A megújuló energiák hatékony hasznosítása

1. A megújuló energiákhatékony hasznosítása Dr. Büki Gergely ny. egyetemi tanár Energetikai Szakkollégium 2010. november 10

2. Megújuló energiák hasznosításaMTA tanulmány Készült az MTA Energiastratégiai Munkabizottság keretében Ősszeállította Büki Gergely Szerkesztette Lovas Rezső, a munkabizottság vezetője

3. Megújuló energiák hasznosításaMTA tanulmány sajtóbemutatója

4. Az energiaellátás rendszere

5. Végenergia- és primerenergia-felhasználás • F végenergia-felhasználás (FEC – Final Energy Consumption): - fogyasztói csoportok - energiafajták • G primerenergia-felhasználás (PES, TPES) – Primary Energy Supply) • Energiaellátás hatásfoka h = F/G

6. Az energiafejlesztés fő célkitüzései Fogyasztói energiatakarékosság • Energiatakarékos berendezések, magatartás • Épületek, hőszigetelés, tanúsítás Energiahatékonyság növelése • Hatásfok növelés, veszteség csökkentés • Kapcsolt energiatermelés, hőszivattyúk Optimális energiastrutúra (energiamix) • Hazai-import • Környezeti hatások • Medújuló energiaforrások

7. Megújuló energiák hasznosítása, PJ

8. Megújuló energiák hasznosítása = stratégiai kérdés • A megújulók 13%-os EU vállalása 2020-ig a meghatározó • Ez fedezi a teljes igénynövekedést és képezi az új kapacitásnövekedést a következő évtizedben

9. EU-27 és Magyarország földgáz-felhasználása

10. Földgázkíváltás és energiafelhasználás

11. Földgázkiváltás megújuló energiákkal (R = 0) Energiamérleg U U= F = G G Fajlagos földgázkiváltás (R = 0)

12. Földgázkiváltás megújuló energiákkal ( R ) Energiamérleg U U + (R G) = F = G G Fajlagos földgázkiváltás

13. EU-27 és Magyarország épület energiafelhasználása (40%)

14. Épületek energiaellátása Épületek végenergia-igénye F = Qf + Qh + E  Q fogyasztói takarékosság: tanúsítás Épületek primerenergia-igénye G = Q gQ hatékonyság: hatásfok, kapcsolt és hőszivatyús termelés energiaszerkezet: megújuló energiák

15. Biomassza energetikai hasznosításának lehetőségei

16. Biomassza-felhasználás és a kimerűlőenergia-kiváltás

17. Mit termeljünk biomasszából:hőt vagy villamos energiát?

18. Biomassza célszerű hasznosítása Felhasználható biomassza, elsősorban • melléktermékek (mezőg., erdészeti) • Hulladékok Közvetlenül villamos energiát ne! Hőellátás • egyedi fűtés: pelletkazán – drága tüzelő • biomassza távfűtés – olcsó tüzelő • távhő bázisán kapcsolt energiatermelés Biogáztermelés: kevés, de egyértelmű

19. Tájékoztató energiaárak, biomassza árak Földgáz ár: 3600 Ft/GJ Üzemanyag (gázolaj) ár: 7500 Ft/GJ Biomassza egyedi (pellet, brikett …) 2200 + 4% 7500 2500 Ft/GJ Biomassza központi (faapriték, szalma …) 800 + 2% 7500 950 Ft/GJ

20. Kisteljesítményű biomassza fűtőerőmű-egységek jellemzői

21. Földgáz és biomassza alapú kapcsolt hőtermelés

22. Biomassza távfűtés –biomassza fűtőerőmű (Q) Évi energiaköltség megtakarítás Q-ra 35756  Ft/kW,év

23. Biomassza-tüzelésű Stirling-motor

24. Biomassza termoolaj-kazán és ORC fűtőerőmű-egység

25. ORC fűtőerőmű-egység

26. Változó hőmérsékletű elgőzölögtetés(Kalina-körfolyamat)

27. ORC és Kalina-körfolyamat T-S diagramja

28. Biogáz-termelés

29. Trigeneráció: biomassza-erőmű + abszorpciós hűtőgép

30. Geotermikus energia/ földhő fogalommeghatározása A 2009/28/EK uniós irányelv meghatározása szerint: • „légtermikus energia (aerothermal energy): hő formájában a környezeti levegőben tárolt energia, • geotermikus energia (geothermal energy): a szilárd talaj felszíne alatt hő formában található energia, • hidrotermikus energia (hydrothermal energy): a felszíni vizekben hő formájában tárolt energia”.

31. Földfelszín hőáramsűrűsége • A Föld hőtartalma 100.1015 EJ, a világ évi energiafogyasztása 100 EJ. • Hőáramsűrűség a világon 40 TW/510,2.106 km2=78,4 kW/km2 • Magyarországon 9,3 GW/93030 km2=100 kW/km2 300 PJ/év (30%) 10 kW (családi ház)-hoz: 0,1 km2=10 ha

32. Geotermikus hőfokgradiens és hőmérséklet • Átlagértéke: 30 °C/km Kedvező: 45-60 °C/km Extrém: 200-300 °C/km • 500 m 35-40 °C 1000 m 55-60 °C 2000 m 100-110 °C >5000 m >200 °C

33. Geotermikus energia/földhő hőmérsékletszíntjei

34. Földhő energetikai hasznosításának lehetőségei

35. Hő- és villamos energia termálvízből

36. Mit termeljünk termálvízből:hőt vagy villamos energiát?

37. A földhő célszerű hasznosítása Villamosenergia-termelést ne tervezzük – ez még kutatási feladat Két főirány: • A termálvíz közvetlen hőhasznosítása – vitathatatlan a balneológiai és turisztikai szempontok elsőbbsége mellett • A földhő (talaj, felszíni víz és levegő) hőszivattyúzása

38. Geotermikus villamosenergia-termelés (víz kigőzölögtetés)

39. Geotermikus villamosenergia-termelés (ORC)

40. Geotermikus villamosenergia-termelés (Kalina-körfolyamat)

41. Nagymélységű hőkihozatal (EGS rendszer)

42. Termálvíz komplex, kaszkád hasznosítása

43. Termálvizes magas és alacsony hőmérsékletű távfűtés

44. Magas és alacsony hőmérsékletű távfűtés és hőszivattyúzás

45. Termálvizes közvetlen fűtés és hőszivattyús utófűtés

46. Termálvíz utóhűtése hőszivattyúval

47. A hőszivattyú rendszerstruktúrája

48. Magyar Fűtési (teljesítmény)tényező (Évi) átlagos fűtési tényező Nem vagy-vagy, Angol, nemzetközi Coefficient of Performance Seasonal Performance Factor SPF = Q / E hanem is-is! Szakmakultúra és a magyar nyelv

49. Talajhő zárt hőszivattyúzása:földkollektor és földszonda

50. Talajvíz hőszivattyúzása:kétkutas és egykutas rendszer