ENERGIA MŰHELY 3. rendezvény. Körkép a megújuló energia hasznosításáról

Átírás

1 Magyar Energetikai Társaság ENERGIA MŰHELY 3. rendezvény február 7. Körkép a megújuló energia hasznosításáról Dr. Korényi Zoltán

2 TARTALOM 1. A MEGÚJULÓ ENERGIA LÉNYEGÉRŐL 2. MERRE HALAD A VILÁG? A IEA jelentése 3. AZ ÜVEGHÁZHATÁSRÓL 4. A MEGÚJULÓ ENERGIA FORRÁSAI 5. A MEGÚJULÓ ENERGIA-HASZNOSÍTÁS MÓDOZATAI 6. INDIKÁTOROK 7. TÁRSADALMI HASZNA 2

3 1. A MEGÚJULÓ ENERGIA LÉNYEGÉRŐL I. MI A MEGÚJULÓ ENERGIA? Kimeríthetetlen energiaforrás. Ősforrása: atomszerkezeti átalakulás (Nap, földhő) II. Mi ADJA MEG A LÉTJOGOSULTSÁGÁT? (1) Fogyóban lévő fosszilis energia források. (2) A Föld üvegházhatása (?) (3) Közösségi (társadalmi) hasznosság. 3

4 2a. A VILÁG ELSŐDLEGES ENERGIA IGÉNYE - IEA 4

5 1. A VILÁG ELSŐDLEGES ENERGIA IGÉNYE - IEA 2b. A VILÁG ENERGIA IGÉNYÉNEK NÖVEKEDÉSE - IEA 5

6 1. A VILÁG ELSŐDLEGES ENERGIA IGÉNYE - IEA 2c. A VILÁG ENERGIA IGÉNYÉNEK NÖVEKEDÉSE - IEA A WORLD ENERGY OUTLOOK 2011 megállapításai: 1. A világ lakossága és energia igénye nő. 2. Az olaj fogy - a gázkészletek nőnek - USA, Oroszország (mérés bevezetése). 3. Az elfelejtett szén újra jelentőséget kap új erőművi techmológiák. 4. A megújuló felhasználás nő fék: tőkeigényes, pénzhiány. 5. Fukushima utáni elbizonytalanodás. 6. A beruházási igény növekszik a pénzügyi eszközök korlátozottak. 7. Aggódó tendenciák: CO2 kibocsátás nő (rekord magasságot ért el); A Δt = 2 C felmelegedési ajtó záródik; Az olajimport költségei rekord magasságúak (Közép-Kelet, Észak-Afrika, zavargások, bizonytalanságok ). 6

7 Hőmérséklet, [ C] Δt [ C] ppm(v) 3a. FÖLDÜNK ÜVEGHÁZHATÁSÁRÓL Mitől melegszik a Földünk? CO 2 -től? JÉGKORSZAKOK ÉS MELEG KORSZAKOK VÁLTAKOZÁSA GRÖNLAND KLÍMAVÁLTOZÁSA: 1000 és 2000 évek között ,5 Δt [ C] : ,4 CO2 [ppm (v)] 0,3 0,2 0, , Millió év -0,2-0,3-0,4 évek (1) A klímaváltozás fokmérője: a hőmérsékletváltozás (2) Atmoszféránk hőmérséklete nő: vita nincs (3) Mi az oka a hőmérsékletnövekedésnek?: tényleg csak a CO 2 az oka? - vitáznak rajta (4) A paleoklímatológusok vizsgálata: kövek, glecser - klímarekonstrukció (5) Visszatekintés millió évekre: ma egy jégkorszak meleg szakaszában élünk (6) Kulcskérdés: Földünk energia mérlege Forrás: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Dr. Ulrich Berner 7

8 3b. FÖLDÜNK ÜVEGHÁZHATÁSÁRÓL CO 2 mennyiségek a Földön I. Statikus CO 2 mennyiségek FÖLDÖNK CO 2 KÉSZLETEI, mrd. tonna 1. Óceánokban ,08 % 2. Talajban ,52 % 3. Légkörünkben 750 1,89 % 4. Vegetációban 600 1,51 % Összesen: % II. Éves CO 2 tömegáramok Kibcsátók, mrd. t/a Nyelők, mrd. t/a Egyenleg (1) Óceánok 96 98,5-2,5 (2) Vegetáció (3) Talaj?????? (4) Emberi tevékenység

9 4a. A FÖLD ENERGIA FORRÁSAI I. MAGFÚZIÓ A NAPBAN II. IZOTÓP-BOMLÁS A FÖLDBEN Földhő,vulkánok, geotermikus (0,18%) Reflexió: 30% Hősugárzás!!! III. BOLYGÓK MOZGÁSA Apály / dagály energia ( 0,0017%) Légkör Hőtermelés: 45% Vízpárologtatás:23% Szél, hullámok, áramlatok: 2% Fotoszintézis: 0,023% IV. Fosszilis tüzelőanyagok szén, olaj, gáz (0,006%) V. Magenergia (0,00004%) 9

10 4b. A FÖLD ENERGIA FORRÁSAI A NAP Napenergia felületigény az összes energiaigény kielégítéséhez Földre érkező globál sugárzás: 1500 kwh / m 2, év A Föld szárazföldi részére: PWh / év (A világ éves energia igénye 6 óra alatt fogható be) Megnevezés Dim. Világ Magyarország 1. Lakosság száma millió Primér energiaigény TWh/év Felületigény: Termikus hasznosítás Napelemek Fotoszintézis ( =50%) ( =15%) ( =0,5%) km 2 km 2 km millió Európa területe: 10 millió km 2 1 km 2 = 100 ha 10

11 5. A MEGÚJULÓ ENERGIA HASZNOSÍTÁSÁNAK TECHNOLÓGIÁI (1) Passzív napenergia hasznosítás (2) Napenergia gyűjtő berendezés (napkollektor) termikus hasznosítás (3) Fényelemes (fotovillamos) hasznosítás (4) Szélerőművek (5) Vízerőművek (6) Biomassza: kazán és erőmű Fatüzelés, szalmatüzelés, energianövények Biogáz: szennyvíztisztító, szeméttelep, (7) Geotermikus hasznosítás Termikus hasznosítás (vízmelegítés, hőszivattyú) Áramtermelés: ORC, Kalina-körfolyamat (8) Hulladék (szemét) ártalmatlanítása: hagyományos elégetéssel, pirolízis, thermoselect, plazma eljárás. (9) Ár-apály erőmű (10) Hidrogén (11) Bioüzemanyag ENERGIA TÁROLÁS!!! 11

12 5a. PASSZÍV NAPENERGIA HASZNOSÍTÁS T 1 = 6000 K I 0 = 1353 W/m 2 Teljes (szórt+diffúz) sugárzás: W/m 2 Éves beeső napenergia: 1200 kwh/év 12

13 5b. NAPKOLLEKTOROK ÉS NAPELEMEK Napkollektor: hatásfoka: % Napelem: hatásfoka: 6 20 % Vákuumcsöves napkollektor 13

14 5c. Egy 7 éve működő napelemes rendszer Napelemek a Debreceni Egyetemen 10 kw 14

15 5d. MAGAS HŐMÉRSÉKLETŰ NAPKOLLEKTOROK 15

16 5e. AZ ELSŐ MAGYAR SZÉLTORNYOK (közcélú hálózatra) KULCS: 600 kw május 23. MOSONSZOLNOK: kw december

17 5f. A Kulcsi szélerőmű alapozása 17

18 5g. NAGY VÍZERŐMŰVEK Kariba gát, 1959 Zimbabve Zambézi folyón, 1300 MW Geisling Wasserkraftwerk, 1985 Bajorország Dunán, 19 MW 18

19 5h. BIOMASSZA BIOGÁZ - GÁZMOTOR Biomassza: silókukorica + trágyalé BIOMASSZA ERŐMŰ Ausztria Telephely: Villamos teljesítmény: Mezőgazdasági beszállítók: 80 x 50 m 500 kw 300 ha 19

20 5i. GEOTERMIKUS KISERŐMŰ - ORC Organic Rankin Cycle (ORC) erőmű : 250 kw Termálvíz hőmérséklete: 150 C Hatásfok: < 10 % Ausztria, Blumenau (Hundertwasser) 20

21 5j. HULLADÉKÉGETŐ ERŐMŰ Mannheimi Hulladékégető Fűtőerőmű Szelektált háztartási és ipari hulladék (pénzbevétel a szemétért!): Hulladékégető kazánok száma: Bunkerkapacitás: Füstgáztisztítás: nedves leválasztás katalizátor t/év 3 db m3 elektrofilter, aktívszén, Gőzturbinák száma: Ipari gőz: Villamos teljesítmény: 4 db 65 t/h (25 bar, 80 bar) 50 MW 21

22 6a. INDIKÁTOROK Erőművi beruházási költségek Erőműfajta Teljesít-mény Fajl. beruh. Relatív MW el EUR / kw el beruh. ktsg. 1. Kombinált ciklusú gázerőmű ,0 2. Széntüzelésű erőmű ,8 3. Atomerőmű Vízerőmű Szélpark ,5 6. Biomassza fatüzelésű erőmű Biomassza kukorica, trágyalé + gázmotor 0, Szeméttüzelésű erőmű (2 blokk) Geotermikus erőmű (ORC), 4 db 1, Fotovillamos erőmű 0,

