Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Pécs, 2005. szeptember 16.Dr. Aszódi Attila, BME NTI1 Az alternatív energiaforrások összehasonlítása a nukleáris erőművekkel Távlatok tudományos ülés Pécs,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Pécs, 2005. szeptember 16.Dr. Aszódi Attila, BME NTI1 Az alternatív energiaforrások összehasonlítása a nukleáris erőművekkel Távlatok tudományos ülés Pécs,"— Előadás másolata:

1 Pécs, szeptember 16.Dr. Aszódi Attila, BME NTI1 Az alternatív energiaforrások összehasonlítása a nukleáris erőművekkel Távlatok tudományos ülés Pécs, szeptember 16. Dr. Aszódi Attila igazgató BME Nukleáris Technikai Intézet

2 Dr. Aszódi Attila, BME NTI2Pécs, szeptember 16. alter: lat egyik (a kettő közül), a másik; még egy. alternatív: ami vagylagosan két lehetőséget kínál „alternatív energiaforrás”: egy másik energiaforrás, mely a jelenleg alkalmazott energiaforrásokat helyettesíteni tudja Figyelembe véve a kőolaj (földgáz) árát, az üvegházhatású gázok kibocsátásának és hatásának mértékét, valamint a megújuló energiaforrások kihasználhatóságát, a jelenlegi megoldás alternatívája: …

3 Dr. Aszódi Attila, BME NTI3Pécs, szeptember 16. …AZ ATOMENERGIA Hasonlítsuk össze az atomenergiát az atomenergiával? Helytelen szóhasználat! megújuló energiaforrások  alternatív energiaforrások Ne használjuk azt a terminológiát, amelyet a zöldek – hibásan, PR okokból – az emberek fejébe akarnak sulykolni!

4 Dr. Aszódi Attila, BME NTI4Pécs, szeptember 16. A megújuló energiaforrás Definíció: A természetes környezetben folyamatos, illetve folyamatosan ismétlődő energiaáramok formájában jelen lévő energiaforrások Hasznosítása: A teljes áram egy részének mellékágakon történő kicsatolása, átalakítása, tárolása és felhasználása útján Megújuló elsődleges energiahordozók: A felhasználás mértéke nem haladja meg a megújulásét  csak a keletkezés ütemében aknázhatók ki. Jellemzőjük, hogy nem, vagy csak részben tárolódnak

5 Dr. Aszódi Attila, BME NTI5Pécs, szeptember 16. A megújuló energiaforrások fajtái Víz, biomassza, szél, napenergia, Geotermikus Árapály, tengeri hullámzás (A geotermikus energia kivételével mind a Nap energiájának felhasználását jelentik.)

6 Dr. Aszódi Attila, BME NTI6Pécs, szeptember 16. Vízenergia Erőművek jellemzői Nagy mértékű változás a környezetben (természet, települések) Magas beruházásigények Alacsony üzemeltetési költség Időszakosság (hóolvadás, esőzések) Energia hasznosítás –akár %-os hatásfokkal –függ: vízhozamtól –a terület csapadékviszonyaitól –hóolvadás lefolyásától –hosszú távú ingadozások (!) domborzattól a folyóvíz kihasználtságától Itaipu: a világ legnagyobb vízerőműve a Paraná folyón (12900 MW), a brazil-paraguayi határon

7 Dr. Aszódi Attila, BME NTI7Pécs, szeptember 16. Vízenergia A világ potenciális vízenergia-készlete: –~ 300 EJ –ebből műszakilag elméletileg hasznosítható: ~ 160 EJ –gazdaságosan kihasználható: ~ 40 EJ –Kiépített: Japánban mintegy 64% Nyugat-Európában 60% USA 50% A vízerőművek kiváló elemei a villamosenergia-rendszernek

8 Dr. Aszódi Attila, BME NTI8Pécs, szeptember 16. Vízenergia Magyarország Legmagasabb pont 1015 m (Kékes) Legalacsonyabb pont 75 m (Tiszasziget) A terület magasság szerinti eloszlása –200 m alatt:84% – m:14% –400 m fölött:2% hazánk területének 56 % -át az Alföld foglalja el –Nagy kiterjedésű sík terület Csapadék: 345 mm évente Ausztria Legmagasabb pont 3798 m (Grossglockner) Legalacsonyabb pont 115 m (Fertő tó) Átlagos magasság: 910 m (Mo.: ~200 m) 70 %-át az Alpok fedi Gleccserek Nagy esésű folyók Csapadék: 790 mm évente (Mo.: ~345 mm)

