2019.02.04.

1

Széchenyi

István

Egyetem

Környezetállapot-értékelés II. (NGB_KM018_2) és

Földünk környezeti állapota (NGB_KM048_1)

Környezetvédelmi

energetika

2018/2019-es tanév II. félév

Dr. habil. Zseni Anikó egyetemi docens

SZE, AHJK, Környezetmérnöki Tanszék

Széchenyi

István

Egyetem

Az energiaforrások csoportosítása

eredet szerint

Széchenyi

István

Egyetem

Az energiaforrások múltbeli és várható

jövőbeli megoszlása

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

XV. sz.

XIX. sz. közepe

XX. sz. eleje

XX. sz. vége

XXI. sz. közepe

Állati (emberi) Biomassza Szén Olaj Földgáz Atomenergai Alternatív

Széchenyi

István

Egyetem

A világ energiafelhasználásának

alakulása

Széchenyi

István

Egyetem

A világ energiaellátásának alakulása 1991-2016(BP Statistical Review of World Energy June 2017 nyomán)

Széchenyi

István

Egyetem

A világ energiafogyasztásának alakulása 2030-ig

régiók szerint

2019.02.04.

2

Széchenyi

István

Egyetem

A világ energia-termelésének és energia-felhasználásának alakulása a közelmúltban

(adatok: EU, 2017)

Széchenyi

István

Egyetem

A világ energiafogyasztásának alakulása 2030-ig

az energiahordozók megoszlása szerint

Széchenyi

István

EgyetemA világ energiaellátása

2004 2030 2004 2030

fejlődő és átalakuló országok iparilag fejlett országok

448

683

6,5

8,5

77%

23%

81%

19%

37%

63%

47%

53%

EJ: 1018J

Széchenyi

István

EgyetemAz egy főre jutó primer energiafelhasználás

Széchenyi

István

EgyetemEnergiafelhasználás

• az elmúlt 50 évben kétszer több energiát használtunk fel, mint

civilizációnk történelmében összesen

• ~10 ezer Mtoe energiafelhasználás (2003)

• (Mega tonna olajegyenérték: 106 kg oe, 1 kg oe = 41,869 MJ)

• az energiafelhasználás jövőbeni alakulását meghatározza:

– a világ népességének változása

– a világ gazdasági és társadalmi (szociális) fejlődésének mértéke,

iránya és szerkezete

– a fenntartható fejlődésre orientált technológia fejlődése és annak

széles körű elterjesztése

Széchenyi

István

Egyetem

A világ energiafelhasználásának

struktúrája

36%

21%

6%

2%

11%

24%

34%

24%

5%

2%

12%

23%

szén olaj gáz atom víz megújulók

Összesen 448 EJ Összesen 683 EJ

2019.02.04.

3

Széchenyi

István

EgyetemA világ jövőbeni energiaellátása

Széchenyi

István

Egyetem

0

50

100

150

200

250

1995

2005

2015

2025

2035

2045

2055

2065

2075

2085

2095

Mill

iárd

hor

dó o

laj e

gyen

érté

k/év

Hiányzó energia

Maghasadási és egyéb energia

Földgáz

Szén

Kőolaj

Várható energiaforrás megoszlás és hiány a 21. század folyamán

(feltételezve: I. Nem sikerül új energiaforrást találni II. 2050-re megáll az emberiség

növekedése azaz állandó marad a lélekszám)

(Forrás: Gerald L. Kulcinski, University of Wisconsin, USA)Magyar változat: Domokos Endre

2006 - Pannon Egyetem

Várható energiaforrás megoszlás és hiány a

21. században

Széchenyi

István

Egyetem

• nemcsak az energiaforrások előteremtéséről kell valahogyan gondoskodnunk

• hanem az energetika közvetetett és közvetlen környezeti (a bioszféra

terhelhetősége, az üvegházhatás felerősödése, globális felmelegedés, klímaváltozás),

valamint társadalmi, szociális hatásaival is!

• az energiaellátás drága lesz!

• fenntartható energiaellátás, megújuló energiaforrások fokozott hasznosítása

mindez elég lesz?

Problémáink

Széchenyi

István

Egyetem

Különböző energiahordozók napjainkban érvényes maximális és átlagos EROI

értéke

* a megtermelt villanyáram hálózatba

vezetésével vagy energiatárolásal** melegvíz-készítés esetén

*** cukornádból

energiamegtérülési mutató: EROI

(energy return on investment):

azt fejezi ki, hogy egységnyi energia

befektetésével mennyi egységnyi

energiához jutunk, beleszámítva az összes

kapcsolódó tevékenység energiaigényét

(kitermelő létesítmény létrehozása,

kitermelés, szállítás).

