Energia és környezetvédelem

1. BSC II.évf Energia és környezetvédelem 2008. Augusztus 29. Dr. Bank Klára, egyetemi docens

2. Alapfogalmak • energia : munkavégző-képesség • energia-termelés: (→folyamat!)az ember ÖNMAGA és a TERMÉSZET közé eszközöket illeszt ezek olyan ügyes eszközök: amelyek transzfor-málják a természeti adottságokat abba az új formába, amelyik alkalmas arra, hogy munkavégzésre használjuk fel! (eszközök például: tűz, napkollektor, hőszivattyú, stb.) • Energiahordozó -►energiaforrás: Olyan természetben előforduló anyag, (vagy jelenség), amelyből az ember képes a mindennapi élete során, a számára szükséges energia-fajtát előállítani. (pl.fűtés,világítás) • Energiaforrások alaptípusai: 1. A természethez való viszonya, és az emberi közreműködés szerint (fogyó, megújuló) 2. A felhasználás módja, mikéntje szerint (elsődleges, másodlagos)

3. Természeti erőforrások osztályozása

4. A világ primerenergia termelésének alakulása (Millió tonna olajegyenérték= Mtoe)

5. Az világ primerenergia-termelésének szerkezete

6. CO2 emisszió tüzelőanyag-típusok szerint A világ primerenergia termelésének alakulása 1971 és 2005 között

7. Globális átlaghőmérséklet növekedés Comission staff working document, Impact Assessment Summary (COM(2007) 2 final; SEC (2007) 8

8. A földi átlaghőmérséklet változása 1880–2006 között, a 20. század átlagához képest Forrás: National Climatic Data Center NOAA, 2007 http://www.ncdc.noaa.gov/oa/climate/research/anomalies

9. A Világ primer energia igénye 2030-igOlaj dominál, gáz nő abszolút értékben a legjobban, megújulók %-ban nőnek a leggyorsabban, de részarányuk 10 % alatt marad Olaj Földgáz Szén Nukleáris energia Megújulók (vízenergia nélkül) Vízenergia

10. A bizonyított fosszilis energia hordozó készletek megoszlása jelenleg a világon • egyszerűen szállítható • nagy szénkészletek, geopolitikailag megbízható körzetekben • a szénpiac biztonságos és sokoldalú kínálattal rendelkezik • a szén könnyen tárolható, biztonsági tartalékként használható • a szénalapú energiatermelés nem időjárás-függő

11. A világ népességszámával kapcsolatos trendek (1950-2300) A világ primerenergia felhasználásának valószínű trendje

12. Előrejelzés a hagyományos energiatermelés és a megnövekedett energia igények eltávolodására

13. A világ primerenergia-felhasználása az utóbbi száz évben

15. Energia használattal kapcsolatos CO2-kibocsátás 1850-1994 http://www.kankalin.bme.hu/Dok/energia4.pdf

16. A világ energia-felhasználásának legvalószínűbb deklarált trendjei

17. A gazdaságosan kitermelhető készletek nagysága, ezek árarány változásai hangsúlyozzák a szénfelhasználás jelentőségét, jövőbeni ismételt előtérbe kerülését. A táblázatban a földben lévő, gazdaságosan kitermelhető készletek élettartalmát látjuk:(forrás: World Energy Council, London / Geneva). Rámutat: a szűkös kőolaj és földgáz készlettel takarékosan kell bánni, illetve ezek további áremelkedése várható, aminek már most tanúi vagyunk. Nem véletlen, a szén a világ bányászatában hogy változatlanul főszereplő és az is marad.

18. Fosszilis energiapotenciál (becslés 1998-ra, frissítve: 2004-re) Uránium 500 év Kőolaj 67 év Szén 1500 év Földgáz 150 év Forrás: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe 2004 Bárdossy György nyomán

19. A világ várható primerenergia-felhasználása 2060-ig

20. Klímaváltoztatási célkitűzések összehasonlítása (a CO2 csökkentési elképzeléseik alapján) Comparison of Legislative Climate Change Targets in the 110th Congress, 1990-2050 (2007)

21. Az üvegházgáz-kibocsátások 2000-ben (eredetük szerint) Forrás: Stern-jelentés, az adatok a World Resources Institute Climate Analysis Indicators Tool (CAIT) on-line adatbázisából származnak.

22. Üvegházhatású gáz kibocsátás(t/fő) Comission staff working document, EU Energy Policy Data (SEC (2007) 12)

24. Eddigi eredmények Comunication from the Commission to the Council and the European Parliament; Grean Paper follow-up action (COM(2006) xxx final)

25. Megoldási lehetőségek Comission staff working document, Impact Assessment Summary (COM(2007) 2 final; SEC (2007) 8)

26. Fenntartható energiagazdálkodás: • A környezetvédelmi szabályozás önmagában nem elegendő • Az energiapolitikának a környezetvédelmi szempontok figyelembevételével kell felépülnie • Igen fontos az energiahasználók környezettudatosságának fejlesztése is. • Ha ezeket szem előtt tartjuk gyermekeinkre, unokáinkra élhető világot hagyhatunk.

27. EU - kihívások, célok, kérdések • Kihívások • Fenntarthatóság (+2C fok átlaghőmérséklet, +5% CO2 növekedés veszélye) • Ellátásbiztonság (2030-ban gáz 85%-a, olaj 93%-a import lesz • Versenyképesség (drága munkaerő, nagy energiaszámla 100$/barrel feletti olajár 2030-ban) • Stratégiai célok • Üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése 2020-ig 30%-al, 2050-ig 50%-al, ebből fejlett országokban 60-80%-al • EU kötelezettségvállalása mindenképpen 20% csökkentésre 2020-ig 1990-hez viszonyítva (ez hozzájárul a versenyképességhez is, mivel így jelentősen csökkenteni kell a primerenergia felhasználást is) • Kérdések: • Megvalósíthatóság, versenyképesség, egyenlőtlenségek kezelése igazságosság

28. SZÉNTÜZELÉS I. Mindenekelőtt fontos a szén összetételének ismerete A szenek éghető és nem éghető anyagokból állnak. Éghető részek: karbon (C), hidrogén (H), nitrogén (N) és a kén (S) éghető formája. A maradékban van oxigén (O), víz (H2O) és hamu. A szénből illórészek távoznak el, amelynek egy része nem éghető. Az idősebb szenek kevesebb illórészt tartalmaznak. A nagy illótartalom jobb gyullékonyságot jelent. A karbonhoz (C) kötött hidrogén (H), vagyis a szénhidrogén az illórész fontos része. A szabadon lévő hidrogén (H) vízzé ég el a tűztérben. Az illórész tartalom összefügg a szenek gyulladási hőfokával: fordítottan aránylanak egymáshoz. A szén éghető-kén tartalma káros, mert elégésekor SO3 ill. SO2 keletkezik, mely érintkezik az égéskor keletkező vízgőzzel és kénsavat ill. kénessavat alkot. (kémény bélelés, kazán tönkremenetel, környezetvédelmi bírság, konzekvenciák). A nem éghető kén a hamuban marad.

29. SZÉNTÜZELÉS II. A szén oxigén tartalma segíti a gyulladást. A magasabb oxigéntartalmú alacsonyabb hőmérsékleten gyullad. A szabadon történő tárolás hátrányos ebből a szempontból is, nem beszélve a porladásról, amit részben az oxidáció A szén nitrogén tartalma NO-NOx formában a füstgázzal távozik, mint légszennyező anyag a tüzeléshez használt levegő nitrogénjével (N2) együtt. A szén nedvesség tartalma két formában van jelen: felszívott (higroszkópikus) és a felületre tapadt durva nedvesség. A szén égéshőjéből hőt von el, ami az elpárolgásához szükséges, akár csak a hidrogén égésekor keletkezett víz esetében. A nedvesség elősegíti az öngyulladást, csökkenti a tűztér hőfokát. Kis nedvesség tartalom előnye, hogy katalizátorként működik gyújtásnál és égetésnél, segíti a korommentes égést. A szén hamutartalma keletkezési körülményei, alkotói által adottak: ez a kötött hamutartalom. A szén szállítmányok tartalmazhatnak idegen, ún. kívülről hozzákerült hamut (pl. meddőkőzet). A hamutartalom összetétele ad választ arra, hogy a tűztéri salak (hamu) könnyen vagy nehezen kezelhető. A hamu jellege lehet meszes, azaz széteső salakot eredményező, mert döntően kalcium - oxidokat tartalmaz. A szilikátos, agyagos hamu összesül, mert sok benne a szilícium - oxid. Az összesült hamu sokszor zárványként közrefogja a ki nem égett szénszemeket, különösen ha az kevés időt tartózkodik a tűztérben.

30. SZÉNTÜZELÉS III. Törekednünk kell a tökéletes égésre, azaz a szén alkotó részei legmagasabb oxiddá égjenek el és a hamu ne tartalmazzon éghetőt. Ez azt is jelenti, hogy a füstgázban se legyen éghető gáz. Vagyis minden éghető rész a tűztérben égjen el. Kiemelt jelentőséggel bír az oxigén és levegőszükséglet biztosítása. Egyrészt azért, hogy az égést fenntarthassuk, másrészt, hogy megfelelő gáz-levegő keverék kialakuljon ahhoz, hogy az éghető gázok begyulladjanak. Huzatszabályozással biztosítsunk légfelesleget. Indokolt a tüzelés ellenőrzése egyrészt a füstgázok összetételének vizsgálatával (maradt-e éghető rész benne, légszennyezési tényezők mértéke), másrészt nem tartalmaz-e a hamu ki nem égett szénszemeket (hamu éghető meghatározás). Fontos, hogy az égési hőfokot (tűztérfokot) lehetőleg magasan tartsuk, ami nagyobb teljesítőképességet biztosít a kazánnál, de a gazdaságosság is ezt kívánja, a jobb hőátadási viszonyok miatt is. Itt is nagy szerepe van a kazán és szén összhangnak, akárcsak az elégetésre kerülő szén szemnagyságának. A tüzelőberendezésnek az eltüzelendő szén tulajdonságaihoz kell igazodnia és viszont. Olyan tüzelőberendezést még nem gyártottak, amelyben valamennyi szénféleség egyaránt gazdaságosan eltüzelhető lenne.

40. Greenhouse gas emissions: historical perspective The crucial issue is how coal is used, not the fuel itself. Technologies have already been developed that are capable of almost entirely eliminating local and regional pollutants from coal-fired power generation – particulates, oxides of nitrogen and sulphur dioxide – the challenge with these technologies being to increase the extent of their global use. New, more efficient power plants reduce emissions of carbon dioxide, and research and development into CO2 capture and storage is

41. Ugye milyen szép? Jó lenne, ha ezt a szép éjszakai világítást már főképpen a megújuló energiaforrásokból fedezhetnénk! K Ö S Z Ö N Ö M A F I G Y E L M E T !

42. Elméleti felkészülésen kívül + EGYÉNI FELADATMINDENKINEK!(írásban kell leadni a szóbeli vizsgán): Valamilyen energiahordozó használatával kapcsolatos környezeti károkozás illetve „havaria-esemény” leírása, és bemutatása/leadása ! (…Csernobili atomerőmű katasztrófa kizárva!!!...ezen kívül bármi lehet választani a megadott témában.)

43. Primerenergia-felhasználás várható változása a világon Dr. Bank Klára IEA World Energy Outlook 2005, Mavir Zrt. .

44. Javasolt irodalom és elektronikus forrásanyagok: • Vajda György: Energiaellátás ma és holnap Bp.,2004, MTA Társadalomkut.Központ Al Gore: Kellemetlen igazság c. filmje és könyve (Göncöl Kiadó) ELEKTRONIKUSAN: www. klimavaltozas.lap.hu • www.greenergy.hu • www.kekenergia.hu/ • Stb. www.energia.lap.hu –ról továbblinkelve!

45. A megújuló források energiakínálata évente