9 Dr. Aszódi Attila, BME NTI9Pécs, szeptember 16. Szivattyús energiatároló –Energia-túltermelés idején vizet szivattyúznak egy magasan fekvő víztározóba –Szükség esetén turbinákon keresztül leeresztik –75-80 %-os hatásfok –Feketevág (Szlovákia) 445 m magas 3,7 millió köbméter –Magyarországon lehetséges: Prédikálószék 500 m magasság 1200 MW teljesítmény Vízenergia - Magyarországon...

10 Dr. Aszódi Attila, BME NTI10Pécs, szeptember 16. Magyarország villamosenergia-fogyasztása –Éves: 41,4 TWh (2003) –Napi: 113 GWh = 408  J Egy napi villamos energia tárolásához 8,16 millió köbméter vizet kell 500 m magasra felpumpálni (100%-os hatásfokkal számolva) –Ez a Tisza-tó víztömegének a fele –A feketevági erőmű vízkapacitásának 22-szerese, –Energiatároló-kapacitásának 25-szöröse 25 napi villamos energia tárolásához az egész Balatont kellene 500 m magasra feljuttatni Szivattyús vízerőmű – egy szélsőséges példa

11 Dr. Aszódi Attila, BME NTI11Pécs, szeptember 16. Energetikai célú felhasználás: –közvetlen eltüzelés –pirolízis (elgázosítás) –sajtolás (brikett, pellet, olaj) –fermentálás (erjesztés - alkohol, biogáz) Leggyakoribb a közvetlen hőtermelés Biomassza

12 Dr. Aszódi Attila, BME NTI12Pécs, szeptember 16. Biomassza-szén párharc Svédországban

13 Dr. Aszódi Attila, BME NTI13Pécs, szeptember 16. Szélenergia A levegőmozgás jellemzői –nem állandósul –befolyásolja: légkör stabilitása földfelszín (műtárgyak, domborzat, növényzet) –lokális jelenségek –a szélsebesség talaj feletti változása Gazdasági megfontolások: –ott célszerű kiaknázni a szélenergiát, ahol az éves átlagsebesség a talajszint felett 10 m-rel meghaladja a 4 m/s-ot Budapest: 1,8 m/s Debrecen: 2,5 m/s Magyaróvár: 4,9 m/s Szélmotorok elméleti maximális hatásfoka: 60% –gyakorlatban maximum 45-50%

14 Dr. Aszódi Attila, BME NTI14Pécs, szeptember 16. Példa: Németország, 2003 Németország világelső szélenergia-hasznosításban 2003 végén MW beépített szélerőművi kapacitás (Paks: 1860 MW, arány 7,7:1), 2004-ben ~ MW 18,6 TWh termelt elektromos energia, ez a német áramigény 4 %-a (paksi átlagos termelés 14 TWh/év, arány 1,33:1; arányok aránya 5,8) Az üzemeltetők 9 eurocent / kWh áron tudták értékesíteni a „széláramot”, az „atomáram” ~3 eurocent / kWh

15 Dr. Aszódi Attila, BME NTI15Pécs, szeptember 16. Szélerőművek terjedése Telepített szélerőművi kapacitás Németországban, Telepített szélerőművi kapacitás Németországban, előrejelzés 2010-re

16 Dr. Aszódi Attila, BME NTI16Pécs, szeptember 16. Nehézségek 2003-ban a német szélerőművek kihasználtsága 16% volt Az E.ON területén 2003 folyamán a maximális szélenergia- betáplálás 80%-a volt a beépített teljesítménynek Az átlagos betáplálás 16,4%-át tette ki az átlagos kapacitásnak, az év több mint felében a kapacitás 11%-át sem érte el A szélerőművek mögé a kapacitás 80%-ának megfelelő tartalék (hagyományos, tipikusan fosszilis) kapacitást kell biztosítani a termelés ingadozása miatt – 2003-ban az E.ON-nak 100 millio Euro többlet költség emiatt Pontatlan a szélerősség előrejelzése, így rossz a termelt energia és a villamos rendszer tervezhetősége

