1. témakör Energetika 1. rész DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Az energetika kölcsönhatásai Természet → primer energiahordozók → megújuló energiaforrások ← környezetszennyezés Társadalom → igények ← energia Gazdaság → erőforrások ← energia Állam → szabályozás ← jövedelem DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

1. Az energetika és területei DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Energetika A nemzetgazdasági –gazdasági: ipar, mezőgazdaság, szolgáltatás; –közüzemi: egészségügyi, oktatási, önkormányzati; –lakossági fogyasztók energiahordozókkal való biztonságos, gazdaságos, környezetbarát és fenntartható ellátása. Az energetika három alrendszere: Három alrendszer (ábra) Mindhárom alrendszerben a sokféleség és sokszínűség a jellemző. A fogyasztók mindig teljesítményt igényelnek, aminek idő szerinti integrálját, az energiát tartjuk nyilván, s ennek megfelelően az adott energiahordozó –teljesítmény- és –energiagazdálkodása különböztethető meg. DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Az energetika rendszerstruktúrája DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

1.1. Energiahordozók előállítása, termelése Primer energiahordozók = tüzelőanyagok: az anyagokban kötött kémiai és nukleáris energia. Tüzelőanyagok: –szén (C), –szénhidrogének (CH): kőolaj és földgáz, –nukleáris (A): urán, (tórium). Tüzelőanyagok termelése = bányászat, mely a művelt terület elhelyezkedése szerint - külszíni, - mélyművelésű. Kitermelésnél keverék = tüzelőanyag/ok/ + egyéb anyagok, ezért szükséges a feldolgozásuk → tüzelőanyagok (koksz, földgáz, fűtőolaj, fűtőelem-kazetták). DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Energiahordozók előállítása, termelése Megújuló energiaforrások: a természeti folyamatok által keletkező energiák. Fajtái: –napsugárzás, –szél, –víz, –árapály, –(geotermikus), –biomassza (köztük az emberi tevékenység hulladékai) → megújuló tüzelőanyagok. DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

(Megújuló, ha) (Geotermikus): ha a föld mélyéből kivett víz visszasajtolásra kerül. (Hulladékok): az emberi tevékenység által „megújuló” (jogilag: szelektíven gyűjtött, újrahasznosítható (köztük energetikai célra) hulladék). A gazdasági, a lakossági-kommunális szektor energetikai hasznosításra alkalmas hulladékai elsősorban a deponálandó hulladék térfogatának kb. 1/3-1/6 (tizedére) való csökkentése miatt. (A hulladékgazdálkodás feladata a hulladékok összegyűjtése, szelektálása, hasznosító művekhez való eljuttatása.) - külön kategória: veszélyes hulladékok (pl. gumiabroncs, gépkocsi kenőolajok, elhullott állatok). DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Szekunder energiahordozók Primerenergia-mérleg a primer energiahordozók tüzelőhőjének és a megújuló energiaforrások hasznosított energiájának összege. Szekunder energiahordozók a szállításra (tárolásra) és felhasználásra alkalmas, „kényelmes” energiahordozók, aminek három fajtája: –üzemanyag/ok/, –hő (hőhordozók), –villamos energia. DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Üzemanyagok A belső égésű motorokban, gázturbinák égőterében tüzelhető, adalékanyagokkal ellátott, „kémiailag kötött energia”, aminek fajtái: –benzin, gázolaj, kerozin, (etanol, növényi „gázolaj”) → kőolajból és termesztett biomasszából egyaránt előállítható finomítókban. –földgáz (RNG, SNG, PB) → mezőgazdasági melléktermékekből, állattenyésztési hulladékból, szennyvíz- iszapból –hidrogén → állattenyésztési hulladékból, szennyvíz- iszapból, –(villamos energia). DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Hő A hőmérséklet-eloszlás inhomogénitására létrejövő transzportmennyiség, a hőhordozó hőátadó képessége. Hőhordozók: –víz (folyadékfázisú melegvíz, forróvíz; kétfázisú gőz- kondenzátum), –levegő, –termoolaj. Fosszilis és (fisszilis) tüzelőanyagokból, több megújuló energiaforrásból (nap, biomassza, geotermikus, hulladék) előállítható fűtőberendezésekben, fűtőművekben és fűtőerőművekben, továbbá hulladékhő- hasznosítással is. DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Villamos energia Villamos jelenségek formájában előállított munkavégző és/vagy hőátadó képesség. Fosszilis, fisszilis tüzelőanyagokból és elvileg az összes megújuló energiaforrásból előállítható –erőművekben, –tüzelőanyag-cellákkal, –PV napelemekkel. DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Energiahordozók, megújuló energiaforrások Primer energiahordozóÜzemanyagHő (hőhordozók) Villamos energia Szén++ Kőolaj+(+) Fűtőolaj+(+) Földgáz(+)++ Nukleáris(+)+ Megújuló energiaforrások Napsugárzás++ Víz+ Szél+ Geotermikus+(+) Növényi biomassza+++ Hulladék biomassza++ DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

1.2. Energiahordozók szállítása, elosztása, tárolása Az energiahordozók területi elosztása a primer és szekunder energiahordozók eljuttatása, szállítása a termelőktől a területileg szétszórt fogyasztói sokasághoz. –Legkorszerűbb a vezetékes energiahordozók szállítása (táblázat), aminek részaránya hazánkban is % körül van. Az energiahordozók szervezeti elosztása a primer és szekunder energiahordozók termelők és fogyasztók közötti kereskedelme. Az energiahordozók tárolása a primer- és szekunder energiahordozó-igények szezonális és piaci egyenlőtlenségeinek kiegyenlítése az egyenletes ütemben előállított energiahordozók felhalmozásával. –A tüzelőanyagok és üzemanyagok (kémiailag kötött energia) tárolhatók, a hő rövid ideig, a villamos energia egyelőre nem (alig) tárolható. DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Energiahordozók szállítása EnergiahordozóVízVasútKözútTávvezeték Szén+++ Kőolaj++ Olajtermékek+++ Földgáz+ cseppfolyós + PB, LPG++ Táv hőhordozó+ Villamos energia+ DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

1.3. Végenergia-felhasználás Különböző statisztikai feldolgozások léteznek. Energia szerint: –hajtás (mechanikai energia): % (közlekedés, technológia); –hő: % (technológia, fűtés (hűtés), hmv, főzés, stb.); –világítás, információtechnika: 3-10 %. Nemzetgazdasági szektorok szerint: –gazdasági (ipar, mezőgazdaság, szolgáltatás), –közüzemi (oktatás, egészségügy, önkormányzat), –lakossági, –(távfűtés) –közlekedés, –egyéb. DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Végenergia-szekunder energiahordozó VégenergiaHajtás -technológia -közlekedés Hő -technológia -fűtés+hmv -hűtés+klíma Világítás, információ- technika Szekunder energiahordozó villamos energia üzemanyagok Tüzelőanyagok (koksz, brikett, tűzifa, pellett fűtőolaj, földgáz) villamos energia hőhordozó villamos energia DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

1.4. Energiamérleg Az energiamérleg a különböző primer és szekunder energiahordozók, megújuló energiaforrások együttes mennyiségi számbavétele a különböző veszteségekkel. –A nemzetközi (és országos) energiamérleget EJ (PJ) vagy toe (tonna olaj egyenérték = 41,868 GJ/t) mértékegységben számítják. –Az EU fejlett országaiban elterjedten használják az energia kWh mértékegységét (1 kWh=3,6 MJ). Az országos energiamérleg az alábbi tételekből tevődik össze (ábra): –Primer energiahordozók = hazai termelés + import = TPES (Total Primary Energy Supply, összes primerenergia-ellátás); –Szekunder energiahordozók = primer energiahordozók - átalakítási, feldolgozási veszteségek = hazai termelés + import; –Energia végfelhasználás = hasznosult energia - felhasználási veszteségek = szekunder energiahordozók – szállítási, tárolási veszteségek = TFC (Total Final Consumption, összes vég(energia) felhasználás). DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA

Energiahordozó-mérleg DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA