2. Az energetika környezeti kibocsátásai DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA.

Az előadások a következő témára: "2. Az energetika környezeti kibocsátásai DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA."— Előadás másolata:

1 2. Az energetika környezeti kibocsátásai DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

2 Az energetika környezeti kibocsátásai A fosszilis energetika –a légkörbe a füstgázzal különböző gázokat és szilárd anyagot, pernyét, –a vízbe szuszpendált és oldott anyagokat, –a talajba szilárd égéstermékeket (meddő, zagy) bocsát ki, –egyéb környezetszennyezést (zaj, elektromágnese sugárzás, rezgések) is tulajdonítanak neki. A fisszilis energetika a légkörbe, vízbe és talajba radioaktív szennyező anyagokat bocsáthat ki. Az energetika kibocsátásainak hatásai: –globális (üvegházhatás, ózonvékonyodás), –lokális (biológiai sokféleség csökkenése, szennyezőanyagok és a radioaktív sugárzás lokális egészségügyi hatásai). Minden energiahordozónál a teljes vertikumot kell elemezni, összevetni! DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

3 Üvegházhatású gázok (ÜHG) Az energetika a szén-dioxiddal (CO 2 ), a fosszilis tüzelőanyagok égéstermékével, valamint a kén-hexafluoriddal a transzformátorok SF6 anyagával szennyezi a légkört. A metán (CH 4 ), di-nitrogén-oxid (N 2 O), fluorozott szénhidrogének (HFC-k) és perfluor karbonátok (PFC-k) egyéb területekről származó ÜHG-k. Azokban a városokban, ahol jelentős a lakosság (télen a fűtés), egész évben a gépkocsiforgalom, ott koncentrálódik CO 2 és az egyéb káros anyagok kibocsátása. A NASA 2000-2011 közötti műholdas mérési adatai szerint „a földi atmoszféra kevesebb hőt tart benn, és sokkal többet enged ki, mint amennyit az éghajlat változási számítógépes modellek mutatnak.” DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

4 Tüzelőanyagok fajlagos CO 2 -kibocsátása „Tiszta”tü-ReakcióegyenletMérlegKibocsátá s zelőanyagMoláris [g/mol] Tömeg [kg][tCO 2 /GJ ü ] SzénC+O 2 =CO 2 +q ü 12+32= 44+q ü 1+2,66= =3,66+33,8 MJ 0,108 Benzin (oktán) 2C 8 H 18 +25O 2 =16CO 2 +18H 2 O+q ü 228+800= =704+324+q ü 1+3,51= 3,09+1,42+48,8 MJ 0,063 Metán (földgáz) CH 4 +2O 2 =CO 2 +2H 2 O+q ü 16+64= =44+36+q ü 1+4= 2,75+2,25+49,5MJ 0,055 Biomassza (glükóz) C 6 H 12 O 6 +6O 2 =6CO 2 +6H 2 O+q ü 180+192= =264+108+q ü 1+1,07= 1,47+0,6+18 MJ 0,082 Hidrogén2H 2 +O 2 =2H 2 O+q ü =4+32=36+q ü 1+8=9+119,6 MJ0,0 DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

5 Hőerőművekben termelt villamos energia fajlagos CO 2 -kibocsátása HőerőműA villamosenergia- termelés hatásfoka [%] Fajlagos tüzelőhő- felhasználás [GJ/MWh e ] Fajlagos kibocsátás [t CO 2 /MWh e ] Széntüzelésű gőzerőmű25-4214,4-8,61,56-0,93 Fűtőolaj-tüzelésű gőzerőmű 28-3612,9-10,01,02-0,79 Földgáztüzelésű gázturbina22-3816,4-9,50,9-0,52 Földgáztüzelésű gázmotor32-4211,3-8,60,62-0,47 Földgáztüzelésű gőzerőmű30-4412-8,20,66-0,45 Földgáztüzelésű kombinált gáz-gőz erőmű 48-587,5-6,20,41-0,34 DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

6 Szén-dioxid hatása Globális széndioxid-kibocsátás (folytonos) és koncentráció (szaggatott) A föld átlagos hőmérsékletének változása (vastag: porkoncentráció figyelembe vétele nélkül) DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

7 Lokális környezetszennyezés A kén- és nitrogén-oxidok a füstgázzal kerülnek a környezetbe, károsítják az emberi egészséget, és hozzájárulnak a talaj, az erdők és a felszíni vizek savasodásához, ezért regionális környezetszennyezést okozhatnak. A kénoxidok kibocsátása a tüzelőanyag kéntartalmától függ (közelítőleg 2 kg SO 2 füstgáz 1 kg S tüzelőanyagból), ezért (1-3) % kéntartalmú szénnél 2-5 g SO 2 /MJ ü, míg (2-4) % kéntartalmú gudronnál 1-2 g SO 2 /MJ ü. A probléma a füstgáz kéntelenítésével, többletköltséggel megoldott. A nitrogén-oxidok a tüzelés során, a levegő nitrogénjéből 1100 o C hőmérséklet felett keletkeznek, és a füstgáz NO x koncentrációját korlátozzák (<30 mg/Nm 3 ). Az NO x -kibocsátást csökkentő, szintén többletköltséggel járó megoldások: –DeNOx berendezés, –NOx-szegény égők, vízbefecskendezés (földgáz-tüzelésű gázturbinák), –katalizátoros motorok, –fluid-tüzelésű kazánok (t<900 o C). A természeti víz savas (pH≈5,5) az oldott CO 2 miatt, a vizek további, SO x és NO x miatti savasodását (pH<5) tekintjük károsnak. DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

8 Radioaktív hulladékok Az atomerőművek folyékony és légnemű radioaktív kibocsátásait szigorú határértékekkel korlátozzák. A kisaktivitású (folyékony: a<10 6 Bq/kg, szilárd: D<0,3 mGy/h) és közepes (folyékony: a=10 6 -10 10 Bq/kg, szilárd: D=0,3-10 mGy/h) aktivitású folyékony (cementtel MOWA), bitumennel megszilárdítva) és szilárd hulladékokat hordókba, s a hordókat radioaktív hulladéktárolókban (Bátaapáti) helyezik el. A nagyaktivitású (folyékony: >10 10 Bq/kg, szilárd: D>10 mGy/h) hulladékok (fűtőelemek és hulladékai) várt, 10-15 év múlva kereskedelmi megoldássá váló technológiája a fűtőelemek transzmutációja: célzott besugárzással a hosszú felezési idejű, nagy aktivitású izotópok rövid felezésű idejű vagy inaktív izotópokká alakítása. DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA