Physics | Energy » Energetikai szakértői szakmérnök kidolgozott államvizsga kérdések

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. Államvizsga-kérdések Energetikai szakértői szakmérnöki szak, Sopron 2004. Energiahordozók Energiahordozók csoportosítása Energiafajták Primer és szekunder energiaforrások Alapvető fosszilis energiahordozók Az energiaellátás Energia-átalakítók Egyedi és vezetékes energiaellátás –Energiafogyasztók csoportosítása Energiaipar és nemzeti energiamérleg Nemzeti földgázhálózat Nemzeti villamos-energia rendszer Helyi távhő-ellátó rendszerek A kőolaj és az olajtermékek Hazai kőolajtermelés Kőolajimport A földgáz, földgázszolgáltatás (szervezet, törvényi szabályozás, földgáztárolás) Az energiaellátás hatékonysága, a hatékonyság mutatói energetikai rugalmasság Villamosenergia-ellátás. (szervezet, szabályozás, rendszerek

együttműködése) Az energetika állami irányítása. Az állam szerepe az energetikában Energetikai beruházások Energiaracionalizási programok – Állami Energiahivatal Energiaárak szabályozása A villamos-energiaszolgáltatás jellemzői. Terhelési diagramm Teljesítménymérleg Alaperőművek, csúcserőművek Terhelési tartamdiagram és kihasználás jellemzők Villamosenergia-igények. Fogyasztói terhelési és tartamdiagramok Fogyasztói hőigények. Épületfűtés és hűtés hőigénye A használati melegvízellátás hőigénye Az épület-hőellátás évi tartamdiagramjai Technológiai hőigények A hazai táv-hőellátás jellemzői. Kapcsolt hő- és villamos energiatermelés Az energiatermelés és átalakítás költségei Fajlagos energiaköltség Villamosenergia és földgáz termelési költségek és fogyasztói energiaárak Az Európai Uniómegújuló energiapolitikája.és megújuló energia programja Nemzeti energiagazdálkodás. Megújuló

energiaforrások szerepe a nemzeti energiamérlegben Alternatív energetika, Környezetkímélő energiaforrások, Megújuló energiaforrások A napenergia jellemzői A napenergia-felhasználás csoportosítása Napgeometria Napenergia fotovillamos hasznosítása Napenergia passzív hasznosítása Napenergia termikus hasznosítása Aktív napenergia hőhasznosítási rendszerek és elemeik HMV termelés napenergiával Biomassza mint energiaforrás Biomassza energetikai jellemzői Biomassza-tüzelés Folyékony biológiai energiahordozók Biogáz és biogáztermelés Szélenergia és jellemzői A szélenergia felhasználási területei Vízenergia jellemzői Vízenergia felhasználási területei Geotermikus energia jellemzői Geotermikus energia felhasználási területei Hazai geotermikus adottságaink 1. energiahordozók, energiahordozók csoportosítása Az energiahordozók csoportosításáraszámos lehetőség adott. A Föld energetikai szempontból nyitott rendszer, ezért

energaforrásai alapvetően két nagy csoportra oszthatók: Kozmikus eredetű energiák (külső energiák). Földi eredetű energiák (belső energiák). Kozmikus eredetű energiák: A nukleáris energiák A gravitáció Mágneses terek A kozmikus eredetű energiák közül jelenleg a Napenergia és a gravitáció a számottevő. Földi eredet energiák: A nukleáris energia (földhő) A gravitáció Mágneses terek Fosszilis energiahordozók Megújuló energiahordozók A földi eredetű energiák energia- illetve energiahordozók formájában jelennek meg. Az energiák folyamatosan jelen vannak, illetve ármlanak. Elvileg közvetlenül hasznosíthatóak, a felhasználónál történő tárolása azonban nehézkes, vagy nem megoldott. Ide soroljuk a földhőt, a kozmikus eredetű gravitáció hatására létrejövő árapály energiát, valamint a napenergiára visszavezethető szél és vízenergiát Az energiahordozók energiát tartalmazó hordozó közegek, melyekben az energia

kémiai-, fizikai-, vagy egyéb módon kötöttek, lényegében energiatárolók, és belőlük az energia kémiai-, fizikai-, vagy anyagcsere-folyamatok során nyerhető ki. A földi energiahordozók: -a nukleáris energiára (földhő) visszavezethető termálvíz, -a nukleáris anyagok, -a napenergiára visszavezethető fosszilis energiahordozók (kőolaj, földgáz, szén) és -a szintén a napenergiára visszavezethető biomassza. 2. Energiafajták Primer és szekunder energiaforrások Energiahordozó: Olyan anyag, amely szerkezetébõl eredendõen alkalmas energia kinyerésére, vagy fizikai állapotjelzői révén (mozgás, hõmérséklet, nyomás) energiaátadásra képes. Energiahordozók csoportosítása: Primer energiahordozók: A természetben található energiaforrásokat tekintjük primer energiahordozónak, melyek energiaátalakításban még nem vettek részt. A primer energiahordozóknak két csoportja van, a kimerülő, melyek a föld fejlődése során véges

mennyiségben halmozódtak fel és kitermelésük a készletek elfogyásához vezet. Kimerülő energiaforrások: szén, kőolaj, földgáz, hasadó anyagok, stb. Ezek – a hasadó anyagok kivételével – ma is képződnek, de nagyságrendekkel lassabban, mint ahogy a felhasználás folyik. A készletek becsült mennyiségek, melyeket a jelenlegi feltárt készletek és a várható feltárások alapján meg. A készletek mellett fontos kérdés a gazdaságosan kitermelhető mennyiség is – ez a mindenkori energiahelyzet függvényében folyamatosan változik. A másik csoportot a megújulók képzik, melyek a földön, illetve azon kívül lejátszódó folyamatok eredményeként folyamatosan megújulnak. Megújulók: napsugárzás, szélenergia, vízi energia, stb. Vannak energiahordozók, melyek kategorizálása nem egyértelmű, pl. a geotermikus hő, mely végső soron kimerülő energia, de bizonyos mértékű megújulásra is képes. Szekunder energia: Olyan energia, vagy

energiahordozó, mely primer energiahordozók átalakítása során jön létre.Ezek három csoportba sorolhatók: 1. Tüzelőanyagok feldolgozásával és nemesítésével a primer energiahordozóknál magasabb használati értékű terméket állítunk elő. Pl: szén Brikett, koksz, gáz; kőolaj benzinek, gázolaj, tüzelőolajok, stb. uránérc dúsított fémes vagy keramikus fűtőelemek 2. Hőenergia előállítása energia-átalakítóban (kazán, hőszivattyú, reaktor, stb) Az előállított hőenergiát hordozóközeg szállítja a felhasználási helyre. Legáltalánosabb hordozóközeg a víz. 3. A villamos energia előállítása, közvetlenül, vagy generátorral Korunk legkedveltebb energiaformája. Népszerűségét a széleskörű felhasználhatóságának, és a viszonylag könnyű szállíthatóságának köszönheti. Tüzelőanyag, megújuló energia Energiaátalakítás Termék Primer energiahordozó Hőenergia Villamos energia Szekunder energiahordozó

Egyedi energiaellátás Vezetékes energiaellátás (Vég) Energiafelhasználás 1.ábra: Az Energiaellátás sémája 3. Alapvető fosszilis energiahordozók Fosszilis Energiahordozók: évmilliók során növényi és állati maradványok levegőtől elzárt bomlása során keletkező nagy energiasűrűségű főként szén és hidrogén tartalmú vegyületek. Halmazállapot szerint lehet szilárd (szén, lignit), folyékony (kőolaj), vagy gáznemű (földgáz). Szén: A Föld fosszilis energiahordozói közül a legjelentősebb, a feltárt készletek 75%-át képezi. A szénelőfordulások minőségükben nagyon különbözőek, fűtőértékük 20.000-32000 kJ/kg közt változik A legjobb és legősibb szénfajta az antracit ásvány (vagy fekete kőszén), mely csaknem tiszta szén (kb. 92–98 százalék) Szerkezetében a szén 90 százaléka kondenzált aromás gyûrûkbõl álló, grafitszerû rácsot alkot. Nem ismerhetők fel szerkezetében az egykori fás részek.

Szerepük a kokszgyártásban és gáztermelésben volt nélkülözhetetlen. Koksz: az ásványszenet a levegő kizárása mellett hevítik, így a benne levő viz és szénhidrogén gázalakban elillan és csak tiszta szén marad vissza. Az ásványszénből visszamaradó szén legtöbbször por alakú. A fekete kőszénnek bizonyos típusa a kiégetés során megolvad, összetapad és a gázok elillanása után visszamarad a koksz. Leginkább vaskohók nagyolvasztóiban használják. Magyarország készlete kb 0,6×109 t Barna kőszenek: 15.000-20000 kJ/kg fűtőérték jellemző, magasabb hamutartalom jellemző rá, mint a feketeszénre. Csak a 40% alatti nedvességtartalmú szenet soroljuk a barnaszenek közé. Szerkezetét tekintve bizonyos fajtákba nfelfedezhető a korábbi fás szerkezet. Magyarország készlete kb 1×109 t A Lignit 40% feletti nedvességtartalmú és erősen fás szerkezetű. A nagy nedvességtartalom miatt alacsony, mindössze 10.000-15000 kJ/kg

fűtőértékű Használata akkor jöhet szóba, ha vékony talajréteg fedi, és így külszíni fejtéssel olcsón kitermelhető. Magyarország készlete kb. 3×109 t Jelentős szénlelőhelyeink: Kőszén: Pécs, Komló Barnaszén: Veszprém, Ajka, Tatabánya, Dorog, Lyukó Lignit: Visonta, Bükkábrány Világviszonylatban a feketeszén és barnaszén aránya kb 4:1. Hazánkban ez éppen fordítva van. Szeneink általában magas hamu és kéntartalmúak Nagyrészt csak erőműi tüzelésre alkalmasak. Kőolaj és olajtermékek: A kőolaj igen sokféle szénhidrogénláncot tartalmazó sűrű anyag, melyből atmoszférikus vagy vákuum-desztillációval választhatóak szét a különféle alkotóanyagok. A desztilláció során 300°C-ra melegítik a nyersolajat, majd az ebből távozó anyagokat kondenzálva különböző termékeket kapunk, mint pl. könnyűbenzin, nehézbenzin, petróleum, gázolaj és visszamarad a pakura. A desztillátumokat általában motorok hajtására

használjuk fel, de a finomítás folyamán bitumen és vegyipari alapanyagként használható termékek is keletkeznek. A hazai olajtermelés mindössze 10-15%-át képes fedezni a hazai felhasználásnak, így jelentős a kőolajimport, melyeket főként a kiépített kőolajvezetékeken bonyolítunk . Földgáz: A földgáz nagyrészt metánból (CH 4 ) álló gáz néhány % CO 2 tartalommal, fűtőértéke kb. 30-34 MJ/m3 (összetételtől függően) A hazai gázmezők többsége természetes energiás, azaz a gáz magától feltör. Az ilyen gázmezők hozama általában alacsonyabb, mint a széndioxid-besajtolásos technológiával elérhető hozamok. A kitermelt gáz minimális kezelést igényel, melynek költsége nem jelentős. A gázfelhasználás folyamatosságának biztosítása érdekében azonban szükséges jelentősebb mennyiséget tárolni A hazai földgáztermelés kb. 35%-a a hazai felhasználásnak, így földgázból is jelentős az importunk; szintén vezetéken

történik a földgáz-kereskedelem. 4. Az energiaellátás Energia-átalakítók Az ener giaellátás sémája Tüzelőanyag, megújuló energia Energiaátalakítás Termék Primer energiahordozó Hőenergia Villamos energia Szekunder energiahordozó Egyedi energiaellátás Vezetékes energiaellátás (Vég) Energiafelhasználás Az energiaátalakítás lehetőségei Tüzelő- és üzemanyag Hő Mechanikai munka Villamos energia brikett, koksz,széngáz, benzin, gázolaj, fűtőolaj, PB-gáz, dúsított üzemanyag, üzemanyag elem exoterm reakciók, égés: kazánok, fűtőművek, fűtőerőművek, maghasadás: reaktor, fúzió belsőégésű motorok: benzinmotorok, dízelmotorok, gázmotorok, gázturbinák galvánelem, tüzelőanyag-cella, izotópos áramtermelés, hőerőművek, atomerőművek Hőenergia endoterm reakciók hőcserélők, abszorpciós hűtőgépek és hőszivattyúk hőerőgépek: gőzturbinák, gázturbinák hőelem Mechanikai energia

mechanokémiai jelenségek, részecske-gyorsítás hűtőgépek, hőszivattyúk Villamos energia elektrolízis, akkumulátor villamos fűtés, bojler, villanytűzhely, villamos hőszivattyú Tüzelőanyag (szén, kőolaj, földgáz, nukleáris üzemanyag) mechanikai hajtások, pneumatikus gépek, generátor, vízerőmű hidraulikus gépek, vízturbina villamos motorok, MHD-szivattyú transzformátor, egyenirányító, frekvenciaváltó, elektroncső 5. Egyedi és vezetékes energiaellátás – Energiafogyasztók csoportosítása Egyedi és vezetékes energiaellátás A fogyasztók egyedileg, vagy kiterjedt vezetékhálózaton keresztül láthatók el energiával. Bizonyos primer és szekunder energiahordozók esetén csak az egyedi energiaellátás jöhet számításba. Ebbe a csoportba tartoznak a szenek, a széntermékek és az olajtermékek. Szállításuk és forgalmazásuk eszközei változatosak Az energiaellátás fejlesztésének egyik velejárója a vezetékes

energiaellátás terjedése. A vezetékes energiaellátás főleg három energiahordozó esetén alakult ki. A villamos energiát kezdetektől villamos hálózat juttatta el a termelőtől a fogyasztóig. A kezdeti helyi kis hálózatok területi, majd országos és végül nemzetközi együttműködő villamos hálózatok kialakulására vezettek. A földgáz szerepe az utóbbi évtizedekben jelentősen növekedett az energiaellátásban. Forgalmazása szinte kizárólag földgázvezetékeken keresztül történik, amelyek az ország egyre több települését behálózzák. Városok hőellátásában indokolt lehet a távhőszolgáltatás is, különösen akkor, ha kellően nagy a hősűrűség és a távhőt a fűtőerőművek hatékony kapcsolt energiatermeléssel állítják elő. A távhőt forróvíz- vagy gőzhálózatú távhőrendszerek szolgáltatják Energiafogyasztók Az energiaellátás célja és végállomása az energiafogyasztók igényének kielégítése. Az

energiafogyasztók összetétele a gazdaság/társadalom egészét tükrözi, általában termelői (ipari és mezőgazdasági), intézményi és lakossági energiafogyasztókról beszélhetünk. Az energiafogyasztást mérhetjük a felhasznált tüzelőanyag bázisán, ezt gyakran bruttó energiafogyasztásnak nevezzük. Az energiafogyasztóknál a végenergia-felhasználást, az úgynevezett nettó energiafogyasztást állapíthatjuk meg. A bruttó és nettó felhasználás közötti különbséget energiaátalakítási- és szállítási veszteségek okozzák. A végenergia-felhasználásban bizonyos mértékű alternativitás lehetséges. A szóba jövő alternatív megoldások közül gazdasági és piaci szempontok alapján lehet és kell választani. Piaci szempontok elsősorban a hőellátásban és a tervezés fázisában érvényesülhetnek. Tervezéskor lehet választani egyedi és vezetékes hőellátás között, a vezetékes ellátás földgázvezeték illetve

távhőellátás kiépítését jelentheti. Tervezéskor az egyes fogyasztók érdekei csak korlátok között érvényesülhetnek, az optimális energiaellátás módjának választásában inkább a fogyasztói körzetek közérdeke a meghatározó (pl. a földgázvezeték megvalósítása lakossági hozzájárulással). Az energiaellátás bizonyos területein természetes monopóliumok is megjelennek (áramszolgáltatók). Az ipari fogyasztók a felhasznált energiahordozókat esetenként nem csak energetikai célokra használják, hanem ezek képezik technológiájuk nyersanyagát is (vegyipar). A fogyasztók energiafelhasználásának összesítése határozza meg a nemzeti energiaellátás struktúráját. Az energiastruktúra hosszú távú alakulását a piaci viszonyok és az állami beavatkozás (árszabályozás, prioritások) mellett az energetika általános fejlődési tendenciái befolyásolják. 6. Energiaipar és nemzeti energiamérleg Az energiaellátás

országos feladataira –a gazdaság fontos ágazataként- az energiaipar alakult ki. Az energiaipar felépítéséről az alábbi ábra nyújt áttekintést Az energiaipar három fő részre tagolható: energiaforrások, -átalakítók és –szolgáltatók: Az energiaipar struktúrája Import: szén kőolaj földgáz vill. energia olajtermék (Q Ai ) Alapenergia (QA) szén, szénhidrogén, uránbányászat (Q Ah ) (Q si ) (Q pB ) (Q p ) Átalakítás erőmű, fűtőmű, olajfinomító, stb. (Q sB ) (Q s ) szállítás Végenergia-felhasználás (QC) termelői lakossági kommunális fogyasztók (Q F ) Az alapenergia-források (Q A ) a primer energiahordozók hazai termelését (Q Ah ) és importját (Q Ai ) együtt jelenti. Része a hazai szén-, olaj-, földgáz- és uránbányászat A hazai primer energiaforrásokat szén, kőolaj és földgáz importja egészíti ki. Az energiaforrásból a primer energiahordozók egy része közvetlenül a fogyasztókhoz jut (Q p ).

Másik része a központi energia-átalakítókba kerül (Q pB ), amelyek ebből megfelelő szekunder energiahordozókat állítanak elő (Q sB ). A központi energia-átalakítók körébe tartoznak a villamosenergia-termelő erőművek, a hőt előállító fűtőművek és fűtőerőművek, az energiahordozókat feldolgozó és nemesítő művek: olajfinomítók, brikettgyártó, koksz- és gáztermelő, szénelgázosító művek. A szekunder energiahordozók előállításához kapcsolódik a szekunder energiahordozók importja (Q si ), elsősorban a villamosenergia-import és néhány olajtermék importja. A primer (Q p ) és szekunder (Q s ) energiahordozókat a végenergia-felhasználók felé az energiaszolgáltatók forgalmazzák (Q C ). Az energiaforgalmazók sorában igen jelentősek a földgáz, a villamos energia és a távhő szolgáltatói és rendszerei. Az energiaellátás mérlegét a következő ábra személteti. Az energiaellátás mérlege Qö QAi QAh

Alapenergia QA QpB Qp Energiaátalakítás QsB Qsi Qs VB Qp Végenergia-felhasználás QNE VC VF QF Az alapenergia-forrásra bemeneti oldalon a hazai termelés (Q Ah ) és import (Q Ai ), kimeneti oldalon az átalakításra kerülő (Q pB ) és primer energiahordozóként felhasználásra kerülő (Q p ) energiák mérlege írható fel Q Ah + Q Ai = Q A = Q pB + Q p . Az energiaátalakításból kimenő szekunder energia Q sB = Q pB - V B , ahol V B az energiaátalakítás vesztesége. A szekunder energiahordozók mérlege Q s = Q sB + Q si , ahol Q si a szekunder energiahordozók importja. A szolgáltatásra kerülő illetve a végenergiafelhasználás az energiaszállítás V C veszteségének figyelembevételével Q s + Q p – V C = Q C = Q F + Q NE + V F . A felhasználói oldalon Q F a hasznos energiafelhasználás, Q NE a nem energetikai célú felhasználás és V F a felhasználói veszteség. A teljes energiafelhasználás Q ö = Q A + Q si = Q C + V B + V C = Q F +

Q NE + V , ahol V = V B + V C + V F az energiaellátásban fellépő összes veszteség. Az energiamérlegekben különböző energiafajtákat kell összegezni. Az eltérő értékű (pl. tüzelőanyag, villamos energia) energiák helyes és egyértelmű összehasonlítása körültekintést és megegyezést igényel (pl. a villamos energia egységét mekkora tüzelőhőtartalommal tekintjük egyenértékűnek) 7. Nemzeti földgázhálózat Az ország energiaellátásában egyre növekvő és már igen jelentős szerepet tölt be a földgáz. A vezetékes földgázellátás sémáját az alábbi ábra mutatja Földgázhálózat Import Tárolás F Termelés Nagynyomású vezetékek F Kisnyomású vezetékek F F Fogyasztók A földgázhálózat kiinduló eleme a földgázforrás, amit részben hazai termelés, részben földgázimport ad. Nagy távolság miatt az importgázt állandó teljesítménnyel gazdaságos szállítani, a felhasználás viszont nem egyenletes, ezért

célszerű földalatti földgáztárolókkal (Hajdúszoboszló, Pusztaszőlős, Pusztaederics, Algyő, Zsana) a szállítás és a felhasználás eltérő ütemezését kiegyenlíteni. A földgázhálózat fontos elemét képezik a nagy- és középnyomású földgázvezetékek. A nagynyomású vezetékekben a nyomás >25 bar. A nyomást a szállítóképesség fokozása érdekében növelik, nagy távolság esetén közbenső kompresszorokkal ellensúlyozzák a nyomásesést. A nagy középnyomás 425 bar, a középnyomás 0,14 bar közötti Az elosztóvezetékekben kis nyomást (p<0,1 bar) tartanak. A kis nyomást egyrészről azért választják, mert ily módon csökkenthető a lakott területen nehezen megvalósítható védősáv. Másrészt azért, mert a fogyasztói gázkészülékeket tömegesen kis nyomásra készítik A gázfogyasztók teljesítménye és nyomása igen széles határok között változik. A lakossági és általában a kisteljesítményű készülékek

a kisnyomású hálózatokra csatlakoztathatók. Nagyobb ipari fogyasztókat középnyomású, néhány fogyasztót –mint pl a gázturbinát- nagynyomású gázvezetékre kell kapcsolni. A hazai földgázfelhasználás az 1960-as évek elejétől kezdett intenzíven növekedni. A hazai földgáztermelés 1974-ig egyedül ki tudta elégíteni az igényeket, már ekkor elérte vagy megközelítette a később tartható szintjét. A földgázfelhasználás –és az import- 1985-ig növekedett, ezt követően közelítően állandósult. Földgázfelhasználásunk részaránya az 1980as évek elején 2627% volt, jelenleg mintegy 34% Az 1994évi fogyasztás 46%-át a hazai termelés, 54%-át a földgázimport fedezte. A jövőben a földgázigények számottevő emelkedésére számíthatunk, miközben a hazai termelés jelentősen csökken, tehát a földgázimportot fokozni kell. A hazai földgáztermelést kizárólag természetes energiás művelés jellemzi. Ily módon is

viszonylag jó kihozatali arányt sikerült elérni. Bizonyos telepeken szén-dioxid besajtolásával tudták a földgázt inertgázzal kicserélni, s ezzel a besajtolással a földgázkihozatalt növelni. Az ország különböző gázmezőinek művelését lényegesen meghatározza a földgázigények, az import és a termelés összehangolása. A szezonális fogyasztás, az egyenletes import nemcsak a hazai gázmezők változó termelését teszi szükségessé, hanem jelentős mennyiségű gáztárolást igényel földalatti gáztárolókban. A hazai gázmezők termelése a jövőben csökken. A csökkenés oka az, hogy az elmúlt időszakban az ismert és művelés alatt álló telepekből évről-évre több gázt termeltünk ki, mint amennyit a hazai kutatás felfedezett. A magyar energiaellátásnak jelenleg és a jövőben fontos része a földgázimport. A földgázimport 1975-ben kezdődött az akkori Szovjetunióból. A hazánkba érkező Testvériség gázvezeték

Ukrajnában ágazik le az ottani gázvezetékekről. A magyar ág a beregdaróci kompresszor-állomástól Zsámbókig 820 mm átmérőjű évi 11*109 m³ szállítóképességgel. Az egyoldalú gázszállítás hátrányának megszüntetése és a gázellátás diverzifikálása indokolta a Győr és az ausztriai Baumgarten közötti gázvezeték megépítését. Az 1996-ban üzembe helyezett 114 km hosszú HAG (Hungarian Austrian Gaspipeline) vezeték 700 mm átmérőjű, szállítóképessége évi 4,5*109 m³. A vezeték létesítésének jelentőségét jelenleg elsősorban földgázellátásunk biztonságának növekedése jelenti, mert ezzel kapcsolódni tudunk a nyugati gázhálózatokhoz. 8. Nemzeti villamos-energia rendszer A villamos-energia rendszer (VER) vázlatos felépítését az alábbi ábra szemlélteti. A VER egyik fő részét képezik az erőművek. Ezek közös hálózatra táplálják a megtermelt villamos energiát, ezért beszélhetünk együttműködő

erőműrendszerről. Villamosenergia-rendszer (VER) A B Export/Import Egyenáramú betét F Fogyasztók F F Alaphálózat Elosztóhálózatok Erőművek F A VER másik fő része az alaphálózat. Az alaphálózat különböző nagyfeszültségű (nálunk: 220, 440 és 750 kV) vezetékekből áll, amelyek jól behálózzák az ország területét. Egy-egy ország alaphálózata általában együttműködik más országok alaphálózatával is (villamosenergia-rendszerek egyesülése: VERE). A VER-ek közötti együttműködés két lehetőségét mutatja az ábra. Az A változatnál a két villamosenergia-rendszer azonos feszültségen és frekvencián működik együtt, ami akkor lehetséges, ha mindkét fél betartja a minőségi villamosenergia-ellátás előírt követelményeit (ez érvényes az UCPTE európai együttműködésre), vagy egyik fél sem igényes a minőségi szolgáltatásra (ez volt jellemző korábban a KGST országok VER-einek együttműködéseiben). A B

változat esetén a villamosenergia-rendszerek egyenáramú betéten keresztül működnek együtt, ekkor nem kell frekvenciájuknak pontosan megegyezni. Az ilyen együttműködés korlátozott, követelményei lazábbak, lehetőség van minőségi és kevésbé minőségi szolgáltatást nyújtó VER-ek együttműködésére is. A villamosenergia-rendszer harmadik részét az elosztóhálózatok és a fogyasztók képezik. A villamos fogyasztókat különböző feszültségszintű hálózatokról láthatjuk el A kisteljesítményű, lakossági fogyasztókat az alacsony feszültségű hálózatokra kapcsoljuk, a teljesítménynöveléssel általában nő a nagyobb feszültségű hálózatra kapcsolás igénye és célszerűsége. Egyes nagyfogyasztókat az erőművek közvetlenül látnak el generátorkapcsukról. 9. Helyi távhőellátó-rendszerek A távhőt forróvizes vagy gőzközegű távhőrendszereken keresztül szolgáltathatjuk. Az alábbi ábra forróvizes

távhőrendszert mutat, amelyet fűtésre és használati-melegvízellátásra használunk széleskörűen, ha célszerű alkalmazásának feltételei (nagy hőigény, hősűrűség, kedvező hőtermelés) megvannak. Forróvizes távhőrendszer Hőközpont, hőfogyasztók Te Tv Hőtermelők Hőszállítás A távhőrendszer kiindulása a hőtermelés, ami lehet közvetlen (kazántelep), vagy kapcsolt (fűtőerőmű), esetleg valamilyen hulladék- vagy olcsó hő hasznosítása. A forróvizes távhőrendszer fő eleme az a vezetékpár, amelynek előremenő ágában T e hőmérsékletű, visszatérő ágában pedig T v hőmérsékletű vizet keringtetünk. A hazai távhőellátás az 1950-es években indult, először és nagyobb arányban a Magyar Villamos Művek (MVM), kisebb részben az ipari erőművekből és a tanácsi/önkormányzati hőszolgáltatók fűtőműveiből. A távhőszolgáltatás kezdetben elsősorban egy-egy üzem technológiai gőzigényét fedezte. A

forróvizes városi távfűtést az MVM 1962-ben kezdte meg. Mindkét hőszolgáltatás dinamikusan növekedett, különösen 19701990 között. A forróvizes fűtési hő és a technológiai gőz aránya 1975-ben 1:2 volt, 1990 után viszont a forróvizes távfűtés –az ipari hőfogyasztás visszaesése következtében ismár meghaladja a gőzszolgáltatás mértékét. A távhőszolgáltatásban jelentős részt képvisel a lakásfűtés és melegvíz-szolgáltatás. A távfűtött lakások aránya 1990-ben 17%-ot ért el s nem sokkal maradt el a használatimelegvízzel ellátott lakások részaránya sem. A távfűtött közintézmények térfogata a távfűtött lakások térfogatának mintegy 20%-át teszi ki. A lakásfűtés átlagos fajlagos hőfelhasználása számottevően csökkent. A jelenlegi mintegy 260MJ/m³év érték is magas a nemzetközi összehasonlításban, lényegesen meghaladja a fejlett országok tényadatait és még inkább az új épületekre vonatkozó

előírásait. A magas értékben sok tényező játszik szerepet: a fűtött panelépületek rossz hőtechnikai jellemzői, a távfűtés nem kielégítő szabályozása, átalánydíjas elszámolás stb. 10. A kőolaj és az olajtermékek Hazai kőolajtermelés Kőolajimport Az olaj feltárt készletei a szénének mintegy 20%-át, remélt készletei alig 10%-át teszik ki. A világ olajfelhasználása –az utóbbi évtizedekben hozott korlátozó intézkedések ellenére is- egyharmaddal nagyobb mint a széné, a fosszilis tüzelőanyag-felhasználásnak még mindig 4344%-át teszi ki. A nagyarányú olajfelhasználást magyarázza, hogy kedvező tulajdonságai az energiaellátás minden területén vonzóvá teszik, bizonyos felhasználásokban (pl. gépjárművek üzemanyagaként) pedig még mindig egyeduralkodónak, szinte nélkülözhetetlennek tartják. Az olajkészletek és –felhasználás összehasonlításából érthető, ha esetenként olajhiányt jósolnak, vagy az

olaj helyettesítését tartják szükségesnek. Az összehasonlítás is részben magyarázza a kirobbant olajválságokat! Ennek jótékony hatása lett az energiatakarékosságra. Ugyanakkor a fogyasztás és készletek ellentéte eddig mindig feloldódott, a fogyasztásnövekedést rendszerint újabb készletek feltárása követni tudta. Hazai kőolajtermelés A 70-es, 80-as, 90-es években a hazai kőolajtermelés mennyisége –közelítve az évi 2*106 t értéket- nagyjából állandó volt. A felhasználás nagyobbik részét importból fedeztük Az olajfelhasználás és –import 1977-ig dinamikusan nőtt (az 1973. évi olajválság lassan gyűrűzött be), a csúcsfogyasztás meghaladta a 12*106 t/év értéket. A csúcsot követően erőteljes csökkenés következett a jelenlegi 9*106 t/év körüli szintre. A jövőben várhatóan mérsékelten nő a felhasználás, a hazai termelés viszont hamarosan a jelenleginek felére csökken. A hazai olajtermelés kialakulását

és fenntartását intenzív feltárási munka és a kőolajtelepek korszerű művelése tette lehetővé. A hazai kutak 1996-ig 83*106 t kőolajat termeltek. A dél-zalai területen 1937-ben a Budafa, 1940-ben a Lovászi és 1951-ben a Nagylengyel mezőt tárták fel. A legnagyobb hazai kőolaj és földgáz előfordulású Algyő mezőt 1965-ben fedezték fel. A hazai kőolajtermelésben elsődleges, másodlagos és harmadlagos kihozatali technológiákat alkalmaztak. Elsődleges kihozatalt a természetes rétegenergia biztosítja, másodlagos kihozatalnál víz- vagy gázbesajtolást és elárasztást alkalmaznak, harmadlagos kihozatal esetén pedig magasabb színvonalú termikus, gáz, kémiai és egyéb művelési eljárásokat vonnak be. Budafa és Lovászi mezőknél a művelés kezdeti szakaszában a rétegenergia felhasználása mellett gyors termelésnövekedést értek el. A csúcstermelés elérése után szénhidrogén gázbesajtolást, a kitermelés közbenső

szakaszában vízbesajtolást vezettek be. A kitermelés utolsó szakaszában szén-dioxidos művelést alkalmaznak, amihez a helyszínen korlátlan mennyiségben áll rendelkezésre gáz. Az Algyő mezőben olajtermeléssel összehangolt vízbefecskendezéssel igyekeztek az olajkihozatalt növelni és egyenletessé tenni. A telep meghatározott részén etánban dús gázok besajtolásával növelték az olajkihozatalt. Kőolajimport A kőolajimport a magyar energiaellátás fontos része. A kőolaj túlnyomó részét Oroszországból vásároltuk. Ez a kőolaj Ukrajnán keresztül a Barátság II vezetéken érkezik Magyarországra, a vezeték átmérője 600 mm és évi szállítóképessége 10*106 t. A Szlovákián át haladó Barátság I vezetékhez is rendelkezünk egy 350mm átmérőjű és évi 5*106 t szállítóképességű leágazással, ami tartalékként a szállítás biztonságát növeli. Az egyoldalú olajimport megszüntetése érdekében épült az Adria

csővezeték, amelynek átmérője szintén 600 mm évi 10*106 t szállítóképességgel. A kőolajigényt korábban az úgynevezett fehérárúk (benzin, gázolaj stb.) szükséges mennyiségéből vezették le azzal, hogy a többi termék (pl fűtőolaj) az energiaellátás más területén könnyen felhasználható. Az utóbbi időben viszont az olajár-emelkedés különösen szigorú takarékosságot követel az olajfelhasználásban. Ennek keretében elsősorban az egyes olajtermékekből közvetlenül jelentkező igényeket és ezek előállítását kell vizsgálnunk. Olajtermékek A kőolajat közvetlenül csak nagyon ritkán használják. Általában olajfinomítókban dolgozzák fel, amelynek energetikai célra elsősorban motorhajtó üzemanyagokat és tüzelőanyagokat állítanak elő, nem energetikai célokra pedig kenőanyagokat, bitument, petrolkémiai anyagokat stb. termelnek A kőolaj egyes összetevőit desztilláció során választhatjuk szét. A

kőolaj-finomító csőkemencés, atmoszférikus desztillációjának folyamatában a nyers kőolajat először a távozó termékek melegítik elő, majd a csőkemencében 280300 °C-os desztillációs véghőmérsékletre hevítjük fel. A csőkemencéből kilépő anyag a frakcionáló toronyba kerül és a belépés helyén szétválnak a gőz- és folyadékfázisú alkotói. A gőzfázisú alkotók a frakcionáló toronyban felfelé áramlanak és közben gondoskodunk kondenzálásukról. A kondenzációhoz szükséges hőelvonást az teszi lehetővé, hogy a torony tetején 105110 °C hőmérsékleten távozó könnyűbenzint kondenzáljuk és hűtjük, majd refluxként visszavezetjük a toronyba. A frakcionáló toronyban tehát kettős áramlás alakul ki: a lefelé áramló, buboréksapkás tányérokon összegyűlt folyadékréteg kondenzálja a felfelé áramló gőz nehezebb komponenseit, míg a könnyebb alkotók gőzfázisban maradnak és tovább áramlanak felfelé. A

képződött kondenzátumot megfelelő hőmérsékleteken kivezetik, s a kívánt termékeket (gázolaj, petróleum, nehézbenzin) kapjuk. A kivezetett párlat könnyű termékeket is tartalmaz, ezeket gőzzel fűtött kigőzölőkből juttatjuk vissza a frakcionáló toronyba. Az atmoszférikus desztilláció lepárlási maradéka a pakura Az atmoszférikus desztilláció a kőolaj-finomítás alapmegoldása, amelynek kétirányú kiegészítése indokolt. Egyrészt a fehéráru kihozatalt igyekeznek növelni, másrészt a desztilláció során kapott termékek még nem kész termékek, minőségük további javítása szükséges. A magasabb forráspontú termékek desztillációját kisebb hőmérsékleten is el lehet érni, ha a nyomást csökkentjük. A vákuum-desztilláció során a pakurából gázolajat és 350 °C-nál magasabb forráspontú olajpárlatokat nyernek, a desztillációs maradék pedig bitumen lesz. A fehéráru kihozatalt destruktív eljárásokkal, a

krakkolással növelhetjük. Az eljárás lényege, hogy a nagyobb molekulák bizonyos körülmények között kisebbekre bonthatók. A lebomlást katalizátorokkal is elő lehet idézni. A katalitikus krakkolás során gázolajból és magasabb hőmérsékletű vákuumpárlatokból benzint lehet előállítani. A hidrokrakkolás során hidrogénnyomás alatt bontják a molekulákat és a felhasznált maradványokból és párlatokból benzint és gázolajat állítanak elő. A desztillációs termékek további kezelése során elsősorban a közlekedés számára szükséges mennyiségű és minőségű motorhajtó üzemanyagokat kell előállítani. Az Ottómotorok számára motorbenzint, a dízel-motorokhoz gázolajat, a repülőgépek gázturbinái részére pedig kerozint kell termelni. 11. A földgáz, földgázszolgáltatás (szervezet, törvényi szabályozás, földgáztárolás) A földgáz később jelent meg a világ energiaellátásában, mint a szén és az olaj. A

földgázfelhasználás 1971-ben 18,4%-ot képviselt, jelenleg 22% körüli az aránya, ami 2010-ig várhatóan 23,5%-ra nő. Vezetékes gázt már a múlt század végétől forgalmaztak Budapesten és több városban. A földgázszolgáltatás az 1960-as években, a jelentős hazai földgázkészletek feltárása után indult el és gyorsan, sok településre kiterjedő országos rendszerré fejlődött. A földgázszolgáltatás szervezete, törvényi szabályozása A kiterjedt hazai földgázszolgáltatást –az EU szabályozási rendszerével harmonizálttörvények szabályozzák. Alapvető szerepe a bányatörvénynek és a gáztörvénynek van A gázenergia rendszer működési modelljét az alábbi ábra szemlélteti. A rendszer egyik főszereplője a gázértékesítő. A gázértékesítési feladatokat a MOL Rt látja el, hozzá tartozik a gáztermelés és a gázimport, üzemelteti az országos szállítóvezetékeket és tárolókat, illetve gázátadó állomásokat. A

másik szereplői kört a gázszolgáltatók képezik Jelenleg hat gázszolgáltató működik: a fővárosban a többségi önkormányzati tulajdonban lévő FŐGÁZ Rt., vidéken pedig a DDGÁZ Rt, a DÉGÁZ Rt, az ÉGÁZ Rt, a KÖGÁZ Rt és a TIGÁZ Rt., amelyek 1995-től külföldi befektetők többségi tulajdonába kerültek Ezek üzemeltetik a gázelosztó vezetékeket a gázátadó állomásoktól a fogyasztói főelzáróig. A rendszer egyes elemei piaci versenyben vesznek részt, egyes elemeiben viszont monopóliumok alakulnak ki. A gázellátás működési modellje Import Értékesítő Szolgáltatók Termelés Szállítóvezetékek, tárolók, gázátadó Elosztó vezetékrendszer Fogyasztók Koncessziós termelés A földgáz kutatása és kitermelése a versenyszférába tartozik. A bányatörvény alapján koncesszió adható a földgáz kutatására, feltárására és kitermelésére, földgázvezeték létesítésére és üzemben tartására, földalatti

gáztároló kiképzésére és használatára. Koncesszió keretében termelt gáz a gázértékesítőnek, a gázszolgáltatóknak és a fogyasztóknak adható át. Magyarországon korábban csak a MOL Rt. és jogelődjei végeztek feltárást és termelést A csökkenő olaj- és gáztermelés indokolta, hogy a MOL koncessziós területén kívül eső területekre mások is kapjanak kutatási és termelési koncessziót. A harmadik fél hozzáférését a gázértékesítő üzemeltetésében lévő gázvezetékek és gáztárolók szabad kapacitására biztosítani kell megfelelő szerződés kötésével. Ugyanezt a kötelezettséget földgáz elosztórendszereknél a törvény nem írja elő. A gáztörvény a gázellátási kötelezettséget a gázértékesítő feladatává tette. A gázértékesítőnek kell gondoskodnia az ország hosszú távon gazdaságos és biztonságos gázellátásához szükséges forrásokról, a hazai termeléssel nem fedezhető igények importból

történő ellátásáról. A gázértékesítőt szerződéskötési kötelezettség terheli a gázszolgáltatókkal annak érdekében, hogy a közüzemi szolgáltatáshoz a szükséges gázmennyiség és gázteljesítmény folyamatosan rendelkezésre álljon. A gázértékesítés és a gázszolgáltatás engedélyköteles tevékenység. Működési engedélyeket a Magyar Energia Hivatal adja ki. A gázértékesítési működési engedély a gázszolgáltatók földgázellátására és az engedélyben feltüntetett, külön vezetékkel csatlakozó fogyasztók ellátására ad kizárólagos gázszolgáltatási jogot. Gázszolgáltatók az engedélyükben meghatározott települések közüzemi gázszolgáltatására kapnak működési engedélyt. Gázvezetékeket bárki (pl. önkormányzat) építhet, de azokat csak gázszolgáltatási engedéllyel rendelkező társaságok üzemeltethetik. Az új fogyasztóktól a gáz hatósági árával nem fedezett fejlesztési költségek

megtérítésére hálózati hozzájárulás kérhető, de ez nem jár tulajdonszerzési jogokkal. A gázszolgáltató és a fogyasztó közötti kapcsolatrendszert részletesen a Gázszolgáltatási Közüzemi Szabályzat szabályozza. Földgáztárolás A földgázellátás egyik lényeges kérdése a források és a fogyasztás egyensúlyának megteremtése. Ez a kérdés a földgázellátásban azért alapvető, mert • földgázzal gazdasági és környezetvédelmi szempontok figyelembevételével elsősorban olyan fogyasztókat (pl. háztartásokat) látunk el, amelyek energiaigénye erősen hőmérsékletfüggő, • a hazai gáztermelésben, különösen pedig a gázimportban gazdaságilag a minél egyenletesebb kitermelés, illetve szállítás indokolt, ezek tehát egyenletesen rendelkezésre álló gázforrást jelentenek és • halmazállapotánál fogva a földgáz nem tekinthető kedvező közegnek az energiatárolás szempontjából. A földgázfogyasztás időbeli

változása a földgáz tárolását igényli. A tárolásnak több eljárása jöhet számításba, elsősorban attól függően, hogy milyen nagyságú földgázt akarunk szezonálisan, vagy rövid időre tárolni. Nagy mennyiségű földgáz szezonális tárolását földalatti gáztárolókban oldhatjuk meg. Földalatti gáztárolásra olyan porózus kőzetréteg alkalmas, amely felett gázt át nem eresztő boltozat van, alul pedig vízzel elárasztott kavics- vagy homokréteg akadályozza meg a gáz megszökését. A földalatti gáztároláshoz elsősorban a már kimerült földgáztelepeket lehet felhasználni, illetve kiépíteni. A tároló feltöltéséhez és kisütéséhez kompresszor szükséges attól függően, hogy a töltő, illetve az ürítő gázvezetékben a gáztárolóhoz képest mekkora a nyomás. Földalatti gáztárolók létesítésére hazánkban viszonylag kedvező lehetőségek vannak Az 1996-ig kiépített földalatti gáztárolók jellemző adatait a

következő táblázat mutatja. Az 1996-ig kiépített földalatti gáztárolók jellemzői Gáztároló, tárolás kezdete Hajdúszoboszló, 1978 Pusztaszőlős, 1978 Pusztaederics, 1979 Algyő, 1990 Zsana, 1996 Összesen Nyomás [bar] Tárolt gáz [109m³] 6095 90128 86143 110135 96120 1,40 0,24 0,33 0,10 0,60 2,67 Gázteljesítmény [106m³/nap] 19,0 3,4 2,9 1,0 8,0 34,3 A létesített gáztárolók összesen 2,67*109m³ gázt képesek tárolni és a gázfogyasztás csúcsidőszakában összesen 34,3*106m³/nap gázteljesítményt tudnak kiadni. Az ismert földgázmezőkön (Algyő, Üllés, Zsana, Nagylengyel stb.) további földgáztárolók létesíthetők Az ismert potenciális földalatti gáztárolók kapacitása meghaladja a kiépítettekét. Az energiaellátás hatékonysága A gazdaság és az energia kapcsolatának egyik kulcskérdése, hogy a gazdaság egyedi illetve össztermeléséhez milyen és mennyi energiát használ, s fordítva: meghatározott energia

felhasználás mellett a gazdaság mekkora termelést és termelési értéket valósít meg. Ezek a kérdések fontosak az egyes gazdasági társaságok számára, de különösen jelentősek a nemzeti energiagazdálkodás tervezésében és megvalósításában. Előbb az energetikai hatékonyság alapvető mutatóit adjuk meg, majd néhány nemzetgazdasági összefüggésre mutatunk rá . Az energetikai hatékonyság mutatói A gazdaságban minden termelő tevékenység valamilyen energiafelhasználással jár. Egyetlen tevékenység fajlagos végenergia-felhasználása alatt a tevékenység energia-felhasználásának [Q Fi ] (pl. hő, villamos) és a naturális mértékének (kg, m3, db stb)[ G i ] hányadosát értjük q Fi = Q Fi/ G i A fajlagos alapenergia felhasználásnál figyelembe vesszük a hatásfokot is. q i = Q i / G i= (Q Fi /ηF)/ G i A nemzetgazdaság összes (alap)energiafelhasználása Q= Σ Gi q i Az energiafelhasználást a tevékenység naturális mértéke

helyett inkább a termelési értékre (N, Ft) vonatkoztatjuk. így értelmezhető az érintett tevékenység energiaigényessége ε i =(Q Fi /ηF)/ N i illetve az energetikai hatékonyság 1/ε i J/FT Ft/J Két csoportot különböztetünk meg, az energiaigényes alapanyagipart (Al) és kevésbé energiaigényes feldolgozó ipart (FI), így jól érzékelhető az iparszerkezet hatása a gazdaság energiaigényességére. Megállapítható, hogy a nemzetgazdaság energiaigényességét csökkenthetjük - az ipar ágazati szerkezetének olyan módosításával, amely az alapanyagipar arányát (Al) csökkenti, a feldolgozó iparét ( Fl) pedig növeli, - az érintett termelés technológiai korszerűsítésével - olyan energetikai módszerekkel, amelyek az energiaellátás hatásfokát növelik. A statisztikákhoz és a nemzetközi összehasonlításokhoz mind a GDP-t, mind a teljes energiafelhasználást a lakosság létszámára (L) szokás vonatkoztatni. Az egy főre esőGDP

n = N/L Ft/fő (USD/fő), és az egy főre eső energiafelhasználás q = Q/L J/fő. Az egy főre eső energiafelhasználást általában alapenergiában adják meg, de esetenként más energiára (pl. E villamos energiára) is értelmezik Energetikai rugalmasság Az egy főre eső GDP és energiafelhasználás között kapcsolat van: nagyobb fajlagos termelés nagyobb fajlagos energiafeIhasználással jár. A gazdaságfejlesztés egyik fő célja a GDP növelését minél kisebb energianövekedéssel valósítsa meg Ennek eszközei szintén az energiaellátás hatásfokának növelése, az egyes termelési technológiák energiaigényességének csökkentése, az iparszerkezet változtatása az egyes energiaigényes ágazatok visszafejlesztésével és kis energiaigényű termelőágazatok intenzív növelésével. Villamosenergia-ellátás A villamosenergia-szolgáltatás Magyarországon és Budapesten több mint száz évvel ezelött kezdödött. A közhasznú

villamosenergia-szolgáltatás gyorsan fejlödött, a második világháború után rövid időn belül az egész ország gyakorlatilag villamosítottá vált. A villamosenergia-ellátás szervezete, törvényi szabályozása A villamosenergia-szolgáltatás fejlődése és a gazdasági átalakítások során a villamosenergia-ellátás szervezete többször módosult . A villamosenergia-rendszer jelenlegi működését a villamos energia törvény szabályozza. A magyar villamosenergia-rendszer több évtizeden keresztül egyetlen, központi irányítású, állami szervezet (MVMT) keretében működött. A tröszt monopol jellegét részben oldotta az 1992 január l-én kétszintü, állami tulajdonú MVM társaságcsoporttá (holding) történt átalakítása, amelynek müködését az MVM Rt. résztulajdonosként és a társaságcsoport tagjai által kölcsönösen elfogadott alapszerződés alapján szervezte. Az 1995 végén részben privatizált villamosenergia-rendszer

jelenlegi, az új villamos energia törvény előírásait is figyelembe vevő müködési modelljét a következő ábra szemlélteti: A villamosenergia-ellátás müködési modellje A törvény a villamosenergia-ellátás három egyenrangú szereplőjét különbözteti meg: a termelőket, a szállítót és a szolgáltatókat A törvény az egyenrangú résztvevők közül a szállító felelősségét írja elő a villamosenergia-ellátásban és a villamosenergia-rendszer együttmüködésében. A szállító fontosabb feladatai: - köteles a termelőktől a legkisebb árú villamos energiát beszerezni, termelő kapacitásokat hosszabb időtartamra lekötni vagy azokról a szolgáltatók javára lemondani, a rendszerszintü tartalékok lekötéséről, ill. üzemeltetéséről gondoskodni, - a szolgáltatókkal szerződést kell kötnie és e szerződések keretében villamosenergia-ellátási kötelezettség terheli. A szolgáltatók hosszú távú villamosenergia-igény

felmérései alapján köteles a termelő kapacitás vagy import bövítését kezdeményezni; - köteles biztosítani az együttműködő villamosenergia-rendszer üzemének irányítását és együttműködését, - a szállítót illeti meg a villamos energia importjának és exportjának kizárólagos joga, a magyar villamosenergia-rendszer nemzetközi együttműködésének képviselete, - a szállító jogosultsága a nagykereskedelmi tevékenység ellátása mind a hazai, mind az import villamosenergia-forgalomban. A magyar villamosenergia-rendszerben a szállító feladatát az állami tulajdonban lévő MVM Rt. látja el Az alaphálózatot az OVIT Rt üzemelteti A villamos energiát a termelők állítják elő. Termelők a termelő kapacitásukat a szállítónak kötelesek felajánlani, s csak a szállító lemondása esetén értékesíthetik a szolgáltatónak. A villamosenergia-termeléshez szükséges tüzelőanyag beszerzését a termelőn(;k kell hosszú távú

szerződésekkel biztosítania. A villamos energia túlnyomó részét termelő hazai erőműtársaságok: Bakonyi Erőmű Rt., Budapesti Erőmű Rt, Dunamenti Erőmű Rt, Mátrai Erőmű Rt., Paksi Atomerőmű Rt, Pécsi Erőmű Rt, Tiszai Erőmű Rt és Vértesi ErőműRt Közülük a Dunamenti, a Mátrai és a Tiszai erőműveket 1 995/1 996-ban privatizálták. A fogyasztók ellátása villamos energiával a szolgáltatók feladata. A szolgáltatók - a megkötendő hosszú távú villamos energia és kapacitás lekötési szerződés alapján elsősorban a szállítótól vásárolják a villamos energiát. Létesíthetnek saját erőműveket is az előző három évi csúcsteljesítmény átlagának 15%-áig, ha azok megújuló energiát használnak fel vagy hőszolgáltatással kapcsolt energiatermelésük hatásfoka 70%-nál nagyobb. Forrásként szóba jöhetnek ipari erőművek is egyedi közüzemi szerződés alapján. A szolgáltatók és a fogyasztók kapcsolatrendszerét

a Villamosenergia Közüzemi Szabályzat szabályozza. A villamosenergiaszolgáltatására a szolgáltató közüzemi szerződést köteles kötni A fogyasztó csak a közüzemi szabályzatban meghatározott feltételek mellett kapcsolható a hálózatra. A magyar villamosenergiarendszerben a szolgáltatói feladatokat az 1 995-ben privatizált, többségi külfóldi irányítás alá került társaságok látják el: ELMŰ Rt., ÉDÁSZ Rt, ÉMÁsz Rt, DÉDÁSZ Rt, DÉMÁSZ Rt és TITÁSZ Rt A villamosenergia termelése, szállítása és szolgáltatása egyaránt engedélyköteles tevékenység. A Működési Engedélyeket- törvényi felhatalmazás alapján - a Magyar Energia Hivatal adja ki. A jogszabályok és a működési engedélyek figyelembevételével készült Űzemi Szabályzat rögzíti az együttműködő villamosenergia-rendszer működési modelljét. Az új erőmúvek létesítésének és üzembe helyezésének rendjét jogszabályok írják elő. A

villamosenergia-rendszer - működési modellel összefüggő - költség- és ármodelljét a következő szemlélteti A villamosenergia-ellátásban a következő árszintek értelmezhetők (adók nélkül): Termelői ár = Tüzelőköltség + termelői árrés, Nagykereskedelmi ár = átlagos termelői ár + szállítói árrés, Fogyasztói ár = nagykereskedelmi ár + szolgáltatói árrés. A termelőknél, szállítóknál és szolgáltatóknál fellépő árrés tartalmazza a befektetett költségeik terheit és az üzemeltetési költségeiket, továbbá a felszámítható (pl. évi 8%-os tőkearányos) nyereséget A termelői árszint erőművenként indokoltan különbözik, ezt a szállító kiegyenlíti és egységes nagykereskedelmi árat ad meg. A szolgáltatók költsége és nyeresége is eltérő, ennek következtében szolgáltatónként más fogyasztói ár alakulhat ki. Az egységes fogyasztói árszintet a hatósági árszabályozás biztosítja Az egyes

árszinteken különböző tarifák működtethetők. A termelői ár erőművenként eltérő rendelkezésre állási díjat, bányalekötési díjat és több zónaidős energiadíjat tartalmaz. A nagykereskedelmi árban egységes a teljesítménydíj és az energiadíj. A fogyasztói tarifákat a fogyasztók jellegének és a mérés lehetőségeinek figyelembevételével lehet megállapítani. A villamosenergia-rendszerek együttműködése (szüre az rizsa) A villamos fogyasztók biztonságos (korlátozásmentes) és minőségi (állandó feszültségű és frekvenciájú) ellátása, ill. az erőművek együttműködési lehetőségének megteremtése indokolta a villamosenergiarendszerek (VER) kialakítását A villamosenergia-rendszerek kialakulását elősegítette, hogy az ehhez szükséges villamos vezetékek ill. hálózat létesítése az elérhető előnyökhöz mérten viszonylag mérsékelt költségigényű. A magyar villamosenergia-rendszer 1949-ben jött létre Az

egyes országok villamosenergia-rendszerei nemzetközi villamosenergia-rendszer egyesülések (VERE) keretében is együttműködnek. A magyar villamosenergia rendszer több évtizeden keresztül járt párhuzamosan a KGST országok villamosenergiarendszereinek (CDU) egyesülésével. A KGST megszűnése után a lengyel, a cseh, a szlovák és a magyar villamosenergia-társaságok 1 992-ben létrehozták a CENTREL együttműködési szervezetet, amely előbb autonóm üzemet valósított meg, majd 1995-től kezdődően párhuzamos próbaüzemet folytat a nyugat-európai villamosenergia-társaságok egyesüléséveI (Union for the Coordination of Production and Transmission of Electricity UCPTE). A CDU egyesülést központi elhatározással hozták létre és a tagoknak nem kellett elő irt csatlakozási feltételeket teljesíteniük. Csatlakozási kővetelmények nélkül az egyesülés nem volt képes minőségi energiaszolgáltatásra, elsősorban a fogyasztók által megkivánt

frekvenciatartásra. A magyar villamosenergia-rendszer számára kedvezőtlen volt, hogy az együttműködés keretében nagy arányú villamos import és ezzel egyoldalú importfüggőség alakult ki, továbbá az egyoldalúan kiépített hálózati kapcsolatok mellett viszonylag kevés és csak különleges módon (egyenáramú betéttel, elkülönített körzetben) megvalósítható együttműködés jöhetett létre a szomszédos nyugati villamosenergiarendszerekkel. A nyugat-európai UCPTE egyesülés célja a minőségi és biztonságos villamosenergia-szolgáltatás, a meglévő és üzembe kerülő termelő és szállító berendezések leghatékonyabb hasznosításával. Az egyesülés arra törekszik, hogy minden társasága optimális feltételek mellett üzemeljen és fogyasztóit a leggazdaságosabban elégítse ki. Ennek megvalósítása érdekében az együttműködésben résztvevőknek és a csatlakozni szándékozóknak szigorú követelményeket és feltételeket

kell teljesíteniük. A fontosabb elöírások : - Minden együttmüködö rendszernek saját eröműveiböl vagy vásárlási szerződésekkel kell gondoskodnia villamos energia és mindenkori teljesítmény igényeinek ellátásáról. Törekvés, hogy az egyes rendszerek közötti villamosenergia-áramlás minimális legyen. - Mindegyik rendszerben pontos műszaki paraméterekkel meghatározott mennyiségű és minöségű tartaléknak kell rendelkezésre állnia, amellyel néhány másodperc alatt automatikusan pótolható egy esetleges üzemzavar esetén kieső teljesítmény. Ez a primer szabályozás - Az érintett rendszernek mintegy tíz percen belül a nemzetközi energiacserét meg kell szüntetnie, ill. az egyensúlyt helyre kell állítania. Ezt a szekunder szabályozás biztosítja, szintén pontosan meghatározott műszaki feltételek mellett. - A villamosenergia-rendszer alaphálózata üzembiztonságának meg kell felelnie az (n-l )-elvnek, azaz egy tetszőleges

rendszerelem kiesése nem korlátozhatja a fogyasztó villamosenergia-ellátását. Az elv megvalósítása fontos szempontja a magyar villamos hálózat fejlesztésének - A feszültségtartás mindegyik rendszernek saját feladata. A határokon átmenő vezetékek feszültségtartásában a szomszédos országoknak kell megállapodniuk. A szomszédok feladata, hogy a meddöteljesítrnény-áramlás nagyságát is a lehetőségekhez képest alacsony szinten tartsák. - Az újonnan létesítendő erőművi egységeknek meg kell felelniük az UCPTE erre vonatkozó előírásainak. - Olyan védelmi tervet kell készíteni, amely tartalmazza a nagy üzemzavarok megelőzése érdekében teendő intézkedéseket, ill. egy esetleges rendszerösszeomlás után a rendszer újra felépítésének tervét - Az UCPTE egyesülésben nincs központi rendszerirányítás. A szervezeti intézkedések feladata az egyes rendszerek irányításának, a rendszerek közötti energiacsere mérésének és

