Budapesti Corvinus Egyetem Kertészettudományi Kar

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

Budapesti Corvinus Egyetem Kertészettudományi Kar

A geotermikus energia hazai hasznosításának vizsgálata és környezetvédelmi értékelése

Németh Gyula

Készült a Talajtan és Vízgazdálkodási Tanszéken A Környezetgazdálkodási szakirányon Tanszéki konzulens: Dr. Vermes László Professzor Emeritus Külső konzulens: Horuczi György ( PannErgy Nyrt. ) Bírálók:

Budapest, 2010 április

Látta: Dr. Tőkei László Egyetemi docens, tanszékvezető


Tartalomjegyzék

1. Bevezetés 2. Irodalmi áttekintés 2.1. Az energiaforrások és környezeti hatásaik 2.2. A megújuló energiaforrások 2.2.1. Szélenergia 2.2.2. Napenergia: 2.2.2.1. Elektromos energia előállítása napenergiából 2.2.2.2. Üzemanyaggyártás napenergiával 2.2.2.3. Napenergia a közeljövőben 2.2.3. Biomassza 2.2.3.1. Bioetanol 2.2.3.2. Biodízel 2.2.3.3. Biogáz 2.2.4. Vízenergia 2.2.5. Geotermikus energia 2.2.5.1. Történelmi áttekintés 2.2.5.2. Felhasználás és jellemzés 2.2.5.3. Csoportosítás és hasznosítás 2.3. Különleges (megújuló) energiaforrások 2.3.1. Ozmózis erőmű 2.3.2. Ár-apály erőmű 2.3.4. Fúziós erőmű 2.4.5. Algafarmok

2


3. Energiamegtakarítási lehetőségek 3.1. Napfény bevezetése 3.2. Passzívház 4. Szentlőrinci távhőrendszer 4.1. Dél-Dunántúl geotermikus potenciálja 4.1.1. Baranya megye mélységi és talajvizei 4.2. A geotermikus projektek kockázati tényezői 4.3. Az eddigi rendszer 4.4. A rendszer leírása 4.5. A régi rendszer értékelése 4.5.1. A fűtőmű 4.5.2. A távhőhálózat 4.6. A tervezett rendszer 4.7. A tervezett rendszer előnyei és hátrányai 4.8. A tervezett rendszer elhelyezkedése 5. Összefoglalás 6. Köszönetnyilvánítás 7. Irodalomjegyzék 8. Mellékletek

3


1. Bevezetés

Az emberiség történetében mindig is kiemelkedő szerepet játszott – és játszik egyre nagyobb szerepet – az energia megteremtése, hiszen főleg modern világunkban, közlekedni, ételt készíteni, fényt generálni vagy vizet tisztítani sem tudnánk. Túlzás nélkül állíthatjuk, hogy a világ mai működésének legfontosabb alappillére az energia. Földünk több millió éves fejlődése során rendelkezésünkre bocsátott olyan forrásokat, amelyeket energiatermelésre használhat(t)unk fel. Ez lehetővé tette civilizációnk fejlődését, életszínvonalunk javulását. A világgazdaság jelentős részét képezi az energiakereskedelem, nem véletlen tehát, hogy a világ gazdaságát és politikáját meghatározó országai, azok az államok, amelyek jelentős szerepet töltenek be az energiapiacon, mint az USA, Oroszország vagy a Közel-Kelet.

Sajnos, az ipari forradalom óta fokozatosan, a XX. században pedig ugrásszerűen megnőtt a világ energiaéhsége. Arról már ne is beszéljünk, hogy a XXI. századi Kína gyárak százaival tör utat a világ gazdaságában, amelyben talán már így is túl nagy részesedéssel bír. Ehhez természetesen hatalmas háttér, főként energia szükségeltetik. A kínai kormány majd’ száz (!) szénerőmű illetve 29 atomerőmű telepítését tervezi. Ez ijesztőnek tűnhet, de ha figyelembe vesszük az ipari körzetek nagyságát, mint például a világ zoknitermelésének egyharmadát adó Datang, illetve az öngyújtótermelés 70 százalékát adó Wenzhou városát, hogy csak két példát említsünk, talán nem olyan meglepő (Hessler, P., 2007).

Ugyanakkor ez a tendencia nem folytatható sokáig, mert a század végére ki fogunk fogyni az évmilliók során termelődött nyersanyagokból. A megújuló energiaforrásokra való áttérés ugyanakkor igen költséges, és ilyen monumentális beruházásoknál a teljes átállás év(tized)ekig fog tartani. A másik indok az átállásra – a fenntartható fejlődés igénye mellett – a kiemelkedően nagy környezetterhelés, amelyet az égetés által a levegőbe kerülő káros anyagok okoznak.

4


A klímaváltozás ugyan nem kapcsolódik szorosan a témámhoz, de az energiakrízis kapcsán megkerülhetetlen probléma. A klímaváltozás és hatásainak tanulmányozására az IPCC jelentések javallottak.

A két kardinális problémát mérséklő, az összes országnak, amely még nem megújuló energiát is használ, ami sajnos magában foglalja az összeset, fokozatosan át kell térnie a megújuló energiaforrásokra. Földünk minden természet adta javait kizsigereljük, de ezt már nem sokáig engedhetjük meg magunknak. A változ(tat)ás elengedhetetlen, de közel sem lesz egyszerű olyan lehetőségeket találni, amely kielégítené a világ napi 320 Mrd kWh-ás energiaigényét. Ahogy Brezsnyánszki (mta.hu) fogalmaz: A Föld jövőjét érintő legfontosabb problémák: 1.energia- és nyersanyagkincse: a) a jövőbeni energiaellátás nem megoldott; b) a nyersanyagok közül leginkább a ritkaföldfémek terén várható hiány. Külföldi vizsgálatok szerint (Kunzig, 2010.) évszázadok alatt képesek lehetünk átformálni a Marsot, és az ember számára lakható környezetet teremteni de ennek csupán – még jó ideig – csak elméleti jelentősége van. Ugyanakkor jól példázza, hogy az emberi fantázia és kreativitás határtalan és ezt nem félünk kihasználni, kérdés, hogy mennyire tudja (vagy inkább akarja) az emberiség ezeket az értékeket a jó érdekében felhasználni.

Diplomadolgozatomban, a ma fellelhető energia-előállítási módszerek és lehetőségek mellett, az energia megtakarítással illetve a Magyarországon kiemelkedő potenciállal rendelkező geotermikus energiával, végül ehhez kapcsolódóan egy geotermikus erőmű vizsgálatával foglalkozom bővebben.

5


2. Irodalmi áttekintés

2.1 Az energiaforrások és környezeti hatásaik A NME1 egy olyan nem megújuló természeti erőforrás, aminek a használatával energiát lehet felszabadítani. A NME nem gyártható, termeszthető, illetve nem újrafelhasználható a fogyasztással megközelítő mértékben. A tipikusan NME-ok a fosszilis tüzelőanyagok (kőszén, kőolaj, földgáz, propán-bután gáz) illetve az uránt mint az atomenergia energiahordozó anyaga. Sajnos, nemcsak hogy korlátozottan állnak rendelkezésünkre de kitermelésük is egyre költségesebb és egyre nehezebben összeegyeztethető az emberiség fenntartható fejlődésével. Ezen anyagok elégetése során nagy mennyiségű károsanyag (főként CO2) kerül a levegőbe amelyek ártalmasak az élőlények egészségére, illetve megváltoztatják Földünk légkörének összetételét ezzel nagyban hozzájárulva a klímaváltozáshoz. (Kacz.és Neményi., 1998)

A lehetséges hatások közül csak néhányat említve: Tartós nyári aszályok ill. árvizek, kontinentális területek kiszáradása, tengerek vízszintjének emelkedése, óceánok savasodása és felmelegedése, a mezőgazdasági termés és termelékenység csökkenése. A fejlett országok számára is egyre nagyobb problémát jelent a klímaváltozás miatt bekövetkezett károk helyreállítása. A CO2 elleni ’védekezés’ ráadásul gazdasági szempontból is indokolt. A Dow vegyipari cég 1995 óta hétmilliárd dollárt takarított meg azzal, hogy kevesebb energiát használt egy kilogrammnyi termék gyártásához (Miller, 2009). Vizsgáljuk meg milyen energiaforrások jelentik – immáron a jelen – és a jövő útját.

1

Nem megújuló energiaforrás

6


A ME2-ok olyan dolgok, közegek, anyagok, természeti jelenségek, amelyekből olyan energia nyerhető ki, amely akár naponta többször ismétlődően rendelkezésre áll, vagy jelentősebb emberi beavatkozás nélkül is legfeljebb néhány éven belül újratermelődik. Vizsgáljunk meg az 1. ábrát, amely jól példázza, miért vált kiemelkedően fontossá a környezetvédelem.

1. ábra Globális fosszilis szén emisszió (renewableenergy.com)

A világszerte mért szénkibocsátás millió tonnában mért értékeit láthatjuk az ábrán. Az egyik meglepő szakasz a két világháború, közte a gazdasági világválsággal, amely intervallumban szinte semmilyen változás nincs ahhoz képest, amelyet az ’50-es évektől kezdve látunk. A világgazdaság robbanása által exponenciálisan emelkedik a károsanyag kibocsátás. A grafikon utolsó 10 évét nézve újra enyhülésre gondolhatnánk, de Kína utóbbi évekében mutatott erőteljes gazdasági fejlődése, amelyet a 10%-os GDP növekedés is alátámaszt, mutatja, hogy távolról sincs vége az intenzív kibocsátásnak, ezáltal a környezetszennyezésnek. Ha tenni akarunk valamit a környezetünkért és az emberiség jövőjéért, akkor a tudatosabb energiapolitika kell, hogy prioritást élvezzen. A következő fejezetben, a napjainkban működő illetve lehetőségként felmerülő energiatermelési lehetőségeket vizsgálom meg.

2

Megújuló energiaforrás

7


2.2. A megújuló energiaforrások

2.2.1. Szélenergia

Elsőként ezt a megújuló energiaforrást mutatnám be, tekintve hogy évszázadok óta ismerjük. A szélmalom feltalálásának időpontja és helye bizonytalan de homályos említések utalnak arra, hogy a mai Irak területén esetleg már több ezer évvel ezelőtt ismerték valamilyen formában. Alexandriai Hérón szélkereke a szélmalom egyik első ismert leírása. Az első szélmalmok függőleges tengelyűek voltak, később a széllel szembeforduló illetve rögzített helyzetű vízszintes tengelyű szélmalmokat is használtak. A 13. század végétől megjelentek a torony-malmok, vagyis olyan malmok, melyek kőből vagy téglából épült toronyra forgathatóan ültetett sapkával készültek, és ebbe ágyazták a szélkereket. Ilyen szélmalmok terjedte el Hollandiában is, ahol olyan nagy szélkerekeket építettek, hogy a vitorlái majdnem a talajt súrolták. Mivel csak a viszonylag kicsi fejet vagy sapkát kellett elforgatni, a tornyok igen magasra épülhettek és a lapátok sokkal hosszabbak, lehettek, ez lehetővé tette a malom működését még gyenge szél esetén is. Az ilyen malmok gyakran egy kis segéd-vitorlával, „farokkal” épültek, ez a fejet önműködően mindig szélirányba forgatta.

Franciaországban gyakran építettek kastélyok, várak vagy városfalak tornyaira is szélmalmokat. A torony-malmok kőből vagy téglából többnyire hengeres vagy kúpalakú toronnyal épültek. A köpeny-malmok fából készült tornya általában hatszög vagy nyolcszög alaprajzú, szerkezetük egyébként a torony-malmokéval megegyezett. (wikipedia.hu)

2.2.2. Napenergia:

Második ME-nak a napenergiát említeném. A napenergiát ma még drágán és kis hatékonysággal alakítjuk át elektromossággá, hővé, ezért nem is játszik egyelőre meghatározó szerepet energiamérlegünkben.

8


Az USA Energiaügyi Minisztériuma számára készített elemzés szerint a biológia, az anyagtudomány, a nanotudományok eredményei, ígéretes kutatásai alapján a hatásfok lényeges javítása várható. Ez bizakodásra adhat okot. Fontosnak tartom elmondani, hogy az összes létező energiaforrás közül ez a legtovább tartó, és a Nap 10-11 Mrd évre becsült hátralevő életét tekintve legbiztosabb energiaforrásunk lehet. Így tehát kiemelkedően fontos hogy a napelemek és kollektorok hatásfokát mielőbb maximalizálni tudjuk. A napenergia többféle módon hasznosítható: napelemekben közvetlenül elektromossággá alakítható, természetes vagy mesterséges fotoszintézis révén üzemanyagokat lehet előállítani, a napfénnyel hőt termelhetünk, a hő pedig elektromossággá is átalakítható. Ma a világ elektromos energia termelésében mindössze 0,015% részarányt képvisel a napfényből nyert energia, a hőtermelésben 0,3%-ra tehető a részesedése. A természetes fotoszintézis révén keletkezett biomassza az emberiség energiaigényének 11%-át elégíti ki, de az elégetett fák kétharmada helyett nem ültetnek újat és a tüzelés is zömmel kis kályhákban zajlik, rossz hatásfokkal. (Schultz, 2008.)

2.2.2.1 Elektromos energia előállítása napenergiából

A ma kereskedelmi forgalomban kapható, drága szilícium egykristályból készített

legjobb

napelemek

18%

hatásfokkal

alakítják

át

a

napenergiát

elektromossággá. Ugyanilyen anyaggal laboratóriumban 25% hatásfokot is elértek, az elméleti határ 31%. Más anyagokkal természetesen más hatásfok érhető el. A kutatók olyan olcsó anyagokat keresnek, amelyek nagy hatásfokkal végzik el az átalakítást. Találtak már olcsó anyagokat, de ezek alacsony hatásfokúak, ilyenek pl. a festékanyagokkal érzékenyített félvezető-oxidok, hatásfokuk nem éri el a 10%-ot, szerves anyagokból még olcsóbban készíthető napelem, de a hatásfok csak 2-5%.

Az olcsóbb megoldások közé tartozik az amorf szilícium, a nanokristályos szilícium, a kadmium-tellurid és a réz-indium-tellurid alapanyag, közös jellemzőjük a viszonylag kis hatásfok.

9


Sokirányú kutatások révén egyre jobban feltárul az anyag viselkedése a nanovilágban, egyre jobban megértjük, hogyan zajlanak nanoméretekben a folyamatok. Ezektől az ismeretektől remélhető az olcsó és nagy hatásfokú anyagok előállítása, ezek lesznek a harmadik generációs napelemek.

2.2.2.2 Üzemanyaggyártás napenergiával

A természet hárommilliárd év alatt többféle megoldást talált a napenergia kémiai energiaforrássá alakítására. A növények fotoszintézise mintegy 100 terrawatt napenergiát használ fel, amikor vízből és szén-dioxidból cukrokat, keményítőket épít fel. Az energiaátalakítás hatásfoka túl kicsi ahhoz, hogy az emberi igényeket ily módon lehessen kielégíteni. A fotoszintézis többlépéses folyamat, az eleje, a vízmolekula felbontása hatékony, a későbbi lépések rontják le a hatásfokot.

Három megoldás kínálkozik: gyorsabban növő, több biomasszát produkáló növények létrehozása nemesítéssel vagy genetikai beavatkozással; a természetes fotoszintézis kevéssé hatékony lépéseinek kikerülése vagy a biológiai megoldást utánzó nanoméretű szerkezetekkel gyártani fűtőanyagot vízből és szén-dioxidból. A mesterséges fotoszintézis létrehozásában is megszülettek már az első ígéretes megoldások. Hexa-fenil-benzol molekula adja a nanoszerkezet merev vázát, ezt öt antracén molekula veszi körül, ezek antennaként begyűjtik a 430-475 nanométer hullámhosszú fényt. Az energiát 1-10 pikoszekundum alatt átadják egy porfirin molekulának, amelyből egy gerjesztett elektron 80 pikoszekundum alatt átkerül a fullerén molekulába. (origo.hu)

Ilyen összekapcsolt molekulák végezhetik el a fotoszintézis első lépését, a további, még feltárandó és megoldandó lépésekben a vízből hidrogénmolekula, a széndioxidból metán vagy alkohol hozható létre.

10


2.2.2.3 Napenergia a közeljövőben

A napból nyert energia hatásfokának növelése kétségkívül nagy fegyvertény lehet az energiapiacon. A Nanosolar cég új technológiája áttörést jelenthet ezen a területen. Ez a cég nem szilíciumtömbökből épít napelemet, hanem a részecskéket egy fóliaszerű hordozóra festi, ahol azok félvezető részekké állnak össze. Az így készített rugalmas napelemek ötvenszer vékonyabbak a maiaknál.

A lapokban árusított napelemek árusítása már folyik, de még messze van attól hogy világszerte elterjedt legyen. Ha az emberiség végre feladja, hogy továbbra is a fosszilis tűz lángja mellett melegedjen, akkor ez lehet a megfelelő irány. (Parfit, 2005.)

2.2.3 Biomassza

Az előzőek után most a feltételesen megújuló energiaforrásokról essen szó. A biomassza a negyedik legnagyobb ME-unk, legnagyobb előnye, hogy bárhol a világon ahol bámilyen kertészeti növény termesztése folyik, alkalmazható. Tágabb értelemben, a Földön élő összes tömeget is érthetjük biomassza alatt de számunkra fontos értelmében hagyatkozzunk a következő felsorolásra:

A biomassza mint energiaforrás gyűjtőfogalmába a következőket sorolják: 1) hagyományos mezőgazdasági termények melléktermékei és hulladékai (szalma, kukoricaszár, stb.), 2) erdőgazdasági és fafeldolgozási hulladékokat (faapríték, -nyesedék, fűrészpor, stb.), 3) energetikai célra termesztett növények (fűfélék, fák: akác, nyárfa, éger, fűz, takarmánynövények: cukorrépa, köles, rozs, repce, stb.); 4) másodlagos (állati) biomassza (trágya, stb.). A biomasszává vált szervesanyag felhasználásának széles spektruma a közvetlen eltüzeléstől a villamosenergia-termelésen át kiterjedhet a különféle könnyebb vagy nehezebb üzemanyagokig.

11


A biomassza energetikai felhasználása CO2-semleges, vagyis elégetésekor csak annyi szén-dioxid termelődik, amennyit a növényi fotoszintézis felhasznált. A biomassza legjelentősebb szerepe ugyanakkor az üzemanyag-gyártásban rejlik. A közlekedés során elégetésre került üzemanyagok károsanyag kibocsátásának csökkentése elsődleges feladat, éppen ezért kell természetes anyagok felhasználását is megvizsgálnunk.

Az így készített üzemanyagok környezetbarátabbak ezáltal hangsúlyosabbá válnak az emberiség fenntartható fejlődésé kapcsán. A továbbiakban a két legfontosabb ilyen üzemanyagtípust, illetve a biomasszához kapcsolodó biogáz hasznosítását mutatnám be.

2.2.3.1 Bioetanol A bioetanol gyártásának alapanyaga általában vagy magas cukortartalmú növény (például cukorrépa, cukornád) vagy olyan anyagot tartalmazó növény, melyet kémiaibiológiai reakciók sorozatával cukorrá lehet alakítani (például keményítőtartalmú növények: kukorica, búza, burgonya stb., vagy cellulóz tartalmú növények: fa, fűfélék, gabonaszárak, szalma). Többféle gyártási folyamat

ismert, de ezek általában az alábbi fő

folyamatrészekből állnak: alapanyag előkészítés, hidrolízis / cukrosítás, erjesztés, desztilláció, töményítés, maradványanyag kezelése.

A továbbiakban röviden ismertetném a gyártás folyamatát. Az alapanyag előkészítés során a cél általában az alapanyag szemcséinek makroszkopikus méretcsökkentése darálással, majd a rostok, sejtfalak szétroncsolása (például nagy nyomású főzéssel, gőzöléssel), hogy a későbbi kémiai és biológiai reakciók a lehető legnagyobb felületen mehessenek végbe. A hidrolízis során savas hidrolízissel, vagy enzimes hidrolízissel (például alfaamiláz, béta-amiláz segítségével) történik meg a hosszú szénhidrát-láncok feldarabolása és glükózzá alakítása.

12


Az erjesztés során élesztő bekeverésével, hűtött körülmények között történik meg az alkohol előállítása, az eredmény a nyersanyagtól és annak előkészítésétől függő, de alacsony alkoholtartalmú (10-18%), nagy víztartalmú és szilárd maradványanyagot is tartalmazó cefre. A cefréből az alkohol kivonása több fokozatú desztillációval történik, a desztilláció végterméke általában 95-96%-os alkohol, melyből többnyire molekulaszűrő segítségével érik el a 99,9%-os tisztaságot. A tiszta alkoholt a végfelhasználásnak megfelelően denaturálják vagy benzinbe keverik.

A bioetanol a jelenlegi Otto-motoros autókban maximum 20-22% arányban keverhető be, de 8-10% feletti aránynál a gyújtásszögen állítani kell. Az USA-ban elterjedt, Svédországban használt és a Magyarországon 2007 eleje óta szabványos E85 üzemanyag keverék 85% bioetanolt és 15% benzint tartalmaz. Ezt az üzemanyagot hagyományos Otto-motoros autókban nem lehet felhasználni, de ma már szinte az összes nagyobb autógyár kínálatában megtalálhatóak a tiszta benzin és az E85 befogadására is képes, úgynevezett rugalmasan hajtott motorokkal rendelkező járművek (Flexible Fueled Vehicle, FFV).