Széchenyi

István

Egyetem

Nem megújuló

energiaforrások

Széchenyi

István

EgyetemAz energetika környezeti hatásai

Minden

tüzelőanyag eseténFöldgáz Olaj Szén

Bányászat,

kitermelés

CO2, CH4, N2O, NOX, CO,

HC, por, fém és

hőszennyezés

Fúrási balesetek,

fúróiszap tárolás

Fúrási balesetek, SO2,

fúróiszap tárolás

bánya

szerencsétlen-

ségek, tájkárosodás,

SO2

Olajfinomítás,

tüzelőanyag

feldolgozás,

átalakítás

CO2, CH4, N2O, NOX, CO.,

HC, por, fém- és

hőszennyezés

finomító balesetek,

finomító hulladékok

tárolása

SO2, finomító balesetek,

finomító hulladékok

tárolása

SO2

Szállítás

elosztás

CO2, CH4, N2O, NOX, CO,

HC, por, fém- és

hőszennyezés

csővezeték balesetek,

robbanások

csővezeték és tartály

balesetek, olajfolyások,

SO2

vonat szerencsétlen-

ségek, SO2

Felhasználás végső

felhasználás

CO2, CH4, N2O, NOX, CO,

HC, por, fém- és

hőszennyezés

hamu tárolás, SO2

hamu

tárolás,

SO2

2019.02.04.

4

Széchenyi

István

Egyetem

Az energetika környezeti hatásai:

bányászat

szén:

• bányák alatt megsüllyedő talaj (települések)

• meddők: erózió, tömegmozgás, öngyulladás, tájrombolás, élőhelyvesztés

• a szén osztályozása szennyvíz

• sújtólégveszély, zaj-, porszennyezés

kőolaj, földgáz:

• nagy mennyiségű víz (jelentős sótartalmú) is felszínre jut

• talajra, vízbe kiömlő kőolaj szennyezése

Széchenyi

István

Egyetem

Az energia szállításának környezeti

kockázatai

csővezetéken:

• csövek korróziója, repedése, törése

• földgáz: emberi és technológiai hibák esetén gázrobbanások veszélye

járművekkel:

• tengerek olajszennyeződése, vasúti, közúti balesetek

magasfeszültségű vezetékeken:

• biotópok elszigetelődése, táj értéke csökken, egészségügyi hatások?

Széchenyi

István

Egyetem

A hajó-balesetek miatt kiömlött olaj mennyisége 1970-től (a

7 tonnát meghaladó olajszennyezések)

Széchenyi

István

Egyetem

A legnagyobb olajszennyezést okozó

hajó-balesetek helyszínei

Széchenyi

István

Egyetem

Az energiatermelés környezeti

hatásai

szén:

• CO2, SO2 stb. szférák szennyezése, globális hatások

• salakanyag

• energiaátalakításkor hőveszteség (vizek hőszennyezése)

kőolaj, földgáz:

• ld. közlekedés, hőerőművek légszennyezése

• energiaátalakításkor hőveszteség (vizek hőszennyezése)

Széchenyi

István

EgyetemA CO2 emisszió alakulása

2019.02.04.

5

Széchenyi

István

Egyetem

Az energiahordozók felhasználásával okozott CO2

kibocsátás a teljes életciklusra

Széchenyi

István

Egyetem

A világ jövőbeni energiaellátása:

készletek

Probléma: nemcsak az a fontos, hogy még mennyi van, hanem mennyi kitermelhető van! (ld. EROEI)

Széchenyi

István

EgyetemKőolajkészletek a világban

Óceániai Ázsia;

41,1

Észak Amerika;

61

Dél-Amerika;

101,2

Afrika;

112,2

Eurázsia;

139,2

Közel-Kelet;

733,9

2006 - Domokos Endre - Pannon Egyetem

Olajtartalékok a világban 2005-ben (milliárd hordó)

(Adat-forrás: BP Global Report 2005)

Széchenyi

István

Egyetem

Kőolajkészletek a világban milliárd hordóban mérve

(OPEC, 2017)

Széchenyi

István

Egyetem

A világ nyersolajtermelésének földrészenkénti megoszlása

1960-tól napjainkig

Széchenyi

István

Egyetem A világ kőolajkitermelésének alakulása

2019.02.04.

6

Széchenyi

István

Egyetem

Az olajtermelés mennyiségének várható alakulása (exojoulban = 1018 J) egy pesszimistább és

egy optimistább forgatókönyv szerint. A fekete pöttyök történeti adatok, a görbék előrejelzések.

(Mohr et al., 2015 nyomán)

Széchenyi

István

Egyetem

Az Egyesült Államok kőolajtermelése Hubbert előrejelzései (kék görbe) és a

tényleges számítások (fekete pontok) alapján milliárd hordó/év egységben.

(Végh-Szám-Hetesi, 2009)

Széchenyi

István

Egyetem Új olajmezők felfedezése

Széchenyi

István

Egyetem

Széchenyi

István

Egyetem

Kőolaj árak és a világ politikai eseményei (1968-2017)

1. USA árszabályozás 2. Arab olajembargó 3. Iráni felkelés 4. Irak-Iráni háború 5. Szaúd-Arábia változtat kitermelés-politikáján 6. Irak lerohanja Kuvaitot 7. Ázsiai gazdasági válság 8.,12.,13. OPEC szabályozás 9. USA 9/11 10. Alacsony tárolási kapacitás 11. Gazdasági világválság (eia, 2017)

Széchenyi

István

Egyetem A kőolaj felhasználása

• közlekedés

• villamosenergia-termelés ( vízellátás, vízkezelés, hírközlés stb.)

• vegyipar (műanyaggyártás, gyógyszeripar stb.)

• mezőgazdaság (üzemanyag, műtrágyagyártás, vegyszerek)

• stb.

• (EROEI) energy return on energy investment:

egységnyi energia befektetésével mennyi egységnyi energiához jutunk

kőolaj: 100:1-ről indultunk, ma: 10-7:1

• az utolsó cseppig kitermelni nem lehet!

• az olajra nem szabad a jövőt alapozni!

• ? a közeljövőt sem vagy csak a távoli jövőt?

2019.02.04.

7

Széchenyi

István

EgyetemFöldgáztartalékok a világban

Dél-Amerika;

7,10

Észak Amerika;

7,32

Afrika;

14,06

Óceániai Ázsia;

14,21

Eurázsia;

64,02

Közel-Kelet;

72,83

2006 - Domokos Endre - Pannon Egyetem

Földgáztartalékok a világban 2005-ben (milliárd m3)

(Adat-forrás: BP Global Report 2005)

Széchenyi

István

EgyetemFöldgáztartalékok a világban 2016-ban (BP, 2017 adatai)

Széchenyi

István

Egyetem

A világ földgázfogyasztásának alakulása (1990 - 2016), régiónkénti

megoszlásbanFÁK: Független Államok Közössége, Orosz Föderáció (enerdata, 2017)

Széchenyi

István

Egyetem

Széchenyi

István

Egyetem

Széchenyi

István

EgyetemSzénkészletek a világban

Közel-Kelet; 0,4

Dél-Amerika;

19,9

Afrika; 50,3

Észak Amerika;

254,4

Eurázsia;

287,1

Óceániai Ázsia;

296,9

2006 - Domokos Endre - Pannon Egyetem

Széngáztartalékok a világban 2005-ben (milliárd tonna)

(Adat-forrás: BP Global Report 2005)

2019.02.04.

8

Széchenyi

István

Egyetem

14811,303

322430,673

529788,915

259767,468

13671,972

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

Közel-Kelet Európa és Eurázsia Ázsia Észak-Amerika Közép- és Dél-Amerika

millió tonna

Szénkészletek a világban 2016-ban (BP, 2017 adatai)

Széchenyi

István

Egyetem

A szénkitermelés

időbeli változása

(1996-2016) és

régiónkénti

megoszlása (BP, 2017

nyomán)

Széchenyi

István

Egyetem

Hetesi, 2009

Széchenyi

István

Egyetem

Függőségünk a fosszilis energiahordozóktól

Az áramtermelés

65%-a

Széchenyi

István

EgyetemAtomenergia

• először a nem megújuló hagyományos energiaforrások helyettesítőjének vélték (holott az

uránérckészletek nem megújulóak)

• II. világháború után rohamos fejlődés 1998: 30 országban 473 db atomerőmű, 46 épülőben

környezeti problémák:

• kezdetben: a radioaktív anyagok tulajdonságainak (egészségügyi) hiányos ismerete: óvatlan

alkalmazás

folyamatosan szigorodó határértékek

• az erőművekből kikerülő használt fűtőelemek biztonságos elhelyezése: teljesen veszélytelen

megoldás nincs (sokat a világtengerekben egyszerűen elsüllyesztettek – ezt ma már nemzetközi

megállapodás tiltja)

• az üzemelés biztonsága: nukleáris balesetek

Széchenyi

István

Egyetem A világ urán termelése és igénye

zöld: a bányászott uránkék: a villamos-energiahálózatba tápláló atomreaktorok urán igényelila: a haditengerészet és a villamos-energiahálózatba tápláló atomreaktorok urán igénye összesen

2019.02.04.

