Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A megújuló energiák hatékony hasznosítása Dr. Büki Gergely ny. egyetemi tanár Energetikai Szakkollégium 2010. november 10.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A megújuló energiák hatékony hasznosítása Dr. Büki Gergely ny. egyetemi tanár Energetikai Szakkollégium 2010. november 10."— Előadás másolata:

1 A megújuló energiák hatékony hasznosítása Dr. Büki Gergely ny. egyetemi tanár Energetikai Szakkollégium november 10

2 Megújuló energiák hasznosítása MTA tanulmány Készült az MTA Energiastratégiai Munkabizottság keretében Ősszeállította Büki Gergely Szerkesztette Lovas Rezső, a munkabizottság vezetője

3 Megújuló energiák hasznosítása MTA tanulmány sajtóbemutatója Lovas Rezső, 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   F/G

6 Az energiafejlesztés fő célkitüzései Fogyasztói energiatakarékosság Energiatakarékos berendezések, magatartás Épületek, hőszigetelés, tanúsítás Energiahatékonyság növelése Hatásfok növelés, veszteség csökkentés Kapcsolt energiatermelés, hőszivattyúk Optimális energiastrutúra (energiamix) Hazai-import Környezeti hatások Medújuló energiaforrások

7 Megújuló energiák hasznosítása, PJ Eur ó pai Uni ó 27Magyarorsz á g Primerenergia- felhaszn á l á s Napenergia Biomassza, hullad é k Geotermikus energia V í zenergia Sz é lenergia ,1 3,6 0,8 0 0,2 63,8 4,0 0,8 Meg ú jul ó k ö sszesen – primerenergia %-a , ,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 következő évtizedben

9 EU-27 és Magyarország földgáz-felhasználása EU – 27Magyarorsz á g V é genergia-felhasz, FPJ – n ö veked é se, 08/97 – 11,0611,09 F ö ldg á z, k ö zvetlen felh. – k ö zvetett (+villany, hő) %% 22,022,341,336,  48 Primerenergia-felhasz, GPJ – n ö veked é se, 08/97 – 11,1011,07 F ö ldg á z%21,324,638,442,2 – (import ar á nya)(%)(44,6)(62,0)(66,1)(82,3) Primerenerg. ig é nyess é g kJ/EUR Energiaell á t á s hat á sfoka, F/G – 0,6660,6400,6020,613

10 Földgázkíváltás és energiafelhasználás

11 Földgázkiváltás megújuló energiákkal (R = 0) Földgázkiváltás megújuló energiákkal (R = 0) Energiamérleg U  U = F = G  G Fajlagos földgázkiváltás (R = 0)

12 Földgázkiváltás megújuló energiákkal ( R ) Földgázkiváltás megújuló energiákkal ( R ) Energiamérleg U  U + (R  G ) = F = G  G Fajlagos földgázkiváltás

13 EU-27 és Magyarország épület energiafelhasználása (40%) EU – 27Magyarorsz á g V é genergia-felhasz., FPJ Ipar%30,127,223,619,7 K ö zleked é s%28,832,017,928,2 H á ztart á s, szolg á ltat á s, egy é b %41,140,858,552,1 – (csak h á ztart á s)(%)(26,3)(25,4)(35,2)(32,7)

14 Épületek energiaellátása Épületek végenergia-igénye F = Q f + Q h + E  Q fogyasztói takarékosság: tanúsítás Épületek primerenergia-igénye G = Q g Q hatékonyság: hatásfok, kapcsolt és hőszivatyús termelés energiaszerkezet: megújuló energiák

15 Biomassza energetikai hasznosításának lehetőségei

16 Biomassza-felhasználás és a kimerűlőenergia-kiváltás

17 Mit termeljünk biomasszából: hőt vagy villamos energiát? Hatásfok biomassza esetén  U Hatásfok földgáz esetén  G Fajlagos földgáz- kiváltás  =  U /  G % Hőellátás, EU0,860,9095,5 Kapcsolt energiatermelés Villamos energia – EU irányelv – fa- és szalmaerőmű 0,33 0,24-0,25 0,

18 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

19 Tájékoztató energiaárak, biomassza árak Földgáz ár:3600 Ft/GJ Üzemanyag (gázolaj) ár:7500 Ft/GJ Biomassza egyedi (pellet, brikett …) % Ft/GJ Biomassza központi (faapriték, szalma …) % Ft/GJ

20 Kisteljesítményű biomassza fűtőerőmű-egységek jellemzői Mennyiségi hatásfok  m Kapcsolt energiaarány  Külső hevítésű motor, Stirling-motor 0,84 0,20 Vízgőz-fűtőerőmű, ellennyomású 0,24 Organic Rankine Cycle (ORC) blokk 0,27 Kalina-körfolyamatú fűtőerőmű 0,30

21 Földgáz és biomassza alapú kapcsolt hőtermelés

22 Biomassza távfűtés – biomassza fűtőerőmű (Q) Évi energiaköltség megtakarítás Q-ra  Ft/kW,év

23 Biomassza-tüzelésű Stirling-motor

24 Biomassza termoolaj-kazán és ORC fűtőerőmű-egység

25 ORC fűtőerőmű-egység

26 Változó hőmérsékletű elgőzölögtetés (Kalina-körfolyamat)

27 ORC és Kalina-körfolyamat T-S diagramja

28 Biogáz-termelés

29 Trigeneráció: biomassza-erőmű + abszorpciós hűtőgép

30 Geotermikus energia/ földhő fogalommeghatározása A 2009/28/EK uniós irányelv meghatározása szerint: „légtermikus energia (aerothermal energy): hő formájában a környezeti levegőben tárolt energia, geotermikus energia (geothermal energy): a szilárd talaj felszíne alatt hő formában található energia, hidrotermikus energia (hydrothermal energy): a felszíni vizekben hő formájában tárolt energia”.

31 Földfelszín hőáramsűrűsége A Föld hőtartalma EJ, a világ évi energiafogyasztása 100 EJ. Hőáramsűrűség a világon 40 TW/510, km 2 =78,4 kW/km 2 Magyarországon 9,3 GW/93030 km 2 =100 kW/km PJ/év (30%) 10 kW (családi ház)-hoz: 0,1 km 2 =10 ha

32 Geotermikus hőfokgradiens és hőmérséklet Átlagértéke: 30 °C/km Kedvező: °C/km Extrém: °C/km 500 m35-40 °C 1000 m55-60 °C 2000 m °C >5000 m>200 °C

33 Geotermikus energia/földhő hőmérsékletszíntjei

34 Földhő energetikai hasznosításának lehetőségei

35 Hő- és villamos energia termálvízből

36 Mit termeljünk termálvízből: hőt vagy villamos energiát? Termálvíz hasznosítás hatásfoka  A Hatásfok földgáz esetén  fg Fajlagos földgáz- kiváltás  =  A /  fg Hőellátás10,91,11 Villamos- energia- termelés 0,10,5250,19

37 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

38 Geotermikus villamosenergia-termelés (víz kigőzölögtetés)

39 Geotermikus villamosenergia-termelés (ORC)

40 Geotermikus villamosenergia- termelés (Kalina-körfolyamat)

41 Nagymélységű hőkihozatal (EGS rendszer)

42 Termálvíz komplex, kaszkád hasznosítása

43 Termálvizes magas és alacsony hőmérsékletű távfűtés

44 Magas és alacsony hőmérsékletű távfűtés és hőszivattyúzás

45 Termálvizes közvetlen fűtés és hőszivattyús utófűtés

46 Termálvíz utóhűtése hőszivattyúval

47 A hőszivattyú rendszerstruktúrája

48 Szakmakultúra és a magyar nyelv Magyar Fűtési (teljesítmény)tényező (Évi) átlagos fűtési tényező Nem vagy-vagy, Angol, nemzetközi Coefficient of Performance Seasonal Performance Factor SPF = Q / E hanem is-is!

49 Talajhő zárt hőszivattyúzása: földkollektor és földszonda

50 Talajvíz hőszivattyúzása: kétkutas és egykutas rendszer

51 Levegő/levegő és levegő/víz hőszivattyúk

52 Felszíni vizek hőszivattyúzása: tó és folyó esetén

53 Gázmotoros hőszivattyú

54 Külső hőmérséklet – környezeti hő

55 Kűlső hőmérséklet – fűtési hő

56 Hőszivattyúzás energia- és költségfelhasználása

57 Hőszivattyús hőtermelés földhő- és villamosenergia-felhasználása

58 A földhő hőszivattyús hasznosításának hatásfoka

59 Földhő-hőszivattyúzás fejlődése IV. World Geothermal Congress, Tóth A., / 1995 Geotermikus hőellátás TJ (100%) 3,4 Hőszivattyús hőellátás TJ (65,3%) 14,7 Nem hőszivattyús hőellátás TJ (34,7%) 1,4

60 Napenergia-hasznosítás Részaránya jelenleg a legkisebb! Napkollektorok: használati melegvíz-termelés - felzárkozás Épitészeti (passzív) hasznosítás: hőigények csökkenése Napelemek: autonóm villamosenergia-ellátás – kutatás-fejlesztés

61 Szélenergia-hasznosítás Dinamikusan fejlődik (a tengerparton!) Felülvizsgálat szükséges: hazai szélviszonyok - gazdaságosság hazai érdekek: gyártás, munkahely támogatás: ki kit támogasson? Feltételek, pl. szivattyús tározós erőmű

62 Vízenergia-hasznosítás Gyakran kihagyják – de nem szabadna kihagyni! Bős-Nagymaros trauma, tervezési hibák: határfolyón oldalcsatornás erőmű – ez nem korrigálható csúcsrajáratás – javítható Vízerőművek a Dunán ( MW), Tiszán stb. Szivattyús tározós vízerőmű

63 Megújulók - összegzés 2010, bázis2020-re javasolt Q PJ E MWh G PJ Q PJ E MWh G PJ – villamosenergia-termelés180018, – egyedi fűtés (pellet)28,633, – távhő, kapcsolt villany – biogáz0,85851, – hulladék-tüzelés0,71101, Biomassza összesen30, , – közvetlen hőellátás4, – hőszivattyús hőtermelés Földhő összesen4, Napenergia, napkollektor0, Szélenergia4501, Vízenergia2150, Termelt végenergia összesen34, ,

64 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

65 Egy gondolat: Értelmiségi felelősség = összefogás + építés!

66 Köszönöm a megtisztelő figyelmet!


Letölteni ppt "A megújuló energiák hatékony hasznosítása Dr. Büki Gergely ny. egyetemi tanár Energetikai Szakkollégium 2010. november 10."

Hasonló előadás


Google Hirdetések