A felhasznált energia mennyiségének csökkentése
1) műszaki tényező: energiahatékonyság 2) emberi tényező: mértékletesség
Hatásfok – a munkavégzés hatékonyságát jellemzi A hatásfok a rendelkezésre álló energia felhasználásának vagy átalakításának mértéke. A hatásfok számítása:
ahol: η – a hatásfok, Eh – a hasznos energia, Eb – a befektetett (összes) energia.
A befektetett energia és a hasznos energia különbsége a veszteség (amely hőként, hangként vagy egyéb formában a környezetbe távozik):
A termodinamika törvényei szerint nem lehet az energiát maradéktalanul átalakítani, mindig van veszteség perpetuum mobile Energetikai aspektus -Energetikai hatékonyság (energy efficiency): - az energiafelhasználás/átalakítás eredményessége -Termelési és felhasználási oldalon is értelmezhető
o Megújuló energiaforrások esetében kisebb probléma, mert a készletek megújulnak o Amiért a megújulóknál is fontos: EROEI (energy return of energy invested): Kinyert/befektetett energia
o Nem megújulók esetében nagyobb probléma, mert a készletek erősen korlátosak és fogyók
Gazdasági aspektus Energiaigényesség (energy intensity): egységnyi gazdasági eredmény előállításához szükséges primer energia mennyisége
Energiaigényesség - más mutatók tükrében (globális kitekintés)
Néhány országra jellemző energiaigényesség és –felhasználás adatok
Az energiahatékonyság szektoronkénti bontásban az EU-ban 1990-2013
Rendszerveszteségek az energialáncban
Energialánc és hatékonyság
Belsőégésű Otto-motorok hatásfoka (optimális feltételek között)
Folyamat
Hasznos energia
Hatásfok (%)
Tüzelés kazánban
Gőz vagy forró víz
60-90
Áramtermelés Villamos energia hőerőműben Kapcsolt energiatermelés Villamos energia és hő
25-50
Gépjármű hajtás
Mozgási energia
15-25 (benzin), 25-30 (gázolaj), 40 (hibrid)
Hajtás villamos motorral
Mozgási energia
80-98
Főzés gáztűzhelyen
Étel felmelegedése
30-35
Melegítés mikrosütőben
Étel felmelegedése
40-50
Főzés szabad tűzön
Étel felmelegedése
5-10
Világítás izzólámpával
Fényenergia
1-4
Világítás fénycsővel
Fényenergia
10-25
Világítás LED-del
Fényenergia
20-30 (mai gyakorlat)
60-90
90 (elvi)
A hatékonyság problematikája az energiatermelésben ► Villamos- és hőenergia-termelés
Együtt vagy külön ►áramtermelés hőerőműben: 25-50% ►hő- és villamosenergia-termelés: 60-92% Tüzelőanyag előkészítettsége ► nedvességtartalom ► méret (hasábfa, pellet, faapríték) A rendszer centralizáltsága (szállítási veszteség)
Újsághír 2015. júl. 30. Cogeneration & On-site Power Production £250m saved through energy efficiency in the UK The UK economy saved nearly £250m in fuel costs last year by generating its energy more efficiently, according to figures released by the government. This saving is equivalent to the gas bills of more than 350,000 homes in Britain. The Digest of UK Energy Statistics, published annually by DECC, reported today an increase in combined heat and power plants, with 54 new schemes built in 2014. „The opportunity is much greater.”
Hatékonyság az energiafogyasztásban
SZABÁLYOZÁS legfontosabb EU Direktívák (irányelvek) 2005/32/EK irányelv a környezetbarát tervezésről (ÖKODIZÁJN) 2010/30/EU: az energiával kapcsolatos termékek energia- és egyéb erőforrás-fogyasztásának címkézéssel és szabványos termékismertetővel történő jelöléséről; 2009/28/EK irányelv a megújuló forrásokból előállított energia támogatásáról (kötelező cél Magyarországnak: 13%) 2010/31/EU irányelv az épületek energiahatékonyságáról (ennek elődje az épületek energiateljesítményéről szóló irányelv [2002/91/EK])
Műszaki szabályozás ►
szabványok
►
Ökodizájn és energiahatékonysági címkék Műszaki cikkek Épületek ►Passzív házak: Az épület passzív, vagyis fűtő (illetve nyáron hűtő)-rendszer alkalmazása nélkül, többletenergia befektetése nélkül, de mesterséges szellőztetéssel, a természetes adottságokat kihasználva működk. Ehhez a lakás éves energiaigénye kevesebb kell legyen, mint 15 kWh/m2/év. Németországban az új házak átlagosan négyszer ennyit fogyasztanak (Mo-on 15-20-szor ennyit)
Energiafelhasználás átlagos megoszlása (%)
Energiaköltségek átlagosan (Ft)
Átlagos háztartási energiafelhasználás – 120 m2-es családi ház
Épületenergetika az EU teljes energiafelhasználásának 40%-a az épületek használatával kapcsolatos
Az Európai Parlament és a Tanács 2002/91/EC számú irányelve az épületek energia-hatékonyságáról • 2009 január 1-től kötelező elkészíttetni épületeink energetikai tanúsítását – az értékesítést megelőzően. Az új épületeknek eleget kell tenniük a helyi éghajlathoz szabott minimális energiateljesítmény-követelményeknek.
Az Európai Parlament es a Tanács 2010/31/EU irányelve • 2018. december 31. után a hatóságok által használt vagy tulajdonukban lévő új épületek „közel nulla energiaigényű” épületek kell legyenek; • 2020. december 31 után valamennyi új épület „közel nulla energiaigényű” kell legyen.
Közel nulla energiaigényű lakóépületek primerenergia-felhasználási követelménye (forrás: Magyar Épületgépészet 2015/1-2. )
2002/91/EC és 2010/31/EU DIREKTÍVA (irányelv) Az épületek építésekor a tulajdonos, eladásakor a leendő vásárló vagy bérlő megkapja az adott épület vagy lakás energiatanúsítványát. A tanúsítvány elkészítéséről az építtető vagy a tulajdonos gondoskodik, és azt a szerződés megkötését megelőzően, de legkésőbb a szerződéskötésig a vevőnek átadja, a bérlőnek bemutatja.
%
A 2016-tól érvényes ÚJ kategóriák
100 kWh/m2év
Korábban a C energiaosztály jelentette a referenciaértéket, amihez képest a többi energiaosztályt meghatározták. Ez lakóházaknál 110-230 kWh/m2év értéket jelentett. 2016-tól a referenciaérték 100 kWh/m2év. Az ennél alacsonyabb energiaigényű házak BB, vagy annál jobb, míg a többet fogyasztók CC, vagy annál rosszabb besorolásba esnek majd.
Előnyei ► beavatkozási javaslatokat tartalmaz: egyedi, lakásra
szabott javaslatok segítik a tulajdonosokat ingatlanjuk energetikai korszerűsítésében; ► Piactisztító hatás: visszaszorítja a vevők esetleges félretájékoztatását; ► Érdeklődést generál a jobb paraméterekkel rendelkező lakások iránt; ► Növeli a lakosság érdeklődését az energiahatékonysági szolgáltatások, termékek illetve a megújuló energiák felhasználása iránt, ezáltal élénkíti a piacot. ► Munkahelyteremtő hatás.
Épületelemekre bontott (hővezetés mértéke [W/m2K]) ill. összesített energetikai követelményérték (felhasznált fűtési energia [kWh/m2/év]) Néhány példa a szigorodó hőátbocsátási tényezőkre (U-érték, W/m2K) Épületelem Külső fal
Régi U-érték 0,45
Új U-érték 0,24
Lapostető
0,25
0,17
Padlásfödém
0,3
0,17
Homlokzati nyílászáró (fa, műanyag)
1,6
1,15
Talajon fekvő padló
0,5
0,3
Az összesített energetikai követelményérték (vagyis az épületek elvi energiaigényét mutató szám): korábban egy új lakóház akár 230 kWh/m2/év értékkel megkaphatta a használatbavételi engedélyt, 2016-tól ez legfeljebb 140 kWh/m2/év lehet + az éves energiaigényünk 25%-át megújuló energiával állítják elő!
Újsághír (Világgazdaság ): 2012. június Az eredeti tervekkel ellentétben csak azokra a középületekre lesz érvényes az uniós energiahatékonysági irányelv 3%-os felújítási kötelezettsége, amelyeket a kormány használ – ez a korábbi elképzelés szerint minden középületre vonatkozott volna. „Az eddig becsült évi 200 milliárd helyett így nagyságrendekkel kisebb összeget kell majd a költségvetésből erre a célra biztosítani” Várhelyi Olivér (EU melletti állandó magyar képviselet helyettes vezetője) kiemelte azt is, hogy az enyhítés Magyarország és több új tagállam lobbijának köszönhető.
Magyar valóság - 2013. február 18.
A Nemzeti Fejlesztési Ügynökség alig két nappal a pályázati ablak megnyitása után felfüggesztette a KEOP energiahatékonysági pályázatait, mert elfogytak a források. Ezen keresztül vállalkozások és önkormányzatok épületenergetikai korszerűsítésre pályázhattak volna vissza nem térítendő támogatásra.
Újsághír (2015. 03. 26.) Napi 4,6 milliós kötelezettségszegési bírság jöhet Az Európai Bizottság a Bíróságához fordul, mivel Magyarország elmulasztotta az energiahatékonyságáról szóló irányelv nemzeti jogba való átültetését. Az irányelv meghatározott mértékű energiamegtakarítási célkitűzések elérését írja elő az EU tagállamai számára a 2014. január 1. és 2020. december 31. közötti időszakra. Ezt energiahatékonyságra vonatkozó kötelezettségvállalások előírása vagy egyéb, célzott szakpolitikai intézkedések révén kell elérniük, melyek célja az energiahatékonyság javítása a háztartásokban, az épületek tekintetében, az iparban és a közlekedésben.
Magyar valóság 2015 Lázár János bejelentette, hogy a 2020-ig terjedő időszakban háztartások számára nem írnak ki épületenergetikai felújítást támogató pályázatokat.
Mennyire reálisak műszaki értelemben az EU elvárásai?
SOLANOVA-projekt (Dunaújváros, Lajos király körút 10-12.) A fűtésienergia-felhasználás: 230-280 kWh/m2/év 15-45 kWh/m2/év. A fűtésszámla átlagosan 6300 Ft/hó !!! (rezsicsökkentés előtt…)
Beruházási költség ~3 millió Ft/lakás (átlagosan) – megtérülés azonnali !!
Faluházzal összevetve
Előtte
Utána
Az egész épület fűtési hőfelhasználása havi bontásban (2003-2009)
Az emberi tényező fontossága!!
A Solanova projekt eredményessége
EU Ecodesign szabályozásának gyakorlati haszna
2013-ban TIZENHÁROM Ecodesign and energy labelling szabályozási dokumentum volt életben – 2012-ben számuk egy év alatt megduplázódott. Ezek révén EU-szinten 1550 PJ/év energiamegtakarítást várnak 2020-ig. A 2013-2014-ben tervezett újabb szabályzókkal ehhez még hozzáadódhat 1300 PJ/év megtakarítás.
A direktívák mellett rendeletek is születtek, így pl.: 1275/2008/EK RENDELET* Az elektromos készülékek fogyasztásának csökkentése készenléti üzemmódban A háztartási és irodai berendezések készenléti üzemmódban mért energiafogyasztásának csökkentésére irányul A termék rendeltetésétől függően 2010-re 1-2 watt legmagasabb megengedett energiafogyasztást ír elő készenléti üzemmódban. 2013-tól az energiafogyasztás megengedett szintje 0,5-1 wattra csökkent.
A rendelet hatására a készenléti üzemmódban mért uniós villamosenergiafogyasztás szintje 2020-ra 73%-kal fog csökkenni. Ez a megtakarítás megfelel Dánia éves áramfogyasztásának, és évente körülbelül 14 millió tonnával kevesebb CO2-kibocsátást jelent.
*Regulation: Minden változtatás nélkül kötelező az alkalmazása!
Elektromos berendezések hozzájárulnak az épületekhez kapcsolódó fogyasztáshoz
Energiacímke-köteles termékek:
EURÓPA
Mosógépek, szárítógépek, kombinált mosó-szárítógépek Mosogatógépek Hűtők, fagyasztók, kombinált hűtőfagyasztógépek Légkondícionálók Villamos sütők Fényforrások Televíziók Az „A” energiaosztályú készülékek piaci részesedésének gyors növekedése miatt az „A” osztályon belül megjelent az „A+” és az „A++” megjelölés.
Fagyasztószekrény címke
Mosógép címke 2011. december 20-tól évi 220 mosási ciklusra
Hőszivattyú energiahatékonysági címke
Mosógép eladások
http://www.indicators.odyssee-mure.eu/
Hűtőszekrény eladások
http://www.indicators.odyssee-mure.eu/
A rendszer eredményessége a mosógépek esetében
A háztartások egykori nagyfogyasztója: a hűtőszekrény 2000: 500 kWh/év (100%) 2014: 185 kWh/év (37%)
Világítástechnológia - Jogi szabályozás
244/2009/EK rendelete 2009. szeptember 1-től fokozatosan kivonják a kevéssé energiahatékony fényforrásokat. A hagyományos villanykörtéket felváltják az „energiatakarékos izzók”. EU számításai szerint 2020-ig 80 TWh energia spórolható meg, ami 23 millió háztartás fogyasztásának felel meg!
A világítóberendezések hatékonyságának mérőszáma: Lumen/Watt Izzólámpa: 1200 Ln/100 Watt = 12 Ln/W Kompakt fénycső - 1995: 800 Ln/18 Watt = 44 Ln/W LED - 2015: 1521 Ln/13,5 Watt = 113 Ln/W 2015
1995
9,5-szeres hatékonyságjavulás a hagyományos izzóhoz képest
Energia-LCA (gyártás – szállítás – használat) fénymennyiségre vetített energiafelhasználásban vizsgálva (MJ/20 millió Ln-óra)
Forrás: Navigant Consulting 2012
P
X
Buenos Aires (2013): Százezer utcai világítótestben az eddigi hagyományos izzót LED-fényforrásra cserélik, ezzel 50%-kal csökkentik a közvilágítás rezsijét – miközben jobb látási viszonyokat biztosítanak.
2008 Etiópia „Ötmillió energiatakarékos fényforrást osztanak ki az etiópiak között, miután a szárazság miatt az etióp vízerőművek nem tudnak elegendő energiát termelni.” – 55%-os csökkenés az érintett családok áramfelhasználásában
2008. december 21.
2012 Samsung - Corporate Social Responsibility Hope for Children kampány 1000 etióp család kapott LED-lámpákat
Környezeti hatások szerint csökkenő sorrendben: PDP (Plasma Display Panel) CRT (Cathode Ray Tube) LCD (Liquid-Crystal Display)
Hungary
Háztartási energiafelhasználás
A fogyasztást befolyásoló faktorok az EU-ban
Közlekedési energiahatékonyság
1999 The 'car labelling Directive' (Directive 1999/94/EC) 2009 443/2009/EK RENDELET a könnyű haszongépjárművek szén-dioxid-kibocsátásának csökkentésére irányuló közösségi integrált megközelítés keretében az új személygépkocsikra vonatkozó kibocsátási követelmények meghatározásáról
Az üzemanyag-fogyasztást meghatározó tényezők o A motor jellemzői o Belsőégésű (internal combustion engine – ICE) o Elektromos
o Az autó egészének jellemzői o A gépjármű tömege o Karosszéria aerodinamikai tulajdonságai
o Gumik állapota, típusa
o Az Aés B közötti út kiválasztása (navigáció) o A vezetési stílus
o A forgalmi helyzet
Különféle közlekedési módok energiahatékonysága – csak az üzemeltetési életciklusban 140,0
kWh/100 utaskm
120,0 100,0 80,0 60,0 40,0
20,0 0,0 kerékpár
séta
londoni villamos
londoni metró
elektromos autó 1 fővel
londoni busz
hagyományos autó 1 fővel
városi terepjáró 1 fővel
MacKay, D. 2009 alapján
1 liter üzemanyaggal
Regulation (EC) No 1222/2009 of the European Parliament and of the Council on the labelling of tyres with respect to fuel efficiency and other essential parameters – 2012-től. Az A és G kategória között 7,5%os üzemanyag-fogyasztási különbség: 7,0 liter helyett 6,4 liter/100 km.
A gépjárművek esetében a hatékonyságot mértékét a CO2-kibocsátás alapján határozzák meg. 2015-ös célérték: 130 g CO2/km vagyis 5,6 l/100 km benzin 4,9 l/100 km dízel 2021-es célérték: 95 g CO2/km vagyis 4,1 l/100 km benzin 3,6 l/100 km dízel
CO2-kibocsátás 2007-ben az autóipar átlagértéke: 158,7 g/km – D kategória; a legalacsonyabb átlagérték: Fiat: 137,3 g/km – B-kategória. 2011-ben az EU-ban forgalmazott autóknál: 135,7 g/km – B-kat a legalacsonyabb értéket elérő cég a Fiat: 118 g/km – A-kat. 2014-ben 123,4 g/km EU átlag Prius 1,8: 101 g/km Prius Plug-in hybrid: 49 g/km Az elektromos autók CO2-kibocsátás hazánkban a jelenlegi energiaszektor adataival számolva: 32-48 g/km!
Személygépjárművek tömege - típusonkénti átlag (2006)
Szerepe a gazdasági szabályozásban… nem nálunk: UK 2013-2014
a brit gyakorlatban…
REGULATION (EC) No 443/2009 - setting emission performance standards for new passenger cars as part of the Community’s integrated approach to reduce CO2 emissions from light-duty vehicles
• az Európai Unió 2015-re az új gépkocsik átlagos CO2-kibocsátásának átl. 130 g/km-re való leszorítását irányozta elő, 2020-ra 95 g/km a cél (de növekvő össztömeggel a határérték is nő): • 1. a légkondicionáló rendszerek hatékonysági minimumkövetelményeinek • • • • •
előírásával; 2. kellően pontos gumiabroncsnyomás-ellenőrző rendszerek beszerelésének kötelezővé tételével; 3. a gumiabroncsok gördülési ellenállására vonatkozó felső határérték meghatározásával; 4. a sebességváltó-visszajelző használatának bevezetésével; 5. LED világítással; 6. a bioüzemanyagok használatának fokozásával
A probléma: méretnövekedés
1000 kg
1200 kg
500 kg
650 kg
Rövid távon megoldás: hibrid üzem Toyota Auris: Hibrid üzem: 84 g/km CO2-kibocsátás
Dízel üzem 99 g/km CO2-kibocsátás
Toyota Prius: Plug-in hibrid: 49 g/km CO2-kibocsátás
Hosszú távon megoldás: elektromos hajtás
Nissan Leaf – 24 kWh lithium-ion akkumulátorokkal (átlag: 18 kWh/100km ~ 1.8 L/100 km) Az akku több mint 95%-ban újrahasznosítható.
Nissan Leaf hivatalos weboldal
Nagyobb gépjárműveknél
Kisebb zaj és kevesebb szennyezés hibridüzemmel (Lüneburg, 2012)
BYD eBUS-12 A jármű 12 méter hosszú, mint egy Ikarus szóló busz. Hatótávolsága 250 kilométer, legnagyobb sebessége óránként 70 kilométer. A legkorszerűbb típusú, lítiumvasfoszfát akkumulátorait négy óra alatt lehet feltölteni.