17 Dr. Aszódi Attila, BME NTI17Pécs, szeptember 16. Probléma: alacsony kihasználtság Az erősen változó szélerősség miatt erősen ingadozik a termelés is (az E.ON területén a napi hálózati csúcsterhelésnek 0-30%-a) Néhány óra alatt több ezer MW-os termelés-ingadozások is lehetnek (példa: – 3640 MW csökkenés 6 óra alatt, azaz 10 MW/perc) Szélerőművek termelésének aránya a napi csúcsterhelésben

18 Dr. Aszódi Attila, BME NTI18Pécs, szeptember 16. Probléma: pont amikor kellene… A nagy nyári hőség (nagy légkondicionálási igény) és a tartós téli hideg (nagy fűtési igény) közös jellemzője a stabil nagynyomású időjárási rendszerek jelenléte. Ilyenkor általában nem fúj a szél… Szélerőművi részesedés a 2003-as nyári hőhullám alatt Szélerőművi részesedés egy téli hétköznapon

19 Dr. Aszódi Attila, BME NTI19Pécs, szeptember 16. Probléma: előrejelzés A hálózati frekvencia tartásához minél pontosabb termelési és terhelési (fogyasztási) előrejelzés kell A szélerőművi termelés előrejelzése a szélerősség- előrejelzés pontatlansága miatt nagyon rossz, igen pontatlan (2003-ban a rekord MW eltérés mindkét irányba) A villamosenergia-igény előrejelzése pontos, a termelésé nem

20 Dr. Aszódi Attila, BME NTI20Pécs, szeptember 16. Hálózat-fejlesztés Németország szeles részein a villamos hálózat terhelése elérte határait: pl. Schleswig-Holsteinben nagyobb szélerőművi termelés lenne lehetséges, mint amennyit el tudnak szállítani az ottani távvezetékek Ok: a hagyományos erőműveket a fogyasztókhoz közel telepítették, a szélerőműveket azonban oda, ahol szél van Elektromos hálózat kiépítése szükséges a „szeles” környékeken A hálózatépítés költségeit is be kell tervezni a szélerőműpark bővítésekor, ami tovább növeli a villamosenergia-rendszer költségeit

21 Dr. Aszódi Attila, BME NTI21Pécs, szeptember 16. Szélkerék projektek régiónkban A nyugat-európai szélkerék gyártók jól megerősödtek a német és osztrák zöld kormányok alatt. Magyarországon csak néhány helyszín van, ahol a széljárás kielégítő a szélkerék építés szempontjából. Szélerőművi projektek nem rentábilisak a beruházások állami támogatása és a magas garantált átvételi áramár nélkül. A szélkerék gyártók erős lobbizással az új EU tagállamok költségvetéséből is megkísérlik a drága beruházások finanszírozását. Ezek a projektek energetikailag értelmetlenek és drágák. A német 9 eurocent/kWh széláram-ár nagy berendezés számra vonatkozik  ez jelentősen már nem csökkenthető. A fogyasztói villamosenergia-ár jelentősen nőne magas rendszerszintű szélerőművi arány esetén, és a rendszer szabályozhatóságának biztosítása (ha egyáltalán lehetséges) tovább növelné a költségeket. Magas szélerőművi arány esetén a rendszer villamosenergia-tárolás nélkül gyakorlatilag szabályozhatatlan lenne (tározós vízerőmű).

22 Dr. Aszódi Attila, BME NTI22Pécs, szeptember 16. Szélenergia A szélkerekek működése ki van szolgáltatva a széljárás szeszélyének (ha nem fúj a szél, nem működik) –Kihasználtsága maximum % Hány szélkerék kell a Paksi Atomerőmű kiváltásához? Kulcsi szélerőmű 65 m magas torony 44 m átmérőjű, háromtollú szélkerék 600 kW névleges teljesítmény %-os telj. kihasználási tényező Paksi Atomerőmű 4  460 MW teljesítmény 85 %-os telj. kihasználási tényező ilyen szélkerék kellene (minden 3 km oldalú négyzet közepére egy) Gondoskodni kell az energia tárolásáról a szélcsendes órákra