23 6b. INDIKÁTOROK Erőművek helyigénye Globális értékelés: az előállítás teljes láncolatának a figyelembe vétele. Bányafeltárástól, a létesítmény lebontásáig JELLEMZŐ HELYIGÉNY, m 2 / MW el Erőmű fajtája ERŐMŰ helyigénye Integrált helyigény teljes techn. láncolat 1. Kombinált ciklusú erőmű - földgáz Gőzkörfolyamatú erőmű fekete szén Atomerőmű Szélpark Biomassza, fatüzeléssel millió +? 6. Biomassza: silókukorica + gázmotor millió +? 7. Geotermikus, ORC

24 6b. INDIKÁTOROK Erőművek energia hozama 1. Kérdés: kell-e fosszilis tüzelőanyag a megújuló alapú villamos-energia termeléshez? 2. Válasz: igen. Miért?: Külső energiát igényel: bánya, acélgyártás, szállítás, építés, karbantartás Időjárásfüggő erőművek (szél, nap): tartalék erőmű szüks. (dupla beruházás!) 3. Energiahozam tényező (EHT) : életében hányszor termeli meg az erőmű a globálisan felhasznált idegen energiát Erőmű Csúcskihasználás EHT 1. Széntüzelésű erőmű 6000 h/év Gázturbinás erőmű 6000 h/év Atomerőmű 6000 h/év Szélerőmű 2000 h/év 7 5. Napelemes erőmű 1000 h/év 5 24

25 6c. INDIKÁTOROK Működtetési költségekről 1. Üzemanyag költségek Nap, szél: ingyen van (koncessziós díj?). Folyóvíz: vízdíj az államnak. Biomassza: termelés, szállítás, hulladék ártalmatlanítás. környezeti terhelés? Geotermia termelés, visszasajtolás. Hulladék a hulladék pénzt hoz, ártalmatlanítás 2. Karbantartási költségek külföldi gyártók vastagon számítják. 3. Személyi költségek automatizáltság?. 4. Finanszírozási költségek banki finanszírozás, garanciák, rövid távú hitelek. 5. Hatósági díjak 6. Adók 25

26 6d. MEGÁLLAPÍTÁSOK (1) CSÖKKENTIK AZ ELSŐDLEGES ENERGIA FELHASZNÁLÁST. (2) CSÖKKENTIK A CO2 KIBOCSÁTÁST. (3) Magas a beruházási költsége támogatást igényel!!! (4) Kitörési irány: decentrális, lakossági és önkormányzati felhasználás. (5) Nagy lehetőség: agrár-energetika. (6) A megújuló technológiák sem feltétlenül környezetbarátok. (7) A szélerőmű időjárás függő! Dupla termelői beruházás! (8) A friss biomassza hajszolása megbonthatja az ökológiai egyensúlyt. (9) Energetikai célú hulladékhasznosítás növendő! (10) DÖNTŐ KRITÉRIUM: van-e közösségi haszna? 26

27 7. TÁRSADALMI HASZNOSSÁG TÉZISEK: I. A versenypiacon életképes megújulókkal nem kell foglalkozni. II. Ha a közösségi (fogyasztói) támogatást igényel, akkor legyen közösségi haszna. 1. Oktatás 2. Kutatás 3. Fejlesztés 4. Tervezés MI A KÖZÖSSÉG HASZNA? Részvétel az értékteremtő láncban! CÉL: (1) Hazai pénzbevételek gyarapítása (2) Exportra termelés 15. Menedzsment 14. Karbantartás 13. Üzemeltetés 12. Üzembe helyezés 5. Alkatrész gyártás 6. Berendezés gyártás 11. Szerelés 10. Építés 7. Szakértés 8. Engedélyezés 9. Logisztika ESZKÖZ: munkahelyek az értéklánc minden egységében! 27

28 8. KÉRDÉSEK A HOZZÁSZÓLÓKHOZ (1) Mekkora a reális hazai potenciál kihasználtsága és jövője? (2) Milyen a befektető esélye, versenyképessége? (3) Mi a hazai társadalmi haszna (értéklánc, munkahelyteremtés, adófizetés, hazai nyereség, export, ökológia)? (4) Milyenek a mostani és a várható nemzetközi/hazai szabályozási feltételek? (5) Mit csinálna másképp, ha újra kezdené a beruházását? 28

29 Magyar Energetikai Társaság KÖSZÖNÖM SZÉPEN MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET! Dr. Korényi Zoltán 29

30 Magyar Energetikai Társaság HÁTTÉR - ANYAG 30

31 TARTALÉK ANYAG Előadáson kívüli érdeklődés esetére: