Energetikai alapismeretek

Az előadások a következő témára: "Energetikai alapismeretek"— Előadás másolata:

1 Energetikai alapismeretek
Bevezetés, alapfogalmak Energetika és társadalom

2 Követelmények Aláírás megszerzése: Vizsga:
jelenlét a TVSZ szerint ÉS két zh teljesítése (6. és 12. hét) [min %] Vizsga: írásbeli + kiegészítő szóbeli VAGY megajánlott jegy az évközi eredmények alapján; Kiegészítő pontszerzési lehetőség: szorgalmi feladat (cikk) [max. 20% pont]

3 Tananyag Tananyag: az előadás anyag. Kiegészítő anyagok:
letölthető jegyzet, szakkönyvek, energetikai folyóiratok, internet. Letölthető tananyagok: ftp://ftp.energia.bme.hu/pub/energetikai_alapismeretek/

4 Tananyag Hasznos információk: International Energy Agnecy www.iea.org
World Energy Council International Atomic Energy Agency Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal

5 Energiaegységek SI Alapegység: Joule, J; 1 J = 1 N·m.
Prefixumok: kilo, k = 103 mega, M = 106 giga, G = 109 tera, T = 1012 peta, P = 1015 exa, E = 1018 zetta, Z = 1021 yotta, Y = 1024

6 Energiaegységek „Természetes egységek” alap energiahordozók esetén:
tonna olaj egyenérték, ton of oil equivalent 1 toe = 42 GJ, hordó (barrel) 1 barrel (bbl) = 42 US gallon = 6,12 GJ; (159 lit.) egyezményes tüzelőanyag, tonna szén egyenérték, ton of coal equivalent 1 tce = 1 tETA = 29,3 GJ.

7 Energiaegységek Angolszász egységek: Villamosenergia-ipari egység:
British Thermal Unit, BTU 1 BTU = 1,0548 kJ (1 lbm H2O 39°F  40°F) „Nagy” energiaegység: Quad (Quadrillion BTU) 1 Q = 1015 BTU Villamosenergia-ipari egység: kilowattóra 1 kWh = 3,6 MJ.

8 Energiaegységek Táplálkozástudomány: Nukleáris technológia:
kalória 1 kcal =1 Cal ≈ 4182 J Nukleáris technológia: elektronvolt 1 ev = 1,602∙10−19 J

9 Energetika - Bevezetés
Mi az energetika? Az energetika az energiahordozók és források kitermelésével/hasznosításával, szállításával, átalakításával és felhasználásával kapcsolatos műszaki, gazdasági, környezeti és társadalmi feladatok összessége.

10 Energetika és Társadalom

11 Energiapolitikai célok
A hagyományos energia-politikai célháromszög Paradigmaváltás energia-politikai célnégyszögre ellátás- biztonság környezet- , éghajlat-védelem gazdasá-gosság energia-politikai négyszög energia-politikai háromszög környezet- , éghajlat-védelem gazdasá-gosság társadalmi elfogadás ellátás- biztonság

12 WEC elképzelések WEC (World Energy Council): 3A
Accessibility: hozzáférhetőség minden piaci szereplő számára elfogadható áron  szabályozás Availability: energiahordozók hosszú távú rendelkezésre állása  nyitottság minden energiahordozó felé Acceptability: társadalmi elfogadottság  környezetbarát és biztonságos technológiák

13 WEC – 3A

14 Az energetika szintjei

15 Az Ember energiaigénye

16 White törvénye A szocio-kulturális (társadalmi) fejlődés a felhasznált energia mennyiségétől és minőségétől függ az alábbi egyenlet szerint: C=k∙E∙T, ahol k skálázási (hatékonysági) együttható, E felhasznált energia, T technológiai fejlettség. Leslie White, 1973

17 Energetika, technológia és társadalom
White neoevolucionista megállapításai Az energiafelhasználás fázisai emberi izomerő háziállatok izomereje biomassza (pl. tűzifa) ásványi energiahordozók (szén, olaj, földgáz) nukleáris energiahordozók (fissziós, fúziós) A technika/technológia feladata és kapcsolatai túlélési problémák megoldása elegendő (egyre több) energia(hordozó) megszerzése az energia hatékony felhasználása társadalmi jólét/fejlettség előmozdítása vissza a múltba?

18 Energiafelhasználás és életminőség

19 Energetika és fejlettség
Human development index humán fejlettségi mutató (1993 óta) indikátorok dimenziók mutató HDI egészség várható élettartam oktatás átl. okt. idő elvárt okt. idő életminőség GNI/fő

20 HDI Hosszú és egészséges élet (LE: születéskor vérható élettartam)
Japán Oktatás: USA AUS Anyagi életminőség: UAE, 1983 Zimbabwe, 2008

21 HDI http://hdr.undp.org/en/data/trends/ Magyarország: 38. a 187-ből
Norvégia (1.) Törökország (92.) Kongói Dem. Közt. (187.)