23 Dr. Aszódi Attila, BME NTI23Pécs, szeptember 16. Napenergia A legnagyobb jelentőségű megújuló energiaforrás –A földfelszínre jutó átlagos teljesítmény: 1,35 kW/m 2 –A Földre jutó napenergia 1 ‰-énél többet nem lehet energetikai célokra elvonni anélkül, hogy ökológiai zavarokat ne okoznánk Alkalmazások: –mezőgazdaság (fotoszintézis) melegházhatás kihasználása gyorsan növő növényi tüzelőanyagok termesztése: energiaültetvények  biomassza –hő „begyűjtése”

24 Dr. Aszódi Attila, BME NTI24Pécs, szeptember 16. Napenergia Hátrányok: a napsugárzás változékony és szakaszos jellege  energiatárolásra van szükség kis energiasűrűség –a felhasználástól és az energiaátalakítástól függően 1 kW-hoz m 2 szükséges  1 GW: km 2 ! másra nem alkalmazható területekre ott lehet versenyképes, ahol nagy a napos órák száma, és nagy az intenzitás beeső évi átlagos sugárzási energia: Magyarország: kWh/ m 2 Afrika: kWh/ m 2 Ausztráliában a maximum: 2500 kWh/ m 2

25 Dr. Aszódi Attila, BME NTI25Pécs, szeptember 16. Napenergia Napkollektor: használati melegvíz előállítása –Jó kiegészítés a gázzal vagy az árammal előállított melegvíz mellett –Villamos energia előállítására gyakorlatilag nem alkalmas Fotovoltaikus cellák: napenergia közvetlen árammá alakítása –Űrtechnika –Kis méretű alkalmazások ellátása (karóra, kisegítő világítás, parkolóóra, kommunikáció biztosítása a villamos hálózattól távoli helyeken) –Az áram akkumulátoros tárolásában nagyon környezetszennyező anyagokat alkalmaznak! A nap- és szélenergia fejlődéséhez a költségek csökkenése mellett forradalmi energiatárolási megoldásra lenne szükség!

26 Dr. Aszódi Attila, BME NTI26Pécs, szeptember 16. Geotermikus energia Óriási mennyiségű hő a bolygóban –radioaktív bomlás! –földfelszínnél: 3 °C/100 m Nagy geotermikus potenciál, de: –csak véges számú helyen lehet megcsapolni –reálisan megközelíthető mélységben a hő viszonylag alacsony hőmérsékleten van jelen  10-15%-os hatásfok Lokálisan: –vulkanikus övezetekben: gőzdómok, forrásvizek –Magyarország: az ország területének 70%-án a geotermikus gradiens kétszerese az átlagosnak Rudas fürdő

27 Dr. Aszódi Attila, BME NTI27Pécs, szeptember 16. Geotermikus energia Termálvizek hasznosítása –balneológia –forró termálvíz/termálgőz energetikai hasznosítása Mesterséges források –Hot-Dry-Rock eljárás kísérleti erőművek: pl. Los Alamos mellett (5 MW) Brandenburg (5 MW) Hasznosíthatóság –termálvizek lokálisan alkalmazhatók –kiaknázás fokozza a kimerülés veszélyét (a legtöbb geotermikus erőműben fokozatosan csökken a gőznyomás) –a megvalósított erőművek 70%-át száraz gőz táplálja Villamos energia termelésénél a kulcsszó: GŐZ!! Takigami - termálgőz hasznosítás

28 Dr. Aszódi Attila, BME NTI28Pécs, szeptember 16. A különböző energiatermelési módok szén-dioxid kibocsátása Az üvegházhatás, kockázatok Kockázatok

29 Dr. Aszódi Attila, BME NTI29Pécs, szeptember 16. Energiahordozók vizsgáznak

30 Dr. Aszódi Attila, BME NTI30Pécs, szeptember 16. Mi lehet a jövő? és megújuló (nem alternatív) energiaforrások Atomenergia


Letölteni ppt "Pécs, 2005. szeptember 16.Dr. Aszódi Attila, BME NTI1 Az alternatív energiaforrások összehasonlítása a nukleáris erőművekkel Távlatok tudományos ülés Pécs,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések