IV. Nemzetközi Konferencia Klímaváltozás- Energiatudatosság- Energiahatékonyság A LAKOSSÁGI ENERGIAFELHASZNÁLÁS KÖRNYEZETTERHELÉSE Dr. Csete Jenő tanszékvezető, egy. docens Horánszky Beáta egy. tanársegéd Szunyog István doktorandusz Visegrád, 2005. június 8. Készült az OTKA T-046224 kutatás keretében Miskolci Egyetem Gázmérnöki Tanszék Előzmények A Miskolci Egyetem Gázmérnöki Tanszékének egyik kutatási iránya a földgáz és a megújuló energiaforrások (geotermikus energia, biomassza, napenergia) kapcsolatának a vizsgálata. A homogén csoportnak feltételezett kisfogyasztói kör az elsődleges irányvonal. Egyik kutatási téma: a lakossági szféra energiafelhasználásának és a légszennyezésnek a kapcsolata. A lakossági CO 2 kibocsátást csupán becsülni tudjuk a nagy fokú bizonytalanság és hiányos adatok miatt. 2
Háztartási energiafogyasztás és CO 2 kibocsátás az EU-ban 2000-ben a háztartások a végső energiafelhasználás 25 %-át adták (a 25 tagú Uniót vizsgálva), Az Unió CO 2 kibocsátásának csupán 12 %-át adják a háztartások. (A háztartásokban felhasznált villamos energia CO 2 kibocsátása az erőműveknél jelentkezik!) A háztartási szektor emisszióját befolyásolja: a háztartások száma (növekedés 7-8 % 2020-ig), a felhasznált energiahordozó típusa (szén, olaj, földgáz, alternatív), az energiafelhasználás célja, felhasználási szokások (fűtés, HMV), az energiafelhasználó berendezések műszaki állapota, életkora. 3 Az EU vállalásai Kyoto, 1997: az EU vállalja, hogy CO 2 kibocsátását 2012-re a 90-es év mértékéhez képest 8 %-al csökkenti. Mára egyértelmű: NEM TARTHATÓ a vállalás, mert: a tagállamok száma majdnem megduplázódott (elavult, pazarló berendezések). Előrejelzés: 2020-ra 10 %-os NÖVEKEDÉS. Számos tanulmány született, de a lakossági szektort a maga 12 %-ával nagy részben még csak nem is említik. A CO 2 emisszió egyre fontosabb kérdés hazai és uniós környezetvédelmi pályázatokhoz, hatástanulmányokhoz. 4
A háztartási szektor jellemzői A települések CO 2 kibocsátásának becsléséhez szükséges ismernünk a szektor: szerkezetét, fogyasztási szokásokat, a kibocsátó források típusát és nagyságát. A lakossági szektort jellemzi: nagy számú fogyasztási hely, nem koncentráltan jelentkező kibocsátás, erős hőmérsékletfüggés, télen jelentős mértékű területi szennyezőforrás, a fogyasztási helyek egyedisége. 5 Nyilvántartási adatbázisok 1 Egy település CO 2 kibocsátásának becsléséhez legalább az alábbi adatok szükségesek: a település szerkezete, a háztartások és lakosok száma, a háztartások alapterülete, a kommunális épületek száma és alapterülete, meteorológiai alapadatok. Az adatok hozzáférhetők: polgármesteri hivatalok, KSH, OMSz. További adatok hozzáférhetők: területileg illetékes gázszolgáltatók, és tüzeléstechnikai szakszolgálatok. 6
Nyilvántartási adatbázisok 2 Területileg illetékes gázszolgáltatók nincs naprakész adatbázis a beépített készülékekről és állapotukról csak a megépült fogyasztói rendszerekről, a fogyasztó felelőssége a készülék üzemeltetése és karbantartásának elvégeztetése, a nyilvántartás ennek ellenére alkalmas a készülékpark becsléséhez (típus, darabszám, életkor), rendelkezésre áll viszont a lakossági gázfogyasztás, gázösszetétel Területileg illetékes tüzeléstechnikai szakszolgálatok évenkénti kötelező kémény felülvizsgálat, egyeztetik a beépített készülékek típusát is, az összes kéményes! készülék szemrevételezésre kerül, nem jelenti a készülék állapotfelmérését. 7 Nyilvántartási adatbázisok 3 A lakosság által fűtésre és HMV előállítására használt energiahordozók aránya Földgáz Tűzifa Szén Olaj Áram Egyéb (nap, geotermikus ) Fűtésre 66 % 19 % 10 % 2 % 2 % 1 % 100 % HMV előállítására 55 % elhanyagolható elhanyagolható elhanyagolható 40 % 5 % 100 % 8
Új adatbázisok létrehozása 2002/91/EK irányelv az épületek energiahatékonyságáról 2006. január 4-től kötelező minden 50 m 2 -nél nagyobb új, és 100 m 2 - nél nagyobb alapterületű felújítandó épületre, ebben vizsgálni kell a kazánok, és a 15 évnél idősebb fűtőberendezések állapotát is. Az irányelv előírja a tagállamok számára: a 20 100 kw közötti effektív teljesítményű kazánok rendszeres ellenőrzését, szilárd és folyékony tüzelőanyagú kazánokat legalább 2, a gázkazánokat 4 évente ellenőrizni kell, a 15 évesnél idősebb, 20 kw-nál nagyobb teljesítményű fűtési rendszereket teljes körűen ellenőrizni kell. Az épület audit jó alapot nyújthat a kibocsátás becsléséhez. A felépülő adatbázis eleinte csak statisztikus, később az egész ország épületállományáról és fűtési rendszeréről áttekintést adhat. 9 A CO 2 emisszió becslése 1 Fűtési küszöbhőmérséklet távfűtésben 12 o C, egyedi rendszereknél magasabb, téli méretezési hőmérsékletek (-15, -13, -11 o C), OMSZ napi átlaghőmérséklet adatai. A gázkészülék üzemideje egyfokozatú, kétfokozatú, modulációs, az üzemelési hőmérséklet tartományt célszerű több sávra bontani melyekre külső hőmérséklettől függő gázfogyasztás görbe illeszthető, kazánok felfűtési ideje, 10-50 %-os szokásos tervezési túlméretezés. 10
CO 2 emisszió becslése 2 Az adathalmazból képezhető az adott készüléktípusra jellemző külső hőmérséklettől függő gázfogyasztási görbe (m 3 /nap, m 3 /hó), melyet értékeket elosztva a tüzeléstechnikai hatásfokkal és szorozva a napi üzemidővel megkapható az adott napon ténylegesen felhasznált gázmennyiség. A tüzeléstechnikai hatásfok füstgázelemzővel meghatározható. A szolgáltatótól kapott számla a teljes gázmennyiséget (fűtés, HMV, főzés) tartalmazza. Megoldás: a téli havi fogyasztás és a nyári havi fogyasztás különbsége adja a fűtési felhasználást. 11 CO 2 emisszió becslése 3 A kapott gázmennyiség alapján számítható a szükséges levegőmennyiség, és a keletkező égéstermék összetétele és mennyisége. Mindehhez korszerű méretező programok állnak rendelkezésre. Tényleges levegőtényező: a gyakorlati és elméleti levegőtényező hányadosa, mely megkapható az égéstermék N 2, O 2, CO tartalma alapján a szakirodalomban ismert eljárással. 12
CO 2 emisszió becslése 4 Szilárd és olajtüzelésre égéselméleti számítások rendelkezésre állnak, de a bemenő adatok nagyon hiányosak (fogyasztás mennyisége és üteme). Jelenleg senki sem tud olyan pontosságú adatokkal szolgálni, mint a földgáztüzelés esetén. Megoldás: a kibocsátási adatokat a földgázból származó emisszióra építhetjük az azonos leadott hőmennyiségre vonatkozó arányok alkalmazásával következő kutatási lépés. Előzetesen: szilárdtüzelés esetén közel 3x annyi a kibocsátott füstgáz mennyiség, mint földgáztüzelés esetében, valamint por, korom, kéntartalmú vegyületek is keletkeznek. Megoldás: korszerű, szilárd biomasszával üzemelő kazánokat alkalmazhatunk (versenyképes a földgázkazánokkal) vagy kihasználhatjuk a napenergiában rejlő lehetőségeket. 13 Az emisszió csökkentési lehetőségei A háztartások az energia felhasználásuk 50-60 %-át fűtési/hűtési célra fordítják fűtési rendszerek felülvizsgálata, átalakítása. Kormányzati lakossági programok, nyilvánosság. Új technológiák alkalmazása (falazók, szigetelőanyagok, nyílászárók). Alternatív energiaforrások kiaknázása (biomassza, geotermikus energia, napenergia). 14
Az emisszió csökkentési lehetőségei Az EU 15-ök fűtési célú energia felhasználásából megtakarítható kibocsátás évente, a 2002-es évet alapul véve Külső falak hőszigetelése Mennyezet hőszigetelése Hőszigetelt ablakok beépítése Jobb hatásfokú készülékek Kondenzációs készülékek Emisszió csökkenés millió tonna CO 2 egyenérték 25 26 49 12 15 Költség / millió tonna CO 2 egyenérték 2 269 1 660 2 344 1 815 2 038 15 Összefoglalás A háztartási szektor CO 2 kibocsátásának becslése nagyon összetett kérdés. Nem ismerjük a pontos fogyasztási szokásokat, hiányosak az adataink a felhasznált energia mennyiségéről és a készülékek állapotáról. A fogyasztás erősen hőmérsékletfüggő. A kibocsátás nem koncentráltan jelentkezik. Lehetőségek: szakszolgálatok KSH, OMSz, gázszolgáltató és tüzeléstechnikai cégek adatbázisai, épületenergetikai audit irányelv. 16
Elérhetőség: Miskolci Egyetem Gázmérnöki Tanszék 3515 Miskolc- Egyetemváros Tel: 06-46-565-078 e-mail: csetej@kfgi.uni-miskolc.hu Web: www.gas.uni-miskolc.hu Miskolci Egyetem Gázmérnöki Tanszék