22 HDI 2011. évi értékek: Norvégia: 0,943 (USA, Kanada: 0,91; Ausztrália: 0,929) Magyarország: 0,816 (Szlovákia: 0,834; Rom.: 0,781) Törökország: 0,699 (Oroszo.: 0,755; Kína: 0,687) Kongói Dem. Közt.: 0,286 (Zimbabwe: 0,376)

23 HDI és energiafelhasználás

24 HDI és energiafelhasználás
Hungary HDI: nagyon magas/very high, magas/high, közepes/medium, alacsony/low Human Development Index 4,000 kWh/fő/a a határ a fejlődő és a fejlett országok között. Egy főre eső éves villamosenergia-felhasználás, E, kWh/fő/év Forrás: Human Development Index – 2010 data United Nations; Annual Per Capita Electricity Consumption (kWh) data World Bank Updated: 4/11

25 HDI és energiafelhasználás
Forrás: World Energy Assessment: Overview 2004 Update. United Nations Development Programme Bureau for Development Policy (BDP) Forrás: D.M. Martínez, B.W. Ebenhack / Energy Policy 36 (2008) 1430–1435

26 Energetika - Bevezetés
Kapcsolódó tématerületek Energiatervezés → igények és források Energiagazdálkodás → hatékonyság Energetikai technológiák → átalakítás Energia és környezet → szennyezés Erőforrások gazdaságtana → gazdaságosság

27 Energiatervezés Okok:
energiahordozó-szerkezet strukturális változásai; technológiai fejlődés; gazdasági átalakulások; társadalmi elvárások; környezetvédelmi célkitűzések.

28 Energiatervezés Szempontok: energiahordozókhoz való hozzáférhetőség;
a biztonságos energiaellátás: készletezési lehetőségek; gazdasági hatások; technikai-technológiai lehetőségek; társadalmi elvárások; igény oldali befolyásolás lehetőségi; környezeti hatások; „legkisebb társadalmi költség” elvének érvényesítése.

29 Energiatervezés Legfontosabb befolyásoló tényezők:
gazdasági növekedés; társadalmi lehetőségek; energiatakarékosság és -hatékonyság; az energetika tőkeigényessége; energiahordozók árstabilitása; környezeti hatások; regionális fejlődés.

30 Fázisok

31 Rendszerkapcsolatok

32 Energiatervezési alapelvek
(globális hosszú távú tervezés) igények kielégítésének korlátai; növekedés korlátai; hiányos információk; visszajelzések; a trendek folytatása nem a jövő; a jövő nem előre determinált; folyamatok tehetetlensége; komplex szemléletmód; növekvő kölcsönös függőség (globalizáció); egyedi és közösségi érdekek ütközése; verseny helyett együttműködés.

33 Az energiatervezés eszközei
Energiamodellek Az energiatervezés eszközei Tervezési/Modellezési szintek

34 Globális modell WORLD3

35 WORLD3 - Népesedés

36 WORLD

37 WORLD

38 Modellezés Alkalmas szimulációs eszköz:
Ventana Systems Inc. VENSIM PLE (personal learning edition)

39 MARKAL Integrált döntéselőkészítő rendszer

40 USA - NEMS National Energy Modelling System párhuzamos részmodellek

41 „bottom-up” (aluról-felfelé) elv
Görögország „bottom-up” (aluról-felfelé) elv Energiaig é nyek V é gfelhaszn á l á s M ó dszer F ű t é s Lakoss á g Haszn á lati melegv í z Ter ü letegys é gre vet í tve Technol ó giai Termodinamikai t ö rv é nyek L é gkondicion á l á s Kommun á lis Tel í tetts é gi t é nyez ő Elektromos k é sz ü l é kek Energiaig é ny Mez ő gazdas á g H ő Ter ü letegys é gre vet í tve Mez ő gazdas á gi g é pek Sz á ll í t á s Statisztikai adatok alapj á n H ő Ipar Statisztikai adatok alapj á n Villamos energia

42 Országos energiamodell

43 Integrált forrástervezés Integrated Resource Planning
Optimális forrás-felhasználási szempontok: összhang a nemzeti, regionális és helyi érdekekkel; a villanyhoz való hozzáférés biztosítása minden fogyasztó számára; az ellátásbiztonság fenntartása, növelése; a rövid és hosszú távú költségek minimalizálása; az energiaellátás környezeti kockázatának minimalizálása; az ellátásbiztonság érdekében a külső függés lehetséges minimalizálása; helyi gazdasági előnyök biztosítása.

44

45 Integrált forrástervezés
Célkitűzések Ellátásbiztonság Villamosítás Környezeti hatások minimalizálása Belső energiabiztonság Helyi erőforrások használata Diverzifikáció Hatékonyság növelése Költségek minimalizálása Társadalmi jólét elősegítése Helyi foglalkoztatottság növelése Technológia és szakértelem megszerzése Rugalmasság megtartása

46 Integrált forrástervezés
Igény oldali (fogyasztói) befolyásolás Demand Side Management energiatudatos gondolkodásmódra oktatás, ösztönzés; jobb hatásfokú fogyasztók alkalmazása; energiahordozó-helyettesítés; terhelés időzítése.

47 Villamosenergia-rendszerbővítés

48 Az Energetika tématerületei
A következő témákat tárgyaljuk: energiahordozók és források; átalakítási technológiák; energiarendszerek; gazdasági alapfogalmak; környezetvédelem; hatékony energiafelhasználás.