9

Széchenyi

István

Egyetem

A világ energiatermelésének (összesen 13805 Mtoe) energiahordozónkénti

megoszlása 2014-ben (ec.europa.eu, 2016)

Széchenyi

István

Egyetem

Az EU 2015-ös összes energiatermelésének (781,9 Mtoe) és Magyarország összes energiatermelésének (11,3 Mtoe) energiahordozónkénti százalékos megoszlása

(adatok: ec.europa.eu)

Széchenyi

István

Egyetem

A radioaktív hulladékok

elhelyezésének problémái

• az erőmű néhány évtizedig üzemel a használt radioaktív anyagok több

százezer évig is sugároznak

• egy átlagos reaktorból évente 30 t kimerült fűtőelem kerül ki (150 m3 közepes,

400 m3 kis aktivitású hulladék) 2000-re közel 200 ezer tonna hulladék

• megsemmisítés: reprocesszálás (kimerült fűtőelemek újrahasznosítása)

• átmeneti megoldás: felszíni vagy felszín közeli átmeneti tárolók

(kockázatosabb, de állapota folyamatosan nyomon követhető, szivárgáskor

gyors beavatkozás)

Széchenyi

István

Egyetem

A radioaktív hulladékok

elhelyezésének problémái (folyt.)

• a legjobb megoldás olyan geológiai szerkezetekben való elhelyezés,

amelyek:

földtörténetileg is nyugodtnak tekinthetők (nincs földrengés, földmozgás)

tömörek – szivárgó vizek nem érhetik el (víz: tovább-szállíthatja a sugárzó

anyagokat ill. a fűtőelemek még sokáig termelnek hőt → gőzzé váló víz a felszín

felé mozog)

• minden szempontból megfelelő hely kevés van, és ez is kockázatos: a

földmozgást teljesen kizárni sehol sem lehet

• szóba jöhető kőzetek: gránit, agyag, kősó, vulkáni tufák

Széchenyi

István

EgyetemNukleáris balesetek

több sokáig eltitkolt balesetre az 1986. áprilisi csernobili katasztrófa irányította rá a

figyelmet

• a csernobili események azokat az országokat bizonytalanították el, ahol még nem

voltak atomerőművek atomerőművel rendelkező országok száma nem nőtt (csak a

Szovjetunió szétesése miatt statisztikailag)

• kevesebb reaktorral bíró országokra a szinten tartás jellemző

• néhány kitudódott, jelentősebb baleset: USA (1948, 1978, 1979), Nagy-Britannia

(1952, 1953, 1985), Jugoszlávia (1958), Szovjetunió (1957, 1983, 1986), Kína (1966),

Belgium (1978), Japán (2000)

Széchenyi

István

Egyetem

Megújuló energiaforrások,

napenergia, biomassza

2019.02.04.

10

Széchenyi

István

Egyetem

Megújuló energiaforrások,

napenergia, biomassza

használatuk indokai:

• üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése, klímaváltozás megelőzése

• az importfüggőség csökkentése, helyi energiaforrások kihasználása

• munkahelyteremtés, vidék fejlesztése

• mezőgazdasági túltermelés levezetése (energiaerdő, energetikai

növénytermesztés)

• innovatív, decentralizált energiatermelési technológiák elterjesztése

Széchenyi

István

EgyetemMegújuló energiatermelés az EU-ban 1990-2015

Széchenyi

István

Egyetem

Megújuló energiaforrások részesedése az EU egyes országainak teljes

energiafogyasztásából

Magyarország 2014-ben (és 2015-ben is) 9,5%-ot ért el (eurostat)

Széchenyi

István

Egyetem Napenergia

• A Napból egy év alatt érkező sugárzás több mint 10 000-szeresen haladja meg a világ jelenlegi

energiafelhasználását

• Az eredeti, a Napból érkező sugárzásnak csak 47,4%-a éri el a földfelszínt

– ha ennek 0,0005%-át technikailag hasznosítani tudnánk, akkor megoldódnának

energiaellátási gondjaink

• Jelenleg a napenergia energetikai hasznosítása a világban mintegy 1,11106 MWh-ra tehető

• Magyarország területére a Napból évente beérkező energia 1,161011 MWh, ami Magyarország

éves villamos energia felhasználásának 2900-szorosa

Széchenyi

István

Egyetem Napenergia

• A napenergia hasznosítása passzív

(építészeti) eszközökkel

– települési szinten

– építményi szinten

• A napenergia hasznosítása aktív

(épületgépészeti) eszközökkel

– napkollektoros berendezések

– fotovillamos hasznosítás

Széchenyi

István

Egyetem

napkollektor

2019.02.04.

11

Széchenyi

István

Egyetem

Napelemek

Széchenyi

István

Egyetem Napelemek

• Hasznosításuk korlátja: alacsony hatásfok

• A sorozatban gyártott napelemek hatásfoka csak 15% körüli

• 15%-os hatásfok mellett a világ jelenlegi energiafogyasztását teljes mértékben

napelemekkel biztosítva 350 000 km2 (kb. 4 Magyarországnyi vagy egy

Németországnyi) területet kellene erre felhasználni

• Ha a teljesítményt 50%-ra sikerülne emelni, akkor a területigény 105 000 km2-re

(valamivel több, mint 1 Magyarország) csökken

• A Föld összes városa jelenleg körülbelül 546 000 km2-nyi területet foglal el

Széchenyi

István

Egyetem Szélenergia

megelőző évszázadokban: igen sok szélmalom

• Mo. Alföld: 1906-1920: ~500 db

• Dánia 20. szd. eleje: 30 ezer db

• Németo. 1875: 30 ezer, 1933: 4500 db

robbanómotorok elterjedése visszaszorította

1970-es évek olajválsága: kis teljesítményű szélturbinák üzembe állítása

napjainkban: jelentős fejlődés

• technológia is gyorsan fejlődik

• lokális felhasználás (szélmotorok, kis teljesítmény)

• nagyteljesítményű szélerőművek (hálózatra csatlakoznak)

technikailag hasznosítható éves szélenergia: 53 000 TWh

• a világ összes villamos energia igénye 2020-ban: kb. 26 000 TWh

Széchenyi

István

Egyetem Szélenergia: előnyök

• A szélenergiára alapozott villamos energiatermelés „tiszta technológia”. Szinte nincs

üvegházhatású gáz kibocsátás

• A legújabb kutatási eredmények szerint kontinentális feltételek mellett is gazdaságos

lehet

• A szélerőművek működése nem akadályozza, hogy a felállítás helyén továbbra is

mezőgazdasági tevékenységet folytassanak

• A teljes életciklus analízis alapján az „offshore” szélerőműveknél a szélerőmű teljes

életciklusában felhasznált villamos energia a szélerőmű 9 havi villamos energia

termelésével, míg „onshore” szélerőműveknél 8 havi villamos energia termeléssel

fedezhető

Széchenyi

István

Egyetem

Offshore (tengerre telepített) szélpark,

Temze-torkolat, Nagy-Britannia

Onshore (szárazföldi telepítésű)

szélerőművek, Ausztria

Széchenyi

István

EgyetemSzélenergia: hátrányok

• Egyenetlen: a leadott teljesítmény sem időben, sem mennyiségben nem megbízható.

• A szélpotenciál területi eloszlása is elég egyenetlen.

• A szélerőműveket nem lehet egymásra halmozni korlátozás nélkül azokon a helyeken sem, ahol

állandó, erős szelek fújnak, mert egymás elől fognák el a szelet.

• Ami energiát így megtermelünk, azt valóban a szelekből vesszük el, csökkentjük tehát a légmozgást

az adott területen.

• A szélerőművek zavarnak egyes költöző madár-fajokat is, ezért azok vonulási útvonalában nem

telepíthetőek

2019.02.04.

12

Széchenyi

István

Egyetem

Évente épült szélerőmű-kapacitás a világban 1997-2014

Évente épült szélerőmű-kapacitás régiónként 2006-2014

Széchenyi

István

EgyetemÖsszesített szélerőmű-kapacitás a világon 1997-2014 között

TOP10 az összes

telepített

szélerőmű-

kapacitás alapján

• Beépített szélenergia kapacitás 2014-

ben:

• Világ: 370 GW (világ E igényének

3%-a)

• EU: 130 GW (EU E igényének

10%-a)

• Magyaro: 330 MW

Széchenyi

István

Egyetem

Szélenergiából származó áramtermelés a legnagyobb beépített

kapacitással rendelkező országokban

Széchenyi

István

EgyetemSzélenergia Európában

• szélgenerátorok telepítése: a szél intenzitása és megbízhatósága

• Nyugat-Európa tengerparti sávjában koncentrálódik

• terjeszkedés a selfekre és a szárazföld belsejébe is

• (tengeri szélfarmok: nagyobb szélerősség, de nagyobb a beruházás költsége is)

• lehetőségek: tengeri szélenergia-kapacitások kihasználása (egész Európa vill. E igényét

fedezni lehetne velük elvileg)

• Szélenergiából történő villamosenergia-termelés részesedése az EU villamos energia

felhasználásának százalékában:

2005-ben 2,8%, 2010-ben 5%, 2030-ban ~30%

Széchenyi

István

EgyetemA szélpotenciál eloszlása Európában

Széchenyi

István

Egyetem

Összes szélerőmű kapacitás Európai Unióban 2014-ig

A szélenergiából termelt villamos energia részaránya 2012-ben az EU-ban

2019.02.04.

13

Széchenyi

István

Egyetem

Széchenyi

István

Egyetem

A szélenergiából termelt villamos energia

részarányának várható változása - EU

74

• 2012-ben az villamos energia-felhasználás Európában 2798TWh

(EUROSTAT)

• A 2014 évi szélerőmű kapacitás egy átlagosan szeles évben 284TWh

villamos energia termelésére képes, amely az EU teljes villamos

energiafelhasználás 10,2%-nak a fedezésére elegendő.

Széchenyi

István

Egyetem

Éves átlagos szélsebesség

75m-en

Fajlagos szélteljesítmény (W/m2)

75 m magasságban

Széchenyi

István

Egyetem

Évente telepített szélerőmű kapacitás Magyarországon (MW)

172 db szélerőmű

329MW

Széchenyi

István

EgyetemSzélerőművek Magyarországon

Széchenyi

István

Egyetem

Szélenergiából termelt villamos energia (GWh)

hazánkban

2019.02.04.

14

Széchenyi

István

EgyetemA szélenergia hasznosítás rekordere

2007 Enercon E-126első 7.5MW szárazföldi szélturbina

Névleges teljesítmény: 7,500 kW

Rotor átmérő: 127 m

Magasság: 135 m

http://www.enercon.de/en-en/66.htm

Széchenyi

István

EgyetemVízenergia

• Földünk műszakilag hasznosítható vízenergia készlete 10-19 ezer TWh/év

• üzemben lévő vízerőművek villamosenergia-termelése kb. 2 ezer TWh/év

• a kihasználás Európában meghaladja a 40%-ot, Afrikában 2% alatti

• Magyarország műszakilag hasznosítható vízerőpotenciálja kb. 1000 MW

Chirkeyskaya vízerőmű, Dagesztán (Észak-Kaukázus)

Széchenyi

István

EgyetemVízenergia

• néhány ország esetében jelentős tényező

• vízerőművek, ár-apály energia

környezeti problémák

• gátak mögötti tó:

megemeli a talajvízszintet

gyorsan feltöltődik

alatta a folyók kevesebb hordalékot szállítanak pusztuló deltatorkolatok

értékes területek kerülnek víz alá, emberek áttelepítése

• folyók ökológiai értéke csökken

magas építési költségek

káros anyag kibocsátás nincs

Lásd a kurzus vizes ppt-jét!! (vízerőművek)

Széchenyi

István

Egyetem

Hullám-energia kinyerő rendszer elméleti

vázlata

Széchenyi

István

EgyetemPelamis hullámenergia-hasznosító

Széchenyi

István

EgyetemGeotermikus energia

• geotermikus grádiens (Mo: 50°C/km, földi átlag: 25°C/km)

• fűtés, mezőgazdaság, balneológia

• a hőpazarlás elkerülésére komplex hasznosítás kellene minél inkább: a még nem teljesen

lehűlt vizeket is használni kellene!

fűtőradiátorok használati melegvíz padlófűtés, strandfűtés

• energiatermelés: forró vízzel egy hőhordozó közeget elgőzöltetnek kitáguló gőz meghajt

egy turbinát villamos energia termelés (kevés helyen: Izland, USA, Új-Zéland, Olaszország,

Oroszország, Japán)

2019.02.04.

15

Széchenyi

István

Egyetem Termálkutak Magyarországon

Széchenyi

István

Egyetem

A geotermikus energia

környezetvédelmi előnyei

• helyi viszonylatban egy adott fogyasztó igényét akár 100%-ban is kielégíti

• komplex hasznosításra, környezetbarát technológiák megvalósítására sokféle

lehetőséget kínál

• CO2 kibocsátás elhanyagolható

• használata nem tartalmaz semmilyen szállítási kockázatot

• a termálvíz üzemű erőmű nem zavarja a természetes tájképet, így a természetbe

történő beavatkozás a lehető legkisebb mértékű

• az alacsonyabb hőmérsékletű termálvizek hasznosításánál – mint hőforrás – tág tere

nyílik a hőszivattyúk alkalmazásának

Széchenyi

István

EgyetemHőszivattyú

• fűtésre, hűtésre és használati melegvíz előállítására

• a hőszivattyú a működtetésére felhasznált energiát nem közvetlenül hővé

alakítja, hanem a külső energia segítségével a hőt az alacsonyabb

hőfokszintről egy magasabb hőfokszintre emeli, legtöbbször a föld, a levegő

és a víz által eltárolt napenergiát hasznosítva

Széchenyi

István

Egyetem

A hőszivattyú működésének elve

Széchenyi

István

Egyetem Hőszivattyúk

talajkollektoros

talajszondás

talajvízkutas

Széchenyi

István

Egyetem

2019.02.04.

16

Széchenyi

István

Egyetem Biomasssza

A BIOMASSZA CSOPORTOSÍTÁSA

keletkezési szintszerint

átalakított energiahordozó fajtái

végtermékszerint

tárolhatóságaszerint

elsődleges (mező- és erdőgazd. hulladék, energia célnövény term.)

másodlagos

(állattenyésztés melléktermékei)

harmadlagos(élelmiszeripar

melléktermékei, emberi hulladék)

MO – mobil berend. üzemanyaga (repceolaj, alkohol)

EL – elektr. energia termelő

aggregát üzemanyaga (biogáz, fagáz, gőz)

HE – hőenergia ellátóberend. üzemanyaga

(szalma, fahulladék)

alkoholbiodízelbiogáz

depóniagázfagáz

biobrikett, tüzipellettüzelőanyag

jól tárolható (tüzifa, biobrikett, biodízel, alkohol)

közepesen tárolható (szárított biomasszák,

bálázott szalma)

nehezen tárolható

(biogáz, nedves biomassza, állati trágyák)

Széchenyi

István

EgyetemAz E-termelés lehetőségei biomasszából

Pécsi é

s B

ors

odi H

őerő

mű

Széchenyi

István

EgyetemBiomassza erőművek

• Energiaültetvények (nyár, fűz, akác, kínai nád)

• Élelmiszer termeléstől veheti el a helyet

• Tüzelőanyag jelentős térfogata

• Begyűjtés, szállítás, tárolás költségei

Széchenyi

István

Egyetem

A biomassza alapú energiatermelés környezetvédelmi előnyei

a hagyományos erőművi energiatermeléssel szemben

• Ha tudatos emberi tervezés van mögötte, akkor megújuló energiaforrás.

• CO2 kibocsátása zárt ciklusú.

• Ha melléktermék, „gyártása” nem igényel külön beruházást.

• Szállítása kevésbé költséges és környezetszennyező.

• Fűtőértéke (13–16 MJ/kg) megközelíti a barnaszenekét, és meddőt nem tartalmaz.

• Hamutartalma 2–8%, talajjavításra felhasználható.

• Biomassza égetésekor kevesebb kéntartalmú gáz keletkezik, mint a szén égetésekor savas

esők csökkenése.

• Homogén formában (brikett, pellett, faapríték) komfortossága azonos a szénnel, de annál sokkal

környezetbarátabb:

pora nem szennyező

kéntartalma alacsony

nem tartalmaz egyéb környezetszennyező anyagot.

Széchenyi

István

Egyetem Biogáz

A biogáz előállításának alapanyagai:

• mezőgazdaságból származó másodlagos biomassza

(elsősorban állati eredetű szerves trágya)

• mezőgazdasági melléktermékek

• élelmiszeripari melléktermékek

• biomassza céljára termelt növények

• kommunális hulladék szerves része

• települési szennyvíziszap

Széchenyi

István

EgyetemBiogáz: előnyök

• szerves hulladékok ártalmatlanítása

• hulladéklerakók tehermentesítése

• káros emissziók csökkentési lehetősége

• környezetszennyezés csökkentése

• energiatermelés hulladékokból

• decentralizált energiatermelés, kapcsolt hő- és

villamosenergia-termelés

• integrált hulladékgazdálkodás, anyag és energia

körfolyamatok helyi, kistérségi zárása

• gazdasági, pénzügyi előnyök

2019.02.04.

17

Széchenyi

István

Egyetem Biogáz termelése, hasznosítása

Széchenyi

István

Egyetem

Magyarországi biogáz, depóniagáz és

szennyvízgáz erőművek, 2012

Széchenyi

István

Egyetem

A világ bioüzemanyag termelése (BP, 2014) és megoszlása

kontinensenként és fajtánként

Széchenyi

István

Egyetem Energiamérleg a világban

Széchenyi

István

Egyetem Megújuló energiaforrások aránya

Széchenyi

István

Egyetem

A megújulók aránya a villamos energia

termelésben

2019.02.04.

18

Széchenyi

István

EgyetemEnergiaforrások az EU-ban

Az EU-ban 2010-ben felhasznált

fűtőanyagok

Az Unión kívülről importált

energiahordozók részaránya

2010-ben

Forrás:

http://europa.eu/abc/euslides/index_hu.htm

Széchenyi

István

EgyetemEU célkitűzések 2020-ra (Klíma csomag)

• 20%-kal csökkenti az ÜHG kibocsátását

• 20%-ra növeli a megújulók részarányát a teljes energiamixből

a szénszegény energiára való áttérés meggyorsítása

a bio-üzemanyagoknak külön célkitűzésként legalább 10%-os

arányt el kell érniük

• 20%-kal csökkenti a teljes primer energiafogyasztást

energiahatékonyság

Széchenyi

István

EgyetemÚj EU célkitűzések 2030-ra

• EU-n belüli kötelező 40% üvegházhatású gáz csökkentési cél (1990-es

bázis)

• EU-szintű minimum 27%-os kötelező megújuló energia részarány,

tagállami lebontás nélkül, a tagállamoknak rugalmasságot hagyva

• Indikatív, önkéntes 27%-os energiahatékonysági célszám

• Párizsi klímakonferencia (2015) után felülvizsgálat

Széchenyi

István

Egyetem

34

13

16

13 13

30

25

38

23

18 18

1617

42

23

1110

1415

31

24

14

25

20

49

15

13

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Auszt

ria

Belgium

Bulgá

ria

Cip

rus

Cse

hors

zág

Dán

ia

Észto

rszá

g

Finno

rszá

g

Franc

iaor

szág

Ném

etors

zág

Gör

ögors

zág

Mag

yaro

rszá

g

Írors

zág

Olasz

orsz

ág

Letto

rszá

g

Litván

ia

Luxe

mbu

rg

Mál

ta

Hol

land

ia

Leng

yelo

rszá

g

Portu

gália

Rom

ánia

Szlov

ákia

Szlov

énia

Spany

olor

szág

Svédo

rszá

g

Nag

y-Brit

anni

a

[%]

A megújuló energiák tervezett részaránya

2020-ban az EU-ban

Széchenyi

István

Egyetem

Villamosenergia-előrejelzések

2020-ra az EU-ban

EC, 2007 Megújuló energia-útiterv

Széchenyi

István

Egyetem

Hazánkban a megújuló energiaforrásokból

termelt energia hőértékben, energiaforrások

szerint

2019.02.04.

19

Széchenyi

István

Egyetem

A bruttó villamosenergia-termelés megoszlása

energiaforrások szerint hazánkban

Széchenyi

István

Egyetem

Széchenyi

István

Egyetem

Megújuló energiaforrásokból megtermelt

villamos energia részesedése hazánkban(forrás: KSH-STADAT)

Széchenyi

István

Egyetem

Megújuló energiamennyiség, előrejelzés

2020-ra

112

http://2010-

2014.kormany.hu/download/2/b9/30000/Meg%C3%BAjul%C3%B3%20Energia_Magyarorsz%C3%A1g%20Meg%C3%BAjul%C3%B3%2

0Energia%20Hasznos%C3%ADt%C3%A1si%20Cselekv%C3%A9si%20terve%202010_2020%20kiadv%C3%A1ny.pdf

Széchenyi

István

Egyetem

Megújuló energiaforrások felhasználása 2010

és 2020-ban

113http://2010-

2014.kormany.hu/download/2/b9/30000/Meg%C3%BAjul%C3%B3%20Energia_Magyarorsz%C3%A1g%20Meg%C3%BAjul%C3%B3%20Energia%20Hasznos%C3%ADt

%C3%A1si%20Cselekv%C3%A9si%20terve%202010_2020%20kiadv%C3%A1ny.pdf

Széchenyi

István

Egyetem

Magyarország villamos energia igényének napi változása

Menetrend tartó erőművek (zömmel gázerőművek lennének)

Csúcserőművek (gyorsindítású erőművek, zömmel gázerőművek lennének)

Alaperőművek: Paks, Mátraalji lignit hőerőmű

De! Drága a gáz a gázerőművek állnak importáljuk az áramot: Ukrajna (szénerőmű), Cseho (atom és szén), Németo (megújuló)

2019.02.04.

20

Széchenyi

István

Egyetem

Hazánk teljes energia felhasználása

• Fogyasztás: 87 kWh/fő/nap

• Ebből zöld energia: 7 kWh/fő/nap

• Hogyan lehet a fogyasztást csökkenteni egyénileg:

– lakások, házak hőszigetelése

– közlekedés: részben elektromos, részben alacsony fogyasztású

– villamos energia fogyasztás egyéni csökkentése

• Hogyan lehet a zöld energiát növelni:

– hőhasznosítás: geotermikus energia a távhőellátásban

– mezőgazdaság: kukorica szár és csuhé elégetése (hamu visszajuttatás problémája)

– egyedi hőszivattyúk

– napelem kapacitás növelése

– szélerőművek bővítése

– ártéri területeken ártéri gazdálkodás fakitermelés