elszámolásának koordinálása, továbbá a hálózatfejlesztési, az üzemviteli és az energiagazdálkodási feladatok harmonizálása. 14. Az energetika állami irányítása Az állam szerepe az energetikában Az energiaszektor stratégiai jellegéből fakadóan az ellátásbiztonság, a nemzetközi versenyképesség, valamint a környezeti szempontok érvényesítésében fontos kérdés milyen állami magatartás kívánatos, amely a célok és törekvések teljesülése mellett a piaci szereplők számára nem korlátokat, hanem ösztönzést, orientációt és kockázatmérséklődést eredményez. Miután az állam szerepvállalása és annak konkrét módja, szabályai és intézményei a változó nemzetközi és hazai viszonyok alapján szükségszerűen átalakulnak, időről időre át kell tekinteni az állami szerepvállalás rendszerét. A kormányzat és a parlament az elmúlt évtizedben deklarált energiapolitikája 1992-1993. során alakult ki. A

rendszerváltás után az akkori Ipari Minisztérium 1992-ben foglalta össze az energetika ügyében szükséges tennivalókat. E dokumentum nyomán készült 1993-ban a terjedelmes, „A magyar energiapolitikáról” szóló országgyűlési előterjesztés, amelyet 21/1993. (IV9) OGY határozattal fogadtak el Az elfogadott energiapolitikai irányelvek, amelyeket a későbbi, kétévenkénti beszámolók lényegében azonosan idéznek, a következők voltak: a.) Az energiaellátás biztonságának a megőrzése, fokozása, ezen belül: - az egyoldalú energiaimport-függés mérséklése, az energia-beszerzés diverzifikálása, technikai-mennyiségi feltételeinek megteremtése; - a stratégiai készletek, tartalék kapacitások növelése. b.) A környezetvédelmi szempontok érvényesítése mind a meglévő energiatermelő és fogyasztó berendezéseknél, mind a jövőbeni fejlesztéseknél. c.) Az energiatakarékosság szerepének fontossága, a megújuló

energiahordozók részarányának növelése, az energiahatékonyság javítása, ezáltal a magyar gazdaság versenyképességének fokozása. d.) A legkisebb költség elvének – a versenyelemek fokozatos bővítésével történő – érvényesítése az energiarendszer fejlesztésénél és működtetésénél. Az energetikai döntéseknél és az ezekhez kapcsolódó államigazgatási eljárásoknál a nyilvánosság szerepének fokozása Az adott döntésekben, eljárásokban közvetlenül érintett társadalmi környezet véleményének a figyelembevétele. e.) A szénbányászat helyzetének rendezése a nemzetgazdasági szempontok előtérbe helyezésével. f.) Piackonform szervezeti, tulajdonosi, közgazdasági és jogi szabályozási környezet megteremtése annak érdekében, hogy az energiafogyasztók védelme megvalósuljon, és a magyar energiagazdaság fokozatosan képes legyen alkalmazkodni a majdan kialakuló egységes európai energiapiachoz. A 90-es évek

első felében a gázszolgáltatásról, a villamos energia termelésről és - szolgáltatásról, a behozott kőolaj és kőolaj termékek biztonsági készletezéséről, az állami tulajdonban lévő vállalkozói vagyon értékesítéséről szóló törvényekkel és kapcsolódó jogszabályokkal az energiaszektorból elsődlegesen a vezetékes energiák alapvető szabályozása megkezdődött, államigazgatási felügyeletére megalakult a Magyar Energia Hivatal. Az energiakoncepciókban megfogalmazott általánosabb célok és konkrétabb törekvések mind a változatlan alapelvek – ellátásbiztonság, gazdaságosság, környezeti követelmények – mind az adott időszakra vonatkozott teendők – pl. privatizáció, a szénbányászat leépítése, EU-csatlakozási felkészülés, a vezetékes energiahordozók liberalizációs modelljének kialakítása stb. – tekintetében lényegében teljesültek Napjainkra elfogadottá vált, hogy az energiaszektor – benne

kiemelten a vezetékes energiahordozók – legáltalánosabb célja és feladata a társadalmi- gazdasági fejlődéshez szükséges energia megbízható, elfogadható árú és környezetet kímélő szolgáltatása. Szerepe, jelentősége sok vonatkozásban meghatározó, stratégiai jelentőségű. Ebből adódik, hogy a modern gazdaságokban az energiaszektorral szemben támasztott legfőbb követelmény az ellátásbiztonság. Az üzleti szféra versenyképességét elősegítő, a lakosság számára megfizethető energiaszolgáltatás megkülönböztetett jelentőségű, egyben az adott ország energiapolitikájának fő célja Az energetikával szembeni követelményeket a következőkben lehet megfogalmazni. Legyen az ellátás : - megbízható, mindenki számára elérhető, gazdaságilag életképes, társadalmilag elfogadható és, környezetileg megfelelő. Az állam a piacgazdaság viszonyai között sem vonulhat ki az energiagazdaságból. Mivel az állam alapvető

feladata állampolgárainak, a gazdaság és a nemzet érdekeinek szolgálata, védelme ezen feladatát hosszútávon a szabályozói (törvényalkotói), felügyeleti és érdekvédelmi funkciói segítségével gyakorolja. Az állam helye, szerepe az energiaszektorban a piac, a keresleti-kínálati tényezők és az árak szabályzása terén jelentkezik. Az állam gazdasági szerepének érvényesítése több módon valósul meg Az egyik csoportba a közvetlen állami tulajdonlás, hatósági árak, energiaadó, a környezetterhelési normák előírása stb a másik csoportba a közvetett, pl a kínálati és keresleti feltételeket alakító gazdasági, jogi, intézményi, stb. eszközök sorolhatók Az állam közvetlen szerepvállalása az energiaszektorban is visszavonulóban van és helyét, szerepét a közvetett eszközök veszik át. Az állam fejlesztő, kedvezményező és befolyásoló szerepe leginkább a következő területeken jelentkezhet: - A gazdaságstratégia,

benne az energiastratégia megfogalmazása és érvényesítése, különös tekintettel a nemzetközi versenyképességre és a külső egyensúlyra. - Az infrastruktúra kiemelt fejlesztése, különösen az infrastruktúrán belül kitüntetett szerepet játszó energia szolgáltatására vonatkozóan. - A környezetvédelem és ezen belül a leginkább környezetterhelő energiaszektor. - A hozzáadott értéket növelő, az energiaintenzitást javító innováció, oktatás, képzés felkarolása, az energia- és környezettudatos szemlélet erősítése, az energiatakarékosság támogatása. Fontos, hogy az állami szerepvállalás legyen verseny-semleges, diszkrimináció mentes. Az államnak erősítenie kell a szabályozó hatóság (a Magyar Energia Hivatal) függetlenségét. Összhangba kell hozni az árszabályozással és az energiahatékonysággal kapcsolatos tevékenységeket-erőfeszítéseket. Gondoskodni kell a rászorultak támogatásáról. További fontos

állami feladat a versenyképesség biztosítása. Az állami beavatkozás alapelve kell, hogy legyen a fenntarthatóság, vagyis: az energiagazdálkodás, a környezetvédelem és a szociális gondoskodás egyidejű, arányos képviselete. Külön területe az állami szerepvállalásnak a dotációk kérdése (pl. megújulók, kogeneráció támogatása). Számos fiskális technika ismert az energetikai folyamatok alakítására: adók (áfa, jövedéki adó, energiaadó, járulékok stb.), vagy beruházási támogatások, kedvezményes hitelek, vagy kötelező átvétel kedvezményes áron. Az állam ezek segítségével irányíthatja pl a fogyasztókat az egyik tüzelőanyagtól vagy technológiától a másik irányába Az állam feladatai közül az alábbiakat emeljük ki: - Az EU-követelményeihez való további folyamatos igazodás, alkalmazkodás. - Bár a vezetékes energiahordozók liberalizációjának törvényi keretei létrejöttek, kiemelt teendő a liberalizációs

folyamat előbbre vitele, a működés javítása. - A megújuló energiaforrások helyének, szerepének a meghatározása a hazai energiaellátásban, a megújulók részaránya növekedésének támogatása. - A Paksi Atomerőmű szerepének megítélése. - Az energia, és környezettudatos szemlélet meghonosítása. - Az államnak határozottan érvényesítenie kell a társadalmi érdekeket a fogyasztóvédelem, az ellátás minősége, a környezetvédelem, az élet- és vagyonbiztonság területén. Az utóbbi két bekezdésben tárgyaltakat a készülő új energetikai koncepció tartalmazza, esedékességük, időszerűségük vitathatatlan. 15. Energetikai beruházások, energiaracionalizálási programok Az Alfa-Nova kft. egyik kiemelkedő és országos viszonylatban is jelentős tevékenysége az úgynevezett KERET, ill. SZIGET programok A KERET program rövidítésének a jelentése: „Komfortnövelő és Energiaracionalizálási Elvek a Távhőellátásban.” A

KERET program lényege: egy olyan helységenként szabályozható - városi távhőrendszerekhez kapcsolódó szekunder (épület) fogyasztói rendszer (fűtési) kiépítése, mely - lakásonként, helységenként fogyasztó igénye szerint szabályozható - a fogyasztó energiát takarít meg - ösztönöz a takarékosságra és további energiacsökkentő módozatokat von maga után - fogyasztói rendszer szükségtelen veszteségeit csökkenti - igazságosabb költségmegosztást biztosít a tényleges fogyasztás alapján - csökkenti a fogyasztók kiszolgáltatottságát A program finanszírozása több forrásból (szolgáltatói, fogyasztói, kormányzati támogatások, stb.) történik, melynek eredményeként a fogyasztót terhelő részt nem haladja meg lakásonként az 5.000,- Ft-ot A SZIGET program lényege: Távhőszolgáltató közreműködésével a távfűtéssel ellátott tömbházban élő fogyasztói közösségek utólagos hőszigetelési munkálatokat végeznek

a hatékonyabb fűtési hőfelhasználás érdekében. Háromoldalú finanszírozás (1/3 rész fogyasztói közösség saját ereje, 1/3 rész vissza nem térítendő vagy kedvezményes kamatozású önkormányzati, ill. kormányzati támogatás, 1/3 rész szolgáltatói visszatérítendő finanszírozás - önkormányzati kamattámogatás mellett - fogyasztói közösség a tőke törlesztését szolgáltatói számlába építve fizeti meg az energia költség csökkenéssel arányosan) mellett jelentős, akár külső falszerkezeti, födémszigetelési munkálatok is elvégezhetők anélkül, hogy a fogyasztói fizetési kötelezettségek (tőketörlesztés és fogyasztással arányos távhőköltség együttesen) növekednének. Ezen programokkal átlagosan városi szinten 8-37 % hőmegtakarítás érhető el. Az országban először ezek megvalósítása Dunaújvárosban történt. E programnak a kivitelezése Dunaújvároson kívül Sárbogárdon, Nagykőrösön,

Kiskunfélegyházán és Szolnokon is folyik. A fogyasztók körében jelentős az érdeklődés, melyet igazol az 1995-98. években programokba kapcsolódott közel 8000 távfűtött lakás EU-társfinanszírozással meghirdetett pályázatok A jelenlegi pályázati struktúrában tisztán hazai és részfinanszírozású európai uniós források állnak rendelkezésre a környezetvédelmi és természetvédelmi beruházások finanszírozására. Lapunk mostani számában az uniós társfinanszírozással meghirdetett pályázatokat tekintjük át. A következő számunkban pedig a központi költségvetésből támogatott programok kapnak helyet. Nézzük tehát, milyen támogatásokra lehet pályázni 2005-ben és a közeljövőben. STRUKTURÁLIS ALAPOK A strukturális alapok forrásaira öt operatív programban (OP) meghatározottak szerint lehet pályázni. Ezek között három OP-ban találhatók olyan intézkedések, amelyek keretében környezet-, illetve természetvédelmi

célú pályázatok nyújthatók be. Legjelentősebb környezetvédelmi célú támogatási keret a Környezetvédelem és Infrastruktúra Operatív Programban (KIOP) áll rendelkezésre. Támogatás kapható még az Agrár- és Vidékfejlesztési Operatív Program (AVOP) és a Regionális Fejlesztési Operatív Program (ROP) egyes intézkedéseinek keretében. Környezetvédelem és Infrastruktúra Operatív Program (KIOP) pályázat Irányító hatóság: Gazdasági és Közlekedési Minisztérium. Közreműködő szervezetek a környezetvédelmi prioritás területén: Energia Központ Kht. És KvVM Fejlesztési Igazgatóság A támogatásra az alábbi témakörökben nyújthatók be pályázatok: • Energiagazdálkodás környezetbarát fejlesztése (kódszám: KIOP-2004-1.70f); • Ivóvízminőség-javítás (kódszám: KIOP-2004-1.11f); • Szennyvízelvezetés és -tisztítás (kódszám: KIOP-2004-1.120); • Állati hulladék kezelése (kódszám: KIOP-2004-1.20); •

Egészségügyi és építési-bontási hulladék kezelése (kódszám: KIOP-2004- 1.30); • Környezeti kármentesítés a felszín alatti vizek és ivóvízbázisok védelme érdekében (kódszám: KIOP-2004-1.40) A fenti témakörökben a támogatásra jogosultak általában központi költségvetési szervek és intézményei, helyi önkormányzati szervek és intézményei, néhány esetben kis- és középvállalkozások, illetve közhasznú társaságok, önkormányzati, illetve állami többségi tulajdonú gazdasági társaságok, alapítványok, szövetségek, egyházak, köztestületek, egyesületek és belőlük alakult non-profit konzorciumok. A támogatás vissza nem térítendő. Amenynyiben az intézkedés keretében a 2004?2006-ig rendelkezésre álló források lekötésre kerültek, a pályázati eljárás felfüggesztésre kerülhet. A pályázati eljárás felfüggesztését az irányító hatóság ettől függetlenül is elrendelheti. A szennyvízelvezetést és

-tisztítást (kódszám: KIOP-2004-1.120) és az egészségügyi és építési-bontási hulladék kezelését (kódszám: KIOP-2004-1.30) célzó pályázatok befogadását már felfüggesztették A pályázati rendszerrel és a pályázatokkal kapcsolatban információkat a Nemzeti Fejlesztési Hivatal kedvezményesen hívható kék-számán [(06-40) 200- 494] vagy a KvVM Strukturális Alapok Környezetvédelmi Közreműködő Szervezet KIOP Főosztálya ügyfélszolgálatán [(06-1) 224-9114] kaphat a pályázó. A pályázattal kapcsolatos további kérdéseket e-mailben lehet feltenni az alábbi címen: e-mail: kiop@mail.kvvmhu, A kérdésekre adott válaszok a www.kvvmhu honlapon olvashatóak A pályázattal kapcsolatos minden további információ megtalálható a Pályázati feltételek és útmutatóban, amely a következő honlapokon érhető el: www.gkmhu, wwwkvvmhu Energiagazdálkodás környezetbarát fejlesztését célzó beruházások (kódszám: KIOP-2004-1.70f) A

támogatás olyan energiaracionalizálási beruházások finanszírozásához használható fel, amelyek megvalósítása eredményeként egyértelműen (mérhető módon) igazolható energiahordozómegtakarítás, és ezáltal számszerűsíthető környezetvédelmi eredmények jelentkeznek. A következő témakörökben lehet pályázni: • Megújuló energiát termelő berendezések működtetéséhez szükséges tüzelőanyag biztosítását, átalakítását célzó kapacitások létrehozásának támogatása. • Megújuló energiaforrás hasznosítására alapuló beruházások létrejöttének elősegítése (biomasszaalapú beruházás, geotermális energiahasznosítás, napkollektoros rendszerek kialakítása, szélerőművek telepítése, fotovoltaikus berendezések telepítése, kis teljesítményű vízerőművek telepítése (5 MW-ig). • Közösségi szintű beruházások: kis települések távfűtőrendszerének kialakítása biomassza vagy geotermia

hasznosítására; depóniagáz hasznosítása. • Önkormányzati energiahatékonysági fejlesztések támogatása: épületek, intézmények energetikai korszerűsítése, távhőellátás korszerűsítése. A pályázattal kapcsolatos kérdéseket a pályázati kódszám, illetve beadás előtt az intézkedés azonosítójának KIOP2004-1.70f megjelölésével telefonon, e-mailben vagy telefaxon lehet feltenni az Energia Központ Kht részére, alábbi címeken: telefon: pályázatkezelés általános kérdései (06-1) 456- 4302, (06-1) 456-43-03, speciális technikai tanácsok: (06-1) 456-43-66, e-mail cím: ugyfelszolgalat@energiakozpont. hu, fax: (1) 456-43-33 A pályázattal kapcsolatos minden további információ megtalálható a Pályázati útmutatóban, www.gkmhu, www.energiakozponthu 16. A Magyar Energia Hivatal, energiaárak szabályozása Magyar Energia Hivatal bemutatása 1. A hivatal jogállása, hatásköre, szervezete A Magyar Energia Hivatal önálló

feladattal és hatáskörrel rendelkező, országos hatáskörű közigazgatási szerv, amelynek irányítását a Kormány, felügyeletét a gazdasági és közlekedési miniszter látja el. A Hivatal jogi személy, amely önállóan gazdálkodó központi költségvetési szervként működik. A Hivatal elnökét és elnökhelyettesét a miniszter javaslatára, a miniszterelnök nevezi ki, és menti fel. A kinevezés időtartama hat év. Az elnök és az elnökhelyettes tekintetében a munkáltatói jogokat a kinevezés és a felmentés kivételével a miniszter gyakorolja. A Hivatal tevékenységéről az elnök évente beszámol az Országgyűlésnek. A hivatalt 1994-ben a gázszolgáltatásról szóló 1994. évi XLI (Gszt), valamint a villamos energia termeléséről, szállításáról és szolgáltatásáról szóló 1994. évi XLVIII (VET) törvényben foglalt feladatok ellátására hozták létre. A hivatal feladatait és hatáskörét jelenleg a Gszt., valamint a villamos

energiáról szóló 2001. évi CX (új VET), továbbá a távhőszolgáltatásról szóló 1998 évi XVIII törvény (Tszt) tartalmazza. A Szervezeti és Működési Szabályzatát (SzMSz) a hivatal elnöke állapítja meg. A jelenleg hatályos SzMSz-t a hivatal elnöke 2002 május 1-jével hagyta jóvá A hivatal határozata ellen kizárólag bírói úton lehet jogorvoslattal élni. A hatósági áras villamos energia és a földgáz, valamint az engedélyes erőművekben termelt távhő árképzésben árhatósági jogköre a gazdasági és közlekedési miniszternek van, ezen a területen a hivatal az árak előkészítésében, figyelemmel kisérésében, felülvizsgálatában, az áralkalmazási feltételek kidolgozásában döntés-előkészítő szerepet tölt be. Az új VET a hivatal jogállását a korábbihoz képest megváltoztatta. A hivatal önállósága nőtt, feladatai a törvény szerint bővülnek és súlya a piacnyitás után - főként a technikai és jogi

monopoltevékenységek hatósági felügyelete terén - nőtt. A hivatal a hármas fő tevékenységét, az engedélyezést, a fogyasztóvédelmet, valamint az árelőkészítést és áralkalmazást egymástól elkülönült szervezeti egységekkel oldja meg. Míg az engedélyezést a vezetékes energiahordozóknak megfelelően külön-külön osztályok végzik, addig a fogyasztóvédelmi osztály és az árelőkészítéssel foglalkozó osztály mindhárom vezetékes energiahordozóval foglalkozik. 2. A hivatal feladatai A Gszt., valamint a VET megteremtette a jogi környezetét a stratégiai fontosságú energiaszektorban tevékenykedő energiaipari társaságok működéséhez, a fogyasztói érdekek védelméhez, valamint a szolgáltatások színvonalának ellenőrzéséhez. Ezek a törvények határozták meg az 1994 júliusában létrehozott Magyar Energia Hivatal hatáskörét és feladatait is. A Tszt kiterjesztette a hivatal hatáskörét azon hőtermelő létesítményekkel

kapcsolatos létesítési és működési engedélyezési feladatokra is, amelyek a VET hatálya alá tartoznak, továbbá a hőszolgáltatással kapcsolatos fogyasztóvédelemre. A hivatal jogszabályokban meghatározott feladatai: - - a villamos energia termelésére, elosztására, kereskedelmére és közüzemi szolgáltatására, az engedélyes erőművekben termelt távhő termelésére, valamint a gáz értékesítésére, ellátására, kereskedelmére és (közüzemi) szolgáltatásra vonatkozó működési engedélyek kiadása, illetve módosítása, erőmű-létesítési engedélyek kiadása; a villamosenergia-ellátási szabályzatok (üzemi, kereskedelmi-, elosztói szabályzat), valamint az engedélyesek üzletszabályzatainak jóváhagyása a fogyasztói érdekképviseleti szervek véleményének figyelembevételével; a korlátozási listák jóváhagyása; a nyilvánosságra hozandó információk körének meghatározása; a földgáz, a villamos energia és az

engedélyes erőművekben termelt hőenergia hatósági árainak és áralkalmazási feltételeinek előkészítése döntésre; fogyasztói panaszok kivizsgálása, fogyasztói érdekvédelem érvényesítése; az Energetikai Érdekképviseleti Tanács működtetése; közreműködés az energiatakarékossággal kapcsolatos egyes kormányzati feladatokban; a villamos energiára és a földgázra vonatkozó energiaforgalmi és felhasználási információk gyűjtése, értékelése, tárolása. Az energiaárak szabályozása Az áralkalmazások körébe sorolhatók az árszabályozási rendszerek továbbfejlesztése, valamint az ár-felülvizsgálati kérelmek elbírálása. működtetése, Az energiaipari társaságok árszabályozása A hivatal 1994. évi megalakulása után az egyik legfontosabb feladattá az árszabályozás kereteinek megfogalmazása vált. A fő szabályok és árképletek 1995 novemberében miniszteri rendeletekben kihirdetésre kerültek és 1997. január

1-jén léptek hatályba Az 1997 január 1jei ún induló árak megállapításának alapját az energetikai társaságok költségeinek átfogó, részletes felülvizsgálata képezte. Az induló árak „karbantartására” megalkotott árképletek fő célja az volt, hogy megakadályozzák mind a túlzott áremelési törekvéseket, mind a korlátlan szabályozói önkény érvényesülését, és így végső soron egyfajta kiszámíthatóságot jelentsenek. A kihirdetett árszabályozási mechanizmus – a hatályos miniszteri rendeletek szerint – a földgáz esetében 2001, a villamos- és hőenergia esetében 2000. december 31-ig volt érvényben. A villamos energia esetében – az új VET-tel összhangban kialakított árszabályozási és árrendeletek kapcsán – 2001. januártól kezdődött új négyéves árszabályozási ciklus közepén – előre tudottan – kellett a liberalizációval és az új felsőbb szintű jogszabályokkal együtt járó módosításokat

végrehajtani. A villamos energia végfelhasználói (fogyasztói) tarifarendszer gyakorlatilag megmaradt az 1999. júliustól érvényes szerkezetében, de a rendelet által használt fogalmakat az új VET-hez kellett igazítani. Az 1994 óta hatályos hőárrendelet 2002 végéig határozta meg az erőművi legnagyobb hőárakat. Az új VET új hőárrendelet kidolgozását és megjelenését indokolta Az energetikai törvények előírják, hogy az árképzés és áralkalmazás részletes szabályainak kidolgozásáért felelős Magyar Energia Hivatal az árszínvonalat és az árat (díjat) bármelyik fél kezdeményezésére köteles felülvizsgálni és eljárása eredményét nyilvánosságra hozni. A hivatal folyamatosan végzi az ár-felülvizsgálati kérelmek elbírálását. Konkrét árelőkészítés, a tarifarendszer változásai A gáziparban a 2003. év során két alkalommal került sor konkrét díjtételeket érintő árhatósági döntésekre. A május

15-étől hatályos intézkedés [30/2003 (V 9) GKM rendelet] hatására 12%-kal emelkedett a lakossági ár, átlagosan 15%-kal az ún. 2 árkategórián kívüli (azaz még mindig kedvezményezett) nem lakossági ár. Ezzel összefüggésben bonyolultabbá vált az árkategóriák rendszere (a lakossági árszabáson kívül minden árszabás tovább tagolódott). Októberben a kihirdetett lakossági ár nem változott, ugyanakkor életbe lépett a lakossági kompenzáció rendszere. A nem lakossági ár átlagosan 16,4%-kal nőtt, és az árszerkezeten belül (tarifakategóriánként és díjtételenként jelentős eltérésekkel) – a téli gázellátás nagyobb biztonsága érdekében – megváltozott a gázdíj és teljesítménydíj aránya (a teljesítménydíj nőtt). A villamos energia árai 2003-ban februárban és augusztusban változtak. A végfelhasználói árváltozások mindkét alkalommal valamennyi tarifakategóriát érintették. Az árváltozások következtében

– többek között – normalizálódott a közüzemi nagykereskedő előző években jelentősen torzult pénzügyi-gazdálkodási helyzete. Nyereségkorlát A földgáz esetében az 1997-2001 között érvényes (de a korábban említett okok miatt 2002. június 30-ig meghosszabbított), valamint a villamos energia esetében 2001 januárjától hatályos árszabályozási rendeletekből következően a Hivatal feladata, hogy a társaságok eredményének vizsgálatát a – gázipari társaságok esetében 12%-os, áramszolgáltatók esetében a tőkeköltségtől és a saját tőke arányától függő – nyereségkorlát figyelembevételével évente elvégezze. A gázszolgáltatók esetében az említett okok miatt 2003-ban nem volt jogszabályi alap a vizsgálat hivatalos elvégzésére. A Hivatal 2003 májusában az áramszolgáltató társaságoknál elvégezte az érintett társaságok nyereségpozíciójának értékelését, de konkrét nyereség-visszatérítésre nem

került sor. Villamosenergia-ipari társaságok eszköz- és költség-felülvizsgálatának előkészítése Az érvényes árszabályozási rendelet 2004. december 31-ei lejártával 2005 január 1-jétől esedékessé válik egy új villamosenergia-ipari árszabályozási időszak indítása, ezzel együtt új induló árak megállapítása. Ennek előkészítéseként a Hivatal a hatósági ármegállapítás alá eső tevékenységeket végző villamosenergia-ipari társaságoknál teljes körű eszköz- és költségfelülvizsgálatot végez külső szakértők bevonásával. A villamos energia kötelező átvételi rendszere A környezetvédelmi követelmények érvényesítése és a felhasznált energiaforrások bővítése érdekében a VET előírja a megújuló energiaforrás és a hulladék, mint energiaforrás felhasználásának támogatását. A megújuló energiaforrások felhasználásával, a hulladékból nyert energia hasznosításával, valamint a kapcsolt

energiatermelő létesítményekben értékesítésre termelt villamos energiára vonatkozó átvételi kötelezettséget, és a kapcsolódó hatósági árakat az 56/2002. (XII 29) GKM rendelet írta elő A kapcsoltan termelő létesítmények közül a 0,1-50 MW teljesítőképesség közötti, éves szinten 65%-nál nagyobb energetikai hatásfokú termelők esetében volt garantált a villamos energia átvétele és az átvevő (vásárló) számára a garantált átvételi ár és a közüzemi nagykereskedelmi ár közötti különbözetet jelentő kiegészítő pénzeszköz (KÁP). Ennek a pénzügyi alapnak a kezelője a MAVIR Rt., forrása pedig a MAVIR Rt éves indokolt költségkeretében a rendszerirányítási díjban a Hivatal által a KÁP céljára elismert pénzösszeg. A kötelező átvétel kapcsán 2003ban mintegy 9,3 Mrd Ft KÁP került kifizetésre, melyből csaknem 8 Mrd Ft a kapcsoltan termelt villamos energia, 1,3 Mrd Ft pedig a megújuló energia és

hulladék felhasználásával termelt villamos energia támogatásához kapcsolódott. A kiserőművek előző évekhez képest rohamos elterjedése szükségessé tette a szabályozás felülvizsgálatát, ezért a miniszter a rendeletet 2003 végén módosította. A megújulók ösztönzése változatlan maradt, de a kapcsoltakon belüli differenciálással a rendszerérdeket és a környezetvédelmi, valamint a hatékony primerenergia-gazdálkodási szempontokat jobban szem előtt tartó gyakorlat irányába kívánt elmozdulni a szabályozás. A rendelet módosítása annyiban szigorítást tartalmaz, hogy a kompenzációs célú pénzeszköz (KÁP) igénybevételének határát gázmotorok esetében a 65% havi átlagos hatásfok helyett 75%-ban, illetve a 2005. december 31-e után telepítendő gázmotorokkal termelt villamos energia átvételi árszintjét az előtte telepített gázmotorokban termelt villamos energia árszintjéhez képest - 10%-al alacsonyabban állapítja meg.

A rendelet további módosítása, valamint a kapcsolt energiatermelés támogatásának újraszabályozása a 2004/8/EK irányelv figyelembevételével 2004-2005 során fog megtörténni. Az energiaszolgáltatás jellemzői Az időben folyamatosan változó energiaigényeket és az őket kielégítő teljesítményeket terhelési és tartamdiagramokban ábrázolhatjuk. Ezekhez kapcsolódva értelmezhetők az energiaszolgáltatás kihasználási jellemzői . Terhelési diagram Az igényelt ill. szolgáltatott teljesítmény időbeli változását a terhelési diagram [Q(t)] mutatja Az ábrán a t = 0.to időpontok közötti ciklus (pl egy nap) terhelési diagramjából számos információ kiderül: A ciklus alatt elöfordu1ó legnagyobb teljesítmény a csúcsteljesítmény ( Qcs ), amelynek ellátására megfelelő tartalékkal- a szolgáltatónak képesnek kell lennie. Az igényelt minimális teljesítmény (Qmin) az ellátó berendezéseknél műszaki korlátokba ütközhet. A

Qcs / Qmin arány az üzemvitel fontos mutatója. Ugyancsak az üzemeltetést tájékoztatják a terhelésváltozási sebesség (vQ = dQ / dt) és a teljesítményugrások legnagyobb értékei. A terhelési diagram energetikai információja, hogy a terhelési diagram alatti terület a vizsgált ciklusban termelt ill. szolgáltatott energiát adja Teljesítménymérleg és energiatárolás Az energetikai berendezések teljesítménymérlegében teljesítőképességeket, teljesítményeket és terheléseket különböztetünk meg Teljesítőképesség a létesítés során a kiépítést, terhelés az üzemeltetéskor a kihasználás mértékét jellemzi, teljesítmény pedig az időegységben ténylegesen szolgáltatott energiát jelöli. A berendezés kapacitását több teljesítőképesség fogalommal jellemezhetjük. Létesítésre a beépített teljesítőképesség ( QBT ) jellemző. Ezt a névleges teljesítőképességet esetenként valamilyen okból bekövetkező

teljesítőképesség-hiány (AQH ) csökkentheti, így kapjuk a rendelkezésre álló teljesítőképességet . . QRT = QBT -AQH . Ez a teljesítőképesség is tovább csökken a karbantartás és a biztonságos energiaellátás miatt szükséges tartalék ( Qr ) következtében. Az igénybe vehető teljesítőképesség a tartalék tényező miatt tovább csökken. Az energetikai berendezésből kiadható teljesítmény az önfogyasztás miatt kisebb. A szolgáltatónál fellépő csúcsteljesítmény nem azonos az egyes fogyasztók csúcs teljesítményének összegével hanem figyelembe kell venni az egyenértékűség; tényezőt is. Az energiatermelő berendezés terhelése Qmin < Q < Qes között változtatható. Az import mellett a hazai erőművek három csoportja látja el a fogyasztói igényeket: - az alaperőművek vagy a legkisebb költséggel termelik a villamos energiát (atom erőmű, ligniterőmű, fűtőerőművek), vagy terhelésüket gyakorlatilag nem

lehet változtatni, - a csúcserőművek csak a villamos csúcsidőben üzemelnek, pl. az egyszerű felépítésű, gyorsan indítható gázturbinák, - a fogyasztói igények változását a menetrendtartó erőművek követik, s elsősorban ezek vesznek részt a villamosenergia-rendszer szabályozásában (szénhidrogén erőművek). Évi villamos tartamdiagram: alap-, menetrendtartó és csúcserőművek Villamos terhelési és tartamdiagramok A napi villamos terhelési diagram elvi menete a következő képen néz ki: Jellemző adata a Pcs napi villamos csúcsteljesítmény és a P min napi minimális villamos teljesítmény. A napi szolgáltatott ill felhasznált villamos energia A magyar villamosenergia-rendszer egy téli és egy nyári munkanapjának terhelését ábrázolja a következő ábra: Téli munkanapon a csúcsteljesitmény délután/este fordul elő, nyári munkanapon a késő délelőtti/déli órákban jelentkezik. A napi villamos teljesitménykülönbség

pedig P max - P min = 1300.1500 MW A villamos teljesítmények heti és évi változását a villamos csúcsteljesitmények burkológörbéi jellemzik A burkológörbék alatti területek nem adják meg az érintett időszakra jellemző villamos energiát, ezek a görbék a teljesítmény gazdálkodáshoz és a tartaléktartáshoz nyújtanak információkat. A heti csúcsteljesítmények diagramjából kiderül, hogy a hét legnagyobb teljesítménye szerdán/csütörtökön fordul elő és a hétvégi napok villamosenergia-igénye milyen mértékben csökken. Hazai viszonyaink között az évi csúcsteljesítmények diagramjára jellemző, hogy a nyári igények lényegesen kisebbek mint a téliek. Ebben a munkarend (nyári szabadság) és a fűtés játszik szerepet. A villamos bázisú klimatizálás elterjedtsége számos országban jelentősen megnöveli a nyári villamosenergia-igényeket. csúcsteljesítmények diagramja az évi csúcsteljesítmény-növekedést is mutatja.

Az évi A magyar villamosenergia-rendszer beépített teljesítőképességének és csúcsteljesítményének változását a következő ábra szemlélteti: A diagramból jól látható, hogy az erőművi egységek karbantartására elsősorban a nyári hónapokban áll rendelkezésre számottevő tartalék a beépített teljesítőképesség és a csúcsteljesítmény között. Villamosenergia-igények Villamosenergia-ellátás a legrégebbi, a legszélesebb körben elterjedt és a legkedveltebb energiaszolgáltatás. A villamos szolgáltatást igénybe veszik a lakossági, az intézményi és a termelői fogyasztók. A villamosítás nálunk közel 100%-os, minden település villamosított, a lakások és nyaralók csupán 0,7%-a nincs az országos villamos hálózatra kapcsolva. Villamos terhelési és tartamdiagramok A napi villamos terhelési diagram elvi menete a következő képen néz ki: Jellemző adata a Pcs napi villamos csúcsteljesítmény és a P min napi

minimális villamos teljesítmény. A napi szolgáltatott ill. felhasznált villamos energia A magyar villamosenergia-rendszer egy téli és egy nyári munkanapjának terhelését ábrázolja a következő ábra: Téli munkanapon a csúcsteljesitmény délután/este fordul elő, nyári munkanapon a késő délelőtti/déli órákban jelentkezik. A napi villamos teljesitménykülönbség pedig P max - P min = 13001500 MW A villamos teljesítmények heti és évi változását a villamos csúcsteljesitmények burkológörbéi jellemzik A burkológörbék alatti területek nem adják meg az érintett időszakra jellemző villamos energiát, ezek a görbék a teljesítmény gazdálkodáshoz és a tartaléktartáshoz nyújtanak információkat. A heti csúcsteljesítmények diagramjából kiderül, hogy a hét legnagyobb teljesítménye szerdán/csütörtökön fordul elő és a hétvégi napok villamosenergia-igénye milyen mértékben csökken. Hazai viszonyaink között az évi

csúcsteljesítmények diagramjára jellemző, hogy a nyári igények lényegesen kisebbek mint a téliek. Ebben a munkarend (nyári szabadság) és a fűtés játszik szerepet A villamos bázisú klimatizálás elterjedtsége számos országban jelentősen megnöveli a nyári villamosenergia-igényeket. Az évi csúcsteljesítmények diagramja az évi csúcsteljesítmény-növekedést is mutatja. A magyar villamosenergia-rendszer beépített teljesítőképességének és csúcsteljesítményének változását a következő ábra szemlélteti: A diagramból jól látható, hogy az erőművi egységek karbantartására elsősorban a nyári hónapokban áll rendelkezésre számottevő tartalék a beépített teljesítőképesség és a csúcsteljesítmény között. A hazai villamos igények növekedése Bruttó villamosenergia-fogyasztásunk az 1955. évi mintegy 5 TWh-róI1990-ig kereken 37 TWh-ra növekedett. A növekedés különösen 1980-ig volt igen erőteljes, ekkor a

fogyasztás 10 évenként több mint kétszeresre nőtt. A lendületet az 1973 évi olajválság sem törte meg (ami akkor "hozzánk nem gyűrüzött be"). A villamos fogyasztás 19801990 között is nőtt, de mérsékeltebben, majd a rendszerváltozás éveiben hírtelen és számottevően visszaesett. A villamos csúcsteljesítmény is a fogyasztással összhangban növekedett az 1955. évi mintegy 800 MW-r611990-ig mintegy 6500 MW-ra. A rendszerváltozás után a csúcsteljesítményben is erőteljes visszaesés tapasztalható. A villamosenergia-igény növekedését 1990-ig egyre növekvő villamos importtal fedeztük. A villamos import meghaladta a 11 TWh értéket, ill. elérte az 1850 MW -ot A rendszerváltozás éveiben az energiaigényekkel együtt csökkent a villamos import is úgy, hogy csökkenő fogyasztásunk ellenére a hazai erőművek beépített teljesítőképessége és energiatermelése növekedett. 20. Fogyasztói hőigények Épületfűtés és

hűtés hőigénye a. Fogyasztói hőigények - fűtési hőigény (télen), hűtési hőigény (nyáron), használati melegvíz hőigény, egyéb technológiai hőigény (pl.: mosodai gőz), b. Épületfűtés hőigénye Az épületfűtés hőigényét a hőszükséglet számítással határozzuk meg. Ez az a hőmennyiség, melyet a szükséges belső hőmérséklet tartása végett valamilyen hőleadóval biztosítani kell. A hőszükséglet mértékének az alapja az összes hőveszteség [Q ö ], melyek a következőkből tevődnek össze: - alap (transzmissziós) hőveszteség [Q tr ], - szellőzés hővesztesége [Q sz ], - pótlékok. Q ö = Q sz + Q tr x P [W; kW] Q tr = Σk x A x (t b – t k) [W; kW] Q sz = c x ρ x n x V x (t b – t k ) [W; kW] A képletekben szereplő jelölések a következők: k az épülethatároló szerkezetre jellemző hőátbocsátási tényező (anyagjellemző, mely számítható) [W/m2K; kW/m2K] A az épülethatároló szerkezet felülete [m2] tb

mértékadó belső hőmérséklet [OC] tk tervezési külső hőmérséklet [-15OC] c a levegő fajhője [J/kgK; kJ/kgK] ρ a levegő sűrűsége [kg/m3] n légcsereszám [1/s; 1/h] V a helyiség térfogata [m3] Pótlékok P = 1+ (p f + p sz + p é + p x )/100: - felfűtési és határoló felületek miatti pótlék (csak szakaszos üzemeltetés során kell figyelembe venni, ha a leállás több 8 óránál), - hideg téli szelek miatti pótlék (szélsebesség nagyobb mint 3,5 m/s), - kedvezőtlen égtáj miatti pótlék, - egyéb (pl.: lépcsőházi) pótlék (4 emeletnél magasabb épületek esetén). c. Épülethűtés hőigénye A számítás lényegében megegyezik a az előzőekben ismertetett módszerekkel, azzal a különbséggel, hogy nyáron a hőt nem pótolni kell, hanem a helyiségből „elszállítani”. Ilyen esetekben fontos a helyiségben elhelyezett „hőtermelő berendezések” figyelembevétele is (pl.: emberek, elektromos gépek, villágítás, stb.) A

terevzési állapot 32OC és 80% relatív páratartalom. Mivel a hűtést elsősorban a légcsere során valosítják, ezért a szükséges hőelvonást illetve légállapot jellemzőket a Mollier-féle h(i)-x diagramm segítségével számítják. 21. A használati melegvízellátás hőigénye A használati melegvíz előállításához szükséges hőmennyiséget az alábbi képlettel határozhatjuk meg: Q HMV = c x m x (t m – t h ) [J; kJ] A képletben szereplő jeleőlések a következők: c m tm th a víz fajhője [J/kgK; kJ/kgK] a felmelegíteni kívánt víz tömege [kg] a kívánt HMV hőmérséklete [OC] a hidegvíz hőmérséklete [általában 5-10OC] A felmelegíteni kívánt vízmennyiséget számolni kell, mely számítás során figyelembe vesszük a felhasználás jellegét (pl.: kórház, irodaház, lakóépület, stb.) a melegvizes kifolyók számát illetve azok egyidejűségét! 22. Az épület-hőellátás évi tartamdiagramjai Technológiai hőigények

Az épületek fűtési hőigényét a mindenkori külső hőmérséklet befolyásolja. A hőigény tartamdiagram karakterisztikájának meghatározásához a hőfokhíd nyújt segítséget. 700 600 500 400 300 200 100 0 au g sz . ep t. ok t. no v. de c. fűtés ja n . fe br . hőfokhíd Épület hőigény tartamdiagram idő Egy családi ház méretű épületnek az éves hőellátási tartamdiagramját pontosan meghatározhatjuk, a hőigények ismeretében a hőfokhíd felhasználásával. A hőigények kiszámításához az alábbi alapadatokra van szükségünk: Beépített kazán teljesítmény: Kazán hatásfoka: Belső hőmérséklet: Külső hőmérséklet: HMV termelési fajlagos: HMV igény: 25 kW 80% 20OC -13OC 0,23 GJ/m3 4 m3/hó A fűtésre használt hőmennyiséget az alábbi képlettel számíthatjuk ki: Q = Q K x G/η x (t b – t k ) A felvett adatok behelyettesítése esetén a hőfokíd diagramhoz hasonló lefutású diagramot kapunk konkrét hőmennyiség

értékekkel. Épületfűtés tartamdiagramja 500 hőmennyiség (GJ) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 de c. no v. sz ep t. ok t. au g. fe br . ja n. 0 idő Egy családi ház méretű épületben a HMV (technológiai hőigény) havi szinten azonos mértékű lefutást eredményez. A fenti alapadatokból kiindulva az éves HMV hőigénye az alábbi diagramban ábrázolható: de c. no v. ok t. fe br . au g. sz ep t. 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 ja n. hőmennyiség (GJ) Épület HMV igény tartamdiagramja idő A technológiai hőigényekről elmondható, hogy azok bizonyos időintervallumon belül viszonylag folyamatosan igényként jelentkeznek (pl.: sterilizálók, konyhatechnológia, stb.) 23. A hazai táv-hőellátás jellemzői Épületek és technológiák hőigényeit egyedi megoldásokkal vagy távhővel láthatjuk el. A hazai távhöellátás az 1950-es években indult, először és nagyobb arányban a Magyar Villamos Művek (MVM),

kisebb részben az ipari erőművekből és a tanácsi/önkormányzati hőszolgáltatók fűtőműveiből. A távhöszolgáltatás kezdetben elsősorban egy-egy üzem technológiai gőzigényét fedezte A forró vizes városi távfűtést az MVM 1962-ben kezdte meg. Mindkét hőszolgáltatás dinamikusan növekedett, különösen 1970.1990 között A forró vizes fűtési hő és a technológiai gőz aránya 1975ben 1:2 volt, 1990 után viszont a forróvizes távfűtés – az ipari höfogyasztás visszaesése következtében is – már meghaladja a gőzszolgáltatás mértékét. a hazai távhöellátás fejlődése A távhőszolgáltatásban jelentős részt képvisel a lakásfűtés és melegvízszolgáltatás. A távfűtött lakások aránya 1990-ben 17%-ot ért el, s nem sokkal maradt el a használati melegvízzel ellátott lakások részaránya sem. A távfűtött közintézmények térfogata a távfűtött lakások térfogatának mintegy 20%-át teszi ki. A lakásfűtés

átlagos fajlagos hőfelhasználása számottevően csökkent A jelenlegi mintegy 260 MJ/m3év érték is magas a nemzetközi összehasonlításban, lényegesen meghaladja a fejlett országok tényadatait és még inkább az új épületekre vonatkozó előírásait. A magas értékben sok tényező játszik szerepet: a fűtött panelépületek rossz hőtechnikai jellemzői, a távfűtés nem kielégítő szabályozása, átalánydíjas elszámolás stb. 24. Kapcsolt hő- és villamos energiatermelés A kogeneráció azonos primerenergia bázison – egy folyamaton belül – két különböző energiafajta (villamos és hő) előállítását jelenti, mely megvalósulhat gázmotorral és turbinával. A kogeneráció racionális és nagy hatékonyságú megoldás mindazon energiafogyasztók számára, akik egyidejűleg alkalmaznak hő és villamos energiát, valamint önállóan kívánják irányítani energia felhasználásukat, vagy képesek a villamos energiát közcélú

hálózatra kitáplálni. A kogeneráció célja kettős, amelyek szorosan összefüggnek: egyrészt a kapcsolt energiatermelés lényegesen nagyobb összenergetikai hatásfokkal valósítható meg, ami jelentős primerenergia megtakarítást, ezáltal költség csökkenést eredményez. Másrészt a kevesebb tüzelőanyag felhasználásnak köszönhetően nagymértékben csökken a szennyezőanyag (CO 2 ) kibocsátás, ami környezetvédelmi előnyt jelent. 1. a) ábra Közvetlen energiatermelés mérlege 1. b) ábra Kapcsolt energiatermelés mérlege Primer energia megtakarítás: A fenti ábrából jól látható, hogy azonos mennyiségű hő-, és villamos energia előállítása közvetlen és kapcsolt módon, milyen megtakarításokat jelent. Előnyök • Jelentős energia megtakarítás • Független energiatermelés és felhasználás • Környezetkímélő • Kedvező hatásfok • Jól szabályozható / Üzemeltetési rugalmasság • Magas rendelkezésre állási

mutató Felhasználási területek • Távhőszolgáltatási rendszerek • Kommunális és szolgáltató épületek • Ipari létesítmények (főleg áramellátásra érzékeny technológáknál) • Fokozott üzembiztonsági igények esetében (kórházak, katonai objektumok) 25. Az energiatermelés és átalakítás költségei Fajlagos energiaköltség Az energiatermelés évi költsége és egységköltsége Az energiatermelés évi költsége a beruházás évi költségterhe (állandó költség) és a tüzelő költség (változó költség) összege: Az évi költségek alakulását az évi csúcskihasználási időtartam függvényében az alábbi ábra két változatra mutatja: az A változat olcsóbb, de nagyobb tüzelőköltségű, a B változat drágább, de kisebb tüzelőköltséggel üzemelő megoldás. A két változat meghatározott kihasználás mellett azonos évi költséget eredményezhet, ennél kisebb kihasználás estén az olcsóbb változat, nagyobb

kihasználásnál pedig a kisebb tüzelőköltségű megoldás a kedvezőbb. Állandó és változó évi költségek Az energiatermelés évi költségét – összehasonlítás és érzékelés céljából – többféle módon fajlagosíthatjuk. Legegyszerűbb, ha az energiatermelő berendezés teljesítményére vetítjük. Az energiatermelés fajlagos évi költsége a beépített teljesítőképességre vonatkoztatva vagy a csúcsteljesítményre vonatkoztatva Az évi költséget leginkább az évente termelt energiára vonatkoztatjuk, s ekkor kapjuk az energiatermelés fajlagos költségét Ez az egységköltség - több megszorítással - alkalmasa különböző típusú és nagyságú energiatermelő rendszerek gazdasági összehasonlítására. 26. Villamosenergia és földgáz termelési költségek és fogyasztói energiaárak Villamosenergia és földgáz termelési költségek Az energiatermelés évi költsége a beruházás évi költségterhe (állandó

költség) és a tüzelő költség (változó költség) összege: Földgáz termelési költségnél nincs közvetlen tüzelőanyag költség, hiszen ott a földgáz közvetlenül (átalakítás nélkül) jut el a fogyasztóhoz! Úgy gondolom ebben az esetben a változó költséget a kitermelt földgázmennyisége adja. Energiaár típusok és tarifák A szolgáltatott különböző energiák egyes jellemzőit esetenként eltérő módszerekkel mérjük, s ettől függően többféle energiaárat állapíthatunk meg. a. Teljesítménydíj és energiadíj Ha mérjük az egyes fogyasztók teljesítményét (Pi) és megállapítjuk az egyidejű lekötött teljesítményt (P = Pe = ΣPi), továbbá az évente szolgáltatott energiát (Q = ΣQi), akkor külön évi teljesítménydíjat és energiadíjat állapíthatunk meg. Az évi teljesítménydíj és az energiadíj b. Energia egységár Ha a teljesítményt nem tudjuk mérni, csak az évente szolgáltatott Q energiát, akkor az

indokolt árbevételt csak erre az energiára számlázhatjuk. Az így kapott energia egységár Ha fogyasztónként a szolgáltatott energia mennyisége sem mérhető (pl. esetenként távhőnél), akkor á átalányárként értelmezhető. c. Alapdíj és energiadíj Ha a fogyasztók teljesítményét nem mérjük, akkor - a teljesítménydij helyett- alapdíjat állapíthatunk meg. Ha a fogyasztói csatlakozás teljesítménye Pf és az alapdíj áf, akkor az ebből származó évi árbevétel és az energiafogyasztással arányos energiadíj d. Energiadíj csúcskizárás és éjszakai fogyasztás esetén Ha központi (hangfrekvenciás körvezér1és) vagy helyi (kapcsoló órás) beavatkozással a fogyasztót a csúcsidő szakban kizárjuk vagy csak éjszaka biztosítunk számára energiaszolgáltatást, akkor kedvezményt adhatunk neki, mivel az ilyen fogyasztó nem köt le teljesítményt. A kizárható fogyasztónak nyújtható kedvezményes energiaár e. Energiaárak

és további meggondolások A hatósági energiaárak az érdekegyeztetés kompromisszumai során alakulnak ki, értékükben és felépítésükben változnak. Nem teljesen költségarányosak a termelői és lakossági energiaárak. Hasonlóan nem költségarányos az egységes lakossági vezetékes energiaár sem, mivel nem veszi figyelembe az energiaellátás költségeinek a lakott terület nagyságától és energiasűrűségétől függő változásait. A fogyasztás nagyságával növekvő energiaárak is ellentétesek a költségek alakulásával, de ugyanakkor fokozott energiatakarékosságra ösztönöznek. Ezekben a tendenciákban tehát más meggondolások érvényesülnek, a költségarányos árképzés teljes érvényesítése még további feladatokat jelent. 27. Az EU megújuló energiapolitikája és megújuló energia programja Az EU megújuló energiapolitikája A fejlett országok energiapolitikájába szorosan beleépültek a megújuló energiaforrások

bővítésének tézisei, ezáltal az EU-ban már az energiapolitika szerves részévé vált a megújuló energiaforrások használatának elősegítése. Ennek következtében a megújuló energiaforrások gyakorlati alkalmazásának megalapozását szolgáló kutatási fejlesztési tevékenység kibontakozása Európa-szerte a hetvenes évek végén, a nyolcvanas évek elején, a második nemzetközi olajár-robbanást követően indult meg. Az Európai Parlament határozatot hozott / No 8522/97 / arról, hogy a megújulók arányának 2010-re el kell érnie az EU-ban átlagosan a 12 % -ot. Az EU energiapolitikája szerint a Közösségben (EU tagállamaiban) a megújuló energiaforrások kiaknázása elmarad a lehetőségektől és a Közösség felismeri a megújuló energiaforrások támogatásának szükségességét. A megújulók hasznosítása nem csak a környezetvédelemhez és a fenntartható fejlődéshez járul hozzá, hanem ösztönzi a helyi munkahelyteremtést,

biztonságosabbá teszi az energiaellátást, lehetővé teszi az ENSZ éghajlatváltozásról szóló keretegyezményéhez csatolt Kyotói Jegyzőkönyvben foglalt célkitűzések gyorsabb megvalósulását és kedvezően hat a társadalmi kohézióra. Az Európai Unió megújuló energiaforrás fejlesztési koncepciója abból indul ki, hogy a megújuló energiaforrások arányának növelése jelentős mértékben elősegítheti a globális üvegház hatást okozó gázok 2010-ig mintegy 15 %-kal való csökkentésére vonatkozó nemzetközi egyezményekben rögzített követelmények teljesítését. A koncepció megvalósításának egy további indoka az EU energiaimport függőségének csökkentése Jelenleg az EU tagországok energiaszükségletük mintegy 50 %-át importból fedezik. Ez az arány jelentősebb energiapolitikai intézkedések megtétele nélkül 2020-ig elérheti a 70%-ot. A megújuló energiaforrásokra vonatkozó közösségi stratégiai fejlesztési terv

kidolgozását a Bizottság szükségesnek ítélte meg, mert megállapítást nyert, hogy kizárólag piaci viszonyokra alapozott technológiai fejlesztéssel a megújuló energiaforrások kívánatos mértékű gyakorlati alkalmazása nem érhető el. Az energiahordozók mérsékelt, gyakran csökkenő nemzetközi árai ugyanis, amely árak a környezeti hatásokat és az energiaimport függőséget még nem kellően veszik figyelembe jelenleg az EU országaiban sem biztosítják a megújuló energiaforrások kereskedelmi méretű alkalmazásának versenyképességét. A Bizottság döntésének megfelelően olyan energiapolitikai, jogi, adminisztratív, gazdasági és piaci intézkedések szükségesek, amelyek a kívánatos fejlesztési tendenciák megvalósítását hosszú távon is biztosítják. Az EU megújuló energiaforrás fejlesztési politikájának megvalósítása olyan átfogó intézkedéseket helyez kilátásba, amelyek az energiapiac, a környezetvédelem, az

agrárgazdaság, a regionális és vidékfejlesztési politika, a munkaerőgazdálkodás, az adózási és verseny-szabályok, a kutatás és fejlesztés, valamint az oktatás területeire egyaránt kiterjednek. Az EU-irányelv, amely az összes tagállam számára, illetve belépésük után a tagjelölt államok számára is kötelező érvényű, különböző előírásokat tartalmaz, nevezetesen azt, hogy számszerűsített nemzeti célokat állítsanak fel a megújulókra vonatkozóan, illetve a megújulókból termelt elektromos energia felhasználására vonatkozóan, az eredményeket figyeljék, és arról készítsenek beszámolókat, az eredményeket mérjék. Az Európai Unió nem javasol egy általánosan elfogadott támogatási rendszert, minden egyes országnak a saját rendszerét kell ezen a területen kidolgoznia, tehát nemzeti szinten kell kialakítani a támogatási rendsze- reket. A direktíva előírja azt, hogy egyszerűsíteni kell a nemzeti

adminisztrációs folyamatot az engedélyezésben, tehát javítani az engedélyezési eljárást a megújulók területén, legyenek világosabbak, átláthatóbbak ezek a szabályok. A feladatok teljesítéséhez a tagországok nemzeti szinten különböző támogatási rendszereket alkalmazhattak és ma is alkalmaznak (beruházási támogatások, fiskális engedmények, adókedvezmények, ártámogatások, zöld ajánlások, stb.) A nemzetközi gyakorlatban a megújulók támogatására olyan ösztönző intézkedések készültek az energetikai kormányzatok részéről, melyek rövidtávon gyorsan hatnak a piaci elterjesztés irányába. Ezek lehetnek a megújuló energiából nyert áram támogatott árú átvétele, beruházás támogatás, egyéb pénzügyi ösztönzők (adókedvezmény/adómentesség, stb.), "zöld ár" konstrukció Az EU-ban a tagállamok egyedi, az adottságaiknak megfelelő támogatási rendszert alakítottak ki a felsoroltak kombinációiból. Az

Európai Parlament és Tanács 2001. szeptember 27-én (2001/77/EK) irányelvet fogadott el a megújuló energiaforrásokból előállított villamos energiának a belső villamosenergia-piacon történő támogatásáról. Az 1997 évi közösségi 13,9% átlagot, 2010-re 22,1%-ra kell növelni, de teljesíteni kell a Fehér könyvben a 2010-re vonatkozó közösségi 12% megújuló arányt is, ami a teljes energiafelhasználásra vonatkozik. Az irányelv célja, hogy a belső villamos energia piacon ösztönözze a megújuló energiaforrásoknak az energiatermeléshez való nagyobb mértékű hozzájárulást. A következő tíz évre, tagállami szintre is lebontották az elérni kívánt célt. Pl Ausztria villamos energia termelésének 78,1%-a, Svédországénak 60%-a, Spanyolországénak 29,4%-a, Németországénak 12,5%-a, Luxemburgénak 5,7%-a kell, hogy megújuló forrásból keletkezzen. A 2001/77/EK Irányelv kötelezi a tagállamokat olyan nemzeti előirányzatok

elkészítésére, amelyben, az országok az adottságaikhoz igazodva növelik a megújuló energiaforrásokból előállított villamos energia középtávú piaci részarányát. Általában az EU irányelvek nem támogatják a kivételezettséget, a piaci feltételektől való eltérést. Ez esetben, ettől az elvtől eltérve, a vállalások elérése érdekében a tagállamokban különböző szintű támogatási rendszereket alkalmazhatnak az állami hatóságok a villamos energiatermelők közvetlen, vagy közvetett támogatására Ilyenek a zöld tanúsítványok, a beruházási támogatások, az adómentesség, az adókedvezmények, az adó visszatérítés, vagy a közvetlen ártámogatás. Meg kell tartani a befektetői bizalmat a rendszerek megfelelő működésének szavatolásával Az irányelv alapján meg kell teremteni a megújuló energiaforrások piacának jogszabályi kereteit A csatlakozni kívánó országok - megnyíló - villamos energia piac rendszerét hozzá

kell igazítani az EU-s elvárásokhoz. A 2001/77/EK Irányelv alapján viszont nincs megkötve a kezük a megújuló energiaforrásokból termelt villamos energia támogathatóságával kapcsolatban. Az országok adottságai szerint lehet a támogatásokat kidolgozni A megújulókból előállított villamos energia termelése mellett a megújuló energiaforrások közlekedési használatát is szabályozni kívánja az EU. A Parlament és Tanács a bioüzemanyagok elterjedését a (COM(2002) 508 final segítségével, mint) keretszabályzással kívánja előmozdítani. 2005 december 31-ig a közlekedésen belül a bio üzemanyag részarányát 2 %-ra kell növelni, utána 2010-ig évente 0,75 %-kal kell bővíteni ezt az értéket (2010 5,75 %) 2003-ban ez az érték 0,3 % volt. A javaslat indoklása szerint a tagországok mezőgazdasági termelési lehetőségei lehetővé tennék a bioüzemanyagok alapanyagának előállítását, hozzájárulva ezzel a mezőgazdasági termelés

változatosságához és a munkahelyek számának növeléséhez. A 98/81/EGK irányelv 8(2)(d) cikke szerint a tagállamok adómentességet bizto- síthatnak, vagy csökkentett adómértéket alkalmazhatnak a megújuló forrásokból származó üzemanyagokra. Az EU valamennyi dokumentumában a célokat a következőképpen határozza meg: versenyképesség, ellátás biztonság, környezetvédelem. A célok elérésének eszközeiként pedig megállapítja, hogy megfelelő anyagi forrás biztosítására van szükség különféle támogatások formájában, melyhez adók révén lehet hozzájutni Az adókat az önmagukban versenyképes energiaforrásokra lehet ráterhelni Az EU politika összefoglalva: a jelen helyzet megváltoztatása nélkül megnő az importfüggőség a Közösségen belül (olaj: Közel-Kelet, földgáz: Oroszország), a fosszilis energiahordozók környezetszennyezése nő, ezért elengedhetetlen feltétel a fenntartható fejlődés érdekében a fentieket

ellensúlyozni képes megújulók versenyképessé tétele a liberalizált energiapiacon. Az EU megújuló energia programja "Intelligens Energia - Európa" az EU 2003-2006-ra vonatkozó energiahatékonysági és megújuló energiákat ösztönző, nem technológiai jellegű tevékenységeket támogató pályázati programja. A programot az Európai Parlament és a Tanács 2003. június 26-án hagyta jóvá, az EU Hivatalos Lapjában 2003 július 15-én tették közzé (OJ, L 176, p29-36) és 2003 augusztus 4-én lépett életbe A határozat száma: 1230/2003/EC Az Intelligens Energia Európa (IEE) program feladata, hogy támogassa az Európai Unió energia politikáját, melyet az Energia Ellátás Biztonsága című, ú.n Zöld Könyv, a Közlekedéssel foglalkozó Fehér Könyv, valamint a kapcsolódó Közösségi jogszabályok (pl a megújuló elektromos áram direktíva, az épületek energia teljesítményével, valamint a bioüzemanyagokkal foglakozó direktívák)

rögzítenek. Célja a fenntartható fejlődés energetikai vonatkozásainak ösztönzése az energiaellátás biztonságának, a verseny elvének, valamint a környezetvédelem általános céljainak kiegyensúlyozott támogatásával. A program négy területre koncentrál: SAVE: energiahatékonyság javítását és racionális energiafelhasználást célozza, különös tekintettel az épület és ipari szektorra, ALTENER: új és megújuló energiaforrások alkalmazását ösztönzi centralizált és decentralizált villamos áram és hő termelésére, valamint azok integrálását helyi környezetbe és energia rendszerekbe, STEER: a közlekedés minden energetikai aspektusára irányuló kezdeményezés ösztönzése, üzemanyagok diverzifikálása újonnan kifejlesztett és megújuló energia alapú üzemanyagok alkalmazásával, a megújuló (bio) üzemanyagok és energiahatékonyság ösztönzése a közlekedés területén, COOPENER: azokat a kezdeményezéseket támogatja,

melyek a megújuló energiák használatát, valamint az energia hatékonyságot célozzák a fejlődő országokban, különös tekintettel Ázsia, Afrika, Latin Amerika és a Csendes Óceáni Térség fejlődő országaira. Az IEE program keretében támogatott tevékenységek és projektek feladata az energiahatékonyság és megújuló energiák alkalmazásának növekedését akadályozó piaci korlátok lebontása. Jelentős hatást kell eredményezniük európai méretekben és a lehető legszélesebb befolyást kell kifejteniük mind az európai polgárokra mind pedig az energia politikákra Ebben az összefüggésben a pályázatok értékelésénél azok a magas minőségben kidolgozott javaslatok élveznek előnyt, melyek költséghatékony megoldásokat ajánlanak nagyon széles körben lehetséges hasznosításra. Az IEE program által támogatott tevékenységek, projektek általánosságban "elősegítő, ösztönző" jellegűek. A 6 Kutatás és

Technológiai Fejlesztés Keretprogrammal szemben az IEE program nem támogatja technológiai jellegű beruházások költségeit. Ugyanakkor sok támogatott tevékenységnek, projektnek - elősegítő, ösztönző minőségben - lesz kapcsolata egy vagy több energia hatékonysággal és/vagy megújuló energiával összefüggő technológiához. 28. Nemzeti energiagazdálkodás A nemzeti energiagazdálkodás témakörében 6 fő kérdés megválaszolása szükséges - a hőenergia gazdálkodás - a villamos-energia gazdálkodás - az import kérdése - az energiamérlegben igényelt energia előállításának forrásai - energiaköltségek országos viszonylatban - várható trendek a jövőben - a hőenergia-gazdálkodás A fejlődés során a szén, olaj, gáz periódusok voltak a meghatározók a szerint, éppen melyik energiaforrást használták fel döntő mértékben energia termelésre. E körben kell a lakossági és közületi fűtési és használati

melegvíz-ellátási igényekről, továbbá az ipari hőfogyasztás biztosításáról szót ejtsünk. - a villamos-energia gazdálkodás A villamos energia felhasználás 1987-ben 30%-kal, 1996-ban 16%-kal, 2002-ben 29%-kal volt több, mint 1980-ban, tehát folyamatosan nő. A villamosenergia-igények kielégítése szempontjából jelentős változások történtek. A hőerőművekben termelt mennyiség részaránya csökken az országos forrásból (1980-ban 76%, 2002-ben 58,5% volt), míg a földgázból termelté folyamatosan növekszik 2002-ben az atomerőmű elégítette ki az igények 35,1%át A villamos energia egyik legnagyobb fogyasztója a termelő ágak és a lakosság Fontos kérdés, hogy miként biztosítható az ország villamos-energia igénye. Erre ma reálisan csak az atomenergia figyelembevételével lehet megadni a választ. Tehát a paksi erőmű nélkül nem biztosítható hazánk villamos-energia ellátása - az import kérdése Alapvető kérdés az

energiamérlegben található importhányad, hiszen ez döntően befolyásolja az ellátásbiztonságot, a fogyasztói árakat. Az összes energiahordozó import aránya folyama- tosan növekszik 2002-ben elérte a 625 PJ-t. Ez a teljes energiafelhasználás több mint 60%-a volt, ami azóta sem csökkent. Ebből a legnagyobb arányú a földgáz importja, majd az olaj, a villamos energia, és a szén következik. Ahhoz, hogy az importhányadot csökkenthessük meg kell találni a megfelelő hazai forrásokat, melyek növelhetik függetlenségünket a nemzetközi hatásoktól és az ellátásbiztonságot. Ennek egyik megoldása részben lehet a megújuló energiaforrások használatának növelése A nagy arányú import további különös veszélye az egyoldalú függőség a volt Szovjetunió és tagállamai területéről származó energiahordozóktól. Belföldi energiafelhasználás PJ 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Primer energia termelés

603,4 593,5 563,8 552,9 543,5 554,0 536,7 523,5 489,1 472,1 458,6 448,7 438,0 Szén 188,2 178,8 151,6 132,9 128,1 130,2 134,3 138,1 127,5 125,7 121,1 118,2 111,1 Olaj 104,8 100,9 98,8 93,7 90,6 95,8 88,2 81,5 76,8 74,2 69,9 65,2 62,3 Gáz 159,6 161,2 151,3 162,9 157,2 158,6 150,8 140,7 124,1 109,9 103,6 103,7 101,6 Atomerőművi villamos energia 137,3 137,3 139,6 138,0 140,5 140,3 141,8 139,7 139,5 141,0 141,8 141,3 139,5 Egyéb 13,5 15,3 22,5 25,4 27,1 29,1 21,6 23,5 21,2 21,3 22,2 20,3 23,5 Nettó import 653,9 573,0 478,5 523,7 486,6 521,8 571,4 552,6 585,1 570,0 591,5 590,3 625,0 Szén 39,2 77,6 24,5 23,8 19,0 15,3 17,3 14,8 9,7 11,2 13,9 11,1 12,4 Olaj 262,4 201,0 225,5 249,3 227,8 222,8 199,4 221,7 249,6 218,5 217,0 199,2 185,8 Gáz 216,5 207,9 172,2 199,5 189,1 231,6 304,2 274,2 296,4 306,3 304,9 325,9 363,8 Villamos energia 111,3 73,6 34,7 24,7 20,3 24,1 22,0 21,5 7,4 10,6 34,4 31,7 42,6 Egyéb 24,5 12,9 21,6 26,4 30,4 28,0 28,5 20,4 22,0 23,4 21,3 22,4 20,4 Készletváltozás

13,1 -13,0 -14,8 18,3 -12,5 8,7 27,9 23,1 28,4 -0,8 14,0 -30,4 8,0 Primer energia ellátás 1 244,2 1 179,6 1 057,2 1 058,4 1 042,6 1 067,1 1 080,2 1 052,9 1 045,7 1 042,9 1 036,1 1 069,4 1 055,0 Szén 239,0 243,6 182,4 168,1 150,4 147,8 151,5 150,8 137,8 139,5 132,4 128,9 123,7 Olaj 343,6 325,8 330,2 324,8 320,1 313,3 286,0 291,1 308,6 292,7 278,9 277,5 252,3 Gáz 373,2 370,1 325,3 349,9 353,5 384,1 428,6 406,5 409,2 414,7 404,3 448,5 452,7 Villamos energia 250,4 212,8 175,9 164,4 162,4 166,0 165,9 163,4 148,4 153,4 178,0 174,9 184,1 Egyéb 38,0 27,3 43,4 51,2 56,2 55,9 48,2 41,1 41,7 42,6 42,5 39,6 42,2 - az energiamérlegben igényelt energia előállításának forrásai (Az ország energiahordozó struktúrája) Az energiafogyasztást fedező energiaforrások szerkezete – a világ minden régiójára jellemző tendenciának megfelelően- igen jelentős változáson ment keresztül. 1960-ban a hazai igények 74%-át a szén- és a szénféleségek (brikett, koksz), 21,9%-át a

szénhidrogének tették ki, 2002-ben viszont a szén- és szénféleségek mindössze 12,3%-kal a szénhidrogének összesen 70,1%-ot tette ki. Az atomerőműben termelt villamos energia az országos energiaigény 11,9%-át biztosította Az energiaszerkezet jelentős módosulása úgy ment végbe, hogy az import aránya igen dinamikusan növekedett. Míg 1960-ban az energiaforrások 25,6%-a, 1980-ban 51,8 %-a származott külföldről, ez az arány 2002-re 62,6%-ra emelkedett. Az energia-felhasználásban a 70-es évek közepéig a szén játszotta a legfontosabb szerepet. A szén felhasználásának döntő része jelenleg az energiaszektor és a lakosság között oszlik meg Az energiaszektor használja fel az éves szénfogyasztás 94,5%-át A kőolajtermékek felhasználása az utóbbi húsz évben közel 10%-kal esett vissza. Ezen belül a benzin felhasználása alig változott, az országos fűtőolaj-igény mintegy 20%-kal, a gázolaj- és tüzelőolaj-igény pedig 40%-kal

csökkent. A tüzelőolaj iránti igény visszaesése a mezőgazdasági és a lakossági felhasználás csökkenésének következménye. Az energiahordozók közül a földgáz felhasználásának felfutása volt a leglátványosabb. Ez az energiahordozó volt az egyetlen, mely az összenergia-igények visszaesésének idején is növekvő tendenciát mutatott. 1980-tól összességében 12%-kal növekedett a földgázfelhasználás, részaránya az energiafelhasználás-szerkezetben 26%-ról 42,5%-ra emelkedett Különösen szembetűnő a lakosság földgáz iránti igényének növekedése. Tizenöt év alatt több mint ötszörösére, évente 10-12 %-kal növekedett a lakossági földgázfelhasználás A megújuló energiaforrások aránya az energiahordozók között ma még igen alacsony 33,6% körüli. A végső energiafelhasználás alakulása A végső energiafelhasználás, a különböző energia-felhasználók által igényelt energia hazánkban az elmúlt évtizedben

alig változott. Az ország összes energia igénye az Energia Hivatal 2003. évi jelentése alapján az 1990 évi 1244 PJ-ról visszaesett 1030PJ-ra (2000-ben), majd azóta folyamatosan növekszik, 2003-ban elérte 1092PJ-t. A kisebb ingadozások az időjárás hatásainak tudhatók be. Ez azonban nem jelenti azt, hogy semmi sem változott: két párhuzamos folyamat bontakozott ki az elmúlt években. Egyrészt az átalakítási hatásfokok javultak, másrészt azonban a villamosenergia-felhasználás részaránya nőtt. A két ellentétes irányú hatás kb egyensúlyban állt egymással Az energiaszektoron belüli önfogyasztás és hálózati veszteségek 2000-ben az 1030 PJ-os összenergia felhasználásból 300 PJ-t tettek ki, azaz a teljes felhasználás kb. 30%-át Ennek nagy része a villamosenergia-termelés során keletkezik. Ezért itt nagy a megtakarítási potenciál, és a kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés elterjedése illetve a legrosszabb hatásfokú

erőművek leállítása (vagy korszerűsítése) eredményeket hozhat és már hozott is. A végső energiafelhasználás alakulása jól mutatja a gazdasági szerkezetváltást. Az ipar energiaigénye az energia intenzív nehéziparok visszafejlődése és a modern, kevés energiát használó iparágak felfutása miatt folyamatosan csökken Ezzel egy időben azonban a közlekedési és a tercier szektor (kereskedelem, egészségügy, oktatás stb.) folyamatosan nő Főként a kereskedelmi egységek (pl bevásárlóközpontok) alapterületének gyors növekedése és a gépi szellőztetés/klimatizálás elterjedése okozza az energia-felhasználás növekedését A háztartások fogyasztása kismértékben növekszik. Ennek okai között megemlíthető a háztartási készülékek hatásfokának javulása, az új épületek jobb hőszigetelése és a népesség számának csökkenése. Ezeket a pozitív hatásokat részben ellensúlyozza a magasabb komfortból adódó

többletfogyasztás és a háztartási készülékek számának-elterjedésének növekedése A nyomott háztartási energiaárak is hozzájárulhatnak a fogyasztás növekedéséhez az elmúlt években. Így a mérleg összességében negatív, a háztartások energiafogyasztása trendjében növekvő. (1990-9189GWh;1995-9787GWh;2000-9792GWh;2003-11065GWh) A közlekedés és a tercier szektor energiafelhasználása is folyamatosan növekszik. Ezzel szemben a termelő ágazatok (mezőgazdaság, ipar) fogyasztása folyamatosan csökken. A várható energiaigények 2020-ig PJ Végső energiafelhasználás végfelhasználói szektoronként 350 300 Ipar 250 Közlekedés 200 Háztartások Tercier szektor 150 Mezőgazdaság 100 50 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 A feltételezett gazdasági fejlődés alapján határozható meg a magyar gazdaság 2020-ig várható energiaszükséglete. A nemzetközi prognózisok és az elvégzett részletes, több

alternatívát feltételező számítások szerint a magyar gazdaság teljes energiaigénye évi átlagban 1%-kal, többé-kevésbé az EU átlagának megfelelő ütemben növekszik. 2010-ig az igénynövekedés valószínűleg nem éri el az 1%-ot, 2010. után a gazdasági fejlődés jellegétől és struktúrájától is függően esetleg enyhe ütemnövekedés valószínűsíthető. Az energetikai célú energiafelhasználás 2002-ben 1000 PJ volt – ez lényegében a 90-es évek átlagának felel meg – amely 2020-ra 1200 PJ körülire emelkedik. A nem energetikai célú energiafelhasználás évek óta 50-60 PJ között ingadozik és csökkenő tendenciát mutat. Azt feltételezzük, hogy a nem energetikai célú energiahordozók felhasználása a vizsgált időszakban érdemben nem változik, így a magyar gazdaság teljes energiaszükséglete 2020-ra 1250 PJ körülire prognosztizálható. A fő energiafelhasználási területek igényének várható alakulása Meghatározó

felhasználási területek várható energiaszükséglete és annak összetétele a következők szerint alakul. Az ipar villamosenergia-termelés nélkül – teljes energiaszükséglete 2020-ig csak nagyon szerény mértékben, éves átlagban 0,3-0,4 százalékkal nő. A legtöbb energiát kívánó hűtési és technológiai célú energiaigény inkább csökken, a villamosenergia-felhasználás viszont mintegy évi 1%-al növekvő irányzatú. A modernizáció, a dinamikus termelékenység-javulás ugyanis többlet villamos energiát igényel, de a hozzáadott érték várható gyorsabb növekedése az ipar energiaintenzitási mutatóját csökkenti. Bár az időszak egészét tekintve az ipar növekedési üteme meghaladja a nemzetgazdasági átlagot, de súlya a teljes nemzetgazdaság energiafelhasználáson belül enyhén csökken, a villamosenergia tekintetében pedig közel változatlan szinten mard. A villamosenergia-termelés primer energiahordozó igénye a

nemzetgazdasági átlag körüli lesz, attól is függően, hogy a villamos energia importja a jelenlegi 4-5%-ról milyen mértékben növekszik. 2002-ben a hazai villamosenergia-termelés primer energiafelhasználása a tel- jes primer energiaszükséglet 43-44% tette ki, 2020-ig enyhén tovább nő. A villamosenergiaipar primer energiaszükségletének alakulását behat A szolgáltató, tercier szektor energiafelhasználása általában növekvő, bár az elmúlt évtizedben tapasztaltnál a növekedés üteme mérséklődik. Ugyanis a szolgáltatás meghatározó szektoraiban – kereskedelem, oktatás, egészségügy, pénzügy stb. – az energiaigényes infrastrukturális kapacitások lényegében kiépültek és a következő időszakban a meglévő kapacitások teljesebb, racionálisabb kihasználása kerül erőtérbe Ebben a szférában az energiaszolgáltatás még inkább állandó, fix jellegű költségként jelentkezik így a remélhetően javuló hatékonyság, a

teljesebb kihasználás érdemben nem kíván jelentősebb többletenergiát A lakossági szféra energiaigény-növekedése mind a teljes, mind a villamos energia tekintetében a nemzetgazdasági átlagot meghaladó lesz. A földgáz és a villamos energia legjelentősebb felhasználója már jelenleg is a lakosság, amelynek igénynövekedése mindkét energia vonatkozásában jóval dinamikusabb lesz, mint a nemzetgazdasági átlag, így súlyuk, szerepük 2020-ra határozottan megnő és a prognosztizált igénynövekmény döntő része a lakossági szférában keletkezik 29. Megújuló energiaforrások szerepe a nemzeti energiamérlegben A technika fejlődése igényelte és egyben lehetővé is tette a nagy energiasűrűségű energiaforrások kifejlesztését és új energiaforrások ill. energiahordozók alkalmazása vált általánossá Az elképesztő mértékű energiafelhasználás-növekedés a tudósok szerint mind a rendelkezésre álló energiakészletek, mind

pedig ennek környezeti hatásai miatt nem tartható, így a hetvenes évektől kezdődően egyre markánsabban megfogalmazódik - az energia hatékony felhasználásának szükségessége, és - a megújuló energiaforrások alkalmazásának szélesebb körű alkalmazása. A megújuló energiaforrások fokozottabb felhasználását tehát nem a technikai fejlődés és nem a piaci viszonyok indokolják, hanem környezeti szükségszerűség, a fenntartható fejlődés. Nemzetközi kötelezettségeink a megújuló energiaforrások alkalmazására két területen jelennek meg, egyfelől a környezetvédelem területén másrészt az energetika területén. Az EU-hoz való csatlakozásunk és az ehhez elvárt megújuló energiaforrás felhasználási részarány, a Kyotoban a Klimaváltozási Keretegyezményben vállalt CO2 egyenérték csökkentés szükségessé teszi a megújuló energiaforrások hasznosításának hathatós emelését. Az ENSZ éghajlat-változási konvenciója

keretében Magyarország kötelezte magát, hogy az 1985-1987 időszak átlagán stabilizálja a széndioxid emissziót. Kyotóban Magyarország elfogadta, hogy az első vizsgálati időszakra (2008-2012) az üvegházhatású gázok kibocsátását 6%-kal csökkenti 1990-hez viszonyítva. Ennek a vállalásnak a teljesítése azonban nem tűnik nehéznek, mivel a tüzelésből származó széndioxid kibocsátás a bázisidőszak és 1995 között csaknem 28%-kal csökkent (80,1 Mt CO 2 -ről 57,8 Mt CO 2 -re), ezenkívül a lekötési kapacitás is növekszik. Az oslói egyezmény szerint Magyarország kötelezte magát, hogy az SO 2 emissziót 2000-re 45%-kal, 2005-re 50%-kal és 2010-re 60%-kal csökkenti. A széntüzelésről gázra történő átállás, az atomenergia fokozott felhasználása, párosulva a fűtőolaj kéntartalmának csökkentésével, valamint az 1990-es évek elején a gazdaság visszaesése azt eredményezte, hogy 1995-ben a SO 2 emisszió 57%-kal volt kisebb,

mint 1980-ban. A jelenlegi SO 2 emisszió a 2005-ös határérték alatt van, és csak 8%-kal haladja meg a 2010 évi határértéket Mivel az SO 2 emisszió jelentős része (közel 60%-a) az energia szektorból származik, további csökkenés az alacsonyabb emissziót okozó tüzelőanyagokra (pl. földgázra és megújuló energiahordozókra) való áttéréstől, valamint az energiahatékonyság növelésétől várható. További kötelezettséget ró ránk az uniós csatlakozás során vállalt kötelezettségünk a megújulók részarányának növelése érdekében. Az EU elvárások az újonnan csatlakozó országok felé hasonlóak az eddigi tagországi terveikkel. Az összes energiafelhasználáson belül a megújuló energiaforrások arányát 2010-re a jelenlegi 6%-ról 12%-ra kell növelni Ez ma Magyarországon 3,6% és az energiapolitikai elvárása ennek megduplázása 2010-re. Rosszabb a helyzet a megújulóból termelt villamos energia területén. A jelenleg termelt

villamos energia 0,5%-át állítják elő megújuló energiaforrásból és optimista becslések szerint sem érheti el az 5%-ot sem 2010-re Ezt az EU is figyelembe vette, mert a 2010-re elérendő értéket 3,5 %-ban határozta meg az eredetileg tervezett 11,5 %-kal szemben. Magyarország földrajzi és éghajlati adottságai mellett a különböző megújuló energiaforrások között legnagyobb jelentősége a biomasszának van. De a biomassza hasznosítása nemcsak energetikai, hanem környezetvédelmi, ipari és a vidéki munkahelyteremtés szempontjából egyaránt előnyös lehetőség Magyarország számára. Az utóbbi időben számottevően megnőtt a mezőgazdasági művelés alól kivont területek mérete, amely kb. 1.292500 ha, melyen az energetikai célú növénytermesztés a földhasználat egyik legfontosabb lehetősége A számítások szerint elméletileg a művelt földterületeken évente átlagosan 25GJ/ha elsődleges energiahordozó keletkezésével

lehetséges számolni; - a szélső értékek 10-100GJ/ha, termelési kultúrától, művelési módtól függően. Magyarország geotermikus vagyonát tekintve kedvező adottságokkal rendelkezik. A kedvező adottság azt jelenti, hogy a geotermikus gradiens átlagosan 20 m/°C, de az egyes medencékben még ennél is nagyobb, mert pl a Dél-Dunántúlon és az Alföldön 1000 m mélységben 70°C közeghőmérséklet uralkodik. A geotermikus energia kedvező hazai adottságai ennek az energiaforrásnak a minél szélesebb körű hasznosítását kínálja. Több körzetben a felszínre jutó víz használat utáni elhelyezése okoz nehézséget. Ezeknek a nehézségek leküzdése a fokozott környezetvédelmi követelmények miatt egyre költségesebb. A napenergia közvetlen hasznosítása az egyik legkézenfekvőbb megújuló energiaforrásnak mutatkozik. Magyarországi napenergia négyzetméterenkénti éves összes energiamennyiségét 830-875 kWh értékkel vehetjük figyelembe

Az energiamennyiség több mint fele a nyári négy hónapra esik. Ez azt jelenti, hogy abban az időszakban, amikor hidegebb van, rövidek a nappalok, tehát nagy az energiaigény, akkor jelentősen kevesebb a rendelkezésre álló napenergia-mennyiség. Egy téli időszakban egy átlagos napon a várható napsütéses időszak hoszsza alig éri el 2-3 órát Ez a körülmény alapjaiban meghatározza a napenergia hasznosításának lehetséges területeit hazánkban A napenergia aktív hőhasznosítása a legkézenfekvőbb megoldásnak látszik A napenergia közvetlen hőhasznosításával kapcsolatban összefoglalóan úgy lehet fogalmazni, hogy a rendelkezésre álló napenergia kevés ahhoz, hogy ezzel fűteni lehessen, de nagyon sok ahhoz, hogy ne vegyük figyelembe, és kihasználjunk minden lehetőséget az ésszerű alkalmazásra. Ez elsősorban a használati melegvízellátás családi és kommunális létesítményeknél A fotovillamos alkalmazás alapja a napelem, melynek

költsége meghatározója az elterjedésnek. Jelenleg Magyarországon alig haladja meg a 10 kWot a beépített összteljesítmény, de az elképzelések szerint ez az érték 2010-re elérheti az 5 MW-ot is. Magyarország műszakilag hasznosítható vízerő-potenciálja 1000 MW, melynek kb. háromnegyedét a Duna jelenti A teljes hasznosítás esetén a kinyerhető energia 7,0-7,5 TWh/év, melynek jelenleg csak kis részét aknázzuk ki. A hazai hasznosítással kapcsolatban általában nem az új erőművek építése, hanem a meglevő, vagy korábban volt erőművek felújítása, vagy újraélesztése jelentheti a fő feladatot. A hazai szélenergia hasznosításában a villamosenergia termelésre alkalmazott szélgépek első egységei már üzemelnek és az évtized végére 10-12-re lehet számítani, de jelentőségük a hazai energiamérlegben az összeurópai helyzethez hasonlóan nem lesz számottevő. Az elmúlt években végzett különböző megújuló energiaforrás

lehetőségek felmérése megtörtént és a következő értékek adódtak: - a legnagyobb jelentősége a biomasszának van, melynek mennyisége évente 3,5 millió tonna olajjal egyenértékű (Mto OE), - kevesebb a geotermikus energia, melynek mennyisége 0,2 Mto OE, és - a napenergia közvetlen hasznosításával kb. 0,05 Mto OE hasznosítható, - a víz- és szél-energia mennyisége ezeknél lényegesen kevesebb. Magyarország energiafelhasználása 2001-ben 1069 PJ volt, melyből 37 PJ a megújuló energiaforrások értéke. Magyarországi viszonylatban az összes megújuló energia-felhasználás 71,9 %-át a tűzifa jelenti. (Ez többségében elavult, rossz hatásfokú házi tüzelést jelent) A geotermia a 10,8 %-ot, a vízenergia 3,0 %-ot, a növényi és egyéb szilárd hulladékok 11,3 %-ot, a hasznosított napenergia 0,2 %-ot tesz ki az összes felhasználáson belül. A szeméttelepi, valamint a települési szennyvizekből nyert biogázból és a kommunális

szemétégetésből 2,8 % származik. 31. A napenergia jellemzői Napsugárzási viszonyok A Nap sugárzásából adódóan a földi élet számára elsősorban az elektromágneses sugárzás, a fény a legjelentősebb. A Nap sugárzó teljesítményének a Földet érő része mintegy 173*1012 kW, ami több ezerszeresen meghaladja a jelenlegi energiaigényünket. Az átlagos intenzitás mértékéül az ún. napállandót használjuk, amelynek értéke: I 0 = 1353 W/m2, és a Föld légkörének határát elérő sugárzás nagyságát adja meg. A sugárzás egy része közvetlen (direkt) módon jut el a Föld felszínére, míg másik része a légkör szennyezettsége (por, vízgőz, stb.) miatt megtörik, részben visszaverődik, amelyből végül is kialakul a szórt (diffúz) sugárzási komponens. A teljes (totális vagy globális) sugárzás: I tot = I dir + I dif A napsugárzásból nyerhető energia a sugárzás hullámhosszától jelentős mértékben függ. Az egyes

légköri szennyeződésekben különböző hullámhosszakon különböző mértékű a sugárzás elnyelődése. 1. ábra A napsugárzás spektrális eloszlása a hullámhossz függvényében A ténylegesen kinyerhető, hasznosítható napsugárzás függ továbbá az alkalmazás földrajzi helyzetétől valamint annak idejétől, beleértve az évszakot és a napszakot is, ami lényegében a napmagassággal (a napsugár vízszintessel bezárt szögével) magyarázható. Továbbá befolyásolja a levegő relatív nedvességtartalma, a felhősödés mértéke és az ún. homályosság A felhősödés jelentősen és azonnal ható befolyásoló tényező. A homályosságot az adott terület környezetszennyeződési viszonyai határozzák meg, az ipari tevékenység füst-, illetve gázkibocsátása okozza. Jellemző értékei: - tiszta idő, derült nap 2; - hegyvidéki területek 2,8; - falu 3,5; - város 4; - ipari területek 5. Budapestre 3 - 4,5 között mozog. Azt jelenti,

hogy a fényáteresztés ennyiszer nagyobb tiszta légkör áteresztési tulajdonságaival tekinthető azonosnak. Földfelszínt érő átlagos napsugárzás A napállandóval jelzett 1353 W/m2-es értékből kb. 250 W/m2 elnyelődik a légkörben A légkör felső határáról a világűrbe történő visszasugárzás mértéke kb. 100 W/m2 Ezekből következik, hogy a Föld felszínén mérhető napsugárzás mértéke ideális esetben mintegy 1000 W/m2. 2. ábra A földfelszínre jutó napsugárzás alakulása A felszínre jutó tényleges sugárzás nagyobbik részét (~58 %) a szárazföld, a növényzet, a tengerek elnyelik, míg a kisebb része (~42 %) visszaverődik a légkör felé. A visszaverődés mértékét kifejező számot albedónak nevezzük. Néhány tipikus felszíni lefedés esetén: - friss hó 0,84; - kavics, durva homok 0,15; - erdő 0,05-0,18; - földfelszín átlagos 0,42. Elnyelőfelületen hasznosítható napsugárzás Az elnyelőfelület elhelyezkedése

tetszőleges lehet. Befolyásolhatják a telepítés adottságai, vagy az optimális elhelyezés igénye. 3. ábra Az elnyelőfelület geometriai viszonyai β : az elnyelőfelület vízszintessel bezárt szöge, γ : az elnyelőfelület tájolása, a: a Nap azimutszöge a déli iránytól mérve, ϑ : a napsugárzás iránya és az elnyelőfelület normálisa által bezárt szög. Tetszőleges helyzetű elnyelőfelületre a sugárzási intenzitás: I β = I cos ϑ = I cos(m − β ) cos(a − γ ) Budapesten, déli tájolás esetén néhány tipikus β érték: - téli üzem (decembertől februárig) 76,2°, - nyári üzem (júniustól augusztusig) 18,5°, - egész éves üzem 43,5°. 4. ábra A napkollektor hatásossága a tájolás és a dőlésszög függvényében Jellemző napsugárzási adatok Magyarországon Magyarországon a globál sugárzás értéke a déli órákban átlagos napsütés esetén a téli félévben (október-március) 250-600 W/m2, a nyári félévben

(április-szeptember) 6001000 W/m2 között változik. A szórt sugárzás aránya elérheti a 40-50 %-ot is Budapesten vízszintes felületen mért napsugárzás-intenzitás átlagos értéke egy évben 1164 kWh/m2, a tényleges napsütéses órák száma 2057 óra. Forrás: „Sárga könyv”, Farkas I.: Napenergia a mezőgazdaságban, 37-46, 83-84 o „Kék könyv”, Sembery P.: Hagyományos és megújuló energiák, 282-289 o (a kettő teljesen megegyezik) 32. A napenergia-felhasználás csoportosítása A napenergia közvetlen hasznosításának legelterjedtebb módjait két fő csoportba szokás sorolni. Ezek egyike az ún aktív hasznosítás, amikor valamilyen külön erre a célra készített eszköz (kollektor, napelem) segítségével alakítjuk át a napsugárzási energiát hővé vagy villamos energiává. A napenergia aktív hasznosítása alapvetően fototermikus vagy fotovillamos módon mehet végbe. A másik megoldás a passzív hasznosítás, amikor külön

kiegészítő eszköz, berendezés nélkül tudjuk a napenergiát hasznosítani. Ez lényegében az épületek kialakításával, tájolásával kapcsolatos. Termikus hasznosítás 1. ábra A termikus napenergia-hasznosítás sémája A napenergiát folyadék vagy levegő közeget áramoltató átalakító eszköz (napkollektor) révén közvetlenül hővé alakítjuk. Ebben az esetben a közeg áramoltatása külön energiát igényel A felmelegített folyadékot leggyakrabban meleg víz előállítására használjuk fel, egyéb technológiai célok is szóba jöhetnek, úgymint épületek, uszodák növényházak fűtése, gyümölcsök, növények szárítása aszalása. A begyűjtött hőenergiát legtöbbször tárolni kell. Ennek oka az, hogy az energiát akkor szeretnénk felhasználni, amikor a napenergia nem áll rendelkezésre, vagy fordítva, akkor van energiahozam, amikor nincs felhasználási igény. A hőenergiát a munkaközegtől függően tárolhatjuk. Folyadék

esetén a leggyakoribb megoldás egy megfelelő méretű szigetelt tartály, levegő esetén kőtároló alkalmazása. Fotovillamos hasznosítás Napelem segítségével alakítjuk át a napenergiát közvetlenül villamos energiává. Az ily módon kapott alacsony egyenfeszültséggel lehet fogyasztókat (pl. világítás, szellőztetés, stb) működtetni. Szükség esetén 230V-os váltóáramú fogyasztók is működtethetők egy inverteres egység közbeiktatásával. Az összegyűjtött energiát kémiai úton akkumulátorokban vagy más módon, pl. víz helyzeti energiájaként tárolják, majd azt igény esetén használják fel Számos esetben olyan helyen kell energiaellátást biztosítani, ahol nem áll rendelkezésre kiépített energiaszolgáltató hálózat, például tanyák esetében. Az energiaellátó hálózat kiépítésére viszont a magas bekerülési költség miatt általában nincs lehetőség. Ebben az esetben lehetséges megoldásként kínálkozik a

fotovillamos rendszerek önálló vagy más, pl. szélgenerátoros vagy dízelmotoros áramfejlesztővel kombinált, ún. hibrid rendszer alkalmazása. 2. ábra A fotovillamos napenergia-hasznosítás sémája Fontosabb alkalmazási területek: - hálózattól távoli telepek, farmok, épületek, istállók, raktárak villamosenergiaellátása (világítás, szellőztetés, vagyonvédelem stb.) - öntözés, vízszivattyúzás (belvíz), állattartó telepek vízellátása, - hírközlő berendezések villamosenergia-ellátása - közszükségleti berendezések energiaforrása. A fotovillamos energiatermelés műszakilag megvalósítható alternatíva, de a technológia jelenleg még drága és az energiatermelés hatásfoka is alacsony, azonban mindkét tényező kedvezően alakul. Passzív hasznosítás A napenergia passzív alkalmazása elsősorban az épületekben való hasznosítást jelenti. Az épületek hőháztartásának – napenergia-hasznosítással történő –

optimalizálására számos eszköz jöhet szóba. Ezek közül is kiemelhetjük a tájolást, a határoló felületek energiatudatos formálását valamint réteges falszerkezetek kialakítását. Az így kivitelezett épület jelentős fűtési energiamegtakarítást tesz lehetővé a hagyományos épülethez képest. Alapvető tervezési szempont, hogy a lakóépületekben a legnagyobb fűtési igényű szobákat a napsugárzásból nyerhető energia és fény miatt D-DK-K-i irányba tájoljuk. Ugyanakkor a kisebb fűtési igényű helyiségekkel szigetelni, védeni célszerű a nagy fűtési igényűeket. A határoló felületek energiatudatos kialakításánál a szoláris szemlélettel tervezett épület esetében télen a szoláris hőnyereség, nyáron pedig a hőveszteség – természetes szellőztetés révén – való növelését kívánja elérni. Ily módon jelentős szerepe van a tájolásnak, benapozásnak, azaz nagy üvegezési arány és nagy hőtároló tömegek a

jellemzői. A réteges falszerkezetek alkalmazásával mind a hőszigetelési, mind pedig a hőtárolási követelmények is megoldhatók. A külső és a közbenső szigetelésű falazatok is eszközei ennek a megoldásnak. A passzív napenergia-hasznosítás lényege, hogy a felsorolt eszközöket nem külön-külön, hanem lehetőleg integrált módon használjuk fel. Forrás: „Sárga könyv” Farkas I.: Napenergia a mezőgazdaságban, 46-48, 207-240 o „Kék könyv” Sembery P.: Hagyományos és megújuló energiák, 290-293, 319-321 o 33. Napgeometria A Nap pillanatnyi helyzetét az égbolton a napmagassággal (m) és az azimuttal (a) jellemezhetjük. A Föld forgástengelye a Nap tengelyétől 23,5 °-os szöggel tér el A Nap látszólagos pályája az égbolton minden nap és minden pillanatban más és más, az év folyamán különböző magasságértékeket vesz fel. A pálya nyáron a legmagasabb, télen a legalacsonyabb. 1. ábra A napmagasság és az azimut

értelmezése 2. ábra: Látszólagos napi mozgás az égbolton A Nap helye az égen lényeges adat, mert a közvetlen sugárzás akkor a leghatásosabb, ha az elnyelőfelület pontosan szembenéz a Nappal. A Nap pályáját az égbolton egy látszólagos gömbfelületen történő mozgással közelítve a napmagasság értéke a gömbháromszögtani koszinusztétel segítségével felírható: sin m = sin δ sin ψ + cos δ cosψ cos ω ahol: m : napmagasság, δ : a Nap deklinációs szöge, ψ : a földrajzi hely szélességi foka, ω : a Nap óraszöge. A Nap deklinációs szöge az év egy tetszőleges napjára a következő összefüggéssel számítható:  2π (n + 1) sin 23,45° sin δ = − cos   365  ahol n a kérdéses nap sorszáma. A földrajzi hely szélességi foka, mindig az adott felállítási helyre jellemző. A Nap óraszöge az időponttól függ 0 órakor 0°, egy óra alatt lineárisan 15°ot változik Az azimut értéke a következő

összefüggés alapján számítható: cos δ sin a = sin ω cos m ahol: a: az azimut, a többi változó értelmezése fent megtalálható. A napmagasság és azimutértékeket egy adott helyre jellemzően diagramban is megadhatjuk. 3. ábra Budapestre jellemző nappálya diagram A diagram felhasználható még például árnyékmaszkok tervezésére is. (Megjegyzés: a grafikonon déli pontján szerepel az azimut 0° éréke a napsugárzás hasznosítása miatti könnyebb számítás miatt. Csillagászatilag a 0 pont a grafikon tetején, az északi pontban található.) 34. Napenergia fotovillamos hasznosítása Air Mass, AM A légkör hatását a Földünket érő sugárzás spektrumára és intenzitására megkísérelték leegyszerűsített módon figyelembe venni. Ebből a célból vezették be az optikai légréteg fogalmát (AM). A Föld légkörén kívül az optikai légréteg 0, és a sugárzást AM0-val jelöljük A Föld felszínére a tengerszint magasságában

merőlegesen tiszta időben beérkező sugárzást AM1-el jelöljük. Egyéb, tengerszint magasságában fekvő megfigyelési pontra, tiszta időben 1 AM cos α ahol α a megfigyelési pontban a beérkező sugárzás és a függőleges által bezárt szög. Fotovillamos energiaátalakítók felépítése, jellemzői A napelem olyan fotovillamos elem, amely a Nap sugárzási energiáját közvetlenül alakítja át villamos energiává. A napelemek alapanyaga félvezető Az energiaátalakítás a félvezető alapanyagban játszódik le. A félvezető anyagokat érő sugárzás azon része, amelynek E f energiája nagyobb, mint a félvezető anyag E g tiltottsáv-szélessége, a félvezető anyagokban villamos töltéshordozó lyuk-elektron párt generálhat, amennyiben az anyagok felületéről nem verődik vissza, illetőleg az abszorpcióhoz elegendő anyagvastagság áll rendelkezésre. A fotovillamos elem többnyire félvezető p-n átmenet, amely az áram elvezetésére szolgáló

p-, illetve n-réteghez csatlakozó kontaktussal rendelkezik. 1. ábra Az egykristályos, illetve polikristályos szilícium anyagú napelem elvi felépítése és villamos helyettesítő képe. I F : a fotonok által generált áram, R b : párhuzamos veszteségi ellenállás koncentrált értéke, R s : soros veszteségi ellenállás koncentrált értéke, I D : a pn átmeneten U D feszültség hatására átfolyó (megvilágításmentes) áram koncentrált értéke, U: az R t külső terhelő-ellenálláson átfolyó I külső áram hatására keletkezett feszültség. 2. ábra Napelemcella feszültség-áram karakterisztikája, és a kitöltési tényező definíciója Napelemek Egyik alapvető jellemző az energiaátalakítási hatásfok. Az elvi elérhető hatásfok szobahőmérsékleten 27% körül van, de többrétegű konstrukcióval a 60% fölötti hatásfokot is elérhetőnek tartják. A hatásfokot számos anyag és villamos jellemző befolyásolja, továbbá a

napelemjellemzők hőmérsékletfüggőek. Anyag Egykristályos szilícium Hatásfok Jellemzök 15-17 % Gyártás: egykristály húzás majd szeletelés. pn átmenet: diffúz félvezető technológiai eljárásokkal. Áramelvezető kontaktusok: vákuum illetőleg szitanyomásos eljárással. Polikristályos 13-15 % Gyártás: speciális öntési eljárás, jelentős energiamegtakarítás a szilícium gyártásnál. A további lépések megegyeznek az egykristályos eljárással, de egy újabb speciális (ún. hidrogénezési) lépést is be kell iktatni. Amorf szilícium 4-6 % Gyártás: vékonyréteg-technológiai eljárással. Hordozóanyag ált. üveg A réteg kialakítására számos eljárás ismert Kedvezőbb árú napelemek gyárthatóak. Kadmium5-6 % Gyártás: vékonyréteg-technológia szulfid CdS Gallium-arzenid 20 % Gallium magas ára korlátozó tényező. Normál körülmények GaAs között vékonyréteg napelemek, de az egykristályos GaAs jóval hatékonyabb.

Kadmium6-7 % Gyártás: szitanyomásos eljárás, üveghordozóra, majd szulfid/kadmium hőkezelés. Közszükségleti tömegcikkekben (kalkulátorok, -tellurid játékok) alkalmazzák. CdS/CdTe 1. táblázat Különböző anyagú napelemek Az egyedi napelemeket a felhasználás igényeinek megfelelően nagyobb egységekbe, modulokba szerelik. Szokásos névleges feszültségük 12V Napelemes áramforrások felépítése 3. ábra Napelemes áramforrás általános felépítése A napelemes áramforrások általában az alábbi fő egységeket tartalmazzák: - egy vagy több napelemmodul, - csatlakozódoboz, - szabályozó elektronika, - akkumulátor vagy akkumulátorok (ha az energiát tárolni kell), - áramátalakító (ha a fogyasztó váltakozó áramú). 35. Napenergia passzív hasznosítása A napenergia közvetlen hőhasznosításának azokat a változatait, amelyekben a sugárzás elnyelése, az energia időszakos tárolása és szétosztása gépészeti berendezések

nélkül, különféle építészeti eszközökkel történik, passzív napenergia-hasznosító rendszereknek nevezzük. A megfelelő tájolású, belső térelrendezésű, alkalmas szerkezeti anyagokkal kivitelezett épület, naptér jelentős fűtési energiamegtakarítást tesz lehetővé a hagyományos épülethez képest. Benapozás Benapozás alatt azt az időtartamot értjük, amelynek során egy adott tájolású és dőlésszögű felületre direkt napsugárzás juthat. A passzív hasznosítás fő tervezési eszközei Tájolás. Lakóépületeinkben a legnagyobb fűtési igényű lakószobákat (nappali, hálószobák, dolgozószoba) a szoláris energianyereség, a természetes megvilágítás szempontjából legkedvezőbb D-DK-K-i irányba tájoljuk. A kisebb fűtési igényű, a tájolásra kevésbé érzékeny helyiségeket (szélfogó, közlekedő, fürdőszoba, kamra, gardrób) a funkcionális szempontoknak megfelelően célszerű úgy elhelyezni, hogy minél jobban

védjék a nagyobb fűtési igényű és természetes megvilágítást igénylő helyiségeket a kedvezőtlen tájolási irányok felől. Ezáltal mintegy átmeneti „puffer”-zónát alkossanak a külső tér és a lakóterek között Határoló felületek energiatudatos formálása. Kétféle szemlélet alkalmazható. A defenzív („védekező”) tervezési szemlélet télen a fűtési hőveszteség-, nyáron a szoláris hőnyereségáramok csökkentésével szabályozza az épület energiaigényét. Kis üvegezési arány, jó légzárás és hőszigetelés jellemzi A szoláris tervezési szemlélet télen a szoláris hőnyereség-, nyáron (természetes szellőzés révén) a hőveszteségáramok növelését kívánja elérni. Az épület tömegformálását a tájolás és a benapozás határozza meg. Nagy üvegezési arány és energiagyűjtő szoláris rendszerek, nagy hőtároló tömegek alkalmazása jellemzi. Réteges falszerkezetek. A hagyományos egyrétegű tömör

(tégla, kő, fa és vegyes) falazatokkal épült lakóépületek általában csak kiegészítő külső oldali hőszigetelés alkalmazásával felelnek meg az előírt hőtechnikai és állagvédelmi követelményeknek. A többrétegű falak alkalmazásával mind a hőszigetelési, állagvédelmi, mind pedig a hőtárolási követelményekkel kapcsolatos igények kielégíthetők. Főbb szerkezeti változatai: - külső hőszigetelésű falazatok (pl. a szilikátbázisú hőszigetelő vakolattal, a műanyag kéregvakolattal és táblás hőszigeteléssel, a külső oldali lécvázra szerelt homlokzatburkolattal és szilikátszálas hőszigeteléssel ellátott hőszigetelő rendszerekkel, valamint transzparens hőszigeteléssel hőszigetelt falak), - a hőszigetelő bennmaradó zsaluelemes falazatok, amelynek üregeit képlékeny betonnal öntik ki az építés helyszínén, - a közbenső hőszigetelésű (tégla-) falazatok. Napenergia-hasznosító szerkezetek és rendszerek

alkalmazása. A hasznosítás alapvető kritériumai: (az elegendő) napsütés, a napsütés elérje a szerkezetet, a szerkezet legyen alkalmas a sugárzás hasznosítására. A hasznosítás három részfeladatból áll: a napenergia hatékony begyűjtéséből, az energia szükséges mértékű és idejű tárolásából, illetve az energia tervezett formában történő leadásából. Passzív napenergia-hasznosító rendszerek esetén mindhárom részfeladatot az épület saját szerkezeteivel biztosítjuk. A passzív napenergia-hasznosítás szerkezetei és rendszerei A következő ábrán összefoglalva passzív szoláris rendszerek láthatóak. 1. ábra Alkalmazható passzív szoláris rendszerek áttekintése Transzparens hőszigetelésű falszerkezetek A transzparens hőszigetelésű falszerkezetek az energiagyűjtő falak csoportjába tartozik, itt külön kiemelve szerepel. Ezek az anyagok a fényt jól áteresztik, különféle anyagszerkezeteikben a levegő

mozgását megakadályozva jó hőszigetelők. A napsugárzás áthaladva a transzparens hőszigetelésen a falszerkezet abszorberfelületként kialakított külső felületén nyelődik el, ahol a falfelületet felmelegíti. Az elnyelődött hő távozását az alacsony hővezetési tényezőjű transzparens hőszigetelés megakadályozza a külső tér felé, így lassú hőáramlás indul meg a falszerkezet belseje felé, melyből konvekcióval, ill. sugárzással jut az elnyelt hő a hasznosítótérbe. 2. ábra Külső fal transzparens hőszigetelésének rendszerei 36. Napenergia termikus hasznosítása Kollektorok A napsugárzásból származó energia hővé való átalakításának legalapvetőbb eszköze a napkollektor. A kollektorok felépítésüket, hőhordozó munkaközegüket (folyadék, levegő) illetően különböző kivitelűek lehetnek. Leggyakrabban koncentrátoros ill sík-kollektorokat alkalmazunk. A koncentrátoros kollektor a szokásos elnyelő szerkezeten

(abszorberen) túlmenően reflektáló lemezek (tükrök) segítségével hasznosítja a napsugárzást. Magasabb hőmérséklet előállítására alkalmas, kisebb hőcserélő felület mellett. A tükrök miatt a kollektor érzékeny a szennyeződésekre. A koncentrátor készülhet lineáris vagy parabolatükör segítségével Az előbbi síktükör, az utóbbi parabolafelület segítségével gyűjti össze a napsugarakat. Ezen utóbbiak egy gyújtópontba, vagy vonalba koncentrálják a beérkező napsugárzást. Koncentrátoros koncentrátoroknál legtöbbször napkövetés alkalmazása is szükséges. A sík-kollektorok legfontosabb tulajdonsága, hogy egyaránt alkalmasak a direkt és a szórt sugárzási komponensek hasznosítására. A fedetlen kollektorok általában hőszigetelést sem tartalmaznak. Nyári üzemben használhatóak, zuhanyzóknál és úszómedencék fűtésére Kilépő hőmérsékletük 30-40°C. Ide tartozik az egyszerű feketére festett hordó is,

amely még a tárolót is magában foglalja. Sík-kollektorok esetében a műanyag vagy üveg lefedés jelentősen csökkenti a hőveszteséget és egyúttal növeli a fényelnyelési ill. visszaverési jellemzőket Minden esetben hőszigeteléssel látják el. Egész éves üzem esetén munkaközegük általában fagyálló folyadék Kilépő hőmérsékletük 60-80°C. 1. ábra Folyadék munkaközegű sík-kollektor elvi felépítése A sík-kollektorok hatásfokát jelentősen javítja, ha az abszorber lemezt ún. szelektív bevonattal látják el. Ez esetben a felület visszasugárzása jelentősen csökken, jobb lesz a hőhasznosítása. A termikus hasznosítás összhatásfoka akár 15-20%-al is növekedhet a sima fekete festékbevonattal ellátott kollektorokhoz képest. A jobb hőtechnikai hatásfok elérésére kifejlesztették a vákuumos kollektorokat. Létezik síkés vákuumcsöves változata Ennél a típusnál a kollektor belsejében vákuumot hoznak létre, mely jó

hőszigetelő. Ezen kollektorok ára magasabb, különleges gyártást és szerelést igényelnek. Hőtárolás A napsugárzásból származó energia általában nem akkor áll rendelkezésre, amikor arra éppen szükségünk van, ezért tárolókat kell alkalmaznunk. A tároló méretezése a szoláris rendszer működése szempontjából nagyon fontos. Követelmény, hogy kicsi legyen a veszteségük, könnyű legyen a feltöltése és kisütése. A folyadékos tárolók szerkezeti felépítésüket tekintve lehetnek fűtőköpenyes vagy csőkígyós kivitelűek. Továbbá biztosítani kell a kiegészítő fűtés lehetőségét is. Vízmelegítés Közép-Európában és Magyarországon is ez a felhasználási mód terjedt el a legjobban. 2. ábra Szoláris melegvíz-készítő rendszer Ma már a családi házaktól a nagyobb létesítményekig széles körben alkalmazzák. A kisebb rendszerekhez már kaphatóak előre gyártott elemek, melyekből azok könnyen

felépíthetőek. Ez tartalmazza az összes vezérlő, szabályozó és biztonsági berendezéseket. Tervezésekor a következő jellemzőket kell számba venni, ill. meghatározni: melegvíz-szükséglet, kollektorfelület, tárolótérfogat. Medencevíz fűtése Szabadtéri medencék vizének előmelegítésére kézenfekvő alkalmazási példa a napenergia fototermikus alkalmazása, tekintettel, hogy a rendelkezésre álló napenergia éppen a felhasználás időszakában a legnagyobb intenzitású. Méretezéskor legfontosabb a kollektormező felületének kiszámítása, mely nagyon sok tényezőtől függ. Többek között a medence felületének nagysága, elhelyezése, fedése, kollektorok dőlése, tájolása, stb. határozza meg. Legtöbbször fedés nélküli kollektorokat, ún szolárszőnyeget alkalmaznak Ebben közvetlenül a medence vize kering. Tapasztalatok szerint, kb 1-1 hónappal meghosszabbítható a szabadtéri medence használata. Épületek fűtése,

temperálása Mivel télen a hőigény nagy, a rendelkezésre álló napenergia kevés, fűtésre csak korlátozott mértékben van lehetőség. Az átmeneti időszakban (tavasszal és ősszel), a hagyományos fűtőberendezés üzemeltetési ideje csökkenthető a szoláris rendszerrel. Az alkalmazásnál a következő szempontokat kell figyelembe venni: hazánkban a napenergia csak kiegészítő fűtésre alkalmas, alacsony hőmérsékleten; nagy kollektorfelület és tárolótérfogat szükséges; az épületnek jó legyen a hőszigetelése; a nagy kollektorfelülettel nyáron begyűjtött jelentős energiát fel kell használni. Télen kevés alkalommal használt épületek temperálására is használhatóak a napkollektorok. A cél a fűtendő helyiség fagymentes állapotban tartása. Az alacsony működési hőmérsékletek miatt, kisebb kollektorfelület is elegendő. Azonban ekkor is gondoskodni kell hagyományos fűtőberendezésről. A temperálás megoldható levegős

rendszerrel is Egyéb termikus hasznosítás Felsorolásképpen néhány egyéb alkalmazás: - napenergiás hűtés - naperőművek - kombinált hőszivattyús rendszerek - nagy és hosszú idejű tárolós épületfűtés, nyáron begyűjtött napenergiával. 37. Aktív napenergia hőhasznosítási rendszerek és elemeik A napenergia aktív termikus hasznosításához erre a célra kialakított speciális szerkezeteket, napkollektorokat alkalmaznak. Az aktív napenergia hőhasznosítás lényege, hogy a napkollektorok vagy koncentrátorok a begyűjtött napenergiát ún. hőhordozó közegnek (folyadéknak, levegőnek) adják át, ez a közegáramlás útján jut el a felhasználási helyre, legtöbbször a szolártárolóba. A tároló feladata az energia összegyűjtése valamint az energia érkezése és felhasználása közötti időbeni különbségek áthidalása. A hőhordozó vagy közvetítő közeg gyakran nem azonos a felmelegítendő folyadékkal, hanem önálló,

zárt körben áramlik. A kollektor és a tároló között működő berendezéscsoportot szolárkörnek, kollektorkörnek vagy primer körnek szokás nevezni. A tároló és a fogyasztó közötti második áramlási kört szekunder körnek vagy vízkörnek nevezik. A zavarmentes működés és a megfelelő biztonság érdekében a zárt rendszereknek rendelkezniük kell az alábbi részekkel: keringtető szivattyú, hőmérséklet-különbségre reagáló elektronikus szabályozás, biztonsági szerelvények (tágulási tartály, biztonsági szelepek), felügyelő/ellenőrző szerelvények, visszaáramlást megakadályozó készülékek, légtelenítők, töltő és leürítő csapok, valamint a hőhordozó folyadék. Magyarországon alkalmazható sík-kollektoros aktív napenergia-hasznosítás végterméke kis vagy közepes hőmérsékletű meleg víz vagy meleg levegő. A hasznosítási véghőmérséklet víznél nem haladja meg a 60 °C-ot, levegőnél pedig a 80 °C-ot.

Rendszerek csoportosítása Alkalmazott hőhordozó szerint: - folyadékos - levegős Hasznosítás időszaka szerint: - egész éves üzemű - szakaszos üzemű Napkollektor és a tároló elhelyezése szerint: - gravitációs - szivattyús A hőcserélő szerint: - tárolóba épített - külső hőcserélős A kollektor lehet: - fedés nélküli - fedett - sík - koncentrátoros, - szelektív bevonatú - vákuumos A tároló lehet: - fűtött köpenyes - csőkígyós - hőcserélő nélküli A hasznosítás célja szerint: - használati melegvíz-termelő - fűtési célú - temperáló - technológiai célú - többcélú (HMV, medencevíz, fűtés) A hasznosítás jellege szerint: - közvetlen (elsősorban nyári üzemű, egyszerű berendezések) - közvetett (bonyolultabb, összetett rendszerek) Aktív napenergia hőhasznosítási rendszerek Közép-Európában és Magyarországon is a vízmelegítés terjedt el a legjobban. Ma már a családi házaktól a nagyobb

létesítményekig széles körben alkalmazzák. A kisebb rendszerekhez már kaphatóak előre gyártott elemek, melyekből azok könnyen felépíthetőek. Ez tartalmazza az összes vezérlő, szabályozó és biztonsági berendezéseket. Tervezésekor a következő jellemzőket kell számba venni, ill. meghatározni: melegvíz-szükséglet, kollektorfelület, tárolótérfogat. Szabadtéri medencék vizének előmelegítésére kézenfekvő példa a napenergia alkalmazása, tekintettel, hogy a rendelkezésre álló napenergia éppen a felhasználás időszakában a legnagyobb intenzitású. Méretezéskor legfontosabb a kollektormező felületének kiszámítása, mely függ többek között a medence felületének nagyságától, elhelyezésétől, fedésétől, a kollektorok dőlésétől, tájolásától, stb. Legtöbbször fedés nélküli kollektorokat, ún szolárszőnyeget alkalmaznak. Épületek fűtésére csak korlátozott mértékben van lehetőség, mivel télen a

hőigény nagy, a rendelkezésre álló napenergia kevés. Az átmeneti időszakban (tavasszal és ősszel), a hagyományos fűtőberendezés üzemeltetési ideje csökkenthető a szoláris rendszerrel, azonban a nagy kollektorfelülettel nyáron begyűjtött jelentős energiát is fel kell használnunk. Télen kevés alkalommal használt épületek temperálására is használhatóak a napkollektorok. A cél a fűtendő helyiség fagymentes állapotban tartása. Az alacsony működési hőmérsékletek miatt, kisebb kollektorfelület is elegendő. Felsorolásképpen néhány egyéb alkalmazás: napenergiás hűtés, naperőművek, kombinált hőszivattyús rendszerek. Rendszerek elemei A napkollektorok felépítésüket tekintve különbözőek lehetnek. A koncentrátoros kollektorok a közvetlen sugárzást síktükrök vagy parabolatükrök segítségével koncentrálják egy pontba, vonalra vagy felületre. Nagy üzemi hőmérséklet érhető el kis hőcserélőfelület mellett,

ugyanakkor érzékeny a szennyeződésekre, csak a közvetlen sugárzást hasznosítja, és legtöbbször napkövető szükséges. A sík-kollektorok a közvetlen és a szórt sugárzást egyaránt hasznosítják. Létezik fedetlen változata (szolárszőnyeg), mely jó optikai hatásfokkal rendelkezik. A fedett és szigetelt kollektorokban csökken a hőveszteség, a fényelnyelés és visszaverődés javítható. Szelektív bevonat alkalmazásával a visszasugárzás tovább csökkenthető, vákkumot használva hőszigetelésnek a hatásfok tovább fokozható. A tetőbe integrált kollektorok kialakítása olyan, hogy a tetővel szerves egységet alkot, kiváltja a tetőhéjalást. Szerelése fokozott gondosságot igényel A tárolók a szoláris rendszer igen fontos elemei. Alkalmazása azért szükséges, mert a napsütés időtartama az időjárástól függően változik és általában nem esik egybe a fogyasztás idejével. Legtöbbször vizet használnak, de léteznek egyéb

tárolók is, pl kőtároló Fontos a megfelelő méret, a gyors feltöltés és kisütés. A hőhordozó közeg legtöbbször folyadék vagy levegő. A működtető szerkezetek közé tartoznak a különböző szivattyúk vagy ventillátorok. Biztonsági szerelvények akadályozzák meg a káros túlnyomást. Ide sorolható az áramlásszabályozó, töltő-ürítő szerelvények, a hőszigetelt csővezetékek is. A szabályozó eszközök feladata a rendszer üzembiztos működtetése. A legegyszerűbb szabályozó a kollektor és a tároló hőmérsékletét hasonlítja össze, és ez alapján kapcsolja be a szivattyút. A bonyolultabb rendszerek további vezérlési és szabályozási folyamatokat hajtanak végre, esetenként programozható módon, mikroprocesszorral vezérelve. 38. HMV termelés napenergiával A szoláris termikus rendszerek alkalmazásának leginkább elterjedt módja a használati melegvíz (HMV) készítés. Tekintettel arra, hogy pl egy családi ház

melegvíz igénye nem változik lényegesen még évszakok szerint sem, így egy meglehetősen tipizált berendezést lehet alkalmazni erre a célra. Ezek a berendezések általában előre gyártott elemekből állnak, amelyek magukban foglalják a 2-3 kollektorból álló kollektormezőt, a 150-300 liter térfogatú szoláris tárolót, az egyéb működtető egységeket (szivattyú, hőcserélő és tágulási tartály) valamint a szabályozó egységet. 1. ábra Szoláris HMV rendszer előre gyártott elemekből A használati melegvíz-készítő berendezés kiválasztásakor, tervezésekor a következő fontos jellemzőket kell számba venni ill. meghatározni: - melegvíz-szükséglet megállapítása, - kollektorfelület meghatározása, - tárolótérfogat meghatározása. A felsorolt főbb jellemzőkön kívül természetesen szükség van még a hőcserélő nagyságának, a csőátmérők méretének, a keringtető szivattyú teljesítményének valamint a tágulási

tartály térfogatának meghatározására, kiválasztására. A legtöbb kis szoláris melegvíz-termelő berendezést forgalmazó cég árusít ún. szoláris szerelési egységet vagy szivattyúegységet. Ez egy olyan előre gyártott, kompakt berendezés, amely tartalmazza a melegvíz-termelő rendszerek működtetéséhez szükséges berendezéseket, szerelvényeket. Alkalmazásával a szerelési munka lényegesen egyszerűbbé válik, a szerelési idő lerövidíthető, emellett biztosítja a szakszerűséget is. A szoláris szerelési egység általában tartalmazza a következő elemeket: keringtető szivattyú, biztonsági szelep, nyomásmérő, hőmérő, visszacsapó szelep, töltő-ürítő csap, tágulási tartály, légtelenítő. Nagyméretű rendszerek esetében a tervezés szimulációs szoftverekkel történik. Kisebb, családi méretű rendszerek tervezéséhez egyszerűsített összefüggéseket alkalmazhatunk. 39. Biomassza, mint energiaforrás A napsugárzás

fotoszintézis útján jelentős mennyiségű biomasszát hoz létre megújuló jelleggel. A biomassza termelése elsődlegesen az élet fenntartásához kötődik, de meghatározott része energetikai célokra is hasznosítható. A biomasszából származó megújuló energia, amit sokan bioenergiának is neveznek, végső soron tehát szintén napenergia. A biomassza fogalma nem teljesen egységes. Biomasszán, illetve egyes csoportjain a következőket értjük: • Elsődleges biomassza: természetes vegetáció, szántóföldi növények, erdő, rét, legelő, kertészeti növények, vízben élő növények • Másodlagos biomassza: állatvilág, gazdasági haszonállatok, az állattenyésztés fő termékei, melléktermékei, hulladékai • Harmadlagos biomassza: biológiai eredetű anyagokat felhasználó iparok termékei, melléktermékei, hulladékai, emberi települések szerves eredetű hulladékai. A biomassza potenciális mennyiségét, a felhasználásával

előállítható energiát a földfelszínt érő napsugárzás, az általa létrehozott biomassza-produktum és a felhasználhatónak becsült hányad ismeretében határozhatjuk meg. A Föld felszínére évente érkező napsugárzás 2,6 . 1024 J/év energiájának valamivel több, mint 2 ezreléke, a fotoszintézis révén 5,7 . 1021 J/év energiaértékű biomasszát hoz létre Ez az érték tekinthető a világ fotoszintézisből származó elméleti energiakészletének. Az ebből hasznosítható mennyiséget legegyszerűbben úgy közelíthetjük meg, hogy az elméleti készlet arányában durván becsüljük. Ha 3% energetikai célra reálisan, műszakilag hasznosítható biomasszát feltételezünk, akkor 170 . 1018 J/év adódik, ami óriási mennyiség, a világ jelenlegi primer energia-felhasználásának kb fele Magyarországon az évi sugárzás kb. 958 PJ/év biomasszát termel, ebből kb 28-29 PJ/év mennyiséget hasznosítunk tüzifából és faipari

melléktermékből, 0,3%-ot mezőgazdasági melléktermékből. Ez összesen az éves energiaszükséglet 3-3,5%-a, a potenciálisan hasznosítható mennyiségnek kb. negyede. A biomassza, mint energiaforrás felhasználásának számtalan lehetősége adott, a közvetlen eltüzeléstől, a tüzelő- és üzemanyag előállításon keresztül a biogáz- vagy éppen hidrogéngyártásig. A megfelelő megoldás kiválasztása és megvalósítása csak a helyi igények és adottságok alapján történhet. A hazai lehetőségek elsősorban a következők Elsődleges biomassza felhasználása: • Nagy energiahozamú energiaültetvények /energetikai ültetvény fás- vagy lágyszárú, energiaerdő/ • A növénytermesztés melléktermékeinek /szalma, szár, torzsa stb./ energetikai hasznosítása • Erdészeti, erdőgazdálkodási melléktermékek /palyafa, gally, kéreg stb./ Másodlagos biomassza felhasználása: • Az elsődleges biomasszából kb. 18106 t/év mennyiséget

használ fel az állattenyésztés, amelyből kb. 7106 t/év anyagmennyiséget állít elő Ennek zöme melléktermék, főként állati trágya, melyből biogáz állítható elő. Harmadlagos biomassza felhasználása: • A faipar melléktermékeit jelenleg is nagy mennyiségben használják fel energetikai célra, az egyéb szerves melléktermékek hasznosítása még vizsgálandó kérdés. • • • A biomassza felhasználásának várható előnyei: A szennyezőanyag-kibocsátás az éves (vagy néhány éves) ciklus része, hiszen a fűtésre vagy üzemanyagként eltüzelt biomassza égése során az előző esztendőben (illetve a növény növekedése során) megkötött üvegházhatású-gázokat bocsátja a légkörbe, ily módon CO 2 semleges, tehát használata alkalmas a globális éghajlatváltozás fékezésére. Munkahelyeket teremt Bekapcsolja a lakosságot az energia- és nyersanyaggazdálkodás (termelés, feldolgozás és felhasználás) egészébe, evvel

erősíti egy tudatosabb, a természeti környezet és a gazdálkodás összefüggéseit mélyebben értő és elfogadó szemlélet kialakulását. 40. Biomassza energetikai jellemzői Az energianyerés céljára alkalmas bioanyagok sokféleképpen csoportosíthatók, a jövőbeli felhasználás szerint az alábbi felosztást javasoljuk: 1. Melléktermékek, amelyek a mező- és erdőgazdálkodás, a ráépülő feldolgozóipar, a kommunális szilárd- és folyékony hulladékkezelés területéről származnak. A legfontosabbak: • Bonaszalma, kukorica- és napraforgószár, kukoricacsutka, napraforgó maghéj, szőlővenyige, gyümölcsfanyesedék, nádhulladék stb. • Tüzifa, erdei apríték, fűrészpor, forgács, kéreg, háncs stb. • Parkok, fasorok karbantartásának hulladékai, bomló szerves anyagok, ill. a belőlük keletkező biogázféleségek 2. Energianyerés céljával termesztett növények, ezek közül a legfontosabbak: • Szántóföldi növények:

teljes-növény, repce, magkender, és mindazon növényféleségek, amelyek valamilyen átalakításával energiahordozó nyerhető • Fásszárú energetikai ültetvények Fontos, hogy a keletkező és a ténylegesen felhasználható mennyiségközött különbség van, ezért beszélünk elméleti potenciálról. A biomassza keletkezési formájában rendkívül sokféle, és a keletkezés helyén csak kivételes esetekben használható fel energetikai célokra. A felhasználás különféle előkészítő műveleteket igényel úgy, mint betakarítás, szárítás, szállítás, aprítás, nemesítés, manipulálás, tárolás stb. A biomassza energetikai hasznosítása közvetlen égetéssel vagy konverziót követően történhet. A közvetlen elégetés során a biomasszában található C, H, és egyéb éghető anyagokat oxidálva égéstermékek ill. energia szabadul föl, azaz a kémiai energiát oxidációval hőenergiaként nyerjük ki Fontos, hogy a fűtőértékkel

meghatározott energiatartalom nagyobb legyen, mint az anyag felhevítéséhez és víztartalmának /20-70% között!/ elpárologtatásához szükséges energia összesen. A biomassza fűtőértéke reálisan 15 MJ/kg értékkel számolható, ha nedvességtartalma 10% körüli /légszáraz/. A biomassza sajátos tulajdonsága a magas illóolaj-tartalom /a fűtőérték 60-70%-a/ és az alacsony hamutartalom /1-7%/. Elégetésük speciális kazánt igényel, a keletkező hamu káliumtrágyaként hasznosítható. A biomassza előkészítése tüzelésre általában: szálasanyagokból bálázással, fásszárúaknál pellettálással vagy brikettálással. Az előkészítés energiaigénye általában az alapanyag fűtőértékének töredékét teszi ki /1-5%/. A teljesítményszabályozás egyetlen reális módja, hogy a tüzelőtérbe vitt anyag mennyiségét változtatjuk. Konverziót követően a biomasszából mechanikai, termikus stb. kezeléssel vagy kémiai átalakítással

előbb gázt, olajat, alkoholt, szenet állítanak elő és ezeket hasznosítják energiahordozóként /hajtóanyag vagy tüzelőanyag/. A biomassza széles körű, energetikai célú felhasználását több körülmény is indokolja. Az ország külső energiafüggőségének /legalább 70%/ csökkentése, az élelmiszer-termelésből kötelező jelleggel kivonásra kerülő földterületek /25-30 éves távlatban akár 2 millió ha/ hasznosítása, a vidéki népesség munkalehetőségének, a helyben maradás feltételeinek biztosítása, és nemutolsó sorban a globális környezetvédelemmel és az éghajlatváltozással összefüggő szempontok. 41. Biomassza tüzelés A biomasza eltüzelése a legrégebbi energianyerési forma. A szilárd tüzelőanyag éghető és meddő részből áll. Éghető részek a szén /C/, hidrogén /H/ kén /S/ és foszfor /P/, nem éghető rész az oxigén /O/, a nitrogén /N/, a nedvességtartalom /H 2 O/ és a hamu /ásványi anyagok,

karbonátok, szilikátok, foszfátok, szulfátok, oxidok stb./ Égésnek nevezzük azt a vegyi folyamatot, melynek során valamely anyag magas hőmérsékleten hőfejlődés mellett egyesül a levegő oxigénjével. Az égés feltételei általában: • Éghető anyag • Oxigén • Gyulladási hőmérséklet • Oxigén és az éghető anyag megfelelő keveredése Égéshő: az a hőmennyiség, amely egységnyi anyag elégetésekor keletkezik úgy, hogy a kezdeti anyag és a végtermék is 20 oC-os. Fűtőérték: u.a, hogy a kezdeti anyag és az égéstermék is a keletkezés állapotában van Éh > Fé A biomassza égéshője meghatározható kaloriméterrel /méréssel/, vagy számítással: H f =338C + 1420(H-O/8) + 105S [kJ/kg] szilárd anyagok esetén H f =124CO + 1420H + 420CH 4 + [kJ/Nm3] gázok esetében A biomassza fűtőértéke általában 15 MJ/kg értékkel számolható reálisan, 10% körüli nedvességtartalom esetén. A tüzelés veszteségei: • Füstgázzal

távozó hőenergia • A tökéletlen égés miatti veszteség • A visszamaradt anyagok miatti veszteség Az eltüzelés során keletkező gáz halmazállapotú égésterméket nevezzük füstgáznak. Beszélünk elméleti és valóságos száraz ill. nedves füstgázmennyiségről, attól függően, hogy a légfelesleg-tényezőt figyelembe vesszük-e: V fn =V fon + (m-1) . V o , ahol V fn a valóságos, V fon az elméleti nedves füstgázmennyiség, m a légfelesleg tényező, V o pedig az elméleti levegőszükséglet. A biomassza égése során égési szakaszok különíthetők el: • < 100oC , szárad /nedvességtartalom különválik/ • 100oC< <200oC , molekulák hasadása – gázképződés • 225oC< , megkezdődik a folyamatos égés • 260oC< , exoterm /spontán hőtermelő/ folyamat • 1000oC körül az összes gáz már elég, a visszamaradó karbon égése A biomassza-alapú tüzelőberendezéseket teljesítménytől függően általában úgy

tervezik, hogy az egyes szakaszok veszteségei a lehető legkisebbek legyenek, a lehető legtökéletesebb, legnagyobb hatásfokú legyen az égés. A szakaszos üzemű berendezésekhez képest a folyamatos üzeműekben biztosítani kell, hogy a fenti fázisok kialakulhassanak, és a megfelelő hatásfok és károsanyagjellemzők elérése érdekében kellő mennyiségű O 2 álljon rendelkezésre. A légfelesleg-tényező alakulása a tüzelés egyes fázisaiban: • 2,5-7 a begyújtási fázisban • 1,5-2,5 az égési főfázisban • 2,5-5 a leégési fázisban A közvetlen eltüzeléssel keletkező hőenergiának természetesen többfajta hasznosítása lehetséges, a direkt fűtéstől a forróvíz- vagy gőztermelésig, fűtési, melegvízellátási vagy technológiai célra. A biomassza tüzelés közvetett módjai a gázosítás és a pirolízis. Az elsőre /nem biomasszás!/ példa a városi gáz gyártása, széngáz előállítása száraz levegő befúvásával, 2C + O 2

+ N 2 = 2CO + N 2 . A pirolízis az oxidáló közegek kizárásával végzett hőbontás, amely nagy karbontartalmú anyagok lebontását és depolimerizációját eredményezi. Fa- és egyéb szilárd hulladékok pirolízise során az egyik termék a fagáz, amit gázmotor hajtására használva ma már kedvező hatásfokkal lehet kapcsolt hő- és villamosenergia termelést folytatni. 42. Folyékony biológiai energiahordozók Származtatásuk szerint lehetnek növényi, állati, egyéb /mikrobák, gombák stb./ eredetűek, fajtájuk szerint olajok, zsírok, alkoholok, a felhasználás területei szerint pedig tüzelőanyagok /átalakítás nélkül, átalakítással/, motorok hajtóanyagai /átalakítás nélkül, átalakítással/, egyéb üzemanyagok /kenőanyagok, munkafolyadékok stb./ A folyékony energiahordozó alapanyagát olajnövényekből sajtolással, cukor- ill. keményítőtartalmú növényekből alkoholos erjesztéssel, lignocellulózokból termokémiai

eljárással /pirolízis/ lehet előállítani. A felhasználás jellemzője, hogy a növényi eredetű energiahordozó kémiai energiáját hő- ill. mechanikai energiává alakítjuk A biológiai eredetű folyékony hajtóanyagok használatának várható előnyei: • Elégetéskor kevesebb károsanyag keletkezik /70-100%-kal/, csökken a látható füst /korom/ mennyisége, kb.25%-kal csökken a NOx, és a CO, CO 2 , maradék CH nem rosszabb a hagyományos hajtóanyagokénál • Előnyös a légkör CO 2 gazdálkodása szempontjából /ciklikus/ • A környezetbe jutva természetes úton lebomlik • Évről-évre termelhető • A motorok effektív teljesítményét mindössze 5-7%-kal csökken • Munkalehetőség • Helyben maradás, tervezhetőség • Ugaroltatott területeken termeszthető alapanyagok • A mezőgazdasági termékszerkezetbe jól illeszkedő alapanyagok A növényi eredetű olajok kinyerése préseléssel/sajtolással történik nagy nyomáson hidegen vagy

hő bevitele mellett. Az olajnövény magjából 25-30%-ban nyerhető ki olaj Nyers formájában lobbanáspontja magas /250-320oC/, tehát nehezen gyújtható, viszkozitása nagy, ezért nehezen porlasztható. Tüzelési célra, vagy motorok hajtóanyagaként használható /Elsbett-motor/, ill megfelelően adalékolva kevésbé igényes dízelekben is. Vegyi átalakítással a hagyományos belsőégésű motorokban is használható hajtóanyagot állítanak elő. Repcéből RME, lenmagból LME, napraforgómagból SME készíthető, amelyeknek tulajdonságai nagyon hasonlók a gázolaj tulajdonságaihoz. Az RME-gyártás energiamérlege 1,2-1,7 közötti, azaz pozitív, de gazdaságos jelenleg csak kb. 4 t/ha termésátlag fölött lehet A biodízel szerepével, megítélésével kapcsolatosan a legfontosabb jellemzői a műszaki követelmények, a környezetvédelmi hatások, az ökonómiai vonatkozások, a vidékfejlesztés és a racionális földhasznosítás kérdései. A biológiai

eredetű alkoholokat általában cellulózból, annak savas hidrolízisével állítják elő. Napjainkban is élénken kutatott terület a lignocellulózokból ipari méretekben előállítható bioetanoltechnológia. A bioetanol alkalmas a hagyományos négyütemű Otto-motorokban történő alkalmazásra, nagyszabású programokat valósítottak meg a következő országok: Brazília, USA, Franciaország, Argentína, Latin-Amerika, Kanada, Új-Zéland. Magyarországon a tapasztalatok szerint az energiamérleg 1-1,3 között alakul, és a termelés hatékonyságának javulásával ez is tovább javulhat. 43. Biogáz és biogáztermelés Biogáznak nevezzük a szerves anyag anaerob fermentációja során keletkező metántartalmú /CH 4 kb.60%/ gázt A biogáz energiasűrűsége a fölgázénál kisebb /22,4-23 MJ/m3/, emiatt általában nagy tárolókapacitásokat kell létesíteni a gyártáshoz, ez erősen lerontja a termelés gazdaságossági mutatóit. A biogáz-termelés

jellemzője, hogy nagyon széles alapanyag-lehetőséggel és többfajta technológiával végezhető. A biogáz-termelés lehetséges eljárásai baktériumtörzsek segítségével: • Pszichofil 15-20oC /lebont.hőm/ 100 nap /lebont.idő/ • Mezofil 35-38oC 40 nap o • Thermofil 55-60 C 10 nap Ennyi idő alatt a szerves anyagnak kb. 90%-a bomlik el A legfontosabb lehetséges alapanyagok: • Idehaza a legnagyobb mennyiségű biohulladék az állattartásból származó trágyából keletkezik. Főként a sertés hígtrágya a jelenlegi technológiák mellett jelentős környezetszennyezést okoz. Költséges, és a felszíni, felszín alatti vízkészletek fő szennyezője. • A településeken keletkező kommunális hulladék 30-40%-a biológiailag lebontható szerves anyag. Ennek döntő többségét ma a közvetlen talaj-talajvíz és levegőszennyezést okozó szeméttelepeken helyezzük el. A csapadék hatására kioldódó anyagok, és a lebomlás során keletkező CO 2 és

CH 4 /depóniagáz/ hasznosítatlanul közvetlen károkat eredményez. • A kommunális szennyvizek tisztítása során keletkező ún. fölösiszap igen magas szervesanyagtartalmú Ennek kezelése igen magas arányban még megoldatlan • Az élelmiszer-ipar, ezen belül főleg a vágóhidak termelik a biohulladékok következő jelentős hányadát, ezek gyakorlatilag veszélyes hulladéknak minősülnek. Az előállítás becsülhető mértéke Magyarországon: MEGNEVEZÉS A nagyságrendek BIOMASSZA BIOGÁZ érzékeltetésére továbbá: 10 kg szerves Millió t/év Millió m3/év konyhai hulladékból kb. 1,5 m3 biogázt Állati trágya 31 1400 /1 l benzint/ lehetne előállítani, amivel Kommunális biohulladék 1 500 kb. 10 km-t lehetne autózni, azaz 1 kg Kommunális 0,2 80 hulladék~1 km autózás. szennyvíziszap Vágóhídi hulladék 0,4 20 összesen 32,6 2000 A biohulladékok ártalmatlanítása – megfelelő technológiák alkalmazásával, a bennük található

energia és tápanyag hasznosításával – gazdasági haszonnal járó beruházás lehet akkor, ha a hasznosítás integrált módszerét alkalmazzák. A biogáz-termelési komplex rendszer azt jelenti, hogy: • A biológiai hulladékokat fermentációs eljárás során /rothasztással/ biogáz előállításához használják fel • A biogázt energiatermelésben hasznosítják • A visszamaradó biotrágya a mezőgazdaságban talajművelésnél tápanyag-utánpótláshoz hasznosítható A komplex rendszer ökológiai előnye az, hogy a hulladékhasznosítás mellett környezetbarát, CO 2 -neutrális energiatermelést tesz lehetővé. A gyártás során keletkezett biogázt megfelelő komprimálás után kedvező hatásfokkal lehet gázmotorban vagy kazánokban eltüzelni. A gázmotorral lehet elektromos energiát és kapcsoltan hőenergiát is termelni távfűtésre, HMV-re stb. A biogáz tisztítására külön figyelmet fordítanak, SO 2 mosót alkalmaznak akkor, ha H 2 S

keletkezésével is számolni kell. Így elérhető, hogy a felhasználáskor keletkező égésgázok nem, vagy csak határérték alatt tartalmaznak SO 2 -t. A biogáz-termelésen belül a jövő lehetséges útja lehet a hidrogéngyártás lignocellulózokból /kutatás alatt/, üzemagycella meghajtásához. A biogáz-gyártás célja mindig kettős, környezetvédelmi és energetikai jellegű. 44. Szélenergia és jellemzői A szél egyike azoknak a természeti energiaforrásoknak, amelyeknek szerepe az emberiség története során többször is változott. A szélenergia a Nap energiájából származik, szintén megújuló energiaforrás. A földfelszínt érő napsugárzás erőssége nem mindenütt egyforma Ez egyrészt a földrajzi szélességtől függ, mivel a különböző földrajzi szélességeken a napsugárzás beesési szöge eltérő. Függ továbbá a napsugárzás erőssége az évszaktól és attól is, hogy az adott területen az égbolt derült-e vagy borult.

Ezért a Föld különböző részein különféleképpen melegszik fel a talaj. A felmelegedés mértéke adott földrajzi szélességen, adott időpontban, még azonos napállás esetén is – a talaj szerkezetétől függően – eltérő lehet. A hőmérséklet különbségek következtében a levegő sűrűségében és nyomásában is különbség keletkezik. A nyomáskülönbség hatására a légkörben áramlás indul meg, s ez mindaddig tart, amíg a hőmérséklet különbség – s ezzel természetesen a sűrűség- és nyomáskülönbség is – nem egyenlítődnek ki. Így jönnek létre Földünkön a szelek A gázok sűrűségének hőmérséklettől és nyomástól való függése az általános gáztörvényből határozható meg. A p nyomású és V térfogatú, m tömegű és T hőmérsékletű levegőre írhatjuk, hogy: p·V=m·R1·T, ahol R 1 a levegő gázállandója, J·mol-1·K-1 Ezzel a levegő sűrűségfüggvénye: ρ(p,T) = m/V= 1/R l ·p/T Az

összefüggésben a levegő ideális gázként szerepel, ami nem nagy hiba, mivel a légkörben extrém nyomások és hőmérsékletek nem fordulnak elő. A légnyomás – a mi földrajzi szélességünkön – csak kismértékben változik, úgy is mondjuk, hogy ingadozik. A legalacsonyabb légnyomásérték 980 hPa, a legmagasabb 1030-1040 hPa körül van. Ha figyelmen kívül hagyjuk a légnyomás változását, a hibahatárok közelítőleg: h 1 = (p max ±p 0 )/ p 0 ≈ (1040±1025)/1025≈0,014 1,4% h1= (p min ±p 0 )/ p 0 ≈ (980±1025)/1025≈0,044 4,4% A szélsebesség két fő tényezője közül az egyik az, hogy mekkora légtömegek áll fenn a hőmérséklet különbség. A szél annál hevesebb, minél nagyobb a különbség, és minél nagyobb légtömegek hőmérséklete tér el egymástól. Vannak azonban Földünknek olyan területei is, ahol ez a kiegyenlítődés a szomszédos helyek talajában állandó jelleggel meglévő erőteljes hőelnyelő képesség

különbség következtében gyakorlatilag soha sem mehet végbe. Ezek a Föld legszelesebb területei A különböző sebességgel áramló levegő mozgási energiájánál fogva képes munkavégzésre. Ez a munkavégző képesség azonban a gázok áramlási törvényei alapján nem közvetlenül a kinetikus energiával, vagyis az áramló légtömegek sebességének négyzetével, hanem a sebesség harmadik hatványával arányos. Az erőművek hatásfoka ezért oly rendkívül érzékeny a szélsebesség változásra. A szélenergia felhasználásával kapcsolatos másik nehézség azzal függ össze, hogy a szeleknek nemcsak sebessége, hanem iránya is változik. Csak kevés olyan helye van a Földnek, ahol a szélirány állandóan vagy hosszabb időszakon át, változatlan marad [53]. 45. A szélenergia felhasználási területei 1. Rövid történeti áttekintés A legkorábbi szélenergia hasznosítás valószínűleg a vitorlás hajó gondolata volt. Az első

szélkerekek, melyek mechanikus munka végzésére is alkalmasak voltak (szélmalom, vízemelő szerkezetek) az Iráni Afgán határ közelében kerültek elő. A történelmet illetően más feljegyzések is vannak. Ie 1971-ben Dismaskhi ókori arab tudós már beszámolt ilyen szerkezetekről, melyekről rajzok is készültek. Ezek függőleges tengelyű forgó malmok voltak Európában a 9-12-13. századtól találunk nyomokat a szélmalmok megvalósítására A Németalföldön „hollandi” típus terjedt el, míg Németországban a „Bock” malom volt a jellemző. A múlt században hazánkban is sok szélmalom működött, főleg az alföld területén Ezek mechanikus áttétellel működtek, főleg gabona őrlésére használták. A villamosság felfedezése után megjelentek az első szélgenerátorok, melyek már villamos áramot termeltek. Mintegy 1850 óta folynak Európában komoly kutatások és fejlesztések, ennek ellenére sokáig nem készült csak 50 kW alatti

teljesítményű eszköz. Az első 100 kW feletti szélgenerátort 1931-ben a Krimben állították fel (Balak erőmű) A 90-es évek elején a legnagyobb berendezés 0,5 MW teljesítményű volt, napjainkban az 5 MW teljesítményű generátorok munkába állása várható. Ma a világon 30 GW kapacitás épült ki eddig 2. Szélturbinák, szélgenerátorok, szélmotorok az áramtermelésben Az első világháború folyamán a repülő gépek fejlesztése révén rövid idő alatt tisztázódtak az áramlástani problémák, ami a szélenergia hasznosításának kérdésében is gyors fejlődést idézett elő. A vizsgálatok nyomán alakultak ki a modern légcsavarprofilok. Az áramló levegő és a légcsavar közötti kölcsönhatás elméleti összefüggései alapján új tudományágként született meg az aerodinamika. Egyik fontos területén – az ún örvényelméletben – a magyar származású Kármán Tódor is jelentős eredményeket ért el. Az 1980-as évektől a

szélenergia az egyik legígéretesebb megújuló energiaforrásnak számít. Az igen dinamikusan növekvő keresletnek megfelelően ma már a világon számos cég foglalkozik villamos szélgenerátorok gyártásával. A terméklista igen széles: 100-200 W-os kisgépektől a 2-3 MW tartományig terjed változatos kivitelben. A megnevezésekkel kapcsolatban igen eltérőek a szokások. Mint, ahogy a nemzetközi irodalomban és azonos nyelveknél, de különösen az egyes nyelvterületeken egy-egy szerkezeti elemre különféle elnevezések használatosak, úgy a hazai szóhasználat is sokféle, mind a köznyelvben, mind a szakirodalomban. - szélmotor (mechanikus energia) - szélerőgép (mechanikus, ritkábban villamos energia) - szélturbina (villamos energia) - szélgenerátor (villamos energia) - szélerőmű (villamos energia) Mindegyik kifejezés elfogadható, hiszen a lényeget, a funkciót fejezi ki, mégpedig a szélenergia átalakítását más energiaformákká. A

szélből nyert hajtóenergia ugyanúgy felhasználható generátorok hajtására, mint más erőforrás, természetesen sajátos szabályozással. A korszerű villamos szélerőművek rendszertechnikailag alapvetően hasonlítanak más energiaforrással működő erőművekhez. A telepítés kezdetben egyedi, később négy-öt manapság nagyobb csoportokban történik [53]. 3. Szélgenerátorok, teljesítménykategóriái Szélgenerátorokat az alapvető kivitelük szerint három csoportba sorolhatjuk: A kicsi, különálló turbinák csoportja, amelyek akkumulátortöltésre, fűtésre használnak (10 kW tartomány alatt). Ezek a villamos hálózatoktól távol eső helyeken gazdaságosság szempontjából a legsikeresebbek. Jelenleg 200000 akkumulátortöltő kis szélturbina üzemel a világon. Alapkivitelben a generátorok akkumulátorokat töltenek és a tárolt energiát a későbbiek során a célnak megfelelően alakítják át. A legegyszerűbb, ha a háztartási

berendezések közvetlen az akkumulátorok egyenfeszültségéről működnek (rádiók, televíziók, hűtőszekrények stb.) Előnyösebb lehet, ha a telepekben tárolt energiát invertereken keresztül ismételten váltakozó feszültség 50Hz-es energiává alakítják át, s így a hagyományos háztartási berendezések közvetlenül üzemeltethetőek. Az így nyert energia költsége duplája is lehet a hálózatból nyert villamos energiának, vagyis olyan helyeken nem gazdaságosak, ahol hálózati villamos energia is rendelkezésre áll. A második csoportba tartoznak a hibrid energiarendszerek közepes méretű szélturbinái (10150 kW tartomány), amelyeket más energiaforrásokkal is kombinálnak, pl. fotoelektromos cellák, gyakrabban dieselgenerátorok. Felhasználhatóak vízhálózat vagy akkumulátorok töltésére vagy más speciális célokra pl. sótalanítás A harmadik csoportba tartoznak a közép- illetve nagyméretű szélturbinák, melyek teljesítménye a

80-as évek óta 100-ról 1.500-3000 kW-ra nőtt [53] 4. Szélerőgépek egyéb szempontok szerinti osztályozása Szerkezettanilag, a lapátkerék kialakítása szerint alapvetően két típust különböztethetünk meg. Az egyik a lassú járású kivitelnél alkalmazott egyszerű profilok, a másik a gyorsjárású berendezéseknél alkalmazott nagy szakértelemmel tervezett áramvonalas profilok (pl. kompozit műanyagból). Tengelyelrendezés szerint vízszintes és függőleges kivitelek különböztethetőek meg. - Néhány jellemzőbb függőleges tengelyű megoldás: savonius, lemezes, csészés, darieus, giromil, turbina, magnus, deflektoros, napenergiás, Ventúri-cső, zárt örvényturbina. - Függőleges tengelyű konstrukciók a geometriai formák szerint: „H”, delta, diamond, „Y”, PHIØ, - Vízszintes, a széliránnyal párhuzamos tengelyű kivitelek: egy- két- három lapátos, többlapátos (amerikai), bicikli kerék alakú, széllel szembe vagy háttal

forduló, több rotoros, vitorla szárnyú, keresztszelet felhasználó, diffuser, stb. Az energia konverzió szempontjából két alapvető változat: villamos, vagy mechanikus energia előállítása. A vízhúzó, szivattyúkat hajtó szélmotoroknál a lapátkerék forgó mozgását kulisszás, excenteres hajtóművek alakítják át a szivattyú által hasznosítható egyenes vonalú mozgássá. Ha a lapátkerék a szögsebességet csökkentő áttételi mechanizmust hajt, és azt követően alakítják át a forgási energiát alternáló mozgássá, a lassabban mozgó tolórúd jól használható dugattyús szivattyúk hajtására. Ilyen célú szélerőgépeknél leginkább a tíznél több, soklapátos változatokat alkalmaznak és becslések szerint milliós nagyságrendben működnek világszerte. Nagy előnyük az egyszerű hajtáskivitel, hátrányuk az igen nagy vitorlafelület miatt nehezen kivitelezhető viharvédelem. Villamos hasznosítású szélerőműveknél a

háromlapátos változat teszi ki a világ szélgenerátor állományának nagy részét. A szárnylapátokon a szélnyomás hatására aerodinamikai erő képződik, s az így kialakuló nyomaték hozza forgásba az energia átvételi tengelyt. A szélerőműveknél szinkron és aszinkron generátorokat alkalmaznak, a nyomatékváltó nagy igénybevétele miatt egyes gyártók előtérbe helyezik az ún. gyűrűs szinkron generátort, mely nyomatékváltó nélkül közvetlen hajtást kap a rotortól. A szélirányba állításra, ill. viharvédelemre a kisebb berendezéseknél különféle mechanikus egységek alkalmazhatók, míg a nagy erőműveknél komplikált rendszerek, PCU vezérlésű elektromechanikus, elektrohidraulikus rendszerek szükségesek. A szélerőművek gépházai általában 3 teljes körbefordulásra képesek. Egy passzív fékberendezés a védelem az esetleges túlfordulás ellen. Ha a fék üzembe lép, akkor leáll a turbina, és a motor automatikusan

visszafordítja a gépházat. Az állványzat kialakítása igen sokféle lehet. Leggyakrabban alkalmazott – különösen a nagyobb berendezéseknél – csőállvány, kisebb berendezéseknél a rácsos szerkezet. A kifejezetten nagy berendezéseknél – főként szállítási okok miatt – napjainkban ismét előtérbe kerültek a különféle rácsos szerkezetek, sőt monolit vasbeton tornyokkal is kísérleteznek. A tartószerkezetek (oszlopok) anyagai lehetnek fa, acél, beton stb. Geometriai alakjukat tekintve leginkább egyenszilárdságú szerkezeteket használnak [53]. 46. Vízenergia jellemzői Az alapvetően napenergia-eredetű, ezért megújulónak tekinthető /víz-körforgás/ vízenergia felhasználása többezer éves múlttal rendelkezik. A régészeti leletek alapján ismerünk 5000 éves öntözőrendszereket, de a vízkereket (tehát a vízenergia átalakítását mechanikai munkává) már biztosan használták a nagy ókori birodalmak (Egyiptom, Kína,

India). Vízimalmokat működtettek a rómaiak és a görögök egyaránt. A világban a vízenergia hasznosításának számos közismert és kevésbé ismert, de alkalmazott és jelenleg is kutatott módszere ismeretes: 1. Vízierőművek: • folyami erőmű, duzzasztással vagy anélkül • árapály erőmű, egyutas-kétutas, egymedencés rendszerek • árapály erőmű, összetett medencés • árapály erőmű, víz alatti „szélerőmű” • hullámerőmű bólyákra, vagy fúrótornyokra szerelve 2. Vízimalmok 3. Szivattyús energiatárolók A világ villamos energia-termelésének kb. 20%-a vízenergiából származik, összesen kb2030 TWh mennyiségben, ez a meglévő kapacitás többszáz-szorosa a szélerőművinek. Magyarország vízenergia készletek tekintetében nem rendelkezik kedvező lehetőségekkel. Vízimalmok több típusa üzemelt, de számuk napjainkra alig néhányra apadt. A hazánkban jelenleg műszakilag hasznosítható vízenergia-potenciált 1000

MW-ra becsülik, ez teljes kihasználtsággal kb. 25-27 PJ/év /7.0007500GWh/év/ energiahozamot jelent Ennek különböző okok miatt pillanatnyilag mintegy 5%-át hasznosítjuk, ez az összes villamos energia igénynek kevesebb, mint 1%-a. A készlet 72%-a ill 720 MW a Dunára, 9%-a a Drávára jut, amelyből eddig hazai célra még semmit sem hasznosítottunk. A Tisza 10 %-ot ill 100 MW-ot képvisel, amelyből a Tiszalöki és a Kiskörei vízerőművekben 11,5+28 = 39,5 MW-ot valósítottak meg. A Rába és a Hernád folyók együtt 5% ill. 50 MW potenciált jelentenek, amelyből több kisebb vízerőmű jelenleg együttesen 4,5 MW-ot hasznosít. A maradó 4%-on egyéb, szintén még ki nem használt lehetőségek osztoznak A kis vízerőművek (100 kW25 MW) és törpe vízerőművek (100 kW alatti) vízgazdálkodási és energetikai célokat egyaránt szolgálnak. Környezetre káros hatásuk szinte nincs, létesítésük gyakran vízrendészeti szándékból vetődik fel. A kis

teljesítmények miatt jelentőségük az országos villamosenergia-ellátásban nem nagy, de a helyi energiaellátásban hasznosak lehetnek. A hasznosítható esés szempontjából a kis-, közepes és nagyesésű vízi erőműveket különböztethetünk meg. Ha a H ≤ 15 m kis esésű, 15 m < H ≤ 50 m közepes esésű H > 50 m nagy esésű erőműnek nevezzük. A három típusnál a nyomócsatorna hossza, valamint az alkalmazott turbinatípus alapvetően eltérő. Az esés növekedésével a nyomócsatorna hossza és meredeksége jellegzetesen nő az eséssel Teljesítmény (P) szerint is osztályozhatjuk az erőműveket. P ≤ 100 kW törpe 100 kW < P ≤ 10 MW kis 10 MW < P ≤ 100 MW közepes és P > 100 MW nagy teljesítményű vízerőműről beszélünk. Például a kiskörei vízerőmű a 12-15 MW teljesítőképességével a közepes kategóriába tartozik. A vízenergia átalakítása mechanikai energiává a vízturbinákban történik. A legjellemzőbb

turbinatípusok: Bánki Donát, Pelton, Francis, Kaplan, csőturbina. Kistelepülési szinten is megfontolandó a vízenergia felhasználása, elsősorban az energiatárolás környezetbarát megoldására. Ha pl egy megfelelő méretű természetes tároló kialakítása lehetséges, amit egyéb megújuló energiaforrás használatával feltöltünk, és az energiaigényeknek megfelelően engedünk le, akkor termelhetünk villamos energiát vagy a víz potenciális energiáját mechanikai munkává alakítva gépeket hajthatunk. Így akár ki is küszöbölhetjük egyéb energiatermelő berendezéseink völgyidőszakait. A görög Danoussa-szigeti és a tokaji megoldás esetében is ez történt 47. Vízenergia felhasználási területei A víz ipari jellegű hasznosításának egyik módja a vízerő-hasznosítás, ami energiatermelés céljával a vizet felhasználja, de el nem fogyasztja és minőségét sem változtatja meg. A világ villamos energia-termelésének kb. 20%-a

vízenergiából származik, összesen kb2030 TWh mennyiségben A vízenergia hasznosításának számos alkalmazott és jelenleg is kutatott módszere ismeretes: 1. Vízierőművek: • folyami erőmű, duzzasztással vagy anélkül /folyóra telepített vagy tápcsatornás/ • árapály erőmű, egyutas-kétutas, egymedencés rendszerek • árapály erőmű, összetett medencés • árapály erőmű, víz alatti „szélerőmű” • hullámerőmű bólyákra, vagy fúrótornyokra szerelve • termikus vízerőművek /400-500 m mélyen kb. 20oC-al hidegebbek a világtengerek/ 2. Vízimalmok 3. Szivattyús energiatárolók A vízerőmű jellegének megállapításához a vízerőmű minden jellemző tulajdonságát számba kell venni, így a kis esésű vízerőműveket általában a következők jellemzik: • vízfolyás síkvidéki szakaszán, rendszerint laza üledékes talajon létesül, • a medret duzzasztóművel zárják el, • viszonylag nagy vízhozamot hasznosít •

szárnylapátos, esetleg Vaneis-turbinával van felszerelve, • csak kisméretű tározással kapcsolatos, ezért az energiatermelés ingadozó vagy szakaszos, • a termelési önköltség viszonylag nagy, mert a költségek a hasznosított vízhozamoktól függenek. A nagy esésű vízerőmű: • a vízfolyás hegyvidéki szakaszán, rendszerint szilárd kőzeten épül, • völgyzáró gáttal vagy alacsony fix vegyes gáttal végzik a duzzasztást, • viszonylag kis vízhozamot hasznosít, • Francis- vagy Pelton- turbinával működik, • rendszerint jelentős vízmennyiséget tároz, • termelési önköltség viszonylag kicsi. A közepes esésű vízerőmű átmenetet képez a kis és nagy esésű vízerőművek között, és jellemzői is ennek megfelelően alakulnak. Magyarországon csak kis esésű vízerőművek létesítésére van lehetőség. A kis esésű vízerőműveknek két fő típusa van: • A folyami (a vízfolyás medrében vagy átvágásban elhelyezett)

vízerőmű, amely a duzzasztással előállított esést hasznosítja. • Az üzemvízcsatornás vízerőmű, amely a duzzasztómű duzzasztásán kívül a vízelvezetéssel nyert esést is hasznosítja: lényege, hogy a természetes folyómederből a vizet egy mesterségesen épített elméletben esésnélküli üzemvízcsatornában vezetik az erőműhöz. Ennek következtében a vízszintesés a csatorna végén nagyobb lesz, mint a természetes folyómederben. A vizet energiájának hasznosítása után visszavezetik a természetes mederbe. A vízimalmok szerepe mára sajnos minimálisra csökkent, pedig sok helyen, kiváltva a régi járókerekeket, nagy hatásfokú turbinakerékkel üzemelhetnének. A szivattyús energiatározók célja, hogy az erőművek kis kihasználtsága idején pl. éjszaka a termelhető és a fogyasztók által nem igényelt energia felhasználásával vizet szivattyúzzanak egy magasabban fekvő tározóba, ahonnan a csúcsfogyasztás idején a vizet

visszavezetve a vízerőtelepen villamos energiát termeljenek. A tiszta üzemű tározó csak energiát tárol, a vegyes üzemeltetésű nem csak a szivattyúzás révén, hanem gravitációsan is töltődik a vízgyűjtő területről, a vegyes rendeltetésű pedig az energiatároláson kívül egyéb célokat is szolgál /öntözés, vízellátás stb./ 48. Geotermikus energia jellemzői A Földből folyamatosan távozó hőáram kisebb része a Föld keletkezése során (kb. 4,6 milliárd évvel ezelőtt) a gravitációs erő hatására összezsugorodó anyagok helyzeti és mozgási energiájából származik. Nagyobbik részét pedig a radioaktív elemek bomlásából származó energia fedezi. A hőáram a felszínen mérhető átlagértéke 0,06-0,07 W/m2 A kéreg hőmérséklete a Föld középpontja felé monoton növekszik, a hőmérséklet gradiens átlagos értéke 0,03 ºC/m. Hazánk geotermális adottságai kedvezőek Ennek döntően az az oka, hogy Magyarország

területe alatt a földkéreg vastagsága a világ átlagának kb. fele (15-25 km), és így a hőáram a kontinentális átlagnak mintegy kétszerese. A geotermális energia hordozója a termálvíz (vagy gőz). Ennek hasznosítása két területre terjed ki: - vízgazdálkodási célú: vízgyógyászat, fürdés, ivóvíz nyerése - energetikai célú hasznosítás (fűtés, melegvíz) A földkéreg minden pontja tartalmaz termálenergiát. A felszín közeli talajtartomány téli, fagypont feletti hőmérsékletének felhasználása pince klímatizálásra vagy zöldségek elvermelésére, tulajdonképpen termálenergia-hasznosítás. Habár a termálenergia a kéregben mindenütt jelen van, a gazdaságosan kitermelhető termálenergia olyan hordozó közeghez kötött, amely nagy fajlagos energiatartalmú, könnyen felszínre hozható, olcsó, nagy mennyiségben rendelkezésre áll, jól kezelhető. Mindezeket a követelményeket a víz elégíti ki legjobban. Tapasztalati tény,

hogy a Föld belsejének hőmérséklete a mélységgel nő. Ennek megfelelően óriási mennyiségű belső energiát tartalmaz. A termodinamikából ismeretes, hogy a hőmérséklet inhomogén eloszlása a belső energia áramlását idézi elő. Első legdurvább közelítésként a gömb alakú föld szilárd kérgében a belső energiának csupán vezetéssel folyó, stacinárius áramával számolhatunk. Intenzitásának legalábbis nagyságrendileg a felszín minden helyén azonosnak kellene lennie. A tapasztalat alapján egészen más kép rajzolódik ki Bizonyos jól meghatározható földtani szerkezetekhez a földi hőáramsűrűség jellegzetes értékei tartoznak. A táguló óceánközépi gerincek mentén nem kiugró a 0,3W/m2 hőáramsűrűség, az Alföldet a 0,1W/m2 érték jellemzi, míg a kontinentális pajzsok vagy az óceáni kéreg hőáramsűrűsége alig éri el a 0,02 W/m2 –t. A Föld felszínétől a mélység felé haladva a közvetlen tapasztalatok száma

rohamosan csökken. A legmélyebben kihajtott akna Dél-Afrikában 4000 m mélységig hatol, a művelés a 3400-3600 m tartományban folyik. A legnagyobb mélységig hatoló kutató fúrás Oklahomában 9500 m. A Kola-félszigeten mélyfúrással 1984-ben már elérték a 12 000 méteres mélységet. Ez a fúrás jutott túl a gránit-bazalt határon 9000 m mélységben, és szolgáltatta a legmélyebben -10 000 m-ben – mért 180 ºC –os hőmérsékletet. Mindezek ellenére ismereteink túlnyomó része közvetett, amelyek a szeizmikus, vulkanológiai, gravitációs, földmágneses vizsgálatok eredményeiből származtathatók. A geotermális anomália területei A termáli anomália területe földrajzi fogalom: a földfelszín olyan tartománya, ahol a termáljelenségek – földi hőáram, termálgradiens – az átlagosnál fokozottabb mértékben jelentkeznek. A termáltároló (rezervoár), az anomáliaterület a termálrendszernek az a része, amelynek belső

energiatartalma valamilyen telepfolyadék (víz vagy gőz) segítségével felszínre hozható. A termáltároló tehát gyakori meggondolások – az energiatermelés szempontjai – által lehatárolt részrendszer, amely lehet természetes vagy mesterséges. A természetes termálrevervoár kellő kiterjedésű, nagy kiterjedésű, megfelelő porozitású hévíztároló képződmény. A termálrezervoárból belső energiát emelnek ki, melynek hordozó közege a víz. Ezt a környezetvédelem vagy a rétegnyomás fenntartásának céljából vissza kell sajtolni a tárolóba. A bányászat tehát a víz energiatartalmára irányul, nem magára a vízre. A mesterséges termálrezervoár valamely forró, száraz impermeábilis kőzetben létrehozott repedésrendszer. Ez legcélszerűbben hidraulikus rétegrepesztéssel alakítható ki és a külszínről a vizet keringetve, nagy hőátadó felület (1km2), mint hőcserélő működik, amellyel forró víz vagy gőz termelhető.

49. Geotermikus energia felhasználási területei A termálvizek energetikai hasznosítása a célt tekintve két nagy terültre terjed ki: 1. Villamosenergia –termelés, melynek során a geotermális fluidum (termálvíz, gáz ill keverékük) hőjét villamos energiává alakítják át. 2. A közvetlen hőhasznosítás, melynek során a termálvíz hője közvetlenül, átalakítás nélkül kerül hasznosításra (pl. légtérfűtés) A geotermális alapú villamosenergia termelés és közvetlen hőhasznosítás adatai a világon (1997) Mutatók 1. 2. Beépített teljesítmény, MW –hő MW Termelt vill.e ill hasznosított termálhő/év TWh Hasznosítási mód Vill.e termelés Közvetlen haszn 8021 ----------10 438 43,8 38,2 A termálenergia-kitermelés lényege a tároló belső energiájának felszínre hozása. Ez a módszereket és eszközöket tekintve a szénhidrogén –kitermeléssel rokon tevékenység. A termálenergia-kitermelés kezdeti időszakában a

többé-kevésbé tervszerűen telepített kutakkal megcsapolt tárolóból a víztest rugalmas tágulása vagy a gőz túlnyomása hozta felszínre a fluidumot. A lehűlt, rendszerint nagy sótartalmú hévizet legtöbbször valamelyik vízfolyásba vezették, jelentős környezetkárosítást okozva. Eközben a rétegnyomás is egyre csökkent, a kút vízhozamával és a kútfejhőmérséklettel együtt. Nyilvánvalóvá vált, hogy a tároló rétegenergiájának fenntartása, és a környezetszennyezés elkerülése csak a lehűlt hévíznek a tároló rétegbe való visszasajtolásával lehetséges. A hőszivattyús termálenergia-hasznosítás A világ közvetlen termálenergia-hasznosításban a hőszivattyúk részaránya jelentős (13%) A hőszivattyú-telepítésre a kis hőmérsékletű elfolyó vizek (fürdés, baneológia stb.) légfűtésre való hasznosítása jöhet szóba hőtartalmuk megnövelése útján. A hőszivattyús hőhasznosítás a többlépcsős,

energiakaszkád rendszerű, légtérfűtési célú termálenergia-hasznosítás fontos láncszem lehet. Ipari termálhő-hasznosítás Fő területei: a. ipari folyamatok (fa-és papíripar stb) b. mezőgazdasági és ipari szárítás, ill hűtés c. haltenyésztés d. hóolvasztás (úttest, közterület fűtése) e. kogenerációs és hibrid hőhasznosítás pl termálhő+bimassza kapcsolt erőmű A különböző iparágakban kialakult technológiák között számos, jelentős hőigényű technológiai részfolyamat található. Miután a fosszilis energiahordozók elégetésével járó CO2-kibocstás csökkentése ma már általánosan felismert szükségszerűség, ahol erre mód nyílik fokozott mértékben kell alkalmazni az olcsó és gyakorlatilag légszennyezéssel nem járó termálenergiát ezek energiaszükségleteinek kielégítésére. A közvetlen hőhasznosítás új lehetőségei a nemzetközi gyakorlat szerint (abszorpciós hűtés, szárítás stb.)

Abszorpciós hűtés: A hőenergia hűtési célú felhasználását a különböző abszorpciós elven működő berendezések teszik lehetővé. Ezek közül talán a legelterjedtebb, és ipari méretekben is használható az abszorpciós hűtőgép. Az abszorpciós hűtésnél a munkaközeg két különböző anyag oldata, melyek közül az egyik hűtőközeg (pl. ammónia), a másik oldószer (pl víz) Nyomásszintek: - kis: oldó és elpárologtató - nagy: kiűző és elpárologtató Hőmérsékletszintek: - magas: kiűző - környezeti: kondenzátor és oldó - alacsony: elpárologtató (hűtés) A geotermális hőenergia a kiűzőben hasznosul. Az abszorpciós hűtési körfolyamat 100 ºC –os, de inkább nagyobb hőmérsékletű fűtőközeget igényel. Amennyiben a fűtőközeg ennek megfelelő hőmérsékletű termálvíz, úgy azt gyakorlati megfontolások alapján legfeljebb 85-90 ºC hőmérsékletig lehet hűteni. A termálvíz abszorpciós felhasználása tehát nagy

elfolyó vízhőmérsékletet eredményez. Szárítás: A fűtési idényen kívül a közvetlen geotermális hőhasznosítás talán legkedvezőbb megoldása – a használati melegvíz készítés mellett – a szárítás. Itt ugyanis a termálvíz hőenergiája közvetlenül hasznosul, míg a villamosenergia-termeléskor energiaátalakítás van, az abszorpciós hűtéshez pedig hajtóenergiaként használják a geotermális hőt, bár meglehetősen kis hatásfokkal, és magas elfolyó vízhőmérsékletek mellett. Az iparban és a mezőgazdaságban elterjedt technológia a mesterséges szárítás, amivel különböző alapanyagok, termények vagy élelmiszerek nedvességtartamát lehet csökkenteni. Magyarországon több helyen is használták, használják a termálvizet a befúvott levegő előmelegítésére. 50. Hazai geotermikus adottságaink Magyarország üledékes kőzetösszleteiben tárolt ipari termálhőkészlet: 8,55 x 1019 kJ. A gazdaságosan kitermelhető

termálenergia-készlet az ipari készletnek az a hányada, amely a jelenlegi energiaárak mellett más energiafajtákkal versenyképes áron termelhető ki. Ennek a követelménynek jelenleg csupán a pannon üledéksorok hévíztárolói és mélykarszt hévizei felelnek meg. Legértékesebb és kellően feltárt termálenergia-készletünket az alsó pannon homokos-agyagmárgás rétegei és a felső pannon levantei rétegei közé települt laza, homokos üledékrétegek rejtik magukban. Ezek a teljes üledéksor 20-35 %-át teszik ki, porozitásuk 2830 %, permeabilitásuk 500-1000 millidarcy is lehet A pannon homokos üledékek rétegvizét recilkulációval felszínre hozva nem csupán a hévízkészlet termelhető ki belső energiájával együtt, hanem a művelésbe vett tároló kőzetvázának belső energiája is. Magyarország területén mintegy 40 000 km2 területen fejlődtek ki a felső pannon homokos vízadó rétegei. Feltéve, hogy ezeket egységesen 15 ºC-ra

sikerül lehűteni, az E H4 számított értéke a legnagyobb hazai hévíztározó rendszer (felső pannon homokkő tárolók) 4,085 x 1017 kJ. Ez a mennyiség megfelel 13,8 Gt feketeszén-egyenértéknek, így többszöröse az ismert fosszilis energiahordozó-készleteink kémiailag kötött energiatartalmának. Természetesnek tűnik, hogy a felső pannon rétegek nem fúrhatók tetszés szerint tele hévízkutakkal. Ennek egyik oka, hogy kőolaj-és földgázkészleteink egy részét is ezek a rétegek tartalmazzák. A kihozatali tényező 30-40 % A termálenergia magyarországi hasznosítására már a 20-as években találunk példát. A margitszigeti hévízkút vizével több bérházat fűtöttek Budapesten a Szent István Park környékén A városligeti termálkút pedig a Széchenyi fürdő mellett az Állatkert és a Szabolcs utcai kórház fűtését is ellátta. A két világháború között fúrt meddő szénhidrogén-kutató fúrások nagy számát alakították ki

termálkúttá, ezeket elsősorban balneológiai célra hasznosították (Hajdúszoboszló, Bükkszék) A 60-as években kezdődött a hazai termálenergiakitermelés eddigi legeredményesebb korszaka. A meddő szénhidrogén-kutató fúrások átalakítása mellett elsődlegesen termálenergia-hasznosítás céljából mélyültek kutak, főleg a Délkelet-alföldön, a Kisalföldön és Szolnok, valamint Hajdú megyében. A mezőgazdasági hasznosításban világviszonylatban is az élre kerültünk 500 000 m2 üvegház, 1 200 000 m2 fóliasátor, szárítók, állattartó telepek, rongyhulladék mosása szerepelnek a hasznosítási formák sorában. Világviszonylatban is ritka alkalmazási forma a másodlagos olajtermelés termálvíz-besajtolással