unió normái nem teszik lehetıvé nagyobb mennyiségő SME bekeverését. A jelenlegi kedvezıtlen gazdasági körülmények egyébként is negatívan befolyásolják a bioüzemanyag vertikum jövedelmezıségét, melyet a büntetıadó mértékének csökkentése csak tovább rontott, illetve bizonyos esetekben kritikussá tett. A büntetıadó mérséklése az uniós célkitőzések teljesítése szempontjából is aggályos, hiszen már a mostani, a célokhoz képest igen alacsony (bioetanolnál 50%-a, biodízelnél 70%-a) bekeverési arány biztosítására is alig bizonyul elegendınek. Ahhoz, hogy hazánk belföldi termelésbıl elégíthesse ki biokomponens bekeverési kötelezettségeit ezáltal is csökkentve nyomasztó energia függıségét a bioüzemanyag elıállítás tudatos támogatására van szükség. Ez a támogatás vagy a biohajtóanyagok jövedéki adójának eltörlésével (ahogyan 2007-ig volt), illetve jelentıs mértékő csökkentésével, vagy a büntetıadó növelésével valósítható meg. Jelen gazdasági helyzetben inkább ez utóbbi verzió tőnik reálisnak. Irodalom ESZTERLE M. POTYONDI L. (2008) A cukorrépa, mint bioüzemanyag alapanyag. Energo Expo 2008 Konferencia elıadás, Debrecen. HARRISON, P. (2008) EU panel lowers biofuels goal, protects industry. Újságcikk: JOBBÁGY P. (2008) A biodízel és bioetanol mikro- és egyes makrogazdasági hatásainak elemzése. DE AMTC AVK TDK dolgozat, Debrecen, 58 p. PM. (2009) évi CXXVII. törvény a jövedéki adóról és a jövedéki termékek forgalmazásának különös szabályairól (2009. január 1-jétıl hatályos szöveg egységes szerkezetben). POPP J. (2007) A bioüzemanyag-gyártás nemzetközi összefüggései. AKI, Budapest, 127 p. 58

59 Béndek Renáta 1 Goda Pál 2 Rendszerszemlélet a fenntarthatóság kutatásában, egy részben megújuló energiaforrásokat felhasználó hıerımő példájának bemutatásán keresztül 1. Bevezetés Napjainkban a népességszám már a 6,5 milliárd fıt is túllépte. A kérdés az, hogy Földünk mélyében rejlı fosszilis tartalékok vajon meddig fogják bírni a népesség egyre növekvı energiaigényeinek a kielégítését. A probléma megoldására a legkézenfekvıbbnek az alternatív energiaforrások igénybevétele tőnik, tény azonban az is, hogy csupán a megújuló energiaforrások használata nem fogja megoldani az összes felmerülı környezetszennyezési problémát, de nagy szerepe van egy környezetbarát és fenntartható energiagazdálkodás kialakításában. A fenntartható fejlıdés, nem egy új kelető fogalom, bár értelmezése tekintetében mindig újabb és újabb szempontok merülnek fel. A legismertebb és legelfogadottabb definícióját 1987-ben a norvég miniszterelnök asszony Gro Harlem Brundtland által vezetett Környezet és Fejlıdés Világbizottság fogalmazta meg, a Közös Jövınk címő jelentésében: A fenntartható fejlıdés egy olyan fejlıdés, amely a jelen generációk igényeit úgy elégíti ki, hogy az a jövı generációk hasonló tevékenységét nem veszélyezteti.. A fenntartható fejlıdés kérdéskörével több világkonferencia is foglalkozott, az egyes konferenciákon eltérı kérdéskörök területei kerültek elıtérbe. A Stockholmi Konferencián a természeti-környezeti pillér, a Riói Konferencián a gazdasági pillér, a Johannesburgi Konferencián pedig a társadalmi-szociális pillér kapott hangsúlyt (MARSELEK S. ABAYNÉ DR. HAMAR E. 2003). A fenntarthatóság meghatározásakor három alrendszer a környezeti, a gazdasági és a társadalmi rendszer kerül egymással szoros kapcsolatba, ezek egymással összefüggı és egymást erısítı pillérek (HAVAS P. 2001). A pillérek között fontos az interakciók megtalálása, és nem csupán az egyes alrendszerek bemutatása és fejlesztése. Ha a fenntarthatóság elemeit külön tekintjük, akkor csak részleges fenntarthatóságról beszélhetünk, viszont ha a különbözı rétegek egymással való kölcsönhatásaira is tekintettel vagyunk, akkor a teljes fenntarthatóságot vizsgáljuk. A fenntarthatóságot veszélyeztetı okok pedig csak az utóbbi módon tárhatók fel. A fenntarthatóság azonban nem feltételezi a növekedés folytonosságát és egyenletes ütemét (KOROMPAI A. 2001). Mivel egy rendszer fennmaradása szempontjából nem az egyensúlyi pályája a döntı, hanem az, hogy a rendszerrel kapcsolatos változások ne lépjék túl azokat a határokat, amely után a rendszer már nem képes önmagával azonos lenni (KOROMPAI A. 2001). Az erımő hatékony mőködését veszélyeztetı problémákat egy hasonlattal élve úgy fogalmazhatjuk meg, hogy a jéghegyet mindig a csúcsa, a rövid távú érdekek jelzik, de a veszélyeket sokszor a nem látható részek rejtik magukban, így a fenntarthatóság elmélete legtöbbször nem kockázatokat jelent, hanem lehetıségeket kínál a problémák észrevételére (CSUTORA M. KEREKES S. 2004). Vizsgálatunk során ezért érdemes a Bakonyi Erımő Zrt. ajkai telephelyő hıerımőjében a biomasszából származó villamos energiatermelésének hatásait a fenntarthatóság 1 Béndek Renáta Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest bendek.reni@gmail.com 2 Goda Pál Szent István Egyetem, Regionális Gazdaságtani és Vidékfejlesztési Intézet, Gödöllı goda.pal@gtk.szie.hu 59

60 szemszögébıl elemezni. Ez úton ugyanis lehetıség nyílik arra, hogy azok a problémák is a felszínre jussanak, amelyeket a nem látható részek rejtenek magukban. 2. Anyag és módszertan Az alábbi tanulmányt egy átfogó, részletes kutatás elızte meg. Elemzésünket a rendszerszemlélet alapelveire építve, többféle módszer kombinálásával végeztük el, hangsúlyozva azt, hogy egy rendszernek vannak erısebb és gyengébb pontjai, az erısebbek a mőködés sikerességéhez járulnak hozzá, míg a gyengébbek felhívják a figyelmet arra, hogy mire kell nagyobb hangsúlyt fektetni a hatékony, biomassza alapú energiatermelés hosszú távú mőködésének megvalósításához. A Bakonyi Erımő Zrt. ajkai telephelyő hıerımőjében végbement technológiai változásokat, vagyis az erımő részben biomassza alapú tüzelıanyagra történı átállásának a társadalomra, gazdaságra és környezetre kifejtett hatásait egy rendszerszerő, jól áttekinthetı kép formában mutatjuk be. Az elemzés alapját az általunk kiválasztott tizenöt indikátor képezi. Ezek az indikátorok a PEST-analízis politikai, gazdasági, társadalmi és technológiai irányvonalainak megfelelıen kerültek szétválogatásra, majd ennek tükrében elemzésre. Indikátor csoportok: Politikai: 1. szén-dioxid kvóta kiosztás és vásárlás szabályrendszere, 2. termelési menetrend, 3. biomasszából termelt villamos energia átvételi rendszere. Gazdasági: 1. piaci helyzet jellemzıi, belsı logisztikai rendszer, 2. külsı logisztikai rendszer. Társadalmi: 1. egészségügyi hatások, munkahelyteremtés, 2. környezettudatosság terjesztésének hatékonysága. Technológiai/ Környezeti: 1. az erımő által felhasznált biomassza típusok, 2. alapanyagok technológiai alkalmazhatósága, 3. a szennyezı anyagok kibocsátása, 4. az égetés során visszamaradt hamu hasznosítása, 5. erdısültség alakulása, 6. energianövények hatása a biodiverzitásra. Az indikátorok bemutatását követıen értékelésük a menedzsment mátrix (PEST-SWOT mátrix) (1. táblázat) segítségével történt. A mátrixban az egyes indikátorokat kóddal jelöltük (2. táblázat), a kód egyrészt segíti az átláthatóságot, másrészt pedig tartalmi információt is hordoz magában. Végül pedig, ennek a két elemzésnek az eredményeképpen az erımő biomasszán alapuló villamos energiatermelésére megszületett egy fenntarthatóságon alapuló modell (1. ábra). 3. Eredmények, Javaslatok 3.1. Az Ajkai Hıerımő PEST-SWOT mátrixának megalkotása A mátrix összefoglalja azt, hogy az erımőben végbement technológiai változásokat tükrözı politikai, gazdasági, társadalmi, technológiai indikátorok erısségként, gyengeségként, lehetıségként vagy veszélyként jelentkeznek-e az erımő esetében. Ennek megítélése nem könnyő dolog, nagyban függ attól, hogy az adott indikátor elemzését milyen szempontból végeztük el. Ez alapján egy indikátor akár több helyre is besorolható lenne, azonban terjedelmi okok miatt itt mindegyik csupán egyetlen helyre került be. Az erısségek és gyengeségek feltárása arra szolgál, hogy nyilvánvalóvá váljanak számunkra, hogy melyek azok a fontos tulajdonságok, amelyekre az erımő építhet, illetve az 60

61 indikátorok közül melyek azok a külsı tényezık, amelyek lehetıséget vagy akár veszélyt jelenthetnek az erımő mőködésének hatékonyságára. 1. táblázat. A biomassza alapú villamosenergia-termelés PEST- SWOT mátrix a Bakonyi Erımő Zrt.- nél (Forrás: A szerzık szerkesztése) BELSİ HATÁSOK Erısségek (Strength) Gyengeségek (Weaknesses) Politikai (Politics) Gazdasági (Economy) Társadalmi (Society) Technológiai (Technology) TS 1 EW 1 SW 1 TW 2 KÜLSİ HATÁSOK Lehetıségek (Opportunities) Veszélyek (Threats) PO 2 PT 1 PT 3 ET 1 ET 2 SO 1 SO 2 TO 1 TO 3 TO4 TT 2 2. táblázat. A PEST-SWOT mátrix kódrendszere (Forrás: A szerzık szerkesztése) Kód PT 1 PO 2 PT 3 EW 1 ET 1 ET 2 SW 1 SO 1 SO 2 TS 1 TW 2 TO 1 TT 2 TO 3 TO 4 Kód neve Szén-dioxid kvótakiosztás és vásárlás szabályrendszere Biomasszából termelt villamos energia átvételi rendszere Termelési menetrend Belsı logisztikai rendszer Piaci helyzet jellemzıi Külsı logisztikai rendszer Környezettudatosság terjesztésének hatékonysága Lakosság egészségügyi állapotának jellemzıi Munkahelyteremtés Szennyezı anyagok kibocsátása Alapanyagok technológiai alkalmazhatósága Égetés során visszamaradt hamu hasznosítása Energianövények hatása a biodiverzitásra Erımő által felhasznált biomassza típusok Erdısültség alakulása 3.2. A fenntarthatóság modellje az Ajkai Hıerımő biomassza alapú villamosenergia-termelésében Az elvégzett PEST és SWOT analízist követıen végül megszerkesztésre került a Bakonyi Erımő Zrt. biomassza alapú villamosenergia-termelésére vonatkoztatott fenntarthatósági modellje (1. ábra). 61

62 A fenntarthatóságban a társadalom gazdaság környezet hármasságára a PEST analízis politikai gazdasági társadalmi technológiai irányrendszere a következıképpen adaptálható: Gazdasági pillér = Economy (gazdasági tényezık), Társadalmi pillér = Society (társadalmi) és Politics (politikai tényezık), Környezeti pillér = Technology (technológiai tényezık). A modell két nagy részre osztható, egy belsı és egy külsı részre. A modell középsı, közös halmazában helyezkednek el a SWOT-analízis szempontjából is belsı hatásként elemzett indikátorok. Ide sorolandók a TS 1 (szennyezıanyagok kibocsátásának alakulása), TW 2 (alapanyagok technológiai alkalmazhatósága), SW 1 (környezettudatosság terjesztésének hatékonysága), EW 1 (belsı logisztikai rendszer) kódjelő indikátorok. Ezek közös jellemzıje, hogy szorosan kapcsolódnak az erımő belsı rendszerének mőködéséhez. Ezen jellemzık alakítása, elsısorban az erımő tevékenységén múlik. A modell külsı részén, azok az indikátorok helyezkednek el, amelyek az erımő mőködését pozitív vagy negatív irányba tudják befolyásolni, illetve a társadalomra, gazdaságra és környezetre közvetlenül vagy közvetve erıteljes hatást gyakorolnak. A fenntarthatóság modelljének értelmében, három alpillér alkotja a modell alapját. Az alpillérek egymással szoros kapcsolatban vannak, ezt tükrözik a kapcsolódási pontokban elhelyezett indikátorok is. A gazdasági alpillérben helyezkedik el az ET 1 indikátor (piaci helyzet), amely a folyamatos alapanyag árak emelkedésével, növekvı költségeket ró az erımőre. A társadalmi alpillér részét képezik az SO 1 (egészségügyi hatások) és az SO 2 (munkahelyteremtés) indikátorok. Társadalmi hatásuk abban rejlik, hogy a levegı szennyezettségének a csökkentésével a légkör állapotának javulásával hosszú távon az egészségügyi mutatók javulása várható. A munkahelyteremtés pedig vitathatatlanul fontos szerepet tölt be a környék aprófalvaiban lévı magas munkanélküliség enyhítésére. A biomasszára történı átállás hosszú távon fıként az energiaerdık, ültevények telepítésével évrıl évre újabb munkalehetıséget teremthet a környéken élık számára. A környezet nevő alpillérbe a TO 1 (égetés során visszamaradt hamu elhelyezése), a TO 4 (erdısültség alakulása) indikátorok tartoznak. A hamu hatékony elhelyezése mindenképpen elınyös lenne a környezet szempontjából, még az erdısültség a környezeti állapot jelenleg is fontos paramétere. Az elıbbiekben leírt fı pillérek képezik a modell alapját. Azonban a lényeg az interakciók, vagyis az egyes alpillérek közötti kapcsolat feltárásában rejlik. A gazdaság és a társadalom közös halmazába a PT 1 (kvóta kiosztás és vásárlás szabályrendszere), PO 2 (biomasszából termelt villamos energia átvételi rendszere), PT 3 (termelési menetrend) indikátorok tartoznak. Talán a kapcsolódási pont megtalálása itt volt a legegyszerőbb feladat, mert a társadalmi alpillér a PEST analízisbıl eredıen társadalmi és politikai irányvonalból tevıdött össze. A három indikátor pedig kivétel nélkül politikai döntés eredményeképpen született meg, amelyek hatással vannak a gazdaságra is. A gazdaság és a környezet közös halmazába az ET 2 (a külsı logisztikai rendszer) és a TO 3 (erımő által felhasznált biomassza típusok) indikátorok helyezkednek el. Ezek az indikátorok egymással is szoros kapcsolatban állnak Ez elsısorban annak köszönhetı, hogy külsı logisztikai rendszer megfelelı szervezése, vagyis az alapanyagok beszállítása elengedhetetlenül fontos a gazdaság, vagyis jelen esetben az energiatermelés gördülékenységhez. Azonban ennek hatékonysága, vagyis a szállítási távolság és szállított alapanyag mennyisége nincs mindig összhangban egymással, és ez még kiegészül a szállítási eszköz megválasztásával is, így ez a három összetevı gyakran környezetterheléssel jár együtt. 62

63 Gazdaság ET 1 PT 1 PO 2 PT 3 TS 1 TW 2 SW 1 EW 1 ET 2 TO 3 Társadalom SO 1 SO 2 TT 2 TO 1 TO4 Környezet 1. ábra. A fenntartható fejlıdés dimenziói az Ajkai Hıerımő biomassza alapú villamosenergia-termelésében (Forrás: A szerzık szerkesztése) Végül a környezet és társadalom közös halmazába a TT 2 (energianövények hatása a biodiverzitásra) indikátor található. Ennek oka az, hogy az emberi tevékenység képes arra, hogy közvetlenül vagy közvetve hozzájáruljon a biodiverzitás alakulásához Javaslattétel az erımő biomassza alapú villamosenergia-termelés hatékonyabbá tételéhez Az indikátorok együttes fejlesztése olykor nehézségekbe ütközhet, mert vannak olyan indikátorok, amelyek az erımő mőködése szempontjából gyengeségként vagy pedig veszélyforrásként jelennek meg. Ezek nagy részének megoldása az erımő szempontjából hosszú távú feladat eredménye lesz. Ezek mellett vannak olyan indikátorok is, amelyek nem jelentenek veszélyforrást, de a bennük lévı lehetıségek kiteljesítéséhez javaslat adható. Az elemzések során megszerzett tapasztalatok alapján elıször a környezettudatosság terjesztésének hatékonyságára teszünk javaslatot. A negatív megítélés alapját két egymással szorosan összefüggı problémakör alkotja. Egyrészt a felnıtt lakosság körében a megújuló energiaforrások alkalmazásának szükségességével kapcsolatos információk hiánya, másrészt a lakosság körében az erdık kitermelése után visszamaradt tájsebek miatt érzett aggodalom és felháborodottság. Meggyızıdésünk, hogy az erımő iránt érzett ellenszenv jelentısen csökkenne, ha a második probléma hatása mérséklıdne. A problémák megoldásának közös vonása, hogy mindegyik alapját az együttmőködés adja. Egy település életében, legyen az város vagy falu, az önkormányzat fontos szerepkört tölt be, legfontosabb feladata a lakosság érdekeinek a képviselete. Azonban érdekeket képviselni csak a megfelelı ismeretek tükrében lehet. Ezért jelen esetben a feladat kettıs, egyrészt az erımő részérıl a megismertetés, a lakosság és a város vezetése részérıl pedig a megismerni akarás. 63

64 Sajnos a tájsebek miatt érzett aggodalom a legtöbb esetben nem oldható meg csupán a tájékoztatással, ennek más módját kell megtalálni. Fontos belátni azt, hogy az erımő csupán megvásárolja a faanyagot, de a kitermelést az erdıgazdálkodók végzik, így ennek a problémának a felelıse nem közvetlenül az erımő. Így a probléma megoldásának egyik módja lehetne, az adott település és az erdıgazdálkodók között kötött szerzıdés. Ez a megállapodás meghatározná azt, hogy a lakott területtıl hány kilométerre, mekkora összefüggı területő erdı kivágást végezhetné el egyszerre a gazdálkodó. Az erımő mőködésének további gyengeségei már kevésbé lakosságot érintı gondok. Ezek közé tartozik a piaci helyzet problémája, vagyis az egyre emelkedı tüzelıanyag árak. A visszafejlıdés, vagyis a szénre történı visszaállás egyrészt lehetetlen, másrészt nem jelentené a probléma megoldását. Sokkal járhatóbb útnak tőnik, ha az erımő a technológiai fejlesztésekre helyezi a hangsúlyt, vagyis a korszerőbb tüzelési technológia javítására, amely által magasabb hatásfok érhetı majd el (amely jelenleg 24% körül található). Ennek eredményeképpen az erımőnek kevesebb tüzelıanyagra lenne szüksége, és így a költségeit alacsonyabb szinten tudná tartani. A másik probléma a külsı logisztikai rendszer mőködési hatékonyságának a hiánya. Ennek egyik megoldása, ahol ez megoldható a vasúti szállításra való áttérés. Érdemes lenne azokat a vasútvonalakat biomassza alapanyag szállítására használni, amelyeket egykor a szén szállítására alkalmaztak, ezek ugyanis közvetlenül az erımő elıtt futnak el. Másrészt a vasúton egyszerre nagyobb mennyiségő faanyag szállítható, így nem csupán a szállítási költség válna alacsonyabbá, hanem a légkör terhelése is csökkenne. Azonban a ritkább, de nagyobb mennyiségő szállítás mindenképpen megköveteli a belsı logisztikai rendszer fejlesztését is. 4. Összefoglalás Az elemzéshez kiválasztott tizenöt indikátor valamilyen módon kapcsolatban áll a technológiai változások következtében létrejövı gazdasági, társadalmi és környezeti hatásokkal. Természetesen az indikátorok köre tovább bıvíthetı, illetve egy-egy indikátor önmagában részletesebben is elemezhetı. Minél több indikátorral dolgozunk, és ezek hatásait minél több oldalról vizsgáljuk, annál részletesebb képet kaphatunk egy erımő mőködésének hatékonyságáról. Az indikátorok megítélése nem könnyő feladat, még akkor sem ha többféle módszer segítségével próbáljuk feltárni hatásaikat, hiszen lehet, hogy egyik oldalról erısségként jelenik meg, de egy másik szemszögbıl elemezve már gyengeséget mutat. Mindenképpen jobb óvatosabbnak lenni, és egy adott indikátort inkább gyengeségnek vagy veszélynek feltüntetni, mint megnyugodni abban a tudatban, hogy mőködése így is megfelelı, és semmilyen probléma forrása nem lehet. Egyetlen indikátorral sem szabad elfogultnak lenni, ha feltárjuk a hibákat hosszú távon sokkal hatékonyabban fog mőködni a rendszer, mintha elkendıznénk azokat, és csupán a jelenleg erısségnek tőnı vonásait emelnénk ki. Ha alaposan végiggondoljuk az egyes indikátorokat, akkor láthatjuk, hogy bármelyik estében bekövetkezı változás, közvetlenül vagy közvetve a többi indikátorra és ezáltal a társadalomra, környezetre és gazdaságra is hatást gyakorol. Ezért alapvetı fontosságú, hogy az erımő az egyes dimenziókat egyidejőleg fejlessze, mert bármelyiknek az elhanyagolása veszélyeztetheti az erımő fenntartható, gazdaságos, mőködését. Véleményünk szerint ezzel a módszerrel nemcsak az Ajkai Hıerımő, hanem bármely rendszer, amely mőködésével hatást gyakorol a gazdaságra, társadalomra és környezetre elemezhetıvé válik. A fenntarthatóság jegyében történı vizsgálattal ugyanis a ki nem mondott problémák is láthatóvá válnak. Ennek figyelembevételével az adott rendszer nem csupán a 64

65 napi gondok megoldásra törekszik majd, hanem arra is, hogy az ilyen jellegő problémák kezelésével egy hosszú távú, környezettudatos mőködést tudjon kialakítani. Irodalom BORA GY. KOROMPAI A. (szerk.) (2001) A természeti erıforrások gazdaságtana és földrajza. Aula Kiadó, Budapest. CSUTORA M. KEREKES S. (2004) A környezetbarát vállalatirányítás eszközei. KJK-KERSZÖV Jogi és Üzleti Kiadó Kft., Budapest. HAVAS P (2001) A fenntarthatóság pedagógiai elemei Havas-Fenntarthatosag letöltés: DR. MARSALEK S. ABAYNÉ DR. HAMAR E. A fenntartható fejlıdés lehetıségei. Letöltés:

66 Vaszkó Csaba 1 Igazán decentralizált energiatermelési lehetıségek a természetvédelemben A megújuló energiákról az a hír járja, hogy hasznosításuk több, a társadalom és a természeti környezet számára is pozitív hozadékkal szolgál. A mai hazai viszonyok között azonban alkalmazásuk még nem jelentıs. Elterjedésüknek számos szabályozással és támogatásokkal összefüggı akadálya van. Ezek mellett az is probléma, hogy azonnal és túl nagy léptékben akarunk gondolkodni és nem a helyi adottságokkal összhangban, ill. nem a helyi kezdeményezésekre építkezünk. Olyan referenciaprojektek is hiányoznak, amelyek valóban sokoldalúak és nem kizárólag a gazdaságossági szempontokat veszik figyelembe. Néhány évvel ezelıtt az európai uniós célok elérése érdekében nagyobb mérető, centralizált erımőveket alakítottak át részben megújuló energiatermelésre. Ezek az erımővek biomassza projektekre alapultak és leginkább hazai erdészeti tőzifát kezdtek felhasználni, többnyire szénnel történı együttégetéssel. Ezután azonban elmaradt a megújuló energiatermelés decentralizált környezetben történı felfuttatása. Néhány kisebb főtımő és az akadozva beinduló szélenergia projektek jeleztek egy lassú fejlıdést. Egy másik probléma, hogy a megújulók csekély részesedésén belül is túlsúlyba került a biomassza hasznosítása, ugyanakkor a szél, nap vagy geotermikus energiával kapcsolatos fejlesztések még ma is gyerekcipıben járnak. A megújuló energiatermelés elindításának az uniós célok elérése mellett az is célja volt, hogy új lehetıséget adjon a vidék felzárkóztatása számára is. Egy dolog azonban rögtön világossá vált: nincs olcsó energia, és a megújuló energiatermelés sem az, fıleg akkor, ha azt hátrányosabb helyzető vidéki régiókban szeretnénk elterjeszteni. Mégis, talán a legolcsóbb a biomassza energetikai felhasználása, amelynek egyben a legközvetlenebb hatása van a környezet és a vidéki gazdaság állapotára. A hazai, megújuló energia projektek nagy részében, csak a megalapozás és a pályázatírás idıszakában jelennek meg az olyan érvek, mint a vidékfejlesztés vagy a környezetvédelem, amelyek aztán a tervezés és megvalósítás során egyre alárendeltebb szerepet játszanak. Akár a munkahelyteremtésre, akár a természeti környezetre gyakorolt hatásokat nézzük, akkor a megújuló energiafélék közül a biomassza hasznosításban igen nagy lehetıségek vannak. Ezek azonban csak úgy teljesülhetnek, ha valóban decentralizált formában valósulnak meg. Az is probléma, hogy pontosan mit nevezünk decentralizált energiatermelésnek, hiszen a jelenlegi jogszabályi gyakorlat az 50MW teljesítmény alatti erımőveket tekinti kiserımőveknek. Ezek a mérető erımővek azonban nem igazodnak a helyi adottságokhoz, hanem legalább 50km sugarú körben fejtenek ki komoly környezeti, szociális és egyéb hatásokat. A decentralizált energiatermelés ennél sokkal kisebb mérető és sokkal szorosabb kölcsönkapcsolatban áll a közvetlen környezetével. Nevezzük itt vidéki energiatermelés -nek. A vidéki energiatermelés éppen akkora teljesítményő erımővekben vagy főtımővekben történik, amelyek a helyi lakosság igényeit szolgálják ki, és amelyet a helyi lakosság lát el a szükséges alap- és nyersanyagokkal a környezet állapotának romlása nélkül. Sıt a vidéki energiatermelés igazán ideális esetben még kifejezetten pozitív hatással is lehet a környezet állapotára, amennyiben új környezethasználati rendszerek megjelenését és fenntartását segíti. Új környezethasználati rendszerek megjelenésének egyik módja a vidéki biomassza termelés és hasznosítás környezeti állapothoz való közvetlen kapcsolása. Ez akkor történhet meg, ha kis teljesítményő ( kw), de magas hatásfokú (80-90%) erımővekben vagy főtımővekben termelünk hıenergiát és/vagy elektromos áramot. 1 Vaszkó Csaba WWF Magyarország Alapítvány, Budapest csaba.vaszko@wwf.hu 66

67 Ilyen teljesítményő és hatásfokú rendszerek el tudják látni a kisebb helyi önkormányzatokat helyi energiával. Ez a XXI. század elején igen fontos, mert a hazai önkormányzatoknak is meg kell tanulniuk valamilyen téren önellátónak lenniük, és az energiatermelés lehet az egyik terület. Ehhez azonban elengedhetetlen, hogy az önkormányzatok magukénak tekintsék azt az energiagazdálkodást, amelyre ráhatással vannak. Egy lakosú településen földgáz használat esetén az önkormányzat közintézményeinek főtése akár havi egy-másfélmillió forintba is kerülhet. Azaz az energiagazdálkodás területén elért költségcsökkentés már kistelepülések esetén is jelentıs lehet. Meg kell azonban jegyezni, hogy éppen a kistelepüléseken vagy kisebb térségekben nincsen nagy pénzforgalom és nincs nagy energiasőrőség sem, éppen ezért az energetikai fejlesztéseket össze kell kötni egyéb elınyökkel járó, ésszerőbb környezethasználattal. Erre lehet példa az a program, amelyet a WWF Magyarország indított, és amelynek egyszerre vannak természetvédelmi, gazdasági és szociális elınyei is. A Mezıcsáti Kistérség a leghátrányosabb helyzető térségek közé tartozik, ahol a Tisza parti települések árterei jó példát szolgáltatnak arra, hogyan is néznek ki manapság az ártéri jellegő területek. Azzal szemben, hogy a folyó ártere évtizedekkel ezelıtt még az itt élı emberek legfontosabb megélhetési forrása volt, napjainkban a természetközeli gazdálkodás visszaszorulása után tájidegen özönnövények lepték el. Ezek a növények azonban kiválóan hasznosíthatók tüzelıanyagként. A települések környezetében eltőnıben vannak a főz-nyár ligeterdık, a gyepek és legelık nagy részét kiszárították, és csökkent a vizes élıhelyek, mocsárrétek területe is. Ugyanakkor a szántóterületek (búza, kukorica stb.) nem hoznak megfelelı hasznot az itt élı gazdálkodóknak, mivel állandóan az ár- és belvizek hatása alatt állnak. Nem találhatóak összefüggı, jól megmővelhetı területek. Ennek egyik oka az, hogy ártéri föld -ön járunk, ahol néhány méter távolságon belül a morfológiai adottságokkal együtt megváltoznak a termıképességi viszonyok is. Ezzel elérkeztünk a következı problémához, az özönnövények megjelenéséhez. Hazánkban a vizes élıhelyek, így elsısorban az árterek vannak a legnagyobb veszélyben az özönnövények elterjedése szempontjából. Az ártér átalakulásával a korábban gyakran elöntött magaslatokon már jóval ritkábban jelenik meg a víz, és egyre szélsıségesebb életfeltételek alakulnak ki, amelyekhez a hazai fajok nehezebben tudnak alkalmazkodni. Ekkor nyílik lehetıség az idegenhonos növények számára a biztonságos megtelepedéshez és elterjedéshez. Elterjedésükben azonban szintén nagy szerepet játszott a hagyományos tájgazdálkodás eltőnése, illetve az érzékenyebb területeken a természetvédelmi célú kezelés elmaradása. Csak hozzávetılegesen tudunk adatokat arról, mekkora területet is foglalnak el ezek a növények, mert átfogó felmérés még nem készült. Egyes területekrıl azonban légi felvételek alapján lehet következtetni, milyen fajok is jelentek meg az utóbbi években az ártéri élıhelyeken. Csak néhányat megemlítve, rohamosan terjed az árterek ligeterdıiben a zöld juhar (Acer negundo) vagy az amerikai kıris (Fraxinus pennsylvanica), csakúgy, mint a különféle vadszılı-fajok (Parthenocissus), a kanadai és a magas aranyvesszı (Solidago canadensis, S. gigantea) és a süntök (Echynocistis lobata). A fás szárú, erısen sarjadó cserjék a vizes élıhelyek környékét is ellepték. Aggasztóan nagy területeket foglal el az igen agresszív cserje, a gyalogakác (Amorpha fruticosa). Ez az Észak-Amerikából betelepített, nemkívánatos növény rendkívül sikeresen elözönlötte a legelıket, ártereket és a puhafa liget-erdıket. Invázióját csakúgy, mint az elızı esetekben, a hullámtéri szántók elhanyagolása, és a kaszálók, legelık kezelésének felhagyása tette lehetıvé. A program során helyi önkormányzatok és gazdálkodók mőködnek együtt. Elıször is azokon az egykori ártéri élıhelyeken, ahol az invazív növények, mint például a gyalogakác uralkodtak el, a növényzet levágásával a helyi közösségek biomasszát állítanak elı. Ezzel párhuzamosan helyreállítják az egykori vizes élıhelyek és ártéri gyepek egy részét, valamint hosszú távon 67

68 legeltetéssel tartják fenn a természetvédelmi szempontú legjobb állapotot. A gyalogakác betakarítása és a közeli erımőbe szállítása a helyi lakosok számára bevételt jelent, és munkahelyeket tart fenn. Ahhoz pedig, hogy a biomassza továbbra is biztosítva legyen, és jelenleg az erımő, ill. a jövıben több helyi főtımő állandó beszállítóval tudjon számolni, energiaültetvényeket kell létrehozni. Ezért a legalacsonyabb termıértékő, felhagyott szántókra olyan hazai fafajokból álló energiaültetvények telepítése történik, amelyek könnyen felhasználható biomasszát adnak, és további bevételt illetve helyi tüzelıanyag-bázist jelentenek. Az energiaültetvények esetében azonban ismét ki kell térnünk néhány dologra. Elıször is el kell felejtenünk a néhány éve napvilágot látott mesét, miszerint hazánkban egymillió hektár szabad földterület vagy parlagon hagyott földterület van. Minden bizonnyal nagy területek alkalmasak energiaültetvények telepítésére, de ne felejtsük el, hogy milyen területek kárára alakítunk ki energiaültetvényeket. Ha arra hivatkozunk, hogy az energiaültetvényekkel környezet- és természetvédelmi problémákat is enyhítünk (pl. szén-dioxidot kötünk meg), kérdésessé válik, hogy szabad-e a még meglévı természetes élıhelyeket (erdıket, gyepeket, vizes élıhelyeket) eltüntetni egy energiaültetvény kedvéért. Lényeges az adott energianövény származása is. Próbáljunk meg hazai eredető növényeket választani/termeszteni. Több helyen még mindig azt lehet hallani, hogy hazai környezetben agresszív tulajdonságú növényekkel kísérleteznek (pl. bálványfa, gyalogakác) ültetvényekben. Ezek sajnos óriási természeti kockázatot jelentenek, mivel könnyen kiszabadulnak az ültetvénybıl, és komolyan veszélyeztetik természetes élıhelyeinket. Különösen utak és vízfolyások mentén lehetetlen megakadályozni terjedésüket. Nem szabad abba a hibába esni, hogy a növénykultúrához keresünk területeket, hanem a meglévı területek adottságaihoz kell használható, hazai eredető növényeket találni. Nem létezik olyan növény, amely a legrosszabb minıségő vagy számára nem megfelelı vízellátású talajokon is hatalmas teljesítményre (tonna/hektár) képes. Fontos a telepítés elıtt tájékozódni, hogy az adott területen érdemes-e (egy bizonyos) energiaültetvényt létrehozni. Éppen napjainkban, a klímaváltozás hatásait is érezve nem elhanyagolható kérdés a rendelkezésre álló víz mennyisége és minısége, hiszen ez a legalapvetıbb szükséglet a növények fejlıdéséhez. Ezt napjainkban még szinte egyáltalán nem veszik figyelembe, holott a vízhiányra érzékeny növényeket elıbb utóbb öntözni kell (pl. kínai nád v. Miscanthus), amely jelentısen megnöveli a költségeket. Ebben az esetben egyrészt az ültetvény fenntartása gazdaságtalanná válhat, másrészt éppen napjainkban, a klímaváltozás tendenciái mellett nem tanácsos több százezer hektár olyan biomassza ültetvény kialakítása, amely pazarló módon bánik a hazai vízkészletekkel. Következésképpen az energiaültetvények létrehozása esetében is integratív megközelítésre van szükség és arra, hogy a lehetı legközelebb történjen a felhasználásuk. El kell kerülni, hogy termesztésük iparszerővé váljon. Bevezetésükkor ügyelni kell arra, hogy az energianövények mellett megırizzük természeti értékeinket. Ezért életben kell tartani más földhasználati módokat is. Ennek érdekében olyan biomassza-felvásárlási szerzıdéseket kellene kötni, amelynek alapja a többféle gazdálkodási mód, fıként a nagyobb mérető, egy kézben lévı birtokok esetén. Az ilyen szerzıdések biztosíthatnák az egyes élıhelyek folytonosságát, fennmaradását is, hiszen az energiatermelık csak abban az esetben vásárolnának fel tüzelıanyagot, ha a földhasználó bizonyos mértékő tájfenntartási munkálatoknak is eleget tesz. Összességében akkor beszélhetünk vidéki, megújuló energiáról, ha a helyi közösség közvetlenül kiveszi a részét a termelésben, így jutva jövedelemhez, energiához és egy minıségi környezethez. 68

69 Barta István 1 Dr. Raisz Iván 2 Hulladékra alapozott városi energiaellátás Európában A Föld országait általános pénzügyi válság sújtja. A pénzügyi válságot valószínőleg fokozatosan elmélyülı gazdasági válság követi. Földünk ugyanakkor egyre nagyobb tempóban egy globális környezeti állapotromlás irányába tart. A Föld globális felmelegedését a tudósok egyre nyomatékosabban hangsúlyozzák. A kedvezıtlen változásokat a Föld lakosságának egy része már saját életterének romlásán keresztül érzékeli. A Föld globális hımérsékletnövekedését a következı 100 évben 2-6 C-ra becsülik (1. ábra). 1. ábra. A Föld globális hımérsékletnövekedése (Forrás: IPCC jelentés alapján, 2005) 1 Barta István Bio-Genezis Környezetvédelmi Kft. Nyíregyháza bio.genezis@chello.hu 2 Dr. Raisz Iván ENVIRO-PHARM Kft. enviro-pharm@chello.hu 69

70 Még nem jutottunk azonban arra a felismerésre, hogy amíg a globális gazdasági válságból nagy valószínőséggel van kivezetı út, addig a Föld globális környezeti állapotromlása rövid idın belül visszafordíthatatlan állapotot idézhet elı. A várható következmények már egy emberöltın belül is csak apokaliptikus jelzıkkel illethetıek. A Föld lakosszáma megállíthatatlanul növekszik. Az elırejelzések szerint 2025-re akár a 8 milliárd fıt is elérheti (2. ábra). Mrd fı 9 A FÖLD LAKOSSZÁMÁNAK ALAKULÁSA ábra. A Föld globális hımérsékletnövekedése (Forrás: D.Meadows-J.Randers-D.Meadows: A növekedés határai, Kossuth Kiadó, Budapest, 2005) A világ gazdasági növekedése bár jelenleg megtorpant, minden bizonnyal hamarosan újra eléri az elızı évek dinamizmusát (3. ábra). Jó példa erre az elsı olajválságot követı idıszak vizsgálata. % 500 A VILÁG IPARI TERMELÉSE ábra. A világ ipari termelése (Forrás: D. Meadows-J. Randers-D. Meadows: A növekedés határai, Kossuth Kiadó, Budapest, 2005) A gazdasági növekedéssel járó energiaéhség kiapadhatatlan. A következı 100 év várható energiaigénye többszöröse az emberiség által eddig felhasznált összes energiaigénynek (4. ábra). 70

71 Gtoe 210 ENERGIAIGÉNY ábra. Energiaigény (Forrás: Loren Cobb: The History and Future of World Energy, 2007; BP Statistical Review of World Energy, 2006; Thomas Müller, Nemzetközi Atomenergia Ügynökség: Fizikai Szemle 1990/4. adatai alapján saját szerk.) A világ energiaigényének 78%-át fosszilis energiahordozókból, égetéssel állítja elı. Az égetés a légkör oxigéntartalmát fogyasztja, és szén-dioxid tartalmát növeli. Ezzel nem kis mértékben hozzájárul a globális felmelegedéshez. Még számtalan hasonló grafikonnal lehetne jellemezni a gazdasági növekedés tendenciáit. A grafikonok azonban kísértetiesen hasonlítanak a Gauss-görbe felszálló ágához és felvetik a kérdést, hogy vajon mikor érjük el a görbe tetıpontját, és mi következik azután (5. ábra). 5. ábra. Gauss-görbe (Forrás: saját szerkesztés) A kedvezıtlen folyamatok megállítása mindannyiunk kötelessége. A következıkben szeretném bemutatni azt a projektkoncepciónkat, mellyel meggyızıdésünk szerint a globális környezetvédelmi problémák csökkentéséhez jelentıs mértékben hozzájárulhatunk. 71

72 Az Európai Unió 27 tagállamának összlakossága közel 500 millió fı. Az egy fıre jutó hulladékmennyiség 512 kg/fı/év (6. ábra). 6. ábra. Az EU tagállamaiban keletkezı fajlagos hulladékmennyiség (Forrás: EUSTAT 2007 adatai alapján saját szerkesztés) Az EU tagállamainak hulladék termelése a környezetvédık minden törekvése ellenére a gazdasági növekedéssel párhuzamosan még tovább növekszik. A települési szilárd hulladék mennyiségi növekedése mellett jellemzı a csomagolóanyagok arányának változása, és ezzel együtt a keletkezı hulladék energiatartalmának növekedése (7. ábra). A TELEPÜLÉSI SZILÁRD HULLADÉK ÁTLAGOS ÖSSZETÉTELE egyészségügyi betétek, tamponok 8,2% mőanyag fólia 6,6% textília 5,4% vasfémek 1,8% cipı 1,8% <10 mm finomfrakció 19,9% fa 1,5% alaktartó mőanyag 5,0% nem vasfémek 1,2% >10 mm válogatási maradék 4,0% papír, kartonlemez, doboz 14,4% elektromos-eletktronikai hulladék/kábel 0,3% szerves hulladék 20,2% 7. ábra. A települési szilárd hulladék átlagos összetétele (Forrás: Környezetvédelem Elgoscar-2000 Kft., ) 72

73 A települési szilárd hulladék átlagos energiatartalma 6,5-7,5 GJ/t. A tagállamokban évente keletkezı települési szilárd hulladék mennyisége megközelítıleg 260 millió t/év. A keletkezı települési szilárd hulladék több mint 40%-át (106 millió t/év) még mindig lerakással ártalmatlanítják (8. ábra). 8. ábra. A lerakott és hasznosított hulladékok aránya az EU tagállamaiban (Forrás: EUSTAT 2007 adatai alapján saját szerkesztés) A lerakással ártalmatlanított 106 Mt hulladékból évente, szén-dioxid (CO 2 ) egyenértékben kifejezve, mintegy GWP 100 Mt üvegházhatású gáz keletkezik. Ez a gázmennyiség nagymértékben hozzájárul a Föld környezeti állapotának további romlásához. A lerakott hulladék térfogata kb. 50 db gízai Nagy Piramis méretével egyezik meg. Az évente lerakott 106 Mt hulladék energiatartalma 850 M GJ. Ez az energiatartalom 20 Mtoe-nek felel meg. A hulladékok energetikai hasznosítása a fenti gondolatmenetbıl adódóan egyaránt hozzájárulhat a Föld globális felmelegedésének csökkenéséhez, és az energiaigények részleges kielégítéséhez. Ebbıl a célkitőzésbıl adódóan dolgoztuk ki a Hulladék alapú városi energiaellátás (city energy supply based on waste) koncepcióját. A koncepció lényege a környezetvédelem és az energiatermelés látszólag egymásnak ellentmondó érdekeinek összehangolása. A technológia a hagyományos hulladékégetıkkel szemben úgynevezett kémény nélküli megoldást nyújt a vegyesen győjtött települési szilárdhulladék, élelmiszeripari hulladék, szennyvíziszap, mezıgazdasági és erdészeti melléktermékek stb. energetikai hasznosítására. A projekt célja, hogy kommunális hulladékból, szennyvíziszapból, egyéb ipari hulladékból, mezıgazdasági és erdészeti melléktermékbıl szintézisgázt állítsunk elı. A szintézisgázból a felhasználói igények függvényében kapcsolt hı- és villamosenergia vagy folyékony üzemanyag, metilalkohol állítható elı. A technológia már néhány tonna/év feldolgozói kapacitástól gazdaságos. Ez lehetıvé teszi, hogy kb. minden lakos nagyságú győjtıkörzetben létesüljön. A helyi adottságok függvényében szolgálhatja egy-egy kisebb város energiaellátását, vagy folyékony üzemanyagot termelhet, például a hulladékszállító és tömegközlekedést szolgáló jármővek számára. 73

74 INTEGRÁLT KÖRNYEZETVÉDELEM ÉS ENERGIA TERMELÉS CO 2 Ipari kibocsátás CO 2 CO H 2 Szintézisgáz hulladékból, szénbıl CH 4 Biogáz, depóniagáz H 2 Megújuló energiával elıállított H 2 O Folyékony üzemanyag Üzemanyag cella Szintetikus szénhidrogének Alapanyag Segédanyag Felhasználási lehetıségek 9. ábra. A fejlesztési koncepció környezeti összefüggései (Forrás: saját) Az eljárás alkalmas arra, hogy az erımővekbıl, depóniákból kibocsátásra kerülı széndioxidból és metánból megújuló energia és olcsó éjszakai áram felhasználásával szintén metanolt állítson elı. Az eljárás így széles körő elterjedése esetén jelentıs mértékben hozzájárulhat a városi energiaellátáshoz, és ugyanakkor egészségesebb környezetet teremt az ott élı lakosság számára. Az EU tagországaiban ma még lerakással ártalmatlanított települési szilárd hulladékból évente mintegy 24 Mt állítható elı, amely 11 Mtoe-nek felel meg. Az Európai Unió bioüzemanyagokra vonatkozó irányelvei szerint 2020-ra az összes üzemanyag mintegy 10%-át tervezzük megújuló forrásokból elıállítani (1. táblázat). 1. táblázat. A bioüzemanyagok aránya a felhasznált üzemanyagokhoz képest 2005 Eurostat Mtoe 2006 Eurostat Mtoe 2010 Elırejelzés Mtoe 2020 Elırejelzés Mtoe Elıirányzott bioüzemanyag 3,13 5,38 16,00 34,00 Gázolaj és olaj felhasználás 349,50 (2030-ig várható-alapszinten)* 297,20 300,40 317,30 323,90 (RES és EE-vel kombinálva)** Bioüzemanyag részesedés % 1,05 1,79 5,00 9,70-10,50 * European Energy and Transport: trends to update 2007, 2008, European Commission Directorate General for Energy and Transport ** European Energy and Transport: Scenarios on energy efficiency and renewables, 2006, European Commission Directorate General for Energy and Transport Ha a települési szilárd hulladékok mellett az egyéb hulladékokat, mezıgazdasági és erdészeti melléktermékeket is ezzel az eljárással hasznosítjuk, akár az Európai Unióban elıirányzott teljes bioüzemanyag mennyisége is elıállítható. 74

75 Találmányunkkal elnyertük az Év Találmánya és Feltalálói Díjat, továbbá arany-, ezüst- valamint bronzérmekkel díjazták a Bangkok, Kuala Lumpur, Nürnberg, Genf, Varsó és Cluj-Napoca városában megrendezett Nemzetközi kiállításokon. Technológiai fejlesztésünk megvalósítását ebben az évben egy laboratóriumi kisminta és egy laboratóriumi nagyminta megvalósításával kezdjük év végére lehetıséget látunk arra, hogy egy 2000 t/év hulladék-feldolgozó kapacitású üzemet felépítsünk. A szükséges pályázati támogatást elnyerve áprilisban aláírásra kerül a Konzorciumi Megállapodás. A kisüzemi tapasztalatok alapján Tiszavasvári városban szeretnénk az elsı kb t/év kapacitású mintaprojekt megvalósítását. Kedvezı tapasztalatok esetén a régió más városaiban is lehetıséget látunk hasonló projektek megvalósítására. 75

76 Dr. Raisz Iván 1 Barta István 2 Kommunális hulladékból szintézisgáz és ECO-METHANOL elıállítása 1. Bevezetés A Föld legtöbb országa az utóbbi évtizedekben a különbözı energiaforrások tekintetében eltérı mértékben ugyan, de függésbe került a külsı területeken található források miatt. Ezen függést még aggályosabbá teszi, hogy a fosszilis tüzelıanyag elıfordulások jelentıs része hosszabb ideje konfliktusokkal terhelt területen található. A hagyományos energiahordozók mértéktelen használatából eredıen igazolhatóan növekszik az atmoszféra szén-dioxid tartalma, melyhez egyéb üvegház gázokkal egyetemben az idıjárás kedvezıtlen alakulása köthetı. További környezeti problémaként jelentkezik az egyes mezıgazdasági, kommunális és egyéb ipari hulladékok növekvı mennyisége, melyek egyértelmően a mai kor emberi tevékenységéhez köthetıek, és jelenlegi kezelésük egyéb környezeti problémák mellett szintén az üvegház gázok mennyiségének jelentıs növekedését eredményezik. Bátran kijelenthetjük, hogy ezek folyamatosan és alig változó összetétellel, viszont egyre emelkedı mennyiségben keletkezve, az emberi tevékenység velejárójaként megújuló nyersanyagként értelmezhetık. A biológiai eredető üzemanyagok gyártása, illetve az ehhez szükséges szintézisgáz gyártása ma világszerte széles körben elterjedt. Alaposabb életciklus analízis (LCA) vizsgálatok kimutatták, hogy egyrészt a ma szorgalmazott eljárások energetikailag nem, vagy egyes esetekben éppen csak pozitív energetikai mérlegőek, másrészt az eljárások energia és segédanyag felhasználásának figyelembevételével az egységnyi hasznosítható energiára jutó növekvı üvegház hatás (RAISZ I. EMMER J 2006). A szintézisgáz-gyártás a biomasszából már több országban megvalósult, melynek során a szintézisgázt vagy gázmotorban használták fel villamos és hıenergia termelésre (Case Study: 2 MW el biomass gasification plant in Güssing. EC Contract no. NNE5/2002/52:OPET CHP/DH Cluster), vagy Fischer-Tropps folyadékot (CHOREN program Freiberg), elvétve metilalkoholt állítottak elı. A felhasznált biomassza az esetek döntı részében vágásra érettnek tekintett erdıkbıl származó elsıdleges erdészeti termék, nyers fatörzs. Ez az alapanyag piacon a fából készült bútorok gyártást visszaszorította, helyette mőanyagok felhasználása terjedt el, melynek energetikai befektetése többszörösen meghaladja az elégetett/pirolizált fa alapanyag által szolgáltatott energiát. Megjelentek olyan szintézisgáz gyártó üzemek, melyek a hulladékok vékony szeletét, az alapanyagában nem szelektíven győjtött mőanyagokat használja fel (Corenso United Oy Ltd., Finland). A Battelle Columbus gasification system (FARRIS, M. et al. 1997) a keletkezett széndioxidot elengedi a rendszerbıl és levegı aláfúvatást használ, mellyel csökkenti a szintézisgáz hasznos alkotóinak koncentrációját. Külön kátránybontó rendszere fölös mőveleti és beruházási költséggel jár. A HTW Technology (SCHIFFER, H. P. et al 1998) fa alapanyagot használ és 27 bar nyomáson dolgozik az elgázosító rendszer. A HTW eljárás fluidizációs reaktort használ, mely mellett az így nyert gázelegy szilárd részekkel és kátránygızökkel erısen szennyezett, költséges eljárással választhatók le ezek a komponensek. 1 Dr. Raisz Iván ENVIRO-PHARM Kft. enviro-pharm@chello.hu 2 Barta István Bio-Genezis Környezetvédelmi Kft. Nyíregyháza bio.genezis@chello.hu 76

77 A Veba Oil Technology széleskörő tapasztalatai alapján olyan eljárást dolgozott ki kommunális hulladékok másodnyersanyag elıállítási technológiájához, mely alkalmas a kommunális hulladékban jelen levı nagy mennyiségő mőanyagok depolimerizációjára, hulladék pirolízisére, az elızı folyamatokban keletkezett termékek elgázosítására és magában foglal egy krakkolási eljárást is (REDEPENNING, K. 1995). A mőanyagok 380 C-ra felmelegedve depolimerizálódnak. A keletkezett gızöket lehőtve különválasztják a gázokat és a kondenzátumot, melyet olajos és vizes fázisra bontanak. Az elkülönített depolimerizáció jó lehetıséget teremt a halogéntartalmú mőanyagokból keletkezett haloid savak kimosásos eltávolítására a további feldolgozás elıtt. A pirolízises lépésben forgókemencében történik a pirolízis, majd a maradék pirolízis kokszot porrá ırölve vezetik az elgázosító rendszerbe. A pirolízis olajat szükség szerint visszavezetik a pirolizáló reaktorba, vagy felhasználják az elgázosító rendszerben. A nemzetközi összehasonlításhoz jó alapot nyújt a 2004 Gasification Database Gasification Plant Datasheets (US. Department of Energy 2004) áttanulmányozása, mely összefoglalja a kiadás évében már üzemelı és építés alatt álló elgázosító rendszereket. A mőködı eljárások egy hangsúlyos része a kıolajipari petrolkoksz elgázosításával foglalkozik (Shell fejlesztés), más részei biohulladék és kommunális hulladék elgázosításával. Utóbbiak közös eleme, hogy barnaszén-stabilizáló alkotót is használnak, mellyel jelentıs mértékben megnı a keletkezett gáz kén-vegyület tartalma. Ez jelentıs beruházási költségtöbbletet és üzemelési költségnövekedést eredményez. A Green Recycle eljárás során a felhasznált levegı miatt jelentıs, több mint 50% nitrogén tartalommal, valamint kátrány és olaj melléktermékekkel rendelkezik a szintézis gáz, melyek vagy újabb készülékeket igényelnek a kezeléshez, vagy veszélyes hulladékot/mellékterméket eredményeznek. 2. Másodlagos nyersanyagokat felhasználó eljárások összehasonlításának alapja Az üvegházhatások súlyozott figyelembe vételére az életciklus vizsgálat egy speciális adatát, a hasznos karbon hányad fogalmat vezettük be. A számítás alapján az 1. ábra segítségével érthetjük meg. Hulladék szén vesztesége C W Szén input nyersanyagban C I TÜZELİANYAG ELİÁLLÍTÓ RENDSZER Elıállított üzemanyag széntartalma Energia felhasználás szén egyenértéke C P 1. ábra. Üzemanyag elıállítás szénforgalmi vázlata 77

78 A megvizsgált mennyiségek alapján a hasznos karbon hányad (η C ) kiszámolható: Co η C = C + C Az energiafelhasználás szén tartalmába beszámítjuk a segédanyagok széntartalmát (C PA ) és a direkt energia felhasználás szén egyenértékét (C DP ). A számítás menete Szén input (C I ). m i = i. biomassza komponens mennyisége hektáronként w i = i. biomassza komponens százalékos széntartalma i p C I = Σ i m i *w i Segédanyagok széntartalma (C PA ) m k = k. segédanyag mennyisége hektáronként w k = k. segédanyag százalékos széntartalma m eq,g = g. segédanyag szénegyenértéke C PA = Σ k m k *w k + Σ g m eq,g A direkt energia felhasználás szénegyenértéke (C DP ) m eq,j = j. energia szénegyenérték C DP = Σ j m eq,j Szükséges még a szén-dioxidon kívüli üvegház gázok transzformációja (C T ): m mm = többlet m. üvegházhatású gáz mennyisége a szén-dioxidon kívül k m = az m. üvegházhatású gáz komponens szénegyenértéke C T = Σ m m m *k m Az összes hasznos szén arány: CO η = C + C + C I PA DP + C T Abban az esetbe, ha a másodnyersanyagot fel nem használva üvegházhatású lerakói gázok keletkeznek (C WD ), a felhasználás ilyen hatása a számlálóban számszerősíthetı: η = I C O C + C + C PA WD + C DP + C T Azoknak az eljárásoknak az alaposabb vizsgálata célszerő, melyek magasabb hasznos karbon hányaddal jellemezhetık. 3. A technológia bemutatása A feldolgozásra kerülı hulladékok köre: Kommunális hulladékok (elegendı csak a szervetlen komponensek kı, stb. eltávolítása), szennyvíz iszap. 78

79 Ipari hulladékok, melyek szerves anyagokat tartalmaznak (egyutas csomagolóanyagok, mőanyag feldolgozás hulladékai, gazdaságosan szállítható biomassza stb.). Hulladék olajok, olajbázisú hőtı-kenı folyadékok. Az üzemelés paramétereinek stabilizálása érdekében mintegy 20%-ban, valós mezıgazdasági/erdészeti hulladék szükséges. A tervezett tevékenység során kislaboratóriumi méretben olyan technológiát dolgoztunk ki, és valósítunk meg a következı másfél évben pilot méretben, mely alkalmas a régióban keletkezett nagy mennyiségő hulladék jelentıs szerves anyag tartalmát (mely szokványos módon a lerakókban nem rakható le) energetikai alapanyaggá alakítani. A pilot rendszer alkalmas arra, hogy a különbözı hulladék típusokra kidolgozott technológiai paraméterek álljanak rendelkezésre az optimális üzemi mérető rendszerek paramétereinek meghatározására. A minden lehetséges helyen beállított energiahasznosító rendszerek szélesebb körő elterjesztése szintén regionális problémák feloldását segíti. A szintézisgá-gyártást a klasszikus kémiai értelemben fogjuk fel. Tiszta oxigénnel a szén tartalom harmadával exoterm reakciót hajtunk végre (szén-dioxid keletkezés). A folyamat során keletkezett hıt endoterm reakcióban vízgız felhasználással (a vízgız a betáplált alapanyagból részben száradás, részben pirolízis során keletkezik) szén-monoxid és hidrogén-termelésre használjuk. Természetesen a hulladék jellegébıl adódóan az égési zóna közelébe kerülı anyagból pirolízis (hı hatására, oxigén szegény vagy menetes környezetben bekövetkezı kémiai lebontás) révén kátrány és vízgız, valamint a hulladékban levı mőanyagok degradációja révén szénhidrogének is keletkeznek. Beruházási és energetikai okokból, valamint a minél hatékonyabb szintézisgáz termelés érdekében egylépcsıs elgázosítást végzünk kéthuzamú aknás elrendezésben emelt ágyhımérsékleten tiszta oxigén befúvatásával. Az újszerő nyersanyag és gázáram alkalmazásával jelentısen csökkent a nem gázalakú termékek mennyisége és üzemeltetési költsége. A vízgız és a célgázok (CO, CO 2, H 2 ) mellett kátrány keletkezésével nem kell számolni. Az elgázosítási folyamat során a szerves anyag tiszta oxigén, vízgız, illetve ezek elegyének hatására gáz, illetve gız halmazállapotúvá válik. Lejátszódó reakcióegyenletek: C 6 H 10 O 5 + ½ O 2 = 6CO + 5H 2 Η = kj/mol (1) C 6 H 10 O 5 + H 2 O = 6CO + 6H 2 Η = kj/mol (2) Az endoterm reakciók hıjét úgy biztosítjuk, hogy oxigént fölöslegben bejuttatva, jelentıs exoterm folyamat játszódik le: C 6 H 10 O 5 + 5½ O 2 = 6CO 2 + 5H 2 O Η = kj/mol (3) mely 8 mol 1. reakció, vagy 3.6 mol 2. reakció reakcióhı igényét elégíti ki. A metanol szintézishez megfelelı CO- H 2 arány beállítása a szén-monoxid egy részének konverziójával, vagy pótlólagos hidrogén forrásból történik. Ha hidrogénnel rendelkezünk, a metanol szintézis elıtt nem kell eltávolítanunk a széndioxidot, hanem Oláh György (OLÁH GY. GOEPPERT, A. SURYA PRAKASH, G. K. 2007) eszméje alapján abból is metanolt állítunk elı. 79

80 Kommunális hulladék Szintézisgáz: CO, H 2, CO 2, HCl, H 2 S 1 2 C n H 2n O n C n H 2n H 2 O 1 depolimerizáció 2 pirolízis 1000 fok Oxigén Olvadt salak 2. ábra. Szintézis gáz gyártó rendszer A szintézis gáz tisztítása a biomasszából felszabaduló hidrogén-klorid, és a kén tartalomból a reduktív (elektron felvétellel járó folyamat) körülmények között keletkezı kén-hidrogén és merkaptánok eltávolítását jelenti, mely a metanol gyártás katalizátorának védelmét is szolgálja. Dioxinok és aromás komponensek keletkezésével a folyamat során nem kell számolni. A ként elemi kénként, mint mellékterméket, a kalcium-kloridot a sósav megkötés eredményeként, mint másodnyersanyagot nyerjük ki. A szén-dioxidot nem távolítjuk el a rendszerbıl, hanem idıszakosan tárolva a szél és napenergia felhasználásával, metanol elıállításra használjuk fel. A technológia szintézisgáz termelı részét a 2. ábrán mutatjuk be. A gáztisztító és felhasználó rendszer a 3. ábrán látható. 80

81 Szintézisgáz: CO, H 2, CO 2, HCl, H 2 S Sósav mentesítı Hıhasznosító Hıerımő Kénmentesítı Kompresszió Folyékony szén-dioxid tároló p = 55 bar Folyékony széndioxid leválasztás Tiszta metilalkohol Metanol reaktor 3. ábra. Szintézisgáz tisztító és felhasználó rendszer Lényeges szempont volt az a felismerés, hogy ha a szén-dioxidot eltávolítjuk a rendszerbıl magas nyomáson alkáli-karbonátos abszorbens folyadékkal, akkor a szén-monoxid hidrogén elegybıl keletkezett metanolt nem kell tisztítani, mert a reakcióban víz nem keletkezik. A kimosott szén-dioxidot deszorbeáltatva cseppfolyós állapotban tároljuk, amíg megújuló energiaforrás nem biztosítja a metanollá alakításához szükséges hidrogént elektrolízis révén. Az ezen elektrolíziskor keletkezett oxigén piaci értéket képvisel. A szén-dioxid hidrogén reakcióban már keletkezik víz, melyet a metanoltól szelektív kondenzációval választunk el. A projekt hozzáadott értéke alapvetıen a metanol gyártás azon módjában jelentkezik, hogy a szerves anyagú hulladékból nem jelentıs mértékő erjesztési szén-dioxid veszteség és bepárlási energia felhasználásával nyerünk folyékony üzemanyagot, mely a benzin alapanyaghoz keverhetı, hanem az elıállított szintézis gáz felhasználásával végzett metanol szintézissel. A metanol önmagában Otto-motorokban, direkt elégetéssel gázmotorokban és tüzelıanyag cellákban egyaránt hasznosítható. Alkalmazásával a C1 kémia területén kiszoríthatja a földgáz felhasználást. Kommunális hulladék elgázosítása az égetéssel és a pirolízissel szemben azzal az elınnyel jár, hogy a szintézis-gáz olcsó és egyszerő tisztítása révén, valamint a nyert metanol elégetése során nem keletkeznek olyan kiemelkedıen nagy toxicitású komponensek, mint a dioxinok, és ezáltal a projekt kitőnıen illeszkedik a évi LX. Törvény az ENSZ Éghajlatváltozási Keretegyezményhez és a Kiotói Jegyzıkönyvhöz. Összességében tehát a tervezett tevékenység újdonságtartalma fıleg az alkalmazott alapanyagokra, másodsorban a kátránymentes szintézisgáz-gyártásban, a technológia alacsony környezeti terhelésében, a keletkezett szén-dioxid felhasználásában és nem utolsó sorban a metanol szintézis lebonyolítási módjában és az ehhez kapcsolódó újszerő inert eltávolítási módban jelentkezik. 81

82 4. Összefoglalás 1 tonna nyersanyagból (10% szennyvíz iszap, 60% szerves kommunális hulladék és 30% erdészeti/mezıgazdasági hulladék) a rendszer kg metanolt állít elı primer üzemmódban és még 250 kg másodlagos metanolt, ha rendelkezésünkre áll idıszakosan jelentkezı megújuló energia. Összehasonlításként bemutatjuk egy bioetanol gyártási folyamat és eljárásunk hasznos karbon hányad értékeit (1. táblázat). 1. táblázat. Egyes technológiák hasznos karbon hányadának összehasonlítása Folyamat Hasznos karbon hányad Etilalkohol cukorrépából 0,23 Hulladékból nyert metanol segéd megújuló energia nélkül Hulladékból nyert metanol segéd megújuló energiával 2,4 3,6 Irodalom FARRIS, M. PAISLEY, M. A. IRVING, J. OVEREND, R. P. (1997) The biomass Gasification process by Battelle/Ferco: design, engineering, construction, and startup. p OLÁH GY. GOEPPERT, A. SURYA PRAKASH, G. K. (2007) Kıolaj és földgáz után: A metanolgazdaság. Better Kiadó, Budapest, 370 p. RAISZ I. EMMER J. (2006) EMEC7 Brno University of Technology, Brno 2 p. REDEPENNING, K. (1995) Valorisation des déchets faisabilité du recyclage chimique. Informations Chimie, no. 372., pp Waste Treatment and Gasification in Finland Case: Lahti Energy Ltd. Juha Palonen Foster Wheeler Energia Oy a286/palonen1.ppt SCHIFFER, H. P. et al. (1998) Verwertung von aufbereitetem Hausmüll durch Co-Vergasung mit Braunkohle in der Wirbelschicht. VDI Berichte, 1387., pp Gasification Database Gasification Plant Datasheets (US. Department of Energy 2004) 715 p. 82

83 Kardos Levente 1 Juhos Katalin 2 Palkó György 3 Dr. Oláh József 4 Dr. Barkács Katalin 5 Dr. Záray Gyula 6 Biogáz-kihozatal növelése egy kommunális szennyvíztisztító telepen 1. Bevezetés Egy kommunális szennyvíztisztító telepen az anaerob fermentációt széles körben alkalmazzák szennyvíziszapok stabilizálására és nagy szervesanyag-tartalmú szennyvizek tisztítására. Minden jól mőködı anaerob fermentor megegyezik abban, hogy benne a szerves anyag átalakul metán tartalmú biogázzá, amely energetikai felhasználása az adott telep számára meghatározó jelentıségő. Az egyes rothasztók hatásfoka, üzemeltetési egyensúlya azonban erısen különbözhet egymástól. A rothasztó üzemének jellegét, és így a biogáz-kihozatalt is meghatározza a szubsztrát összetétele, a reaktorban kialakult baktériumközösség, valamint egyéb tényezık, mint például a hımérséklet, a terhelés, a tartózkodási idı, a keverés hatékonysága és a rothasztó tartály kialakítása, illetve az esetlegesen jelenlévı toxikus anyagok. Kísérleti munkánk során több kísérleti periódusban vizsgáltuk a legfontosabb biogázkihozatalt befolyásoló tényezıket. Az anaerob lebontás folyamatát elsısorban a hımérséklet, a szubsztrát összetétele, a terhelés, valamint az esetlegesen jelenlévı toxikus anyagok határozzák meg (SCHROEDER, E. D. 1977; MALINA, J. F. POHLAND, F. G. 1992). A hımérséklet, illetve a szubsztrát terhelés iszap fermentációra gyakorolt hatását félüzemi fermentorokban, illetve a terhelés változtatás hatását üzemi torony esetén is vizsgáltuk. A szubsztrát terhelés változtatását tejipari hulladékok adagolásával oldottuk meg. A folyamatok nyomon követésére a klasszikus ellenırzı paramétereken (kémhatás, száraz anyag, szerves anyag, illósav, lúgosság, gázösszetétel) túl újnak számító enzimaktivitás méréseket is (dehidrogenáz, proteáz, lipáz) alkalmaztunk. 2. Kísérleti periódusok, berendezések és a vizsgálati módszerek Kísérleti munkánkat a Fıvárosi Csatornázási Mővek Zrt. Dél-pesti Szennyvíztisztító telepén végeztük. A szennyvíztisztító telepen 3 darab, egyenként 2600 m 3 -es mezofil és egy darab 2000 m 3 -es termofil anaerob fermentor üzemszerően mőködik. Rendelkezésünkre állt felüzemi kísérleteinkhez két, egyenként 3,0 m 3 -es fermentor is. Munkánk során a hagyományos paramétereket a Standard Methods elıírásai alapján vizsgáltuk. A biogáz gázösszetételét magyar szabvány (MSZ ) alapján határoztuk meg, amely a könnyen oldható gázkomponensek elnyeletésén, illetve a metán komponens elégetésén alapul. A képzıdött gáz mennyiségét gázórával mértük. Az enzimaktivitás 1 Kardos Levente Budapesti Corvinus Egyetem, Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék, Budapest levente.kardos2@uni-corvinus.hu 2 Juhos Katalin Budapesti Corvinus Egyetem, Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék, Budapest katalin.juhos@uni-corvinus.hu 3 Palkó György Fıvárosi Csatornázási Mővek Zrt. Budapest palkogy@fcsm.hu 4 Dr. Oláh József Fıvárosi Csatornázási Mővek Zrt. Budapest olahj@fcsm.hu 5 Dr. Barkács Katalin Eötvös Loránd Tudományegyetem, Környezettudományi Kooperációs Kutató Központ, Budapest barkacs@chem.elte.hu 6 Dr. Záray Gyula Eötvös Loránd Tudományegyetem, Környezettudományi Kooperációs Kutató Központ, Budapest zaray@chem.elte.hu 83

84 mérésekre nem léteznek nemzetközi elıírások, ezért a korábbi szakirodalmak (GRIEBE, T. et al. 1997; MSZ /3 86; THIEL, P. G. HATTINGH, W. H. J. 1967; VORDERWÜLBECKE, T. et al. 1992; LI, Y. CHRÓST, J. R. 2006) alapján receptadaptálási vizsgálatokat végeztünk az anaerob szennyvíziszap mintákra. E cikkünkben terjedelmi okok miatt a recepteket nem közölhetjük. Az elsı kísérleti periódusban a két félüzemi reaktort azonos módon üzemeltettük. A reaktorok hımérsékletét mezofil hımérsékletrıl termofil hımérsékletre, illetve a termofil felsı tartományába állítottuk át azonos fajlagos szerves anyag terhelés mellett (átl. 2,88 ± 0,4 kg/m 3. nap). A hımérséklet átüzemelés során IRANPOUR et al. (2002) korábbi kísérletei által tapasztaltakat figyelembe vettük, ezért az üzemmód átállítását 3 ºC/nap hımérsékletemeléssel valósítottuk meg. Minden egyes hımérsékletemelés között három nap adaptációs idıt tartottunk. A kísérleti periódus közel három hónapig tartott. Az enzimaktivitás vizsgálatok közül itt a dehidrogenáz aktivitás eredményeinket közöljük. A második kísérleti periódusban az egyik félüzemi, mezofil (átlag 35 C) reaktorban a fajlagos szerves anyag terhelést változtattuk. Ebben az esetben a szubsztrát specifikus proteáz enzimaktivitás adatokat közöljük. A harmadik kísérleti periódusban az üzemi termofil rothasztóban változtattuk a szerves anyag terhelést, és ennek hatását követtük az enzimaktivitás vizsgálatokkal, amelyek közül a lipáz enzimaktivitás eredményeinket közöljük. 3. Eredmények 3.1. A félüzemi kísérletek és eredményei A 1. ábra az átlagos gáztermelést mutatja be a hımérséklet emelés függvényében. Ezen az ábrán és a továbbiakban is az átlagos értékekként a két félüzemi reaktorban meghatározott adatok átlagát tüntetjük fel. A kísérletsorozatban az átüzemelés során azt tapasztaltuk, hogy egy kritikus hımérséklet eléréséig növekedett a gáztermelés. Az átlagos mezofil gáztermelés 2,13±0,68 Nm 3 /nap értékrıl 3,89±0,81 Nm 3 /nap átlagos termofil gáztermelési értékre változott. A 60 ºC feletti üzemelésnél (a kísérlet 54. napjától) a gáztermelés jelentısen lecsökkent, értéke nem érte el az átlagos 0,5 Nm 3 /nap értéket. Gázmennyiség (m 3 ) Napok Hımérséklet ( o C) Átlagos gázmennyiség Hımérséklet 1. ábra. Az átlagos gázmennyiség változása a hımérséklet emelés hatására 84

85 A kísérleti reaktorban a hımérsékletemelés hatására nemcsak a biogáz mennyisége, de összetétele is megváltozott. A 2. ábra a gázösszetétel és a hımérséklet kapcsolatát mutatja. A metán mennyisége mezofil hımérsékleten 55 V/V%, míg termofil hımérsékleten 60 V/V% körül alakult, 60 ºC fölött a metán mennyisége is jelentısen lecsökkent, 70 ºC felett pedig csupán 2-3 V/V% körül ingadozott. A ºC hımérsékleti tartományban a hı-sokk hatására a metántermelés szinte teljesen megszőnt, ez arra utal, hogy ezen a hımérsékleten a metántermelı baktériumok teljes inhibíciója bekövetkezett. Térfogatszázalék (V/V%) 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0, Napok 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Hımérséklet ( o C) Szén-dioxid (V/V%) Metán (V/V%) Hımérséklet 2. ábra. Az átlagos gázösszetétel változása a félüzemi reaktorokban A hımérsékletemelés hatására bekövetkezı illósav és lúgosság változását a 3. ábra mutatja be. A hımérséklet emelésével az illósav koncentrációja nıtt, a termofil hımérsékleten pedig lecsökkent, majd ismét emelkedett a hımérséklet (60 ºC) emelkedés hatására. A hı-sokkot követıen, amikor a hımérséklet ismét lecsökkent ºC közé az illósav koncentráció is csökkenést mutatott. A lúgosság esetén mindvégig az értékek kismértékő növekedése volt megfigyelhetı. Lúgosság/illósav (mg/dm 3 ) Napok Hımérséklet ( o C) Lúgosság Illósav Hımérséklet 3. ábra. Az ellenırzı paraméterek átlag értékeinek változása a félüzemi reaktorokban 85

86 A sejtek összaktivitását jellemzı dehidrogenáz enzimaktivitás szintén nıtt a hımérsékletemelkedés hatására, míg 60 ºC felett jelentısen lecsökkent, ezt szemlélteti a 4. ábra. Dehidrogenáz aktivitás ( * 10-4 mgtf/g szerv. a.*h) Napok I. reaktor II. reaktor Hımérséklet Hımérséklet ( o C) 4. ábra. A dehidrogenáz enzimaktivitás változása a félüzemi reaktorokban egy kiválasztott idıszakban A dehidrogenáz enzimaktivitás változásához hasonló képet mutatott a proteáz enzimaktivitás változása is. A hımérséklet emelkedés hatására megnıtt, majd a mikroorganizmusok számára kedvezıtlen hımérséklet elérése után ez az enzimaktivitás is jelentısen lecsökkent. A 60 ºC hımérséklet a termofil üzemelés legfelsı határa, e feletti hımérsékleten az üzemelés bizonytalanná válik, és a lebontási hatásfok nagymértékben csökken. Ezt a tapasztalatot bizonyítja a gázképzıdés mértéke is, és az enzimaktivitás mérések egész sora. A második kísérleti periódusban, amely több mint két hónapig tartott, az egyik félüzemi reaktorban változtattuk a szerves anyag terhelését. A kísérleti reaktorban a szennyvíziszap mellett folyékony fehérje hulladékot is adagoltunk. Az eredményeket az 1. táblázat tartalmazza, amelybıl kitőnik, hogy a szerves anyag terhelés növekedésével egyidejőleg a kémhatás és a lúgosság nem változott. Az illósav koncentrációja kisebb eltérésekkel ugyan, de a fajlagos szerves anyag terheléssel összhangban változott. Ugyancsak megállapítható, hogy a proteáz enzim aktivitása is jól követte a terhelés változását, ezt az 5. ábra is szemlélteti. A proteáz enzimaktivitás mérését a szerves anyagon belül a fehérjék mennyiségének változása indokolta. 1. táblázat. Az ellenırzı paraméterek és a proteáz aktivitása a félüzemi, mezofil fermentorban Fajlagos szerves anyag terhelés (kg/m 3 d) Száraz anyag (g/kg) Szerves anyag (g/kg) ph Lúgosság (mg/dm 3 ) Illósav (mg/dm 3 ) Proteáz aktivitás (mg tirozin/g szerves a. h) Átlag 6,496 29,1 17,1 7, Szórás 0,985 3,42 3,00 0, Szórás% 15,2 11,7 17,6 4,01 7,26 23,5 41,9 Megállapítható, hogy a szennyvíziszap vagy egyéb hulladékok rothasztása során mindig nagy mennyiségő fehérje lebomlással kell számolni, a fehérjebontó enzim (proteáz) aktivitás mérésével a változó terhelés hatására kialakuló aktivitás változás jól jellemezhetı. 86

87 Illósav (mg CH 3 COOH/dm 3 ) Proteáz aktivitás (mg tirozin/g szerv. a.*h) ,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0, Napok Szerves anyag terhelés (kg/dm 3 d) Illósav Proteáz aktivitás Szerves anyag terhelés 5. ábra. A proteáz aktivitás, az illósav és a szerves anyag terhelés a félüzemi, mezofil rothasztó berendezésben 3.2. Az üzemi kísérletek és eredményeik Változó szerves anyag terhelés mellett végeztünk kísérleti munkát folyamatosan, stabilan üzemeltetett, ipari mérető fermentorban is. A félüzemi kedvezı tapasztalatok birtokában a termofil üzemi rothasztóba beszállított fehérje és zsír eredető hulladékok anaerob lebontási aktivitásának és a terhelés változásának nyomon követésére a proteáz és a lipáz enzimaktivitás méréseket alkalmaztuk. Az üzemi mérető (V = 2000 m 3 ) termofil torony lipáz aktivitás eredményeit a 6. ábrán mutatjuk be. Lipáz aktivitás (mg PNF/g szerv. a.*h) Napok 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Szerves anyag terhelés (kg/m 3 d) Lipáz aktivitás Szerves anyag terhelés 6. ábra. A lipáz aktivitás változása a szerves anyag terhelés függvényében az ipari termofil rothasztó toronyban Mindkét vizsgált enzimaktivitás követte a megváltozott szubsztrát terhelést. A proteáz enzimaktivitás körülbelül 1-2 napos idı eltolódással, míg a lipáz aktivitás szinte azonnal jelezte a fajlagos szerves anyag terhelés változását. 87

88 4. Összefoglalás Kísérleti munkánk során egy kommunális szennyvíztisztító telep félüzemi és üzemi anaerob fermentorait jellemeztük a klasszikus ellenırzı paraméterekkel (ph, illósav, lúgosság, gázmennyiség, gázösszetétel), illetve enzimaktivitás vizsgálatokkal (dehidrogenáz, proteáz, lipáz). Három fı kísérleti periódusunkban elıször a hımérséklet-változtatás hatását, míg a második, illetve a harmadik periódusban a fajlagos szerves anyag terhelés változtatásának hatását vizsgáltuk félüzemi, illetve az üzemi körülmények között. A hımérséklet átüzemelési kísérletünkben a dehidrogenáz enzimaktivitás, mint az összaktivitást jellemzı paraméter kitőnıen jelezte a megváltozott körülmények hatását. Termofil hımérséklet eléréséig nıtt az értéke, míg a túlságosan nagy, az élı sejtek számára kedvezıtlen hımérsékleten (> 60 ºC) csökkent. A klasszikus ellenırzı paraméterek közül csak az illósav koncentrációjának alakulása mutatta a bekövetkezett változásokat a termofil hımérsékleten történı nagyobb illósav hasznosítás miatt. A többi ellenırzı paraméter nem nyújtott megfelelı információt. Az átlagos mezofil gáztermelés 2,13±0,68 Nm 3 /nap értékrıl 3,89±0,81 Nm 3 /nap átlagos termofil gáztermelési értékre változott, amely átlagosan 82%-os növekedést jelentett. A szubsztrát összetételének hatására a hidrolitikus enzimaktivitás (elsısorban a proteáz és a lipáz) értékei gyorsabban jelzik az anaerob fermentorban bekövetkezett változásokat, mint a hagyományos ellenırzı paraméterek (ph, illósav, lúgosság, gázösszetétel), ezt támasztották alá félüzemi és üzemi méretekben végzett terhelés változtatási vizsgálataink. A megnövekedett terhelés (könnyen bontható szerves hulladékok) miatt jelentıs biogáz kihozatal növekedést tapasztaltunk. A gyakorlatban az enzimaktivitás méréseket akkor célszerő alkalmazni, ha egy rothasztó berendezésben gyakori a szubsztrát összetétel és ezzel együtt járó terhelés változása. Az enzimaktivitás vizsgálatok további elınye, hogy gyorsan és viszonylag olcsón elvégezhetık. Köszönetnyilvánítás Köszönetünket fejezzük ki az FCSM Zrt. Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep munkatársainak az üzemi rothasztók, míg a Kutatás-fejlesztési Csoportjának a félüzemi rothasztók üzemeltetéséért, illetve a Laboratóriumi Csoportnak a laboratóriumi mérések lebonyolításában történt együttmőködésükért. Irodalom Analysis of soil biological activity by method of dehydrogenase enzyme activity (1986) Soil analysis of agricultural land treated with sewage and sewage sludge. MSZ /3 86 GRIEBE, T. SCHAULE, G. WUERTZ, S. (1997) Determination of microbial respiratory and redox activity in activated sludge. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 19(2), pp IRANPOUR, R. OH, S. COX, H. J. SHAO, Y. J. MOGHADDAM, O. KEARNEY, R. J. DESHUSSES, M. K. STENSTROM, M. K. AHRING, B. K. (2002) Changing mesophilic wastewater sludge digestion into thermophilic operation at Terminal Island Plant. Water Environment Research 74 (5) pp LI, Y. CHRÓST J. R. (2006) Microbial enzymatic activities in anaerobic activated sludge model. Enzyme and Microbial Technology, 39(4), pp MALINA, J. F. POHLAND, F. G. (1992) Design of anaerobic processes for the treatment of industrial and municipal wastes. Water Quality Management Library ; 29-31; , SCHROEDER, E. D. (1977) Water and wastewater treatment. pp THIEL, P. G. HATTINGH, W. H. J. (1967) Determination of hydrolytic enzyme activities in anaerobic digesting sludge. Water Research, 1, pp VORDERWÜLBECKE, T. KIESLICH, K. ERDMANN, H. (1992) Comparison of lipases by different assays. Enzyme Microbiological Technology, 14, pp

89 Tóth Tamás 1 A biomassza bázisú villamosenergia-termelés aktuális helyzete és kilátásai, avagy elegendı-e a jelenlegi kötelezı átvételi ár a 2020-as célkitőzések teljesítésére? 1. Bevezetés Az Európai Bizottság múlt évben terjesztette elı javaslatát arra az átfogó klímavédelmi- és zöldenergia csomagra, ami az Európai Tanács márciusi ülésén elfogadott rendkívül ambiciózus klímavédelmi és energiapolitikai célkitőzések gyakorlati megvalósítását irányozza elı. Ennek részeként került elfogadásra a megújuló energiaforrások növelését elıirányzó új direktíva, melyben hazánk vállalta, hogy a megújuló energiafelhasználás részarányát a teljes energiafelhasználáson belül 13%-ra növeli. A magyar vállalás összhangban van a Kormány által 2008-ban elfogadott megújuló stratégia POLICY forgatókönyvében meghatározott célkitőzéssel. A célkitőzés teljesítéséhez a hazai megújuló bázisú villamosenergia-termelésnek közel 9500 GWh-ra kell nınie 2020-ra, melynek kétharmada származna biomasszás erımővekbıl. Ehhez a jelenlegi biomasszás erımővi kapacitás három-öt éven belül történı megduplázására volna szükség. Az elmúlt idıszakban ugyanakkor jelentısen visszaesett a biomasszás erımővekre benyújtott engedélykérelmek száma, illetve a már engedéllyel rendelkezı projektek megvalósulása is kétségessé vált. Ennek fı oka, hogy a VET-ben maximalizált átvételi ár mellett egyre szőkül a gazdaságosan megvalósítható projektek száma. A biomasszás erımővek létesítése kulcsfontosságú a 2020-as célkitőzés teljesítéséhez, ezért a fenti probléma mihamarabbi kezeléséhez már a közeljövıben érdemes lenne felülvizsgálni a jelenleg hatályos kötelezı átvételi rendszert. 2. A hazai zöldáram-termelés támogatási rendszerének rövid bemutatása A hazai zöld áram támogatási rendszere, a kötelezı átvételi rendszer az áralapú és a mennyiségi alapú támogatási rendszer sajátos keveréke. Egyrészrıl a zöld áramra támogatott átvételi árat fizet, másrészrıl a Magyar Energia Hivatal (továbbiakban: Hivatal) feladata, hogy az egyes termelık esetében meghatározza a kötelezı átvétel idıtartamát, illetve annak mennyiségét. Ebben a rendszerben tehát az átvétel idıtartama és a támogatott áron átvehetı villamos energia mennyisége a két változó paraméter. Ha a két változó paraméter közül az egyik teljesül a támogatott áras kötelezı átvétel megszőnik. A Hivatal a megújuló alapú villamos energia kötelezıen átveendı mennyiségét és idıtartamát a benyújtott üzleti terv alapján számított megtérülés figyelembevételével határozatban állapítja meg. A Hivatal a kötelezı átvétel idıtartamát legfeljebb a beruházás megtérüléséig biztosíthatja, csökkentı tényezıként figyelembe véve az esetleges egyéb támogatásokat. A Hivatal a megtérülési idıt energiaforrásonként, illetve termelési eljárásonként diszkontált cash flow (DCF) módszerrel számítja ki. A módszer lényege, hogy a zöld áram termelésre vonatkozó beruházással összefüggı ellentétes irányú, eltérı idıpontokban felmerülı pénzáramokat (pénzkiadásokat és pénzbevételeket) hasonlítja össze. A modellben csak olyan költségek és bevételek kerülnek figyelembevételre, amelyek tényleges pénzáramlással (pénzkiadással és pénzbevétellel) járnak. A Hivatal által alkalmazott megtérülés-számítási módszer projekt-megtérülést számol. A számítási modell (a támogatások kivételével) finanszírozás-semleges, vagyis nem veszi figyelembe, hogy a beruházást milyen mértékben finanszírozták saját, illetve idegen forrásból, és hogy egy esetleges 1 Tóth Tamás Magyar Energia Hivatal, Budapest totht@eh.gov.hu 89

90 hitelfelvétellel összefüggésben mekkora tıketörlesztés, illetve kamatfizetési kötelezettség adódik. A megtérülési vizsgálat idıtávja megújuló energiaforrást hasznosító erımőegység esetén 15 év. Azonos energiaforrás és termelési eljárás esetén a Hivatalnak a kötelezı átvételi idıtartam megállapítása céljából nem kell külön-külön egyedi megtérülés-számítást végeznie. A VET rögzíti a megújuló energiaforrásból termelt villamos energia maximális átvételi árát, amely évente az elızı évi fogyasztói árindex változásával növekszik. A VET felhatalmazást ad a Kormánynak, hogy a megújuló energiaforrástól, technológiától, mérettıl, hatékonyságtól illetve a piacra lépés idıpontjától függıen differenciált átvételi árakat alkalmazzon. A differenciálást ugyanakkor jelentısen korlátozza, hogy a törvényi árplafonnál magasabb átvételi ár nem adható, ez pedig néhány technológia (pl.: napenergia, geotermikus energia) estében nem jelent valódi ösztönzést. A hazai átvételi árak elsısorban a belépés idıpontja, illetve a méret alapján differenciálnak, de a szabályozható technológiák esetén az átvételi ár zónaidınként is változó. A január 1-je elıtt jogosultságot szerzett termelık számára az átvételi ár kiszámítása továbbra is a évi VET módosításban meghatározott képlet alapján történik. Az esetükben továbbra is technológiától függetlenül egységes átvételi ár maradt érvényben (a szabályozható technológiák esetén zónaidınként az árak eltérıek, de átlagáruk azonos a nem szabályozhatókéval). A január 1- jét követıen jogosultságot szerzı termelıkre (új belépık) vonatkozó átvételi árak pedig a k fogyasztói árindex 1% pontos hatékonyságjavítási tényezıvel csökkentett értékének szorzata alapján kerülnek megállapításra. Az új belépıknél a méretgazdaságossági szempontok figyelembevételével a méret növekedésével az átvételi árak csökkennek, 50 MW feletti kategóriában az átvételi ár megegyezik a korábbi közüzem átlagárral, magyar piaci árral (ebben az esetben már támogatástartalomról nem beszélhetünk). 3. A biomassza bázisú villamosenergia-termelés aktuális helyzete Az elmúlt években jelentısen nıtt a megújuló bázisú villamosenergia-termelés hazánkban. A zöld áram termelés 80%-a biomassza bázison történik, melynek túlnyomó része az ún. vegyes tüzeléső erımővekbıl származik (lásd 1. táblázat) óta összesen hat nagy, korábban szenes tüzeléső erımő állított át erımőblokkokat vegyes tüzelésre összesen 357 MW beépített teljesítıképességgel. A fejlıdés természetesen komoly ellentmondásokat is magában hordott, melyek közül csak a legfontosabbakat említve: A vegyes tüzelésre átalakított erımővek villamos energia elıállításának átlagos hatásfoka ma sem több mint 27%, amely energetikai szempontok alapján rendkívül korszerőtlen technológiára utal. A biomassza felhasználás napjainkban döntıen fa felhasználást jelent. A megemelkedett igény megnövelte a fa árát, így feszültségek alakultak ki a farostlemez-gyártás, a lakossági és az erımővi-főtımővi ellátás között. Mindezek ellenére a biomassza bázison történı villamosenergia-termelés bıvülése töretlennek tőnt év során 21 darab (összesen 365 MW kapacitást megtestesítı) új zöld mezıs biomasszás erımőre nyújtottak be engedélykérelmet, és a befektetıi érdeklıdés is folyamatos volt. Az elmúlt idıszakban ugyanakkor jelentıs változás következett be mind a benyújtott engedélykérelmek, mind a már engedéllyel rendelkezı, de eddig meg nem valósult projektek tekintetében. Az elmúlt egy évben új biomasszás engedélykérelem nem került benyújtásra, a korábban benyújtott 21 engedélykérelembıl pedig 15 (összesen 168 MW) a hiánypótlás elmulasztása, illetve az engedélykérelem visszavonása miatt nem kapott engedélyt. Az engedélyezett (összesen 209 MW kapacitást megtestesítı) hat erımő közül csupán egy 20 MW-os a megvalósítása van folyamatban, a többi létesítésének elıkészítése leállt, vagy lelassult. A befektetıkkel folytatott konzultáción és adatgyőjtésen alapuló felmérés eredményeként megállapítható, hogy több tényezı is hátráltatja a tervezett biomassza tüzeléső 90

91 erımővek létesítését, melyek közül csak a legfontosabbakat említve: A befektetık bizonytalannak ítélik a jogalkotói magatartást és saját értékelésük szerint nem érzékelik a megújuló alapú termelés valós politikai, szabályozási támogatottságát. A különféle szintő és más-más hatóságokhoz tartozó, egymással össze nem hangolt és nagyon elhúzódó engedélyezési eljárás jelentıs költségigénye és magas kockázata elrettenti ıket az elıkészítı munkáktól és a beruházástól. A megvalósítást hátráltató tényezıként továbbá az üzleti terv teljesíthetetlenségét említették. Egyrészt nehéz a beszállítókkal hosszabb távú tüzelıanyag szerzıdéseket kötni. Másrészt meglátásuk szerint a jelenlegi támogatási rendszer nem megfelelıen kezeli a gazdasági kockázataikat. Például a biomassza ára az elmúlt években az infláció fölötti mértékben emelkedett, ez a kockázat pedig nem kezelhetı az engedélyben elıre rögzített kötelezı átvételi mennyiséggel és idıtartammal. E problémát kezelhetné az átvételi árak növelése, ennek maximális nagyságát viszont a VET rögzíti. Az idıközben kibontakozó pénzügyi és gazdasági válság új feltételrendszert jelent a megújuló projektek finanszírozásában is. A megújulós beruházások kockázatosabbá váltak, ezáltal az elvárt hozam is emelkedett, a szőkülı banki források és növekvı hitelkamatok pedig jelentısen drágítják a finanszírozást. Ebben az új helyzetben a befektetések megtérülése csak magasabb átvételi ár mellett garantálható. Ennek szükségességét igazolja, hogy az utóbbi fél- egy évben jelentısen emelkedtek a német és osztrák átvétel árak, még azon technológiák esetében is, melyek a válság elıtt már piaci ár mellett is versenyképesnek számítottak. 1. táblázat. A hazai biomassza hasznosító erımővek listája Erımő neve Üzemelés helyszíne Telj. (MW) Kvóta (GWh/év) Indulás idıpontja AES Borsodi En. Kft. Kazincbarcika AES Borsodi En. Kft. Tiszapalkonya Mátrai Erımő Zrt. Visonta 60, Bakonyi erımő Ajka Bakonyi Bioenergia Ajka Pannongreen Kft. Pécs 49, HM Bp. Erdıgazd. Zrt. Szentendre 1, ,8 4,8 4,8 4,8 4,8 Vértesi Erımő Oroszlány Összesen: 358,4 1224,8 1356,8 1589,8 1589,8 1589,8 4. Az átvételi árak hatása a biomasszás erımővi fejlesztésekre Felmerül a kérdés, hogy kell-e méret szerint differenciált támogatás és szükség van-e a jelenleginél magasabb átvételi árakra? Ez attól függ, hogy szükség van-e a kismérető biomasszás erımővekre is. Például, ha az adott támogatási szint mellett csak 10 MW-nál nagyobb biomasszás egységeket éri meg építeni, akkor fog-e egyedül ezekbıl annyi épülni, hogy azzal teljesíthetı lesz a 2020-ra vállalt 13%-os célérték? Részben a fenti ponthoz kapcsolódik a biomassza vegyes tüzeléső erımővek további mőködtetésének kérdése is. Több esetben csak 2010-ig rendelkeznek kvótával ezek az erımővek. A VET alapján a Hivatal meghosszabbíthatja ezeket a kvótákat a beruházás megtérüléséig, de ha a beruházások már megtérültek, a tüzelıanyag árak alakulásától függıen elképzelhetı, hogy jobban megéri újra tisztán hagyományos fosszilis tüzelıanyagot felhasználni, mint vegyes tüzeléssel termelni (pl. a Tiszapalkonyai Erımőben már meg is szőnt a vegyes tüzelés). Ezek alapján már most megállapítható, hogy a célérték biztonságos teljesítéséhez a viszonylag drágább, kismérető erımővekre, illetve olyan termelési eljárásokra is szükséges lesz, melyek megtérüléséhez a 91

92 VET által meghatározott maximális ár már nem elegendı (például kisbiomasszás erımővek, különösen ültetvényekre alapozva). Természetesen a jelenlegi modellben is van lehetıség differenciálásra az átvételi idı változtatásán keresztül, de ennek hatása nem jelentıs, különösen mivel a változás a távoli jövıben következik be. Feltételezhetıen a villamos energia piaci ára és az átvételi ár közeledik egymáshoz, így a késıbbi évek támogatástartalma is kisebb lesz, illetve a késıbbi években kapott támogatások kevesebbet érnek a diszkontálás miatt. A fentiekre figyelemmel ezért sokkal hatékonyabb eszköz az átvételi árak differenciálása. Biomasszából termelt villamos energia GWh/év BAU POLICY Engedélyezés ábra. A Megújuló Stratégia POLICY és BAU forgatókönyv szerinti és a jelenlegi tendencia alapján feltételezett biomassza bázisú villamosenergia-termelés alakulása Ma miért nem létesülnek kisbiomasszás erımővek hazánkban? Erre adhat egyfajta magyarázatot az az összehasonlító elemzés, mely a szilárd biomassza alapú villamosenergiatermelés osztrák és magyar támogatását veti össze különbözı mérető erımővekre, figyelembe véve az átvételi idıszakok hosszában, az induló átvételi árakban és ezek változásában megmutatkozó különbségeket. Az összehasonlító elemzés az elsı fejezetben bemutatott diszkontált cash flow modellt alkalmazza. Az eddigi számítások azt mutatják, hogy a modell nagyon méretfüggınek mutatja a megtérüléseket. Nem véletlen tehát, hogy például az osztrák vagy német támogatási rendszerekben is jelentıs a méret szerinti differenciálás. A 2. táblázat azt mutatja, hogy a különbözı mérető biomasszás erımőveknek (hıértékesítés nélkül) kb. mekkora induló átvételi árra lenne szükségük ahhoz, hogy 15, illetve 10 év alatt térüljenek meg. Az osztrák rendszerben az átvételi idıtartam gyakorlatilag 10 év, és az induló ár fixen marad, nem emelkedik. Az átváltás 250 HUF/EUR árfolyamon történt. 2. táblázat. Magyar és osztrák támogatás összehasonlítása (a megtérüléshez szükséges indulóárak összehasonlítása) Méret (MW) Induló átvételi ár (Ft/kWh) 15 éves megtérüléshez 10 éves megtérüléshez Osztrák induló ár 2,5 29,55 31,15 37, ,35 27,75 32, ,72 26,05 27, ,89 25,18 27,73 92

93 A korábban bemutatott módszertan alapján került összehasonlításra az utolsó két oszlop szerinti támogatás támogatástartalma, melyet a 2. ábra szemléltet (évi 1 kwh termelésre vetítve, Ft-ban). Az ábra azt mutatja, hogy a 10 MW körüli és afeletti tartományban a modellszámítás szerint szükséges támogatás szinte megegyezik az osztrák támogatással. Ugyanakkor a 10 MW alatti tartományban az osztrák a hazai átvételi rendszerünkben alkalmazott méret szerinti differenciálásnál jóval nagyobb méretfüggıséget vett figyelembe. Ebbıl a támogatási rendszerünkre vonatkozóan az a következtetés vonható le, hogy ilyen mértékő különbségeket már lehetetlenség az átvételi idı hosszával kezelni. Amennyiben a kis biomasszás egységekre is igényt tartunk, akkor számukra a VET-ben jelenleg rögzítettnél magasabb átvételi árat kell biztosítani. A modell alapján (amely a fentiek szerint valószínőleg még alá is becsli némileg a kis egységek költségét) a jelenlegi átvételi ár és a javasolt átvételi idı mellett a 10 MW-nál kisebb egységek csak akkor térülnek meg, ha kapcsoltan termelnek, a legkisebbek (<3MW) pedig még akkor sem. 2. ábra. Magyar és osztrák támogatás összehasonlítása Az eddigi vizsgálatok alapján a szerzı véleménye az, hogy a jelenlegi átvételi árak mellett a Megújuló Stratégiában a biomassza bázisú villamosenergia-termelésre vonatkozó növekedési pálya nem tartható. Az átvételi árak mainál nagyobb differenciálásából (ezzel együtt a VET-ben rögzített maximális átvételi ár eltörlésébıl) eredı hatások alaposabb kiértékeléséhez további elemzésekre lenne szükség. Ennek keretében olyan komplex vizsgálatok lefolytatása szükséges, mely több intézmény, szakmai szervezet, kutatómőhely együttes munkáját igényli. Bízom benne, hogy a közeljövıben a szükséges hatástanulmányok megszületnek, és lehetıség nyílik egy a mainál hatásosabb differenciált átvételi tarifarendszer létrehozására. Irodalom BAGI A. (2008) Megjegyzések a megtérülés számítási benchmark modellekhez. Magyar Energia Hivatal HORVÁTH K. SLENKER E. (2008) Összefoglaló a biomassza tüzeléső erımővek létesítésének és mőködésének helyzetérıl. Magyar Energia Hivatal 93

94 Dr. Seres István 1 Dr. Farkas István 2 A gödöllıi 10 kw p teljesítményő fotovillamos rendszer mőködtetési tapasztalatai Összefoglaló A Szent István Egyetem Fizika és Folyamatirányítási Tanszéke hosszú évek óta foglalkozik a megújuló energiaforrások, s azon belül is elsısorban a napenergiás alkalmazások kutatásával. A Tanszéki eszközrendszert alkotó sokrétő alkalmazások mellett (pl. napenergiás szárító, családi használati melegvíz ellátást biztosító napkollektoros rendszer, transzparens falszigetelés, 1 kw teljesítményő szigetüzemő fotovillamos rendszer stb.) több, méretében is kiemelt jelentıségő rendszert mőködtetünk Gödöllı területén. Ezek sorában az egyetemi strand és az egyetemi óvoda használati melegvízellátását biztosító napkollektoros rendszer, az egyetemi kertészet fólialefedéső növényházainak főtését segítı napkollektoros rendszer, illetve a jelen dolgozatban is vizsgált, 10 kwp teljesítményő fotovillamos rendszer mindenképpen említést érdemel. Az Európai Unió PV Enlargement Projekt támogatásával megvalósult, 10 kw p teljesítményő fotovillamos rendszer 2005 évben került kiépítésre az egyetem gödöllıi telephelyén, az egyik kollégiumi épület tetején. A rendszerbe kétféle napelemes technológiát (amorf és poli-kristályos) felhasználó napelem (összesen 186 darab) termeli az energiát a villamos hálózatra három inverteren keresztül. A megépített rendszer által termelt energiát az egyetem gödöllıi egységei (elsısorban a helyet adó kollégium) rögtön fel is használják, csökkentve azzal a szolgáltatótól vásárolt villamos energia mennyiségét. A közvetlen energiatermelés mellett legalább olyan fontos a napenergia terjesztését szolgáló demonstrációs célok. A rendszer üzembe helyezése egyrészt az egyetemi oktatásban teszi lehetıvé a leendı mérnökök közvetlen találkozását egy ilyen rendszer üzemeltetési problémáival, másrészt a tudományos ismeretterjesztés meglévı formáin keresztül az érdeklıdıknek (pl. lakosság) is lehetıséget teremt az ismeretszerzésre. A fotovillamos rendszer felépítését követıen az egyik legfontosabb feladat a rendszer üzem közbeni vizsgálata, oktatási és demonstrációs feladatok elvégzése és a rendszer által szolgáltatott adatok győjtése és elemzése a különbözı típusú modulrendszer összehasonlító vizsgálatainak elvégzéséhez. Az adatgyőjtést a rendszerhez felépített PC vezérelt adatgyőjtı rendszer és egy a villamos energiaszolgáltató által hitelesített (de csak belsı elszámolásra használt) oda-vissza mérı mérıóra végzi. A mért adatok 10 perces átlagai elmentésre kerülnek a késıbbi adatfeldolgozáshoz. A több mint három éves folyamatos mőködés során összegyőjtött adatok analízise lehetıvé teszi a rendszer mőködésével kapcsolatban néhány következtetés levonását. Ezek között az elızetes modellezés és a mőködtetés során győjtött mérések összehasonlítása, valamint a különbözı fotovillamos technológiát használó modulok eltérı környezeti körülmények közötti energiatermelésének összehasonlítása is szerepel. 1 Dr. Seres István Szent István Egyetem, Fizika és Folyamatirányítási Tanszék, Gödöllı Seres.Istvan@gek.szie.hu 2 Dr. Farkas István Szent István Egyetem, Fizika és Folyamatirányítási Tanszék, Gödöllı Farkas.Istvan@gek.szie.hu 94

95 Herbert Ferenc 1 Kliment Tibor MW napelem projekt Magyarországon A napelemes villamosenergia-termelés elınyei: Csúcsidıben termeli a legtöbb villamos energiát, amikor a hőtı rendszerek a legnagyobb terhelést jelentik a hálózat számára. A tetıre szerelt napelemek árnyékoló hatása nyáron több C-kal csökkenti az épület belsı hımérsékletét. A napelemes energiatermelı rendszer, mozgó alkatrészt nem tartalmaz, minimális a karbantartási igénye. Ha egyszer megépült, min. 25 évig napról-napra csendben, zaj nélkül villamos energiát termel nulla CO 2 kibocsátás mellett. Megvalósítja a decentralizált energiatermelést annak minden elınyével. Mérsékeli a hagyományos energiahordozóktól való függést. Gyorsan megépíthetı, széles határok között 1 kw 50 MW. A Nap az utóbbi néhány millió évben még soha nem emelte az energia sugárzás díját. Magyarországon az energiagazdálkodási célok a következı 3 fı tényezıt figyelembe kell vegyék: Ellátásbiztonság Ma Magyarország energiaellátása erısen importfüggı gázellátás tekintetében, ezért az ellátásbiztonság nem éri el a szükséges értéket. Továbbá az olaj importja is függ bizonytalansági tényezıktıl (pl. csıvezetéki hibák stb.). A villamos energia importja is függhet több tényezıtıl (pl. távvezeték leszakadás stb.). Versenyképesség Az atomenergiával hıenergiát és abból villamos energiát szolgáltató erımő energiatermelési költségei kedvezıek, de kevéssé tudja követni a fogyasztás változásait. Fenntarthatóság A fenntarthatóság követelményét leginkább a természetben adott erıforrások elégíthetik ki, ilyenek lehetnek Magyarországon a Nap és más természetes erıforrások energiáját hasznosító megoldások. A napenergia hasznosításával hosszú ideje foglakoznak világszerte és Magyarország területén is, ezért jelentıs mennyiségő mérési adat áll rendelkezésre a tervezési feladatok kiindulási adataiként. Amennyiben elfogadjuk a Magyar Köztársaság területére vonatkozó mérések adatait iránymutatásként, akkor az egységnyi felületre (m 2 ) jutó energiaáramot átlagosan 1250 (kwh/m 2 /év) értékőnek tekintve, és azt megszorozva a Magyar Köztársaság alapterületét a közelítı m 2 értékkel, továbbá a 3600 másodperccel, adódik a hazánk területét érı körülbelül J sugárzott energia érték, ami PJ (petajoule). Ezt összehasonlítva szakirodalmi (GKM-KPMG 2008) adatok alapján a Magyar Köztársaság éves fosszilis primer energiafelhasználását jellemzı 1120 PJ értékkel, látható hogy, jelentıs figyelmet kell szentelnünk ennek az energiaforrásnak. 1 Herbert Ferenc Budapesti Mőszaki Fıiskola, Energia Kutató Hely, Budapest herbert.ferenc@kvk.bmf.hu 2 Kliment Tibor Budapesti Mőszaki Fıiskola, Energia Kutató Hely, Budapest kliment.tibor@tmpk.bmf.hu 95

96 Sajnálatos módon azonban a nap (és más természetes erıforrások) energiája általában nem meghatározottan elıre tervezhetı módon termelhetı ki, hanem a termelési lehetıségeket az adott terület, az építmények helyszíne és idıjárási helyzete határozza meg. Erre a nehézségre azonban a valószínőségi vagy sztochasztikus események vizsgálatának és szabályozásának módszerei nyújthatnak megoldást. Azonban nem beszélhetünk olyan széles körben ismert és vizsgált megvalósított létesítményekrıl a napenergia hasznosítása területén, mint a más természetes erıforrások témakörében. Tekintsük tehát a természet adta lehetıségek mérési adatait. A 2004 januárjában megalakult Budapesti Mőszaki Fıiskola Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Energia Kutató Hely évek óta vizsgálja a fent említett három követelményt teljesítı energiaellátás lehetıségeit és több, a gyakorlatban sikeresen, a kollektíva tagjainak segítségével megvalósított és mőködı rendszer van jelenleg is felügyelete alatt. A megvalósított energetikai berendezések tanulmányozása igazolhatja az energiatermelés megbízhatóságát. tervezhetıségét, fenntarthatóságát és gazdaságosságát is. Egy ilyen mérési sorozat eredményeit mutatja az 1. ábra. 1. ábra. Egy mőködı napelemes (Photovoltaic) rendszer adatai Budapest körzetében Forrás: ekh.kando.hu, letöltve Az 1. ábra adatai alapján megállapítható, hogy lehetséges olyan napenergiás berendezés építése, amely a legsötétebbnek feltételezhetı téli hónapokban is képes a napsütésesebb hónapok energiatermelésének körülbelül 40%-át megtermelni. Felmerülhet, azonban a kétely, hogy utólagosan lehetséges-e kiegészíteni meglévı építményeket ilyen napenergiát hasznosító berendezésekkel. A (2. és 3. ábra) egy évek óta használatban lévı és mőködı kereskedelmi célokat szolgáló épületre, üzemelés közben, utólagosan 2009 elején felszerelt 100 kwp teljesítményő napenergiával villamos energiát termelı napelemes (fotoelektromos, Photovoltaic) cellasort mutat be a telepítés utáni állapotban. Természetesen, ha van rá mód, hogy a napsugárzás forrását követı rendszert építsünk, az növelheti az energiatermelés megbízhatóságát és hatékonyságát. Egy ilyen üzemelı napkövetı rendszer képét mutatja a 4. ábra. 96

97 2. ábra. Egy mőködı 100 kwp teljesítményő napelemes (Photovoltaic) rendszer képe Budapest körzetében Forrás: ekh.kando.hu, letöltve ábra. Egy mőködı 100kWp teljesítményő napelemes (Photovoltaic) rendszer képe Budapest körzetében Forrás: ekh.kando.hu, letöltve Hazánk villamos energiafogyasztása a bıvülı kényelmi igények miatt is dinamikusan növekszik. Trendforduló ebben nem várható. A megújuló energiaforrások közül a napelemes elosztott villamos energiatermelı rendszerek kiépítése egy importtól független, tartósan biztonságos decentralizált villamosenergia-termelést tesz lehetıvé. Elıremutató energiapolitikával, más országok példáiból merítve, nálunk is megvalósulhatnak nagyobb projektek. 200 MWp napelem-teljesítmény decentralizáltan kisebb projektekbıl gyorsan megépíthetı. 97

98 4. ábra. Egy mőködı napkövetı rendszer képe Budapest körzetében Forrás: ekh.kando.hu, letöltve ábra. A Budapesti Mőszaki Fıiskola Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar C épületén lévı mérı rendszer Forrás: (ekh.kando.hu, letöltve Irodalom GKM-KPMG (2008) Stratégia a magyarországi megújuló energiaforrások felhasználásának növelésére , Budapest, 99p. ( letöltve ) 98

99 Buday Tamás 1 Dr. Kozák Miklós 2 Kovács Sándor 3 Földhı hasznosítási alternatívák Debrecen energiaellátásában 1. Bevezetés Debrecen regionális funkciója és lélekszáma megkívánja, hogy a geopotenciál maximális hasznosításával a legkedvezıbb környezethasználat valósuljon meg. Mindez ma már elképzelhetetlen a fenntarthatóság figyelembe vétele nélkül. A talajerı-hasznosítás mellett a korlátozott szénhidrogénkészlet és a jó esetben megújuló ivó és termálvízkészlet jelentik azokat a természeti adottságokat, amelyekkel gazdálkodnunk lehet. A város eddigi fejlıdésére ezek nyomták rá bélyegüket (mezıváros, fürdıváros). A ma meghatározó gazdaságosság, eltartóképesség és fenntarthatóság figyelembevételével kívánjuk felülvizsgálni a vízkészletgazdálkodás néhány kérdését, beleértve a geotermikus energia termálvízbányászat nélküli kitermelési lehetıségét is. 2. Debrecen környékének szerkezetfejlıdése és hidrogeológiai jellemzése Annak ellenére, hogy számos szerkezet- és szénhidrogén-kutató fúrás mélyült a területen (1. ábra), ezek elsısorban a víz- és szénhidrogénadó törmelékes üledékek földtani felépítését tisztázták. A Debrecen környéki medencealjzat hiányosan ismert, a terület a Szolnok Máramarosi kréta paleogén flis öv déli szélén, a Tiszai nagyszerkezeti egység ÉK-i pásztájának területén fekszik (FÜLÖP J. 1994). A kutatófúrások alapján a flis zónától D-re fekvı terület a miocénig szárazulat volt, melynek következtében erıteljesen lepusztult, így a Sáránd környékén áthúzódó ÉK-DNY-i csapású szerkezeti és rétegtani határvonaltól D-re a harmad-negyedidıszaki üledéktömegek közvetlenül a paleozóos metamorf összlet miocéntıl besüllyedı felszínére települtek. E rétegtani hiátus geotermikai és hidrogeológiai jelentıségét a képzıdmények porozitásbeli és hıvezetésbeli különbsége adja. Ezt fokozza, hogy a pikkelyes feltolódások és inverz kéregmozgások miatt kialakult breccsás elnyíródások belsı részsüllyedék-peremi zónája Debrecen D-i elıterében húzódik. A termogravitatív vízmozgások és a kompakciós feszültségek feloldási öve, a pozitív termikus anomáliák zónája e térségben fedıdik át. A Sáránd-Derecske-i süllyedék győrt pikkelyezıdött alaphegységi aljzatát a Középsımagyarországi Migmatitos öv kevéssé ismert prekambriumi és paleozóos képzıdményei alkotják. Az parametamorf-ultrametamorf és metaszediment összletek általában kis porozitásúak, így rossz vízvezetıképességőek. Geofizikai kutatások és fúrási adatok alapján e kızeteket az erıteljes és többirányú tektonikus hatások következtében fellazult, breccsás, milonitos övek járják át, amelyek potenciálisan a fluidummigráció és termikus aktivitás zónái lehetnek. E zónák helyzete kis kiterjedésük miatt kevéssé ismert, szerepük nehezen modellezhetı. Jelentıségük elsısorban ott nıhet meg, ahol az aljzat kitolt, töredezett pikkelyfrontjaira fiatalabb víztartók rakódnak, mert ez esetben az alaphegységi öv felsı szintjei is termálvíztartó (és szénhidrogéntároló) rezervoárokká válhatnak (pl. Álmosd, Hajdúszoboszló). 1 Buday Tamás Debreceni Egyetem, Ásvány- és Földtani Tanszék, Debrecen rwbudayt@fre .hu 2 Dr. Kozák Miklós Debreceni Egyetem, Ásvány- és Földtani Tanszék, Debrecen kozakm@puma.unideb.hu 3 Kovács Sándor sandor.kvcs@gmail.com 99

100 Jó-1 Jó-2 D-2 50 C Eb-E-1 Hsz-1 Eb-1 Eb-2 Tócó Debrecen D-1 Kondoros Derecskei-Kálló 60 C 70 C D-2 50 C Jelmagyarázat Fontosabb fúrás jele és helye Termálvízkivétel Kifolyó víz izotermák 80 C Kösely Sár km 1. ábra. Debrecen környékének legfontosabb mélyfúrásai, a termálvíz-kivételei és a kifolyó víz maximális hımérsékletei (Kozák M. szerint, PÁLFALVI F. KOZÁK M. 1999) Debrecen és közvetlen környezete a kréta paleogén flis öv területén fekszik, de már a város alatt kimutathatók a paleo-mezozóos alaphegység D-DK-felé mélyülı, vastag üledékekkel fedett töréslépcsıi. A nagyrészt csupán feltételezett karbonátos aljzat kiterjedése és karsztosodottsága nem lehet jelentıs, bár töréses igénybevétel okozta másodlagos porozitással, hasadékossággal rendelkezhet. Feltételezhetı, hogy a triász karbonátos platform és jura pelites-karbonátos pelagikus üledékek a kréta idıszaki lefedıdés miatt megırzıdtek, majd a pre- és posztszarmata térszínmozgások során relatíve kiemelkedtek, viszonylag stabilizálódtak. A kréta paleogén idıszakban vályúszerő süllyedéket képezı flis öv fokozott aktivitású üledékgyőjtıjében fıleg homokos üledékek enyhén gradált rétegsorai rakódtak le. Kompaktizálódásuk ellenére szerkezetileg igénybevett zónájuk mind elsıdleges, mind másodlagos porozitásuk révén potenciális tárolószerkezeteket rejt. Az eocén oligocén molassz jellegő medenceüledékek kifejlıdésérıl a térségben kevés adat áll rendelkezésre, mely a miocén kiemelkedések utáni lepusztulásukat jelzi. Erre utalnak a mélyfúrások bizonytalanul definiált szakaszai, rétegtani hiátusai, diszkordanciái, valamint nagyon szórványos, kis vastagságban megırzött oligocén reliktumai (pl. D-2 fúrás). A középsı-miocénben (bádeni szarmata) országos kiterjedéső sekély szigettenger jellegő süllyedékképzıdés a kiemelt és stabilizálódó belsı flis zóna É-i elıterében intenzívebb volt, mint a kvázi-stabil D-i elıtéren, mely részben a kainozóos medencevulkánosság paroxizmusának fázisait kísérı vulkanotektonikus kéregszerkezeti beroppanásokkal függhet össze. A sekély szigettengeri üledékképzıdést a bádeni szarmata idıszakban a tufogén, vulkanoszediment összleteket, lávakızeteket eredményezı sok száz centrumból táplálkozó vulkanizmus anyagszolgáltatása idırıl idıre megszakította. A réteg- és hasadékvulkáni jellegő komplexumok a Nyírség területén kivastagszanak (> m). Az összlet, lokális szerkezeti elemek kivételével mind geotermikai, mind hidrogeológiai értelemben árnyékoló, szigetelı hatásúak A késı-szarmata során a flis öv elıtereinek geodinamikai mozgásában jellegváltozás következett be. Az É-ra fekvı süllyedék mélyülése lelassult, a D-i elıtéré pedig a kora- 100

101 pannóniai után felerısödött. E tendencia a Nyírség medencéjének gyorsabb, a Derecske- Körös-vidéki süllyedék lassúbb feltöltıdését eredményezte, melyeket az üledékképzıdés sebessége követett, így vastag pannóniai üledékösszletek alakultak ki. A jó vízadó homokos felsı-pannóniai üledékek fekümélysége a tenger szintje alatt m-re található, a déli dılésiránnyal. Az összletek vastagsága kb m, így a fedı kb. a tengerszinten található. A késı-pleisztocén óta a Nyírség enyhén emelkedı területté vált, míg a D-i süllyedékek relatív mélyülése tovább tart. A pliocén óta már mindkét területrészt fluviális és eolikus szedimentációs folyamatok jellemzik. Debrecen a tıle D-re és É-ra fekvı, egymástól hidrológiai és geotermikai szempontból is eltérı részsüllyedékeket elválasztó átmeneti zónában helyezkedik el. A város alatt fekvı zónáknak valószínősíthetı kapcsolata van a délebbre fekvı aljzattal, így a város déli oldalán a geotermikai és termálvízbeszerzési adottságok kedvezıbbek, mint az É-i peremnél. Ezt a termálkutak termelési adatai is megerısítik. A vízadó rétegek ugyanakkor ezt a különbséget jó vízvezetıképességük révén tompítják. A nyomás- és hımérsékleti gradiensek, valamint az üledékek neotektonikus mozgásirányai következtében a hévizes rétegek hidrotermikus utánpótlási irányai uralkodóan D-rıl É-felé emelkedı jellegőek. Ezzel szemben a magasabb helyzető ivóvizes rétegsor szivárgási fıirányai ÉK-rıl DNy felé mutatnak. A két rendszer Debrecen térségében egy rögvonulat felett települt, vertikálisan erıteljesen tagolt, többszintő, rétegzett víztároló rendszerben lapolódik át. A vertikális kommunikáció az egyes vízadó szintek között mérsékelt, mikroszivárgás jellegő, de folyamatos lehet, kiegyenlítı hatásuk tökéletlen. Ebbıl következıen a város környezetének mind a termálvíz- mind az ivóvízbázisa hidrogeokémiailag kedvezı. Vizeink vas- és arzéntartalma kisebb, mint a Felsı-Tiszavidéken, illetve a DK-alföldi süllyedékekben. A felsı hévizes szintben Na-tartalom szempontjából kevert értékek várhatók. 3. Debrecen geotermikus adottságai Debrecen környékét hazai átlagnál nagyobb hıfluxus (>100 mw/m 2, DÖVÉNYI P. TÓTH GY. 2008) és geotermikus gradiens (>55 C/km, KOVÁCS B. et al. 2007) jellemzi, néhány fúrásban a geotermikus gradiens eléri a 60 C/km-es értéket (pl. Hajdúszoboszló-6, Kaba EK-1). Ezek alapján Debrecen környéke hımérséklet és hıáram szempontjából ideális paraméterekkel rendelkezik. A geotermikus energia hasznosítását alapvetıen három tényezı határozza meg: a geotermikus adottságok, az igény és a befektethetı tıke. Debrecen környezetében a fürdıüzemi használathoz elégséges 45 C-os hévizet m-en, a 60 C-ot m- en, a 100 C-ot m-en érhetjük el. A 2500 m-nél mélyebb zónákat a kompakció miatt vízmentesnek tekinthetjük. Ebbıl az következik, hogy az áramtermeléshez, nagyobb energiakivételhez szükséges nagy hımérséklető rezervoárok elterjedése vertikálisan korlátozott. Az ország legmélyebb fúrásai (Tótkomlós-I, Derecske-I, Hód-I) alapján bizonyos helyeken 5000 m körüli mélységben 200 C körüli hımérséklet érhetı el, mely paraméter megegyezik az európai EGS project értékeivel. Jelentıs különbség viszont a két eset között, hogy ott kb m után kristályos kızetekben kellett fúrni, míg hazánkban az említett területeken a kristályos aljzatot rendre 3635 m, 4988 m-en érték el, míg a Hód-I m-es talpmélységével sem érte el a kristályos aljzatot (DÖVÉNYI, P. HORVÁTH, F. 1988). A Nyírségtıl északkeletre található nagyecsedi 4002 m-es talpmélységő fúrás talpán 185 C-os hımérsékletet mértek. 101

102 A hagyományos geotermikus energiatermelés a mélyrezervoár fluidumjának kitermelésén alapul. Debrecen esetében az ismert jó vízadó felsı-pannóniai rezervoárok mélysége a felszínhez viszonyítva <1200 m, így a várható kifolyóvíz-hımérséklet maximum C (1. ábra). Ez azt is jelenti, hogy a hagyományos földhıhasznosítás földtani adottságaiban Debrecen nem tartozik az ország vezetı régiói közé. Ennek megfelelıen más hévízkitermelés nélküli geotermikusenergia-hasznosítási lehetıségek irányába kell tekintenük. 4. Alternatívák a geotermikus energia hasznosítására Debrecenben A kis mélységekben tárolt energiák földhıszondák segítségével, hıszivattyúkkal nyerhetık ki. E technológiáknak a jelenlegi tervezési gyakorlat szerint nincs számottevı korlátozó tényezıje, a földtani és hidrológiai tulajdonságok csupán a kitermelhetı energia mennyiségét szabják meg. Problémát jelenthet a rosszul méretezett hıszonda, vagy a sőrő betelepítés, ezek túlzottan lecsökkenthetik a földtani közeg hımérsékletét. Hasonlóan probléma lehet a nagyobb, akár 250 m-es hıszondák telepítése, mert ezek esetenként zavarhatják a város vízmőveinek mőködését. A következı mélységszint az ivóvizes rétegek alatti zóna ( m), amelyre a Debreceni Hıszolgáltató Rt. a távhıellátás korszerőbbé és gazdaságosabbá tétele érdekében termálkutakat terveztetett. A kísérleti próbafúrás és az elızetes számítások (KOZÁK M. et al. 1996) szerint kb. 35 C-os, viszonylag nagy konyhasótartalmú rétegvíz lett volna a hıközvetítı, de egyrészt a csekély utánpótlás (lencsehatások), másrészt a két kedvezıtlen kezelési alternatíva (a visszasajtolás és az élıvízbe eresztés) önköltsége ezt a megoldást nem tette lehetıvé. Ez a szint közvetítıközeges hıkivétel szempontjából sem tekinthetı megfelelı célzónának, mivel relatíve csekély hımérséklete mellett a technikai berendezések költségei nehezen térülnének meg. A közvetítıközeges hıkivétel némi technológiamódosítás segítségével akár több ezer méter mélységig kiterjeszthetı (KOVÁCS, S. KOZÁK, M. 2007). Ismerve a város alatti földtani szelvény viszonylag pontos felépítését, tudjuk, hogy mely mélységközökben tárolódik a réteg eredető termálvíz, ismert a rezervoárok vastagsága, a kitermelhetı víz hozama, a talp és a kifolyó víz hımérséklete. A Debrecenben található fürdık közül a délebbi, a Kerekestelepi Fürdı m-rıl 42 C-os vizet használ, a kút kezdeti vízhozama 330 l/perc volt. A Nagyerdei Gyógyfürdı kútjai Debrecen északi részén a m mélységő termálvízadók C-os vizét termelik. Erre a mélységközre számos kút települt, melyek intenzív termelése lerontja a rezervoár paramétereit. Mivel a víz gázos, a kitermelés következtében jelentıen csökken a tározótér nyomása, így a nyugalmi vízszint is. A korábbi pozitív kutak így negatív kutakká váltak, ami a termelés során nem kívánatos többletköltséget jelent. A vízadó rétegek környezetébıl közvetítıközeggel felvett hı azokon a szakaszokon termelhetı biztonságosabban és folyamatosabban, ahol az ismert vízadórétegben a relatíve jó szivárgási tényezı mellett kevésbé érvényesül a hőtıhatás, mivel a rétegen belüli potenciálkiegyenlítı hidrocirkuláció viszonylag gyorsan pótolni tudja a hőlésbıl származó hımennyiséget. Az üledékek heterogenitása miatt a kiépített hıfelvevı felületek nem nyújtanának egyenletes teljesítményt. Kérdés, hogy az eltérés mekkora, és tőréshatáron belülie, melyet csupán a beüzemelés után lehet eldönteni. Teljesítményhatékonyság szempontjából az a kívánatos, hogy a hıfelvevı felület a lehetı legnagyobb legyen. A hıfelvevı palástfelület felsı határát a vízadó réteg felsı határánál kellene kiképezni, de a vízadók csekély, m- es vastagságának többszörösében kellene kiképezni a palásthosszt a vízadó szint környezetében. Ez a technikai megoldás a Kerekestelepi- és a Nagyerdei hévízadóra tervezhetı rá. 102

103 További lehetıséget jelent a termálvizes zóna alatti csekély víztartalmú vagy vízmentes alsó-pannóniai üledékek, valamint a medencealjzat fúrással való feltárása és hıcserélıvel történı megcsapolása. Az északias vergenciájú aljzatpikkelyezıdés következtében Debrecen Ebes térségétıl Derecske irányába rohamosan mélyül az alaphegységi aljzat felszíne, s a délen már m mélyben található metamorfitokra jelentıs vastagságú karsztosodott triász mészkıtömeg települ, aminek fosszilis vízkészlete a mélyfúrások során vált ismertté. Debrecen nyugati és déli határában m között már elérhetı a kristályos aljzat. Optimális körülmények között kb m közötti mélységben lehet elérni azt a zónát, ahonnan megfelelıen méretezett hosszúságú és átmérıjő csıköpeny esetén 100 C-os víz nyerhetı. Ennek hozama a zóna hıterjedési paramétereitıl függ. Mivel nagyobb volumenő fogyasztói igény, vagy az áramtermelés igénye miatt szükség lehet akár 140 C-os gız elıállítására, így becslésünk szerint az ehhez szükséges fúrásmélység megközelíti a 3500 m-t. 5. Az egyes hasznosítási módok korlátozó tényezıi Egy Debrecen típusú város esetében a kisvárosias beépítettség miatt a terület nagy részére területarányosan a magánfogyasztói igények teszik ki a legnagyobb hányadot. Lényegesen kevesebb és meghatározott helyen találhatók a tömbházak, a közepes- és nagy fogyasztók és áramtermelés esetén nyilvánvalóan a meglévı rendszerhez kellene csatlakoztatni a hıbányászati egységet. Mivel mind az igény területi eloszlásában vannak korlátozó tényezık, mind a megvalósítás során fellépı kockázatoknak vannak a telepítési helyeket szőkítı szempontjai, így önmagában egyik alternatív megoldás sem alkalmas arra, hogy a teljes főtési energiaigényt kielégítse. Együttes alkalmazásuk azonban nagy valószínőséggel alkalmas lehet ezeknek az igényeknek a túlnyomó részét, akár %-át megfelelı színvonalon biztosítani. A vertikális hıszondák m-es mélységő változatai általában magánházak főtésére elegendı hımennyiség termelésére alkalmasak. Nagyobb fogyasztói igények (pl. szálloda, iskola) esetében a hazai gyakorlat szerint 5 5 m-es hálóban telepítik a szondafúrásokat. Lakókörnyezetben ilyen koncentrált telepítésre nincs igény és lehetıség. Hozzávetıleges kalkuláció alapján Debrecen mintegy 60 km 2 -nyi területének kb. 2/3-án telepíthetı hasonló módon vertikális hıszonda, ami m-es hálós telepítéssel kb szondát jelent. Ezek névleges összteljesítménye (200 m-es szondahossz esetén) elérheti a 400 MW hıteljesítményt. Telepítésüknek csupán az szab határt, hogy ne akadályozzák a közlekedést, az építményeket, illetve a közmőhálózatot, különös tekintettel a vízmőves réteg kútcsoportjaira és ezek vízutánpótlódási irányaira. Nagyobb magánfogyasztói vagy kisebb közüzemi vízigény esetén a Kerekestelepi Strand kútjának példája alapján a város déli, homokkerti részében a m közötti zónából zárt rendszerő desztilláltvíz-keringetéses hıkivétel lehetséges. A Strand kútjának kezdeti hıteljesítménye kb. 500 kw volt, míg ugyanez a mélység hıszivattyúval megcsapolva a jelenleg használatos tervezési segédletek alapján ennek maximum 5 10 %-át képes hıteljesítményben nyújtani. Ennek javítására új technológiák bevezetése nyújthat elırelépést. Ilyen típusú telepítés elsısorban a város déli részén lenne lehetséges, kivéve magát a strandot és környékét, melynek védelmére védıidomot kell meghatározni a hőlések káros egymásrahatásainak elkerülése végett. Ezen a területen található egyébként számos üzem, így a geotermikus energiára lenne felvevıpiac. A Nagyerdei Gyógyfürdı kútjainak több évtizedes mőködése alapján jól becsülhetı a m közötti zónából kitermelhetı hı mennyisége. A jelenlegi gyakorlat azonban már huzamosabb ideje rendszerkárosító módon mőködik, vízkivételével túlterheli a rezervoárt, ami a nyugalmi vízszinteknek a közel 60 m-es süllyedését idézték elı fél évszázad alatt. Itt 103

104 mielıbb szükséges a vízkivétel jelentıs korlátozása, az elveszett rétegenergia részleges pótlása, a rétegtömörödés megállítása. A korlátozottabb vízkivétel mellett javasolható a száraz hıbányászat, amely alkalmas lehet a felszínközelben bıséggel rendelkezésre álló sekély rétegvizek (pl. strandüzemi célú) felfőtésére is. Így mérsékelhetı a visszasajtolás okozta igen nagy költségnövelı hatás, viszont mindezt elveszítjük a hıkivételi teljesítménycsökkenés oldalán. Ennek ellenére ez az egyetlen járható út a fenntarthatóság érdekében, amennyiben Debrecen és a hasonló helyzetben lévı fürdıvárosok meg akarják ırizni e státuszukat, és az ehhez kapcsolódó vendégforgalmat. A mélyebb zónák valószínőleg rossz vízadók, vagy egyáltalán nem tartalmaznak hasznosítható vízkészletet. Hıkészletük viszont elınyösen csapolható meg, hiszen m mélységközben már elérjük a 120 C-os zónahatárt. Ebben a mélységközben a nagy beruházási költség mellett is célszerő lenne magvalósítani azt a Kovács Sándor által jegyzett magyar szabadalmat, amely 100 C körüli víz elıállítását teszi lehetıvé. Az ennél lényegesen nagyobb, m-es mélységköz energiája már gızturbinás áramfejlesztésre is alkalmas lehet (KOVÁCS S. KOZÁK M. 2007). Itt a kockázatot a nagy beruházási költség mellett a precíziós technológia alkalmazása és a mélyaljzat, ill. az itteni hıterjedés csekély ismeretessége jelenti. 6. Összegzés Debrecen jövıjének és fenntartható fejlıdésének érdekében radikálisan mérsékelni kell a jelenlegi ütemő termálvíz-hasznosítást. Ennek kiváltásaként azonban a felszíntıl mintegy 6000 m-ig rendelkezésünkre áll számos olyan alternatív mőszaki-technikai megoldás amely részben magyar szabadalmak alapján lehetıvé teszi a különbözı mélységzónák hıkészletének szimultán hasznosítását sekély, kis-közepes, közepes, nagy-közepes és mély hıbányászati eljárások egyidejő alkalmazásával. A kisebb energiatartalmú, alacsonyabb hımérséklető felszín közeli zónákban szinte korlátozás nélkül telepíthetık az elsısorban lakossági igényeket kiszolgáló sekély- és kis közepes mélységő hıszondák, míg a kisebb számú nagyfogyasztók számára középmély hıtermelı kútfajták állnak rendelkezésre, melyek telepítése elsısorban a déli városrészben lehetséges. Távlati kutatási cél a nagy mélységő zónák hıterjedésének és hıkinyerési lehetıségeinek mainál részletesebb vizsgálata. Irodalom FÜLÖP J. (1994) Magyarország geológiája Paleozoikum II. Akadémiai Kiadó, Budapest, 445p. DÖVÉNYI, P. HORVÁTH, F. (1988) A Review of Temperature, Thermal Conductivity, and Heat Flow Data for the Pannonian Basin. In: Royden, L. H. Horváth F. (eds.) The Pannonian Basin. A Study In Basin Evolution, AAPG Memoir DÖVÉNYI P. TÓTH GY. (2008) A Kárpát-medence geotermikus és hévízföldtani adottságai ( KOVÁCS B. SZANYI J. M. TÓTH T. VASS I. (2007) Termálvizeink hasznosítási lehetıségei entalpiájuk függvényében. ( KOVÁCS, S. KOZÁK, M. (2007) New application of geothermal energy. ACTA GGM DEBRECINA Geology, Gemorphology, Physical Geography Series 2, pp KOZÁK M. PÜSPÖKI Z. PÁLFALVI F. (1996) Elızetes környezeti hatástanulmány a Debrecen Hıszolgáltató Rt. használati melegvíz ellátásához hévízkutakból. Kézirat, Debrecen, DE Ásvány- és Földtani Tanszék adattára PÁLFALVI F. KOZÁK M. (1999) Elızetes környezeti hatástanulmány Debreceni Gyógyfürdı Kft. IX. sz. hévízkút létesítéséhez. Kézirat, Debrecen, DE Ásvány- és Földtani Tanszék adattára 104

105 Dr. Kozák Miklós 1 McIntosh Richard William 2 Bálint Béla 3 Buday Tamás 4 Hıbányászati alternatívák az észak-alföldi termokarszt bázison 1. Problémafelvetés Az észak-alföldi termokarszt lényegében a Bükkium D-i, felszín alá süllyedı fedett részét jelenti, melyrıl a szerkezet és szénhidrogénkutató-fúrások, a regionális geofizikai térképek és szelvények, valamint a nemzetközi összefogással készült mély szeizmikus szelvény a Pannon Geotraverz (PGT-1) bıséges információval szolgáltak. Ezek segítségével az 1980-as évek végén a Földtani Intézet által megszerkeszthetı volt a paleo-mezozóos alaphegység felszínének szintvonalas térképe (FÜLÖP J. DANK V. 1987). A Bükkiumhoz sorolható karsztos triász képzıdmények egységes tömbjének határait D-en a Közép-magyarországi szerkezeti vonal, É-on a Darnó-vonal, K-en pedig részben a Sajó-völgy adja, számos határa bizonytalan, nehezen értelmezhetı. E határok is jelzik, hogy a Bükkium egy olyan morfotektonikai egység, amelynek fejlıdését környezetével összhangban az alpi orogén rendszer tektonikai eseményei alakították, de hovatartozása napjainkig tisztázatlan. Hidrogeológiai és geotermikai adottságainak helyes értelmezéséhez a hagyományos karsztvizsgálatok (pl. forráshozamok, vízfestések, víztermelı kutak) adatai mellett elsısorban a tektonikai értelmezés nyújthat értékes információt a nagyságrendek, a részegységek különbözıségeinek és a felszín alatti hidrodinamikai kapcsolatrendszerek, vízutánpótlódások reális megítéléséhez, értelmezéséhez. Mind a földtani, mind a szerkezetfejlıdési rekonstrukciók és térképek számos vitát generáltak e bonyolult felépítéső, nehezen térképezhetı, faunaszegény területen. Napjainkig olyan nagyszerkezeti elképzelések születtek (BALLA, Z. 1997, KOVÁCS, S. et al. 2000, PELIKÁN P. 2005), amelyek egymással nem harmonizálnak így kevéssé épülhettek be az alkalmazott földtani (pl. hidrogeológiai) tanulmányokba. E dolgozat összeállítói huzamosabb ideje foglalkoznak a Bükk és elıtereinek reambuláló térképezésével, szerkezetfejlıdési és geopotenciál kutatásával. Eddigi eredményeink számos ponton eltérnek a leginkább közismert és a szakközönség által többé-kevésbé elfogadott rekonstrukciós modellektıl (KOZÁK, M et al. 2001, 2002a; MCINTOSH R. W. et al. 2008a), viszont jól harmonizál az elıtéri kutatási eredményeinkkel és a borsodi szénmedencék szekvenciasztratigráfiai újraértékelésével (PÜSPÖKI Z. 2004). 2. Új szerkezet értelmezés, mint a vízföldtani egységek különbözıségének meghatározói Részben egyetértve (CSONTOS L. 1999) rekonstrukciós modelljének számos elemével, alapvetıen kétirányú térrövidülés mutatható ki a Bükk és térsége területén, melynek deformációs folyamatai lényegében a késı-jura kora kréta idején elkezdıdhettek. Több száz szelvény feldolgozásunk és több mint mikrotektonikai mérésünk alapján kirajzolódni látszanak a Bükkre jellemzı sokfázisú, fıleg kompressziós morfotektonikai szerkezetfejlıdés bonyolult folyamatát meghatározó erırendszer vergencia irányai, ezek relatív sorrendje és hatásaik egymásba ágyazódó, egymásra szuperponálódó deformációinak következményei. 1 Dr. Kozák Miklós Debreceni Egyetem, Ásvány- és Földtani Tanszék, Debrecen kozakm@puma.unideb.hu 2 McIntosh Richard William Debreceni Egyetem, Ásvány- és Földtani Tanszék, Debrecen richard@puma.unideb.hu 3 Bálint Béla Debreceni Egyetem, Ásvány- és Földtani Tanszék, Debrecen kabba.9@fre .hu 4 Buday Tamás Debreceni Egyetem, Ásvány- és Földtani Tanszék, Debrecen rwbudayt@fre .hu 105

106 A Tardonai-dombság, és az Upponyi-hegység vulkanológiai, vulkanotektonikai és szekvenciasztratigráfiai elemzésekor vált igazolhatóvá, hogy a dombság szerkezetileg tagolt aljzata egyben a Kisfennsík és a központi hegységrész aljzatát is képezi. Azaz a kiemelt karszttömeg egy allochton helyzetben lévı, torlódásos, feltolódásos és visszapikkelyezıdéses övekkel tagolt, törve győrt takaró szerkezet. Az aljzatot az anyagi összetételt bizonyító nagytömegő és mérető vulkáni extraklaszt alapján gömöri típusú kristályos palák, metabázitok, granitoidok és a nekézsenyi kréta konglomerátumban is megtalálható permi vöröshomokkövek, euxin fácieső permokarbon mészkövek, gömöri típusú, helyenként faunás triász mészkövek és jura metaaleurolitok ill. kvarcitok, liditek képezik (KOZÁK M. 2001; CSÁMER Á. KOZÁK M. 2007; MCINTOSH R. W. et al. 2008/a,b). Az aljzat szerkezete a regionális geofizikai vizsgálatok alapján (SZALAY I. et al. 1989) fiatalabb fázisú É-ÉNy-ias fel- és rátolódásokat, helyenként főrészfog szerő tagolódást igazol, ami a terület felszíni morfogenetikájában is jól tükrözıdik. A bükki paleozoikum pontos hovatartozása bizonytalan, térben nagy valószínőséggel összegyúródik a Miskolcig lenyúló D-Gömöri aljzattal, amelynek nagyobb extraklaszt fragmentumait az Avason is megtaláltuk autochton andezittufába ágyazva. A hegység alapvetıen K-ÉK és ÉNy-i irányú, ismétlıdı torló mozgásoknak volt kitéve. Az elıbbi korábban és mélyebb helyzetben deformálta a hegységet nagyobb győrıdéseket hozva létre és felszínre préselve a K-ÉK-i részt. Az erózióbázis fölé emelkedı és az az alatt maradó rész határa feltehetıen a Hór-völgy vonalában húzódhatott. E mozgások egyes zónákban erıteljes torlódással feltolódásokkal jártak, míg a köztes szakaszokon mérsékeltebb volt a deformáció. Az erıhatás többször ismétlıdött, palásodást és budinásodást is okozott, haránttörései mentén egyes részei horizontálisan elırenyomultak. Nagy valószínőséggel még a kréta idején következhetett be az ÉNy-ias vergenciájú, az elızıre csaknem ortogonális térrövidülés, amely a kiemeltebb K-i hegységrészen redıszerő törésprofilokat eredményezett, míg a mélyebb helyzető Ny-i részen nagyobb győrıdések és feltolódások következtek be, helyenként visszapikkelyezıdések formájában. Már a krétától kezdıdıen bekövetkezik a két erırendszer megújuló mőködése, amelynek közös eredıjeként É-ias térrövidülés indult meg, s a Bükk eredeti aljzatáról lenyíródva már ekkor áttolódhatott az egykori primitív rift rendszeren (szarvaskıi jura ofiolit komplexum), amely a Bükkiumot és a Gömörikumot egykor elválasztotta. Ez a következtetésünk jó egyezést mutat Velledits Felicitász karbonátos fácies rekonstrukcióival (VELLEDITS F. 1998) a K-i hegységrészen a szerintünk már ekkor megindult paleokarsztosodást a terület izosztatikus lassú besüllyedése, valamint kainozóos karbonátos és sziliciklasztos üledékekkel való befedıdése követte. Az exhumálódás a késı-miocén óta folyamatosan tart (VINCZE, L. et al. 2006). Elızıleg azonban a Darnó-vonal mentén kialakult húzásos medence (Ózd Alsó-Szuhaivályú) peremére tolódott rá a Bükk és annak paleozoikumig lepusztult elıtéri pásztája. A DKrıl ható nyomóerı dominanciája miatt a hegység fı tömege ÉNy-ias rotációt szenvedett ismételt torló mozgásokat élve át. Íves morfotektonikai szerkezete és radiálisan kifutó haránttörései határozták meg az exhumálódó tömeg térbeli helyzetét, fı törései mentén kialakult völgyhálózatát. E legyezıszerő rotációs kiemelkedés forgáspontja a DNy-i szegélyen lehetett, míg a legnagyobb igénybevételt elszenvedett, tömegesen breccsásodó és erıteljesebben karsztosodó terület a keleten leszakadó néhány kiemelt szegélyblokk és a fennsík K-i pereme. A meredek feltolódásos profilok kedveztek a zsombolyok kialakulásának, a blokkhatárok menti ütközı zónákban a visszapikkelyezıdéseknek, s ennek megfelelıen a legérettebb karsztformák a fennsík szegélyein, különösen annak K-i részén alakulhattak ki. A szerkezeti képnek megfelelıen hidrogeológiailag elkülönül a Kisfennsík és a paleozóos É-i lábazat a hegység többi részétıl. A Kis-fennsík allochton helyzető takaró szerkezet, amelynek karsztosodásra alkalmas részei kis mélységig követhetık, relatíve gyengén 106

107 karsztosodtak és nem rendelkeznek termokarsztos gyökérzónával. Ennél fogva a terület relatíve vízszegény, gyorsan leürülı, leszálló viző, vékony takarókarszt. Az északi Bükk szegélyen csak ott találkozhatunk forrásvizekben gazdag völgyekkel, ahol a paleozoikum elvékonyodik, a mögötte lévı mezozóos karszttömeg közel kerül a hegységperemhez, és az É- D-i csapású, a harmadik erırendszerhez tartozó haránttörések mélyen átmetszik a hegységperemi paleozóos zónát (lásd: Szalajka-völgy). A Nagyfennsík viszonylag kompakt tömbje a hegység központi része, amely jelentısen összepréselt redırendszerbıl alakult ki. Kisebb feltárásain (pl. Olasz-kapu, Zsidó-rét, Jávorkút) nagyszerően kimutathatók mindazok a szerkezetek, tönkremeneteli típusok, töréses és győrt formák, visszapikkelyezıdések, amelyek a peremeken jól vizsgálhatók. A preformáltság hasonló jellegő és mértékő, mint a szegélyzóna kızetanyagán, de kevésbé tagolt és feltárt állapota miatt a rajta átszivárgó vizek elsısorban csak korróziós hatásukat képesek érvényesíteni, így karsztos formakincse szegényesebb a felszín alatt, mint a felszínen. Ennek megfelelıen a kasztosodás a K-i részén érettebb, a Ny-i részen pedig fiatalabb, nyersebb, mivel a vízrekesztı burkoló képzıdmények (jura palák, ofiolitok, paleozóos szegélyek) jobban visszaduzzasztják a leszálló karsztvizet, késleltetve annak leürülését. A helyi eltéréseket azok a tektonikai szuperpozíciós hatások okozzák, amelyek egyes helyeken a kızet csaknem teljes felaprózódásához vezettek. Ennek legjobban megfigyelhetı típusfeltárása, a Közép-Garadnai ötszintes kıbánya és környezete (MCINTOSH R. W. et al. 2008b). A jura borítottságú területnek a vízháztartási viszonyai jelentısen különböznek a hegység többi részétıl. A Fennsík oldalaira támaszkodó összlet visszaduzzasztja a központi karsztos tömeg vizét, amely csak nagyobb esızések után éri el azokat a magasabban nyíló forrásszájakat, amilyen például az Imó-forrás az Imó-kı lábánál. A relatíve fiatal É-ias ÉNy-ias kompressziós, rotációs mozgások során a hegységszerkezet É-ÉNy D-DK-i csapás mentén erısen aszimmetrikussá vált, az É-on erıteljesen kiemelt aljzattal szemben D-en mély árok süllyedék, a Maklári-árok jött létre. Az árok határoló képzıdményei és orientációja mindenben megfelel a korábban elmondott szerkezetfejlıdési képnek. A térségre uralkodóan az utolsó, ÉNy-ias erık nyomták rá bélyegüket. A D-i elıtéri árok mélykarsztját egy D-DK felé következı pikkelytakarós feltolódás két egymással valószínőleg nem kommunikáló zónára osztja. Az árkot K-en és Ny-on mély törések és kevésbé markáns, elsı generációs torlódásos hátak határolják (1. ábra). 1. ábra. A Bükk és elıtereinek szerkezeti vízföldtani vázlata 107

108 3. A D-i elıtér fedett karsztjának vízutánpótlódása A hegységre lehulló csapadékmennyiség sok év átlagában 773 mm/év, amely területrészenként eltéréseket mutat, a hegylábi részeken ~650mm/év, a Nagyfennsíkon ~800mm/év. Az összesített forráshozamok és a hozzájuk számított termelı kutak együttes átlagos vízleadása m 3 /nap, ami éves összesítésben ~70, m 3. Amennyiben ezt az értéket mértékadónak fogadjuk el, úgy a sokéves átlagos beszivárgás értéke ~32,4%. Természetesen ez az érték területrészenként, évszakonként, valamint léghımérséklettıl, széljárástól, csapadékeloszlástól és intenzitástól függı módon erısen eltérı helyi és idıszakos értékeket takarhat. Nyilvánvaló, hogy a vízzáró részeken igen csekély, a hegylábi részeken gyakran a 20-25%-ot sem éri el (SÁSDI L. 2002), míg a fennsík nyílt karsztos töbörsorainál idıszakosan és átmenetileg akár 50-70% is lehet. Ha a nyílt karszt területére a szakirodalmi forrásokban közölt adatok átlagaként 36%-os beszivárgási tényezıt tételezünk fel, a felszín alá jutó vízmennyiség 8-12 Mm 3, s ennek csupán kis része jut a termikusan felfőtött mélykarsztba. Mivel a Bükk elıtereiben a mélykarszt 2000 m-es mélységszint alatti zónáig megtalálható, pedig ennek fedıjében nagyrészt vízrekesztı vagy változóan vízvezetı képzıdmények települnek, s az elıtéri medencét szerkezeti gerincek (hidrogeológiai barrierek) határolják le, így a mélykarsztnak mérsékelt természetes megcsapolódása valószínő az Alföld irányába (2. ábra). Bár a mélykarszt vonala a Közép-magyarországi lineamensig követhetı, a Maklári-árok peremének feltolódásos aljzatgerincei a közvetlen kommunikációt nagyrészt leárnyékolják. Így az ettıl É- ra és D-re húzódó termokarsztok lényegében önálló egységekként értelmezhetık. A termokarszt termogravitatív hidrocirkulációs folyamataiban csak olyan tömegő víz mozgása, utánpótlódása, cseréje lehetséges, amennyi a Maklári-árok aljzatképzıdményeibıl visszaáramló termálvízbıl természetes módon, hévforrásokban felszínre bukkan, mesterségesen kitermelıdik (pl. hévízfúrások) vagy a felszín közeli zóna porózus üledékeibe áramolva kerül ki a termokarszt félig zárt rendszerébıl. Bizonyosra vehetı, hogy a közvetlen vagy közvetett mesterséges megcsapolások is (pl. Egerszalók, Mezıkövesd-Zsórifürdı, Miskolc Augusztus 20 termál strand) fokozzák a termokarszt vízforgalmát, azaz a vízkivétel okozta depressziók növelik a hegység leszálló karsztvízbıl történı utánpótlódást, de ezzel vegyileg és termikusan is hígítják a hévizeket. A fenti megfontolások alapján a mélykarsztba potenciálisan lejutó karsztvíz mennyisége éves szinten kb millió m 3 között mozoghat. Az ÉKÖVIZIG adatai szerint a mőködése területén 7,4 millió m 3 hévizet termelnek, mintegy 56 ponton (KOLESZÁR J. 2005). Az aljzatszerkezet alapján ezeknek csupán egy része van közvetlen kommunikációs kapcsolatban a Bükk leszálló karsztvízrendszerével. A Maklári-árok mély termokarszt rendszeréhez kötıdı források és fúrások, jelenleg fürdık termálvíz ellátására szolgálnak. 4. A termogravitatív vízkörforgalom egyszerősített modellje és készlet egyensúlya A vázolt szerkezeti adottságok miatt a Bükk kiemelt karsztos tömegének leszálló karsztvizébıl fıként D-i, DK-i és DNy-i irányban jut le egy relatíve csekély vízmennyiség a földi hıáram által felfőtött elıtéri mélykarsztba. A termokarszt teljes vízforgalma az alábbi egyszerősített egyenlettel írható fel: Q u =q kiv +q elsz +q kif ahol: Q u a termokarsztba a leszálló karsztvíz övbıl lejutó víz utánpótlás q kiv a termokarsztból mesterséges eszközökkel kitermelt termálvíz q elsz a karsztos felszínre települt porózus üledékekben elszivárgó víz q kif a hegységperemi felszálló viző termálforrásokon kilépı hozam. 108

109 Számításaink szerint a termokarsztba évente lejutó karsztvíz mindegy 6-12, átlagosan 9 millió m 3. A mesterséges vízkivétel jelenleg 6-8 millió m 3 -re becsülhetı, s feltehetıen 1-2 millió köbméter víz a nyomásgradiensnek megfelelıen a fiatalabb porózus üledékekben elszivárogva távozik a rendszerbıl. Mindez azt jelenti, hogy a termokarszt vízforgalma kritikus határértéken mozog, a jelenlegi kitermelési érték számottevıen nem növelhetı a rendszer folyamatos lehőtése nélkül. Ennek oka az, hogy a közvetlen termogravitatív hidrokommunikáció egy viszonylag keskeny hegységelıtéri sávra koncentrálódik, melynek déli határa alapvetıen a Maklári-árkot DK felıl szegélyezı pikkelytakarós feltolódás. A jelenlegi adottságok bizonytalanságai és kockázati tényezıi miatt, nem javasoljuk a termálvíz-kivétel mennyiségi növelését, s a meglevı kinyerési helyek környezetében szigorított ellenırzéssel kellene felügyelni a rendszer mőködését, megakadályozni a további bıvítést, vagy az illegális vízkivételt. Tehát újabb fürdıhelyek tervezésének, a fürdı- és gyógyturizmus mennyiségi bıvítésének jelenleg nincs alapja. Fejlesztési lehetıségek a meglévı kapacitás ésszerőbb használata és a mőködı kinyerési helyek szolgáltatásainak bıvítése lehet. 2. ábra. A törve győrt karsztos triász alaphegység termogravitatív vízáramlási rendszerei 109

110 Lehetıséget látunk azonban a nem hagyományos hıbányászat korlátozott megjelenítésére közvetítı közeges hıtermelési módok rendszerbe állításával. Ilyen lehet például az elfolyó langyos- és melegvizek természetes és mesterséges medreinek (pl. Hejı, csatornák) hıcserélıvel történı megcsapolása, a mélykarszt fedı üledékeinek a termogravitatív rendszert nem veszélyeztetı felszín közeli zóna megcsapolása hıszondákkal, valamint a hıtápterület D-i szegélyeinek középmély hıbányászati hasznosítása a (KOVÁCS, S. KOZÁK, M. 2007) módszerrel. Irodalom BALLA, Z. (1997) On the tectonic subdivision of Hungary (Magyarország tektonikai felosztásáról). Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése /II. pp CSÁMER, Á. KOZÁK, M. (2007) Traces of phreatomagmatic explosions in andesite tuff in the NE foreground of the Bükk Mountains. Acta GGM Debrecina Geology, Geomorphology, Physical Geography Series Vol. 2, pp CSONTOS L. (1999) A Bükk hegység szerkezetének fıbb vonásai. Földtani Közlöny pp FÜLÖP J. DANK V. szerk. (1987) Magyarország földtani térképe a kainozoikum elhagyásával - 2. lap MÁFI kiadvány, Budapest KOLESZÁR J. (2005) A hévízkészletekkel való gazdálkodás aktuális problémái az Észak-magyarországi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság mőködési területén. Kézirat, ÉKÖVIZIG 12p. KOVÁCS, S. SZEDERKÉNYI, T. HAAS, J. BUDA, GY. CSÁSZÁR, G. NAGYMAROSI A. (2000) Tectonostratigraphic terranes in the pre-neogene basement of the Hungarian part of the Pannonian area. Acta Geologica Hungarica, Vol. 43/3, pp KOVÁCS, S. KOZÁK, M. (2007) A new application of geothermal energy. Acta GGM Debrecina Geology, Geomorphology, Physical Geography Series Vol. 2, pp KOZÁK, M. PÜSPÖKI, Z. MCINTOSH, R. W. (2001) Structural Development Outline of the Bükk Mountains Reflecting Recent Regional Studies. Acta Geographica, Geologica ac Meteorologica Debrecina, Tom. XXXV. pp KOZÁK, M. MCINTOSH, R.W. PÜSPÖKI, Z. (2002/a) Structural development outline of the Bükk mountains reflecting recent regional studies. Proceedings of the XVII. Congress of Carpathian-Balkan Geological Association; Special Issue of the Geologica Carpathica (CD) Vol. 53. KOZÁK M. VINCZE L. PÜSPÖKI Z. MCINTOSH R. W. (2002/b) Adalékok a Sajó mellékvizei völgyfejlıdésének szerkezet morfogeneziséhez és mértnökgeológiájához. Bányászat, Kohászat, Földtan Konferencia EMT Menyháza 2002 április 5 7. MCINTOSH R. W. KOZÁK M. (2007) Morfotektonikai rekonstrukció a Bükk-hegységben. Bányászat, Kohászat, Földtan Konferencia Kiadvány EMT Buziásfürdı, pp MCINTOSH R. W. KOZÁK M. BÁLINT B. (2008/a) Morfotektonikai rekonstrukció a bükki Garadna-völgyben. EMT X. Bányászati, Kohászati, Földtani Konferencia kiadványa EMT Nagyszeben, pp MCINTOSH R. W. KOZÁK M. BÁLINT B. (2008/b) Morfogenetikai jelenségek szerkezeti értelmezése az ÉK-i Bükkben. Tiszteletkötet Dr. Göız Lajos professzor 80. születésnapjára, Nyíregyházi Fıiskola kiadványa, Nyíregyháza, pp PELIKÁN P. szerk. (2005) A Bükk hegység földtana Magyarázó a Bükk-hegység földtani térképéhez (1:50 000). MÁFI kiadv p. PÜSPÖKI Z. (2004) A Tardonai-dombság miocén medencefejlıdése az üledékes szekvenciák fácies- és rétegtani adatainak tükrében. PhD doktori értekezés, kézirat, DE, Ásvány- és Földtani Tsz. Debrecen, 211p. SÁSDI L. (2002) A Bükk hegységben végzett víznyomjelzéses vizsgálatok értékelése. Karsztvízkutatás Magyarországon II. A bükki karsztvízkutatás legújabb eredményei. pp SZALAY I. BRAUN L. PETROVICS I. (1989) A Szuha-völgy és a Darvó-öv reflexiós reflexiós szerkezetkutatása. Annual Report of the Eötvös Loránd Geophysical Institute of Hungary for 1987, pp VELLEDITS F. (1998) A bükki középsı és felsıtriász rétegtani korrelációja és fejlıdéstörténeti elemzése. PhD értekezés. Kézirat, MÁFI könyvtár VINCZE, L. KOZÁK, M. KOVÁCS-PÁLFFY, P. PAPP, I. PÜSPÖKI, Z. (2005) Origin of red clays around Miskolc (northern Hungary) ACTA Mineralogica-Petrographica Tom. XLVI, pp GEOSERVICE Kft (2002) A Bogácsi Thermálfürdı Kft. hévízkútjai védıidomának meghatározása. Kézirat, Miskolc SMARAGD-GSH Kft. (2003) Egerszalók De-42 és De-42/a hévízkutak védıidomának meghatározása.íkézirat, Budapest Vízkészletgazdálkodási Atlasz OVF Budapest

111 Dr. Lakatos Károly 1 Kisvízerımővek a Sajón Összefoglaló A Sajó és vízgyőjtı területének általános hidrológiai, geológiai ismertetése után bemutatjuk a folyónak a szlovák-magyar határtól a torkolatig terjedı szakaszára kidolgozott vízerı hasznosítási tervet. Részletes hidrológiai adatgyőjtés után elkészítettünk egy megvalósíthatósági tanulmányt a Sajón létesítendı vízerımő fı mőszaki, energetikai jellemzıinek meghatározása érdekében. A vízügyi és környezetvédelmi szempontok minél körültekintıbb tisztázása után az erımő helyszínére pontos javaslatot tettünk egy kétszeres kanyart rövidítı átvágásban. A vízerımő kiépítési vízhozamát 20, 25 és 30 m 3 /s esetén vizsgáljuk, a duzzasztási szintet pedig 141,25 maf, 141,5 maf és 141,75 maf értékőnek vettük. Mivel alvízkotrással és anélkül is elvégeztük az energetikai vizsgálatokat, végül is összesen 18 változat készült. Az installálandó teljesítmény értéke a választható 18 lehetıség függvényében 479 és 1036 kw között lehet, természetesen részletezzük mindegyik esetre ezen adatokat. Az évente megtermelhetı energia nagysága pedig 2,65 és 4,51 GWh között van. 1. A Sajó forrásvidéke és fı vízgyőjtıje 1. ábra. A Sajó forrásvidéke A Sajó (Slaná) a Gömör-Szepesi Érchegységben (Slovenské Rudohorie) található Sajóréde (Rejdová) községtıl nyugatra lévı Sztolicsna-csúcs (Stolica) keleti lejtıjén, a tenger szintje fölött m közötti magasságban lévı jelöletlen forráscsoportból ered. Mintegy 233 km megtétele után a Borsod és Zemplén határán, Tiszaújváros fölött torkollik a Tiszába. 1 Dr. Lakatos Károly Miskolci Egyetem, Áramlás- és Hıtechnikai Gépek Tanszék aramlk@uni-miskolc.hu 111

112 Nem sokkal a torkolat elıtt veszi fel legnagyobb mellékfolyójának, a vele ott körülbelül azonos nagyságú Hernádnak a vizét. Hidrológiai-energetikai szempontból nem közömbös az 1. ábra jobboldali felsı részén is megfigyelhetı nagy vízépítési létesítmény. Az 50-es években a Sajótól csak pár km-re lévı, de ott még a Hernád (Hornád) vízgyőjtıjéhez tartozó és körülbelül 270 m-rel magasabban fekvı völgyben folyó Gölnic-patak (Hnilec) vizének nagy részét az Imrikfalvi víztározóból (Vodná nadrž Palcmanska Maša) a Dobsinai Vízerımővön (Vodné Elektráren Dobšina) keresztül a Csiga-völgybe (Vlčia dolina), majd onnan a Sajóba vezetik. A Sajó vízhozama a Dobsinai-patak (Dobšinský potok) torkolatától, tehát a Felsı-Sajó (Vysná Slana) alatti szakaszon érezhetıen, üzemviteltıl függıen néhány m 3 /s-mal megnıhet, ami számunkra is értékes. Ezen kívül más vízépítési munkálatok is befolyásolják a Sajó egyes szakaszainak a vízhozamát. Például a Kulcsár-völgyi patak és a Hejı közvetlenül a Tiszába történı vezetésével, de ezek egyike sem bír különösebb energetikai jelentıséggel. 2. A Sajó középsı és alsó szakasza 2. ábra. A Sajó középsı, számunkra energetikailag legértékesebb szakasza A Sajó a történelmi Gömörön át Rozsnyó (Rožnava), Pelsıc (Plešivec), Tornalja (Tornal a) és Putnok városok érintésével érkezik Borsodba. Közben mindkét oldalról mellékvizek torkollanak belé. Az 1. ábrán látható, hogy a forrásvidékén középhegységi jellegő. A lefelé mind szélesebb Sajó-völgy Putnok és Kazincbarcika között ismét összeszőkül, a számunkra leginkább figyelemre méltó 0,55 eséső szakasz a 2. ábrán látható. Kazincbarcika térségétıl Miskolcig a táj dombvidéki, majd Miskolc alatt teljesen síkvidéki jellegő, az esése még ezen az alsó szakaszon is számottevı: 0,4. Noha a Sajó teljes hosszának csak mintegy 40%-a jut a Felvidék területére, a vízgyőjtınek közel 70%-a, és a vízhozamnak még ennél is jóval nagyobb része származik innen. A természetesen kialakuló vízhozamokat a Dobsinai patakon készült két víztározóval, a Rima folyón (Rimava) Klenóc (Klenovec) fölött épített víztározóval, és a Murány patakon (Muráň) Rıce (Revúca) alatt épített víztározóval befolyásolják. Ezek mőködése a középsı és az alsó szakaszon tervezett erımővekre is hatással van. A kisebb tározókat és a Sajó legalsó szakaszát 112

113 érintı beavatkozásokat nem említettük. Több, egyenként 5-10 millió m 3 -es víztározó építése várható a jövıben. A vízgyőjtı területrıl érkezı víz a karszt hegységek visszatartó hatása miatt aránylag ritkán okoz nagy árvizet, utoljára 1974-ben volt ilyen. A tavaszi hóolvadás hatása is elnyújtott, márciustól májusig tart, de aszályos nyár esetén is csak szeptemberben kell a karszt kiürülésével számolni. Október-novemberben pedig rendre jelentıs csapadék hull, ami a vízháztartást rendbe teszi. Ezen körülmények a vízerımő üzeme szempontjából kifejezetten elınyösek. Lényeges megemlíteni még a nyár végi, ısz eleji vízszegény idıszakot, a biológiailag mederben tartandó vízmennyiség szempontjából. Utoljára a XVIII. századból vannak feljegyzések a Sajó teljes kiszáradásáról. A folyó minimális vízhozama e középsı szakaszon a 2 m 3 /s körüli értéket ritkán múlja alul, ami az életfeltételek biztosításához a tapasztalat szerint még éppen elegendı. Vízkivétel a Sajóból egyre kisebb. A 80-as években ez a tétel még több m 3 /s volt, azonban a nehézipar összeomlása, a vízdíjak rendkívüli mértékő emelkedése és a hatósági szigorítás miatt ez nagyon lecsökkent, további csökkenés is valószínő. Egyetlen kivétel ez alól Berentén a hıerımővi felhasználás, de a folyó vízhozamát ez tulajdonképpen nem érinti, csak a hımérsékletét emeli. 3. ábra. Vízlépcsık a Sajón, ponttal ( ) jelölve A 3. ábrán a vízügyi és energetikai szempontból ma megvalósíthatónak látszó lehetıségeket ábrázoltuk (KULLMANN L. et al. 2004). Természetesen vannak olyan szempontok is, amelyekkel kapcsolatban mások nyilvánítanak majd véleményt. Például a hajózhatóság megteremtése érdekében az itt vázoltnál több vízlépcsı és magasabb duzzasztási szintek volnának kívánatosak. Bizonyos természetvédelmi körök szerint minden harmadik vízlépcsı építhetı csak meg a helyrehozhatatlan környezeti károk elkerülése érdekében. Mi mindenképpen igyekeztünk olyan területeket kijelölni, amelyek elhagyatottak, ahol láthatólag komoly tevékenységet a környéken évek-évtizedek óta senki nem végez. Mint minden vizes élıhely, a Sajó és környezete értékes, óvandó. De olyan különösen védendı egyedi érték nincs sehol sem, amely kiemelendı az általánosan értékes területek közül. A területileg illetékes ÉKÖVÍZIG szakembereivel konzultálva azonban megértjük és természetesen készek vagyunk figyelembe is venni, hogy elsıdleges jelentıségőek a 113

114 vízgazdálkodás, az árvíz- és a természetvédelem szempontjai. A vízügyi elıírások egészen pontosan a következık. Az árvízvédelmi töltéssel határolt folyószakaszokon a hullámtéren csak olyan beavatkozásokat szabad tervezni, amelyeknek a hatására a mértékadó árvíz szintje max. 10 cm-rel nı meg. Például a Vadna és Sajógalgóc között lévı hosszúrévi híd környéke szőkület, hiába tőnik ideálisnak energetikai és logisztikai szempontból. A tervezett duzzasztómővet, erıtelepet, más mőtárgyakat árvíz idején is biztonsággal meg lehessen közelíteni és azok kezelhetık legyenek. Az árvízvédelmi töltést a vízoldalon 60 m-re a mentett oldalon 110 m-re lehet munkagödörrel megközelíteni. A tervezett duzzasztás hatására a kiépítési vízhozamnak megfelelı térfogatáram esetén a folyó nem léphet ki a középvízi mederbıl. Tehát tározó tóra jelenleg sajnos még gondolni sem érdemes, csak mederduzzasztás lehet megengedett. Az esés megteremtése a duzzasztási szinttel csak korlátozottan, az alvízi kotrás segítségével inkább elfogadott. A folyó élıvíz jellegét a duzzasztó alatt is fenn kell tartani, az átjárhatóság biztosítandó. A mőtárgyakat úgy kell megépíteni, hogy a hallépcsın és más módon a biológiai minimum vízhozam mindig átbocsátható legyen. A duzzasztóhoz és az erıtelephez csatlakoztatni kell a meglévı folyószabályozási mőveket, illetve a még szükséges partbiztosításokat is meg kell tervezni, ki kell építeni. Ezek a partbiztosító mővek a középvíz szintje felett 1,5 m magasságban 1 m széles padkával, 30 cm vastagságú kırakattal és a partbiztosítást megtámasztó 30 cm vastagságú, a mélypontig tartó kıszórással alakítandók ki. A fenti irányelveket figyelembe véve a Sajó lehetséges vízlépcsıi a következı települések térségében képzelhetık el: Putnok, Dubicsány, Sajókaza Berente, Miskolc, Alsózsolca, Girincs, Kiscsécs. Vázlatterv szinten mindegyik színhelyre létezik már valamilyen megoldási javaslat. Ezek ismertetésére ehelyütt nincs lehetıség, de az érdekesség kedvéért az 5. ábrán egyet bemutatunk. 3. Példa egy vízerımőre a Sajó középsı szakaszán A folyó egyik meander jellegő szakaszán két kanyar levágásával a meder hossza jó 1600 m-rel megrövidíthetı (LAKATOS K. 2008). Ezáltal mintegy 0,8 m nettó esés nyerhetı, nem beszélve a duzzasztás adta lehetıségrıl. Az átmetszést elegendı a mederképzı vízhozamra ami itt 90 m 3 /s kiépíteni. A jelenlegi medret keresztgátakkal zárjuk le, amelyekbe 1 m-es mérető zsilipek beépítése történik. A négy zsilip feladata a holtágak szintjének szabályozása, továbbá szükség esetén azok öblítése. Az átmetszés tervezett fı adataival fenékszélesség 20 m; oldalrézső hajlása 1:2; tervezett legnagyobb vízmélység 2,5 m; fenékesés 0,5 ; hidraulikai érdesség 0,02 m a csatorna Q=111 m 3 /s vízhozam elvezetésére alkalmas, ami jóval több, mint a jelenlegi mederképzı 90 m 3 /s vízhozam. A mederképzı vízhozamnak megfelelı áramlási sebesség 1,7 m/s. Ezen adatok részletes számításának bemutatása is lehetetlen a terjedelmi korlátok miatt. Az Észak-magyarországi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóságtól megvásároltuk a Sajópüspöki vízmércénél január 1. és december 31. között érvényes vízállás- és 114

115 vízhozam adatokat, napi bontásban (ÉKÖVIZIG 2008). A rendelkezésre álló 7670 nap adata bıségesen elegendı a vízhozam tartósság és gyakoriság görbék meghatározásához. Az Excelben elvégzett statisztikai számítások eredményeit a 4. ábrán mutatjuk be. 120,00 100,00 80,00 % 60,00 40,00 20,00 0, m3/s 4. ábra. Vízhozam tartósság január 1. és december 31. között A 4. ábra vízhozam adatainak tartományán túl is hidrológiai számításokat végeztünk, ezáltal meghatároztuk a duzzasztás vízlépcsı-vízhozam görbéit. Ezek közül az 5. ábrán példaképpen bemutatjuk az alvízi kotrás nélkül érvényes esetben érvényes görbesorozatot. A tervezett erımő gyakorlatilag egész évben mőködıképes lehet, hiszen még a legkisebb, 2 m körüli esés még bıven megfelel a turbináknak. 6 5 H [m] H 141,25 maf. duzzasztással H 141,50 maf. duzzasztással H 141,75 maf. duzzasztással 0 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 Q [m3/s] 5. ábra. A duzzasztás vízhozam-vízlépcsı jelleggörbéje Az energetikai számítások végeredményét mutatjuk be az 1. táblázat segítségével. Összesen 18 variációt dolgoztunk ki. A magasabb duzzasztási szinttel járó lényegesen nagyobb energia csak hatósági engedélyezés kérdése, a talajvízszint kismértékő emelésének álláspontunk szerint nincs indokolható akadálya. Az alvízi mederkotrás energetikai elınyei is nyilvánvalók, ez szintén hatósági engedélyezés kérdése, álláspontunk szerint a talajvízszint kismértékő csökkentésének álláspontunk szerint nincs indokolható akadálya. A mederkotrás nélküli eset költségtakarékos, de ha a projekt megvalósul, néhány évi üzem után a mederkotrásra a tulajdonos a nyilvánvaló energetikai elınyök miatt sort fog keríteni. 115

116 1. táblázat. A beépítendı generátorteljesítmények és az évente fejleszthetı energia Duzzasztás 141,75 maf. 141,50 maf. 141,25 maf. Q [m 3 /s] alvízi kotrással alvvízi kotrás nélkül alvízi kotrással alvízi kotrás nélkül alvízi kotrással alvízi kotrás nélkül kw 768 kw 984 kw 717 kw 933 kw 665 kw kw 661 kw 841 kw 618 kw 798 kw 575 kw kw 547 kw 692 kw 512 kw 657 kw 479 kw Duzzasztás 141,75 maf. 141,50 maf. 141,25 maf. Q [m 3 /s] alvízi kotrással alvízi kotrás nélkül alvízi kotrással alvízi kotrás nélkül alvízi kotrással alvízi kotrás nélkül 30 4,51 GWh 3,39 GWh 4,29 GWh 3,18 GWh 4,08 GWh 2,97 GWh 25 4,29 GWh 3,24 GWh 4,09 GWh 3,04 GWh 3,89 GWh 2,83 GWh 20 3,99 GWh 3,02 GWh 3,81 GWh 2,84 GWh 3,62 GWh 2,65 GWh 5. ábra. Mederduzzasztásos vízerımő, a kanyarulatok levágásával A jelenlegi átvételi feltételek olyanok, hogy az ilyen kis erımővekben megtermelt energiát biztosan értékesíteni lehet, és olyan áron, amely a beruházási költségek megtérülését még a 141,25 141,75 maf. értékő jelentéktelen duzzasztás mellett is szavatolják. Részletesebb adatot errıl a beruházó engedélye nélkül nem közölhetünk. Irodalom KULLMANN L. LAKATOS K. ÖTVÖS P. (2004)A hazai megújuló energetikai potenciál reális értékeinek közelítı meghatározása a vízenergia területén. Hidrológiai Közlöny, 84. évf. 2004/3. szám, Budapest, pp LAKATOS, K. (2008) A Sajó vízenergia potenciáljának felmérése. Megvalósíthatósági tanulmány, a La-Bor Bt. ÉKÖVIZIG (2008) A Sajó folyó Sajópüspöki vízmércéjének érvényes vízhozam és vízállás adatsora január 1. és december 31. között 116

117 Péliné Németh Csilla 1 Dr. Radics Kornélia 2 Dr. Bartholy Judit 3 A hasznosítható szélenergia regionális tendenciái Magyarországon Napjainkban amikor már közismert ténynek tekinthetı, hogy az emberi tevékenység befolyásolja a Föld éghajlatának alakulását megnövekedett az igény a klímaváltozás globális és regionális hatásainak elemzésére, következményeinek becslésére. Az egyes meteorológiai paraméterek átlagos értékeinek elmozdulása mellett kiemelt figyelmet igényel a szélsıséges idıjárási és éghajlati események esetleges gyakorisági változása is. A több mint egy évtizede megkezdett hazai szélenergetikai vizsgálatokból is hiányoznak még a szélerımővek optimális elhelyezését szolgáló szélsıérték-vizsgálatok és tendenciaelemzések, melyek nélkülözhetetlenek a várható energiatermelés becsléséhez. Ezért az ELTE Meteorológiai Tanszékén több mint egy évtizede elindult szélklimatológiai kutatások egyik célja a hazai szélklíma paramétereinek és szélsıségeinek részletes elemzése volt. 1. Bevezetés Az elmúlt évszázadok során robbanásszerően megnövekedett energiafelhasználás minden igényt kielégítı biztosítása napjainkban jelentıs környezetterhelést eredményez. A folyamatos gazdasági növekedést és ezzel párhuzamosan a környezetünkre gyakorolt pusztító hatások mérséklését jelenlegi tudásunk szerint csupán az egy fıre jutó energiafelhasználás jelentıs mértékő csökkentésével és a megújuló energiaforrások egyre nagyobb mértékő felhasználásával érhetjük el. Magyarországon a szélenergia hasznosítását nehezíti a hazai potenciális készletek megbízható becsléseinek hiánya. E becslések csupán abban az esetben készíthetık el, ha megfelelı minıségő, egységes, homogenizált mérési adatsor áll rendelkezésre. Kutatásaink során a 36 szinoptikus meteorológiai állomás ig terjedı adatsorainak minıségi és mennyiségi ellenırzése, feldolgozása után elemeztük a szélmezı klimatológiai szempontból lényeges statisztikai jellemzıit. Az órás szélsebesség, szélirány és széllökés adatokat tartalmazó idısor felhasználásával becsültük a szélklíma legfontosabb paramétereinek és szélsıértékeinek évek közötti változékonyságát, azok térbeli és idıbeli tendenciáit. A regionális skálán várható éghajlatváltozás is befolyásolhatja hazánk szélklímáját, illetve az extrémumok elıfordulásának gyakoriságait. Ezért kutatásaink következı szakaszában a sem térben, sem idıben nem homogén, pontszerően mért állomásadatok és az ERA40 adatbázis által rendelkezésre álló homogén reanalízis mezık összehasonlítását végeztük el. Vizsgálataink során arra a kérdésre kerestük a választ, hogy a térben és idıben hiányos szélmérési adatsorokat helyettesíthetjük-e a hiánymentesen rendelkezésre álló, s számos nemzetközi forrás által minıséginek értékelt ERA40 reanalízis idısorokkal. Ennek ismeretében meghatározható, hogy a XXI. század közepére, végére készült modellszimulációk mennyire alkalmazhatóak a változó klimatikus viszonyokkal együttesen módosuló megújuló energiaforrások potenciáljainak becslésére. 1 Péliné Németh Csilla MH Geoinformációs Szolgálat, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Meteorológiai Tanszék, Budapest peline.csilla@mil.hu 2 Dr. Radics Kornélia MH Geoinformációs Szolgálat, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Meteorológiai Tanszék, Budapest kornelia.radics@mil.hu 3 Dr. Bartholy Judit Eötvös Loránd Tudományegyetem, Meteorológiai Tanszék, Budapest bari@ludens.elte.hu 117

118 2. A vizsgálatokhoz felhasznált adatok Vizsgálatainkhoz 36 már automatizált magyarországi szinoptikus meteorológiai állomás ig terjedı, órás adatsorai álltak rendelkezésünkre, melyet az Magyar Honvédség Geoinformációs Szolgálata biztosított részünkre. A földfelszíni megfigyelési adatbázis (SYNOP távirat) órás szélsebesség, szélirány és széllökés értékeket egészre kerekített sebességet (m s -1 -ban) és tíz fokra kerekített szélirányt tartalmaz. A fenti idıszak folyamán azonban több állomást más helyszínre költöztettek, illetve esetenként új állomásokat is telepítettek. A közvetlen és a távoli környezet, valamint a mérési magasság idıközbeni megváltozása tovább nehezítette a homogén adatbázis létrehozását. E tényeknek köszönhetıen az adatsorok teljes idıszakra vonatkozó egységes vizsgálata az inhomogenitások miatt lehetetlenné vált. Így a hazai szélklíma szélsıségeinek elemzését 23 szinoptikus meteorológiai állomás (1. táblázat) melyek földrajzi elhelyezkedése a 1. ábrán látható tizenegy éves ( ) idısorán végeztük. Kivételt képeznek ez alól Miskolc és Kecskemét állomások, ahol 1997 júliusával, illetve 1998 januárjával kezdıdött meg az automata adatszolgáltatás. Kilenc éves ( ) adatbázist használtunk Taszár esetén az állomás 2005-ben történt bezárása miatt. Külön figyelmet szenteltünk a Szombathely és Szeged állomásokról származó adatoknak. Szombathely esetén az állomást 2002-ben a szélmérési magasság megváltoztatása nélkül áthelyezték. Szegeden pedig 2004-ben a mérési magasságot 8,76 m-rıl 10 m-re növelték. 1. táblázat. A vizsgálatokhoz felhasznált adatsorok hossza és a szélmérı mőszerek felszín feletti magassága Jel Állomás Felhasznált adatsor Mérımőszer magassága (m) SZ Szécsény ,40 JO Jósvafı ,99 MI Miskolc ,25 ZY Záhony ,71 SY Szombathely ,56 MV Mosonmagyaróvár ,99 GY Gyır ,17 SA Szentkirályszabadja ,00 TT Tata ,30 BL Budapest/Lırinc ,68 AG Agárd ,30 KK Kékestetı ,07 SN Szolnok ,00 PO Poroszló ,45 DC Debrecen ,23 SG Szentgotthárd ,61 NA Nagykanizsa ,69 TA Taszár ,00 SI Siófok ,10 PS Paks ,80 BJ Baja ,30 KE Kecskemét ,00 UD Szeged ,76 / 10 Elsı lépésként az adatsorok minıségi ellenırzését végeztük el. A hibás értékek kiszőrése több lépcsıben, számos szempont figyelembe vételével történt (RADICS K. et al. 2008). Ezután az adatsorok tartalmi ellenırzését és az extrém értékek szőrését hajtottuk végre. A kutatás következı fázisában az adathiányok esetleges pótlásával foglalkoztunk, az 118

119 idısorokban fellelhetı adathiányokat, azok idıbeli eloszlását elemeztük. Általánosságban elmondható, hogy jelentıs mennyiségő adat egyetlen állomás esetén sem hiányzik. Az adathiányok rendezetlen idıbeli eloszlása miatt nem alkalmaztunk adatpótló technikát. A fenti döntésünket szakirodalmi eredmények is alátámasztották (MOLLY, J. P. 1990; HAU, E. 1996; DOBESCH, H. KURY, G. 1999). SG SY MV GY SA SI NA TA TT AG PS SZ BL KE BJ JO MI KK PO DC SN UD ZY 1. ábra. A vizsgálatba bevont meteorológiai állomások földrajzi elhelyezkedése ( ) Az ún. ERA-40 reanalízis-adatbázist az európai ECMWF központ állította össze azzal a céllal, hogy a meteorológiai változók megbízható, több évtizedes ( ) adatsorai a nemzetközi kutatások számára az egész Földre vonatkozóan rendelkezésre álljanak. Vizsgálatainkhoz a 10 m-es szélkomponensek (u, v) idıszakra vonatkozó, 1 1 felbontású (2. ábra), hat órás (0, 6, 12, 18 UTC) rácsponti idısorait használtuk fel, melyhez az Országos Meteorológiai Szolgálat közremőködésével jutottunk hozzá. 16 E 49 N 18 E 20 E 22 E 49 N 48 N 48 N 47 N 47 N 46 N 46 N 45 N 45 N 17 E 19 E 21 E 23 E 2. ábra. Az ERA-40 hazánk területére esı rácspontjai 119

120 3. Vizsgálatok, eredmények, következtetések Elsı lépésként hazánk szélklímájának legfontosabb jellemzıit tekintettük át. Majd a szinoptikus meteorológiai állomásokon mért szélsebesség és széllökés értékek hároméves csúszó átlagainak felhasználásával elemeztük a szélsıértékek meghatározott szintátlépéseinek (medián, 90%, 95%, 99%) számát és idıbeli változásának területi eloszlását (3. ábra). Az es idıszakra vonatkozó percentilis értékek vizsgálata során csupán néhány állomás esetén találtunk emelkedı tendenciát. Míg az átlagos szélsebesség 90%-os percentilise az ország szinte teljes területén változatlan értéket vesz fel, addig a széllökés esetén valamint a vizsgált percentilis értékének növelésével az ország egyre nagyobb területén jelenik meg a csökkenı tendencia. Sıt a percentilis érték növelésével a csökkenés mértéke is jelentısen nı. Minden esetben kirajzolódik a Dunántúlra és az alföldi régiókra jellemzı eltérı viselkedés. Míg a dunántúli területeken a szélsıértékek általában csökkenı tendenciát mutatnak, addig az Alföld jelentıs részén nem mutatható ki a percentilis értékek idıbeli változása, vagy azok növekedése jelenik meg. Átlagos szélsebesség Széllökés 90 % SG MV SZ GY SY TT SA AG NA SI PS TA BJ KK BL PO JO MI DC SN KE UD ZY SG JO MV SZ MI ZY GY TT KK PO SY SA BL DC AG SN NA SI KE PS UD TA BJ 99 % SG SZ JO MV MI ZY GY TT PO SY KK SA BL DC AG SN NA SI PS KE BJ UD TA SG SZ JO MV MI ZY GY TT KK PO SY SA BL DC AG SN NA SI PS KE BJ UD TA 3. ábra. Az átlagos szélsebességre és a széllökésre vonatkozó percentilis értékek (90%, 99%) tendenciájának ( ) területi eloszlása hazánkban Az ERA-40 adatbázis hatóránkénti szélsebesség komponenseibıl meghatároztuk a rácspontokra vonatkozó szélvektorok nagyságát, majd a mért értékekhez hasonlóan a hároméves csúszó átlagok felhasználásával elemeztük a szélsıértékek meghatározott szintátlépéseinek (90%, 99%) számát és idıbeli változásuk területi eloszlását az idıszak során (4. ábra). A hazánk területére esı 11 rácspontra vonatkozó 90%-os percentilis döntıen csökkenı tendenciát mutat. A vizsgált percentilis értékének növelésével (99%) azonban a mért értékekhez hasonlóan néhány esetben már a növekvı tendencia is megjelenik. 1 m s -1 -nál nagyobb növekedés csupán Magyarország határain kívül található. Az ERA-40 adatbázisából és a meteorológiai állomásokon mért széladatokból összehasonlítás céljából havi átlagokat számoltunk az idıszakra. A két adatbázis 120

121 objektív összehasonlításához a havi átlagokból ún. rácsátlagot, illetve állomási átlagot számoltunk. Az ERA-40 adatok esetében a Magyarország határain belül található tizenegy rácspont átlagát vettük minden egyes hónapra (továbbiakban ERA-40 átlag). A hazai mért széladatok esetében pedig az 10 m-es magasságra interpolált állomási mérések átlagát számítottuk ki az adott hónapra vonatkozóan (továbbiakban állomási átlag). 16 E 49 N 18 E 90 % 20 E 22 E 16 E 18 E 99 % 20 E 22 E 49 N 48 N 48 N 47 N 47 N 46 N 46 N 45 N 17 E 19 E 21 E 23 E 17 E 19 E 21 E 23 E 45 N > 0. 1 m/s < m/s > 0. 5 m/s < m/s > 1. 0 m/s < m/s 4. ábra. Az ERA-40 adatbázis rácsponti szélsebesség értékeire vonatkozó percentilisek (90%, 99%) tendenciájának ( ) területi eloszlása Az 5. ábrán a két adatbázis ERA-40 és állomási háromhavi csúszóátlagainak idısora látható. Az közötti idıszak során az ERA-40 átlag jól közelíti az állomási átlagot, a görbék maximum és minimumhelyei megegyeznek. Az év második felétıl kezdve a maximumokat kivéve (ahol pár százalékos alulbecslés jellemzı) állandóan felülbecsli az állomási átlag idısorát. A minimumok esetében több mint 10%-os eltérés is található. A vizsgált idıszak során az állomási átlagot csökkenı tendencia jellemzi, mely azonban az ERA-40 átlag esetében nem mutatható ki. Szélsebesség [ m / s ] mért ERA ábra. Az ERA-40 és a mért szélsebességek átlagaiból képzett háromhavi csúszóátlagok összehasonlítása ( ) További elemzéseink alapján melyek e dolgozatban történı bemutatásától a terjedelmi korlátok miatt eltekintünk levonható az az alapvetı következtetés, hogy a potenciális 121

122 szélenergia becsléséhez a magyarországi mért állomási adatok mellett eredményesen alkalmazható a pontosabb területi lefedettséget biztosító ERA-40 reanalízis adatbázis is. További vizsgálataink során egyrészt arra keressük a választ, hogy az átlag- és szélsıértékek esetén tapasztalt idıbeli eltolódás hosszabb mérési adatsorok felhasználása esetén kimutatható-e. Másrészt, hogy ezen tendencia a regionális skálán jelentkezı éghajlatváltozás (mely befolyásolhatja hazánk szélklímáját, az extrémumok elıfordulásának gyakoriságait) következménye, vagy a hazai szélviszonyok természetes változékonyságának eredménye. Köszönetnyilvánítás Köszönetünket fejezzük ki a Magyar Honvédség Geoinformációs Szolgálatának a szinoptikus meteorológiai állomások, az Országos Meteorológiai Szolgálatnak az ERA-40 adatbázis széladatainak használatáért. Az elvégzett kutatásokat részlegesen az alábbi pályázatok támogatták: OTKA T , K-67626, K-69164, K és az MTA 2006/TKI/246 számú programja. Köszönjük a Magyar Tudományos Akadémia Bolyai János Kutatási Ösztöndíjának támogatását. Irodalom DOBESH, H. KURY, G. (1999) Basic meteorological concepts and recommendations for the exploitation of wind energy in the atmospheric boundary layer. Working report, Vienna, 117p. HAU, E. (1996) Windkraftanlagen. Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit. Springer Verlag, 792p. MOLLY, J. P. (1990) Windenergie. Theorie and Praxis. C.F. Müller, Kalsruhe RADICS K. BARTHOLY J. PÉLINÉ N. CS. (2008) A szélmezı átlagos és extrém értékeinek térbeli és idıbeli változása hazánkban. Európai Szél Nap kötet, Debrecen, 23p. 122

123 Dr. Munkácsy Béla 1 A szélenergia lehetséges szerepe hazánk villamosenergia-termelésében A szélenergia a világon az egyik leggyorsabban gyarapodó energiaforrás. Részesedése a villamosenergia-termelésében egyes kedvezı adottságú térségekben (jelen esetben a szélklíma és a politikai klíma által együttesen meghatározott adottságokra kell gondolnunk) már meghaladhatja a 30%-ot, sıt a német Szász-Anhalt tartományt figyelembe véve elérheti a 42,5%-ot is (ENDER, C. 2009). A dán villamos rendszerirányító honlapjának ( adatsorait elemezve az is kiderül, hogy Nyugat-Dániában (amely a keletitıl egyelıre külön villamosenergia-rendszert alkot) a szélturbinák az elmúlt években számos alkalommal a fogyasztást meghaladó mértékben termeltek villamos áramot. A lehetıségek tehát ígéretesek, de vajon a magyar adottságok milyen mértékben teszik lehetıvé a szélenergia hazai elterjedését? Ez meglehetısen szerteágazó kérdéskör, amelynek megválaszolásában szerepet kell kapjon a villamosenergia-rendszer üzemeltetésével, az export-importtal kapcsolatos számos felvetés éppen úgy, mint a beruházásokkal kapcsolatos szabályozási feltételek, valamint a szélklíma jellemzıi. Jelen tanulmányunkban a szabályozás és a területi tervezés problémáira kívánunk rávilágítani. Elsı lépésben úgy véljük, át kell tekinteni, hogy a (szélenergia-)potenciálok milyen leglényegesebb típusaival érdemes foglalkoznunk. 1. A szélenergia-potenciálok típusai 1.1. Elméleti potenciál Ebben az esetben semmiféle korlátozó tényezıt nem veszünk figyelembe, hiszen a lehetıségek teljességének feltárása a cél. Ezzel jelen tanulmányban részleteiben nem kívánunk foglalkozni, mivel ennek a gyakorlati alkalmazásokhoz vajmi kevés köze van Technikai potenciál A technikai potenciál mértékének megállapítására nem állt rendelkezésre kiforrott módszer, az alább ismertetett metódust jelen tanulmány szerzıje dolgozta ki 2004-ben, azóta lényeges változtatás ebben nem tőnt indokoltnak. A módszer lényege, hogy a jogszabályi környezet által megszabott területi keretek között, az adott idıszakra jellemzı technológiai lehetıségek figyelembe vételével történik a lehetıségek feltárása. Ez a tanulmány a jogszabályi háttér tekintetében elsısorban a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium Természetvédelmi Hivatala, másodsorban az Országos Lakás és Építésügyi Hivatal által kiadott tájékoztatókat tekinti kiindulási pontnak. Az ezekben felsorolt kizáró tényezık térképi megjelenítését követıen a második lépés az aktuális szélturbina-technológia jellemzıinek beépítése a modellbe. 1 Dr. Munkácsy Béla Eötvös Loránd Tudományegyetem, Környezet- és Tájföldrajzi Tanszék, Budapest munkacsy@elte.hu 123

124 1.3. Társadalmi-gazdasági potenciál A társadalmi-gazdasági szélenergia-potenciál mértékének meghatározására a nemzetközi szakirodalomban nem találni elfogadott módszert. Jelen tanulmányban az elmúlt 5 évben végzett ilyen témájú vizsgálataink tapasztalataira alapozva most egy továbbfejlesztett módszertannal teszünk kísérletet a potenciál minél pontosabb meghatározására. Ennek lényege a szakirodalomban hozzáférhetı különféle nemzetközi adatsorokkal végzett összehasonlítás. A nemzetközi összevetésben olyan kiindulási adatsorokra kell támaszkodni, amelyek az elérhetı legnagyobb mértéket (vagyis a potenciált) jelenítik meg azzal a megkötéssel, hogy az összevetésben szereplı területek szélklímája között lényeges különbség nem lehet, hiszen ez torzítaná a képet. Vagyis Magyarország adatait nem volna szerencsés Dániával összevetésben vizsgálni, hiszen a tengerparti és tengeri szélviszonyok a hazainál lényegesen kedvezıbb feltételeket kínálnak a szélenergia számára. Az európai szélklíma alapvonásait ábrázoló térképek (így pl. ARCHER, C. L. JACOBSON, M. Z. 2005) segítségével célszerő hasonló szélosztályba tartozó területeket összevetni. A jelzett forrás szerint hazánk területe legnagyobb részben éppen úgy az 1. szélosztályba tartozik, mint Németország vagy Ausztria keleti része, ahol a szélturbinák világviszonylatban is jelentıs szerepet kapnak a villamos energia elıállításában. Ezekkel összevetésben már jó közelítéssel tehetünk becsléseket a hazai társadalmi-gazdasági szélenergia potenciálra is Program potenciál A szakirodalom szerint a program potenciál nem más, mint egy adott területre (általában országra vagy más közigazgatási egységre) kidolgozott programban felvázolt, bemutatott terv, célérték. Jelen tanulmányunkban pusztán metodikai megfontolásból az itt bemutatotthoz képest fordított sorrendben tárgyaljuk a különféle potenciálokat. Így jobban érzékeltethetı ugyanis a szélenergia hazai helyzete, amelyben a lehetıségeinket rendre messze alulértékelik az aktuális kormányzati programok. 2. Magyarország program-potenciáljai a szélerımővekre vonatkozóan Az elmúlt években a klímaváltozással kapcsolatos félelmek eredményeképpen szerte a világban, így hazánkban is készültek ebben a tárgykörben különféle stratégiai tervezési dokumentumok. Ebben a fejezetben ezek adatsorai alapján rajzolunk képet a szélenergiára vonatkozó program-potenciálokról, illetve arról, hogy hogyan változott az elmúlt néhány évben a tervezésben részt vevı szakemberek szélerımővekkel kapcsolatos látásmódja. Az elsı lényeges mozzanatnak az Európai Unióhoz való csatlakozás tekinthetı, hiszen a csatlakozási tárgyalások során a megújuló energiaforrások alkalmazásának kérdése is elıkerült. Ennek hátterében az áll, hogy az Európai Parlament és Tanács 2001/77/EK irányelve amely a megújuló energiaforrásokból elıállított villamos energiának a belsı villamosenergia-piacon történı támogatásával foglalkozik elıírja, hogy 2010-re átlagosan 22,1%-os részesedést kell elérnie a megújuló energiaforrásból termelt villamos energiának. Természetesen tagállami szintre is lebontották az elérni kívánt célértéket, így a tárgyalások során ebben a kérdésben is megállapodásra kellett jutni. Magyarországon a Gazdasági és Közlekedési Minisztérium (GKM) szakértıi errıl a csatlakozási tárgyalásokat követıen az alábbi szellemben foglaltak állást: a hazánkra eredetileg leosztott 11,5%-ot sikerült egy reális, azaz még ha nem is könnyen, de teljesíthetı értékre, 3,6%-ra csökkenteni. A

125 es várható villamosenergia-fogyasztást alapul véve, 1600 GWh villamos energiát kell megújuló alapon termelni (BOHOCZKY F. 2003a). Ez az egyetlen szám vagyis a 3,6% jól érzékelteti a hazai energetikai szakemberek vélekedését, amelynek vezérmotívuma, hogy hazánkban nincsenek meg a szükséges természeti adottságok a megújuló energiaforrások alkalmazásához. A GKM szakértıi szerint a felsı határ, amely felett Magyarországon nincs realitása a megújuló energiaforrásokból termelt villamos energiának kb GWh (BOHOCZKY F. 2003b). A szerzık ugyanebben a tanulmányban kifejezetten a szélenergia kapcsán megállapították, hogy a hazánkban rendelkezésre álló potenciál 51 GWh-nyi évente. A tanulmányokban megjelölt 51 GWh/év-nyi szélerımő-eredető villamos energia a hazai szélklíma figyelembe vételével 34 MW beépített teljesítményő szélturbinával könnyen megtermelhetı, ami alig 15 darab turbina telepítésével elérhetı. Így nem csoda, hogy az adat publikálását követı 3. évben a minisztériumi szakértık által megadott maximális értéket túlteljesítették a magyarországi szélerımővek, hiszen azok névleges teljesítménye meghaladta a 60 MW-ot, az általuk megtermelt villamos energia mennyisége pedig már 2007-ben elérte a 110 GWh-t (a szakértık szerint hazánkban rendelkezésre álló potenciál 216%-át!). A megújuló energiaforrásokra épített technológiák együttesen már 2007-ban 2019 GWh villamos energiát termeltek (GKM 2008), vagyis erısen megközelítették a korábban lehetséges maximumként megjelölt értéket. A 2003-as kalkulációkhoz képest elırelépést jelentett a Magyar Energia Hivatal állásfoglalása (MEH 2005), amelyben a rendelkezésre álló nemzetközi regulációs tapasztalatokra, a hazai villamosenergia-rendszer technikai állapotára hivatkozva 330 MW-ban maximálta az általa ig engedélyezni kívánt szélerımő-teljesítményt (ez csaknem 10-szerese a két évvel korábbi GKM elképzelésnek). Itt tartjuk lényegesnek leszögezni, hogy a konzervatív energetikai lobbi által felrajzolni próbált képpel ellentétben a villamos rendszer rugalmatlansága leginkább a jelentıs atomerımővi részaránynak és a hosszú távú szerzıdések keretében a rendszerbe táplált fosszilis eredető villamos áramnak együttes eredıjeként alakult ki. Ezek együttesen nehezítik a változó teljesítményő szélerımővek rendszerbe integrálását. A 330 MW szélerımő ugyanis alig 66 MW hagyományos erımővi kapacitásnak felel meg, ami a kb MW-os rendszer egészét figyelembe véve elenyészınek tekinthetı. A Magyar Villamos Mővek hosszú távú elképzelései szerint (MVM 2006) 2030-ig mintegy 8000 MW új erımővi kapacitást kell megépíteni. Ebben 2025-ig MW, 2030-ig 900 MW teljesítményben szerepelhetnek szélerımővek amennyiben sikerül újonnan építendı szivattyús-tározós erımővekkel a rendszerbe illesztés nehézségeit kiküszöbölni, ha nem, abban az esetben 500 MW körüli értéket tartanak elképzelhetınek. Hazánk jelenlegi megújuló energia stratégiája a közötti idıszakkal foglalkozik (GKM 2008). A dokumentum megállapításai szerint a szélerımővek 2020-ra a BAU forgatókönyv szerint 1122 GWh, a POLICY forgatókönyv szerint 1700 GWh áram termeléséért volnának felelısek. Ez a BAU esetében 640, a POLICY esetében 970 MW összesített szélerımőteljesítményt jelent. Érdekes adalék, hogy a Greenpeace 2020-ig ugyancsak 1000 MW szélerımőteljesítmény elérését tartja reálisnak, és ennek érdekében kampányolt 2008-ban. 3. Magyarország társadalmi-gazdasági szélenergia-potenciálja A hazai tervezési dokumentumokban található adatokat érdemes összevetni a nemzetközi fejlıdés tendenciáival, így eljuthatunk a társadalmi-gazdasági potenciál mutatójához. Jelen tanulmányban már új metodikával kapott eredményeinkrıl számolhatunk be. Elsı lépésben ki kell választanunk egy olyan területet, amely méretében és adottságaiban, valamint szélklímája tekintetében összevethetı hazánkkal, és a szélenergia-alkalmazások tekintetében világviszonylatban vezetı szerepet vívott ki magának. Véleményünk szerint a 125

126 legalkalmasabb terület erre az összehasonlításra Németország keleti térsége. Ez km 2 - nyi területet jelent, amelynek északi, tengerparti része hazánkénál kedvezıbb szélklimatikus adottságokkal rendelkezik. Lényeges azonban, hogy ez mégsem torzítja számításainkat, hiszen a tengertıl távolabb esı tartományokat elınyben részesítı gazdasági szabályozás miatt ezek némelyikében jóval nagyobb szélturbina-kapacitás áll rendelkezésre, mint a tengerparti tartományban (1. táblázat). Látnunk kell, hogy 1990 óta ebben a hazánknál alig nagyobb térségben 9 756,12 MW szélturbina-kapacitást telepítettek! (ENDER, C. 2009). Jól érzékelhetı, hogy az itt elért eredmény messze túlszárnyalja a hazai szakértık által készített hosszú távú elképzelésekben szereplı adatokat. A keleti német térséggel való összevetésünkben többféle mutatót használtunk fel, amelyek segítségével igyekeztünk behatárolni a hazánk számára elérhetı szélturbina-teljesítményt. A) A Németország keleti tartományaival kapcsolatos adatsorok (ENDER, C. 2009) alapján számításokat végezve az egységnyi területre jutó átlagos turbinateljesítmény 90,5 kw/km 2 -nek adódott 2008-ban. Ezt hazánk területére vetítve MW szélturbinateljesítményt kapunk, vagyis a keleti német területek elmúlt 20 éves turbinatelepítésének ütemét figyelembe véve hazánkban ekkora teljesítményt lehetne elérnünk 2020-ra (amikorra már nálunk is 20 éves múltra tekint vissza a technológia). B) A lakosság számához viszonyított fajlagos érték Németország keleti tartományaiban 578,5 kw/1000 fınek adódott 2008-ban ( lakossal számolva). Ezt az értéket hazánk lakosságszámához ( ezer) viszonyítva MW teljesítményt kapunk. C) A keleti német tartományokban a nettó villamosenergia-fogyasztásnak átlagosan 22,25%-át fedezték a szélerımővek 2008-ban (1. táblázat). STRÓBL A. (2005) számításai szerint az elmúlt években tapasztalható évi 2%-os növekedést figyelembe véve 2020-ra hazánk nettó villamosenergia-fogyasztása GWh/év lehet. Ennek 22,25%-a ,5 GWh/év, vagyis a kelet-németországi fejlıdést feltételezve 2020-ra ennyi villamos áramot volnának képesek a hazai szélerımővek elıállítani. A sokéves tapasztalatok alapján hazánkban a szélerımővek 20%-os kapacitás faktorral képesek mőködni, vagyis az eredménynek kapott ,5 GWh/év energiát MW szélerımő-kapacitás képes megtermelni. 1. táblázat. A szélenergia hozzájárulása a teljes villamosenergia-fogyasztás fedezéséhez az egyes keleti német tartományokban én (Forrás: ENDER, C. 2009) Tartomány Beépített kapacitás (MW) Nettó fogyasztás %-a Szász-Anhalt 3 013,66 42,47 Mecklenburg-Elıpomeránia 1 430,70 39,29 Brandenburg 3 766,86 34,05 Türingia 692,28 10,56 Szászország 850,62 7,13 Berlin 2,00 0 Összesen 9756,12 A három különféle metodikával kapott érték jól illeszkedik egymáshoz. Ezek alapján tehát hazánk társadalmi-gazdasági szélenergia-potenciálja 2020-ra 7100 MW ± 1300 MW (vagyis MW) közötti érték. Ennyit tudna hazánk elérni abban az esetben, ha ugyanabban az ütemben növelnénk szélerımőveink kapacitását, mint ahogyan az Németország keleti térségeiben történt az elmúlt 20 esztendıben. Ez a hazai stratégiákban szereplı 1000 MW több, mint hétszerese! 126

127 4. Magyarország technikai szélenergia-potenciálja Az 1. fejezetben leírtak alapján a tanszékünkön folyó kutatás eredményeképpen több megyére végeztünk szélenergia-potenciál számításokat. Érdekes, hogy a két hatóság által megjelentetett dokumentumokban (KVVM-TVH 2003; OLÉH 2004) felsorolt jogszabályi feltételek alapján kapott területi paraméterek és az ezekhez kapcsolódó puffer területek figyelembevételével minden esetben lényegesen kisebb potenciális területeket kaptunk eredménynek, mint az a két hatósági anyagban térképes formában megjelent. Több éves kutatásunk másik megállapítása, hogy a megyei rendezési tervek általában nem vizsgálják a szélenergia alkalmazhatóságának lehetıségeit. Ha mégis, akkor a területrendezési tervekben megjelenı térképi ábrázolás nem alkalmas valós tervezésre, ráadásul sok esetben a kijelölt helyszínek korlátozás alá esı területekre esnek pl. Gyır Moson Sopron megye (MUNKÁCSY B. 2004). A kapott területre vonatkozó adatok ugyan lényegesek, de önmagukban nem alkalmasak arra, hogy az ott telepíthetı szélerımő-teljesítményre következtessünk. Ehhez ismerni kell az egy adott területegységre (esetünkben km 2 ) telepíthetı átlagos turbinateljesítményt a jelenlegi technológia figyelembe vételével. Erre a nemzetközi szakirodalomban többféle információ is található, mi a Dán Szélturbinagyártók Szövetségének ( módszere szerint jártunk el, és a napjainkban használatos 2 MW-os turbinák jellemzı adatait (pl. rotorátmérı) használtuk fel, és így végeredményben 10 MW/km 2 -es mutatót kaptunk. Tanszéki kutatásaink keretében megyéink tekintetében az alábbi eredményeket kaptuk: 2. táblázat. A szélerımővek telepítésére a jogszabályi feltételek tükrében alkalmas területek. Források: 1: MUNKÁCSY B. BORZSÁK S. (2008); 2: KOVÁCS G. (2009); 3: TÓTA A. (2009) Megye Részarány a teljes területhez képest (%) Jogszabály szerint alkalmas terület (km 2 ) Technikai potenciál (MW) Komárom-Esztergom 1 7, Gyır-Moson-Sopron 2 8,37 325, Vas 2 9,16 280, Heves 2 8,31 302, Csongrád 3 1,99 84, Bács-Kiskun 3 4,14 349, Békés 3 8, Magyarország kapott átlag) (extrapolációval 6, Tehát, ha minden olyan területet igénybe vennénk a szélenergia számára, amit nem tilt jogszabály, akkor elméletileg mintegy MW teljesítmény volna elérhetı. Tehát a jogszabályok által behatárolt terület mintegy 11%-át elegendı volna igénybe venni, hogy a keleti német értéket, vagyis a 7100 MW-ot elérhessük 2020-ig. A szélenergia tehát még a hazai, kevéssé kedvezı szélviszonyok mellett is a villamosenergiarendszer igen jelentıs tényezıje lehetne. Ez különösen annak tükrében lényeges megállapítás, hogy Európában több ország is komoly lépéseket tesz a megújuló energiaforrásokra való teljes áttérés érdekében. Számításaink azt igazolják, hogy ehhez hazánkban is leginkább politikai szándékra volna szükség. 127

128 Irodalom ARCHER, C. L. JACOBSON, M. Z. (2005) Evaluation of Global Wind Power. Journal of Geophysical Research Atmospheres, Vol. 110, D12110 BOHOCZKY F. (2003a) Megújuló energiaforrások helyzete az EU-ban és Magyarországon ( letöltve ) BOHOCZKY F. (2003b) Realitások a megújuló energiaforrásokból termelhetı villamosenergia-termelés területén. Energiafogyasztók Lapja, VIII. évf. 2. szám, június, pp ENDER, C. (2009) Wind Energy Use in Germany Status DEWI Magazin, Deutsches Windenergie-Institut, Wilhelmshaven, 18. Évf. 34. Vol. pp KOVÁCS G. (2009) Hova tervezzünk szélerımővet? Jogszabályi korlátok és technikai potenciál. Poszter MUNKÁCSY B. (2004) A szélenergia és hasznosításának környezeti vonatkozásai magyarországi példákon. ELTE TTK, Doktori értekezés, 134p. In MUNKÁCSY B. KOVÁCS G. TÓTH J. (2007) Szélenergia-potenciál és területi tervezés Magyarországon Orosz Z. Fazekas I. (szerk.) Települési Környezet. Debrecen, pp MUNKÁCSY B. BORZSÁK S. (2008) Szélenergia-potenciálok Komárom-Esztergom megyében. Összegzı kutatási jelentés. Kézirat 5p. STRÓBL A. (2005) Magyarország villamosenergia-fogyasztása az igények alakulása. Magyar Atomfórum Alapítvány, Budapest, 25p. ( TÓTA A. (2009) A szélenergia-termelés lehetıségei Dél-Alföld megyéiben. Szakdolgozat. Kézirat EC (1992) A fenntarthatóság felé Az Európai Közösség 5. Környezetvédelmi Akcióprogramja, Környezetvédelmi és Területfejlesztési Minisztérium 1997, pp GKI (2003) Az új energiakoncepció alapkérdései Az állam szerepe a liberalizált energiapiacon, GKI Energiakutató és Tanácsadó Kft. GKM (2007) Magyarország megújuló energiaforrás felhasználás növelésének stratégiája Gazdasági és Közlekedési Minisztérium, Budapest. 82p. GKM (2008) Stratégia a magyarországi megújuló energiaforrások felhasználásának növelésére Budapest, 99p. KVVM-TVH (2003) Tájékoztató A szélerımővek elhelyezésének táj- és természetvédelmi szempontjairól. Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, Budapest, 26p. MEH (2006) A szélenergiából villamos energiát termelı erımővek engedélyezése. Magyar Energia Hivatal, Budapest, 5p. OLÉH (2004) Az Országos Lakás- és Építésügyi Hivatal tájékoztatója a szélkerekek szélerımővek szélerımő-parkok telepíthetıségérıl. Budapest, 3p. VM (2006) Magyarország Energiapolitikai Tézisei A Magyar Villamos Mővek közleményei különszáma, XLIII. évfolyam, 68p. 128

129 Bíróné Dr. Kircsi Andrea 1 Dr. Tóth Péter 2 Dr. Bulla Miklós 3 A szélenergia hasznosítás legújabb magyarországi eredményei 1. Bevezetés A klímaváltozás elleni küzdelem miatt világszerte kulcsfontosságúvá váltak a szén-dioxidmentes energiatermelési módok, melyek között a leggyorsabban és relatívan legkisebb befektetéssel megvalósítható erımővek sorába tartoznak a szélerımővek. A szélenergia megkerülhetetlen és vitathatatlanul fontos szereplıjévé vált a világ energiapiacának. A szélenergia bárhol elérhetı energiaforrásként egyértelmően hozzájárul az energiatermelés diverzifikálásához, az energiabiztonság növeléséhez. Ezen túl számos ország tudatosan kamatoztatja a szélenergia-ipar kedvezı társadalmi-gazdasági hatásait a gazdasági válság idején. Világ számos országában a szélerımővek iránti töretlen igény tartja életben a gazdaságot, biztosít munkát a szélturbina alkatrészt beszállító gépgyártó, acélgyártó vállalatoknak. Természeten a pénzügyi válság ezt a területet sem kíméli, a hitelválság visszaveti a projektek megvalósításának tempóját. 2. A szélenergia hasznosítás helyzete a világban A szélenergia hasznosítás fejlıdése, a szélerımővek telepítésének üteme az ezredforduló óta szinte töretlennek látszik a világban. Hivatalos elırejelzések, melyek ezekre az évekre becsülték a szélerımő-kapacitások számát a világban, mindeddig alulbecsülték a tényleges fejlıdést (EWEA források szerint IEA, 2002; IEA, 2004). A Földön 2008 végére összességében 120,8 GW szélerımő üzemel, amely 28,8% növekedés az elızı évhez képest (1. ábra). Csak 2008-ban a világban 36,5 milliárd -t fektettek be szélerımő telepítésbe. 1. ábra. Telepített szélerımő-kapacitások a világban között (GWEC, 2009) 1 Bíróné Dr. Kircsi Andrea Debreceni Egyetem, Meteorológiai Tanszék, Debrecen kircsia@delfin.unideb.hu 2 Dr. Tóth Péter Széchenyi István Egyetem, Környezetmérnöki Tanszék, Gyır tothp@sze.hu 3 Dr. Bulla Miklós Széchenyi István Egyetem, Környezetmérnöki Tanszék, Gyır bulla@sze.hu 129

130 Európa, bár egyre kisebb hányadot képvisel az új szélerımő építések arányában, még mindig meghatározó a világ szélenergia piacán ban fordult elı elıször, hogy Európában, a mintegy MW újonnan épült villamosenergia-termelı kapacitásnak 43%- át jelentették az új szélerımővek (2. ábra). Ezzel pedig megelızték a földgázzal és kıolajjal üzemelı új erımőveket (EWEA, 2009). 2. ábra ban létesített erımő kapacitások Európában Az Európai Unió 2007 tavaszán úgy döntött, hogy a megújuló energiák terén ambiciózus célkitőzés teljesítését várja el tagországaitól 2020-ra, elsısorban az éghajlatvédelmi célok érdekében. Ehhez kapcsolódóan az Európai Bizottság közösen kezelte az EU energiapolitikáját és klímavédelmi politikáját meghatározó javaslatokat. A megújuló energiákra vonatkozó célkitőzések tehát egyben szorosan kapcsolódnak az EU CO 2 -emisszió csökkentési terveihez, az egyes országok karbon-vagyonának a növeléséhez, mely az EU CO 2 kereskedelmi rendszerében készpénzre is váltható folyamán egy új RES direktíva elkészítését tőzték napirendre, melynek tervezett szövegét 2008 decemberében több európai fórumon is elfogadtak. A tervezett irányelv 2020-ra 20% megújuló energia részarány elérése mellett 20% üvegházhatású gázkibocsátás csökkentést is meghatároz, melyhez elıírja a tagországok számára a kötelezıen teljesítendı célt ben Koppenhágában tartják azt a COP konferenciát, melyen a kyoto-i megállapodás utáni idıkre vonatkozó célkitőzéseket fogják meghatározni. Európa szerepe meghatározó a klímavédelmet alakító politikában, de egyben a szélenergia-ipar súlyát illetıen is. Emiatt a 2020-ra kitőzött CO 2 csökkentési célok elérésében kulcsfontosságú szerepet kaphat a jövıben is a szélenergia. Az elmúlt év fordulópont volt, hiszen 2008-ban az Amerikai Egyesült Államok megelızte Németországot az összes telepített szélerımő kapacitás terén. Ugyanakkor Kína az elmúlt évben gyakorlatilag megduplázta szélerımő kapacitását, a világon az összes kapacitás alapján negyedik helyre került. Európa, Észak-Amerika és Ázsia területén 2008-ban több mint 27 GW szélerımővet állítottak újonnan üzembe, amely 36%-kal több mint 2007-ben (GWEC, 2009). A GWEC (2009) számításai szerint a 120 GW szélerımő kapacitás 260 TWh villamos energiatermelésére képes és ezzel 158 millió tonna CO 2 kibocsátását kerülhetjük el 1 év alatt. A szélenergia hozzájárul az egyes országok gazdaságához, az energiabiztonság növeléséhez, nem beszélve a kedvezı környezetvédelmi és gazdasági hatásairól. A szélenergia iparban világszerte már most több mint embert foglalkoztatnak, elsısorban a szélerımő 130

131 alkatrészeinek gyártása során, és arra számítanak ez tovább fog növekedni a jövıben (BLANCO I. KJAER, CH. 2009). A 2008-as év végére világméretővé vált gazdasági válság azonban várhatóan nem fogja kímélni a szélenergia szektort sem. Várhatóan ez elsısorban az igen költséges offshore szélerımő park projektek finanszírozását, megvalósítását érinti érzékenyen. Az EU ennek elkerüléséhez 2009 januárjában döntött arról, hogy gazdaságélénkítı programjában stratégiai energetikai projekteként támogatják a tengeri szélfarmok létesítését (500 millió 2010-ben) és gáz- és villamosenergia-hálózatok fejlesztését (1 750 millió ) (EU, 2009). A 2008 évi új szélerımő telepítések terén egyértelmő vezetı országgá vált az USA és Kína. Az Amerikai Szélenergia Társaság (AWEA) adatai szerint az elmúlt évben MW új szélerımővet építettek és ezzel az összes szélerımő kapacitás elérte a MW-ot (GWEC, 2009). Az így termelt energia elegendı közel 7 millió amerikai háztartás energiaigényének fedezéséhez. Az USA dinamikus fejlıdéssel megelızte Németországot, ahol az új telepítésekkel együtt mindössze MW-nyi szélerımő mőködött. Az USAban egyértelmően Texas állam vezet MW-tal Iowa és Kalifornia elıtt, mely államokban is 2 GW feletti összes szélerımő kapacitással számolhatunk. Az AWEA adatai szerint dinamikusan nıtt az iparágban foglalkoztatottak száma. Jelenleg fıt foglalkoztatnak a szélenergiához kapcsolódó területeken, mely fıvel több, mint a korábbi években. Az elemzık bizakodók a jövıt illetıen, mivel Obama új amerikai elnök célként tőzte ki, hogy három éven belül megduplázza a megújuló energiaforrásokból származó energiatermelést. Az ázsiai piac növekedése is rendkívül figyelemre méltó. Az ázsiai kontinensen építették az új szélerımő kapacitások közel harmadát 2008-ban. Kínában folytatódott a szélenergia rendkívül dinamikus növekedése. Egy év alatt megduplázta szélerımő kapacitásait, azaz 6,3 GW telepítéssel mára 12,2 GW összes kapacitással büszkélkedhet. A évi várakozások is rendkívül ambiciózusak, hiszen a kínai kormány a gazdasági válsággal szemben tett lépések sorában kulcsfontosságú területnek tartja a szélenergia-ipar fejlıdését. Bíznak abban, hogy a meglévı kapacitást egy év alatt képesek lesznek nagyjából megduplázni. Ezáltal Németországot és Spanyolországot megelızve 2010-re a második helyre kerülhetnek a világranglistán. Kína 2020-ra 30 GW szélerımő kapacitás elérését tőzte célul. Kína azon országok sorába tartozik, mely az európai know-how-t átvéve a hazai igények kielégítésére saját szélturbina-gyártó, szárnylapát-gyártó kapacitásokat is létesít és természetesen gyártják ezek alkatrészeit is. Ezen cégek 2009-ben az Egyesült Királyság és Japán piacaira törnek be, és úgy számolnak, hogy a közeljövıben az USA-ba is fognak szállítani. Már most közel 200 szárnylapátra van megrendelése kínai cégeknek. Ázsiában a másik legfontosabb piac India, ahol 2008-ban MW szélerımővet állítottak üzembe. India szintén fontos szélturbina-gyártó, mely már évek óta jelen van az európai piacon is. Az EWEA adatai szerint az Európában létesített szélerımő kapacitások számszerően rendkívül hasonlóak Észak-Amerikához, 2008-ban összességében MW új szélerımő létesült. Európában 2008 végére összesen MW szélerımő termel áramot (15% növekedés 2007-hez képest), mely átlagos szélviszonyok között 142 TWh villamosenergiatermelést jelent. A szélerımővek 2008-ban Európa villamosenergia-igényének már 4,2%-át fedezték. Az így termelt energiával 108 millió tonna CO 2 kibocsátását kerülhetjük el, mely 50 millió autó üvegházhatású gázkibocsátásának felel meg ban minden munkanapon átlagosan 20 szélerımővet építettek az európai országokban. Csak Európában 11 milliárd euró értékben fektettek szélerımő projektekbe. A szektor direkt és indirekt módon közel embernek nyújt mindennap megélhetést (BLANCO I. KJAER, CH. 2009) Európában továbbra is vezet Németország, MW új telepítéssel éppen csak megelızve Spanyolországot (1 609 MW). Olaszországban az elmúlt évben MW telepítésével MW-ra növelte szélenergia-kapacitásait. İt követte Franciaország 131

132 950 MW-tal és az Egyesült Királyság 836 MW-tal végére már 10 európai tagállamban van több mint 1GW-nyi szélerımő (Németország, Spanyolország, Dánia, Franciaország, Olaszország, Hollandia, Portugália, Egyesült Királyság, Svédország és Írország). Ausztria 995 MW-tal és Görögország 985 MW-tal pedig éppen csak elmaradnak ettıl a szinttıl. Az újonnan csatlakozott EU tagállamok és csatlakozásra váró országok közül Törökország (147 MW 2007-ben, 433 MW 2008-ban), Lengyelország (276 MW 2007-ben, 472 MW 2008-ban) és Bulgária (57 MW 2007-ben, 158 MW 2008-ban) volt kiemelkedı fejlıdéső szélerımővek terén (EWEA, 2009). 3. ábra. Szélbıl nyert villamos energia részaránya 2007-ben a villamosenergia- igényekhez viszonyítva (WILKERS, J. 2009) Egyre több országban válik láthatóvá szélbıl termelt villamos energia mennyisége (3. ábra). Dánia és Spanyolország mellett már 2007-ben Portugália és Írország energiaellátásához is jelentısen hozzájárulnak a szélerımővek. Az idıjárásnak és helyi hatásoknak kitett energiatermelési mód átlagos kapacitás kihasználási tényezıje európai átlagban 25%-ot közelíti. A technológia fejlıdése mellett ehhez az is hozzájárult, hogy növekedett az üzembe állított szélerımővek névleges teljesítménye (2008-ban átlagosan szárazföldi területen kw mérető, míg tengeri szélparkok esetén 2 MW névleges teljesítményő szélerımőveket telepítettek), illetve az oszlopszerkezet magassága is nıtt, melyre a generátorokat helyezik ban 357 MW tengeri szélparkot adtak át európai self-területen, így az offshore szélerımő kapacitás eléri a MW-ot. Az új telepítések még mindig nagyon kis hányadát, csupán 2,3%-át adták, noha a jövıbeli igazi fejlıdést ettıl a területtıl várják ig az EWEA összesítése alapján közel 37 GW telepítése várható, fıként Németország partjainál. A projektek fejlesztése azonban itt rendkívül lassan halad. Az elmúlt évben Németországban csupán az 5 MW összteljesítményő Hooksiel offshore szélparkot adták át. 3. A szélenergia hasznosítás helyzete Magyarországon Magyarország évi látványos fejlıdése 65 MW-ról 127 MW-ra a szélenergia-ipar jelenlegi helyzetét koránt sem tükrözi. A 2008-ban létesült szélparkok jóval korábbi évek fejlesztéseinek eredményei, azaz még a 2005-ben fennálló jogszabályi keretek között kezdtek a befektetık az engedélyeztetési eljárásokban és a beruházásokba. A jogszabályi környezet 132

133 2005 óta rendkívül sokat és kedvezıtlenül változott a villamosenergia-piac liberalizálása, a villamos rendszerirányító ellenállása, másrészt az ország pénzügyi-gazdasági helyzetének romlása miatt. Mára a szélerımővek büntetést fizetnek, ha az energiatermelés elırejelzésük napi átlagban eltér ±50%-kal. Szabad piacra került több olyan szélerımő projekt, amely európai uniós támogatást kapott a beruházáshoz. Magyarországon jelenleg kapacitáskorlát vonatkozik a szélerımővekre, azaz a villamosenergia-rendszer egyensúlyának a biztosításához maximum 330 MW szélerımő csatlakozhat a hálózatra január 1-tıl csak pályázat útján lehet létesíteni új szélerımővet Magyarországon, és 2009 áprilisáig még mindig nincs olyan jogszabály, amely ennek kereteit szabályozná. Várhatóan az új szélerımő kapacitásokra kiírt pályázatok rendkívül szigorú követelményeket fognak elvárni a befektetıktıl, pedig sokan ettıl várják a kapacitáskorlát feloldását. Magyarország energiapolitikája és ezen belül megújuló energiákra vonatkozó elképzelései nem következetesek. Nem világos, milyen szerepet szánnak valójában a szélenergiának a 2020-ra tett megújuló energiaforrásokra vonatkozó elıírások teljesítésében. Magyarország összességében 13%-os megújuló energia részarány teljesítését kapta az Európai Uniótól. A kötelezı cél kiinduló pontja a évi megújulós részarány volt (4,3%), melyhez minden tagország egységesen 5%-os részarány növelést kapott, illetve meghatároztak egy GDP arányos részt. SZERDAHELYI GY. (2009) szerint 2020-ra 920 MW szélerımő által termelt villamos energiára számítanak. A 2009 nyarára megjelenı RES direktíva lehetıvé teszi, hogy a megújuló energia részarányát más országokban megvalósított beruházással is el lehessen érni, ehhez a felhasznált energiahordozóról eredetigazolás kiállítása szükséges. A szélenergia a napenergiához hasonlóan egyértelmően olyan energiatermelési mód, ahol a felhasznált energiahordozóhoz nem rendelhetı költség ban üzembe helyezett szélparkok továbbra is az ország észak-nyugati, legszelesebb részén létesültek összesen 61,650 MW kapacitással elsı negyedévében Komárom- Esztergom megyében 48+2 MW szélpark létesült, melynek jelenleg zajlik a próbaüzeme. Ezzel összesen közel 100 szélerımő mőködik hazánkban és így 2009 áprilisára 177 MW-ra emelkedett a hazai szélerımő kapacitás. 4. ábra. Szélerımő kapacitás növekedése között Sopronkövesd-Nagylózs térségében egy 23 MW mérető szélparkban találhatóak Magyarország legnagyobb névleges teljesítményő szélerımővei, melyek már 3 MW kapacitásúak. Levél térségében 12 darab Repower típusú turbinákból álló 24 MW, míg Jánossomorján közel 10 MW mérető szélpark létesült. Ezen kívül Ácson, Pápakovácsin és Vönöckön került felállításra egy-egy szélerımő 2008 folyamán. A Magyar Energia Hivatal adatai szerint

134 végéig 106,8 GWh áramot termeltek hálózatra a hazai szélerımővek, mely a hazai igényekhez képest 0,4%-ot képvisel (WILKERS, J. 2009). A szélenergia részesedése a megvalósított beruházásokkal párhuzamosan fog nıni a jövıben. Hazánkban 2008-ban fıként 2 MW névleges teljesítményő egységeket telepítenek, a jellemzı tengelymagassága pedig jellemzıen 105 méter. A hazai szélenergia piacon 2008-ban a szélturbina-gyártók közül a dán Vestas vezetett a spanyol Gamesa és a német/indiai Repower elıtt. İket követik a magyar piacon a német Enercon és a Fuhrlander szélerımőgyártó berendezései re azonban a Gamesa spanyol szélerımő-gyártó berendezései találhatóak legnagyobb számban hazánkban. 5. ábra. Szélerımővek elhelyezkedése Magyarországon Irodalom BLANCO, I. KJAER, CH, (2009) Wind at Work. EWEA, 2009 January. ( SZERDAHELYI, GY. (2009) A megújuló energiahordozók helye és lehetıségei a Kormány energiapolitikájában ( WILKERS, J. (2009) The EU EU s Renewable Energy Directive & SEE Wind Markets ( SEE_Wind_Markets_by_Justin_Wilkes 27_January_2009.pdf) EU (2009) A Bizottság az uniós gazdaságélénkítési terv keretében között újabb ötmilliárd eurót kíván beruházni az energiaügyi és a szélessávú internetes infrastruktúrába. IP/09/ január 28. ( uage=hu&guilanguage=en) EWEA (2009) European wind map 2008 ( d]=1588&chash=cc199246b3) GWEC (2009) US and China in race to the top of global wind industry ( =4&cHash=04fdc8c00a) 134

135 Dr. Tar Károly 1 Az idıjárási front-típusok és a potenciális szélenergia kapcsolata Magyarországon II. rész Összefoglalás A frontok átvonulása többé vagy kevésbé markáns idıjárás-változással jár. Ez akkor elemezhetı részletesen, ha a fontokat különbözı típusokba soroljuk és feltárjuk a típusok idıjárási karakterisztikáit. Az idıjárási frontok tipizálása több szempont szerint történhet. A bonyolult meghatározáson alapuló frontfajták gyakorlati alkalmazása azonban nehézkes. Szükséges tehát olyan egyszerőbb, alapszintő meteorológiai ismereteket feltételezı frontmeghatározási módszer kidolgozására, mely széles körben elterjeszthetı és használható. Ebben a cikkben bemutatunk egy, a Kárpát-medence területét érintı frontok tipizálására alkalmas módszert. Meghatározzuk a különbözı front-típusok alapstatisztikáit, a fontos és frontmentes idıszakok hosszúság szerinti eloszlását. Ezeket a vizsgálatokat egy hosszabb ( ) és egy rövidebb ( ) idıszakra végeztük el, statisztikailag elemezve a különbségeket. A rövidebb idıszakban rendelkezésünkre álltak hét magyarországi meteorológiai megfigyelı állomás óránkénti szélsebesség adatai. Ezek felhasználásával megvizsgáltuk a szélsebesség különbözı alapstatisztikai paramétereit a teljes, a frontnélküli és frontos idıszakok, valamint a front-típusok esetében. A szélsebesség köbök óránkénti átlagára illesztett közelítı függvény segítségével meghatároztunk egy olyan paramétert, amely arányos az idıszak egy napjára átlagosan esı fajlagos szélteljesítménnyel. E paraméter kiszámolt értékeinek statisztikai elemzésével a front-típusok potenciális szélenergia mennyiségének összehasonlítására adódik lehetıség. 1. Bevezetés A fajlagos szélteljesítmény az egységnyi függıleges felületen egységnyi idı alatt áthaladó levegı tömegének mozgási energiája. Kiszámítása egy adott idıpontban a ρ 3 Pf = v (1) 2 összefüggés alapján történik, ahol v a szélsebesség, ρ a levegı sőrősége, mértékegysége pedig Wm -2. Egy hosszabb idıszak fajlagos szélteljesítményének meghatározására két lehetıség adódik: a fenti összefüggésben az idıszak átlagsebességét írjuk a v helyébe, vagy az idıszak egyes (diszkrét) idıpontjaiban meghatározott értékeket összegezzük. Logikus, hogy a második lehetıség áll közelebb a valósághoz. Ekkor viszont az összeg értékének az idıszak mérési idıpontjainak számától való függése jelent problémát. Ez a függés az átlagolással csökkenthetı, de nem küszöbölhetı ki teljesen. A napi átlagos fajlagos szélteljesítmény ami tulajdonképpen egy mérési idıpontra átlagosan jutót jelent értéke sem független tehát a figyelembe vett idıpontok számától, sıt attól is függ, milyen idıpontokat használunk. E függıség kiküszöbölésére létezik elvi megoldás: a szélsebesség-köbök napi menetét megadó folytonos függvény görbe alatti területét kell meghatározni és ezt ρ/2-vel megszorozva megkapjuk 1 Dr. Tar Károly Debreceni Egyetem, Meteorológiai Tanszék, Debrecen tark@puma.unideb.hu 135

136 a napi összes fajlagos szélteljesítmény pontos értékét. Ezt természetesen numerikus integrálással tudjuk csak elvégezni, hiszen a függvény egy napon általában nem adható meg analitikusan. Egy napokból álló adott idıszak (pl. hónap, évszak, év) egy napjára átlagosan jutó fajlagos szélteljesítmény meghatározását azonban már megkísérelhetjük egy alkalmasan választott közelítı függvény segítségével. Ezt a módszert mutatjuk be a következıkben hét magyarországi meteorológiai állomás 10 éves ( ) óránkénti szélsebességeinek felhasználásával. Az állomások földrajzi elhelyezkedését az 1. ábra mutatja, a földrajzi koordinátákat és az anemométer magasságát pedig az 1. táblázatban közöljük. 1. táblázat. A megfigyelı állomások földrajzi koordinátái (ϕ szélesség, λ hosszúság, h tszf. magasság) és az anemométer h a magassága 1. ábra. Az állomások földrajzi elhelyezkedése (ZENTAI L. 1996, SZABÓ G. 2004). Állomás ϕ λ h (m) h a (m) hegyvidéki Kékestetı nem síkvidéki Szombathely Pécs síkvidéki Budapest Gyır Szeged Debrecen A Puskás-féle fronttípusok (2. táblázat, PUSKÁS J. NOVINSZKY L. 1996; PUSKÁS J. 1999, 2001, 2004, 2008) és a szélklíma kapcsolatának alapvetı statisztikai elemzése egy 30 éves idıszakban ( ) néhány állomásra már megtörtént (TAR K. PUSKÁS J. 2006). Megvizsgáltuk azt is, hogy melyek azok a front-típusok, amelyek a hónapok egy napjára átlagosan esı potenciális szélteljesítményt, ill. ennek átlagos napi menetét szignifikánasan befolyásolják (TAR K. 2006, 2007, 2008a, 2008b). Tanulmányunk I. részében (TAR K. PUSKÁS J. 2009) pedig a frontos és a frontnélküli napok alapstatisztikáit, potenciális szélenergiáját elemeztük. 2. táblázat. A Puskás-féle front-típusok t1. közelítı hidegfront t2. tartózkodó hidegfront t3. közelítı melegfront t4. tartózkodó melegfront t5. közelítı okklúziós front t6. tartózkodó okklúziós front t7. közelítı meleg és hidegfront t8. egyidejőleg tartózkodó meleg- és hidegfront t9. egyidejőleg tartózkodó hideg-, meleg- és okklúziós front Ebben a cikkben a fent leírt módszerrel meghatározott átlagos potenciális szélteljesítménynek a fronttípusokkal mutatott összefüggését elemezzük. Elıször azonban meghatározzuk a fronttípusok elıfordulásának gyakoriságait, majd ezek alapvetı statisztikai paraméterit: annak valószínőségét, hogy az év adott napján valamelyik típus elıforduljon (frontos nap legyen), a frontos napok évenkénti és havonkénti gyakoriságát. Ezeket a 136

137 vizsgálatokat egy hosszabb ( ) és az elıbb már említett rövidebb ( ) idıszakra végeztük el, statisztikailag elemezve a különbségeket. Megvizsgáltuk a szélsebesség különbözı alapstatisztikai paramétereit a frontnélküli és frontos idıszakok, valamint a különbözı front-típusok esetében. A szélsebesség köbök óránkénti átlagára illesztett közelítı függvény segítségével pedig meghatároztunk a görbe alatti területet, amely tehát arányos a frontos és frontnélküli, valamint az egyes típusokból álló idıszakok egy napjára átlagosan esı fajlagos szélteljesítménnyel. A cél annak megállapítása, hogy melyek azok a front-típusok, amelyek a potenciális szélteljesítménynek a 10 éves idıszakra vonatkozó átlagát markánsan befolyásolják a hét meteorológiai állomáson. 2. A front-típusok alapstatisztikái A 3. táblázatban a két vizsgált idıszak egészére és évszakaira adjuk meg a frontnélküli (FN) és a frontos (FR) napok relatív gyakoriságát. A statisztikailag megbízhatóbb hosszabb idıszakban a legtöbb frontos nap tavasszal, a legkevesebb pedig ısszel fordul elı. Elıbbi a rövidebb idıszakban is igaz, de a minimum télre tevıdik át. Az FN/FR arány a minimummaximum párok (tavasz, ill. tél) kivételével minden más évszakban, sıt az egész idıszakra is nagyobb, mint 2. Azaz a frontmentes napok száma kb. kétszerese a frontos napok számának. A 4. táblázatban az egyes front-típusok relatív gyakoriságát közöljük a frontos napok számához viszonyítva. Látható, hogy az idıszakban t1 és t2 típus nyáron, a t3 és t4 típus télen az t5 és t6 típustavasszal, a t7, t8 és t9 típus pedig ismét nyáron fordul elı legnagyobb gyakorisággal. A gyakoriságok minimumai pedig az elıbbi csoportokban télre, nyárra, ıszre és ismét télre esnek. Az elıbbi táblázattal összhangban tehát egyetlen típus gyakoriságának maximuma sem esik ıszre. A rövidebb, idıszakban az elsı két típus csoport (t1-t2, t3-t4) gyakoriságának szélsıértékei ugyanazokra az évszakokra esnek, mint az elızı idıszakban. Az t5 és t6 típusok gyakoriságának maximuma is marad tavasszal, de a minimumuk télre tolódik. A t7, t8 és t9 típusok minimális gyakorisága tavaszra esik, a maximum pedig szétszóródik a másik három évszakban. 3. táblázat. A frontnélküli és a frontos napok relatív gyakorisága a két vizsgált idıszakban FN % FR % FN % FR % teljes idıszak 67,3 32,7 68,7 31,3 tél 67,5 32,5 70,1 29,9 tavasz 64,8 35,2 67,0 33,0 nyár 67,4 32,6 69,2 30,8 ısz 69,5 30,5 68,7 31,3 4. táblázat. Az egyes front-típusok (t1-t9) relatív gyakorisága a frontos napok számához viszonyít % t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 teljes 19, 20, 10, 16, 2, 6, 6, 14, 4, idıszak tél 15, 3 17, 8 16, 5 21, 2 2, 2 6, 2 5, 1 13, 6 2, 2 tavasz 18, 2 20, 0 9,8 1 15, 0 2, 3 7, 2 6, 9 14, 7 4, nyár 24, 26, 4,9 9,5 1, 6, 6, 15, 4, ısz 18, 19, 11, 19, 1, 3, 5, 4 14, 2 4, % t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 teljes 25, 16, 15, 13, 3, 5, 9, 8,9 2, idıszak tél 22, 4 13, 9 22, 1 17, 3 2, 4 2, 4 9, 3 8,2 1, 2 tavasz 26, 8 16, 4 14, 0 14, 2 4, 6 6, 6 9, 7 7,2 1, nyár 29, 21, 7,8 6,7 3, 7, 9, 11, 3, ısz 23, 16, 16, 15, 2, 4, 8, 8, , A 2. ábrán a havonkénti frontos napok számát ábrázoltuk a 420 hónap hosszúságú idıszakban. A rájuk fektetett trend-egyenes reális csökkenı tendenciát mutatnak a meredekségére vonatkozó szignifikancia vizsgálat szerint (PRÉCSÉNYI I. et al. 2000). 137

138 Ugyanezt tapasztaltuk a rövidebb idıszakban is. Az egyenesek egyenletei azt mutatják, hogy a rövidebb idıszakban a frontos napok havonkénti száma közel négyszer olyan gyorsan csökken, mint a hosszabb idıszakban. Vagyis míg az idıszakban az 1 napos csökkenés kb. 167 hónap (14 év) alatt következik be, addig az idıszakban kb. 44 hónap (3,6 év) alatt. A két idısor alapstatisztikáiban az 5. táblázat szerit nincs markáns különbség. Az 3. ábra a frontos napok évenkénti relatív gyakoriságát mutatja az év napjainak %-ában. Látható, hogy a legnagyobb (42,3 %) és a második legkisebb (24,4%) gyakoriság a rövidebb idıszakba (1991 és 2000 közé) esik. Az idısor csökkenı lineáris tendenciája most is reálisnak tekinthetı, azaz a trend-egyenes meredeksége az elıbbi próba szerint most is szignifikánsan különbözik 0-tól. Az egyenes egyenlete szerint most a relatív gyakoriság kb. 4,2 év alatt csökken 1 %-ot, azaz kb. 3,6 napot, vagyis kb. 1,2 év alatt 1 napot. Az alapstatisztikák a következık: egy évben átlagosan 32,7 % frontos napok elıfordulásának gyakorisága (azaz az év napjainak egyharmada), a változékonyság (variációs együttható) 0,14, azaz kevesebb, mint fele a havonkénti vizsgálatnál meghatározottnak (ld. 5. táblázat). A maximális érték tehát 42,3 % (1992-ben), a minimális érték pedig 21,9 (2003). nap A havonkénti frontos napok száma 1971.jan dec. lineáris trend: y=-0,006x+11,23 5. táblázat. A havonkénti frontos napok számának alapstatisztikái átlag 10,0 9,5 szórás 3,3 3,1 var.eh. 0,33 0,33 min. 1 2 max év.hó ábra. A havonkénti frontos napok száma és tendenciája % A frontos napok évenkénti gyakorosága, (FR, %) szignifikáns lineáris trend: y=-0,2371x+504, év ábra. A frontos napok évenkénti gyakorisága és tendenciája 138

139 A következıkben annak valószínőségét vizsgáljuk, hogy az év egy naptári napján valamelyik front-típus elıforduljon, azaz a nap frontos nap legyen. Ezeket a valószínőségeket közelítı relatív gyakoriságokat (%) és egy kiegyenlítı függvény értékeit mutatja az 4. ábra a hosszabb idıszakban. A közelítı függvény éves menetébıl a következıket állapíthatjuk meg: az átlagnál nagyobb valószínőségek fıleg a március 1. július 15. idıszakban fordulnak elı, a maximum április 15. köré esik, ill. november 20. és január 15. között, december közepére esı másodlagos maximummal Ez összesen 194 nap, az év napjainak 53%-a. Az év többi napjain tehát a frontok elıfordulásának valószínősége átlag alatti, szeptember végi elsıdleges és február eleji másodlagos minimummal. % A frontok (t1-t9) naponkénti relatív gyakoriságának (%) évi menete, megfigyelt trigonometrikus polinom hó.nap ábra. A frontok naptári naponkénti gyakoriságának éves menete és a kiegyenlítı függvény. 3. A szélsebesség-statisztika az idıszakban A 6. táblázatban a teljes, a frontmentes és a frontos idıszakok, valamint az egyes fronttípusok átlagos szélsebességét adjuk meg. Az állomások sorrendje az elsı három esetben (TI, FN, FR) ugyanaz: a legnagyobb átlagos szélsebesség Kékestetın, a legkisebb pedig Gyırben fordul elı. A gyıri állomás helyezése meglepınek látszik. Azonban az öt éves idıszakra számított átlagos szélsebesség Gyırben 2,5 és 3 m/s közé esik (BARTHOLY J. et al. 2003). Nem esik tehát bele az ún. zurndorfi szélcsatornába (JÁRKOVICH M. 2001), amely nálunk a Dévényi-kapun beáramló levegıt jelenti. Lehetséges tehát, hogy az általunk vizsgált 10 éves idıszak átlaga ennél kisebb. Az 1. táblázatból látjuk, hogy az anemométerek különbözı magasságban vannak. Az összehasonlíthatóság miatt ezért képeztük a frontos napok és a frontnélküli napok átlagsebességeinek hányadosát. Ezek csökkenı sorrendben a következık: Gyır 1,24, Szombathely 1,23, Szeged 1,21, Debrecen 1,19, Pécs 1,18, Budapest 1,17, Kékestetı 1,15. A frontok megjelenésére tehát a szélsebesség legérzékenyebben Gyırben, Szombathelyen, Szegeden és Debrecenben, legkevésbé pedig Kékestetın reagál. A front-típusok átlagsebességének legszembetőnıbb vonása a 6. táblázat szerint az, hogy ezek minimuma Szombathely kivételével a t5 (közelítı okklúziós front) típusban van. A maximumok a síkvidéki állomásokon és Kékestetın (amely a szabad horizontja miatt ezekkel összehasonlítható) a t1 és t2 típus (hidegfrontok) között váltakoznak (Szegeden mindkettı maximum közeli). Pécsett és Szombathelyen pedig a t6 típus (tartózkodó okklúziós front) 139

140 átlagsebessége a legnagyobb. Állomásonként három és öt között van azoknak a típusoknak a száma, amelyek átlagsebessége meghaladja a tipizálás nélküli frontos napok átlagsebességét (FR). Leggyakoribb ilyen a t4 és t6 típus, majd a t1 és t7 típus következik. A t5 típus átlagsebessége minden állomáson, a t3 típusé pedig Kékestetı kivételével kisebb, mint a frontos napoké. A t6 vagy a t7 típusok átlagsebessége minden állomáson nagyobb, mint a tipizálás nélküli frontos napok átlagsebessége. Ez a helyzet egyébként az összes eset 47,6 %- ában fordul elı. 6. táblázat. A teljes idıszak (TI) a frontnélküli napok (FN) és a frontos napok (FR), valamint az egyes front-típusok (t1-t9) átlagos szélsebességei (m/s). Kékestetı Szombathely Pécs Gyır Budapest Szeged Debrecen TI 4,3 3,3 2,9 2,3 2,5 3,1 2,7 FN 4,1 3,1 2,8 2,1 2,4 2,9 2,6 FR 4,7 3,8 3,3 2,6 2,8 3,5 3,1 FR/FN 1,15 1,23 1,18 1,24 1,17 1,21 1,19 t1 5,0 3,7 3,3 2,7 3,0 3,7 3,2 t2 4,5 3,7 3,4 2,7 3,1 3,7 3,3 t3 4,9 3,2 2,9 2,5 2,5 3,4 2,9 t4 4,7 4,0 3,5 2,6 2,7 3,6 3,2 t5 3,7 3,7 2,9 2,2 2,5 3,0 2,8 t6 4,0 5,4 3,5 2,4 2,5 3,3 3,2 t7 4,8 3,7 3,4 2,6 2,9 3,8 3,0 t8 4,2 4,0 3,3 2,5 2,8 3,5 3,2 t9 4,4 3,8 3,4 2,7 2,7 3,5 3,2 Az összehasonlíthatóság miatt a típusok átlagsebességét is elosztottuk a frontnélküli napok átlagsebességével. Megállapítható, hogy a szélsebesség a síkvidéki állomásokon és Kékestetın legérzékenyebben a t1 és t2 típusok megjelenésére reagál, Szombathelyen és Pécsett viszont a t6 típusra. Kékestetın van két típus, a t5 és a t6, amelynek átlagsebessége kisebb, mint a frontnélküli napok átlagsebessége, a többi állomáson minden típusé nagyobb. Ezeket szemlélteti az 5. ábra. A teljes idıszak átlagsebességéhez való viszonyítás eredménye pedig az, hogy nem minden típus átlagsebessége nagyobb ennél. Állomásonként hat és négy között változik ezek száma, összesen 54 %-ban t1/fn t2/fn t3/fn t4/fn t5/fn t6/fn t7/fn t8/fn t9/fn Gyır Budapest Szeged Debrecen Kékestetı Szombathely Pécs 5. ábra. Az egyes típusok és a frontnélküli napok átlagos szélsebességeinek aránya 140

141 4. Az átlagos fajlagos szélteljesítmény kapcsolata a front-típusokkal Egy nem feltétlenül egymás után következı napokból álló idıszak egy napjára átlagosan jutó fajlagos szélteljesítmény (P dm ) meghatározására kidolgozott módszerünk lényege, hogy a mérési idıpontok szélsebesség köbeinek átlagaira egy folytonos függvényt, egy két hullámból álló trigonometrikus polinomot illesztünk, majd meghatározzuk ennek T ga görbe alatti területét (TAR K. 2008a, 2008b; TAR K. et al. 2008a, 2008b). A módszert a 6. ábra szemlélteti. Az így kiszámolt T ga értékek szerint a teljes és a frontmentes idıszakokban az egy napra átlagosan esı szélteljesítmény Kékestetın a legnagyobb, a frontos napok esetében azonban Szombathelyen. A minimum mindhárom esetben Gyırben figyelhetı meg. [v 3 ], [v 3 ] köz (m 3 /s 3 ) 160 Debrecen, május, 10 m [v3]köz (két hullám) [v3] (megfigyelt) T ga 20 0 óra ábra. A szélsebesség köbök átlagának ([v 3 ]) napi menetére illesztett közelítı függvény ([v 3 ] köz )és ennek görbe alatti területe (T ga ) A különbözı szélmérési magasságokból adódó különbségek kiküszöbölésére most is arányokat képeztünk. Összehasonlítási alapul a frontnélküli napokra számolt T ga értékeket vettük. A 7. táblázatban tehát a teljes idıszak és a frontos idıszak, valamint az egyes fronttípusokkal jellemzett idıszak egy napjára átlagosan esı szélteljesítményt közöljük a frontnélküli idıszak egy napjára átlagosan esı szélteljesítmény százalékában. A táblázat harmadik sora (FR/FN) ezek szerint azt jelenti, hogy bármilyen front megjelenése kb %-kal növeli a szélenergiát a frontnélküli idıszakhoz képest. A maximum Szombathelyen van, ahol a frontos napok átlagos szélenergiája majdnem kétszer akkora, mint a frontnélküli napoké, az arány Gyır és Kékestetı kivételével máshol is meghaladja a 150 %- ot. A táblázat második sora (TI/FN) pedig azt mutatja, hogy a frontos és frontnélküli napokat is tartalmazó teljes idıszak szélenergiája %-kal több, mint a frontnélküli idıszaké. A táblázat szerint Kékestetın és a síkvidéki állomásokon a t5 típus (közelítı okklúziós front) rendelkezik a legkisebb szélenergiával, ami a szélsebességrıl elmondottak alapján várható. Debrecent kivéve e típus szélenergiája kevesebb, mint a frontnélküli napoké! Szombathelyen és Pécsett a minimális szélenergia a t3 típusban (közelítı melegfront) figyelhetı meg. A legkevésbé energikus front-típusok tehát a t5 és t3. A maximális energiájú típusok már nem mutatnak ilyen szabályosságot, mindössze annyit, hogy ezek a síkvidéki állomásokon és Kékestetın a t1 és t7 típusok (közelítı hidegfront és közelítı meleg- és hidegfront) között váltakoznak. Ezeken az állomásokon tehát az ilyen fronttípusok megjelenése növeli legnagyobb mértékben a szélenergia mennyiségét. Szombathelyen a t6 (tartózkodó okklúziós front) Pécsett pedig a t4 típus (tartózkodó melegfront) rendelkezik ezzel a tulajdonsággal. Legerısebb hatása a t6 típusnak van Szombathelyen, hiszen hatására 141

142 majdnem négyszeresére (391,9 %) növekszik a szélenergia a frontnélküli napokéhoz képest. A további sorrend: t1 Budapest 206,1 %, t7 Szeged 195,8 %, t1 Debrecen 182,0 %, t4 Pécs 181,9 %, t1 Gyır 161,7 %, t3 Kékestetı 158,6 %. A legenergikusabb front-típusok tehát a következık: t1, t3, t4, t6, t7. 7. táblázat. A teljes idıszak és a frontos idıszak, valamint az egyes front-típusokkal jellemzett idıszak egy napjára átlagosan esı szélteljesítmény a frontnélküli idıszak egy napjára átlagosan esı szélteljesítmény százalékában Kékestetı Szombathely Pécs Gyır Budapest Szeged Debrecen TI/FN FR/FN t1/fn t2/fn t3/fn t4/fn t5/fn t6/fn t7/fn t8/fn t9/fn Következtetések Legfontosabb eredmények: A frontnélküli és a frontos napok számának aránya a teljes idıszakokra, valamint télen és nyáron 2 körüli, tavasszal 1,8, ısszel 2,3. Egyetlen front-típus gyakoriságának maximuma sem esik ıszre. A havonkénti és évenkénti frontos napok száma szignifikánsan csökken. Az idıszakban a frontok átlagnál nagyobb naponkénti valószínőségei fıleg a március 1. július 15. idıszakban fordulnak elı, a maximum április 15. köré esik, ill. november 20. és január 15. között, december közepére esı másodlagos maximummal. Ez összesen 194 nap, az év napjainak 53%-a. Az év többi napjain tehát a frontok elıfordulásának valószínősége átlag alatti, szeptember végi elsıdleges és február eleji másodlagos minimummal. A hideg (t1 és t2) és a meleg (t3 és t4) frontok naponkénti valószínőségének jól meghatározott éves mente van. A front-típusok átlagsebességének minimuma Szombathely kivételével a t5 (közelítı okklúziós front) típusban van. A szélsebesség a síkvidéki állomásokon és Kékestetın legérzékenyebben a t1 és t2 típusok megjelenésére reagál, Szombathelyen és Pécsett viszont a t6 típusra. Bármilyen front megjelenése kb %-kal növeli a szélenergiát a frontnélküli idıszakhoz képest. A legkevésbé energikus front-típusok a t5 és t3. A legenergikusabb front-típusok pedig a következık: t1, t4, t6, t7 142

143 Köszönetnyílvánítás A szerzı köszönetét fejezi ki az Országos Meteorológiai Szolgálatnak a kutatásaihoz szükséges szélsebesség adatok biztosításáért. Irodalom BARTHOLY, J. RADICS, K. BOHOCZKY, F. (2003) Present state of wind energy utilization in Hungary: Policy, wind climate, and modeling studies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 7, pp JÁRKOVICH M. (2001) Egy 750 kw teljesítményő szélerıgép létesítésével kapcsolatos környezeti hatásvizsgálat. Diplomamunka, Széchenyi István Fıiskola, Gyır PRÉCSÉNYI I. BARTA Z. KARSAI I. SZÉKELY T. (2000) Alapvetı kutatástervezési, statisztikai és projectértékelési módszerek a szupraindividuális biológiában. Kossuth Egyetemi Kiadó, Debrecen PUSKÁS J. NOVINSZKY L. (1996) A vetési bagolylepke (Scotia segetum Schiff.) fénycsapdázásának eredményessége idıjárási frontok idején. Légkör, XLI. 2., pp PUSKÁS J. (1999) Idıjárási elemek hatása a kártevı rovarokra. Dissertationes Savarienses 27. Savaria University Press, Szombathely p. 36. PUSKÁS, J. (2001) New weather front types and catalogue for the Carpathian basin In: Nowinszky, L. (ed.) Light trapping of insects influenced by abiotic factors. Part III. Savaria University Press, pp PUSKÁS J. (2004): Fronttipizálás agrometeorológiai vizsgálatokra. Földrajzi kutatások II. Magyar Földrajzi Konferencia, Szeged, szeptember 2 4. CD-ROM/mfk2004/cikkek /puskas_janos PUSKÁS, J. (2008) Weather front types in the Carpathian Basin and their use in applied meteorology. Geographical studies on the University of West Hungary, Szombathely, pp SZABÓ, G. (2004) Surveying the accuracy of the GPS system using different sample areas. In: Anthropogenic aspects of landscape transformations-3. University of Debrecen, pp TAR K. (2006) A szélenergia napi menete különbözı idıjárási helyzetekben. Energiagazdálkodás, pp TAR, K. (2007) Diurnal course of potential wind power with respect to the synoptic situation. Idıjárás, pp TAR K. (2008a) A potenciális szélenergia kapcsolata az idıjárási helyzetekkel. Geographica: generalis et specialis. Tanulmányok a Kádár László születésének 100. évfordulójára rendezett tudományos konferenciára, pp TAR, K. (2008b): Connection of the potential wind energy with the weather situation in Hungary. Colaborări ştiinńifice şi didactice în domeniul surselor de energii geotermale între Universitatea din Oradea şi Universitatea din Debrecen, Oradea, pp TAR K. PUSKÁS J. (2006) Az idıjárási frontok és a szélklíma kapcsolatáról. IV. Természet-, Mőszaki- és Gazdaságtudományok Alkalmazása Nemzetközi Konferencia, Szombathely (május 28.), CD-ROM, pp TAR K. PUSKÁS J. (2009) Az idıjárási front-típusok és a potenciális szélenergia kapcsolata Magyarországon, I. rész. V. Kárpát-medencei Környezettudományi Konferencia, Kolozsvár, pp TAR K. TÓTH T. RÓZSAVÖLGYI K. (2008a) A potenciális szélenergia mennyiségének összefüggése a szeles napok számával. IV. Magyar Földrajzi Konferencia, Debrecen, pp TAR, K. TÓTH, T. RÓZSAVÖLGYI, K. (2008b) Connection between the potential wind energy and the windy days. AGD Landscape & Environment 2 (1), pp ( ZENTAI, L. (1996) Relief of the Carpathian Basin ( 143

144 Dr. Gyöngyösi András Zénó 1 Dr. Weidinger Tamás 2 Dr. Kiss Ádám 3 Dr. Bánfalvi Károly 4 Különbözı mezo-skálájú meteorológiai modellek által szolgáltatott energetikai célú szélelırejelzések bizonytalansága a Nyugat-Dunántúl és a passzát szélrendszerben fekvı brazíliai területek esetében 1. Bevezetés A megújuló energiaforrások kihasználása jelentısen megnövekedett az elmúlt évtizedben. A fenntartható fejlıdés és a klímaváltozás elleni küzdelem egyaránt motiválja a kormányokat arra, hogy a zöld energiák felhasználását támogassák azok hátrányai ellenére, beleértve a hosszú megtérülési idıt és a technikai nehézségeket (ÜRGE-VORSATZ, D. et al. 2004; PATLITZIANAS, K. D. et al. 2005). Legutóbbi optimista becslések szerint 2030-ra a teljes energiatermelés egy negyede megújuló forrásokból kerül majd fedezésre. A Magyarországon is gazdaságosan felhasználható megújuló energiaforrások a (1) napenergia (mely még mindig túl drága az nagyarányú felhasználáshoz), (2) a biomassza égetés (amely megújuló olyan értelemben, hogy az emberi idıskálán reprodukálható, azonban nem oldja meg a klímaváltozás kérdését és a tüzelıanyag ellátás megszervezése szintén problémás) és (3) a szélenergia ipari alkalmazása. 2. Modellezési háttér Az alábbiakban a dinamikai és klimatológiai alapú szélenergia modellezés elméleti hátterét és alkalmazási lehetıségeit ismertetjük. 2.1 Numerikus modellek által támogatott szélklíma vizsgálat Egy villamos ellátó hálózat hosszú távú tervezésekor elengedhetetlenül fontos a rendelkezésre álló szélteljesítmény tér- és idıbeli eloszlásának ismerete (Danish Wind Industry Association). Ezért az erıforrások részletes felmérésére és regionalizálására van szükség, mely magában foglalja (1) az intenzív energetikai szélméréseket (2) a már meglévı szélparkok termelési tapasztalatait és (3) a számszerő modellezést. Habár Magyarország az Európai Unió kontinentális szélklímájú, gyenge szélsebességekkel rendelkezı országai közé tartozik, az elmúlt néhány év tapasztalatai és újabb vizsgálatok bíztató eredményeket mutatnak. Az újabban megjelenı, 100 m feletti oszlopmagasságú, kifejezetten kontinentális szélviszonyokra kifejlesztett, viszonylag alacsony indulási sebességő szélgenerátorokkal az ország egyes területein gazdaságos szélenergia termelés lehetséges. Sajnos m felszínfeletti magasságban csak szórványosan állnak rendelkezésre olyan hosszú adatsorok, melyek megfelelnek szélklíma vizsgálatok céljára (RADICS, K. 1 Dr. Gyöngyösi András Zénó Eötvös Loránd Tudományegyetem, Meteorológiai Tanszék, Budapest zeno@nimbus.elte.hu 2 Dr. Weidinger Tamás Eötvös Loránd Tudományegyetem, Meteorológiai Tanszék, Budapest weidi@ludens.elte.hu 3 Dr. Kiss Ádám Eötvös Loránd Tudományegyetem, Atomfizikai Tanszék, Budapest kissadam@ludens.elte.hu 4 Dr. Bánfalvi Károly Netpoint Bt. Budakalász netpoint@axelero.hu 144

145 BARTHOLY, J. 2008). Az ország sajátos szélklímájára jellemzı a nagy évek közötti és területi változékonyság, melynek következtében a rövid távú, lokális szélmérések interpolációja a magasabb rétegekre igen nagy bizonytalansággal terhelt (WEIDINGER, T. et al. 2006). Ráadásul a Kárpát-medencében a szélerısség irányok szerinti érzékenysége igen nagy. A medence legnagyobb részén egyetlen szélirány sem rendelkezik 20%-nál nagyobb gyakorisággal, mivel hazánk a periódikusan váltakozó alacsony és magas nyomású légörvények hatásának kitett területen található. Fenti okból kifolyólag a más területeken jól alkalmazható egyszerő módszerek (pl. WAsP, WindPro stb.) nem megfelelıek a széladatok extrapolálására és nem szolgáltatnak megfelelı pontosságot a szélparkok helyének megválasztásához. Ezekhez a speciális körülményekhez korszerő, nagy felbontású, komplex 3 dimenziós meteorológiai modellek többszörösen beágyazott futtatására van szükség. Az ELTE Meteorológiai Tanszék számítógépes környezetében több numerikus vizsgálat is készült: az Egyesült Államokban fejlesztett WRF (Weather Research and Forecasting) modell több éves futtatása a Kárpát-medence területére több nagy felbontású beágyazott tartománnyal a Nyugat-Dunántúl Kisalföldi térségére, ahol a telepített szélerımő-potenciál jelentıs része és a legkedvezıbb adottságok találhatók, részletes szélklimatológiai vizsgálatok céljára (WEIDINGER, T. et al. 2008). Ezenfelül kvázioperatív, négy napos szélenergia elırejelzéseket futtatunk, naponta négyszer a Mosonmagyaróvárhoz közeli térségre ahol 2006 óta egy szélpark üzemel. Az elırejelzett széladatok termelési adatokkal kerülnek összehasonlításra, verifikációs és modellillesztési célból. A módszerünk hordozhatóságának demonstrálására és összehasonlítás céljából, a brazíliai Cerea tartomány part menti vidékén tervezett off-shore erımő park területére készült számításaink eredményét is bemutatjuk, amelyek egy kétoldalú tudományos együttmőködés keretében jöttek létre (WEIDINGER, T. et al. 2007). A WRF modellel készült eredményeinket egy másik szoftver, az Egyesült Államok Nemzeti Elırejelzı Központjában (NCEP) kifejlesztett Eta modell adataival is összevetjük Numerikus szimulációs eszközünk, a WRF modell leírása A WRF modell egy új generációs, mezoskálájú numerikus elırejelzési rendszer, melyet többek között az operatív elırejelzések, valamint a légköri kutatások támogatására terveztek: a WRF alkalmas igen széles mérettartományú mozgásrendszerek vizsgálatára a néhány méterestıl a több ezer kilométeres skáláig. A WRF-nek igen gyorsan növekvı felhasználói tábora van, munkaértekezletek és továbbképzések évente kerülnek megrendezésre az USA Nemzeti Légkör Kutatói Központjánál, az NCAR-nal. A WRF-et jelenleg operatív idıjárás elırejelzésre használják az USA Nemzeti Környezeti Elırejelzı Központjában (NCEP). A WRF honlapja információkkal szolgál a WRF törekvéseirıl, szervezeteirıl, a WRF-re támaszkodó projectek és elırejelzések hivatkozásaival, és linkekkel a WRF felhasználói oldalára, real-time alkalmazásokra és WRFel kapcsolatos eseményekre. A WRF általunk használt, továbbfejlesztett kísérleti változatának (ARW) kormányzó egyenletrendszere a teljesen összenyomható, Euleri, nem-hidrosztatikus Navier-Stokes egyenletrendszer hidrosztatikus futtatási opcióval. A skaláris mennyiségek tekintetében konzervatív. A modell felszínkövetı, hidrosztatikus nyomási koordinátarendszert használ függıleges változóként, amelyben a modell teteje egy adott izobár-felület. A modell mind az idealizált mind a valós bemenı adatokon alapuló futtatásokat támogatja különféle peremfeltétel opciókkal. A modell szintén alkalmas egy- és kétirányú beágyazott futtatásokra, valamint mozgó beágyazott tartományra egy adott légköri jelenség (pl. trópusi ciklon) 145

146 nagyfelbontással való követése céljából. Egy processzoros, shared és distributed memóriájú gépeken is futtatható. Az általunk jelenleg használt es verzió dinamikai megoldó rendszere Euler-i tömeg alapú koordináta bázison végzi a számítást. A program inicializációja során elıállítja a fél fok földrajzi szélesség és hosszúsági felbontású, a GFS modell által szolgáltatott globális kezdeti mezıbıl a modell számára szükséges kezdeti- és (amennyiben kell) peremfeltételeket. Ez a kezdeti két- és háromdimenziós mezık interpolációján kívül magában foglalja a kezdeti tömeg és sebességmezıknek a hidrosztatikus egyensúlyhoz való igazítását. A WRF modell támogatja a teljes fizikai folyamatok leírását, valamint egy- és kétirányú beágyazást és a mozgó beágyazott tartomány kezelését. A modell integrálásához szükséges minimális kezdeti mezık a 3D szélsebesség, potenciális hımérsékleti és vízgız mezık, valamint számos kétdimenziós (felszíni) változó eloszlása. A modell kezdeti feltételeit tartalmazó mezıbe lehetséges megfigyelések asszimilálása az úgynevezett 3-dimenziós variációs adatasszimilációs technika segítségével. A modell szabványos kimenı adata netcdf formátumban készül el, amelynek a megjelenítésére számos grafikus eszköz áll a rendelkezésre: NCAR Graphics NCL, GrADS vagy a RIP4 csomagok. Konvertáló szoftverek segítségével vis5d, GrADS és RIP4 formátumok készíthetıek, és NCL scriptek segítségével a netcdf file-ok használhatóak inputként ( 3. Módszertan A WRF modellt kétféleképpen alkalmaztuk szélenergia vizsgálatokra: (1) elızetes szélklíma vizsgálatokra a létesülı szélerımővek tervezésének támogatása céljából, valamint (2) operatív szélelırejelzésekre a szélenergia termelési tervek készítéséhez. Az elsı alkalmazás historikus input adatokat igényel, míg a második alkalmazáshoz egy globális modellbıl származó, kisebb felbontású, valós idejő kezdeti- és peremfeltételekre van szükség. Mindkettı szabadon hozzáférhetı kutatási és oktatási célokra az NCEP ftp szerverérıl letölthetıen, rácshálózati bináris (grib = "gridded binary") adatok formájában (szabványos WMO grib1 vagy grib2 formátumban), amelyek megfelelıek a modell pre-processzora számára A Final Analysis (FNL) adatbázis Vizsgálatainkhoz az NCEP "Végsı Analízis" nevő adatbázisát használtuk, mely július 30-án 18 UTC-tıl áll rendelkezésre hat óránkénti adatokkal egészen napjainkig. Az adatbázis horizontális felbontása egy földrajzi szélességi és hosszúsági fok. Elıállításához a legszélesebb körő adatbázist használták fel, mely az operatív globális adatasszimilációs szekvenciában utoljára kerül lefuttatásra. Az FNL valószínőleg a legjobb választás az archivált, hosszútávú, operatív modell adatok között A GFS modell, mint bemenı adatbázis A WRF modell inicializációjához operatív alkalmazásokhoz az NCEP Globális Elırejelzı Rendszerének (GFS) a meteorológiai adatait használtuk fél fokos horizontális felbontásban, melyek 180 órára elıre állnak rendelkezésre az analízis idıpontjától számítva három óránkénti idıbeli felbontással minden fı terminusban (hat óránként) frissítve. Az analízis idıpontjától további 184 órára (7 16 napra elırejelzett adatok) még egy gyengébb felbontású 146

147 (2,5 fokos) adatbázis is rendelkezésre áll 12 órás idıbeli felbontásban. A modell horizontális rács reprezentációja spektrális (szférikus harmónikusokon alapuló bázissal), melyet Gaussi gridre transzformálnak a nemlineáris mennyiségek és a fizikai parametrizációk számítása céljából. A horizontális felbontás spektrális, trianguláris (T254), a Gaussi grid rácspont, körülbelül ekvivalens egy 0,5 0,5 fokos felbontású földrajzi szélességi-hosszúsági ráccsal. A vertikális koordináta a Föld felszínétıl (szigma=1) a légkör tetejéig (szigma=0) tart, melyet 64 szintre bont egy az alsó és felsı szinteken megnövelt felbontású rács: 1000 hpa-os felszíni légnyomás esetén 15 szint található a 800 hpa-os nyomási szint alatt, és 24 a 100 hpa-os izobár felett A modellezett térség a beágyazott tartománnyal Vizsgálataink során a WRF modellt mind egy, mind kétirányú beágyazással futtattuk. A teljes modell tartományban 10 km-es horizontális felbontást alkalmaztunk. Az alkalmazott idılépcsı 60 másodperc volt a numerikus instabilitás megelızése érdekében. A modellezett térséget a beágyazott tartománnyal Magyarországra, valamint a beágyazott tartományt a brazíliai futtatás esetében az 1. ábra szemlélteti. A legfontosabb modell fizikai parametrizációs opciókat alább ismertetjük: Diffúziós opció: egyszerő; K opció: 2D Deformáció: K a horizontális diffúzióra a horizontális deformációból származtatva. A vertikális diffúziót a planetáris határréteg (PBL) séma adja; mikrofizikai opció: WRF Egyszeres - Momentum 3-ad osztályú séma: egyszerő és hatásos séma jég és hó folyamatokkal, a mezoskálájú folyamatok leírására megfelıen; hosszú hullámú sugárzás: Gyors Sugárzás Átviteli Modell (RRTM). Egy pontos séma, mely különbözı sávokban veszi figyelembe az egyes légköri alkotó gázok és mikrofizikai egységek hatását; rövidhullámú sugárzás: Dudhia séma: egyszerően lefelé integrálja a sugárzáserısséget a felhık és a tiszta égbolt sugárzáselnyelı és szórási tulajdonságainak figyelembevételével. A nagy felbontású szimulációk esetében a lejtési és árnyékolási efektusok figyelembevételével; Planetáris határrétek séma (PBL): Yonsei Egyetemi Séma: nem-lokális K-séma explicit behatolási réteggel és parabolikus K profillal az instabil keveredési rétegben; Kumulusz fizikai parametrizáció: Kain-Fritsch séma: sekély- és mélykonvekciós rácsfelbontás alatti séma mely a tömeg fluxus alapú megközelítést alkalmazza leáramlásokkal és a CAPE lebomlási idıskáálával. 1. ábra. A WRF modell számítási tartománya a Kárpát-medencében (jobboldal) és Cerea államban (baloldal) 147

148 3.4. Többszörös beágyazás, horizontális felbontás Annak érdekében, hogy a modell elırejelzéseinek minıségét és megbízhatóságát javítsuk, egy- és kétirányú beágyazást hajtottunk végre a gyengébb felbontású szülı tartományba. A beágyazott tartománybeli integrálás során a szülı tartomány adatait használtuk peremfeltételként. Egyirányú beágyazás esetén nem veszünk figyelembe visszacsatolást a szülı tartomány felé a beágyazott tartománybeli számítások eredményeibıl, míg kétirányú beágyazás esetén a szülı tartománybeli változók értékeit is befolyásolják a beágyazott számítás eredményei. A beágyazott tartomány számításainál alkalmazott idılépcsı a rácsfelbontásnak megfelelıen arányosan rövidebb. Mivel a felbontás növelése nem alkalmazható hirtelen, azaz a rács távolság nem csökkenthetı egyszerre tetszıleges mértékben, ezért a szükséges felbontás (~1km) eléréséhez többszörös beágyazás alkalmazása szükséges A modell utófeldolgozása, vertikális interpoláció Mivel a modell vertikális rácshálózata nyomási alapú, változó felbontású, felszínkövetı szigma koordinátarendszer (LAPRISE, R. 1992), a modell adatait interpolálni kell a szélgenerátorok oszlopmagasságának megfelelı szintekre. Ez az interpoláció két lépesben történik (WEIDINGER, T. et al. 2008). Elıször a modell nyers netcdf adatait a tengerszint feletti magassági szintekre interpoláljuk és gridded bináris formátumban tároljuk, majd a tengerszintfeletti adatmezıkbıl a kérdéses felszín feletti magasságra interpoláljuk a logaritmikus szélprofil közelítés alkalmazásával z u ( z ) = u ( z1 ) z 1 ahol u (z) és u( z 1 ) a szélsebességek a z szinten illetve az oszlop magasság alatti elsı ( z 1 )szinten. A p kitevı a hımérsékleti rétegzıdés, a turbulencia mértékének valamint a felszíni érdességnek a függvénye (WEIDINGER, T. et al. 2006; VAD J. é.n.; EMEIS, S. 2005). Mivel a hımérsékleti rétegzıdés mind napi, mind éves szinten rendkívül nagymértékben ingadozik, és a felszíni folyamatoktól is jelentısen függ (amelyek különböznek nappal és éjszaka, télen és nyáron, valamint az aktuális idıjárási helyzettıl is függnek, mint például a felszíni nedvesség, felszíni sugárzási egyensúly, dinamikus hatások stb.), ezért a p kitevı értéke a modellezett szélprofilból kerül meghatározásra, a turbina szintje alatti és feletti szélsebességekbıl: u p = cln 2 u ahol u 2 a modell szélsebesség a turbina feletti elsı ( z 2 ) szinten, míg a c együttható állandó érték: ( ln ( )) 1 2 / c = z z1 A p kitevı értékének napi menetét az energetikai szélmérések analízise révén, vagy a már mőködı szélerımővek adatai alapján, illetve a klimatológiai alap állomás hálózat méréseibıl határozhatjuk meg (WEIDINGER, T. et al. 2008; KIRCSI, A. TAR K. 2008; NAGY, Z. et al. 2008). 1 p 4. Magyarországi numerikus kísérletek A fentebb vázolt numerikus eszköz segítségével idıjárási elırejelzések készülnek a Kárpátmedence területére, különös tekintettel a Kisalföldi régióra november 20-a óta. A 148

149 számítások eredményeit egy adott szélpark szélmérési és termelési adataival vetettük össze. A 2. ábra a mért és modellezett szélsebesség értékeket mutatja be 113 m felszín feletti magasságban december hónapra. Az egyes elırejelzések minden nap éjféli inicializációval indulnak 96 órára elıre. Mint az ábrán is látható, a modell általában túlbecsüli a szélerısséget, azonban a mért és elırejelzett szél sebessége és iránya hasonló módon alakulnak. Mivel az elırejelzett szélsebesség egyes ritka esetekben ellenkezı módon változott a valósághoz képest, ezzel jelentıs hibát eredményezve (pl. december és ), ezért a hiba szélirányok illetve stabilitás szerinti változását is megvizsgáltuk. A 2. ábra alsó és felsı részének összehasonlításával látható, hogy a nagy eltérések keleties szélirányok esetében voltak, azonban bizonyos esetekben keleti szél esetében is jól teljesített a modell (lásd még az 1. táblázatot). A statikus stabilitással nem volt az elırejelzési hibának kimutatható kapcsolata. Mivel az elırejelzési hiba a legtöbb esetben szisztematikusnak mutatkozott (jelentısen túlbecsülve a szélsebességeket), a modell outputra egy statisztikai korrekciót alkalmaztunk. Az 1. táblázat adataiból látható, hogy a korrekció délies szelek esetében enyhe negatív torzítást eredményezet, de a legfontosabb északnyugati széliránynál sokkal megbízhatóbb egyezést mutatott, mint a korrekció nélkül. Emellett a legnagyobb torzítású idıszakokban a szélsebesség általában az erımővek indulási sebessége alatt volt, tehát nem releváns termelési szempontból. A séma tesztelése mérési adatokkal jelenleg is folyamatban van. 1. táblázat. Mért (M), elırejelzett (F) és korrigált (C) átlagos szélsebesség adatok és relatív eltérések (hiba) az egyes szélirányok esetén. szektor átlag. [m s -1 hiba megfigyelések ] [%] száma M F C M C NNE ENE ESE SSE SSW WSW WNW NNW átl./össz

150 2. ábra. Mért és elırejelzett szélsebesség (felsı ábra) és szélirány (alsó ábra) adatok Mosonmagyaróváron. Mindegyik görbe egy-egy 96 órás elırejelzést reprezentál, melyek mind 00UTC-kor lettek inicializálva. A bal oldali ábra jobb felsı sarkában az elırejelzett és a mért adatok összefüggését mutató szórási diagram látható. 5. Szélenergia vizsgálatok a brazíliai Cerea állam területén Egy létesülı szélpark tervezésének elısegítése céljából modellszámításokat hajtottunk végre Cerea állam (Brazília) területére a teljes 2006-os évre. Összehasonlításul hasonló vizsgálatokat végeztünk az NCEP Eta modelljével is (3. ábra). Az eredmények összefoglalásaként elmondható, hogy az Eta modell szisztematikusan alulbecsülte a szélsebességeket a vizsgált idıszakban, míg a WRF modell az éves átlagok tekintetében majdnem tökéletesen teljesített, ám a mérések sokkal nagyobb ingadozásokat mutattak, mint a szimuláció. 150

151 3. ábra. A mért (measured), és az Eta modellel 975 hpa-os szintre modellezett (u(975hpa)), valamint a 60-méteres szintre interpolált (u(60m)) szélsebesség adatok a brazíliai Paracuru területén 2006 januárjában. 6. Összefoglalás, további kilátások A mezoskálájú, korlátos tartományú idıjárási elırejelzı modellek már elérhetıvé váltak a szélenergia potenciál meghatározására irányuló vizsgáltok, valamint a rövid távú szélenergia termelés elırejelzése számára. Az ELTE Meteorológiai Tanszékén két különbözı meteorológiai modellt (Eta és WRF) is implementáltunk ezen cél érdekében az utóbbi években. A modellek használhatóságát egy magyarországi és egy brazíliai példán keresztül is demonstráltuk. A közeli jövı legfontosabb célkitőzései a következık: 1) (1i) Az Mosonmagyaróvár és az Észak-Dunántúl területére napi szélenergia termelési elırejelzések készítése kísérleti jelleggel, 2) (2) Éves és évszakos átlag szélsebességi térképek elıállítása a felszín felett 100 m-es szintben Cerea állam partjainál létesülı off-shore szélerımő park területére. Köszönetnyilvánítás Ezen tanulmány a GVOP keretein belül készült. Irodalom BARTHOLY, J. RADICS, K. BOHOCZKY, F. (2003) Present state of wind energy utilisation in Hungary: policy, wind climate, and modelling studies, Renew. Sust. Energ. Rev. 7, EMEIS, S. (2005) How Well Does a Power Law Fit to a Diabetic Boundary-Layer Wind Profile? DEWI Magazine 26, KIRCSI, A. TAR K. (2008) Profile Tests to Optimize the Utilization of Wind Energy. Acta Silv. Lign. Hung. 4, LAPRISE R. (1992) The Euler Equations of motion with hydrostatic pressure as an independent variable, Mon. Wea. Rev

152 NAGY, Z. WEIDINGER, T. BARANKA, G. TÓTH, Z. NAGYNÉ KOVÁCS, E. MÉSZÁROS, R. GYÖNGYÖSI, A. Z. TÖRÉK O. (2008) Baseline climate network in Hungary and application for air quality dispersion models. EMS 2008 Session AW6: Instruments and new challenges in observation strategies, Amsterdam, The Netherlands, 29 September 3 October 2008 (EMS2008-A-00391). PATLITZIANAS, K. D. KAGIANNAS, A.G. ASKOUNIS, D. TH. PSARRAS, J. (2005) The policy perspective for RES development in the new member states of the EU. Renewable Energy, 30, No. 4, RADICS K. BARTHOLY J. (2008) Estimating and modelling the wind resource of Hungary. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12 No. 3, ÜRGE-VORSATZ, D. REZESSY, S. ANTYPAS, A. (2004) Renewable electricity support schemes in Central Europe: a case of incomplete policy transfer. Energy & Environment, 15, No. 4, VAD J. (é.n.) Air pollution modeling ( Educational material (In Hung.) WEIDINGER, T. COSTA A. A. LAJOS T. KISS, Á. GYÖNGYÖSI A. Z. PAPP, B. (2007) Estimation of wind energy potential in the equatorial costal area of Brazil based on measurements and mesoscale numerical model results. Geophysical Research Abstracts 9, EGU2007-A-09328, ERE1-1FR3O-004. WEIDINGER, T. GYÖNGYÖSI, A.Z. KISS, A. BÁNFALVI, K. (2008) Uncertainties of wind power forecasts for Western Transdanubium from mesoscale NCEP/ETA and WRF models, Geophysical Research Abstracts 10, EGU2008-A WEIDINGER, T. KISS, A. GYÖNGYÖSI, A. Z. KRASSOVÁN, K. PAPP, P. (2006) Uncertainity of wind energy estimation Wind Energy (Eds. Peinke, J. Schaumann, P. Barth S.) Proceeding of the Euromech Colloquium. Springer Danish Wind Industry Association. Wind turbines and power quality issues ( windpower.org/en/tour/grid/rein.htm) The EMC Modell Documentation ( The GFS Atmospheric Model description ( Web page of the Weather Research and Forecasting Model ( Web page about the Global Parellel System ( 152

153 Tóth Tamás 1 Baros Zoltán 2 A megújuló energiaforrások társadalmi megítélésében bekövetkezett változások Encs és Forró példáján 1. Bevezetés A megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos vizsgálatok többsége a természeti potenciál feltárásával, a gazdaságos és hatékony üzemeltetéssel, valamint a jogi és környezetvédelmi kérdésekkel foglalkozik. Jóval kevesebbre tehetı azon magyarországi kutatások száma, amelyek a megújuló energiaforrások ismertségét, társadalmi megítélését vizsgálják. Ezen energiaforrások alkalmazása a környezeti adottságokon túl függ az érintett térség fogyasztói struktúrájától, történelmi, gazdasági és politikai hátterétıl. Az alternatív energiaforrások széleskörő hazai elterjesztése szempontjából nem elhanyagolható tényezı, hogy a lakosság körében mennyire ismertek, mennyire elfogadottak. Az érintett területek lakosságának tisztában kell lenni az alkalmazások következményeivel, hatásaival. Az évtized elején BOHOCZKY F. (2002) szerint Magyarországon a megújuló energiaforrások felhasználásának viszonylag alacsony volta egyrészt abból adódott, hogy a lakosság jelentıs része nem tudta melyek ezek, és hogyan hasznosíthatók. Mivel környezetük védelmének szükségessége még általában nem tudatosult az emberekben, ezért különösen fontos a tudatformálás mind az írott, mind az elektronikus sajtó útján. Az alternatív energiaforrások alacsony felhasználásának másik oka a fosszilis tüzelıanyagokhoz való hozzájutás biztonsága és a megszokás, amelyrıl az emberek nehezen mondanak le. Ezen megállapításokat jórészt igazolta egy 2003-ban a Csereháton végzett kérdıíves vizsgálatsorozat is. 2. A kutatási terület kiválasztása, alkalmazott módszerek Ezen tanulmány elızményének tekinthetı egyrészrıl az a PÉNZES J. TÓTH T. BAROS Z. BOROS G. (2005) által végzett, a Cserehát területére irányuló kérdıíves attitődvizsgálat, amely részben érintette a Hernád völgyében elhelyezkedı településeket is. Másrészrıl 2008 ıszén indult egy hasonló jellegő kérdıíves vizsgálatsorozat a Hernád völgyében található településeken, amely a megújuló energiaforrások társadalmi megítélését, támogatottságát hivatott felmérni. A mindkét vizsgálatsorozatban érintett településeken lehetıség nyílt annak tanulmányozására, hogy az eltelt öt év alatt milyen mértékő és irányú változások következtek be az információáramlás gyorsulásával a lakosság ismeretében, hozzáállásában a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatban. A mindkét kutatásban érintett Encs és Forró települések kedvezı lehetıséget teremtenek az összehasonlító vizsgálatok elvégzésére. Az érintett települések közvetlen környezetében megújuló energiaforrást hasznosító berendezések 2003-ban még nem mőködtek. Az elsı kérdıíves felméréssel közel egy idıben kezdte meg mőködését a vizsgált területtıl távolabb (60 km-re) található biomassza-tüzelésre áttért kazincbarcikai hıerımő. Az erımő ugyan megjelent az országos és helyi médiában, de ekkortájt még különösebb jelentıséget nem tulajdonítottak ennek az új energiatermelési eljárásnak. Encstıl 35 km-re, Felsızsolcán 2006-ban helyeztek üzembe egy 1,8 MW teljesítményő szélerımővet, amelyet mind az országos, mind a helyi írott és elektronikus 1 Tóth Tamás Debreceni Egyetem, Meteorológiai Tanszék, Debrecen tamas.toth1@gmail.com 2 Baros Zoltán Károly Róbert Fıiskola, Regionális és Vidékfejlesztési Tanszék, Gyöngyös zbaros@karolyrobert.hu 153

154 médiában bemutattak. A két településtıl közel 30 km-re, Szerencsen egy szalmatüzeléső hıerımő tereprendezési munkálatai kezdıdtek meg 2007-ben. Az erımő építésével kapcsolatban nemcsak helyi, hanem országos visszhangot kapott heves vita alakult ki az ellenérdekelt felek között. Az eltérı álláspontokat a lakosság több ízben is megismerhette az országos, a regionális és a helyi médiából egyaránt (S. L. 2007; SZÁDVÁRY GY. 2008). A szövevényes kérdésben annyi bizonyos, hogy hivatalos tájékoztatót, illetve (vita)fórumot az összes közvetve érintett környékbeli településen nem rendeztek, továbbá mindkét fél a lakosságot próbálta maga mögé állítani céljai eléréséhez. A háborúskodás valószínőleg elkerülhetı lehetett volna korrekt, körültekintı, részletes tájékoztatással és kompromisszumkész felekkel megszervezett vitafórumok megrendezésével. Jóllehet ezek a mőködı és tervezett beruházások közvetlenül nem érintik a vizsgált települések lakóit, a berendezések és az azokkal kapcsolatos hírek tovább gazdagíthatják ismereteiket, illetve befolyásolhatják eddig alkotott véleményüket. A 2003-as attitődvizsgálat elvégzése óta bekövetkezett változások úgymint az Európai Unióhoz történı csatlakozás, a megújuló energiaforrások gyakoribb megjelenése a médiában, az Európai Uniós és a hazai pályázati lehetıségek növekedése az energiatakarékosság és a megújuló energiaforrások terén, valamint az energiahordozók drágulása hozzájárultak a megújulók szélesebb körő ismeretségéhez. A megújulókat hasznosító eszközök száma évrıl évre dinamikusan növekszik, ami leginkább a szél- és napenergia hasznosítása terén követhetı nyomon. Rendkívül látványos a Magyarországon mőködı szélerımővek számának emelkedése, ugyanis 2003-ban még csak 6 darab szélturbina mőködött, addig 2008-ra ez a szám 63-ra emelkedett. A megújuló energiaforrásokat hasznosító berendezések növekvı száma és az információáramlás javulása indokolttá teszi a kérdıíves attitődvizsgálat újbóli elvégzését, amely révén megállapíthatóvá válik, hogy a fent említett tényezık mennyiben változtatták meg a lakosság megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos ismeretét, hozzáállását. A 2008-as kérdıíves attitődvizsgálatot az összehasonlíthatóság érdekében a 2003-ban alkalmazott módszerek alapján végeztük. A reprezentativitás érdekében a háztartások 5%-át véletlen mintavétel során kérdeztük meg, így Encsen 112 db, Forrón 41 db kérdıívet töltöttünk ki. Az összehasonlító vizsgálatok elvégzéséhez így összesen 306 db kérdıív állt rendelkezésünkre. 3. Eredmények, következtetések Mindkét kérdıíves felmérés elsı része arra kereste a választ, hogy a megkérdezettek milyen arányban hallottak már a megújuló energiaforrásokról (1. ábra). A 2003-as és a as felmérések eredményeit összehasonlítva érdemi változások figyelhetık meg. A lakosság körében mindkét településen 2003-hoz viszonyítva jelentısen megnıtt a bioenergiahordozók ismertsége. Ezt valószínőleg az indokolja, hogy az energiahordozók és az élelmiszerárak drágulása kapcsán a média sokat foglalkozott ezzel az energiatípussal. Ami segített rámutatni arra, hogy ezen energiaforrások egy része lakossági szinten is könnyen elérhetı és mindenki számára hozzáférhetı. A megújulók közül a három legismertebb energiaforrás az elsı felmérés alkalmával a nap-, a szél- és a vízenergia voltak, melyek továbbra is megırizték preferált jellegüket ban még a napenergia számított a legismertebb energiaforrásnak, azonban 2008-ra ez már a szélenergiára jellemzı, mindkét településen közel 100%-os ismertséget érve el. Ez egyértelmően a felsızsolcai szélerımőnek köszönhetı, ami a településekrıl ugyan közvetlenül nem látható, azonban a völgy déli részérıl, illetve a 3-as fıútról már messzirıl észrevehetı. A legnagyobb mértékő növekedés azonban a fotoelektromos rendszerek 154

155 ismertségében következett be a vizsgált településeken ban a napelemes rendszerek ismertsége Encsen 11%-os, Forrón pedig csak 4%-os volt, míg 2008-ra az elıbbi településen a válaszadók 94%-a, az utóbbin 88%-a halott errıl a megújuló energiaforrást hasznosító eljárásról. A napenergia hasznosításához kapcsolódó berendezések ilyen mértékő ismerete a média tevékenységén túlmenıen a pályázati lehetıségekkel is magyarázható. A megkérdezettek körében 2008-ban már nem volt olyan válaszadó, aki valamilyen megújuló energiaforrásról ne hallott volna. 1. ábra. A megújuló energiaforrások ismertsége a megkérdezettek körében A megkérdezettek ismereteik elsıdleges forrásának 2003-ban mindkét településen még a televíziót és a rádiót jelölték meg (2. ábra). Annak ellenére, hogy a televízió és a rádió szerepe 2008-ra az öt évvel ezelıtti szinthez képest csökkent, az információáramlásban továbbra is megtartotta vezetı szerepét. A megkérdezettek az ismeretek forrásának a fent említettek mellett 2003-ban alacsony értéket képviselı információs csatornákat is nagyobb arányban jelölték meg. A hagyományosabb tájékozódási módok (mint az ismerısökkel, kollégákkal folytatott beszélgetések) jelentıségét mutatja, hogy 2008-ra a munkahelyen (a kollégáktól) szerzett ismeretek jelentısége nıtt, Encsen elérve a 60%-ot és így a televízió és a rádió után a legjelentısebb információforrássá vált. 2. ábra. A megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos ismeretek fı forrásai a megkérdezettek körében 155

156 A technikai fejlıdés, a kínálat bıvülése, és az ehhez igazodó árak is hozzájárultak az internetes információszerzés növekedéséhez, amely 2008-ban Forrón 35%-ot, Encsen 47%-ot ért el. Az internetet forrásként megnevezık száma nyolcszorosára, illetve hétszeresére növekedett az elsı felmérés eredményéhez képest. Ezek a növekedési arányok beleillenek az országos szinten mutatkozó változások képébe. A 2003-as felmérés idıszakában hazánkban még meglehetısen kevés helyen mőködtek megújuló energiaforrásokat hasznosító berendezések, és még a média is viszonylag keveset foglalkozott ezzel a kérdéssel. A fent említett változások mellett az energiahordozók folyamatos drágulása és az azzal kapcsolatos magyar intézkedések (mint például a lakossági gázár állami támogatásának megváltoztatása) egyre inkább a középpontba helyezték a megújuló energiaforrások mind lakossági, mind üzemi szintő felhasználásának kérdését. Ezen eseményeknek, illetve folyamatoknak is köszönhetıen a közszolgálati és a kereskedelmi célú televíziók és rádiók növekvı mértékben sugároznak a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos híreket, dokumentumfilmeket, riportokat és vitamősorokat. A dráguló energiaszolgáltatás hatására a megújuló energiaforrások mind általánosságban, mind konkrét megvalósuló beruházások kapcsán az országos és helyi lapokban is rendszeresen elıforduló témává váltak. A könnyebbé vált internetes hozzáférésnek köszönhetıen az érdeklıdık a különbözı információs portálokon keresztül részletes és pontos tájékoztatást kaphatnak az érintett berendezésekrıl, technológiáról, vagy akár a számukra igénybe vehetı támogatási lehetıségekrıl is. Az internet jelentısége éppen ezért a gyors és pontos információszerzés lehetıségében rejlik. A 2003-as kérdıíves eredményekbıl kitőnt, hogy a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos ismeretek továbbításában az internetnek csekély szerepe volt, ami többek között a hozzáférések alacsony számával volt magyarázható. Az internetes szolgáltatás javulásával és a kínálat bıvülésével ugrásszerően nıtt az internethasználat az elmúlt években. A KSH adatai alapján országos szinten 2003-ban regisztrált felhasználók száma 2007-re közel megháromszorozódott ( A kutatás részben arra is kereste a választ, hogy a megkérdezettek a szerzett információk alapján milyen képet alakítottak ki a megújuló energiaforrásokról. A válaszadók számára a megújuló energiaforrások felhasználásával kapcsolatban megadott fogalmak közül a környezetvédelmi szempont tőnt a legfontosabbnak a vizsgált idıszakokban mindkét település esetében. Az elsı felmérés eredményeihez képest 2008-ban az olcsó energia és a helyi energia-elıállítás közel kétszeresére emelkedett, miközben a többi jellemzı számottevıen nem változott, ami a válaszadók ismereteinek mélyülését jelzi. Az ilyenkor szükséges kezdeményezı szerep megítélésében sem következett be gyökeres változás (3. ábra). 3. ábra. A megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos kezdeményezı szerep megítélése 156

157 A megkérdezettek legnagyobb része ma már mindkét településen a központi kormányzattól várja az elsı lépéseket. A kistérségi szintő kezdeményezéseket még a 2003-as felmérés során Forrón várták leginkább, azonban a második vizsgálati idıszakra ez szinte a felére apadt ban a fent kérdezett megújuló energiaforrások és eljárások alkalmazása kapcsán a lakosság már nagyobb kezdeményezı szerepet vár el a helyi vállalkozóktól is, mivel úgy vélik, a magántıke érdekeltsége révén biztosabb a beruházás megvalósulása is. Mindkét attitődvizsgálat kereste arra is a választ, hogy a megkérdezettek települési és egyéni szinten milyen elınyöket, esetleg hátrányokat tulajdonítanának egy potenciálisan a településükön megvalósuló megújuló energiaforrást hasznosító beruházásnak. 4. ábra. A megújuló energiaforrásokat hasznosító létesítmény megvalósulásából fakadó elınyök megítélése települési szinten a megkérdezettek körében A létesítmény települési szinten jelentkezı elınyei kapcsán elmondható (4. ábra), hogy még 2003-ban mindkét helyszínen a válaszadók alig több mint 20%-a gondolta, hogy környezetvédelmi és anyagi elınye is egyaránt származna a településnek egy ilyen beruházás megvalósulásából, addig 2008-ra ez az érték 80%, illetve 70% fölé emelkedett. A második felmérés eredményeibıl kitőnik továbbá, hogy mindkét településen 2% alá csökkent azok száma, akik szerint egy ilyen beruházás semmilyen elınnyel sem járna. Az elızıhöz hasonló kép rajzolódik ki a lakossági szinten jelentkezı elınyök, illetve hátrányok vizsgálatánál is. A különbség elsısorban az arányokban rejlik, miszerint az egyéni szinten megjelenı környezetvédelmi és anyagi elınyöket a települési értékekhez képest kevesebben jelölték meg (Encsen 64%, Forrón 59%). A lakóhely közelében megvalósítandó esetleges bioenergetikai beruházás fogadtatása mindkét felmérés eredményei alapján rendkívül alacsonynak mondható. Miközben 2008-ra szinte minden megújuló energiaforrást hasznosító berendezés elfogadottsága nıtt, addig a biomassza tüzeléső hıerımővet Encsen mindössze a megkérdezettek 8%-a, Forrón pedig senki sem tolerálná (5. ábra). A hıerımő elleni tiltakozás elsısorban a kémények okozta vizuális hatásnak szól, de kizáró okot jelent az azok által kibocsátott füst is. A válaszadók véleményét a fent nevezett okok mellett a szerencsi szalmatüzeléső erımő körül kialakult vita is befolyásolhatta. 157

158 5. ábra. A megújuló energiaforrásokhoz kapcsolódó létesítmények lakossági elfogadása a lakóhely közelében A 2003-ban megkérdezettek mindkét településen a napenergia hasznosításához kapcsolódó berendezéseket tolerálták volna leginkább lakóhelyük közvetlen közelében ban a napelemek és a napkollektorok támogatottsága Encsen meghaladja a 60%-ot, de Forrón is 40% feletti. A szélenergia hasznosításához szükséges berendezések elfogadottsága az elsı kérdıíves felmérés során Forrón meglehetısen alacsonynak bizonyult, mindössze 8%. Ezzel szemben az említett településen 2008-ban a szélerıgépek 66%-os támogatottsággal rendelkeznek, és ez a mőszaki megoldás Encsen is meghaladja a 60%-ot. A szélenergiahasznosítás berendezéseinek kedvezıbb megítéléséhez a szélenergiával kapcsolatos ismeretek bıvülése, valamint a felsızsolcai szélerımő üzembe helyezése is hozzájárult. 4. Összegzés A felmérés eredményei egyértelmően igazolják, hogy az elmúlt öt év során a két vizsgált település lakóinak a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos ismeretei egyrészt bıvültek, másrészt jelentısen mélyültek. Az ismeretek fı forrásai között súlyponti átrendezıdések figyelhetık meg a legmodernebbnek tekinthetı internet és a leghagyományosabbnak minısülı szóbeli információátadás javára. Mindent egybevéve a megújuló energiaforrásokról kialakult összkép pozitív irányba változott, a települések közelében létesítendı ilyen beruházásokhoz kapcsolódó, olykor negatív médiavisszhangok ellenére is. Irodalom BOHOCZKY F. (2002) A megújuló energiaforrások hasznosításának bıvítése. Építési piac 10. pp BÓDISZ A. (2007) Szerencs füstjétıl fél Tokaj. Népszabadság 214/1: 7. PÉNZES J. TÓTH T. BAROS Z. BOROS G. (2005) A megújuló energiaforrások társadalmi támogatottsága a Cserehát területén. In: Tóth T. Baros Z. Bíróné Kircsi A. szerk. A megújuló energiák kutatása és hasznosítása az Európai Unió újonnan csatlakozó országaiban (A Magyar Szélenergia Társaság Kiadványai 3. sz.) Debrecen, pp S. L. (2007) Közmeghallgatás a szalmatüzeléső erımőrıl. Szerencsi hírek 4. pp SZÁDVÁRY GY. (2008) A világörökséggel élni kell, nem visszaélni. Szerencsi hírek p

159 Csapi Vivien 1 Kovács Nóra 2 Megújuló energia-beruházások pénzügyi értékelése pénzügyi vs. gazdasági elemzés 1. Bevezetı A fosszilis tüzelıanyagok elégetése, az erdıirtások és az intenzív mezıgazdasági mővelés soha nem látott mértékő szén-dioxid kibocsátást és az üvegházhatású gázok számának és mennyiségének gyarapodását eredményezte. A légkörben található üvegházgáz-készletek 3 az emberi tevékenység következményeként tehát folyamatosan nınek. Ez a felhalmozódott hı atmoszférában ragadását, végül pedig a Föld éghajlatként ismert hosszú távú idıjárási mintájának megváltozását vonja maga után. A fosszilis energiahordozókon alapuló energiatermelés korszaka tehát hamarosan lejár. Mindezt azonban nem csupán a fent bemutatott, mára már tagadhatatlan környezetszennyezı hatással összefüggésben jelenthetjük ki. Számítások szerint a fosszilis energiahordozók kitermelésének zavartalansága még az elkövetkezı évben fennmaradhat, de év múlva már komoly ellátási problémákkal kell számolni. 4 A kérdés szigorúan környezeti oldalát tekintve a fosszilis energiahordozók eltüzelésének mérséklése, illetve mielıbbi leállítása máris kívánatos lenne, mert a késlekedés a földi életet károsan érintı, vissza nem fordítható következményekkel jár. Természetesen a fosszilis energiahordozók kiváltása gazdasági és társadalmi tényezık miatt reálisan csak fokozatosan történhet, azonban az energiaellátás bizonytalanná válása miatt idıben fel kell készülni az esetleges krízishelyzetekre, mégpedig biztos, fenntartható technológiák elterjedésének kidolgozásával (PÁLOSI D. 2007). 2. A megújuló energiaforrás A Földön kívüli külsı forrásként mai ismereteink szerint egyedül a Napnak van, illetve lehet jelentısége. Minthogy a Naptól származó energia napról napra megújítható ezért ezeket az energiaforrásokat megújuló energiaforrásoknak hívjuk (BARÓTFI I. 1993). A megújuló energiaforrásokon a fenti definíció szerint olyan természetes rendszereket, folyamatokat értünk, melyekben állandó regeneráció következik be. A megújuló energia-beruházások iránti igény elsısorban Földünk véges természeti erıforrásainak kimerüléséhez közeledve vált nyilvánvalóvá. Ahogyan azt korábban tisztáztuk, a fosszilis energiahordozók készlete véges, és felhasználásuk nagyarányú növekedése a készletek gyors kimerülésével jár. Nagyon nehéz pontosan megadni, hogy ezen készletek rendelkezésre állása a jövıben még mennyi ideig biztosítható, de az kétség nélkül kijelenthetı, hogy valamikor belátható idın belül el fognak fogyni, addig is azonban kitermelésük egyre költségesebb, a környezet számára egyre rombolóbb, egyre megterhelıbb (VARGA M. 2007). A megújuló energiaforrások megjelenésével és elterjedésével nem csak a környezetszennyezés negatív hatásai kerülhetık el, hanem lehetıség nyílik az egyre bizonytalanabbá váló és dráguló energiahordozók importjának csökkentésére, elkerülésére is. 1 Csapi Vivien Pécsi Tudományegyetem, Gazdálkodástudományi Intézet, Pécs csapiv@ktk.pte.hu 2 Kovács Nóra Pécsi Tudományegyetem, Közgazdasági- és Regionális Tudományok Intézete, Pécs 3 Pl. a szén-dioxid, a metán, a nitrogén-oxidok és az ipari folyamatokból származó számos többi gáz. 4 Forrás: Report for the Club of Rome s: The limits to growth,

160 Emellett ha a megújuló energiaforrások használata a legtöbb lehetıség és technológia esetében gazdaságos volna, nem kellene megvárni a hagyományos források teljes kimerülését. A megújuló energiaforrások használata hozzájárulna a meglévı energiakészletek megóvásához és a földi bioszféra védelméhez (VARGA M. 2007). Továbbá lehetıvé tenné, hogy hosszú távon, fenntartható módon jusson az emberiség kellı mennyiségő energiához. A következıkben megkíséreljük összefoglalni a megújuló energiaforrások értékeléséhez kapcsolódó legfontosabb módszereket; rávilágítunk a megújuló energiaforrások gazdasági és pénzügyi elemzése közötti különbségekre; bemutatjuk a legfontosabb költség-, hozam- és haszonkategóriákat a környezetgazdasági értelemben vett helyes számbavétel, a megújuló energia-beruházások gazdaságosságának vizsgálata érdekében. 3. A megújuló energiaforrások értékelése A megújuló energiaforrások, a megújuló energia-technológák pénzügyi elemzése elsısorban a projektek, az energiatermelés pénzügyi oldalát értékeli, elemzi a legtöbbször a befektetık, a beruházás kivitelezıinek profitabilitására koncentrálva. Éppen ezért, a pénzügyi elemzés legfontosabb célkitőzése a projektek pénzügyi (pénz beáramlással járó) hasznainak, pénz kiáramlással járó költségeinek számbavétele, a nyereség volumenének megállapítása. Bár az elemzés során a tényleges pénzmozgással járó tételek mindegyike szerepet kap adók, támogatások, illetékek egyaránt a környezeti és nem környezeti eredető externáliák, és azok esetlegesen felmerülı költségei nem jelennek meg a projektek pénzügyi értékelése során. Az elemzés elsısorban a projektek input- és outputadatainak piaci értékeire támaszkodva történik. A megújuló energiaforrások gazdasági elemzése során ezzel szemben a projekteket a nemzetgazdaságok szemszögébıl értékeljük, számításba véve a nemzetgazdaság szempontjából releváns költségeket és hasznokat, a projekt adott ország teljes gazdaságára kifejtett összes hatásának feltérképezésével. A hatások nemzetgazdasági szempontú teljes leltára azt eredményezi, hogy az egyes megújuló energia-beruházások társadalmi és környezeti hasznai és költségei jelennek meg a modellekben, a tényleges kifizetések és bevételek mellızésével; valamint a piaci árakkal ellentétben a gazdasági elemzés során a kereskedelmi forgalomban megjelenı inputok és outputok külpiaci árait (border price), a kereskedelmi forgalomban nem megjelenı inputok és outputok árnyékárait vesszük figyelembe (SHRESTHA R. 2005). A továbbiakban a pénzügyi és gazdasági elemzés rövid ismertetése következik, koncentrálva a befektetıi és nemzetgazdasági megközelítésbıl származó legfontosabb és a gyakorlatban leggyakrabban alkalmazott módszerekre A megújuló energiaforrások pénzügyi elemzése A gazdaság szereplıit döntéseikben a lehetıség vagy haszonáldozat költség motiválja. Amikor gazdasági döntést hoznak, azt bizonyos haszonszerzés, profitnövelés reményében teszik. Azt vizsgálják, hogy döntésük során hogyan viszonyul egymáshoz a feláldozott (beruházások esetén befektetett) haszon és a nyert haszon. Döntésüket azon a ponton hozzák meg, ahol a feláldozott haszon és a nyert haszon találkozik (SZLÁVIK J. 2001). Egy tipikus a projekthez kapcsolódó költségeket és hasznokat számba vevı módszer az alábbi nyolc lépést tartalmazza (HANLEY et al. 1993): 1) A projekt meghatározása (a nyertesek és vesztesek azonosítása). 160

161 2) A projekt hatásainak azonosítása (pl. a lát- és tájképre, a madarak vonulására, a munkahelyteremtésre stb.). 3) Az elızıek közül a gazdaságilag releváns hatások azonosítása (a pozitív hasznosságot generáló javak minıségét és/vagy mennyiségét növelı, az árak csökkenését eredményezı hatások). 4) A releváns hatások fizikai számszerősítése (a haszon- és költségáramok fizikai mennyiségének, valamint a felmerülésük idejének azonosítása). 5) A releváns hatások monetáris értékelése, a pénzáramlással járó tételek azonosítása. 6) A költség és haszonáramok diszkontálása. 7) Beruházás-gazdaságossági számítások (NPV, IRR stb.). 8) Az érzékenységvizsgálat alkalmazása. Ez a költség-haszon-elemzésnek nevezett kiértékelési folyamat a megújuló energia beruházások pénzügyi és gazdasági elemzésének kiindulópontja. Ahogyan azt fent részleteztük, a pénzügyi elemzés a nyolclépéses költség-haszon analízis ötödik pontján indul, de ezen a ponton mindössze a pénzáramlással járó tételek azonosítása történik, majd következı lépésként ezek elemzése a beruházás-gazdaságossági (tıkeköltségvetési) számítások által. Azt, hogy az egyes beruházások pénzáramainak értékelésekor mely technikát érdemes alkalmazni, számos tényezı befolyásolja. Többek között a befektetıi perspektívák; a különféle elıírások, szabályozások; a kockázat; a finanszírozás jellege; a pénzáramok; az, hogy egymást kölcsönösen kirázó projektek értékelésérıl van-e szó; a vizsgált befektetési lehetıségek hozamainak, hasznainak hasonlósága, és még sorolhatnánk. Az 1. táblázat összefoglalja azokat a beruházási tulajdonságokat és döntési módszereket, melyeket alkalmazhatunk a megújuló energia beruházások értékelése során. 1. táblázat. A speciális beruházási jellemzık és az alkalmazható tıkeköltségvetési módszerek (Forrás: Short W. et al. 1995) Beruházási jellemzı NPV TLCC RR LCOE IRR MIRR SPB DPB B/C SIR 5 Pótlólagos beruházás NA megtérülés után Szabályozott beruházás A Kockázat GY, A A Társadalmi GY, GY, A költség A Finanszírozás NA NA NA Adók NA NA Megjegyzés: A ajánlott; NA - nem ajánlott; GY gyakran alkalmazott módszer; ÜRES cella a módszer alkalmazhatóságát jelzi. A tıkeköltségvetési módszerek többsége használható a legtöbb beruházás értékelésekor, és mindenképpen javasolt az egyes alternatívák részletes értékelése érdekében egyszerre több metódussal is elvégezni az elemzést. Fontos megjegyeznünk, hogy egyes technikák alkalmazása a beruházások bizonyos tulajdonságai esetén helytelennek, félrevezetınek bizonyulhatnak, rossz döntési javaslatot eredményezhetnek. Például a belsı megtérülési ráta (IRR) alkalmazása nem ajánlott két szignifikánsan eltérı hozam-lefutással rendelkezı projekt 5 NPV=nettó jelenérték; TLCC=teljes életciklus költség; RR=hozam követelmények; LCOE=a TLCC-nek az elıállított energia egységre vetített diszkontált értéke; IRR=belsı megtérülés ráta; MIRR=módosított belsı megtérülési ráta; SPB=megtérülési idı; DPB=diszkontált megtérülési idı; B/C=haszon/költség arány; SIR=költségmegtakarítás/befektetés arány 161

162 összehasonlítása esetén, hiszen az újra-befektetési ráta értékétıl függıen sok esetben helytelen következtetéseket vonhatunk le. Ugyanígy nem ajánlott a belsı megtérülési ráta alkalmazása abban az esetben, ha a beruházási projekt a futamideje alatt, a nulladik periódus kezdı pénzáramán kívül további pótlólagos negatív pénzáramokat követel meg. A finanszírozás különösen problémás beruházási tényezı lehet, hiszen az alkalmazandó diszkontráta megválasztása, a diszkontálást mellızı módszerek szempontjából nem mindegy, hogy teljes egészében részvénytıke (saját tıke) finanszírozású, vagy kölcsöntıke igénybevételét is megkövetelı projekteket elemzünk. A kockázatos projektek esetében a megtérülési idı módszerek alkalmazása javasolt, hiszen ezekkel gyorsan, viszonylag egyszerően meghatározható az az idıtartam, amíg a befektetık tıkéje kockán forog. A megtérülési idı és diszkontált megtérülési idı módszerek ugyanezen gyorsaságából és egyszerőségébıl fakadó elınyeit veszítjük el az adók elemzésbe vonásával. A beruházás fent bemutatott tényezıi, majd ezt követıen a meghozandó beruházási döntés jellege lehetıvé teszi a rendelkezésre álló tıkeköltségvetési módszerek körének szőkítését, iránymutatást adva az elemzık számára a megújuló energia-beruházások helyes értékeléséhez. A 2. táblázat a három leggyakrabban elıforduló döntési típus, valamint a tıkeköltségvetési módszerek kapcsolatát mutatja. 2. táblázat. A beruházási döntések és az alkalmazható beruházásgazdaságossági-számítások (Forrás: Short W. et al. 1995) Beruházási döntés Elfogadás/elutasítás Egymást kölcsönösen kizáró projektek közüli választás Rangsorolás NPV TLCC RR LCOE IRR MIRR SPB DPB B/C SIR NA NA GY A GY NA NA NA NA NA NA NA A GY, NA A NA NA A A Megjegyzés: A ajánlott; NA - nem ajánlott; GY gyakran alkalmazott módszer; ÜRES cella a módszer alkalmazhatóságát jelzi. Az elsı esetben egyetlen projektet, beruházási lehetıséget vizsgálunk, melynek elutasítása vagy elfogadása mellett kell döntenünk. A pénzügyi elemzés segít azonosítani a beruházással kapcsolatos költségeket, azt, hogy a befektetı, a tulajdonos képes-e a beruházással járó kockázat vállalására, valamint, hogy a projekt megfelel-e a beruházási célkitőzéseknek. A beruházási alternatíva értékelésére a legalkalmasabb tıkeköltségvetési eljárás a belsı megtérülési ráta számítás, mely az elfogadható költségek és hasznok gyors összehasonlítását teszi lehetıvé egy minimálisan elfogadható megtérülési ráta azonosításával. Az egymást kölcsönösen kizáró projektek vizsgálata során több, egymástól mind technológiai, mind pénzügyi, környezeti kondícióiban eltérı alternatívákat értékelünk a beruházási döntéssel egyetlen lehetıség megvalósítása mellett elkötelezıdve. Az elemzést ebben az esetben nehezíti a beruházások eltérı megvalósítási költsége, az eltérı projektparaméterek, várható hasznok és kimenetek. A leggyakrabban alkalmazott elemzési módszer ebben az esetben a nettó jelenérték-számítás. A nettó jelenérték számítás képes egyidejőleg figyelembe venni projektek költségeit és a hozamait egyaránt, valamint képes operálni az eltérı megvalósítási költséggel, diszkontrátával és társadalmi költségekkel járó beruházásokkal (BÉLYÁCZ I. 2009). Adott projektkövetelményeknek megfelelı, paramétereikben hasonló alternatívák közüli választás elsı lépése a beruházási alternatívák rangsorolása, majd a rangsor alapján a 162

163 megvalósítandó energia projekt kiválasztása. A követelmények kifejezés ebben az esetben jelentheti a limitáltan rendelkezésre álló kezdı pénzáramot (költségvetési korlátot), adott periódusonként realizálandó nettó pénzáramot, illetve a természeti erıforrások által jelentkezı korlátozásokat. Mindez a lehetséges variációk egy halmazát eredményezi, mely opcióhalmaz független a projekt teljes kockázatától. A beruházás legnagyobb megtérülésének realizálása érdekében az elemzési módszerek segítik a legjobb alternatíva, illetve az alternatívák legjobb kombinációjának azonosítását. A leggyakrabban alkalmazott eljárások a megvalósított beruházás által generált energia egy egységre vetített teljes életciklus költség diszkontált értékének meghatározása, a módosított belsı megtérülési ráta számítás, valamint abban az esetben, amikor tényleges bevételekrıl nem, mindössze költségmegtakarításokról beszélhetünk, a megtakarítás/befektetett tıke arány meghatározása (RENENERGY 2004) A megújuló energiaforrások gazdasági elemzése A megújuló energiaforrás a fent bemutatott pénzügyi profitabilitáson kívül számtalan szempontból képes értéket generálni a társadalom számára; többek között a környezet minıségének javulása (az erımővek üvegházgáz kibocsátásának és a zajhatásoknak a csökkenése), az üzemanyag diverzitás növekedése, az energiaár-volatilitás gazdaságra kifejtett hatásának csökkenése, a nemzetgazdaságok biztonsága, a gazdaság termelıképességének, a GDP növekedésének formájában. Ezek a privát befektetık által nem teljes körően feltárt és azonosított elınyök, az alternatív energiákból származó költségilletve veszteség-megtakarítások; az esetleges fejlesztési lehetıségek, elınyök (pl. a tıke külföldre áramlásának kiküszöbölése; a vidéki, falusi térségek villamosenergiaellátottságának bıvítése, kiterjesztése; új munkahelyek teremtése 6 ) a megújuló energiák társadalmi (gazdasági) értékelésekor számszerősíthetıek (MENEGAKI A. 2008). Teljes gazdasági érték Személyes használattal összefüggı érték Használattal nem összefüggı érték Közvetlen használat értéke Közvetett használat értéke Választási lehetıség értéke Hagyomány vagy örökölhetıség értéke Létezési érték Villamosenergia terjedése Fosszilis energiahordozók megóvása Nem megújuló energiák megóvása a jövı számára Tisztább környezet örökül hagyása A tisztább környezet mai élvezete 1. ábra A megújuló energiaforrások teljes gazdasági értéke Forrás: (BATEMAN I. LANGFORD J. 1995) 6 Egyes munkaerı-intenzív megújuló energia-technológiák, úgymint a biomassza vagy a szélenergia rendszerek 25-70%-kal több munkahelyet képesek teremteni, mint az azonos mennyiségő villamos energiát elıállító hagyományos erımővek. (MENEGAKI A. 2008). 163

164 A gazdasági elemzés során alapvetı problémát okoz, hogy a gazdaság szereplıi piaci döntéseiknél a természetnek, és így a megújuló energiaforrásoknak is csupán egy leszőkített értékével számolnak. A teljes körő értékeléshez elengedhetetlen a pénzben nem megjelenı inputadatok oldaláról megközelíteni az értékelést annak érdekében, hogy képesek legyünk a megújuló energiaforrások teljes gazdasági értékével számolni. A természeti erıforrások teljes gazdasági értékösszetevıi a használattal összefüggésben két nagy csoportra bonthatók (lásd 1. ábra), úgymint a személyes használattal összefüggı érték és a használattal nem összefüggı érték (BATEMAN I. LANGFORD J. 1995). A két nagy csoporton belül öt értékösszetevıt különböztetünk meg, úgymint a közvetlen használat értéke, a közvetett használat értéke, a választási lehetıség értéke, hagyomány vagy örökölhetıségi érték és végül a létezési érték. Egyben ennek a sornak megfelelıen értékrıl értékre haladva csökken a személy érintettsége. Ily módon, amíg a megújuló energiaforrások értékösszetevıi közül a közvetlen használat értéke viszonylag egyszerően és megbízhatóan számítható, addig a létezési érték nagysága körül rendkívül sok a bizonytalanság. A használattal összefüggı érték a megújuló energiaforrások tényleges használatából következtethetı (SZLÁVIK J. 2001). 4. Következtetések A megújuló energiaforrásokból származó elınyök, hasznok elsısorban a Kiotói Jegyzıkönyv (1997) kidolgozása után kaptak kitüntetett figyelmet a kutatók és tudományos szakemberek körében. A fenti munka elsısorban az eddig meglévı értékelési eljárások számbavételét tőzte ki célul maga elé. A megújuló energia-projektek értékelése során legnagyobb problémát véleményünk szerint az jelenti, hogy a tradicionális módszerek nem képesek megragadni az érték szempontjából komoly jelentıséggel bíró összetevıket, legyen szó létezési értékrıl, örökölhetıségi értékrıl vagy opciós értékrıl. A módszerek nem veszik figyelembe a megújuló energia-projektek költségeinek bizonytalanságát, nem veszik figyelembe a kutatási tevékenységgel összefüggı technikai kockázatnak vagy magának a kutatási tevékenységnek az alkalmazkodási képességét. Összességében a módszerek ismertetésekor nyilvánvalóan látszik, hogy a megújuló energiaforrásokból származó elınyök gazdasági értékelése máig komoly gondot okoz, elırevetítve a jövıben további módszerek megjelenését a reneszánszukat élvezı hagyományos tıkeköltségvetési eljárások mellett. Irodalom BARÓTFI I. (1993) Megújuló energiaforrások. In Barótfi István szerk. Energiafelhasználói kézikönyv. Környezettechnika Szolgáltató Kft, Budapest. BATEMAN, I. LANGFORD, J. (1995) Non-users willingness to pay for a national park: an application and critique of the contingent valuation method. Reg Stud 1995; 31 (6) pp BÉLYÁCZ I. (2008) Befektetési döntések megalapozása. Aula Kiadás alatt HANLEY, N. SPASH, C. L. (1993) Cost-benefit analysis and the environment, Edward Elgar; p. MENEGAKI, A. (2008) Valuation for renewable energy: A comparative review Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 12, No. 9. pp PÁLOSI D. (2007) A szél- és vízenergia, mint megújuló energiaforrások alkalmazásának gazdasági vizsgálata. Kaposvári Egyetem, Gazdaságtudományi Kar, Phd értekezés SZLÁVIK J. (2001) A környezet gazdasági értékelése. Magyar Tudomány (2001/6. szám) VARGA Z. (2007) A megújuló energiaforrások hasznosíthatóságának gazdasági vizsgálata Magyarországon, különös tekintettel a biomassza és a napsugárzás energiájának kiaknázására. Kaposvári Egyetem, Gazdaságtudományi Kar, Phd értekezés Report for the Club of Rome (1972) The limits to growth. Letöltve:

165 RENENERGY (2004) Economic Planning for Commercial Renewable Energy Projects Letöltve: SHRESTHA, R. M (2005) Electricity Economics and Planning, (Lecture notes, School of Environment Resources and Development). Bangkok: Asian Institute of Technology SHORT, W. PACKEY, D. HOLT, T. (2005) A Manual for the Economic Evaluation of Energy Efficiency and Renewable Energy Technologies, National Renewable Energy Laboratory 165

166 Bagó Péter 1 Informatikai megoldások a környezettudatos energiafogyasztásban 1. Bevezetés Informatikában ma már stratégiai elıny, ha környezettudatos magatartást követnek a vállalati folyamatok, a megoldások vagy maga a gyártás, de a megvalósítás és a felhasználás is követheti a sémát. Nem kell kompromisszumokat kötni, a vállalatok, a kutatók mind-mind a környezettudatos informatika jegyében dolgoznak, úgy gondolom, az iparágra inkább a kreatív gondolkodás jellemzı, mint az újszerő és mindent megváltoztató gondolkodás. Kutatásaim során keresem a megoldást, egy mindent átfogó modellre, amivel használható eszközt kapnak a felhasználók a környezettudatos felhasználás érdekében. 2. Zöld Iroda koncepció A Zöld Iroda koncepció olyan gondolkodás, ami az iroda minden szintjén figyelembe veszi a környezettudatos magatartás által megkövetelt elemeket. Az alábbiakban követni lehet, szinte mindenre kiterjed a figyelme: 1) az iroda levegıje, 2) az iroda bútorai, 3) irodai papír, 4) irodaszerek, 5) irodatechnikai berendezések, 6) energia- és víztakarékosság, 7) környezet- és emberbarát takarítás, 8) utazás környezettudatosan. Egyetlen fontos elem hiányzik a listából, maga a számítógép, a Zöld Iroda ugyanis nem tér ki a számítógép által futtatott programokra, hardverekre vagy csak egyszerően az erıforrásfelhasználásra (ANTAL O. VADOVICS E. 2005). 3. Zöld Informatika Az elıbbi Zöld Iroda koncepciót ki lehet terjeszteni a számítógéppel, ami figyelembe veszi a szoftveres, hardveres és energiamenedzsment megoldásokat is. Ez lenne a zöld informatika, ami átfogó megoldást nyújt a számítógép kérdéskörében: 1) Hardver a gyártástól egészen a környezettudatos felhasználásig, mindent tartalmaz. Elmondja a helyes használatot és az e-hulladékfelhasználásban is segítséget nyújt, olyan elemek tartoznak ide, mint a gyártástechnológiai kérdések vagy a kreatív energiafelhasználás. 2) Szoftver korszerő megoldásokkal segíti az egyszerő felhasználótól a vállalattulajdonosig az összes szereplıt. Magyarázza a folyamatokat és menedzselhetıvé teszi azokat. Mutatószámokkal segíti a döntéshozatalt, automatizált folyamatai beavatkoznak a kellı pillanatban. 1 Bagó Péter Pécsi Tudományegyetem, Gazdaságmódszertani Intézet, Pécs bago.peter@ktk.pte.hu 166

167 3) Energiamenedzsment olyan hardveres és szoftveres megoldásokat tartalmaz, amivel korszerően lehet menedzselni az energiafelhasználást, nyomon lehet követni az aktuális erıforrás-felhasználást. Átfogó zöld informatika modell nincs, szigetszerő megoldásokkal találkozni, ami leginkább az egyszerő felhasználót segíti, például a Hewlett-Packard legújabb nyomtatóiba épített ökológiai lábnyom számítás (INTERNET 1). De lehetne említeni a vállalatok számára kifejlesztett Hewlett-Packard green score eljárást is, amivel feltérképezik a kritikus pontokat az egész vállalat felhasználását tekintve (INTERNET 2). Számos nagyvállalat felsorakozott a kezdeményezés mögé, az IBM Power System olyan megoldásokkal állt elı, amivel egy szerver aktuális folyamatait át lehet csoportosítani menetközben (MOLNÁR PÁDER 2008). Vagy a SUN Microsystems vékonykliens megoldásai, ahol a környezetterhelést jelentısen csökkentve, olyan számítógépet hoztak létre, amiben nincsenek háttértárolók, virtuálisan futnak a programok és a hálózaton keresztül használhatóak az alkalmazások. Eddig egyetlen olyan kezdeményezést hoztak létre, The Green Grid néven, ami összefogja az akadémiai szférát az ipari szférával és megpróbál középutat találni a növekvı teljesítmény és az energiatakarékosság függvényében (INTERNET 3). Zöld informatika mögé olyan egyedi jellemzıket lehet felsorolni, melyek külön-külön is jelentısen hozzájárulnak a környezettudatos felhasználáshoz: 1) Szerverek, szerverközpontok hőtésének a megoldásai, ill. energiamenedzsment szolgáltatások. A hőtések újratervezésétıl kezdve egészen addig a koncepcióig, ahol 1 Celsius fokot csökkentenének a szerverközpontok hımérsékletén, ezzel pedig 4-5%-os energiamegtakarítást eredményezve, nem romlana a számítási teljesítmény. 2) Virtualizáció, egy olyan új megoldás, amikor vékonykliensek sorakoznak az irodákban, és az alkalmazások, sıt maga az operációs rendszer is távolról fut. A felhasználó nem tárol az adott számítógépen semmit, minden a központi szerveren elérhetı, ezzel a minimális hardverrel, az átlagos irodai munka minden igényét ki lehet elégíteni. 3) E-hulladékfelhasználás és újrahasznosítás, ami jóval többet jelenthet annál, mint a jelenlegi (zöld iroda kínálta) helyzet, olyan kreatív megoldásokat is el lehet érni, mint a régebbi hardver klaszterekbe építése, ezzel pedig a számítási teljesítmény sokszorosát lehet elérni. Mellette a hallgatók gyakorolhatják az ezzel járó programozási feladatokat. 4) Energiamenedzsmentet, azért kell külön megemlíteni, hiszen olyan nagyvállalatok, mint a Google, próbálnak megoldást találni a kérdésre. Az İ megoldásuk jóval tovább mutat a zöld informatikánál, egy komplett háztartás vagy vállalat energiafelhasználását megvizsgálva, optimalizálják és kész megoldásokkal állnak elı (INTERNET 4). Egyelıre az Európai Unió sem támogatja a zöld informatikai kezdeményezéseket, nincs mögötte egyetlen irányelv sem, ugyanakkor számos irányelv alá lehetne sorolni a kérdést, például az IPPC 2 vagy az EMAS 3 alá ki lehetne dolgozni a kérdéses pontokat. Az Európai Unió Fenntarthatósági Stratégiája a leginkább alkalmas, olyan irányelveket fogalmaznak meg, amikkel csökkenthetı a káros anyag kibocsátás, de ez sem foglalkozik konkrétan a hardverek gyártásával, felhasználásával vagy akár az alkalmazások virtualizációjával (NFFT 2006). 2 Integrált szennyezés-megelızés és csökkentés. 3 Az EMAS a Környezetvédelmi vezetési és hitelesítési rendszer, angol megnevezése Eco-Management and Audit Scheme, egyike az önkéntes részvételen alapuló környezetvédelmi vezetési rendszereknek az Európai Unióban

168 4. E-kológiai lábnyom Ökológiai lábnyom módszertanára alapozva, életre lehet kelteni egy e-kológiai lábnyomot, ami nem az adott háztartás, vagy gyártási folyamat, hanem a számítógépek által kiváltott lábnyomot számítaná ki. A felhasználó vagy az illetékes menedzser nyomon tudná követni az adott munkahely vagy folyamat ökológiai lábnyom mértékét, például dashboard 4 alkalmazással, úgymond az információt leegyszerősítve azonnal közbe tudna lépni, ha megemelkedik az érték valamely munkaállomáson. Ugyanezzel a dashboard megoldással a beszállítókat, az alvállalkozókat is nyomon lehet követni, meg lehet vizsgálni a környezetterhelés mértékét. Ezekhez az értékekhez riasztásokat ill. akcióterveket lehet létrehozni, az adott személyek azonnal értesülnek és cselekedhetnek a beavatkozás mikéntjérıl. Itt is számos szigetszerő alkalmazás készült, amik nem képeznek egy átfogó rendszert, például egy szerverterem hımérséklete megváltozik, az automatikus vagy manuális beavatkozást igényel. De ennél jóval tovább kell lépni, a szerverterem hımérséklete egy fontos szempont, de fel kell tenni a kérdést, vajon nem azért, mert túl sok számítógépet használunk? Számos tanulmány készült, ahol a szerverparkok teljesítményét vizsgálták az energiafelhasználás függvényében, arra a következtetésre jutottak, a szerverek kihasználtsága 5-10%. Az energiafelhasználást jelentısen csökkenteni lehet, ha kiemelünk szervereket a rendszerbıl, és így a többi szerver átveszi a terhelést. CADE tanulmány szerint, szerverbıl álló létesítmény, 5%-os kihasználtsága mellett, kivéve a rendszerbıl szervert, csak 10%-al emelkedik a kihasználtság (KAPLAN FORREST KINDLER 2008). Olyan megoldásra van szükség, ami figyeli az egész vállalat energiafelhasználását, az adott gépek terhelését, a szerverek kihasználtságát, a szerverpark hımérsékletét, amit éjjel fel lehet emelni pár fokkal. De azt is figyeli, ha az adott munkaállomás nincs lekapcsolva munkaidı után és lekapcsolja azokat. A papír-tintafelhasználástól egészen a zajterhelésig, mindenre kiterjed a figyelme. Már készen van olyan megoldás, amivel átfogó megoldást lehet létrehozni, ez pedig az integrált vállalatirányítási rendszer, ami manapság minden vállalatnál alapkövetelmény, legyen szó kkv, vagy nagyvállalatról. Továbbá az e-kológiai lábnyom egy olyan mutatószámrendszert alkalmazna a zöld folyamatok tekintetében, mint a BSC 5 (Balanced Scorecard), ami 4 szempont alapján mutatja a vállalat teljesítményét (HETYEI 2004). Ugyanezt az analógiát követve, egy globális e-kológiai lábnyomot követhetne számos teljesítmény-mutató, amiket ki lehet bontani kisebb egységekre, adott osztályokra vagy egyéb szempontok alapján egyedi jellemzıkre. 5. Zöld vállalatirányítási rendszer Nincs egyetértés a vállalatirányítási rendszer megfogalmazását illetıen, vannak szerzık, akik szoftvereket 6 értenek alatta, vannak, akik vállalatirányítási folyamatokat (WALLACE 2006). Egy biztos, az egész vállalatra kiterjedı folyamatokat fed le, kereslet vagy szállítás 4 Dashobard alkalmazásokat számtalan esetben vezetıi mőszerfalaknak szokás fordítani, ami tulajdonképpen egy mőszerfal alkalmazással vizualizálja az adott szempont teljesítményét, hatásfokát. Ezzel az információt érthetı és gyorsan felfoghatóvá konvertálja, amibe természetesen be lehet tekinteni részletesen, ha szükséges. 5 Balanced Scorecard, kiegyensúlyozott stratégiai mutatószám rendszer szerint egy vállalkozás úgy mőködhet sikeresen, ha a menedzsment képes megteremteni és fenntartani a különbözı mutatók közötti egyensúlyt (HETYEI 2004). 6 Továbbiakban ERP rendszerek, ERP (Enterprise Resource Planning) integrált vállalatirányítási rendszer. 168

169 között, ahol a vevıket és a szállítókat kapcsolja a teljes ellátási láncba. Ugyanakkor segítségére van a döntéshozatalnak, nagymértékő funkcionális kapcsolatot hoz létre a vállalati folyamatokban, és ezáltal a dolgozók hatékonyabb munkavégzését teszi lehetıvé. ERP rendszerek gyakorlatilag kettı elem köré épültek, termelésirányítás és számvitel, ebbıl is látszik, hogy nem készültek fel olyan funkciókra, mint a zöld gondolkodás (HOMONNAY 2003). Léteznek már ERP II rendszerek, amik nem csak a vállalaton belüli, de a kapcsolódó külsı folyamatokat is képesek kezelni (HETYEI 2004). Egyetlen szóval lehet jellemezni ezeket a rendszereket, az integráció, ami átfogja az egész vállalatot, akár globálisan is, integrálja a vezetıi információs funkciókat, a vezetıi döntéstámogató funkciókat és az alrendszerekben keletkezı tranzakciókat is (HETYEI 2000). Folytatva a kettısséget, külön kell választani a zöld vállalatirányítási rendszer fogalmát is, jelen tanulmányban azzal a fogalommal foglalkozom, amely ERP rendszer támogatja a zöld folyamatok megvalósítását, menedzselését. A másik fogalomban jelenleg nincs olyan vállalatirányítási folyamat, amely teljes egészében zöld lenne, ez a kérdés a vezetık környezettudatos magatartására van bízva, mely eljárást alkalmazzák a cél érdekében. Alapvetıen egy ERP rendszer, nem a klasszikusan használt fogalomban értendı, hiszen a vevık, szállítók, ellátási lánc, logisztika és maga a vállalatirányítás hatékonysága a feladata. Ugyanakkor el lehet mondani, ez a vállalatirányítási folyamat (vagy szoftver) alkalmas a célok megvalósítására, ott van minden számítógépen, központi adatbázisa van, mindenrıl mindent tud, ha információhoz szeretnénk jutni, ez a legalkalmasabb megoldás. Az információ a legfontosabb pont ebben a kérdésben, ha a rendszer alkalmas a vevık, a szállítók széleskörő, könyvelésig terjedı feldolgozására, akkor egy zöld folyamatot is végigkísérhet a vállalaton. Koncepcióm szerint a zöld ERP rendszer a következıkre képes: 1) Információkkal segíti a döntéshozókat a vevıkrıl, szállítókról és a termelési folyamatról. A beszállított anyagok és a gyártás során felhasznált anyagok környezetterhelését vizsgálja. A döntéshozók számára dashboard alkalmazással mutatja a kritikus pontokat, értesíti ıket, ha az adott értékek eltérnek a normáktól. 2) Automatizált folyamatokkal irányítja az adott termelési folyamatot, például a zajterhelés érdekében beavatkozik egy folyamatba, csökkenti az alkatrészek terhelését vagy ütemezi azokat, az optimalizált felhasználás érdekében. 3) Nem csak a folyamatokat, hanem a kiszolgálóegységeket is figyelemmel kíséri, amiket a megfelelı szabályok szerint irányít is. Például kikapcsolja az adott számítógépet munka után, vagy beavatkozik a nyomtatásokba, túl sok oldal esetén 2 oldalasra váltja a kinézetet és újrafelhasznált papírra nyomtat. Amennyiben a nyomdai kivitelezés szükséges, engedélyhez kell folyamodjon. 4) Állami szabályozás esetén az adott irányelveknek megfelel, azokat optimalizálja a vállalati folyamatokhoz vagy az EMAS rendszer esetén, ami önkéntes részvételen alapuló környezetvédelmi vezetési rendszer, megvizsgálja a vállalati folyamatokat és alkalmassá teszi az elfogadásra. 5) Környezetirányítási rendszer folyamatokat alkalmaz a vállalatnál, bevezeti az ISO et és auditálja a hatékonyságát. 6) Ajánlatot tesz a folyamatok újratervezésére, (BPR 7 ) a zöld-gondolkodás keretében, többnyire minden vállalatnak szüksége van, az üzleti folyamatainak újratervezésére, de jelen kérdéskörben a környezettudatos felhasználás érdekében vizsgálja a folyamatokat. 7 Itt sincs egyetértés a kifejezés fogalmát illetıen, BPR Business Process Restructuring Üzleti folyamatok újrastrukturálása, BPR Business Process Redesign Üzleti folyamatok újratervezése, BPR Business Process Reengeneering Üzleti folyamatok újjászervezése. Annyit kijelenthetünk, üzleti folyamatok optimalizálása az adott célnak megfelelıen (HETYEI 2000). 169

170 7) Minden ERP rendszer alkalmaz üzleti intelligencia megoldásokat, megkeresi a rendszer gyenge pontjait, ajánlatot tesz a kijavításukra. Számos eljárás található az ERP filozófiában, amivel a hatékonyságot lehet növelni (Lean Manufacturing) vagy a minıséget (Six Sigma Quality), esetleg a dolgozókat lehet felhatalmazni (Employee Involvment), tehát van helye a zöld gondolkodásnak. Mindenre kiterjedı folyamatok keretében az egész vállalatot feltérképezték. A sok információ, amit egy ilyen rendszer felhalmoz, azt egyéb célok szolgálatában is fel lehet használni, nem csak a termelés keretében. Ezeket a folyamatokat, mint például a dolgozók felhatalmazása, fel lehet használni a zöld gondolkodás eléréséhez is, egy ERP rendszer bevezetése esetén a felhasználók a bevezetık, akik nem csak a termelés, hanem a zöld folyamatokat is látják, alkalmazni tudják. A 70-es években a fogyasztói-kapcsolat kezelés újdonságnak számított, ez ma már alapfunkció, jelenleg egy zöld ERP rendszer újdonságnak hathat, de hamarosan alapfunkció is lehet (HOMONNAY 2003). Olyan rendszerek, mint a piacvezetı SAP 8, rendelkeznek zöld folyamatokkal, de ezek inkább szigetszerő, egy-egy iparágra vonatkoznak, nem pedig általánosan, egy vállalat egészét tekintve. SAP REACH program keretében, megfelel a vegyi anyagokkal szemben támasztott követelményeknek (SAP1 2008). Az SAP Környezetmendzsment program a termékbiztonságért és a veszélyes anyagokért felel (SAP2 2008). Gyakorlatilag a zöld vállalatirányítási rendszer tartalmazza a környezettudatos irányítás koncepcióját, ami szerint a vállalati tevékenységek ne veszélyeztessék az emberek egészségét, a munkahelyi és a természeti környezetet. A környezettudatos irányítás magában foglalhatja a környezetközponti irányítási rendszert (KIR), ami egy szabvány és szervezési eszköz a vállalatok számára. A környezettudatos irányítás és a KIR közötti különbség a vállalat vezetıinek a szemléletében nyilvánul meg, megelégednek egy tanúsítvánnyal, vagy azt alkalmazni is akarják (WINTER 1997). Ugyanakkor nincs egyetlen környezettudatos irányítási rendszer sem, ami átfogná az egész vállalatot, ezeket a rendszereket nem hívta senki életre, ezért mindenképpen van létjogosultsága egy ilyen mindent átfogó zöld vállalatirányítási rendszernek. Irodalom ANTAL O. VADOVICS E (2005) Zöld iroda kézikönyv: Avagy hogyan alakítsunk ki környezet- és emberbarát munkahelyet? Környezettudatos Vállalatirányítási Egyesület, Budapest. HETYEI J. (2004) ERP rendszerek Magyarországon a 21. században. ComputerBooks, Budapest. HETYEI J. (2000) Vállalatirányítási információs rendszerek Magyarországon. ComputerBooks, Budapest. HOMONNAY G (2003) Alkalmazási rendszerek: Informatika felsıfokon. Mőszaki Könyvkiadó, Budapest. KAPLAN, J. M. FORREST, W. KINDLER, N. (2008) Revolutionizing Data Center Energy Efficiency. McKinsley & Company. MOLNÁR P. PÁDER P. (2008) Környezetbarát megoldások IBM virtualizációval. IBM STS Group. NFFT (2006) Nemzeti Fenntartható Fejlıdési Tanács, Az EU fenntartható fejlıdési stratégiájának (EU SDS) felülvizsgálata A megújult stratégia. SAP 1 Hungary (2008) REACH megfelelés. Adat nélkül nincs üzleti tevékenység sem SAP, Budapest. SAP 2 Hungary (2008) A környezetmenedzsment irányítása. Alakítsa a vállalati megfelelést stratégiai elınnyé. SAP, Budapest. WALLACE, T. (2006) ERP: Making it happen (magyar) ERP - vállalatirányítási rendszerek, HVG, Budapest. WINTER, G. (1997) Das umweltbewusste Unternehmen (magyar) Zölden és nyereségesen: Útmutató a környezettudatos vállalatirányításhoz. Mőszaki Könyvkiadó, Budapest. 8 Az SAP az üzleti szoftvermegoldások vezetı nemzetközi szállítója*. Jelenleg 120 ország több mint vállalata futtat SAP szoftvert a kis- és középvállalatok szükségleteire szabott megoldásoktól kezdve a globális szervezetek mőködésének minden szintjét lefedı, átfogó alkalmazáscsomagokig

171 INTERNET 1: Hewlett-Packard Carbon Footprint calculations: INTERNET 2: Hewlett-Packard Eco Solutions INTERNET 3: The Green Grid: INTERNET 4: Google Org: 171

172 Dublinszki-Boda Brigitta 1 Településrendezési eszközök alkalmazása a környezet állapotának javításában Túrkeve külterületén 1. Bevezetés Az évi LXXVIII. tv. szerint a településrendezés célja a települések területfelhasználásának és infrastruktúra-hálózatának kialakítása, az építés helyi rendjének szabályozása, a környezet természeti, táji és épített értékeinek fejlesztése és védelme, továbbá az országos, a térségi, a települési és a jogos magánérdekek összhangjának megteremtése, az érdekütközések feloldásának biztosítása, valamint az erıforrások kíméletes hasznosításának elısegítése. Ennek értelmében feladatul tőzi ki többek között, hogy a település adottságait és lehetıségeit hatékonyan kihasználva elısegítse annak mőködıképességét a környezeti ártalmak legkisebbre való csökkentése mellett. Mindezen célok és feladatok a településrendezés eszközeinek településfejlesztési koncepció, településszerkezeti terv, helyi építési szabályzat és szabályozási terv elkészítése (tervezési folyamat) és alkalmazása (hatósági döntéshozó folyamat) során kerülnek közvetlenül vagy közvetett módon érvényesítésre. Az, hogy az alkalmazott eszközökön belül mely válik hangsúlyossá és lehet eredményes a környezet állapotának javítása szempontjából, leginkább azon múlik, hogy melyek az érintett terület fıbb természeti, tájhasználati jellemzıi. 2. A települési környezet állapotát meghatározó természeti adottságok Túrkeve település két természeti-földrajzi szempontból lehatárolt és elkülönülı kistáj a Szolnoki-túri sík (nyugati külterületi részek) és a Nagy-Sárrét (keleti külterületi részek) határán helyezkedik el. Domborzatát tekintve viszonylag egyhangú; az ármentesítési munkálatok elıtt a területet jellemzı csekély (1-2 méteres) szintkülönbségeket a mára meghatározóvá vált szántóföldi mővelés szinte teljesen eltüntette. A felszín alatti vizeken belül a talajvizek szintjét nagymértékő ingadozás jellemzi: az átlagos talajvízszint 3-4 méter a tavaszi hóolvadás utáni és a nyári esızések idıszakában jellemzıek a belvízproblémák, az ıszi idıszakra (szeptember) pedig a talajvíz-tükör szintje akár 7-8 m mélyre is lesüllyedhet. Jelentıs adottság emellett a talajvíz igen magas sókoncentráltsági foka is, ami kedvez a szikesedési folyamatoknak. A talajvíz és az éghajlati adottságok együttes hatásaként Túrkeve külterületén is jelentıs problémát jelent a másodlagos szikesedés. A település rétegvizek és hévizek szempontjából is jó adottságokkal rendelkezik az ivóvizet méter mély homok- és kavicsszőréső kutak biztosítják; a 2351 méter mélyrıl felhozott 78 C-os vízre pedig gyógyfürdı létesült. A felszíni vizek felszínformáló munkája alapvetıen meghatározta a Túrkeve környéki táj kialakulását. (Ebben a Tisza, a Hortobágy-Berettyó és a Körös vízrendszere játszott meghatározó szerepet.) A területen rendszeresen elıforduló elöntések a XIX. századi nagy árvíz-szabályozási munkálatok után elvesztették jelentıségüket. Túrkeve felszíni vizeinek rendszerét a megépült 1 Dublinszki-Boda Brigitta Budapesti Corvinus Egyetem, Tájvédelmi és Tájrehabilitációs Tanszék, Budapest brigitta.boda@uni-corvinus.hu 172

173 Hortobágy-Berettyó fıcsatorna ( ), a Nagykunsági Fıcsatorna keleti ága ( ) és a település védelmét szolgáló kör- és keresztgátak teljesen megváltoztatták. A település talajtani adottságaira jellemzı, hogy a magasabban fekvı területeken és a löszhátakon (délnyugati területek) a csernozjomok, a mélyebb fekvéső területeken hidromorf (réti és szikes; északi, északkeleti területek) talajok alakultak ki. Megfelelı mővelési mód megválasztása mellett mezıgazdasági termesztés szempontjából ez igen kedvezı adottságnak tekinthetı. A település térsége éghajlati szempontból hazánk egyik legszárazabb és legszélsıségesebb vidéke. Az évi csapadékösszeg alig haladja meg az 500 mm-t (a nyári félév 300 mm körüli csapadékösszege a jellemzıen mezıgazdasági tevékenység szempontjából kifejezetten kedvezıtlen), ráadásul eloszlása igen egyenlıtlen. Az évi közepes hıingás értéke megközelíti az országos maximumot (24,2 C). Az uralkodó szélirány É-ÉK-i, ill. D-i, az átlagos szélsebesség 2,5 m/s körüli. A terület egykori ligetes, erdıfoltokkal, mocsarakkal tagolt szerkezete mára teljesen átalakult, lényegében minden karakterelemében tipikus agrártájjá vált. Az eredeti vegetációt az ecsegi részeket leszámítva nem találjuk meg. A terület erdısültsége kifejezetten alacsony (2,1%, jellemzıen telepített erdı, mezıvédı erdısáv), a kiterjedt mezıgazdasági területeket csak helyenként tagolja. 3. A települési környezet állapotát meghatározó településtörténeti vonatkozások Túrkeve, mint település határozott fejlıdésének, átalakulásának kezdete a XVIII. század végére, XIX. század elejére tehetı. A terjeszkedés irányát és jellegét (jellemzıen északi és déli) a természeti akadályok legyızése (mocsarak lecsapolása, a Berettyó szabályozásával az árterek lecsökkentése) befolyásolta. A belterülethez szorosan kapcsolódó területi fejlesztések (lakóterületek) mellett a külterületi lakott helyek (tanyák) számának növekedése is megfigyelhetı egészen a XX. század közepéig. A település külterületét mindig is jellemzıen mezıgazdasági használat jellemezte. Ezen belül a szántók és legelık aránya folyamatosan változott utóbbi rovására. A szántóföldi mővelés kiemelt jelentıséget a tsz-rendszer kialakulásával kapott. (Túrkevét 1951-ben az ország elsı termelıszövetkezeti városává nyilvánították.) A mai napig a mezıgazdasági tájhasználat a meghatározó; a terület közel 60%-án 4 nagybirtok, kb. 35%-án pedig közel 200 kisbirtok osztozik. A bel- és külterület határán ma is jelentıs területet foglalnak el a kertes mezıgazdasági területek (zártkert jellegő területek) (pl.: Vén kert, Bocskor kert, Minta kert, Kincses kert, Drága kert), amelyeken fokozatosan a beépítés intenzitásának növekedésével kell számolni. 4. A települési környezet állapotát befolyásoló településrendezési eszközök Egy település környezeti állapotát jelentıs mértékben befolyásolják az adott település közigazgatási területén folytatott/folytatható tevékenységek. Ezen tevékenységek körét, területi elhelyezkedését, struktúráját a településrendezési folyamat során elkészülı településrendezési tervben kell rögzíteni. A településrendezési terv fı célja a település sajátos természeti és társadalmi-gazdasági adottságaira alapozva olyan, területileg kiegyenlített fejlıdés feltételeinek biztosítása (területfelhasználás, infrastruktúra-hálózat fejlesztése, építés helyi rendjének szabályozása tekintetében), amely elısegíti a különleges táji, természeti, épített értékek megırzését, a település környezeti állapotának javulását, erıforrásainak kíméletes felhasználását. 173

174 A településrendezési terv a fentiek figyelembevételével kell, hogy szabályozza a település egyes telkeire vonatkozó építési követelményeket, jogokat és kötelezettségeket, a területhasználat módját (lehetıségeit, korlátozásait). A településrendezési tervhez kapcsolódóan elkészülı dokumentumokban a dokumentum jellegének megfelelı formában kell, hogy megjelenjenek a környezeti állapot javítását szolgáló intézkedések. A településfejlesztési koncepcióban minden ágazatra kiterjedıen meghatározásra kerülnek a település hosszú távú fejlesztési tervei, a község jövıképe, valamint a szükséges intézkedések. A koncepció átfogóan értékeli a település meglévı környezeti helyzetét, és egy célrendszer formájában meghatározza a legfontosabb teendıket. A rendezési terv késıbb ezeket az elképzeléseket pontosítja, rögzíti és fogalmazza meg konkrét intézkedések, elıírások formájában. Túrkeve esetében környezeti szempontból koncepció szinten a termıföld, és a természetközeli állapotú természetvédelmi területek védelmével kapcsolatos célok azok, amelyek hangsúlyosak. A településszerkezeti terv az egyes területfelhasználási egységek térbeli rendjét rögzíti. A környezeti állapot befolyásolása szempontjából jelentısége leginkább abban jelentkezik, hogy az egyes területfelhasználások között milyen szomszédsági viszonyokat alakít ki (milyen a szennyezı források, a szennyezésre érzékeny és szennyezéssel érintett területek térbeli viszonyulása). Túrkeve külterülete jellemzıen mezıgazdasági tájhasználatú. A környezet állapotát befolyásolhatja a terület változatosságának növelése, ami megvalósulhat egyrészt a mezıgazdasági területfelhasználási egységen belüli, a mővelés jellegéhez igazodó területi egységek meghatározásával. Másrészt megvalósulhat a mezıgazdasági tájhasználatot tagoló, jellemzıen külterületi zöldfelületi elemek lehatárolásán keresztül. Utóbbiak alkalmazása során gondot jelenthet településszerkezeti egységként való megfogalmazásuk pl.: egy kismérető, de jellemzıen erdı terület, ami mezıvédı erdısávként mőködik, nem feltétlenül jelent szerkezeti értelemben is erdıterületet (akár mezıgazdasági terület is maradhat), ami viszont hosszú távú fennmaradását veszélyeztetheti. A településszerkezeti terv kötelezı környezetalakítási munkarésze (környezetvédelmi javaslatok) részletezi a környezet állapotát befolyásoló tényezıket környezeti közegek (levegı, felszíni és felszín alatti víz, talaj), illetve az önállóan kezelt hatótényezık (hulladék, zaj és rezgés) szerint. Az állapotleírás mellett megfogalmazza a szükséges környezetvédelmi intézkedéseket is. Mivel a környezetalakítási munkarész nem kerül helyi jogszabályként elfogadásra, elıírásai akkor tudnak hatékonyak lenni, ha a helyi építési szabályzatba is beépítésre kerülnek. Túrkevén az itt megfogalmazható javaslatokat is leginkább az határozza meg, hogy a külterületen a mezıgazdasági tájhasználat dominál. Ehhez kapcsolódóan a környezet állapotának javítását szolgálhatja pl. a folyamatos borítottság biztosítása (levegı és talaj állapota szempontjából), a más célú használat feltételeinek meghatározása (talaj mennyiségi és minıségi védelme szempontjából), az agrokemikáliák alkalmazási feltételeinek meghatározása (felszíni és felszín alatti vizek állapota szempontjából). A szabályozási terv és a helyi építési szabályzat környezetvédelmi része a településszerkezeti terv alapján, a vonatkozó jogszabályoknak megfelelıen készül el. Alapvetı feladata a település építési rendjének a meghatározása, de az egyes építési övezetekhez kapcsolódóan lehetıség van a környezeti állapotot befolyásoló sajátos helyi követelmények, jogok és kötelezettségek meghatározására is. Mindkettıt (együttesen) a település önkormányzata rendelettel hagyja jóvá, amelyeknek elıírásai a település minden lakosára vonatkoznak, ezért hatékony eszközök lehetnek a települési környezet állapotának befolyásolásában. A településrendezési tervekhez kapcsolódóan a 2/2005 (I. 11.) korm. rend. szerint szükséges környezeti vizsgálati eljárást lefolytatni. Ez lényegében egy döntés-elıkészítési eljárás, aminek célja, hogy a rendezési tervben megfogalmazott fejlesztések megvalósulása során várható 174

175 (becsült) környezeti hatásokat feltárja, értékelje, és egyfajta visszajelzést (esetleg javaslatot) adjon fejlesztési döntésekkel kapcsolatban. A környezeti vizsgálat szükségszerően kapcsolódik a településrendezési tervvel összefüggésben elkészült településfejlesztési koncepcióhoz, az alátámasztó munkarészben elkészült környezetalakítási és tájrendezési szakági munkarészekhez, illetve a településszerkezeti, szabályozási terv és helyi építési szabályzat vonatkozó részeihez. Az eljárás során elkészülı dokumentum a környezeti értékelés. Tervezési szempontból ennek a dokumentumnak a jelentısége abban rejlik, hogy amellett, hogy alapvetı célja az, hogy a döntéshozó hatóságok számára megkönnyítse a rendezési tervben megfogalmazott fejlesztésekkel kapcsolatos döntést, a tervezı számára is visszajelzést adhat, és lehetıséget ad az esetleges korrekciókra. Emellett elıfordul, hogy a tervezı számára szakmai szempontból nem igazán elfogadható, a település irányából érkezı fejlesztési igénnyel szemben ad lehetıséget további érvelésre. Túrkeve jelenleg érvényben lévı rendezési tervéhez még nem készült környezeti értékelés. A rendezési terv kapcsán elmondható, hogy a vonatkozó környezetvédelmi, természetvédelmi elıírások, jogszabályok figyelembe vételével, a helyi adottságokhoz alkalmazkodva, a környezet védelmét prioritásként szem elıtt tartva készült el. A meglévı természeti és tájpotenciálra a tervezés során különös figyelem helyezıdött. A terv nem tartalmaz olyan tervi elemet, melynek megvalósulása során a környezeti elemek jelentıs romlása, környezetkárosodás következhet be. 5. Összefoglalás A települések külterületének környezeti állapota jelentıs mértékben befolyásolható a településrendezéshez kapcsolódó dokumentumokban megfogalmazottakon keresztül. Közvetlenül a kötelezı szakági alátámasztó munkarészként elkészülı környezetalakítási javaslat és a rendezési tervhez elkészülı környezeti értékelés foglalkozik a témával. Emellett lényegében az egész településrendezési dokumentum elkészítése során a környezeti ártalmak minimálisra csökkentését szem elıtt kell tartani. A dokumentum hangsúlyai, gócpontjai szempontjából a tervezett település természeti adottságai, az adottságokhoz igazodó tájhasználat jellemzıi azok, amelyek a leginkább meghatározóak. Túrkevén a természeti adottságok közül a talajtani és felszíni, felszín alatti vizek védelme; tájhasználat szempontjából a mezıgazdasági tájhasználat védelme érdekében szükséges hangsúlyosan településrendezési eszközöket alkalmazni. Irodalom BODA B. (2006) Agrár-tájhasználat változása Túrkeve térségében. II. Magyar Tájökológiai Konferencia április 7-9. Debrecen (elıadás) TÓTH A. (1992) Túrkeve természeti viszonyai. In.: Örsi J. szerk. Túrkeve földje és népe; I. kötet. Túrkeve város képviselıtestülete. Túrkeve. pp RIGÓ I. (2002) Túrkeve város fejlesztési lehetıségei tájépítészeti eszközökkel. Diplomadolgozat. Szent István Egyetem. Budapest. SZABOLCS I. (1992) Túrkeve talajviszonyai és a víz szerepe a tájban. In.: Örsi J. szerk. Túrkeve földje és népe; I. kötet. Túrkeve város képviselıtestülete. Túrkeve. pp

176 Boromisza Zsombor 1 Településfejlesztési folyamatok környezeti hatásai a Velencei-tó parti sávjában 1. Bevezetés Az állóvizekhez kapcsolódó hasznosítási formák jellemzıen egy keskeny parti sávban jelentkeznek, vagy ezen a területegységen történik a víz megközelítése. Ennek következtében az állóvizek parti sávja igen jelentıs terhelésnek van kitéve, amely jellemzıen a parti sáv természetes, természetközeli állapotának megváltozásával, megváltoztatásával jár együtt, ezáltal a parti sáv funkciói is károsodnak (SCHMIEDER, K. 2004). Mivel a természetes állapotú parti sáv számos ökológiai, környezeti szempontból jelentıs funkciót is betölt (pl. szárazföld felıl érkezı szennyezı anyagok megszőrése) (NAIMAN, R. J. DÉCAMPS, H. 1997), a parti sávban lejátszódó területi változások nem csak lokális-jellegőek, hanem az egész állóvízre kihatással vannak (FELFÖLDY L. 1981). A fenti tendenciák megfigyelhetıek az ország egyik legjelentısebb, elsıdlegesen üdülési hasznosítású természetes állóvize, a Velencei-tó esetében is (BOROMISZA ZS. 2007; BOROMISZA ZS. CSIMA P. 2009; CSIMA P. et.al. 1996). A tókörnyék hosszú távon kiegyensúlyozott területi fejlıdése érdekében amelynek alapja, elıfeltétele a Velencei-tó jó vízminısége hangsúlyos feladat a tókörnyék tájhasználatának és környezeti állapota összefüggéseinek részletes kutatása, különös tekintettel a parti sáv változásaira. A tájhasználat változás, tájalakítás számos beavatkozáson, területi és minıségi változáson keresztül fejti ki hatását a parti sávra, amelyek különbözı mértékben befolyásolják a tájsáv funkcióit. Az állóvizek tájhasználat változások kapcsolatrendszere többféleképpen is értelmezhetı, a kutatások jelentıs része a tájhasználat állóvízre gyakorolt hatásait célozza meg, ugyanakkor néhány példa ismert az állóvizek tájhasználat változást-generáló hatásaira vonatkozóan is (WALSH, S. E. et al. 2003; SCNAIBER, J. et al. 2002). 2. A parti sáv változásának okai és meghatározó folyamatai Az elmúlt évtizedekben elvégzett beavatkozások, táji változások értékelése az eddigi kutatások során elsısorban az infrastrukturális beavatkozásokra, part és mederszabályozási tevékenységekre vonatkozott (KARÁSZI K. 1984; PAPP F. 1995; TOMBÁCZ E. 1993). A közvetettnek tekinthetı, ezekhez kapcsolódóan megjelenı településfejlıdési, településszerkezeti változások a környezeti szempontból kulcsszerepet játszó parti sávban kevésbé kutatottak. A tóparti települések az elsı világháborút megelızı idıszakig jellemzıen mezıgazdasági jellegőek voltak, a tájszerkezetben egyaránt megfigyelhetı volt a legeltetés, szántóföldi növénytermesztés, szılıtermesztés. A parti sávot a vízszintváltozás mértékétıl függıen mocsári növényzet, gyepek jellemezték. A déli part enyhébb lejtéső területein egy kisebb vízszint emelkedés is akár 100 m-rel távolabb helyezhette a partvonalat, mégis a dinnyési, agárdi, gárdonyi települések pusztákból újra megerısödött területei hagyományosan közelebb találhatóak a vízhez, mint az északi parti települések (Pákozd, Sukoró) esetében megfigyelhetı. Velence hagyományos településmagja a síkság jellegő mezıföldi tájegység és 1 Boromisza Zsombor Budapesti Corvinus Egyetem, Tájvédelmi és Tájrehabilitációs Tanszék, Budapest zsombor.boromisza@uni-corvinus.hu 176

177 a Velencei-hegység határán helyezkedett el, szintén a vízpart közelében. A déli part elıtt többnyire keskenyebb (50-70 m) nádas sáv helyezkedett el, míg az északi part elıtt széles ( m) sávot alkotott a mocsári növényzet (KARÁSZI K. 1984). Az üdülési-turisztikai szerepkör a két világháború között kezdett markánsan megjelenni a tónál, elsısorban Agárd és Velence térségében alakították ki az elsı fövenyfürdıket, és végezték el az elsı partfalépítéseket (KUPI L. 2004). Az igazán jelentıs táji változások az 1960-as évektıl indultak meg a térségben; a partfal, a parti sáv eddig az idıszakig természetközeli állapotúnak tekinthetı (PAPP F. 1995). A Velencei-tavi Intézı Bizottság (1958) irányításával nagyszabású, komplex, tervezett fejlesztések indultak meg, melynek célja egy üdülıtó kialakítása volt. Ebben az idıszakban a településfejlesztési szándék az elkészült tervek, illetve végrehajtásáról beszámoló jelentések segítségével már jól nyomon követhetı, amelyek az egész térségre vonatkozóan határozták meg a változások irányát. A legelsı, meghatározó térségi léptékő tervek a Velencei-tó környékének üdülıfejlesztési regionális rendezési terv (1969), a Velencei-tavi Fejlesztési Program (1971), és a Velencei-tó part- és mederrendezési munkáinak általános terve voltak (1974). A környezet állapotára gyakorolt hatások közül kiemelkednek a vízszint-szabályozásra, part- és mederszabályozásra, infrastrukturális fejlesztésre (ivóvíz, szennyvíz -elvezetés és -tisztítás), egyéb felszíni vízrendezés és meliorációs munkákra irányuló intézkedések. A munkák célja a tó vízminıségének javítása, a parti területek beépíthetıvé tétele, a parterózió megakadályozása, csónakkikötık, hajókikötık kialakítása, üdülésre alkalmas nyílt vízfelületek létrehozása volt (BÖKFI S. 1987; KARÁSZI K. 1984; TOMBÁCZ E. 1993; A Velencei-tó part és mederrendezés munkáinak általános terve 1974). A tó vízszint-szabályozása és a parti területek feltöltése lehetıvé tették a parti sáv közvetlen beépítését. Az 1960-as évektıl kezdıdıen a part mentén hosszan elnyúló nyaralótelepek alakultak ki, melyek jellemzıen állandó lakossággal nem rendelkeztek. A telepek az üdülési turisztikai szerepkör növekedésével fokozatosan átformálták az egész települést funkcionális és morfológiai szempontból egyaránt. Mindezek mellett a hagyományos településmag sok esetben még ma is jól elhatárolható egységként van jelen a településen, mint ahogy az Velence esetében is megfigyelhetı (BELUSZKY P. 1999). A településfejlesztési folyamatok hatásai szempontjából meghatározó idıszakot kataszteri, topográfiai térképek segítségével a továbbiakban három idıszakra ( , , ) felosztva vizsgálom. Az elsı vizsgálat periódusban ( ) a legjelentısebb változást a sukorói partszakaszon az evezıspálya kialakítása jelentette. Ez a partszakasz a tó máig egyik legnagyobb egységes-jellegő parti sávjának tekinthetı. A velencei Autós strand kialakítására között került sor. A Velence-Ófalutól délre elhelyezkedı partszakaszon jelentıs feltöltésekkel üdülési-turisztikai fejlesztések számára alakítottak ki új területeket a keleti medence kotrása során. A velencei partszakaszon korábban megfigyelhetı parti nádasok mennyisége jelentısen lecsökkent ebben az idıszakban. Az északi parti települések tájszerkezetét meghatározó tájelemként jelent meg az M7 autópálya, a partvonaltól m távolságban ben készült el a gárdonyi csónakkikötı a Határ-árok torkolatánál, továbbá megkezdıdött a Csontréti-kikötı építése is. A Gárdonyi-határároktól keletre parti nádasok feltöltése során alakították ki a Gárdonyi strandot. Szintén ennek az idıszaknak a második felében indult el a Gárdonyi-félsziget kialakítása, a velencefürdıi partszakasz nyugati felének kotrási munkáihoz kapcsolódóan. Az agárdi partszakasz nyugati felében új csónakkikötı jelent meg a parti sávban, továbbá megfigyelhetıek újabb beépítések a Hosszú-tisztás elıtt (1. ábra). 177

178 Az közé esı idıszakban megfigyelhetı változások közül az egyik legjelentısebb a parti sávban az ún. Déli-kanyar kiépítése volt. Ennek során hajókikötıt alakítottak ki a Vereb-Pázmándi-vízfolyás torkolatánál, és északi irányban a Csontréti-patak torkolatáig mővi partfalat építettek ki, jelentıs mértékő mederkotrási munkákat végeztek el, és megkezdıdött a terület strandként történı hasznosítása. A vízfolyások külsı tápanyagterhelése, és a rohamosan növekedı kommunális eredető terhelés miatt a területegység a tó egyik legrosszabb vízminıségő részévé vált. A keleti tómedence terhelését növelte a szintén nagy területen megjelenı ún. Északikanyar fejlesztése. A terület hasznosítását magas biológiai aktivitással jellemezhetı kempingként határozták meg. Az északi part elsı intenzíven hasznosított területei közül az evezıspálya keleti felében csónakházat alakítottak ki. Érdemes kiemelni Agárd térségében, a tóparthoz igen közel kialakított jelentıs mértékő üdülıterületeket a 7-es fıút és a vasút között Dinnyés irányában, továbbá az 1981-re elkészült a dinnyési csónakkikötıt is (2. ábra). Az közé esı idıszakban az elızı periódus során feltöltött parti területek intenzív hasznosítása tapasztalható. Ezek közé tartoznak a Velencefürdı térségében megvalósult part- és mederrendezési munkákat követı üdülıterületi beépítések, elsısorban a Gárdonyi-félszigettıl keleti irányban. A tó keleti, észak-keleti felében új elemként jelenik meg az Északi strand beruházás, az evezıs pálya nyugati felén kialakított félszigeten található strand, illetve a Velencei Ifjúsági és Üdülı Központ strandjától északi irányban megfigyelhetı beépítések (köztük szálloda) (3. ábra). 1. ábra. Jelentısebb beavatkozással érintett területek a parti sávban ( ) 2. ábra. Jelentısebb beavatkozással érintett területek a parti sávban ( ) 3. ábra. Jelentısebb beavatkozással érintett területek a parti sávban ( ) A jelenlegi folyamatok, fejlesztési elképzelések a déli parton a még megmaradt szabad, beépítetlen partszakaszok területén jelentkeznek. Ezek közé tartozik a már részben megvalósult velencei termálfürdı a kapcsolódó beruházásaival, illetve a tervezett Velenceitó kapuja projekt. Szintén a távlati elképzelések között szerepel a Velence-Újtelep elıtt elhelyezkedı partszakaszon egy strand kialakítása. A Velencefürdı térségében lévı Gárdonyi-félsziget hasznosítása is várható a jövıben, mint üdülıházas üdülıterület. A tó északi partján Sukoró közigazgatási területéhez tartozó partszakaszon egy nagyszabású szórakoztató központ kialakítása tervezett, amely a vízparthoz közeli területeket is érinti. Szintén megfigyelhetı, hogy egyre több helyen valósul meg a mővi partfalak elbontása, amelyek elsısorban fürdızésre alkalmas homokos partok kialakítását jelentik (pl. agárdi strand, Velencei Ifjúsági és Üdülı központ strandja). A tó vízminısége szempontjából jelentıs szennyvíz-kezeléshez kapcsolódó beruházások jelenleg is aktuális feladatot jelentenek a települések számára. 178

179 3. A parti sávban történt változások értékelése A part- és mederszabályozási munkák az elıre eltervezett ütem szerint folytak, és 90%-ban meg is valósultak re a tóparton 21,3 km hosszúságban épült ki mővi partfal (4. ábra), az új partvonal 84%-a feltöltött területen halad, összesen 280 ha terület feltöltésére került sor (5. ábra), a kotrások és feltöltések 3,8 km 2 -rel csökkentették a nádasok kiterjedését. A megépített mővi partfalak az éppen akkor jelentkezı igényeket elégítették ki. A beavatkozások egyedül a tó nyugati, jelentıs részben természetvédelmi oltalom alatt álló részét nem érintették. A mederkotrás során eltávolított 10 millió m 3 iszap csökkentette a tó belsı tápanyagterhelését. 4. ábra. Vasbeton partvédımővek elhelyezkedése (2009) 5. ábra. Feltöltött területek elhelyezkedése (2009) Megállapítható, hogy a megváltozott hasznosítási igényekhez a jelenlegi partfal-típusok nem megfelelıek, továbbá a Velencei-tó vízminıség-védelmének szempontjából is kedvezıtlen adottságot jelentenek. A partszabályozási munkálatok következtében módosult a vizsgált területre esı parthosszúság: a víz öntisztuló-képessége szempontjából szintén meghatározó parttagoltság csökkent. A nagyobb, nyílt vízfelületek létrejötte egyrészt megoldotta bizonyos vízterek áthullámoztatását, ugyanakkor a tó vízminıségének mozaikosságát (ezáltal az élıvilág változatosságára is kihatással volt) jelentısen csökkentette. A strandok, csónakkikötık területén látványosan jelentkezı feliszapolódás egyértelmően mutatja, hogy a kotrási beavatkozás csak tüneti kezelésnek tekinthetı. A parti sávban tervezett, nyílt vízfelületeket igénylı hasznosítások, továbbá a mővi partvédelem elınyben részesítése a nádassal szemben a parti nádasok jelentıs mértékő csökkenését eredményezték. A tó északi partján a legnagyobb változást ebben a tekintetben a Sukoró elıtt található kb m hosszú evezıs pálya kialakítása jelentette, míg a déli parton elsısorban Agárd keleti részén és Velencefürdı nyugati fele elıtt töltöttek fel parti nádasokat strandok, üdülıterületek kialakítására (6. és 7. ábra). 179

180 6. ábra. Parti nádasok elhelyezkedése (1969) 7. ábra. Parti nádasok elhelyezkedése (2006) A jelentıs mértékben az ismertetett folyamatok (part- és mederszabályozás, tájhasználat változás) következtében megnövekedett terhelés már az 1970-es évek környékén vízminıségi problémát okozott a puffer-funkciójú nádasok-nélküli partszakaszokon, amelyet az Agárd térségében felgyorsult hinarasodás is jelzett (TÓTH L. 1970). A nagy részben üdülési terhelésbıl adódó vízminıségi problémák gyakran a kisebb vízállásokhoz kapcsolódnak, mint ahogy ez az 1990-es évek elején észlelt intenzív algásodás esetében is megfigyelhetı volt. A tó idıszakos túlterhelése mind hasznosítási, mind környezeti szempontból kedvezıtlen volt. A térség fejlıdése során az utóbbi években a szezonalitás csökkentésére történtek intézkedések, azonban az egyben új turisztikai formát jelentı termálfürdık kialakítása sem a háttértelepüléseken valósult meg. A Bika-völgyben talált termálvízre alapozva 1984-ben az agárdi településrész déli részén (a parttól kb m-re) létesült termálfürdı, amelyet 2008-as átadással követett a velencei, közvetlenül a vízparton elhelyezve. 4. Összefoglalás Tájszerkezeti szempontból kedvezıtlen, hogy a Balaton déli partján kialakult helyzethez hasonlóan a Velencei-tavon Agárd Ny-i felétıl a Velencei-tavi evezıs pálya K-i feléig szinte összefüggı beépítés alakult ki a part menti sávban. Az északi parti települések sávjára jellemzı mozaikos tájszerkezet kialakulása a parti sávban nem figyelhetı meg egyértelmően, jellemzı a nagyobb, homogén foltok kialakulása. A tópart ezen részének viszonylagos beépítetlensége részben az 1970-es évek elején Balatonig kiépített M7 autópálya elválasztó, zavaró hatásával is magyarázható. A parti sávban elsıként megjelenı csónakkikötık, strandok fejlesztési pólusoknak tekinthetıek, hiszen kialakításuk gyakran további fejlesztést generál. A szabályozási munkák, és az ezt követı intenzív üdülési-turisztikai fejlesztések következtében alapvetıen megváltozott a parti területek természetes állapota. A természetes vízparti zonáció jelentıs mértékben károsodott, amely a tó öntisztuló-képessége szempontjából, továbbá a víz-szárazföld ökológiai kapcsolat szempontjából is kedvezıtlen folyamat. A Velencei-tó 1960-as évek elıtti környezeti problémái nem szőntek meg a beavatkozások hatására, hanem okaik és megnyilvánulási formáik változtak meg. A jelenleg 180

181 tapasztalható településfejlesztési folyamatok jelentıs részben szintén a parti sávban összpontosulnak, a tó további terhelését eredményezik majd. A kutatás folytatásaként a területre készült területrendezési- és településrendezési tervek segítségével vizsgálom a leírt tájhasználat változások okait, és a parti sáv tájhasználat változásait ezek eredményeivel együtt értékelem. Irodalom BELUSZKY P. (1999) Magyarország településföldrajza Általános rész. Dialóg Campus Kiadó, Budapest-Pécs. pp BOROMISZA ZS. (2007) Állóvizek partszakaszának környezetvédelmi szempontú értékelése a Velencei-tó példáján. pp In: Sally Á. szerk. A Lippay János Ormos Imre Vas Károly tudományos Ülésszak elıadásainak és posztereinek összefoglalói, BCE Tájépítészeti Kar, Budapest, poszterelıadás BOROMISZA ZS. CSIMA P. (2009) A Velencei-tó parti sávjának értékelése a part alakítás és a táj-terhelhetıség összefüggése szempontjából. In: Csima Dublinszki-Boda: Tájökológiai kutatások. BCE Tájvédelmi és Tájrehabilitációs Tanszék, Budapest, pp BÖKFI S. (témafelelıs) (1987) A Velencei-tavi Vízgazdálkodási Fejlesztési Program megalapozását szolgáló tanulmányterv. A Velencei-tó és vízgyőjtı területe vízminıség szabályozása. Vízgazdálkodási Intézet, Budapest, 28 p. CSIMA P. BUGYI I. CSIHAR L. KABAI R. KINCSES K. KOSZTOLÁNYI I. SÓLYOM R. (1996) A Velencei-tavi térség üdülési alkalmasságának és terhelhetıségének vizsgálata. Megbízó: KTM Területi Tervezési Fıosztály, Budapest, 36 p. FELFÖLDY L. (1981) A vizek környezettana. Általános hidrobiológia. Mezıgazdasági Kiadó, Budapest, pp KARÁSZI K. szerk. (1984) A Velencei-tó rekreációja. Vízgazdálkodási Intézet, Budapest, 145 p. KUPI L. (2004) Város volt, város lett Velence története. Velence Város Önkormányzata, Velence, pp NAIMAN, R. J. DÉCAMPS, H. (1997) The Ecology of interfaces: riparian zones. Annual Review of Ecology and Systematics Vol. 28. pp PAPP F. (1995) Velencei-tavi partvédımővek felülvizsgálata. Víz-Inter Mérnökiroda Kft., Székesfehérvár, 75 p. SCHMIEDER, K. (2004) European lakeshores in danger concepts for a sustainable development. Limnologica 34. pp SCHNAIBER, J. RIERA, J. TURNER, M. G. VOSS, P. R. (2002) Explaining human settlement patterns in a recreational lake district. Vilas County, Wisconsin, USA Environmental Management Vol.30. pp TOMBÁCZ E. (1993) Velencei-tavi fejlesztés értékelése, program javaslat. Öko Rt. Budapest, pp TÓTH L. (témafelelıs) (1970) A Velencei-tó átfogó kutatási terve. Vízgazdálkodási Tudományos Kutatóintézet, Budapest, pp A Velencei-tó part és mederrendezés munkáinak általános terve (1974) Közép-dunántúli Vízügyi Igazgatóság, Székesfehérvár, 36 p. WALSH, S. E. SORANNO, P. A. RUTLEDGE, D. T. (2003) Lakes, wetlands and streams as predictors of land use/cover distribution. Environmental Management Vol.31. pp

182 Dr. Mészáros Ferenc 1 A hazai közúti közlekedés fejlıdésének várható hatásai az energiafelhasználás és a környezetterhelés területén 1. Bevezetés A cikk alapjául szolgáló kutatási jelentés az ERTRAC (European Road Transport Research Advisory Council Európai Közúti Közlekedési Kutatók Tanácsadó Bizottsága) Hungary nemzeti közúti közlekedési platformja Energia és környezet munkacsoportjában készült. A jelentés célja a hazai közúti alágazat és a környezet közötti kapcsolatrendszer feltárása, valamint a környezeti erıforrások hatékony felhasználását elısegítı kutatási területek azonosítása volt. A közúti közlekedés a levegıtisztaság és a zajhatások elleni védelem, valamint a fosszilis tüzelıanyagok felhasználása szempontjából a hazai gazdaság egyik legproblémásabb (al)ágazatává vált az elmúlt évben. Az ipari kibocsátások mérséklıdésével párhuzamosan növekedtek az alágazat teljesítménymutatói, valamint az ebbıl eredı emisszió. A közlekedési munkamegosztáson belül a közúti szektor dominál (60%), bár egyelıre alacsonyabb értékkel, mint az Európai Uniós (EU-27) átlag (>70%). Fajlagos és abszolút értelemben is a közút a környezetet leginkább szennyezı szállítási mód, e tekintetben az ebbıl származó, nemzetgazdasági szinten kimutatható külsı költségek pénzügyi megjelenítése sem megoldott. Az alágazat további teljesítménynövekedése tekintettel a közút komparatív költségelınyeire a közút további térnyerését eredményezheti. Az alternatív kapacitást kínáló szárazföldi alágazatok infrastrukturális hiányosságai ismeretében ez a tény különös jelentıséget nyer. A csak közvetetten és minimálisan megtérített külsı költségek miatt a helyváltoztatások szállítási intenzitása is tovább növekszik. A szennyezı fizet elv alapján a jövıben a környezetterheléssel járó társadalmi költségek egyre nagyobb hányadát kívánják áthárítani a közlekedıkre, erre számos Közösségi kezdeményezés mutat rá. Korunk környezeti kihívásai (energiahatékonyság, klimatikus változások) miatt elengedhetetlen a közúti közlekedés kívánt jövıképének és annak elérését elısegítı kutatási részterületek meghatározása. 2. Az energiafelhasználás és a környezetterhelés helyzetértékelése 2.1. Energiafelhasználás Magyarország éves energiafelhasználása már évek óta PJ között ingadozik, ennek mintegy 1/4-ét kıolajból fedezi. A magyar gazdaság energiafüggısége mérséklıdik, ezt igazolja az energia-rugalmassági mutató folyamatos nulla közeli szintje. Az energiaigényességet tekintve egységnyi gazdasági teljesítmény elıállítására fordított energiamennyiséget alapul véve Magyarországon vásárlóerı paritáson mérve 23%-kal magasabb ez az érték, mint a nyugati országokban, azonban az egy fıre jutó energiafelhasználásban hazánk kedvezıbb értékekkel rendelkezik. A villamosenergiafogyasztásban ez az érték Magyarországon az EU-15 átlagának mindössze 53%-a, de elmarad az EU+10 átlagától is (91,3%) (IEA 2008). 1 Dr. Mészáros Ferenc Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Közlekedésgazdasági Tanszék, Budapest fmeszaros@kgazd.bme.hu 182

183 A közút jelentıs energia-felhasználó, az Európai Unió olajfogyasztásának egyik fı motorja, a közlekedési szektor energiaigényének mintegy 4/5-ét adja. A teljes energiafelhasználást elemezve megállapítható, hogy az EU korábban csatlakozott tagállamai (EU-15) közül a földrajzilag Magyarországhoz hasonló nagyságú országok (pl. Ausztria, Belgium) összes közlekedési célú energiafelhasználása (2005: 8,0-8,5 millió toe 2 /év; a teljes fogyasztás kb. 30%-a) magasabb, mint az újonnan csatlakozott tagállamokban (EU+12) (Magyarország, 2005: 4,2 millió toe/év; a teljes fogyasztás kb. 21%-a), azonban a fajlagos felhasználásuk alacsonyabb. Az energia elıállítása elsısorban importtevékenységbıl valósul meg, az utóbbi években a kıolaj- és földgázbehozatal folyamatos növekedést mutat, hazánk energiaimport-függısége 2005-ben mintegy 66,4% volt, importunk legnagyobb része (gázimportunk 90%-a) Oroszországból származott, ez a továbbra is fennálló egyoldalú függıség jelentıs bizonytalanságot visz a hazai ellátási rendszerbe. Megújuló energiaforrásaink kihasználása alacsony, az összes felhasználásban mindössze 5% körül alakul; 2004-es adatok alapján az összes megújuló forrás megoszlása: 78,8% tőzifa, 8,9% geotermikus hıenergia, 3,4% biogáz és kommunális hulladékégetés, 8,6% zöld áramtermelés. Jelenleg fontos beruházások folynak a szélenergia hasznosítására és a növényi eredető üzemagyag elıállítására. A megújuló források hasznosítása elsısorban lokális rendszerekben (lakások, tanyák, települések főtése, melegvízellátása, kisebb vállalkozások energiaellátása) fokozható. A közlekedés célú biotüzelıanyagok hazai elterjesztése az EU ösztönzésére megindult, további felhasználásukat külön rendelet szabályozza. Várható, hogy az elkövetkezı évek során fokozatosan elterjednek a nem hagyományos tüzelı-anyaggal mőködı jármővek, melyek üzemeltetési feltételérıl való gondoskodás további feladatokkal jár Környezetterhelés A különbözı szállítási módok tevékenysége során külsı költségek is keletkeznek, amiket az okozók csak részben térítenek meg. A külsı költségek hozzáadódnak a közlekedésiszállítási piaci tranzakciók egyéni költségeihez, kiadva ezzel az okozott társadalmi költséget, amely több komponensbıl áll. Hosszabb távon a társadalmi költségek illetve meghatározott komponenseik képezhetik az alapját a korszerő, fenntarthatósági szempontok szerint kialakított közlekedési árképzési rendszereknek (BOKOR Z. TÁNCZOS L. 2003). Megjegyezzük ugyanakkor, hogy mind a személyszállítás, mind az árutovábbítás átlagos fajlagos társadalmi költségei hazánkban alacsonyabbak, mint az EU-15 tagállamokban (azok kb , illetve 60-80%-át teszik ki). A közlekedés a teljes CO 2 kibocsátás mintegy 1/5-1/6-ért felelıs, ezen belül is a közúti közlekedés a legjelentısebb szén-dioxid kibocsátó. EU-27-ben közel 850 millió tonna évente a CO 2 kibocsátás, Magyarországon 2005-ben ez 12,9 millió tonna volt, aminek 15,9%-a köthetı a közlekedéshez, ezen belül 93,3% a közúthoz. A szén-dioxid kibocsátás 1990 és 2005 között (Bulgária kivételével) az EU valamennyi tagállamában növekedett, ennek az az oka, hogy a szállítási teljesítmények növekedésétıl elmaradt a közlekedési eszközök tüzelıanyag felhasználásának hatékonyság-javulása (BME 2008). A magyarországi légtérbe jutó további levegıszennyezı anyagok közül a CO és NO x mintegy 60%-a a közlekedésbıl származik. A hazai gépjármőpark összetételében bekövetkezett változások sem mutatnak jelentıs elırelépést a környezeti értékek megırzése irányában (ZÖLDY M. TÖRÖK Á. 2005). Bár a települési környezetben a közösségi közlekedés aránya Magyarországon viszonylag magas 2 toe: tonne of crude oil equivalent olaj-tonna egyenérték 183

184 (50-60%), a személygépkocsi állomány folyamatosan növekszik. A nehézgépjármő-állomány korszerőtlen, mőszakilag és fizikailag elavult, mőködése jelentıs környezeti károkkal, elsısorban légszennyezéssel és zajkibocsátással jár, amit az EURO1 normának sem megfelelı, ma még üzemben tartott jármőállomány közel 50%-os aránya is jelez. Jelentısebb változás csak a forgalomban résztvevı jármőállomány korszerősítésétıl várható (TÁNCZOS L. TÖRÖK Á. 2008). A jármőállomány korszerősítését az EU elıírások jelenleg folyamatban lévı továbbfejlesztésének hazai adaptációja biztosítja. A készülı elıírások követelményei a megengedett szennyezı-anyag kibocsátás szigorítása mellett kiterjednek a jármő teljes élettartamára vonatkozó kritériumokra is. Az infrastrukturális beruházások jótékony hatással voltak a közlekedési externáliákra. A gyorsforgalmi utakon végzett fejlesztések mérsékelték a tranzitforgalomból származó károk növekedését, az elkerülıutak pedig a városi/települési légszennyezettség csökkentéséhez járultak hozzá. A tüzelıanyagok terén jelentıs változást a biotüzelıanyag-termelés felfutása hozta. Az alternatív tüzelıanyagok egyik legígéretesebb fajtái közül az elsı generációs (olajbázisú) tüzelıanyagok alkalmazása, mint kizárólagos megoldás, ahelyett, hogy csökkentené a környezeti terhelést, még inkább növeli azt (TÖRÖK Á. 2009). A második generációs (egész növényt hasznosító, cellulóz-etanol alapú) tüzelıanyagok ígéretesnek tőnnek, de nagymértékő alkalmazásuk környezeti kockázatai még nem ismertek. A pozitívumok ellenére meg kell állapítani, hogy a bio-tüzelıanyagok elıállítása, ha minden egyéb szempontot figyelmen kívül hagyunk, akkor sem tud lépést tartani a közlekedés egyre növekvı energiaigényével, tehát elengedhetetlen, hogy magát a közlekedési rendszert racionalizáljuk. 3. A közúti alágazat várható helyzete 2013-ig, ill ig 3.1. Business-as-usual forgatókönyv A közúti szektor jövıképének meghatározásához felhasznált egyik, a technológiai fejlesztések és szabályozáspolitikai változások jelenlegi trendjeire épülı forgatókönyv tükrében az EU legtöbb tagállamában a személygépkocsi-tulajdon szintje állandósulni látszik, ettıl valamelyest eltér a helyzet az EU+12 tagállamokban, ahol a személygépkocsi tulajdon még mindig státusz szimbólumnak tekinthetı, a versenyképesség fokozásából építkezı gazdasági növekedés pedig a hatékonyságának növelésére törekvı közlekedési rendszer bıvülését vonja maga után. A közúti közlekedés a társadalmi kohézió megteremtésének egyik motorja. Feltételezhetı, hogy az EU+12 tagállamok fejlettségi szintjében megmutatkozó elmaradás a fejlettebb országokhoz képest az idı elırehaladtával csökken. A fenntartható fejlıdésre irányuló kezdeményezések az utóbbi években elıtérbe helyezték a természet, a gazdaság és a társadalom közötti kapcsolatrendszert és annak mélyreható elemzését, kiemelten kezelve a fenntartható fogyasztást, a tisztább technológiák alkalmazását, valamint a közlekedésbiztonság, az egészségvédelem és a megújuló erıforrások területét. Az elemzésekbıl kiderül, hogy a környezetterhelés a jövıt bemutató elemzési modell magyarázó ismérvei közül döntıen a gazdasági teljesítıképességtıl és a futásteljesítménytıl függ, kevéssé magyarázza a környezetterhelés változást a jármővek darabszám és a hálózathossz változása (HEINCZINGER M. FORGÁCH V. TÖRÖK Á. 2007) ig az EU tagállamok személygépkocsi állománya lényegesen növekedni fog, a GDP növekedésével párhuzamosan hazánkban is az állomány növekedésével kell számolni. A megújuló források energiatermelési célú felhasználása fokozatosan terjed, miközben az atomenergia szerepének esetleges növelése a legtöbb országban változatlanul nyitott és heves viták tárgyát képezı kérdés marad. Az épületek, jármővek és fogyasztási javak energiahatékonyságával kapcsolatos, piaci alapú eszközökkel és rendeletekkel ösztönzött 184

185 intézkedések elısegítenék a kereslet mérséklıdését (EEA 2005). Hazánkban a közúti közlekedésben várhatóan domináns marad a kıolajalapú, azaz a benzin és különösen a gázolaj szerepe (amikben bekeverve megtalálhatók a biokomponensek is, várhatóan 7-10 v/v% részarány mértékben), azonban mellettük egyéb tüzelıanyagok megjelenése csak zárt jármőparkokban feltételezhetı. A második generációs tüzelıanyagok ipari elterjedésével még nem kell számolni, piaci részarányuk nem fogja elérni az 1-2 v/v%-ot. Ezek elıállítása és felhasználása kiemelt terület, ahol a kedvezıbb tulajdonságaik miatt ésszerőbb ezek kutatásfejlesztésére koncentrálni, és nem egy rövid idın belül kifutó (elsı generációs) technológiába invesztálni. Nem várható a hidrogén-technológia megjelenése a töltıállomásokon, elıállításának költségei illetve tárolásának komplex módja miatt egyelıre a tesztalkalmazás kialakítása sem látszik reálisnak hazánkban. Elképzelhetı alkalmazási módja földgázzal keverve, ez is inkább csak prototípus szintre kerülhet 2013-ban. A villamos hajtás bıvülésének jelenleg az akkumulátortechnológia szab határt; bár a legmodernebb lítium-ion akkumulátorokkal felszerelt jármővek megközelíthetik majd a belsıégéső motorokkal hajtott jármővek hatósugarát, de az akkumulátorok nagy számban való elıállítása nem valószínősíthetı, azok speciális nyersanyag- és hulladékfeldolgozási igénye miatt. A fölgáz és a biogáz használata a jelenlegi lokális alkalmazásokhoz hasonló maradhat. A kombinált égéstechnológiák hosszú távon hatással lesznek a tüzelıanyag-piacra, jelentıs elterjedésük nem várható, inkább csak a felsıkategóriás jármővekben jelennek meg. A hibrid hajtású jármővek lassú térnyerése folytatódni fog, azonban a benzinmotor hatásfokának javítása alternatívája lesz az alacsony fokú hibridizációnak. Megjelennek a piacon az elsı dízelhibridek is. A legjelentısebb károsanyag, a CO 2 kibocsátás várhatóan eléri a millió tonna/év értéket, azonban ez a kyoto-i vállalás közlekedési komponensének így is csak mintegy 70%-át teszi ki. A hosszabb távon várható helyzetet az EU célkitőzése határozza meg, miszerint 2050-ig a fejlett országokban az évi szinthez képest mintegy 60-80%-kal kell csökkenteni az üvegházhatású gázok kibocsátását. A kıolaj alapú tüzelıanyagok 2030-ban is fontosak és megkerülhetetlenek lesznek a közút számára. Részarányuk a csökkenı kitermelés miatt 65-75% közé tehetı, az alternatívák hozzáférhetıségének függvényében. A benzin-gázolaj felhasználás ollója a 2010-es évek második felétıl várhatóan nem nyílik tovább, egy kisebb korrekció után beáll. A kombinált égésrendszerő tüzelıanyagok használata nagyban elısegíti majd ezt a kiegyenlítıdési folyamatot. Biokomponensek bekeverése várhatóan növekedni fog, jellemzıen azonban a második generációs technológiával elıállított termékek részaránya fog növekedni, az arány elérheti a v/v%-ot. A 2020-as években felerısödik az ezeket elıállító biofinomítók elterjedése. A hidrogén alapú technológiákhoz hidrogén elıállításnál megújuló energiákra építve a vízbontás technikailag ipari méretekben is kivitelezhetıvé válik, a tárolási nehézségek azonban a jármővek térbeli és idıbeli hatótávját erısen korlátozzák. Megjelennek a piacon az elsı, majd a második generációs belsıégéső motorral hajtott jármővek, illetve a tüzelıanyag-cella. Nem várható hogy az 1%-os részarányt megközelítse a hidrogén a tüzelıanyag-piacon. Hibrid hajtású jármővek kis belsıégéső motorral várhatóan megjelennek a piacon. Ezek képesek lesznek tisztán elektromos hajtással kiszolgálni a napi városi forgalmat és csak hosszabb távokon támaszkodnak a belsıégéső motorra. A gázon alapuló technológiák, a második generációs megoldások mellett csak lassan növelik a piaci részarányukat, 4-6 százalékra. A kombinált égéstechnikák ( multi-fuel ) lehetıvé teszik, hogy egy motor több fajta tüzelıanyagot is fel tudjon használni, ezek révén elmosódik a határ a benzin és a gázolaj között. Várhatóan megjelennek és elterjednek ezek a hajtások is, piaci részesedésük 8-10 százalék körül alakulhat. Ez a folyamat hozzájárul a megengedıbb specifikációknak megfelelni tudó tüzelıanyagok megjelenéséhez (OECD 2008). 185

186 3.2. Drága és kimerülı fosszilis erıforrások, elterjedı alternatív energiaforrások forgatókönyv A kıolaj alapú tüzelıanyagok szerepe ebben a forgatókönyvben is megkerülhetetlennek látszik. A tüzelıanyagárak növekedése azonban lehetıséget kínál alternatív energiaforrások kifejlesztésére és bevonására. Emiatt a benzin és a gázolaj részesedése hazánkban bár továbbra is domináns lesz, megjelennek más tüzelıanyagok is a piacon ig a bekevert biokomponens részarány elérheti a 15 v/v%-ot. A második generációs tüzelıanyagok elterjedése várható, bár a gyártókapacitás kiépülésének átfutási ideje miatt a fogyasztás 5-10%-át lehet biztosítani ilyen forrásból. A közép-európai térségben néhány tucat hidrogén technológián alapuló töltıállomás megjelenése várható az autópálya-hálózat vonzáskörzetében. Felsı- és felsı-közép kategóriás jármővek jelennek meg hidrogén alapú belsıégéső motorral, alacsony piaci penetrációval. Tüzelıanyag-cellás jármővek elterjedése nem várható. A plug-in villamos jármővek megjelennek a városi közlekedésben, de részarányuk valószínőleg nem éri el az 1%-ot a teljes jármőparkban. A töltési idı további csökkenésével és km-es hatótáv elérésével bizonyos szektorokban növekvı piaci részesedést szerezhetnek majd. A földgáz és a biogáz használatának terjedése várható. A meglévı zárt jármőparkok mellé újabbak épülnek ki, több biogáz alapon, jellemzıen városi övezetekben. A telephelyeken nyilvános kutak is nyílnak, ahol a környék személygépkocsijait is kiszolgálják. Várható a dual-fuel modellek elterjedése, 3-5%-ban az új autó eladásokban. A tüzelıanyag fogyasztás csökkentése még fontosabbá válik, elterjednek az egy liter térfogat alatti feltöltött benzinmotorok. A hibrid jármővek részaránya is növekedni fog, a termelés felfuttatásának nehézsége miatt azonban nem várható, hogy részarányuk meghaladná a 10%- ot az új autó eladásokban ig a kıolaj alapú hajtóanyagok visszaszorulása az összes tüzelıanyag mennyiséget is csökkenteni fogja, mert nem lesznek az alternatívák elegendıek a kiesı mennyiség pótlására. A visszaesés elsısorban a 3. világban lesz jelentıs, de a fejlett országokban is számítani kell a visszaesésre, illetve az egyéni utazási módok részarányának a csökkenésére, így a közösségi közlekedés erısödésére. Valószínősíthetıen a kıolaj átlagára hosszú távon nıni fog, a rendelkezésre álló készletek fogyása miatt. A kıolaj mellett más széntartalmú tüzelıanyagok is találhatók, ezek kihasználása azonban messze elmarad a kıolaj mögött, ezzel magyarázható a jövıben is tartósan alacsonyabb áruk. A mennyiségi rendelkezésre állás csökkenésben azt feltételezzük, hogy csak az igények felét tudja kielégíteni a kıolaj alapú tüzelıanyag még 500 USD/hordó áron is. Az elsı generációs bio-tüzelıanyagok bekeverése 5-7% körül várható. A második generációs hajtóanyagok részaránya az elıállító kapacitás bıvülése közben elérheti a 25-30%-ot. Ennek mintegy kétharmada a folyékony halmazállapotú tüzelıanyagot elıállító XtL technológiákból származik majd, fıleg a szénre épülı technológia lehet termelékeny. A második generációs biohajtóanyagok is egyre jelentısebb szerepet kapnak majd, részben azonban az elsı generációs anyagok rovására. A növényi melléktermékekbıl készülı etanol és butanol, illetve a hidrogénezett növényi olaj kiváltja jórészt a terménybıl készült alkoholt, illetve átészterezett növényi olajakat. Ezek jelentik a harmadik harmadot. A hidrogéntechnológia elıretörése is várható, azonban széleskörő elterjedésére továbbra sem lehet számítani. Ennek oka továbbra is fennálló tárolási nehézségek, illetve a tüzelıanyag cella magas elıállítási költsége és alapanyag-igényessége. Elképzelhetı, hogy a hidrogénföldgáz kevert tüzelıanyagok formájában a hidrogén is néhány %-os részarányt ér el a földgázzal karöltve. Az elektromos jármővek számának bıvülése várható, azonban adóbevételi kérdések miatt az otthon tölthetı jármővek nem érhetnek el jelentıs részarányt az elektromos áram közlekedési célú felhasználásának megadóztatása nélkül. A földgázon alapuló technológiák részaránya 8-10% körül lehet. A belsıégéső motorban benzin oldalon a mai motorokhoz képest 15-18% fogyasztáscsökkenést lehet a hibridizációval együtt elérni, 186

187 ezzel megközelítve a mai dízelek szintjét. Dízel oldalon a hibridizáció további 7-10%-ot jelenthet. A kombinált égésfolyamatú motorok alkalmazása a maihoz képest hozzávetıleg 12-15% fogyasztáscsökkenési potenciált rejt, amely 2030-ra ilyen körülmények között megvalósul (EC 2006). 4. Kutatási részterületek meghatározása A személygépkocsik CO 2 -kibocsátásának csökkentésére és az energiafelhasználás hatékonyságának javítására irányuló kutatási stratégia három pilléren nyugszik: a személygépkocsi-ipar kötelezettségvállalásán a tüzelıanyag-fogyasztás hatékonyságának javítására ( jármő-pillér ), a tüzelıanyag-kiszolgálásán ( infrastruktúra-pillér ), a gépjármővek tüzelıanyag-hatékonyságának fiskális intézkedésekkel történı elımozdításán ( felhasználó-pillér ). A jármő-pillér legfontosabb kihívása az alternatív tüzelıanyagok és hajtások technológiájának méretgazdaságos szinten való gyakorlati alkalmazása, ez a jármőtechnológia mőszaki feladatain (tüzelıanyagok, tüzelırendszerek) kívül a fejlesztéseket és az alkalmazást elısegítı szabályozáspolitikai feladatokat is kijelöl. Az infrastruktúra-pillér elsısorban a közúti közlekedés létesítményeinek (töltıállomások, szervizek, hulladékhasznosítók) fejlesztését foglalja magában, ez esetben jelentıs szerep hárul a közlekedést kiszolgáló ipar (gazdasági érdekszféra) érdekelt feleire a versenyképességük fokozásában, valamint a felhasználók tájékoztatásában. A felhasználó-pillér -hez mindenekelıtt a jármővezetési (habitus) és a mobilitási (igény) szokások köthetık, itt elsısorban a társadalom tagjainak tudatos képzését, valamint az árutovábbítási tevékenységet folytató gazdasági társaságok logisztikai fejlesztései ösztönzését (pl. jobb kapacitáskihasználás, kevesebb futás, energiahatékony/környezetkímélı jármővek beszerzése) kell szem elıtt tartani. Ezek azok a kulcsterületek, amik hozzájárulhatnak ahhoz, hogy a közúti közlekedés ne aláássa, hanem hozzájáruljon az éghajlatváltozással szembeni küzdelemhez. Irodalom BME (2008) A közúti közlekedésrıl szóló aktuális törvényi szabályozás utólagos kvalitatív hatásvizsgálata társadalmi, gazdasági és környezeti vonzatait illetıen. Kutatási jelentés, BME Közlekedésgazdasági Tanszék, Budapest, 90 p. BOKOR Z. TÁNCZOS L. (2003) A közlekedés társadalmi költségei és azok általános és közlekedési módtól függı hazai sajátosságai. Közlekedéstudományi Szemle 53. pp EC (2006) Biofuels in the European Union A vision for 2030 and beyond. Final report of the Biofuel Research Advisory Council, European Commission Directorate General for Research and Sustainable Energy Systems, Brüsszel, 39 p. EEA (2005) Az európai környezet Helyzetkép és kitekintés. European Environment Agency, Koppenhága, 8 p. HEINCZINGER M. FORGÁCH V. TÖRÖK Á. (2007) A Közlekedési Operatív Program hatása Magyarország ÜHG kibocsátására. KTI évkönyv 70. pp IEA (2008) Key World Energy Statistics International Energy Agency, Párizs, 82 p. OECD (2008) Environmental Outlook to Organisation for Economic Co-operation and Development, Párizs, 520 p. TÁNCZOS, L. TÖRÖK, Á. (2008) Impact of transportation on environment. Periodica Politechnica Transportation Engineering 36. pp TÖRÖK, Á. (2009) Theoretical estimation of the environmental impact of biofuel mixtures. Transport Journal of Vilnius Gediminas Technical University and Lithuanian Academy of Sciences 24/1, pp ZÖLDY M. TÖRÖK Á. (2005) A forgalomba belépı gépjármővek többlet károsanyag kibocsátásának számítása a nemzetközi határértékek figyelembevételével. Közlekedéstudományi Szemle 55. pp

188 Dr Barótfi István 1 - Dr Szabó Márta 2 Energetikai önellátás családi méretekben 1. Bevezetés Mindennapi fáradozásainkat jobb életünk reménye motiválja. Abban reménykedünk, hogy szorgalmas munkával életünk kényelmesebb lesz és ezt gyermekeinknek is biztosíthatjuk. A munkánkat gépek tucatjaival igyekszünk megkönnyíteni, és a hatékony munkavégzés érdekében számos vegyi és biológiai készítményt használunk. Ez a segítség azonban azon túlmenıen, hogy költséges még a környezetünket is jelentısen igénybe veszi. A gépek mőködtetésére felhasznált energia és a környezetbe kerülı szennyezı anyagok növekvı mennyisége alapvetı céljaink elérését kérdıjelezi meg, és ha nem változtatunk eddigi szokásainkon, sem saját, sem gyermekeink jövıje nem lesz jobb. Ha ezen változtatni szeretnénk, mindennapi tennivalóinkat kell másként szervezni és ezt nem másoktól, nemcsak a termelésben, a közlekedésben stb., hanem saját környezetünkben, dolgainkban, saját háztartásunkban is el kell kezdeni. Egyre erısebben megjelenik az igény, hogy háztartásunkat, gazdálkodásunkat energiatakarékos felhasználással, a környezetünk tisztán tartására odafigyelve alakítsuk, és ezzel nemcsak optimistán nézhetünk a jövınk elé, de reményeink szerint fogyasztói társadalom csábító ördögi körétıl, a globalizáció nem kívánt hatásaitól távol tudjuk tartani magunkat. Sok emberben az is felmerül, hogy ennek érdekében meg kellene teremteni azt a függetlenséget, a közel teljes autonómiát, melynek realitásai gyakran kézenfekvınek tőnnek. 2. Az energetikai önellátás Az önellátás, vagy autonóm gazdálkodás az emberiség történetében hosszú idın keresztül létezı és az akkori igényeket kielégítı gazdálkodási forma volt, és így az ilyen törekvések nem tőnnek irrealitásnak. Napjainkban, a kialakult társadalmi, gazdasági munkamegosztás, mely a fogyasztást kínálja és kényszeríti az emberekre, valamint az ennek megfelelıen kialakuló természetesnek tőnı igények esetén az önellátás lehetıségeit ezeknek a tényezıknek együttes vizsgálatával lehet csak mérlegelni. Az önellátás követelménye felelısség és egyben elkötelezettség a természeti erıforrásokkal való gazdálkodás, melyet az utódaink számára is fenntarthatóan kell biztosítani. A globális önellátás, és ennek fenntarthatósága alapvetı követelmény. A kérdés az, hogy ezt lokálisan milyen mértékben lehetséges és érdemes megvalósítani. Az önellátás teljeskörő megvalósításával kapcsolatos vizsgálat rendkívül sokrétő feladat. Általában egy adott helyzetben az önellátás gondolata mellett abban kell állást foglalni, hogy a természeti erıforrásoknak ez-e a legcélszerőbb hasznosítása. Gyakran nehéz dönteni arról, hogy társadalmi munkamegosztásból adódó kedvezı gazdasági szituációt vagy a hosszú távú biztonságot érdemes elınybe részesíteni. Ezért az önellátás regionális megvalósítása a résztvevık eltérı megítélése miatt általában nehezen realizálható. Egyszerőbb a döntés egy család esetében, és így az önellátást ilyen méretekben könnyebb célul tőzni. 1 Dr Barótfi István Szent István Egyetem, Épületgépészet, Létesítmény- és Környezettechnika Tanszék, Gödöllı barotfi.istvan@gek.szie.hu 2 Dr Szabó Márta Szent István Egyetem, Épületgépészet, Létesítmény- és Környezettechnika Tanszék, Gödöllı szabo.marta@gek.szie.hu 188

189 E cikk a legkisebb társadalmi egység, a család, a háztartás energetikai önellátásának lehetıségét elemzi magyar viszonyok között. Nyilvánvaló, hogy az energetikai önellátás nemcsak a megfelelı források célszerő használatát, hanem az igények ésszerő alakítását is megköveteli. Az energia igények alakulása szoros összefüggésben van az életminıséggel, az általános igényekkel. 3. Energiafelhasználás és energiafelhasználási szokásaink Egy család vállalt kötelezettségeinek teljesítése megköveteli a jól szervezett munkavégzést, az idıvel való szigorú takarékoskodást. Az idıvel való takarékoskodás legnagyobb lehetısége a korszerő háztartástechnika. A háztartásban alkalmazott gépek lerövidítik a munkavégzés idejét, és kényelmessé teszik mindennapi otthonunkat. A gépek alkalmazása ugyanakkor mőködésükhöz energiát igényelnek. A lakossági energiafelhasználás állandóan növekszik, és ma már Magyarországon a nemzetgazdaság teljes energiafelhasználásának több mint egyharmadát is eléri. Az energiafelhasználás struktúrája elég tipikus egy adott régióban. Magyarországon a családokban felhasznált energiát legnagyobb részben főtésre, használati melegvíz készítésre fordítják, de a hıenergia célú felhasználás mellet a legkönnyebben átalakítható villamosenergia-igény a meghatározó. A hı- és villamosenergia-igény arányaiban változó a különbözı fogyasztóknál, de mindkét energiaforma ma már az alapvetı életfeltételek biztosításához tartozik, és esetleges hiányuk (területi ellátatlanság vagy alkalmankénti mőszaki meghibásodás stb.) az élet ellehetetlenedésének érzetét kelti. Az energia általában villamos energia vagy földgáz, és ezért gyakran a felhasználókban teljes a megelégedettség, hogy környezetüket nem szennyezı energiafelhasználást, tevékenységet folytatnak. Az energiafelhasználás azonban az egyik legjelentısebb és legösszetettebb környezetet befolyásoló tényezı. Az energiafelhasználással az ember megsokszorozza erejét, és ezért az ember minden tevékenysége, beleértve a környezetalakítást és környezetszennyezést is, sokkal nagyobb mértékben okoz nemkívánatos hatásokat. Az energiafelhasználás tehát alapvetıen nem elsısorban a felhasználás során jelentkezı környezetszennyezés miatt káros, hanem az energiaforrások átalakítása (elıállítása) során keletkezı szennyezı anyagok közvetlen hatása és ezek közvetett hatása, az üvegházhatás következtében káros. Az energiafelhasználás számszerő adatai nagyon széles tartományban szórnak, ezért mint átlagos értékek valószínőleg csak kevés háztartás konkrét adataival egyeznek, de mégis a téma tárgyalásához az átlagos adatokkal érzékeltetjük az energia igényeinket. Magyarországon a főtési szokásoktól is függıen a lakás egységnyi alapterületére számított fajlagos évi főtési energiafelhasználás jól hıszigetelt épületeknél kwh/m 2 /év, míg a régebbi, kevésbé jó hıszigeteléső lakások esetén kwh/m 2 /év. Ha az energetikai önellátás kérdését vizsgáljuk, természetesen leginkább csak energiatakarékos, vagyis jó hıszigeteléső épületek energiaszükségletével lehet csak számolni. Ez azt jelenti, hogy egy 120 m 2 -es alapterülető családi ház esetén a főtésre fordítandó éves energiaigény közel kwh/év, és az energiastruktúrának megfelelıen használati melegvízre 2000 kwh/év, háztartási gépek üzemeltetésére és világításra, elektronikus berendezések üzemeltetésére kwh/év, és sütésre-fızésre 1400 kwh/év energiát használnak fel átlagosan. A fenntartható fejlıdés, de még általánosabban az emberiség fennmaradása csak akkor biztosítható, ha a gazdasági rendszer nagyságrendje a források hosszú távú hozzáférhetısége és a globális ökológiai rendszer asszimilációs képessége által megszabott határok között marad. Ez a kötöttség az alapvetı források felhasználásában, így elsısorban az energetikában a jelenlegitıl eltérı gondolkodásmódot és következetesebb végrehajtást igényel. Tudomásul 189

190 kell venni, hogy a világgazdaság csak egy alrendszere a globális ökológiai rendszernek. Az energiafelhasználásban tehát a napi kérdésekben meghatározó ár és kényelem kérdésén túl kell lépni, és a lakossági energiafelhasználási struktúra alakításában elıbb-utóbb ezeknek a globális szempontoknak is érvényt kell szerezni. Az energetikai önellátás alatt tehát azt értjük, hogy energiaigényeinket nem energiaszolgáltatóktól vásárolt energiából fedezzük, hanem tılük függetlenül külsı forrásból biztosítjuk. 4. A megújuló energiaforrások szerepe az önellátásban A lokális önellátás alapja a szükségletek és adottságok minél alaposabb ismerete. Ez az energetikai önellátás esetén lényegében az energiaigények, az energiafelhasználás és a lehetséges energiaforrások számbavételét jelenti. Az energiaforrások tekintetében a rendelkezésre álló hagyományos energiaforrások és energiahordozók mellett a megújuló energiaforrások számbavétele bír a legnagyobb jelentıséggel. (A hagyományos energiaforrásokkal is elképzelhetı egyfajta önellátás, például ha valakinek tulajdonában van szénbánya vagy olajkút stb., de ez a globális megítélés szerint nem önellátás, másrészt az ilyen helyzet meglehetısen sajátos, és semmiképpen sem tekinthetı általánosnak.) Az energetikai önellátás csak a megújuló energiaforrások alkalmazásával értelmezhetı. A következıkben a megújuló energiaforrások alkalmazásának lehetıségeit vizsgáljuk meg elsısorban az önellátással összefüggésben. A megújuló energiaforrások lokális energiaforrások, de vannak olyan megállapítások, melyek a lokális környezettıl függetlenül általánosságban is érvényesek és a további tennivalók tekintetében meghatározóak. Ezeknek az axiómaként is kezelhetı megállapításoknak az ismerete azért fontos, mert megkímél olyan elképzelésektıl és célkitőzésektıl, melyek nem reálisak csak feltételekkel igazak, és megkímél olyan kísérletektıl, melyeket már mások elvégeztek, kiértékeltek és a tapasztalatokat levonták. A megújuló energiaforrások alkalmazása esetén is fontos a hatékony hasznosítás, ez egyfelıl a fenntarthatóság miatt, másfelıl az alkalmazás eszközeire fordított többnyire fosszilis energia hasznosulása miatt. A megújuló energiaforrások alkalmazása nem egy korszerőbb energiaforrás, hanem a jövıért érzett felelısségünk, a fenntartható fejlıdés érdekében történik. A megújuló energiaforrások alkalmazásánál az ökonómiai értékelésben nemcsak a ráfordítások, hanem az élet minısége, a környezetvédelmi elınyök számbavétele és a hagyományos energiaforrások biztosan emelkedı árainak számbavételével kell dönteni. A megújuló energiaforrások kis energiasőrőségőek, ezért a használatukhoz mindenféle átalakítás, szállítás csak korlátozott mértékben lehet indokolt. A kis energiasőrőség miatt a megújuló energiaforrások lokális hasznosításúak, és alkalmazásuknak csak a lokális körülmények egyedi mérlegelésével kell történnie. A megújuló energiaforrások közül e kérdéskörben csak olyan lehetıségekkel foglalkozom, melyek háztartási méretekben Magyarországon reálisak. Így a továbbiakban csak a napenergia, a biomassza és a környezeti energia önellátással kapcsolatos kérdését elemezzük. 5. A napenergia hasznosítása Egy család, egy háztartás évi összes energiaigénye az elızı fejezetekben levezetett számítás szerint kwh. Ez a felmérések adatai alapján döntıen hıenergiaként kerül felhasználásra és csak csekély mértékben villamos energia formájában. A hıenergiaigény kwh évente, 190

191 melybıl a jelenlegi adottságaink, szokásaink és lehetıségeink szerint kwh hıenergiát villamos energiából állítunk elı. Ez az önellátás szempontjából mindenképpen kerülendı, és technikailag sem kívánatos. Ez azt jelenti, hogy az energetikai önellátás esetén családonként a kwh össz-energia felhasználásával úgy kell számolni, hogy annak ¾-e hıenergia és ¼-e villamos energia formájában szükséges. A napenergia közvetlen hasznosításának hazai adataiból tudjuk, hogy egy korszerő, szelektív bevonatú abszorberrel szerelt, üvegezett napkollektorokkal készült napenergiahasznosító berendezésekkel egész éves üzem esetén átlagosan kwh/m 2 /év energiát tud biztosítani a hatásfokot és a rendszer egyéb veszteségeit is figyelembe véve. A fotovillamos napelemek hatásfoka mai becslések szerint el fogja érni a 40-50%-ot (az európai PV Platform stratégiai kutatási tervének összefoglalása 2008) is, így a szükséges energiamennyiséghez tartozó napelem-felület nem lényegesen befolyásolja a szükséges összfelület nagyságát. Ez azt jelenti, hogy elméletileg kb. 300 m 2 napkollektor, illetve napelem felülettel egy család energetikailag önellátást tud megvalósítani. A számított értékő napenergiát győjtı felület azonban csak akkor biztosítana teljes önellátást, ha a nap a mindenkori igényeknek megfelelı idıben és teljesítménnyel juttatná energiáját a kollektorra vagy napelemre. Mint tudjuk, ez azonban nem reális feltételezés, és az energiamérleg egyenlısége még nem jelent önellátást. A nap energiáját akkor tudjuk összegyőjteni, amikor a nap süt, de tennivalóinkat, ill. az ehhez kapcsolódóan az energiaigényeinket is csak kis mértékben tudjuk a napsütéshez igazítani. A lehetıségek és a szükségletek közötti idıbeli különbséget technikailag az energia tárolásával lehet megoldani. A tárolandó energia mennyiségét jól érzékelteti egy téli nap átlagos fajlagos adata, mely szerint januárban a várható napsütés idıtartama 2,6 óra/nap és a napi maximális intenzitás 220 kwh/m 2. Ennek a rövid idıtartamú és kis idıtartamú napsütésnek kell egy egész napos és jelentıs energiaigényt kielégíteni. Pedig ez is egy átlagos érték. A gyakorlatban januárban napokig nem süt a nap, ugyanakkor többnyire ebben az idıszakban, általában a leginkább hideg napokon jelentkezik a legnagyobb főtési energiaigény. A napenergia-változás közel egy évben kb. hatszoros, ugyanakkor például a jelentkezı hıigény ezzel ellentétes periódusban változik nulla és 3000 Wh/nap között. A források és szükségletek ilyen mértékő eltérése csak nagy kapacitású tárolóval egyenlíthetı ki. Energiatárolás hosszú távra többnyire csak nagy tömeggel és jó szigeteléssel oldható meg. Villamos energia tárolása esetén Wh/kg tömeggel lehet számolni, hıenergia tárolásnál például m 3 -es tároló biztosíthatná az önellátást. Anélkül, hogy az ilyen rendszerek technikai megvalósításának részleteit, ökonómiai értékelését bemutatnánk, kézenfekvınek látszik a napenergia hasznosításának lehetısége és az alkalmazás korlátja. A napenergia alkalmazásával kapcsolatban megállapítható: a teljes energetikai önellátás egy család számára elméletileg megoldható, de a megoldás csak rendkívül nagykapacitású tárolókkal (hı- és villamos) realizálható, magyarországi felhasználása elsısorban a használati melegvízellátásban van, (ebben az esetben a tárolást általában egyébként is kiépítik) és az önellátás a tároló térfogattól függıen éves viszonylatban 60-85%-ban megvalósítható, főtés-kiegészítés céljára történı felhasználás indokolt, de ésszerő tárolókapacitással csak az átmeneti idıszakban (október, november, március április) jelent önellátást, éves viszonylatban 15-20%-ban valósítható meg önellátás, villamos energia fogyasztói céljára általában csak funkcionális önellátás valósítható meg, elsısorban olyan elektromos fogyasztók mőködtetésére, melyeket a napenergia változásával azonos periódusban használunk (nyaraló hőtıszekrénye, ventilátor hőtés céljára stb.). A napenergia hasznosításával kapcsolatban összefoglalóan az állapítható meg, hogy Magyarországon a napenergia kevés ahhoz, hogy teljes energiaellátásunkat biztosítsa, de 191

192 nagyon sok ahhoz, hogy ne vegyük figyelembe. A napenergiával tehát energetikai önellátás reálisan nem oldható meg, de a helyi adottságok lehetıségeit mindenképpen ki kell aknázni, és minél szélesebb körben törekedni kell a használatára. 6. Biomassza energetikai hasznosítása A biomassza energetikai hasznosításánál a többi megújuló energiaforráshoz képest a legnagyobb elınyt az jelenti, hogy az energia-tárolás kérdése nem játszik meghatározó szerepet, a biomassza ugyanis nem energiaforrás, hanem energiahordozó. Ez azt jelenti, hogy anyagában hordozza az energiát. A biomasszában a napenergia kémiailag megkötött formában van jelen, ilyenformán az energiatárolás anyagtárolássá alakul, ami lényegesen kisebb veszteséggel és sokkal egyszerőbb formában megoldható. A legegyszerőbb lehetıségnek a szilárd biomassza közvetlen eltüzelésébıl keletkezı hıenergia közvetlen és kapcsolt villamosenergia-termelés formájában a háztartások önellátó energiaellátását biztosítani tudja. A gyakorlati megvalósítás szempontjából azonban energetikailag az okoz gondot, hogy egy kapcsolat energetikai rendszerben közelítıleg az energiafelhasználás 35%-a villamos energia, 65%-a hıenergia formájában áll rendelkezésünkre. Ha egész éves energetikai önellátást kívánunk megvalósítani, akkor a nyári idıszakban a 65% hıenergia felhasználása többnyire nem oldható meg. Márpedig a megújuló energiaforrásból sem engedhetı meg, hogy a felesleges energiát hasznosítatlanul a környezetbe juttassuk. Amennyiben a hıenergia ésszerő hasznosítására megoldást találunk, akkor már csak a megfelelı energiaforrás és a legcélszerőbb formájának megválasztása, és a rendszer gyakorlati megvalósítása a feladat. 7. Talajhı és környezeti energia hasznosítása Az utóbbi évtizedekben jelentıs elırelépés történt a hıszivattyúk mindennapi alkalmazásában. Az elırelépést az alacsony hımérséklető főtések elterjedése, a kisebb teljesítménytartományban is gyártott hıszivattyúk, valamint a hıszivattyúk COP értékének javulása tette lehetıvé. A hıszivattyúk alkalmazása nagy lehetıség az energetikai önellátás érdekében. Egy energiatakarékos családi ház esetén 3-4 kw villamos teljesítménnyel a szükséges főtési hıigény biztosítható. Az már csak a kiépítendı rendszertıl függ, hogy ezt a villamos teljesítményt egy napelemes rendszer, egy szélgép vagy egy biomassza tüzeléső kapcsolt rendszerrel állítják elı. A hıszivattyú hıenergiaforrásához akár egy talajvízkút, a környezeti levegı, a szellıztetéssel távozó meleglevegı vagy a talajhı egyaránt használható. Az utóbbi években számos talajhıt hasznosító rendszer létesült különbözı teljesítmény tartományban. Ezek a rendszerek igazolták az elvárásokat, és az évi átlagos COP értékeik a hazai energiaszerkezet primer energia hasznosítása szempontjából is megfelelınek, alkalmazásuk indokoltnak tekinthetık. A gyakori nyári szélsıségesen meleg idıszakok miatt egyre több lakásban gépi hőtésrıl is gondoskodni kell, és az ilyen hıszivattyús rendszerekkel ez az igény gazdaságosabban megoldhatók. 8. Összefoglalás Az energetikai önellátás, az energiahálózatoktól független élet családi méretekben is reális elképzelés. Egy család energiaigénye a feladataitól, vállalt kötelezettségeitıl és igényeitıl 192

193 függ. Egy mai kornak megfelelı igények és átlagos családi körülmények energiaszükséglete kwh évi energiaigényt jelent, melyben a legnagyobb részt a főtésre fordított energia teszi ki. Teljes önellátás a biomassza energetikai hasznosításával kapcsolt energetikai rendszerben elképzelhetı, reálisan megvalósítható, de ennek gazdaságossági indokoltságát minden esetben egyenként kell értékelni. A biomasszán kívül a napenergia hasznosítását és a hıszivattyú alkalmazását is mindenképpen fontolóra kell venni. A villamos vagy gázhálózatokra való táplálás nem lehet cél, és ezt csak önellátáshoz kapcsolódó szükséges és ma már lehetséges mőszaki alternatívának kell kezelni. Szembe kell nézni a világnak azzal, hogy az energiaéhségünknek határt kell szabni, az ésszerő és hatékony használatot kell elıtérbe helyezni. Ennek nincs alternatívája, és ezt a kérdést a megújuló energiaforrások alkalmazásával sem lehet háttérbe szorítani. Irodalom BARÓTFI I.( 2000) A biomassza energetikai hasznosítása Magyarországon. Magyar Energetika VIII. évf. 6. szám dec. Budapest CHARTIER, P. SAVANNE, D. (1993) Az energia és a környezet. Milyen lehetıségeket rejt a biomassza? (Énergie et environment. Quelles opportunités pour la biomasse?). Ingenieurs de la Vie, sz. pp DICKE, H. (1994) Kelet-Európa viszonya az EU-hoz: tények és kilátások. (Beziehungen Osteuropas zur EU: Fakten und Perspektiven). Betriebswirtsch. Mitt. d. Landwirtschaftskammer Schleswigholstein, /473. sz. pp Energiafelhasználói Kézikönyv (Társszerzıkkel) szerk. Barótfi I. (1994) KÖTECH Kiadó, Budapest, p Napelem (fotovoltaikus) rendszerek az európai PV Platform stratégiai kutatási tervének összefoglalása KACZ K. NEMÉNYI M. (1998) Megújuló energiaforrások. Agrármőszaki kiskönyvtár 1. Környezettechnika (Társszerzıkkel) szerk. Barótfi I. (2000) Mezıgazda Kiadó, Budapest Renewable Energy Policies for Central and Easter Europe, White Paper for a Community Strategy and Action Plan, Linz, December Szolgáltatástechnika, háztartástechnika, ökotrofológia (társzerzıkkel) szerk. Barótfi I. (2001) Mezıgazda Kiadó, Budapest 193

194 Dr. Munkácsy Béla 1 A 100% megújulóenergia-részarány küszöbén avagy egy energetikai autonomitásra törekvı háztartás 1. A megújuló energiaforrások alkalmazásának általános helyzete - bevezetés Hazánkban sajnos még tudományos berkekben is általánosan elterjedt az a vélekedés, hogy a megújuló energiaforrások nagy léptékő alkalmazása nem reális célkitőzés. Tapasztalataink szerint hazánkban sokan még mindig inkább azt kutatják, hogy miért nem érdemes a megújuló energiaforrásokkal foglalkozni eközben más országokban már a megvalósítás tapasztalatait és a továbblépés lehetıségeit elemzik. Lényeges különbség továbbá, hogy míg hazánkban a negatív véleményt megfogalmazók általában egy-egy részterület elméleti ismeretével rendelkeznek, addig az e téren elıttünk járó országokban egyfelıl széles ismeretanyagra támaszkodó team-munka folyik, másfelıl komoly akár személyes, otthoni gyakorlati tapasztalatokra is támaszkodhatnak a megújuló energiaforrások kapcsán. Az alábbiakban a három leggyakoribb kifogást vesszük górcsı alá, majd mondandónk igazolása céljából a gyakorlati megvalósítás háztartási szintő lehetıségeivel foglalkozunk. Fı érvként szokott elhangozni, hogy a megújuló energiaforrások alkalmazása drága. Ennek kapcsán elıször is azt kell megjegyeznünk, hogy az efféle általánosítások minden esetben sántítanak, a megújuló energiaforrások alkalmazási lehetıségei kapcsán ez különösen igaz. A zöldenergiákra építı lehetıségek ugyanis szinte megszámlálhatatlanok, a legegyszerőbb ruhaszárító-kötéltıl vagy feketére festett hordótól a geotermikus vagy vízerımővekig terjednek. Ezek között valóban vannak költséges megoldások, de az esetek jelentıs részében igenis költséghatékony alkalmazásokról van szó. Vannak ennél súlyosabb érveink is. Az egyik az externális költségek kapcsán merül fel ezek azok a kiadások, amelyek döntıen a környezetterhelések következményeiként jelentkeznek. Az EU ExternE-programja között 15 országban, 40 kutatóhely bevonásával 11 különféle energiatermelı technológiát vizsgált az életciklus-elemzés technikájával. Igazolták, hogy míg a megújulókhoz minimális külsı költség kötıdik, addig a fosszilis energiaforrások olyan mértékő externális terhet jelentenek, hogy az ezekkel megtermelt energia árát némely esetben többszörösére kéne emelni (IER 1997). Tovább árnyalja a képet, hogy ma a fosszilis és az atomenergia évi 100 milliárd forint nagyságrendő állami támogatást kap (pl. áramdíj-támogatás, gázárkompenzáció), ami tovább erısíti azt a hamis képet, hogy ezek olcsóbbak, mint környezetkímélı vetélytársaik. Egy másik elképzelés szerint hazánkban nem állnak rendelkezésre megfelelı mennyiségben a megújuló energiaforrások. Ennek az állításnak van valóságalapja, hiszen a jelenlegi energiarendszer elképesztı mértékben pazarló az erıforrásokkal (a leginkább elterjedt világítási megoldások 96-98%-os veszteséggel mőködnek, és ebben még nincsen benne az a veszteség, amely a bányától az erımőn át a fogyasztóig tartó út során jelentkezik). Csakhogy ez azt jelenti, hogy az alacsony hatékonyságból fakadóan a fosszilis- és atomenergia tekintetében sincsen meg a szükséges mennyiség, egyre jelentısebb méreteket ölt az energiahiány. Az emberiség elsıdleges teendıje tehát a hatékonyság és a takarékosság radikális fokozása. Mindazonáltal kutatásaink során bebizonyosodott, hogy a megújuló energiaforrások alkalmazásának nem az az akadálya, hogy ezek nem állnak kellı mértékben rendelkezésre, és ez még a kevéssé hatékony napelemes megoldások tekintetében sincsen így 1 Dr. Munkácsy Béla Eötvös Loránd Tudományegyetem, Környezet- és Tájföldrajzi Tanszék, Budapest munkacsy@elte.hu 194

195 (MUNKÁCSY B. EGRI CS. BORZSÁK S. 2008). A 15 településre (a Dorogi kistérségre) kiterjedı vizsgálatunk során megállapítottuk, hogy a lakóépületek többségének van ideális tájolású tetıfelülete, és pusztán ezeket figyelembe véve háztartásonként átlagosan 53 m 2 -nyi tetıfelület áll rendelkezésre, amely önmagában 7,6 kw/háztartás teljesítményő napelemfelület elhelyezését teszi lehetıvé. Ezzel akár kwh/év villamos energiát is elı lehet állítani. Egy 750 kwh/év villamosenergia-fogyasztású energiahatékony háztartást (1. táblázat) feltételezve (NØRGÅRD, J. S. 2006) megállapíthatjuk, hogy ez 14-szeres mértékben haladja meg az ilyen, fenntartható módon mőködı háztartások igényeit. A többi megújuló energiaforrásra építı alkalmazás tekintetében a lehetıségek még inkább kedvezıek. 1. táblázat. Egy hipotetikus alacsony energiafelhasználású 3 fıs háztartás villamosenergiafogyasztásának szerkezete (Forrás: NØRGÅRD J. S. 2006) Fogyasztó típusa Mőszaki jellemzı ill. használat módja A 3 fıs háztartás energiafogyasztása (kwh/év) Egy fıre jutó energiafogyasztás (kwh/fı/év) Hőtıszekrény 200 literes, +5 C Fagyasztó 100 literes, -18 C Mosógép 20 kg/hó Világítás (10 W-os fénycsövek) 10 darab napi 3 óra Szivattyú főtéshez TV - 40 W napi 3 óra Számítógép napi 3 óra 15 5 Ventilátor Egyéb Összesen Az érvek között a harmadik, a fizikai jellemzık vonatkozásában szokott elhangozni, mondván, hogy a megújulóknak a fosszilis energiahordozókhoz képest alacsonyabb az energiasőrősége. Ez az állítás leginkább arra utal, hogy megfogalmazója nem vette figyelembe a technológiák teljes életciklusa során jelentkezı különféle környezetterheléseket és ezek területi összefüggéseit. Vagyis félrevezetı és ezért hibás a teljes folyamatból egyetlen lépést mondjuk magát az energiaátalakítás folyamatát kiemelni, és ennek alapján bármit is megállapítani. A környezetgazdálkodásban ma már alapvetı elvárás, hogy az életcikluselemzés módszerét alkalmazzuk. Ha így teszünk, akkor kiderül például, hogy egy 30 éves mőködési idıszakot feltételezve még a nagyon rossz hatásfokú fotovillamos rendszerek is kisebb területet igényelnek egységnyi villamos energia elıállításához (3 237 m 2 /GWh), mint például a szenes erımővek (3 642 m 2 /GWh) (EUROPEAN COMMISSION 1998). Tehát az alacsony energiasőrőséggel kapcsolatos mítosznak sincsen sok köze a valósághoz. 2. Az energetikai autonomitás és a megújuló energiaforrások alkalmazása Az energetikai függetlenség problematikája sok tekintetben kapcsolatba hozható a megújuló energiaforrásokkal, hiszen önfenntartó rendszer szinte kizárólag megújuló energiaforrások segítségével valósítható meg. Ugyanakkor a megújuló energiaforrások alkalmazása önmagában még nem feltétlenül jelent autonomitást, hiszen a biomassza (pl. a pellet) akár több 1000 km-es távolságból is származhat, és ebben az esetben már korántsem beszélhetünk önfenntartásról. Látnunk kell azt is, hogy a megújuló energiaforrások többsége háztartásunkban csak villamos energia felhasználásával vehetı használatba (pl. szivattyúk, kompresszorok, ventilátorok), vagyis ezekkel nem jutunk sokkal közelebb az önfenntartáshoz. E tekintetben a leglátványosabb példa a 195

196 hıszivattyú, amely ugyan részben (kb %-ban) környezeti hıt használ fel, de ehhez nagy mennyiségben (kb %-ban) fogyaszt villamos energiát. Ez aztán konfliktusokat is eredményez, hiszen a hıszivattyúk elterjesztésében érdekelt üzleti csoportok komolyan lobbiznak egy esetleges atomerımő-fejlesztés érdekében hiszen az általuk favorizált technológia folyamatosan nagy mennyiségő villamos energiát igényel. Egy atomerımővi fejlesztés azonban a többi megújuló energiaforrás alkalmazásának szab gátat (pl. szélerımővek), azáltal, hogy a napjainkban is igen kevéssé rugalmas villamosenergia-termelésünket még inkább rugalmatlanná teszi. Ráadásul egy ilyen beruházásnak vajmi kevés köze van az energetikai autonomitáshoz is, hiszen tovább fokozza hazánk importfüggıségét és kiszolgáltatottságát. Az energetikai értelemben vett önfenntartás több szinten is értelmezhetı. A legkisebb olyan egységnek, amely esetében reálisan beszélhetünk az önellátásról, a háztartások tekinthetık. Ez azért is érdekes, mert az EU-ban az energiafogyasztás 25-40%-át éppen az épületekhez kötıdı energiafogyasztás teszi ki, igen lényeges tehát, hogy ezen a szinten eredményeket érjünk el. A hıenergia-ellátás esetében ahogy a következı fejezetben látni fogjuk könnyen és olcsón elérhetı akár a 100%-os megújuló részarány is. Ennél jóval költségesebb, de nem kivitelezhetetlen a villamos energia terén való átállás napelemek, szélgenerátorok segítségével. És ha ez megvalósult, innen már csak egy ugrás a közlekedés átállítása akkumulátoros villanymotoros jármővek (pl. Think vagy Twike) segítségével. Ennél még egyszerőbb a helyzet, ha nagyobb közösség (akár egy falu vagy város) energiagazdálkodásának átalakításáról van szó, hiszen a rendelkezésre álló technológiák köre kibıvíthetı. Egy fıs közösség számára például már rendelkezésre áll a Stirling-motoros technológia, amely akár biomassza eredető hıvel is képes villamos áram elıállítására (ilyen rendszer a világon elsıként már mőködik a dániai Hjortshøjban). Ebben a léptékben már könnyebben állítható elı akár hulladék eredető biogáz is, amelyet gázmotorba vezetve ugyancsak kinyerhetı villamos energia. Energetikailag autonóm településekre akad példa is az iparilag fejlett térségben (pl. Németújvár/Güssing) miközben az úgynevezett fejletlen vagy fejlıdı térségekben erre nem csak egyszerően példát lehet találni, de ez a magától értetıdı 3. Megújuló energiaforrások a háztartások gyakorlatában a hazai lehetıségek Az elméleti áttekintést követıen nézzük meg, hogy a gyakorlatban milyen megoldások jöhetnek számításba egy háztartás tekintetében. Az elızıekben leírtak alapján a legkedvezıbb a helyzet a hıenergia-elıállítás tekintetében. Mivel önmagában egyetlen energiaforrás sem felel meg a fenntarthatósággal (gazdasági, társadalmi és környezeti) kapcsolatos kritériumoknak (a villamos energiától való függés hıszivattyú vagy a tüzelıanyaggal kapcsolatos kiszolgáltatottság pellettüzelés, fototermikus alkalmazás okán), ezért az alábbiakban egy alapvetıen fatüzelésre épülı kombinált rendszer bemutatásával foglalkozunk. A fatüzelés bár elsı megközelítésben nem tőnik túlzottan bonyolultnak mégis számtalan csapdát rejt, hiszen ma az átlagember nem rendelkezik a fatüzeléssel kapcsolatos legelemibb ismeretekkel sem. Korábban ez a tudás apáról fiúra szállt, mára azonban ez már nem feltétlenül van így, és ez a témakör sajnálatosan az oktatásban sem kap helyet. Hazánkban például széles körben elterjedt a frissen vásárolt fa tüzelése, ami végeredményben nagy nedvességtartalmú tüzelıanyag égetését jelenti. Látnunk kell azonban, hogy ezzel az égés során leadott hasznos energia mennyisége akár a felére is csökkenhet (4-rıl 2 kwh/kg-ra), hiszen a nedvesség elpárologtatása jelentıs mennyiségő energiát von el. Ugyancsak igen gyakori probléma a főtési rendszerben rejlı hiányosságokat (pl. hıtárolás) korrigálandó bevizezik a fát. Így az valóban lassabban fog elégni, ugyanakkor a főtıértéke ismét radikálisan csökken. Ugyancsak a tájékozatlanságra és a rosszul értelmezett költségtakarékossági megfontolásokra vezethetı vissza, hogy sokan égetnek a fa mellett mőanyaghulladékot vagy kezelt (pl. festett) fahulladékot is, amelynek egészségügyi következményei súlyosak. 196

197 A fatüzeléssel kapcsolatos másik probléma, hogy minél korszerőbb rendszert szándékozunk kiépíteni, kiszolgáltatottságunk annál nagyobb lesz, hiszen a ma divatos faelgázosításos technológiákra épülı alacsony hımérséklető (pl. falfőtéses) központi főtéses megoldások meglepıen sok villamos energiát igényelnek (tapasztalataink szerint gyakorlatilag megduplázzák a családi áramfogyasztást), ráadásul a bonyolult technológia a rendszer sebezhetıségéhez is nagyban hozzájárul. 4. No-tech bioszolár főtés és használati melegvíz elıállítás Az általunk tesztelt és preferált megoldás alapvetıen háromféle, önmagában is alkalmazható megoldás kombinációja. Összességében kétféle energiaforrásra, a napra (aktív és passzív hasznosítás formájában) és a biomasszára támaszkodik, nem igényel nehezen finanszírozható beruházást, bonyolult technológiát. A három rendszer egymást tökéletesen kiegészítve, minden más külsı energiaforrás nélkül, igen gazdaságosan képes a főtést ellátni, illetve minimális (akár egy kisebb napelemmel megtermelhetı) villamos áram felhasználásával a HMV-t is megtermelni. A rendszer kiindulópontja a passzív napenergia-hasznosítás (ennek egyszerőbb, direkt változata), amellyel gyakorlatilag többletkiadás nélkül, pusztán átgondolt tervezéssel takaríthatunk meg évi százezer forint nagyságrendben más energiaforrást. Ennek lényege az épület, pontosabban az optimálisan méretezett ablakfelületek dél felé tájolása, a helyiségek energetikai szempontból ideális elrendezése, nagy hıtároló tömegő szerkezet (pl. vályogfalazat), illetve hıszigetelés alkalmazása. Ennek eredményeképpen az épület képessé válik a téli idıszakban a napenergia maximális befogadására, a nyári idıszakban pedig kizárására (1. ábra). 1. ábra. A vízszintesen elhelyezett épület egyes oldalaira jutó besugárzás az északi szélesség 50. fokánál. (Forrás: MAZRIA, E. 1979) Ez a kialakítás napsütéses téli idıben akár egyéb főtési rendszer nélkül is képes emelni a lakótér belsı hımérsékletét (2. ábra). A gyakorlatban ilyen idıjárási körülmények között az épület pontosan fele mennyiségő biomasszát igényel a napi 24 órás főtési ciklus során, mint borult idıben. Mindemellett az ilyen épület esetében 2-4 héttel rövidebb ideig tart a főtési szezon, mint egy kevéssé átgondolt tervezéső lakóház esetében. 197

198 2. ábra. A belsı hımérséklet változása egy átlagos napsütéses napon +3-5 C-os külsı hımérséklet esetén (saját mérés) A mai energiaárak mellett már egyáltalán nem számít fényőzésnek egy napkollektoros HMVtermelı rendszer kialakítása (aktív napenergia-hasznosítás). Ez rendszerünk második eleme, amelynek segítségével március közepétıl november közepéig csaknem 100%-ban el tudjuk látni háztartásunkat a szükséges melegvízzel igaz, ez néhány napig az igényeknek a lehetıségekhez való igazításával jár, de ez korántsem akkora trauma, mint amilyennek elsı hallásra tőnik. A rendszer harmadik elemként a napenergiás alkalmazások nagyszerő kiegészítıjének bizonyulhat az észak-európai fatüzelési tapasztalatokat és hagyományokat ırzı tömegkályha, amely nevét a nagy tömege miatt kapta (2,5-4,5 tonna, amely egy cserépkályha tömegének 2-4-szerese). A szerkezet három fı részbıl áll, a belsı magból, melynek anyaga samott, a leszálló füstjáratból, és a burkolatból utóbbiak anyaga kismérető (akár bontott) tégla. Nagy tömege lehetıvé teszi a rövid főtési ciklus hıjének mintegy órás, lassú, egyenletes leadását. A tömegkályha napi egyszeri begyújtással a főtés mellett liter C-os melegvizet állíthat elı (az eltüzelt fa mennyiségének függvényében), vagyis teljes mértékben képes kielégíteni egy átlagos család napi melegvíz-igényét. A kályhával csak akkor kell főteni, amikor a napsugárzás nem biztosít kellı mennyiségő hıenergiát a passzív főtés és a HMV-rendszer számára, így a három megoldás együttesen tökéletesen mőködı bioszolár megoldást alkot. (SZALAI P. MUNKÁCSY B. 2008). Egy átlagos magyar család kifejezetten lakással, házzal kapcsolatos energiafogyasztásának ilyen módon 85-90%-át lehet megújuló energiaforrásra váltani hiszen a statisztikai adatok szerint ebbıl a főtés 70-75%-ot, a HMV-termelés pedig 10-15%-ot tesz ki (BURJÁN Z. 2008). Lényeges megemlíteni, hogy a tömegkályha mőködéséhez nincs szükség gépészetre, így csökkenti kiszolgáltatottságunkat és anyagi terheinket egyaránt. Sıt, a tömegkályhával a háztartás villamosenergia-fogyasztását még csökkenteni is lehet, hiszen a szerkezet sütıvel is el van látva, vagyis a téli idıszakban teljesen képes kiváltani a villanysütı energiafogyasztását. Tovább lehet csökkenteni a kiadásokat, ha a tömegkályha vagy napkollektor által készített melegvízzel töltjük fel a mosógépet ezáltal számításaink szerint a mosáskor 75%-os energiamegtakarítás érhetı el. A fenntartható energiagazdálkodás a háztartások szintjén sem képzelhetı el a takarékosság nélkül. Esetünkben ez két, egymással összefüggı tényezı kapcsán merül fel legélesebben. Az egyik a főtési rendszer kialakítása kapcsán hozott döntés, amelynek eredménye, hogy a lakóépület számára nem a napjainkban általánosan elterjedt központi főtéses megoldás, hanem egyedi főtıberendezés biztosítja a hıenergiát. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy az épület egyes részeiben nem szándékozunk azonos hımérsékletet biztosítani, sıt az északi ún. puffer zónában egyáltalán nincs főtés (így ott C jellemzı). A másik tényezı a szobahımérséklet, amely az 198

199 átlagoshoz képest néhány fokkal alacsonyabb, esetünkben a nappaliban C, hálószobában viszont csak C. 5. Összefoglalás A felvázolt bioszolár-rendszer üzemeltetési költségei a hasonló alapterülető épületekkel összevetve azokénál lényegesen kisebbek (ez akár 20-25% is lehet). Ez természetesen sok tényezı együttes hatására vezethetı vissza, de igen fontos szerepet játszik az a tény, hogy az efféle rendszerekkel bizonyítottan elérhetı 80-90%-os megújuló energia részarány. Lényeges, hogy a felvázolt rendszer az átlagosnak számító főtési megoldások beruházási költségeinek töredékéért megvalósítható. Hogy mindez mégsem terjedt el szélesebb körben, az részben oktatási rendszerünk hiányosságaira, torzulásaira vezethetı vissza, hiszen az összességében 17 éves képzést követıen, az egyetemet végzett fiatalok sokkal inkább tisztában vannak az atomerımővek mőködésével, mint a fatüzelés alapfogásaival, vagy a napenergia passzív hasznosításával miközben ez utóbbiakra nyilvánvalóan nagyobb valószínőséggel lesz majd szükségük a való életben. Az okok között emellett értékrendi problémák is szerepelnek. A napkollektorok esetében például szinte minden esetben firtatják a megtérülés kérdéskörét. Ugyanakkor egy ennél tízszer nagyobb egyszeri kiadást, majd folyamatos üzemeltetési költséget jelentı gépjármő vásárlása során a megtérülés problematikáján sosem akadunk el. Reméljük gondolatébresztı szándékú írásunk némi gyakorlati haszonnal is jár majd. Például nem íródtak e sorok hiába, ha olvasói közül akár csak egyetlen ember is segítséget, ihletet vagy akár lökést kap az irányváltásra, az új ösvényen való elindulásra. Szerencsés utat! Irodalom BURJÁN Z. (2008) Az energiafelhasználás lehetıségei. 6. p. EUROPEAN COMMISSION (1998) Wind Energy The facts. A plan for action in Europe. (Volume 4; The environment) EC Directorate-General for Energy and Transport. 28 p. IER (1997) Externe National Implementation, Germany Final Report. MAZRIA, E. (1979) The Passive Solar Energy Book. Rodale Press, 435 p. MUNKÁCSY B. EGRI CS. BORZSÁK S. (2008) Napenergia. In: Megújuló energia Megújuló határvidék konferencia, Megújuló energiaforrás alkalmazási lehetıségek az Ister-Granum Eurorégióban és Komárom-Esztergom megyében, Esztergomi Környezetkultúra Egyesület, CD-ROM NØRGÅRD, J. S. (2006): Electrical Appliances and other Equipment. In: Using energy and materials more efficiently: A precondition for sustainable development, pp SZALAI P. MUNKÁCSY B. (2008) Miért főtsünk tömegkályhával? (I.) - In: Bioenergia Szaklap a megújuló energiaforrásokról pp SZALAI P. MUNKÁCSY B. (2009) Miért főtsünk tömegkályhával? (II.) - In: Bioenergia - Szaklap a megújuló energiaforrásokról pp

200 Viczián Csaba 1 Dr. Kalmár Ferenc 2 Dr. Kovács Imre 3 Új építıanyag fejlesztése a Debreceni Egyetem Mőszaki Karán 1. Bevezetés Napjainkban a környezettudatos energiafelhasználás, az energiatakarékosság egyre meghatározóbb tényezıvé válik az életünkben. Nemcsak az egyén szintjén, hanem makrogazdasági szinten is. Az épületekkel kapcsolatban egyre szigorodó hıtechnikai elıírások kerülnek bevezetésre. Ha az építıanyag-gyártásban megvalósítható energiatakarékosságról beszélünk, akkor két fı célterület rajzolódik ki elıttünk. Egyrészt cél lehet az építıanyagok gyártásánál felhasznált energia csökkentése, másrészt az építıanyagok hıtechnikai paramétereinek javítása, melyekkel még jobb hıszigetelı képességő szerkezetek alakíthatók ki. Külföldi és hazai kutatási programok eredményei is igazolják, hogy a mezıgazdaságban keletkezı melléktermékek alkalmasak lehetnek új építıanyagok fejlesztésére. A mezıgazdaság által melléktermékként kibocsátott szálas anyagok/rostok (gabona szalma, kukorica szár, csutka stb.) gyakorlatilag használatra kész állapotban, nagy mennyiségben állnak rendelkezésre. A magyar mezıgazdaság, szőkebben az Észak-Alföldi Régió mezıgazdasági adottságaihoz igazodva kísérleti programot dolgoztunk ki, melynek elemeit, paramétereit, valamint az elıkísérletek eredményeit ismertetjük. 2. Búzaszalma mint építıipari alapanyag A mezıgazdasági melléktermékek közül, melyekbıl Magyarországon is millió tonnákban mérhetı mennyiség keletkezik (1. táblázat), a búzaszalma az egyik legígéretesebb alapanyag építıipari alkalmazás szempontjából. 1. táblázat. Mezı- és erdıgazdasági melléktermékek mennyisége (2007 KSH adatok) Melléktermék Szalma (bálás) Kukoricaszár Keletkezı mennyiség [10 6 tonna/év] Kukorica csutka Napraforgó szár Nyesedék venyige Fa hulladék 4,5-7,5 10,0-13,0 1,0-2,0 0,4-1,0 1,0-1,5 1,0-1,5 A szalma építıipari hasznosítására évezredek óta sor kerül, melyet régészeti leletek és írásos emlékek is igazolnak. Még a Bibliában is találunk erre utalást, a zsidó nép egyiptomi fogságának leírásában: Ne győjtsetek a népnek szalmát a téglavetéshez, mint korábban. Hadd menjenek ık maguk, és szedjenek maguknak szalmát! (2 Mózes 5:7., új világ fordítás). Magyarországon az utóbbi években a keletkezı szalma mennyiségének csak megközelítıleg 60%-át takarították be valamilyen formában, a többi a tarlón elégetésre vagy beszántásra került (BARÓTFI I. 2000). A búzaszalma fı felhasználási területei: almozás takarmányozás 1 Viczián Csaba Debreceni Egyetem, Építımérnöki Tanszék, Debrecen viczian.csaba@gmail.com 2 Dr. Kalmár Ferenc Debreceni Egyetem, Építımérnöki Tanszék, Debrecen fkalmar@mfk.unideb.hu 3 Dr. Kovács Imre Debreceni Egyetem, Építımérnöki Tanszék, Debrecen dr.kovacs.imre@gmail.com 200

201 ipari felhasználás (cellulózgyártás) energiatermelés (szalmatüzeléső erımővek). A búzaszalma építıipari felhasználás szempontjából elınyös tulajdonságokkal rendelkezik. Folyamatosan újratermelıdı melléktermék, mely minden régióban megtalálható, és gyakorlatilag felhasználásra kész állapotban áll rendelkezésre. Hıvezetési tényezıje kiváló, értéke λ=0,045 W/mK (KALMÁR F. VARGA EMILNÉ SZŐCS E. KALMÁR T. 2008). 3. Kísérleti program A nemzetközi gyakorlatban széles körben elterjedt építıipari célú mezıgazdasági melléktermékek felhasználásának sikerére való tekintettel, a hazai agrárium adta lehetıségeknek megfelelıen kísérleti programot állítottunk össze. Elıkísérleteink célja a szalma viselkedésének vizsgálata cementbázisú közegben. További kísérleteinknek olyan építıanyagok, ill. építıelemek kialakítása a célja, melyek az egyre fokozódó energiafelhasználás csökkentésére, valamint teherhordó szerkezetek gyártására is alkalmasak Elıkísérletek Elıkísérleteinkben vizsgáltuk az ásványosított és aprított szalma (1. kép) halmazsőrőségét. A tömörítetlen szalma halmazsőrősége 0,049 g/ml, a tömörített szalma halmazsőrősége 0,155 g/ml értékre adódott. A tömörített szalma halmazsőrősége 3,15-szöröse a tömörítetlen halmazsőrőségnek. 1. kép. Ásványosított és aprított szalma Vizsgálatokat végeztünk a szalma vízfelvételére vonatkozóan (1. ábra), mert a szalma vízfelvétele befolyásolja a cementbázisú kompozitban a cementpéphez szükséges keverıvíz mennyiségét. A szalma vízfelvétele jelentısnek mondható, saját tömegének 3-szorosát képes felvenni. 201

202 nedvesség tartalom [%] 320% 300% 280% 260% 240% 220% 200% w i (t) y = 0,1534Ln(x) + 2,3105 R 2 = 0, Idı [perc] 1. ábra. Szalma vízfelvétele az idı függvényében Próbakeveréseket végeztünk az ásványosított és aprított szalma felhasználásával. A keverék vázszerkezetét 50 térfogat %-ban szalma képezte, melyhez cementet és vizet adagoltunk. Az összetevık a 2. képen láthatók. A keverıvíz mennyiségének meghatározásánál figyelembe kellett venni, hogy a szalma-apríték vízfelvételéhez és a cement hidratációjához szükséges vízmennyiséget egyaránt biztosítani kell. 2. kép. Összetevık keverés elıtt A próbakeverések során a keverés menetét a szálerısítéső kompozitoknál megszokott keverési technológiához igazítottuk. A szalma-aprítékot és a cementet a keverés elsı fázisában szárazon kevertük át, majd a száraz keverékhez adagoltuk a kiszámított vízmennyiséget. Az összetevık egyenletes eloszlása ezzel a módszerrel érhetı el a leghatékonyabban. A próbakeverések eredményeként egyenletes eloszlású, konzisztenciáját tekintve kezelhetı, könnyen bedolgozható keveréket kaptunk, melybıl tömörítés nélkül 150 mm élhosszúságú nyomószilárdság vizsgálathoz szükséges, és 300x300x100 mm-es hıvezetési tényezı méréséhez szükséges próbatesteket készítettünk (3. kép). 202

203 3. kép. Elkészült próbatestek 3.2. Elıkísérletek eredményei A szárítószekrényben 40 C-os hımérsékleten szárított próbatesteket nyomószilárdsági vizsgálatoknak vetettük alá. A nyomószilárdsági vizsgálatokhoz ELE ADR Auto 3000 típusú 3000 kn teherbírású törıgépet alkalmaztuk. A vizsgálati eredményeket a 2. táblázat foglalja össze. 2. táblázat. Nyomószilárdsági vizsgálat eredményei 50V% szalmatartalom mellett Jel Geometriai méretek [mm] a b c Nyomóerı F [N] Tömeg [g] Testsőrőség [g/cm 3 ] Nyomó-szilárdság [N/mm 2 ] 1 150,1 150,3 149, ,428 0, ,1 149, ,428 0, ,9 149,1 148, ,430 0, ,2 148, ,425 0,036 átlag 0,428 0,041 szórás 0,002 0,006 A nyomószilárdsági vizsgálati eredményekbıl megállapítható, hogy a kompozit nyomószilárdsága nem haladja meg a 0,04 N/mm 2 értéket. A nyomószilárdság növelése érdekében további vizsgálatokra van szükség. Az anyag testsőrősége és nyomószilárdsága közötti összefüggést mutatja a 2. ábra. 203

204 2. ábra. Testsőrőség és nyomószilárdság közötti összefüggés A hıvezetı képesség meghatározásához Holometrix Lambda 2000 típusú sorozat hıárammérı berendezést alkalmaztunk (4. kép). A hıvezetı képességet a berendezés ASTM 518 és az ISO 8301 szabvány elıírásainak megfelelıen méri. A mérés során a mintát a berendezés mérıterében két lap közé helyezzük, majd hımérséklet különbséget létesítünk a mintán keresztül a lapok eltérı hımérsékletőre főtésével (hőtésével). A hıegyensúly beálltakor a vizsgáló térben a mintán kialakult hımérséklet különbség állandósul, egy idıben a készülék meghatározza a mintadarab hıvezetı képességét. 4. kép. Hıvezetı képesség mérésére szolgáló berendezés mérés közben Vizsgálatainkat két eltérı hımérséklet-intervallumban végeztük, 20 C hımérsékletkülönbség mellett. A 3. táblázat bemutatja a hıvezetı képesség mérés eredményeit a különbözı hımérsékletek és hıáramok mellett. Az anyag mért hıvezetési tényezıje 0,15-0,21 W/mK értékek között váltakozott. 3. táblázat. Hıvezetı képesség mérés eredményei Mérés jele Felsı mérılap beállított hımérséklete [ C] Alsó mérılap beállított hımérséklete [ C] Mérılapok beállított hımérsékletének átlaga Hıvezetı képesség (λ) [W/mK] 1 37,5 12,5 25 0, ,5 12,5 25 0, , ,

205 4. Összefoglalás Hazai viszonylatban a búzaszalma az a mezıgazdasági melléktermék, mely potenciálisan szóba jöhet építıipari alapanyagként. Napjainkban Magyarországon az évente keletkezı búzaszalma mennyiségének közel egyharmadát nem hasznosítják. Ez a mennyiségő (~2,0 millió tonna) melléktermék kiváló fizikai tulajdonságokkal rendelkezı és elsısorban rendkívül olcsó alapanyagot jelenthet építıipari felhasználás esetén. Nemzetközi példák (pl. StrawJet Projekt) bizonyítják, hogy szalmából gazdaságos, kis beépített energiával rendelkezı, környezetbarát építıanyagok állíthatók elı (VICZIÁN CS. KOVÁCS J. KOVÁCS I. 2008). Eddigi kutatásaink eredményei azt mutatják, hogy az ásványosított búzaszalma, mint természetes szálas anyag, cementbázisú kompozitokban alkalmazható. A szalma speciális aprítása, elkerülve a szalmaszálak szálirányú széthasadását, hozzájárulhat az anyag nyomószilárdságának és hıszigetelı képességének növekedéséhez. A Debreceni Egyetem Mőszaki Karán folytatott jövıbeni kutatásaink célja a környezettudatos energiafelhasználás szem elıtt tartása mellett elsısorban búzaszalma felhasználásával versenyképes építıanyagok kifejlesztése. Köszönetnyilvánítás Kutatásaink a HUNÉP Zrt. támogatásával valósulnak meg. A HUNÉP Zrt. vezetése fontosnak tartja az új, környezetbarát és versenyképes építıanyagok kifejlesztését. Köszönet a NÁDÉP-FABETON Kft.-nek, Zsíros János ügyvezetı igazgató Úrnak, és Szeder Attila termékmenedzsernek. Külön köszönet Nagy Imrének, aki rendelkezésünkre bocsátotta bálaaprító gépét. Köszönet mindazoknak, akik ötleteikkel segítik kutatásainkat. Irodalom DR. BARÓTFI I.(2000) Biomassza energetikai hasznosítása. 1.5 fejezet, Mezıgazda Kiadó DR. KALMÁR F. DR. VARGA EMILNÉ DR. SZŐCS E. KALMÁR T. (2008) Hıszigetelı építıanyagok gyártására alkalmas alapanyagok kifejlesztése mezıgazdasági melléktermékek felhasználásával. Tanulmány. VICZIÁN CS. KOVÁCS J. DR. KOVÁCS I. (2008) Mezıgazdasági melléktermékek újrahasznosítása kompozit építıanyagokban. 14 th Building Services, Mechanical and Building Industry days Konferencia kiadvány, Debreceni Egyetem 205

206 Gelesz Adrienn 1 Dr. Reith András 2 A kéthéjú üveghomlokzatok magyarországi lehetıségei 1. Bevezetés Mint ismeretes, a fosszilis energiák fogyasztásának jelentıs részét az épületek temperálása teszi ki. Ezzel együtt egy átlagos épület károsanyag kibocsátása is jelentıs. Az egyre fogyó és dráguló fosszilis energiakészletek hatására, és a környezet megóvása érdekében így az építészek is rá vannak kényszerítve, hogy energiatakarékos, hatékony és olcsó üzemeltetéső épületeket tervezzenek. Az épületek energetikai mőködése, belsı komfortja szempontjából az épület külsı felületei, határoló szerkezetei kiemelt jelentıséggel bírnak. A külsı héj kialakítása esztétikai szempontokból is meghatározó. A hagyományosan védekezı jellegő, tömörfalas homlokzati rendszerekkel szemben az építészeti trendek középületek, irodaépületek esetén továbbra is elıtérbe helyezik a nagy üvegezési arányokat; a transzparencia átvitt értelmő jelentısége is sokszor igényli az irodaépületek, székházak átlátszóságát. A technika mai állása szerint épületszerkezeti, tartószerkezeti szempontból az épületek határoló szerkezetein akár már 100%-os üvegezési arány is lehetséges. Egy ma már hagyományosnak számító low-e üvegezéső kialakítással energetikailag ez jelenleg még mindig jóval hátrányosabb, mint egy tömörfalas szerkezet. Ugyan a nagy üvegezési hányad csökkentheti a mesterséges világítás idıtartamát, és megfelelı tájolással télen a szoláris energia is nagyobb hányadban hasznosítható, a nyári túlmelegedés kiküszöbölése és a téli hıveszteségek pótlása az energiafogyasztást jelentısen megnöveli. Különösen nehézkes hazánkban az épületek nyári hıterhelésének csökkentése, fıleg, ha figyelembe vesszük a globális felmelegedés és a városi hısziget hatásait (ZÖLD A. 2008). Mindemellett a klimatizált épületek esetében legtöbbször a hatékonyság érdekében a szellızést is kizárólag gépészeti úton biztosítják, így olyan esetekben is meggátolva a természetes légcserét, amikor a külsı levegı kezeletlenül is megfelelı lenne a beltérbe juttatásra. Ez nemcsak energiapazarlás, hanem a Sick Building Syndrome -ként ismert munkahelyi betegségek tünetegyüttesének kialakulásához is jelentısen hozzájárul (ROSTON, J. 1997). A homlokzatokkal szemben támasztott, évszakonként különbözı elvárásokat egy, az igények szerint változó, változtatható rendszerő térelhatárolás hatékonyabban tudja kielégíteni. A lehetséges megoldások közé tartozik a többhéjú kialakítású üveghomlokzatok csoportja, mely az egyhéjú üvegezéshez hasonló esztétikájú képet adhat, de változtatható kialakításával, vagy a gépészeti rendszerekkel való összekapcsolásával kedvezıbb energetikai viselkedést mutathat (COMPAGNO, A. 2002). További lehetıség, hogy az extra héjnak köszönhetıen olyan helyzetekben is természetes szellızést biztosíthat, ahol nagy szélsebességek vagy zajszintek miatt ez nem lenne lehetséges. Megfelelı tervezéssel olyan 22 emeletes épület is építhetı, ami éves viszonylatban az üzemidı 70%-ában természetes szellıztetéső (pl. GSW székház, Berlin). (BODART M. GRATIA E. 2003), és ami többek között ennek köszönhetıen évi 40%-os energia-megtakarítást könyvelhet el egy hagyományos függönyfalas kialakítással szemben (POTTGIESSER, U. 2004). 1 Gelesz Adrienn Mérték Építészeti Stúdió Paulinyi-Reith Mőterem, Budapest gelesz.adrienn@mertek.hu 2 Dr. Reith András Mérték Építészeti Stúdió Paulinyi-Reith Mőterem, Budapest reith.andras@mertek.hu 206

207 2. Homlokzatok vizsgálata A kéthéjú homlokzatok építésének elsısorban irodaépületek esetén Európa-szerte éves hagyománya van, számos kialakítási változata ismert. Országonként eltérı rendszerek terjedtek el, mőködésüket a helyi klímához igazodva optimalizálják. Az év során keletkezı energia-megtakarítások azonban sokszor nehezen becsülhetıek, a mérési eredmények is korlátozottak. Hazánkban még csak elvétve fordulnak elı példák kéthéjú homlokzatokra, így a tervezésnél az éghajlati hasonlóságok miatt elsısorban a németországi tapasztalatokra lehet támaszkodni. Ez egyrészt a hasonló, bár kisebb hıingadozású éghajlatnak és a viszonylag nagyszámú dokumentált rendszernek köszönhetı. Emellett a kéthéjú homlokzatok mőködésének vizsgálatára többféle szimulációs szoftver is alkalmas, ezek közül kutatásom során a homlokzatban kialakuló hımérsékletek modellezésére alkalmas a WIS üvegezett nyílászáró-szimulációs szoftvert használtam. 3. Alapok a kéthéjú üveghomlokzatok mőködési elve Szerkezeti kialakításuk skálája igen széles. Közös tulajdonságuk, hogy két üveghéjból és a köztük lévı légrésbıl állnak. A külsı és belsı üveghéj lehet teljesen zárt, általában azonban tartalmaznak nyitható elemeket vagy állandóan nyitott nyílásokat. A légrés mélysége néhány 10 cm-tıl az ember által járható (1,5-2 m) mélységig terjedhet, és tájolástól függıen elhelyezhetı benne mobil vagy fix árnyékoló szerkezet is. Mőködésük a szoláris rendszerekkel rokon, a pufferhatáson és természetes átszellızés esetén a kürtıhatáson alapul. A nyílások változtatásával az év során különbözı feltételeket biztosíthatunk e két fizikai jelenség kialakulására, így a megfelelı kombinációkkal optimalizálhatjuk a mőködését. A légrés szellıztetése történhet természetes szellızéssel (passzív homlokzat) vagy pedig gépi szellıztetéssel (aktív homlokzat). A legelterjedtebbek azonban a hibrid szellıztetéső (interaktív) homlokzatok, amik az év nagy részében kihasználják a természetes úton kialakuló szellızést, azonban amikor ez nem lehetséges, gépészeti eszközökkel segítik a levegı áramlását. A légvezetési módokat tekintve hat alapesetrıl beszélhetünk (1. ábra): 1. külsı légfüggöny, 2. belsı légfüggöny, 3. bevezetés, 4. elvezetés, 5. zárt puffertér, 6. átszellızı. 1. ábra. Légvezetési módok és a hıszigetelı üvegsíknak lehetséges elhelyezkedése A kiszellıztetés módja nem függ szorosan össze a légvezetés módjával, azonban bizonyos kombinációk hatékonyabbak, mint a többi: a természetes szellızés a belsı légfüggöny kivételével bármelyik légvezetési módban, 207

208 a mesterséges szellızés leginkább a belsı légfüggöny, elszívás, bevezetés módokban alkalmazható, a természetes/hibrid szellızési módokat gyakrabban társítják változtatható légvezetési módú homlokzatokkal, míg a mesterséges szellızéső rendszereket általában csak egy változatra célszerő optimalizálni. A viszonylag magas évi hıingadozásnak megfelelıen a hazai éghajlati adottságok között célszerőbb a többállapotú homlokzatok létrehozása, a kizárólag mesterséges keringetéső homlokzatok kevésbé kifizetıdıek. Nyáron a külsı légfüggöny vagy az elvezetés üzemmód a célszerő, míg télen elsısorban a puffer üzemmód, a frisslevegı biztosítására az elvezetéssel vagy bevezetéssel kombinálva. Ez utóbbi módokban a homlokzat tulajdonképpen hıcserélıként és kollektorként mőködik. Ugyan a belsı légfüggöny a transzmissziós veszteségek szempontjából kedvezı lehetne Belgiumban ez a legelterjedtebb változat (STREICHER, W. 2005), azonban a változtathatóság korlátozott volta miatt itthon kevésbé célszerő. A két héj közül általában az egyik héj gáztöltéső, low-e bevonatos hıszigetelı üvegezéső, míg a másik általában nem (1. ábra). A légrésben áramló levegı iránya határozza meg, melyik legyen a hıszigetelı: ha a légrésben külsı levegı áramlik, a belsı héj az, ha viszont a belsı levegıt vezetik át/ki rajta, akkor viszont a külsı héj. Elsısorban magas akusztikai igényszint esetén célszerő lehet olyan megoldás is, ahol mindkét héj hıszigetelı, akusztikai üveg. 4. Lehetıségek Télen leghatékonyabban a nyílások zárásával csökkenthetıek a transzmissziós veszteségek. Ha a légrésben árnyékoló kerül elhelyezésre, melyet az alacsony napállás miatti zavaró fényhatások kiküszöbölésére télen is használják az általa elnyelt hı tovább melegíti a légrést. A magasabb felületi hımérsékleteknek köszönhetıen az üvegezés mellett javul a belsı hıérzet. Így közvetett elınyként megspórolható akár a peremsávok kiegészítı főtése is (2. ábra). 2. ábra. Üvegezett homlokzatokban kialakuló hımérsékletek -2 ºC-os külsı hımérsékletet és 20ºC-os belsı hımérsékletet és 150W/m 2 -es globálsugárzást feltételezve 208

209 Nyáron viszont a légrés, illetve az épület minél intenzívebb kiszellıztetése a cél, hogy az épületen belüli hıterhelés csökkenjen. Intenzív szellızéssel akár a légrésbe sugárzással jutó energia 25%-a is eltávolítható (COMPAGNO, A. 2002). Természetes szellızéső homlokzatoknál tehát a kürtıhatás fokozását kell elısegíteni, hiszen nagyobb légáramsebességgel több hıt lehet elvezetni. Hogy az áramlás magától kialakuljon, minimum 40 cm széles légrés és legalább 5 ºC-os hımérsékletkülönbség célszerő a külsı levegı és a légrés levegıje között (OESTERLE, E. 2001). Az intenzitás arányos a légrés magasságával is. A levegı természetes rétegzıdése miatt azonban a magasabb szintek helyi túlmelegedése elkerülése végett hazánkban 5-6 szintnél magasabb légrés kialakítása általában nem ajánlott. Kéthéjú homlokzatok esetén is nagy lehetıségek rejlenek az épületek nyári, éjszakai kiszellıztetésében, és a hıtároló tömeg lehőtésében. Ennek köszönhetıen a nappali felmelegedés késleltetve indul be és alacsonyabban tetızik. Külön elıny, hogy az ablakok nyitására úgy van lehetıség, hogy sem az esetleges idıjárási változások, sem az illetéktelen behatolás nem jelentenek veszélyt. A kisebb hıterhelésnek köszönhetıen közvetett elıny, hogy egyszerősödhetnek a gépészeti berendezések is, pl. az elterjedtebb fan-coil rendszerek helyett lehet pl. felületi sugárzó hőtést alkalmazni, ami egyrészt alacsonyabb hıfokon tud üzemelni, így akár geotermikus energiát hasznosíthat, másrészt kevésbé zajos, kevesebb karbantartást igényel és jobb hıérzetet ad. Egy forgalmasabb belvárosi út zajszintje eléri, vagy meg is haladja a 68-70dBA-s terhelést. Ez az a zajszint, ami felett egy hagyományos függönyfalban már nem lehet ablakot nyitni, így a természetes szellızés sem lehetséges. A homlokzat elıtti második héj azonban lecsökkenti a zajszintet, zárt héj esetén akár 15dB-lel (JAGER, W. 2003), 8-10%-os külsı megnyitás esetén pedig 5-8dB-lel (POTTGIESSER, U. 2004). Amennyiben a légrésbe hangelnyelı anyagok, felületek is beépítésre kerülnek, ez az érték még 2-4dB-lel javulhat (JAGER, W. 2003). Ez már elegendı csökkenést jelenthet ahhoz, hogy ne legyen túl magas a belsı zajszint ablaknyitás esetén sem. 5. Kockázatok Ami a legszembetőnıbb hátrányuk ezeknek a szerkezeteknek, az a többlet befektetési, karbantartási és üzemeltetési költségük. Azonban, ha figyelembe vesszük, hogy például az árnyékolók egyszerőbbek, olcsóbbak lehetnek, vagy, hogy a társított gépészeti berendezések befektetési, karbantartási költségei is csökkenhetnek, a különbség nem olyan nagy ös számítások szerint egy kéthéjú árnyékolós homlokzat bekerülési költsége ~1,25-1,35-szöröse egy hasonló igényszintő egyhéjúnak (STREICHER, W. 2005). Ez a többlet költség azonban az épület egészét vizsgálva, körültekintıen tervezve az épület egészére vetített alacsonyabb üzemeltetési költségek révén belátható idın belül megtérül. A több szintet átfogó légrések emellett magukban hordozzák azt a veszélyt, hogy nemcsak a levegı, hanem a zajok, illetve tőz esetén a lángok és füst is terjed a különbözı helyiségek között. 6. Hazánkban ajánlható szerkezettípusok A légvezetési mód mellett a szerkezeti tagoltság az, ami leginkább meghatározza a homlokzat mőködését. A homlokzattal szembeni elvárások jelentısen befolyásolják a szerkezetválasztását (1.táblázat). 209

210 1. táblázat. A kéthéjú homlokzatok kiválasztási szempontjai Dobozablak Kapcsolt ablak Folyosós Kürtıs Egybefüggı Nyári állapot Téli állapot Szellıztetés Akusztika Tőzvédelem Magasház Szeles környezet Gépészetbe integrálás Épület-felújítás Tisztíthatóság Dobozablak Tulajdonképpen a hagyományos ablak kiegészítése egy egyszerő üveghéjjal (3. ábra). Elsısorban akusztikai okokból érdemes építeni. Hıtechnikai elınyei inkább télen érvényesülnek, a korlátozott légrésmagasság miatt természetes kiszellızés esetén nyáron fokozott a túlmelegedés veszélye, ezért a minél nagyobb hányadban nyitható külsı héj vagy gépi légelvezetés javasolható. 3. ábra. Dobozablak mőködési elve külsı légfüggöny üzemmódban 6.2. Kapcsolt ablak Teljes homlokzati üvegezés lehetséges, a homlokzat egymás mellé sorolt emeletmagas, helyiségszéles egységekbıl áll (4. ábra). A légrés természetes szellızése nyáron is kialakulhat. Akusztikailag igényes, a helyiségek közötti áthallás korlátozott. A ki- és beszellızı nyílások kialakításánál ügyelni kell a friss és elhasznált levegı keveredésének megakadályozására. 4. ábra. Kapcsolt ablak egyenes, illetve átlós légvezetéssel 210

211 6.3. Folyosós kialakítás A légrés függıleges értelemben szintenként elválasztott, vízszintesen összefüggı, ezáltal ki tudja használni az épület körüli szélviszonyokat, így intenzívebb szellızés jöhet létre (5. ábra). Igényesebb irodaépületekben azonban a helyiségek közötti áthallás problémát jelenthet. Németországban az egyik legelterjedtebb típus, mivel a légrés folyosóját közlekedési, menekülési útvonalként használva nem csökken a hasznos alapterület. 5. ábra. Folyosós kialakítás átlós légvezetéssel 6.4. Kürtıs kialakítás A kapcsolt ablakos egységek között több szint magas kürtıket hoznak létre, amiben intenzívebb természetes szellızés jön létre már akár néhány szintes épületmagasság esetén is (6. ábra). Nagy épületmagasság esetén azonban a kürtımagasságot korlátozni kell a túlzott felmelegedés miatt. Építészetileg hangsúlyos vertikális elem lehet, de a kapcsolt ablakok raszterébe illeszkedve lehet egységes megjelenése is. 6. ábra. Kürtıs kialakítás 7. Értékelés A kéthéjú homlokzatok tehát Magyarországon is elınyösen alkalmazható szerkezetek, a tervezés során azonban a nyári állapot veszélyeinek kiküszöbölésére kiemelt figyelmet kell fordítani. A statikus kialakítás helyett a változtatható kialakításokat kell elınyben részesíteni, és mőködését ennek megfelelıen optimalizálni. Azonban ha a homlokzat kialakítását nem kezelik együtt az épület geometriájával, gépészeti rendszerével, a lehetıségek nem aknázhatóak ki teljes mértékben, így a magasabb bekerülési költségek kevésbé térülnek meg. 211

212 Irodalom BODART, M. - GRATIA, E.(2003) Ventilated Double Facades Project. Bibliography Study of Control Strategies in Buildings equipped with Ventilated Double Facades, Architecture et Climate, Université Catholique de Louvain, 4.p. COMPAGNO, A. (2002) Intelligent Glass Facades (5th revised and updated edition), Birkhäuser, Berlin JAGER, W. (2003) Double Skin Facades, Sustainable Concepts, HYDRO Building Systems OESTERLE, E. LIEB, R-D. LUTZ, M. HEUSLER, W. (2001) Double Skin Facades Integrated Planning. Prestel Verlag, Munich, Germany POIRAZIS, H. (2004) Double Skin Façades for Office Buildings. Literature Review, Division of Energy and Building Design, Department of Construction and Architecture, Lund Institute of Technology, Lund University, POTTGIESSER, U. (2004) Fassadenschichtungen GLAS, Mehrschalige Glasskonstruktionen, Bauwerk Verlag GmbH, Berlin ROSTON, J. (1997) Sick Building Syndrome: concepts, issues and practices. E & FN Spon-Taylor& Francis Group CH. SCHITTICH (HRSG.) (2001) im Detail: Gebäudehüllen, Edition Detail Institut für internationale Architektur- Dokumentation GmbH, München; Birkhäuser Verlag für Architektur, Basel-Boston-Berlin STREICHER, W. ed. (2005) WP 1 Report State of the Art. BESTFAÇADE Best Practice for Double Skin Façades, Institut of Thermal Engeneering, pp ZÖLD A. EGERESI M. MIKULAS SZ. (2008) Üvegezés, energia, környezet, hıérzet. ALUTA konferencia, Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Díszterem, 2008.november

213 Csiha András 1 Váltakozó áramlási irányú, decentralizált szellızırendszer regeneratív hıvisszanyeréssel 1. A légcsere szükségessége és ismert megvalósítási lehetıségei lakásokban A hagyományos falszerkezetekkel (kismérető tégla, B30, Porotherm, Ytong ) és hagyományos, kis légtömörségő nyílászárókkal (kapcsolt gerébtokos, Tessauer rendszerő ablakok ) épült épületeknél a téli főtési idényben nem jelentett gondot a helyiségekben a normál használatból keletkezı, naponta több liter nedvesség eltávolítása a belsı levegıbıl. Ennek túlnyomó része, átlagosan legalább 95%-a a kialakult szeres óránkénti légcserével, természetes szellızéssel távozott a nyílászárók résein keresztül, a maradék rész pedig páradiffúzió útján a falszerkezeteken át a fal hıszigetelésétıl majdnem függetlenül [1]. A szellızésnek tehát döntı szerepe van a téli nedvességtranszportban, s ha a fokozottan légtömör nyílászárók alkalmazása miatt a természetes légcsere igen jelentısen lecsökken ( szörös óránként [2]), a falszerkezetek nem tudják átvenni a szerepét, nem tudják megoldani a rájuk háruló, nagyságrendileg megnövekedett szellızési páraelvezetési feladatot. Ennek jól ismert következménye ha a megfelelı szellıztetést egyéb módon nem biztosítják a belsı levegı relatív nedvességtartalmának feldúsulása lesz, ami sajnos sokak által jól ismert módon szélsıséges esetben a hıhidas falsarkokban kezdıdıen páralecsapódáshoz, majd pedig törvényszerően penészesedéshez is vezet. A belsı levegı minıségének egyéb jellemzıi is romlanak a megfelelı szellızés hiányában, elég, ha csak a CO 2 koncentráció növekedését és a nem kívánt szagok feldúsulását említem. Természetesen az ilyen fokozottan légtömör nyílászárók alkalmazásából jelentıs elınyök is származnak: a főtési hıszükséglet (nyáron hőtési igény) csökken, jelentısen mérséklik a külsı zajokat, nem engedik be a port, a szellızés nem spontán módon valósul meg, hanem ott, akkor, olyan mértékben és úgy, ahogy azt szeretnénk de ehhez gondosan megtervezett, kivitelezett és üzemeltetett gépi szellıztetésre van feltétlenül szükség. Hogy a nagy légtömörségő nyílászárók mellett is elkerülhetı lehessen a páralecsapódás és annak következményeként a penészesedés, valamint az egészségügyileg szükséges friss levegı bejuttatását is biztosítsák az épületekbe, több ismert megoldást dolgoztak ki, és alkalmaznak is. Természetesen a külsı hideg szellızı levegı bejuttatásánál gondoskodni kell annak valamilyen módon (lehetıleg energiatakarékosan) történı felmelegítésérıl is, ami főtési energiát igényel, s így nem elhanyagolható költségkihatása is van. Igaz ez annál is inkább, mert az elıírások szerinti, egyre jobb hıátbocsátási tényezıjő határoló szerkezetek (fal, födém, nyílászárók ) alkalmazásával az épületek transzmissziós hıigénye jelentısen csökken, így a szellızési hıigény részaránya egyre jelentısebb lesz, a passzívházakban pedig gyakorlatilag csak ez jelent valós hıigényt. Az ismert megoldások közül részleteik, elınyeik-hátrányaik ismertetése nélkül négyet említek meg: a Purmo cég úgynevezett szellıztetı radiátora, (higroszabályozású) légbevezetı szerkezetek (pl. Aereco, Kamleithner ), központi lakásszellızı egység (pl. Aldes, Helios, Rosenberg ), inventer decentralizált szellızı rendszer, Öko-Haustechnik inventer GmbH [3]. 1 Csiha András Debreceni Egyetem, Épületgépészeti Tanszék, Debrecen csiha@mfk.unideb.hu 213

214 Ki kell emelnem a sorból ez utóbbit, ami Magyarországon még szinte ismeretlen és egyáltalán nem alkalmazott. Egy külföldi szakkiállításon láttam meg, ahol ötletes mőködését megismerve azonnal gondolatokat indított el bennem, elültette a bogarat a fülembe s végsı soron ezen a nyomon elindulva jutottam el találmányom alapötletéhez. 2. Az új módszer: falazatba integrált szellızı rendszer hıvisszanyeréssel A megoldáshoz az inventer kerámia hıtároló-hıcserélı elemének és a manapság az épületek külsı tartófalainak falazásához legelterjedtebben használt falazóelem, a közönséges üreges égetett agyagtégla összevetése vezetett el. Mindkettı soklyukú üreges szerkezető, kerámia anyagú, így az üreges tégla is alapvetıen, minden változtatási igény nélkül alkalmas hıtároló-hıcserélı funkcióra, ha belsejében levegıt áramoltatunk akár váltakozó légáramlási iránnyal. Ez ugyan egyáltalán nem volt szokás eddig, sıt a függıleges légjáratokat a falazáskor a falazóelemek egymáshoz kötését biztosító kb cm-es ágyazó habarcsréteggel le is zárják, ami eleve megakadályozza a légáramlást a hagyományos falazatokban. A technika azonban ezen a területen is változik, fejlıdik: Nyugat-Európában már jó évtizede használják, Magyarországon pedig éppen most vezetik be az úgynevezett csiszolt téglát (pl. Wienerberger Porotherm N+F Profi, Porotherm HS Profi), amit ±0.5 mm magasságtőréssel gyártanak. Falazáskor csupán egy 1 mm-es vízszintes ragasztóhabarcs réteget terítenek a téglákra, ami csak azok kerületén és belsı bordáin biztosít kötést közöttük, a függıleges légjáratokat azonban nem zárja le. Így eleve, a normál falazás során kialakulnak az egymással párhuzamos függıleges légcsatornácskákból álló kürtık a falazatban akár a helyiség teljes belmagasságában padlótól födémig anélkül, hogy bármilyen különleges megoldásra volna szükség ezek létrehozásához. Ha az épület külsı falazatában így kialakuló függıleges légjáratokat például alul a külsı tér felé, felül pedig a belsı tér felé nyitjuk meg, rendelkezésünkre áll egy olyan szellızı kürtı, amibe ventilátort, légrácsokat és szükség szerint szőrıt beépítve rendkívül egyszerően jutunk egy hıvisszanyerıs szellızı egységhez. Ennek regeneratív hıtároló-hıcserélı elemét maguk a bordák, a falazat saját anyaga szolgáltatja olcsón és egyszerően kivitelezhetıen, a falazással egy mőveletben, egyidejőleg elkészülıen ráadásul teljesen rejtetten, sem külön helyet, sem külön szerelési anyagot, sem külön munkát nem igényelve. Ilyen szellızı kürtıbıl mindig kettıt létesítünk egy helyiségben, ezek párban is üzemelnek (de bizonyos idıközönként felváltva ellentétes légáramlási iránnyal: hol elszívóként, hol befúvóként) így együtt biztosítják a megfelelı kiegyenlített szellızést. Találmányomat az (1. ábra) alapján ismertetem, ami a váltakozó áramlási irányú, decentralizált, hıvisszanyerıs szellızı rendszer elvi vázlatát mutatja a külsı falra merıleges függıleges metszetben az egyik szellızı kürtın keresztül. 214

215 Födém 3b 6 5 Külsı tér Helyiség 2 3a Padló (födém) Hivatkozási jelek listája 1 falazóelem 2 ágyazó-kötı anyag 3a alsó kürtıelem 3b felsı kürtıelem 4 ventilátor 5 légrács 6 légszőrı befúvás elszívás 1. ábra. A szellızırendszer metszete, elvi sémája A szellızı kürtıt tehát a külsı és belsı térhez kapcsolódó alsó és felsı kürtıelemek alakítják ki a falazatban. Kívül és belül is lezárnak egy-egy sávot a légáramlás elıl a falazatban (így azok továbbra is hıszigetelıként mőködnek), míg a falazat belsejében függıleges légcsatorna alakul ki, ahol a tégláknak az elemi légcsatornákat határoló bordái egyben hıtároló-hıcserélı szerepet is játszanak. A kürtı alsó részén, a külsı oldalon két axiális ventilátort építettem be egymással szembe fordítva (a számítógépekben általánosan alkalmazott 12V DC házhőtı ventilátorok, maximális teljesítményük 1.5 W de befúvó üzemben ez is hıként hasznosul), ezek közül hol az egyik, hol a másik üzemel bizonyos idıközönkénti váltással, átlagos mérető szobákban ~0.5 l/h légcserét biztosítva 20 22m 3 /h térfogatárammal. A külsı és belsı oldali kitorkollásnál légrácsok és szükség szerint légszőrık találhatók. Az így kialakított szellızı berendezés tehát két együttmőködı szellızı kürtıt tartalmaz, amelyekben szabályozott üzemő ventilátorok biztosítják a megfelelı légáramlást. Az egyik szellızı kürtı elszívóként, a másik pedig befúvóként üzemel de ezeket a funkciókat bizonyos idıközönként váltogatjuk. Az elsı fázisban télen az egyik elszívja és kidobja a helyiség meleg levegıjét, miközben az abból elvont hulladékhıvel felfőti a hıcserélıhıtároló funkciót is ellátó szellızı kürtı anyagát, a téglabordákat. Bizonyos idı elteltével, a második fázisban megváltoztatva a légáramlás irányát a külsı hideg levegıt fújja keresztül az elızıleg felmelegített szellızı kürtın, az a kürtıt lehőtve felmelegszik, s így jut a helyiségbe. A másik szellızı kürtıegységnél ugyanezek a folyamatok pontosan ellenfázisban történnek. A hıcsere itt tehát nem egy határoló fal két oldalán egyszerre áramló közegek között történik, hanem idıben eltolva, a hıtároló-hıcserélı funkciót is ellátó szellızı kürtık felfőtésével (hı betárolása) majd lehőtésével (hı kinyerése), amit regeneratív hıcserének nevezünk. Az ismertetett szellıztetı berendezés nyári idıszakban alkalmas az úgynevezett free cooling (ingyen hőtés) üzemmódra is, ez azt jelenti, hogy az éjszaka folyamán a helyiség belsı levegıjénél hidegebb külsı levegıt fel tudja használni a helyiség hőtésére, elıhőtésére. 215

216 3. A kísérleti berendezés mérési eredményei A találmány szerinti kialakításban megépítettem egy kísérleti berendezést az Épületgépészeti Tanszék főtési laboratóriumában. A kürtıket 38 cm vastag Porotherm HS Profi és NF Profi téglafalazatban úgy alakítottam ki, hogy abból 24 cm volt a tényleges szellızı csatorna méret, 7-7 cm szigetelı sávot hagyva kívül és belül egyaránt. A kürtıkben, a helyiségben és kívül 13 ponton mértem és győjtöttem hımérséklet és relatív páratartalom értékeket. Röviden összefoglalva: az építési és üzemi tapasztalatok, valamint a mérési eredmények is meggyızıek voltak. A berendezés megépítése a falazatba integrált szellızı kürtıkkel egyszerően, gyorsan és olcsón történt. A berendezés az egészségügyi elvárásoknak megfelelı légcserét létesített a helyiségben, két felváltva mőködı szembefordított ventilátorral kiegyenlített szellızést biztosított, télen a páralecsapódás elkerüléséhez szükséges mértékben csökkentette a belsı levegı nedvességtartalmát, 70 85% hatásfokú hıvisszanyerést valósított meg különbözı üzemállapotokban és igen csendesen mőködött: mindössze 0.3 db(a) hangnyomásszint növekedést okozott a teremben. Villamos mérnök kollégám kidolgozta a szellızés ún. PIC technológián alapuló egyszerő programvezérlését, ami valós idejő órával és hıérzékelıkkel teljes évben optimális automatikus üzemet biztosít, természetesen a bármikori kézi beavatkozás lehetıségével. A mérésekbıl kiragadott egy téli példa hımérséklet változásait az egyik kürtı 5 pontján, valamint kívül és belül a (2. ábrán) mutatom be. A (3. ábrán) a jellemzı téli állapotváltozásokat láthatják h-x diagrammban, két mérési sorozat adatai alapján ábrázolva. Az, hogy az ábrából láthatóan télen kifúváskor csökken a levegı abszolút nedvességtartalma (anélkül, hogy páralecsapódás történne a kürtıben) azt bizonyítja, hogy a téglabordák porózus anyaga ekkor kis mértékben párát tárol, amit befúvási periódusban visszaad a száraz külsı szellızı levegınek vagyis részben regeneratív nedvességcsere is megvalósul a kürtıben. Ezáltal ez a fajta szellızıberendezés a friss levegıs szellızéssel összehasonlítva (legyen az akár lemezes hıvisszanyerıs is) eltávolítja a helyiségben keletkezı felesleges nedvességet, de azoknál kevésbé szárítja a belsı levegıt, ami az emberi komfort szempontjából kedvezınek ítélhetı. HS brick :00:00-2:00:00 10m - 10s Temperature [ C] t (outdoor) t (HS1) t (HS2) t (HS3) t (HS4) t (HS5) t (indoor) :00:00 00:03:10 00:06:20 00:09:30 00:12:40 00:15:50 00:19:00 00:22:10 00:25:20 00:28:30 00:31:40 00:34:50 00:38:00 00:41:10 00:44:20 00:47:30 00:50:40 00:53:50 00:57:00 01:00:10 01:03:20 01:06:30 01:09:40 01:12:50 01:16:00 01:19:10 01:22:20 01:25:30 01:28:40 01:31:50 01:35:00 01:38:10 01:41:20 01:44:30 01:47:40 01:50:50 01:54:00 01:57: Time [h:mm:ss] 2. ábra. A jellemzı hımérsékletek változása (2. példa, irányváltási idı 10 perc, a növekvı számok a kürtıben alulró felfelé, 50 cm-enkénti méréseket jelentenek) 216

217 3. ábra. A szellızı levegı téli állapotváltozásai A kürtıkben nem tapasztaltam páralecsapódást, azonban a méréseim során a legalacsonyabb külsı hımérséklet tartósan csak -7 C volt, aminél lényegesen hidegebb ritkán és általában rövid idıszakokra, de elıfordul. A páralecsapódás elkerülése a kürtıben különben viszonylag egyszerő számítási feladat a méretezési külsı és belsı légállapotok felvétele után, ami tulajdonképpen a kürtı külsı szigetelı falsávja megfelelı hıvezetési ellenállásának meghatározását jelenti. Ide kapcsolódik, hogy a kürtı belsı (helyiség felıli) szigetelı falsávjának hasonló méretezésével meg lehet határozni a fal belsı felületi hımérséklete megengedett értékét is. A kísérleti berendezés esetén ez a fal belsı felületi hımérséklet átlagosan csak 0.5 C-kal volt alacsonyabb a kürtınél, mint a hıhídmentes falrészeken, ami sem hıérzeti, sem páratechnikai szempontból nem jelent veszélyt. A nyári éjszakai free cooling üzem a (4. ábrán) látható (ahol a jelölt terület mutatja a hasznos hőtést), ekkor az egyik kürtı ventilátora folyamatosan befúj, a másiké pedig elszív de csak akkor, ha a külsı hımérséklet meghatározott mértékben, pl. 2 C-kal alacsonyabb a belsınél. Temperature chart Summer night, free cooling : :00 Ventilation time: 21:05-7:05 Measurement interval: 1min Temperature [ C] t extraction t inlet t indoor t (outdoor) t (HS5) t (indoor) t (NF5) t outdoor 20 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 Time [h:mm] 4. ábra. Nyári éjszakai üzemmód, free cooling Több helyiség esetén ez mőködhet úgy is, hogy az egyik helyiség mindkét kürtıje befúj, a másiké pedig elszív, ez esetben a helyiségek között például ún. vágott, küszöb nélküli ajtó 217

218 biztosítja a levegı átáramlását. Külön elınye a rendszernek, hogy mindezt a hőtést csukott ablak mellett, zajtalanul, szőrt levegıvel, pormentesen valósítja meg. A külsı és belsı hımérsékletek télinél jóval kisebb különbségei, valamint a lényegesen rövidebb üzemidı miatt azonban a hőtési megtakarítás a főtésinek csak töredéke, ad része lehet, de ez egyáltalán nem elhanyagolható. A regeneratív szellızés hıvisszanyerésének hatásfoka (sok más hıtechnikai és áramlástechnikai jellemzı, pl. a hıtároló fajhıje, tömege, a levegı áramlási sebessége, méretek mellett) függ a felfőtési és a lehőtési periódusok hosszától. A laborban végzett mérések adatainak feldolgozása alapján, ha a befúvási és elszívási periódusokat 4 8 percre állítottuk be, a hıvisszanyerés hatásfoka nagyobb volt, mint 80%, ami várakozásomat meghaladóan igen jónak minısíthetı. Az (1. táblázat) a szellızı berendezés üzemébıl származó jelentıs főtıteljesítmény-, energia-, földgáz- és költségmegtakarítás értékeit foglalja össze egy átlagos lakóhelyiség esetén, átlagos körülmények figyelembe vételével, valamint jelenlegi magyar lakossági gázárral számolva ami, ne felejtsük el, az európai átlagnak nagyjából csak a fele! A (5. ábra) egy most már in vivo megvalósuló épületben mutatja a szellızı berendezést építkezés közben, remélhetıen nemsokára már ebben is tudok méréseket végezni valós, lakott körülmények között. 1. táblázat. Főtıteljesítmény-, energia-, földgáz- és költségmegtakarítás Alapadatok Eredmények Alapterület 16 m 2 Belsı hımérséklet 20 C Szellızı levegı felfőtési igénye 110 W Belmagasság 2.5 m Külsı hımérséklet 3.6 C Visszanyert hıteljesítmény 88 W Helyiség térfogat 40 m 3 /h Földgáz hıdíj (nettó) Ft/MJ Éves főtési energiamegtakarítás 483 kwh Légcsereszám /h Földgáz díj (nettó) Ft/m 3 Éves főtési energiamegtakarítás 1.74 GJ Levegı sőrőség kg/m 3 Földgáz főtıérték 34.1 MJ/m 3 Éves fajlagos energiamegtakarítás 30.2 kwh/m 2,a Főtési idény hossza 183 nap Éves kazánhatásfok 90% Éves földgáz megtakarítás 57 m 3 /a Hıvisszanyerés hatásfoka 80 % ÁFA 20% Éves bruttó költségmegtakarítás Ft/a 218

219 5. ábra. Családi ház szellızı berendezése építés közben 4. Összefoglalás Ez a merıben újfajta szellızés bár nem hasonlítható össze minden tekintetben és paraméterében a központi lakásszellızı rendszerekkel, pl. nem kombinálható talajhıcserélıvel az épület és a használói számára egyaránt megfelelı, igen energiatakarékos, helyiségenként kiegyenlített szellızést valósít meg, akár helyiségenkénti egyedi igények szerinti szabályozással. Jó belsı levegı minıséget biztosítva megfelelı védelmet jelent a szennyezı anyagok és a páratartalom feldúsulásával, valamint az esetleges penészesedéssel szemben. Építése (igazán nem alkalmazható rá a szerelés szó) a falazat építése közben, néhány egyedi elem elhelyezésével rendkívül egyszerően és gyorsan történik, ugyanez mondható el a tervezésérıl is. A falazatba integrált szellızı berendezés szinte láthatatlan, sem a helyiségben, sem a lakásban nem foglal el helyet, nem igényel külön szerelési anyagot és munkát. Létesítési és üzemeltetési költségei meg sem közelítik a központi lakásszellızı rendszerekét, üzemi zajszintje is összehasonlíthatatlanul alacsonyabb azoknál. Üzeme a központi (vagy helyiségenkénti) szabályozással teljesen automatikusan alkalmazkodik a folyamatosan változó külsı és belsı légállapotokhoz, de biztosítja a mindenkori egyedi igények szerinti kézi beavatkozás lehetıségét is. A találmányom szerinti ismertetett, teljesen újfajta szellızı rendszer úgy gyártásában, mint a felhasznált anyagokban, építésében és üzemeltetésében egyaránt igen környezetbarát, s így hozzájárulhat az úgynevezett fenntartható minısítéső épületek (green building) elterjedéséhez. 219

220 Irodalom 1. AUSTROTHERM AKADÉMIA: Pára a falban, 2. SZÁNTHÓ ZOLTÁN CHAPPON MIKLÓS ELEKES LÁSZLÓ (2007) Lakott családi ház légforgalmának méréses ellenırzése. Magyar Épületgépészet, 2007/11., pp inventer : Lüftung mit Wärmerückgewinnung, 210/ 220

221 Szekér László 1 Zero CO 2 kibocsátású építészet felé Az EU fenntartható energiapolitikájának része az a vállalás, hogy csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását, minimum 20%-kal 2020-ig. A klímaváltozás hatásainak mérséklése az nergiahatékonysággal párosuló megújuló energiaforrások alkalmazásával olyan fenntartható energiafelhasználást eredményez, mely új iparágakat, így új munkahelyeket is teremt. Az EU Intelligens Energia Programja (IEE) erre a területre fókuszál, elısegítve az általános célok elérését: környezetvédelem, az energiaellátás biztonságának fokozása és a versenyképesség növelése. Köztudott tény, hogy az épített környezet gyakorolja a legnagyobb hatást a hosszú távú energiafogyasztásra. Magyarországon hasonlóan a fejlett világhoz az épületek üzemeltetése fogyasztja az összes felhasznált energia 40%-át. Új épületeknek már hosszú ideje eleget kell tenni az egyre szigorodó minimális hıtechnikai, épületenergetikai követelményeknek. Azonban ez még mindig kevés. Szükséges lenne, hogy egyre több olyan épület létesüljön, mely nemcsak teljesíti a jelenlegi minimumkövetelményeket, hanem azoknál jelentısen energiahatékonyabb is. Be kell vezetni a nulla szén-dioxid-kibocsátással és primerenergia fogyasztással rendelkezı épületkategóriát. Ez a szint a mai tudásunk szerint megvalósítható, vagy jól megközelíthetı. Természetesen az eltérı éghajlati adottságok mellett más és más megközelítésekkel lehet és kell ezt a célt elérni, ezért figyelembe kell venni a regionális különbségeket, sıt a várható klímaváltozási tendenciákat is. A nulla szén-dioxidkibocsátású épületek megjelenése és fokozatos elterjedése áttörést hozhat az épületek energiahatékonyságáért folytatott technológiai fejlesztésben, ezért ezt a területet szükséges lenne központi pénzügyi támogatással is ösztönözni. A nulla szén-dioxid-kibocsátással és primerenergia-fogyasztással rendelkezı épületek rendkívül hatékonyak és innovatív módon alkalmazzák a megújuló energiákat, de jelenleg többletköltséget jelentenek, ezért a hozzáadott értékalapú adók alól ezeket az épületeket mentesíteni kellene, ezzel ösztönözve a többletköltségeket vállaló magánszemélyeket, vállalkozásokat és intézményeket. Ez jelenthetne például ingatlanadó-mentességet, áfa-mentességet vagy csökkentést és/vagy egyéb célzott támogatást. Ezekre számos példa van Európában. Egy adott épület vagy épületrész tulajdonosa vagy bérlıje az energiateljesítményre vonatkozó hiteles és szakszerő tanúsítvány birtokában tisztában lehet az épület hőtı-és főtı rendszerének az energiaszükségletre gyakorolt tényleges hatásáról, a primerenergia-fogyasztásról és a szén-dioxid-kibocsátásról. A középületek jó példával szolgálhatnak, ezért ezeket az épületeket hivatalból tanúsítani kell, és a tanúsítás eredményét közzé kell tenni, jól látható helyen kifüggesztve. A követelmények között szerepelnie kell az általános beltéri klimatikus körülmények biztosításának (természetes fény, megfelelı szellızés), valamint a költséghatékonyságnak is. Különbséget kell tenni az új épületek és a meglevı épületek felújítása között, ez utóbbiakra könnyítéseket kell tenni, figyelembe véve a fenntarthatóság egyéb szempontjait is (mőemlékvédelem, gazdaságosság, életciklus). A nulla szén-dioxid-kibocsátás és primerenergia-fogyasztás követelményét minimum-követelményként kell megfogalmazni és elıírni egy jól meghatározható idıpontban, például 2020-ig (Angliában már 2017-ben életbe lép ez a szabvány). Az addig hátralevı idıben fokozatosan biztosítani kell a felkészülést (képzésekkel, támogatásokkal). Az építési engedély megadásakor már most figyelembe kellene venni a megújuló energiaforrások alkalmazásának lehetıségét, kötelezıen elıírva azok létesítését, amennyiben 15 éven belül összességében megtérülı beruházásokról van szó. Ez különösen 1 Szekér László Intervallum Kft. Budapest szeker@ivkft.hu 221

222 közbeszerzések és állami, önkormányzati építkezések esetében lenne fontos, nem csak új építkezéseknél, hanem jelentısebb felújítások esetében is, itt elsısorban az épületgépészeti rendszereket, energiafogyasztást érintı átalakításokra gondolunk. A megújuló energián alapuló energiaellátási rendszerek (beleértve a hıszivattyút is) alkalmazásának kötelezı megvizsgálásának elıírása gazdasági és mőszaki szempontjai mellé fel kellene venni a környezetvédelmi szempontokat is. Az épületautomatizálás fontos szerepet tölt be az intelligens energiafelhasználásban, ezért ezt a területet is figyelembe kell venni az energiateljesítményre vonatkozó minimum-követelmények megállapításakor, bevonva a támogatási körbe. Ezen rendszerek alkalmasak a monitoring, így a széleskörő tájékoztatás céljára is. Az alacsony vagy nulla szén-dioxid-kibocsátással és primerenergia-fogyasztással rendelkezı épületek fogalmának meghatározása érdekében megfelelı bizottságot kell felállítani, ezt követıen nemzeti tervet kell kidolgozni a célok kitőzéséhez és végrehajtására. Ebben többek között meg kell határozni az épületekben felhasználandó, megújuló forrásból származó energia kötelezıen elıírt minimális szintjét. El kell érni, hogy a lakások energiahatékonyságának javítása és a megújuló energiaforrások használatának támogatása elérhetı és egyszerő legyen. Mindezekre azért van szükség, mert Magyarország számos európai országhoz hasonlóan számos rövid, közép- és hosszú távú kihívással szembesül az energiaellátás terén. Fenntartható, alacsony szén-dioxid-kibocsátású jövıre van szükségünk. Az EU ambiciózus célokat tőzött ki 2020-ra: az üvegházhatású gázok kibocsátásának 20%-os csökkentése (30% amennyiben nemzetközi megállapodás születik), az energiafogyasztás 20%-os megtakarítása a jobb energiahatékonyságon keresztül, valamint energiaszükségletünk 20%-ának megújuló forrásokból való fedezése. Mindeközben jelentıs gazdasági visszaeséssel szembesülünk. Az energiaellátás biztonsága, az energia megfizethetısége döntı fontosságú mind az ország versenyképessége, mind az állampolgárok jóléte szempontjából. Uniós szinten az elmúlt két évben a háztartások esetében jelentıs mértékben emelkedtek az energiaárak: a villamos energia ára 15%-kal, a gázolajé 21%-kal, a földgázé 28%-kal nıtt. Ez jelentısen érinti a társadalom legkiszolgáltatottabb tagjait. Szembesültünk azzal is, hogy az energiaellátás biztonsága külsı gázellátástól függ. A zöld építészet a fenntartható jövı szerves része. Az energiahatékonyság javítása a leginkább költséghatékony mód ahhoz, hogy elérjük a CO 2 kibocsátás csökkentési céljainkat. 222

223 Tóth Tamás 1 Dr. Tóth Péter 2 A megújuló energiák szabályozásának aktuális kérdései 1. Bevezetés Magyarország energiafüggısége az európai átlagnál is nagyobb, az elmúlt idıszak oroszukrán földgázszállítási vitái és az ebbıl eredı növekvı kockázatok rávilágítottak a hazai energiaellátás sebezhetıségére. A megújuló energiák hasznosítására azok potenciálját tekintve kedvezıek, ugyanakkor intenzívebb hasznosításuk csak az utóbbi pár évben kezdıdött meg. A kedvezı adottságokat mérlegelve a Kormány a 2148/2008. (X. 31.) Kormány határozatban, az Új Magyarország Fejlesztési Tervben, a Környezet és Energia Operatív Programban, az Új Magyarország Vidékfejlesztési Tervben az EU törekvéseivel egyezıen a megújuló energiák felhasználását kiemelt fejlesztési célként határozta meg. A deklarált célkitőzések ellenére a megújuló energiák hasznosításának elırehaladása nagyon lassú, lemaradásban vagyunk más országokhoz viszonyítva, de saját objektív lehetıségeinket és célkitőzéseinket tekintve is. Annak ellenére így van ez, hogy az országgyőlés 40/2008. (IV. 17.) határozatával elfogadta a közötti idıszakra vonatkozó energiapolitikai koncepciót, és a koncepció alapján a megújuló energiák felhasználására vonatkozó elveket is meghatározta. A megújuló energiák felhasználását támogatja az Országgyőlés 29/2008. (III. 20.) határozatával elfogadott közötti idıszakra vonatkozó Nemzeti Éghajlatváltozás Stratégia is. Megállapítható, hogy az állami fejlesztési tervekbıl, stratégiai tervezésbıl, energiapolitikai célkitőzésekbıl ezidáig hiányzik a megújuló energiák hasznosításának rendszerszemlélető komplex megközelítése, amely egyidejőleg a törvényi, jogi, mőszaki-energetikai, gazdasági, vidékfejlesztési, mezıgazdasági és iparfejlesztési valamint ezzel szerves összefüggésben a foglalkoztatási követelményeket is figyelembe veszi. 2. Energiapiaci szabályozás megújulókra A megújuló energiaforrások energetikai célú hasznosítását több jogszabály tartalmazza, a nyugat-európai gyakorlattól eltérıen nincs önálló megújuló energia törvény. A villamos energia törvény és rendeletei rögzítik a megújuló villamosenergia-termelés és támogatás szabályait, a gáztörvény lehetıséget a biogáz gázhálózatba történı betáplálására, a vízgazdálkodásról szóló törvény részben szabályozza a geotermikus energiafelhasználást, de ugyanilyen fontos még a biomassza felhasználás szempontjából a természetvédelmi és erdıtörvény, vagy a bioüzemanyagok tekintetében a jövedéki adó törvény. A megújuló energiaforrásból történı villamosenergia-termelés és támogatás keretfeltételeit a villamos energiáról szóló évi CX. törvény (VET) teremtette meg. A VET évi módosítása az áralapú és a mennyiségi alapú támogatási rendszert próbálta egyesíteni azzal, hogy a Magyar Energia Hivatal (továbbiakban: Hivatal) feladatául írta elı, hogy megállapítsa és igazolja a megújuló energiaforrásból elıállított villamos energia termeléséhez felhasznált erıforrást, valamint az így termelt zöld áram kötelezıen átveendı mennyiségét. Ezzel párhuzamosan a 0,5 MW feletti kiserımővek létesítése és mőködtetése is engedélyköteles tevékenységgé vált. A módosítás során a törvényben rögzítették a megújuló energiából származó villamos energia átvételi árát, mely 1 Tóth Tamás Széchenyi István Egyetem, Gyır totht@eh.gov.hu 2 Dr. Tóth Péter Széchenyi István Egyetem, Környezetmérnöki Tanszék, Gyır tothp@sze.hu 223

224 technológiánként azonos (differenciálatlan) 23 Ft/kWh induló árat határozott meg, mely évente az elızı évi fogyasztói árindex változásával nı. A jelenleg hatályos évi LXXXVI. törvény (új VET) fenntartja a megújuló alapú villamos energia támogatott áron történı kötelezı átvételének rendszerét, ugyanakkor lehetıvé teszi, hogy a kormány mérlegelve a zöld bizonyítvány rendszer nemzetközi tapasztalatait zöld bizonyítvány rendszert vezessen be (a törvény szerint csak a bevezetést követıen belépıkre alkalmazható). A Hivatal kétévente köteles tájékoztatni a kormányt a zöld bizonyítványok bevezethetıségérıl (2008-as jelentés nem javasolta a zöld bizonyítvány rendszer bevezetését). A kiszámíthatóság érdekében a törvény kiemelten kezeli a befektetıi érdekek védelmét, valamint biztosítani kívánja, hogy a jelenlegi és a jövıbeni támogatási, valamint az elszámolási rendszerek közötti átmenet ne érintse az átvételi kötelezettség alá esı villamos energiát termelık kötelezı átvételének alapvetı feltételeit. Ezért egyes, elsısorban a támogatott átvételi árat (támogatási szintet) érintı szabály a január 1-je elıtt jogosultságot szerzett termelık esetében nem alkalmazható. A korábbi engedélyezési tapasztalatok alapján és a villamosenergia-rendszer mőködési biztonságának garantálása érdekében a Hivatal az átviteli rendszerirányító közremőködésével (külön jogszabályban meghatározott feltételek szerint) pályázatot írhat ki új szélerımővek létesítésére (a jogszabály elıkészítés alatt van). A versenyeztetési eljárás garantálhatja, hogy a fizikailag szőkös lehetıségek közgazdaságilag hatékony módon kerüljenek elosztásra. Az új VET bevezeti a háztartási mérető kiserımő fogalmát, mely definíció szerint kisfeszültségő hálózatra csatlakozik és csatlakozási teljesítménye nem haladja meg az 50 KVA-t. Ezen erımővek által termelt villamos energiát az adott csatlakozási ponton értékesítı kereskedınek illetve egyetemes szolgáltatónak kell átvennie. A szabályozás kialakítása során a cél a saját felhasználás kiváltása, és nem kereskedelmi célú értékesítés ösztönzése volt. Az elszámolás hálózatból történı vételezés esetén havi, negyedéves vagy éves szaldó (betáplált és vételezett villamos energia különbsége) alapján történik. Ha a termelı szaldója pozitív, úgy a kereskedınek a fennmaradó többletre kwh-ként a szerzıdés szerinti átlagos villamos energia termékár és rendszerhasználati díj 85%-át kell térítenie. Az új VET jövıre vonatkozó korlátozó szabályai alapján a továbbiakban nem támogatható a megújuló bázisú hıtermelés (kötelezı átvételi rendszeren keresztül, keresztfinanszírozás formájában), valamint a főrészipari rönk vagy magasabb rendő faválaszték hasznosításával történı villamosenergia-termelés (csak január 1. után belépıkre vonatkozik). A kötelezı átvétel keretében történı értékesítés további feltételeit a 389/2007 (XII. 23.) Kormányrendelet (továbbiakban: rendelet) tartalmazza. A rendelet szerint a vegyes tüzelés során termelt villamos energia (megújuló tüzelıanyagra esı része) csak akkor értékesíthetı a kötelezı átvétel keretében, ha a fosszilis energiaforrás felhasználásának aránya sem naptári hónaponként, sem naptári évenként nem haladja meg a 70%-ot. E szabály egyértelmően a korszerő technológiájú és jobb hatásfokú zöldmezıs biomassza erımővek létesítését szolgálja a korábbi szabályozásban preferált régi (széntüzelésrıl átállított) erımővekkel szemben. A korábbi szabályokhoz képest többletkötelezettséget jelent az értékesítınek, hogy az erdıgazdálkodásból származó biomassza felhasználásánál minden esetben igazolniuk kell az erdészeti hatóság által kiállított eredetigazolással, illetve FSC tanúsítvánnyal annak származását, egyéb biomassza esetén nyilatkozni kell arról, hogy a felhasznált biomassza emberi élelmezés céljára nem alkalmas. A közüzemi mérlegkör megszőnésével a zöld áramra vonatkozó átvételi kötelezettség a kötelezı átvételő villamos energiát termelı erımővek számára külön létrehozott mérlegkörben az átviteli rendszerirányítóhoz került. A zöld mérlegkör felelıse a magyar rendszerirányító MAVIR lett. A kötelezı átvétel keretében értékesíteni kívánó villamosenergia-termelık kötelesek e mérlegkörhöz csatlakozni. Az átviteli rendszerirányító a külön mérlegkörben átvett villamos energiát a 109/2007. (XII. 23.) GKM rendelet alapján osztja szét a piaci szereplıkre (kereskedıkre, 224

225 egyetemes szolgáltatókra, felhasználóknak közvetlenül értékesítı termelıi engedélyesekre, importáló felhasználókra). A felhasználóknak közvetlenül értékesítı piaci szereplık (kereskedık, egyetemes szolgáltatók, termelıi engedélyesek) a rájuk háruló többletköltségeket az általuk értékesített villamos energia eladási árában vehetik figyelembe. Ezzel egy idıben megszőnik a rendszerhasználati díjba épített ún. KÁP-díjelem, valamint a rendszerirányító által kezelt ún. KÁPkasszából történı kifizetés. A zöld mérlegkör (KÁT mérlegkör) egyik fı problémája, hogy a zöld áram mellett e mérlegkörben kerül átvételre a kapcsoltan termelt villamos energia is. A teljes átvétel kb. 1/3-2/3 arányban oszlik meg a megújuló és kapcsolt termelés között. Az új szabályozás révén jelentıs mérető kapcsoltan termelı kapacitás szerzett jogosultságot a zöld mérlegkörben történı értékesítésre, így a mintegy 20%-ra nıtt átvételi arány teljesítése már jelentısen korlátozza a villamosenergia-kereskedık beszerzési lehetıségeit. A jelenlegi keretek tehát korlátozzák a megújuló energiaforrások felhasználásának további növekedését, hiszen a kötelezı átvétel arányának jelentısebb növelése súlyosan korlátozza a villamosenergia-kereskedelmet. Ezen probléma kezelése azonban nem az allokációs rendszer függvénye, hanem a jogalkotási célkitőzésektıl függ, azaz attól, hogy milyen módon alakul a támogatáspolitika. A VET évi módosítása írt elı elıször a megújuló termelık menetrendadási kötelezettségét, de be nem tartását nem szankcionálta. Az új szabályozás értelmében az egy hónapra elıre megadott, a termelést megelızı napig módosítható, negyed órás bontású menetrendtıl való eltérés esetén a termelınek szabályozási pótdíjat kell fizetnie. A menetrendadás szabályai ellen a megújuló termelık többször is tiltakoztak, a Magyar Energia Hivatal vizsgálata pedig megerısítette, hogy több technológia esetében az elıírt szabályok veszélyeztetik a projektek gazdaságosságát. Ezért decembertıl módosultak a menetrendadás szabályai, nıttek a tőréshatárok, rugalmasabbá vált a menetrendadás, illetve lehetıség van együttes menetrendadásra is (a kijelölt felelıs megnevezésével). A 2008 végén elfogadott szabályozás alapján a havi menetrendadás elmulasztása esetén a termelınek az értékesített villamos energia minden kwh-ja után 7 Ft-ot, normál menetrendi eltérés esetén 5 MW teljesítmény feletti vízerımőnél 30%, egyéb technológia esetében 5% feletti eltérés minden kwh-jára 5 Ft/kWh szabályozási pótdíj fizetendı. Kivételt képez az 5 MW teljesítmény alatti biomassza és biogáz erımő, ahol a napi göngyölt menetrendtıl való elıbbinél 5%, utóbbinál 20% feletti eltérés után kell a pótdíjat megfizetni. 5 MW teljesítmény alatti vízerımő, illetve teljesítménykorlátozás nélkül a nap- és szélerımő esetén a napi göngyölt menetrendtıl való 50%-os toleranciasáv feletti részre kerül a pótdíj felszámításra. A törvény a 2001/77 direktívával összhangban bevezeti az eredetigazolásokat. Az igazolásokat a termelık kérelmére a Hivatal állítja ki. A támogatási rendelet elıírásai alapján a kötelezı átvételi rendszer keretében támogatásban részesülı termelık a termelésük igazolására kötelesek az eredetigazolást beszerezni, tehát az igazolás kvázi a termelık ellenırzésének eszköze. Az új VET alapján jogosultságot szerzett termelık elıször a évi termelésükre vonatkozóan (2009 elején) kell az eredetigazolást beszerezniük, míg a korábban jogosultságot szerzık elıször csak 2010 után lesznek kötelezve termelésük igazolására. 3. Megújuló energiaforrások támogatásának aktuális kérdései Az érvényes EU irányelvek és az azokból következı hazai támogatási rendszer jelenleg elsısorban a megújuló energiaforrások felhasználásával történı villamosenergia-termelést, illetve a megújulók közlekedésben való térnyerését preferálja. Ennek következtében erre a két területre irányulnak az állami ösztönzık. A hazai keretrendszert a zöld áram támogatott áron történı kötelezı átvételi rendszere, a hazai és uniós forrásokból finanszírozott beruházási támogatások, a 225

226 bioüzemanyagokra vonatkozó adókedvezmények, az energiaadó, a környezetterhelési díj, valamint a kibocsátás-kereskedelem rendszere képezik. A hazai zöld áram támogatási rendszere, a kötelezı átvételi rendszer az áralapú és a mennyiségi alapú támogatási rendszer sajátos keveréke. Egyrészrıl a zöld áramra támogatott átvételi árat fizet, másrészrıl a Magyar Energia Hivatal feladata, hogy az egyes termelık esetében meghatározza a kötelezı átvétel idıtartamát, illetve annak mennyiségét. Ebben a rendszerben tehát az átvétel idıtartama és a támogatott áron átvehetı villamos energia mennyisége a két változó paraméter. Ha a két változó paraméter közül az egyik teljesül a támogatott áras kötelezı átvétel megszőnik. A Hivatal a megújuló alapú villamos energia kötelezıen átveendı mennyiségét és idıtartamát a benyújtott üzleti terv alapján számított megtérülés figyelembevételével határozatban állapítja meg. A Hivatal a kötelezı átvétel idıtartamát legfeljebb a beruházás megtérüléséig biztosíthatja, csökkentı tényezıként figyelembe véve az esetleges egyéb támogatásokat. A VET rögzíti a megújuló energiaforrásból termelt villamos energia maximális átvételi árát, amely évente az elızı évi fogyasztói árindex változásával növekszik. A VET felhatalmazást ad a Kormánynak, hogy a megújuló energiaforrástól, technológiától, mérettıl, hatékonyságtól illetve a piacra lépés idıpontjától függıen differenciált átvételi árakat alkalmazzon. A differenciálást ugyanakkor jelentısen korlátozza, hogy a törvényi árplafonnál magasabb átvételi ár nem adható, ez pedig néhány technológia (pl. napenergia, geotermikus energia) estében nem jelent valódi ösztönzést. A hazai átvételi árak elsısorban a belépés idıpontja, illetve a méret alapján differenciálnak, de a szabályozható technológiák esetén az átvételi ár zónaidınként is változó. A január 1-je elıtt jogosultságot szerzett termelık számára az átvételi ár kiszámítása továbbra is a évi VET módosításban meghatározott képlet alapján történik. Az esetükben továbbra is technológiától függetlenül egységes átvételi ár maradt érvényben (a szabályozható technológiák esetén zónaidınként az árak eltérıek, de átlagáruk azonos a nem szabályozhatókéval). A január 1- jét követıen jogosultságot szerzı termelıkre (új belépık) vonatkozó átvételi árak pedig a k fogyasztói árindex 1% pontos hatékonyságjavítási tényezıvel csökkentett értékének szorzata alapján kerülnek megállapításra. Az új belépıknél a méretgazdaságossági szempontok figyelembevételével a méret növekedésével az átvételi árak csökkennek, 50 MW feletti kategóriában az átvételi ár megegyezik a korábbi közüzem átlagárral, magyar piaci árral (ebben az esetben már támogatástartalomról nem beszélhetünk). A jelenlegi hibrid modell fı problémája, hogy a VET maximálja a kötelezı átvételi árat. A benyújtott engedélykérelmek és a szakmai szervezetek információi alapján feltételezhetı, hogy Magyarország 2020-ra vállalt 13%-os célértékének eléréséhez a viszonylag drágább kismérető erımővek, illetve olyan termelési eljárások is szükségesek lesznek, amelyek megtérüléséhez a VET által meghatározott maximális ár már nem elegendı (például kis, biomassza alapú erımővek, különösen ültetvényekre alapozva). Erre elvileg megoldást jelenthetne a Hivatal által megállapított hosszabb kötelezı átvételi idı, de ennek hatása nem jelentıs, különösen mivel a változás a távoli jövıben következik be. Feltételezhetıen a villamos energia piaci ára és az átvételi ár közeledik egymáshoz, így a késıbbi évek támogatástartalma is kisebb illetve a késıbbi években kapott támogatások kevesebbet érnek a diszkontálás miatt. A fentiekre figyelemmel ezért sokkal hatékonyabb eszköz lenne az átvételi árak differenciálása, de ehhez szükséges lenne eltörölni a törvényben maximált átvételi árat. A nem ingyenes tüzelıanyagú, megújuló energiaforráson alapuló erımőveknél (pl. biomassza) probléma lehet, hogy mőködni fognak-e a kötelezı átvételi idı leteltével. Ez alapvetıen a piaci áraktól függ. Ez a kockázat kiküszöbölhetı lenne olyan módon, hogy a megtérülés után kötelezı átvételben maradhatnának, de egy olyan csökkentett áron, amely nem tartalmaz nyereséget, csak a költségeiket (pl. tüzelıanyag, személyzet, karbantartás) fedezné. Részben a fenti ponthoz kapcsolódik a jelenleg mőködı, biomassza vegyes tüzeléssel 226

227 mőködı erımővek kérdése. Több esetben csak 2010-ig rendelkeznek kvótával ezek az erımővek. A VET alapján a Hivatal meghosszabbíthatja ezeket a kvótákat a beruházás megtérüléséig, de ha a beruházások már megtérültek, a tüzelıanyag árak alakulásától függıen elképzelhetı, hogy jobban megéri újra tisztán hagyományos fosszilis tüzelıanyagot felhasználni, mint vegyes tüzeléssel termelni (pl. Mátrai Erımő vagy Tiszapalkonya, ahol már meg is szőnt a vegyes tüzelés). Ha továbbra is számítunk ezen erımővek zöldáram termelésére, akkor itt is szükség lehet egy második, alacsonyabb áron történı (de megfelelı nyereséget hozó) kötelezı átvételi idıszakra. 4. Megállapítások Nem külsı kényszer alapján, hanem realitásaink és érdekeink alapján döntsünk. A támogatási rendszer átalakítására van szükség oly módon, hogy a támogatási formák és azok hatásai (foglalkoztatási, megújuló energiatermelés, üvegházgáz emisszió stb.) kimutathatóak legyenek és ez alapján egyértelmő prioritási sorrendet lehessen felállapítani. A jelenlegi szabályzás részleteket akar megfogni, de utólag ad-hoc-nak bizonyult, pedig a 2020-as EU célok alapján a támogatási rendszer változni fog, még komplexebb lesz, még jobban igényli az egyes támogatási formák és intézkedések összehangolását. Érdemes átgondolni az egyedi beruházási támogatások szerepét, itt elsısorban a hıtermelés és energiahatékonyság fókuszba helyezése javasolt, míg a termelési alapú kötelezı átvételi áras támogatás a piacra termelı (ezen belül is a tüzelıanyag költséggel rendelkezı pl. biomasszás) létesítményeket segítse. El kell gondolkodni azon, hogy a jövıben a már meglévı (de ezáltal kevésbé hatékony) létesítményeket vagy új zöld mezıs beruházásokat támogassunk. A szabályozás több része engedélyezés, hálózati csatlakozás ne legyen rejtett buktató vagy blokkoló a rendszerben. A CO 2 kibocsátás-kereskedelmi rendszer legalább annyira meghatározó, mint az árampiaci eszközök ugyanakkor nagyobb koordinációt igényel, jelenleg jobban látszik egyedi lobbizás eredményének mintsem nemzeti stratégia érvényesítésének. Irodalom KADERJÁK P. (2009) Megújuló energiák szabályozásának aktuális kérdései. MTA elıadás

228 Dr. Gergely Sándor 1 Magyar Zöldenergia Stratégia Nemzeti Stratégia Gazdasági stratégia Energetikai stratégia Nukleáris Fosszilis Megújuló Szén Kıolaj Földgáz Zöld energiahordozó Tüzeléses Biogáz Motorhajtó anyagok Nap, szél, víz, geotermikus Koherens jogi és közgazdasági szabályozás Aktorok hosszú távú korrekt viszonya 1. ábra. Nemzeti stratégia 1. Nemzeti stratégia és energetikai stratégia Számos történeti tény támasztja alá: eredményes modernizáció nem jöhet létre hatékony és a legjobb szellemi energiákat egyesítı nemzeti stratégiai tervezı központ nélkül. Ma az a helyzet, hogy léteznek ágazati, szakmai, területi részstratégiák, de nem létezik átfogó, hosszú távú, ám kellıen konkrét magyar nemzeti stratégia. Ezen az áldatlan állapoton mielıbb változtatnia kell a parlamentnek. A modern állam ha sikeres országot akar menedzselni, akkor nemzeti stratégiát dolgoztat ki, majd koordinálja annak megvalósítását, megteremti a megvalósítás feltételrendszerét és szervezi a megvalósítást. Ha egy ország sikeres akar lenni a modern kapitalizmus viszonyai között, akkor csak így lehet az. A nemzeti stratégiára lehet alapozni a gazdasági stratégiát, amelynek része az energetikai stratégia. A fenti ábrán foglaljuk össze a zöldenergia tüzeléses hasznosításának feltételrendszerét. Figyelembe véve Magyarországi adottságokat, a jelenlegi zöldenergia termelés és hasznosítás messze elmarad a lehetıségektıl, ugyanis hazánk földrajzi fekvése következtében és természeti adottságait figyelembe véve elmondható, hogy igen kedvezıek a lehetıségek a megújuló energiaforrások kihasználására, különös tekintettel a zöld energiahordozóra vagyis zöldenergiára. Az EU 25 tagországa közül ezen a téren Magyarország a 3. helyen áll. Ezen belül a szántóföldi növény-, a gyümölcs-, a szılıtermesztés és az erdészet melléktermékeinek 1 Dr. Gergely Sándor Károly Róbert Fıiskola, Kutató Fejlesztı Központ, Gyöngyös sgergely@karolyrobert.hu 228

229 hasznosítása mellett az energetikai növénytermesztés területén van a legnagyobb elırelépési lehetıség. 2. A komplex zöldenergia modell alapvetı tényezıi A következı ábrán (2. ábra) mutatjuk be azt a komplex modellt, amellyel szemléltetni kívánjuk a zöldenergia hatékonyabb hasznosítása érdekében elvégzendı feladatokat. Az ábra jól szemlélteti azt a többtényezıs, bonyolult, egymásra hatásokat tartalmazó rendszert, amely létrehozza a zöldenergia modellt. Termelési, talajjavítási, talajtáplálási kísérletek Üzemi zöldenergia ültetvény kísérletek Telepítési, ápolási, betakarítási, szállítási tüzelési technológiák Növénytermesztési és erdészeti melléktermékek energetikai hasznosításának, laboratóriumi, félüzemi vizsgálata Zöldenergia termelés és hasznosítás jogi szabályozásának helyzete, javaslatok a stratégiacéloknak alárendelt, rendszerszerő változtatásokra KOMPLEX ZÖLDENERGIA MODELL ALAPVETİ TÉNYEZİI Zöldenergia termelés és hasznosítás közgazdasági elvonás szabályozásának helyzete, javaslatok a stratégiacéloknak alárendelt rendszerszerő változtatásokra Zöldenergia termelés és hasznosítás horizontális és vertikális modellje Zöldenergia termelés és hasznosítás mikro- mezo- és makroökonómiai összefüggései és értékelése Zöldenergia termelés, hasznosítás és a fenntartható fejlıdés összefüggéseinek vizsgálata Zöldenergia termelés és hasznosítás hatása az életminıségre 2. ábra. Komplex zöldenergia modell alapvetı tényezıi I. 229

230 MVM Magyar Villamos Mővek Regionális egyetem, fıiskola MFB Magyar Fejlesztési Bank Hulladékhı hasznosítók, zöldség TÉSz-ek és 2. szintő TÉSz A Komplex Zöldenergia Program ható tényezıi Befektetık Hulladékhó hasznosítók, MEGA Zöldség Program megvalósítók Termelıi csoportok Energetikai faapríték termelık, szolgáltatók 3. ábra. A Komplex Zöldenergia Program ható tényezıi II. A komplex zöldenergia modell alapvetı tényezıit tartalmazza a 3. ábra is, de szervezeti szempontok alapján történt a kiválasztás. Az ábra megjeleníti a hulladékhı hasznosítás egyik fontos lehetıségét jelentı hajtatásos zöldségtermesztési program lehetıségét. 3. A zöldenergia hordozók és élelmiszer alapanyag termelés fenntarthatósági minısítése Összehasonlítottuk 11 féle égetéses hasznosítású zöldenergia hordozó, 10 féle zöldüzemanyag, valamint a legfontosabb 6 élelmiszer alapanyag fıbb fenntarthatósági, energiahatékonysági, földhasználati, élelmiszerpiaci, termelés potenciálbeli, jármőpark felkészítésbeli, tıkeigényre vonatkozó, költségbeli, hozamvonatkozású, profitbeli, állami támogatási igényre vonatkozó, az elosztó rendszerre kifejtett hatás, a kutatási igénybeli, a foglalkoztatási, a lokális fejlesztésre vonatkozó hatásait, amelyeket pontozással súlyoztunk. A legkedvezıbb hatást az adott tényezıben 6 ponttal jelöltük, a legkisebb hatást pedig 1 ponttal. Ahol az adott tényezı hatása nem volt értelmezhetı, ott nem adtunk pontot. A környezeti hatásnál vizsgáltuk az életminıségre, a talajra, a vízre, a levegıre és a klímára gyakorolt hatást. E részhatások összegzéseként a következı eredményt kaptuk - a környezeti hatás összesítés során - az égetéses hasznosítású zöldenergia hordozók csoportjában. A környezeti hatás szempontjából az elsı helyen a tőzifa (30 pont), a 2. helyen a hulladékártalmatlanításból keletkezı biogáz (29 pont), 3. helyen az energiaerdı fája (27 pont), 4. helyen pedig az évelı lágyszárúak iker és melléktermékei, valamint a fahulladék végzett ponttal. A zöldüzemanyagok csoportjában a környezeti hatások összesített tényezıi alapján: elsı helyen 30 ponttal a hulladékártalmatlanításból származó biogáz szerepel, ezt követi a biogáz elıállítás iker és melléktermékbıl, a biogáz és biodízel elıállítás, valamint a biogáz és hidrogén elıállítás. Utóbbiak egyaránt ponttal. A biogáz azért szerepel az égetéses hasznosítású zöldenergia hordozók és a zöldüzemanyagok csoportjában is, mert tisztítás után az utóbbi célra is használható. 230

231 A környezeti hatás együttes tényezıinek vizsgálata az élelmiszer-alapanyagok között azt az eredményt hozta, hogy a legkedvezıbb a fenntarthatóság szempontjából a hajtatott zöldség 25 ponttal. Ezt követi a szántóföldi zöldség, valamint a gyümölcs és a szılı ponttal. Az energia hatékonyság, vagyis az input és output energia aránya fontos szempontja mind a társadalmi, mind a gazdasági, mind a környezeti fenntarthatóságnak. Ezen a téren a legjobb helyzetben az évelı és egyéves lágyszárúak iker és melléktermékez, a tőzifa, a fahulladék, az energiaerdı fája és a energetikai faültetvény fája van 6-6 ponttal. A zöldüzemanyagok közül a biodízel, szintetikus dízel, dimetil-éter és a metanol kapott 5 pontot. Itt kirívóan rossz a helyzete az etanolnak, 1 pontot kapott, és a fıtermékbıl elıállított biogáz, amely 2 pontot kapott. A földhasználat értékelése alapjában véve megegyezik az energia hatékonysággal, de amíg az élelmiszer-alapanyagok energia hatékonysága ebben az összefüggésben nem volt értékelhetı, addig a földhasználatnál 6 ponttal a gyümölcs, szılı és a hajtatott zöldség szerepel. Az élelmiszerpiacra gyakorolt hatás vizsgálatánál az égetése hasznosítású a legjobb helyezést a tőzifa, a fahulladék az energia erdı fája és az energetikai faültetvény fája érte el 6-6 ponttal. Viszont mindössze egy pontot kapott a fı termékbıl elıállított biogáz. Szintén kedvezıtlen hatással van az élelmiszerpiacra az egyéves lágyszárúakból fıtermékként elıállított égetéses hasznosítású zöldenergia hordozókra, ezért mindössze két pontot kapott. Az élelmiszerpiacra gyakorolt hatások közül a metanol érdemel 6 pontot, a biogáz iker és melléktermékbıl, valamint a biogáz hulladékártalmatlanításból pedig 5-5 pontot. Az élelmiszer-alapanyagok közül az élelmiszerpiacra minden felsorolt tényezı kiváló hatású, ezért 6 pontot kapott. Egyetlen kivétel van a szálas és tömegtakarmányok, amely azért kaptak 4 pontot, mert a velük elıállított állati termékek fenntarthatósága alulmúlja a közvetlenül táplálkozásra alkalmazott növénytermesztési termékeket. A termelési potenciál vizsgálatánál a legjobb helyezést az energetikai faültetvény fája ért el az égetéses hasznosítású zöldenergia hordozók közül, a zöldüzemanyagok közül pedig a hulladékártalmatlanításból származó biogáz, az élelmiszer-alapanyagok csoportjában a szálas és tömegtakarmányok 5 pontja kivételével, a többi 6 pontot kapott. Vizsgáltuk a jármőpark felkészítése iránt megnyilvánuló követelményeket és azt az eredményt kaptuk, hogy ezen a téren a legjobb helyzetben a biodízel és a szintetikus dízel van 6-6 ponttal, amelyeket az etanol és a metanol követ 4-4 ponttal. A gazdasági fenntarthatóság szempontjából alapvetı jelentıséggel bír az, hogy milyen tıkeigényt támasztanak a vizsgált zöldenergia hordozók, zöldüzemanyagok és élelmiszeralapanyagok. Ezen a téren a fahulladék kapott 5 pontot, valamint az energetikai faültetvény fája. A legkedvezıtlenebb helyzetben a tőzifa és minden biogáz termék van 2-2 ponttal. A zöldüzemanyag közül tıkeigény szempontjából a legkedvezıbb helyzetben a metanol van 5 ponttal, és 1-1 ponttal a legrosszabb helyzetben a biogáz termékek vannak. Az élelmiszeralapanyagok csoportjában a legnagyobb tıkeigény a hajtatott zöldségtermesztést jellemzi, ezért ez 3 pontot kapott. Szintén a gazdasági fenntarthatóságot jellemzi a költségszint. Ezen a téren a legkedvezıbb helyzetben a tőzifa a fahulladék az energiaerdı fája és az energetikai faültetvény fája van 5-5 ponttal. A zöldüzemanyagok közül mindössze a biodízel érdemelte ki az 5 pontot és a legrosszabb helyzetben a biogáz van 1 ponttal. Az élelmiszer-alapanyagok 4 pontot kaptak, a 3 pontos szálas és tömegtakarmány kivételével. További tényezıje a gazdasági fenntarthatóságnak, hogy milyen hozamok várhatók az egyes vizsgált termékeknél. Ezen a téren az égetéses hasznosítású zöldenergia hordozók közül 5-5 ponttal a legkedvezıbb helyzetben a tőzifa, az energia erdı fája az energetika faültetvény fája van. A zöldüzemanyagok közül nincs 6 vagy 5 pontos. 4 pontot ért el a biodízel a szintetikus dízel a metanol az iker és melléktermékbıl elıállított biogáz. Az élelmiszer 231

232 alapanyagok közül a területi termelékenységben 6-6 ponttal a gyümölcs szılı és a hajtatott zöldség vezet. A gazdasági fenntarthatóság egyik legfontosabb jellemzıje a profittermelı képesség területegységre jutó mértéke. A vizsgált termékcsoportok közül ezen a téren a legjobb helyezést a hajtatott zöldség érte el 6-os értékszámmal. Az élelmiszer alapanyagok közül a szálas és tömegtakarmányokon kívül a többi 5-5 pontot ért el. A zöldüzemanyagok közül mindössze a biodízel ért el 5 pontot, miközben az etanol és a biogáz csak 2-2 pontot. Az égetéses hasznosítású zöldenergia hordozók közül 5 pontot ért el a fahulladék és az energiaerdı fája. Ebben a csoportban a legkedvezıtlenebb 2-es értékszámot az évelı lágyszárúak fıterméke kapta. A gazdasági és társadalmi fenntarthatóságot is befolyásolja az, hogy az egyes vizsgált termékeknek milyen az állami támogatás igénye. Ezen a téren az égetéses hasznosítású zöldenergia hordozók közül a legkedvezıbb helyzetben, vagyis a legkisebb állami támogatási igénnyel az évelı lágyszárúak iker és melléktermékei, az egyéves lágyszárúak iker és melléktermékei és a fahulladék van 6-6 ponttal. Fajlagosan a legtöbb állami támogatást a három biogáz termék kívánja, ezért ezek 1-1 pontot kaptak. A zöldüzemanyagok közül nincs sem 5 sem 6 pontos, a biodízel és a metanol 4-4 pontos, az etanol 2, a biogáz fıtermékbıl 1 pontos és ugyanígy 1 pontos a biogáz + biodízel és biogáz + hidrogén is. Az élelmiszeralapanyagok közül a 4 pontos szálas és tömegtakarmányokon kívül az összes többi 5 pontot ért el. Szintén gazdasági társadalmi fenntarthatósági tényezı az elosztó rendszerek iránti igény mértéke. Itt az égetéses hasznosítású zöldenergia hordozók csoportjában négy termék szerepelt a legjobb helyezéssel, de mindössze 4-4 ponttal. Ezek a tőzifa, a fahulladék, az energiaerdı fája, valamint az energetikai faültetvény fája. A zöldüzemanyagok közül 5-5 pontot kapott a biodízel a szintetikus dízel és az etanol. A hidrogén szállítás és tárolás mőszaki és biztonsági követelményei és kockázatai miatt mindössze 1 pontot kapott a biogáz+hidrogén termék. Az élelmiszer-alapanyagok közül mindössze két termékcsoport kapott 5 pontot. Ezek a sőrő sortávú és nem sőrő sortávú gabona és olajnövények. A társadalmi fenntarthatóságot befolyásolja a kutatási igény, amely tényezık szempontjából a legkedvezıbb helyzetben van a tőzifa, az energia erdı fája és az energetika faültetvény fája. A zöldüzemanyagok kutatási szükséglete a 4 pontos etanol kivételével mindegyiknél igen magas értékő. Ezt jelzi, hogy a többi a 2-es és 3-as értékszámmal szerepel, amíg a biogáz fıtermékbıl 1-es értékszámmal. Az élelmiszer-alapanyagok közül 6-os értékszámmal szerepel a gyümölcs, szılı a szántóföldi és a hajtatott zöldség. A társadalmi fenntarthatóság szempontjából alapvetı tényezı a foglalkoztatás. Ezen a téren az égetéses hasznosítású zöldenergia hordozók közül 5 ponttal szerepel a fahulladék és az energetikai faültetvény fája, a zöldüzemanyagok közül pedig szintén 5 pontos a metanol. A legkedvezıbb foglalkoztatási vetülete a gyümölcsnek, a szılınek, a szántóföldi és a hajtatott zöldségfélének van. Ezek 6-6 pontot kaptak. Szintén a társadalmi fenntarthatóság szempontjából vizsgáltuk a lokális fejlesztı hatást. Ezen a téren az égetéses hasznosítású zöldenergia hordozók közül 6 értékponttal a hulladékártalmatlanításból származó biogáz szerepel. Ezt követi 5-5 ponttal a fahulladék, az energia erdı fája és az energetikai faültetvény fája. A zöldüzemanyagok közül a legkedvezıbb lokális fejlesztı hatása ugyancsak a hulladékártalmatlanításból származó biogáznak van, amelyet a biogáz+biodízel követ 5 ponttal. Az élelmiszer-alapanyagok közül kiemelkedıen kedvezı a lokális fejlesztı hatása a gyümölcs, szılı és a szántóföldi és hajtatott zöldségnek (6-6 pont). Az élelmiszer-alapanyagok közül a legkedvezıtlenebb értékszámú a sőrő és nem sőrő sortávolságú gabonanövény 2-2 ponttal. 232

233 4. A kistérségi/települési energiarendszerek A következı ábrákon (4., 5. ábra) mutatjuk be a kistérségi/települési rendszer energiaellátását és/vagy termelését, annak 7 tényezıjének jellemzésével. Ezek: a beszerzési forrás, a szállítás, az elosztás, a fogyasztás, az energiahordozó értékesítés, az ellátási kockázat és a környezeti kockázat. Elıször a jelenlegi helyzetet mutatjuk be, majd a jövıbeli lehetıségek közül egy változatot. A jövı változat reméljük, mielıbb megvalósul, amikor a kistérségi/települési energiarendszer többletet lesz képes elıállítani, vagyis energia értékesítıvé válik. Irodalom GERGELY S. (2007) Regionális Kisvállalkozás Támogató Rendszer (REKTÁR). Szaktudás Kiadó Ház, Budapest, 292p. GERGELY S. (2007) Regionális Zöldenergia Klaszter. Gyöngyös, 181p. GERGELY S. (2007) Zöldenergia kézikönyv. Szaktudás Kiadó Ház, Budapest, 214p. GERGELY S. (2008) Magyar-szlovák zöldenergia modell. Szaktudás Kiadó Ház, Budapest, 238p. GERGELY S. (2008) A hátrányos helyzető kistérségek felzárkóz(tat)ása az Észak-magyarországi Régióban. Szaktudás Kiadó Ház, Budapest, 305p. GERGELY S. MAGDA S. (2008) Segíthet a zöldség program (I.). Magyar Mezıgazdaság. Budapest, augusztus 6. pp GERGELY S. MAGDA S. (2008) Segíthet a zöldség program (II.). Magyar Mezıgazdaság. Budapest, augusztus 13. pp

234 Kistérségi/települési energiarendszer (mai helyzet) Beszerzési forrás (input) Szállítás Elosztás Fogyasztás Energiahordozó értékesítés (output) Ellátási kockázat Környezeti kockázat túlnnyomórészt importból a többi is kistérségen kívülrıl jellemzıen igen nagy távolságokról szállítási veszteség nagy szállítási költség tetemes Túlcentralizált költséges bonyolult rendszer drága, de nem takarékos nem hatékony növekvı felhasználás nincs import kockázat nem kezelhetıen nagy belföldi kockázat kezelhetı, közepes súlyos szennyezés: kitermelési szállítási elıállítási talaj víz levegı 4. ábra. Kistérségi/települési energia rendszer-mai helyzet 234

235 Kistérségi/települési energiarendszer jövı Beszerzési forrás (input) Szállítás Elosztás Fogyasztás Energiahordozó értékesítés (output) Ellátási kockázat Környezeti kockázat több a saját elıállítás, mint a helyi felhasználás kívülrıl csak kiegyenlítés a távolról szállított hányadra jutó szállítási veszteség nagy a helyben elıállított rész szállítási vesztesége elenyészı a távolról szállított rész szállítási költsége nagy a helyben elıállított rész szállítási költsége elenyészı Távolról szállított rész: Túlcentralizált költséges bonyolult rendszer Helyben elıállított rész: Decentralizált alacsony költségek egyszerő rendszer csökkenı ár takarékos hatékony csökkenı felhasználás van, aránya jelentıs és növekvı az ellátási kockázat kezelhetı, alacsony színvonalú a kiegyenlítı mennyiség kockázata közepes, kezelhetı kismértékő és kezelhetı: termelési szállítási elıállítási talaj víz levegı 5. ábra. Kistérségi/települési energia rendszer - jövı 235

