Hatásfok - Hatékonyság A hatásfok a rendelkezésre álló energia felhasználásának, átalakításának mértéke. A hatásfok számítása: ahol: η a hatásfok, E h a hasznos energia, E b a befektetett (összes) energia. A befektetett energia és a hasznos energia különbsége a veszteség (amely hőként, hangként vagy egyéb formában a környezetbe távozik):
A termodinamika törvényei szerint nem lehet az energiát maradéktalanul átalakítani, mindig van veszteség perpetuum mobile Amiért a megújulóknál is fontos: EROEI (energy return of energy invested): Kinyert energia / befektetett energia Energetikai aspektus -Energetikai hatékonyság (energy efficiency): - az energiafelhasználás/átalakítás eredményessége -Termelési és felhasználási oldalon is értelmezhető o Megújuló energiaforrások esetében kisebb probléma, mert a készletek megújulnak o Nem megújulók esetében nagyobb probléma, mert a készletek erősen korlátosak
Gazdasági aspektus Energiaigényességi (energy intensity) mutató: egységnyi gazdasági eredmény előállításához szükséges primer energia mennyisége
Energiaigényesség - más mutatók tükrében globális kitekintés
Egységnyi érték előállításához szükséges energia (energiaigényesség energiaintenzitás)
Az energia minden esetben két részből tevődik össze: A más energiaformákká tetszőlegesen átalakítható részből, más néven exergiából. Adott mennyiségű energia, vagy adott mértékű energiaáram exergiatartalma megegyezik azzal a hasznos munkával, amelyet a környezettel kölcsönhatásba lépve a folyamatból maximálisan kinyerhetünk. Az energia fennmaradó részét a más energiaformákká Nem átalakítható, tehát számunkra haszontalan rész képezi, amit anergiának nevezünk.
Folyamat Tüzelés kazánban Áramtermelés hőerőműben Kapcsolt energiatermelés Gépjármű hajtás Hajtás villamos motorral Főzés gáztűzhelyen Melegítés mikrosütőben Főzés szabad tűzön Világítás izzólámpával Világítás fénycsővel Világítás LED-del Hasznos energia Gőz vagy forró víz Villamos energia Villamos energia és hő Mozgási energia Mozgási energia Étel felmelegedése Étel felmelegedése Étel felmelegedése Fényenergia Fényenergia Fényenergia (%) Hatásfok 60-90 25-50 60-90 ( benzin ) 15-25 ( gázolaj ) 25-30 80-98 30-35 40-50 5-10 1-4 10-25 20-30 (mai gyakorlat) ( elvi ) 90
Belsőégésű Otto-motorok optimális hatásfoka
Energialánc és hatékonyság
A hatékonyság problematikája az energiatermelésben Villamos és hőenergia termelése Centralizáltság foka (szállítási -( veszteség kogeneráció áramtermelés hőerőműben: 25-50% hő- és villamosenergia-termelés: 60-92% Tüzelőanyag előkészítettsége nedvességtartalom méret (pellet, faapríték)
Hatékonyság az energiafogyasztásban
Energiafelhasználás átlagos megoszlása (%) Energiaköltségek alakulása átlagosan (Ft) Átlagos háztartási energiafelhasználás 120 m 2 -es családi ház
30 nm napelem ~ 4,3 kw ~7 nm napkollektor 4,5 kw
SOLANOVA-projekt (Dunaújváros, Lajos király körút 10-12.) homlokzati és tetőszigetelés; nyílászárók cseréje; fűtési rendszer korszerűsítése; szellőzőrendszer kiépítése; napkollektorok a HMV-nek. A fűtésenergia-felhasználás: 230-280 kwh/m 2 /év helyett 15-45 kwh/m 2 /év. A fűtésszámla átlagosan 6300 Ft/hó!!! Beruházási költség ~ 3 millió Ft/lakás (átlagosan)
Faluházzal összevetve
Utána Előtte
Az egész épület fűtési hőfelhasználása havi bontásban (2003-2009)
szabványok energiahatékonysági címkék Műszaki cikkek Épületek Műszaki szabályozás Passzív házak: Az épület passzív, vagyis fűtő (illetve nyáron hűtő)-rendszer alkalmazása nélkül, többletenergia befektetése nélkül, de mesterséges szellőztetéssel, a természetes adottságokat kihasználva működk. Ehhez a lakás éves energiaigénye kevesebb kell legyen, mint 15 kwh/m 2 /év. Németországban az új házak átlagosan négyszer ennyit fogyasztanak (Mo-on 15-20-szor ennyit)
SZABÁLYOZÁS EU Direktívák (irányelvek) 92/75/EGK: a háztartási készülékek energia- és egyéb erőforrásfogyasztásának címkézéssel és szabványos termékismertetővel történő ellátásáról; 2002/91/EU: az épületek energiateljesítményéről; 2010/30/EU: az energiával kapcsolatos termékek energia- és egyéb erőforrás-fogyasztásának címkézéssel és szabványos termékismertetővel történő jelöléséről; 2010/31/EU: az épületek energiahatékonyságáról 2012/27/EU: az energiahatékonyságról 56 oldal
Újsághír (2015. 03. 26.) Napi 4,6 milliós kötelezettségszegési bírság jöhet Az Európai Bizottság a Bíróságához fordul, mivel Magyarországelmulasztotta az energiahatékonyságáról szóló irányelv nemzeti jogba való átültetését. Az irányelv meghatározott mértékű energiamegtakarítási célkitűzések elérését írja elő az EU tagállamai számára a 2014. január 1. és 2020. december 31. közötti időszakra. Ezt energiahatékonyságra vonatkozó kötelezettségvállalások előírása vagy egyéb, célzott szakpolitikai intézkedések révén kell elérniük, melyek célja az energiahatékonyság javítása a háztartásokban, az épületek tekintetében, az iparban és a közlekedésben.
EU Ecodesign szabályozásának gyakorlati haszna 2013-ban TIZENHÁROM Ecodesign and energy labelling szabályozási dokumentum volt életben 2012-ben számuk egy év alatt megduplázódott. Ezek révén EU-szinten 1550 PJ/év energiamegtakarítást várnak 2020-ig. A 2013-2014-ben tervezett újabb szabályzókkal ehhez még hozzáadódhat 1300 PJ/év megtakarítás.
Épületenergetika az EU teljes energiafelhasználásának 40%-a
Az Európai Parlament és a Tanács 2002/91/EK számú irányelve az épületek energia-hatékonyságáról 2009 január 1-től hazánkban is kötelező elkészíttetni épületeink energetikai tanúsítását. Az új épületeknek eleget kell tenniük a helyi éghajlathoz szabott minimális energiateljesítmény-követelményeknek. Az Európai Parlament es a Tanács 2010/31/EU irányelve 2018. december 31. után a hatóságok által használt vagy tulajdonukban lévő új épületek közel nulla energiaigényű épületek kell legyenek; 2020. december 31 után valamennyi új épület közel nulla energiaigényű kell legyen.
2002/91/EC és 2010/31/EU DIREKTÍVA (irányelv) Az épületek építésekor a tulajdonos, eladásakor a leendő vásárló vagy bérlő megkapja az adott épület vagy akár az adott lakás energiatanúsítványát. A tanúsítvány elkészítéséről az építtető vagy a tulajdonos gondoskodik, és azt a szerződés megkötését megelőzően, de legkésőbb a szerződéskötésig a vevőnek átadja, a bérlőnek bemutatja. %
Előnyei beavatkozási javaslatokat tartalmaz: egyedi, lakásra szabott javaslatok segítik a tulajdonosokat ingatlanjuk energetikai korszerűsítésében; Piactisztító hatás: visszaszorítja a vevők esetleges félretájékoztatását; Érdeklődést generál a jobb paraméterekkel rendelkező lakások iránt; Növeli a lakosság érdeklődését az energiahatékonysági szolgáltatások, termékek illetve a megújuló energiák felhasználása iránt, ezáltal élénkíti a piacot. Munkahelyteremtő hatás.
A magyar valóság: 2012. júniusi hír Az eredeti tervekkel ellentétben csak azokra a középületekre lesz érvényes az uniós energiahatékonysági irányelv 3%-os felújítási kötelezettsége, amelyeket a kormány használ ez a korábbi elképzelés szerint minden középületre vonatkozott volna. Az eddig becsült évi 200 milliárd helyett így nagyságrendekkel kisebb összeget kell majd a költségvetésből erre a célra biztosítani írja a Világgazdaság. Várhelyi Olivér (EU melletti állandó magyar képviselet helyettes vezetője) kiemelte azt is, hogy az enyhítés Magyarország és több új tagállam lobbijának köszönhető.
Magyar valóság - 2013. február 18. A Nemzeti Fejlesztési Ügynökség alig két nappal a pályázati ablak megnyitása után felfüggesztette a KEOP energiahatékonysági pályázatait, mert elfogytak a források. Ezen keresztül vállalkozások és önkormányzatok épületenergetikai korszerűsítésre pályázhattak volna vissza nem térítendő támogatásra.
Elektromos berendezések hozzájárulnak az épületekhez kapcsolódó fogyasztáshoz
Régi címke Új mosógép címke 2011. december 20-tól évi 220 mosási ciklusra
Energiacímke-köteles termékek: EURÓPA Mosógépek, szárítógépek, kombinált mosó-szárítógépek Mosogatógépek Hűtők, fagyasztók, kombinált hűtőfagyasztógépek Légkondícionálók Villamos sütők Fényforrások Televíziók Az A energiaosztályú készülékek piaci részesedésének gyors növekedése miatt az A osztályon belül megjelent az A+ és az A++ megjelölés.
