ENERGIA FORRADALOM Az energiagazdálkodás és környezeti hatásai
Primary energy 2006 (IEA szerint)
INFORSE VISION 2050
INFORSE VISION 2050
Az elsődleges energiaszükséglet és a negajoule alakulása az EU 25-ben. A negajoule az 1971. évi energiaintenzitás alapján számolt energiamegtakarítás
Brüsszel, 2008. január 23. Az Európai Bizottság javaslatcsomagja az éghajlatváltozás elleni küzdelemre és a megújuló energiaforrások alkalmazására vonatkozóan. A javaslatcsomag lényege - az üvegházhatást okozó gázok 20 %-os csökkentése (amennyiben sikerül az éghajlatváltozásról egy új nemzetközi megállapodást megkötni, úgy a 2020-ra elérendő kibocsátás-csökkentési cél 30 %-ra emelkedik); - a megújuló energiaforrásoknak a teljes energiafelhasználáson belüli arányának 20%-ra történő emelése 2020-ig. A Bizottság szerint: - a kitűzött célok technológiai és gazdasági értelemben is elérhetők, - egyedülálló üzleti lehetőséget kínálnak európai vállalatok ezrei számára - intézkedések valamennyi országban drámai mértékben meg fogják növelni a megújuló energiaforrások alkalmazását, - jogilag számonkérhető célokat fognak meghatározni a kormányok számára.
Gazdasági és társadalmi fenntarthatóság
Magyarország energiaimportja ~ 1000 milliárd Ft/év
A magyar valóság a szabályozás csődje Megújuló energiaforrások és energiatakarékosság támogatása nevetségesen alacsony 4,4 milliárd Ft (2006) 11 nap alatt elfogyott a pályázati pénzalap Környezetre káros támogatások + externáliák! Villamos áram támogatás (100 mrd Ft nagyságrend 2005): a szociális tömbtarifa évi 1320 kwh (saját: 1344 kwh - 2005) fogyasztásig mind a 4,8 millió lakossági "villanyórának" automatikusan jár és csak e fölött kell a piaci árat megfizetni Földgáz ár támogatás (100 mrd Ft nagyságrend 2005): lakossági hőtermelő és -szolgáltató cégek, oktatási, egészségügyi, szociális és kulturális intézmények; Háztartások: az első 3 ezer köbméter földgáz eltüzeléséhez mind a 2,58 millió háztartás megkapta a kompenzációt; Nem kap támogatást, aki palackos gázt vagy tűzifát használ! Távhő árának kompenzációja - kisnyugdíjasoknak
A 2006-os választási kampányban az észérvek, a hosszú távú szempontok helyett a demagógia uralkodott ennek eredménye többek között a környezetre káros támogatási rendszerek továbbélése
Környezeti fenntarthatóság
Kitermelés Tüzelőanyag előállítás Szállítás Az erőmű Villamos energia előállítás Szén (és mészkő) - élőhelyek és a tájkép rombolása; - a felszíni és felszín alatti vízrendszer megzavarása - kiporzás (aprítás, tisztítás és szárítás); - felszín alatti vizek szennyezése (kilúgozásos mosási technológiánál) - jelentős energiaigény és ebből fakadó levegőszennyezés (interkontinentális kereskedelem, közúti szállítás) - építés és bontás - tájképrombolás - levegőszennyezés; - szilárd hulladék: salak, elektrofilterrel megkötött hamu, por és pernye, illetve ennek kiporzása; füstgáz kéntelenítés gipsziszapja; - a hűtővíz hatása Kőolaj - talaj- és vízszennyezés a technológiai hiányosságokból fakadó szivárgás és kiömlés miatt - a finomítás energiafelhasznál ása és légszennyezése (pl. szénhidrogének) - építés és bontás - tájképrombolás - légszennyezés; - korom, pernye nehézfémtartalma miatt veszélyes hulladék; - a hűtővíz hatása Földgáz -élőhelyek és a tájkép rombolása; -légszennyezés - légszennyezés (metán) - a csővezetékek szivárgása; - tankerek karbantartása, takarítása során a tengerbe kerülő olaj, - tanker katasztrófák - a csővezetékek szivárgásából származó metánkibocsátás - építés és bontás - tájképrombolás - légszennyezés; - a hűtővíz hatása Uránium - élőhelyek és a tájkép rombolása; - a felszíni és felszín alatti vízrendszer megzavarása - radonterhelés - őrléskor kiporzás; - ionizáló sugárzás a feltárási, átalakítási és dúsítási folyamatok során - ionizáló sugárzás -építés - radioaktív hulladékok széles skálája; - a hűtővíz hatása; - balesetek kockázata és bontás (élettartama végén az egész épület radioaktív hulladék) - tájképrombolás
F E N N T A R T H A T Ó E N E R G IA G A Z D Á L K O D Á S Hatékonyság és takarékosság fokozása 1) Egyfelől ugyanazt a szolgáltatást kevesebb energia felhasználásával; Másfelől az igények visszaszorításával; Megújuló energiaforrások terjedésének elősegítése 2) decentralizálás - biztonságosabb ellátás, kisebb szállítási veszteség; importfüggőség csökkentése biztonságosabb ellátás, kevesebb kiadás és több bevétel; hazai munkaerő alkalmazása különösen a biomassza hasznosítása esetén; nagyobb egyéni és közösségi felelősség autonomitás és demokrácia erősödése; összehasonlíthatatlanul kisebb környezeti terhelés
Elsődleges energiahordozóból jólét (ENERGIALÁNC) JÓLÉT az életmód hatékonysága életstílus, életmód energia szolgáltatások a felhasználás hatékonysága az ellátás hatékonysága munka, kikapcsolódás, étkezés, háztartás mérete Tv-t nézni, közlekedni, világítani, főzni, fűteni felhasználó oldali technológiák villamos berendezések, kályha, gépjármű másodlagos energiahordozó villamos áram, benzin, pellet, tűzifa energia-ellátás technológiái elsődleges energiahordozó bányák, erőművek, motorok, finomítók, kogeneráció szén, kőolaj, uránérc, nap, szél
Energiatakarékosság energiahatékonyság az emberi tényező
Afrikai politikusok, üzletemberek
Asmara - Eritrea Oran - Algeria Nairobi - Kenya Afrikai épületek
DUBAI
SZINGAPÚR
Karácsony Sanghajban
GM Escalade Sport Utility Vehicle (SUV) 21,5 l/100 km 5375 Ft/100 km Human Power Hybrid 5 millió Ft 250 Ft/100 km Extended Sport Utility Vehicle
Energiahatékonyság Ellátás oldali Felhasználó oldali
Folyamat Hasznos energia Hatásfok (%) Tüzelés kazánban Gőz vagy forró víz 60-90 Áramtermelés Villamos energia hőerőműben Kapcsolt energiatermelés Villamos energia és hő 25-50 Gépjármű hajtás Mozgási energia 15-25 (benzin) Hajtás villamos motorral Mozgási energia 25-30 (gázolaj) 80-98 Főzés gáztűzhelyen Étel felmelegedése 30-35 Melegítés mikrosütőben Étel felmelegedése 40-50 Főzés szabad tűzön Étel felmelegedése 5-10 Világítás izzólámpával Fényenergia 1-4 Világítás fénycsővel Fényenergia 10-25 Világítás LED-del Fényenergia 20-30 (mai gyakorlat) 60-90 90 (elvi)
Megújuló energiaforrások
NAP Passzív hasznosítás építészeti megoldások Fotovillamos hasznosítás (napelem) Fototermikus hasznosítás - használati melegvíz előállítás (napkollektor) - közvetett villamosenergia-előállítás napvályú, naptorony, naptányér, napkémény Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), Szél Szélerőmű Víz Folyóvíz (mikro vagy makro) hegyvidéki (magas völgyzáró gátak, de kis hatásterület) síkvidéki (alacsonyabb duzzasztóművek, de nagyobb hatásterület) Tengervíz hullámzás ár-apály áramlások Biomassza Energiaültetvény fa, gyorsan növő lágyszárúak olajos magvak cukortartalmú növények Hulladék-biomassza erdészeti és faipari hulladék mezőgazdasági hulladék (trágya, napraforgószár stb.) Geotermikus Hőenergia energia Villamos áram Háztartási hulladék
M e g ú ju ló e n e r g ia h o r d o z ó k r é s z a r á n y a a z ö s s z e s e n e r g ia te r m e lé s b e n E U -á tla g 2 0 0 0 -b e n : 6 % M a g y a r o r s z á g o n : 3,6 % E U -á tla g 2 0 1 0 -b e n : 1 2 % M a g y a r o r s z á g o n : 7,2 % E U -á tla g 2 0 2 0 -b a n : 2 0 % M a g y a ro rs z á g o n : 1 3% M e g ú ju ló e n e r g ia h o r d o z ó k r é s z a r á n y a a v illa m o s e n e r g ia -te r m e lé s b e n E U -á tla g 2 0 0 0 -b e n : 1 4 % M a g y a r o r s z á g o n : 0,6 % E U -á tla g 2 0 1 0 -b e n : 2 2,1 % M a g y a r o r s z á g o n : 3,6 %
A megújuló energiák szerepének változása az EU 25 villamosenergia-termelésében 1990 és 2003 között
Napenergia-hasznosítás passzív aktív Fototermikus hőenergia Naptűzhely HMV előállítás, fűtés hatásfok 60% Fotovillamos villamos energia - PV (photo-voltaic) hatásfok 15% BIPV (Building Integrated PV), SPV (Security PV) CPV koncentráló fotovillamos rendszerek (+100%) Napkövető fotovillamos rendszerek (+35-50%) Kombinált megoldások (fototermikus megoldás közvetetten villamos áramot szolgáltat) Napvályú Naptányér Naptorony Napkémény OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion)
Passzív napenergia-hasznosító rendszerek típusai az egyes funkciók térbelisége alapján: A) Direkt Egyszerű építészeti megoldások INGYEN! B) Indirekt Bonyolult építészeti és gépészeti megoldások.
Nyáron a besugárzás 40%-a a tetőre érkezik Télen a besugárzás 47,5%-a déli oldalra érkezik dél tető keletnyugat észak
Ablakok délre + Pufferzónás alaprajz + Hőszigetelés
A napenergia-hasznosítás figyelembe vétele a településtervezésben
A k tí v h a s z n o s í tá s eszköze Teljesítmény összes kapacitás a világon Beépített kapacitás Magyarországon fotovillamos fototermikus napelem napkollektor 8 m2 1 kw (4 kw/rendszer = = 30-35 m2/háztartás) 4000 MW 1,5 m2 1 kw (3-6 kw/rendszer = = 4,5-9 m2/háztartás) 77000 MW ~ 110 millió m2 500-1000 kwp ~4375 kwth
Fotovillamos
Fototermikus A meleg víz a mosógépbe is betölthető, ezáltal a mosás energiaigénye 75%-kal csökkenthető!!!
Légkollektor a sörös ló
Naperőművek fototermikus rendszerből kiinduló villamosenergiaelőállítás
Szélenergia
Szélturbina Teljesítmény: 1-3 MW/db (~8000 MW teljes magyar villamosenergia-termelő kapacitás) Hatásfok: 20-30% Energiatárolás, rendszerbe illesztés Magasság: 100-140 m - tájképvédelem Onshore - offshore repowering Gyártók: dán, német, spanyol, indiai, kínai
Szélerőművek Németországban új erőmű termelés 20 000 40 18 000 36 16 000 32 14 000 28 12 000 24 10 000 20 8 000 16 6 000 12 4 000 8 2 000 4 0 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Kihasználás: 1850 1760 1880 1690 1540 1730 Forrás: BWK Brennstoff-Wärme-Kraft, 58. k. 4. sz. 2006. p. 86. 1450 1620 1440 1610 1520 h/a kiadott energia, TWh teljesítőképesség, MW összes teljesítőképesség
A szélerőművek áramtermelése és a villamosenergiafogyasztás Dánia nyugati felében (ELTRA) 2008. március 22-én 3000,0 2500,0 szélerőművek termelése 1500,0 villamosenergia-fogyasztás 1000,0 23 21 19 17 15 13 9 7 5 3 0,0 11 500,0 1 MWh 2000,0 óra Forrás: w3.energinet.dk - Market data
60 nap alatt 10 alkalommal közelítette, illetve lépte túl a villamos energia igényeket a szélturbinák termelte energia. Megfigyelni: napi és heti ritmus, illetve Karácsony és Szilveszter közötti időszak
N é m e to r s z á g ta r to m á n y a ib a n á tla g o s a n : S c h le s w ig -H o ls te in 3 6,3 % ; M e c k le n b u r g -E l őp o m e r á n ia 3 1,0 1 % ; S z á s z -A n h a lt 2 7,7 2 % F o r r á s : D E W I M A G A Z IN S p a n y o lo r s z á g ta r to m á n y a ib a n á tla g o s a n : N a v a rra 2 5 % ; G a lí c ia 2 5 %.
Vízenergia Nagy esés + Nagy vízhozam = nagyerőmű Kis vízhozam = kiserőmű (<10 MW) Ata türk - gátrendszer
Villamosenergia-termelésben vízenergia Norvégia - 100%-a Lettország - 60% Ausztria 54% Svédország - 40%
Jelenleg 45 000 darab nagy teljesítményű vízerőmű Kína 22 000 Egyesült Államok - 6400 India 4000 Spanyolország 1000 Japán - 1000 10 MW-nál nagyobb 10 MW-nál kisebb Teljes villamos kapacitás 80% Kapacitás a világban (GW) Kapacitás a fejlődő térségben (GW) 730 (17% a teljes kapacitásnak) 340 47 (1-2%), ebből 31,2 GW Kínában 25 3700 1300
Építés alatt álló nagy vízerőművek
Biomassza (szerves anyag)
Típusai Halmazállapot szerint Szilárd (tűzifa) Folyékony (bioetanol) Gáznemű (biogáz) Eredet szerint 1 Eredet szerint 2 Kifejezetten Elsődleges energetikai célra előállított Hulladék biomassza (növényi) Másodlagos biomassza (állati) Harmadlagos biomassza (emberi)
Méretezés problematikája Tüzelőanyag minősége Tüzelőanyag forrása
Geotermikus energia
A geotermikus energia ajánlott felhasználási területei, ill. komplex hasznosítása Lindal-diagramm
Egyes országok geotermikus villamosenergia-termelő kapacitása USA: 2230 MW Fülöp-szgk.: 1910 MW Olaszo.: 785 MW Mexikó: 755 MW Indonézia: 590 MW Japán: 550 MW Új-Zéland: 437 MW Izland: 170 MW