Ugrás a tartalomhoz

Energiaellátás, alternatív energiaforrások hasznosítása

Ádám Béla (2011)

Szent István Egyetem

A hazai energiahelyzet

A hazai energiahelyzet

A hazai energiahelyzetet vizsgálva megállapítható, hogy az elmúlt 18-20 évben a hazai energiahelyzet jelentős mértékben nem változott. Általában az össze bruttó energiafelhasználás 1100-1150 PJ. A meglévő erőműveink hatékonysága (ami ma sen nevezhető kedvezőnek) az elmúlt 50 évben jelentős mértékben változott. A hatásfokuk 22-24%-ról 35 %-ra növekedett. Nyilvánvalóan ez igen jelentős mértékben primer energia csökkenéssel járt. Ezt mutatja az a kifejezés, hogy az 1 kWh villamos energia előállítással hány MJ-nyi primer energiát használtunk fel. (1.1. ábra).

1.1. ábra. Hatásfok változás és a termelt villamos energiára vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag felhasználás. (Forrás: MVM éves tájékoztató)

Primer energia: az elsődleges energiahordozók energiatartama.

Primer energiaátalakítás lényege: adott energiahordozó más energiafajtává történő hatékony átalakítása. Pl. a villamos energia a természetben közvetlenül felhasználható formában nem áll rendelkezésre, más energiafajtákból kell átalakítanunk. Az átalakítás legfőbb jellemzője a hatásfok, amely a folyamatba bevitt és onnan kinyert energia arányát jellemzi. A hatásfok annál magasabb, minél alacsonyabb a folyamat során a veszteség.

A primer energiaforrásaink kb 63 %-át importáljuk. A hazai termelés csupán 37-38 %-os. Ez igen jelentős kiszolgáltatottságot jelent az energiaiparunk vonatkozásában. A behozatalnak a megosztása is igen kedvezőtlen.

1.2. ábra. Primerenergia-források 2008 (Magyarország)

A megújuló energia hordozókból a villanyt kifejezetten a fa bázisán állítunk elő, amelyet erőműveinkben tüzelünk el, s e helyzet gazdaságosan nem tartható fenn.

1.3. ábra. A hazai primerenergia-felhasználás strukutúrájának alakulása (2008) Forrás: Energia Központ Kht.

A teljes hazai energiamérleg az 1.4. ábrán látható.

1.4. ábra. Teljes energiamérleg 2008-ban (az adatok PJ-ban). (Forrás: Stróbl A. Energiamérlegekről (előadás) Budapest, 2010. május 15.)

A végső felhasználásban ahőenergia felhasználás csökken, a villamos energia részaránya jobban nő – részben a hő-piacon, részben a közlekedésben való nagyobb szerepvállalása miatt.

A villamos erőművek üzemeltetésének módja szerint megkülönböztetünk alaperőműveket, menetrendtartó erőműveket és csúcserőműveket. Az alaperőművek folyamatosan, nagy kihasználással üzemelnek, a villamosenergia-rendszer terhelésének állandó részét fedezik. Jellegzetes példája az alacsony üzemeltetési költségű atomerőmű. A menetrendtartó erőművek teljesítményük változtatásával követik a fogyasztói igények változását Ezt a feladatot a magyar energiarendszerben hagyományos hőerőművek látják el. A csúcserőművek szolgálnak a legmagasabb terhelésű időszakokban a csúcsterhelések fedezésére, rendszerint csak rövid időszakokra lépnek üzembe. Erre a célra alkalmasak például a gyorsan indítható gázturbinák és tározós vízerőművek.

1.5. ábra. Villamos erőműveink beépített teljesítőképesssége, a maximális és a minimális erőmű terhelés változása. (Forrás: MAVIR, 2011)

Mind a minimális-, mind a maximális terhelésben növekedés tapasztalható, miközben a rendelkezésre álló kapacitás is növekedett. új jrlenség a nyári villamosenergia felhasználás változása, amelyben a felállítható trendek az időszakok fogyasztásának közeledését, sőt a várhatóan a tél-nyár arányának megváltozását mutatják.

1.6. ábra. Téli és nyári villamos energia fogyasztás trendjének alakulása. (Stróbl feldolgozás, 2011)

Jelentős probléma az energia iparunk előtt, hogy a meglévő erőműveink jelentős részét „le kell cserélni”. A villamos energia iparban az erőműveket pótolni kell. Az új erőművek építése a csúcstermelés felett kis mértékben elodázható (az ellátásbiztonság kockáztatásáig), de 2017 táján a csúcsterhelést is érinti, addigra tehát feltétlen új erőműveket kell üzembe állítani. 2020-ig új atomerőmű megépítésével nem számolhatunk, tehát az igényt a megújuló energiából és a kapcsolt (CHP) gázerőművekkel lehet pótolni.

1.7. ábra. A globális lehetőségek és az várható (megoldandó) igény. Forrás: Stróbl A. Energiamérlegekről (előadás) Budapest, 2010. május 15.

A villamosenergia termelésünk napi lefolyását szemlélteti az 1.5. ábra. Jól látható, hogy az atomerőmű működése folyamatos. A kiserőművek is a nap nagy részében hasonló kapacitással dolgoznak. Jelentős változást a völgyidőszakok idején a szabályozott erőműveknél következik be. Ennek jelentősége még inkább növekedni fog, ha a megújuló energiák volumene növekszik, hiszen a megújuló energiák rendszerszerű felhasználása szabályozó erőművek nélkül nem valósítható meg.

CCP = kombinált ciklusú erőmű. A kombinált ciklusú erőműben pl. a hőerőgépből kiáramló forró füstgázt hőhasznosítóba vezetik, és hőenergiáját felhasználva gőzt termelnek. Az így kapott gőz turbinát hajt meg vagy/és hőszolgáltatásra is hasznosítható. A ilyen erőművek erőművek hatásfoka kedvezőbb, mint a hagyományos hőerőműveké

Ha a megújulókból el akarjuk érni 2020-ra a 14,6 %-ot az összes energiafelhasználás vonatkozásában, akkor a megújuló energiaforrásoknál a biomassza hőenergia célú felhasználása mellett a legnagyobb mértékben a villamos energia termelést kell favorizálni. Ezzel a napenergia, a szélenergia és a különféle kombinált biomasszás erőművek jelentősége növekszik meg (1.8. ábra).

1.8. ábra. A megújulók várható megoszlása. Forrás: Stróbl A. Energiamérlegekről (előadás) Budapest, 2010. május 15.

1.1. táblázat. A végső villamosenergia-fogyasztásból a megújulók

Látható, hogy elsősorban a primer megújuló forrásokból származó villamos energia növekedhet meg jelentősen (elsősorban a szélerőművek és a naperőművek terjedésével). Erőteljes növekedés várható a geotermikus forrásaink villamosenergia-ipari hasznosításánál. Bizonytalanabbul ítélhető meg a biotermikus erőművek fejlődése. A biogáz, a kommunális hulladékértékesítés és a mezőgazdasági maradványok termikus felhasználása nagyobb növekedés jelenthet, mint a dendromassza (fa) hazai energetikai értékesítése.

Az előzőkben megkíséreltük az energiahelyzetünkben várható trendek bemutatását.

Könyvünkben az energiagazdálkodásból inkább csak a településeket érintő, azokat a helyileg is befolyásolható leglényegesebb témaköreivel foglalkozunkt - egyeseket elméleti, másokat gyakorlati szempontokból is - tárgyaljuk. A feladatok megoldásához elengedhetetlenek az energetikai alapismeretek , ezért bemutatjuk általában az energiatermelést, az energiaátalakítást, a települések energia ellátásában fontos energiagazdálkodást, energia-megtakarítás lehetőségeit és az energiatárolás főbb kérdéseit.

Kiemelten foglalkozunk azokkal a hő- és villamos energiát előállító berendezésekkel, a amelyek a helyi megújuló energiaforrásokra alapulhatnak. Ezért is részletesebben foglalkoztunk a decentralizált megújulókra alapuló hő- és villamos energiatermeléssel, amelyeknek a településeken belül az alapbázisa akár a legnagyobb hőfelhasználó. pl. a fürdőüzem is lehet.

Nem feledkezünk meg arról, hogy az energiahordozók feltárása és átalakítása a természettel szoros kapcsolatban van, ezért a környezetre gyakorolt hatása nem vitatható. Települési szinten a mai energiapolitika szerves részévé kell tenni az egészséges és tiszta környezet követelményének érvényesítését, vagyis a környezetnek prioritása kell, hogy legyen.

Könyvünket, a mérnöki tanulmányokat folytató a települések energetikai rendszereit tervező és üzemeltető szakirányokban tanulmányokat folytató egyetemi hallgatóknak, az energiagazdálkodással, a vidék és településfejlesztéssel, a megújuló energiaforrásokkal, a környezetgazdálkodással foglalkozó, műszaki szakembereknek, és beruházóknak ajánljuk.

Az alapvető műszaki-, természet-, környezet- és közgazdaságtudományi ismeretek elsajátítása mindenki számára fontos, de az energiagazdálkodással foglalkozó szakemberek számára nélkülözhetetlen.