Magyar Energetikai Társaság ENERGIA MŰHELY 3. rendezvény 2012. február 7. Körkép a megújuló energia hasznosításáról Dr. Korényi Zoltán
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
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
2a. A VILÁG ELSŐDLEGES ENERGIA IGÉNYE - IEA 4
1. A VILÁG ELSŐDLEGES ENERGIA IGÉNYE - IEA 2b. A VILÁG ENERGIA IGÉNYÉNEK NÖVEKEDÉSE - IEA 5
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
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 28 26 0,5 Δt [ C] : 400 24 22 20 18 16 14 12 10 0,4 CO2 [ppm (v)] 0,3 0,2 0,1 0 1000 1225 1360 1530 1628 1775 1895-0,1 350 300 250 200 150 8 6 4-600 -500-400 -300-200 -100 0 Millió év -0,2-0,3-0,4 évek 100 50 0 (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
3b. FÖLDÜNK ÜVEGHÁZHATÁSÁRÓL CO 2 mennyiségek a Földön I. Statikus CO 2 mennyiségek FÖLDÖNK CO 2 KÉSZLETEI, mrd. tonna 1. Óceánokban 37 000 93,08 % 2. Talajban 1400 3,52 % 3. Légkörünkben 750 1,89 % 4. Vegetációban 600 1,51 % Összesen: 39 750 100 % II. Éves CO 2 tömegáramok Kibcsátók, mrd. t/a Nyelők, mrd. t/a Egyenleg (1) Óceánok 96 98,5-2,5 (2) Vegetáció 50 110-60 (3) Talaj?????? (4) Emberi tevékenység 25 1 + 24 8
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
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: 220 000 PWh / év (A világ éves energia igénye 6 óra alatt fogható be) Megnevezés Dim. Világ Magyarország 1. Lakosság száma millió 7 000 10 2. Primér energiaigény TWh/év 150 000 300 3. Felületigény: - - - Termikus hasznosítás Napelemek Fotoszintézis ( =50%) ( =15%) ( =0,5%) km 2 km 2 km 2 200 000 666 666 20 millió 400 1 333 40 000 Európa területe: 10 millió km 2 1 km 2 = 100 ha 10
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
5a. PASSZÍV NAPENERGIA HASZNOSÍTÁS T 1 = 6000 K I 0 = 1353 W/m 2 Teljes (szórt+diffúz) sugárzás: 200 950 W/m 2 Éves beeső napenergia: 1200 kwh/év 12
5b. NAPKOLLEKTOROK ÉS NAPELEMEK Napkollektor: hatásfoka: 20 80 % Napelem: hatásfoka: 6 20 % Vákuumcsöves napkollektor 13
5c. Egy 7 éve működő napelemes rendszer Napelemek a Debreceni Egyetemen 10 kw 14
5d. MAGAS HŐMÉRSÉKLETŰ NAPKOLLEKTOROK 15
5e. AZ ELSŐ MAGYAR SZÉLTORNYOK (közcélú hálózatra) KULCS: 600 kw 2001. május 23. MOSONSZOLNOK: 2 600 kw 2002. december 19. 16
5f. A Kulcsi szélerőmű alapozása 17
5g. NAGY VÍZERŐMŰVEK Kariba gát, 1959 Zimbabve Zambézi folyón, 1300 MW Geisling Wasserkraftwerk, 1985 Bajorország Dunán, 19 MW 18
5h. BIOMASSZA BIOGÁZ - GÁZMOTOR Biomassza: silókukorica + trágyalé BIOMASSZA ERŐMŰ Ausztria Telephely: Villamos teljesítmény: Mezőgazdasági beszállítók: 80 x 50 m 500 kw 300 ha 19
5i. GEOTERMIKUS KISERŐMŰ - ORC Organic Rankin Cycle (ORC) erőmű : 250 kw Termálvíz hőmérséklete: 150 C Hatásfok: < 10 % Ausztria, Blumenau (Hundertwasser) 20
5j. HULLADÉKÉGETŐ ERŐMŰ Mannheimi Hulladékégető Fűtőerőmű Szelektált háztartási és ipari hulladék (pénzbevétel a szemétért!): Hulladékégető kazánok száma: Bunkerkapacitás: Füstgáztisztítás: nedves leválasztás katalizátor 550 000 t/év 3 db 34 000 m3 elektrofilter, aktívszén, Gőzturbinák száma: Ipari gőz: Villamos teljesítmény: 4 db 65 t/h (25 bar, 80 bar) 50 MW 21
6a. INDIKÁTOROK Erőművi beruházási költségek Erőműfajta Teljesít-mény Fajl. beruh. Relatív MW el EUR / kw el beruh. ktsg. 1. Kombinált ciklusú gázerőmű 50-400 1200-800 1,0 2. Széntüzelésű erőmű 400-800 2000-1500 1,8 3. Atomerőmű 1600 3000 3 4. Vízerőmű 1-2 3000 3 5. Szélpark 25 1500 1,5 6. Biomassza fatüzelésű erőmű 20 3000 3 7. Biomassza kukorica, trágyalé + gázmotor 0,5 6000 6 8. Szeméttüzelésű erőmű (2 blokk) 25 8000 8 9. Geotermikus erőmű (ORC), 4 db 1,0 4000 4 10. Fotovillamos erőmű 0,01 5000 5 22
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 150 5 000 2. Gőzkörfolyamatú erőmű fekete szén 250 30 000 3. Atomerőmű 280 20 000 4. Szélpark 2000 50 000 5. Biomassza, fatüzeléssel 300 3 millió +? 6. Biomassza: silókukorica + gázmotor 5000 2 millió +? 7. Geotermikus, ORC 1300 10 000 23
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 120 2. Gázturbinás erőmű 6000 h/év 140 3. Atomerőmű 6000 h/év 100 4. Szélerőmű 2000 h/év 7 5. Napelemes erőmű 1000 h/év 5 24
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
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
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
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
Magyar Energetikai Társaság KÖSZÖNÖM SZÉPEN MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET! Dr. Korényi Zoltán E-mail: korenyi.zoltan.2@t-online.hu 29
Magyar Energetikai Társaság HÁTTÉR - ANYAG 30
TARTALÉK ANYAG...... Előadáson kívüli érdeklődés esetére: