Energetikai alapismeretek Bevezetés, alapfogalmak Energetika és társadalom

Követelmények Aláírás megszerzése: Vizsga: jelenlét a TVSZ szerint ÉS két zh teljesítése (6. és 12. hét) [min. 50-50%] Vizsga: írásbeli + kiegészítő szóbeli VAGY megajánlott jegy az évközi eredmények alapján; Kiegészítő pontszerzési lehetőség: szorgalmi feladat (cikk) [max. 20% pont]

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

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

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

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.

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.

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

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.

Energetika és Társadalom

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

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

WEC – 3A

Az energetika szintjei

Az Ember energiaigénye

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

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?

Energiafelhasználás és életminőség

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

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

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

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)

HDI és energiafelhasználás

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) - 2007 data World Bank Updated: 4/11

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

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

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

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.

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

Fázisok

Rendszerkapcsolatok

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.

Az energiatervezés eszközei Energiamodellek Az energiatervezés eszközei Tervezési/Modellezési szintek

Globális modell WORLD3

WORLD3 - Népesedés

WORLD3 - 1972

WORLD3 - 2000

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

MARKAL Integrált döntéselőkészítő rendszer

USA - NEMS National Energy Modelling System párhuzamos részmodellek

„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

Országos energiamodell

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.

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

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

Villamosenergia-rendszerbővítés

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