236 Dr. Göız Lajos 1 Északkelet-Magyarország energetikai fejlesztési programjai és a megújuló energiák (Energia kérdések; a Makói-ároktól Nyírtassig) Az energiakérdés állandóan napirenden van nemcsak az egyes államokban, hanem tulajdonképpen az egész világon. Európa kiszolgáltatott helyzetben van, különösen a gázforrásokat illetıen. Helyenként 80%-os arányban vagyunk ráutalva az egyes országok szerint változóan ugyan az orosz gázra. Tekintettel arra, hogy az igazolt orosz gázkészletek a legjelentısebbek a világon, hosszú távon ezt természetesen nem lehet figyelmen kívül hagyni. Néhány évvel ezelıtt a társadalmi átalakulás periódusában egyes liberális szemlélető politikusok szinte szuggerálták a társadalomba, hogy az állam a legrosszabb gazda, és az államtól el kell venni az egyes iparágakat, és akkor a társadalom lényegesen jobban jár, olcsóbb lesz az elektromos áram, olcsóbb lesz a főtési energia, mindez lényegesen kedvezıbb helyzetbe hozza az egész társadalmat. Ennek nyomán születtek meg azok az intézkedések, hogy eladtuk a privatizáció során a villamos energia teljes szektorát, hiszen az magánkézbe került. A MOL eladta az egész gáz üzletágát, tulajdonképpen ilyen formában eszköztelenné tette magát. Az importıröknek nincs semmiféle ellátási kötelezettségük, csak a piac érdeke diktál. A forrásbiztonság megteremtésében pedig ezek az államok nem tudnak egységesen fellépni. Nincs egységes felelısségvállalás az Európai Unióban, és hiányzik a közös, határozott fellépés. Mi lett az eredménye a nagy privatizációs hullámnak? Csak egy példát, 1995 és 2004 között a német tulajdonú, teljes hazai áramszektor által felvett tulajdonosi osztalék amit adómentesen vittek ki 744 milliárd Ft volt. A gyakorlat azt igazolta, hogy nem a társadalmi érdekek diktálnak, hanem kizárólagosan a tıke érdekei érvényesülnek, és sajnos az uniós elıírások is ezt támogatják. 1. A hazai energiapolitika kihívásai 1) Az ellátás biztonsága 2) Az energia ára, árszabályozása 3) Az import kezelése 4) Összhang az EU energiapolitikájával 5) Költség, hatékonyság, energia-takarékosság 6) A megújuló energiák hatékony alkalmazása 7) A hazai nukleáris energia-fejlesztés programja Lehet-e az importot diverzifikálni? Lehet-e egy olyan energiastratégiát kialakítani, ami a nemzeti érdekeket tartja elsıdleges célkitőzésként az egész energiaszektorban, energiapolitikában? Elöljáróban a realitásoknál maradva, és vizsgálva a kérdést meg kell állapítani, hogy a magyarországi erımővek egy része elavult, és alacsony hatékonysággal termel (30-35%). A másik fontos szempont, hogy akármilyen csekély mértékben növekszik is az energiaigény, pl. évi 1,5%-os villamos energia növekménnyel számolunk, akkor (2025-re minimum) 1 Dr. Göız Lajos Nyíregyházi Fıiskola, Turizmus és Földrajztudományi Intézet, Nyíregyháza goozl@zeus.nyf.hu 236

237 6 000 MW új kapacitást kell biztosítani. Természetesen a régi erımővek modernizálása, új erımővek létesítése, magánvállalatokat érint. Ilyen értelemben az elemzés azt eredményezi, hogy a környezetvédelmi elıírásokat is betartva ezeknek a magáncégeknek kell versenyképes áron (pl. villamos energiát vagy hıt) termelni. A hatékonyságjavítás azért is fontos, mivel ha összevetjük az európai energiatermelés és az erımőrendszer hatásfokával egy GDP-értékre vetítve jóval több energiát használunk. Az helyes tehát, hogy ezeket a nagyfogyasztású, alacsony hatékonyságú erımővi blokkokat leállítjuk pl. a Dunamenti (százhalombattai) Erımőnél, és a csehekkel közösen épített modern erımő blokkjai fogják a meglévı 200 MW-osakat pótolni. Jelenleg a Paksi Atomerımő állít elı legalacsonyabb áron elektromos áramot. Az erımővi költség kb. 8 Ft/kW villamos áram esetében. A többi erımő lényegesen magasabb áron tud elıállítani, szállítani villamos energiát. (Az atomerımővi blokkok leállítása a lakosság számára minimum 10-15%- os áremelkedést vonna maga után.) Ezért volt bölcs lépés, hogy a parlament szinte ellenvélemény nélkül megszavazta a Paks bıvítésére vonatkozó elızetes koncepciót. 1. táblázat. A hazai energiaimport és felhasználás Ágazaton belüli import arány % Országos energiafelhasználásban % Szén, fa 20 10,9 Olaj 86 24,7 Földgáz 81 45,9 Villamos energia 17 15,1 Megújuló energiák 4,4 100,0 Ha megvizsgáljuk az európai gázfogyasztást, ebben az esetben az európai 421 milliárd m 3 /év gázfogyasztásban a megépítendı rendkívül költséges vezetékek nem biztos, hogy célszerőek, hiszen még a Nabucco is csak 34 milliárd m 3 -t tud szállítani évente. Ez az európai 420 milliárd m 3 -es fogyasztásnak bizony csak csekély százaléka, hiszen Magyarország évi fogyasztása egyedül 14 milliárd m 3. Ezeknek a vezetékeknek az építése igen költséges és ilyen értelemben a haszna csak abból kiindulva, hogy 2009-ben ez a gázmizéria volt, nem biztos, hogy gyorsan megtérül, azonban bizonyos mértékő diverzifikációt jelent, különösen, ha a tároló kapacitást növeljük. Volna más útja is a biztonságra törekvésnek? A Makói-árok, ez a mélymedence feltárása, amiben a MOL együttmőködik az EXXON-MOBIL amerikai, ill. kanadai cégekkel, kétségtelenül jelentıs készletet jelent, és a leggazdaságosabb felhasználás itt helyben volna célszerő, de mivel ez nem egy hagyományos, úgynevezett szolnoki formáció, ahol a gáz nagy nyomással esetlegesen kísérı közeggel (pl. sósvíz) szabad áramlással kerül a felszínre, hanem egy kompakt kızetrétegben, változatos rétegsorban nagynyomású folyadékot beinjektálva lehet csak felszínre hozni. A letermelési koncepció teljesen eltér a hagyományostól. 30 éve terveznék a letermelést és évente 50 mélyfúrást kell lemélyíteni, mintegy 4-5 ezer méter mélységig. Ez összesen kb mélyfúrást jelent, a teljes mezı km 2. (Az OKGT annak idején 3 évig fúrta a HÓD-I-est, közel 600 méterig.) A gázbeáramlás a kutakban ebben a formációban csak sőrő kúthálózattal történhet mint említettük rétegrepesztéssel oldható meg. Erre a MOL-nak nincs kellı tapasztalata, bár sok kitőnı szakemberrel rendelkezik. Ezért célszerő az említett cégekkel együttmőködve letermelni e gázmezıt. Ez be is következik, ha a most lemélyített 3 fúrás geofizikai, földtani kiértékelése alapján gazdaságosnak ítélhetı. (Egy kút fúrási költség kb millió dollár, és kb. 70 napot vesz igénybe, mint említettük, évi 50 fúrást terveznek.) 237

238 Így tehát a hazai források a földgáz tekintetében ilyen korlátok között vehetık figyelembe, ha ezekben a hetekben megszületik a döntés. Az energiaellátás még egy sajátosságát meg kell említetnünk; a világon elsık között vagyunk a gázhálózatba bekapcsolt települések számarányában. Magyarországon település van közvetlen csıvezetékkel a gázhálózatba bekapcsolva, ami a települések számát tekintve 94%-os arány. Ez világviszonylatban is a legnagyobbak közé tartozik, csak Hollandia elız meg. Az ország gázigényének jelentıs részét mint említettük importból szerezzük be, és ez az import természetesen orosz gázra épül. Még az a gáz is, ami most a gázcsapok elzárásakor nyugatról jött be a Baumgarten Gyır vezetéken keresztül, tulajdonképpen orosz gáz. Szerencsére az ország tárolókapacitása igen jelentıs, a földalatti gáztárolók három hónapig tudják fedezni az igényeket, egyedül az Európai Unióban hazánk felel meg annak a követelménynek, hogy minden állam ¼ évi készletet tudjon tárolni. Ez most a GAZPROMMAL együttmőködve még bıvül is, hiszen ık is érdekeltek üzletileg a biztonságos szállításban. Egy egységes hazai energetikai koncepció hiányát látom a következıkben. Az EU 3 20-as koncepciója, 2020-ra: 20 %-os energiamegtakarítás, 20%-osak legyenek a megújuló energiák, 20%-os CO 2 -csökkentés arány. Magyarország felmentést kért és kapott a megújulókra kiírt 20%-os arány helyett 2020-ra 13%-os részesedést tervezünk ill. kértünk. Jelenleg 55 PJ a megújuló energia felhasználás. Reális-e az az elvállalt teljesítmény, ami 2020-ra a megújulók részarányát 13%-ra célozza megemelni? Milyen stratégia szolgálna a megújuló energiaforrások felhasználásának növelését, a különbözı ágazatokban? Sok minden gátolja ennek a realitását. Nincs még érvényben a megújulókra vonatkozó törvény. Az átvételi árak hektikusan változnak. Csak bizonyos energia fajták támogatását teszik kedvezıvé (a megújulókon belül), míg néhány energiaféleséget pedig mellız. Nem lehet terveket készíteni, amíg nem kap a beruházó hosszú távra biztonságos átvételi árakat, biztonságos adózási- és egyéb szabályozókat. Milyen támogatásokat, és milyen formában lehet a megújulók fejlesztése érdekében kialakítani? Számolni kell; ha az elıírt 13%-os részarányt el akarjuk érni, milyen mértékő beruházás szükség, mennyi ennek a költsége, mibıl fedezzük ezeket az igényeket, és milyen támogatási program áll rendelkezésre? A kérdés úgy is felvetıdik, hogy mi a realitása néhány tervezett nagy sajtóvisszhangot kiváltó beruházásnak? Az importforrásokat mennyiben kell figyelembe vennünk az új erımő-beruházási tervek elkészítése során. Mint ismeretes, az új erımő-beruházásokat éppen itt, Északkelet- Magyarországon tervezik a különbözı üzleti-, pénzügyi beruházók. Továbbiakban is elsısorban az orosz, illetve Ukrajnából egy külön vezetéken kialakított gáz ellátására alapoznak. A Paksi Atomerımőnél nagyobb teljesítményő tervezett Nyírtasson létesítendı erımő, ami MW kapacitással, tehát összesen 2400 MW teljesítménnyel lépne be között, teljesen földgázra alapozva. A következı, a Kapolyi László cégével fémjelzett, úgynevezett Kárpát-Energo Erımő, amit Vásárosnaményban létesít a cég, 230 MW teljesítményő, ez eltér az eredeti elgondolástól, mivel biomasszára tervezték, most már kizárólag szintén, az Ukrajnából származó gázra épít. Ezek a beruházások nem szolgálják a diverzifikálást, az import-függıségünk sajnos csak növekedni fog. Milyen módon lehetne a várható, évi 1,5%-kal növekvı villamos energiaigényt, ésszerően kialakítani, és az energia-függıségünket párhuzamosan ezzel csökkenteni? A még meglévı szénvagyonra települt két erımőnél is szükségesek az új, modernebb, jobb hatásfokú blokkok 238

239 kiépítése. Azonban azzal is számolni kell, hogy az Oroszlány és térségében feltárható szénvagyon éven belül kimerül. Rendkívül kétséges és véleményem szerint hosszabb távon pedig szinte egyáltalán nem megoldható gyakorlat, a nagymértékő, a szénnek és a fatüzelésnek párhuzamos alkalmazása. (Különösen, ha az elszámolások tisztaságát vesszük, akkor még nagyobb mértékben merülnek fel kételyek ezekkel kapcsolatban.) A hazai erdıgazdaságok milyen arányban és mértékben tudják az erdıállomány ésszerő fenntartása mellett fedezni a Pécsi Erımő fatüzelését, a Tiszai- ill. az Ajkai Erımő, a Mátrai Erımő valamint a Kazincbarcikai Erımő tőzifával való ellátását? Az így elıállított zöldáram mennyiben zöld? 2. A megújuló energiák Ahhoz, hogy megítéljük a fejlesztési lehetıségeket a megújuló energiák terén, szükséges ismernünk megújuló energiák potenciálját, a különbözı intézmények, egyetemek vagy személyek által kiszámolt potenciálbecslések eredményeit. A Magyar Tudományos Akadémia Megújuló Energia Bizottsága által a napkollektorokra megállapított 65 PJ/év, a napelemeknél 1749 PJ-re becsült potenciál igen jelentıs (külön szerepel a 37,8 PJ/év passzív szoláris sugárzás által nyerhetı energiatermelı kategória). A biomassza vonatkozásában a szilárd biomasszát, valamint a gáz biomasszát jelentıs, PJ/év potenciálra becsüli az akadémiai bizottság. Az egyes energiafajták értékelésénél nagy a szórás. Mindenesetre megállapítható, hogy a legnagyobb szerepet a napenergia, a szél és a biomassza viszi, ugyanakkor a geotermális energia majdnem minden potenciálbecslést végzı intézménynél nagyjából 60 és 50 PJ között mozog, ami megítélésem szerint nagyon alábecsült, és nem számol a felszín közeli, ún. földhı hıszivattyúval történı hasznosításával. Összefoglalóképpen megállapíthatjuk, hogy Északkelet-Magyarországon a megújuló energiák hasznosítása a lehetıségek ellenére csekély; mindössze 3% a teljes energia felhasználásának, és ez a 3% is fıként a hagyományos biomasszát jelenti Szoláris energia Területünkön közel 100 éve van direkt-sugárzás mérés, míg globál sugárzás 2 helyen 1955-tıl. A napos órák száma 2000 óra/év (50 évi átlag érték). A globális sugárzás évi összege: KJ/m 2. Területünkön a napkollektorok valamint fotovillamos, PV 1. ábra. A Villamosipari Kutató Intézet által 1980-ban 36 darabból 76 mm átmérıjő szilícium napelembıl álló modul töltési görbéje Kisvárdán 239

240 rendszerek száma szinte jelentéktelen. (Ez azért is szomorú, mivel már 1980-ban, a Magyar Villamosipari Kutatóintézet által kifejlesztett 36 darab szilícium napelem modult éppen a területünkön, Kisvárdán telepítették és mérték be és az évi termelés igen jó eredményeket bizonyított.) (1. ábra) 2.2. Szélenergia Területünkön számos helyen volt sebesség mérés (Záhony, Napkor, Kisvárda, Nyíregyháza),de ezek a mérések 30 méter alatt történtek, a nagyobb magasságra (75 m-re) interpoláltuk az adatokat. Megállapítható, a késıbbi országos mérésekbıl is, hogy a terület nagy hányadán, 5,5-6 m/sec értékekkel számolhatunk helyenként kimutatható csatornahatás, az évi óraszám kb. 40%-ban, tehát az év 8760 órájából, ha a generátor 100 m magasságban helyezkedik el, van lehetıség több helyen is szélfarmok telepítésére, figyelembe véve a környezetvédelmi elıírásokat és a hálózati betáplálás lehetıségét. A szomszédos térségekben (pl. Nagyrozvágy, Hejce) szintén kiváló lehetıségek vannak ennek az energiának hasznosítására Geotermikus energia A területen (Hajdú és Szolnok megyét nem számítva) 27 nagyobb mélységő termálfúrás van. A kutak mélysége méter között változik, átlagos mélység: 949,2 méter. A kitermelhetı vízhozam liter/perc, az átlag 892,2 l/p. A kutak közül a tiszavasvári kútban mérték a legmagasabb talphımérsékletet: 88 C, a kutak kifolyó vízének hımérséklete C között változik. A vizek alkáli hidrogénkarbonátos-kloridos ásványvíz. Helyenként jódos, fluoritos. A kationok közül a nátrium és a kalcium szerepel a legnagyobb mennyiségben. Van olyan kút (Jósa-2 sz.) ami, ágyszámot tekintve az ország legnagyobb megyei kórházát látja el melegvízzel, valamint a mosodát is, és éjjel 3 óra alatt visszaáll az eredeti termelıi rétegvízszint. Összefoglalva: kedvezıek a geotermális viszonyok (12-13 m/ C a geotermikus gradiens), sajnos a kutak kihasználási foka mégis csak 5% körüli. A hasznosítás lehetıségei: balneológiai, gyógyászati, mezıgazdasági, szárítás, aszalás, üvegházi kertészet, fóliasátor főtés, intenzív hal-, rák-tenyésztés, gombatermelés, talajfőtés, jégtelenítés, hőtıházak üzemelése Biomassza Egyedül Szabolcs-Szatmár-Bereg megyében a mezıgazdasági hasznosításra alkalmas parlag terület meghaladja a ha-t. Csak három jelentısebb biomasszát felhasználó üzem van: a nyírbátori vegyes üzemő m 3 / nap biogázt termel, és a villamos áram kapacitása kwh. A szakolyi üzem 19,8 MW villamos teljesítményő. Mátészalkán szintén mőködik egy biodízel üzem. Az erdıgazdasági, faipari hulladék felhasználása csak részben van megoldva. A Földön kevés olyan ország van mint Magyarország, hol a mezıgazdaságilag megmővelhetı terület aránya 0,3% híján 70% (szántó, kert, gyümölcsös, szılı, legelı és gyep). A gabonaféléknél a fı- és melléktermékek aránya 50-50%, míg az erdıgazdaságban a kitermelt faanyag kb. 22 %- a melléktermék. Az országban az évi bálázott szalma mennyiség évente 4,5-7,5 millió tonna, ennek ellenére még egyetlen szalmaerımő sem mőködik az országban. (Angliában 2 nagy 240

241 szalma-erımő van, s ebbıl például az egyik otthont lát el villamos energiával.) A bioalkohol, biodízel olajok elıállításának jó lehetıségei vannak a területünkön. (Már ben e területrıl szállították a SHELL budapesti finomítójába a burgonyából, cukorrépából elıállított ipari szeszt, amit aztán motalkó néven forgalmaztak, és 18-20%-os arányban keverték a benzinbe.) A svéd tapasztalatokat felhasználva, salix (főz) féléket lehetne termelni a kihasználatlan folyami árterületeken. Ezeket ık motorhajtóanyag: etanol elıállítására hasznosítják, a lignocellulóz alapú termelés jövıje a legígéretesebb Vízenergia A Felsı-Tiszára, valamint néhány mellékfolyóra már 80 évvel ezelıtt voltak tervek duzzasztó, illetve erımő létesítésére. A tározós erımővek elkészített Zempléni-programját a környezetvédık tiltakozása következtében fel kellett adni, pedig a szélerımővek által termelt áram energia-tárolását nagymértékben segítette volna. Svájcban, Németországban már több mint 100 éve mőködnek tározós erımővek. 3. Mi a kiút? Az oktatás megszervezése A megújuló energiák felhasználásához szakembereket kell képezni. Van olyan terület, ahol rövidebb idı szükséges, van, ahol nagyobb, hosszabb képzési idı szükséges. A földhı hasznosítás pl. hıszivattyúval, vagy a szolár cellák felszerelésének technológiája nem kíván annyi idıt, mint egy biomassza-, biogáz üzemmérnökeinek kiképzése. Kiváló szakemberek rendelkezésre állnak hazánkban is, de a nagy nyugati és e téren gazdag tapasztalatokkal rendelkezı világcégek, üzleti érdekbıl örömmel támogatják ezt a célkitőzést. A szomszédos Ukrajnából és Romániából is érdeklıdnek a megújuló energiák szakemberképzése iránt, ezt gondolom az EU is támogatná. Sajnos a lakosság a megújuló energiákkal szemben tartózkodó, sokszor indokolatlanul visszautasító. Irodalom ALMÁSI L. MAKAI Z. (2009) A termálvíz villamosenergia-termelésre való hasznosításának tapasztalatai Nagyváradon. Magyar Energetika 2009/1 BAI A. (2003) Biomassza hasznosítás az Észak-Alföldön. Környezetvédelem, 1. sz. 11p. BOHOCZKY F. (2001) Az energiapolitika és a megújuló energiaforrások. OMSZ, Budapest GÖİZ L. (2006) A hazai termálenergia és hasznosítási lehetısége, és megoldásra váró problémái. Energiagazdálkodás, Budapest, 47. évf. 6. sz. GÖİZ L. (2006) A geotermikus hı kitermelésének lehetıségei az elárasztott recski mélyszinti bánya tárnáiból (esettanulmány). Magyar Geofizika, 46. évf. 4. sz. pp GÖİZ L. (2007) Energetika jövıidıben (Magyarország megújuló energiaforrásai). Bessenyei Kiadó, Nyíregyháza, 312p. KOZÁK M. KOVÁCS S. (2006) A nagymélységő geotermikus hıforrások. ENERGEXPO Konferencia, Debrecen TAR K. KEVEINÉ BÁRÁNY I. TÓTH P. VÁGVÖLGYI S. (2001) A szélenergia hasznosíthatóságának lehetıségei Magyarországon. OMSZ, Budapest VARRÓ L. (2006) Energiaárak várható alakulása. ENERGEXPO Konferencia, Debrecen ME-08. Helyzetjelentés Energia Klub, Budapest 241

242 Dr. Fodor László 1 Tagállami implementációs feladatok a kibocsátási egységek kereskedelmi rendszerérıl szóló 87/2003 sz. EK irányelvvel kapcsolatban 1. Bevezetés 2003 végére, illetve csatlakozása idıpontjára az Európai Unió valamennyi tagállamában, így hazánkban is meg kellett teremteni az üvegházgázok kibocsátási egységeinek (kvótáinak) kereskedéséhez szükséges jogi kereteket. Az elvileg január elsején, gyakorlatilag többkevesebb késedelemmel megindult kvótakereskedelem szakmai körökben jól ismert, ún. rugalmassági mechanizmus, egyben piacgazdasági szabályozó eszköz, amelynek a jogi szabályozása mára világszerte, több (nemzetközi, európai uniós, nemzeti/tagállami, sıt, az USA-ban szövetségi állami) szinten is megvalósult. Az alábbiakban az EU 2003/87 sz. irányelvével bevezetett kibocsátási egység-kereskedelmi rendszer tagállami implementációjával foglalkozom. E rendszer nem azonos a közismert Kiotói Jegyzıkönyv (1997) által bevezetett rugalmassági mechanizmussal, hiszen fıszereplıi nem államok, hanem (EU-, illetve EGT-) tagállami vállalkozások. Eltér attól a szabályozás hatálya, és a kvóták keletkezésére, felhasználására is más szabályok vonatkoznak. A számos különbözıség ellenére kétségtelen ugyanakkor, hogy e rendszert is a kiotói célkitőzések teljesülése érdekében hozták létre, vagyis az üvegházhatású gázok (ühg., jelenleg azok közül is a széndioxid) kibocsátásának a (rugalmas) csökkentésére (HORVÁTH Sz. 2006, 2007). Az uniós szabályozás eredetileg a nemzetközi rendszer bevezetését kívánta elısegíteni ben a nemzetközi és az európai közösségi rendszert összekapcsolták (ld. a 101/2004 EK sz. irányelvet), különösen azzal, hogy az európai rendszerben bizonyos feltételekkel lehetıvé tették a kiotói egységek felhasználását. A nemzetközi jogi szabályok így beépültek az uniós jogba, s a tagállamok implementációs feladatai azok tekintetében is fennállnak. A Kiotói Jegyzıkönyvnek az EU regionális gazdasági szervezetként a részese, s ez az EU 15-ök számára azt jelenti, hogy ık az EU-nak számolnak el a saját kibocsátásaikkal, míg a nemzetközi színtéren az EU lép fel (Burden Sharing). Ez egyébként nem jelent az egyes tagállamok számára azonos kötelezettséget: az EU összességében 8%-os csökkentést vállalt, amin belül pl. Németországnak 21%-ot, Ausztriának 13%-ot kellene teljesítenie ( között, az 1990-es szinthez képest), míg más országok (Görögország 25%-kal, vagy Portugália 28%-kal) akár jelentısen növelhetik is kibocsátásaikat. A 12 újabb tagállamra más kötelezettségek vonatkoznak, hazánk, pl. az 1985/87-es bázisidıszakhoz képest vállalt, 6%-os kibocsátás csökkentést. Az uniós szabályozás meglehetısen összetett, s bevezetése a szoros határidıkre tekintettel szinte minden tagállamban nehézségekkel járt. Az EU jogi elıírásainak az átvétele ugyanakkor nem egyforma terhet jelentett, illetve jelent a tagállamoknak. Azokban az országokban, amelyeknek tényleges csökkenést kell elérniük, a jogi szabályozás hatékonysága tekintetében komolyabbak az elvárások. Ezen országok esetében az Európai Bizottság is nagyobb figyelemmel ırködik a jogi és intézményi rend fölött, illetve erıteljesebben korlátozza a tagállamok mozgásterét. Az alábbiakban a teljes körő áttekintés igénye nélkül arra teszek kísérletet, hogy német-osztrák-magyar jogösszehasonlító kutatásaim eredményei alapján rámutassak a tagállamok mozgásterére. A hasonlóságok és az eltérések kiemelésével arra igyekszem rámutatni, hogy a hazai implementáció legfontosabb jogszabálya, a évi 1 Dr. Fodor László Debreceni Egyetem, Agrárjogi, Környezetjogi és Munkajogi Tanszék, Debrecen fodorl@puma.unideb.hu 242

243 XV. törvény és végrehajtási rendeletei elfogadásakor alkalmazott megoldásoknak volt és van alternatívája. Amikor tehát a törvényjavaslat indokolásában, vagy a rendeletekhez készült vezetıi összefoglalókban azt olvassuk, hogy egy-egy szabályozóeszköz bevezetése az adott formában hazánk uniós tagságából fakadó kötelezettség, nem kapunk érdemi indokolást. A szakterülettel foglalkozó elméleti jogász ezt azért sajnálja, mert tudja, hogy lehetett volna mindezt hatékonyabban, egyszerőbben, a többi magyar joganyaggal nagyobb összhangban. A rendszer hatálya alá tartozó vállalatok pedig azért, mert gyakran nem értik a jogszabályaink szövegét, túl bonyolultnak találják az adminisztrációját, s ezer meg ezer gyakorlati problémával találkoznak a rendszer mőködtetése kapcsán. 2. A rendszer fıbb elemei a tagállamok szemszögébıl Szabályozási keretek A kibocsátási kvóták szabályozásának legfontosabb jogforrása egy irányelv, amely tartalmazza a rendszer meghatározó elemeit, de azokkal kapcsolatban számos kérdést nyitva hagy, pl. nem mondja meg pontosan, mi is maga a kvóta, magyarul kibocsátási egység. Emellett a tagállamokra bízza annak eldöntését, hogy milyen szempontok szerint osztják ki a kvótákat az érintett vállalatoknak, hogyan vonják a kibocsátásokat hatósági felügyelet alá, esetleg bevonnak-e a rendszerbe további létesítményeket és üvegház-gázokat stb. E kifejezett felhatalmazások mellett az irányelv, mint olyan, eleve igényli a tagállami intézkedést, s ezzel bizonyos mértékig eltérésekre ad módot. A tagállamok egy része ráadásul ezen eltérési lehetıségeket általában meglehetısen tágan értelmezi, s esetenként az európai joggal ellentétes megoldást érvényesít, pl. saját vállalatai védelmében. A szabályozás tehát nem feltétlenül egyforma a tagállamokban, az EU elsısorban azokat a vadhajtásokat igyekszik visszavágni, amelyek torzítják a versenyt, illetve korlátozzák a tagállamok közötti szabad áramlását az áruknak, szolgáltatásoknak. Ausztria, Magyarország és Németország adottságai (gazdaságszerkezete, energiaellátása, területének nagysága stb.) eltérıek. Hazánk és Ausztria esetében a rendszerbe vont létesítmények száma közel azonos, , míg Németországban ennél jóval magasabb, mintegy A három kiválasztott tagállam egyaránt azt a megoldást alkalmazza, hogy a szabályozás leglényegesebb elemeit törvénybe foglalja, ami mellett több, kormány- illetve miniszteri rendelet szolgálja a végrehajtást. A jogalkotásra elıírt határidıt egyik ország sem tartotta be, ami hazánk esetében azzal is együtt járt, hogy elıbb egy kormányrendelettel vezették be a rendszer egyes elemeit (272/2004. (IX. 29.) sz. kormányrendelet), majd késıbb fogadta csak el az Országgyőlés a megfelelı szintő jogszabályt. Az 1. táblázatban áttekintem a kereteket adó, fontosabb, jelenleg hatályos jogszabályokat. Noha néhány részletszabály és a nemzetközi rendszerhez való kapcsolódást szolgáló joganyag nem szerepel benne, az 1. táblázatból jól látható, hogy az irányelv tagállami implementációja mindig tagállami szinten történt, vagyis abban a föderális berendezkedéső államok esetén csak a szövetségi jogalkotó vett részt. A tartományok (Landok), helyi önkormányzatok szerepe kizárt, lévén, hogy nemzeti vállalások keretérıl van szó, amelyhez egy uniós szintő kereskedési rendszert hoztak létre, s amelyben számos nemzeti és uniós szintő döntést kell meghozni. A legterjedelmesebb és legnehezebben követhetı a három szabályozás közül talán nem meglepı éppen a magyar (FODOR L. 2007). 243

244 1. táblázat A kereskedési rendszer alapjait rögzítı jogszabály A nemzeti kiosztási terv A kvótakiosztás szabályai További végrehajtási rendeletek Magyar Köztársaság évi XV. törvény, Üht. (MK 2004/54, 2716) 13/2008. (I. 30.) sz. kormányrendelet ugyanaz általában: 213/2006. (X. 27.) sz. kormányrendelet 183/2005. (IX. 13.) sz. rendelet a hitelesítés személyi és szakmai feltételeirıl 109/2006. (V. 5.) sz. kormányrendelet az állam kincstári vagyonába tartozó egységekkel való rendelkezés szabályairól 32/2005. (XII. 27.) KvVM sz. rendelet a hatósági felügyeleti díjakról 24/2005. (IX. 13.) KvVM sz. rendelet a hitelesítési tevékenység tartalmi kérdéseirıl Német Szövetségi Köztársaság július 14-ei szövetségi törvény, TEHG (BGBl 2004 I 35) a szövetségi kormány június 28-ai határozata aug. 17-ei szövetségi törvény (BGBl 2007 I 1788) és a augusztus 12-ei szöv. kormányrendelet a kiosztás szabályairól (BGBl 2007 I 1941) július 11-ei kormányrendelet a kiosztási terv felállításához szükséges adatszolgáltatásról (BGBl 2006 I 33) a szövetségi környezetvédelmi miniszter augusztus 31-ei rendelete az üzemeltetık által fizetendı díjakról (BGBl 2004 I 46) Osztrák Köztársaság évi szövetségi törvény, EZG (BGBl I 46/2004) a nemzeti kiosztási terv január 10-ei (aszöv. környezetvédelmi minisztérium által az Európai Bizottság elé terjesztett) változata (tervezési dokumentum) a kiosztásról és a tartalékkezelésrıl szóló (a tervet véglegesítı) miniszteri rendelet (BGBl. II Nr. 279/2007) környezetvédelmi miniszteri rendeletek az alábbi tárgykörökben: 339/2007. sz.: a nyomon követés és jelentéstétel 424/2004. sz.: a jelentést hitelesítı szakértık bejegyzésének a szakmai feltételei 308/2004 sz.: a kvóták forgalmát nyilvántartó jegyzék kezelése 17/2009. sz.: a fel nem használt (tartalékolt) kibocsátási egységek internetes árverésének a szabályai A táblázatban megnevezett tárgykörök a kereskedési rendszer nem minden elemét tartalmazzák. A két leglényegesebb elem az ún. kibocsátási engedély (Emissionsgenehmigung) és a kibocsátási egység (Emissionsberechtigung, Emissionszertifikat). A következıkben ezekkel foglalkozom A kibocsátási engedély január elsejétıl az üvegház hatású gáz kibocsátásával járó, meghatározott létesítmények csak külön kibocsátási engedély birtokában üzemeltethetık. Az engedély csak a kibocsátásra jogosít fel, kiadásának feltétele, hogy az üzemeltetı nyomon tudja követni a kibocsátásait, s azokról évente, hitelesített jelentést tudjon leadni. Tekintettel a szoros határidıkre, jogerıs kibocsátási engedéllyel a megadott idıpontban csak igen kevés létesítmény rendelkezett a tagállamokban. 244

245 Hazánkban az engedély iránti kérelem és az engedély részletes tartalmi elıírásai a 213/2006-os kormányrendeletben jelennek meg, amelynek 2. sz. melléklete az európai jognak megfelelı rendelkezéseket tartalmaz e tárgykörben. Az engedély eszerint nem csak mőködési feltétel, hanem egyúttal megalapozza az üzemeltetınek a kibocsátási egységek kiosztására irányuló igényét. A kiosztandó egységek mennyiségét azonban az engedély maga nem tartalmazza, az csak a kiosztási terv részét képezı, ún. kiosztási listában jelenik meg. Noha az irányelv 8. cikke kifejezetten lehetıvé teszi a tagállamok számára, hogy a 96/61 EK irányelvvel bevezetett, integrált szennyezés-megelızési- és ellenırzési rendszerhez tartozó létesítmények követelményeit a két engedély (ti. az egységes környezethasználati engedély és a kibocsátási engedély), illetve engedélyezési eljárás egybevonásával egyszerősítsék, a kormány kivétel nélkül, minden esetre kettıs engedélyeztetési kötelezettséget írt elı. A rendelet 1. (3) bekezdése szerint ugyanis a kibocsátási engedély iránti kérelem csak a környezethasználat feltételeit megállapító engedély jogerıre emelkedését követıen nyújtható be. Miközben a kibocsátási engedély országos illetékességi szabály alá esik, vagyis azt az Országos Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Fıfelügyelıség adja ki, addig a környezetvédelmi törvényben szabályozott környezethasználati engedélyek közül egyeseket (a környezetvédelmi, az egységes környezethasználati és a környezetvédelmi mőködési engedélyt) elsı fokon a környezetvédelmi, természetvédelmi és vízügyi felügyelıségek, míg másokat az építési hatóságok (a jegyzı, adott esetben az energiahivatal) adnak ki. Ausztriában a kibocsátásra vonatkozó engedélyt szintén a már meglévı, egyéb engedélyek (anlagenrechtliche Genehmigungen, gyakorlatilag a mi környezethasználati engedélyeinknek megfelelı határozatok) mellett, azokon túlmenıen kell a létesítmény üzemeltetıjének beszereznie. Abban az esetben azonban, ha az üzemeltetı a kibocsátási engedélyt valamely másik engedéllyel egyszerre kérelmezi, és megadja az ahhoz szükséges információkat és nyilatkozatokat, akkor az engedélyezési eljárások együttesen (összevonva) is lefolytathatóak. Így az üzemeltetınek van lehetısége az adminisztratív költségek csökkentésére. Ez azt is jelenti, hogy a kibocsátási engedélyeket nem egyetlen hatóság adja ki az érintetteknek: létesítményenként különbözı, hol szövetségi, hol tartományi hatóság (minisztérium, tartományi fınök, járási hivatal stb.) jár el. Az engedélyezı hatóságok kötelesek az engedélyt elektronikus formában megküldeni a minisztériumnak, ami kellıen biztosítja az országos szintő áttekintést. Az engedély érvényessége pedig fıszabály szerint függ az alapengedély érvényességétıl, de attól függetlenül is érvényét veszti, ha a tevékenység (akár érvényes alapengedély ellenére) ténylegesen nem kezdıdik meg, vagy befejezıdik (bezárás). Németországban a környezetvédelmi engedély (immissionsschutzrechtliche Genehmigung) tartalmazza az üvegházgázok kibocsátásának a feltételeit is, vagyis ha egy létesítménynek ilyen engedélyre (is) szüksége van (ami az esetek túlnyomó részében fennáll), akkor teljes eljárási integráció érvényesül. Egy létesítménynek tehát elegendı egyetlen engedéllyel rendelkeznie. Ha a TEHG hatályba lépése elıtt szerezte az engedélyt, akkor az üzemeltetınek csak be kellett jelentenie, hogy tevékenysége a törvény hatálya alá tartozik, s ennek alapján módosították környezetvédelmi engedélyét. Az engedély kiadására vonatkozó hatáskör tartományonként meghatározott szerveket illet, amelyektıl az engedélyeket a rendszer szövetségi szintő felügyeletét ellátó szövetségi környezetvédelmi ügynökség is megkapja. A három megoldás egybevetése alapján elmondható, hogy az üzemeltetık szempontjából a magyar szabályozás jár a legtöbb, a német pedig a legkevesebb adminisztratív teherrel. Osztrák értékelés szerint a német megoldás jobb az osztráknál azért is, mert áttekinthetıbbé teszi a létesítmények felügyeletét, bár talán rosszabb, amennyiben engedi érvényesülni, a különbözı ágazati törvényekben biztosított, jogorvoslati jogosítványokat (HABICH, H. 2007). 245

246 Az engedélyezést követı hatósági felügyelet keretei tekintetében az mondható el, hogy a hatáskörnek a létesítésre vonatkozó, egyéb engedélyekhez kapcsolásával biztosítható a tevékenységek érdemi ellenırzése. Ausztria és Németország egyaránt fontosnak találhatta ezt a szempontot, míg ezzel szemben nálunk az engedélyt kiadó országos zöldhatóság noha a dokumentumok szintjén elsı kézbıl szerzett rálátása van valamennyi résztvevı létesítményre aligha képes helyben ellenırzéseket folytatni. (Felügyelıségi vezetıkkel folytatott beszélgetésekbıl kiderül, hogy az ellenırzéssel a helyi szerveket sem bízza meg.) A nagyobb bürokrácia tehát nem párosul nagyobb hatékonysággal A kibocsátási egység (kvóta) Az irányelv alapján az egység olyan jogosultság, amely egy meghatározott idıszakban egy tonna szén-dioxid kibocsátására jogosít fel, csak az irányelv szerinti követelmények teljesítésére használható fel, és átruházható. A szabályozás mechanizmusának döntı mozzanata a kibocsátási egységek visszaadása, ami leegyszerősítve nem jelent mást, mint hogy az engedélyköteles létesítmény üzemeltetıje utólag (minden év április 30-ig) köteles az állam számára annyi kibocsátási egységet (elektronikusan) átadni, amennyi megfelel az elızı évi kibocsátásainak. A jogosultság a kiosztás és a leadás között a mindenkori tagállami (polgári jogi, kereskedelmi jogi, értékpapír-jogi, adójogi stb.) szabályok szerint minısül és cserélhet gazdát a forgalomban. A közösségi jogalkotó részérıl a pontos definiálás terén megmutatkozó visszafogottság, illetve a tagállami mozgástér, a likvid (akadálymentes) és transzparens (áttekinthetı) piac kialakítását szolgálja (HOBLEY, A. ROWE, CH. 2004; MACE, M. J. 2005). A kibocsátási egység fogalmát hazánkban az Üht. 3. -a határozza meg. A legális definíció szerint Kibocsátási egység: az e törvény szerinti kötelezettségek teljesítésére felhasználható, egy tonna szén-dioxid-egyenérték meghatározott idın belül történı kibocsátását lehetıvé tevı forgalomképes vagyoni értékő jog. Az egység elnevezés alkalmazására nincs indokolás, az az angol unit egyszerő fordításából adódhatott. A vagyoni értékő jog kifejezés a T/13143 sz. törvényjavaslat miniszteri indokolása szerint a polgári jog szabályaira utal, ti. álláspontom szerint arra, hogy maga az egység mint a polgári jogi értelemben vett dolgok tulajdonjog, illetve átruházás tárgya lehet. Ezt persze úgy kell értenünk, hogy a Ptk. szabályai csak az Üht. eltérı rendelkezéseinek hiányában érvényesülnek, hiszen az Üht. és a végrehajtására kiadott jogszabályok, pl. a kiosztást vagy az árverést illetıen is tartalmaznak speciális elıírást, nem szólva a tıkepiaci szabályokról (FODOR L. 2008). A kibocsátási egységeket az üzemeltetık nem kapják meg sem természetben, sem értékpapír formájában, azok olyformán léteznek csupán, mint a számlapénz. A törvény 7. -a az egységek keletkezése, érvényessége és törlése kapcsán kimondja, hogy az egységek létrejöttük idıpontjában az állam kincstári vagyonába tartoznak. A kvótákat az állam a forgalmi jegyzékbe történı bejegyzéssel keletkezteti. Érvényességük pedig az adott kereskedési idıszakra terjed ki, a felhasználással vagy az érvényesség lejártával az egységeket törlik és ezzel azok megszőnnek. Az (állami, ingyenes) kiosztás átruházásnak minısül, azzal tehát az egység a kincstári tulajdonból átkerül az üzemeltetı tulajdonába. A végrehajtási jogszabályokból derül ki, hogy az állam még árverés útján és tızsdei ügyletekkel is értékesít egységeket. A kvóta Ausztriában sem ölt testet, azaz csak elektronikus adatként (virtuálisan, egyedi azonosítóval ellátva) létezik (SCHWARZER, S. 2005). A rendszer névadó elemét az EZG Emissionszertifikat-nak nevezi. (A Zertifikat általában tanúsítványt, bizonyítványt, esetleg adóslevelet jelent.) Ez az elnevezés eredetileg a kvótaszabályozás azon elméleti modelljéhez kapcsolható, amelyben a kvóták valamilyen kibocsátás-csökkentés eredményeként jönnek 246

247 létre, vagyis valamilyen teljesítményt tanúsítanak, s annak a teljesítménynek a függvényében jogosítanak kibocsátásra. A kvótarendszer európai közösségi szabályozása azonban nem ezt a modellt követi: abban az egységek állami aktussal jönnek létre, mennyiségük a környezet terhelhetıségétıl függ, megszerzésük pedig (elsı ízben) alapvetıen ingyenes. Az elnevezés tehát nem éppen szerencsés. A kibocsátási egységeket kifejezetten áruként definiálja a jogalkotó. Ennek alapján (forgalmi adó megfizetése mellett) átruházható egyszerő adásvétel útján, vagy akár a tızsdén is (RIEDLER, A. 2006). A tızsdei kereskedés azonban az árunak minısítés révén (szemben pl. a német megoldással) nem értéktızsdén, hanem árutızsdén az árfolyam védelmében csak elıre meghatározott napokon zajlik. A minısítés egyébként magánjogi szempontból nem egészen problémamentes, hiszen az áruk átruházása általában visszterhes ügyletekkel történik, a szerzıdési szabadság talaján, itt viszont az elsı átruházás ellenérték nélkül (közjogi aktussal) történik, csakúgy, mint az állam részére való leadás, amelynek elmaradása közjogi szankciókkal fenyegetett. A bevezetést megelızıen az áruderivatívként és (francia mintára) az értékpapírként történı szabályozás alternatívája merült még fel, a magyarhoz hasonló megoldás (vagyoni értékő jog) viszont szóba sem került (STRACK, M. SOLT, P. 2004). A szabályozást elıkészítı dokumentumok (a tervezet miniszteri indokolása, a kormányjavaslat összefoglalója) itt is homályban tartják a választás indokait (mindössze arra hivatkoznak, hogy A kibocsátási egység az osztrák jogfelfogás szerint inkább áru, mint értékpapír ), ugyanakkor nem zárják ki megfelelı európai tapasztalatok birtokában a késıbbi átminısítést. A német kibocsátás-kereskedelmi törvény ugyanolyan semleges definíciót ad a kibocsátási egységekre, mint az EK-irányelv, vagy az azt megismétlı EZG, tehát abból az egységek jogi jellege nem derül ki. A kvóták itt is csak a regiszterben szereplı nyilvántartási szám formájában léteznek. Magában a fogalomban az egyetlen árulkodó jel a jogosítvány (illetve a feljogosítás, Berechtigung) kifejezés alkalmazása. Mint a szakirodalom rámutat, ez némileg félrevezetı, hiszen az egység nem fejez ki alanyi jogot a kibocsátásra, mivel ezt a jogot közvetve ténylegesen az engedély biztosítja, s mivel az egység tulajdonjoga (sorsa) a létesítményétıl független. A kvóta valójában inkább csak egyfajta (utólagos) ellenértéke lehet a kibocsátásnak (REBENTISCH, M. 2006). Az egységeket (a derivatív kivételével) kifejezetten kivonja a tıkepiaci szabályozás hatálya alól, aminek az oka az, hogy a tıkepiaci felügyelet akadályozná az egységek forgalmát (e probléma a magyar és az osztrák szabályozás során nem merült fel). Egyebekben azonban a jogosítványok átruházása (a tızsdén) az értékpapírokhoz, vagy (az üzemeltetık közvetlen ügyletkötése esetén) az ingatlanokhoz hasonlóan (a polgári törvénykönyv szabályai szerint) történik (FRENZ, W. 2005). A kibocsátási egység jogi jellegének a meghatározása kapcsán felmerült nehézségek mutatják, hogy egy új típusú jogról, immateriális jószágról van szó. Természete szerint a természeti erıforrás (levegı) használatára vonatkozóan fennálló, vegyes jellegő (közjogi és magánjogi elemekkel egyaránt jellemezhetı) jogosítványt takar. Ennek a jogrendszer hagyományosnak tekinthetı kereteibe illesztése még nem fejezıdött be. 3. Zárszó A tagállami szabályok vizsgálata számos további hasonlóságot és különbséget mutat a részletek tekintetében, amelyek bemutatására és értékelésére itt terjedelmi okokból nem volt lehetıség. A felvillantott példák is kellıen bizonyítják azonban, hogy az irányelv implementációja nehéz feladat, amelyet a tagállamok különbözı módon teljesítenek. Arra is 247

248 rávilágítanak, hogy a szabályozás nem tisztán piaci jellegő, a kereskedésnek több közjogiközigazgatási eleme van. Irodalom FODOR L. (2007) A kibocsátási egységek kereskedelmi rendszerének bevezetése Magyarországon. Publicationes Universitatis Miskolciensis, Sectio Juridica et Politica, Tom. XXV/1. Miskolc University Press, Miskolc, pp FODOR L. (2008) A kibocsátási egység új típusú vagyoni értékő jog a klímavédelem szolgálatában. Collectio Juridica Universitatis Debreceniensis, Tom. VII. Debrecen, pp FRENZ, W. (2005) Emissionshandelsrecht. Kommentar zum TEHG und ZuG. Springer, Berlin, Heidelberg HABICH, H. (2007) Handel mit Emissionszertifikaten. Verlag Österreich, Wien HOBLEY, A. ROWE, CH. (2005) Transposition of the Emissions Trading Scheme Directive into UK Law and Associated Issues. Journal for European Environmental & Planning Law (JEEPL) 2004/1 HORVÁTH SZ. (2006) Az emisszió-kereskedelem kialakulása és annak szabályozása az Európai Unióban. Európai Jog 2006/1 HORVÁTH SZ. (2007) Über die Anfänge der Klimapolitik der Europäischen Gemeinschaft. Journal of Agricultural and Environmental Law 2/2007 ( MACE, M. J. (2005) The Legal Nature of Emission Reductions and EU Allowances: Issues addressed in an International Workshop, JEEPL 2005/2 REBENTISCH, M. (2006) Rechtsfragen der kostenlosen Zuteilung vor Berechtigungen im Rahmen des Emissionshandelsrechts. Neue Zeitschrift für Verwaltungsrecht, 2006/7 RIEDLER, A. (2006) Der Handel mit Emissionszertifikaten aus zivilrechtlicher Sicht. Recht der Umwelt, 2006/4 SCHWARZER, S. (2005) Kommentar zum Emissionszertifikategesetz. WKÖ, Wien STRACK, M. SOLT, P. (2004) Emissionszertifikategesetz. Praxiskommentar, LexisNexis, Wien 248

249 Sáfián Fanni 1 Dr. Munkácsy Béla 2 100% megújuló energiaforrásra épülı dán energiastratégiák Napjaink dán energiatervezéssel és stratégiaalkotással kapcsolatos kutatási programjai mindannyiunk számára izgalmas meglepetésekkel és érdekes tanulságokkal szolgálnak. Figyelemre méltó például az a fejlıdés, ahogy az 1973-as olajválság idején jellemzı csaknem 100%-os energiaimport-függıségbıl kitörve Dánia mára az EU egyetlen nettó energiaexportırévé vált. Ennek a fejlıdésnek a jegyében mára az energiaigényesség tekintetében a leghatékonyabb európai országként tartjuk számon, ahol ráadásul a megújuló energiaforrások részaránya is kiemelkedıen magas. Napjainkban szakítva a folyamatos növekedés idejétmúlt elképzelésével Dániában több szakértıi csoport is gyökeres változásokkal, a felhasznált energia mennyiségének csökkenésével számol az elkövetkezı évtizedekben. Jelen tanulmányunkban 3 elıremutató projektrıl adunk képet: 1) A Dán Mérnökök Társasága Energy Plan ) A CEESA Projekt (Coherent Energy and Environmental System Analysis) 3) Az INFORSE Vision 2050 A fenti kutatások alapvetı közös eleme, hogy figyelembe veszik azt a tényt, miszerint már a jelenleg létezı energiahatékonysági technológiákkal is radikálisan csökkenthetı az energiafelhasználás mértéke anélkül, hogy az az életszínvonalat negatívan befolyásolná. Ez a koncepció bár alapelemeiben már az 1970-es években megjelent a Római Klub 1998-ban publikált kutatási jelentésében (WIEZSÄCKER, E. LOVINS, A. B. LOVINS, L. H. 1998) került elıször a szélesebb közvélemény elé. A késıbbiekben számos kutató gyakorlati projektekkel is igazolta, hogy az energiaforrások felhasználásának hatásfoka még tovább javítható, és így akár 10- szeres hatékonyságjavulással is számolhatunk ( ami radikális változásokat eredményezhet az energiatermelésben is. 1. A Dán Mérnökök Társaságának Energiastratégiája Az Energia év 2006 keretében, a Dán Mérnökök Társasága (több mint 1600 szakember) 40 konferencia és találkozó során alkotta meg Dánia 2030-ig szóló energiastratégiáját. Céljuk, hogy az energiaszektor mindhárom ágát (villamosenergia-, hıtermelés és közlekedés) komplexen kezelve, a megújuló energiaforrások arányát megfelelı ösztönzıkkel, szabályozással növelve, az ország a jövıben fenntarthatóbb módon, így például a jelenlegi CO 2 -kibocsátás alig felével legyen képes mőködtetni gazdaságát és társadalmát. Ehhez a legkorszerőbb ismeretekkel felvértezett kutatók és mérnökök biztosítják a szakmai hátteret, akiknek megközelítésmódja is más, mint az átlagos magyar kutatóé, amennyiben Dániában nem azt vizsgálják, hogy miért nem lehetséges a megújuló energiaforrások alkalmazása, hanem azt, hogy hogyan érhetı el ezek lehetı legmagasabb részaránya. A 2005-ben bemutatott energiapolitikai célok alapján úgy tőnik, hogy a politikai akarat is megvan a stratégiában foglaltak megvalósításához, hiszen a kormányzat is a megújuló energiaforrások 1 Sáfián Fanni Eötvös Loránd Tudományegyetem, Környezet- és Tájföldrajzi Tanszék, Budapest safian.fanni@gmail.com 2 Dr. Munkácsy Béla Eötvös Loránd Tudományegyetem, Környezet- és Tájföldrajzi Tanszék, Budapest munkacsy@elte.hu 249

250 részarányának további növelését irányozta elı (Danish Ministry of Transport and Energy 2005). A stratégia alapja, hogy az épületek mőködtetése, valamint az ipar és a közlekedés területén jelentıs energia megtakarítást érjenek el, hogy ennek következtében Dánia teljes energiaigénye kb. 30%-kal, a évi 845 PJ-ról 2030-ra 580 PJ-ra csökkenjen (BYTOFT, L. et al. 2006). A kalkuláció szerint csak ezzel a ma is létezı technológiákra alapuló beavatkozással elérhetı, hogy az energiaellátás csaknem felét képesek legyenek megújuló energiaforrásokból fedezni (1. ábra). 1. ábra. Az elsıdleges energiatermelés jelenlegi és tervezett mértéke és szerkezete Dániában (Forrás: BYTOFT, L. et al. 2006) Az elsı, ami szembetőnı, hogy a terv az elsıdleges energiatermelés mennyiségének jelentıs, mintegy 30%-os visszafogásával számol. A stratégia szerint 2030-ig radikálisan csökkenteni kellene a szénféleségek felhasználását, de a szénhidrogének tekintetében is jelentıs mértékő leépítésre van lehetıség. Nıne viszont a megújuló energiaforrások szerepe az elsıdleges energiaellátáson belül, amelynek mintegy harmadát fedezhetik 2030-ban biomasszával. A biomassza felhasználását energiaültetvényekkel és szerves hulladékokból történı biogáztermeléssel kívánják növelni, illetve az újabb technológiák révén a hasznosítás hatékonyságát is fokozni tervezik. Dánia a megtermelt villamos energia nagyobb részét nap-, szél- és hullámenergiával állítaná elı. A koncepció szerint a szélturbinák a maihoz képest teljesítményük megduplázásával 55-60%-át, az épületekbe integrált napelemek 2%-át biztosítják majd a jövıbeli dán villamosenergiafogyasztásnak, a nagy lehetıségek elıtt álló hullámerımővek pedig a technológia fejlesztése és terjesztése nyomán a kutatók számítása szerint további 5%-ot tudnak majd biztosítani. A hatékonyan mőködı energiarendszernek köszönhetıen a 2030-ra Dánia CO 2 -kibocsátása az 1990-es érték harmadára szorítható vissza (BYTOFT, L. et al. 2006). 250

251 2. ábra. A CO 2 -emisszó tervezett alakulása Dániában (Forrás: BYTOFT, L. et al. 2006) A célok között szerepel többek között az épületek mint a jelenlegi legnagyobb energiafogyasztók főtésére fordított energiafelhasználás felére csökkentése 2030-ig. A meglévı épületállományt az éppen esedékes felújításkor alakítanák át a céloknak megfelelıen, 2020-tól pedig a passzív házak radikális térnyerésével számolnak. Emellett a megújuló energiaforrásokon alapuló főtési megoldásokra támaszkodnának, így például mintegy 15%-ban a napenergiára. A hatékonyság fokozásával a háztartási villamosenergia-felhasználásnak is 40%-kal kell csökkennie. Kulcskérdés a lakosság támogató hozzáállása, így egy erre a célra létrehozott pénzügyi alapból nem csak a beruházásokat ösztönöznék (pl. társfinanszírozással), hanem a lakossági tájékoztatást, kampányokat, illetve a kisebb vállalkozások ilyen irányú beruházásait is. A legnagyobb kihívásnak a kıolaj-alapú közlekedési szektor tőnik, hiszen ennek energiaigénye egyelıre folyamatosan nı, ezzel fokozva a CO 2 és egyéb szennyezık kibocsátását valamint veszélyeztetve az energiaellátás biztonságát. Az energiastratégia alapján 2030-ban a közlekedés energiaszükséglete a maihoz képest 20%-kal kellene kisebb legyen a tervek szerint ezt a személyszállítás mai szinten tartása mellett a jármőpark hatékonyságának növelésével érik el. A jövıben a felhasznált üzemanyagok 20%-át bioüzemanyag helyettesíti majd, és a jármőállomány 20%-a elektromos üzemő lesz. A fentiek megvalósulásához természetesen szabályozási lépésekre is szükség van, így például a regisztrációs adót egy kilométer alapú adó váltaná fel, amely a futásteljesítménnyel arányos adózás révén az energiahatékony autók elterjedését segítené elı. A vasúthálózaton számos fejlesztést végeznének, aminek következtében a jelenlegi közúti személy- és áruszállítás egyre nagyobb hányadát bonyolítaná a környezetkímélı vasút, amelynek a magyar gyakorlattól eltérıen Dániában nagy szerepet szánnak a jövıben. A személyszállítás volumenének mai szinten tartását a közösségi közlekedés fejlesztése mellett a megfelelı településtervezés is elısegítené például lakóhelyközeli üzletekkel vagy a városi és agglomerációban történı kerékpározás feltételeinek további javításával. Ennek kapcsán tudnunk kell, hogy a dán átlagpolgár napi gyakorisággal használja ezt a közlekedési eszközt és éves szinten már ma is mintegy 1000 km-t kerékpározik. Ráadásul e tekintetben sem az aktuális idıjárás, sem az életkor, sem a társadalomban elfoglalt pozíciója nem befolyásolja. 251

252 2. A CEESA Projekt A Dán Mérnökök Társasága által közreadott elképzelésekhez képest sokkal radikálisabb a Coherent Energy and Environmental System Analysis (Egységes Energetikai és Környezeti Rendszer Elemzés) elnevezéső program, hiszen ennek célja, hogy olyan forgatókönyveket alkossanak, amelyek alapja a 100% megújuló energiaforrás részarány. A jelentıs kormányzati támogatással, öt dán egyetem, egy nemzetközi hírő kutatóintézet (Risø), egy energetikai óriásvállalat (DONG Energy), valamint egy külföldi szakértıkbıl álló tanácsadó testület együttmőködésével zajló projekt 2007 januárjában kezdıdött. A 2010 végéig tartó munka során a kutatók 5 témacsoportban dolgoznak: forgatókönyv-készítés; villamosenergia-rendszer; közlekedés; szabályozás; környezeti hatásbecslés. A módszer lényege, hogy az életciklusvizsgálatok, az energiarendszer-analízisek, valamint a közgazdasági jellegő elemzések sajátos kombinációja révén, interdiszciplináris megközelítéssel tárják fel az energiarendszerben rejlı lehetıségeket (CEESA 2006). Jelen írásunk egyik szerzıje a dán kormány kutatói ösztöndíjának köszönhetıen kapcsolódhatott be a projektbe, így már ennek részeredményeirıl is állnak rendelkezésre információk. A szakértık az Aalborgi Egyetemen kidolgozott EnergyPlan modell segítségével több különbözı, 100%-ban megújuló energiaforrásra támaszkodó forgatókönyvet vizsgálnak részletesen (CEESA 2008a). Ezekben egyfelıl vizsgálják a centralizált és decentralizált rendszerekben rejlı lehetıségeket, másfelıl az idıjárás függvényében változó energiatermelés (szél- és napenergia) arányának növelési lehetıségeit. Az egyik forgatókönyv például a biomassza dominanciájára épít (75%), és a szélerımővek tekintetében nem számol jelentıs növekedéssel (hiszen mind a szárazföldi, mind a tengeri szélfarmok esetében MW kapacitással kalkulál a jelenlegi, február végi, teljes kapacitás 3167 MW). Ebben az esetben a termıterület 20-40%-án folyna kifejezetten energianövény-termesztés. Egy másik forgatókönyv a biomassza és a szélenergia közel azonos részarányát (~45-45%) feltételezi. Ehhez a szárazföldi szélturbinák teljesítményét már nem kellene növelni, de a tengeri szélerımővek kapacitását MW-ra volna szükséges emelni. Emellett ebben az esetben a villamos energia hidrogén formában történı tárolása is szerepel az elképzelésekben összességében MW-nyi léptékben. Ugyanakkor mindkét forgatókönyvben megjelennek a fotovillamos rendszerek (1 500 MW) és a hullámerımővek (880 MW) is. Külön foglalkoznak a legkényesebbnek tőnı területtel, a közlekedési energiafelhasználással (CEESA 2008b), amely Dániában az energiaforrásoknak immár 32%-át fogyasztja. A projekt keretében szerteágazó vizsgálatok folynak a különféle hajtómővekre, hajtóanyagokra és az ezekkel kapcsolatos életciklus-elemzésekre, valamint az infrastruktúrát érintı problémákra. Az eddigi munka alapján világosan látszik, hogy a dániai természeti adottságok az akkumulátoros villanymotor-meghajtású berendezéseknek kedveznek hiszen a szélturbinákkal igen hatékonyan állítható elı a szükséges villamos energia és az akkumulátorok rohamos fejlıdésével a villamos energia tárolásának problémája is megoldódni látszik, így a projekt következı fázisaiban a kutatók már fıleg erre a megoldásra fókuszálnak. A problémakör közgazdasági és szabályozási vonatkozásaival foglalkozó kutatók számos érdekes téma mellett kiemelten foglalkoznak olyan új gazdasági szabályozók bevezetésének lehetıségével, mint az egyéni szénkibocsátási kvóták (Personal Carbon Allowances PCA). A koncepció szerint minden fogyasztó kapna egy egységesen megállapított kibocsátási keretet és egy ezt tartalmazó mágnes- vagy chipkártyát. Errıl minden vásárlásnál, kifizetésénél leemelne a rendszer egy akkora egységet, amely a termék vagy szolgáltatás igénybevételével jelentkezı széndioxid-kibocsátással arányos. Természetesen lenne mód az egy évre megállapított keret túllépésére is, de ebben az esetben már csak egy jelentısen megemelt áron jutna hozzá a fogyasztó a megvásárolni kívánt termékhez vagy szolgáltatáshoz. A kutatók szerint ennek segítségével mind a villamosenergia-, mind a hıenergia-szolgáltatások, sıt a közlekedés terén jelentkezı kibocsátást is 252

253 nagymértékben vissza lehetne szorítani. Ráadásul a rendszer mőködtetése nem költséges, az eredményeket pedig úgy lehetne elérni, hogy a nagyobb igényő fogyasztókra nagyobb teher nehezedne, így egy lépéssel közelebb kerülnénk a társadalmi igazságossághoz (CEESA 2008c). 3. INFORSE Vision 2050 A 2050-ig elıretekintı forgatókönyv egy civil szervezet, az International Network for Sustainable Energy (Nemzetközi Hálózat A Fenntartható Energiagazdálkodásért) nevéhez főzıdik. A szervezet szakmai elismertségét jelzi, hogy az ENSZ munkájában tanácskozási jogkörrel vesz részt. Tagjai az energiagazdálkodás területének nemzetközi szinten ismert szakértıi. A szervezet által 2005 óta több országra és térségre publikált Vision 2050 forgatókönyvei mindössze négyszeres hatékonyságnövekedéssel számolva már több kutatási projektben így Dánia tekintetében is igazolták, hogy a szükséges döntések meghozatalával a gazdaság meglepıen rövid idı alatt, akár már 2030-ig teljes egészében átállítható megújuló forrásokra (OLESEN, G. B. 2005). Ehhez a szélenergia-kapacitást MW-ra kellene növelni ami a tengeri szélerımő-parkok rendszerének továbbfejlesztésével könnyen teljesíthetı. Ilyen módon elérhetı volna, hogy a villamosenergia-igényeket 66%-ban a szélturbinák fedezzék. A hazai helyzet tükrében (lásd a Magyar Energia Hivatal szélturbina-kapacitást korlátozó döntését) talán meglepı, de a külön keleti és nyugati szektorra osztott dán villamosenergia-rendszer nyugati felében a szélerımővek rövidebb idıszakokra (havi gyakoriságban akár 5-6 alkalommal néhány órára) már napjainkban is 100% fölötti arányban képes fedezni a fogyasztói igényeket (lásd a rendszer mőködésével kapcsolatos adatbázist tartalmazó honlapot: A Dániára kidolgozott forgatókönyvben a napenergia is szerepet kap, mégpedig mind a fotovillamos, mind a fototermikus rendszerek fejlesztési lehetıségei kapcsán. A kutatók szerint egy fıre vetítve átlagosan 5 m 2 napelem- és 3 m 2 napkollektor-felület valamint a hozzájuk kapcsolódó rendszerek üzembe helyezésével a napenergia jelentıs mértékben járulna hozzá az energiaigények fedezéséhez. A biomassza szerepének növelése nem különösképpen hangsúlyos az elképzelésekben. A forgatókönyv a hagyományos erdıgazdálkodás szerepét nem növelné a jövıben, de a biogáztermelés kapcsán komoly fejlıdést feltételez, amellyel elérhetı volna a jelenlegi gázmennyiség 7,5- szeresének megtermelése. A szakértık szerint ugyancsak növelhetı az energetikai ültetvények területe, amely végeredményben a termıterület 14%-át vehetné igénybe. Emellett mind a geotermikus, mind a hullámzás energiájának felhasználása szerepel a tervek között, ezek azonban a tervekben a többihez képest szerényebb szerepet kapnak. 253

254 3. ábra. A dán megújuló-energiaszektor fejlıdése a Vision 2050 szerint. (Forrás: OLESEN, G. B. 2005) 4. Összefoglalás Az általunk bemutatott 3 projekt természetesen nem fedi le teljes mértékben a dániai kutatók 100% megújuló energia koncepcióit. Megemlíthettük volna még például a Roskildei Egyetemen, vagy a koppenhágai Dániai Mőszaki Egyetemen zajló kutatásokat, amelyek között akadnak hasonló tematikájúak. Az évtizedek óta folyó kutatási tevékenység mára a gyakorlatban is megérlelni látszik a gyümölcseit, hiszen nemrégiben jelentették be, hogy Frederikshavn kikötıváros olyan programba kezdett, amelynek eredményeképpen 2020-ra teljes egészében megújuló energiaforrásokra lesz képes támaszkodni. A 4300 lakosú Samsø szigete már 2013-ra szeretné ugyanezt elérni. A sziget a hı- és a villamos energia tekintetében már ma is teljesen önellátó, a következı, és egyben utolsó lépés a közlekedés átállítása lesz. Úgy véljük, hogy a paradigmaváltás elkerülhetetlen az energiaszektorban. Hazánk számára különösen fontos volna a váltás, hiszen kiszolgáltatottságunk mértéke szinte példa nélkül való a világban. A dániai tapasztalatok azt igazolják, hogy a megújuló energiaforrásokra való átállás valóban megoldható, ehhez csak a politikai akarat szükséges. Irodalom BYTOFT, L. et al. (2006) The Danish Society of Engineers Energy Plan 2030 OLESEN, G. B. (2005) INFORSE Vision INFORSE-EUFORES-EREF Seminar. June 15, 2005, Brussels WIEZSÄCKER, E. LOVINS, A. B. LOVINS, L. H. (1998): Factor Four: Doubling Wealth, Halving Resource Use A Report to the Club of Rome, Earthscan Ltd. 224p. CEESA (2006) Project description. 7p. CEESA (2008a) Status for the scenario framework Working Package 1 CEESA (2008b) Status of Working Package 2 CEESA (2008c) Status for the work carried out in Working Package 4 DANISH MINISTRY OF TRANSPORT AND ENERGY (2005) Energy Strategy 2025 Perspectives to 2025 and Draft action plan for the future electricity infrastructure. 46p. 254

255 Luda Szilvia 1 Egy elképzelt jövıkép modellezése öko-holisztika Szedresen Én a széken, az a földön és a Föld a Nap alatt, mindenség a semmiségben, mint fordítva, bennem épp e gondolat. József Attila: Költınk és Kora Engedje meg a tisztelt olvasó, hogy egy képzeletbeli őrutazásra invitáljam. E képzeletbeli kísérletben szeretném, ha pár másodpercet az őrben idıznénk, elképzelnénk, amint a Földgolyótól fokozatosan távolodva, Földünk apró méretőnek látszik, majd egy aprócska ponttá zsugorodik. Egy bizonyos távolság után lassan, fokozatosan hazaindulunk. Aki részt vesz a játékban és kellı teret ad képzeletének, az a horizonton átlépve érzi, amint önmaga válik apró porszemmé a világmindenségben. 1. Az öko-holisztika fogalma Negyvenhat esztendıvel ezelıtt, 1963-ban Edward N. Lorenz tanulmányában (Deterministic Nonperiodic Flow), kimutatta, hogy determinisztikus rendszerek is tanúsíthatnak elıre nem látható, véletlenszerő viselkedést. Fölfedezése, a pillangóhatás, miszerint egy pillangó brazíliai szárnycsapása képes Texasban tornádót kiváltani, alapjaiban rendítette meg a tudósok newtoni világképbe vetett bizalmát. Ez a felfedezés, annak ellenére nagy jelentıségőnek bizonyult, hogy Pietro Pomponazzi már a XV. században szokatlanul konkrétan megfogalmazta, hogy a makrokozmoszban lejátszódó változások összhangban állnak a mikrokozmosz törvényeivel, s a két kozmosz azonos struktúrája következtében ugyanazok a törvényszerőségek jellemzik mindkettıt. Eszerint egyetlen hatás mind a két kozmoszban változásokat indíthat be. Képzeletbeli utazásunk, és Lorenz tudományos hagyatéka példázza, hogy mit jelent, ha holisztikus módon, a maga teljességében közelítjük a világot. A holisztika abban a meggyızıdésben gyökerezik, hogy a világ egy, integrált egész, amelyben minden mindennel összefügg (NEISSER, U. 1984). Ez éppen az ellentéte a redukcionizmusnak, a szétválaszthatóság és darabolhatóság korunkban uralkodó paradigmájának. Bármilyen összefüggésre, problémára szeretnénk rávilágítani, holisztikus nézıpontunk segíthet abban, hogy kritikánk eredményes legyen. A zöld mozgalom kortárs gondolkodói közösen fejlesztenek egy új világnézetet, amelynek öt alapeleme, öt kulcsszava: Gaia (James Lovelock), Mélyökológia (Arne Naess), Permakultúra (Bill Mollison), Bioregionalizmus (Gary Snyder) és a Teremtés szellemisége (Matthew Fox). Ezek az alkotórészei a természet integrált szemléletének (KUMAR, S. 1993). Az új világszemlélettel szemben a neo-liberalizmus számára az egyén a meghatározó szereplı, aki a piacon keresztül érvényesíti akaratát. A nemzetállamoknak legfeljebb védelmi funkciójuk miatt lehet létjogosultságuk. Gabriella Kütting megállapítása szerint, nemzetközi, politikai és gazdaságtani nézıpontból vizsgálva a globalizációt, a környezeti és társadalmi dimenziók mellékessé válnak és csak a nemzetközi szereplık által megjelenített társadalmi és 1 Luda Szilvia Budapesti Corvinus Egyetem, Környezetgazdaságtani és Technológiai Tanszék, Budapest szilvia.luda@uni-corvinus.hu 255

256 környezeti összefüggések kerülnek be az elemzésekbe. Mindeközben a szerkezeti korlátok, amelyek között ezek a nemzetközi szereplık mőködnek háttérbe szorulnak. (KÜTTING, G. 2004) A globalizáció szakirodalma különbséget tesz a nemzetköziesedés és a globalizáció között, és ez utóbbit éppen az különbözteti meg az elıbbitıl, hogy a gazdasági, politikai folyamatok nem szőkíthetık le térben, tehát az egész világra kiterjedıen hatnak. A globalizáció, kiterjedt irodalma ellenére, éppen a holisztikus látásmódot illetıen volt redukcionista. Az öko-holisztika új szemléletmód, amely egyesíti a hagyományos holisztikát az ökocentrikus nézıponttal. A globális gazdaságpolitikát, környezeti és szociális vonatkozásaikban egyaránt vizsgálja. Míg a holisztika hagyományosan társadalomtudományi, értsd szociális, politikai és gazdasági dimenziókat vizsgált, addig az ökocentrikus álláspont az ökológiai-környezeti kérdésekkel foglalkozott és a társadalmi összefüggéseket csak érintılegesen elemezte. Kütting könyvében az öko-holisztika jegyében egyesíti a globális gazdaság és a természeti környezet kölcsönhatásait Az öko-holisztika szemléletmódjának használata alkalmas lehet kisebb rendszerek vizsgálatára is. A következıkben két ilyen önszabályozásra alapozott társadalmi-gazdaságiökológiai rendszer típust mutatok be, az öko-holisztikus szemlélet érvényesülésének, illetve érvényesíthetıségének példájaként. Az elsı néhány megvalósult közösségi kísérlet az ökofalvak esete, a másik egy üzleti vállalkozás, ami repcébıl állít elı biodízel alapanyagot, de másként, mint ahogyan azt egy üzleti vállalkozástól megszoktuk. Véleményem szerint az eseteteket az öko-holisztikus szemléletmód köti össze. 2. Ökofalvak a fenntartható fejlıdés gyakorlati megvalósítása jegyében A mainstream világon eluralkodott a gazdasági érdekek elsıdlegessége, míg a zöld kísérletek az ökoszisztémák által megkövetelt érdekeket érvényesítették, de figyelmen kívül hagyták a társadalmi-gazdasági rendszerek mőködési logikáját. A kérdés, hogy lehetséges-e, valóban mőködıképes és fenntartható társadalmi-gazdasági-ökológiai rendszereket létrehozni és mőködtetni? Ökológusok és társadalomkutatók évtizedek óta próbálkoznak olyan modell értékő települések létrehozásával, amelyek önfenntartóak és egyfajta alternatívát jelentenek a mai rohanó élet számára. Az interneten az ökofalvakkal kapcsolatban a következı definíciót olvashatjuk: Egy ideális ökofalu házai természetes anyagokból vályogból, szalmából épülnek, lakói vegyszermentes biogazdálkodást folytatnak, komposzt-wc-t használnak, a felhasznált áramot nap-és szélenergiával állítják elı, a vizet napkollektorral melegítik, a szennyvizet pedig környezetkímélı gyökérzónás szennyvíztisztítással kezelik. Az egyes falvak céljai eltérıek is lehetnek. Míg Visnyeszéplak lakói a lehetı legteljesebb mértékben függetleníteni szeretnék magukat a külvilágtól, Győrőfő lakói közül többen bejárnak Pécsre dolgozni. Fı céljuk, hogy megvalósítsanak egy környezeti és ökológiai megfontolásokat elıtérbe helyezı, kisléptékő emberi társadalmi modellt, amely a hangsúlyt a vidéki környezetre, falvakra, tanyákra, gazdaságokra helyezi (BORSOS B. 2007). Drávafokon Lantos Tamás foglalkozik a régi gyümölcsfajták fenntartásával, felélesztésével. Hasonló értékrenddel az ország északi peremén egy zsákfalu próbálkozásai is figyelemre méltóak. Gyulai Iván ökológus vezetésével a Gömörszılıs, egy fenntartható falu nevő falufejlesztı program kapcsán számos régi épületet újítottak fel, szervezik, ösztönzik a népi kismesterségek és népmővészeti hagyományok fenntartását, segítik a turizmus szervezését. Az alapítvány célja a fenntartható fejlıdés eszmeiségének terjesztése, valamint helyi, gyakorlati modellek kimunkálása. Mindenképpen említésre méltó a Nemzeti Agrár-környezetvédelmi Program mintagazdasága Törtelen, ahol Nagy István tısgyökeres parasztgazda vezeti minta értékő tanyáját 17 ha saját és 39 ha bérelt föld területen. 256

257 A holisztikus szemlélet szép példája az öko-völgy program Somogyvámos területén (150 fıs faluközösség). A kísérlet megalkotói a világot rendszerként szemlélik, és megkülönböztetett figyelmet szentelnek az ember helyének és felelısségének a globális folyamatok alakításában. Ez a modellértékő faluközösség a gyakorlatban bizonyítja, hogy van alternatívája a globális éghajlati, élelmezési és társadalmi válságnak. Céljuk, hogy bemutassák, hogy a kiváló életminıség a közösség minden tagja számára biztosítható ökológiailag fenntartható módon. A somogyvámosi ökofalu világszinten is példa nélküli kísérletté fejlıdött. Az ökofalu lakói a mindennapokban, a társadalmi- és magánélet minden szintjén megvalósítják az önfenntartás gyakorlatát, szem elıtt tartva a gazdálkodás jövıbeni fenntarthatóságát is. A fenntarthatóság jegyében született elképzelések mindegyike tiszteletreméltó. Az ökoholisztika érvényesülésének figyelembevételével az említett kísérletek egyike-másika hosszútávon sikeres lehet. Elképzelhetı, hogy éppen a gazdasági válság teremt olyan új feltételeket, amelyek igazolják a kísérleteket kigondoló kutatók álláspontját. Egy biztos, hogy szükség van ilyen nemes kísérletekre, amelyek célja egy élhetıbb és fenntarthatóbb világ, amelyik természetesebb, mert sokfélébb, mint a jelenlegi, ami körülvesz bennünket. 3. Fenntartható regionalitás Nemzetközi és hazai tudóscsoportok egyetértenek abban, hogy a fenntarthatóság megteremtésének elıfeltételei a következık: erısíteni kell a helyi termelést és fogyasztást; természetkímélı (ökológiai) gazdálkodást kell folytatni; megújuló energiaforrásokat kell használni; minden tekintetben takarékoskodni kell; minél több embernek kell áttérnie a vegetarianizmusra. Ezek jelentik a továbbfejlıdést a fenntarthatóság irányába (KUN, A. 2009). Kerekes Sándor megfogalmazásában: Minden ember korlátozhatja fogyasztását anélkül, hogy életminısége romlana, ha úgy élnénk, mint nagyszüleink, kevesebb húst ennénk és testünk izmait munkavégzésre is használnánk. Így jelentıs mennyiségő energiát takaríthatnánk meg, és egészségesebbek lennénk. Aki tavasszal felássa a kertjét és zöldségeket termeszt vagy háziállatokat tart, az a szabadidejét értelmesebben tölti, mint az, aki a TV hirdetéseket nézi, miszerint a Tesco-ban minden olcsóbb. Aki nem tudja eladni a szabadidejét, annak felesleges azt vizsgálni, hogy megéri-e a kertben termesztenie a zöldséget, vagy érdemesebb inkább a Tesco-ban megvennie. (KEREKES S. 2009). Glatz Ferenc a Földhasználati és Vízgazdálkodási Stratégiai Nemzeti Bizottság elnöke három tényezıvel magyarázza a vidékfejlesztés középpontba kerülését. Elsı: élelemtermelés. Az élelemtermelés színtere mindig is a vidéki térségek, azaz vidékies települési térségek lesznek. Másodszor: természetvédelem. Azaz: elıtérbe kerül a nem emberi természet megóvása, amelynek nagy tartaléka a vidéki térségekben van. Harmadik ok: a vidéki térségek az új típusú ipari termelés tartalékterületei. Részben az alternatív energiaforrások egyik részének elıállítása vidéki térségekben fog történni (pl. zöldenergia forrásai), részben egy új iparosítási politika amely feltehetıen Magyarországon is elkerülhetetlen tartalékterületei is a vidéken helyezkednek el. (GLATZ F. 2008). A szakirodalomból már jól ismert az úgynevezett bioregionális modell, amit Richard Welford (KEREKES S. 2007) a következıképpen jellemez: a bioregionális modell egy olyan gazdaságfilozófia, amelyben a gazdasági szereplık helyi erıforrásokra és helyi szükségletek kielégítésére koncentrálnak, egy nem hierarchizált társadalomban. A régiókra épülı társadalomban sokféle értéket elfogadó, multikulturális közösségek alakulhatnak ki, amelyben a társadalom tagjai kölcsönösen egymásra vannak utalva. Amartya Sen Nobel-díjas tudós szerint a szakadatlan növekedés helyett létrejöhetnének új, alternatív modellek, melyek bölcs önkorlátozásra épülnének, próbálnák összehangolni a vállalati és az egyéni érdekeket, 257

258 mert a társadalom túlságosan érdekvezérelt. Csak az anyák önfeláldozóak, a versenyszféra szereplıi nem mondja ezzel kapcsolatban érzékletesen Enyedi György akadémikus. (BOD T. 2007) 4. A bioüzemanyagok és az az Ökoflex modell Guilhem Calvo, az UNESCO szakembere egy párizsi sajtóértekezleten kijelentette, hogy olyan mezıgazdaságot kell létrehoznunk, amely kevésbé függ az üzemanyagoktól, és amely támogatja a helyi szinten is hozzáférhetı források felhasználását. Ezen kijelentésen felbuzdulva érdemes kiterjeszteni az öko-völgy programot a biomassza alapú energiatermelés felé, amely kiterjed az élelmiszertermelésre, a takarmányozásra, az energetikai hasznosításra és az agráripari termékeknek ipari nyersanyagként történı felhasználására. A biomasszát hasznosító energia-vertikum többek véleménye szerint a fenntartható energiagazdálkodás egyik lehetséges megoldása. Szlávik János véleménye szerint a bioüzemanyagok arányának növelése csökkentheti a vidéki elvándorlást. A megoldás a regionális és a helyi modellekben keresendı (SZLÁVIK J. 2009). A mainstream vélemény e tekintetben, amit az EU is képvisel, hogy a megújulók arányát az energiamérlegben fokozni kell, és el kell érni a legalább 20%-os részarányt. Ez az érték Magyarország esetében 13%-ra módosult, mert a Kormány irreálisnak tartja a 20% elérését. Ezen belül a biomassza részaránya igen jelentıs lehet. Az EU megújuló energiákra vonatkozó stratégiájának központi eleme a bioüzemanyagok minél nagyobb arányú bekeverése a hagyományos üzemanyagokba. Egy uniós jogszabály értelmében 2009-tıl Európa valamennyi benzinkútjánál csak olyan dízel-üzemanyagot tankolhatunk, amely legalább 5,75%-os arányban tartalmaz növényi komponenseket. Magyarország 2008-ra 4,45%-os bekeverési arányt ért el, de a 2009-es cél, a 4,75%-os bekeverési arány elérése. A biomassza részanyának növelése persze több kérdıjelet vet fel. Sokan vitatják az EU célkitőzéséket és valószínőleg igazuk is van a kétkedıknek. A hibát ismét az öko-holisztikus szemlélet mellızése okozza. Az alapkoncepciónak abból kell kiindulni, hogy egy olyan rendszert kell kiépíteni, amely mind gazdasági, mind szociális, mind környezeti értelemben hosszútávon fenntartható. Ezzel szemben a biomasszára alapuló energiapolitikai elképzelések nagyrészt az üvegházgáz-kibocsátás csökkentését vagy az energia ellátás biztonságát hangsúlyozzák. Ez a fajta egyoldalúság szükségszerően vezet azokhoz a problémákhoz, amelyek a biomassza alapú motorhajtó anyagok kapcsán 2008-ban felmerültek, és bizonyos régiókban éhínséget okoztak. Az egyoldalúságot az okozta, hogy a magas kıolajárak miatt mindenki az üzemanyag kiváltásra koncentrált és a holisztikus szemléletrıl megfeledkezve figyelmen kívül hagyták az állati takarmány és az élelmiszerágazat más területeire gyakorolt tovagyőrőzı hatásokat. Ezek következményei lettek a kiváltott társadalmi feszültségek, valamint számos befektetés ebben az ágazatban végül csıdbe jutott és a befektetık elveszítették tıkéjüket. Az Ökoflex elképzelésben egy öko-mezıgazdasági modell megvalósítása szerepel, ahol a mezıgazdaság olyan rendszerekbe szervezıdik, amelyek a helyi adottságokhoz alkalmazkodva, kevés kívülrıl származó erıforrással tartják fenn magukat. A küszöbön álló élelmiszerválság különösképpen aktuálissá teszi, hogy a nagyüzemi gazdálkodás és a nagy távolságra való szállítás helyett a lokális termelés erısödjön. Szabó Gábor szerint jelenleg nincsen konszenzus a kis és nagyüzemek kérdését illetıen. A kis és közepes gazdaságok ugyan kevésbé versenyképesek, de a helyi piacra termelve, helyi feldolgozással, helybeli értékesítéssel csökkentik a környezeti terheket, és munkahelyeket teremtve enyhíthetik a szociális problémákat (SZABÓ G. 1999). 258

259 Az Ökoflex modell, összhangban a fenntartható termeléssel, a természetes ökoszisztémák alapján, az ipari ökológia koncepcióján alapszik és ahelyett, hogy a globális piacokat helyezné elıtérbe, kellıképpen rugalmas rendszer létrehozását célozza. Az ipari ökológia az anyagnak és az energiának a természetes ökoszisztémákban megtalálható és jellemzı körforgását próbálja az ipari folyamatokban meghonosítani. A korábbi, a nyersanyagtól a végtermékig vezetı lineáris termelési folyamatokat visszacsatolások révén igyekszik olyan ciklikus folyamatokká alakítani, amelynek keretében az egyik folyamat hulladékát egy másik termelési folyamat használja fel nyersanyagként. Ebben a termelési folyamatok közötti szimbiózisban jelentıs mértékben csökken az együttes hulladék kibocsátás és anyagfelhasználás, sıt, elméletileg a keletkezı hulladékok és melléktermékek teljes körő felhasználásával megközelíthetı a zéró hulladék kibocsátás. A mezıgazdaság területén keletkezı melléktermékek hasznosításának környezetvédelmi szempontból nagy jelentıséget tulajdonítanak. Az Ökoflex modell újdonsága, hogy a szedresi repceolaj elıállító üzemet 2 integrálja a környezı mezıgazdasági struktúrába. Összefogásra készteti a mezıgazdaság szereplıit, ezáltal kialakítva az együttmőködést a környék gazdálkodói között. Az összefogás elırevetíti a mindenki nyer állapotának a lehetıségét. Olyan megállapodásokat, alkukat, munkakörülményeket teremt, melyekben mindenki jól jár. Ez az ideális megoldás akkor érhetı el, amikor a fókusz átkerül az egyik nyer, a másik veszít esetrıl amiben egyesek szükségletei mások érdekei fölé helyezıdnek a kettıs gyızelemre, amiben mindenkinek a szükséglete számításba kerül, a mindenkit egyformán szolgáló szintézisben. A módszer hazai bevezetésének egyik elıfeltétele egy mintagazdaság létrehozása, amelyben az energia körforgása megvalósul, hogy általa a szakemberek, vállalati döntéshozók elkötelezetté váljanak az ilyen irányú hazai kezdeményezések iránt. Az EU és a hazai támogatáspolitika általában az olyan versenyképes projekteket preferálja, amelyeknél rövidtávon gyors haszon remélhetı. A bioüzemanyagok növekvı termelésének lehetséges következményei rendkívül megosztják a szakmai, és ennek következtében a politikai és a laikus közvéleményt is (DINYA L. 2008). Sokan egyértelmően ennek tulajdonítják a mezıgazdasági termékek, ebbıl kifolyólag pedig az élelmiszerek árainak megugrását, míg mások ezt a hatást elenyészınek ítélik meg. Mindenképpen különbséget kell tenni a melléktermékek, hulladékok, illetve a fıtermékként bioüzemanyag céljára termesztett növények és a parlagon levı földterületek energetikai célú használata között. Tény, hogy a háttérben hatalmas, egymással konfliktusban álló üzleti, politikai érdekek is meghúzódnak, amelyek némi magyarázattal szolgálhatnak a dilemmák sokaságára, és az állásfoglalások bizonytalanságára. Mint az Ökoflex modell is mutatja, a fókusz nem az üzemanyag elıállításon van (1. ábra). A szedresi üzem központi terméke a repceolaj. Biodízel üzemanyaghoz szükséges nyersolajat állít elı. Jelenleg 400 t/hó a repcefeldolgozás, amibıl liter repcepréselvény havonkénti elıállítása valósul meg. Amennyiben a hatósági elıírások engednék, az olaj jól hasznosítható volna üzemanyagként a szántóföldi és egyéb gépekhez, mőködtethetné a generátort, így elıállítva az üzem villamos energia igényét (repceolaj meghajtású generátor). Az olaj eladásából anyagi haszon keletkezik. A repcepréselvény állati takarmányként funkcionál és lehet vele főteni is. Ideális, ha 60 km átmérıjő körzeten belül megvalósul a repcetermesztés, az olajpréselés, az állattartás és az energiatermelési rendszerelemeknek az együttmőködése. A számítások szerint körülbelül ha repce vetésterület megmővelése mellett lehet egy gazdaságilag életképes rendszert létrehozni. A repcét nem kell túl messzire szállítani és vetésforgó alkalmazására is lehetıség nyílik, mondta el Horváth László az Ökoflex Kft. ügyvezetı igazgatója. 2 Az üzem az Ökoflex Kft. területén, Tolna megyében, a Szekszárdi Kistérségben található. 259

260 TERMESZTÉS TERMESZTÉS ha Repcemag NÖVÉNYOLAJGYÁRTÁS, SAJTOLÁS Ökoflex d=60km Pellet Nyers olaj - Állati takarmányozás - Főtés Középületek Mezıgazdasági üzemek Saját irodák, épületek - Észterezés, bekeverés Biodízel - Direkt üzemanyag traktorokba, mezıgazdasági gépekbe - Étolaj az élelmiszeripar számára 1. ábra. az Ökoflex vertikum A szedresi iskola és több dunántúli közintézmény hıellátása, valamint a közeli Pécs városában 2010-re a városi buszközlekedés üzemanyag ellátása szerepel a modell tervezıinek elképzelései között. Magyarországgal ellentétben, a repceolaj Németországban üzemanyagként elismert, megfelel az Európai Normáknak. Hazánkban az adóhatóságok nem engedik a használatát. Lehet, hogy a bioüzemanyag alapanyagainak elıállítása globális méretekben éhínséget idéz elı, de ez nem jelenti azt, hogy kisebb régiókban, ahol a repce termesztés feltételei adottak, de a más célú hasznosításnak nincsen piaca, vagy a helyben lévı munkaerı foglalkoztatását ez segíti, ne lehetne akár motorhajtó anyag elıállítás céljából is repcét termeszteni. Különösen igaz ez azokban az esetekben, amikor lehetıvé válik, hogy ezt a motorhajtó anyagot a földmunkagépek üzemanyagaként is felhasználják, mert például az ilyen célú felhasználás nem jövedéki adó köteles. A repcefeldolgozó üzem akár étkezési olajat is elıállíthat, amennyiben a gazdasági feltételek változnak. Például, aszályos évben drágulhat az étolaj, vagy amikor lemegy a kıolaj világpiaci ára, értelmetlenné válhat az energetikai célú felhasználás. A repceolaj gyártás mellékterméke állati takarmányként és akár főtıanyagként is hasznosítható aszerint, hogy a piaci viszonyok melyik felhasználást teszik gazdaságossá. A projektet átfogó modellként érdemes megvalósítani, növelni általa az élelmiszerbiztonságot, az energiabiztonságot és a vidék lakosságmegtartó képességét. A kölcsönös együttmőködés megélhetési lehetıséget biztosít a falusi emberek számára. Ha mindenki rájön, hogy érdemes állattartással foglalkozni, megteremtjük a falusi gazdaság újjáélesztésének alapkövét, hiszen a falusi turizmus is, csak abban az esetben fejleszthetı, ha megmarad az állattartás. A folyamatok alkalmazása során újra meg kell tanulnunk a természetes folyamatok alkalmazását, mint például a vetésforgó, valamint a szerves trágya használata. 260

261 Az elmúlt évek elegendı példával szolgáltak ahhoz, hogy akár saját hibáinkból is megtanulhattuk, hogy a környezet és a gazdaság összhangját csak a kisebb gazdaságok képesek megvalósítani, amelyek foglalkoztatási és társadalmi szempontból is kedvezıbbek. Ez esetben a bioüzemanyag-termelés támogatásra érdemes projektnek minısülhet, hiszen segíti a vidéki népesség minél szélesebb körő foglalkoztatását, a vidéki lakosság megtartását és életképes vidéki közösségek fennmaradását. Mindezek elvezethetnek bennünket hosszútávú célunk megvalósulása felé, amely a környezetével harmóniában élı mezıgazdasági üzemeknek a létrehozását jelenti, azaz megvalósítja a tanyagazdaság ideáját ; nem termel hulladékot, abszolút anyagáron gazdálkodik és nem, vagy csak nagyon ritkán von be pótlólagos energiaforrásokat. Az ember egymaga csak egy porszem a nagyvilágban, ahol tisztelet legkevésbé a természetnek jár. A sok kis porszem ma szeret elkülönülni, külön utakat járni. Még akkor is, ha a cél ugyanaz. Pillanatnyi függetlenségünkben, de nehéz anyagi és környezeti helyzetünkben a megoldás egy tudatosodási folyamat szerves részét képezi, amelyben a jelenlegi civilizáció eljut arra a szintre, ahol megkérdıjelezi életmódját, gazdaságát és letisztult gondolatai által egységet teremt. Irodalom ÁNGYÁN J. (2001) Az európai agrármodell, a magyar útkeresés és környezetgazdálkodás. Környezetgazdák kiskönyvtára, Agroinform Kiadóház, Budapest BAI A. (2006) A bioüzemanyagok és a vidékfejlesztés. Center Print kiadó, Debrecen BOD T. (2007) Félek, hogy a magyar regionalizmus a provincializmus irányába halad. Csatári Bálint geográfussal Bod Tamás készített interjút. Élet és Irodalom. LI. évfolyam 19. szám, május 11. ( BORSOS B. (2007) Az ökofalu koncepciója és helye a fenntartható település- és vidékfejlesztésben, PhD értekezés ( ) CSUTORA M. KEREKES S. LUDA SZ. (2008) Magyarország megújuló energiaforrás felhasználás növelésének stratégiája Stratégiai környezeti vizsgálat tanulmány. Gazdasági és Közlekedési Minisztérium, Budapest DINYA L. (2008) Biomassza alapú fenntartható energiagazdálkodás. Elıadás, Magyar Tudomány Napja, MTA, nov. 6. ( ENYINGI T. GUBÁN P. KOCSIS A. LANTOS T. MOLNÁR G. (2002) Gondolatok az ökologikus vidékfejlesztésrıl. Környezetgazdák kiskönyvtára. Agroinform Kiadó és Nyomda Kft. GLATZ F. (2008) Vidékfejlesztési stratégia, regionális magyarságpolitikai program. MTA Regionális Kutatások Központjának Dunántúli Tudományos Intézete, Elıadás, Pécs, május 16. GÖİZ L. (2007) Energetika jövıidıben. Magyarország megújuló energiaforrásai. Lehetıség és valóság. Bessenyei György könyvkiadó, Nyíregyháza GYULAI I. (2008) Kérdések és válaszok a fenntartható fejlıdésrıl. Magyar Természetvédık Szövetsége, Budapest GYULAI I.(é.n.) Gömörszılıs, a szerves kultúra szigete In: Vissza vagy hova. Útkeresés a fenntarthatóság felé Magyarországon. Tertia, Budapest JÓZSEF A. (1980) Költınk és Kora. Magyar Helikon KEREKES S. (2007) A környezetgazdaságtan alapjai. Aula Kiadó, Budapest KEREKES S. (2007) Környezetvédelmiek-e a környezetvédelminek tekintett döntések. MTA elıadás KEREKES S. (2009) A klímaváltozás gazdasági körülményei. A klímaváltozás és az energiahiány különös házassága. MTA elıadás, április 09. KEREKES S. (2009) A gazdaság és a környezet. In: Hogy mővelje és ırizze meg. Tanulmánygyőjt.emény a környezettudatos gondolkodáshoz, Szent I. Társulat, Budapest, pp KLINK, W. (2008) Biodízel a kapcsolt termék: a világnak táplálékra és energiára is szüksége van KRAJNER P. (2007) Gazda(g)ságunk újrafelfedezése Fenntartható vidéki gazdaságfejlesztés elméletben és gyakorlatban. L' Harmattan Kiadó KUMAR, S. (1993) Az ökológia elemei. A cikk a Prakriti Indiai Nemzetközi Központban tartott szeminárium elıadásán alapul. New Delhi. 261

262 KUN A. (2008) Önfenntartó farmközösség: a valódi válasz a globális válságra ( KUN A. (2009) Fenntarthatóság és fejlıdés ( KÜTTING, G. (2004) Globalozation and the Environment. Greening Global political Economy. SUNY Press LÁNYI A. (2007) A fenntartható társadalom. L' Harmattan Kiadó LORENZ, E. N. (1962) Deterministic Nonperiodic Flow. Journal of the Atmospheric Sciences, 20. pp LOVELOCK, J. E. (1990) Gaia A földi élet egy új nézıpontból. Göncöl Kiadó, Budapest LUDA SZ. (2008) Bioüzemanyagok Milyen áron? Lépések a fenntarthatóság felé, 12. évf. 3. szám, pp NEISSER, U.(1984) Megismerés és valóság. Gondolat, Budapest SCHUMACHER, E. F. (1991) A kicsi szép. Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó, Budapest SZABÓ G. (1999) Az agrár- és környezetpolitika összefüggései a gazdasági és jogi szabályozás tükrében. Magyarország az ezredfordulón. MTA Stratégiai Kutatások. Zöld Belépı EU csatlakozásunk környezeti szempontú vizsgálata, 69. szám SZLÁVIK J. (2009) A klímaváltozás társadalmi hatásai. A klímaváltozás és az energiahiány különös házassága. MTA elıadás, április

263 Dr. Fazekas István 1 Orosz Zoltán 2 Szabó Valéria 3 A megújuló energiaforrások hasznosítása hazánkban, európai kitekintéssel 1. Célok és elırejelzések a megújuló energiaforrások felhasználása terén Az Európai Unióban a megújuló energiaforrások felhasználása az új évezred elsı évtizedében éves átlagban 5%-kal növekedett, ami a földgázénak majdnem kétszerese. Málta Luxemburg Magy arország Csehország Cip rus Belgium Szlovákia Hollandia Nagy -Britannia Lengyelország Írország Bulgária Olaszország Görögország Németország Spany olország Litvánia 1 Franciaország Románia Szlovénia Észtország 2 Dánia Portugália Ausztria Finnország Lettország Svédország ábra. A megújuló energiaforrások aránya a primerenergia-felhasználásban az Európai Unóban (1=2005-ben, 2=2020-ig tervezett növekedés) Összességében a megújuló energiaforrások részaránya reálisan elérheti az európai energiamérlegben 2010 táján a 12%-ot, a villamosenergia-termelésben pedig a 22,1%-ot. A 1 Dr. Fazekas István Debreceni Egyetem, Tájvédelmi és Környezetföldrajzi Tanszék, Debrecen ifazekas@puma.unideb.hu 2 Orosz Zoltán Debreceni Egyetem, Tájvédelmi és Környezetföldrajzi Tanszék, Debrecen zolorosz@gmail.com 3 Szabó Valéria Debreceni Egyetem, Tájvédelmi és Környezetföldrajzi Tanszék, Debrecen valeriae222@gmail.com 263

264 2020-ra szóló célkitőzés az, hogy a megújuló energiafelhasználás aránya Európában érje el a 20%-ot. Az elmúlt években leggyorsabban a szélenergia hasznosítása növekedett. A vízenergia és a geotermikus energia felhasználásának növekedése szerényebb volt. A vízenergia esetében, a potenciálisan felhasználható helyek nagyobb részét már kihasználták Európában, elmozdulás csak a kis és törpe vízerımővek irányába lehetséges. A napenergia fotovoltaikus kiaknázása jelentısen fog növekedni a napelemek technológiájának fejlıdése következtében. Abszolút értékben a biomassza részesedése marad a legnagyobb a megújuló energiaforrások jövıbeni piacán (60%). A növekedés két területen lesz különösen jelentıs: a biomassza hasznosítása a villamosáram-termelésben és a bioüzemanyagok elıállítása. A hulladék felhasználása energiatermelés céljából valószínőleg csak csekély mértékben fog növekedni. Az Európai Unió tagállamai között a megújuló energiahordozók hasznosításában Svédország, Lettország, Finnország és Ausztria jár az élen (1. ábra). Ezekben az országokban a megújulók jelenleg 20% (Svédországban 40%) 2020-ra pedig jóval 30% feletti részarányt képviselnek a primerenergia-felhasználásban. Málta Ciprus Észtország Belgium Magy arország Lengy elország Luxemburg Litvánia Nagy -Britannia Csehország Hollandia Írország Görögország Németország Franciaország Olaszország Portugália Spany olország Szlovákia Szlovénia Dánia Finnország Lettország Svédország Ausztria ábra. A megújuló energiaforrásokból termelt villamos energia aránya az Európai Unió országaiban (1=2005-ben, 2=2010-ig tervezett növekedés) Magyarország ezen a téren Európa sereghajtó országai közé tartozik, és a hosszabb távú célkitőzései sem különösebben ambíciózusak. Ausztriában és Svédországban a megújulók az áramtermelésben is kimagasló szerepet játszanak (65%, illetve 55%-ot) (2. ábra). Ezek a kiemelkedıen magas értékek döntıen a vízenergia-, a biomassza- és a szélenergia-potenciál kihasználásának köszönhetık. Mielıtt azonban bárki is azt gondolná, hogy ezek az országok csupán az e téren rendkívül kedvezı természeti adottságaiknak köszönhetik mindezt, azok 264

265 figyelmét felhívjuk arra, hogy Svédország a bioüzemanyagok és a hıszivattyú alkalmazásában is elsı a kontinensünkön, Ausztria pedig évente 200 ezer m 2 -rel növeli az amúgy is kiemelkedı 3 millió m 2 -es napkollektor-felületét, és villamosenergia-termelı geotermikus erımővet is üzemeltet (Altheim). Ennek tükrében pedig Magyarország helyzete és különösen a 2010-ig megfogalmazott nemzeti célérték meglehetısen lehangoló. Magyarországon a megújuló energiaforrások aránya a primerenergia-felhasználáson belül 2005-ben 4,6%-ot, a villamosenergia-termelésben pedig 4,17%-ot tett ki. Az összes megújuló energiafelhasználás 71,7%-át a biomassza adja. Ez többségében rossz hatásfokú házi tüzelést jelent. Néhány széntüzeléső erımő biomasszatüzelésre történı átállásával a megújulókból nyert áram termelésén belül a biomassza szintén az élre ugrott (2005-ben 72%). A geotermia a zöldáram termelésben ugyan nem játszik szerepet, de a termálvizek révén a hıhasznosításban az aránya 10,8%-os. A vízenergia súlya a megújulókon belül 3%-os, de a zöldáram termelésen belül 20%-ot képvisel. A szilárd hulladékok égetése 11,3%-ot, a hasznosított napenergia 0,2%-ot tesz ki az összes megújuló-felhasználáson belül. A biogázból 2,8% a szélenergiából pedig 1% körüli zöldáram származik. A prognózisok szerint hazánkban 2010-ig - megfelelı támogatáspolitika mellett - a megújuló energiaforrások felhasználása évente 6-8%-kal fog növekedni és elérheti a 60 PJ/év értéket. Magyarország megújuló energiaforrásokból nyerhetı energetikai potenciálja a es számítások alapján 160 PJ/év körüli. Ennek jelenleg 28%-át, a tervek szerint 2010-re pedig 38%-át fogjuk felhasználni. Legnagyobb elırelépési lehetıségünk a biomassza hasznosítás területén van, de kiválóak hazánk geotermikus adottságai is (3. ábra) ,4 34, ,2 3,6 4,6 5 0,76 0,7 4 0,23 0,02 0,7 2 0, Potenciál Tén yleges hasznosítás Tervezett hasznosítás ábra. Magyarország megújuló energetikai potenciálja és hasznosítása (PJ/év) (1=Meglévı biomassza/tüzifa, mezıgazdasági, erdészeti, ipari és kommunális hulladékok/ 2=Energetikai célra telepített biomassza/energianövények/ 3=Geotermia 4=Szélenergia 5=Vízenergia 6=Napenergia) Ugyanakkor meg kell azt is jegyeznünk, hogy az újabb kutatások és a technológiai lehetıségek fejlıdésével, a technikailag kinyerhetı energiapotenciál nagysága jelentısen változhat os kutatási eredmények például a magyarországi szélenergia-potenciált 75 méteres magasságban, minden korlátozó tényezıt figyelembe véve, szélerımővekkel 200 PJ/év (56 TWh/év) nagyságúra teszik, ami majd harmincszorosa a korábban számítottnak. Ennek tükrében a szélenergia hazai felhasználásában is komoly növekedési lehetıség látszik, amennyiben sikerülne növelni az azonnal indítható tartalékkapacitások nagyságát és fejleszteni a rendszerszabályozást. Az EU célkitőzéseivel összefüggésben Magyarországon a villamosenergia-termelésen belül a megújuló energiaforrások arányát legalább 3,6%-ra kell 265

266 növelni 2010-ig, miközben 2010-re a primerenergia-felhasználáson belül a megújulók arányát összességében 6% fölé, 2020-ra pedig 13%-ra kell emelni. 2. A napenergia hasznosítás helyzete az EU-ban és hazánkban A napenergia hasznosítása nagyon sokat fejlıdött az elmúlt években és 2005 között a napelemek gyártása a világban évente 33%-kal nıtt, az EU országaiban telepített kapacitás pedig évente 37%-kal. Japán a globális fotovoltaikus energiatermelés 44%-át mondhatja magáénak, míg az Európai Unió 24%-ot, az USA pedig 22%-os piaci részesedéssel rendelkezik. Az Európai Unió országai között Németországé a vezetı pozíció a napenergia hasznosításában (2005: MW), az új évezred elsı évtizedében újonnan telepített kapacitások 85%-áért volt felelıs, amely fıként a Solar Roofs programnak volt köszönhetı. Figyelembe véve a jelenlegi trendet és a különbözı európai országok támogatási rendszerének várható eredményét, 2010-re körülbelül MW fotovoltaikus kapacitással lehet számolni az EU területén. Az Európai Unióban összesen telepített napkollektorok felülete 2005-ben 17,3 millió m 2 körül alakult, amely 12 ezer MW hıenergia kapacitással egyenértékő óta az EU napkollektor piaca robbanásszerő növekedést mutat és 2004 között évi 1 millió, 2005 után évi 2 millió m 2 új kollektor-felületet telepítettek. A szektor elsıszámú vezetıje Németország (2005: MW hıenergia kapacitással egyenértékő 7,1 millió m 2 kollektorfelület). Németországban telepítik az európai új kollektorfelületek felét, azaz évi 1 millió m 2 -t. A telepített napkollektor felületek alapján Görögország a második, Ausztria pedig a harmadik. Mindkét országban több mint 3 millió m 2 -nyi napkollektor mőködik. Az Európai Bizottság célkitőzése szerint 2010-ben 100 millió m 2 napkollektornak kellene mőködnie Európában. Ez a jelenlegi növekedési ütem mellett lehetetlennek tőnik. Európában a telepített felületek nagysága megközelítıleg 32,1 millió m 2 lesz 2010-ben. Az Európai Unióban a 90-es évek eleje óta részesülnek a napenergia hasznosításával kapcsolatos fejlesztések kiemelt pénzügyi támogatásban elıtt 80:20 arányban a napkollektorok élveztek támogatási elınyt a napelemekkel szemben, az ezredforduló után megfordult az arány, így napjainkban már 80%-ban inkább a fotovillamos rendszereket támogatják. Magyarországon a napsugárzási viszonyok kedvezıbbek, mint az európai átlag. Jelenleg azonban a potenciálisan hasznosítható napenergia mindössze 2-3%-át használjuk ki. Magyarország a 176 kw-os telepített fotovoltaikus kapacitásával, és a 49 ezer m 2 -es kollektorfelülettel, amely 34 MW fototermikus kapacitásnak felel meg, a három balti köztársasággal és Írországgal közösen a sereghajtó az Európai Unióban a napenergia hasznosítás terén. A köztudottan napfényes Anglia és Hollandia évente annyi új napkollektort helyez üzembe, amennyivel hazánk összesen rendelkezik. A fejlıdés ütemét tekintve Lengyelország 2002-tıl, Szlovákia és Csehország 2004-tıl állva hagyta Magyarországot. Összességében a napenergia hasznosítása jelentéktelen szerepet kap a hazai állami stratégiákban. Relatíve magas beruházási költsége elriasztja a döntéshozókat attól, hogy megkönnyítsék a hazai alkalmazások terjedését. A 2010-re kitőzött cél, miszerint tetın lesz napkollektor Magyarországon, teljesítéséhez csekély mértékő pályázati forrásokat rendeltek, így a családi házak igényeire tervezett napkollektoros rendszerek rendkívül lassan kezdtek terjedni. Miután 2004-ig tehát öt év alatt a kitőzött cél mindössze 2%-át sikerült teljesíteni, a támogatásokat meg is szüntették, ami még inkább megkérdıjelezi a cél megvalósíthatóságát. 266

267 3. A szélenergia hasznosítás helyzete az EU-ban és hazánkban A szélenergia ipar vezetıje továbbra is az Európai Unió 65,4% részaránnyal és több mint MW kapacitással, amely a fejlıdési ütemet figyelembe véve 2010-re MW kapacitást érhet el. Az európai szélerımővek közel 100 TWh villamos energiát termelnek, amely az Európai Unió teljes áramfogyasztásának 3,3%-a. Az európai szélenergia piacon továbbra is Németország és Spanyolország a két legnagyobb befektetı. Ez a két ország tudhatja magáénak a piac több mint 50%-át. A szélenergia ipari mérető energetikai hasznosítását Magyarországon sokáig korlátozta, hogy hazánkra a kis szélsebesség (2,5-3,5 m/s) jellemzı os kutatások a magyarországi technikailag kinyerhetı szélenergia-potenciált harmincszor nagyobbra teszik, mint a korábbi számítások. Hazánk területének 43%-án 75 m magasságban ugyanis már eléri a szél átlagos sebessége az 5m/s-os gazdaságosan hasznosítható értéket. Ez azt jelenti, hogy ebben a magasságban 75 méteres rotor-átmérıjő szélerımővekkel 56 TWh/év villamosáram állítható elı. Egy, az Országos Meteorológiai Szolgálat által kiadott másik tanulmány szerint 100 m-es magasságra számítva Magyarország szélenergia-potenciálja 77,6 TWh/év. Ha csak a legszelesebbnek ítélt területeken hasznosítanánk a szél energiáját 100 m oszlopmagasságú, 100 m turbina lapát átmérıjő, 2 MW teljesítményő hálózatra termelı szélerımővekkel, akkor akár hazánk villamosenergia-szükségletének felét is megtermelhetnénk az ország területének mindössze 4,5%-án. A befektetıi igényeket jól mutatja, hogy 2007-ig MW új szélerımővi kapacitás kialakítására adtak be engedélykérelmet a Magyar Energia Hivatalhoz. A befektetıket természetesen az is csábítja, hogy az állam a törvény erejénél fogva a kötelezı átvétel intézményével támogatja a megújuló energiaforrásból származó villamosenergiatermelést, amelyben a beruházási és mőködési költségeket tekintve a leggyorsabb megtérülést a szélenergia hasznosításával lehet elérni. A MEH azonban a befektetıi szándékok ellenére a villamos energia rendszer-szabályozási problémáira hivatkozva 2010-ig mindössze 330 MW szélerımő üzembe állítására adott ki engedélyt, fıként a legszelesebbnek tartott Észak-Dunántúlon ig az országban összesen 96 darab, összesen 177 MW kapacitású szélerımő üzemelt, fıként a Kisalföldön. A 330 MWnyi szélerımő 2010-re már 717 GWh villamos energiát adhat. A rendszerszintő kapacitáskorlát mellett a MEH a már üzemelı berendezésekre termelési korlátot is elıírt. Egy évben egy szélerımő a típusától függıen a kötelezı, támogatott árú átvétel keretében az engedélyben meghatározott mennyiségő villamos energiát adhat hálózatra. A MEH az intézkedését azzal indokolta, hogy az ellátásbiztonság érdekében a szélerımő kapacitás 90%- ával megegyezı teljesítményő tartalékkapacitásnak kell rendelkezésre állnia. Ez azt jelenti, ha a Magyar Szélenergia Társaság legoptimistább forgatókönyvét vesszük alapul 2030-ra a MEH 1000 MW szélerımővi kapacitásra kiadja az engedélyt, akkor 900 MW azonnal rendszerbe állítható biztos tartalékforrással (hazai földgáztüzeléső erımő vagy szivattyústározós erımő, esetleg villamosenergia-import) kell rendelkezni és a rendszerirányítást is fejleszteni kell. A rendszer rugalmassá tétele a széláram ilyen nagyságrendő zökkenımentes fogadására kb. 100 milliárd forintnyi fejlesztési összeget igényel. 4. A vízenergia hasznosítás helyzete az EU-ban és hazánkban A világon termelt villamos energia 16%-át a vízerımővekben állítják elı. Dél-Amerika áramtermelésének mintegy kétharmadát a vízerımővek adják. A vízerıkészlet hasznosítottsága azonban Európában a legnagyobb (32%). A vízenergia legnagyobb európai felhasználói Svájc, Olaszország, Norvégia, Svédország, Finnország és természetesen Oroszország. Az Európai Unióban a vízenergia-potenciál kiaknázása még ennél is jóval 267

268 magasabb: a régi tagállamokban (EU-15) a gazdasági potenciálok 82%-át már kihasználták, míg az újonnan csatlakozott további tagállamokban 36%-át. Ennek az az oka, hogy itt nemcsak hatalmas duzzasztógátak léteznek, hanem a kis vízerımővek gazdasági és energetikai jelentısége is igen nagy re a kis vízerımővek együttes teljesítménye MW körül lesz Európában. Magyarország vízenergia-hasznosítási adottságai nem kedvezıek. A jelenleg meglévı 31 hazai vízerımő összteljesítménye 55 MW, villamosenergia-termelése 210 GWh/év, ami a teljes hazai villamosenergia-termeléshez viszonyítva mintegy 0,5%-ot képvisel. A vízenergia súlya a zöldáram termelésen belül még 20%-ot képvisel, de a szélenergia és a biomassza energetikai hasznosításának terjedésével ez az arány csökkenni fog. A 31 meglévı vízerımőbıl 23 telephelyen folyik jelenleg villamosenergia-termelés, 8 telephely kis vízerımővei üzemen kívül vannak. Az elıállított vízerımővi villamos energia háromnegyedét a két közepes teljesítményő hazai vízerımővünk (Kisköre 28 MW, Tiszalök 11,5 MW) termeli meg. Hazánkban nagy hagyományokra tekint vissza a kis és törpe vízerımővi energiatermelés, bár az utóbbi évtizedekben fejlesztések hiányában inkább fogyatkozott az ilyen erımővek száma. Kis- és törpe vízerımőveink együttes kapacitása 9 MW, a bennük megtermelt villamos áram 30 GWh körül alakul évente. Ezzel a teljesítménnyel Máltán és Cipruson kívül (ahol egyáltalán nincsenek vízerımővek) csak Hollandiát és Észtországot elızzük meg egy hajszállal az Európai Unió tagállamai közül. A vízenergia nagyobb mértékő kihasználására hazánkban jelenleg csak a kisvízfolyások kínálnak lehetıséget. Országos hálózatra termelı 500 kw fölötti kis vízerımővek telepíthetık a Rábára (Nick 4,2 MW), a Marosra, a Körösökre (Békésszentandrás 2,3 MW), a Hernádra (Hernádszurdok 1,3 MW). Szóba jöhetnek a nagyobb hıerımővekbe (Tisza, Dunamenti) építhetı rekuperációs turbinák. Kedvezı lehetıség vízerımő létesítésére a Paksi Atomerımő kifolyó hőtıvize, ahol 5 MW körüli kapacitású erımő lenne építhetı az elızetes becslések szerint mintegy 2,7 Mrd Ft-os beruházással. Hatékony, bár inkább csak helyi jelentıségő kw teljesítménytartományba esı kis vízerımőveket nyerhetünk a meglévı vízerımővek korszerősítésével, illetve, néhány nyugat-dunántúli vízfolyás és az alföldi fıcsatornák energiakészletének kihasználásával. A helyi áramellátásba kapcsolódó, lokális jelentıségő 100 kw alatti törpe vízerımő telepítésére akár 54 hazai vízfolyásunk is jó lehetıséget nyújt. 5. A geotermikus energia hasznosítás helyzete az EU-ban és hazánkban Az Európai Unióban termelik meg a geotermikus energiával elıállított összes villamos áram 10%-át, ami 2002-ben 883,3 MW-nyi kapacitást tett ki. Ennek több, mint 97%-át Olaszország állította elı (862 MW). A geotermikus energiával mőködı erımővek kapacitása 2010-re eléri az MW-ot Európában. Magyarország a termálvizek hıhasznosításában Európa vezetı országa. Összességében az európai növekedés nem túlságosan dinamikus, évente 4% körül alakul. A hıszivattyúk alkalmazásában és a fejlesztésekben az európai éllovas Svédország, ahol MW kapacitással, egység mőködik. Itt található az EU-ban alkalmazott hıszivattyús berendezéseknek közel a fele. A hıszivattyúval kinyert hıenergia esetében évenkénti 10 %-os növekedést figyelhetünk meg. Magyarországot szívesen minısítik jövendı geotermikus nagyhatalomnak, vagyis olyan országnak, amely természeti adottságai révén jól hasznosíthatja a földhıt energetikai célokra. A Kárpát-medencét az átlagosnál vékonyabb kéreg (25-27 km) és nagyobb geotermikus gradiens jellemzi. A Föld belsejébıl kifelé irányuló hıáram átlagos értéke mw/m 2, ami mintegy kétszerese a kontinentális átlagnak. Magyarország területén a Föld belseje felé haladva 268

269 100 méterenként a hımérséklet átlagosan 4-7 o C-kal emelkedik. A geotermikus energia hordozója a Kárpát-medencében döntıen a termálvíz. A termálvíz alapvetıen az eltemetett triász mészkı összletekben (20%) és a felsı pannóniai homok-homokkı összetételő medenceüledékekben (70%) raktározódik. A kutak és források kifolyásnál 30 C-nál melegebb vizeit tekintjük hévíznek. Hévízfeltárásra az ország területének mintegy háromnegyedén van lehetıség. Jelenleg több mint 600 hévízkút üzemel, melyek közül 180 a 60 C-nál melegebb vizet produkáló. A hévízkutak fele geotermikus energia hasznosítású, 30%-a balneológiai, több mint egynegyedük ivóvízellátási célokat szolgál. Viszont az összes kitermelt termálvíz (évente kb millió m 3 ) mennyiségét tekintve, a balneológiai hasznosítás a maga 62%-ával jócskán megelızi az energetikait. Hazánkban évente mintegy 50 PJ hıtartalmú geotermikus energia lenne potenciálisan felhasználható, amibıl jelenleg mindössze 3,6 PJ a becsült felhasználás. A felszínre hozott termálvíz energiáját kizárólag hıtechnikai célokra főtés, használati melegvíz készítés használják fel. Az energetikai hasznosítás fı területe a mezıgazdaság, azon belül is a növényházak és fóliasátrak. Az 1980-as években világviszonylatban Magyarországon volt a legtöbb kertészeti alkalmazás. Hazánkban jelenleg több mint kétmillió m 2 kertészeti felület (üvegház, fóliasátor) főtött termálvízzel. A hıhasznosítás mőszaki színvonala azonban a legtöbb helyen alacsony, hatásfoka kicsi. Emellett az ország 15 városában létesült termálvízre alapozott távhıszolgáltatásos épületfőtés (Bóly, Csongrád, Jászkisér, Hódmezıvásárhely, Kapuvár, Kistelek, Makó, Mosonmagyaróvár, Nagyatád, Szarvas, Szeged, Szentes, Szolnok, Vasvár, Veresegyház). A települési geotermikus közmőrendszerek példái igazolják, hogy az energetikai hasznosítás rendkívül gazdaságos lehet. Ezeknél a rendszereknél a geotermikus hıenergia költsége a földgáz árának 25-30%-a. Termálvízkivétel segítségével a hazai geotermikus energiakészlet kiaknázása kb m mélységig lehetséges, ameddig víztartó szerkezetek és vízutánpótlás feltételezhetı. Az új (tisztán geotermikus energiahasznosítási célú) vízkivételek csak vízvisszasajtolással engedélyezhetık. A felhasznált vízmennyiség után vízkészlet járulékot kell fizetni az állam számára. Magyarországon geotermikus energiára alapozott villamosenergia-termelés egyelıre nincs. Az MVM és a MOL által készített tanulmányok szerint 8 olyan meglévı, meddı szénhidrogénkút ismeretes, amelyek alkalmasak lennének HDR-rendszerő kapcsolt hı- és villamosenergia-termelés megvalósítására (1. táblázat). Ezek a világon jelenleg már mőködı technológiák segítségével együttesen 80 MW teljesítményő villamosenergia-termelést tennének lehetıvé. Különösen perspektivikusnak látszik a Békés megyei Nagyszénás és Fábiánsebestyén térségében egy 65 MW kapacitású erımő megépítése, ahol 170 C-os gız felhasználásával indulna meg az energiatermelés. Az elızetes kalkulációk 5 éves megtérüléssel számolnak. 1. táblázat. Mélységi hıbányászatra alkalmas meglévı kutak Lehetséges hıtermelı kapacitás MW Lehetséges villamosenergiatermelı kapacitás MW Fábiánsebestyén Álmosd 20 4 Tótkomlós 15 1,5 Mélykút 35 5 Tura 15 1,5 Andráshida 10 0,6 Nagyrécse-Pet 20 2 Bajcsa 20 1 Összesen ,6 269

270 6. A biomasszatüzelés helyzete az EU-ban és hazánkban A biomassza a többi megújuló energiafajtához képest régóta kiemelt szerepe az EUban nem csak a környezettudatos energiapolitikának, hanem az agrárpolitikának is köszönhetı. Az unió a vidéki térségek számára egy lehetséges kitörési pontnak véli az energetikai célú szántóföldi növénytermesztést. Az elmúlt évtizedben a biomassza alapú energiatermelés technológiája folyamatosan fejlıdött. Napjainkra az Európai Unióban a biomasszatüzelés biztosítja a megújuló energiaforrások közül az energiatermelés 60%-át. A növekedés üteme évi 3-4% volt az évtized elején, de részben az újonnan csatlakozott országok jóvoltából akik a szenes erımőveiket túlnyomórészt biomasszára állították át 2004 és 2010 között évi 10-15%-ra nıtt az energiatermelésre hasznosított biomassza mennyisége. Az EU 2005-ben 44,1 TWh elektromos áramot állított elı biomassza erımővekben. Finnországban termelték meg ennek az energiamennyiségnek a negyedét. A második Svédország, a harmadik pedig Németország volt. A biomasszatüzelés területén Finnország és Svédország rendelkezik a legnagyobb hagyományokkal és legjobb természeti adottságokkal. Magyarországon ma a megújuló energiafelhasználás fıleg a növényi eredető biomasszára alapozott, ennek túlnyomó részét az erdeinkbıl kitermelt lakossági tőzifa és erımővi tőzifa teszi ki. Hazánkban a kb. 1,8 millió hektár összes erdıterület évi fanövekménye 12 millió m 3 /év, amibıl elméletileg 9 millió m 3 /év fa termelhetı ki. A tényleges kitermelés 7 millió m 3 /év, amelybıl kb. 3,7-3,8 millió m 3 /év mennyiség használható fel energetikai célra. Jelenleg ez a mennyiség pontosan biztosítja a lakossági tőzifa ellátást (2 millió m 3 /év) és a biomassza tüzelésre átállt erımővek igényét (1,8 millió m 3 /év), de jelenlegi erdeinkbıl ez tovább nem bıvíthetı. Az elmozdulás egyik lehetséges iránya a mintegy 0,7-1 millió m 3 /év erdészeti fahulladék begyőjtése és energetikai hasznosítása lehet. Magyarországon az elmúlt években a biomassza alapú villamosenergia-termelés növekedése volt a legdinamikusabb (4. ábra). 4. ábra. Hazai biomassza erımővek villamosenergia-termelése 2003-ban Kazincbarcika, késıbb Pécs és Ajka szenes erımővei, Tiszapalkonya szénhidrogén erımőve és Visonta lignittüzeléső erımőve döntött úgy, hogy a fosszilis tüzelıanyagok mellett biomasszát is égetni fog. Pécsett, Ajkán, Kazincbarcikán azért váltotta fel a szenet a fatüzelés egy-egy blokkban, mert az erımőveket be kellett volna zárni a 270

271 légszennyezésük miatt, vagy költséges korszerősítéseket kellett volna végrehajtaniuk. Így viszont a meglévı infrastruktúrára építve, viszonylag kis beruházással lehetett a részleges átállást elvégezni. A beruházás a tulajdonosnak azért is elınyös, mert az elıállított zöldáram kötelezı átvételét és magasabb árát a évi CX. törvény (VET) garantálja. Energetikai szempontból ezek az erımıvek ugyanakkor alacsony hatásfokkal dolgoznak, mivel a keletkezett nagy mennyiségő hıt nem hasznosítják. A nagyerımővi kereslet két év alatt több mint duplájára emelte a tőzifa árát, valamint elvonta a szükséges alapanyagot a kisebb kapacitású, nagyobb hatékonysággal üzemelı főtı- és erımővektıl. A hosszú távú fejlesztési elképzelésekben nagyobb szerepet kellene kapnia a kapcsolt hıtermelésnek, és a főtı- és erımővek decentralizált telepítésének. Kis kapacitású faapríték tüzeléssel mőködı főtımő mindössze néhány településen található: Tatán, Szombathelyen, Körmenden, Szigetváron, Mátészalkán, Papkeszin. A biomasszatüzelés egyik perspektivikus iránya lehet hazánk számára a szántóföldi növénytermesztés melléktermékeinek energetikai hasznosítása. A mezıgazdaságban keletkezı összesen mintegy 46,4 millió tonna biomasszából évenként mintegy 22,1 millió tonna a fıtermékekre és 24,3 millió tonna a melléktermékekre esik. Ez azt jelenti, hogy a mezıgazdaságban megtermelt biomasszának több mint fele melléktermékként jelenik meg az ország biomassza mérlegben. Ezekbıl a melléktermékekbıl a földeken marad kb. 63%, ami évenként összesen 15,4 millió tonna biomassza hozamot jelent. Ennek közel fele (7 millió t/év) tüzelıanyagként hasznosítható. Ilyen például a különbözı gabonafélék szalmája, a kukoricacsutka, kukoricaszár, napraforgószár, szılı- és gyümölcsfa nyesedék (2. táblázat). 2. táblázat. Tüzeléssel hasznosítható mezıgazdasági melléktermékek hazai adatai Mezıgazdasági melléktermékek Hasznosítható mennyiség (millió t/év) Energiapotenciál PJ/év Gabonaszalmák 1, Kukoricaszár 3-4 Kukoricacsutka 0, Napraforgószár 0,5 5-6 Szılıvenyige, gyümölcsfa nyesedék 0,5-0,7 5-6 A hazai biomassza égetımővek számára az energetikai ültetvények jelenthetik a másik perspektívát. A szarvasi energiafő telepítése rövid idı alatt akár ezer hektáron indulhat meg, amely ezer t/év biomassza tömeget szolgáltatna, amelybıl évi 6-7 PJ energia állítható elı. Két hıerımőben is tervezik az energiafő felhasználását a faapríték mellett, illetve azzal keverve. Nagy az érdeklıdés az energetikai faültetvények iránt is, mivel a szántóföldi mővelésbıl kikerülı területek, illetve a nagyobb folyók ártéri területei ezekkel jól hasznosíthatók. Jelenleg több kísérleti energetikai faültetvény is található Magyarországon, amelyek célja a termeszthetı, gyorsan növı fafajok kiválasztása, a termesztési és betakarítási technológia kidolgozása, az elérhetı hozamok és a kinyerhetı energiamennyiségek pontos meghatározása. A késıbbiekben az energetikai faültetvények területének gyors növekedésével lehet számolni, amely meghaladhatja a 100 ezer hektárt is, amelybıl PJ energia is termelhetı 7. A bioüzemanyagok helyzete az EU-ban és hazánkban Az Európai Unió célkitőzése, hogy 2010-re a közösségben forgalomba kerülı gépjármő üzemanyagok 5,75%-a, 2020-ra pedig 10%-a bioüzemanyag legyen. Az európai 271

272 (0,7 millió t/év) bioetanol-termelés vezetı országai: Spanyolország (2005: 240 ezer t/év), Svédország, Németország és Franciaország. Ez a négy ország állítja elı az unióban termelt bioetanol 82%-át. A biodízel európai termelése 2005-ben elérte a 3,2 millió tonnát. Ennek több mint felét (2005: 1,7 millió t) Németország állítja elı. Franciaország és Olaszország hagyományosan vezetı szerepet játszik ebben a szektorban. Az európai termelés 80%-át e három ország produkálja. Az évtized közepén Csehország, Lengyelország és Szlovákia produkálta a legnagyobb arányú növekedést, és igyekeztek ezen a területen komoly pozíciót elfoglalni. Magyarország az európai biodízel szektorban pillanatnyilag nem jegyzett ország, és a bioetanol szektorban sem rendelkezik számottevı termeléssel, miközben régóta a magyar mezıgazdaság kitörési lehetıségének tartják a motorok hajtóanyagául szolgáló energianövények termesztését. Ehhez képest a Magyarországon forgalmazott üzemanyagok között a bioüzemanyagok részaránya 2005-ben 0,4-0,6%-os volt, és 2010-re is csak egy szerény 2%-os célértéket tőztünk magunk elé. Mivel a bioetanol és a biodízel is jövedéki termék, ezért elıállítása, forgalmazása a évi CXXVII. törvény betartásával történhet. Bioetanolt hazánkban két nagy szeszgyár, a gyıri és szabadegyházi állít elı. Együttesen 60 ezer tonna kapacitással rendelkeznek, melyet azonban felvevıpiac hiányában 2008-ig csak 70-80%-ban használtak ki. E85-ös üzemanyagot Magyarországon mindössze egyetlen benzinkútnál forgalmaznak. A hazai termelés egy esetlegesen fellendülı európai és belsı piaci kereslet esetén elsısorban kukoricára, kisebb részben cukorrépára és kalászosokra alapozódhat. Ennek oka, hogy ezeknek a növényeknek legnagyobb a vetésterületük, a termesztés és feldolgozás technológiája rendelkezésre áll, ugyanakkor éppen ezeknek a növényeknek az értékesítése bizonytalan. Kukoricából évente 3,5 millió tonna, cukorrépából 0,7-0,9 millió tonna, gabonából pedig 0,5-1 millió tonna felesleg keletkezik hazánkban. Kizárólag ezekbıl a feleslegekbıl a jelenlegi vetésszerkezet mellett 1,3-1,5 milliárd liter (1-1,2 millió tonna) bioetanol állítható elı, ami meghaladná az Európai Unió jelenlegi (0,7 millió tonna) teljes etanolgyártását. Az is tény, hogy a mai gépjármővek üzemanyagához a technológia átalakítása nélkül legfeljebb 15-20% bioetanol keverhetı, ami a hazai 1,5 millió tonna/év üzemanyag-fogyasztás alapján ezer tonna/év, az unió elıírását alapul véve pedig ezer tonna/év bioetanol elıállítást indokol 2020-ig. Azaz a hazai kereslet esetleges és mőszakilag lehetséges legnagyobb növekedése sem teszi szükségessé ilyen mérető termelıkapacitások kialakítását. A MOL, mint kizárólagos bekeverı és értékesítı rögzítette, hogy között évente legfeljebb tonna bioetanolt fog vásárolni és a benzinbe keverni. A technikai lehetıség (szabad szállító és finomító kapacitások) ugyanakkor a MOL rendelkezésre áll ahhoz, hogy a 300 ezer tonnás maximális hazai kereslet, vagy akár egy hirtelen megugró európai kereslet hatására az 1 millió tonnás hazai potenciál kihasználása esetén elvégezze a bekeverést. A pillanatnyilag csekély európai és a jelentéktelen hazai kereslet ellenére, óriási a befektetıi érdeklıdés a hazai bioetanol termelésbe. Négy tıkeerıs beruházói csoport 20 bioetanol gyár (1,4-1,6 millió tonnás összes kapacitással) építését tervezi a következı néhány évben. Üzemek épülnek Kabán, Adonyban, Gönyőn, Mohácson, Marcaliban és Komáromban. A biodízel hazai piacán sem jelentkezik akkora kereslet, amely indokolná a termelıi kapacitások bıvítését. Ez a szektor azonban annyival nehezebb helyzetben van a bioetanolhoz képest, hogy a magas elıállítási költségek miatt, kizárólag a jövedéki adómentességgel lehetne árban még versenyképes a gázolajjal. Magyarország ökológiai adottságai nem igazán kedveznek a biodízel alapanyagául szolgáló repce termelésének. Elfogadható hozamok mellett mintegy 150 ezer hektáron termelhetı repce, amelybıl ezer tonna biodízel (RME=repce metil-észter) nyerhetı. Ez a hazai kereslet maximális felfutása esetén 80%-ban lesz képes kielégíteni az üzemanyag-gyártók igényeit. Hazánkban mindeddig Kunhegyes- 272

273 Bánhalmán (4 000 t/év) és Mátészalkán (8-10 ezer tonna/év) létesültek biodízel üzemek. A kunhegyesi az üzem vesztesége, majd leállása bizonyította, hogy a biodízel zárt forgalmazási rendje nem mőködıképes. 8. A biogáz hasznosításának helyzete az EU-ban és hazánkban Európa biogáz termelése 2005-ben 4,7 millio toe volt. Az évtized elején évi 6%-os, az évtized közepén 10% feletti növekedést produkált ez a szektor. A vezetı pozíciót fej-fej mellett Nagy-Britannia és Németország tölti be. İk ketten hasznosítják a biogáz majd 70%-át az Európai Unióban. Komoly különbség a két ország között, hogy Nagy-Britanniában a hulladéklerakók és szennyvíztelepek képezik a biogáz termelés gerincét, míg Németországban a mezıgazdasági biogáz üzemek is hasonló súllyal jelennek meg ezek mellett. Magyarország helyzete a biogáz szektorban felemás. Egyrészt hazánk azon uniós országok közé tartozik, akik folytatnak biogáz termelést és hasznosítást hiszen hét országban még napjainkban sincs említhetı termelés és hasznosítás de ez rendkívül alacsony mértékő. Az évenkénti 3,8 millió toe biogáz termeléssel, és az abból elıállított 25 GWh elektromos energiával az utolsók között vagyunk Európában, miközben a mezıgazdasági eredető biológiailag gázosítható biomassza tömege 8-10 millió tonnára tehetı Magyarországon, amelybıl 7-9 PJ energia is elıállítható. Hazánkban mindössze néhány helyen (Nyírbátor, Pálhalma, Kunhegyes) mőködik jelentısebb kapacitású állattartási és mezıgazdasági hulladékra települt biogáz üzem. Az ezekben termelt energiát kisebb részben áramtermelésre, nagyobb részben az állattartó telepek, valamint a fermentorok főtésére, azaz a technológia saját energiafogyasztásának kielégítésére használják fel. Biogáz kinyerése kommunális hulladéklerakóból Magyarországon 14 helyen történik. Mennyisége évi millió m 3, amellyel 7,6 GWh áramot termelnek. A nagyobb regionális szennyvíztisztítók szintén hasznosítják a keletkezı szennyvízgázt, de azt döntıen saját energiaellátásra fordítják. Csak a legnagyobbak táplálnak az országos hálózatba villamos áramot (pl. Észak-pesti Szennyvíztisztító 7 GWh). A 2010-ig megépítendı szennyvíztisztító rendszerekre további biogáz termelı és hasznosító berendezések telepíthetık és ezzel mintegy 50 GWh áram termelése valósítható meg. Elızetes becslések szerint a 2010-re elıállított biogáz mennyiség alapanyagának fele mezıgazdasági és élelmiszeripari hulladék, fele pedig települési szennyvíziszap lesz. Egy esetlegesen fellendülı bioetanol termelés esetén, az új bioetanol üzemek hulladékának hasznosítását és energiaellátását biogáz üzemekkel oldhatják meg leghatékonyabban (pl. Kaba). A magyar helyzetre jellemzı, hogy kormányzati támogatás létezik ugyan, de annak formája és mértéke egyelıre nem elegendı a komolyabb elırelépéshez. Irodalom ÁBRAHÁM I. BIRINYI Z. KÖRÖSI T. MÖRCZ A. OBERCZÁN C. TÓTH T. VAJDOVICH Á. (2007) Tájékoztató a Magyar Energia Hivatal évi tevékenységérıl. Magyar Energia Hivatal, Budapest 67p. BAI A. (1998) A melléktermékek energetikai hasznosításának gazdasági összefüggései. PhD értekezés, Debrecen FOGARASSY CS. (2001) Energianövények a szántóföldön. Gödöllı 144 p. GIBER J. (2005) Az új magyar energiapolitika tézisei évek között POÓS M. (1999) Az EU csatlakozásunk energetikai területének áttekintése. Magyar Energetika. 1999/3 SZERGÉNYI I. (1997) Európai energiapolitika Magyar energiapolitika. Integrációs Stratégiai Munkacsoport kiadványa, 4. Munkacsoport TÓTH P. BÍRÓNÉ KIRCSI A. (2007) A szélenergia hasznosítás perspektívái az Európai Unióban és Magyarországon VAJDA GY. (2001) Energiapolitika (Magyarország az ezredfordulón) Budapest, MTA, 395p. 273

274 Dr. Káposzta József 1 Dr. Nagy Henrietta 2 Alternatív energiaforrások területi összefüggései Magyarországon 1. Bevezetés Napjainkban egyre nagyobb problémát jelent a fosszilis tüzelıanyag-források (kıolaj, földgáz) fokozatos fogyása, elkerülhetetlen kimerülése. Az ipari, közcélú és lakossági hı-, illetve villamos energia igényének fokozódó növekedése, valamint a rohamosan bıvülı közúti közlekedés a légkör káros szén-dioxid és egyéb az üvegházhatást kiváltó szennyezése világviszonylatban egyre aggasztóbb méreteket ölt. A következı generációk számára is élhetı környezet biztosítása érdekében tett tudatos beavatkozásokat számos komoly nemzetközi és hazai törekvés fémjelzi. Ehhez csatlakozva hazánk is számos területen így a környezetvédelem, fenntarthatóság és energiapolitika területein is kötelezettséget vállalt az uniós, illetve más nemzetközi szintő megállapodás célkitőzéseinek teljesítésére. Ezen tanulmány egy összetett kutatás részét képezi, melynek célja, hogy megpróbáljon rávilágítani azokra a lehetıségekre, melyek hazánk természeti, gazdasági és humán adottságainak kihasználásával elısegíthetik a vállalt kötelezettségek elérését, figyelembe véve a Magyarországon fennálló területi különbségeket. Kiemelkedıen fontosnak tartjuk, hogy a fenntarthatóság, a környezetvédelem, az energiatermelés illetve felhasználás kérdéseit a területi politika vonatkozásaival együtt vizsgáljuk, hiszen a vállalt kötelezettségek országos szintő teljesítése sokszor területileg eltérı igényeket támaszt az országhatáron belül. Ezzel lehetıséget biztosítva az ökológiai, gazdasági és humán erıforrás adottságok egyedi, terület-specifikus kihasználására, új jövedelemtermelési lehetıségek megteremtésére, lehetséges fejlıdési pályák megfogalmazására az egyes akár jelenleg perifériális helyzető térségek számára egyaránt. Tehát egyszerre igyekszünk vizsgálni komplex kérdéskörként a fenntartható fejlıdéshez szükséges és kötelezıen elıírt alternatív energiaforrások elterjedésének lehetıségét, párosítva a magyarországi régiók fejlesztésével, a munkanélküliség csökkentésével, vidéki területeken munkahelyteremtésekkel, és a hagyományos mezıgazdasági termelést felváltó új típusú tevékenységek megtelepítésével. Meggyızıdésünk, hogy az alternatív energiaforrások termelésére és használatára vonatkozó elıírások betartása a fentiekbıl következıen nemcsak környezetvédelmi szempontból indokolt, hanem számos jelenleg fennálló társadalmi és gazdasági problémára is megoldást jelenthet. Hiszen az új energiahordozókra történı részleges átállás a területi politika céljait is szolgálja, mivel hozzájárulhat az életszínvonal térbeli kiegyenlítıdéséhez, a vidéki lakosság helyben tartásához, a munkahelyteremtéshez, így bizonyos vidéki térségek felzárkózásához. Továbbá, lehetıvé teszi az ENSZ éghajlatváltozásról szóló keretegyezményéhez csatolt Kyoto-i Jegyzıkönyvben foglalt célkitőzések gyorsabb megvalósulását, és kedvezıen hat a társadalmi kohézióra is. 2. Alternatív energiaforrások jelentısége az energiapolitikában Az energetika nagyon összetett gazdasági és politikai kérdéskörnek a része, ezért a történelmi tapasztalatok alapján megbízható hosszú távú elırejelzést nagyon nehéz készíteni. 1 Dr. Káposzta József Szent István Egyetem, Regionális Gazdaságtani és Vidékfejlesztési Intézet, Gödöllı kaposzta.jozsef@gtk.szie.hu 2 Dr. Nagy Henrietta Szent István Egyetem, Regionális Gazdaságtani és Vidékfejlesztési Intézet, Gödöllı nagy.henrietta@gtk.szie.hu 274

275 Ugyanakkor hangsúlyozni kell, hogy az energetikai döntések és beruházások hosszú idıt és jelentıs nagyságú tıkét igényelnek, ami szükségessé teszi a kockázatokat számba vevı hosszú távú kitekintések készítését minden nemzeti politika számára. Ezért az egyes országok megújuló piaci rendszerei is úgy kerültek fejlesztésre, hogy elsısorban a nemzeti érdekrendszereket veszik figyelembe, és igyekszenek az energiaellátáshoz kapcsolódó piacokat lehatárolni. Ezeknek a tényezıknek a változása, a rendszerek mőködési folyamata azonban egyre több országban jelentısen liberalizálódott, és talán kijelenthetjük, hogy a megújuló energiatermelés révén, a hagyományos energiaellátásban is valós piaci változások indultak el. Ennek jelei a piacvezetı országok energetikai biomassza termeléshez kapcsolódó nemzeti vagy nemzetközi piacainak fejlıdésében is jól megfigyelhetık. A biomassza, azaz szerves, megújuló alapanyag felhasználása az újgenerációs energiahordozók elıállítására nemcsak hatalmas környezetvédelmi, hanem pénzügyi, gazdasági kihívássá is vált az elmúlt években. A megújuló beruházásokhoz kapcsolódó sajátos gazdasági és társadalmi környezet, a befektetésekhez kötıdı pénzügyi kockázatok sokrétősége, a technológiai innováció indukálta gyors döntési kényszer, a pénzügyi szolgáltatások vonatkozásában egy új korszak, a bio-ipari forradalom kihívásait fogalmazza meg. A megújuló energiatermelı rendszerek használata, fıként a szabályozási és piaci elemek agresszív keveredése révén, akár a bio-üzemanyagok, akár az emisszió kereskedelem vonatkozásában vizsgáljuk, kedvezı pénzügyi befektetésekkel kecsegtethet. Azonban az energiatermelés technológiájára vonatkozó gazdaságossági számítások nem minden esetben hoznak egyértelmően kedvezı eredményt az alternatív energiahordozók elıállítására vonatkozóan. Vagyis hosszú távon, nagy mennyiségben, ingadozások nélküli viszonylag kiegyenlített mennyiséget adó atomenergia-elıállítás kiváltása sem technológiailag, sem gazdaságossági szempontból nem tőnik valószínőnek. Nem vitatható az alternatív energiahordozókat vizsgáló kutatások fontossága, viszont elsısorban hiánypótló, diverzifikáló (az energiatermelés területén), munkahelyteremtı és lokális fejlıdést hordozó szerepét indokolt hangsúlyozni. Emellett Magyarországnak a hagyományos energiahordozókkal kapcsolatosan is vannak még megoldandó feladatai. Az egyik legfontosabb energiapolitikai célkitőzés az ország energiaellátási biztonságának növelése, igazodva az EU ilyen irányú törekvéseihez. Az ellátásbiztonság megfogalmazott alapelve, hogy a mindenkori fogyasztói keresletnek megfelelı mennyiségő és minıségő energiahordozó álljon rendelkezésre. Az energiapiac biztonságát növeli, ha a hazai energiapiac az egységes európai energiapiac részévé válik. A méreteiben jóval nagyobb európai energiapiacba integrálódásunk kisebb hazai tartalékkapacitást igényel, ami azonos biztonság mellett költségcsökkentı hatású. Nem elhanyagolható kérdéskör a fent említettekhez kapcsolódóan Magyarország energiaimportfüggıségének mérséklése sem, mely egyrészt a külföldi energiapartnerek körének bıvítésével, és az alternatív energiahordozók nagyobb szerepvállalásával egyaránt történhet. Elıbbi szükségességét a 2009 januárjában tapasztalt energiaszolgáltatás nehézségei egyértelmően igazolták, bár új importlehetıségek az energiahordozók területén meglehetısen korlátozottak. Mivel az exportáló országok tudatában vannak a kezükben lévı hatalomnak, új hálózatok kiépítése, új partnerek keresése, a szolgáltatás feltételeiben történı megállapodás többnyire komoly nemzetközi szintő politikai-gazdasági egyeztetéseket kíván. A Nyugat-Európához történı felzárkózáshoz továbbá elengedhetetlenül szükséges az energiahatékonyságban meglévı jelentıs elmaradás fokozatos felszámolása. Ezért a jövıben az Európai Unió gazdasági növekedésénél dinamikusabb magyar fejlıdés csak szerény energiaigény-növekedés mellett valósulhat meg. Több mint másfél évtizeddel a társadalmi átalakulás után Magyarországon még mindig sokkal nagyobb a gazdasági, és ezzel összefüggésben az energetikai fejlesztések bizonytalansága, mint az EU többi tagállamában. 275

276 A rövid távú politikai érdekek érvényesülése miatt lényegesen nagyobbak a fejlıdésifejlesztési kilengések is. Az energia, mint termelési tényezı, erıforrás, lehetıvé teszi vagy kizárja energiaigényes létesítmények adott helyen történı kialakítását, illetve fejlesztését. Másfelıl, mint ellátottsági tényezı, befolyásolhatja egy-egy településen vagy településcsoporton az életkörülményeket. A lakossági ellátottságot fıleg a villamosenergia-hálózat kiterjedtségét tekintve ma már Magyarországon az energia mennyiségi elérhetısége nem jelent életkörülményeket befolyásoló tényezıt, de ekként jelenik meg a különbözı energiahordozók közötti választhatóság, és ezen keresztül a költség különbsége. Azonban ipari létesítmények telepítése esetében az energia (más erıforrásokhoz hasonlóan) kalkulációs tételt jelent (FLEISCHER T. et al. 2001). 3. A hazai energetikai biomassza termelés fıbb összefüggései A megújítható energiaforrások közül a legjelentısebb a biomassza szerepe. Ennek oka abban rejlik, hogy a nap-, illetve szélenergiával szemben lehet szállítani, tárolni, készletezni, tehát folyamatos energia-ellátást tesz lehetıvé. Ugyanakkor a többi alternatív energiaforrással együtt hátránya, hogy a szénhidrogénekhez viszonyítva kicsi az energiasőrősége (FOGARASSY CS. 2001). A megújuló energiaforrásokon belül hazánkban is a biomassza termelés és hasznosítás rejti a legátfogóbb lehetıségeket, és bıséges potenciál áll rendelkezésre az energetikai biomassza mennyiségi növelésére is. Azonban a hagyományosan kedvezıtlen, termeléshez kapcsolódó mezıgazdasági kockázatok miatt, a gazdasági és politikai döntéshozók hazai viszonylatban, nem bíznak feltétlenül az energetikai biomassza termelés stabil piaci szegmenssé válásában. Fontos érv lehet a biomassza elıállítása mellett, hogy a mezıgazdasági területek egy része kedvezıtlen adottságokkal rendelkezik az élelmiszer-termeléshez, ez kedvezı lehetıséget teremt más irányú pl. energetikai célú növénytermeléshez. Mindezek ellenére van pár hátráltató tényezıje is a hazai tüzelhetı biomassza elıállításnak. Ezek között meg kell említeni, hogy nagyfokú kényszergazdálkodás, sok a fıleg önellátásra termelı, tartós nehézségekkel küzdı gazdálkodó, kevés a gazdaságilag életképes gazdaság. Mindenképpen összehangolt intézkedés-sorozat szükséges, amely részben beruházási támogatások biztosításából, célirányos kutatási-fejlesztési tevékenységbıl, valamint egy integrált ismeretátadási és tudatformálási programból áll. Jelenleg a megújuló energiaforrások körülbelül 3,6%-kal részesednek Magyarország összes energiafelhasználásából, ezen belül a biomassza mintegy 80%-ot tesz ki. Ennek nagy része tőzifából és egyéb növényi melléktermékbıl keletkezik, azonban ez csak töredéke a lehetıségeknek. A biomassza energetikai célú hasznosítására elsısorban a hagyományos agrártermelési ágazatokban keletkezı mezı- és erdıgazdasági melléktermékek és hulladékok hasznosításának, az energetikai erdıgazdaság (energiaerdık) és az energetikai célú növénytermesztés (energianövények) keretén belül van lehetıség. Az alapanyag-felhasználás és ellátás kulcskérdés a hatékony biomassza-rendszer tervezés szempontjából. Az ellátási rendszerek esetlegessége megfelelı mennyiségő és minıségő biomassza ellátás szervezetlensége sok esetben a technológiai megfeleltetési kérdések alapvetı hatékonysági problémát okoznak. A regionális területi eloszlás alapján jól érzékelhetı, hogy a termelés alapvetı kritériumát jelentı biomassza alapanyag elérhetısége rendkívüli mértékben kötıdik a területi adottságokhoz. A területi egységekhez kapcsolódó biomassza potenciál figyelembe vétele nélkül a felhasználható alapanyag kritikusan magas szállítási költségei miatt a biomassza ellátási rendszerek nem tervezhetık. Az erımővek fokozatos átalakítása biomassza tüzelı rendszerekké jelentıs külföldi mőködı-tıke bevonást 276

277 indukálhat. Az erımővi bıvítések várhatóan igen jelentıs hatással lesznek a következı években a biomassza keresleti piacára, ezek árnövelı, ármódosító hatása elkerülhetetlen. A raktározás és szállítmányozás kérdésköre a biomassza termelés egyik kulcsfontosságú eleme. Fontos áttekinteni a hazai termelési potenciál mellett a raktárkapacitások kérdését is, mivel a termelés szezonalitásából fakadóan a telephelyválasztás egyik fontos kérdése a meglévı alapanyag földrajzi elhelyezkedése. A gabonafélék szakszerő tárolása, kezelése és szállítása a jelentıs arányú (gyakran százalékos) veszteség miatt nem tekinthetı másodlagos problémának. A hazai raktárkapacitások földrajzi elhelyezkedése, a szállítási lehetıségek módjai, illetve a feldolgozó kapacitások építése között tehát jelentıs összefüggés van. Ennek megfelelıen vizsgálni szükséges a raktárkapacitások elhelyezkedését és befogadóképességük kapacitását. A bioüzemanyagokat gyártó üzemek beruházási döntésénél kiemelkedı szempont a megfelelı hely kiválasztása. Bioetanol- és biodízel-üzemet a nyersanyag-termelı, valamint a végtermék-hasznosító hely közelében célszerő létesíteni, mivel mindkettı hosszabb távra történı szállítása jelentısen ronthatja az üzem jövedelmezıségét. A végtermék szállítása és a melléktermék elhelyezése szempontjából fontos megvizsgálni a szállítás lehetséges módját (folyami, vasút, közút). Nagyon fontos kérdés a melléktermékek kezeléséhez kapcsolódó logisztikai rendszerek kidolgozása is. Amennyiben megfelelı hasznosítási lehetıségrıl nem gondoskodik a beruházó, a melléktermék nem bevételt, hanem további költséget jelent: hulladékként gondoskodni kell az elszállításáról, megsemmisítésérıl, így a komplex rendszerek kidolgozása lehet az egyik olyan fejlesztési irány, amely a felmerülı kérdésekre megoldást adhat. Az erıforrás-ellátási kérdések között ugyancsak kiemelt hangsúllyal kell szerepeltetnünk a foglalkoztatási, humánerıforrás ellátási kérdéseket. Vizsgálataink alapján az energetikai biomassza termelés humánerıforrás igénye közepesen magas, tehát azokon a területeken lehet igazi potenciállal tervezni, amelyeken viszonylag magasan képzett, lehetıleg középfokú végzettséggel rendelkezı munkaerıbázis, ugyanakkor elérhetı biomassza termelési potenciál is van egy idıben. Ebbıl a szempontból kiemelkedı a Dél-Alföldi Régió területe. Az uniós kötelezettség mellett környezetvédelmi és gazdasági tényezık is sürgetik a zöldenergia felhasználásának növelését. A magyar villamosenergia-termelésben még csekély az alternatív energiahordozók felhasználása, de egyre több erımőben használják már főtıanyagként a biomasszát. Jelenleg az ország energiaszükségletének 60%-a importból származik, holott az importmennyiség felét megújuló energiák felhasználásával, viszonylag kis ráfordítással belföldön is elı lehet állítani. Energetikai növénytermesztésbıl azonban az összes hazai lehetıség számbavétele után is az ország energia-szükségletének csupán 8-25 százaléka lenne fedezhetı, tehát kizárólag kiegészítı energiaforrásról lehet szó, vagyis önmagában nem képes kiváltani a hagyományos erıforrásokat. Ráadásul a mai gazdasági viszonyok között a megújuló energiaforrásokkal történı energia elıállítása a hagyományos energiahordozókkal szemben nem versenyképes. A közelmúlt történései ezt a hátrányt jelentısen csökkentették, de még így is szükség van az energetikai célra szolgáló alapanyagok termesztésének támogatására. 4. Az alternatív energiahordozók terjedését elısegítı szabályozások, illetve pénzügyi források Számos olyan nemzetközi és uniós megállapodás, akcióterv és direktíva létezik, melyek adminisztratív, illetve jogi eszközökkel igyekeznek az alternatív energiaforrások elterjedését elısegíteni. Ezek közül egyik az ún. Fehér Könyv: A jövı energiája: Megújuló energiaforrások, mely egy akcióterv a megújuló energiaforrások felhasználásának 277

278 növelésére. Célja az, hogy a vidéken élık továbbra is a mezıgazdasággal foglalkozhassanak, helyben juthassanak biztos bevételhez, de a termelés ne az eladhatatlan készleteket növelje. A szántóterület egy részén ne élelmiszercélú termelést folytassanak, hanem ugaroltatási támogatással, energetikai célra biomasszát és egyéb ipari anyagot termeljenek. A Biomassza Akcióterv COM(2005)628 megállapítja, hogy az EU-ban a megújuló energiaforrásokon belül mintegy 50%-os a biomassza részaránya. Hazánk adottságainak figyelembevételével (korlátozott víz- és szélenergia potenciál) ez az arány közel 80%-os. Magyarország vonatkozásában az egyik kiemelt cél a gabonafelesleg levezetése, felkészülni az intervenciós rendszer megváltozatására az által, hogy annak megszőnését követıen egy kiegyensúlyozott, önálló, stabil piaci szerkezet alakuljon ki. Speciális agrárkérdés a kiegészítı területalapú támogatások témaköre (energianövény prémium). Az EU energianövény prémium rendszere 45 EUR/ha kiegészítı területalapú támogatást biztosít az energianövények termesztéséhez, 1,5 millió ha-ban maximalizálva az így támogatható területet. Az adminisztratív eszközök mellett természetesen elsısorban uniós támogatások is rendelkezésre állnak a kezdeményezések megvalósítására. A közötti idıszakra vonatkozó ÚMFT és ÚMVP jelentıs mértékben nyújtanak beruházási támogatásokat. A Regionális Operatív Program (ROP), az Infrastrukturális Operatív Program (IOP), illetve a Környezeti és Energetikai Operatív Program (KEOP) az ipari jellegő beruházásokhoz járulhatnak hozzá, míg az EMVA a biomassza termelését és elsıdleges feldolgozását igyekszik elısegíteni. A KEOP alapvetı célja Magyarország fenntartható fejlıdésének elısegítése. A programon belül kiemelt szempont az energiatakarékos programok támogatása, valamint a megújuló energia transzformációs rendszerek bevezetésének támogatása. A biomassza alapú rendszerek támogatása kiemelt prioritás a programban, amelyre a 7 éves idıszakban kb. 50 Mrd Ft-ot költenek a fejlesztési terv keretein belül. A megújuló energiahordozó-felhasználás növelése prioritási tengely keretében megvalósuló fejlesztésekhez pedig az Európai Regionális Fejlesztési Alap nyújt támogatást a Konvergencia célkitőzés elérése érdekében, amely támogatásra a Közép-Magyarországi régión kívül minden NUTS II régió jogosult. 5. A biomassza regionális vonatkozásai Magyarországon A biomassza termelés magyarországi lehetıségeit feltérképezı vizsgálataink igazolják, hogy az erdıgazdálkodás biomassza-potenciálja az Észak-Magyarországi és a Dél-Dunántúli Régiókban a legmagasabb, amit nagyrészt földrajzi fekvésüknek köszönhetnek. Megfigyelhetjük továbbá, hogy a kommunális hulladékképzıdés a Közép-Magyarországi Régióban a legmagasabb. A cél nagy regionális szemétlerakók létesítése, melyekben szakszerő hulladékfeldolgozás és biomassza-elıállítás folyik. A szakszerő hulladék-felhasználással (biomasszának alkalmas hulladékok válogatásával) optimális tisztaságú gáz nyerhetı. Ha a biomasszából elméletileg elıállítható fajlagos energiamennyiségeket vizsgáljuk, régiónként azt látjuk, hogy a Közép-Magyarországi Régió kiugróan magas energiatermeléssel bír (lsd. 1. ábra). Ennek oka a lakosság magas száma, illetve hogy itt keletkezik a legtöbb hulladék. Azonban hangsúlyozni szükséges, hogy ezek az értékek elméleti értékek, és tartalmazzák az összes növénytermesztési fıtermék biomasszapotenciálját is. 278

279 A biomasszából elméletileg elıállítható fajlagos energiamennyiségek régiónként K-Mo K-Dt Ny-Dt D-Dt É-Mo É-A D-A 1. ábra. A biomasszából elméletileg elıállítható fajlagos energiamennyiségek régiónként (Forrás: KSH 2006) Vizsgálataink alapján azt állapíthatjuk meg, hogy a biomassza-termelés és feldolgozás regionális vizsgálatai nem feltétlenül elegendıek egyes döntések meghozatalakor. Az egyes növényekbıl elıállított termékek esetében érdemesebb a területi adottságokat és igényeket vizsgálni, hiszen az optimális területigények átléphetik, és általában át is lépik a regionális (közigazgatási) határokat. Nem volna ésszerő ezeknél a határoknál meghúzni egy-egy termelési körzet határait is. Az állati termékek és melléktermékek esetében is érdemes mind a területi, mind a regionális elemzéseket elvégezni. Összetett, többtényezıs vizsgálatokról van szó, de a helyesen megválasztott termıhely, illetve az optimális mérető és elhelyezkedéső feldolgozó- és raktárkapacitás hosszú távon számos gazdasági és társadalmi jellegő hasznot hozhat, multiplikátor hatást generálhat az adott térségben. Irodalom BARÓTFI I. (2000) Biomassza energetikai hasznosítása. Tanulmány, Gödöllı FLEISCHER T. FUTÓ P. PESSL G. (2001) A területfejlesztési politika és a hazai területfejlesztési folyamatok alakulása a rendszerváltás óta. MTA Világgazdaságtani Kutató Intézet, Budapest FOGARASSY CS. (2001) Energianövények szántóföldön. SZIE-GTK Európai Tanulmányok Központja, Gödöllı 279

280 Kollár Kitti 1 Ökrös Imre 2 Alternatív energiaforrások térnyerésének gazdasági összefüggései Magyarországon 1. Bevezetés Napjainkban egyre többet hallhatunk az alternatív energiaforrások térnyerésérıl mind hazánkban, mind a világban. Ezen energiaforrások egyre inkább szélesebb körő felhasználásnak meghatározó gazdasági összefüggéseit szeretnénk felvázolni. Elıször is fontosnak tartjuk az alternatív energiaforrásokat definiálni. Az alternatív energiaforrások olyan megújuló energiaforrások, amelyek függetlenek a fosszilis tüzelıanyagok (pl. szén, gáz, olaj) égetésétıl vagy az atomenergiától. Mivel a fosszilis tüzelıanyagokkal kapcsolatban felismerték, hogy azok nem újíthatók meg, és jelentısen hozzájárulnak a környezetszennyezıdéshez, ezért napjainkban számos országban igen komoly érdeklıdést tanúsítanak az alternatív energiaforrások iránt. Véleményünk szerint hazánk is ezen érdeklıdı országok csoportjába tartozik. Mielıtt a hazai összefüggésekre rátérnénk, nézzük meg, hogy valójában milyen energiaforrásokat sorolunk az alternatív energiák közé, és milyen pozitívumokkal és negatívumokkal jellemezhetjük ıket. 2. Az alternatív energia és felhasználása Alternatív energia a nap-, a geotermikus, a víz-, az árapály- és a szélenergia, valamint a biomasszából nyert energia és a magyarországi viszonyok között korlátozottan (részben megújuló energia) a geotermikus energia. Más megközelítés alapján a megújuló energiaforrások alatt azokat az energiaforrásokat értjük, amelyek hasznosítása közben a forrás nem csökken, hanem azonos ütemben újratermelıdik vagy megújul. Ezek különösen fontosak az olyan országok számára, amelyek nem rendelkeznek fosszilis tüzelıanyag készletekkel. Ennek következményeként pedig ugyanakkor a gazdaságilag fejlıdı országokban ígéretes jövınek nézhetnek elébe. Az alternatív energiaforrások egyben környezetkímélık is, hiszen ezek alig vetnek fel környezetszennyezési problémákat. Fejlıdésük mégsem nélkülözik a vitákat, hiszen gyakran hallhatunk arról, hogy támadják például azokat az árapályerımővekkel kapcsolatos terveket, amelyek a folyótorkolatot átszelı duzzasztógátakat irányoznák elı. A gátak károsítják a torkolati ökoszisztémát; a vízerımővek építése gyakran megköveteli egy egész völgy elárasztását, valamint a helyi lakosok otthontalanná válását. A szélenergia hasznosításához szükséges rengeteg széltorony a látvány esztétikai hatása miatt vitatott. A megújuló energiaforrások felhasználása igen sokoldalú lehet. Hagyományosan legfontosabb alkalmazási területük az alapvetıen főtési-célú hıenergia termelés, az utóbbi idıben azonban a villamosenergia-termelés vált hangsúlyossá, és a jövıben várhatóan jelentıs szerepet kapnak az üzemanyagként való felhasználásban is. Ez utóbbi terület jelentısége nemzetközi és hazai viszonylatban is meghaladhatja a megújuló energiahordozók 1 Kollár Kitti Szent István Egyetem, Regionális Gazdaságtani és Vidékfejlesztési Intézet, Gödöllı kollar.kitti@gtk.szie.hu 2 Ökrös Imre Szent István Egyetem, Regionális Gazdaságtani és Vidékfejlesztési Intézet, Gödöllı okrosimre@t-online.hu 280

281 villamosenergia-termelésben játszott szerepét (FOGARASSY CS. KÁPOSZTA J. NAGY H. 2007). Az említett alkalmazási lehetıségek ma a fosszilis energiahordozó felhasználás elsıdleges területei, amelyek megújuló energiahordozókkal való kiváltása jelentıs gazdasági-társadalmi elınyökkel járhat. A megújuló energiaforrások kedvezı tulajdonsága, hogy környezetszennyezı hatásuk a fosszilis energiahordozókhoz képest lényegesen kisebb, amelyre már az elızıekben is utaltunk. Felhasználásuk mérsékli a klímaváltozást okozó üvegházhatású gázok kibocsátását és a levegıszennyezést, aminek kedvezı hatása a kisebb mértékő savasodásban, az épített környezet állagromlásának mérséklésében és jobb mezıgazdasági termésben mutatkozik meg. További kedvezı hatás érhetı el az egyébként környezetterhelı anyagok (pl. hulladék, szennyvíziszap) energetikai hasznosítása, valamint az alacsonyabb szennyezıanyag kibocsátással együtt csökkenı áttételes, kedvezı társadalmi hatások például a lakosság jobb egészségügyi állapota révén. A megújulók hasznosításával mérséklıdı fosszilis energiahordozó felhasználás hosszabb távon hozzájárul hazánk energia import függıségének csökkentéséhez, a hazai energiahordozó felhasználás diverzifikációjához. A megújuló energiaforrások technológiáiba történı beruházások révén új, fıként vidéki munkahelyek keletkeznek (illetve korábbiak megmaradnak) és új, korszerő technológiák kerülnek alkalmazásra. Felhasználásuk ezáltal kedvezıen befolyásolhatja az ipari, mezıgazdasági struktúraváltást, elısegítheti az innovációt, és ezen szektorok versenyképes mőködését, hozzájárulva a vidéki életminıség javulásához és a lakosság helyben tartásához (KÁPOSZTA J. FOGARASSY CS. 2007). 3. Az alternatív energiák fıbb piaci jellemzıi Hazánkban különösen jellemzı, hogy a megújuló energiaforrásokkal napjainkban jellemzıen drágábban lehet csak energiát termelni, mint a hagyományos, piacérett technológiákkal és nagyobb energiasőrőséggel jellemezhetı fosszilis energiahordozókkal. Fontos azonban, hogy ez csak a közvetlenül kimutatható, úgynevezett belsı költségek összehasonlítása és a fosszilis energiahordozók jelenlegi ára alapján állapítható meg. A fenntartható fejlıdés szempontjai amely mellett az Európai Unió tagállamai is elkötelezték magukat azonban megkövetelik, hogy a hagyományos energiahordozók megítélésénél figyelembe vegyük azokat a költségelemeket is, amelyeket egy harmadik fél vagy a társadalom fizet, és amelyek egyelıre nem jelennek meg az árakban (úgynevezett negatív externális vagy társadalmi költségek). A megújuló energiák piaci megjelenésének, felfutásának feltétele ezért valamilyen típusú állami támogatás, és az ezzel járó többletköltségek finanszírozása, a fogyasztói árakba való beépülése. A megújuló részarányra vonatkozó magasabb célértékek egyben magasabb támogatási igénnyel is járnak, amivel a társadalom tagjainak és a döntéshozóknak is tisztában kell lenniük. Számos szakmai elırejelzés alapján a megújuló technológiák gyors fejlıdésének eredményeként, valamint a fosszilis energiahordozók szőkösségébıl fakadó tartós áremelkedések következtében ezek a támogatások idıvel jelentısen mérséklıdhetnek vagy megszőnhetnek. A közvetlen vagy közvetett (áron keresztül történı) támogatás mellett a felhasználás terjedésének legalább olyan fontos feltétele a szemléletformálás, a felhasználással kapcsolatos ismeretek terjesztése, társadalmi elfogadtatása. Véleményünk szerint a hazai mintaprojektek egyre növekvı száma is bizonyítja, hogy nem csak és kizárólag az anyagi támogatás megléte a meghatározó: környezettudatos, innovatív szemlélet eredményeként került sor eddig is számos olyan kezdeményezésre, amely megújuló energia hasznosításával fedezi a helyi energiaigényt. Azonban azzal mindenki egyetért, hogy a 281

282 megújulók felhasználásának tömegessé válásához azonban szükséges az állami részvétel (NAGY H. SINGH M. K. KÁPOSZTA J. 2007). 4. A megújuló energiaforrások felhasználásának fı irányvonalai az EU-ban és Magyarországon A megújuló energiaforrások hasznosítása egyre inkább elıtérbe kerül a fosszilis energiahordozók árának folyamatos növekedése és a készletek csökkenése, valamint az atomenergiával kapcsolatos félelmek miatt, amelyekre már az elızıekben is utaltunk. Annak ellenére, hogy a megújuló energiaforrások használata nagy múltra tekint vissza, európai méretekben meglehetısen szerény a részesedése az összes energiafelhasználásból. A tendenciák azonban mindenképpen kedvezıek, amit erısít az Európai Unió elkötelezıdése a fenntartható fejlıdés és a klímaváltozás elleni küzdelem mellett. Az összenergia felhasználás összetételének változását követhetjük nyomon a következı ábrán: 100% 80% 60% 40% 20% Az összenergia felhasználás összetételének változása az EU25 országokban 4,4 6,2 7,6 4,2 19,9 12,8 16,7 13,6 14,5 23,9 38,3 37,2 megújuló lignit szén atom gáz olaj 0% ábra. Forrás: Energiaközpont Kht adatai alapján saját szerkesztés, Az Európai Unió fosszilis energiaforrásoknak való kitettsége az elmúlt másfél évtizedben közel 8%-kal növekedett. A hagyományos, jellemzıen Európában megtalálható fosszilis energiaforrások (feketeszén, lignit) felhasználásának csökkenését legnagyobb mértékben a földgáz (60%), majd a megújuló energiaforrások (58%), és az atomenergia (28%) felhasználásnak növekedése kísérte. A nagy részben importból származó fosszilis energiaforrások túlsúlya miatt az ellátásbiztonság kérdése egyre fokozottabban az Európai Unió energiapolitikai törekvéseinek fókuszába került. Nemzetközi fórumokon általános az egyetértés abban, hogy a megújuló energiák növekvı mértékő hasznosítása kulcsszerepet játszik a kibocsátás-csökkentési, valamint az ellátás biztonsági célok elérésében. Mindez jól tükrözıdik a különbözı uniós energiapolitikai dokumentumokban. Az 1997-es Fehér Könyv célként jelölte meg, hogy az Unión belül 2010-re el kell érni a megújuló energiák 12%-os részarányát a teljes villamosenergia-felhasználásban. A megújuló energiaforrásokból elıállított villamos energia elterjedésének elısegítése érdekében pedig megszületett a 2001/77/EK irányelv, amely konkrét, kötelezıen elérendı célokat jelölt meg 2010-re az egyes tagországok számára. Az irányelvben szereplı célkitőzés, hogy az EU-ban a megújuló alapon termelt villamos energia teljes villamos energia felhasználásban vett részaránya 2010-re érje el a 21%-ot (MAGYAR ENERGIAKÖZPONT NONPROFIT KHT. 2008). 282

283 Magyarországon az energiafelhasználás összetételének változása az Európai Unió átlagánál még kedvezıtlenebb hosszú távú tendenciát mutat tıl 2004-ig ugyan közel 10%-kal csökkent a hazai összenergia felhasználás, a gázfelhasználás 30%-os növekedése révén az import fosszilis energiahordozók részaránya a felhasználásban 11 ma 67%-os, a nukleáris főtıanyag behozatallal együtt az importfüggıség pedig 78% körül alakul. A magyarországi energiaellátáson belül a megújuló energiaforrások aránya növekedett az elmúlt években: míg 2001-ben 36,4 PJ-t tettek ki a megújulók, addig 2007-ben már 54,8 PJ-t, amely 50% körüli növekedést jelent az adott idıszakban ben a megújuló energiaforrások adták a primer energiafelhasználás 4,7%-át (MAGYAR ENERGIAKÖZPONT NONPROFIT KHT. 2007). Továbbá érdekes lehet, hogy a kilencvenes évek közepe óta tartó stagnálást 2003 után váltotta fel intenzívebb növekedés, ami a kedvezı támogatási rendszer hatására a biomassza alapú villamosenergia-termelés felfutásának volt legnagyobb részben betudható. Az alábbi ábrákon szemléltetjük a megújuló energiafelhasználás megoszlását hazánkban 2007-ben és a jövıbeni trendeket. 2. ábra. A megújuló energiafelhasználás megoszlása hazánkban (2007) (Forrás: Energiaközpont Kht., 2007) A megújuló energiafelhasználás várható jövıbeni megoszlását tekintve a lenti ábrán is jól látható, hogy a biomasszát képviselı zöld mezı adja az energiafelhasználás legnagyobb részét. Az Energiaközpont szakértıinek becslései alapján a tőzifa felhasználás várhatóan teljesen visszaszorul 2020-ra. 3. ábra. A megújuló energiafelhasználás várható megoszlása 2020-ban (Forrás: Energiaközpont Kht. Szakértıi becslések, 2008) 283

284 SWOT analízis Erısségek Kedvezı természeti adottságok egyes megújuló energiaforrások felhasználása területén. A fosszilis energiahordozók árának növekedése révén folyamatosan növekszik a megújuló energiaforrások versenyképessége, ezáltal csökken a szükséges támogatás igénye. Magyarország jelentıs kiaknázatlan megújuló energia potenciállal rendelkezik. Rendelkezésre állnak a szükséges mezıgazdasági kapacitások. Évek óta mőködik és húzza a piacot a zöld áram kötelezı átvételi ára Magyarország jelentıs mértékő Uniós forrást fordíthat energetikai, környezeti és klímavédelmi célokra. Lehetıségek A fosszilis energiahordozók árának növekedése és beszerzési nehézségei elısegíthetik a környezetbarátabb megújuló energiaforrások hasznosításának felfutását. A megújuló energiaforrások fosszilis energiahordozót váltanak ki. Erıs uniós nyomás az energiapiac liberalizációjára és a megújulók fokozott hasznosítására. A megújulók terjedése, valamint a fosszilis energiahordozók kiváltása hozzájárul a nemzetközi egyezményekben vállalt kötelezettségek teljesítéséhez (Kiotó). Új munkahelyek teremtése. A bioenergetika hozzájárul a mezıgazdasági struktúra megváltozásához. Gyengeségek Jelenleg alacsony a megújuló energiaforrások részesedése az energiafelhasználásban. A társadalom környezet-tudatosságának hiánya, bizalmatlanság és információhiány a megújuló energia alkalmazásával kapcsolatosan. A megújuló alapú hıpiacra ma nem vonatkozik támogatás. A jelenlegi villamosenergia-rendszer a rendszertelenül termelı megújuló energiaforrásokat nem képes bizonyos mértéket meghaladó integrációjára, ami a rendszerszabályozás egyébként is meglévı hiányosságaiból fakad. A megújulók hıpiaci felhasználását nem ösztönzi a zöld áram termelés aszimmetrikus támogatása. A tanácsadói hálózat hiánya Veszélyek Nem sikerül összhangot biztosítani az energetikai növénytermesztés és a felhasználási igények között. Feszültség alakul ki az élelmiszer és mezıgazdasági célú mezıgazdasági termelés között. Megfelelıen felépített és összehangolt támogatási rendszer nélkül, különösen a hıellátás területén szükséges támogatások hiányában, a megújuló energiaforrások részaránya nem növekszik az elvárt céloknak megfelelıen. Biomassza alapanyag ellátási problémák lépnek fel a növekvı energetikai igények egyidejő kielégítése miatt. A biomassza energetikai célú felhasználása mellett csökken a természetes talajerı utánpótlás. A megújuló energiaforrások magas ára gátolja azok elterjedését. 5. Összegzés Összefoglalva, Magyarország természeti adottságai kedvezıek a biomassza hasznosítás, a geotermikus és napenergia kihasználhatósága terén, amelyet a szél- és vízenergia hasznosítás követ. A lehetıségek és korlátok alapján megállapítható, hogy a hazai és uniós elvárásoknak 284

285 megfelelı megújuló részarány növelés csak a biomassza alapú energiatermelés jelentıs mértékő növelésének segítségével lehetséges a többi megújuló energiaforrás lehetıségeinek kihasználása esetén is. Azonban fel kell hívni a figyelmet arra, hogy az élelmezési célú mezıgazdasági termények energetikai felhasználásánál fokozott és folyamatos odafigyelésre van szükség annak érdekében, nehogy az élelmezési, illetve takarmány szükségletek hátrányba kerüljenek, és tekintettel kell lenni a fenntarthatósági kritériumokra. Véleményünk szerint ehhez kiemelten kell kezelni a kiaknázható potenciál tekintetében kisebb jelentıségő, de mind energetikai, mind környezeti és vidékfejlesztési szempontból ígéretes, sokoldalúan felhasználható biogázt. A biogáz termelés az egyetlen olyan technológia, ahol a szerves hulladékok ártalmatlanításával hasznos energia is megjelenik. A szélenergia hasznosítása terén is vannak hazai lehetıségek, de a jelenlegi kapacitások megsokszorozásának feltétele a villamosenergia-rendszer szabályozhatóságának javítása. A biomassza, a napenergia és a geotermikus energia tekintetében kedvezı hazai adottságokat a hıtermelésben versenyképes módon ki lehetne használni a lakossági, intézményi melegvízellátás biztosítására, illetve kiegészítı főtési célú felhasználására. Ennek feltétele azonban, hogy a szabályozás ne teremtsen kedvezıtlen relatív árakat a hıpiac rovására és a földgázfelhasználás és a megújuló alapú villamosenergia-termelés javára. Irodalom FOGARASSY, CS.-KÁPOSZTA, J.-NAGY, H. (2007) Externality aggregation in the field of biomass production. Engineering for Rural Development, International Scientific Conference, Jelgava, Latvia, p. ISSN KÁPOSZTA J. FOGARASSY CS. (2007) Biogáztermelı rendszerek innovatív tervezése és fejlesztése. Innovációs kutatás, GAK Kht., Gödöllı, NAGY, H. SINGH, M. K. KÁPOSZTA, J. (2007) Sustainability for Global Environmental Change Solutions from Biomass, Bioenergy and Biomaterials: a mechanistic overview. Engineering for Rural Development, International Scientific Conference, Jelgava, Latvia, p. ISSN MAGYAR ENERGIA KÖZPONT NONPROFIT KHT. (2007) Megújuló stratégia, Budapest MAGYAR ENERGIA KÖZPONT NONPROFIT KHT.(2008) Stratégia a magyarországi megújuló energiaforrások felhasználásának növelésére , Budapest 285

286 Dr. Tóth László 1 Dr. Schrempf Norbert 2 Koncz Annamária 3 Szélerımővek energiatermelésének modellezéseenyhén tagolt domborzat esetén 1. Bevezetés A szélenergia-hasznosítás, a szélerımővek telepítésének egyik legfontosabb mutatószáma a várt villamosenergia-termelés nagysága. Meghatározása elengedhetetlen feltétel a gazdaságossági mutatók számításához. A termelt villamos energia mennyiségét alapvetıen három tényezı: az aktuális vizsgálati területre jellemzı szélprofil, a területen átvonuló frontok és az alkalmazott szélerımő mőszaki paraméterei határozza meg. A most bemutatásra kerülı szélerımő parknál 16 szélirányban és ezek átlagában került meghatározásra a terület vertikális szélprofilja. Ennek segítségével, a jelenleg gyártott egyik legkorszerőbb szárazföldi szélerımő mőszaki paramétereit felhasználva számítottuk ki a várhatóan termelt villamos energia mennyiségét. A számítások során a nemzetközileg elismert WAsP és WindPRO szoftvert használtuk segítségül. [1.] EMD INTERNATIONAL (2006) 2. A vertikális szélprofil meghatározása Az 1. ábrán a területre jellemzı átlagos szélprofil látható. A szélprofil felvételéhez 14 hónapos energetikai szélmérés adatbázisát használtuk. A diagram területen a kékszínő alakzat a tervezett szélerımő gondoláját, a sárga függıleges vonal pedig a rotor lapátokat jelöli. Az alkalmazott szélerımő típusa Enercon E-82, 82 méteres rotor átmérıvel és 2,0 MW névleges villamos teljesítménnyel, 138,3 méter magas rotor forgástengellyel. A szélerımő üzemeltetése szempontjából a talajszint feletti 95 és 150 méteres magasságok között uralkodó áramlási viszonyok befolyásolják a termelhetı villamos energia mennyiségét. A szélsebesség értéke a két mérési magasságból 5 méteres szintkülönbségekkel 200 méterig került meghatározásra. 1. ábra. A toronymérés helyszínére jellemzı átlagos vertikális szélprofil 1 Dr. Tóth László Szent István Egyetem, Energetika Tanszék, Gödöllı Toth.Laszlo@gek.szie.hu 2 Dr. Schrempf Norbert Szent István Egyetem, Energetika Tanszék, Gödöllı Schrempf.Norbert@gek.szie.hu 3 Koncz Annamária Szent István Egyetem, Energetika Tanszék, Gödöllı konczannamaria@gmail.com 286

287 3. Az energiatermelés számítása Elsı lépésben a mérési szinteken kerül meghatározásra az energiapotenciál. Ezt négy diagram segítségével szemléltettük (2. ábra). Mindkét mérési magasságban, valamint a szélerımő forgási középpontjára is meghatároztuk az energiapotenciál nagyságát. Ennek segítségével, felhasználva a szélerımő vonatkozó mőszaki paramétereit, számítható az irányonként várható energiatermelés. A kapott adatokat összesítve megkaptuk az elméletileg termelhetı villamos energia mennyiségét. Ebben az esetben, az alkalmazott szélerımő, mintegy 4800 MWh villamos energiát termelt volna a mérési idıszak egy évében. Ez több mint 27%-os kihasználtságot jelent, mely hazánkban kifejezetten jó eredménynek számít. Természetesen ez csak elméleti érték, melyet a parktervezés során korrigálni és pontosítani kell. a) A Weibull-eloszlás b) Az energiapotenciál szélirányonként c) Az átlagos szélsebesség szélirányonként d) A szélirány gyakorisága 2. ábra. Energiapotenciál 138,3 méteres magasságban ([1.] EMD INTERNATIONAL (2006), [3.] EMD INTERNATIONAL (2006)) A tervezés során öt szélerımővet terveztünk a parkba (4. ábra). Az éves szinten várható összes energiatermelés MWh-ra várható. Az idıjárásban jelentkezı anomáliák figyelembevétele érdekében a fenti értékbıl 10% levonásra került. Így az összes megtermelt 287