A háztartások egykori nagyfogyasztója: a hűtőszekrény 2000: 500 kwh/év 100% 2014: 185 kwh/év 37%
Világítástechnológia Jogi szabályozás 244/2009/EK rendelete 2009. szeptember 1-től fokozatosan kivonják a kevéssé energiahatékony fényforrásokat. A hagyományos villanykörtéket felváltják az energiatakarékos izzók.
LCA 3 (4) fázis gyártás szállítás - használat Forrás: Navigant Consulting 2012
P X
Buenos Aires (2013): Százezer utcai világítótestben az eddigi hagyományos izzót LED-fényforrásra cserélik, ezzel 50%-kal csökkentik a közvilágítás rezsijét miközben jobb látási viszonyokat biztosítanak.
Etiópia 2008 Négymillió energiatakarékos fényforrást osztanak ki az etiópiak között, miután a szárazság miatt az etióp vízerőművek nem tudnak elegendő energiát termelni. 2008. december 21.
Környezeti hatások szerint csökkenő sorrendben: PDP (Plasma Display Panel) CRT (Cathode Ray Tube) LCD (Liquid-Crystal Display)
A különféle energiahatékonyságú termékek eladása Németországban 1995-2000 között
A technológiai hatékonyság fontossága
Közlekedési energiahatékonyság
o A motor jellemzői Az üzemanyag-fogyasztást meghatározó tényezők o Belsőégésű (internal combustion engine ICE) o Elektromos o Az autó egészének jellemzői o A gépjármű tömege o Karosszéria aerodinamikai tulajdonságai o Gumik állapota o Az Aés B közötti út kiválasztása (navigáció) o A vezetési stílus o A forgalmi helyzet
Különféle közlekedési módok energiahatékonysága 140,0 120,0 kwh/100 utaskm 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 kerékpár séta londoni villamos londoni metró elektromos autó 1 fővel londoni busz hagyományos autó 1 fővel városi terepjáró 1 fővel MacKay, D. 2009 alapján
1 liter üzemanyaggal
Regulation (EC) No 1222/2009 of the European Parliament and of the Council on the labelling of tyres with respect to fuel efficiency and other essential parameters 2012-től. Az A és G kategória között 7,5%- os üzemanyag-fogyasztási különbség: 7,0 liter helyett 6,4 liter/100 km.
A gépjárművek esetében a hatékonyságot mértékét a CO 2 -kibocsátás alapján határozzák meg.
CO 2 -kibocsátás 2007-ben az autóipar átlagértéke: 158,7 g/km D kategória; a legalacsonyabb átlagérték: Fiat: 137,3 g/km B-kategória. 2011-ben az EU-ban forgalmazott autóknál: 135,7 g/km B-kat a legalacsonyabb értéket elérő cég a Fiat: 118 g/km A-kat. Prius 1,8: 101 g/km Prius Plug-in hybrid: 49 g/km Az elektromos autók CO2-kibocsátás hazánkban a jelenlegi energiaszektor adataival számolva: 32-48 g/km!
Szerepe a gazdasági szabályozásban nem nálunk: UK 2013-2014
ismét a brit gyakorlatban
REGULATION (EC) No 443/2009 - setting emission performance standards for new passenger cars as part of the Community s integrated approach to reduce CO2 emissions from light-duty vehicles az Európai Unió 2015-re az új gépkocsik átlagos CO 2 -kibocsátásának átl. 130 g/km-re való leszorítását irányozta elő, 2020-ra 95 g/km a cél (de növekvő össztömeggel a határérték is nő): 1. a légkondicionáló rendszerek hatékonysági minimumkövetelményeinek előírásával; 2. kellően pontos gumiabroncsnyomás-ellenőrző rendszerek beszerelésének kötelezővé tételével; 3. a gumiabroncsok gördülési ellenállására vonatkozó felső határérték meghatározásával; 4. a sebességváltó-visszajelző használatának bevezetésével; 5. LED világítással; 6. a bioüzemanyagok használatának fokozásával
A probléma: méretnövekedés 1200 kg 650 kg 1000 kg 500 kg
Rövid távon megoldás: hibrid üzem Toyota Auris: Hibrid üzem: 84 g/km CO2-kibocsátás Dízel üzem 99 g/km CO2-kibocsátás Toyota Prius: Plug-in hibrid: 49 g/km CO2-kibocsátás
Hosszú távon megoldás: elektromos hajtás
Nissan Leaf 24 kwh lithium-ion akkumulátorokkal (átlag: 18 kwh/100km ~ 1.8 L/100 km) Az akku több mint 95%-ban újrahasznosítható.
Nissan Leaf hivatalos weboldal
Nagyobb gépjárműveknél
Kisebb zaj és kevesebb szennyezés hibridüzemmel (Lüneburg, 2012)
BYD ebus-12 A jármű 12 méter hosszú, mint egy Ikarus szóló busz. Hatótávolsága 250 kilométer, legnagyobb sebessége óránként 70 kilométer. A legkorszerűbb típusú, lítiumvasfoszfát akkumulátorait négy óra alatt lehet feltölteni.