A legfontosabb fizikai törvények
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
• A termodinamika I. fıtétele – az energia-megmaradás elve • „Az energia nem vész el, csak átalakul”
6. elıadás Energiatermelési módok részletes ismertetése: a fosszilis energiahordozók
• Zárt rendszer esetén a belsı energia (U) megváltozása a beés elvezetett hıenergia (Q) és a be- vagy elvezetett mechanikai munka (W) elıjeles összegének felel meg. U2 - U1 = Q + W
Dr. Aszódi Attila egyetemi docens Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 1
A legfontosabb fizikai törvények – az energia minıségére ad útmutatást • Hı hidegebb helyrıl melegebb helyre (külsı segítség nélkül) nem áramolhat. • A hıenergia teljes egészében nem alakítható mechanikai munkává, viszont a mechanikai munka 100%-ban hıenergiává alakítható. ⇒az energiaátalakítások során szükségszerően végbemennek olyan folyamatok, amelyek nem megfordíthatóak! • Zárt rendszer összes entrópiája nem csökkenhet.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 2
A legfontosabb fizikai törvények • Veszteségek az energiaátalakításban
• A termodinamika II. fıtétele
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
#06 / 3
– Mennyiségi veszteségek: Az elsı fıtétel betartása mellett az energia egy része elvész a hasznosítás szempontjából (pl. megszökik a rendszerbıl - elégtelen hıszigetelés, gızveszteség). – Minıségi veszteségek: A hıenergia minıségét a hımérséklet jellemzi! ⇒Minél magasabb hımérsékleten áll rendelkezésre ugyanaz a hımennyiség, annál értékesebb. ⇒A hımérséklet csökkenése adott hımennyiségnél a hı „minıségének” romlását okozza. Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 4
A legfontosabb fizikai törvények
• A termodinamika kimondja az energiamegmaradás elvét (I. fıtétel), de egyben meghatározza az egyes energiafajták egymásba alakításának korlátait is (II. fıtétel).
Energiaátalakítás
• Energetikai nagyberendezések típusai: – erımő – főtıerımő – főtımő
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 5
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Energiaátalakítás
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 6
Hıerıgépek • Dugattyús gızgépek • Belsı égéső motorok
Erımőhatásfok fejlıdése
– Otto motorok – Diesel motorok
• Gızturbinák
ηCarnot = 1 − Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Talacsony
• Gázturbinák
Tmagas #06 / 7
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 8
Hıerımővi körfolyamat
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Gızturbina mőködése
#06 / 9
Gızturbina mőködése
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 10
Gázturbinák
a., levegı belépés
tüzelıanyag bevezetés
3
füstgáz kilépés
égıkamra (É)
4
2
1
b., lehőtött füstgáz
kompersszor (K)
regenerátor (R)
turbina (T)
Turbinafokozat lapátprofiljai
2*
Turbinafokozat sebességábrája
forró füstgáz
Egytengelyes nyílt ciklusú gázturbinás blokk
2
levegı belépés elımelegített komprimált tüz. a 4* levegı 3
komprimált levegı 1 égıkamra (É)
kompresszor (K) turbina (T)
90 MW-os fıturbina forgórész Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Hıcserélıvel kiegészített egytengelyes erımővi gázturbinás blokk
Százhalombattai 215 MW-os gızturbina javítása Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 11
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 12
Gázturbina
Gázturbina moduláris atomreaktorral
Egytengelyes nyílt ciklusú gázturbinás blokk
– USA-fejlesztéső, 10-25 MWe teljesítményő gázhőtéső, gázturbinás reaktor – A 850 oC kilépı hımérséklető hélium hőtıközeg közvetlenül a gázturbinára jut Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 13
Mobil gázturbina
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 14
Gázturbina forgórész hıterhelése
#06 / 15
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 16
Kombinált ciklusú gázturbinás erımő gızturbinás hıhasznosítással
A világ energiafelhasználásának megoszlása energiahordozónként
Q& ü
T4
T1
h1 m& g
T2
T3
Fosszilis energiahordozók • Szén • Kıolaj • Földgáz
PGT PKE
T G
h1′
V
ηG/G
P + PKE = GT Q& ü
Dunamenti erımő, Százhalombatta
T HH
Mai tipikus hatásfok 50% fölött! Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Pasco, USA
#06 / 17
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
• Égéshı [kJ/kg, MJ/kg] – tömegegységnyi (gázoknál esetleg térfogategységnyi) tüzelıanyag tökéletes elégetésekor felszabaduló hımennyiség, ha a tüzelıanyagban lévı eredeti nedvesség és az elégetés során keletkezett nedvesség az elégetés után cseppfolyós állapotban van jelen.
• Főtıérték [kJ/kg , MJ/kg] – tömegegységnyi (gázoknál esetleg térfogategységnyi) tüzelıanyag tökéletes elégetésekor felszabaduló hımennyiség, ha a tüzelıanyagban lévı eredeti nedvesség és az elégetés során keletkezett nedvesség az elégetés után gız halmazállapotban marad.
⇒ Fosszíliák kialakulása.
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
#06 / 18
Égéshı és főtıérték
A fosszilis energiahordozók keletkezése • Fosszilis energiaforrások: A Nap sugárzási energiája több száz millió évvel ezelıtt került betárolásra. • Élı szervezetek -- tengerfenék -- baktériumok + rárakódott kızetek okozta magas nyomás és hımérséklet ⇒ oxigénhiányos környezet.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 19
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 20
Tüzelıanyagok égése
Tüzelıanyagok főtıértéke
• Szilárd tüzelıanyag: – – – – –
a felhevítés és a nedvességpárolgás folyamata; az illó eltávozása és a kokszképzıdés; az illó égése; a koksz égése; salakképzıdés.
Tüzelıanyag Komlói feketeszén
Nedvességtartalom
[MJ/kg]
[%]
Hamutartalom [%]
16-18
4-6
40-46
Donyeci antracit
25
7
18
Sziléziai aknaszén
20
10-15
13-22
Borsodi barnaszén Visontai külfejtés
• Gáznemő tüzelıanyag:
Főtıérték
9-11
23-29
25-30
5,5-6,7
45-50
19-27
Háztartási tüzelıolaj
41-42
Nehéz főtıolaj
39-40
Gudron
39-40
Földgáz
41-42
– felhevítés; – égés.
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 21
A szén összetétele
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 22
Mélymőveléső szénbányászat
A Márkushegyi Aknaüzem (Vértesi Erımő Rt.) az ország legnagyobb és legkorszerőbb bányája Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 23
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 24
Mélymőveléső szénbányászat
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Mélymőveléső szénbányászat
#06 / 25
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Mélymőveléső szénbányászat
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 26
Felszíni szénfejtés
#06 / 27
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 28
Felszíni szénfejtés
Felszíni szénfejtés
Meddıtermelés marótárcsás kotrógéppel
Széntermelés merítéklétrás kotrógéppel
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 29
Felszíni szénfejtés
Visontai lignit fıbb jellemzıi: főtıérték: 6,2 MJ/kg nedvesség: 48,7% hamu: 20,2% kén: 0,8% hidrogén: 1,7% carbon: 19,7% nitrogén: 0,4% oxigén: 8,5% Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Hamu jellemzıi: SiO2-tartalom: Al2O3-tartalom:
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 30
Felszíni fejtés - a meddı elszállítása
64% 21%
#06 / 31
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 32
A szén szállítása
Széntüzeléső erımővek
• Közvetlen szállítószalag, ha a bánya közel van. • Legolcsóbb: vízi út. Több 10 000 tonnás tengerjáró hajók. Folyami közlekedésben 1000 - 1500 t. • A szárazföldi szállítás zöme vasúton történik: a fejlett országokban a vasúton szállított áruk 1/3át a szénszállítás teszi ki. • Közút: egy tragédia.
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 33
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Széntüzeléső erımővek
Széntüzeléső erımővek
Kényszercirkulációs kazánok
Síkbeli tőztérfal (membránfal) gyártása
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 35
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 34
#06 / 36
Széntüzeléső erımővek
Széntüzeléső erımővek
Fluidizációs tüzelés az emisszió csökkentés érdekében Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 37
Széntüzeléső erımővek
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 38
Lignittüzeléső erımő - példa
A visontai Mátrai Erımő. 2 x 100 MW és 3 x 212 MW-os beépített villamos teljesítményő széntüzeléső blokk. Az erımő napi lignitfelhasználása 20-25 000 tonna. Átlagos rendelkezésre állása 80%.
Fluidizációs tüzelés Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
#06 / 39
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 40
Lignittüzeléső erımő - példa
Lignittüzeléső erımő - példa
Visontán épült az ország elsı kénleválasztó berendezése. A világon egyedülálló módon a berendezés száraz HellerForgó féle hőtıtorony belsejében létesült. A képen az abszorber. RWE-MVM tulajdon. Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 41
Kıszéntüzeléső erımő - példa
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 42
Kıszéntüzeléső erımő - példa
#06 / 43
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 44
Kıszéntüzeléső erımő - példa
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Kıszéntüzeléső erımő - példa
#06 / 45
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Kıszéntüzeléső erımő - példa
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 46
Az USA szénkészletei
• Horvátország, Plomin-2 • Építés indult 1985-ben, financiális okokból megszakadt 1991-ben. • HEP (horvát) - RWE (német) közös vállalat (50-50%) 1997ben, a munkák újraindulnak. • Elsı szinkronüzem 1999. szeptember 29-én, üzemi gépként 1999. december 1. Max. 210 MWe. • Tervezett üzemidı 30 év, amely várhatóan 10 évvel hosszabbítható. • Import kıszén (24 MJ/kg) fogyasztása 80 t/h, termelıi ár ~0,03 USD/kWh, 6350 h/év kihasználási tényezıvel. • Saját szenük 8-11% kéntartalmú, mára gazdaságtalan.
• Az USA szénvagyonának energiatartalma 100x nagyobb, mint az olaj- vagy gázvagyonának energiatartalma. • 1900-ban a szénbıl már 3x annyit nyertek, mint a fából • 1995 941 millió t szénfelhasználás (USA) – – – –
erımővek: ipar, közlekedés: koksz az acélgyártásban: lakosság és szolgáltatás:
88% 7,7% 3,5% 0,6%
• AZ USA 1995-ben a 941 millió t szénfelhasználás mellett még 88 millió t-t exportált is.
• Plomin-1 1970 óta üzemel, 105MWe, saját szénre. Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 47
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 48
Az USA szénkészletei • USA szénvagyona 1,5×1012 t • Felhasználása 1000×106 t/év – 1500 éves készlet (a jelenlegi felhasználással)! • USA villamosenergia-termelés 52%-a szénbıl!
A kıolaj
• Többek között ezért nem akarta az USA ratifikálni a kiotói jegyzıkönyvet!
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 49
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
A kıolaj lelıhelyek geológiája
• • • •
Olaj és gázlelıhely tipikus geológiai formációja. A gáz az olaj felett, az olaj víz felett helyezkedik el. Mindez porózus kızetben található. Az egész formációt vízzáró kızet fedi.
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 51
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 50
A kıolaj bányászata • Létezett néhány természetes forrás az USA-ban, ahol az olaj magától a felszínre jött, néhány 10 liter/nap mennyiségben. • 1859 - Titusville, Pennsylvania • „Colonel" Drake mélyített egy 69 láb mély fúrást, ahol olajat talált, amit a felszínre szivattyúzott. • A fı probléma: nem volt mibe tölteni, mert az erre alkalmas hordók többe kerültek, mint a beléjük tölthetı olaj akkori értéke. Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 52
A kıolaj bányászata
A kıolajtermelés az USA-ban
• Az Olajfinomítás nagyot változtatott: a kerozin biztos piacra talált (fızés, főtés, világítás). • 1862 - egy év alatt 75 kútból 3 millió hordó olajat hoztak felszínre csak Pennsylvaniában. • Intenzív kutatás indult több amerikai államban (Ohio, Indiana, California, Texas), ahol olajat találtak. • 1909 - az USA olajtermelése 500 000 hordó/nap, több mint a világ többi része együttvéve. • 1 barrel (hordó) = 42 gallon = 42 x 3,885 l = 163 liter Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 53
Kıolajkészletek • USA - sok, kis termelékenységő kút. • Szaud-Arábia: kevés, nagy termelékenységő berendezés, sokkal jobb mezık.
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
• Hanyatlás (~1930): elektromos világítás. • Újabb felívelés: az autó megjelenése. • 1970 - a csúcs elérése az alaszkai olajvezeték üzembevételével. Ezután a termelés esik. • 1948 óta az USA évrıl-évre több olajat importál. • Ma az USA fogyasztásának 50%-a import. Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 54
Olajárak a világpiacon
Fıbb olajtermelı országok Termelés Ország (10 hordó/nap) Szaúd-Arábia 8 231 Ex-Szovjetunió 6 550 Egyesült Államok 6 530 Irán 3 735 Kína 3 015 Venezuela 2 940 Mexikó 2 618 Egyesült Királyság 2 489 Nigéria 2 160 Irak 3
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Készletek Olajkutak (106 hordó) száma 257 504 858 57 000 145 000 26 177 603 000 92 850 361 24 000 43 700 59 040 12 752 51 983 4 740 3 825 762 17 100 1 432 100 000 820
#06 / 55
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 56
Olajárak alakulása
Olajárak alakulása
Crude Oil Price (oil-price.net) Price : 1yr fcast:
2007. 02. 28.
2007. 10. 03.
2008. 02. 26.
60,69 $/Barrel 79 $/Barrel
80,25 $/Barrel 104 $/Barrel
101,13 $/Barrel 131 $/Barrel
2008. 09. 23.
106,78 $/Barrel 123 $/Barrel
2009.03.10.
47,54 $/Barrel 55 $/Barrel
Crude Oil Price (oil-price.net) 2009. 10.13.
Nyersolaj-árak változása 1861-2004 között, 2004-es dollár jelenértéken (zöld) és akkori értéken (sárga) Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 57
Olajárak hatása a világpiacon
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Price : 1yr fcast:
74,21 $/Barrel 85 $/Barrel
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 58
Olajárak hatása a világpiacon
#06 / 59
http://www.wtrg.com/daily/oilandgasspot.html Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 60
Olajárak a világpiacon
Olajárak alakulása
• Sok államnak az olajexport a fı bevételi forrása ⇒ létkérdés az export ⇒ az olaj árát sok esetben nem az igazi piaci mechanizmusok, hanem spekulációk határozzák meg. • Az OPEC célja a mennyiség korlátozásával az ár felhajtása. • Az autók fogyasztása az elmúlt 30 évben közel a felére esett ⇒ az autós közlekedést ez is olcsóbbá teszi napjainkban. • A világpiaci igény a nagy, intenzíven fejlıdı országok (Kína, India) kereslete miatt gyorsan és folyamatosan nı. Ez és a világpolitika ma a meghatározó felhajtóerı! Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 61
Egy valós peak-oil: az északi-tengeri nyersolajtermelés csúcsa 1999-ben volt, azóta évi 2,8%-kal csökken a termelés
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 62
• Olaj elıkutatás:
• Hagyományos számítás szerint (1200 milliárd hordó igazolt készlet a jelenlegi fogyasztás mellett) kb. 40 évre elegendı a kıolaj-készlet • „Peak-oil” elmélet:
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
A világ igazolt kıolaj-készletének földrajzi eloszlása
Modern kutatás
Olajárak alakulása
– az optimális kitermelés Gaussgörbével modellezhetı, a csúcs után a termelés gyorsan csökken – növekvı kereslet mellett a csúcs után növekvı hiány – a csúcs idıpontját az elemzések 2007-2027 közé teszik, újabban egyre korábbra
• Világpolitikai változások • Az igazolt kıolajkészletek kb. 62%-a a politikailag instabil Közel-Keleten található • „Peak-oil”: számos elemzı szerint lassan elérjük a maximális kitermelési kapacitást ⇒ további árnövelı hatás
#06 / 63
– robbantás, – nagy rezgı tömegek által keltett rezgések visszaverıdésének érzékelése.
• A teljesen biztos lelıhely igazolás csak fúrással lehetséges. • A mezı kiterjedésének meghatározása további fúrásokkal lehetséges ⇐ igazolt készletek. • A kutatófúrások rendszerint kis ráfordítással átállíthatóak termelıkutakká. – Legmélyebb termelıkút 9600 m. – Átlagos napi hozam: 10-100 t/kút. – Átlagos élettartam: 40 év. Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 64
A kıolaj tengeri bányászata
A kıolaj bányászata
• 200 méteres vízmélységig fix állványról, afölött lehorgonyzott mesterséges szigetekrıl. • Rekord: 6,3 km víz alatt 600 m-es behatolás. • Kitermelési együttható: ~40%.
• Szénhidrogének porózus kızetben. (olajtartalmú réteg vastagsága: néhány méter - néhány 10 méter).
• A normális kihozatali ráta csak 30%! • Termelési módszerek: – elsıdleges: a belsı nyomás hajtja ki (gázsapka, víz felhajtóereje). Kitermelés során a nyomás és a hozam csökken. – másodlagos (+5-15%): gáz visszanyomása a gázsapkába, vagy víz benyomása alulra. – harmadlagos: • viszkozitást csökkentı melegítés forró vízzel vagy gızzel; • az olaj föld alatti meggyújtása + levegı bejuttatása; Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 65
A kıolaj finomítása és jellemzıi
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 66
A kıolaj és a fehéráru szállítása
• Lepárlás • Vákuumdesztilláció • Krakkolás - a fehéráru kihozatal javítása Nyersolaj-feldolgozás termékei (benzin kihozatal Frakció Molekulaméret Forráspont [°C] Felhasználás Földgáz C -C -164 - +30 Tüzelıanyag 2-3-szoros) Oldószer (száraz 30 - 90 Petroléter C -C tisztítás) • Probléma: a 30 - 200 Benzin C -C Üzemanyag Tüzelés, dízel, 175 - 275 szennyezık (kén) Petróleum (kerozin) C -C repülés Tüzelıolaj C -C 375 alatt Tüzelıanyag a nehezebb 350 fölött Kenıolaj C -C Kenés Zsírok C és fölötte félkemény Kenés frakciókban olvad: 52 - 57 Paraffin C és fölötte Gyertya maradnak. Szurok, kátrány fölötte lepárlási maradék Tetı, útépítés 1
5
5
7
5
12
12
16
15
18
16
20
18 20
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 67
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 68
A földgáz
A földgáz főtıértéke
• A legnemesebb fosszilis energiahordozó • Főtıértékre vonatkoztatva alacsonyabb széntartalom egységnyi hıfelszabadulásra kevesebb CO2 termelés, mint a szén elégetése során! • Szállítása és tárolása problémásabb, mint a kıolajtermékeké, felhasználása viszont könnyő • Magyarország ma túlzottan nagy mértékben épít a földgázra. Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 69
Tüzelıanyag Komlói feketeszén
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
tcf = 1012 ft3 #06 / 71
Nedvességtartalom
[MJ/kg]
[%]
Hamutartalom [%]
16-18
4-6
40-46
Donyeci antracit
25
7
18
Sziléziai aknaszén
20
10-15
13-22
Borsodi barnaszén Visontai külfejtés
9-11
23-29
25-30
5,5-6,7
45-50
19-27
Háztartási tüzelıolaj
41-42
Nehéz főtıolaj
39-40
Gudron
39-40
Földgáz
41-42
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Földgázkészletek Fıbb gázkészletek Ország Készlet (tcf) Ex-Szovjetunió 1977 Irán 742 Katar 250 Egyesült Arab 205 Emirátusok Szaúd-Arábia 186 Egyesült Államok 164 Venezuela 140 Algéria 128 Nigéria 110 Irak 109 Norvégia 47 Malájzia 68 Indonézia 69 Mexikó 68 Canada 67 Hollandia 65 Ausztrália 20 Kuvait 53 Kína 59 Líbia 46
Főtıértéék
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 70
Földgázkitermelés • 15%-ban együtt történik a kıolaj kitermelésével. • Létezik 100 bar saját nyomással rendelkezı gázkút (rekordmélység 7,5 km). • Száraz kutakból a gáz 60-80%-a saját nyomásától a felszínre jön. Vizes elárasztással a kitermelés 85-95%-os. • Kitermelés további javítása - rétegtörés: – hidraulikus repesztés; – föld alatti kémiai robbantás; – föld alatti atomrobbantás (oroszok több km mélyen, 40 kt-ás töltettel kísérleti jelleggel így növelték a kihozatalt ). Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 72
Szénhidrogén tüzeléső erımő - Százhalombatta
A földgáz szállítása
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 73
Fosszilis energiafelhasználás légszennyezı hatása
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 74
Fıbb ellenırzı kérdések és témakörök 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.
VOC = Volatile organic compounds = illékony szerves vegyületek Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
#06 / 75
A termodinamika I. fıtétele A termodinamika II. fıtétele Mennyiségi és minıségi veszteségek az energiaátalakításban Energetikai nagyberendezések fıbb típusai A hıerıgépek elvi felépítése, fıbb típusaik A Carnot körfolyamat és hatásfoka A gızturbinák mőködése (vázlatosan) A gázturbinák mőködése (vázlatosan) A gázturbinák fıbb típusai Gázturbina moduláris atomreaktorral Mobil gázturbinák fıbb típusai Gázturbina lapátok hıterhelése Kombinált ciklusú gázturbinás erımővek Fosszilis energiahordozók keletkezése Égéshı definíciója Főtıérték definíciója. Az égéshı és a főtıérték közötti különbség Szilárd és gáznemő tüzelıanyagok égésének folyamata (vázlatosan)
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 76
Fıbb ellenırzı kérdések és témakörök 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34.
Legfontosabb fosszilis tüzelıanyagok főtıértéke, jellemzı nedvesség- és hamutartalma Mélymőveléső bányászat Külszíni széntermelés A szén szállításának módozatai Széntüzeléső erımővek tüzelıberendezéseinek fı fajtái, mőködésük Az USA szénvagyona A kıolaj lelıhelyek geológiája A kıolaj lelıhelyek kutatása A kıolaj bányászata, különbözı kitermelési módszerek és azok kihozatali aránya A legfontosabb kıolajtermelı országok és készleteik Az olajárak világpiaci alakulása és befolyása egyéb energiahordozók árára A „peak-oil” elmélet Kıolajfinomítás A földgáz lelıhelyek geológiája és kutatása A földgáz bányászata Földgázkészletek a világon
Fenntartható fejlıdés és atomenergia
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
#06 / 77