Fontos megjegyeznünk, hogy habár 2007-ben Magyarországon is átadták az első bioetanol (E85) üzemanyagtöltő-állomást Bábolnán, Brazília – a világ vezető etanolgyártója – már 1975-ben beindította programját és napjainkra már minden autóba legalább 25 % etanol tartalmű üzemanyagot tankolnak. Mivel az E85 nagyobb kompresszióviszony mellett tüzelhető el, nagyobb fogyasztás mellett lényegesen nagyobb motorteljesítményt ad le, de ezeket a motorokat kopogásfigyelő automatikával és turbóval látják el, hogy minden üzemanyag keverék mellett optimális teljesítménnyel üzemelhessenek a motor tönkremenetele nélkül. Svédországban, az egyik legtöbb bioetanolt használó európai országban, a 2007ben eladott új gépjárművek nagyjából 12%-a volt FlexiFuel rendszerű. Ez 2008-ra várhatóan eléri a 20%-ot, 2009-re pedig a 30%-ot.

13


2007 elején három FlexiFuel rendszerű gépkocsit lehetett Svédországban kapni, 2008 végére várhatóan az új modellek nagyjából fele lesz ilyen. A svéd autópiaci statisztikák szoros összefüggést mutatnak bioetanol és a FlexiFuel járművek eladásai között. 2006. negyedik negyedévében a svéd Ford Focus eladások 85%-a FlexiFuel autó volt, ahogy a Saab 9-5 eladások is több mint 80%-a. A bioetanol évente megújuló növényekből előállított üzemanyag, és mint bioüzemanyag,

elvileg

semleges

hatású

az

üvegház-hatásra.

A

megújuló

energiaforrásokhoz hasonlóan ugyanis a bioetanol elégetésekor a légkörbe kerülő széndioxid és más üvegházhatású gázok a következő évben felnövő növények (gabonák, burgonya, cukorrépa, fűfélék, szalma) testébe visszaépülnek. Ez az egyenlőség azonban csak akkor áll fenn, ha a felhasznált növényeket olyan helyen termesztik, ahol egyébként semmi sem volt.

A tiszta bioetanol felhasználás 17%-kal fogná vissza az üvegházhatású gázok kibocsátását. Az OECD neve alatt közölt, de az OECD által letagadott tanulmány szerint csak a cukorrépából valamint a cellulózgyártás melléktermékeként nyert etanol termel kevesebb üvegházhatású gázt, mint a fosszilis üzemanyagok A bioetanol gyártás hátránya a gyártási folyamat

fajlagosan

magas

villamosenergia- és hőenergia igényét, a kinyert energia százalékos arányban sokkal kisebb mértékben haladja meg a befektetett mennyiséget, mint a hagyományos energiahordozóknál. Az energiamérleg javítható az előállítás során keletkező hőenergia hasznosításával és a melléktermékek, például a növényi hulladék takarmányként történő felhasználásával, azonban nem lehet korlátlan mennyiségű takarmányt felhasználni.

További negatívumként szokás említeni, hogy élelmezési célra használható növényeket, táplálékokat felhasználni üzemanyag-gyártás céljára akkor, amikor a Föld jelentős népessége éhezik – egy etikai vonzatú dilemma. Ezt sok helyen egyszerűen kezelik, Kínában például tilos kukoricát energiatermelésre használni. (Hancsók, 2004.)

14


2.2.3.2 Biodízel

A biodízel telítetlen zsírsavakból előállított metil észter. Alapanyagai lehetnek a növényi olajok, állati zsiradékok és használt sütőolajok. Hazánk agroökológiai adottságai alapján a legfontosabb termesztett alapanyag a repce és a napraforgó lehet. A világ és az EU számos országában évtizedek óta alkalmazzák a biodízelt üzemanyagként, az előállítás és felhasználás gyakorlata kialakult.

A biodízel előállításának első fázisa a növényolaj-préselés (vagy használt sütőolaj szűrés), majd az ezt követő kémiai átalakítás, amely egy összetettebb folyamat. A növényi olajok nyers formájában történő alkalmazása - azok triglicerid tartalma miatt - számos motortechnikai és tárolási problémát okozhat, amelyek átészterezéssel minimálisra csökkenthetőek, az így nyert bioüzemanyag a biodízel. Az olajpréselés során jelentős mennyiségű olajpogácsa keletkezik, amely értékes fehérje dús takarmány, de energetikai célra is felhasználható. Az észterezés mellékterméke a glicerin, amely vegyipari, vagy energetikai (tüzeléstechnika, biogázfejlesztés) célra hasznosítható.

A biodízel előállításának felfutása lehetőséget biztosíthat a termelőknek a repce és napraforgó értékesítésére, illetve észterező gyárakkal történő megállapodás függvényében kisebb olajpréselő üzemek létrehozásával magasabb feldolgozottságú így magasabb jövedelmezőséget jelentő - termékek előállítására. A biodízel műszaki-technikai szempontból felhasználható tiszta formában illetve a gázolajhoz keverve. Tiszta- vagy magas biodízel tartalmú üzemanyag felhasználása esetén a káros lerakódások elkerülése és az észterek kémiai tulajdonságai miatt (pl. gumitömítések oldása) a motorok és az üzemanyag-ellátó rendszer kismértékű átalakítását, az adagolók újraszabályozását igényelheti. Egyes korszerűbb gépjárművek átalakítás nélkül is képesek közvetlenül felhasználni a magas biodízel (FAME) tartalmú üzemanyagokat.

15


A tiszta, vagy magas biodízel tartalmú üzemanyag felhasználása előtt ezért mindenképpen indokolt meggyőződni arról, hogy a gépjármű (vagy stabil üzemű motor) alkalmas-e a felhasználására, illetve tájékoztatást kérni a gyártótól! A motor élettartamának megőrzése céljából kizárólag szabványos, minőségi garanciával rendelkező, ellenőrzött forrásból származó biodízelt szabad felhasználni! (fvm.hu)

2.2.3.3 Biogáz

A biogáz szerves anyagok anaerob bomolásával keletkező elsősorban metánt és szén-dioxidot tartalmazó gázkeverék. Magas energiatartalma miatt elfáklyázása helyett indokoltabb felhasználása, értékesítése. A biogáz egyik felhasználási módja közvetlenül helyben hő-előállításra fűtési, vagy kapcsolt tevékenységek hőigénynek biztosítására (pl. bioetanol gyártás), illetve helyben kombinált villamos- és hőenergia előállítására. Nem helyben történő felhasználás során a minőségi követelményeknek megfelelő biogáz közvetlenül bevezethető az országos gázhálózatba, vagy más csatornákon továbbértékesíthető pl. motorok meghajtására (traktor, tömegközlekedés stb.).

A különböző biogáz üzemekben egyaránt található példa mindegyik esetre, Nyírbátorban a kapcsolódó a biogázt villamos energia-előállításra és fűtésre, Debrecenben a helyi buszjáratok hajtóanyagként hasznosítják.

A biogáz alapanyaga általában más tevékenységek melléktermékeként, vagy hulladékaként keletkező szerves anyagok. Ezek között megtalálható az élelmiszeripari szerves hulladék, a bioetanol vagy biodízel gyártás melléktermékei, települési szennyvíziszap, kommunális hulladék depónia csövezésével nyert biogáz és az álltatartó telepeken képződő híg- és szervestrágya. A biogáz előállítása hangsúlyosan környezetvédelmi kérdés, amely során a szerves hulladékok kezelése, ártalmatlanítása korszerű módon, energia-előállítással összekapcsolva valósulhat meg.

16


Mezőgazdasági szempontból az állattartó telepek a trágyakezelést olyan módon valósíthatják meg, amely során a trágyatároló (fermentor) nem holttőkét jelent, hanem a biogáz hasznosításával, értékesítésével megtérülő beruházássá válik. Továbbá a kierjesztett szerves anyag talajerő-visszapótlásra felhasználható. Ugyanilyen aspektusban az élelmiszeripar részére is egy korszerű hulladékkezelést jelenthet. Vidékfejlesztési szempontból - a mezőgazdaság foglalkoztatási hatásai mellett a biogáz üzemek lehetőséget biztosíthatnak a kistelepülés szerves hulladékának, szennyvízének korszerű, rentábilis kezelésére.

2.2.4. Vízenergia

A vízenergia, mint megújuló energiaforrás, a technika fejlődésével együtt folyamatosan kihasználásra került, ezáltal már nem rejlik benne akkora potenciál, amely kiaknázása révén jelentős szerepet kapna a környezetvédelem kapcsán. Időszámításunk előtt 5000 környékén már voltak öntözőrendszerek, ezért ezt nevezhetjük a legrégebbi olyan erőforrásnak, amit az emberi és állati erő kiváltására használtak. A vízikereket először az ókori Kelet országaiban, a legkorábbi vízimalmot pedig az ókori Görögország és Róma területén alkalmaztak. Magyarországon a legkorábbi adat a XI. századból ismert. A ma használatos nagyteljesítményű vízerőművek nagy része már több mint 2030 éve épült, példaként az USA legnagyobb erőművét (Grand Coule) 1942-ben helyezték üzembe.

Az eltelt kétszáz évben rengeteget fejlődött a vízerőművek felépítése. Mint a technikai tudományokban szinte mindig ezúttal is találunk magyar vonatkozást. A Bánki Donátról elnevezett turbina kis teljesítményű erőművekben alkalmazható. A 19. század végén még rengeteg rossz hatásfokkal működő erőmű volt, ezen javított a magyar gépészmérnök találmánya. (Horváth, 1964.) Az elkövetkező években várhatóan Délkelet-Ázsia fejlődő országaiban, Indiában és Kínában fognak leggyorsabban növekedni az új villamosenergia-termelő kapacitások. Az elektromos energia iránti igény növekedése Ázsiában 2000-ig évente 6%-ra tehető.

17


Ezt követően pedig 2020-ig 4-5% növekedés várható. Ehhez a növekedéshez az ázsiai országokban 1350 GW új kapacitást kell üzembe helyezni. Magyarország műszakilag hasznosítható vízerő-potenciálja kb. 1000 MW de ennél sokkal kevesebb az optimálisan megvalósítható. Különösen nagy volumenű lehetőségeket nem rejt a vízenergia kinyerése, inkább kisebb erőművek építése célszerű. A Nyugat-Dunántúlon vannak leginkább ehhez szükséges adottságok, itt található az Ikervári, Felsődobszai és a Körmendi erőmű is. 2.2.5. Geotermikus energia (GE)3

2.2.5.1 Történelmi áttekintés

Végül a GE-t mutatnám be részletesen, mint megújuló energiaforrást. A geotermikus energia nem más, mint a föld hője. A föld hőjét a földkéreg különböző rétegei vezetik a magma belsejéből a felszín felé. A kőzetek milyensége és a rétegek vastagsága befolyásolja a föld hőjének felszínre jutását. A Föld magja nagyjából 5000 km mélyen egy külső és egy belső magból áll, hőmérsékletét 5000 és 6500 °C közé becsülik. A Kárpát-medence, de főleg Magyarország területe alatt a földkéreg az átlagosnál vékonyabb, emiatt hazánk geotermikus adottságai igen kedvezőek. A Föld belsejéből kifelé irányuló hőáram, átlagos értéke 90-100 mW/m2, ami mintegy kétszerese a kontinentális átlagnak.

Az egységnyi mélységnövekedéshez tartozó hőmérsékletemelkedést jelentő geotermikus gradiens átlagértéke a Földön általában 0,02-0,033 °C/m, nálunk pedig 0,042-0,066 °C/m. A fenti termikus adottságok miatt, 1000 m mélységben a réteghőmérséklet eléri, sőt meg is haladja a 60 °C-t. A hőmérsékleti izotermák 2000 m mélységben már 100 °C feletti hőmérsékletű jelentős mezőket fednek fel.

3

GE: Geotermikus energia

18


Az adatokból látható, hogy Hazánk geológiai adottságai páratlanok, és ezt az előnyt maradéktalanul ki kell használni. Sajnos, a mai állapotokat tekintve a következő problémák és hiányosságok vannak jelen: A hasznosítás iránya alapvetően kettős: direkt hőhasznosítás, illetve balneológia, de geotermikus alapú villamosenergia-termelés egyenlőre nincs. A hőhasznosítás szezonális jellegű, az év mintegy 180 napjára terjed csak ki, a balneológiai célú alkalmazáson belül viszont a hőhasznosítás mértéke nem számottevő. Általánosságban az is elmondható, hogy a műszaki színvonal a legtöbb helyen alacsony, hatásfoka kicsi, a hasznosítási hőlépcső maximum 30-35 °C. A hasznosítási hatásfokot növelő hőszivattyúkat sehol sem alkalmaznak. A hasznosítás egyoldalú és extenzív jellegű, az elhasznált meleg vizet nem nyomják vissza, hanem országosan a felszín alatti víztározókba, élővizekbe engedik, így a felhasználók jó része a tárolt vízkészleteket direkt módon fogyasztja. A visszasajtolás problémáját érdemes jobban megvizsgálni. Ezt, Izland példáján figyelhetjük meg, mert már 1928 óta használják a hőforrások energiáját. Világviszonylatban ez az ország rendelkezik a legbővebb hozamú hőforrással, ennek tükrében láttak neki a kitermelésnek. Kezdetben egyetlen, de komoly hibát követtek el, nem sajtolták vissza a kitermelt vízmennyiséget, és hiába a horribilis mennyiségű erőforrás, egy idő után elfogyott. A problémát sikerült orvosolni de ez nagyon költséges folyamat volt. A kezdeti nehézségek után Izland a vezető pozícióba küzdötte fel magát a GE hasznosítást tekintve. 2007-ben az ország primer energia-felhasználását már 66 %-ban a GE adta. Itt jegyezném meg, hogy a többi NME terén is jól teljesít az ország. A vízenergia hasznosítás újabb 15 %-ot jelent az energiafelhasználásban.

19


2.2.5.2. Felhasználás és jellemzés Ha a kitermelés szakszerűen és átgondoltan történik a felhasználás igen sokféle, lehet, például fűtésre, elektromos energia előállítására, üvegházaknál, fürdőknél, csibenevelőkben, vetőmagszárításhoz, halfarmokon és a szabad területek jégmentesítésére is megfelelő. Ez utóbbiban szintén Izland jeleskedik a maga 740.000 m2 fűtött útfelületével. A következő problémákra mindenképpen figyelnünk kell, ha GE kinyerését tervezzük: Fontos védekezni a vízkövesedés ellen, a savazás nem megfelelő. A metán és CO2 feltörhetnek, ezért gázelválasztót kell beépítenünk. A vízzel együtt homokot is szállíthatunk ezért a dugulásra is figyelni kell. A biztonságos üzemelés és a kedvezőbb hatásfok elérése érdekében a vastalanításra, olajleválasztásra és csíramentesítésre is figyelnünk kell (Unk, 2000.).

2.2.5.3. Csoportosítás és hasznosítás

A termálvíz termelőkútból való kivétele és a hasznosítási rendszer kapcsolata alapján a geotermikus rendszer lehet nyitott vagy zárt. Zárt esetben a kitermelt mennyiséget a visszatápláló furaton keresztül visszajuttatjuk az eredeti vízhordó rétegbe, ilyenkor fontos, hogy szűrve jutassuk vissza. Magyarországon a 219/2004. (VII. 21.) Kormányrendeletben megfogalmazottak szerint, csak zárt rendszert lehet létesíteni, tehát a kitermelt vizet mindenképpen vissza kell táplálni. 2009-ben módosította a parlament a vízgazdálkodásról szóló törvényt, a kertészeteknek a jövőben nem kell mindenáron visszasajtolniuk a talajba a fűtésre használt termálvizet. A GE felhasználásakor némely esetben a felszínéhez közeli földhőt használják fel, míg más esetekben több ezer méter mély kutakat fúrnak. Ám az ilyen különbségek ellenére a geotermikus energiát alapvetően három módon lehet hasznosítani:

20


1. Fel lehet közvetlenül használni a forró vizet belső terek fűtésére, termálfürdőkben melegvíz-szolgáltatásra, ipari célokra és a mezőgazdaságban. 2. A földfelszín közelében lévő víz vagy föld hőmérsékletét hőszivattyúk segítségével épületek fűtésére, illetve nyáron hűtésére használják. 3. Magas hőmérsékletű gőzből vagy vízből villamos áramot lehet előállítani geotermikus erőművek segítségével. A közvetlen felhasználás már nagyon régóta alkalmazott. A forró vizet, mint energiaforrást már az ókortól használták. A rómaiak, a kínaiak és az indiánok is használták a meleg forrásokat fürdésre, főzésre és fűtésre. Manapság is sokan szeretik a fürdőzést a hőforrásban, és sokan hisznek a forró, ásványi anyagokban gazdag vizek természetes gyógyerejében.

A fürdőzés mellett a geotermikus energiát közvetlenül leginkább épületek melegítésre alkalmazzák a távfűtőrendszerekben. A földfelszín közeli forró vizet közvetlenül be lehet vezetni a házak vagy üzemek radiátoraiba. Vannak egyéb felhasználási módok is a mezőgazdaságban és az iparban, mint a növénytermesztés, gyümölcsök és zöldségek szárítása.

A másik két módszertől eltérően, a hőszivattyús rendszerek esetében nem kell több száz vagy ezer méter mélyre lefúrnunk.

Míg a föld feletti hőmérséklet napról napra, évszakról évszakra jelentősen változik, a földfelszín alatti három méteres rétegben a hőmérséklet szinte állandóan 10 és 15 Celsius fok között van. A legtöbb területen ez azt jelenti, hogy a talaj télen melegebb, nyáron pedig hidegebb, mint a felette levő levegő. A geotermikus hőszivattyúk a Föld állandó hőjét használják fel az épületek fűtésére és hűtésére. A hőszivattyúk lehetővé teszik a hatékony, a környezetet nem terhelő, tiszta hőmérsékletszabályozást. A legtöbb háztartás ugyan még mindig a hagyományos fűtést és légkondicionálást használja, a hőszivattyúk egyre népszerűbbé válnak.

21


A geotermikus erőművek üzemeltetéséhez magas hőmérsékletű hidrotermikus készletekre van szükség száraz gőzforrásokból vagy forróvíz-kutakból. Ezeknek, az erőforrásoknak az eléréséhez kutakat kell fúrni, és a felszínre kell vezetni a hőt vagy a forró vizet. A geotermikus kutak másfél-három kilométer mélyek, de Izlandon 4-5 km mély kutak fúrása is kísérleti stádiumban van. A geotermikus erőműveknek három fő típusa van, a szárazgőz erőmű, a nedves gőzerőmű és a kétkörös ciklusú erőművek.

A geotermikus erőműveket működési elv alapján 3 csoportba sorolhatjuk:

A szárazgőz erőművek esetében a geotermikus mezőből közvetlenül vezetik a forró gőzt a turbinákhoz. Ez a gőz meghajtja a turbinát, majd a turbina a generátort, ami elektromos áramot termel. Nagy előnye ennek a rendszernek, hogy a gőz miatt nincs szükség fosszilis energiahordozókra a turbinák mozgásba hozásához. Ez a legrégebbi formája

a

geotermikus

erőműveknek.

Először

Olaszországban,

Toszkánában

alkalmazták 1904-ben, és ez a típusú erőmű napjainkban is igen hatékony. A száraz gőzerőművek csak a felesleges gőzt és nagyon kevés gázt eresztenek a szabadba emisszióként. (2. ábra) A nedves gőzerőmű a földből feltörő magas nyomású 180 Celsius fok hőmérséklet feletti vizet alakítja át gőzzé. Ezt a vizet egy tartályba spriccelik be, amely a folyadéknál jóval alacsonyabb nyomású. A folyadék egy része ettől gyorsan gőzzé alakul. A gőz ezt követően meghajtja a turbinát, amely mozgásba lendíti a generátort. Amikor a gőz lehűl, vízzé alakul vissza, és ezt visszasajtolják a földbe. A legtöbb geotermikus erőműben ezt a nedves gőzös eljárást alkalmazzák. (3. ábra) A kétkörös erőművet a mérsékeltebb vízbázissal (200 Celsius fok alatti) rendelkező területeknél használjuk energiakinyerésre. A forró vizet egy hőcserélőre vezetik, ahol az átadja a hőt egy másik folyadéknak, amelynek a forrási pontja jóval alacsonyabb a víznél. A forró víz hatására a másik folyadék gőzzé válik, amely meghajtja az erőmű turbináját.

22


Mivel ez egy zártkörű rendszer semmilyen emisszió nem kerül a környezetbe. Mivel a legtöbb geotermikus forrás alacsonyabb hőmérsékletű vízbázissal rendelkezik, várhatóan a legtöbb geotermikus erőmű a jövőben kétkörös típusú lesz. (4. ábra)

Ilyen kétkörös erőmű típus az organikus Rankine ciklus, és a Kalina körfolyamat is. A Kalina technológia révén alacsonyabb hőmérsékletű geotermikus területeken is termelhető áram. Talán nem meglepő, hogy Izland volt az első ahol ezt a rendszert először alkalmazták.

A módszer arra a műszaki folyamatra épül, hogy alacsony hőmérsékletű forrásból származó hőenergiával ammónia és víz zárt rendszerben áramló elegyét hevítik és elpárologtatják. Ez az elegy teszi kivételessé ezt a technológiát, amelyet Dr. Alexander Kalináról, az Egyesült Államokban élő, orosz származású mérnökről neveztek el. A Kalina technológia kifejlesztése több mint két évtizedig tartott, kereskedelmi célú alkalmazása azonban csak 2000-ben kezdődött meg.

Tudvalevő, hogy az ammónia és a víz, mint bármilyen más egykomponensű közeg, állandó hőmérsékleten párolog el, illetve alakul cseppfolyóssá. A Kalina technológia egyedisége abból fakad, hogy a két közeg elegye viszont változó hőmérsékleteken párolog el, illetve alakul vissza cseppfolyós halmazállapotúvá.

Ez a tulajdonság nyújtja azt a lehetőséget, hogy az ammónia és a víz elegyével hatékonyabban felhasználható a hulladékhő, mint az egykomponensű anyagokkal. Az alacsonyabb hőmérsékletű rendszerek összehasonlításából kiderül, hogy a Kalina technológia használatával az elektromos erőművek hatékonysága akár 20-50%-kal is megnőhet.

23


2.3. Különleges (megújuló) energiaforrások

Az elmúlt évtizedek (századok) alatt használt energiaforrások tárgyalása mellett 4 olyan lehetőségről írnék, amelyek egyelőre nem töltenek be fontos szerepet az energiapiacon de az eddig végzett kísérletek egyértelműen pozitív jővőképet mutatnak.

2.3.1. Ozmózis erőmű

Az első ilyen, az ozmózis elvén működő erőművet, 2009 végén adtak át Norvégiában. Az édes és sós víz keveredéséből energiát nyerő berendezés ereje jelenleg csak egy kávéfőzőt tud működtetni, de érdemes vele kísérletezni, mert megbízhatóbb áramforrás lehet, mint a szél- és a naperőművek.

A két különböző víz találkozásában rejlő hatások energiává alakításának ötlete már régen megfogalmazódott, a megvalósítás azonban csak most vált lehetővé. Az erőműben egy különleges, extrém finom membrán segítségével használják ki a nyomáskülönbséget, a sós vizes oldalon elhelyezett turbinák ezt alakítják energiává. A Statkraft mérnökeinek a fő feladata a membrán hatékonyságának növelése. Jelenleg egy négyzetméter membrán révén 1 watt áramot lehet előállítani. A cél az 5 watt/négyzetméteres teljesítmény elérése, amivel az így termelt áram ára hasonló lenne a többi, megújuló forrásból nyert energiáéhoz

A vállalat szerint egy 25 megawatt áramot termelő erőmű körülbelül akkora lenne, mint egy futballstadion, és mintegy ötmillió négyzetméter membránt kellene beleépíteni. Egy ilyen teleppel már 30 ezer európai háztartást lehetne villannyal ellátni. Legnagyobb előnye a technológiának, hogy ozmózisos erőművet mindenhol lehet telepíteni, ahol az édesvíz a sóssal keveredik.

24


2.3.2. Ár-apály erőmű

A vízenergiához kapcsolható energiaforrás, az árapály-energia kiaknázásához, egy árapálymedence nyílásához (tölcsértorkolathoz) gátat kell építeni.

A potenciális energia a gát két oldala közötti vízszint különbségből fakad, ami kinetikus energiává alakul, ahogy a víz átfolyik a turbinán. A turbina meghajtja a generátort, ami elektromos áramot termel. az erőmű által termelt teljesítmény az ár és az apály közötti vízszint különbség négyzetével egyenlő.

Az árapály-energia szinte ingyen van, amint a gát megépült, - nincs szükség üzemanyagra, a fenntartási költségek pedig relatíve alacsonyak. Az árapály rendkívül megbízható jelenség, azt is könnyű megmondani, mikor lesz magas és mikor alacsony az árapály.

Naponta kétszer van apály ill. dagály is, ami az árapály-energiát könnyen kezelhetővé teszi. Ugyanakkor az árapály-erőművek megépítésének lehetőségei világszerte igencsak korlátozottak: az árapály során ugyanis minimálisan 5 méteres vízszintkülönbség szükségeltetik ahhoz, hogy abból megfelelő mennyiségű energiát elő lehessen állítani.

Ilyen öbölből vagy folyótorkolatból azonban világszerte mindössze száz van. Azonban ennek a száznak a körülmények miatt valójában csak a felére építhető erőmű. Mivel a gátépítés költségei hatalmasak és a megfelelő helyszínek is csak kevés helyen állnak rendelkezésre ezért csak az oroszok a franciák és a kanadaiak kezdtek bele ilyen erőművek építésébe. A hatékonyság korlátozott, mivel naponta csak kb. 10 órán át képes energiát szolgáltatni, amikor az árapályhullám kifelé vagy befelé mozog a medencébe, és az energiatermelés nem a fogyasztáshoz igazodik. Ahogy a vízenergia kihasználásánál is említettem, úgy itt is elmondható, hogy jelentős kiaknázatlan potenciállal nem rendelkezik az ár-apály erőmű, de sikeres üzembe helyezése után megbízható és nagy élettartamú energiaforrásként működhet. (sulinet.hu)

25


2.3.3. Fúziós erőmű

A fúziós erőmű számunkra gazdaságos működtetése egyelőre meghaladja képességeinket, de az elméleti háttér már nagyrészt rendelkezésünkre áll. A deutérium és a trícium magok egyesülése során belőlük egy hélium atommag (alfa-részecske) és egy nagyenergiájú neutron jön létre. Megjegyzendő, gyakorlatilag a periódusos tábla szinte minden, vasnál könnyebb izotópjának fúziója energiát termel, messze a deutérium-trícium (D-T) fúzió termeli a legtöbbet és igényli egyúttal a legkevesebb befektetést. Gyakorlatilag jelenleg még a gazdaságos D-T fúzió beindításához is olyan rendkívüli technikai nehézségeket kell leküzdeni, hogy várhatóan közel 50 év fejlesztés után is csak az ITER4 lesz az első, erre alkalmas reaktor. Az ITER 2005 júniusában Moszkvában született megegyezés szerint épülő fúziós berendezés, amely a franciaországi Cadarache-ban épül és a világ legnagyobb ilyen építménye lesz. A következő célok elérése még várat magára: A külső fűtéshez képest pillanatszerűen 10-szer annyi fúziós eredetű hőenergia termelése. Stabil plazma létrehozása. Egy fúziós ütem fenntartása legalább 8 percig. Begyújtani egy "égő" (önfenntartó) plazmát. A fúziós erőművekhez szükséges technológiák kifejlesztése, a szupravezető mágnesek és a robotikai távfelügyelet is ide tartozik. Trícium-tenyésztési tervek ellenőrzése. A neutronpajzs és hő-hasznosítási technológia finomítása (a D+T fúziós reakció gyors neutronok formájában termeli a legtöbb energiát).

4

Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor

26


2.3.4. Algafarmok Az energiaellátás alternatív megoldásai körül az utóbbi időben felerősödött a vita, különösen a bioüzemanyagok kapcsán láttak napvilágot egymásnak ellentmondó vélemények. A repce, szója és pálmaolaj iránti kereslet növekszik, de sokan környezetvédelmi aggályokat hangoztatnak az energiaültetvények kapcsán, ráadásul ezekből a növényekből olyan hatalmas területeket kellene bevetni, hogy az már az élelmiszertermelést veszélyeztetné. Valószínűsíthető, hogy az élelmiszerárak szárnyalásában is van némi szerepe az egyre nagyobb területeket meghódító energiaültetvényeknek. Bizonyos országokban törvény tiltja az alapvetően élelmiszernövények energetikai felhasználását. Ezekhez képest nagy áttörést hozhat egy kevésbé szem előtt levő növény, az alga. Az algának fontos tulajdonsága, hogy nincs szüksége mezőgazdasági termőföldre, egy nap alatt megduplázza tömegét, és a kutatók szerint a környezetre gyakorolt hatása is csekély. Víz helyett tengeri vagy szennyvízzel is beéri. A legfontosabb előnye, hogy nem vesz el területet az élelmiszercélú növénytermesztéstől. A feldolgozás is egyszerű. A megfelelő mennyiségűre szaporodott moszatot tízóránként lehalásszák, a masszából kipréselik az olajat, a visszamaradó préspogácsa állatok etetésére alkalmas. Az így termesztett moszat zsírtartalma eléri a 80%-ot. (agroland.hu) Az algából készült üzemanyag ("oilgae", az oil és algae szavakból) úgynevezett harmadik generációs bioüzemanyagnak számít. A második generációs bioüzemanyagokhoz képest, az alga nagyobb hozamú és sokkal jövedelmezőbb: egy nagyobb szobányi területen termelt algából több olajat lehet előállítani, mint egy futballpályányi szójaültetvényből. Az USA energiaügyekért felelős kormányzati szerve úgy becsüli, hogy egy mindössze 40 ezer négyzetkilométernyi termelési területen annyi algát lehetne termeszteni, amivel az egész ország üzemanyagigényét ki lehetne elégíteni. Ez a körülbelül Dunántúl nagyságú terület csupán egy heted része az Amerikában kukorica vetésére használt földeknek.

27


Egyelőre még kérdéses, hogy az alga milyen nagyságrendben képes kiváltani a hagyományos energiahordozókat. Az algákból a biodízel mellett bioetanol és egyéb termékek is előállíthatók, de segítségükkel hidrogén is jó hatásfokkal állítható elő, aminek sokan szintén nagy karriert jósolnak alternatív üzemanyagforrásként. A speciális algafajokat azonban izoláltan kell termeszteni, így az infrastrukturális háttér kiépítése és fenntartása igen költséges. A problémát már korábban is komolyan vizsgálták, például az USA energiaügyi minisztériumának hatáskörében működő Nemzeti Megújuló Energia Labor (NREL) jó másfél évtizedet és tengernyi pénzt költött el a kutatásra. A projekt 1996-ban fejeződött be, azzal az eredménnyel, hogy az alga alapú alternatív energia túl drága. Akkor azonban a nyersolaj világpiaci ára a mainak csupán 1/6-a volt. Egy 2004-es tanulmány szerint az NREL által kidolgozott modell alkalmazásával összesen 308 milliárd dollárba kerülne a megfelelő mennyiségű algafarm és infrastruktúra kiépítése, amelyekkel az USA jelenlegi üzemanyag-igénye kielégíthető lenne. Megjegyezném, hogy ez az összeg fele(!) az USA 2008.-ik évi katonai kiadásainak (SIPRI5, 2008). Bár az olaj ára az utóbbi egy-két hétben némileg lejjebb ereszkedett a történelmi csúcsokról, még mindig 120 dollár fölött áll, ezen a szinten pedig már nem is tűnik soknak a fenti 308 milliárd dollár sem. Az USA 2007-ben több mint 10 millió hordó kőolajat importált naponta, átlagosan 72 dolláros áron - vagyis több mint 260 milliárd dollárt fizetett olajért 2007-ben. Az alga-üzlet lehetősége már a nagy olajtársaságokat is megmozgatta - írta a CNN. A Chevron és az NREL tavaly októberben jelentette be közös kutatóvállalkozás indítását, rá egy hónappal pedig a Royal Dutch Shell közölte hawaii üzemépítési terveit. Emellett persze kisebb biotechnológiai cégek már évek óta dolgoznak az ügyön, és az amerikai energiapolitika érdeklődése is az alga felé látszik elmozdulni. Jogosan.

5

Stockholm International Peace Research Institute: A ma létező szellemi műhelyekből talán a legkiemelkedőbb a békekutatás területén. Támogatói között olyan prominens szervezetek is vannak, mint az Európai Bizottság vagy a Nobel-bizottság.

28


3. Energiamegtakarítási lehetőségek

Az energiakrízis kapcsán bemutattam a ME-kat, amelyek felválthatják a hamarosan végleg kimerülő fosszilis energiahordózókat, végül két olyan lehetőségről beszélnék, amellyel kiváltani nem, de csökkenteni tudjuk az NME-ok használatát.

