A meg

1
A megújuló energiákhatékony hasznosítása

• Dr. Büki Gergely
• ny. egyetemi tanár
• Energetikai Szakkollégium
• 2010. november 10

2
Megújuló energiák hasznosításaMTA tanulmány

• Készült az
• MTA Energiastratégiai
• Munkabizottság keretében
• Osszeállította
• Büki Gergely
• Szerkesztette
• Lovas Rezso,
• a munkabizottság vezetoje

3
Megújuló energiák hasznosításaMTA tanulmány
sajtóbemutatója

Lovas Rezso, Pálinkás József, Büki Gergely és Rudas János
4
Az energiaellátás rendszere
5
Végenergia- és primerenergia-felhasználás

• F végenergia-felhasználás (FEC Final Energy
  Consumption)
• - fogyasztói csoportok
• - energiafajták
• G primerenergia-felhasználás (PES, TPES)
  Primary Energy Supply)
• Energiaellátás hatásfoka
• h F/G

6
Az energiafejlesztés fo célkitüzései

• Fogyasztói energiatakarékosság
• Energiatakarékos berendezések, magatartás
• Épületek, hoszigetelés, tanúsítás
• Energiahatékonyság növelése
• Hatásfok növelés, veszteség csökkentés
• Kapcsolt energiatermelés, hoszivattyúk
• Optimális energiastrutúra (energiamix)
• Hazai-import
• Környezeti hatások
• Medújuló energiaforrások

7
Megújuló energiák hasznosítása, PJ
Európai Unió 27 Európai Unió 27 Magyarország Magyarország
1997 2008 1997 2008
Primerenergia-felhasználás 69 822 76 658 1088 1166
Napenergia Biomassza, hulladék Geotermikus energia Vízenergia Szélenergia 14 2446 162 1201 26 73 4297 243 1182 427 0 17,1 3,6 0,8 0 0,2 63,8 4,0 0,8 0,8
Megújulók összesen primerenergia -a 3849 5,37 6222 8.23 21.5 1,99 69,6 6,18
8
Megújuló energiák hasznosítása stratégiai kérdés

• A megújulók 13-os EU vállalása 2020-ig a
  meghatározó
• Ez fedezi a teljes igénynövekedést és képezi az
  új kapacitásnövekedést a következo évtizedben

9
EU-27 és Magyarország földgáz-felhasználása
EU27 EU27 Magyarország Magyarország
1997 2008 1997 2008
Végenergia-felhasz, F PJ 46473 49083 655 715
növekedése, 08/97 1 1,06 1 1,09
Földgáz, közvetlen felh. közvetett (villany, ho) 22,0 22,3 41,3 36,1 57 ?48
Primerenergia-felhasz, G PJ 69822 76658 1088 1166
növekedése, 08/97 1 1,10 1 1,07
Földgáz 21,3 24,6 38,4 42,2
(import aránya) () (44,6) (62,0) (66,1) (82,3)
Primerenerg. igényesség kJ/EUR 8576 7114 23911 16832
Energiaellátás hatásfoka, F/G 0,666 0,640 0,602 0,613
10
Földgázkíváltás és energiafelhasználás
11
Földgázkiváltás megújuló energiákkal (R 0)

• Energiamérleg
• U ?U F G ?G
• Fajlagos földgázkiváltás (R 0)

12
Földgázkiváltás megújuló energiákkal ( R )

• Energiamérleg
• U ?U (R ?G) F G ?G
• Fajlagos földgázkiváltás

13
EU-27 és Magyarország épület energiafelhasználása
(40)
EU27 EU27 Magyarország Magyarország
1997 2008 1997 2008
Végenergia-felhasz., F PJ 46473 49083 655 715
Ipar 30,1 27,2 23,6 19,7
Közlekedés 28,8 32,0 17,9 28,2
Háztartás, szolgáltatás, egyéb 41,1 40,8 58,5 52,1
(csak háztartás) () (26,3) (25,4) (35,2) (32,7)
14
Épületek energiaellátása

• Épületek végenergia-igénye
• F Qf Qh E ? Q
• fogyasztói takarékosság tanúsítás
• Épületek primerenergia-igénye
• G Q gQ
• hatékonyság hatásfok, kapcsolt és hoszivatyús
  termelés
• energiaszerkezet megújuló energiák

15
Biomassza energetikai hasznosításának lehetoségei
16
Biomassza-felhasználás és a kimeruloenergia-kivál
tás
17
Mit termeljünk biomasszábólhot vagy villamos
energiát?
  Hatásfok biomassza esetén ?U Hatásfok földgáz esetén ?G Fajlagos földgáz- kiváltás ? ?U/?G
Hoellátás, EU 0,86 0,90 95,5
Kapcsolt energiatermelés 70-100
Villamos energia EU irányelv fa- és szalmaeromu 0,33 0,24-0,25 0,525 63 46-48
18
Biomassza célszeru hasznosítása

• Felhasználható biomassza, elsosorban
• melléktermékek (mezog., erdészeti)
• Hulladékok
• Közvetlenül villamos energiát ne!
• Hoellátás
• egyedi futés pelletkazán drága tüzelo
• biomassza távfutés olcsó tüzelo
• távho bázisán kapcsolt energiatermelés
• Biogáztermelés kevés, de egyértelmu

19
Tájékoztató energiaárak, biomassza árak

• Földgáz ár 3600 Ft/GJ
• Üzemanyag (gázolaj) ár 7500 Ft/GJ
• Biomassza egyedi (pellet, brikett )
• 2200 4 7500 2500 Ft/GJ
• Biomassza központi (faapriték, szalma )
• 800 2 7500 950 Ft/GJ

20
Kisteljesítményu biomassza futoeromu-egységek
jellemzoi
Mennyiségi hatásfok ?m Kapcsolt energiaarány ?
Külso hevítésu motor, Stirling-motor 0,84 0,20
Vízgoz-futoeromu, ellennyomású 0,84 0,24
Organic Rankine Cycle (ORC) blokk 0,84 0,27
Kalina-körfolyamatú futoeromu 0,84 0,30
21
Földgáz és biomassza alapú kapcsolt hotermelés
22
Biomassza távfutés biomassza futoeromu (Q)

• Évi energiaköltség
• megtakarítás Q-ra
• 35756 ? Ft/kW,év

23
Biomassza-tüzelésu Stirling-motor
24
Biomassza termoolaj-kazán és ORC futoeromu-egység
25
ORC futoeromu-egység
26
Változó homérsékletu elgozölögtetés(Kalina-körfol
yamat)
27
ORC és Kalina-körfolyamat T-S diagramja
28
Biogáz-termelés
29
Trigeneráció biomassza-eromu abszorpciós
hutogép
30
Geotermikus energia/ földho fogalommeghatározása

• A 2009/28/EK uniós irányelv meghatározása
  szerint
• légtermikus energia (aerothermal energy) ho
  formájában a környezeti levegoben tárolt energia,
  
• geotermikus energia (geothermal energy) a
  szilárd talaj felszíne alatt ho formában
  található energia,
• hidrotermikus energia (hydrothermal energy) a
  felszíni vizekben ho formájában tárolt energia.

31
Földfelszín hoáramsurusége

• A Föld hotartalma 100.1015 EJ, a világ évi
  energiafogyasztása 100 EJ.
• Hoáramsuruség a világon
• 40 TW/510,2.106 km278,4 kW/km2
• Magyarországon
• 9,3 GW/93030 km2100 kW/km2
• 300 PJ/év (30)
• 10 kW (családi ház)-hoz 0,1 km210 ha

32
Geotermikus hofokgradiens és homérséklet

• Átlagértéke 30 C/km
• Kedvezo 45-60 C/km
• Extrém 200-300 C/km
• 500 m 35-40 C
• 1000 m 55-60 C
• 2000 m 100-110 C
• gt5000 m gt200 C

33
Geotermikus energia/földho homérsékletszíntjei
34
Földho energetikai hasznosításának lehetoségei
35
Ho- és villamos energia termálvízbol
36
Mit termeljünk termálvízbolhot vagy villamos
energiát?
Termálvíz hasznosítás hatásfoka ?A Hatásfok földgáz esetén ?fg Fajlagos földgáz-kiváltás ? ?A/?fg
Hoellátás 1 0,9 1,11
Villamos-energia-termelés 0,1 0,525 0,19
37
A földho célszeru hasznosítása

• Villamosenergia-termelést ne tervezzük
• ez még kutatási feladat
• Két foirány
• A termálvíz közvetlen hohasznosítása
• vitathatatlan a balneológiai és turisztikai
  szempontok elsobbsége mellett
• A földho (talaj, felszíni víz és levego)
  hoszivattyúzása

