Megújuló energiák fejlesztési irányai Büki Gergely az MTA doktora Energiagazdálkodási és Megújuló Energia Konferencia Szeged, 2010. szept. 23.
Megújuló energiák az energiaellátás rendszerében V égenergia-felhasználás, F Háztartások Ipar Közlekedés Egyéb Tüzelőanyag Villany Távhő Üzemanyag Fogyasztói energiatakar ékosság Energia takar ékos bere ndezések, hő szige telés, e nerg iatakaréko s ma gata rtás Szekunder energiahordozók V Ve zeté kes e nergiaell átások Energiaátalakitás Erőművek, fűtőművek, fűtőerőművek, finomítók, pelletgyártás stb. En ergiaha tékonys ág növelése H atásf oknö velés, k apcsolt e nergiaterm elés, hőszivatt yúk Primer ener giaho rdozó k Földgáz Kőolaj Szén Primerene rgia-felhas ználás, G Atom Me gújuló en ergiák U Optimális ener giastruktúra Hazai -import, környe zeti h atások, m egújuló energiaforrások Földhő Szélenergia Vízenergia Biomassza Napenergia
Megújuló energiák és épületek az energiaellátásban A 13%-os megújuló terv az energiaigény kis része, de a növekedés egészét kiteszi Az épületek energiaigénye az EU-ban 40%, Magyarországon >40% Végenergia-igény (takarékosság, tanúsítás) F = Q f + Q h + E Q Primerenergia-igény (hatékonyság, energiamix) G = Q g Q
Földgázkiváltás megújuló energiákkal Energiamérleg U U + (R G ) = F = G G Fajlagos földgázkiváltás (R = 0) U G U G
Biomassza energeikai hasznosításának lehetőségei Végen ergia-felhasználás, F Tüzelőanyag Villany Távhő Üzemanyag Tüzel ő- anyag gyárt ás Fűtőmű Fűtőerőmű gáz, gőz, ORC, Kalina T ü z e l é s Kond. erőmű Fűtőerőmű GM G á z t e r m e l é s Üzemanyag gyárt ás Föld gáz Kőolaj Szén Primerenergia-felhasználás, G Atom Biomassza B
Biomassza-felhasználás és a kimerűlőenergia-kiváltás T üzelőanyag Villany Távhő Üzemanyag Kiváltás Felha sználás Földgáz Kőolaj Szé n Atom Biomassza
Mit termeljünk biomasszából: hőt vagy villamos energiát? Hatásfok biomassza esetén U Hatásfok földgáz esetén G Fajlagos földgázkiváltás = U / G % Hőellátás, EU 0,86 0,90 95,5 Kapcsolt energiatermelés Villamos energia EU irányelv fa- és szalmaerőmű 0,33 0,24-0,25 70-100 0,525 63 46-48
Biomassza célszerű hasznosítása Felhasználható biomassza, elsősorban melléktermékek (mezőg., erdészeti) Hulladékok Közvetlenül villamos energiát ne! Hőellátás egyedi fűtés: pelletkazán drága tüzelő biomassza távfűtés olcsó tüzelő távhő bázisán kapcsolt energiatermelés Biogáztermelés: kevés, de egyértelmű
Kisteljesítményű biomassza fűtőerőmű-egységek jellemzői Külső hevítésű motor, Stirling-motor Vízgőz-fűtőerőmű, ellennyomású Organic Rankine Cycle (ORC) blokk Kalina-körfolyamatú fűtőerőmű Mennyiségi hatásfok m 0,84 Kapcsolt energiaarány 0,20 0,24 0,27 0,30
Földgáz és biomassza alapú kapcsolt hőtermelés 1,2 1,0 0,8 g meg 0,6 0,24 0,27 0,3 KE Földgáz m 0,87 0,50 0,525 0,55 0,4 0,33 0,2 0 Biomassza m 0,84 1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 g meg KE 1 m
Biomassza termoolaj-kazán és ORC fűtőerőmű-egység BTK Q BTK E G ORC Q
Föl dhő / Geotermi kus energia T e r m á l v í z Geotermikus energia/földhő hőmérsékletszíntjei 1 40 C 1 20 > 120 C H + E? 1 00 80-120 C H 80 60 40-80 C H + HSZ 40 Levegő hő Talajhő Felszíni víz hő 20 0-20 0-40 C < 0 C HSZ
Földhő energetikai hasznosításának lehetőségei Végen ergia-felh aszn álás, F Tüzelőanyag Villany Távhő Üzemanyag E H H HSZ HSZ Fö ldgáz Kőolaj Szén Primerenerg ia-felhasz nálás, G Atom Földhő A
Mit termeljünk termálvízből: hőt vagy villamos energiát? Termálvíz hasznosítás hatásfoka A Hatásfok földgáz esetén fg Fajlagos földgázkiváltás = A / fg Hőellátás 1 0,9 1,11 Villamosenergiatermelés 0,1 0,525 0,19
A földhő célszerű hasznosítása Villamosenergia-termelést ne tervezzük ez még kutatási feladat Két főirány: A termálvíz közvetlen hőhasznosítása vitathatatlan a balneológiai és turisztikai szempontok elsőbbsége mellett A földhő (talaj, felszíni víz és levegő) hőszivattyúzása
Termálvíz komplex, kaszkád hasznosítása Q HS Z T 1 áll. Q f T be Balneológi ai hasznosítás T bu T 0
A hőszivattyú rendszerstruktúrája T e Q T v E Q Q Q HS E E HS K T K Q K Q R R E Q A T E A A T A1 Q A T A2
Földgáz-ár Kazán Hőszivattyúzás energia- és költségfelhasználása 1,5 g K =1/0,9 0 5 000 Ft/GJ 4 000 3 000 k HS 1,0 g HS 0,5 2 000 1 000 0 g k HS HS f 1 E k E 30 20 10 k E f 0,5 0,4 0,6 = 40 Ft/kW h 2 3 4 f 5 E = 0,3 k FG = g p K FG
Hőszivattyús hőtermelés földhő- és villamosenergia-felhasználása 100 % 80 60 E Q f Q = áll. 40 20 Q A ( f 1) E f 1 Q f 2 3 4 5 f
Napenergia-hasznosítás Részaránya jelenleg a legkisebb! Napkollektorok: használati melegvíz-termelés - felzárkozás Épitészeti (passzív) hasznosítás: hőigények csökkenése Napelemek: autonóm villamosenergia-ellátás kutatás-fejlesztés
Szélenergia-hasznosítás Dinamikusan fejlődik (a tengerparton!) Felülvizsgálat szükséges: hazai szélviszonyok - gazdaságosság hazai érdekek: gyártás, munkahely támogatás: ki kit támogasson? Feltételek, pl. szivattyús tározós erőmű
Vízenergia-hasznosítás Gyakran kihagyják de nem szabadna kihagyni! Bős-Nagymaros trauma, tervezési hibák: határfolyón oldalcsatornás erőmű ez nem korrigálható csúcsrajáratás javítható Vízerőművek a Dunán, Tiszán stb. Szivattyús tározós vízerőmű
Megújuló program: állami feladatok Stratégiai vizsgálatok, irányok, stratégiai döntések Gazdasági, társadalmi hatások munkahelyteremtés hazai gyártás (biomassza-fűtőmű/erőmű, HSZ) hazai vállalkozók helyzetbehozása vidékfejlesztés Támogatás alapja az energiamegtakarítás érdekeltek a hőfogyasztók a létesítést kell támogatni
Köszönöm megtisztelő figyelműket! bukibt@t-online.hu