3.1 Napfény bevezetése A napfénycsatorna viszonylag új fejlesztésű termék. Főbb alkotóelemei az átlátszó kupola, amelyen a fény beérkezik, a merev vagy flexibilis cső, amely továbbítja, és a mennyezetbe beépített fényelosztó búra, amelyen keresztül a megvilágítandó helyiségbe jut. Olyan helyiségek megvilágítására használható, amelyek sem a homlokzatról, sem a tetőről nem jutnak elég természetes fényhez – közlekedők, gardróbok, fürdőszobák. Ezzel a módszerrel energiát takaríthatunk meg, ráadásul a nappali megvilágítás jó hatással van a közérzetre is. Gyártmányfüggő, hogy a fény milyen távolságra juttatható el vele. A fényvisszaverő felület jó esetben 99,9 %-os hatásfokot jelent, ezáltal szinte a kinti napfényt érzékeljük bent. Vannak típusok, amelyeknél a szellőztetés is megoldható, illetve lámpával, világítás szabályzóval kombinálhatóak. Az, hogy mennyi fény jut a megvilágítandó helyiségbe, attól is függ, hogy milyen tájolású tetőfelületen tudjuk elhelyezni a bevilágító kupolát. Az 5. és 6. ábrán a külső és belső egység látható. 3.2 Passzívház: Az energiabarát passzívház majdnem egy energiamentes ház, melyet passzív napenergia fűt. Gyakorlatilag magától gondoskodik a kellemes hőmérsékletről, még a napban szegény tél alatt is. A tartalékfűtés ritkán kapcsol be és 500W energia fogyasztásával akkor is csak annyi energiát fogyaszt, mint egy kávégép. A passzívház egy olyan épületet jelent, melynek belső klímája télen és nyáron kellemes érzést biztosít hagyományos fűtési rendszer nélkül.

29


Az épületnek optimális összhangban kell lennie a padló, fal, a tető és az ablakok hőszigetelő képességének, az épületek tájolásának az alkalmazandó anyagok minőségének, a belső higiénikus klímát előállító állandó friss levegőről gondoskodó hőszivattyús fűtési eljárásnak, valamint a természetből nyerhető egyéb megújuló energiaforrás kihasználásának.

A passzívház egyszerű fizikai törvények alapján működik, az üvegházhatásra alapozva nyerik a hőenergiát a nagyméretű, elsősorban déli ablakfelületeken bejutó napenergia felfűti a lakóhelyiségeket. Azért, hogy az így nyert energia minél tovább a házban maradjon, jelentős vastagságú hőszigetelés öleli körül a házat - minden irányból. A passzív házak hőszigetelésénél nagyon fontos követelmény, hogy a szigetelés összefüggő legyen, az épületen ne legyenek hőhidak, különben a passzív ház energiatakarékosságának hatásfoka nagymértékben lecsökken.

A kifelé áramló hőveszteséget minimálisra csökkenti, a beáramló napenergiát pedig maximálisan kihasználja. A melegnek a "termikus" burkon történő kiáramlását tökéletes hőszigeteléssel, légzárással, a hőhídak teljes kiküszöbölésével és a kompakt épületformával akadályozzuk meg. Passzívház definíciója: az épület 15 kWh / m2 / év energiánál többet nem fogyaszt, passzívház minősítéssel rendelkező anyagokból épül. (alternativenergia.net)

Végszóként megjegyezném, hogy a kismértékű energiaspórolás is hasznos lehet. Ha a magyar autós napi 3 kilométerrel kevesebbet vezetne, egy év alatt 850 ezer tonnával csökkenne a széndioxid kibocsátás az országban (Miller, 2009).

4. A Szenlőrinci távhőrendszer

Diplomamunkám második felében a Dél-dunántúli geotermikus potenciálról, a térség lehetőségeiről illetve egy kiemelkedő beruházásról, a szentlőrinci távhőrendszer jellemzésével foglakoznék. Szentlőrinc Pécstől nem messze, A Mecsek délnyugati lábánál fekvő, kicsivel több, mint 5000 lakosú település.

30


4.1 Dél-Dunántúl geotermikus potenciálja

Hazánkban a hőáram jóval magasabb, mint a világ átlag, ennek megfelelően növekszik a hévíz kutak száma. Baranya megyében szintén jelentős hévízkészlet van, a Harkányi termálfürdő is itt található például. Ha a elméletileg kitermelhető mennyiséget nézzük, 5 Mrd forint értékű kőolajat és földgázt takaríthatnánk meg. Ez 555 MW becsült teljesítményt jelent GE-ból, ez durván fele a Pécsi erőmű teljesítményének. Baranya megye jó adottságokkal rendelkezik mind földtanilag mind a munkaerőpiac területén. A geotermikus adottságok kiaknázására több külföldi cég, például egy ausztriai magánnyugdíj pénztár is jelentős beruházásokat tenne (Kassai, 2002.).

4.1.1. Baranya megye mélységi és talajvizei

A talajvíz tekintetében figyelembe kell vennünk a vízhozamot és a talajvíz körzeteit. Jelentős előnye a területnek, hogy a mélységi és talajvizek tekintetében jól feltárt és feltérképezett. A gazdaságtalan kitermelés miatt ma számos nem működő bánya áll üresen a térségben, de ezek rengeteg geotermikus energiát rejtenek. Szénbányák esetén a tönkrement kőzetekből, uránbányák esetén pedig a vájatokból nyerhető ki az energia. A bányák esetében 30-50 fokos hőmennyiség vonható el a kőzetektől.

4.2. A geotermikus projektek kockázati tényezői

Az erőmű tényleges tárgyalása előtt célszerű megnézni azokat a tényezőket, amelyek kiemelkedőek lehetnek egy geotermikus beruházás kapcsán.

1.

A kis- és közepes entalpiájú rendszerek megvalósításának kockázata

alacsony-közepes. A régió földtani adottságai jól ismertek. A visszasajtoló kutak létesítése jelenti a közepes kockázatot. Kezelés: A kockázat jelentős része technológiai garanciakéréssel áthárítható a kivitelező vállalkozásokra.

31


2. A nagy entalpiájú, elektromos áramot termelő rendszer megvalósításának kockázata magas. Magyarországon még nincs ilyen rendszer, technológiája azonban kidolgozott és helyszínre adaptálható. Amennyiben a zöld energia átvételi ára csökkenne az a rendszer jövedelmezőségét, rontaná, ennek kockázata alacsony. Kezelés: Kockázat kis részben áthárítható a részvevő vállalkozásoknak illetve csökkenthető kockázati tőke bevonásával, más részben pedig garanciális szerződést kell kötni az áramszolgáltató vállalattal.

3. Az energiahordozók, elsősorban a gáz árának növekedése jelentősen javítja a rend

kiépítésének

megtérülését

és

az

üzemeltetés

jövedelmezőségét,

ennek

bekövetkezési valószínűsége magas. Kezelés: Építeni kell a geotermikus energiát hasznosító rendszereket! 4.

Pénzügyi források előteremtése. Kockázata közepes, kivéve geotermikus

erőmű, ennek kockázata magas. Kezelés: az NFT 2 támogatás jó alapot jelent a projekt indítására, a résztvevő vállalkozásokon keresztül tőkebevonást igényel. 5. Koncepcionális és működtetési kockázat. Kockázat közepes. Kezelés: A szakmai kompetenciát képviselő tudásközpontok, önkormányzatok, és a részvevő vállalkozások között együttműködési szerződést kell kötni, mely tartalmazza a működtetésre vonatkozó részleteket is, valamint működési és tervezési tanácsadóhálózattal és szervízháttérrel kell támogatni a működtetést (és a további tervezéseket is), (Kóbor és Medgyes, 2007.).

4.3. Az eddigi rendszer

A diplomamunkámban vizsgált távhőrendszer és hőközpontja, a Szentlőrinc Város Önkormányzatának kizárólagos tulajdonában lévő, jelenleg is funkcionáló Szentlőrinci Fűtőmű. Az 1960-as évek végén létesített fűtőműben eleinte szénnel és fűtőolajjal, majd 1993-tól pakurával tüzeltek egészen 2001-ig, majd ezután az üzem átállt földgáztüzelésre.

32


Ennek eredményeként csökkent a város légszennyezettsége, a fűtőmű sokkal környezetbarátabb technológiája miatt, valamint a város költségvetéséhez képest jelentős egyszeri bevételi forráshoz jutott a 3 nagyméretű pakura tartály értékesítése során. Külön érdekessége a Fűtőmű pakura-tüzeléses korszakának, hogy az egyik pakuratartályt – a fűtőmű üzemeltetőinek leleményessége miatt - teljes mértékben sikerült kihasználatlanul tartaniuk az évek során, így megspórolva a városnak azon tartály tisztításának költségét.

A 2001-től használt földgáz alapú rendszerhez eredetileg egy darab 2,1 MW-os gáztüzelésű kazánt illesztettek, de a gazdaságosabb működés elérésének érdekében, 2 éve az önkormányzat 2 Viessmann kazánt vásárolt, melyek

teljesítőképessége

együttesen fedezi a korábbi kazán teljesítményét (Pogonyi, 2009.).

4.4. A rendszer leírása

A rendszerleírást a „Jelentés a Távhőtermelők és Távhőszolgáltatók 2008. évi adatairól (A és B)” című, az Energia Központ Kht.-nak évente kötelezően küldendő beszámoló alapján készítettem el. A távhőszolgáltató rendszer 590 lakást lát el távhővel és

használati melegvízzel, ami a szentlőrinci lakótelep nagyjából egészét, illetve

néhány családi házat jelent. A lakások számának alacsony mivolta miatt, az egész rendszer gerinc-, elosztó-, és bekötővezetékeinek együttes nyomvonal hossza csupán 2 kilométer. A gerincvezeték méretezése egyébként majdnem 20 százalékkal meghaladja a 4,2 MW-os névleges kazánkapacitást, mivel azt 5 MW-ra tervezték.

A tervezés magas szintjét mutatja, hogy a 2008-as évben a rendszer fogyasztóinak együttes csúcshőigénye 4,13 MW volt, hasonlóan az ezt megelőző évekhez, azaz a tervezők rendkívüli precíz módon megbecsülték meg a várható hőigényt. A csúcs hőigény külön-külön egyébiránt úgy alakult a 2008-as évben, hogy a csúcsfűtési hőigény 3 MW volt a leghidegebb téli napon, míg a lakosság tényleges melegvíz-fogyasztási hőigénye 1,3 MW körül alakult egy december végi napon.

33


A hőközpont a lakossági fogyasztókon kívül középületeket (iskola, óvoda, önkormányzat épülete) is ellát, ám ezek hányada csekély, nagyjából 4%-nyi az összes fogyasztó arányában. Így alakul ki tehát a fogyasztók légköbméterben mért összes fűtött térfogata, ami 93083 lm3. Ebből a közületek csupán 3613 lm3-t tesznek ki, míg a fennmaradó rész mind a lakások összes fűtött térfogatát mutatja, ami tehát 89 470 lm3.

Érdekes adat még, hogy a távhőszolgáltató saját kazánjaiból a rendszer részére értékesített összes hőmennyiség 24 289 GJ volt a 2008-as évben, míg a fogyasztók öszszes hőfelhasználása 19860 GJ volt. Ebből a mennyiségből, 15116 GJ a lakásfűtésre történő hőfelhasználásra, 575 GJ a közületek fűtési felhasználására, 4139 GJ a lakások melegvízellátására, míg 30 GJ a közületek melegvízellátására ment el. A tavalyi évben a lakásfűtési napok száma 183 volt, amelyek átlaghőmérséklete 8,59 0C-os (az átlagnál melegebb) volt, míg használati melegvízzel egész évben ellátta a fogyasztókat a kis felhasználói igények miatt elegendő 1 darab fogyasztói hőközpont. Mindeközben gazdasági oldalról nézve a távhőrendszert, a távhőszolgáltatás tényleges önköltsége 134.035.000 Ft, míg az elszámolt árbevétel 138.006.000 Ft volt. Tehát a nyereség közel 4 millió Ft, a 2008-as évben. Az adatokból következtetve kiderült, hogy a hő előállítása közelítőleg 5518 Ft/GJ, míg a hő értékesítése 5681 Ft/GJ-os árra van beárazva.

A távhőszolgáltató rendszer felépítése (7. ábra) egyébiránt kellően letisztult, és könnyedén átlátható. A fűtési rendszert egy hidraulikai váltó segítségével választják el a felhasználók köreitől. Kétféle megközelítése is lehet az értékelésnek, ugyanis a rendszernek van egy keleti és egy nyugati ága is, azaz ezek külön vizsgálata is lehetővé válna. Azonban talán egyszerűbb, ha a használati melegvíz és a fűtési célú hőfelhasználás alapján osztjuk ketté a rendszert. Érdemes megfigyelni, hogy a rendszer csőhálózat szempontjából ügyesen lett kettéosztva, mivel szinte szimmetrikus tulajdonságokkal bír, ugyanis a keleti ág nagyjából 500 méter, míg a nyugati ág nagyjából 480 méter hosszúságú csőhálózatból áll. Ugyanakkor a keleti ág csupán 110 lakást, míg a nyugati ág 480 lakást és a középületeket lát el távhővel.

34


A rendszer két ágába eljuttatott hőteljesítmény csak 2004. december 31.-ei mérési adatok alapján áll ugyan rendelkezésre, de ez is megfelelő néhány alapvető következtetés levonására. A használati melegvíz teljesítmény azon a napon, a mérés során 1,62 GJ/h-val volt egyenértékű, amiből a keleti ág 0,23 GJ/h-t hasznosított, és mivel ez a felhasználók számával arányos, ezért látszik, hogy a veszteségek mindkét ágban hasonló mértékűek.

Ez a veszteségarány majdnem hasonlóan alakul a fűtési ágakban is, azonban itt már jobban megfigyelhető a több fogyasztó által okozott több hőveszteség, aminek kompenzálására, arányosan kicsivel több hőenergiát kell biztosítani fogyasztónként. Ez az eltérés nagyjából 1,5%-os tehát kicsit durva közelítéssel elhanyagolhatónak is tekinthetjük.

4.5. A régi rendszer értékelése

A rendszer értékelését célszerű két részre osztani, a korszerű fűtőmű, és a kevésbé megfelelő minőségű távhőrendszer alapján.

4.5.1. A fűtőmű

Röviden értékelve, a Szentlőrinci Fűtőmű egy újszerű, igen jó állapotban lévő hőközpont. Mind az új kazánok, mind a segédberendezések korszerűek, nemrég vásárolt berendezések, amelyek rendkívül gondosan vannak karban tartva, tehát feltételezhetően akár átlagon felüli élettartammal is bírhatnak majd. A két Viessmann Vitoplex 100-as kazánt 2003-ban gyártották, tehát megfelelnek a legszigorúbb környezetvédelmi elvárásoknak is, így ez sem indokolná lecserélésüket még hosszabb távon sem. A gyártó adatai szerint a kazánok háromhuzamúak, alacsony tűztérterheléssel működnek, emiatt károsanyagban szegény égési, és alacsony nitrogén-oxid kibocsátási tulajdonságokkal rendelkeznek.

A kazánokat

gyártó

állítása

szerint

91%-os

kazánhatásfokkal bírnak, amit a 2008-as távhőtermelési adatokból ellenőrizve, helyesnek tűnik.

35


A kazánból értékesített hőmennyiségnek megfelelő tüzelőanyag-felhasználási hőérték 24289 GJ-os értéke mellett, a kazánok által termelt hőmennyiség 22073 GJ volt, ami majdnem 91 %-os hatásfokot jelent. Ez is bizonyítja a fűtőmű magas színvonalon történő üzemeltetését és karbantartását. A kazánoknak számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek, mint a nagy gőztér és a nagy párolgási felület, ami javítja a gőzminőséget.

Továbbá a tágas vízterek és a füstgázcsövek közötti nagy távolságok jó önkeringést és a hő jó hatásfokú átvitelét biztosítják, aminek következtében magas üzembiztonság mellett hosszú élettartam várható. A kazánokban nagyon kevés a hőveszteség, mert a gőztér a kazánburkolat alatt található, így nincs szükség helyszíni hőszigetelésre, ezáltal helyetésköltséget megspórolva a befektetőknek. Ennélfogva, kényelmesen lehet ellenőrizni a kazánok üzemét, mivel nem bocsátanak ki magukból magas hőmérsékletű hőt.

A kazánok mindemellett alacsony nyomású gőzös, és melegvizes üzemre is használhatóak, amely csupán egy viszonylag egyszerű átszerelés kérdése. Azonban nemcsak a kazánnal kapcsolatban beszélhetünk pozitívan! Mivel az egész hőközpontot pár éve újították fel, ezért minden cső, szelep, csatlakozó, elektromos vezeték, a vezérlő berendezések, a kondenzátor, és a legtöbb szivattyú is teljesen új vagy újszerű készülék volt. Talán az egyetlen kivételt a nyomástartó szivattyúk jelentetik, amelyek azonban még így sem idősebbnek 5-7 évnél.

A nyomástartást egyébiránt egyetlen kisebb teljesítményű szivattyú végzi, mivel a távhőhálózat ellátásához elegendő a nagyjából 3 bar-os kimenő nyomás értéket tartani. Ezen szivattyú mellé telepítve van egy kisebb teljesítményű tartalékszivattyú is, az üzemzavarok esetére, de ezeket hosszú évtizedek óta nem kellett használni A hőközpontnak, egyébként 2 nagy melegvizes tartály formájában, amelyekből az egyik hőszigetelt, jelentős beépített víztároló kapacitása is van, ami hosszabb távon előnyt jelenthet a környező településekkel szemben, az esetleges vízellátási anomáliák bekövetkezte során.

36


4.5.2. A távhőhálózat

A távhőhálózat elavult, s a csőrendszer, valamint a fűtőtestek minél előbb felújításra szorulnak. A rossz hatásfokú fűtés miatt a település lakói az ország egyik legmagasabb távhőenergia-díját fizetik, amely a 2008-as évben 5682 Ft/GJ volt. A távhőrendszer felújítását Európai Uniós fejlesztési pénzek segítségével, alacsonyabb költséggel is meg lehet valósítani.

4.6. A tervezett rendszer

A PannErgy által a Szentlőrincre eredetileg tervezett rendszer egy Kalina technológiájú geotermikus erőmű, amely a jelenleg is távhővel ellátott lakosságot igyekszik kiszolgálni, és függetleníteni a földgáz árának változásaitól (hosszú távú növekedésétől), ezzel csökkentve a lakosság terheit.

A tervezett beruházás a jelenleg földgázzal üzemelő városi Fűtőművet váltaná fel, vagy esetleges kooperációban működne együtt vele. További, ám igen fontos célként megfogalmazható, hogy a város rendkívül környezettudatos módon, megújuló energia felhasználásra szeretne áttérni, amihez a meglévő adottságai igen kedvezőnek tűntek a próbafúrás megkezdése előtt.

A Kalina technológia, más technológiákhoz képest, a túl alacsony hőmérsékletű geotermikus hőforrásokat viszonylag jó hatásfokkal kiaknázó, újszerű technológia. A technológiát szerzői jog védi, így arról sajnos, információt igen keveset lehet megtudni közcélú felhasználás céljából, azonban igen drágán meg lehet azt vásárolni azt a jelenlegi izlandi jogtulajdonosoktól, amely egy létesítési eljárás során feltételezi egy jelentős pénzügyi-befektetői háttérrel rendelkező cégcsoport részvételét a folyamatban. A rendszer egyik lehetséges telepítésének helye azért esett Szentlőrincre, mert geológiai mérések, becslések, és a városban elhelyezkedő kisebb termálfürdő tapasztalatai alapján, a város körül értékes geotermális hőforrás lelőhelyek vannak. A tervezett rendszerhez a magyar befektető a tőkét és a helyszínt biztosítaná, de az erőmű tervezését a rendkívül nagy tapasztalatokkal bíró izlandi technológiai partnerére bízná. 37


4.7. A tervezett rendszer előnyei és átrányai

A tervezett rendszer egyértelmű és legnagyobb előnye, hogy a talajból esetlegesen feltörő hő ingyen van, szemben a NME-kal! Európában Magyarország az egyik legnagyobb mértékben gázfüggő ország. Ezt a problémát a dolgozatom elején említett lehetőségek illetve a geotermikus energia kihasználása mérsékelheti.

A témát más nagy terjedelmű elemzés során is körülményes lenne körbejárni, de annyit ki kell mondhatunk, hogy minden olyan beruházás, mely az ellátásbiztonság megzavarása nélküli technológiákkal kíván elektromos- vagy hőenergiát előállítani, egyértelműen előnyös az ország energiaforrásainak diverzifikálása szempontjából. Mindenképp fontosnak tartom megemlíteni, hogy egyes kis és közepes lakosságú települések melyek már kiépített távhőrendszer birtokában vannak, és amelyek vannak olyan szerencsések, hogy könnyen kiaknázható közepes vagy magas hőmérsékletű geotermikus hőforrásokkal bírnak, azok a Kalina technológiájú erőműveket alkalmazva, nagy valószínűséggel kiválthatnák a gázra épülő távhőellátási rendszerüket.

Kiemelkedő példa lehet például Szentlőrinc is! Rendkívül fontos, hogy a beruházás, egy környezetkímélő technológiát akar meghonosítani mind a városban, mind az országban elsőként. A város a környezettudatos vezetésének köszönhetően az új technológia bevezetésével, az önkormányzat vonzóbbá teheti a térséget más befektetők előtt, valamint a beruházás kivitelezése alatt csökkentheti a munkanélküliséget, és nem mellékesen nagyobb adóbevételekre is tehet szert. A számos előny mellett, mint minden újításnak, a Kalina körfolyamatú erőműveknek is megvan a maga hátránya. Meglepő módon a Szentlőrincre tervezett beruházás egyik legnagyobb hátránya, hogy a fűtőművet nemrég újították fel, rendkívül korszerű, és jó állapotban van. Ez azt vonja maga után, hogy a nemrég eszközölt beruházások még nem térültek meg, így egy szigorúbb költségelemzés és hatásvizsgálat során érdemes lenne vizsgálni azt a gazdasági terhet is, amit a város még a korábbi beruházások hozadékaként visel magán.

38


Hosszútávon azonban, a földgáz világpiaci árának várható növekedését szembeállítva a földből feltörő, ingyen „kapott” és mindig rendelkezésre álló hővel, igencsak elbillen a mérleg nyelve az új beruházás felé.

A legnagyobb nehézséget mindig a kellő anyagi háttér megteremtése jelenti az önkormányzatok számára, amely probléma egy tőkeerős befektető bevonásával megoldódhat. Fontos lenne, hogy a kormány kiemelten támogassa a ME-kal, illetve ezen belül a GE-val kapcsolatos fejlesztéseket és beruházásokat.

A fejlődést a bankok által nyújtott kedvezményes hitelszerződések is segíthetik, amennyiben nem áll rendelkezésre egy tőkeerős csoport. Ezen felül a beruházók, az erőmű környezetkímélő technológiájának, és a zöldmezős beruházás térségre gyakorolt infrastrukturális és ipari fejlődésének hála, bátran pályázhatnak Európai Uniós és magyarországi kutatási és fejlesztési pénzekre.

Fontos szempont, hogy a város lakossága minden szempontból csak nyerhet a beruházás megvalósításán. Egyrészt hosszútávra, és a jelenleginél olcsóbban, biztosítva lesz számukra a távhőellátás, másrészt sikerülhet függetleníteni magukat a földgáz árának változásaitól.

4.8. A tervezett rendszer elhelyezkedése

Mindenekelőtt érdemes gondolkodni a tervezett erőmű és a geotermikus kút elhelyezkedésén a városhoz képest, amely a 8. ábrán látszik. A Fűtőmű a város szélén helyezkedik el, a lakótelep majdnem közvetlen szomszédságában. A Fűtőmű azonban semmilyen mértékben nem zavarja a lakosokat, ugyanis sem zajt, sem komolyabb légszennyezést, vagy bármilyen érdemleges környezetterhelést nem jelent a működése. A nemrég lezárt kísérleti fúrás nagyjából 800 méterre van a Fűtőműtől, azaz egy esetleges itt megépülő erőmű gyakorlatilag észrevehetetlen lenne, de biztosan még kevésbé zavarná a helyieket. Habár a geotermikus kút és ezzel a tervezett erőmű nincs messze a várostól, mindenképp érdemes megemlíteni, hogy az eddigi 2 kilométeres csőhálózatot nagyjából az eddigi négyszeresére (8-8,5 kilométerre) kellen növelni, ami ugyan nem rettentően nagy távolság, de mindenképp valamivel nagyobb hő- és nyomásveszteségeket jelent. 39


A geotermikus kút könnyen megközelíthető közúton és vasúton is, így az erőműépítés nem ütközik számottevő logisztikai bonyodalmakba. Sőt, egészen közel helyezkedik el a Pécs-pogány Reptér, mely könnyen az esetleges külföldi beszállítók leszállási célpontjává válhat, amivel további munkahelyeket óvhatnak meg a megszűnéstől.

Szerencsésebb esetben, egy egész magas kútfej-hőmérséklet adta lehetőségként, villamos betáplálás is elképzelhető lenne. Erre az esetre érdemes tudni, hogy nem messze ér véget a Paks-Pécs kétrendszerű távvezeték, és nem messze található a Pécsi Erőmű 120 kV-os alállomása is.

40


5. Összefoglalás

Földünket évszázadok alatt közel teljes mértékben kizsigereltük, ennek következményeivel egyre inkább szembesül az emberiség. A földi lét talán legfontosabb fejlődési alappillére, az energiatermelés komoly problémákkal küzd. Fosszilis tüzelőanyag tartalékainkat még ebben az évszázadban fel fogjuk élni. Ennek tükrében kell olyan lehetőségeket találnunk, amelyekkel feloldhatjuk a nem megújuló energiaforrásoktól való függésünket.

Diplomadolgozatomban a XXI. század egyik legkiemelkedőbb problémája kapcsán vizsgáltam meg olyan lehetőségeket, amelyek megoldást jelenthetnek a fosszilis tüzelőanyagokkal való harcban. A megújuló energiaforrások közül minden ország vagy térség találhat magának olyat, amelyik megfelelő pótlást jelenthet. Ezek közül a napenergia és a biomassza kiaknázása valósulhat meg a legtöbb helyen. A jövő lehetséges energiaforrásai közül kiemelném az algafarmokat, amelyek megdöbbentően jó energiatermelő lehetőségnek tűnnek, de egyelőre még ez a technológia nem kiforrott.

Ha figyelembe vesszük, hogy az emberiség minden évben 2 billió (!) dollárt költ benzinre, azt is tudnunk kell, hogy nagyon sok embernek nem érdeke a zöld energiák és üzemanyagok elterjedése, máskülönben ennek a pénznek a töredékéért is sokkal jelentősebb lépések történhetnének a zöld forradalom színterén. A geotermikus energia, mint dolgozatom fő témája szintén jelentős szerepet tölthet be az energiatermelés zöldebbé tétele kapcsán. A föld hőjének kiaknázása költséges folyamat, amely kiemelkedő precizitást és tervezést igényel ugyanakkor, ha ezek teljesülnek, hosszú évtizedekig megbízható forrást jelenthet. A módszer már stabil szakmai háttérrel rendelkezik, így kizárólag a tőke előteremtése jelenthet gondot. Sajnos, Magyarországon ez elég súlyos probléma.

41


A siralmas financiális háttér miatt, kiemelt fontosságú az Európai Uniós pénzek megpályázása. Ezen kívül a bankok kedvezményes hitelkonstrukciókkal is segíthetnék a beruházásokat, nem beszélve az állami támogatásokról. Ez utóbbi terén inkább visszafelé lépdel az ország, látva a kormány következő rendeletét:

A Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium 4/2010 rendelete alapján, a továbbiakban, ha valaki földhő-szondás hőszivattyús rendszert kíván létesíteni, az engedélyezés 36.000 Ft Bányakapitánysági illetéke mellé még be kell fizetnie 23.000 Ft összeget az illetékes Környezetvédelmi Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség megfelelő számlaszámára is. A hatóságok előzetes jelzése szerint a többi szakhatósági is bevezethet hasonló illetékeket.

Magyarán ahelyett, hogy a bürokrácia vizeiben már így is fulladozó ország egy kiemelt téren segítené a fejlődést, még inkább nagyobb terheket ró az ágazatra. Globalizálódó világunkban, nagyon kevés olyan dolog van, amely kiemelne egy országot, terméket vagy ágazatot a tömegből. Magyarországon az egyik ilyen lehetőség az energiaiparban rejlik. A geotermikus energia kihasználását nem szabad és nincs is értelme

halogatni.

A

négyes

metró

építése

közben

„eltűnt”

durván

két-

háromszázmilliárd forintból erőművek tucatjai épülhetnének.

Dolgozatomban, a Szentlőrincen épülő erőművet tanulmányoztam, amely egy pozitív példája lehet a megújuló energiaforrásokba való befektetésnek. Remélhetőleg a mindenkori politikai elit is belátja, hogy az országnak csak előnye származhat abból, ha ezekbe az energiaforrásokba, és főleg a geotermikus energiába fektet, nem szabad veszni hagyni a lehetőséget!

42


6. Köszönetnyilvánítás

Ezúton szeretném megköszönni Dr. Vermes László professzor úrnak a témaválasztásban és annak kidolgozásában nyújtott segítségét.

Köszönettel tartozom Horuczi Györgynek, aki nélkül ez a dolgozat nem jöhetett volna létre.

Rendkívül hálás vagyok Erdélyi Évának akihez bármikor fordulhattam segítségéért.

43


7. Irodalomjegyzék:

Dr. Hancsók J., 2004, Korszerű motor- és sugárhajtómű üzemanyagok, III. kötet: Alternatív motorhajtóanyagok Veszprémi Egyetemi Kiadó, Veszprém Hessler, P., 2007. Kína rákapcsol, National Geographic. p.50-79 Horváth Á., 1964. Korok, Gépek, Feltalálók.Gondolat Kiadó http://www.agroland.hu/?hir=3457 http://www.alternativenergia.net/passzivhaz.html http://www.fvm.hu/main.php?folderID=2002&articleID=9477&ctag=articlelist&iid=1 http://www.origo.hu/tudomany/20070322ananotechnologia.html?pIdx=1 http://www.mta.hu/index.php?id=634&no_cache=1&backPid=417&tt_news=128095& cHash=008194d95c http://renewableenergy.typepad.com/a_germans_perspective/images/2008/10/03/global _carbon_emission_by_type_to_4.png http://www.solarspot.hu/gal/magan/01.jpg http://www.sulinet.hu/fizika/arapaly/arapaly.htm http://hu.wikipedia.org/wiki/Sz%C3%A9lmalom Kacz K.- Neményi M.,1998, Megújuló energiaforrások, Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest Kassai, M., 2002. Geotermikus konferencia Harkány, Dél Dunántúl geotermikus Potenciálja, a feltárás lehetőségei Kóbor, B.- Medgyes, T., 2007. A Termálenergia fejlesztési projektrendszer a Dél-alföldi régióban Kunzig, R., 2010. A Mars meghódítása, National Geographic. p.12-14 Miller, P., 2009. Harc az energiavámpírok ellen, National Geographic. p.44-65 Parfit, M., 2005. Szabadon, National Geographic. p.26-53 Pogonyi, J., 2009. Kalina-körfolyamatú erőmű illesztése a villamos és a távhő hálózathoz. Ragnarsson, A., 2000., Geothermal development in Iceland 1995 - 1999. Proceedings World Geothermal Congress 2000.

Schultz, R., 2008. Nyugaton kell a nap, GEO. p.86-103 Unk, Jánosné. 2000. Geotermikus energiahasznosítás zalai területfejlesztési program

44


8. Mellékletek:

2. ábra – Száraz gőzerőmű vázlata (pannergy.com)

.

3.ábra – Nedves gőzermű vázlata (pannergy.com)

4. ábra – Kétkörös erőmű vázlata (pannergy.com)

45


5. ábra – Fényfelvevő egység (solarspot.hu)

6. ábra – Fényforrás az épületben (solarspot.hu)

46


7. ábra A szentlőrinci távhőrendszer felépítése.

47


8. ábra Szentlőrinc, a fűtőmű és a geotermikus kút

48


DIPLOMAMUNKA LEADÁSI NYILATKOZAT

Alulírott____________________________(Neptun-kód:_____________) nyilatkozom, Hogy a _______________________________________________________________ _____________________________________________________________________ címen benyújtott diplomamunkám1 saját szellemi termékem. Tudomásul veszem, hogy a Dékáni Hivatalban határidőben történő bemutatás nem jelenti dolgozatom szakmai és tartalmi elfogadását.

Budapest, __________________

____________________________ Hallgató aláírása

49

Budapesti Corvinus Egyetem Kertészettudományi Kar

Recommend Documents