38
Geotermikus villamosenergia-termelés (víz
kigozölögtetés)
39
Geotermikus villamosenergia-termelés (ORC)
40
Geotermikus villamosenergia-termelés
(Kalina-körfolyamat)
41
Nagymélységu hokihozatal (EGS rendszer)
42
Termálvíz komplex, kaszkád hasznosítása
43
Termálvizes magas és alacsony homérsékletu
távfutés
44
Magas és alacsony homérsékletu távfutés és
hoszivattyúzás
45
Termálvizes közvetlen futés és hoszivattyús
utófutés
46
Termálvíz utóhutése hoszivattyúval
47
A hoszivattyú rendszerstruktúrája
48
Szakmakultúra és a magyar nyelv

• Magyar
• Futési (teljesítmény)tényezo
• (Évi) átlagos futési tényezo
• Nem vagy-vagy,

• Angol, nemzetközi
• Coefficient of Performance
• Seasonal Performance Factor
• SPF Q / E
• hanem is-is!

49
Talajho zárt hoszivattyúzásaföldkollektor és
földszonda
50
Talajvíz hoszivattyúzásakétkutas és egykutas
rendszer
51
Levego/levego és levego/vízhoszivattyúk
52
Felszíni vizek hoszivattyúzásató és folyó esetén
53
Gázmotoros hoszivattyú
54
Külso homérséklet környezeti ho
55
Kulso homérséklet futési ho
56
Hoszivattyúzás energia- és költségfelhasználása
57
Hoszivattyús hotermelés földho- és
villamosenergia-felhasználása
58
A földho hoszivattyús hasznosításának hatásfoka
59
Földho-hoszivattyúzás fejlodése
1995 2010 2010/ 1995
Geotermikus hoellátás TJ 96 699 329 029 (100) 3,4
Hoszivattyús hoellátás TJ 14 617 214 782 (65,3) 14,7
Nem hoszivattyús hoellátás TJ 82 082 114 257 (34,7) 1,4

• IV. World Geothermal Congress, Tóth A., 2010

60
Napenergia-hasznosítás

• Részaránya jelenleg a legkisebb!
• Napkollektorok használati melegvíz-termelés -
  felzárkozás
• Épitészeti (passzív) hasznosítás hoigények
  csökkenése
• Napelemek autonóm villamosenergia-ellátás
  kutatás-fejlesztés

61
Szélenergia-hasznosítás

• Dinamikusan fejlodik (a tengerparton!)
• Felülvizsgálat szükséges
• hazai szélviszonyok - gazdaságosság
• hazai érdekek gyártás, munkahely
• támogatás ki kit támogasson?
• Feltételek, pl. szivattyús tározós eromu

62
Vízenergia-hasznosítás

• Gyakran kihagyják de nem szabadna kihagyni!
• Bos-Nagymaros trauma, tervezési hibák
• határfolyón oldalcsatornás eromu ez nem
  korrigálható
• csúcsrajáratás javítható
• Vízeromuvek a Dunán (150 170 MW), Tiszán stb.
• Szivattyús tározós vízeromu

63
Megújulók - összegzés
2010, bázis 2010, bázis 2010, bázis 2020-re javasolt 2020-re javasolt 2020-re javasolt
Q PJ E MWh G PJ Q PJ E MWh G PJ
villamosenergia-termelés 1800 18,4 1500-1800 15-18
egyedi futés (pellet) 28,6 33,6 20-30 24-35
távho, kapcsolt villany 20-30 800-1200 28-41
biogáz 0,85 85 1,8 6-8 600-800 10-14
hulladék-tüzelés 0,7 110 1,95 1-2 100-200 2-4
Biomassza összesen 30,15 1995 55,75 47-70 3000-4000 79-112
közvetlen hoellátás 4,5 4,5 9-10 9-10
hoszivattyús hotermelés 5-8 8-11
Földho összesen 4,5 4,5 14-18 17-21
Napenergia, napkollektor 0,25 0,25 1-2 1-2
Szélenergia 450 1,6 800-1600 6-12
Vízenergia 215 0,8 250-3000 2-22
Termelt végenergia összesen 34,9 2660 62-90 4050-8600
Termelt végenergia összesen 44,5 44,5 76-121 76-121
64
Megújuló program állami feladatok

• Stratégiai vizsgálatok, irányok, stratégiai
  döntések
• Gazdasági, társadalmi hatások
• munkahelyteremtés
• hazai gyártás (biomassza-futomu/eromu, HSZ)
• hazai vállalkozók helyzetbehozása
• vidékfejlesztés
• Támogatás
• alapja az energiamegtakarítás
• érdekeltek a hofogyasztók
• a létesítést kell támogatni

65
Egy gondolat

• Értelmiségi felelosség
• összefogás építés!

66

• Köszönöm a megtisztelo figyelmet!
• bukibt_at_t-online.hu