d. HUNGARY Tel: Fax:

ÉPÍTÉSI ÉS KERESKEDELMI amerikai–magyar Kft. 1126 BUDAPEST, Istenhegyi út 9/d. HUNGARY Tel: 355-4614 • Fax: 212-9626 email: [email protected]

NEMZETI MEGÚJULÓ ENERGIAHASZNOSÍTÁSI CSELEKVÉSI TERV háttértanulmánya

„A” kötet

MAGYARORSZÁG 2020-IG HASZNOSÍTHATÓ MEGÚJULÓ ENERGIAÁTALAKÍTÓ MEGVALÓSULT TECHNOLÓGIÁINAK KIVÁLASZTÁSA, MŰSZAKI-GAZDASÁGI MUTATÓI ADATBÁZISA energetikai szaktanulmány

Készítette: a PYLON Kft. és munkacsoportja Témafelelős: Dr. Unk Jánosné ügyv.ig.

2009. december 15.

ÉPÍTÉSI ÉS KERESKEDELMI amerikai–magyar Kft. 1126 BUDAPEST, Istenhegyi út 9/d. HUNGARY Tel: 355-4614 • Fax: 212-9626 email: [email protected]

„A” kötet

MAGYARORSZÁG 2020-IG HASZNOSÍTHATÓ MEGÚJULÓ ENERGIAÁTALAKÍTÓ MEGVALÓSULT TECHNOLÓGIÁINAK KIVÁLASZTÁSA, MŰSZAKI-GAZDASÁGI MUTATÓI ADATBÁZISA energetikai szaktanulmány

A szaktanulmányban alvállalkozóként részt vett cégek és szakértők: PYLON Építési és Kereskedelmi Kft.: BIOX Mérnöki Szolgáltató Bt.: Egyéni vállalkozó: 2R Befektetési Tanácsadó Kft.: GEO-MONTAN Kft.:

Dr. Unk Jánosné ügyv.ig. Zsuffa László ügyv.ig. Kapros Zoltán szakértő Bányai István ügyv.ig. Horváth János ügyv.ig.

TARTALOMJEGYZÉK BEVEZETÉS, ÖSSZEFÜGGÉSRENDSZER ÉRTELMEZÉSEK, BEHATÁROLÁSOK MEGÚJULÓ ENERGIAÁTALAKÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK 1. Biomassza-energiaátalakító technológiák 1.1. Szilárd biomassza alapú hőenergia-termelés, fűtőművi technológia 1.2. Szilárd biomassza tüzelésű kogenerációs bio-erőművek villamos energia és kapcsolt hőenergia termeléssel 1.3. Biomassza fermentációjával működő biogázüzemek 1.4. Szilárd biomassza elgázosítási technológiák 1.4.1. Szilárd biomassza elgázosító-kiserőmű gázmotorral 1.4.2. Biomassza Kiserőmű, Szentes 1.4.3. Pirolitikus erőmű gázturbinával 1.5. Hulladékgazdálkodás – szerves hulladékhasznosító technológiák 1.5.1. Depóniagáz-termelés gázmotoros technológiával 1.5.2. A szennyvíziszapból nyerhető biogáz 1.5.3. Komplex hulladékhasznosítás. Regionális hasznosító művi kapacitások 1.5.4. Hulladékégető művi hazai adottságok 1.5.5. Hulladékhasznosító javasolt technológiák 1.6. Tüzelőanyagcella technológiák biometán hasznosítással villamos és hőenergia termelésre, tárolásra 1.6.1. DMFC direkt metanol rendszerű technológia 1.6.2. A hazai gyártás helyzete 1.6.3. Létesítési költségek 1.6.4. Szél és naperőművek áramtermelésével kombinált hidrogéntárolás 1.6.5. Hordozható tüzelőanyag-cellák 1.6.6. Tüzelőanyag-cella alkalmazások a gépkocsiknál 1.6.7. Hidrogénbuszok 1.6.8. Főbb műszaki jellemzők 2. Napenergia közvetlen, aktív hőhasznosítási technológiái fűtési, hűtési, HMV használati melegvíz előállítási célokra 2.1. A napenergia aktív hőhasznosítási adottságok 2.2. Megállapítások, javaslatok, célkitűzések 2.3. Példák a napkollektoros leggyakoribb technológiákra 2.4. Példa egy óvoda 4 kollektoros melegvíz ellátó rendszer költségbecslésére 2.5. Példa 12 kollektoros rendszerhez. Vákuumcsöves napkollektoros melegvíz-ellátás 2.6. Példa 100 kollektoros melegvíz előállító rendszerhez 2.7. Számítások, fajlagos költségek 3. Napenergia közvetlen villamos energia hasznosítási technológiái villamos energia termelési-ellátási célokra 3.1. Fotovillamos rendszerek elterjesztésének fontossága 3.2. Technológiák, tipizált rendszerek, alkalmazások 3.3. A PV rendszerek költsége, helyi igényektől, adottságoktól függő, eltérő nagysága 3.4. Szlovéniai PV technológiai példák, tanulságok 3.5. A tanulmányban részletesen megvizsgálandó támogatandó PV technológiák 3.6. Bónusztámogatások indokoltsága 3.7. A különböző támogatások típusai 3.8. A nem kutatott területek, vagy a meg nem oldott problémák 4. Szélenergia átalakítók, villamos erőművi, szélerő-telepi, szélgenerátoros és speciális rendeltetésű technológiák, kombinált rendszer hasznosítások 4.1. Előzmények, adottságok, célok 4.2. Energiaátalakító gépegységek csoportosítása 4.3. Szélenergia-átalakítások helyzete az Európai Unióban és Magyarországon 4.4. Szélerőművek kihasználtsága, rendszerbe illesztési problémái 4.4.1. Kombinált technológiák

MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

Oldal 1 2 7 7 8 10 12 17 17 17 18 22 22 23 25 27 27 31 31 32 33 34 35 36 37 37 40 40 40 43 45 46 46 47 49 49 50 52 54 57 59 60 60 62 62 53 65 67 67

I

A szélerőművek rendszerbe illesztésének és a szélerőmű teljesítmények növelésének feltételei 4.4.3. A szélerőművi kapacitásbővítés lehetősége és feltételei a magyar villamos energia rendszerben 4.5. Szélerőtelepi, szélerőművi technológiák műszaki gazdasági főbb paraméterei 4.5.1. Változatok a különböző igényű tanyatípushoz tartozó fogyasztók ellátására 4.5.2. Szélenergiára alapozott, központos villamos energia ellátás, F1, F2 változatok 4.5.3. Nagyobb szélerőmű-parkok példái, főbb műszaki-gazdasági mutatói 5. A geotermikus energia közvetlen hőhasznosítási, kapcsolt villamos energia hasznosítási technológiái, fűtési-hűtési, HMV előállítási és villamos energia termelési és ellátási céllal 5.1. Hasznosítási célok, célcsoportok 5.2. Geotermikus adottságok, jellegzetességek 5.3. Hévíztároló adottságok, termálvízadó rétegek 5.4. A geotermikus elméleti potenciális energiakészletek statikus rendszerű becslése, megújulása 5.5. Geotermikus energiaforrás kutatása, bányászata 5.6. Technológiai választék a geotermikus energia hasznosítás-módjaira 5.6.1. Egyszerű és többlépcsős közvetlen hőhasznosító rendszerek 5.6.2. A mezőgazdaság geotermikus közvetlen hőhasznosításai 5.6.3. Földhő hasznosítás hőszivattyús technológiával fűtés-hűtés + HMW készítésére 5.6.4. Geotermikus erőművi (kogenerációs) hasznosítási technológiák 5.6.4/a. Esettanulmányok, előzetes tervek, modellértékű tervek 5.6.4/b. Balotaszállási K-22 K-23 kutakra geotermális referencia projekt 5.6.4/c. Nagykanizsa-Bajcsa térségi geotermikus erőmű és komplex hőhasznosítási rendszer előzetes megvalósíthatósági tanulmány 5.6.4/d. A Geotermikus Energiahasznosítás-növelési Programjavaslat 5.7. Gazdaságossági kérdések 5.8. Munkahely-teremtési hatás 5.9. A geotermikus energiatermelés környezeti hatásai 6. Vízenergia hasznosítása villamos energia termelési céllal 6.1. Hasznosítási adottságok, célok 6.2. Európai Uniós célkitűzések 6.3. Magyarország közép és kis vízerőművi távlati fejlesztési lehetőségei, prognosztizált fejlesztések 6.4. Előzetes megállapítás és javaslat középtávra 6.5. Vízerőművek csoportosítási módjai 6.6. Javasolható villamos energia termelési technológiák 6.6.1. Vízerőhasznosítás ésszerű megállapodás árán 6.6.2. A folyók duzzasztóműveire vonatkozó prognózisok 6.6.3. Tiszai vízlépcsők tervezett villamosenergia hasznosítások középtávra 6.6.4. Kisebb folyókra tervezett törpe vízerőművek, duzzasztói kiegészítő fejlesztések 6.6.5. Egyéb, vízlépcsővel kapcsolt villamosenergia termelés lehetősége hosszabb távra 6.7. Környezeti hatások, feltételek 6.7.1. Általános feltételek, a vízerő, mint megújuló energia szerepe 6.7.2. A vízenergia környezeti feltételei 6.8. Javasolt fejlesztés helyszínei, részletező adatai 6.8.1. A Békésszentandrási Duzzasztómű kiegészítő hasznosítása 6.8.2. A Dunakiliti Duzzasztómű kiegészítő hasznosítása 6.9. A vízenergia-hasznosítás gazdasági feltételei 7. ÖSSZESÍTŐ ÉRTÉKELÉSEK, JAVASLATOK 7.1. Hazai adatbázis igénye, felépítése 7.2. Technológiák összevonása, redukálása, tömörítése 7.3. A kiválasztott technológiák főbb műszaki-gazdasági paramétereinek meghatározása IRODALOMJEGYZÉK 4.4.2.


68 68 69 69 72 73 74 74 74 75 77 77 78 79 82 85 94 95 97 99 101 107 107 107 109 109 112 114 116 118 119 119 119 121 121 121 123 124 125 125 126 127 129 130 130 133 136 142

II

MAGYARORSZÁG MEGÚJULÓ ENERGIAHASZNOSÍTÁSI CSELEKVÉSI TERVÉhez: A KIVÁLASZTOTT, 2020-ig ALKALMAZHATÓ MEGÚJULÓ ENERGIAÁTALAKÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK MEGHATÁROZÁSA, ADATBÁZISA BEVEZETÉS, ÖSSZEFÜGGÉSRENDSZER Az EURÓPAI UNIÓ 2009/28/EK számú Irányelvei szerint, valamennyi tagországnak el kell készítenie a saját NEMZETI MEGÚJULÓ ENERGIAHASZNOSÍTÁSI CSELEKVÉSI TERVÉT az Európai Közösségek Bizottságának C (2009) 5174 sz. HATÁROZATA értelmében. A TERV megalapozását szolgálják az ugyancsak rendszerbe foglalt, az 1.–3. „PILLÉR” alá csoportosított szaktanulmányok (lásd az 1. sz. ábrát), amelyek címe szerepel az egyes boxokban.

Forrás: ALAPFELADATOK (MEH) – Bővítmények (PYLON Kft.)

1. sz. ábra: Magyarország Megújuló Energiahasznosítási Cselekvési Tervének felépítése. Feladatok a kidolgozás tervezett folyamatában, és ütemtervében Jelen szaktanulmány – a 2. PILLÉR alatt –, az 1. sz. boxban szerepel, és megalapozza nemcsak a 2. PILLÉR-ben elvárt feladatok teljesítését, hanem alapját képezi a 3. PILLÉR keretében kidolgozandó gazdaságossági vizsgálatoknak (3. PILLÉR, 2. boksz) és az abból következő hasznosítható gazdasági-műszaki potenciál kimutatásoknak (3. PILLÉR 3. boksz) is. Az egyes alapozó szaktanulmányokat más-más, a Megbízó MEH által felkért és koordinált szakcégek készítik, időben átadják eredményeiket a velük kooperálóknak, ily módon a kívánt összehangolás biztosított.


1

ÉRTELMEZÉSEK, BEHATÁROLÁSOK 1.

MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK

Számos csoportosítása ismertes a jelenleg ismert megújuló energiaforrásoknak. Közülük azt célszerű jelenleg alkalmazni, amely nemcsak a főbb energiahordozókat, -forrásokat mutatja be, hanem ezek elsődleges, másod- és harmadlagos átalakítással nyert energiaforrás-változatait is, illetve ezeknek az átalakítási technológiai megkülönböztetéseit is (lásd a 2. sz. ábrát). A megújuló energiaforrásoknak ez a speciális csoportosítása [1], és hasznosítási módjaiknak, átalakítási technológiáiknak sokfélesége képezi azt a választékot, amelyből kiválaszthatók a napjainktól a 2020-ig terjedő bő középtávú időszakban még életképesnek, kedvező műszakigazdasági-társadalmi szempontból optimális paraméterű, ma is ismert, nálunk is megvalósult technológiák, amelyek alkalmazására, sokszorozására vállalkozhat az ország, illetve melyek azok, amelyeket a tagországokban már alkalmaztak, és hazai bevezetésükhöz már megértek a feltételek, továbbá, amelyek azok az innovatív technológiák, amelyek az időszak második felében egy-egy kísérleti/referenciaprojektként meghonosíthatók lehetnek, főleg a klímaváltozásra való felkészülés jegyében az üvegházhatású gázkibocsátás szignifikáns csökkentése stb. érdekében.

2.

MÓDSZERTANI JAVASLAT A MEGÚJULÓ ENERGIABÁZISÚ HASZNOSÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK KIVÁLASZTÁSI SZEMPONTJAIRA, ALAPFELTÉTELEIRE

1.

Korszerűtlen, környezetszennyező, kis hatásfokú meglévő energiaátalakítási technológiák rekonstrukciója, valamint hagyományos fosszilis energiahordozó bázisú (szén, olaj, földgáz) tüzelőanyagok megújuló energiaforrásokkal kombinált (hibrid) technológiái nem vonhatók be, és nem támogathatók a középtávú – 2020-ig szóló – fejlesztési stratégiába és programba. Az általuk termelt villamos energia és kogeneráció révén kapcsolt hőenergia nem kaphat kiemelt átvételi árat 2011 évtől, ill. azt csak a már működő, engedélyezett együttesek élvezhetik az amortizációs idejük lejártáig. Üzemeltetési idejük nem hosszabbítható meg.

2.

A hazai megújuló energiahordozói felhasználási szerkezetben napjainkban a különböző primer és szekunder átalakítással nyert bioenergiák dominálnak, mérsékelt hatásfokkal, vitatott mértékű légszennyezéssel, igen eltérő beruházási és üzemeltetési költséggel. Megvizsgálandó technológiák: a szilárd tüzelőanyagú fűtőművi, kogen erőmű, falegázosító rendszerű, gázmotor generátoros energiaátalakítások. Ezek összehasonlító értékelése után vihetők tovább a támogatásra érdemes ismert technológiák és a jövő biogázra alapozott új energiaforrásait (pl. a hidrogént) létrehozó technológiák.

3.

A jelenlegi megújuló energiaigények alapján a mai villamosenergia célú energiafelhasználói szerkezetekben a biomassza túlzott mértékű és arányú hasznosítása már a középtáv végén sem tartható, összehangolt mezőgazdasági, élelmiszeripari prioritások miatt, ez a részvétel arányának csökkentésre szorul, különösen a kevésbé korszerű technológiák vesztik majd el versenyképességüket. Helyet adhatnak ellenben, olyan kombinált energiatermelő-átalakító technológiáknak (pl. biomassza + szél, biomassza + nap stb.), amelyekben tovább élésük indokolttá tehető.


2

2. sz. ábra: HAZAI MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK CSOPORTOSÍTÁSA az ismert hasznosítási módok, kialakult technológiák alapján


3

4.

A biomassza fermentációjával nyert biogáz (pl. lágyszárú növények, állati, szvíz, hulladékok stb. elgázosításával) gyártási és gázmotorgenerátorban történő kis-, közép- és nagyerőművi ismert technológiák elterjedése folyik jelenleg. Ismeretesek a hazai mintaprojektek, azonban széleskörű elterjedésükhöz még jelentős támogatásra kell számolni. Fokozatos kiépítésük után, a középtáv végére beáll az a stagnálás, amelyet a hazai véges mezőgazdaság földterületek szabnak meg. Ekkorra várható a hazai kutatások beérése, iparszerű alkalmazása azoknak a biokémiai új eljárásoknak (pl. sötét fermentáció stb.), amelyek pl. metánbázisú tüzelőanyag-cella új technológiákat látnak el, amelyek környezetbarát villamos és hőenergia előállításra, villamos energia tárolásra alkalmasak és alkalmazhatók a kedvezőbb hatásfokú kombinált (hibrid) rendszerek létrehozására.

5.

Meglévő távhőellátó rendszerek akkor kaphatnak támogatást, ha energiaátalakító bázisukat megújuló energia tüzelésű technológiára cserélik át, továbbá ha új fogyasztói körrel bővül az ellátó rendszerük, s a teljes rendszeren – később meghatározott mértékben – fosszilis energiamegtakarítást tudnak kimutatni, továbbá, ha hűtési rendszerbővítést is kifejlesztenek. Meglévő távhőrendszer bővítése esetén a támogatás feltétele, hogy lokálisan az új távhőhálózatra kapcsolt fogyasztónál megszűnik a fosszilis energia fűtési célú felhasználása, valamint annak távhőszolgáltató oldali vállalása, hogy a távhőrendszer fosszilis energiahordozó igénye nem növekszik (a megelőző 3 átlagév hőfokhíddal súlyozott, az időközben levált és önálló fosszilis fűtésre átállt fogyasztókat is figyelembe vevő, fosszilis energiafogyasztást tekintve) a következő 5 évben. A távhő bővítési projektek kapcsán nem kell kimutatni energiahordozó megtakarítást közvetlenül projektszinten, de a rendszer egészét tekintve igen, így a panelprogram hatásai és érvényesülhetnek, sőt a program ösztönzése ösztönzőleg hathat a szolgáltatókra e tekintetben, miközben új lehetőségek teremtődnek a távhőszolgáltatás versenyképessé válására. Új távhőrendszer kiépítésénél, vagy távhűtés kiépítésénél projektszinten kell igazolni a fosszilis energiahordozó megtakarítást. Kérdéses pld. az új gázmotorra kapcsolt új távhőrendszer kiépítésének a támogatása, de fosszilis energiát hasznosító berendezés létesítése, működtetése ebben az esetben sem kaphat támogatást a KÁT rendszerből, míg a közműépítés igen.

6.

A KUTATÁS LEGNAGYOBB EREDMÉNYE LESZ, HA A MEGÚJULÓ ENERGIAHORDOZÓKKAL LÉTREHOZOTT HŐENERGIA IS KEDVEZŐ MEGKÜLÖNBÖZTETETT ÁTVÉTELI ÁRAT KAP, KELLŐ GAZDASÁGI SZÁMÍTÁSOKKAL BIZONYÍTOTT FELTÉTELEK KIELÉGÍTÉSE MELLETT.

7.

A középtávú időszakban – 2020-ig – főleg ismert energiahasznosítási technológiák műszaki-gazdasági-társadalmi elemzése és ajánlása építhető be (lehetőleg működő referenciahelyekkel igazolva). El kell azonban kezdeni néhány életképes, hosszú távon már versenyképes, új technológiák kísérleti, projektszintű beépítését is a javasolt szerkezetbe. BAT technológiával megvalósult támogatott projektek különtámogatást kaphassanak, akkor, ha innovatív fejlesztésű, még ki nem próbált, de hiteles új technológiát vagy résztechnológiát referencia és tesztelési jelleggel valós projektbe integrálnak. A különtámogatás az innovatív technológia alkalmazásának többletkockázatás és többletköltségét fedezi (alapvetően, erre a részre arányosan magasabb alternatív tőkeköltség érvényesíthető a KÁT meghatározásánál, mint BAT rendszer esetén, így a támogatás is növelhető lehet.


4

8.

Az ország geotermikus energia hasznosításának decentralizált tömeges fejlesztését segíthetné elő, ha a vidéki településközpontok, nagyvárosi szigetüzemű távhőellátó rendszerek hőellátási (fűtés-hűtés, HMV) körzeteiben a hőenergia átvételi ára támogatást nyerne, mivel ez import (földgáz) energiahordozót váltanak ki, folyamatos, téli– nyári menetrendet tartó üzemelést valósítana meg, villamos energia bázisú hűtést takarítana meg.

9.

A geotermikus erőművi és fűtőművi technológiák támogatási elsőbbségi megkülönböztetést kell, hogy kapjanak, mivel egész éves, folyamatos üzemvitelre erőművi menetrend-tartásra alkalmasak, károsanyag-kibocsátás mentesek. Az előírt visszasajtolással a hazai vízkészletet is fenntartják, nem csökkentik stb. Itt fontos lenne, hogy menetrendtartást ne feltétlenül egy gépre kelljen vállalni, hanem egy bizonyos lokális területen belül kiépített más rendszerekkel közösen is lehessen. Így pld. a biogázmotor + szélenergia + PV rendszerek, vagy szél + hidrogéncella rendszerek is elsőbbségi kategóriába tartozhatnak. (A menetrendtartási elvárásnál megújulók esetében bizonyos méretnagyság alatt indokolatlan és bizonyos szempontból ésszerűtlen a negyedórás elvárás, az órás menetrendadás elégséges lenne.)

10.

A geotermikus közép és nagyteljesítményű erőműveket kiszolgáló termelő és visszasajtoló vízbányászati technológiai forradalom (az EGS, ill. HDR rendszerek) következtében, jelentős európai uniós támogatással elindulhat Magyarországon 2020-ig egyegy referencia erőmű támogatása, hogy hosszabb távon szélesebb körű alkalmazásuk megtörténhessen.

11.

Napenergia hasznosító (napkollektoros) technológiák bevezetésének, beruházásának támogatása (lakossági, kommunális és ipari) hőellátásra, fűtés-hűtés és HMV előállításra, egy nagyszabású hazai akcióprogram volna kívánatos az elkövetkező, mintegy 10 éves időszakra. Amennyiben a szolgáltató-vállalkozó, vagy az önkormányzat hozza létre a napenergia bázisú fűtőművet és betáplál a távhőellátó rendszerbe, úgy kiemelt átvételi árat (KÁT támogatás) kaphasson.

12.

A hagyományosnak számító, egyetlen megújuló energiaforrást hasznosító, pl. csak tisztán napenergia, vagy csak szélenergia alapú fotovillamos energia vagy szélenergia bázisú kis-, közép és nagyteljesítményű, éghajlattól függő erőművi technológiákkal (lásd később) szemben célszerű előnyben részesíteni a: napenergia + szélenergia alapú hibrid rendszereket és esetlegesen, de nem feltétlenül + nagytelj. akkumulátorok alkalmazását (VDR) szélenergia + elektrolízissel előállított H2 gyártó-tároló hibrid rendszert, villamos energia termelésre, szigetüzemi szolgáltatásra és korszerű tárolásra. Ezek az erőművek menetrend tartására is alkalmasak, ha a hálózatra való csatlakozásnak és egyéb minőségi és minősítési követelményeknek eleget tesznek. A szélenergia hasznosító rendszer akkor ideális, ha saját magát egyensúlyozza ki a kombinált rendszer részeként, sőt villamos hálózati üzemzavar esetén a szigetüzemi ellátást is segíteni tudja.

13.

Fotovillamos erőművi technológiákra (akár a tracking, akár a Freznel rendszerű parabola-gyűjtős) hazai referencia projektek nem készültek, mégis megvalósult európai példák alapján, célszerű bevezetni ezeket kísérleti fejlesztés formájában a középtávú időszak utolsó negyedében (2013 után).


5

Ezekre valamivel alacsonyabb KÁT értéket célszerű felvenni a hálózati csatlakozási adottságoktól függően. 14.

Kis- és középteljesítményű (háztartások, intézmények, vállalkozások) saját üzemi fotovillamos energia termelésére és hálózatra történő csatlakoztatására (eladására) különböző technológiák (fotocellás, vékonyfilmelemes) és különböző támogatási mechanizmusok ismeretesek (amerikai, német KÁT rendszerek). Kisteljesítmény esetén célszerű az oda-visszamérő órás elszámolást, míg nagyobb teljesítmény esetén (pl. 50 kW felett) a behatárolt, szerződés szerinti átvételi ár formájában meghatározott közvetlen KÁT támogatást alkalmazni. Kisebb rendszerek esetében a KÁT támogatás kedvezményezettje az a villamosenergia szolgáltató (egyetemes szolgáltató, vagy kereskedő) lehet, aki igazolt módon, mások által telepített eszközökre, modellvizsgálattal előzetesen igazolt villamosenergia termelés mértékéig kaphat támogatást a lokális kis pv rendszerekből termelt zöld áram átvétele után. Ez áttételesen fedezetet nyújt a pv rendszer kiépítője és az áramot átvevő szolgáltató számára maximum a megtérülés határiig. A rendszerek meglétét és működését időszakosan ellenőrizni, hitelesíteni kell.

15.

Földi hőáram hasznosítása, széleskörű elterjesztése kívánatos különböző rendszerű hőszivattyús technológiával kis- és közép teljesítményszükségletű hőfogyasztóhelyre (fűtés-hűtés + HMV), többféle támogatási rendszer versenyeztetésével, azaz a kedvező ártarifa további finomításával a lakossági szempontok szerint kedvezményes villamos energia és hőenergia ártarifával a KÁT-ot ne a fogyasztó, hanem a hőszivattyús segédenergiát szolgáltató kapja (legalább 10%-os mértékű támogatással). A KÁT így fedezetet nyújt a szolgáltató (egyetemes illetve kereskedő) számára a kedvezményes árú hőszivattyús tarifa kötelező bevezetésére és fenntartására a hőszivattyús rendszerek megtérüléséig.

16.

A hőszivattyúk elterjedésének alapvető akadálya, hogy jelenleg csak a fűtési célú felhasználást tekintve nem felelnek meg a KEOP által támasztott BMR legalább 0%-os feltételnek. Viszont elérhető KÁT támogatás, vagy kedvezménye hőszivattyús áramár megléte esetén, a projektek az Operatív Programból is támogathatók lennének. A KÁT lehetséges szerepe, ennek a feltételnek való megfelelés biztosítása. A legcélszerűbb módszernek a hőszivattyús áramár (vagy gázár gázmotoros hőszivattyú esetén) elterjesztése látszik, melyre a KÁT rendszer adhat fedezetet. A kedvezményes ár mértéke a rendszer monovalens – bivalens módjától, és ajánlottan a 3,3 SPS faktor (elektromos hőszivattyú esetén) működés közben, utólagosan is igazolt meglététől függjenek. A nagyteljesítményű rendszerek viszont külön értékelendők.

17.

A nagyteljesítményű hőszivattyús rendszerfejlesztés (ipar, tercier szektor részére) megvalósult hazai mintaprojektekre alapozva maximális prioritást kell, hogy élvezzen, amely a magánvállalkozói kört teszi érdekeltté. A belső megtérülési ráta (BMR = 0%). A támogatás ez esetben is eltérő lehet, attól függően, hogy ha: a beruházó kapja, az nem lehet hosszabb idő, mint a rendszer élettartama, azaz amíg meg nem térül. Alapvetően egyedi projektvizsgálatot és megvalósítási monitoringot követően kaphasson támogatást a rendszer üzemeltetése, a szolgáltató kapja-e, folyamatosan, meghatározott mértékű, %-os arányban.

Az egyes ajánlott, főbb technológiák bemutatása és tárgyalása a továbbiakban 6 fejezetbe rendezve következik.


6

MEGÚJULÓ ENERGIAÁTALAKÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK BIOMASSZA-ENERGIA ÁTALAKÍTÓ TECHNOLÓGIÁK [5]

1.

A napenergia révén fotoszintézis útján keletkező és állandóan megújuló biomassza energiahordozók lehetnek: szilárd, légnemű (biogáz) és cseppfolyós (bioüzemanyagok) halmazállapotúak, amelyek hasznosítása történhet: elégetési, elgázosítási, erjesztési, kémiai stb. átalakítási technológiákkal. A biomassza energiahordozók csoportosítása négyféle szempont szerint történhet (lásd az 1.1. sz. ábrát), azaz: megkülönböztethetők keletkezésük szerint, energiaátalakítási módjaik, végterméki formájuk és tárolhatóságuk szerint. 1.1. sz. ábra: BIOMASSZA ENERGIAHORDOZÓK CSOPORTOSÍTÁSA [6]

keletkezési szint szerint

átalakított energiahordozó fajták

elsődleges dendromassza (tüzifa, mező- és erdőgazd. melléktermékek – vágástéri hulladék, energia célnövények) másodlagos (állattenyésztési hulladék) harmadlagos (élelmiszeripar melléktermékei, élelmezési hulladék, szennyvíz-iszap, kommunális hulladék)

HE – EL – MO – TE –

hőenergia termelő berend. (üzemanyaga: szalma, növ. hulladék, fahulladék) elektromos villamos energia termelő (üzemanyaga: biogáz, fagáz, gőz) mobil berend. (üzemanyaga: repceolaj, alkohol) tüzelőanyag elemes (biogázH2) villamos és hőenergia termelésre

végtermék szerint tüzifa tüzelőanyag tüzipellet biobrikett, tömörítvény biogáz fagáz depóniagáz biodízel bioethanol alkohol biometán

tárolhatósága szerint jól tárolható (tüzifa, biobrikett, biodízel, bioethanol, alkohol) közepesen tárolható (szárított biomasszák, bálázott szalma) nehezen tárolható (biogáz, nedves biomassza, állati trágyák)

A biomassza energetikai hasznosítása termokémiai és biokémiai átalakítási technológiákkal történhet, amelyek hasznosítható végterméke 4-féle lehet: hőenergia (fűtés-hűtés, használati melegvíz ellátási céllal), villamosenergia (villamos világítás, termikus, motorikus energiaellátás), kapcsolt villamos és hőenergia (erőművi szintű villamos és hőenergiaellátási céllal), üzemanyag, járművek hajtóanyaga (biogáz, biometán, olaj, biodízel, bioetanol) (lásd az 1.2. sz. ábrát).

1.2. sz. ábra: A biomassza energetikai hasznosítása [7] MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

7

Jelen szaktanulmányban négyféle – különböző kapacitású – biomassza energiaátalakító technológia kiválasztása és hasznosítási javaslata került be [5] további részletezés szerint. Ezek: szilárd biomassza alapú hőenergia-termelési, fűtőművi átalakítási technológia, szilárd biomassza tüzelésű villamos erőművi, kogenerációs (kapcsolt hőenergiát termelő technológia), szilárd biomassza fermentációs technológiai átalakítása szilárd biomassza elgázosítási technológiák (gázmotorral, gázturbinával), pirolízises eljárással. 1.1. SZILÁRD BIOMASSZA ALAPÚ HŐENERGIA-TERMELÉS, FŰTŐMŰVI TECHNOLÓGIA A kiválasztott berendezések teljesítménytartománya: 20 kW – 60 MW. A direkt tüzelés (ideértve az ún. elgázosító kazánokat is) nagyszámú és változatos műszaki megoldásai közül azok kerültek a választékba, amelyek a tüzelés minőségében, automatizáltságában és a berendezések hatásfokában megfelelnek a jelenlegi korszerűségi követelményeknek. Miután ezt a hőtermelési módot a felhasználók széles köre alkalmazza, a felhasználás kívánatos irányai figyelembevételével az alábbi csoportok vizsgálata került a javaslatba: intézmények, vállalkozások épületei hőigényének ellátása, kisebb-nagyobb távhőszolgáltató rendszerek hőellátása, termelő üzemek hőellátása. Az 1.1. sz. táblázat mutatja a tárgyalt rendszerek fő műszaki és költségadatait. 1.1. sz. táblázat: Hőtermelő rendszerek fő műszaki és költségadatai [5] Projektcsoport

Jellemző méret [MW]

Intézmények, vállalkozások hőellátása

0,03 – 2

Távhőszolgáltatás

0,5 – 10

Üzemek hőellátása

0,3 – 10 (20)

Jellemző tüzelőanyag fajták

pellet faapríték faapríték (bálázott szalma) fahulladékok faapríték egyéb melléktermékek

Éves csúcskihasználási óraszám

Jellemző élettartam [év]

Telepi hatásfok [%] (átlag)

Beruházási költség [MFt/MWth]

Működési költség*** [Ft/GJ]

1.200 – 1.700

25

80

80 – 110***

pellet: 3.300 apríték: 2.500

2.400 – 3.000*

25

80 – 85

70 – 100

2.250

1.700– 5.000**

20 – 25

80 – 85

60 – 110

1.800 – 2.500

* alapüzemre beépítve ** technológiai igényektől függően *** hőtávvezeték nélkül

Élettartam-becslés: a berendezések élettartamát általában 20 évre lehet becsülni. Ennek elsődleges oka a műszaki avulás, másodsorban az igénybevett berendezések megnövekvő javítási igénye. Munkahely-teremtési adottságok: A biomassza alapanyagú energiatermelési módoknál 3 szinten jelenik meg: a) Közvetett: Alapanyag (tüzelőanyag) termelés/kitermelés, előkészítés, logisztika. Ez a hatás a legjelentősebb. MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

8

b) Berendezések gyártása, szerelése: Tekintettel a nagyértékű berendezésekre, jelentős, főként, ha a gyártás hazai aránya magas. Példa egy 8 MWth teljesítményű bio-fűtőműre [MFt]: Beruházási költség: 670,ebből építés: 130,gépészet, villamos: 460,ebből hazai: kb. 80,(import kazánok esetén) szellemi: 80,c) Üzemeltetés: 4 fő állandó személyzet Klímaváltozásra gyakorolt hatások: Miután ezek a létesítmények túlnyomórészt földgázt helyettesítenek, legegyszerűbb ezzel összehasonlítva tekinteni: 1 GJ bevitt tüzelőanyag ≈ 56,1 kg CO2 egyenértékű ÜHG kibocsátás csökkentést jelent. A többi ÜHG esetében (NO2) inkább növekedés lép fel. Le kell vonni a felhasznált fosszilis segédenergiák többlet-kibocsátását, ez telepi szinten kb. 3%-a a bevitt hőnek. Gazdaságossági számításokhoz igényelt indikátorok: Példa működési költségekre fenti fűtőmű esetén [MFt/év]: energiahordozók: 146,0,78,0 % anyagok, szolgáltatások: 4,0,2,1 % személyzet: 12,9,6,9 % karbantartás, javítás: 10,1,5,4 % ált. (fix) költségek 14,0,7,6 % Összesen: 187,0,- MFt/év 100,0 % Kockázati tényezők: alapanyag/tüzelőanyag költségek alakulása tüzelőanyag rendelkezésre állása technikai problémák (elsősorban az emissziók terén) Ezek a technológiák összességében kevés kockázattal járnak. Alapvetően az egész terület gazdaságossága (jelenleg) a földgázáraktól és a biomassza hozzáférhetőségétől függ.


9

1.2. SZILÁRD BIOMASSZA TÜZELÉSŰ KOGENERÁCIÓS BIO-ERŐMŰVEK VILLAMOS ENERGIA ÉS KAPCSOLT HŐENERGIA TERMELÉSSEL Ebbe a kategóriába a szilárd biomassza eltüzelésével működő gőz-, illetve ORC ciklusú technológiájú erőművek kerültek. A hatásfokok és költségek áttekinthetősége érdekében néhány alcsoport bemutatására szolgál az 1.2. sz. táblázat összesítése. A gőzciklusnál a hőhasznosítás különböző energiaszinteken történhet, ezáltal nagymértékben változhat a költség-bevétel arány, így az erőművek jövedelmezősége is. A jövőbeli fejlesztések szempontjából érdekesnek a távfűtésre, esetenként az alacsony hőmérsékletű fűtési rendszerekre dolgozó erőművek tekinthetők, a táblázatban a 110°C-os víz előállítására alkalmas elvételnek megfelelő értékek szerepelnek. A gőzciklusú erőműveknél meghatározó a tüzelőanyag, ezért a fás és a lágyszárú anyagok tüzelésével működő erőművek is külön csoportba kerültek, noha a tisztán lágyszárú növényi anyagokkal működő erőművekről jelenleg hazai tapasztalat nem áll rendelkezésre. 1.2. sz. táblázat: Bio-erőművek fő műszaki és költségadatai [5] Erőmű típus

Jellemző nagyság* [MWe]

Éves csúcs- Villamos Beruházási O&M Jellemző Műszaki kiegékihasználási hatásfok költség költség tüzelőanyag szítő adatok óraszám [ηe] [MFt/MWe] [MFt/kWh]

Bio-erőmű közepes gőzparaméterekkel

2–6

faapríték fahulladék

7300

18 – 19

800 – 900

26 – 28

Bio-erőmű magas gőzparaméterekkel

6 – 20

fás anyagok (apríték, fahulladék)

7300

26 – 31

700 – 1100

19 – 21

bálázott szalma (energiafű)

7300

27 – 28

1100 – 1400

n.a.

fahulladék faapríték

7000

16 – 17

1100 – 1200

n.a.

Bio-erőmű lágyszárú 6 – 20 növények tüzelésére Bio-ORC erőművek, 1 – 10 termoolajos technológia * kazán egységteljesítmény

gőzparaméterek: p1 = 40 bar t = 450°C 30% gőzelvétel gőzparaméterek: p1 = 90 bar t = 510°C gőzparaméterek: p1 = 90 bar t = 510°C termoolaj: 320/270°C

Élettartam-becslés: Min. 25 év, kb. 1 nagyjavítással. Munkahely-teremtési adottságok: a./ Közvetett: Ugyanaz, mint a fűtőműveknél, illetve valamivel alacsonyabb, mert nagymennyiségű, kevésbé előkészített anyagra van szükség. b./ Gyártás – szerelés: Magas import arány jellemzi a beruházást.


10

Példaként egy 6,5 MWe bio.erőműnél [MFt]: építés: 650 technológia (gépészet, villamos): 4.900 ebből hazai: 1.500 szellemi tevékenység (hazai rész): 230 c./ Üzemeltetés: Az erőmű dolgozói létszáma:

8-10 fő

Klímaváltozásra gyakorolt hatások: - Kiváltott villamosenergia a hazai erőművi mix-ből (0,93 tCO2ekv/MWh) - Kiváltott hőenergia a hasznosított hőnek megfelelően. Földgáz esetén: 56,1 kg CO2ekv/GJ (tüzelőhőre számítva). Egy példa 6,5 MWe elvételes-kondenzációs erőmű esetén [t/év]: - Kiadott villamosenergia (40.200 MWh/év) 37.386 - Értékesített hő (60,3 TJ/év) 3.618 Összesen: 41.004 - Segédenergia növelő hatása: 165 Nettó ÜHG kibocsátás csökkentés: 40.840 t/év Gazdaságossági számításokhoz igényelt indikátorok: A fenti tervezett erőmű esetén: Működési költségek [MFt/év] energiahordozók: 586,személyzet: 56,anyagok és szolgáltatások: 29,karbantartás, javítás: 80,ált. (fix) költségek: 20,Összesen: 771,- MFt/év Tervezett bevételek [MFt/év]: Villamosenergia értékesítés (jelenlegi KÁT): Hőenergia értékesítés: Összesen:

1.086,124,1.210,- MFt/év

89,7 % 10,3 % 100,0 %

Kockázati tényezők: Gyakorlatilag mindegyik energiatermelési mód magas kockázatú, ugyanis az 1. technológiánál említett tüzelőanyag rendelkezésre állása mellett meghatározó az értékesített villamosenergia ellenértéke. Ez a tény komolyabb vizsgálatot érdemel, ui. ez a bevétel meghatározza az értékesített hő árát (végül is erről szól a tanulmány).


11

1.3. BIOMASSZA FERMENTÁCIÓJÁVAL MŰKÖDŐ BIOGÁZÜZEMEK, KISERŐMŰVEK Az alapanyagok köre és az alkalmazott technológiák igen változatosak. A leggyakrabban használt alapanyagok, illetve alapanyag-összeállítások: hígtrágya – zöld növényi anyag (kukoricaszár, cukorcirok) hígtrágya – vágóhídi hulladék – zöld növényi anyag hígtrágya – élelmiszeripari hulladék – zöld növényi anyag szennyvíziszap - vágóhídi hulladék Ezek a választékok bizonyos határok között változtathatók. A fermentációs technológiák közül szinte kizárólag a hengeres tartályban keveréssel történő mezofil technológiák üzemelnek hazánkban, így az adatok ezekre vonatkoznak. A termelt biogázból hazai körülmények között lehetőleg minél több villamosenergiát termelnek, ugyanis így érhető el a legnagyobb hozzáadott érték, és így tehetők az üzemek fenntarthatóvá. A direkt eltüzelés kevésbé jellemző, inkább a szennyvíztelepeken vagy ipari üzemeknél használják. A biogáz széndioxid mentesítésére és földgázhálózatba juttatására vonatkozóan nincs információnk. A fermentációval történő biogáztermelés elsődleges feladata hulladékok, melléktermékek ártalmatlanítása, illetve hasznosítása. Költségeiket, gazdaságosságukat ennek megfelelően kell értékelni. Figyelembe kell venni a nagy mennyiségű alapanyag szállításának és rakodásának költségeit, továbbá a kiérlelt végtermékek kitárolásának, kiszállításának, kihelyezésének költségeit. A beruházók egyre inkább a kihelyezés előtti víztelenítést építik be a technológiai sorokba, emellett törekednek a végtermék szárított formában történő értékesítésére is. A biogázüzemek jellemzőit az 1.3. sz. táblázat mutatja. 1.3. sz. táblázat: Fermentációs biogáz-erőművek villamosenergia termeléssel [5] Jellemző üzemnagyság Alapanyagok Éves csúcskihasználás Jellemző élettartam Energiatermelés hatásfoka (biogáz energiatartalmára vonatkoztatva) Beruházási költség Üzemeltetési költség

feldolgozott alapanyag [t/év] 10 – 100.000 Villamos teljesítmény [MWe] 0,3 – 2,0 hígtrágya, szennyvíziszap, vágóhídi hulladék, egyéb állati hulladék, zöldanyag h/év 7.300 év 20 – 25 villamos (%) 37 – 41 hő (%) 21 – 46 MFt/MWe 1,0 – 1,2 Ft/kWh 18 – 26

Élettartam-becslés: Jellemzően 25 évről kell beszélni, amelybe beletartozik az energiatermelő berendezések (többnyire gázmotorok) főjavítása, emellett néhány erősen igénybevett elem (rakodógépek, műanyag fóliák, stb.) cseréje. Munkahely-teremtési adottságok: a./ Alapanyag termelés: Ez alapvetően a felhasznált anyagok körétől függ. Ha azt vesszük, hogy az alapanyag választéknak a célirányosan termelt zöldanyagok (kukorica, cukorcirok) kb. 35-60%-át teszik ki, akkor ennek megtermeléséhez, felkészítéséhez, szállításához szükséges munkaerő igénye lép fel, kiegészítve a többi kívülről beszállított hulladék – melléktermék szállítási, rakodási munkaerő igényével.


12

b./ A gyártás – szerelés esetére azt kell figyelembe venni, hogy a egy szokványos biogázüzem beruházási költségének 40-55%-a építés, amely mindenképpen hazai munkaerőt igényel, és a gépészetből is csak speciális részeket kell külföldinek tekinteni. Mindezt egy példával illusztrálva egy 1,1 MWe-os üzem esetére [MFt]: teljes beruházási költség: 1.600,ebből: - építés, közmű: 720,- technológia (gépészet, villamos): 780,ebből hazai: kb. 200,szellemi, hatósági (hazai rész): 100,c./ Az üzemeltetést tekintve ellentmondásos adatok vannak. A hazai gyakorlat azt mutatja, hogy egy 0,5 – 2,0 MWe teljesítményű „mezőgazdasági” biogázüzem szükséges személyzete 4 – 6 Fő. Példa: a fenti 1,1 MWe biogázüzem kezelőinek várható költsége: 36 MFt/év. Klímaváltozásra gyakorolt hatások: A biogázüzemek esetében ez sok tényezőből áll össze: A metánkibocsátás csökkentése. Ez a legnagyobb hatás a metán 30-szoros szorzója révén, ugyanakkor egy általános bizonytalanságot az okoz, hogy a figyelembe vett anyagok lebomlása biogázüzem nélküli referencia esetben nem biztos, hogy anaerob módom történik. Egy tervezett (minta) üzem ÜHG kibocsátása így áll össze, tisztán melléktermékek, illetve hulladékok felhasználása esetén [t/év]: - felhasznált hulladékok metán kibocsátása: 1.511 CO2 egyenértéke: 45.330 - villamosenergia termelés kiváltása: 6.645 - hőhasznosítás földgázkiváltása: 821 - segédenergia felhasználás kibocsátást növelő hatása: (-) 26 - emissziók miatti növelés: (-) 90 Összes pozitív hatás: 52.680 t/év Gazdaságossági számításokhoz igényelt indikátorok: Fenti tervezett biogázüzemhez tartozó, gazdaságosságot megalapozó indikátorok: Működési költségek [MFt/év]: alapanyagok: 29,0,21,7 % segédenergia: 2,5,1,9 % személyzet: 33,6,25,2 % anyagok és szolgáltatások: 7,1,5,3 % karbantartás, javítás: 45,1,33,8 % ált. (fix) költségek: 16,0,12,1 % Összesen: 133,3,- MFt/év 100,0 % Bevételek [MFt/év]: Villamosenergia értékesítés: 202,76,2 % Hőenergia értékesítés: 43,23,8 % Összesen: 245,100,0 % Beruházási költség:

1.600,- MFt


13

Kockázati tényezők: A hagyományos, bejáratott technológiák közül a biogázüzemek műszaki, gazdasági kockázatai a legmagasabbak. Ez egyrészt a sokféle alapanyagból és a hozzájuk nem minden esetben jól illesztett technológiai berendezések miatti zavarokból, másrészt a villamosenergia értékesítés bevételeiből, a hőenergia hasznosításának bonyolultságából, és jelentős részben a végtermék kezelése és ki/elhelyezése lehetőségeiből, költségigényeiből, azaz a rendszer szinte minden fő eleme jelentős kockázatokat hordoz. M.E.H. adatbázisból nyert főbb mutatók (1.3.1.–1.3.3. pontban részletezve) [8] 1.3.1. Landfil biogáz kiserőmű Hulladéklerakó gázhasznosítására. Pvill = 0,875 MW, Phő = 0,859 MW Energetikai hatásfoka: 79,9%, Nvill = 6804 MWh/év, Nhő = 6680 MWh; 24,05 TJ/év Beruházási költség: 225.985 ezer Ft Diszkontráta: 8% Élettartam: 25 év Fajl. beruházási költség: 264 M Ft/MWe 1.3.2. Biogáz Kiserőmű, Abony Mezőgazdasági hulladékhasznosító Pvill = 0,8 MW, Phő = 1,5 MW Energetikai együttes hatásfok: = 81,6%, Nvill = 4944 MWh/év, Nhő = 26,755 TJ/év Beruházási költség, 65% támog.: 1.068 millió Ft Fajl. beruházási költség: 1.335 M Ft/MW Működési költség: 63,48–85,48 M Ft/év Élettartam: 20 év BMR/IRR = 9,15% NMÉ/NPV (10%) = 17.906.631 Átlagos ROCE = 0,23 ROI 5 Karbantartásra 2,6 HUF/kWh, munkaerő: 3 fő, munkabér + közteher 9600 ezer Ft/év 1.3.3. Biomassza Erőmű, Szakoly Szilárd tüzelésű, gőzkazán, kondenzációs gőzturbinával, Pvill = 19,8 MW, Phő = 60 MW Kazán telj.: 60 MWth, turbinák: 19,8 MW Termelés: 152.145 Generátorok (Siemens): 24,75 MW, 10,5 kV Nvill = 152.145 MWh Főtranszformátor: 256 MVA KONČAR tip. Nhő = 766.908 GJ/év Faapríték fogy.: 10,8 MJ/kg, 63,7 MW Beruházási kts.: 14.131 millió Ft Kapacitás: 21,2 t/h Működési kts.: 3500 millió Ft Éves igény: 19.001.104 GJ Fajl. beruh. kts.: 713 M Ft/MW Üzemóraszám: 8300 óra Élettartam: 25 év nominál real Kibocsájtás: 233.600 t/év CO2 IRR 15,5% 11,6% NPV 19.501 10.156 Beruh. működtetés cash flow nominál real IRR 9,8% 5,4% NPV 22.282 9.497


14

1.3.4. A biogáz tisztítása, gáztisztítási technológiák és gazdasági mutatói [13] Tisztítás alatt a metán elválasztását a szén-dioxidtól és az anaerob lebontási folyamatban keletkező nyers gázkeverékben előforduló egyéb gázoktól való minél tökéletesebb, és költséghatékonyabb megszabadítását értjük. A tisztítási eljárások a gáz fűtőértékét növelik, felhasználhatóságát javítják, a kellő tisztasági szintre hozott metán betáplálható a földgázhálózatba, felhasználható metán üzemű járművek hajtóanyagaként. A hálózatba táplálásnak számos előnye közül talán a legfontosabb, hogy növeli a helyi gázellátás biztonságát. Jelenleg csak néhány ország (Svédország, Svájc, Németország és Franciaország) rendelkezik a biogáz betáplálására vonatkozó minőségi szabvány-előírásokkal.

Forrás: Bai, 2007

1.3. sz. ábra: A biológiai kéntelenítés folyamatábrája A kénhidrogén leválasztására oxigénmentes technológiák alkalmazása javasolt: aktív szenes szűrő, ami a töltet telítődéséig szinte teljesen leválasztja a kénhidrogént. vasoxid tartalmú folyadékok és porok alkalmazása a fermentlébe egyéb kénhidrogénre szelektív adszorber alkalmazása a fermentoron kívül. (Kovács, 2009).

Forrás: AD-NETT, 2000

1.4. sz. ábra: Technológiai vázlat széndioxid szeparációra PSA módszerrel (Pressure Swing Adsorption) 1.4. sz. táblázat: Az egyes gáztisztítási technológiák főbb jellemzői Tulajdonság Előtisztítás Üzemi nyomás (bar) Metánveszteség Végtermék CH4 tartalma Vill.en.fogyasztás (kWh/Nm3 biogáz) Mosófolyadék hőigénye (°C) Szabályozhatóság Referenciák száma Forrás: Kovács, Fuchsz, Hideg, 2009

Vizes mosás nem 4-12 <1% >97% 0,22-0,25 50-100% 30

PSA igen 4-10 <3% >95% 0,25 +- 10% 15

Aminos mosás igen <0,1% >99% <0,25 160 50-100% 1

Membrán technológia igen 4 <5% >90% 0,5 50-100% 2


Krioén eljárás igen 10 <0,5% >99% 0,18-0,25 1

15

A biogáz-tisztítás költségei [13]


16

1.4. SZILÁRD BIOMASSZA ELGÁZOSÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK 1.4.1. Szilárd biomassza elgázosító kiserőmű gázmotorral A régi, de modernizált „faelgázosító” technológiák fejlődnek, és néhány éven belül piacképessé válhatnak. Európában még elsősorban kísérleti üzemek működnek. A technológia lényege a biomassza pirolitikus bontása és a karbontartalom izzítása révén a folyamat fenntartása. Az elgázosítás terméke a pirolízis gáz, amelyet többlépcsős tisztítás után engednek a speciális gázmotorra. A pirolízisnek számos technikai megoldása van (nyugvóágy, forgókemence, stb.) a lényeg, hogy közbenső energiahordozót (gázt vagy folyadékot) hoznak létre, és ezt akár a pirolízis helyétől távolabb is fel lehet használni. Egy ismert technológia alapján tervezett kiserőmű adatai találhatók az 1.6. sz. táblázatban. 1.6. sz. táblázat: Faelgázosítással működő kiserőmű adatai [5] Tüzelőanyagok Villamos teljesítmény Hőteljesítmény Csúcskihasználási óraszám Energiatermelés hatásfoka (bemenő anyagra vonatkoztatva) Beruházási költség Üzemeltetési költség

Faapríték, fűrészpor MWe MWth h villamos (%) hő (%) MFt/MWe eFt/év

1,0 1,6 7.400 25,2 38,8 1.420 181.500

A pirolízis gáz igen alacsony fűtőértékű (4–10 MJ/Nm3), tárolása, szállítása nem célszerű. Élettartam-becslés: Nincs tapasztalat, 20 évet érdemes becsülni, mert a technikai fejlődés nyomán várhatóan újabb megoldások kerülnek piacra. Munkahely-teremtési adottságok: a./ Alapanyag termelés, felkészítés, szállítás: Az ismert technológiák faaprítékkal, esetleg pellettel működnek, de egyes gyártók kísérleteznek szalma-, kukoricaszár aprítékkal is. Ennek megfelelően mind az erdészeti/feldolgozóipari, mind a szántóföldi termelés anyagait figyelembe kell venni. b./ Gyártás – szerelés: Az 1,0 MWe teljesítményű nyugvóágyas lepárló + gázmotoros példát tekintve [MFt]: teljes beruházási költség: 1.420,ebből: - építés: 215,- technológia (gépészet, villamos): 1.115,ebből hazai (import alapberendezések esetén): 180,szellemi, hatósági (hazai rész): 95,c./ Üzemeltetés: 5 fő állandó kezelő Klímaváltozásra gyakorolt hatások: Villamosenergia termelés megújulókból: Hőhasznosítással kiváltott földgáz: Segédenergiák növelő hatása: Összesen:

6.600 MWh/év x 0,93 = 25.000 GJ/év x 60 =

6.193 t/év 1.500 t/év (-) 75 t/év 7.618 t/év


17

Gazdaságossági számításokhoz igényelt indikátorok: A fenti 1,0 MWe teljesítményű berendezéshez: Működési költségek [MFt/év]: energiahordozók: 98,5,54,1 % anyagok, szolgáltatások: 3,9,2,1 % személyzet: 14,4,7,9 % karbantartás, javítás: 54,3,29,8 % ált. (fix) költségek 11,0,6,1 % Összesen: 182,1,- MFt/év 100,0 % Elérhető bevételek tartós hőhasznosítás mellett [MFt/év]: Villamosenergia értékesítés: 184,1,70,9 % Hőenergia értékesítés: 75,7,29,1 % Összesen: 259,8,- MFt/év 100,0 % Kockázati tényezők: Technológiai kockázatok: tervezettnél alacsonyabb összhatásfok, gáztisztítás magas költsége, elégtelen működése; Villamosenergia értékesítés támogatása. M.E.H. Adatbázisból nyert technológiák főbb mutatói [8] 1.4.2. Biomassza Kiserőmű, Szentes Pirolizáló kemencés technológia Szerves trágya alapanyagra Pvill = 1,58 MW Phő = 2,38 MW Bevezetett tüzelőanyag: 1640,5 kg/sec Hatásfokvill = 42% Névl. pirolízis telj. (hő) = 824 kWth 2 db Beruházási kts.: 2.277 millió Ft Hőhaszn. kazánok: STEAM-MATIC, SM 2 db Fajl. beruh. kts.: 569 M Ft/év Turbina OPRA Optimal 0,66 MW Működési kts.: 600 M Ft/év Gázturbina (radiál) Nvill = 10.701 MWh/év Tisztított pirolízis gáztüzelő a.g.: 2899 kg/h Nhő = 48.384 GJ/év Generátor 1 db LSA 53M/4 p Leroy Somer Élettartam: 25 év 2,285 MVA, 6,3 kV Főtranszformátor: KÖF/KipMinera 2,5 MVA, 22/6,3 kV Tart. tüzelőanyag: földgáz; 800 m3/h nominal real IRR 15,3% 11,4% NPV 1.825 966 Beruh. – működés nominal real IRR 7,1% 3,1% NPV 2.450 846 1.4.3. Pirolitikus erőmű gázturbinával A pirolitikus lebontást nem elsősorban a jó minőségű biomasszaféleséghez, sokkal inkább a nehezen égethető, kellemetlen összetevőket tartalmazó biomasszaféleségek, hulladékok feldolgozásához érdemes használni. A lebontás és az energiatermelés terjedőben lévő formája a forgódobos pirolízis-kemence és pirolízis turbina vagy gázmotor alkalmazása. Ezek a közel-


18

jövő ígéretes technológiái, amelyekkel mindenképpen kell foglalkozni, de jelenleg a tervezők, gyártók által vállalt értékek nem állnak rendelkezésre, illetve a vizsgálat alá venni kívánt rendszer adatai nem közölhetők. Itt azt kell figyelembe venni, hogy a fent említett kellemetlen alapanyagok mennyisége véges, tehát széleskörű elterjedést nem érdemes előre jelezni, más megfogalmazásban ezek a technológiák – jelenleg – túl drágának tűnnek a szokványos bio-tüzelőanyagokhoz. A további munka során fontos lesz tisztázni, hogy mi tartozik a „pirolízis” címszó alá, mert tulajdonképpen mindegyik biomassza elgázosító rendszer pirolitikus. A biogáznak földgázvezetékbe történő betáplálásának feltételei 1.7. sz. táblázat: A tisztított biogáz paramétereire vonatkozó EU ajánlások Paraméter

Wobbe szám

Relatív sűrűség

Teljes kéntartalom

H2S+COS

Merkaptán

CO2

Harmatp.

CH harmatp.

Érték

13,6– 15,8 kWh/m2

0,5550,7

Max. 30 mg/m3

Max. 5 mg/m3

Max. 6 mg/m3

Max. 2,5 mol%

Max. 8oC

Max. 2oC

1.8. sz. táblázat: A tisztított biogáz paramétereire vonatkozó országos előírások Műszaki paraméter Fűtőérték MJ/m3 Wobbe szám MJ/m3 Metán tj% Hidrogén tf% Szénmonoxid tf% Kén mg/m3 Víz mg/m3 Sziloxán mg/m3

A 38,5-46,1 47,9-56,5 >96 4

CH 38,5-47,2 47,9-56,5 >96 5

D 30,2-47,2 46,1-56,5

F 38,5-46,1 38,5-46,1

NL 31,6-38,7 43,5-44,4

5

10

30

30

6 2 30

12 1 45

<10

S 39,6-43,2 45,4-48,6 97 0,5 23 <32

5

A biogáz betáplálás magyar viszonyai [14] Az Európai Bizottság „Megújuló energia útiterv” című közleményét (a háromszor 20% néven ismert intézkedéscsomag) Magyarország is elfogadta, mely értelmében a 2145/2008. (X. 31.) Kormány határozatnak megfelelően („a magyarországi megújuló energiaforrások felhasználásának növelésére vonatkozó 2008–2020 közötti stratégiáról”) hazánk kötelezettséget vállalt a megújuló energiák vonatkozásában a 2007 évi 56 PJ felhasznált mennyiségnek 2020-ig 186,3PJ/év mértékig a teljes energiafogyasztás mintegy 13%-ot kitevő növelésére. A magyarországi biogáz potenciálra számos becslés készült az elmúlt évtizedben. Az értékek sokszor nagyságrendben különböznek egymástól. Az viszont egyértelműen látható, hogy a hazai szakemberek 40–77 PJ körüli értéknek jelenítik meg a tényleges, technológiailag is hasznosítható biogáz mennyiségeket. Ebből a mennyiségből 0,85 PJ-t hasznosítottunk 2007ben az EurObserv'ER Biogas Barometer ide vonatkozó adatai szerint. Ez az érték magában foglalja a közvetlen hőtermelés és a kapcsolt energiatermelés során hasznosított biogáz menynyiségeket is. Ha az így megtermelt biogáz mennyiség teljes egészét a földgázhálózatba táp-


19

lálták volna 2007-ben, akkor az mindössze 0,19%-ot tudott volna kiváltani Magyarország teljes évi földgázfelhasználásából. A Gazdasági és Közlekedési Minisztérium 2007-es munkaanyaga („Magyarország megújuló energiaforrás felhasználás növelésének stratégiája 2007–2020”) két forgatókönyvet tartalmaz a megújuló energiahordozók jövőbeni szerepét illetően. A BAU változat egy gyengébb ütemű, a POLICY forgatókönyv egy erősebb növekedési ütemet jelez előre. A statisztikai adatokból ismeretes, hogy Magyarország összes belföldi földgáz felhasználása a 2005. évi csúcs után mérséklődni látszik. Ez a csökkenési ütem elsősorban a kedvezőbb időjárás, valamint a gazdaság és az ipar fejlődésének visszaszorulásával magyarázható. Az elmúlt 15 év fogyasztási adatai, és a jelenlegi gazdasági recesszió mellett nem valószínűsíthető az ország földgázfogyasztásának jelentős növekedése 2020-ig. A fogyasztásban döntő szerepet játszik az időjárás is, azonban az eddigi legnagyobb csúcsnapi fogyasztást figyelembe véve (91,66 Mm3), a csökkenő földgázfogyasztási volumen mellett nem valószínű annak jelentős mértékű növekedése. Mind ez azt jelenti, hogy éves szinten nem valószínűsíthető egy 500– 520 PJ (15,0–15,4 milliárd m3) éves földgázfogyasztás, illetve a 92–95 millió m3 csúcsnapi fogyasztás túllépése az elkövetkező években. 1.9. sz. táblázat: A földgázrendszerbe betáplálható biogáz mennyiségek BAU forgatókönyv Hasznosítható biogáz mennyiség Az éves belföldi földgázfelhasználás százaléka POLICY forgatókönyv Hasznosítható biogáz mennyiség Az éves belföldi földgázfelhasználás százaléka

2005

2010

2015

2020

PJ %

0,30 0,057

2,06 0,396

4,34 0,835

6,75 1,298

PJ %

0,30 0,057

3,90 0,750

9,06 1,742

12,57 2,417

Forrás: GKM: „Magyarország megújuló energiaforrás felhasználás növelésének stratégiája 2007–2020.” Bp. 2007

Az adatokból látható, hogy a 2005-ben termelt teljes hazai biogáz mennyiség sem lett volna képes 57 ezred százaléknál nagyobb mértékben kiváltani a hazai éves földgázszükségletet. A kedvezőbb forgatókönyv értelmében az ország 2,5% körüli mértékben fog biogázt betáplálni a földgázrendszerbe 2020-ban. A számok alapján nyilvánvaló, hogy a magyar energia-szektor földgáz függőségét a biogáz önmagában nem képes jelentős mértékben enyhíteni. Más oldalról vizsgálva azonban a becsülten évi 200-350 millió m3 földgázimport kiváltása nemzetgazdaságilag is jelentős tétel. További potenciális értéket jelent a lokális rendelkezésre állás lehetősége, ami az adott térségben mind környezetvédelmi, mind estleges korlátozások esetén ellátásbiztonsági előnyt képvisel. Alkalmazásának terjesztése összhangban van Uniós kötelezettségeinkkel is. Ennek fontos eleme a földgáz hálózatba történő betáplálásra alkalmas minőségű biogáz előállítása. A folyamat műszaki háttere lényegében rendelkezésre áll. A fentiekben is említett számos külföldi példa szolgál pozitív bizonyítékul. A megvalósítást és a technológia terjedését akadályozó korlátok inkább a törvényi ás financiális feltételek hiányában keresendők. Eszerint a hálózatba táplált zöld gáz ugyanúgy támogatást igényel, minta zöld áram. Ennek hiányában vonzóbb lesz a nyers biogáz közvetlen eltüzelésével elektromos áramot fejleszteni. Szükség van a partnerek kötelezettségeit egyértelműen megfogalmazó jogi háttérre a teljes biogáz betáplálási lánc megfelelő működtetése céljából.


20

Hiányoznak vagy hiányosak az injektálásra alkalmas dúsított biogáz műszaki követelményei mind a gáz minőségére, mind a betáplálási folyamat ellenőrzésére vonatkozóan. Általánosságban: olyan törvényi szabályozási és támogatási rendszerre van szükség, amely egyértelművé teszi a potenciális vállalkozók számára, hogy a biogáz előállítás (és dúsítás) – kiemelten a kommunális, mezőgazdasági és ipari hulladék alapanyag esetében – összhangban áll az országos energiastratégiai és környezetvédelmi célkitűzésekkel.

Javaslatok [14] „A biogáz felhasználás növelési esélyeinek elemzése során megformálást nyert néhány javaslat, amelyek figyelembevétele segíti a folyamat gyorsulását, a fenti akadályozó tényezők hatásának érvényre jutását. Ezek alapvetően a hazai viszonyokból következően kerültek megfogalmazásra, de a REDUBAR projektben közreműködő konzorciumi partnerek is hasonló jellegű intézkedéseket tartanak célszerűnek a biogáz hálózati betáplálási folyamatának megvalósítása, részarányának növelést érdekében. Törvényi szinten kell garantálni, hogy a minőségi előírásoknak megfelelő biometánt földgáz rendszerbe történő betáplálás céljából alacsonyabb szintű jogszabályokban rögzített földgázpiaci engedélyes(ek)nek kötelezően át kell vinni a biometán termelőtől vagy a biometán kereskedőtől. Szakminiszteri rendeletben kell előírni a biometán átvételének keretfeltételeit. A biometán átvételének és földgáz rendszerbe történő betáplálásának részletes szabályozását az érdekelt piaci engedélyeseknek konszenzus alapján kell kidolgozniuk vagy kidolgoztatniuk. A konszenzus alapján kimunkált részletes szabályozást a földgázpiacot felügyelő független hatóságnak az érdekeltekre nézve kötelező határozattal kell hatályba léptetnie, és az Üzleti és Kereskedelmi Szabályzatba („Notwork Code”) foglalva minden piaci szereplő számára hozzáférhetővé tenni. A földgáz rendszert üzemeltető engedélyesnek jogosultságot kell biztosítani a biometán átvételének indokolt esetekben történő megtagadására. A viszonylag kevés tapasztalat miatt a földgáz rendszerbe betáplálásra kerülő biometánnal szemben megalapozott mértékben a földgáznál szigorúbb szabályozás is indokolt. A biometán földgáz rendszerbe történő betáplálásával kapcsolatos műszaki – biztonsági szabályozásnak elsődlegesen a földgázra vonatkozó, hatályos előírásokat kell követni, és a követelmények a földgázzal szembeni követelményeknél enyhébbek nem lehetnek. A biometán betáplálására létesítendő berendezésekkel, egységekkel szembeni anyag, gyártási, minőségi, vizsgálati és bizonylatolási követelményeknek a földgáziparban alkalmazott hasonló berendezésekkel, egységekkel szembeni követelményekkel azonosnak kell lenni. Közvetlenül a betáplálási pont előtt a biometán minőségét folyamatosan mérni és regisztrálni kell, és a mérési adatokat on-line módon elérhetővé kell tenni a folyamatban érdekeltek számára. A mérési eljárást, és annak minden részletét az érdekelt felek közötti szerződésekben egyértelműen rögzíteni kell.”


21

1.5. HULLADÉKGAZDÁLKODÁS – SZERVES HULLADÉKHASZNOSÍTÓ TECHNOLÓGIÁK [9]-[22] A hulladékhasznosítás célja: a nyersanyagokkal és az energiaforrásokkal való takarékoskodás, a környezet szennyezésének (talaj, víz, levegő) csökkentése, az üvegházhatású gázok (CO, CO2, NOx, CH4, SF6 stb.) kibocsátásának mérséklése. A biomassza hulladékok hasznosítására: az égetéses, a magas hőmérsékletű elgázosításos és a pirolízist alkalmazó (a 1.1.–1.4. fejezetekben bemutatott) technológiák alkalmasak. Ezen kívül külön kell foglalkozni a települési és regionális hulladékokból kinyerhető energiákkal (depóniagáz, szennyvíziszapból nyerhető biogáz), a komplex hulladékkezelési (újrahasznosítási) és hulladékfeldolgozási technológiákkal. A hasznosítható hulladékok energiatartalma óriási (amely hulladékmennyiséggel, ártalmatlanításával egyébként is foglalkozni kell). Az Európai Unió 27 tagállamának összlakossága mintegy: 500 millió fő. Az egy főre jutó hulladékmennyiség: 512 kg/fő/év. A tagállamokban évente keletkező települési szilárd hulladék mennyisége mintegy 260 millió tonna/év. Ez a fajlagos mennyiség a gazdasági növekedés arányában még mindig növekedik. A települések szilárd hulladékvolumenének (TSZH) több mint 20%-át a szerves hulladékok teszik ki. A keletkező TSZH több mint 4%-át (106 millió t/év mennyiséget) még mindig lerakással ártalmatlanítják. [16] A lerakással ártalmatlanított 106 millió tonna/év hulladékból évente széndioxid (CO2) egyenértékben kifejezve mintegy 100 Mt üvegházhatású gáz keletkezik. A 106 Mt/év hulladék energiatartalma: 850 millió GJ, azaz 850 PJ. Ez az energiatartalom 20 millió tonna olajegyenértéknek felel meg. –*– Magyarországon a keletkező kommunális hulladékoknak, csak töredékét hasznosítják (max. 20%-át). 1.5.1. A nagyobb körzetek depóniagáz-termelése hagyományos – nem regionális lerakótelepekről nyerhető depóniagázzal működtetett gázmotoros technológiával elérheti a 14,0 MW villamos és 18,0 MW hőenergia kapacitást, egy korábbi (lásd az 1.10. sz. táblázatot) prognózis szerint (BME-NKP Progr. 3/018/2001). [16] 1.10. sz. táblázat: Nagyobb körzetek hulladékhasznosítási prognózisa* Hulladéklerakó

Lerakott Áltagos Áltagos mennyiség hulladék depóniagáz [ezer m3] [ezer t] [m3/nap] 1993 előtt megnyitott 23198 19718 162068 Jelenlegi és tervezett 5050 4207 34582 Összesen 28248 23925 196650 * A komplex hulladékhasznosítás térségei ide nem vonatkoznak

Átlagos villamos telj. [kW] 11787 2515 14302

Átlagos hőtelj. [kW] 15155 3233 18388

A depóniagáz kivonására alkalmazott technológiák: egyedi kapacitásuk igen különböző, nem általánosíthatók A depóniagáz gázmotoros hasznosítási technológia: Egy komplex termelő-hasznosító rendszer létesítési költsége: a költségek nagy szórást mutatnak, nem tekinthetők mintaértékűnek Üzemeltetési költségek: Élettartambecslés: Munkahely-teremtési adottságok: Gazdasági számításokhoz igényelt indikátorok: Kockázati tényezők:


22

1.5.2. A szennyvíziszapból nyerhető biogáz A fermentáció során keletkező metángáz termelés különböző hatásfokkal hasznosítható a szennyvíz tisztítói telepi technológiától, a biogáz tisztításából. A lebomló szerves anyag ismeretében becsülhető a fejlődő biogáz mennyisége. A fajlagos biogáz, 1 kg szerves anyagra vonatkozóan 0,31–0,74 m3 között változhat (átlagosan: 0,5 m3 biogáz/kg szerves anyag). Az országos felmérés szerint, Magyarország nagyobb városainak szennyvíztisztító telepein termelhető villamos és hőenergia termelő kapacitás (lásd az 1.11. sz. táblázatot) összesen: közel 10,0 MW villamos és 27,0 MW hőteljesítményt tesz ki. 1.11. sz. táblázat: Szennyvíztisztító telepeken keletkező biogáz potenciál (2003) villamos energia és tüzelőhő kapacitása Magyarországon Városok Kecskemét Pécs Békéscsaba Miskolc Szeged Székesfehérvár Győr Sopron Debrecen Szolnok Nyíregyháza Budapest Összesen [MW]

Tüzelőhő-teljesítmény [kWt] 514 581 419 782 1453 650 1126 455 1396 685 468 18454 26,983

Villamos teljesítmény [kWe] 180 203 147 274 509 227 394 159 489 240 164 6459 9,446 MWe

A szennyvíztelepeken keletkező iszap rothasztásának, és így a biogáztermelésnek is gazdaságossági feltételei vannak. Ezek közül a legfontosabb az üzemnagyság. Elemzések és tapasztalatok azt mutatják, hogy gazdaságos az alsó teljesítményhatár 350 kWe. a) Az Észak-pesti, napi 200 ezer m3 kapacitású szennyvíztisztító-telepi biogáz hasznosító technológia [22] leírása: Egy komplex termelő-hasznosító rendszer létesítési költsége: 2.200 millió Ft Üzemeltetési költségek: 125 millió Ft Élettartambecslés: 25 év Munkahely-teremtési adottságok: állandó fogl. 12 fő Szennyvíziszap-volumen: 100 ezer m3/év Technológiája: anaerob fermentáció A 2 db rothasztó tornyok táplálása 6%-os sűrített iszaptartályból történik Az iszapkezelő kapacitása 72 t iszap szárazanyag/nap. A rothasztóban a mezofil technológia szerint 35oC a hőmérséklet. A szerves anyagok lebontási hatásfoka 50% feletti. A kirothasztott iszap egy 1500 m3-es tárolótartályba jut, amely egy 1000 m3/óra kapacitású biofilterhez csatlakozik. A tornyokból elvezetett biogázt egy kavicsszűrőn tisztítják, majd vizes-biológiai eljárással kéntelenítik, majd egy 2500 m3 térfogató tárolóba kerül, ahol a nyomását megemelik, majd kerámiaszűrőn tisztítják.


23

A keletkező gázt 2 db 1350 kW-os kazánban elégetik. A tömberőmű teljesítménye Pvill = 0,835 MW, Phő = 0,997 MW, a termelt vill. energia N = 20.000 kW/nap. b) MEH adatbázisból nyert technológia és főbb mutatói Budapest Központi Szennyvíztisztító telep biogázmotoros kiserőműve 3 db Jeubacher tip. gázmotoros technológia 3 db generátor Stanford típusú Kazánok: Unimat 4T-LT8 tip. 2,5 MWth Főtranszformátor: 1,6 MVA 11/0,42 kV A kiserőmű vill. teljesítménye Pvill = 1,415 MW, Phő = 1,451 MW A rendszer hatásfoka = 84,3% Termelési adatok Nvill = 10.834 MWh/év, Nhő = 39.000 GJ/év Beruházási költsége: 627 millió Ft Élettartam: 25 év Fajlagos beruházási költség: 148 millió Ft/MW Működési költség: 24,4 millió Ft


24

1.5.3. Komplex hulladékhasznosítás. Regionális hasznosító művi kapacitások Az EU normák megkövetelik a települési hulladék szakszerű ártalmatlanítását, amelynek megvalósításához regionális megoldások indokoltak. Az Országos Hulladékgazdálkodási Törvényben (OHT) szereplő előírások és javaslatok figyelembevételével különböző régiókat alakítottak ki (lásd az 1.12. sz. táblázatot). A hulladék mennyisége 100%-os hulladékgyűjtési aránnyal számolható, a jövőre nézve ez elérendő cél. A kialakult 19, e célra nevesített „régió”-ba a különböző lakónépességgel és intézményekkel arányosan különböző hulladékvolumenek keletkeznek, amelyekre különböző kapacitású, komplex hasznosító-művek szükségesek. Bizonyos területi összevonással ezek 7 csoportba tömöríthetők területileg (lásd az 1.13. sz. táblázatot). Mindezek számított villamos teljesítménye összességében: közel 12 MW villamos teljesítményt tesz ki a javasolt technológiák megépítése után. 1.12. sz. táblázat: A komplex hulladékhasznosításra előírt, ill. javasolt régiók országos felmérésének összesítője Régiót tartalmazó kistérségek Pécsi+Pécsváradi+Komló (1/2) +Siklósi+Szigetvár (1/2) Szekszárd+Bátaszék(1/2)+Bonyhádi+Mohács(1/2)+Baja(1/3) Szombathelyi+Csepregi+Körmendi+Sárvári+Vasvári+Kőszegi Győri+Csornai+Tét+Pannonhalmi+Mosonmagyaróvár(1/2) Székesfehérvári+Gárdonyi+Móri+Várpalotai Veszprémi+Balatonalmádi+Balatonfüredi+Zirci+Ajka(1/2) Tatabányai+Bicskei+Tatai+Komáromi+Oroszlányi Pilisvörösvári+Dorogi+Esztergomi+Szentendrei Szegedi+Makói+Hódmezővásárhely(1/2)+Mórahalmi+Kisteleki Békéscsabai+Sarkadi+Orosháza(1/2) Ceglédi+Kecskemét(1/3)+Szolnok(1/2)+Nagykáta(1/3)+Monor(1/2) Hatvani+Gyöngyösi+Jászberény(1/2)+Aszódi+Pásztó(1/2) Debreceni+Hajdúböszörményi+Balmazújvárosi+Hajdúszoboszlói+ Berettyóújfalu(1/3) Miskolci+Szikszói+Kazincbarcika(1/2)+Edelény(1/2)+Szerencs(1/2)+ Tiszaújváros(1/2) Füzesabonyi+Egri+Hevesi+Mezőkövesdi+Tiszafüred(1/2) Nyíregyházai+Nagykállói+Tiszavasvári Mátészalkai+Vásárosnaményi+Fehérgyarmati+Csengeri+ Nyírbátori(1/2)+Baktalórántháza(1/2) Észak-Budapest (I, II, III, IV, V, VI, VII, XII, XIV, XV, XVI)+Dunakeszi+Gödöllői+Váci Dél-Budapest (VIII, IX, X, XI, XIII, XVII, XVIII, XIX, XX, XXI, XXII, XXIII)+Budaörsi+Gyáli

Hulladék mennyiség [t/év] 109313 65455 78480 103457 94228 73859 83507 86109 123154 85991 144347 88939 159009

Lakónépesség [fő] 303647 181820 218001 287383 261745 205164 231966 239192 342095 238865 400964 247053 441694

152360

423222

87437 99055 71640

242883 275154 199000

394497

1095825

417901

1160838


25

1.13. sz. táblázat: Az ország tervezett komplex hulladékhasznosító műveinek becsült kapacitása Bemenő hőteljesítmény [kWt] 400-1000 1000-1500 1500-2000 2000-2500 2500-3000 3000-3500 3500Összesen

Telepek száma [db] 4 8 2 0 1 1 3 19

Összes villamos teljesítmény az adott csoportban [kWe] 697 3297 1219 0 1016 1067 4420 11716

Az ártalmatlanítás jellemző formája jelenleg a lerakás (83%). Kiforrott hulladékártalmatlanítási eljárás a települési szilárd hulladék tömegében való égetése, melynek hátránya: a viszonylag kis energetikai hatásfoka, az erősen változó hulladék-összetételből adódó üzemviteli problémák, valamint az egyéb biológiai vagy másodnyersanyag visszanyerési technológiák teljes hiánya. Az országban a legnagyobb települési hulladék-égetőmű Rákospalotán működik, amely évi 360 ezer tonna települési hulladékot ártalmatlanít, 24 MW beépített villamosenergia átalakító kapacitással rendelkezik, de megújuló energiának az itt termelt energia csak azóta tekinthető, mióta megvalósították a kazánrekonstrukciót és a füstgáz tisztító berendezés cseréjét. A vizsgált időszakban, a meglévő budapesti, hulladékégetőművel azonos technológiájú, de mintegy 1/3-dal teljesítményű égetőmű válik szükségessé az ország 3 különböző régiójában. Egy regionális komplex hulladékhaszn. mű techn. leírása: Pvill = 7,0 MW, Phő = 15,0 MW Becsült létesítési költsége: 12.000 millió Ft, rendszer hatásfok: 78% Üzemeltetési költsége: 350 millió Ft/év Élettartambecslés: 25 év Munkahely-teremtési adottságok: a belső működtetésre mintegy 40 fő, a rendszer külső (száll.) hálózati-szolgáltató rendszer részére 80–100 fő Fajlagos létesítési költségek: 1.714 MFt/MW Villamos energia termelés: Nvill = 42.000 MWh/év Hőenergia-termelés: Nhő = 162.000 GJ/év


26

1.5.4. Hulladékégető művi hazai adottságok A Hulladékhasznosító Mű főbb jellemzői a korszerűsítés előtt és után: 1.14. sz. táblázat Éves égetési teljesítmény Kazánok száma Égetési teljesítmény kazánonként Gőzteljesítmény kazánonként Tüzelőberendezés

Korszerűsítés előtt 350 000 t/év 4 15 t/h 40 t/h hengerrostély

Gőzparaméterek Kazánkonstrukció Kazánhatásfok Füstgáztisztítás Maradékanyag-kezelés

40 bar, 400oC háromhuzamú kazán kb. 73% elektrofilter salak-pernye együtt

Hulladékvas-kinyerés Kéménymagasság Kéményen távozó füstgáz hőmérséklete Turbina-generátor teljesítménye

salakból elektromágnessel 120 m 260oC

Korszerűsítés után 4200 000 t/év 4 15 t/h 40 t/h hengerrostély (legújabb konstrukció) 40 bar, 405oC négyhuzamú kazán 81–82% félszáraz eljárás falak, pernye és egyéb füstgáztisztítási maradék elkülönítve salakból elektromágnessel 120 m 130oC

24 MW

24 MW

Összehasonlítva a hagyományos erőművek (szén, olaj és gáztüzelésű), CO2 kibocsátását a hulladékégető erőművekével, az utóbbiak jóval kedvezőbb volument tesznek ki. Egyedül a gáztüzelésű erőmű jobb, mint a csak villamos energiát termelő hulladékégető erőmű (Európában az utóbbiak kisebbségben vannak). A hulladékégető erőművek többsége hőenergiát, vagy kombináltan hő- és villamos energiát állít elő és azt a gáztüzelésű erőműveknél hatékonyabban teszi. Az összes hulladékégető erőművel (beleértve a csak villamos energiát termelőket) összehasonlítva a szén- és olajtüzelésű erőműveket, az előzőek kevesebb fosszilis eredetű CO2 engednek ki. FOGLALKOZTATÁS, MUNKAHELY-TEREMTÉS A települések üzemeltetésével kapcsolatosan (a 23 megyei jogú városban a 251 városban és a 2871 községben) az alapellátást (ivóvíz, szennyvíz-kezelés, hulladékkezelést, közterületek fenntartása) kell biztosítani. Hulladékgazdálkodással országosan min. 20 ezer fő foglalkozik = munkahely-teremtő új ágazatként kezelendő, ha megvalósulnak a vázolt települési és regionális hasznosító művi technológiák. 1.5.5. Hulladékhasznosító javasolt innovatív technológiák, modellértékű projektek Ismeretes az a magyar szabadalom (az „Év találmánya és Feltalálói 2008 Díjat nyert koncepció és technológia) „Hulladék alapú városi energiaellátás” megnevezéssel [18], amely a hagyományos hulladékégető-művekkel szemben, a hulladékból és a melléktermékekből szintézisgázt állít elő, amelyből az igényektől függően, kapcsolt hő- és villamos energia vagy folyékony üzemanyag: metilalkohol állítható elő (Eco-Methanol).


27

A feltalálók szerint a technológia már néhány 10 000 tonna/év feldolgozói kapacitás elérésével gazdaságosnak minősíthető, amely technológiát célszerű minden 100.000 lakos nagyságrendű gyűjtőkörzetben megvalósítani. A tervezett rendszerbe betáplálnak valamennyi települési-térségi hulladékféleségek gyűjtött volumenei, amelyből az Eco-Methanol kinyerhető és különböző energetikai célokra hasznosítható egy integrált rendszeren belül (lásd az 1.6. sz. ábrát). Kiemelhető előnye még, hogy a nyert megújuló üzemanyag tárolható (üzemanyagcellás technológiával), ill. részt vállalhat a megújuló energiahordozói bázison termelt hidrogén előállításában.

Forrás: Bio-Genezis Környezetvéd. Kft. Barta István és Dr. habil Raisz Iván: „Hulladékra alapozott városi energiaellátás” előadása

1.6. sz. ábra: Települési integrált hulladékhasznosítási innovatív (szabadalmazott) rendszer JAVASLAT A tervezett 10.000 tonna/év feldolgozói kapacitású technológiát célszerű: a 2010–2015 évi rövid távú időszakban kísérleti referenciaprojektként indítani az ország kiválasztott 3 körzetében, majd ezek megvalósulása, tapasztalatai alapján: a 2015–2020-ig terjedő időszakban további 7 körzetben létrehozni, mint hazai kifejlesztett, szabványosított rendszert. A tervezett létesítmény által termelhető villamos energia nagysága: hőenergia nagysága: vagy bioüzemanyag volumen, ill. energiatartalma: Létesítési költsége: Üzemvitel becsült költsége: Élettartam-becslés: Munkahely-teremtési adottságok: Klímaváltozásra gyakorolt hatások: Gazdaságossági számításokhoz igényelt indikátorok: Kockázati tényezők:

… MWh/év … MWh/év … GJ

az innovatív technológiák bevonása feletti döntés a kutatás II. fázisában történik, egyedi válogatással


28

Plazmaenergiás pirolízis (PEPS)* elvén működő veszélyes hulladék-ártalmatlanító és újrahasznosító művek [19] technológiája Az American High Technology Center Inc. és a Vanguard Research Inc. által forgalmazott technológia olyan korszerű hulladék újrahasznosítási eljárást képvisel, amelynek végterméke: az újrahasznosítható fémek, hő- és villamos energia, vagy alkohol, benzin stb. termelésre alkalmas gáz és üvegsalak, káros végtermék nélkül. Az eljárás nem jár égetéssel, oxidálással, nincs füstje, kéménye, károsanyag kibocsátása.

1.7. sz. ábra: A plazmaenergiás pirolízis rendszer sémája A tervezett létesítmény feldolgozásai kapacitása: A PEPS technológiával termelhető villamos energia nagysága: hőenergia nagysága: vagy a biogáz volumene, energiatartalma: A létesítési költsége: Üzemvitel becsült költsége: Élettartam-becslés: Munkahely-teremtési adottságok: Klímaváltozásra gyakorolt hatások: *

40 ezer tonna/év

9-10 milliárd HUF 2 milliárd HUF 25 év 50 fő

A Vanguard Inc. bejegyzett védjegye


29

Gazdaságossági számításokhoz igényelt indikátorok: Kockázati tényezők: Megtérülési idő:

2-4 év

A nemzeti Cselekvési Terv keretében célszerű a 2015–2020 közötti időszakban 1 – max. 2 helyen kísérleti referenciaprojekt szintű bevezetése ennek az innovatív technológiának. A beruházás jövedelemtermelő képessége A működő üzemek tapasztalatai alapján ez a technológia nagy nyereséggel üzemeltethető. Az alábbi ábrán látható, hogy milyen bevételi forrásokkal rendelkezik egy üzem, abban az esetben, ha metanolt vagy etanolt termel.

1.8. sz. ábra: Bevételi források *

*

*

Az előzőekben vázolt két innovatív energetikailag hulladékhasznosító-átalakító technológia rövid távon, legfeljebb egy-egy referenciaprojektként kerülhet be a javasolt megújuló energiaátalakító-hasznosító szerkezetek valamelyik változatába, hogy bevezetésük elkezdődhessék, mintául szolgáljon a továbbiakban.


30

1.6. TÜZELŐANYAGCELLA TECHNOLÓGIÁK BIOMETÁN HASZNOSÍTÁSSAL VILLAMOS ÉS HŐENERGIA TERMELÉSRE, TÁROLÁSRA [21]–[27] A hidrogén, mint kiemelkedő fontosságú szekunder energiahordozó már jó ideje ismert és alkalmazott, kedvező energiatermelési, energiaalkalmazási, tárolási stb. technológiái miatt igen népszerű elismertséget vívott ki azzal, hogy a jövő egyik leginkább környezetbarát, károsanyag-kibocsátás mentes hasznosítási móddal bír, mégis széleskörű elterjedése inkább a vizsgált időszak második felétől várható (2013–15-től) Magyarországon. Egy közelmúltban elkészült kutatás [21][23] és korábbi megalapozó háttértanulmányok [22][25][26][27] összefoglalói igazolják, milyen sokféle alkalmazási technológiái ismeretesek a hidrogénnek (lásd az 1.9. sz. ábrát), amelyek közül referenciaprojekt szinten jelen munkában csak a tüzelőanyagcellás technológiákat és a járművek üzemanyagaként használt alkalmazási módjait célszerű felvenni a stratégiai cselekvési programtervezetbe.

1.9. sz. ábra: Hidrogén energiahordozó alkalmazásának ismert technológiái [21] 1.6.1. A tüzelőanyagcellák közül az alacsony hőmérsékleten működő DMFC direkt metanol rendszerű technológia részesíthető előnyben (nafion elektrolitos oldattal). A direkt metanol tüzelőanyag-cella, azaz a DMFC primer tüzelőanyaga metanol vizes oldata. Az anód oldali katalitikus folyamat során szén-dioxid, proton és elektron keletkezik. Perspektivikus előnye abban rejlik, hogy a metanolból közvetlenül képes protont és elektront előállítani, tehát külön reformer folyamatra nincs szükség, továbbá az elvileg elérhető villamos hatásfoka 97%. MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

31

A DMFC-k alkalmazási területei: gépjármű-ipar, hordozható egységek, tartalékforrások. jelenlegi piaci állapot: fejlesztés alatt, pilot projektek, egyes teljesítménytartományokban már kereskedelmi forgalomban is kapható. A meghatározó berendezés gyártók: Smart Fuel Cell, Németország; Toshiba, Japán; Motorola, USA. A tüzelőanyag-cella technológiák elterjedésének egyik fő területe a járműipar. A kőolajszármazékok legnagyobb felhasználói a közlekedésben résztvevő járművek, melyek egyben a legnagyobb káros anyag kibocsátók egyikének számítanak. A fejlesztésekben örvendetesen egyre nagyobb hányadot képviselnek az elektromos meghajtású járművek. Ugyan jelenleg még az akkumulátoros energiaellátás az általános, de szinte minden járműgyártó cégnek futnak már a tüzelőanyag-cella hajtással üzemelő prototípusai, ezek: kerékpárok, mopedek, üzemi szállítójárművek, targoncák, kommunális takarítógépek, kórházi kiszolgáló robotok személyautók, autóbuszok, hajók, stb. A járműépítésben a tüzelőanyag-cella technológia igen nagy előnye az elektromos hajtás egyszerű szabályozhatósága, a fékezési energia visszanyerése, a kiemelkedően jó hatásfok, a sebességváltómű elhagyása és a káros kipufogógázok elmaradása. Az üzemanyagköltségek a hagyományoshoz képest ma még csaknem kétszeresek, viszont már folyamatos az árak csökkenése. 1.6.2. A hazai gyártás helyzete a) A tüzelőanyag-cellák vizsgálatával az ELTE-n két kutatási egység foglakozik: Alkalmazott Analízis és Számítástechnikai Tsz Elektrokémiai és Elektroanalitikai Laboratórium A kutatócsoportok a tüzelőanyag-cella rendszerek nemlineáris csatolásainak a felderítésére jött létre, amely új mérés- és vezérléstechnika kifejlesztését is igényli. A csoport rendelkezik az üzemanyagcella vizsgálatokhoz szükséges berendezésekkel, illetve az elektrokémiai folyamatok jobb megértését lehetővé tevő vizsgáló berendezésekkel, mint Elektrokémiai Impedancia Spektroszkóp stb. A kifejlesztendő mérési és szabályozási eljárás, az üzemanyagcellák nemlineáris viselkedésének és szabályozásának megértése pedig hasonló tartalékokkal rendelkezik, mint a katalizátorkutatások. Ez a terület mély matematikai, elektrokémiai, és informatikai ismereteket igényel, amelyben hazánk és a kutatócsoportok is versenyképesek lehetnek az egyébként rendkívül kiélezett versenyben. A kutatócsoportok ez évben is jelentős sikereket értek el az alternatív energiákkal hajtott járművek Győrben rendezett Széchenyi futamán Hy Go elnevezésű hidrogénhajtású tüzelőanyag-cella járművével. b) A KONTAKT-Elektro Kft 2006 évben kezdte meg az alacsony hőmérsékletű PEMFC berendezéseinek fejlesztését, azzal a céllal, hogy a fejlesztési munkák befejeztével egy önálló gyártmánycsalád saját gyártását indíthassa el. Az első saját fejlesztésű 100 W teljesítményű hidrogénüzemű berendezés prototípusa 2008 évben elkészült. Jelenleg a 300-500-1000W teljesítményű berendezések fejlesztése folyik különféle felhasználási területekre. A célterület: elsősorban a szünetmentes tápegységek, másodsorban a mobil-járműipari alkalmazások. A fejlesztések fontosabb területei: A stack hatásfokának, élettartamának növelése, súlyának, költségének csökkentése. A berendezések biztonságos üzemvitelének, a megbízhatóság növelése, komponenseinek optimalizálása. Az üzemvitelhez szükséges saját energiafelhasználás csökkentése. A hidrogéntárolás és lefejtés biztonságos, korszerű és gazdaságos megoldásai. A cég ez elmúlt években széleskörű nemzetközi kapcsolatokat épített ki: TU Ulm, ZSW, TU Graz, TU Tokyo, Heliocentris GmbH, Ballard, BASF, Palcan, Horizon, P-21 GmbH, ProtonMotor GmbH cégekkel


32

c) Bogányi és Fia Kft az MCFC rendszerű tüzelőanyag-cellás fejlesztések rendszerintegrációs feladatainak megoldásával foglalkozik. d) Tüzelőanyag-cellák a kommunikációs hálózatban: Magyarországon 2008 novemberében üzembe helyezett rendszerben az Altergy Co. által szállított 5 kW teljesítményű, hidrogénnel üzemelő PEM-típusú tüzelőanyag-cella épült be, amely a szünetmentes tápellátást hivatott biztosítani az adott bázisállomáson. Ez a megoldás európai mércével mérve is élenjáró, csak néhány hasonló kísérlet volt ezt megelőzően. A PEM-cellát 2 db hidrogénpalack szolgálja ki, a csere egyszerűen megoldható. A palackokból a hidrogén egymást követően fogy, az átkapcsolás az első kiürülésekor következik be, ekkor a felügyeletre jelzés érkezik a csere szükségességére. e) Az MTA Kémiai Kutatóközpont Nanokémiai és Katalízis Intézete a spanyolországi Instituto de Catalisis y Petroleoquımica, CSIC intézettel közös kutatásban direkt etanol és metanol tüzelőanyag-cellákhoz fejleszt SnPt ötvözet elektro-katalizátorokat az anód számára. Az alapkutatási eredmények biztatóak; a siker elsősorban az újszerű előállítási módszer alkalmazásának köszönhető. Az ón-organikus vegyületeket irányított felületi reakcióval viszik fel a Pt felületére. A felületi komplexek szabályozott körülmények közötti bomlása speciális SnPt ötvözetek kialakulását eredményezi, amelyek stabilitása és aktivitása messze meghaladja a hagyományos módszerekkel előállított SnPt ötvözetekét. Várható, hogy a közeljövőben az MTA Izotópkutató Intézete is csatlakozik az elektro-katalizátorok kutatásához. 1.6.3. Létesítési költségek A tüzelőanyag-cellás berendezések létesítési költsége ma még, a típustól függően akár nagyságrenddel is nagyobb, mint a gázmotorok és kombinált gáz/gőzerőművek fajlagos beruházási költsége. A jelenlegi helyzet összehasonlítását a fejlesztési célokkal az 1.15. sz. sz. táblázat mutatja. A fejlesztéseknek az élettartam növelése és a költségcsökkentés mellett a méreg (CO és kénoxidok) tűrő képességet is javítani kell, valamint a háztartási alkalmazásokhoz méretcsökkentésre is szükség van a jövőben. 1.15. sz. táblázat: Státusz és célértékek a tüzelőanyag-cellák egyes típusaira1

Ipari

Háztartási

PEM Státusz Cél Cella oszlop élettartam [h] Villamos hatásfok [%] Beruházási költség [€/kWel] Cella oszlop élettartam [h] Villamos hatásfok [%] Beruházási költség [€/kWel]

PAFC Státusz Cél

MCFC Státusz Cél

SOFC Státusz Cél

>5000

40000

12000

40000

27-31

>33-35

25-30

>30

1250

1250

20000

40000

30000

40000

20000

40000

35

40

47

50

46

50

2500

4000

6670

1250

11000

1250

1

Dr. M. Blesl, M. Ohl, T. Leipnitz: Current Status and Demand of Development of Stationary Fuel Cell Systems, VGB PowerTech 4/2008. S. 55-58


33

1.6.4. Szél és naperőművek áramtermelésével kombinált hidrogéntárolás [24][25][27] A szélerőművek növekvő részaránya miatt a villamos hálózat irányításában egyre nagyobb mértékben kell figyelembe venni a szélenergia változó szerepét. Gyakran gondot jelent a rendszerirányításban a szélenergia gyakori túlkínálata éppen úgy, mint a szélhiány esetén lévő tartalékok mozgósítása. A hidrogén jó tárolási lehetőséget teremt a szélerőművek hálózat szempontjából nem kívánatos időszakban termelt energiája részére. Nem szabad viszont elfelejteni, hogy a kétszeri energia-átalakítás összhatásfoka csak 32-35% körül van. A hidrogén, mint közbenső szélerőműves villamos energia tároló, közvetlenül a szélerőműparkhoz csatlakoztatható (lásd az 1.10. sz. ábrát).

szélenergia szélenergia

villamos hálózat villamos hálózat

szélszélelőrejelzés előrejelzés

vezérlés, vezérlés, szabályozás szabályozás

elektrolízis elektrolízis

hidrogéntárolás hidrogéntárolás

e

l ő

r

e

j e

l z

é

s

fogyasztók fogyasztók

terhelés terhelés előrejelzés előrejelzés

e

l ő

r

e

j e

l z

é

s

tüzelőanyag tüzelőanyag elemek elemek

Forrás: Stróbl A.

1.10. ábra: A hidrogénnel kiegészített szélerőmű-rendszer irányítása [27] Ebben az összeállításban akár a csúcsidei vagy a szabályozási energiaigények is fedezhetők, ugyanakkor a szállítási és átalakítási veszteségek mérsékelhetők. A tárolással a két szekunder energiahordozó: a villamos energia és a hidrogén két külön piachoz illeszthető, maximális áron kínálható, miközben a károsanyag-kibocsátások elkerülhetők. Az egész rendszer együttműködése optimálható.2 Hidrogén üzemanyag előállítási példa szélenergia rendszerrel Hazai kezdeményezéssel készült 9 meglévő kisebb szélerőművek kooperációs javaslata [23], amelyek összes villamos teljesítménye: 30,0 MW, s amelyhez összességében 16 MW kapacitású elektrolízis alapú vízbontót rendeltek. Ez a vízbontó rendszer folyamatosan 87 000Nm3 hidrogént képes naponta megtermelni. Eredménymutatók: 1 kg hidrogén előállításához 52 kWh vill.teljesítmény szükséges. A vázolt rendszer 193–320 db busz üzemeltetésére elegendő naponta. 1 kg hidrogén ára: 2000 Ft. 10 literes palackban 150 atm nyomáson 15 dkg H2 tárolható 1 db 1,5 MW-os szélerőmű által termelt villamos energia N=2600–3500 MWh, amely az adott helytől, jármű típustól függően 8 db autóbusz üzemeltetésére elegendő naponta. Nukleáris HTE eljárással a hidrogén előállítási ára szakirodalmi adatok alapján: 2–3 €/kg. [24] 2

Lehmann, J., stb.: Mittler zwischen Wind und Netzen, (Tárolóként a szél és a hálózatok között.) = Brennstoff, Wärme, Kraft, 58. k. 1/2. sz. 2006. p. S15. in Stróbl. i.m. 2007.


34

1.6.5. A hordozható tüzelőanyag-cellák főbb alkotórészei (más PEM cellákhoz hasonlóan, csak jóval kisebb méretben): Tüzelőanyag-cella köteg (a teljesítményt határozza meg); Üzemanyagtartály (az összenergiát határozza meg, azaz időhatárt szab a használatnak); ’BOP’ (Balance of Plant), amely tartalmazza a kiszolgáló, perifériális egységeket, mint pl. mikro-reformáló, -szivattyúk, -vezérlés, -szelepek.

1.11. sz. ábra A Ballard Power Systems által gyártott PEMFC típusú tüzelőanyag cellák A legnagyobb kihívás ezen a téren a már bevált tüzelőanyag-cella alkalmazások miniatürizálása lesz, ill. az ilyen apró részegységek vezérlése. Ennek kiküszöbölésére fejlesztették ki az ún. passzív lélegző PEM tüzelőanyag-cellákat, amelyek kiiktatják a BOP elemeket. A megbízhatóság növelésével így a költségeket is csökkentették egyúttal. Ezzel egyelőre viszont csak korlátozott teljesítményeket tudtak elérni, így további kutatás szükséges. Ezen technológia áttekintése található az 1.16. sz. táblázatban. 1.16. sz. táblázat: A hordozható tüzelőanyag-cellák potenciális alkalmazásainak áttekintése

A hidrogént gyakorlatilag kétféle módon lehet a járművekben használni: vagy közvetlen elégetéssel a belsőégésű, dugattyús motorokban, vagy tüzelőanyag-elemekkel. Az előbbire nagyon sok példa van. A tüzelőanyag-elemes megoldás fejlesztése hosszú távon nagyobb sikereket ígérhet. MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

35

„Figyelemre méltó, hogy az utóbbi időben mennyire megnőtt az egyelőre kísérleti jelleggel forgalomba hozott gépjárművek – személygépkocsik, autóbuszok, teherautók – száma a világon (1.12. sz. ábra). A fejlődés egyelőre közel exponenciálisnak látszik. Ezek a kísérleti, tanulmányozási célból létesített járművek többsége tiszta hidrogént tankol az egyre több helyen – például München repülőterén – létesített töltőállomáson.

1.12. sz. ábra: A tüzelőanyag-elemes gépjárművek száma a Világon A tüzelőanyag-elemben lezajló folyamatot gyakran nevezik „hideg” oxidációnak, hiszen a hidrogén „égése” – oxigénnel való egyesülése – zömében nem hőt, hanem villamos energiát termel. Az autóipar számára éppen ez jelenti a csábítást, hiszen a „hideg” oxidáció vagy égés hatékonyabb lehet a hagyományos belső égésnél, az ilyen elven működő motoroknál. A hagyományos megoldásokban hűtéssel el kell vezetni a keletkezett hő egy jelentős részét, így a hatásfok rosszabb. A járműveknél a tüzelőanyag-elemeknek jelentős előnyük azért lehet, mert a hatásfokuk jobb, az üzem csendesebb és rázkódásoktól nagyrészt mentes, a folyamat azonnal beindítható (nincs szükség indítómotorra) és a káros kiáramló gázok helyett egyszerűen csak vízgőzt bocsát ki.”

A hidrogén felhasználásának legnagyobb jelentősége környezetünk védelme és a fenntartható fejlődés szempontjából a közlekedésben van. Az egyik legnagyobb és legdinamikusabban fejlődő energiafelhasználó (és ezáltal egyben a környezetre egyik legkárosabb) ágazat a közlekedés. A legfrissebb nemzetközi adatok szerint a közlekedési szektor használja fel a fosszilis energiák 26%-át és így az összes CO2 kibocsátás ugyanilyen (sőt, az energiatermelésben tért nyerő CO2-megkötésből következően még nagyobb) mértékéért felelős. Ezt a szerepét még jelentősebbé teszi, ha előállítását károsanyag-kibocsátás mentes technológiákkal oldják meg. Az olajkészletek kimerülésével, az egyre szigorúbb környezetvédelmi előírásokkal és a feltörekvő piacok hatalmas járműigényével az elkövetkező néhány évtizedben a teljes járműpark technológiai cseréjével számolnak a szakértők. Jelenleg az elektromos, tüzelőanyag-cellás és bio-üzemanyaggal hajtott modellek, valamint ezek hibrid változatai állnak e verseny élén. Ennek megfelelően hatalmas pénzeket fektetnek ezen szektor technológiai fejlesztésébe. 1.6.6. Tüzelőanyag-cella alkalmazások a gépkocsiknál Az utóbbi időben előtérbe kerültek az alternatív hajtások az emisszió csökkentés érdekében. Ebben nagy szerepe lehet a tüzelőanyag-celláknak is. Nyugat-Európában már több hidrogén kút is működik, ahol a gépjárművekbe lehet hidrogént tankolni, tehát annak az infrastruktúrának a kialakítása, amely képes ellátni a tüzelőanyag-cellás járműveket is, már folyamatban van. A hajtásokat elsősorban PEMFC, PAFC és AFC típusú cellákkal tudják megvalósítani,


36

amelyek alkalmazása a környezetvédelem mellett energetikai előnyökkel is jár, mivel jobb a hatásfokuk. A tüzelőanyag cellát a padlólemez alatt helyezik el. Az üzembiztonság érdekében, mint azt az 1.14. sz. ábra mutatja, két párhuzamos ágat alkalmaznak.

1.13. sz. ábra: Gépjármű tüzelőanyag cellák fajlagos méretének, tömegének csökkenése3

1.14. sz. ábra: Gépjármű üzemanyag cella beépítve

1.6.7. Hidrogénbuszok Mivel egyrészt a városi tömegközlekedés buszai úttörő szerepet játszhatnak a technológia elterjesztésében (mind a levegőszennyezés okozta szükségszerűségből, mind hidrogénlogisztikájuk kevésbé nehézkes kiépítési lehetőségéből), másrészt mivel már idehaza is történtek ilyen irányú kezdeményezések, ennek a témának külön figyelmet szentelünk. Ma már a világ több tucat városában futnak hidrogén-tüzelőanyag-cellás buszok, összesen több millió km-es és több százezer órás üzemtapasztalattal. Ezek közül az egyik legjelentősebb a CUTE program (2001-2006), ill. folytatása, a HyFleet:CUTE (2006-2009). Az idén befejeződő HyFleet:CUTE program keretei között 12 városban 47 hidrogénbuszt tesztelnek 8 hidrogénes töltőállomással (ebből 6-nál állítanak elő a helyszínen hidrogént). A városokat a lehető legszélesebb körű tapasztalatszerzés céljával nagyon eltérő klímákkal, topográfiai jellemzőkkel és tömegközlekedési szerkezettel választották ki.4 A kedvező tapasztalatok eredményeként, pl. London 2010-re 70 db. hidrogén-tüzelőanyagcellás busz megvásárlását tervezi. Vancouveri központtal hasonlóak a törekvések Kanadában is, ott a 2010-es téli olimpiára 20 busz és a hozzátartozó infrastruktúra lesz meg Whistler és Victoria között (kb. 150 km). 1.6.8. Főbb műszaki jellemzők I. Teljesítményhatárok A 12 méteres (szóló) buszok esetében 100-200 kW-os teljesítmény között léteznek megoldások, a 18 méteres (csuklós) buszok esetében ez jellemzően a 150-300 kW-os sávban mozog. 3 4

Honda FC Stack, Honda honlap Bővebb információ az eddigi tapasztalatokról a Mellékletben található weboldalakon


37

II. Fogyasztás, ill. egy tankolással megtehető távolság A fejlesztés mai szintjén a buszok kb. 6-9 kg/100 km fogyasztást mutatnak (literben az eltérő nyomások miatt nehezebb számolni, de ez 350 bar-on kb. 0.17-0.25 m3). A jelenlegi modellek (200-350 bar-os hidrogént tárolva) 250-550 km-t tudnak egy feltöltéssel megtenni. III. Hidrogén tárolása Ma jellemzően 350 bar-os gáznemű hidrogén hajtja a buszokat, de már előrehaladott a 700 bar-os fejlesztés is (így jóval többet lehetne tankolni, de a kútnak 850-900 bar-on kellene működnie). Az egyes buszok tetején 1-1.5 m3 tárolási lehetőséget alakítanak ki. IV. Beszerzési ár Jelenleg igen nehéz konkrét árakat kapni a gyártóktól, mert eddig egyszerre csak néhány darabot gyártottak, specifikus projektekre. Mindazonáltal különböző indikációkból az becsülhető, hogy jelenleg az egyedi termékeket kb. 1 millió € áron szerelik össze a gyártók, de ez a világhírű Ballard cég előrejelzése szerint akár 250 ezer € körüli árra csökkenthető nagyobb darabszám esetén. V. Üzemeltetési költségek Kb. 1€ ‘benzinekvivalens’-en (azaz jelenlegi benzin/dízelárhoz hasonló az üzemanyagköltség) üzemeltethetők a buszok, de az egyik buszgyártó a jelenlegi hagyományos modellek üzemanyag-felhasználásának felére becsli a saját legújabb hidrogén-meghajtású modelljének a fogyasztását. VI. Megbízhatóság, várható karbantartási költségek Az európai projektek tapasztalatai alapján a hidrogénbuszok nagyon megbízhatóak, 90-95%os rendelkezésre-állási arányt mutatnak (a kiesések főleg nem elég tiszta hidrogénnek tudhatók be). Manapság a TC-s buszok már egyenként is több ezer órás tapasztalat eredményeit mutatják (százezren felüli km megtett út), ennek alapján a hagyományos buszokhoz képest a karbantartási költségek nem térnek el jelentősen. Az idén Vancouver-Whistlerben üzembe kerülő 20 hidrogén-TC busz élettartamát 20 évre becsüli a gyártó. VII. Környezetvédelmi szempontokból messze a legjobb megoldás a hidrogénhajtás Járműtechnológiai alkalmazások gazdasági háttere A gépjárművek üzemeltetésére jelenleg alkalmazott technológiák és üzemanyag árak még jelentősen (Eurelectric Role of Electricity anyaga alapján) Különféle gépjármű hajtások primer energia igénye kisebb fajlagos költséget eredmékWh/km nyeznek, mint egy villamos energiBelső égésű motorok Benzinüzemű 0.695 ával előállított, hidrogénnel üzemelDízel üzemű 0.556 tetett üzemanyag cellás gépjárműSűrített földgázzal működő 0.639 hajtás. Várható, hogy a folyékony, Hibrid hajtással Benzinmotorral 0.556 gáz halmazállapotú fosszilis üzemDízelmotorral 0.472 Üzemanyag cella Földgáz, H2 0.472 anyag források kimerülésével, jelentős árnövekedésével, a megújuló Elektromos hajtás 0.27 technológiák fajlagos költség csökkenésével a verseny hátrány lényegesen csökken, így a technológia, logisztikai rendszerek fejlesztését mindenképpen folytatni kell, hogy a megfelelő időben már érett, kereskedelmileg 1.17. sz. táblázat Egyes járműhajtások primer energia igénye


38

is alkalmazható megoldások álljanak rendelkezésre. A fejlesztés a hidrogén hajtású autók esetében a legnagyobb gyártók tevékenységének eredményeként a gyakorlatban is folyamatos5. Hazai kísérletek, gyártási szándékok A HY-GO fantázianevű Magyarország első hidrogénnel működő üzemanyagcellás járműve az ELTE-TTK keretein belül, a Kémiai Intézet és a Matematikai Intézet Alkalmazott Analízis és Számításmatematikai Tanszéke, és ipari szereplők támogatásával és együttműködésével készült. A projekt szponzora a Magyar Villamos Művek, a szakmai munkát az STS Group Zrt. támogatta. A jármű a 2009. április 25-én Győrben rendezett alternatív hajtású járművek IV. Széchenyi Futamán elnyerte a Prototípus kategória 1. díját, a leginnovatívabb jármű díját és a főszponzor Honda különdíját. A jármű környezetbarát: üzemanyagcellával működik, így gyakorlatilag működés közben nincs káros anyag kibocsátás (lásd az 1.15. sz. ábrát).

1.15. sz. ábra: A Hy-Go verseny közben A fejlesztés egy több éve folyó kutatás része, amely az üzemanyagcellás rendszerek nemlineáris csatolásainak a felderítését tűzte ki célul. Csapatukban több különböző szakterületet képviselő kutatók és mérnökök dolgoznak együtt a közös cél érdekében. Fő célunk egy olyan FPGA-ra implementálható vezérlési algoritmus kidolgozása, amely valós időben, hatékonyabban tudja szabályozni a tüzelőanyag-cellás járművek menettulajdonságait. A kutatási témán 4 doktorandusz, több hallgató és egyetemi tanár is dolgozik.

5

http://blog.wired.com/cars/2007/11/daimler-ford-la.html


39

2.

NAPENERGIA KÖZVETLEN, AKTÍV HŐHASZNOSÍTÁSI TECHNOLÓGIÁI FŰTÉSI, HŰTÉSI, HMV HASZNÁLATI MELEGVÍZ ELŐÁLLÍTÁSI CÉLOKRA [28]–[31]

2.1. A napenergia aktív hőhasznosítási adottságok [29] Ez a fejezet az MTA MEA tanulmány (szerk. Imre L. és Bohoczky F.) (2006), valamint a Kaboldy E. (2005) publikációra és a Spring Solar Kft gyakorlati tapasztalataira és példáira alapozva került összeállításra. „Magyarország adottságai a napenergia-hasznosítás szempontjából kedvezőbbek, mint sok európai országé: az évi napsütéses órák száma 1900–2200, a beeső napsugárzás éves összege átlagosan 1300 kWh/m2. Az ország különböző területei között az érkező napsugárzás szempontjából max. 7%-os különbség van, legjobb helyzetű az Alföld középső és déli része, kevésbé jó a nyugati és északi határhoz közeli hegyvidék. Az ország földrajzi helyzetéből adódóan azonban – szemben a mediterrán országokkal – jelentős különbség van a téli és a nyári napsugárzási adatok között, ezért a Nap hőenergiája a téli idényben fűtésre csak korlátozottan használható fel és a berendezéseknek fagyveszély esetére is alkalmasaknak kell lenniük. Ugyanakkor célszerű megemlíteni, hogy léteznek ún. szezonális (akár 100 ezer m 3 térfogatú) hőtárolók, amelyek a téli fűtési igény kielégítésében jelentős szerepet játszhatnak. A ma korszerűnek mondható termikus napenergia-hasznosító technológiák Magyarországon leggazdaságosabban melegvíz készítésére alkalmasak. Ezek a berendezések éves átlagban 30–50%-os hatásfokkal hasznosítják a napenergiát, amennyiben megfelelő tájolású, dőlésszögű és árnyékmentes helyen működnek az energiát átalakító napkollektorok. Legjobb alkalmazási lehetőség a lakossági, intézményi melegvíz igény ellátása, ezekben az esetekben az éves fogyasztás 60–70%-a fedezhető napenergiából, így csak a fennmaradó 30–40%-ot kell fedezni hagyományos energiahordozókkal. A legnagyobb sugárzási időszakkal egybeeső felhasználási területek, pl. a kempingek, szállodák, panziók esetén a szezonális hasznosítás hatásfoka elérheti a 90%-ot is, ezért ezekben a létesítményekben a legjobbak az alkalmazás lehetőségei. A ma használatos napenergia-hasznosító technológiák átlagos hőenergia hozama Magyarországon kb. 1500 MJ/m2 évente, ami 417 kWh/m2 éves értéknek felel meg. Az így kiváltott hagyományos energiahordozó mennyisége és energiatartalma annak fajtájától, a berendezések hatásfokától függően az említett érték két–háromszorosa is lehet. A csak nyári üzemre alkalmas berendezések átlagos összes hőenergia hozama az 5 legmelegebb hónap (május – szeptember) alatt 300–350 kWh/m2. 2.2. Megállapítások, javaslatok, célkitűzések [17] A nap sugárzó hőenergiájának közvetlen felhasználása; hasznosítása nem igényel különösebb indokolást, lényege, hogy az így nyert energia közvetlenül felhasználható minden további átalakítás nélkül. A hasznosítás világszerte legjobban elterjedt technológiájának alapelve a hagyományos energiahordozóval működő fűtő-hűtő, melegvízkészítő berendezésekben a hidegvíz mindenkori előmelegítése úgy, hogy a hagyományos energiahordozóval csak az előírt véghőmérséklet eléréséhez szükséges többletet kell biztosítani. Így a napkollektoros melegvíz készítő technológiák kiváltják a hagyományos energiahordozók elégetésekor keletkező környezeti károsanyag-kibocsátásokat, hozzájárulnak a fenntartható fejlődéshez. A napkollektor gyártása során nem keletkezik káros környezeti hatás, a beépített anyagok a berendezés életciklusának végén hulladékfeldolgozás során újrahasznosíthatók. MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

40

A közvetlen hőhasznosítás alkalmazása kézenfekvő megoldást kínál a társadalom egyre fokozódó energiatakarékossági igényeinek és környezettudatos szemléletének a gyakorlatba való átültetésére. Ez az egyike olyan megújuló energiaforrás technológiáknak, amelynek egyénileg is megoldható alkalmazására jelentős magán kezdeményezések és források mozdulhatnak meg. A pályázati tapasztalat szerint az alkalmazás és a támogatás igénye egyre növekszik. Ugyanakkor – ha a nagyobb, ipari méretű hasznosítási lehetőségekhez képest szerény mértékben is – hozzájárul az energiaellátás biztonságához, az importfüggőség csökkenéséhez. A közvetlen hőhasznosítás technológiája a hagyományos épületgépészeti berendezésektől csak a megfelelő minőségű napkollektor alkalmazásában különbözik. A napkollektorok hazai gyártása már megindult, ami fokozódó versenyhelyzetet teremt a már jelenlévő importtal szemben is, egyúttal munkahelyteremtést is indukál. A minőség és az elvárható gazdasági eredmények biztosításához szükséges eszközök, pl. az Európában már elfogadott vonatkozó szabványok hazai, magyar nyelvű megjelenése is megtörtént. A nap hőenergiáját hasznosító berendezések létesítése jelenleg csak bizonyos mértékű támogatás mellett lehet gazdaságos – mint bármelyik másik megújuló energiaforrás alkalmazása –, de ez a szemlélet csak a rövid távú tervezésre vonatkozik. A berendezések teljes működési ciklusuk alatt a befektetett források többszörösét fizetik vissza, ezeknek csak egy része az energetikai megtérülés, a többi: a környezeti károk mérséklése, az egészséges élet védelme a közvetlen „gazdaságosság” szempontjain felül. A teljes energiahordozó felhasználáson belül a hőenergia-hasznosítás mértéke jóval nagyobb, mint a villamos energia felhasználás a lakossági, kommunális ágazatban. A Nap hőenergiája hasznosításának lényegesen nagyobb a múltja, hagyománya, a társadalmi elfogadottsága az egyéb megújuló energiahasznosító technológiáknál (pl. a fotovillamosénak) és a hazai adottságok is nagyobb kínálatot képeznek a közvetlen hőhasznosítási technológiák számára. A javasolt napkollektoros technológiák alkalmazása öt nagyobb tématerületre indokolható, ezek egyben célkitűzéseknek is tekinthetők első közelítésben: Használati melegvíz előállítása lakossági célra, szerény becslés szerint évi 10.000 m2 napkollektor felület beépítésével, amely a 2009–2020 évi időszakra 100.000 m2 napkollektor felületbővítést jelent és mintegy 160.000 lakást jelent (800.000 Ft + ÁFA fajlagos létesítési költséggel számolva ez évi 1,28 mrd Ft, összesen 12,8 mrd + ÁFA ráfordítással jár); Használati melegvíz-előállítás intézményi célra Egy központi melegvíz-ellátó berendezés egységmérete mintegy 50 m2, évente mintegy 2000 intézmény átállítását becsülve, a napkollektor-felület 100.000 m2/év nagyságrendben növekedhet, ill. az időszak végére a növekmény eléri az 1,0 millió m2 nagyságrendet (ami 12 mrd Ft + ÁFA/év fajl. költséggel számolva, összesen 10 év alatt 120 mrd Ft összes lét. költséget jelent) Növényházak fűtési célú hasznosítására [29] „A mezőgazdaság, erdő- és vízgazdálkodás részesedése a teljes hazai energiafelhasználásból 40 PJ/év nagyságrendű, amely a nemzetgazdaság teljes energiafelhasználásának mintegy 4%-a, ami meghaladja a mezőgazdaság GDP-hez való hozzájárulását. Meg kell jegyezni azt is, hogy a mezőgazdaság hozzájárulása az üvegházhatású gázok kibocsátásához az EU szintjén 9%-ra becsült. Ezek indokolják, hogy a mezőgazdasági hasznosítást kiemelten kell kezelni.”


41

A felhasznált energiamennyiségnek 35–40%-át a növényházak fűtése, a szárítás és az épületek fűtése és hűtése teszi ki. A környezetvédelmi hatásokkal kapcsolatosan különösen fontos megemlíteni a növényházakat és a szárítókat, amelyeknél a nagymennyiségű hagyományos energiahordozó (elsősorban olaj és gáz) kiváltásával a környezetet szennyező, egészségkárosító anyagok kibocsátása jelentősen csökkenthető. A napenergiának az említett területeken történő felhasználását az is indokolja, hogy az alkalmazható technológiák ismertek, kidolgozottak. A bevezetésre javasolt szoláris technológiák a megtérülési idők tekintetében jelentősen eltérnek. Növényházak esetén ez kb. 5–8 év, egyszerű kivitelű szárítóknál 1–2 év, integrált kivitelű szárítóknál 3–8 év, technológiai melegvíz-készítésnél, fűtésnél 3–6 év. Magyarországon jelenleg mintegy 150 ha üvegház, 4500 ha vázszerkezetes fóliás termesztő berendezés és 2000 ha váz nélküli fóliafelület van. A klímaviszonyaink miatt az üvegházaink teljes energiaszükségletének 85–88%-át mesterséges fűtéssel kell biztosítani. Ily módon a mezőgazdaság teljes energiafelhasználásának 1–2%-át használják növényházak fűtésére. A jövőben várhatóan növekedni fog az üvegházi termékek iránti kereslet. A termelés oldaláról a növekedés alapkérdése a gazdaságosság, ami a felhasznált energia mennyiségével és milyenségével függ össze. A növényházi energiafelhasználás csökkentésének igénye, valamint a környezetvédelmi szempontok előtérbe kerülése indokolja a megújuló energiaforrások alkalmazási lehetőségeinek vizsgálatát. Közülük a geotermális energia mellett elsősorban a napenergia felhasználás az egyik lehetséges alternatíva. Meg kell azonban jegyezni, hogy a napenergiás fűtést biztosító berendezések beruházási költségei magasak, ezért alkalmazásuk elsősorban kiegészítő jellegű. A növényházi szoláris potenciál (hasznosításra rendelkezésre álló energia) számításához szükséges, irodalmi forrásokból illetve saját becslésből származó adatokat használtunk fel. A telepítési arány értéke azt jelenti, hogy meglévő növényházak hány százaléka egészíthető ki szoláris berendezéssel. A becsült növényházi napenergia potenciál értéke: 1,266 PJ/év.

Forrás: Elektro Installateur

2.1. sz. ábra: Napkollektoros rendszer költségvetése


42

Általános az a vélemény, hogy gázfűtéses városi környezetben a kis rendszerekkel történő HMV előállításának a megtérülése ma Magyarországon 3–5 év között van. Informálisan tájékozódva az ilyen rendszerek bekerülési költsége brt. 800–1000 eFt között van. Ezt támasztja alá a mellékelt számítás is. Meg kell azonban említeni azt a hazai gyakorlatot, hogy az alacsony támogatási intenzitás miatt a rendszerek telepítése sokszor túl van árazva, illetve sokan inkább számla (ÁFA) és támogatás nélkül létesítik azt. 2.3. Példák a napkollektoros leggyakoribb technológiákra [30] A rendszer tartalmaz: SK8 vákuumcsöves kollektor Két hőcserélős tároló tartály Szoláris egység Vezérlés Tágulási tartály

2.2. sz. ábra: Használati melegvíz-előállítás

Műszaki adatok: Csövek száma Bruttó felület Nettó felület A kollektor űrtartalma Súly A kollektor mérete Külső csőátmérő Belső csőátmérő Gyűjtő csőátmérő Vákuum A cső anyaga A cső hossza Üveg vastagsága Abszorpció Emisszió Üresjárati hőmérséklet:

8 1,4 m2 1,25 m2 1300 cm3 30 kg 1660x855x110 mm 47 mm 37 mm 18 mm 0,005 Pa boroszilikát 1500 mm 1,6 mm 94 % 5% 295 Co

SPRING SOLAR 8 típusú, új generációs vákuumcsöves napkollektor műszaki leírása A Spring Solar vákuumcsöves napkollektor a legújabb technológiai fejlesztések eredménye. Az eloxált alumínium vázra szerelt, koncentrikusan meghajlított saválló lemezek biztosítják, hogy az eltérő beesési szögtől (napszak, évszak) függetlenül a lehető legtöbb napsugárzás érje az abszorber felületet. A vákuumcsövek hengeres felülete és a koncentrált tükörlemez együttesen maximális hatásfokot biztosítanak. A burkolat eloxált alumínium. A vákuumcső anyaga boroszilikát, svájci import, dupla falú, belső falának külső felülete fekete, belső felülete foncsoros a maximális elnyelő hatás érdekében. A napsugárzás elnyelése és hővé alakítása az ún. szuperszelektív abszorber-bevonatnak köszönhetően nagyon jó elnyelő képességgel (abszorpció) és minimális sugárzási veszteséggel (emisszió) rendelkezik. A vákuumcsövek párhuzamosan kapcsolódnak a gyűjtőcsövekhez. Az éves energia-megtakarítás 580-620 kWh/m2 (170-180 l fűtőolaj). A rendszer tartalmaz: SK8 vákuumcsöves kollektor Két hőcserélős tároló tartály Szoláris egység Vezérlés Tágulási tartály Csőköteges hőcserélő Két járatú szelep

2.3. sz. ábra: Használati melegvíz + fűtés rásegítés puffertároló nélkül


43

A rendszer tartalmaz: SK8 vákuumcsöves kollektor Két hőcserélős tároló tartály Szoláris egység Vezérlés Tágulási tartály Csőköteges hőcserélő Két járatú szelep Tároló tartály (Puffertároló)

2.4. sz. ábra: Használati melegvíz + fűtés rásegítés puffertárolóval A rendszer tartalmaz: SK8 vákuumcsöves kollektor Csőköteges hőcserélő Szoláris egység Vezérlés Tágulási tartály Szivattyú

2.5. sz. ábra: Medencefűtés

2.6. sz. ábra: Használati melegvíz + fűtés rásegítés puffertárolóval + medencefűtés A rendszer tartalmaz: SK8 vákuumcsöves kollektor Két hőcserélős tároló tartály Szoláris egység Vezérlés

Tágulási tartály Csőköteges hőcserélő Két járatú szelep Tároló tartály (Puffertároló)


44

Kollektor és kiegészítők Kollektor: Az SK8 Vákuumcsöves kollektor kör abszober felülettel rendelkezik, és a kollektorok alatt parabolikusan meghajlított tükröző felület található, ami a csövek között beeső napsugárzást hasznosítja. A kollektor eloxált alumínimuból készül. Az abszorber anyaga magas hőmérsékletnél is tökéletesen biztosítja az alacsony reflexiót és a magas abszopciót. Termékeinkre rendeltetés szerű használat mellett 10 év garanciát adunk. Szerelő csomag: A kollektorok lapos vagy ferde tetőre történő felszereléséhez eloxált alumíniumból készült tartószerkezet kapható. A tartószerkezet könnyen szerelhető, előképzettséget nem kíván. Karbantartást nem igényel. Kollektor kiegészítő csomag: A kollektorok közötti tökéletes (csöpögés mentes) kapcsolatot saválló, flexibilis, hollandival ellátott cső biztosítja. A csomag 2 db csatlakozó csövet, 3 db átvezető csövet, 1 db visszafordító csövet és 2 db záró kupakot tartalmaz. 2.7. sz. ábra

Technikai adatok Csövek száma Súly Nettó felület Kollektor űrtartalma Kollektor mérete Vákuum

8 25 kg 1,25 m² 1300 cm³ 1660 mm * 855 mm * 110 mm 5*10-³

Cső mérete Cső hossz Abszorpció Reflexió Üresjárati hőmérséklet Csatlakozás

47/37 mm 1500 mm 94 - 96 % 4-6% ~ 285 Cº ¾" külső menet

2.4. Példa egy óvoda 4 kollektoros melegvíz ellátó rendszer költségbecslésére HASZNÁLATI MELEGVÍZ ELŐÁLLÍTÁSA Megnevezés Vákuumcsöves kollektor Összekötő egységcsomag Tartókeretek tetőre Alu váz + kötőelemek 2 hőcserélős tárolótartály ST150 Szoláris egység, szivattyúval Tágulási tartály Digitális vezérlő egység Digitális hőmérő Légtelenítő Propylénglykol Rézcsövek, szigeteléssel, szerelvények (elektromos vezeték, csőcsatlakozók, idomok, bilincsek stb.) Összesen Tervezés Szállítás Mindösszesen

db 4 4

egységár 140.000 4.000

nettó ár 560.000 16.000

bruttó ár 672.000 19.200

ÁFA 112.000 3.200

4 2 2 2 2 4 2 25 l

38.400 150.000 62.000 8.000 45.200 2.000 2.100 20.500

153.600 300.000 124.000 16.000 90.400 8.000 4.200 20.500 90.000

184.320 360.000 148.800 19.200 108.480 9.600 5.040 24.600 108.000

30.720 60.000 24.800 3.200 18.080 1.600 840 4.100 18.000

1.382.700 200.000 340.000 1.922.700

1.659.240 240.000 408.000 2.307.240

276.540 40.000 68.000 384.540

A rendszer teljesítménye: 4 kW Éves energia termelése: 14.4 GJ Élettartam-becslés: 30-40 év CO2 megtakarítás: 3.6 t/év A rendszer megvalósítása kockázati tényezővel nem jár. MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

45

2.5. Példa 12 kollektoros rendszerhez. Vákuumcsöves napkollektoros melegvíz-ellátás I. Alapegységek Megnevezés db egységár ár Vákuumcsöves kollektor 12 140.000.- 1.680.000.Összekötő egységcsomag 12 4.000.48.000.Tartóelemek tetőhöz 12 28.400.340.800.Hőcserélős puffertartály -500l 2 430.000.860.000.Szoláris egység 1 86.000.86.000.Tágulási tartály 1 19.000.19.000.Digitális vezérlő egység 1 104.000.104.000.Digitális hőmérők 4 2.000.8.000.Cirkulációs szivattyú 1 34.000.34.000.Csőtermosztát 2 5.000.10.000.Szolár légtelenítő 2 5.100.5.100.Biztonsági szelep 1 2.600.2.600.Mikrobuborék kiválasztó 1 26.000.26.000.Propylénglykol 60 l. 60.000.60.000.Szigetelőanyagok (Armaflex) 160 fm 760.121.600.Rézcső 160 fm 1.670.267.200.Elektromos vezeték, csőcsatlakozók, idomok, bilincsek stb. 68.000.68.000.Anyagköltség összesen 3.740.300.II. Munkadíjak: Tervezés, kivitelezés, anyagbeszerzés, szállítás, szerelés, installálás, helyszíni beüzemelés, 2.000.000.Összesen 5.740.300.-

A rendszer teljesítménye: 12 kW Éves energia termelése: 43.2 GJ Élettartam-becslés: 30-40 év CO2 megtakarítás: 10.8 t/év A rendszer megvalósítása kockázati tényezővel nem jár.

2.6. Példa 100 kollektoros melegvíz előállító rendszerhez Napkollektor típusa: Spring Solar vákuumcsöves kollektor. A vákuumcsöves napkollektor jelenleg a legkorszerűbb típus, télen is a legnagyobb hatásfokkal működik. Anyag Egység Egység ár Összes A rendszer teljesítm.: 100 kW Berendezés megnevezés db Ft Nettó ár Ft Éves energia termelése: 360 GJ vákuumcsöves napkollektor 100 120 000 12 000 000 Élettartam-becslés: 30-40 év összekötő egységcsomag 100 4 000 400 000 szerelő keretek + alu. tartósínek 100 29 400 2 940 000 CO2 megtakarítás: 90 t/év Hőcserélős puffertartály 1000 l 6 szolár szivattyú 2 szolár tágulási tartály 2 lemezes hőcserélő 1 digitális vezérlés 1 spirovent buborékleválasztó 2 csőrendszer 500 m keverőszelep 1 oventrop szelep 17 szigetelés 500 m csatlakozók, fittingek, bilincsek, szelepek, vezetékek, stb. 4000 Ft/m monopropilénglykol 340 l Anyagköltség összesen Munkadíjak: tervezés, rakodás, szállítás, szerelés, installálás, stb. kts. Összesen ÁFA + 25% MINDÖSSZESEN

554 000 123 000 92 800 560 000 124 800 56 100 2 800 168 000 10 100 970

3 324 000 246 000 A rendszer megvalósítása kocká185 600 zati tényezővel nem jár. 560 000 124 800 112 200 1 400 000 168 000 171 700 485 000

2 000 000 840

2 000 000 285 600 24 402 900

7 000 000

7 000 000 31 402 900 7 850 725 39 253 625


46

2.7. Számítások, fajlagos költségek Napkollektor 1 MW napkollektor létesítési kts. cca: 300 millió Ft 2000 napsütéses órát számolva: 1 PJ energia megtermelése = 278.000 MWh, ami 139 MW beépített teljesítmény 139 MW napkollektor létesítési kts. cca: 41,70 milliárd Ft 25%-os támogatottsággal a támogatási igény: 10,425 milliárd Ft 1 PJ hőenergia napkoll. tám igénye: 10,425 milliárd Ft A rendszer teljesítménye: 1000 kW Éves energia termelése: 3600 GJ Élettartam-becslés: 30-40 év CO2 megtakarítás: 900 t/év A rendszer megvalósítása kockázati tényezővel nem jár. Gazdaságossági számításokhoz igényelt indikátorok: Hagyományos energiahordozók ára (gázár, olajár, szén ára, stb.) Munkahely-teremtés: Feltétlenül számolni kell a napenergia-ipar óriási munkahely teremtő képességével és multiplikátor hatásával (gyártás, szerelés, oktatás, stb.). Németországban a napenergia ipar néhány év alatt 120000 új munkahelyet teremtett, ez a szám évente emelkedik. Magyarországon a napenergia ipar fejlődése során évente néhány ezer munkahely létesülésével kalkulálhatunk. Technológiai melegvíz-készítés A mezőgazdaság fűtésre és technológiai melegvíz-készítésre a mezőgazdaság teljes energiafelhasználásának 15–16%-át használja fel. Ennek kb. 60%-a hagyományos energiahordozó, azaz gáz és tüzelőolaj. A mezőgazdaságban több technológiai folyamatnál jól alkalmazhatók a tárolóval egybeépített folyadék munkaközegű sík-kollektoros melegvíz készítő rendszerek, tekintettel arra, hogy a szükséges hőmérsékletigény általában 80 °C-ig terjed. A szóba jöhető főbb alkalmazási területek a következők: — biogáz rendszerek hő- és melegvíz-ellátása, — tehenészeti telepek melegvíz-ellátása, — borjúnevelők tejelőkészítése, — sertésistállók padlófűtése, — intenzív akvakultúrák melegvíz-ellátása. A technológiai célú napenergiás melegvíz-készítő rendszerek tervezésének főbb szempontjai az energiaszükséglet, a szoláris forrásból biztosítható energia részaránya, a szoláris rendszer hatásfoka, közvetlen költsége, az egyéb ún. externális költségek és hozadékok valamint a szociális illetve környezeti aspektusok. A technológiai célú melegvíz-készítésre felhasználható potenciál becsléséhez szükséges adatokat különböző típusú gazdaságok (növénytermesztő, állattenyésztő és vegyes) esetére vettük figyelembe. A kollektorokkal begyűjthető energia értékét a kereskedelmi forgalomban lévő kollektorok leírásaiból vettük. A technológiai melegvíz-készítésre felhasználható becsült napenergia potenciál értéke: 11,204 PJ/év.


47

Szoláris szárítás A mezőgazdaság teljes energiafelhasználásának mintegy 20%-át fordítják szárításra. Ezen belül a szárításra felhasznált energiahordozók megoszlása a teljes mezőgazdasági energiafelhasználásból a következő: villamos energiából kb. 10%, földgázból 30–50%, olajból 10–15%. A betakarítás utáni műveletek, különösen a különböző biológiai eredetű anyagok szárítási folyamatai jelentős szerepet játszanak az energiamegtakarításban, a végtermék minőségében és a környezeti kérdésekben. Manapság számos szárítási módszer áll rendelkezésre, de megéri számításba venni a szoláris szárítás technikai és gazdasági előnyeit. A szoláris szárítás elterjedését elősegítő főbb tényezők a következők: — alacsony hőmérsékletű mezőgazdasági szárítási igények, — minőség, tisztaság, beltartalom megőrzése, — kedvezőbb szállítási és tárolási veszteség, — a szolárisan szárított termékek, aszalványok piaca fokozatosan bővül, — szárításra az erős napsugárzás időszakában van szükség. A szárítási potenciál becsléséhez szükséges adatokat gabonafélék, szálastakarmányok, zöldségek, gyümölcsök és egyéb (dohány, hüvelyesek, olajos magvak) esetére vettük figyelembe. A szálastakarmányoknál néhány napos renden történő szárítás esetén jelentősen csökkenteni lehet a mesterséges úton eltávolítandó víz mennyiségét, ugyanakkor a szárított termék beltartalmi értékei kb. 50%-ban jobbak mint a pl. a renden történő szárítás estén. A szárításra hasznosítható becsült napenergia potenciál értéke: 3,441 PJ/év.


48

3.

NAPENERGIA KÖZVETLEN VILLAMOS ENERGIA HASZNOSÍTÁSI TECHNOLÓGIÁI VILLAMOS ENERGIA TERMELÉSI-ELLÁTÁSI CÉLOKRA [17][28]–[33][102]

3.1. Fotovillamos rendszerek elterjesztésének fontossága A lakossági szektorban a villamosenergia felhasználás mértéke Magyarországon az European Energy Agency jelentése szerint 1990-2005 között több mint 25%-kal nőtt ugyanakkor a jelenleg elérhető támogatások (NEP) ebben a szektorban még nem teszik gazdaságossá a PV rendszerek telepítését. Az európai tapasztalat azonban azt mutatja, hogy a PV rendszerek intenzív növekedése már akkor megindult, amikor a támogatások intenzíven motiválták, miközben közgazdasági értelemben, támogatás nélkül ezek nem gazdaságosak. A gazdasági válság környezetében azonban már látványosan racionálisnak, értékteremtő és megőrző befektetésnek bizonyult egy-egy PV-rendszer. Magyarországnak egyre égetőben foglalkozni kell a tanyavillamosítás évek óta húzódó kérdéseivel. A csak a Homokhátság területén villamosításra váró kb. 6000 ellátatlan tanya, illetve országosan ennek a többszöröse megalapozza és indokolja Magyarország számára a jelenlegi gazdasági válságból való kitörési pontot jelentő innovatív megújuló energia hasznosító technológiák fejlesztését és elterjedését. A fejlesztés ugyanakkor környezeti és nemzeti érdekeket is szolgál egyaránt. A COM(2008)0019 – c6-0046/2008 – 2008/0016(COD) Megújuló forrásokból előállított energia (RES) címmel jegyzett, az Európai Parlament és az Európai Unió Tanácsa által kiadott Irányelv egyértelmű új alapokra helyezi a megújuló energiával kapcsolatos célokat és irányokat. A javaslat így kihangsúlyozza, hogy az innováció és a fenntartható energiapolitika lehetőséget nyújt a gazdasági növekedés megalapozására (4a). Ez egybecseng a magyar politikai nyilatkozatokkal és jogszabályokkal, fejlesztési tervekkel és koncepciókkal egyaránt, azonban a gyakorlati megvalósítás tekintetében Magyarország jelenleg hátrányos helyzetben van. Az irányelv szerint a decentralizált megújuló technológiáknak számos előnye van, különösen a helyi erőforrások hasznosítása, az energiabiztonság növelése, valamint a csökkentett energiaátviteli veszteségek. Az ilyen technológiák gyártása és alkalmazása elősegíti a helyi munkahelyteremtést, növeli a közösség fejlődését és kohézióját. Magyarországon jelenleg – még a hibrid rendszerek esetén is – a kialakult engedélyezési szabályok miatt gyakorlatilag egyértelmű tiltás van érvényben az időjárásfüggő erőműves rendszerek létesítésére. Ezen előbb-utóbb változtatni kell, de ugyanakkor el kell várni a megújuló energiák gazdáitól is, hogy minden racionális tevékenységet és beruházást megtegyenek a minél pontosabb menetrendtartás érdekében. Számos megközelítés ismeretes a fotovillamos rendszerek üvegházhatás csökkentő hatásának kimutatására, kiemelve, hogy a rendszerek gyártása során, és az élettartam végi hulladékok ártalmatlanításakor történik ugyan kis mértékben szén-dioxid emisszió. Az European Energy Agency fentebb hivatkozott jelentése szerint az egyes technológiák CO2 egyenértéke igen különböző lehet (lásd a 3/1. sz. ábrát).


49

Forrás: European Energy Agency

3.1. sz. ábra: Üvegházhatású gázemisszió különböző villamosenergia termelő rendszereknél Az ábrán látható, hogy a fotovillamos rendszerek terjesztésének növelése bruttó és nettó módon egyaránt fajlagosan jelentős üvegházgáz-csökkentéssel jár, a hagyományos energiaátalakító technológiákhoz képest. 3.2. Technológiák, tipizált rendszerek, alkalmazások [31] A fotovillamos rendszereket különféle megközelítési módok szerint szokás és szükséges csoportosítani (lásd a 3.2. sz. ábrát).

3.2. sz. ábra: Fotovillamos (PV) rendszerek


50

A típusok alapján kialakíthatók olyan pontosan behatárolt fotovillamos – portfóliók, amelyek a jelenlegi stratégia programozásához szükségesek.

3.3. sz. ábra: A fotovillamos rendszerek különböző szempontok szerinti csoportosítása A fenti portfólió-típusokat az alábbi képek szemléltetik.

3.1. kép

3.2. képcsoport

Az alkalmazott hasznosítási technológiák jellegzetes méreteik, teljesítőképességeik szerinti csoportosításban lehetnek (lásd a 3.2. képcsoportot): földre telepített (nagyobb teljesítményű) rendszerek tetőre telepített kis (1–1 kWp), középteljesítményű (10–100 kWp) igen nagy épületfelületre szerelt, nagyteljesítményű rendszerek A folyó kutatások és vizsgálatok a szakirodalom szerint részletesen foglalkoznak a szél–nap hibrid rendszerek telepítésének a prioritásával, mivel: Az időjárásfüggő rendszerek esetében a legjobb megbízhatóság a hibrid rendszer esetében érhető el. Az autonóm napenergia átlagos megbízhatósága (kiszámíthatósága) a szélgenerátornál jobb, de az időszaktól függő aktuális megbízhatósága sokkal inkább ingadozik. MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

51

Megállapítások: 1. A PV arány növelésével tehát a rendszer átlagos megbízhatósága egy bizonyos mértékig növekszik, majd csökken, azonban a minimális EIR értéke, így a kritikus időszak (hónap) megbízhatósága romlik. A WG növelése a kritikus hónapok elviselhetőbb megbízhatóságát növeli, míg az elérhető maximális megbízhatóságot csökkenti. 2. A nagyobb WG arányú rendszer esetében az elfogadható megbízhatóság értéke miatt a szükséges túlméretezés mértéke, így a hasznosítatlanul termelt elvesző energia nagysága nagyobb. 3. Egy hálózati ellátáshoz (regionális villamosenergia szolgáltatóhoz) kapcsolódó hibrid rendszert esetében, ahol a csúcsidejű energiaigény kiváltása az elérhető legnagyobb tervezhető biztonsággal (bizonyos időszakokon) az elsődleges cél, a PV rendszerek magasabb aránya fontos szempont lehet. A csúcsidejű áram költségének nagyobb EIR megbízhatósággal történő kiváltása indokolttá teszi a PV-ék arányának a növelését. Míg ha a kiemelt cél egy biztosan meglévő alapáram egy folyamatos helyi igény kielégítésére, a PV aránya a hibrid rendszerben minimális is lehet. 3.3. A PV rendszerek költsége, helyi igényektől, adottságoktól függő, eltérő nagysága [31] A fotovillamos és egyéb napenergiát hasznosító technológiák iránt egyre intenzívebb a kereslet és már Magyarországon is több sikeres, a figyelmet méltán felkeltő példa van a hasznosításukra (pld: Újbuda Önkormányzat Polgármesteri Hivatal, Szent István Egyetem kollégiumi épület, budaörsi TESCO stb.). Összehasonlítva egyéb megújuló bázisú fejlesztésekkel a PV technológia elterjedési növekedése és intenzitása a legnagyobb mértékű közöttük (lásd a 3.4. sz. ábrát).

Forrás: Energy and environment report EN30 Renewable Electricity, 2008, European Energy Agency jelentése

3.4. sz. ábra: Megújuló energiák átlagos éves növekedési rátája az EU 27-ben Látható, hogy a PV-rendszerek kapacitása két év alatt az EU-ban megnégyszereződött annak ellenére, hogy a reális, piacképes technológiák közül talán a legköltségesebb technológiáról van szó.


52

A PV rendszerek beruházási költsége átlagosan 5 – 7 euró/Wp értékű volt 2007-ben, egy az EU Leonardo program keretében futó projektje szerint az ÁFA figyelembevételével együtt. Ugyanakkor 2010-re a prognosztizált költség 3,5 euró/Wp, míg 2020-ra 2 euró/Wp a becsült költség. Különösen kínai napelemek estében a 3,5 euró/Wp elvárás már ma sem számít irreálisnak. A termelhető villamosenergia mennyisége alapvetően függ a földrajzi helyzettől, így a villamosenergia termelés költsége is. Egy a Leonardo program keretében futott projekt szerint átlagosan 875 kWh/év termelhető és legalább 25 évi működéssel jellemezhető egy 1 Wp. Belgiumban ez 0,3209 euró/kWh, míg Olaszországban 0,2002 euró/kWh villamosenergia termelési költséget jelent (ÁFÁ-val együtt). Sajnos magyar adatok nem állnak rendelkezésre a program keretei között, de ismerve a PV rendszerek rendszerösszetevőinek költségarányait 0,25–0,38 euró/kWh feltételezhető (ÁFÁ-val együtt). Természetesen minél nagyobb a rendszer illetve minél kevesebb járulékos eszközt igényel (pld. naperőmű esetén) a fajlagos költség jelentősen csökkenthető. De minél nagyobb a rendszer akkumulátoros tároló kapacitás igénye, a fenti költség annál nagyobb. Forrás: „How to” Manual to Residential Photovoltaic (PV) Systems 2008 www.leonardoenergy.org A PV rendszer támogatás nélkül jelenleg még nem gazdaságos, de a telepítés gazdaságossága már nem kíván irreális támogatást és gyakorlatilag a működtetés jelentősebb kockázatok nélkül fenntartható. A legjelentősebb kockázatot talán a rendszer elemeinek lopás elleni védelme jelenti. A rendszerek költsége nagyon nehezen általánosítható. A méretnagyság és típus mellett nagyon befolyásolja a telepítés célja, a méretezés logikája. Például egy független rendszert a téli legrosszabb hónapra méreteznek és a napelemeket is olyan szögben helyeznek el, hogy a téli hónapokban a legnagyobb termelést érjék el. Ellentétben egy hálózatra közvetlenül dolgozó rendszer esetében az éves maximális termelés szerint méretezik a rendszereket, más dőlésszöggel telepítve a fotovillamos egységeket. Még nagyobb rendszerek esetében napkövető mechanizmusok telepítése is indokolt lehet. Esetenként a telepítést a fogyasztói szokásokkal összhangban telepítik (DSM módszerekkel kombinálva), tehát a méretezést egy adott időszakban remélt optimumok szerint telepítik. Sőt vannak olyan terjedő piaci módszerek, hogy egyes használati nagy hatékonyságú technológiai berendezéseket (pld. tévé, mosógép) az autonóm villamos ellátást lehetővé tevő PV rendszerekkel együtt, kapcsoltan árusítják, egy adott használathoz méretezve. A PV rendszerek minősítésére egy jól használatos mutató a megtermelt, de különböző okokból nem hasznosított villamosenergia mennyisége. Ez részben veszteség (inverter - átalakító, akkumulátor – tároló, stb.) részben a tároló kapacitások telítettsége miatt nem tárolható és aktuális fogyasztói igény hiánya miatt nem elfogyasztható megtermelt villamos energia. A fentiektől függően is látható, hogy egy adott teljesítményhez, egy beruházás esetében jelentősen eltérő fajlagos energiatermelési költségek tartoznak.


53

3.4. Szlovéniai PV technológiai példák, tanulságok Szlovéniában részletesen felmérésre kerültek a PV rendszerek beruházási költségei egy másik spanyol – német – szlovén közös Leonardo projekt keretében. Mivel a szlovén telepítési költségek állnak legközelebb a hazai viszonyokhoz, ezeket részletesen ismertetjük. [Methodology for determining reference costs of electricity generated from renewable resources REPUBLIC OF SLOVENIA MINISTRY OF THE ECONOMY, 2009] 3.1. sz. táblázat: Épületekre telepített, vagy építészetileg integrált PV rendszerek létrehozása Méret

0 - 50 kWp 50 kWp – 1 MWp 1 MWp – 10 MWp 10 MWp 125 MW

Példa mérete

Működési órák száma

PV költség

Járulékos eszközök

Működtetési költség

Biztosítás, egyéb I.

MWe

óra/év

€/kWp

% többlet

%

%

0.05

1,050

3,860

0.1%

0.04%

0.4%

0.015

0.5

1,050

3,525

0.1%

0.04%

0.4%

0.15

2

1,050

2,925

0.1%

0.04%

0.4%

0.5

20

1,050

2,630

0.1%

0.05%

0.4%

4

Munkaerő igény Fő

RCE [€/MWh]

Szlovéniában a PV rendszerekkel termelt villamos energia-termelés fajlagos költsége hálózatra termelő rendszerek esetében 281–415 euró/MWh. A fajlagos költséget a 3.5. sz. ábra szemlélteti (az a/ kategória az épületekre szerelt elemekre, míg b/ az építészetileg integrált elemekre vonatkozik). Az építészetileg integrált elemek esetében jellemzően 15%-kal magasabb fajlagos költség adódik. 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

478

415

437

380

363

315

323

281

up to 50 kW

up to 1 MW

up to 10 MW

up to 125 MW

RCE - a

415

380

315

281

RCE - b

478

437

363

323

3.5. sz. ábra: PV rendszerek fajlagos költségei


54

3.2. sz. táblázat: Független struktúrában telepített PV rendszerek Méret

0 - 50 kWp 50 kWp –

Példa mérete

Működési órák száma

PV költség

Járulékos eszközök

Működtetési költség

Biztosítás, egyéb I.

MWe

óra/év

€/kWp

% többlet

%

%

0.05

1,050

3,620

0.1%

0.05%

0.4%

0.015

0.5

1,050

3,330

0.1%

0.05%

0.4%

0.15

2

1,050

2,685

0.1%

0.04%

0.4%

0.5

10

1,050

2,455

0.1%

0.04%

0.4%

4

Munkaerő igény Fő

1 MWp 1 MWp – 10 MWp 10 MWp 125 MW

Az épület független PV rendszerek költségei 269–390 euró/MWh közé esnek a részletes vizsgálatok szerint. 3.4.1. A PV technológiák támogatási típusai [31] A fotovillamos rendszerek által termelt áram átvételér alapvetően kétféle rendszer alakult ki. Ezeket a 3.6. sz. ábra szemléltetik.

3.6. sz. ábra: Különböző tarifák fotovillamos rendszermérésekre A „feed-in tariff” megegyezik a KÁT rendszer szerinti kiegészítő ártámogatással. A termelt áram hitelesített mérőberendezésekkel történik. Az EU-ban alapvetően ez a módszer terjedt el, mivel különösen Németországban a hagyományosan vásárolt áram költségénél magasabb áron is hajlandók átvenni a kis rendszereknél a fotovillamos módon termelt villamos energiát. Ekkor a termelő közvetlenül támogatható a megtermelt áram függvényében, viszont a beruházás költségét növelő hitelesített mérő beépítése szükséges, illetve a rendszer üzemelésének alapvető költsége lesz a mérőberendezések időszakos cseréje, hitelesítése. A módszer hátránya még, hogy nem ÁFA alanyok esetében az eladásban nem érvényesíthető az ÁFA, míg a vételezett áramot forgalmi adóval, sőt esetenként energiaadóval is növelve kell megvásárolni. A PV rendszer tulajdonosa ekkor piaci szereplővé válik.


55

Hazai viszonylatban ad-vesz mérőnek nevezett „net-metering” módszer a leghatékonyabb megoldás a PV-rendszerek elterjesztésére, kivéve a vételezett villamosenergia fajlagos költségénél jelentősebb ártámogatás biztosítása esetén. A termelő itt alapvetően saját fogyasztásra termel, amit a hálózat a termelés és fogyasztás eltéréseinek kiegyensúlyozásával segít. A PV rendszer gazdája így nem válik piaci értelemben villamosenergia szolgáltatóvá, hanem a hálózat üzemeltetője biztosít többletszolgáltatást. A rendszer telepítésének és fenntartásának a költsége alacsonyabb, a termelt áram a fogyasztott hálózati áram teljes költségét csökkenti. Fontos megjegyezni, hogy a modellezési módszerek már olyan magas szinten állnak, hogy kisebb rendszerek esetén, a telepítési paraméterek ismeretében a várható termelés elfogadható biztonsággal modellezhető, így a termelt „zöld áram” megállapítható külön mérők telepítése nélkül is. Így a rendszer a támogathatóság szempontjából is elfogadható lehet, de a támogatás alanya ekkor a PV rendszer üzemeltetője helyett a villamos elosztó hálózati üzemeltető vagy a kapcsolódó gridrendszer üzemeltetője lehet a kisebb rendszerek esetében elfogadható módon. Az EU-ban alkalmazott „feed-in” tarifák mindegyike alapvetően többféle kategóriát állít fel. Ezek egy részét összesíti a 3.3. sz. táblázat: 3.3. sz. táblázat: Az EU-ban alkalmazott tarifák

Az EU országokban az alábbi „feed-in” tarifák található PV rendszerek esetében.


56

3.7. sz. ábra: Feed-in tariff level for electricity from PV (If support level is not fixed at a single value, support ranges with maximum and minimum support level are indicated.)

Best practice paper for the international Feed-In Cooperation. 2nd edition, update by October 2008

3.5. A tanulmányban részletesen megvizsgálandó támogatandó PV technológiák 1. Kis teljesítményű, hálózatra termelő PV rendszerek épületeken, hagyományos kristályos és HIT típusú rendszer esetén Javasolt tartomány: 20 kWp alatt Javasolt elismert telepítési költség: 4.2 euró/kWp Műszaki élettartam: 25 év Becsült éves fenntartási költség: 0,08% (Becsült éves fenntartási költség hitelesített mérő nélkül: 0,05% Becsült fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve: 360 euró/MWh Elismert többletköltségek: Integrált építészeti megoldás esetén fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve 410 euró/MWh 2. Kis teljesítményű, autonóm PV rendszerek épületeken kristályos és HIT típusú típusok rendszer esetén Javasolt tartomány: 30 kWp alatt Javasolt elismert telepítési költség: 5 euró/kWp Műszaki élettartam: 25 év (de a bekerülési érték 30%-ának (pld akkumulátor telep) műszaki élettartam: 7 év Becsült éves fenntartási költség: 0,08% (Becsült éves fenntartási költség hitelesített mérő nélkül: 0,05% Becsült fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve: 480 euró/MWh Elismert többletköltségek: Integrált építészeti megoldás esetén fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve 550 euró/MWh


57

3. Közepes teljesítményű, hálózatra termelő PV rendszerek épületeken, hagyományos kristályos és HIT típusú rendszer esetén Javasolt tartomány: 20 kWp–100 kWp Javasolt elismert telepítési költség: 4.0 euró/kWp Műszaki élettartam: 25 év Becsült éves fenntartási költség: 0,06% Becsült fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve: 345 euró/MWh Elismert többletköltségek: Integrált építészeti megoldás esetén fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve 395 euró/MWh

4. Nagy teljesítményű PV rendszerek hálózatra termelés esetén Javasolt tartomány: Javasolt elismert telepítési költség: Műszaki élettartam: Becsült éves fenntartási költség: Becsült fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve:

100 kWp–1 MWp 3,3 euró/kWp 25 év 0,04% 330 euró/MWh

5. PV erőművek Javasolt tartomány: Javasolt elismert telepítési költség: Műszaki élettartam: Becsült éves fenntartási költség: Becsült fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve:

1 MWp fölött 2,8 euró/kWp 25 év 0,03% 260 euró/MWh

6. Közepes és nagy teljesítményű autonóm PV rendszerek Javasolt tartomány: Javasolt elismert telepítési költség: Műszaki élettartam: (de a bekerülési érték 30%-ának (pld akkumulátor telep) műszaki élettartam: Becsült éves fenntartási költség: Becsült fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve:

30 kWp fölött 4,5 euró/kWp 25 év 7 év 0,05% 440 euró/MWh

7. Vékonyréteges technológiával telepített, szilícium alapú (amorf) fotovillamos rendszerek Javasolt tartomány: Javasolt elismert telepítési költség: Becsült műszaki élettartam jelentős teljesítményromlás nélkül: Becsült éves fenntartási költség: Becsült fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve:

30 kWp alatt 3,5 euró/kWp 20 év 0,05% 400 euró/MWh

8. Vékonyréteges technológiával telepített, nem szilícium alapú fotovillamos rendszerek Javasolt tartomány: meghatározás nélkül Javasolt elismert telepítési költség: 2 euró/kWp Becsült műszaki élettartam jelentős teljesítményromlás nélkül: 10 év Becsült éves fenntartási költség: 0,1% Becsült fajlagos villamosenergia termelési költség élettartamra vetítve: 520 euró/MWh

9. MEH adatbázisból átvett technológia: Napelemes kiserőmű, Nyírkáta HG-40 Helio Grid HG-45 tip. Pm = 40 W + 10% VOC=62,2 W+10% Üresjárati max. rendszerfeszültség V = 600 V felület [m2] f = 0,79 egységára = 375 Ft/W

Pm = 45 W + 10% VOC=62,8+10% V = 600 V f = 0,79

Pvill = 0,839 MW Beruh.kts:=800 millió Ft Üzemelt.k: = 5,34 millió Ft Vill.term.: 1482 MWh/év


58

3.6. Bónusztámogatások indokoltsága 1. bónusz: Hibrid rendszer Elismert telepítési többletköltségek hibrid rendszerben való üzemelés esetén: +10% Hibrid rendszer minősítésének a feltételei: Szél – PV rendszer esetén: a PV névleges teljesítménye a szélgenerátor névleges teljesítményének legalább az 50%át, de legfeljebb a 120%-át elérje Egyéb grid szerveződésű hibrid rendszer esetén (pld. szél – PV – dízel generátor): a PV névleges teljesítménye a teljes hibrid rendszer összteljesítményének legalább 10%-át elérje. Feltétel, hogy ebben az esetben a rendszer menetrendadásra és tartásra technológiailag képes legyen.

3.8. sz. ábra: Egy szél – PV hibrid rendszer lehetséges felépítése 2. bónusz, Tanyavillamosítás Elismert többletlétesítési költségek: Elismert többlet fenntartási költségek:

+ 10% valamint + 60%

Feltétel: tanyás térségekben az ellátatlan tanyák autonóm rendszerű villamosenergia ellátásának a biztosítására


59

3.7. A különböző támogatások típusai „Feed-in” tarifa a termelő részére, KÁT Ad-vesz mérőkön keresztüli átvétel ellentételezése, KÁT Zöld bizonyítvány kötelezettség előírása villamosenergia kereskedők számára Könnyítés a zöld bizonyítvány kötelezettség alól, ha a kereskedők PV rendszereket telepítetnek, üzemeltetnek, Adó támogatások a rendszerek telepítéséhez Beruházási támogatások Tanyás térségek autonóm ellátásra közvetlen tendereztetés és állami megbízás 3.8. A nem kutatott területek, vagy a meg nem oldott problémák Jelenleg több olyan változás zajlik környezetünkben, amely jelentős kihívások elé állítja a viszonylag szűkebb szakterület tudósait, szakembereit. Az alábbi nem megoldott feladatok igényként jelentkezhetnek a közeljövőben: A különböző rendszerek validálása, minősítése egyre sürgetőbb gyakorlati igényeket fogalmaz meg. Ma már a legkülönbözőbb validálási igények és kötelezettségek jelentkeznek az energetikában, például a biomassza tüzelőanyagok bizonyítványa, az épületek energetikai minősítése, stb.. Egyértelmű igényként jelenik meg, hogy a hibrid, vagy homogén, esetleg hálózatra kapcsolódó PV-rendszerek minősítése tudományos alapon megtörténjen (lehetőleg az optimális méretezési összetételtől való eltérés függvényében, a lokalitás függvényében). Az ilyen irányú célzott, összefoglaló tudományos kezdeményezés hiányzik A PV-rendszerek drága technológia, költségességét tekintve igazán versenyképes a közeljövőben a csúcsidejű áramárral lehet (melynek költsége az alapáram 3-5-szöröse, vagy akár ennél is többszöröse lehet). Hiányzanak azok a kutatások, elemzések, modellek, amelyek a fotovillamos modulokat is tartalmazó rendszerek szerepét, alkalmazási lehetőségeit, méretezési módszereit vizsgálná kifejezetten a csúcsidei energiaszükségletek decentralizált módon történő kiváltásában. A villamosenergia szolgáltatók liberalizálása és a megújuló energiák használatának támogatása lehetővé teszi, hogy kisebb települési, vagy körzeti szolgáltatók jöjjenek létre alapvetően biomassza és szél bázison. Különösen az előző ponthoz kapcsolódóan az ilyen vállalkozások stabilitását milyen műszaki méretekkel, arányokkal, feltételekkel tudja segíteni a PV-technológia alkalmazása, még nem kidolgozott. A PV-rendszerek működtetések, stabilitásának rövidtávon előre történő jóslási módszereire több megoldás is van, azonban ezen ismeretek gyakorlati felhasználhatósága, például a PV-rendszerek működtetések összehangolása egyéb források logisztikai igényeivel még nem kutatott terület. A modellek tapasztalati adatokkal történő „tanításának” időt állóssága, azaz a numerikus módszerek jövőre vonatkozó megbízhatóságával az elemzők rendszerint nem foglalkoznak.


60

A Magyar Tudományos Akadémia Megújuló Energetikai Albizottsága részletesen kidolgozta azokat a típusok szerinti kutatási és fejlesztési feladatokat, amelyek elengedhetetlenül szükségesek. A szoláris fotovillamos rendszerek tekintetében a legfontosabb, a kutatómunkámhoz illeszkedő kijelölt feladatok az alábbiak: Különböző típusú fotovillamos cellák és modulok tartósidejű vizsgálata és a vizsgálati eredmények közzététele; A hazai alkalmazásra kerülő fotovillamos eszközök és rendszerek egységes minősítési rendszerének a kidolgozása; Autonóm fotovillamos rendszerek demonstratív és kutatási célú létesítése elsősorban közcélú világítási rendszerek és tanyák villamos ellátására; A fosszilis energiából termelt villamosenergia mennyiségének időbeni váltakozásainak csökkentési módszereinek kifejlesztése fotovillamos - szélgenerátoros hibrid rendszerek telepítésével (középületek, szállodák, ipari- és mezőgazdasági üzemek villamos energiaellátására. (Imre L., 2007) További szakirodalmi információk Photovoltaic (PV) systems Further information PV Technology Platform http://www.eupvplatform.org/ IEA Photovoltaics Power Systems Programme http://www.iea-pvps.org DTI Good Practice Guide http://www.dti.gov.uk/files/file29238.pdf?pubpdfdload=06/795 Photovoltaic Geographical Information System http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/ European Photovoltaic Industry Association http://www.epia.org/


61

4.

SZÉLENERGIA ÁTALAKÍTÓK, VILLAMOS ERŐMŰVI, SZÉLERŐ-TELEPI, SZÉLGENERÁTOROS ÉS SPECIÁLIS RENDELTETÉSŰ TECHNOLÓGIÁK, KOMBINÁLT RENDSZER HASZNOSÍTÁSOK [17][64]–[75]

4.1. ELŐZMÉNYEK, ADOTTSÁGOK, CÉLOK A napenergia egyik – az éghajlattal, s annak egyik elemének; a szélnek a mozgási energiájából gépi berendezésekkel átalakítható – másodlagos energiaforrása a szélenergia. A szelet a Föld légkörének állandó mozgása hozza létre. Ha a levegő mozgási energiáját szélkerékkel forgási energiává alakítják, ez az éghajlattól függő energia képes lesz villamos generátort, vagy szivattyút (továbbá pl. állóvizek légfrissítő rendszerét) működésbe hozni és villamos energiává (vagy spec. mozgási energiává) átalakítani, bármilyenféle károsanyag-kibocsátás nélkül. [17] A keletkező szélenergia nagysága arányos az adott térségben uralkodó szélsebesség harmadik hatványával. Egy szélturbina villamos energia termelő képessége a területen mért szélsebességtől függő energiasűrűséggel [W/m2] fejezheti ki (lásd a 4.1. sz. ábrát), azaz: m = 0,5 • • v3 [W/m2], ahol a levegő sűrűsége [kg/m3]. A teljesítőképesség még számos tényező függvénye, így a térség uralkodó széliránya, a szélirány gyakorisága, a szélsebesség mérés magassági szintje, a szélsebesség napi és évi változékonysága, a vizsgált térség domborzata, topográfiája, „érdekessége”, amit az előzetes számításoknál célszerű figyelembe venni, egy legalább 1 éves időtartam alatti, az adott térségen mért adatok segítségével. A szélenergia átalakítók megnevezése a hazai gyakorlatban, a rendszer villamos energia átalakítási kapacitásától függően, kis teljesítmény esetén lehet szélerőgép (lásd a későbbi 4.4. és 4.5. fejezetekben), szélturbina, szélmotor, szélgenerátor, míg a nagyobb teljesítményű együttesek, több egységet (blokkot) magába foglaló szélerőtelepek gyűjtőneve a szélerőmű. A villamos energia átalakításhoz, a szélturbinák meghajtásához általában 2,5–3 m/s szélsebesség szükséges. A Kárpát-medence szélsebesség viszonyai közepesen kedvezőek (lásd a 4.2. és 4.3. sz. ábrákat).

4.1. sz. ábra: Szélerőforrás-eloszlás Magyarországon [W/m2 év] [64] 30 m magasságra

4.2. sz. ábra: Kis szélerőgéprendszer felépítése [67]


62

4.3. ábra: Magyarország szélerő térképe 70 m magasságban [65]

4.4. ábra: Az évi átlagos szélsebesség (m/s) területi eloszlása 50 m magasságban [66]

4.2. Energiaátalakító gépegységek csoportosítása [67] A szélmotorok nagyság szerinti csoportosítása: törpe szélmotorok 0–0,6 kW, kis szélmotorok 0,6–10 kW, közepes szélmotorok 10–100 kW, nagy szélmotorok 100 kW felett. Szélmotor típusok: ellenállást hasznosítók, felhajtóerőt hasznosítók. Szerkezeti kialakítás szerinti csoportosításuk: vízszintes tengelyűek, függőleges tengelyűek, soklapátos, kevés lapátos. Különféle rendeltetés szerinti csoportosítás villamos áramot termelők, hőenergiát termelők, prés levegőt termelők, levegőztetőt hajtók, vizet szivattyúzók, hidrogént termelők, egyéb rendeltetésűek.

6.5. ábra: Vízszintes és függőleges tengelyű szélerőgépek szárnylapát-típusok [68]

A szélerőgépeknek számos típusa, különböző nagysága (teljesítménye) ismeretes, kezdve a szélmalmokkal (3000 év óta), majd a jelenlegi kisteljesítményű 1,5–5–10 kW-os szélmotoroktól a szélerőművekig (10–100 MW telj.), melyek mind villamos energiává alakítják a kinetikus energiát.


63

Szélgenerátor-rendszerek a) Nyomatékváltós berendezés

b) Nyomatékváltó nélküli berendezés

4.6. ábra: Nyomatékváltós berendezés elemeinek összeállítási rajza

4.7. ábra: Nyomatékváltó nélküli berendezés nézete

A hagyományos, dán típusú, 4–6 pólusú aszinkron generátorral szerelt berendezés működéséhez 1000–1500 percenkénti fordulatszámra van szükség. Ezeknél a berendezéseknél a 30–40 fordulatos lapátkerékmozgást nyomatékváltóval gyorsítják a kívánt kb. négyszeres mértékre. A nagy sebességgel forgó alkatrészeknek speciális hűtésre és kenésre van szükségük. A hűtő és kenő folyadékok zárt rendszerűek, szabadba jutásuk kizárt. A másik típus a sokpólusú (több száz) gyűrűs szinkrongenerátorral szerelt berendezés, ahol nincs szükség nyomatékváltóra, mert a generátor a lapátkerék közvetlen hajtásával (percenkénti maximum 40 fordulat) képes a maximális villamos teljesítmény elérésére. 4.1. sz. táblázat: A klasszikus szélerőművek műszaki jellemzői (USA, állami támogatással) [67] Típus Teljesítőképesség, kW Forgórész-átmérő, m Toronymagasság, m Fordulatszám, l/min Névleges szélsebesség, m/s Évi vill.energia termelés GWh/a

MOD-0 MOD-0A MOD-1 100 200 2000 37 38 61 30 30 43 45 40 35 7,7 10,8 11,5 0,82 3,7

MOD-2 MOD-5A MOD-5B 2500 6200 7200 91 122 128 61 76 78 17,5 12,3 9,3 -

4.8. sz. ábra: Nagy szélerőművek méret szerinti összehasonlítása (USA) [67] MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

64

4.3. SZÉLENERGIA-ÁTALAKÍTÁSOK HELYZETE AZ EURÓPAI UNIÓBAN ÉS MAGYARORSZÁGON A szélenergia hasznosítása világszerte dinamikusan fejlődik.[70] Például az USA-ban 27,170 GW a szélerőmű kapacitás (ebből 2008-ban telepített 8,358 GW), Németország 23,902 GW (ebből 2008-ban 1,665 GW), Kína 12,2 GW (2008-ban telepítette a felét. 6,3 GW-ot). Európában az évente üzembe helyezett kapacitást, eloszlást a 4.9. sz. ábra mutatja (MSZE honlap, GWEC honlap, 2009). A megújuló energiák közül 2008-ban a szélenergiából ruháztak be messze a legtöbbet a kontinensen (4.10. sz. ábra, GWEC honlap, 2009).

Forrás: EWEA

4.9. sz. ábra: Évente Európában beruházott szélerőmű teljesítmény MW-ban [70]

Forrás: EWER és Platts Power Vision

4.10. sz. ábra: 2008-ban Európában beépített

erőmű teljesítmények [70]

A hazai szélenergia-bázisú erőművi kapacitás is jelentősen emelkedett (lásd a 4.11. és 4.12. sz. ábrákat). A termelt villamos energia mennyisége pedig 2005 után ugrásszerűen megnövekedett (lásd a 4.13. sz. ábrát). Az évente installált szélerőművek kapacitása Magyarországon a 2007 évi megtorpanás után ismét megemelkedett.

4.11. sz. ábra: Kumulált telepített szélerőmű kapacitás Magyarországon 2008 végéig 126,69 MW (71 db erőmű 2009. dec. 31-én) [70]

4.12. sz. ábra: Évente installált szélerőművek kapacitása Magyarországon [70]

További engedélyezett szélerőművi kapacitások: 2009. 04. 07-ig működik összesen 176,925 MW Az összes kapacitás 2010-ig: 332 MW-ra várható.

4.13. ábra: A szélerőművek által termelt villamosenergia mennyisége évente 2007 végéig [70]


65

A szélerőművek területi megoszlására, telephelyük megjelölésével külön térképi és táblázatos összeállítást tartanak nyilván (lásd a 4.14. sz. ábrát).

4.14. sz. ábra: Szélerőművek területi elhelyezkedése [71] Üzemelők, kvótával rendelkezők és tervek A SZÉLENERGETIKA JELENTŐSÉGE A FOGLAKOZTATÁSBAN [17] A szélenergia átalakítás-termelés technológiája csaknem automatizált, ezért üzemeltetésével a térség foglalkoztatásában csekély szerepet játszik. A rendszer elemeinek a felhasználó országban való gyártása jelent igazán kedvező befolyást a foglalkoztatásra, ezért áttérni a hazai nagyobb teljesítményű szélgépgyártásokra is. A környezetvédelmi ipar szerepe egyre jelentősebb a világban. A munkanélküliség és a gazdasági recesszió leküzdésében nem érdektelen, hogy a szélenergetika is egyre jelentősebb foglalkoztató. Különösen jelentős ez a mutató Európa esetében, ugyanis az európai üzemek gyártják az eladott szélturbinák 80%-át. A világ legjelentősebb gyártói ma 6.15. sz. ábra: A magyarországi szélerőművek megoszlása a vánémet (Enercon, Bonus, lasztott technológiák és gyártóik típusberendezései szerint [71] REpower), dán (Vestas, Nordex, NEG-Micon) és spanyol (Ecotecnia) cégek, de érdekes fejlemény az indiai (Suzlon) és legújabban a finn (WinWind) szélturbina gyártó vállalkozások igen aktív bekapcsolódása a versenybe. A szektor ma összesen 95 ezer embert foglalkoztat. A fejlődés mértékét ebben az esetben is a német adatokkal lehet leginkább érzékletesen bemutatni. Itt az 1990-es évek elején a szélenergia szektorban foglalkoztatottak száma nem érte el az 5000 főt, míg napjainkban közvetlenül az ágazat közel 50 ezer embernek ad munkát. Magyarország a nemzetközi kooperációban évek óta részt vesz. A hazai beszállítók évekkel ezelőtt francia piacra tornyokat gyártottak, villamos és erősáramú részegységek beszállítói voltak. Gyulán terveztek egy dán, a borsodi térségben amerikai kooperációban összeszerelő üzem építését, hazai beszállítókra is támaszkodva. Ezek a lépések nyilvánvalóan megalapoz-


66

hatnak hazai és a térségbeli generálvállalkozó és export-képes cégek létrejöttét. A klasszikus szélgép kategóriában működő vállalkozások a kis kategóriájú (100 kW alatti) gépek hazai gyártását végzik évtizedek óta. 4.4. SZÉLERŐMŰVEK KIHASZNÁLTSÁGA, RENDSZERBE ILLESZTÉSI PROBLÉMÁI 4.4.1. Kombinált technológiák Az időjárástól, helyi éghajlattól függő szélerőművek kihasználtsága legfeljebb 20%-os a hazai viszonyok között, mivel az éves kihasználási óraszáma: 3000 – max. 2400 óra, illetve rendszerbe illesztéssel elérheti a 4000 órát. Induláskor el kell, hogy érjék a 3–4 m/s tartós szélsebességet, azonfelül az erőművek ritkán termelnek teljes kapacitással, mivel ehhez legalább 8– 12 m/s szélsebesség szükséges. Ennek kompenzálására több megoldás lehetséges: ma már kereskedelmi forgalomban kaphatók a vanádium-redox rendszerű, nagyteljesítményű (több MW kapacitású) speciális és korszerű akkumulátorok [59], melyek beépítését elő lehetne írni a létesítés idején, ill. az ilyen rendszerek engedélyezése során a szolgáltatók preferenciáit élvezhetik a befektetők; kombinálható a szélerőművi technológia egyéb megújuló energiabázisú erőművel, pl. PV fotovoltaikus naperőművi vagy pl. biomassza bázisú kogenerációs erőművel; célszerű többfunkciós energiaátalakító technológiák építése és preferált támogatás odaítélése abban az esetben, ha pl. hidrogén előállításra vállalkozik egy-egy befektető, kombinált szél és napelemes technológiájú erőmű létrehozásával, ahol pl. hagyományos elektrolízises technológiával megtörténik a víz bontása és a hidrogéngáz előállítása (a vázolt kombinált rendszer sémájára lásd az 5.16. sz. ábrát).

A HIDROGÉN víz bontásával is előállítható. Az ehhez szükséges elektromos áramot napelemek vagy szélerőművek szolgáltathatják. A hidrogén „tiszta” üzemanyag, amely kémiai formában tárolja a Nap energiáját. Elvben olcsóbban szállítható, mint az elektromos áram, ezért a hidrogénné alakított napenergia hatékonyabban juttatható el a nagy fogyasztókhoz.

4.16. sz. ábra: Napelemekkel kombinált szélerőművi technológia hidrogén előállítási céllal kibővített vízbontó technológiával [24][67] MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

67

4.4.2. A szélerőművek rendszerbe illesztésének és a szélerőmű teljesítmények növelésének feltételei (MSZET állásfoglalás) [72] Kiszámítható jogszabályi környeztet! [389/2007. (XII. 23.) Korm. rend. 7. §-nak és a 109/2007 (XII. 23.) GKM rendelet 2. §-nak a törlése!] Operatív üzemirányítási támogató eszközök fejlesztése a MAVIR-nál. A jelenlegi rendszerterhelést és a szélerőművi villamos energia termelést becslő alkalmazások pontosságának javítása. Új szélerőmű parkoknál a rendszerirányítást elősegítő szabályozások kiépítése, megfelelő működtetése Szélerőművi energiatermelés előrejelzés javítása. Online szélerőműves energiatermelés előrejelző rendszer megvalósítása. Szélklimatológiai és szél-előrejelzési információk előállítása nagyfelbontású számszerű előrejelző modellek alkalmazásával. (OMSZ rövid távú szél-előrejelzések fejlesztése, kölcsönös együttműködés a szélerőművek üzemeltetőivel, szélmérések a szélerőművek rotormagasságaiban) A területi diverzifikáció növelése Földgáz és biogáz üzemű kiserőművek bevonása a szabályozásba KÁT-os erőművek érdekeltté tétele a szabályozásban Le-irányú tartalékok bevonása a kötelező ajánlat adás alapú rendszerbe Szabályzati illesztés (ÜSZ, KSZ) 4.4.3. A szélerőművi kapacitásbővítés lehetősége és feltételei a magyar villamos energia rendszerben (MAVIR tanulmány – V1.31 2008. október 29.) Nem a hálózati keresztmetszetek szabnak korlátot MEH-nek a kvótabővítési tender alapvető kritériumává kell tennie a szélerőműves termelés Rendszerirányító általi szabályozhatóságát A jelenleg ellenérdekelt KÁT szabályozható termelők bevonása a rendszerszintű szolgáltatások piacára a rendszerszinten nem szabályozható, zsinór menetrend szerint termelő entitások térnyerésének visszaszorítása A fogyasztó oldali befolyásolás eszközének (DSM) központi alkalmazása a rendszer szabályozása érdekében Szélerőművek területileg diverzifikáltabb telepítésének támogatása A jelenlegi rendszerterhelés- és széltermelés-becslő alkalmazások pontosságának javítása Online szélerőműves termelés előrejelző rendszer megvalósítása Amennyiben a Magyar Energia Politika és a Megújuló Energia Hasznosítási Stratégiai Program feloldja a szélerőművi kapacitások növelésének behatárolását, úgy a jelenlegi helyzethez képest még erőteljesebben előtérbe kerülnek a telepíthetőségi korlátozások, pontosabban az egy tartótoronyra kerülő szélturbina-generátor gépegységek teljesítménye, amely ideálisan 2–3 MW-ot tehet kik, szemben a piacon kapható elavult 225–600–1500 kW-os gépekkel, amelyek helyigénye sokszorosa egy megcélzott jövőbeli nagyobb kapacitás esetén. (Így pl. 1000 MW beépített teljesítmény létrehozásához 2,0 MW-os egységekkel elegendő 500 db tartótorony telepítése, míg pl. 800 kW-os egységekkel összeállítva 1250 db torony - tartóerdő – szükséges). [66]


68

4.5. SZÉLERŐTELEPI, SZÉLERŐMŰVI TECHNOLÓGIÁK MŰSZAKI GAZDASÁGI FŐBB PARAMÉTEREI 4.5.1. Változatok a különböző igényű tanyatípushoz tartozó fogyasztók ellátására [68] 1.

2.

3.

Alapváltozat: kisigényű, lakáscélra hasznosított tanya (8. kat.) L2 fogy. tip. 1 fázisú, 0,8 – max. 3,0 kW vill. telj.szükségletű tanya ellátására Becsült villamos energia fogyasztása: 2200 kWh/év; 180 kWh/hó, 6000 Wh/nap vált. Közepes igényű lakás vagy üdülési célú tanyai fogyasztó (9. kat.) L3 tip. 1 fázisú, 1,6 – max. 6,0 kW vill. teljes.szükségletű tanya ellátására Becsült villamos energia fogyasztása: 4400 kWh/év; 360 kWh/hó, 1,2 kWh/nap vált. Mezőgazdasági termelő és lakófunkciójú tanyai fogyasztó (1. kat.) T1 tip. 1 fázisú, 2,4–8,0 kW villamos teljesítményszükségletű tanya ellátására Becsült villamos energia fogyasztása: 6600 kWh/év; 550 kWh/hó, 1,8 kWh/nap

Vállalt műszaki paraméterek és költségelőirányzatok az 1.–3. fenti változatokra 4.4. sz. táblázat

4.5. sz. táblázat

4. vált. Mezőgazdasági kistermelő, vagy lakófunkciójú családi gazdaság típusú (3. kat.) T2 tip. tanyai fogyasztóhely ellátására 3 fázisú, 6,0 kW villamos teljesítményszükségletű tanya Becsült villamos energia fogyasztása: 12 600 kWh/év; 10,5 kWh/hó, 3,6 kWh/nap A bemutatott technológiai változatok közül optimálisnak a 8. és 9. kategóriájú L2 és L3 tanyatípusokra vázolt megoldások javasolhatók. Ahol azonban családi vállalkozásban mezőgazdasági termelést, is folytatnak, ott a 6,0 és 12,0 millió Ft + ÁFA költségű berendezések (az 1. és 3. kat. tanyákra) T1 és T2 tip. – különösen a 4. változat – már aránytalanul drágák, ide más megoldásokat kell alkalmazni (későbbi értékelés szerint).


69

A hazai kereskedelemben további egyedi, önellátó kis szélerőgépes technológiákat is forgalmaznak, amelyek közül kis és „nagyobb teljesítményű” változatokat célszerű még számításba venni, ezek: 5) Alapváltozat, kisigényű, lakáscélra hasznosított tanya (8. kat.) L2 fogy. típus 1 fázisú, max. 3000 W villamos teljesítményszükségletű fogyasztó Becsült villamos energia fogyasztása: 2000 kWh/év, 150–200 kWh/hó, 5,5 kWh/nap Technológiai berendezés és telepítés költsége, szélturbina: 700 eFt + 400 Ah akkumulátortelep + töltő 500 eFt + inverter + vill. berend. 550 eFt + 17 m tartóoszlop 250 eFt + 300 W-os napelem (1300 Ft/W) ára: 400 eFt. A rendszer nettó ára: 2,4 millió Ft + ÁFA 6) Mezőgazdasági termelő és lakófunkciójú tanyai fogyasztó (1. kat.) T1 fogy. típus 3 fázisú, 5,0 kW villamos teljesítményszükséglettel. Becsült villamos fogyasztás: 10 000 kWh/év, 830 kWh/hó, 7,5 kWh/nap Technológia: akkumulátor-telepes, saját hálózatra tápláló rendszer. Részei: szélturbina: 4,0 kW, rotor átmérő: 5 m, csúcsteljesítmény: 5,600 kW, 6 m/s átlag szélsebesség esetén: évi 11 300 kWh áramot termel. Becsült létesítési kts.: szélturbina 2,2 millió Ft, inverter 1,5 millió Ft, akkumulátor + töltő: 0,8 millió Ft, tartószerkezet és elosztószekrény 0,7 millió Ft, belső elosztóhálózat és csatl. ber. 0,5 millió Ft, installálás 0,7 m, szállítás 0,3 millió Ft. A rendszer nettó ára: 6,8 millió Ft + ÁFA. 7) Mezőgazdasági kistermelő és/vagy lakófunkciójú családi gazdaság típusú (3. kat.) tanyai fogyasztóhely-csoport (3 tanya) ellátására T2 fogy. típus 3 fázisú, 3x10 kW villamos teljesítményszükséglettel Becsült villamos fogyasztás: 3x20 000 kWh/év, 3x1500 kWh/hó, 3x3,0 kWh/nap A rendszer nettó ára: 27,646 millió Ft, amely 3 tanyára oszlik meg, így egyetlen tanyára: 9,22 millió Ft + ÁFA jut, magasság: 30 m-es vasoszlop. A költségek részletezése az alábbi kimutatásban szerepel. Jól érzékelhető, hogy ez a változat mennyivel előnyösebb az előző 4. változatnál műszaki és gazdasági szempontból egyaránt. Célszerű ezért 3-4-5 tanyának közös szélturbina egységet létesíteni és működtetni, a következő példa szerint: 6.7. sz. táblázat 30 kW 3 fázis 400/415 VAC-50 Hz Áramellátásra a svéd típusú 14-30 kW névleges teljesítményű hálózatra kapcsolt szélturbina telepítésére következő ajánlat adható: A rendelkezésre álló előzetes adatok szerinti éves átlag 5,6 m/sec szélsebességnél évi 62.00075.000 kWh, amely évi 7187 óra üzemidőt feltételezve havi minimum 5.180 kWh áramtermelésű szélerőmű 400V-os 3 fázisú hálózatra csatlakozva helyszínre telepítve (alapozás költségei talajmechanikai vizsgálatok után véglegesíthető, statikussal terveztetve) széladatgyűjtővel és a széladatok értékeléséhez szükséges műszerekkel a teljesítmény monitorozására: Nettó 27.646.000,- Ft Nettó ,-Ft Szélturbina generátor és inverter, telepítés művezetés 16 200 000,- Ft (max. 50 munkaóra) 1. év garanciális (szerviz a 6. és 12. hónapban) 140 000,- Ft Tartalék alkatrészek 450 000,- Ft Belső hálózati csatlakozáshoz, méréshez berendezések, 1 600 000,- Ft anyagok 30 m kúpos acél oszlop 4 430 000,- Ft Szélmérő és adatgyűjtő berendezés szoftverrel nettó 856 000,- Ft nettó 23 676 000,- Ft Alapozás: talajmechanikai mérés, betonozás nettó 2 200 000,- Ft Szél- és teljesítményértékelés/év 1 évre 350 000,- Ft építész, statikus tervezés, előzetes környezeti hatásta500 000,- Ft nulmány Installálás, 24h próbaüzem 470 000,- Ft Helyszínre szállítás 450 000,- Ft nettó 27 646 000,- Ft Projekt költsége összesen: nettó 27 646 000,- Ft 25% áfa nettó 6 911 500,- Ft Projekt összes bruttó költség bruttó 34 557 500,- Ft

Modell Turbina Típus Rotor Átmérő Lapátkerék munkaterülete Fordulatszám Lapátkerék száma Control Torony Gondolat magasság Kúpos acél oszlop Feszített oszlop Villámvédelem Wind wheels Fék Működési adatok Kezdő szélsebesség Névleges teljesítmény Leállási szélsebesség Generátor Típus Pólusok száma csúcsteljesítmény Feszültség Névleges frekvencia Névleges fordulatszám Elektronika Frequency inverter Hálózatra kapcsolódás Hálózat frekvencia Szigeti üzemmód Output frequency Tömeg, súly acéloszlop Turbina Generátor Turbinaház és kábelek Komplett szélturbina

Wind 30-14 Szembeszél rotor lebegő gondolával 14 m 154 m2 0-80 rpm 2 Passzív

30 m 40–70 m van 2,Æ 1m orm Gear 3 m/s 25 kW 10 m/s-nál nincs Állandó mágneses 66 30 kW 0-400 VAC/3 Æ 41,25 Hz 75 RPM-nél 75 rpm IGBT 50 kVA kimeneti szinusz filter 30 kVA igen 380-500 VAC/3 Æ fázis 50Hz igen Bármely 3 fázisú és földelt trafóval 50–60 Hz


4.000 kg 500 kg 1000 kg 600 kg 2100 kg

70

8.

vált. Vízkiemelés mechanikus úton, membránszivattyúval vagy dugattyús szivattyúval, 18 lapátos szélerőgép alkalmazásával: A hazai gyártmány és kereskedelmi forgalomban nagy hagyománynak örvendenek [74] azok a kialakult technológiák (az AER 06 és AER 21 típusú) szélenergia hasznosító rendszerek, melyek alkalmasak tanyák vízellátására, termőföld öntözésre, állattartás itatóinak, fürdetőinek vízellátására, szennyvizek szállítására, halastavak vízpótlására, vadgazdaságok itatóinak és dagonyáinak vízellátására stb. A rendszerek a vízkivételi hely jellegétől függően membránszivattyúval vagy dugattyús szivattyúval egyaránt működtethetők (elrendezésüket lásd a 3.3./9. sz. ábrán). Műszaki főbb paramétereik

4.8. sz. táblázat

Típus AER 06 Oszlopmagasság 6 méter Vízkiemelés (2,5–5,8 m/sec szélsebesség mellett) 1200–1800 liter/óra Emelőmagasság 7 méter Szállítómagasság 9 méter Nettó ár (Ft)* 750.000 Ft * Megjegyzés: ld. az ár tartalmára vonatkozó fenti tájékoztatást

AER 21 21 méter 5000–9000 liter/óra 7 méter 9 méter 2.450.000 Ft

21 méter 9000–14000 liter/óra 7 méter 9 méter 2.600.000 Ft

4.9. sz. táblázat TELJESÍTMÉNY LÉPCSŐ I. Szélsebesség m/s 2,2 3,2 5,9

Löket/min dm3 32/2,6 48/2,6 56/2,6

Víz dm3/perc 83 125 145

Víz dm3/óra 4992 7488 8700

TELJESÍTMÉNY LÉPCSŐ II. Fejlesztés alatt Szélsebesség Löket/min Víz Víz dm3/óra m/s dm3 dm3/perc 2,2 32/3 96 5760 3,2 48/3 144 8640 6,5 65/3 195 11700

Ezeket a szélerőgépeket a Homokhátság térségében önállóan, akár nagyobb mezőgazdasági termelő típusú (csepegtető öntözőberendezéssel rendelkező) T2, T3 típusú fogyasztóhelyekre célszerű – kiegészítő elemként – is alkalmazni, akár nagyobb állattartó telepek távolabbi térségeire (itatók, fürdetők ellátására, legelők öntözésére) telepíteni, vagy távoli tanyaközpontok, közösségi házak vízellátására, természetvédelmi területi ellátó bázisok ellátására számításba venni, mivel mind létesítési költségüket tekintve (különösen az AER 06 típusú) is kedvezőek, de különösen egy benzinmotoros vízszivattyú folyamatos üzemáraival történő összehasonlításban igen rövid idő alatt megtérülnek (lásd a mellékelt költség-összehasonlító táblázatot). 4.10. sz. táblázat: A szélerőgép és a benzinmotoros vízszivattyúk költségigényének összehasonlítása Megnevezés Vízkitermelés literben Beszerzés Ft Havi karbantartás Ft Éves karbantartás Ft Üzemanyagár Fogyasztás/üzemóra Üzemóra (üzemidő)

Szélerőgép (vízszivattyús) 21588000 Költségek forintban 2.350.000 1.500 18.000 ingyenes ingyenes 3084 (ingyenes)

Szállítás üzemnapokon / nap (kilátogatás)

ingyenes 10.000 Ft

Munkadíj Ft/hó/fő Anyag megőrzés Amortizáció / Élettartam 1. évi költség összesen Ft 2. évi költség Ft

ingyenes Kerítés = 50.000 Ft 25 év 2.418.000 2.418.000 - 50.000 + 28.000 = 2.396.000 2.396.000

2. éves össze költség

Benzinmotoros vízszivattyú 21588000 125.000 3.500 42.000 236/liter 1.6 liter/óra 4152x1,6 = 6643 liter 6643x236 = 1.567.795 5 km/nap = 257 nap = 1285 km 1285x3 = 3.855 1285 = 9 l/100 = 108 liter 108x236 = 25.488 Ft 54.000 = 648.000 Ft/fő lásd munkadíj 5 év ? 2.408.283 2.408.283 - 125.000 = 2.283.283 4.691.566


71

4.5.2. SZÉLENERGIÁRA ALAPOZOTT, KÖZPONTOS VILLAMOS ENERGIA ELLÁTÁS, F1, F2 VÁLTOZATOK Felmerülhet távoli nagyobb tanyacsoportok részére központos (egyetlen, viszonylag „nagyobb” teljesítményű) szélturbina létesítése, ahonnan további saját belső kisfeszültségű elosztóhálózat kialakítása árán; 100 – max. 200 tanya/bokor) is ellátható. Ennek működtetésére, a szolgáltatás biztonsága érdekében már karbantartó-szolgáltató helyi szervezet is szükséges, amely a folyamatos költségekben rejlő jelentős megtakarítást csökkenti, mégis célszerű ezzel foglalkozni, mivel fajlagos létesítési költségeit tekintve ez esetenként előnyösebbnek bizonyul más, egyedi technológiákhoz képest. 1)

Mezőgazdasági középvállalkozói (KKV) tanyacsoport (4., 5., 6. kat. és ezek kombinációja) fogyasztói, pl. 100 tanya ellátására Egyenként 3 fázisú, 8–10 kW vill. teljesítményszükséglettel Becsült villamos fogyasztás egyenként 20 000 kWh/év, 1500 kWh/hó, 3,0 kWh/nap Technológiai berendezés: 600 kW-os szélturbina, 70 m magas tartóoszlopon (belső elrendezési vázlata a 3.3./13. sz. ábrán). A tanyák egymástól való távolsága max. 50 m, ehhez min. 1,5 km kisfeszültségű hálózat és tr. állomás szükséges. A rendszer nettó ára: 310 millió Ft + ÁFA, egyetlen tanyára 3,1 millió Ft + ÁFA létesítési költség jut, ill. teljesítményigény arányosan történik a költségmegoszlás.

2)

Vegyes mezőgazdasági kistermelő, lakófunkciójú, egyéb gazd. tevékenységet folytató tanyacsoport (1., 2., 3., 8., 9. kat. tanyák és ezek kombinációja) Egyenként 1-3 fázisú, 3 – 6,5 – max. 8 kW villamos teljesítményszükségletű tanyacsoport. 200 tanya ellátására Technológiai berendezés: 600 kW-os szélturbina (ugyanaz, mint az előbbi 1. változatba). A tanyák egymástól való távolsága átlagosan 50 m, ehhez min. 3,2 km kisfeszültségű hálózat és tr. állomás szükséges. A rendszer nettó ára: 316 millió Ft + ÁFA, egyetlen tanyára 1,58 millió Ft + ÁFA létesítési költség jut, ill. a költségmegoszlás a teljesítményszükséglettel arányos.

A központos ellátási változatok (az 1. és 2. sz. vált.) között nyilvánvalóan a 2. változat a legelőnyösebb, amennyiben létezik ekkora ellátatlan bokortanya-csoport, vagy valamilyen vállalkozás szervez egy termelő központot és azt kiszolgáló szolgálati lakáscsoportot, amelyhez a meglévő szomszédos tanyacsoportok is társíthatók. Hasonló farmergazdasági csoportosulások esetében, még az 1. változat technológiai berendezése és beruházási költsége is kedvezőnek ítélhető.


72

4.5.3. NAGYOBB SZÉLERŐMŰ-PARKOK PÉLDÁI, FŐBB MŰSZAKI-GAZDASÁGI MUTATÓI [62] 4.5.3.1. A szélerőművek gazdaságossági kérdései „Európában 1 MW szárazföldi (onshore) szélenergia átlagos befektetésigénye 1,23 millió EUR (2006-ban, minden költséget beleszámítva). Ebből a turbina 76%, a hálózatra való csatlakozás 9%, az alap 7%. A többi részt a terület, az ellenőrző rendszerek stb. költségeket teszik ki. A szélerőművek előállítási költségei hosszú távon csökkentek, kivéve az elmúlt néhány éves időszakot. Európai szinten az 1 MW feletti turbinák tették ki 2007-ben a piac több mint 95%-át. A beruházás gazdaságosságát elsősorban a szélviszonyok és az abból levezethető évi kihasználási tényező (óraszám) határozzák meg. Ezen kívül a közgazdasági és adminisztratív környezet is erősen befolyásolja: a hitel kamatlába, a létesítmény megalkotásához és üzemeltetéséhez szükséges egyéb környezeti és adminisztratív kívánalmak. Alapvetően eltérő a szélerőművek gazdasági megítélése vállalkozói, ill. nemzetgazdasági szemléletmód szerint. A vállalkozói gazdaságot javítja az így termelt villamosenergia magas átvételi ára (a beépített támogatás mértéke), ami nemzetgazdasági szempontból nem bevételt, hanem kiadást jelent. Befolyásolják a gazdaságosságot az átvétel különböző feltételei, például az előrejelzések pontossága, az eltérések befolyása az átvételi árakra. A közvetlen költségek mellett figyelembe kell venni az országra és a villamosenergiarendszerre gyakorolt közvetett hatásokat is. Ezek közül a legfontosabb a széndioxid kibocsátás csökkentés, amelynek a széndioxid-tőzsde aktuális áraival (jelenleg 20 EUR/t körül mozog) számított értékét jóvá lehet írni. A széndioxid megtakarítás a megtermelt villamosenergia mennyiségével és a kiváltott fosszilis eredetű villamosenergia fajlagos kibocsátásával határozható meg. Döntően fosszilis erőművekből felépülő villamosenergia-rendszerben azonban korrekcióba kell venni a szélerőművek terhelésváltozásait kiegyenlítő erőmű hatásfokromlása miatti többlet kibocsátást. Közvetett előnyként tartják nyilván a szélerőművek létesítése és üzemeltetése révén bekövetkező munkahelyteremtést. Az EWEA 2008. évi becslése szerint ez Európában több mint 100 000 többlet munkahelyet jelent. Ebből 100-at becsülnek Magyarországra (Gács, 2009).”[70] A mosonszolnoki-levéli szélerőparkra készült elemzések* nyert információk alapján a következők állapíthatók meg: 2x24 MW-os teljesítményű erőmű gazdasági számításai szerint a beruházási költségek 17.801 M HUF költséget tesznek ki (ebből a rendszer fele valósult meg). A működési költségek a megvalósítási költségekhez képest a technológia jellegéből eredően jóval kisebbek, évenként mintegy 340–400 ezer Ft-ot tesznek ki. Elkészült a dinamikus beruházás hatékonysági elemzése is. Nettó jelenérték kimutatása igen kedvező, mivel a projekt nettó jelenértéke 7,4%-os kalkulatív kamatlábbal számolva 12.321,75 M Ft lesz. A megtérülési időre vonatkozó számítások szerint a projekt várhatóan a 13. évben térül meg.

*

Széchenyi István Egyetem Gazdaságtudományi Karán támogatott kutatás keretében


73

5.

A GEOTERMIKUS ENERGIA KÖZVETLEN HŐHASZNOSÍTÁSI, KAPCSOLT VILLAMOS ENERGIA HASZNOSÍTÁSI TECHNOLÓGIÁI, FŰTÉSI-HŰTÉSI, HMV ELŐÁLLÍTÁSI ÉS VILLAMOS ENERGIA TERMELÉSI ÉS ELLÁTÁSI CÉLLAL [32]–[63]

5.1. Hasznosítási célok, célcsoportok Magyarország megújuló energiaforrásai közül a geotermikus energiában gazdag forrásadottságok kíméletes, környezetbarát feltárása és gondos hasznosítás a fő cél, majd elsősorban a lakossági-intézményi (önkormányzati) és mezőgazdasági energiaellátásban történő környezetbarát és gazdaságos alkalmazása, költségeinek csökkentése jelenti az elterjesztés fő feladatait. A geotermikus energia hasznosítás helyi és regionális – kistérségi – decentralizált energiaellátási feladatokat szolgáljon (intenzív növénytermesztés, hajtatás, állattenyésztés), ahol a fogyasztói igények több hőfoklépcsőbe csoportosíthatók, ott a minél komplexebb hőhasznosítás – kaszkád rendszerű – és hatékonyabb kihasználtság valósuljon meg (pl. működő termálfürdők, gyógyfürdők, üdülőhelyek stb. térségében) és a távhőellátási aktuális rendszer-rekonstrukcióknak is preferált megoldásmódjává váljék. Optimális 120oC feletti, kedvező, kellő nagyságú, hozamú és nyomású termálbázisok esetében; kapcsolt villamosenergia-termelő, abszolút szennyezésmentes technológiájú kapacitások (kis- és középerőművek) valósuljanak meg, növelve a hazai erőművi, menetrendben működtetett rendszer teljesítményét, csökkentve a behozatalt és a CO2 terhelés nagyságát. A földgázellátás kiváltására, helyettesítésére alkalmas korszerű és tiszta hőszivattyús hőenergiaellátási technológiák terjedjenek el mind az új építkezések, mind pedig tömbrehabilitációs térségekben. A geotermikus energiaátalakítási technológiák hazai gyártása honosodjon meg egyrészt ún. környezetvédelmi innovatív iparfejlesztés keretében, másrészt a vázolt technológiák megvalósítása, szerelése hazai, kinevelt szakemberekkel történjék (a kibányászástól a kivitelezésig, ill. a szolgáltatásig bezárólag), amely a hazai helyi foglalkoztatás és munkahely-teremtés növelését szolgálja. 5.2. Geotermikus adottságok, jellegzetességek A Kárpát-medence, de különösen Magyarország területe alatt (lásd az 5.1. sz. ábrát) a földkéreg az átlagosnál vékonyabb, ami azt eredményezte, hogy a kéreg alatti magas hőmérsékletű magma a felszín közelbe került. A Föld belsejéből kifelé irányuló földi hőáram átlagértéke 90–100 mW/m2, ami mintegy kétszerese a kontinentális átlagnak. Az egységnyi mélységnövekedéshez tartozó hőmérséklet emelkedést jelentő geotermikus gradiens átlagértéke a Földön általában 0,020–0,033oC/m, nálunk pedig általában 0,042–0,066oC/m. E termikus adottságok miatt nálunk 1000 m mélységben a réteghőmérséklet eléri, sőt meg is haladja a 60oC-t. A hőmérsékleti izotermák 2000 m mélységben már 100oC feletti hőmérsékletű jelentős mezőket fednek le. Rendellenesen nagy mélységi hőmérsékletről tanúskodnak a 3–6000 m mélységről készült felmérések, ill. becslések. Magyarország területén a geotermikus energia alapvető forrását a magma irányából fölfelé irányuló konduktív hőáramlást jelenti. A geotermikus energia kitermeléséhez olyan hordozó közeg szükséges, amely nagy fajlagos energiatartalmú, könnyen felszínre hozható, nagy mennyiségben rendelkezésre álló, a környezetre nem káros, olcsó, jól kezelhető. Mindezeket a követelményeket a víz elégíti ki a legjobban. A víz fajhője nagy (4,187 KJ/kgK) ehhez gőz előfordulása esetén a fázisátalakulással járó latens hőnek megfelelő energiatartalom is járul. Ez 1 bar nyomáson 2259 KJ/kg, a mélységgel növekvő nyomással viszont csökken, 200 bar esetén már csak 629 KJ/kg. [32]


74

5.1. sz. ábra: A Pannon-medence és környezete hőáram-sűrűség térkép [33] A geotermikus energia-hordozóját a Kárpát-medencében döntően a termálvíz képviseli, amely a nagy vastagságú, több helyen 6 km-t is meghaladó üledékes kőzetösszletek porózus – permeábilis tartományait tölti fel. A földtani adottságok több helyen (nagyvastagságú víztároló üledékekkel telt földtani árkokban, fiókmedencékben) lehetővé tették a földhő akkumulációját. A hazai viszonyok között a Kárpát-medencét feltöltő vastag üledéktakaró sok víztartó porózus-törmelékes vagy repedezett karbonátos kőzetréteget tartalmaz, amely lehetővé teszi a hévíz termelését és hasznosítását. 5.3. Hévíztároló adottságok, termálvízadó rétegek (lásd az 5.2 és 5.3. sz. ábrákat) A termálvízadó – geotermikus fluidumot tároló – rétegek eloszlása – mind az 50oC-nál melegebb, porózus kőzetekben (lásd az 5.2. ábrát), mind a repedezett és karsztos kőzetekben (lásd az 5.3. ábrát) – már korántsem olyan egyenletes megoszlást mutat, mint a hőmérsékleti eloszlások, bár együttesen értékelve, kellőképpen lefedik az ország területét.

5.2. ábra: 50oC-nál melegebb porózus termálvízadó 5.3. ábra: Az 50oC-nál melegebb repedezett és rétegek elterjedése [33] karsztos termálvíz-tároló rendszerek elterjedése [33]


75

A geotermikus energiatermelő, -átalakító, -ellátó kapacitásokat a területfejlesztési koncepciók értelmében, az ország területén – amennyire a forrásadottságok engedik – lehetőleg arányosan elosztva, decentralizálva célszerű telepíteni, megépíteni, ill. ezen belül előnyben részesülhetnek a társadalmi – gazdasági – műszaki szempontból hátrányos helyzetű kistérségek/települések. A legnagyobb kínálatot a lakossági az intézményi és mezőgazdasági hőfogyasztóhelyek számára ezek az alapinformációk nyújtják. [36] Ezek az adottságok ugyancsak elsősorban az önkormányzati intézmények, ill. a mezőgazdasági-kertészeti termeltetőhelyek komplex hőenergia-ellátásának feltételeit biztosítják a jövőben. A földhő hasznosításának legelterjedtebb módja a geotermikus fluidum; közismert nevén a termálvíz kitermelése, amelynek energetikailag hasznosíthatóságát alapvetően befolyásolja az entalpiája. Hőmérsékletük alapján lehetnek: alacsony, közepes és magas entalpiájú termálvizek (lásd a 4. ábrát).

5.4. ábra: Felszín alatti vizek tárolói [35] 5.5. ábra: A geotermikus energia entalpiája (Tk = környezeti)

Az elfogadott hazai osztályozás szerint a hévíztárolók a földtani és rezervoármérnöki ismérvek szerint a következő 3 alap típusba sorolhatók, így: 1. A harmadkori – döntően Felső-Pannon – korú porózus, törmelékes terrigén tárolók; 2. Mezozoós, karbonátos kifejlődésű karsztos, hasadékos tárolók; 3. Alaphegységi, döntően paleozoós korú, karbonátos és metamorf „geopressured” típusú tárolók. Medence-területeink felsőpannon üledékeinek és a paleo-mezozoós termálkarszt-rendszereinkben 50–100oC-os kifolyóvíz-hőmérsékletű termálvizei csak közvetlen hőhasznosításra alkalmasak, ugyanakkor az ilyen tárolók korlátozott utánpótlódása, illetve a vízellátási és balneológiai hasznosítások fenntarthatósága és a felszíni befogadók vízminőség-védelme miatt, energetikai hasznosításuknál itt is szükséges és ajánlatos a hévíz-visszatáplálás, vissza5.6. ábra: Hévíztároló képződmények elterjedése, sajtolás alkalmazása. Ennek műszakifeltártsága [35] gazdasági feltételei a hasadékoskarsztos tárolóknál már jelenleg is biztosíthatóak, a pliocén homok-homokkő rétegekbe történő használt-hévíz visszatáplálás általános elterjesztése viszont csak néhány éve tekinthető megoldottnak (Hódmezővásárhely, Kistelek, Fülöpjakab stb.). [38][6][39] MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

76

5.4. A geotermikus elméleti potenciális energiakészletek statikus rendszerű becslése, megújulása [33][37][38][39] A jelenlegi lehetőség-elméleti készletszámítási módszerekkel (fuzzy aritmetika Dubois és Prade 1988, Szanyi 2005) végzett számítás szerint [37] „Magyarország ismert és reménybeli földtani vagyona 0–5000 m-es mélységtartományban: 102.180 Exajoule (102.180.000 PJ). A vagyonnak mintegy 60%-át a medencealjzat 2500–5000 m mélységközben található része tartalmazza, ahol a hőmérséklet a 250–300oC értéket is elérheti. A legjobban hozzáférhető negyedidőszaki képződmények legalább: 4160 és legfeljebb 5380 EJ hőmennyiséget tárolhatnak, amelyek fedezhetnék éves energiaszükségletünket (ami 1 EJ/év) nagy távon (Szanyi 2005) [37]. Ezen felül jelenleg folyik az ismert és gazdaságosan kitermelhető „földtani ipari vagyon” és tartalékvagyon becslése, az ismert, feltárt mezők és rezervoárok figyelembevételével. Tudományosan bizonyított [38] (Rybach és társai), hogy a geotermikus energia „megújuló” erőforrás, mivel a kitermelt hő és víz visszaáramlik, s az újra történő feltöltődés ezerszer gyorsabban következik be, mint a kiaknázási időszak aránya (azaz három nagyságrenddel gyorsabban) [39]. Így a fenntartható termelés hosszú időn (100–300 éven keresztül) biztosítható, megfelelő technológia és üzemvitel esetén. 5.5. Geotermikus energiaforrás kutatása, bányászata [41][42] A geotermikus energia hozzáférési lehetőségére öt alapvető mód ismeretes (lásd az 5.7. ábrát), így 1. a permeábilis üledékből természetes repedésen keresztül a felszínre feltörő hévíz, gejzír fluiduma és annak alkalmas befogása. 2. A klasszikus módon, fúrt kutakon keresztül felhozható hidrotermális folyadék vagy gőz kitermelése. 3. Folyadéknélküli hőhasznosítás HDR típusú kitermelő rendszer. 4. Nagyobb mélységből repedezett vulkáni 5.7. ábra: A geotermikus energia hozzáférési lehetőségei [41] kőzetből hidraulikus repesztéssel létrehozott hőnyerés (EGS). 5. Hőszivattyús rendszerek. Magyarországon a múlt századi eredményes szénhidrogén bányászkodással párhuzamosan, a több mint 8000 kutatófúrás „mellékterméke”-ként számos helyen „vízbeáramlás” történt, több ezer kutat kellett a szénhidrogén (kőolaj, földgáz) kitermelés szempontjából „meddő”nek minősíteni. Ezek területi megoszlása (az 5.8. ábrán) ugyancsak jól kirajzolja [52] a kutak sűrűsödési helyeit, ahová a Bányászati Hivatal fúrási jegyzőkönyveinek adatbázisára támaszkodva, a leginkább alkalmas és relatíve gazdaságos kitermelési helyek első közelítésben kijelölhetők. Ezek az adatok általában hiányosak, legfeljebb a fúrások talpmélységét, talp és felszíni hőmérsékletét tartalmazzák a fúrás a területi koordinátáin felül, azonban sem az egyes rétegek vízhozamára, vízösszetételére, sem a víz nyomására, a kőzetek permeabilitására nem adnak a méretezéshez szükséges kiindulási adatokat.


77

Emiatt mind a hasznosítani kívánt termelő kutakra, mind a visszasajtoló kútra előírásszerű és garantált méréseket el kell végezni egy adott projekt esetében, amely jelentős költségkockázattal jár (kutanként ~20 – max. 50 millió Ftot). A régóta használaton kívül helyezett CH-meddő fúrások feltárása, rétegenkénti mérése, kútfej kiképzése helyett ajánlatosabb új kutak fúrása. 5.8. ábra: Magyarország CH-meddő kútjainak területi megoszlása [41]

5.6. TECHNOLÓGIAI VÁLASZTÉK A GEOTERMIKUS ENERGIA HASZNOSÍTÁS-MÓDJAIRA Magyarország termálvíz-felhasználásának közel egyharmadát még harminc éve is (1986) az ivóvíz-ellátás szolgálatába állították és ennél valamivel kevesebb hányadát a balneológia; a gyógyfürdőhelyek, termálfürdők részére tartották fenn, ill. a fennmaradó hányadot elsősorban a mezőgazdasági hőellátói rendszerek igényelték. Kommunális fűtésre akkor csak 1–2% jutott. A helyzetértékeléshez külön térképi összeállítás vonatkozik (lásd az 5.9. ábrát).

5.9. ábra: Magyarország hévízkútjainak 5.10. ábra: LINDAL-féle diagram (1973) a geotermális fluidum hőmérséklete és hasznosítása [43] hőfoklépcsőire ajánlott különböző hasznosítási célok megjelölésével s a villamosenergia átalakításhoz jelölt két hőtartományra kifejlesztett (gőz, segédközeges) technológiák megnevezésével „A hazai termálvíz-hasznosítás eddigi és jelenlegi állapotát elemezve a következők állapíthatók meg: a hasznosítás iránya alapvetően kettős: direkt hőhasznosítás ill. balneológia, a hőhasznosítás szezonális jellegű, az év mintegy 180 napjára terjed csak ki, a balneológiai célú alkalmazáson belül viszont a hőhasznosítás mértéke nem számottevő kihasználatlan;


78

a hasznosítás egyoldalú és extenzív jellegű, az elhasznált meleg vizet néhány korszerű geotermikus távhő és közelhő-ellátás kivételével nem nyomják vissza, hanem országosan a felszíni víztárolókba, élővizekbe engedik, így a tárolt vízkészleteket direkt módon fogyasztják; a hőhasznosítás műszaki színvonala a legtöbb helyen alacsony, hatásfoka kicsi, a T hasznosítási hőlépcső max. 30–35oC. Ezt támasztja alá a francia geotermális hasznosítási tényadatokkal való összehasonlítás, amely az ott alkalmazott vízvisszanyomás mellett mintegy háromszorosan nagyobb ottani hőhasznosítási hatékonyságot mutat ki a mi kárunkra; a hasznosítási hatásfokot növelő hőszivattyúkat még méltatlanul kevés helyen alkalmazzák; geotermikus alapú, villamos erőművi energiatermelés egyelőre még nincs, bár több éve folyik egy-egy kiserőmű létesítése.”

5.6.1. Egyszerű és többlépcsős közvetlen hőhasznosító rendszerek: fűtés/hűtés + HMV előállítás [44] (távhő – közelhő ellátásra) Az ismert megjelenési formái közül egyedül a közvetítő közeggel vezetett hőenergia hasznosítási mód, a hévíz hasznosítás képezi az elemzés tárgyát különböző célokra, így melegvíz-, fűtéshűtés ellátása különböző lépcsőkben, lehetőleg többlépcsős, ún. komplex hasznosítási célokra. Elsőrendű érdek tehát, hogy a termelt víz energiatartalmát a lehető legnagyobb mértékben, gazdaságos üzemvitel mellett használják ki. A teljesértékű hasznosítás technikai előfeltétele: olyan hasznosító rendszer, mely kiegészítés nélkül alkalmas az adódó hőmérsékletszinten a működésre, a termelés és fogyasztás összhangban van, a termelt folyadék felhasználására is környezetbarát megoldást adjon, környezetét ne szennyezze. A melegvíz HMV hasznosítás: tisztálkodásra, fürdő, egészségügyi és technológiai (ipar, mezőgazdaság) célokra történik. Épületek fűtési hasznosítása HMV hasznosítással együtt alkotott közvetlen hőellátási rendszeren történik általában (lásd az 5.11. ábrát), ill. a 40–140oC hőmérsékletű termálvíz esetén hőcserélő közbeiktatásával megoldott hővezető közeggel (lásd az 5.12. ábrát).

5.11. ábra: Közvetlen hőellátás [44]

5.12. ábra: Hőellátás hővezető közeggel [44]

A leggyakoribb fűtési (lakossági-kommunális-mezőgazdasági) hasznosítási módok üzemi hőmérsékleteinek ismeretében (5.1. táblázat) dönthető el a rendszer komplexitásának mértéke. 5.1. táblázat: A hasznosítási módok üzemi hőmérsékletei [43] Csop

I. II. III. IV.

Fűtővíz hőmérs o C

Felhasználás

100–85 hagyományos épületfűtés 80–70 80–60 60–45

Hasznosító szerkezetek

konvektoros fűtőtestek

épületfűtés csúcshőtermelővel konvekciós fűtőtestek, sugárzó fűtőtestek csökkentett hőmérsékletű fűtés növelt felületű konvekciós sug. fűtőtestek használati melegvíz-termelő hőcserélő 24 órás tárolóval

Fogyasztás jellege hőm. folyad. szint áram változó állandó állandó változó változó állandó változó állandó állandó állandó


79

V. VI. VII.

60–40 50–40 40–30

helyiségfűtés zuhany közvetlen vízellátása medencék vízellátása

sugárzó fűtőtestek közvetlen felhasználás közvetlen felhasználás

változó változó állandó

állandó változó állandó

Az épületek termálvizes hűtése abszorpciós hűtőberendezésekkel történik (Izland, USA, Japán), külső energiaforrás bevonásával, ahol a hűtőfolyadék a hűtési igénytől függően más és más. A vezetékhálózat elrendezése szerint megkülönböztethető a: sugaras vezeték, mely a legelterjedtebb megoldás, mert a tápponti kút (hőcserélő) a legrövidebb vezetékkel köthető össze a fogyasztóhelyekkel; körvezeték, mely nagyobb beruházási összeget igényel, de előnye a nagyobb üzembiztonság és a viszonylag rövid házi bekötővezeték, további előnye a kétoldali táplálás (két kút) lehetősége. A vezetékhálózatok a vezetékszálak száma szerint lehetnek: kétcsöves megoldás, mely a hagyományos fűtési rendszernek felel meg; háromvezetékes rendszerben két csőszál a hőellátást, egy csőszál a melegvízellátást végzi; négyvezetékes rendszerbe két csőszál a hőellátást, egy csőszál a melegvízellátást végzi, egy negyedik vezeték a melegvízellátás cirkulációs vezetéke. A vezetékekben egyaránt áramolhat hévíz és hőcserélt víz, hőhasznosításnál a hévíz kémiai adottsága dönti el jórészt a közvetlen, vagy közvetett alkalmazását. A használati melegvízellátásnál, a legtöbb esetben hőcserélt vizet vezetnek a fogyasztóhoz. A kommunális melegvízfogyasztók általában hévizet kapnak. Példa: Termálvízenergia-ellátó – „távhő”, „közelhő” – hálózati rendszerek [45][46][47][48][49][50] A településközponti termálvíz-energiára alapozott környezetbarát, gazdaságos távhőellátási rendszer kialakítására a legújabb példa (2007) hazánkban a kisteleki 3,5 MW összteljesítmény-szükségletű geotermikus kisfűtőmű, 11 önkormányzati intézmény (8 hőfogy. csoport) hőenergia ellátására szolgáló: termáltermelő és visszasajtoló kút + fűtőmű + vezetékhálózat együttes (elvi kapcsolását lásd az 5.13., megvalósult elemeit az 5.14. ábrán).

TERMELŐ KÚTFEJ

TERMELŐ KÚT VÍZGÉPÉSZETI RENDSZERE

Forrás: AQUAPLUS, PYLON Kft.

5.13. ábra: Kistelek geotermikus közvetlen hőenergiaellátási rendszere [45][46][47][48][50]

5.14. ábra: Kisteleki fűtőmű 2006–2007

Ez a megvalósult projekt (PEA támogatást nyert) példaértékű modellként alkalmazható jelen tanulmányban, kisebb városok, kistérségi központok, nagyobb faluközpontok környe-


80

zetbarát hőellátására. Ebből a kialakult méretű, kapacitású rendszerből mintegy 300–350 közelhő-ellátó rendszert lehetne kiépíteni 2020 végéig, a szakági prognózisok szerint.


81

A kisteleki geotermikus fűtőmű részletes műszaki-gazdasági paraméterei A projekt 11 közintézmény fűtési és használati melegvíz igényének ellátásával számolt. A méretezett beépített hőteljesítmény-szükséglet: 4,243 MW, az egyidejű telj.: 3,345 MW. A rendelkezésre álló vízmennyiségből a hőellátó rendszer maximális vízigénye: 36,2 l/sec, amiből a fogyasztók egyidejű teljesítményszükségletének mintegy 88%-a, a távhőrendszer egyidejű terhelésének pedig 100%-a fedezhető geotermikus energiabázison. A meglévő termelő kút jellemzői, melyek a méretezés alapját képezik: talpmélysége: 2095 m, talphőmérséklete: 90,6oC, a 200 l/perc vízhozama kompresszorral 1530 l/percre növelhető, ekkor a kiemelt víz (felszíni) hőmérséklete: 82oC. Vízösszetétel: ásványi sókban gazdag, nátrium-hydrokarbonátos jellegű, igen lágy, fluoridos, jelentős metakovasav tartalmú termálvíz. A termelő kút kútfej kiképzésének műszaki műveletei; hőszigetelt kútfej kialakítása, kútba beépítendő búvárszivattyúval + tartalék szivattyú telepítésével. A termelőkút vízgépészeti berendezései: a gázkiválás és esetleges sókiválás érdekében egy 34,5 m3-es kiegyenlítő-kiszellőztető acéltartály (mintegy 10 m-es álló) szükséges robbanásbiztos szerelvényekkel. A geotermikus távhőellátó rendszer részére 3 db (CRN 32-4 tip.) nyomásfokozó szivattyú beépítése a 6 báros rendszer részére, melyből 1 db tartalék. A távhőellátó rendszer tervezett vezetékhálózata hőszigetelt rendszerű D-160/250D50/125 keresztmetszetű P-10 nyomásfokozatú csövek felhasználásával épül ki 7 vezetékág kiképzéssel. A vezetékpárok (előre-visszamenő) együttes hossza: 4034 m. Kiviteli terv szintű nyomvonaltervre engedélyes terv készült. Tervezett visszasajtoló kút: A külterületi, önkormányzati tulajdonú területre telepítendő kút, előirányzott talpmélysége: 1700 m, a tervezett 368 mm mf méretű acélcsőtől – 4,5”-os mf acélcső-darabok felhasználásával. Az előirányzott szűrőzési hossz: min. 70 m – 1600 m szűrözési középmélységgel. A megcélzott max. nyelőkapacitás: 1000 l/sec. Vízgépészete áll: visszasajtoló berendezésből, kútfej kiképzéssel (2 db szivattyúval), felszíni szűrőrendszerrel (4 db mechanikus szűrővel), vezérlőrendszerrel a szivattyúházban és egy 60 m3-es fekvő kiegyenlítő tartály kialakításával. A visszasajtolási üzemi nyomás 2–6 bar. Eredmények: Helyi megújuló energiaforrás-hasznosítással e projekt révén évente 34,05 TJ energia felhasználás valósul meg. 0,968 millió m3 földgáz abszolút energia megtakarítása történik évente, azaz közel 1 millió m3 földgáz import csökkentése, az energiafüggőség mérséklése. 1,38 kt/év CO2, 23,28 kg/év CO és 66,25 kg/év NOx károsanyag kibocsátás csökkentése valósul meg helyi szinten a kistérségben, ill. a közeli Nemzeti Park térségében. A geotermális fluidum, mint alapfeltétel jelenleg ténylegesen mért indikátorokkal igazolva – rendelkezésre áll, és az ismertetett gazdag helyi potenciális adottságok alapján is biztosítható, bővíthető, tehát a tervezett földgáz energiaköltség-megtakarítás a vizsgált 12 éves időszakban átlagosan 69,157 millió Ft/év mértékkel garantálható. Az előfeltétel teljesül, azaz: a közintézmények működtetési költsége 10%-kal csökken (esetenként a max. 30%-ot is elérheti), miközben megmarad a 240 fő foglalkoztatottság – főleg oktatási –, amelyben a nők foglalkoztatottsága 60%-os, illetve esélyük növekedik az újonnan foglalkoztatottak létszámának 45%-ával (5 fővel a 11 fő állandóan foglalk. közül).


82

Közműrendszer megépülésével átlagosan több mint 69 millió Ft/év földgázenergia költség megtakarítható. Ebből átlagosan több mint 16 millió Ft/év nettó költségmegtakarításban részesülnek az intézményi fogyasztók, amely az önkormányzati létesítmények hatékonyságát segíti elő. A projektre végzett pénzügyi megvalósíthatósági számításokkal igazolható, hogy a felvázolt támogatással a tervezett fejlesztés korrekt gazdaságossági mutatók mellett hajtható végre, mivel a belső megtérülési ráta, az IRR = 5,32%, a beruházás energiagazdálkodási térülési ideje te = 7,77 év, a projekt gazdasági megtérülési rátája ERR = 8,57%, és a projekt likviditás szempontjából is végig egyensúlyban van, a rendszer kumulált Cash-Flow-ja az időszak alatt minden évben pozitív. További jellegzetes mutatók a beruházás fajlagos energia-megtakarítása: Bf = 63,88 GJ/év/M Ft (2004. évi árszinten), az egységnyi támogatásra eső energiamegtakarítás Ef = 107,06 GJ/év/M Ft (2004. évi árszinten). A Nemzeti Fejlesztési Terv I. keretében meghirdetett operatív programok közül a KIOP2004-1.7.0.f sz. pályázat keretében KISTELEK 2005 májusában elnyerte a PEA támogatással kidolgozott pályamű alapján a beruházás 60%-át kitevő 300 millió Ft támogatást, azonfelül a teljes önerő fedezésére – azaz 227,6 millió Ft-ra az OTP BANKI HITELNYÚJTÁST ÍTÉLT ODA, elfogadva és igazolva azt, hogy ez a geotermikus távhőellátási rendszer gazdaságos, biztonságos és kedvező befektetést, majd rentabilis szolgáltatást valósít meg, példája lehet nagyobb távon legalább 100 hasonló nagyságrendű településnek. 5.6.2. A mezőgazdaság geotermikus közvetlen hőhasznosításai [33][51][52]

5.15. ábra: Mezőgazdasági hasznosítású hévízkutak létesítése Magyarországon [33]

A szoros értelemben vett geotermikus energia közvetlen hőhasznosítása hazánkban, 1957-58-ban, a szegedi TSz-ek és a szentesi kórház részére létesített hévízkutak létesítésével kezdődött, intenzív fejlődése pedig 1963-ban, az akkori OMFB kezdeményezésére indult meg és a 80-as évek közepéig (a hévízkútfúrások állami támogatásának megszűnéséig) tartott. (A mezőgazdasági célú hévízkút-fúrások és meddő CH-kiképzések alakulását szemlélteti az 5.15. ábra.)

Az energetikai hasznosítások tényleges súlya, víz- és energiagazdálkodási jelentősége csak az összes egyéb célú hévízhasznosítással összehasonlítva ítélhető meg (lásd az 5.2. táblázatot) Belátható, hogy mind a kutak számát, mind pedig a kitermelt vízmennyiséget és a hasznosított hőmennyiségeket tekintve, a mezőgazdasági felhasználás korábban is (65%-ban) és a jövőben még nagyobb súllyal jelentkezik. Azt is figyelembe véve, hogy az adatszolgáltatási kötelezettség nem terjed ki az energetikai célú hévízkitermelés teljes volumenére, megállapítható, hogy az elhasznált hévizek visszatáplálásának szükségessége nemcsak környezetvédelmi (felszíni-vízminőség -védelmi), hanem (mennyiségi) vízkészlet-gazdálkodási szempontból is egyre nyilvánvalóbb. Ezt az intenzíven hasznosított délalföldi körzetekben észlelhető nyomáscsökkenések is igazolják, még az utóbbi évek kitermelés-csökkenésével kapcsolatos, részleges nyomásregenerálódásai (Lorberer Á.: 2003.) mellett is. MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

83

5.2. táblázat: A hazai geotermikus energia-felhasználás hasznosítási megoszlása Hasznosítás jellege

Mezőgazdasági Többcélú* Kommunális Ipari Összesen:

Hévízkutak Száma db 74 11 13 11 109

% 68 10 12 10 100

2003 évi víztermelés Q (m3) 9 900 663 1 181 779 2 350 524 1.363 632 14 796 598

% 67 8 16 9 100

2003 évi kinyert energia W (GJ) % 728 854 62 77 310 7 224 793 19 138 350 12 1 169 307 100

* A bányajáradék fizetésére nem kötelezett, elsődlegesen balneológiai célú kutak nélkül

Növényházak, fóliasátrak fűtése. Magyarországon ez a legelterjedtebb hasznosítási mód. Szinte kivétel nélkül közvetlen termálvizes fűtést alkalmaznak. Gyakori, hogy a termálvíz energiáját először konvekciósan veszik le, majd utána vegetációs vagy talajfűtést alakítanak ki. Használnak kaloriferes légtérfűtést is. A növényházak, és fóliasátrak fűtésével a termálvíz energiája általában jobban hasznosul, mint a kommunális fűtésnél. Ez azonban termesztési kockázattal is jár. A magyarországi kertészetek sok esetben vízhiányosak, azaz nagyon alacsony külső hőmérséklet esetén nincs annyi termálvíz, amivel a kívánt belső hőmérséklet tartható lenne. Másik módja a szabályozásnak, amikor biomassza tüzelőanyagbázisú fűtőberendezéssel „rásegítenek” a geotermikus rendszerre. FAJLAGOS IGÉNYEK, FOGYASZTÁSOK A növénytermesztési épületek fűtése Üvegház légtérfűtés, fajlagos veszteség q’0 = 240 W/m2 max. előremenő hőmérséklet tf = 60oC Fólia talajfűtés, fajlagos vesztesége q’f = 80 W/m2 max. előremenő hőmérséklet tf = 40oC Az üvegház alapterülete (példa) A0 = 1/3 ha = 3330 m2 a méretezési hőigény: qü = Sü • q’ü = 3330 • 240 = 792 kW a méretezési hőigény 1 ha üvegház esetén: 2,4 MW fóliasátor hőigénye 1 ha alapterületen: qf= Af • q’f = 10000 • 80 = 800 kW = 0,8 MW [51] Létesítési költségek üvegházra: 100 millió Ft/ha fóliasátorra: 60 millió Ft/ha Terményszárítás. Alkalmazott, hazai gyakorlat is Magyarországon a különböző gabonafélék, a napraforgó és a kukorica nedvességtartalmának csökkentése szárítótoronnyal, de létezik az alacsonyabb hőmérsékletet igénylő paprikaszárítás és a gyümölcsaszalás is. A szemes termények mesterséges szárítására szolgálnak a függőleges-tornyos kialakítású technológiák, ahol a termálvizet a befúvott levegő előmelegítésére. Általában 80–90oC-os termálvizet használnak. Hasznosítás után elfolyó víz hőmérséklete: 50–70oC, tehát még nagy, azaz továbbhasznosítható. Az utóbbi időkben elterjedtek a vízszintes kialakítású rázórostélyos szárítók is, amelyek kisebb helyigényűek, energiatakarékosabbak, és mozgatható változatúak is léteznek. A szemestermény tárolóban 1 kg nedvesség elpárologtatásához 3200–3800 kJ hőenergia szükséges.


84

5.3. sz. táblázat: A terményszárítás általános paraméterei [51] Termény Kalászos gabona (elsősorban búza) Napraforgó Kukorica

Szárítás hőmérséklete o C 60 – 80 40 – 60 120

Szárítási időszak kezdete vége Június 20 Augusztus 31 Augusztus 15 Október 31 Szeptember 15 December 15

Baromfinevelés, temperált vizű haltenyésztés. A geotermikus energia előnye a többi megújuló energiafajtához képest ezeken a területeken a pontos hőmérsékletszabályozás lehetősége, ami a tenyésztési technológiák szerves része. 5.4. sz. táblázat: A kétlépcsős szárítás műszaki jellemzői (pl. halfeldolgozóban) Műszaki jellemző A szárító levegő mennyisége, m3/h A szárító levegő hőmérséklete, oC A termálvíz mennyisége, t/h ( ΔT = 45 oC ) Szárítási idő , h

Első lépcső 60000 16 – 24 190 30 – 40

Második lépcső 8000 50 – 70 190 70 – 90


85

5.6.3. Földhő hasznosítás hőszivattyús technológiával fűtés-hűtés + HMV készítésére [53][54][55][56] Technológiák, típusok [40] A hőszivattyú egy olyan gép, amely egy tér adott hőmérsékletén hőt vesz fel és megnövelve azt egy másik térben nagyobb hőmérsékleten adja le. A hőszivattyú így alkalmas hő termelésére (fűtő üzemmódban), de hőelvonásra is (hűtő üzemmódban). A gép megítéléséhez alapvetően fontos, hogy egy gép egyaránt képes környezetvédelmileg hatékony módon a hagyományos fosszilis energiára alapozott fűtés és a jellemzően villamos energiára alapozott hűtés kiváltásra. A hőszivattyúk technológia alapú csoportosítását mutatja az 5.16. sz. ábra.

5.16. ábra: Hőszivattyús rendszerek klasszikus osztályozása A hőszivattyú gépre jellemző mutató a tanúsító szervezetek által is igazolt COP teljesítménytényező, illetve más forrásokban munkaszám. A COP a gép leadott fűtőteljesítményének és az effektív teljesítményfelvételének az aránya, tehát például elektromos hőszivattyú esetén megadja, hogy egységnyi villamosenergia felvételével arányosan mekkora fűtési energiát termel. A hitelesített COP értékeket a hitelesítő intézetek mindig meghatározott körülmények között vizsgálják, melyeket a hitelesítés dokumentumai pontosan tartalmaznak. A valós változó körülmények között a tényleges COP értékek a működés alatt eltérőek, így esetenként sokkal rosszabbak is lehetnek, mint a hitelesítési értékek, ezért a szakszerű rendszertervezés a hőszivattyús rendszerek szempontjából meghatározó.


86

Hőszivattyús rendszeren a bevezetett hasznosítható energiát, a kompresszor energiaellátását és a hőforráshoz kapcsolódó berendezéseket (elgőzölögtető oldal), valamint a hőhasznosításhoz kapcsolódó berendezéseket (kondenzátor oldal együttesen) együttesen értjük. Például egy rendszer hőszivattyús hőközpontja akár több sorba kötött hőszivattyús gépet is tartalmazhat. A hőszivattyús rendszerek energiahatékonyságát az úgynevezett Szezonális Teljesítmény Faktor, SPF mutató méri. Számítása az éves mért adatok alapján történik, például az éves hőleadás osztva a rendszer által felvett éves villamos energiával. Egy hőszivattyús rendszer üvegházhatású gázok szempontjából történő hasznosságát tehát elsősorban nem a hőszivattyús gépek auditált COP tényezője, hanem a megtervezett és megépítet rendszer SPF tényezője határozza meg hőtermelés esetében. A rendszertervezés minősége és minősítése, a szakmailag hiteles tervezők megbízása alapvető feltétel a technológia környezeti hatékonysága szempontjából. A hőszivattyús rendszerek tervezése, méretezése szempontjából a rendszer hűtési-fűtési célú hasznosítása esetén jellemzően a hűtési igény az, amely a teljesítményeket, a méretezéseket alapvetően meghatározza. A hőszivattyú rendszerek hűtési hatékonyságát a fajlagos hűtőteljesítménnyel, EER jellemzik, amelyet a készülék névleges hűtőteljesítményének és teljes energia felvételének (beleértve a segédberendezések, pl. ventillátor teljesítményfelvételét) a hányadosa. Figyelembe véve, hogy a hűtési funkció jellemzően többszörös villamosenergia felhasználást vált ki, a környezeti hatása jelentős. A támogatási rendszerek alapvetően nem veszik figyelembe, vagy nem értékelik a hűtés energiahatékonyságát, holott a hagyományos klímaberendezések növekvő száma és a hűtés iránti szükségletek növekedése egyre nagyobb terhet jelent a villamosenergia rendszerre éppen abban az időszakban, amikor jellemző az erőművi egységek karbantartása, így a nyári többlet villamos energiát jellemzően a rosszabb hatásfokú egységek átlagosnál nagyobb üzembeállításával lehet pótolni. CSOPORTOSÍTÁSOK [56a] A jellemzően teret nyert vagy piacéretté váló hőszivattyú típusok az alábbi különféle szempontok szerint csoportosíthatók: 1.

Hasznosítható hőforrások típusa szerint: Megújuló energia

Geotermikus energia

Nem felszín közeli kőzet

Termálvíz

Hulladékhő

Nap és geotermális energia Felszín közeli kőzet / talaj

Forrásvíz Rétegvíz Talajvíz

Napenergia Felszín feletti vizek

Levegő


Közvetlen napsugárzás

87

Hőforrásként jellemzően hasznosított megújuló energia típusa szerint:

2.

Közvetlen napenergia

Geotermikus energia

Légtermikus energia

Hidrotermikus energia

Segédenergia szerint jellemzően:

3.

Földgáz (pld. gázmotoros hőszivattyú)

Villamos energia (kompresszor)

Egyéb fosszilis energia

Megújuló villamos energia

Egyéb megújuló energia (pld. Stirling motor)

Segédenergiaként jellemzően hasznosítható megújuló energia típusa szerint:

4.

Napenergia

Szélenergia

Biomassza

Biogáz

Vízenergia

Geotermikus energia

Típus szerint:

5.

Hagyományos kondenzációs

Integrált kondenzációs (pld. Solar Assisted Heat Pump)

Abszorpciós

Hőforrásoldali és hőleadó-oldali hőátadó közegek szerint:

6.

Levegő Levegő

Víz -Levegő

Sólé - Levegő

Levegő -Víz

Víz-Víz

Sólé víz

Hőgyűjtő kialakítása szerint

7.

Kutas

Talajkollektor

Földszondás

Tókollektoros

Légkollektoros

Hőgyűjtő rendszere szerint

8.

Zárt

Nyitott

A rendszerhez kapcsolódó kiegészítő fűtések szerint

9.

Monovalens

10.

Bivalens (kiegészítő fűtési / hűtési rendszerrel párhuzamos üzemeltetéssel )

Bivalens (alternatív üzemeléssel)

Tulajdonosok szerint: Hagyományos családi ház

Intézményi épületek

Társasház

Uszodák

Panel épület

Mezőgazdaság (pl. üvegház, istálló)

Passzív ház

Ipari/üzemi, ill. vállalati létesítmények

Közszolgáltató

Irodaház


Szennyvíztisztítók

88

11.

A rendszer energiaközmű hálózatra kapcsolódási igénye szerint: Elektromos hálózatra kapcsolódik

Földgáz hálózatra kapcsolódik

Több hálózati rendszerre kapcsolódik

12.

Használati melegvíz készítés

Fűtés - Hűtés

Uszodai vízfűtés

Meglévő épülethez átalakított fűtési rendszerhez

Új épülethez

Támogathatóság szerint: Versenypiaci tulajdonos saját használatra

15.

Autonóm hőszivattyús rendszer

Technológia telepítése szerint: Meglévő épülethez meglévő fűtési rendszerhez

14.

Távhőhálózatra kapcsolódik

Technológiai célok szerint: Fűtés

13.

Ivóvíz illetve termálvíz hálózatra kapcsolódik

Versenypiaci tulajdonos szolgáltatóként

Non-profit jogi személyiségű intézmények

Természetes személy

Lakóközösségek

Egyéb különleges szempontok, lehetőségek a környezeti hasznosság megítéléséhez Kombinált más megújulós rendszerekkel

Kaszkádrendszerű hasznosítás eleme (termálvíz hasznosítás)

Nagy hatékonyságú integrált

Növelt előremenő hőmérsékletű, radiátoros fűtéshez

Kizárólag megújuló energiát használ (hőforrás és segédenergia)

Távhőszolgáltatással bivalens üzem

Szezonális energiatárolót hasznosító

A technológiát Magyarországon alapvetően a geotermikus energiahasznosítás egyik várhatóan legfontosabb eszközének tekintik, ezért általában a hőszivattyút a geotermális energiahasznosítások között tárgyaljuk. Alapvetően azokban az országokban viszont, ahol a mai hőszivatytyús technológia leginkább kialakult és különösen a gyengébb geotermikus adottságokkal rendelkező területeken elsősorban napenergia biztosítja a hőszivattyús rendszerek alapenergiáját (hőforrását), így a hőszivattyút sok helyen a napenergia hasznosítás egyik módjának tekintik. A napenergia és a hőszivattyú kapcsolatrendszerét szemlélteti az 5.17. ábra. A napenergia hasznosításának a rendszer működéséhez szükséges villamos energiát részben vagy egészben termelő berendezések alkalmazásával is egyre inkább van realitása. A napenergia villamosenergia termelési célú hasznosításának legelterjedtebb közvetlen módja a fotovillamos rendszerekkel történő energiatermelés, de a napenergia közvetett hasznosítását jelentő szélenergia-generátorok, illetve a különböző hibrid villamosenergia termelő rendszerek is egyre elérhetőbb megoldásokat jelentenek. A villamosenergia termelő rendszerek biztosíthatnak teljes autonóm ellátást az egész hőszivattyús rendszerre, autonóm ellátást bizonyos részegységekhez (például kútvizes hőszivattyú esetén a búvárszivattyú működéséhez) illetve lehetnek hálózattal együttműködő rendszerek.


89

A napenergia új típusú, integrált hasznosítási módját jelenthetik a PV/T rendszerű napelem rendszerek, amelyek a fotovillamos rendszer rossz hatásfokú villamosenergia termelési hatásfokát a PV elemek beépített hűtésével javítja másrészt a hűtőközeg (víz, sólé) felmelegedése lehetővé teszi a villamosenergia termelésre nem hasznosult napsugárzás energiatartama jelentős részének hőenergia célú hasznosítását (ami a hőszivattyúban párologtatott közeg túlhevítését, illetve egyéb lehetőséget is jelenthet.)

5.17. sz. ábra: A Napenergia és a hőszivattyú kapcsolatrendszere A fenti típusok szerinti csoportosítással is rendkívül sokféle megoldás létezik és mindig mérnöki munka eredménye a létesítő rendszer optimumának meghatározása. Abban az esetben, ha az energiahatékonyságot növelő hőszivattyúkat is megvizsgáljuk (pld. használt levegőt, szürkevizet hasznosító rendszerek) a lehetőségek és kombinációk száma még inkább adott. A hőszivattyúk, illetve különösen az elektromos segédenergiával működő, leginkább elterjedt hőszivattyúk környezeti hasznosságának megítélésében, hasonlóan a kapcsolt energiatermelés környezeti hasznának megítéléséhez, két jellemzően eltérő vélemény alakult ki. Abban az esetben, ha a környezeti hasznosságot a magyarországi villamos erőművek átlagos és fajlagos szén-dioxid kibocsátása szerint, a hálózati veszteségekkel együtt vesszük, akkor az egységnyi áramfogyasztásra 0,560 kgCO2/kWh fajlagos emisszió jut. A másik megközelítés szerint, kizárólag a mai földgáz erőművekre jellemző fajlagos értékeket kell figyelembe venni, mert minden növekedés csak a földgázerőművek növelésével biztosítható. A mai viszonyok között, amikor a paksi atomerőmű visszaterhelése sem ritka, és a rendszerek kis létszáma miatt az első megközelítés indokolt lehet, hiszen egy-egy gép működésének a hatása kimutathatatlan, ráadásul a világítási rendszerek elkerülhetetlen korszerűsítésével talán pont a hőszivattyús rendszerek növelése biztosíthatja a ma átlagosan jellemző erőműszerkezetre való igény fennmaradását, a villamosenergia piac fenntarthatóságát. Ha kizárólag a mai rossz hatásfokúnak tekinthető gázerőművek fajlagos emisszióit vesszük figyelembe a hőszivatytyús berendezések környezeti hatásainak elemzéseinél, feltehetően nem járunk el korrekt módon. Hőszivattyús rendszerek nagymértékű elterjedése természetesen jelent olyan villamosenergia igénynövekedést, amelyet erőművi oldalról biztosítani kell. Ezt az igénynövekedést elsősorban a paksi atomerőmű új blokkjának építése (különösen, ha új 2 db 1000 MW létesül) és a nagyhatékonyságú, 55%-ot elérő új gázerőművek létes-


90

tései biztosíthatják a megújulós villamosenergia termelés növekedése mellett. Különösen azért, mert a villamosenergia piac növekedése erőmű építési oldalról is segíti a rendszerek megújítását, így egy hőszivattyú rendszereket támogató program környezeti hatása a jelenlegi fajlagos értéknél várhatóan még kedvezőbb értékkel lenne számítható. A fenti okból indokolt a 0,56-os fajlagos értékhez történő viszonyítás, mely szerint a kondenzációs gázkazánokhoz képest már 2,6-osnál nagyobb SPF tényezőjű villamos hőszivattyús rendszerek telepítése is az üvegházhatású gázok kibocsátásának a csökkentésével jár. Az egyes hőszivattyús típusokra vonatkozóan annak Európa Unió általi megítélésére, hogy milyen módon kell számolni és értékelni az egyes rendszerek környezeti hasznosságát 2013. január 1-ig a Bizottság ajánlásokat készít. Az ajánlások megfogalmazása és követése után a hőszivattyúval kiváltott üvegházhatású gázok feltehetően az elszámolásokban esetleg kereskedelemben is érvényesíthető kvótákat eredményez várhatóan.

Villamos fűtés: 0,560 kg/kWh

EHSZ - Fajlagos CO2 kibocsátás [kgCO2 / kWh]

0,6 0,560 0,5

EHSZ = 0,5595 / SPF Gazdaságilag előnyös hőszivattyú 0,4

SPFkrit 3 0,3

Hagyományos földgáz-tüzelésű kazán: 0,26 kg/kWh

0,280

Kondenzációs földgáz kazán: 0,22 kg/kWh

0,2

0,187 Energetikailag előnyös hőszivattyú

0,140 0,1

0,112

SPFkrit,1 = 2,2 - 2,6 SPFkrit,2 = 3,44

0,093

0,080

Környezetvédelmileg előnyös hőszivattyú 0,0 1

2

3

4

5

6

7

SPFéves - tényező értéke

5.18. sz. ábra: Elektromos hajtású hőszivattyús rendszerek hasznosságának a megítélése Támogatási típusok Az egyes hőszivattyús rendszerek telepítése általánosságban jogosult lenne európai uniós támogatásokra, azonban több okból az elérhető támogatási típusok nem működnek hőszivattyúk esetében. A legjellemzőbb okok: Az elvárt SPF értékek indokolatlanul és túlzottan magasak A hőszivattyú hűtési funkcióját, szerepét, gazdasági és környezeti hatásosságát nem lehet értékelni Az alapvetően hűtési célra telepített megújuló légtermikus energiát hasznosító levegős hőszivattyús rendszerek, melyek bivalens rendszer elemeként fűtésre is hatékonyak lehetnek, nem támogathatók. A hűtés értékelése nélkül tisztességes pályázatok általában nem tudják biztosítani a legalább nulla belső megtérülési ráta feltételt. Egyes egyértelműen kedvező típusok, mint például a gázmotoros hőszivattyú, mely egyben rendszerint levegős (légtermikus megújuló energiát hasznosító) hőszivattyú jellemzően nem támogatható a megújuló energia programokban.


91

Annak ellenére, hogy az EU előírások változásai miatt a megújuló energia hasznosítás növelésére már a lakossági szektor is támogatható lenne Operatív Programokból, ezek a támogatások ebben a szektorban Magyarországon még nem jelentek meg. A légtermikus és a hidrotermikus energia olyan EU által újonnan elismert és bevezetett megújuló energiaforrás, melyek hasznosítása még semmilyen módon nem szerepel a hazai stratégiákban, így sem cél, sem program nem szerepel ezek hasznosítására. Pedig erre a hőszivattyú az egyik legalkalmasabb eszköz. Az Uniós pályázatok támogatásai elvein a jelenleg futó költségvetési periódusban kevesebb a lehetőség, de a fenti problémák kezelésével fontos lenne foglalkozni. A támogathatóság alapfeltétele, hogy a rendszerek a BMR számítási feltételeknek megfeleljenek. Ehhez alapvető szükséges, hogy legyenek olyan hőszivattyús kedvezményes elektromos áram illetve földgáz tarifák, amely a rendszerek BMR feltételnek való megfelelését biztosítani tudják. Jellemzően ma a szakmailag vállalható tervek -5%-körüli negatív BMR-t tudnak elérni, a hűtési funkció nem figyelembevétele estén. Ha a kedvezményes hőszivattyús tarifák mögött állami támogatás megjelenik, annak piaci szereplők részére adató mértékét speciális előírások, kényszerek szabályozzák. A projektek egyedisége, hűtési – fűtési funkciók megléte esetén nem lehet egy ártámogatással minden esetre garantálni, hogy a támogatásban részesülő vállalkozás részére biztonsággal teljesíthető a kötelezettségeknek való megfelelés, ezért ebben az esetben javasolt csekély összegű illetve átmeneti támogatásnak minősítve lehetőségként biztosítani a kedvezményes díj igénybevételét. A vállalkozói szféra a fix díjtámogatásokkal, vagy esetleg nyilatkozata szerint a nélkül is, különösen a nagyobb projektek esetében egyedi bírálatokat követően képes és alkalmas lehet hőszivattyús projektek megvalósítására. A jelenleg érvényes támogatási elveket tiszteletben tartva, levegős hőszivattyús rendszerek támogatása elektromos energia meghajtású hőszivattyú esetén a hűtési, klimatizációs igények ellátása esetén támogatandó. Míg gázmotoros hőszivattyú telepítése fűtésre – hűtésre egyaránt ajánlott támogatandó lehetőség. A non profit, intézményi és lakossági szektor számára képezhetők olyan viszonyítási alapokat jelentő mintaprojektek, melyre elfogadott módon létrehozható a kedvezményes támogatási rendszer, azonban ezek 2013-as alapos felülvizsgálatára és az alapos átértékelésre szükség lesz. A figyelembe venni ajánlott támogatások tehát: beruházási támogatás kedvezményes ártámogatás


92

A tanulmányban részletesen megvizsgálandó támogatandó portfóliók [56a] 1.

Földhőszondás hőszivattyúk telepítése újépítésű irodaházakban Funkció: hűtés – fűtés Fűtési igény: 500 kW Hűtési igény: 800 kW Becsült SPF: 4,2

2.

Gázmotoros hőszivattyúk telepítése újépítésű irodaházakban Funkció: hűtés – fűtés Fűtési igény: 500 kW Hűtési igény: 800 kW Becsült SPF: 1,8

3.

Földhőszondás hőszivattyúk telepítése régi építésű irodaházakban Funkció: hűtés – fűtés Fűtési igény: 200 kW Hűtési igény: 250 kW Becsült SPF: 3,8

4.

Gázmotoros hőszivattyúk telepítése régi építésű irodaházakban Funkció: hűtés – fűtés Fűtési igény: 200 kW Hűtési igény: 250 kW Becsült SPF: 1,8

5.

Levegős hőszivattyúk telepítése intézmények hűtésére, kisegítő illetve temperáló fűtésre Funkció: hűtés és épülettemperáló fűtés (csökkentett fűtési időszakban) Hűtési igény: 800 kW Becsült átlagos hatékonysági tényező: 3

6.

Kútvizes hőszivattyúk telepítése intézmények fűtésére, kútvíz keringtetéssel természetes hűtéssel Funkció: hűtés – fűtés Fűtési igény: 150 kW Hűtési igény: 200 kW Becsült átlagos SPF: 3,6

7.

Földhőszondás hőszivattyúk telepítése hagyományos családi házakra Funkció: hűtés – hmv készítés Becsült átlagos SPF: 4,2

8.

Földhőszondás hőszivattyúk telepítése új építésű családi házakban Funkció: hűtés – hmv készítés Becsült átlagos SPF: 4,5

9.

Földhőszondás hőszivattyúk telepítése hagyományos társasházakra Funkció: fűtés – hmv készítés Fűtési igény: 50 kW Becsült átlagos SPF: 4,0


93

10.

Földhőszondás hőszivattyúk telepítése új építésű társasházakban Funkció: fűtés – hmv készítés Fűtési igény: 50 kW Becsült átlagos SPF: 4,3

11.

Gázmotoros hőszivattyúk telepítése új építésű társasházakra Funkció: fűtés – hmv készítés Fűtési igény: 50 kW Becsült átlagos SPF: 1,8

12.

Földhőszondás hőszivattyús rendszer telepítése panelos lakóépületekre Funkció: fűtés – hmv készítés Fűtési igény: 50 kW Becsült átlagos SPF: 4,5

13.

Gázmotoros hőszivattyús rendszer telepítése panelos lakóépületekre Funkció: fűtés – hmv készítés Fűtési igény: 50 kW Becsült átlagos SPF: 1,8

14.

Levegős hőszivattyús rendszer telepítése panelos társasházakra Funkció: hűtés – hmv készítés Becsült átlagos hatékonysági tényező: 2,8

15.

Termálfürdő elfolyó víz hasznosítása hőszivattyú rendszerrel – uszoda Funkció: fűtés – hmv készítés Fűtési igény: Becsült átlagos SPF: 4,0

16.

Geotermikus távfűtési rendszer kaszkádrendszerű hasznosítása hőszivattyúval családi házakban Funkció: fűtés – hmv készítés Fűtési igény: Becsült átlagos SPF: 4,0

17.

Üvegházak fűtése földszondás hőszivattyú rendszerekkel Funkció: fűtés – hmv készítés Fűtési igény: Becsült átlagos SPF: 4,8


94

5.6.4. Geotermikus erőművi (kogenerációs) hasznosítási technológiák [34][41][58] A geotermikus energiát hasznosító villamosenergia átalakítási/termelési technológiák négy alaptípusa ismeretes, így: nagyhőmérsékletű gőzturbinák min. 150oC-ú fluidummal, HDR szárazgőzt hasznosító erőművek, nedvesgőzöket hasznosító, közepes hőmérsékletű (ORC, Kalina) bináris rendszerű erőművi és a kigőzölögtető (FC), lecsapatásos technológiák (kondenzációs erőművek) + hagyományos szabad gőzkibocsátású technológia, továbbá a teljes folyadékciklusú (TFC) technológiák, majd az alaptípusok kombinációi, hibrid technológiái, integrált rendszerei (lásd az 5.16. sz. ábrát).

5.16. sz. ábra: A geotermikus források P. Ungemach-féle hasznosítási diagramja a hőmérséklet függvényében [58] Alacsony és közepes hőmérsékletű fludium hasznosítására a kettős folyadékciklusú (ORC, Kalina) technológiák alkalmazása javasolható. Magyarországon ennek elterjedése várható, mivel az ország területének mintegy 70%-a alatti kedvező hőmérsékletű és tárolási viszonyok erre nyújtanak kínálatot. Ezek decentralizált kis villamos és hőellátó bázisokat képeznek és teljesítményük: a legkisebb igényű és hősűrűségű külterületi bokortanyacsoportok részére (180–250 helyre) elégséges mintegy 100 – max. 500 kW villamos kapacitású és 300-1600 kW hőkapacitáson lehet (tanyacsop. részére). Nagyobb mélységből (pl. 1800–2200 talpmélységű kutakból) nyert kedvező vízhozamú termelőkutak esetén is mintegy 95oC kútfejhőmérséklettől kezdődően, a leggyakoribb geotermikus kiserőművi kapacitás Pvillamos = 0,7–1,0–2,0 MW és Phő = 5,0–6,6–8,5 MW lehet. Ilyenekből kellene 2020ig legalább 30 db blokkegység. Nagyobb mélységű (3000–4000 m) hazai rezervoárokra és 150oC feletti kútfejhőmérsékletű, nagyhozamú termelő termálkutakra alapozva létrejöhetnek Magyarországon a Pvill = 50,0 – max. 65,0 MW és Phő = 88,0 MW kapacitású geotermikus kogenerációs erőművek TFC,


95

vagy FC + ORC kombinált technológiával + EGS rendszer szerint. Ezek vállalkozói alapon történő megvalósítással és kellő támogatással jöhetnének létre az ország 10–12 jól lehatárolható geotermikus erőművi reménybeli mezőin (lásd az 5.17. sz. ábrát), nevesítve: a telepítésre javasolt helyek a Nemzeti Területfejlesztési Koncepció szerint [46]:

5.17. sz. ábra: Geotermikus energiaforrás-bázisú erőművek javasolt helye a térszerkezetben [59] Győrsövényház, Csapod, Kiscsehi-Zajk, Zalakaros, Nagyrécse, Nagykanizsa-Bajcsa, Lenti, Szilvágy, Somogyfajsz, Nagyatád, Sárbogárd, Roboz, Lakitelek, Vezseny, Rákóczifalva, Jászapáti, Jászárokszállás, Gyöngyös, Földes, Berettyóújfalu, Fábiánsebestyén, Nagyszénás, Tiszaörs, Poroszló, Ároktő, Tokaj, Álmosd, Tiszaegyfalu, Rakamaz, Tiszabábolna, Tákos (Gelényes, Barabás), Hajdúnánás, Szentes, Makó, Üllés, Szeged, Albertirsa, Dabas, Mélykút, Balotaszállás, Csengele, Törökkoppány.

5.6.4/a. Esettanulmányok, előzetes tervek, modellértékű tervek Önellátó energiahasznosítások a HOMOKHÁTSÁG (15 kistérség) 104 települése külterületén (Tanyavillamosítási módok, tervek, előzetes megvalósíthatósági tanulmány) [36][42][43][68] A megvizsgált 53.696 tanya közül 5000 ellátatlan. Pontos helyük, funkciójuk (termelő, lakó, szoc. hátr., hobby) digitalizált térképen, megkülönböztetve, amelyek hagyományos vezetékhálózat-bővítéssel még gazdaságosan elláthatók (kb. 1700 tanya). Megújuló energiahasznosítással: 3300 tanya, ezen belül geotermikus kiserőműről: 180–250 tanya(csoport). Erőművi teljesítmény: 100 kW – max. 500 kWe Fajlagos létesítési kts.: 1,6–1,8 millió Ft/tanya Választott technológia: bináris ORC rendszer


96

5.18. ábra: Példa egy kistérség – a Cegléd-Monori – térszerkezeti – tanyavillamosítási tanulmánya

5.19. ábra: Kis kategóriájú (100 kW) kettős ciklusú geotermális áramfejlesztő egység


97

5.6.4./b. Balotaszállási K-22 K-23 kutakra geotermális referencia projekt Példa a geotermális energia kapcsolt rendszerű növényházi hasznosítására (villamos áram fejlesztés + termálhő hasznosítás)[57] A Balotaszállás község területén 2008. augusztusában megkezdődött a K-22 K-23 kútpárra telepített geotermális mintaprojekt terheléses próbaüzeme. E projekt keretében a célkitűzés szerint fog megvalósulni az első hazai geotermális alapú zöldáram termelés. 1.

Az energia kaszkád rendszerű termálenergia hasznosítás tervezett fő lépcsői Villamos áramtermelés A geotermális fluidumban oldott éghető gáz leválasztása után a gázmotoros hasznosítás Zöldmezős beruházásban telepített növényház (fólia, üvegház) fűtés További tervezett hasznosítás: abszorpciós hűtés a gázmotor kipufogó gázának felhasználásával, vizes hőszivattyú telepítés (zöldmezős beruházás)

2.

A projekt alapadatai

2.1. A kútoldali adatok Kúthozam: Kútfej hőmérséklet: Oldott gáz / folyadék viszony: Oldott gáz mennyiség: Az oldott gáz fűtőértéke:

1954 m3/nap (22,6 l/sec);* 101 0C; * (hőlift nélkül) 4,75; ** 9500 m3/nap; * 14450 kJ/Nm3; *

2.2. A villamos áramfejlesztés adatai: Az ORC-re belépő/kilépő hőmérséklet: Hasznosítási hőlépcső: ORC hatásfok: Beépített villamos teljesítmény: Zsinórüzem: Termelt villamos áram:

101/75°C 26 0C; 10,0 %; 250 kWe; 8000 óra/év; 2000 MWeh/év;

2.3. Gázmotoros hasznosítás műszaki adatai: Beépített villamos teljesítmény: Villamos hatásfok: Termelt villamos áram: * mért adatok ** a mért adatokból számítva 2.4. Növényházi hasznosítás műszaki adatai: Belépő/kilépő víz hőmérséklete: Hasznosítási hőlépcső: Növényház alapterület: Hőteljesítmény igény: Fűtési hőteljesítmény-igény:

550 kWe; 35%; 4400 MWeh/év;

70/40 0C; 30 0C; 18 215 m2; 200 W/m2 [55 W/(m2 K)] 3643 kWh (2849+794);


98

2.5. Kockázati tőke igény: Terheléses próbaüzem: Megvalósíthatósági tanulmány:

150,0 MFt; 5,0 MFt;

2.6. Beruházási költség adatok aktuális áron: Bináris áramfejlesztő egység: Gázmotor egység: Növényház:

75,0 MFt; 180,0 MFt; 238,6 MFt

2.7. Üzemeltetési költség adatok aktuális áron: ORC + gázmotor együtt: Növényház: 2.8. Bevételi adatok aktuális áron: Termelt áram eladási ára: Kalkulált energetikai bevétel (óvatos becslés): Növényházi árbevétel:

25,0 MFt/év; 42,5 MFt/év

24,0 Ft/ kWh 105,6 MFt 145,7 MFt/év

2.9. Egyéb, a számításhoz felvett adatok: Időhorizont 12 év Maradványértéke az időhorizont végén: 10% Általános infláció 3,5%/év, energiaköltség infláció (átvételi ár): 4%/év Diszkonttényező: (8% X 493,6 MFt + 16% X 65 MFt) / 558,6 = 8,93% 3. Gazdasági számítások Abban, az esetben, ha a villamos energia értékesítésének árbevétele az itt prognosztizáltnak csak 75%-a ez részben többletköltségeket, részben költségmegtakarítást is okoz, ezért a költségoldalt számításnál nem változott. 4. A K-22 K-23 projekt gazdaságossági mutatói Nettó jelenérték (NPV) Belső megtérülési ráta (IRR) (nominális kamat) Dinamikus megtérülési idő (DPP) Profitabilitás (PI)

894 335 eFt 30,528% 4,98 év 155,30%

A nyereségességi számítások eredményét tekintve, látható hogy optimális esetben a projekt kimagasló megtérülést biztosít a tőkebefektetők számára. A megtérülés kockázatai között a terheléses próbaüzem eredményességén túl, az esetleges jogszabályi változások, különösen a zsinórüzemben termelt villamosenergia átvételi szabályozások, az energetikai és környezetvédelmi engedélyezési eljárások kockázatait kell figyelembe venni. A K-22 K-23 projekt érvényes vízjogi létesítési engedéllyel rendelkezik.


99

5.6.4/c. Nagykanizsa-Bajcsa térségi geotermikus erőmű és komplex hőhasznosítási rendszer előzetes megvalósíthatósági tanulmány [43][60][61] A Nyugat-Dunántúli Régió Regionális Fejlesztési Tanácsa meghívásos tervpályázata alapján 2000-ben elkészült a zalai geotermikus mintaerőmű tanulmánya [43], majd ezt követően 2002-ben a műszaki-gazdasági programterve [61], de befektetői és tőkehiány miatt, ezideig csak a tervezés-kutatás folytatódott napjainkig, noha mind a potenciális adottságok, mind a hőfogyasztói igények kedvező egyensúlyba kerültek (az 5.4. táblázat szerint). A tervezett erőmű-technológia Kalina (Siemens) rendszerű. Villamos teljesítőképessége Pe = 0,6 MWe – 2,0 MWe. Hőteljesítménye: Pt = 4,7 MWt – 14,9 MWt. Villamos termelés: 4,58 GWh/év – 14,78 GWh/év. Hőtermelés: 90,96 TJ/év – 288,56 TJ/év. A kútfej hőmérséklete: 125oC. Az erőműből kilépő víz: 80oC. A visszasajtolási vízhő: 35oC. A Nagykanizsa térségében tervezett geotermikus erőmű várható villamos energiatermelésének két változatát (0,546 MW és 1,32 MW) mutatja az alábbi számítás: 5.4. táblázat: Várható villamos energia termelések [43] Termálvíz térfogatárama Termálvíz bemenő hőmérséklete Víz entalpiája Termálvíz kimenő hőmérséklete Víz entalpiája Hőmérséklet különbség villamos energia termelésre Víz energiatartalma Villamos energia termelés hatásfoka Villamos teljesítmény (max., bruttó) Éves üzemóra Kihasználási tényező Összes vill.e. term. Vill.e. önfogyasztás

Hálózatra értékesíthető vill.e. (nettó) Hőenergia – kapcsolt – teljesítmény Értékesíthető hőenergia

l/s l/perc o C kJ/kg o C kJ/kg

28 1 680 125 525 80 335

55 3 300 125 525 80 335

C

45

45

kJ/kg MW % MW h/év % kWh/év MW % kWh/év MW kWh/év MWt kWh/év

190 5,320 11,6% 0,62 8 400 96% 5 183 808 0,07 12% 600 230 0,546 4 583 578

190 12,658 11,9% 1,50 8 400 96% 12 600 000 0,18 12% 1 512 000 1,32 11 088 000

o


100

5.20. ábra: A bajcsai geotermikus kiserőmű folyamatábrája, a villamos berendezés elvi kapcsolási vázlatával összekapcsolva [43]


101

5.6.4/d. A Geotermikus Energiahasznosítás-növelési Programjavaslat [63] Ebben a programban 4-féle erőművi technológiai javaslat szerepel, ezek: 7 db ORC rendszerű, P1 = 1,0 MWe vill. teljesítményű, P2 = 4,0 MWt hőtelj. 5 db ORC+gázmotoros P1 = 2,5 MWe vill. teljesítményű, P2 = 8,0 MWt hőtelj. 20 db bináris KALINA P1 = 1,5 MWe vill. teljesítményű, P2 = 4,0 MWt hőtelj. 1 db FC+ORC rendszerű P1 = 64,0 MWe vill. teljesítményű, P2 = 88 MWt hőtelj. A választott technológiák főbb műszaki paramétereinek összesítését a csatolt 5.5. sz. táblázat tartalmazza. 5.5. sz. táblázat: A javasolt geotermikus erőművi technológiák főbb műszaki paraméterei

Program összesítése 2020-ig (Geotermikus villamosenergia-termelés kapcsolt hőenergia hasznosítással) ORC

ORC + gázmotor

KALINA

50 MW-nál nagyobb

MWe

1,0

2,0

1,0

64

MWt db MWe mrd Ft

4,0 7 7,0 1,5

8,0 5 10,0 2,5

4,0 20 30,0 1,5

%

40

26

40

millió Ft MWh/év GJ/év

31 850 114 660

63 920 230 112

MWth

28,0

GJ/év GJ/év t/év

Technológia neve Egyetlen block vill. teljesítménye Kapcsolt hőteljesítmény Javasolt kiserőművek száma Összes vill. teljesítmény Fajlagos beruházási költség Minimális támogatási igény Nettó villamos energiatermelés Kapcsolt hőtermelő kapacitás Várható hőhasznosítás Megújulóból hasznosítás

összesen

1 64,0 40,0 részletesebb kalkuláció kell, de várhatóan 30%

33 101

97 500 351 000

461 500 1 661 400

654 770 2 357 172

40,0

80,0

88,0

236,0

458 640 573 300

327 600 557 712

1 310 400 1 661 400

25 480

51 136

78 000

Kiváltható CO2 Villamos energiatermelésből Hőhasznosításból várható

Várható összesen Várható piaci érték

t/év

36 036

25 740

102 960

t/év Millió Ft

50 705 273,8

69 154 373,4

150 072 810,4

Fajlagos értékek a számításnál: 0,055 t CO2/GJ hőhasznosítás, 0,8 t CO2/MWh villamos energia, CO2 ára: 20 EUR/t (270 Ft/EUR) 5.6. sz. táblázat: Geotermikus energia direkt-hőhasznosítása 2020-ig 2008ig

2010ig

2012ig

2014ig

2016ig

2018ig

2020ig

Rendszerek kb. 75 30 40 50 60 70 80 száma (db) Hőkapacitás* 230 90 120 150 180 210 240 (MWt) Hőmennyiség 3,6 1,35 1,8 2,25 2,7 3,15 3,6 (PJ) Beruházási 45 60 75 90 105 120 ktg. (Mrd Ft) 3 o * átlag 3 MW hőkapacitású direkt fűtési rendszerek, Q = 80 m /h, T=43 C

Összesen új

30% támogatási igény (Mrd Ft)

Megtérülés alap (év)

Megtérülés támogatva (év)

148,5

13,5

9,3

330 990 14,85 495


102

Gazdasági számítások [17][63] A választott és javasolt technológiákra elvégzett gazdasági számítások alapján nyert főbb indikátorok kimutatására és összesítésére a csatolt 5.7. sz. táblázat vonatkozik. Az egyes választott kis- és középerőművi technológiák tervezett főbb műszaki és gazdasági paramétereire külön kimutatás szolgál (lásd a 96–99. oldalakat). 5.7. sz. táblázat: Geotermikus erőművi technológiák gazdasági számításainak összesítője, főbb indikátorai Technológia neve

ORC

Egyéb

ORC + gázmotoros kiegészítés

KALINA

Nagyerőmű 50 MW fölött (+ gázmotoros kiegészítés) Gázmotoros kiegészítés

Gázmotoros kiegészítés

Referencia Projektre vonatkozó adatok A megkívánt megtérülés Megvalósulási idő Élettartam Referencia projekt beruházási költség Üzemeltetési költség Villamos energia kapacitás / erőmű Nettó villamos energia- termelés/ projekt Hőtermelő kapacitás (kapcsolt) / erőmű Hőtermelés Értékesíthető átlagban Hő-eladás / projekt Felhasznált megújuló / projekt Kiváltható CO2/ projekt villamos energia termeléséből/ projekt hőtermelésből elméleti Elméleti maximum Gyakorlati átlag

8% ROE

8% ROE

8%ROE

8% ROE

év év

1 30

1 30

1 30

3 50

Millió Ft

1 500

2 500

1 500

40 000

Millió Ft/év

115

192

122

2 580

MW e

1,00

2,00

1,00

64

MWh/év

4 550

12 784

4 875

461 500

MW th

4,00

4,00

4,00

88

GJ/év % GJ/év

93 600 70% 65 520

93 600 70% 65 520

93 600 70% 65 520

55%

GJ/év

109 980

139 622

111 150

t/év

3 640

10 227

3 900

t/év t/év t/év

5 148 8 788 7 244

5 148 15 375 13 831

5 148 9 048 7 504

369 200


103

Geotermikus kiserőmű – ORC technológia – gázmotor nélkül 1. A piac által kívánt támogatás Beruházási költség: Forrásösszetétel: Saját tőke Hitel, kölcsön Támogatás Műszaki élettartam: Megvalósulási idő:

1 500 MHUF 30,0% 38,0 32,0%

Mérleg szerinti eredményt emelő tényezők: Villamosenergia termelésből: Villamosenergia kapacitás Nettó termelt villamosenergia: Villamosenergia éves átvételi átlagára

450 570 480 30 1

MHUF MHUF MHUF év év

min: 10%

adómentes

312,4 126,0 1,0 4 550,0 27,70

MHUF/év MHUF/év MW e MWh/év HUF/kWh

170,4 4,0 65 520,0 2 600,0 16,1 0,0 0,0

MHUF/év MW th GJ HUF/GJ MHUF/év MHUF/év MHUF

Mérleg szerinti eredményt csökkentők Üzemeltetési ktg: Amortizációs ktg Készletváltozás 1 évre jutó összege Átlagos becsült kamatköltség Hitel költsége

212,9 115,0 50,0 0,0 47,9 14,0

MHUF/év MHUF/év MHUF/év MHUF/év MHUF/év %/év

Adózás előtti átlagos eredmény: Adó

99,5 MHUF/év -17,9 MHUF/év

CO2 értékesítéssel 138,6 -25,0

81,6 MHUF/év

113,7

Ipari célú hőeladás Hőtermelő kapacitás Eladott hő Hő díja Támogatásból egy évre jutó rész Szükséges évenkénti támogatás (adómentes) Élettartam alatti többlettámogatás:

Átlagos eredmény Átlagos eredmény /(Beruházás könyvszerinti mértéketámogatás) Az elvárt támogatások emissziókereskedelem nélkül: 1 projektre jutó elvárt többletpénz általában: 1 MWh nettó villamosenergia termelésre jutó fajlagos pénztöbblet: A projekt nettó jelenértéke többletpénzzel: A gazdaságossága többletpénz nélkül: (100 Ft támogatás 19 Ft többletpénzt termel) Az évente kiváltható CO2 1 t CO2 várt piaci ára: CO2 kereskedelemből elérhető átlag bevétel: Támogatási igény az esetleges CO2 eladás figyelembevételével: 1 MWh-ra jutó fajlagos támogatás: A felhasznált megújuló energia:

Emisszió kereskedelem 0 0

11,1%

8,00% 32,00% + 480 MHUF/projekt

0,00%

105,49 eHUF/MWh e 242 MHUF -212 MHUF

(időhorizont: 10 év)

7 244 t/MW/év

7 244 t/projekt 5 400 Ft/t (20 EUR/t; 270 Ft/EUR) 39,12 MFt/év

383 MFt 84,07 eFt/MWh 109 980 GJ/év

25,5% (CO2 eladással)


104

Geotermikus kiserőmű – Gázmotoros 1. A piac által kívánt támogatás Beruházási költség: Forrásösszetétel: Saját tőke Hitel, kölcsön Támogatás Műszaki élettartam: Megvalósulási idő:

2 500 MHUF 30,0% 43,6% 26,4%

750 1 090 660 30 1


min: 10%

adómentes 11,3%


546,5 354,1 2,0 12 784,0 27,70



170,4 4,0 65 520,0 2 600,0 22,0 0,0 0,0



366,9 192,0 83,3 0,0 91,6 14,0





Átlagos eredmény Átlagos eredmény /(Beruházás könyvszerinti mértéketámogatás)

147,3 MHUF/év

208,5

Az elvárt támogatások emissziókereskedelem nélkül: 1 projektre jutó elvárt többletpénz általában: 1 MWh nettó villamosenergia termelésre jutó fajlagos pénztöbblet: A projekt nettó jelenértéke többletpénzzel: A gazdaságossága többletpénz nélkül: (100 Ft támogatás 19 Ft többletpénzt termel) Az évente kiváltható CO2 1 t CO2 várt piaci ára: CO2 kereskedelemből elérhető átlag bevétel: Támogatási igény az esetleges CO2 eladás figyelembevételével: 1 MWh-ra jutó fajlagos támogatás: A felhasznált megújuló energia:


11,3%

8,00% 26,40% + 660 MHUF/projekt

0,00%



6 915 t/MW/év

13 831 t/projekt 5 400 Ft/t (20 EUR/t;270 Ft/EUR) 74,69 MFt/év

788 MFt 61,60 eFt/MWh 139 622 GJ/év



105

Geotermikus kiserőmű – Kalina 1. A piac által kívánt támogatás Beruházási költség: Forrásösszetétel: Saját tőke Hitel, kölcsön Támogatás Műszaki élettartam: Megvalósulási idő:

1 500 MHUF 30,0% 38,6% 31,4%


450 579 471 30 1


min: 10%

adómentes

321,1 135,0 1,0 4 875,0 27,70


170,4 4,0 65 520,0 2 600,0 15,7 0,0 0,0



220,6 122,0 50,0 0,0 48,6 14,0





82,4 MHUF/év

115,6


Átlagos eredmény Átlagos eredmény /(Beruházás könyvszerinti mértéketámogatás) Az elvárt támogatások emissziókereskedelem nélkül: 1 projektre jutó elvárt többletpénz általában: 1 MWh nettó villamosenergia termelésre jutó fajlagos pénztöbblet: A projekt nettó jelenértéke többletpénzzel: A gazdaságossága többletpénz nélkül: (100 Ft támogatás 19 Ft többletpénzt termel) Az évente kiváltható CO2 1 t CO2 várt piaci ára: CO2 kereskedelemből elérhető átlag bevétel: Támogatási igény az esetleges CO2 eladás figyelembevételével: 1 MWh-ra jutó fajlagos támogatás: A felhasznált megújuló energia:


11,2

8,01% 31,40 + 471 MHUF/projekt

0,00%



7 504 t/MW/év

7 504 t/projekt 5 400 Ft/t (20 EUR/t;270 Ft/EUR) 40,52 MFt/év

368 MFt 75,38 eFt/MWh 111 150 GJ/év



106

Geotermikus középerőmű – 50 MWe-nél nagyobb 1. A piac által kívánt támogatás Beruházási költség: Forrásösszetétel: Saját tőke Hitel, kölcsön Támogatás (feltételezett 30%) Élettartam: Megvalósulási idő:

40 000 MHUF 30,0% 70,0%

Mérleg szerinti eredményt emelő tényezők: Villamosenergia termelésből: Villamosenergia kapacitás Nettó termelt villamosenergia: Villamosenergia éves átvételi átlagára Ipari célú hőeladás Hőtermelő kapacitás Eladott hő Hő díja Támogatásból egy évre jutó rész Mérleg szerinti eredményt csökkentők Üzemeltetési ktg: Amortizációs ktg Készletváltozás 1 évre jutó összege Átlagos becsült kamatköltség Hitel költsége

12 000 MHUF 28 000 MHUF

adómentes 50 év 3 év 20 511,2 12 783,6 71,0 461 500,0 27,7

MHUF/év MHUF/év MWe MWh/év HUF/kWh

7 727,6 213,0 2 972 160,0 2 600,0 0,0

MHUF/év MWth GJ HUF/GJ MHUF/év

5 942,8 2 580,0 1 000,0 10,8 2 352,0 14,0



14 568,4 MHUF/év -2 622,3 MHUF/év

CO2 értékesítéssel 9 142,9 -1645,7

Átlagos eredmény Átlagos eredmény /(Beruházás könyvszerinti mértéketámogatás)

11 946,1 MHUF/év

7497,2 27,0%

29,87

Az elvárt támogatás emissziókereskedelem nélkül: 1 projektre jutó elvárt többletpénz általában: 1 MWh nettó villamosenergia termelésre jutó fajlagos pénztöbblet:

0,00% 0 MHUF/projekt

A projekt nettó jelenértéke többletpénzzel: A gazdaságossága többletpénz nélkül: (100 Ft támogatás 19 Ft többletpénzt termel)

71 937 MHUF 71 937 MHUF

Az évente kiváltható CO2 1 t CO2 várt piaci ára: CO2 kereskedelemből elérhető átlag bevétel: Támogatási igény az esetleges CO2 eladás figyelembevételével: 1 MWh-ra jutó fajlagos támogatás: A felhasznált megújuló energia:

0,00 eHUF/MWhe

532 669 t/projekt 5 400 Ft/t (20 EUR/t;270 Ft/EUR) 2 876,41 MFt/év

4 000 MFt 8,67 eFt/MWh 7 065 327 GJ/év


7 502 t/MW/év



107

5.7. GAZDASÁGOSSÁGI KÉRDÉSEK [32] „A geotermikus energia gazdaságosságát vizsgálva nem hagyhatjuk figyelmen kívül, hogy egy a természeti adottságokhoz képest még nem eléggé széleskörűen elterjedt energiaforrásról van szó, tehát felhasználásának tömegessé válása a költségek csökkenését hozza majd magával. Érdekes összehasonlítanunk a különböző villamos erőmű típusokban megtermelt energia előállításának fajlagos költségét.” [32] 5.8. táblázat Erőmű típus Fotovillamos Biomassza Szélerőmű Geotermikus Vízi erőmű Atomerőmű Földgáz tüzelés

Fajlagos költség EU/kWh 0,25-1,25 0,05-0,15 0,05-0,13 0,02-0,10 0,02-0,10 0,03-0,035 0,035-0,045

Ami szembetűnik: a geotermikus energiatermelés viszonylag nagy beruházási költséggel és rendkívül alacsony üzemeltetési költséggel jár. Megbízhatósága, környezetbarát jellege fontos érték. Az energiaellátás diverzifikálásában játszott szerepét sem becsülhetjük túl. Független a fosszilis energiahordozók az olaj- és a földgáz importjától. Ára kiegyensúlyozott, nem követi az olaj- és gázárak hektikus ingadozásait. Elterjedésével árstabilizáló szerepe lehet a hazai energiapiacon. Míg a geotermikus energia alkalmazásakor a ráfordítások itthon maradnak, az import üzemanyagok ára külföldre vándorol. 5.8. MUNKAHELY-TEREMTÉSI HATÁS A geotermikus iparág új munkahelyeket teremt, új szakmák megjelenésével jár. USA-ban 11500 új munkahelyet hoztak létre a geotermikus fejlesztések. A geotermikus iparág gyorsítja a vidéki gazdaság, a kertészetek stb. fejlődését, hátrányos helyzetű régiók felemelkedését indíthatja meg. Nagy megtakarítások jelentkeznek a helyi közösségeknél (Hódmezővásárhely, Kistelek). A balneológiai hasznosítás fejleszti a turizmust, az idegenforgalmat s az ezt kiszolgáló gazdasági ágazatot. Ezáltal adóalapot is növel. 5.9. A GEOTERMIKUS ENERGIATERMELÉS KÖRNYEZETI HATÁSAI [32] A fosszilis energiahordozók alkalmazásához képest a geotermikus energia felhasználása nagymértékben csökkenti a környezetszennyezést. Így a geotermikus energia gazdaságossága mellett egyre erősebb érvként szerepel környezetkímélő jellege is. Természetesen a geotermikus energia alkalmazásával is károsodik a környezet, azonban ez nagyságrendekkel kisebb, mint a fosszilis energiaforrások igénybevételekor. Az 5.9. táblázat négy veszélyes szennyező: az üvegház-hatású széndioxid, a savas esőket okozó kéndioxid, a nitrogénoxidok és a pornak az energiatermelésre [MWh-ra] vonatkozó fajlagos kibocsátását mutatja különböző erőműtípusokra.


108

A nagy nyomású rétegvizekben jelentős mennyiségű egyéb gáz is lehet oldott állapotban. Ennek legnagyobb része CO2, CH4, SO2, H2S, N2, ritkábban NH3, Ra, He. A hévizekből kiváló gázok közül a legtöbb gondot kétségtelenül a kénhidrogén okozza. Már kis koncentrációban is mérgező és extrém kis (5 ppm) hígításban is kellemetlen szagú. A légkörben egynapos felezési idővel alakul át, természetes úton kéndioxiddá. 5.9. táblázat: Összehasonlító erőművi értékelés Erőmű típus Széntüzelésű Olajtüzelésű Gáztüzelésű Hidrotermális geotermikus Bináris, v. EGS geotermikus

CO2 994 758 550 27,2 0

Fajlagos emisszió kg/MWh SO2 NOx 4,711 1,955 5,442 1,814 0,099 1,343 0,159 0 0 0

Por 1,012 0,063 0 0

A hévizek, vagy a geotermikus gőz nem-kondenzálódó gázait mesterségesen elégetve lehet megszabadulni a kénhidrogéntől. A Párizsi-medence dogger mészkő-tárolójából termelt hévíz gáztartalma például 3% H2S, 27% CH4, 35% CO2, 35% N2. Ezt egy olyan reaktorban, tulajdonképpen módosított gázégőben égetik el, amely egy injektorba épített elektróda-rendszer segítségével tartja fenn a rosszul éghető gázkeverékben a lángot. A hévízből felszabaduló CO2 – bár üvegházhatást előidéző gáz, nagyságrenddel kevesebb, mint a fosszilis energiahordozók elégetésekor keletkező mennyiség. Mivel a geotermikus energia hasznosításával fosszilis tüzelőanyagokat váltunk ki, a hévíz CO2 tartalma mindig egy sokkal nagyobb CO2-kibocsátást helyettesít, így annak környezetkárosító hatásáról beszélni értelmetlen dolog. A hévizekben oldott széndioxid kiválása nagyobb gondot okoz a vízkőképződés folyamatában, illetve a korrózió előidézésében. A geotermikus energiatermelő kutakból származó víz, vagy gőz gyakran tartalmaz hasznosítható mennyiségű metánt. A metán üvegház-hatása sokszorosa a széndioxidnak, tehát szeparátorral történő leválasztása és elégetése elkerülhetetlen, ám ez egyúttal járulékos energiaforrás is.


109

6.

VÍZENERGIA HASZNOSÍTÁSA VILLAMOS ENERGIA TERMELÉSI CÉLLAL [76]–[92]

6.1. Hasznosítási adottságok, célok A napenergia által fenntartott földi élet, s ebben az adott terület klimatikus viszonyainak meghatározó eleme a vízenergia, mint másodlagos erőforrás, amelynek kinetikus – mozgási – energiája megfelelő műszaki berendezésekkel; átalakítási technológiák alkalmazásával villamos energiává alakítható át. Az Európai Unió tagországainak és az újonnan csatlakozottaknak egyaránt előremutató a Vízügyi Miniszterek 2003 évi Kyotói nyilatkozata, amely kimondja a vízenergia kiemelt hasznosításának szükségességét, majd a johannesburgi WSSD világ-csúcstalálkozó végrehajtási programjának 19. e) pontjában az alábbi tézisekkel hívják fel az országok figyelmét [63]: A vízenergia megújuló és tiszta energiafajta. A megújuló energiára vonatkozó politika és jogalkotás a vízenergia minden méretére kell, hogy vonatkozzék. Lényegtelen, hogy a vízenergia régi, vagy új megújuló forrást képez. A vízerő villamosenergia hasznosításának növekednie kell. A feltételek alapján egyaránt szerepe van mind a nagy, mind a kisméretű; teljesítményű átalakító létesítményeknek. A környezeti tudatosság és a helyileg érintett emberek iránti érzékenység kulcskérdés. Az ágazatnak folytatnia kell a korábbi jó gyakorlat fenntartását és e rendszer fejlesztését. Magyarország a tiszta, környezetszennyezés-mentes vízerő villamosenergia átalakításával nyerhető megújuló energiaforrás-hasznosítási tervszerű, európai, környezetbarát fejlesztési folyamatában lemaradt, a fosszilis tüzelőanyagbázisú erőműfejlesztést részesíti előnyben még ma is. A korábbi, európai szemlélet érvényesítésének köszönhetően, mégis az a csekély megújuló bázison termelt, jelenlegi bruttó villamos energia termelésünknek – ami 1915 GWh volt 2007 évben – 12%-át kitevő hányad a hazai víz6.1. sz. táblázat: A magyarországi folyók erőművek termeléséből származik, nagysága: vízhozama [78] kevesebb, mint 210 GWh/év. (Részletes kimutatásuk a 6.1. és 6.2. táblázatokban, területi megoszláVízhozam Vízhozam Folyó suk a 6.1., 6.2. és 6.3. sz. ábrákon), amely volumen Q50% (m3/s) QW95% (m3/s) elenyészően kevés a hazai folyók elméleti vízerőDuna 2260 1100 készletéhez képest, amely: E = 10 TWh/év eszmei Rába 27 10 energia-mennyiséggel jellemezhető [67], melyet a Mura 190 92 teljes felszíni vízkészlet energiatartalma képvisel. Dráva 460 240 Pontosabban az 50%-os tartóssági vízhozamhoz P50 Tisza 550 170 Bodrog 66 14 = 990 MW elméleti teljesítmény és E50 = 7446 Hernád 24 6 GWh/év elméleti villamosenergia-volumen renKörös 47 10 delhető (azaz a jelenlegi megújuló bázisú termelés 36-szorosa!!) 6.2. sz. táblázat: Megújuló forrásokból termelt villamos energia 2007-ben (állapot: 2008. március 31.)[81]


110

6.3. sz. táblázat: Hazai kis- és középtelj. vízerőművek energiamérlege [81]

Az ÉMÁSZ és TITÁSZ szolgáltatói körzetekre esnek a „nagyobb” kapacitású vízerőművek.

6.1. sz. ábra: Magyarországi kis és törpe vízerőművek telephelye [17][77][82] A potenciális vízerőkészlet 90%-át három fő folyónk (a Duna, a Tisza és a Dráva), a további 9%-ot tizenkét kisebb folyónk (a Hernád, a Rába és a többiek) képviseli.

6.4. sz. táblázat [82] Megnevezés Átlagos (50%-os elméleti vízerőkészlet (GWh/év) Vízerőkészlet megoszlása %

Duna

Tisza

Dráva Mura

Rába

Hernád

Egyéb

Összesen

5348

708

756

187

139

308

7446

72

9,5

10

2,5

1,9

4,1

100


111

6.2. sz. ábra: „NYUGATI TÖRPÉK” Győr-Moson-Sopron és Vas megyében épültek a Rába, a Pinka folyókra és a Répce és Gyöngyös-patakokra [83] Meglévő kisteljesítményű vízerőműveink bemutatása, a „KELETI TÖRPÉK” az Északmagyarországi régióban. 1. kép: A hernádvécsei turbinaegyüttes [84]

2. kép: A felsőmérai vízerőmű gépháza [84] 6.3. sz. ábra: A Hernádra és a Kishernád-Bársonyos mellékágra telepített egykori 14 vízimalom területi elhelyezkedése, amelyeket a XX. században törpevízművek váltották fel.[84] Az aszinkron generátorokat függőleges tengelyű, Ganz gyártmányú, 3 m3/s víznyelésű Francis turbinák hajtják. A halmaji vízerőmű korszerűsítése megtörtént PAVELKA gyártmányú Kaplan turbinával.


112

Tulajdonviszonyok: A Közép-dunavölgyi VIZIG és a Tiszavíz Vízerőmű Kft. kivételével, melyek a Magyar Állam tulajdonában vannak, a vízerőművek privatizálással kikerültek az állami tulajdonból. A törpe vízerőművek tulajdonosai döntő mértékben külföldiek. [80] A vízerőművi villamos energia termelés hazai viszonylatban soha nem érte el a közcélú erőművekben megtermelt villamos energia 1%-át, miközben az Európai Unióban a vízenergia erőművi hasznosításmódjait preferálják.

3. kép: A 110 éves Ikervári vízerőmű gépterem

A Nicki duzzasztóműre napjainkban épül a Rábán egy 1,5 MW-os (2x771 kW névl. telj.) kis vízerőmű [90], NFÜ támogatással. Próbaüzeme 2008. március 20-án megtörtént.

6.2. Európai Uniós célkitűzések A technika mai állása szerint a villamos energia termelésre a legjobb megoldás a vízerőmű, egyetlen korlátja a vízerőkészlet véges volta. Ahol a vízerőkészlet lehetővé teszi, ott az ország villamos energia igényét 100%-ban vízerőműből fedezik (lásd: Norvégia). Hőerőművel csak ott és olyan arányban lépnek fel, ahol és amilyen mértékben a vízenergia már nem képes az igényfedezetre. Így például a vízenergiában közismerten gazdag európai országokban (Svédország, Ausztria, Svájc, Olaszország) a villamos energia termelésben a vízerőművek részaránya 60–70%-os, a hasznosítható vízerőkészlet magas 50–90%-os kihasználtsága mellett. Hasonlóan magas a kihasználtság a vízerőben szegényebb, ám műszakigazdasági színvonalon élenjáró országokban, ahol a vízerőmű részarány már csak 10–40% között lehetséges, az európai átlag 15%. A következő évek villamos energia termelésében a vízerőművek részesedésének 2–3%-os növekedésével számolnak, 2020-ig a vízerőművekben termelt villamos energia részaránya 1,5-szörösére nő (lásd az Európai Tanács hosszú távú prognózisát a különböző erőművi kapacitások szerkezetére, arányaira, nagyságukra a 6.4. sz. táblázatban és a 6.4. sz. ábrán). Az Európai Unióban működő kapacitások szerkezetei, nagy távra (2030) szóló prognózisai [85]

6.4. sz. ábra: Az átalakítók beépített kapacitásának szerkezeti megoszlása az EU-ban [85]


113

6.5. sz. táblázat: A különböző típusú átalakítók beépített és tervezett kapacitása Európában [85]

A közelmúltban végzett hazai vízerőművi fejlesztések [86][87][88] ÍGY: a tiszai vízlépcsőkön:

• Kiskörén 2002–2006 között (építése 1970–75) • Tiszalökön 2007–2010 között (építése 1756–59)

4. kép

Felújítások [73]: gépfelújítás hatásfoknövelés teljesítőképesség növ. termelésnövelés új szabályozástechn. zajterhelés csökk. (stat. gerjesztő + száraz transzformátor) villamos primer berend. cserék (megszakítók, áramváltók) rekonstr. kts.: 5,5 milliárd Ft

A tiszai vízlépcsők fő funkciói: 1. árvízmentesítés, folyószabályozás, hajózás 2. belvízrendezés 3. öntözés 4. tógazdálkodás, halászat 5. vízellátás, csatornázás 6. vízminőségvédelem 7. vízkészletgazdálkodás (ezen belül az energia-átalakítás)

5. kép

6. kép


114

6.3. MAGYARORSZÁG KÖZÉP ÉS KIS VÍZERŐMŰVI TÁVLATI FEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEI, PROGNOSZTIZÁLT FEJLESZTÉSEK [81] 1. Kisebb folyókra tervezett törpe vízerőművek (duzzasztói kiegészítő) fejlesztések termelései A Hernád folyóra 5 db kiserőmű, összesen 5,6 MW beép. telj., A Sajó folyóra 5 db kiserőmű, összesen 4,8 MW beép. telj., A Körös folyóra Körösladány térségében 4,8 MW beép. telj., A Maros folyóra Makó térségében 4,3 MW beép. telj., Összesen 19,5 MW

4,8 GWh termeléssel 5,2 GWh termeléssel 10,0 GWh termeléssel 12,0 GWh termeléssel 32,0 GWh I.

2. Meglévő duzzasztóművekbe építhető vízerőművi új fejlesztések becsült termelése A Hármaskörös folyóra a Békésszentandrási vízerőmű 4,34 MW telj. A Rába folyóra a Nicki kis vízerőmű (1,5 milliárd Ft) 2x 1,50 MW telj. A Duna mellékágára a Tassi kis vízerőmű 1,60 MW telj. A Duna folyóra: a Dunakiliti középvízerőmű 4,82 MW telj. A Tisza folyóra épült Kiskörei vízerőmű bővítésével többlet: A Tisza folyóra épület Tiszalöki vízerőmű bővítésével többlet: Összesen: 13,76 MW * 2008-ban megvalósult

12,5 GWh termeléssel 5,0 GWh termeléssel* 3,1 GWh termeléssel* 28,4 GWh termeléssel 26,0 GWh (össz. 30,8 GWh) 12,0 GWh (össz. 24,0 GWh) 85,0 GWh II.

3. A tervezett további tiszai vízlépcsőkre alapozható új középtelj. vízerőművek becsült termelése Dombrád térségi vízerőmű Vásárosnaményi vízerőmű Csongrádi vízerőmű Összesen

20,0 MW vill. telj. 100 GWh termeléssel 18,0 MW vill. telj. 90 GWh termeléssel 18,0 MW vill. telj. 90 GWh termeléssel 56,0 MW 280 GWh III.

4. A nagytávra tervezett dunai vízlépcsőkre alapozott új nagytelj. vízerőművek becsült termelése A meglévő bősi nagy vízerőművi termelés (hágai ítélet nyomán) 1/3-át kitevő, Magyarországot megillető kompromisszum szerint: 250,0 MW telj., 1000,0 GWh Az adonyi vízlépcsőre épülő középerőmű 150,0 MW telj., 775,0 GWh A paksi rekuperációs kiserőmű 7,0 MW telj., 50,0 GWh A fajszi vízlépcsőre épülő középerőmű 100,0 MW telj., 650,0 GWh Összesen 507,0 MW 2475,0 GWh A MEGLÉVŐ 200 GWh termeléshez a: TÁVLATI FEJLESZTÉSEKBŐL VÁRHATÓ TÖBBLET-termelés: 2872 GWh, mindösszesen: 3,1 TWh [6%]


115

AZ MTA ENERGETIKAI BIZOTTSÁG, MEGÚJULÓ ENERGETIKAI TECHNOLÓGIÁK ALBIZOTTSÁGA: „A hazai megújuló energetikai potenciál reális értékeinek megközelítő meghatározása a vízenergia-hasznosítás területén” 2003 [80]

6.5. sz. ábra: Vízlépcsők, vízerőművek meglévő és tervezett telephelyek Magyarországon és a szomszédos határvidéken [80] Vízerőműveket tervez a System Consulting cég (Kapolyi érdekeltség) a TISZA mellékfolyóira UKRAJNÁ-ban (20–50 MW-os kapacitással).

6.6. sz. ábra Az érkező összes vízmennyiség Magyarország területén hozzáfolyt vízmennyiség A távozó összes vízmennyiség

3.602 m3/s 180 m3/s 3.782 m3/s


116

6.4. Előzetes megállapítás és javaslat középtávra A megújuló stratégia (Kormány 2148/2008. (X. 31.)) vállalása szerint a 2020-ra elérendő teljes megújuló energiafelhasználás 186,3 PJ, az alábbi összetételben: a villamos energia menynyisége 9470 GWh/év, azaz 79,6 PJ, a hőenergiáé 87,1 PJ, a közlekedési célú üzemanyag 19,6 PJ. Az eddig alkalmazott intézkedések alapján Magyarország nehezen tudja teljesíteni az előírt részarányt, azonfelül a gazdasági válság tovább rontotta a villamos energia ipari fejlesztések megfelelő ütemű megvalósításának esélyét (fogyasztás, az árak és a beruházások vonzereje csökkentek, finanszírozási problémák jelentkeznek stb.). Ahhoz, hogy vállalását teljesíteni tudja, szakítani kell az eddigi vízerőmű ellenes hozzáállásával, s legalább az I. fejlesztési ütemben javasoltak létesítésének kell középtávon prioritást adnia, továbbá a három tiszai vízlépcsőt megépíteni, amely összességében: 90,0 MW villamos kapacitásbővítést és mintegy 400 GWh éves villamos energiatöbblet termelést eredményezne a hazai legtisztább technológiájú megújuló vízerőforrás hasznosításból, azonfelül mind az építésük idején, mind a vízgazdálkodásra gyakorolt kedvező hatásaik, mind az öntözéses mezőgazdasági kultúra bővítésén keresztül, jelentős munkahely-teremtési feladatoknak is eleget tehet. Nemzetközi adottságok és fejlesztési tendenciák [77] „A vízenergia a jelenleg legnagyobb mértékben hasznosított megújuló villamosenergia-forrás. A világ több mint 150 országában játszik meghatározó szerepet a villamosenergia-szolgáltatás terén és több mint 50 országban a fogyasztás több mint felét a vízenergia hasznosítása biztosítja. Néhány országban a vízenergia jelenti az egyetlen belföldi, vagy egyetlen hasznosított energiaforrást (pl. Norvégia). Egyes országokban a vízenergia-hasznosítás kiemelt ütemű fejlesztésével más energiahordozók kiváltását biztosítják, mint pl. Ausztria a nukleáris energiát, illetve Norvégia a földgáz villamosenergia-termelési célú használatát helyettesíti. A világ vízenergia- termelésének több mint felét öt ország Brazília, Kanada, Kína, Oroszország és az USA állítja elő.” [77] „A vízenergia hasznosításának szerepe, részvétele a megújuló-energiahasznosításon belül nemzetközi szinten meghatározó. A 2007. évi adatok szerint a megújuló forrásból termelt villamos energiának kb. 87%-a a vízenergiából származott. Európában a vízenergia-hasznosítás aránya eltér a nemzetközi átlagtól. Az európai országokban (EU-27, Norvégia és Svájc – a volt Szovjetunió területe nélkül) a vízerőművek beépített teljesítménye 185 000 MW, ami az összes villamosenergia-termelő kapacitás beépített teljesítményének 23,04%-a. Az 1990-2006 közötti időszakban az EU-27, Norvégia, Svájc, Izland, Horvátország és Törökország vízerőműveinek termelése a szivattyús energiatározók nélkül a 470 és 575 TWh/év értékek között alakult, ez átlagosan a teljes villamos energiafogyasztás 16,2%-a volt. Európában, 2007-ben 2400 MW vízerőmű állt építés alatt és a tervezés fázisában 11 000 MW volt.” [80] A prognosztizálható jövőben a vízenergia a megújuló energia-hasznosítás meghatározó eleme marad. Az US Energy Information Administration (EIA) 2009 májusi prognózisa szerint a vízenergia a 2030–ig terjedő időszakban megőrzi domináns szerepét a megújuló forrásból termelt villamos energia mennyiségében. MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

117

6.6. sz. táblázat Vízenergia-hasznosítás TWh/év Szélenergia-hasznosítás TWh/év Geotermális energia TWh/év Más megújulók TWh/év TWh/év Összes megújuló Vízenergia-arány a megújulók között

2010 3 381 312 75 304 4 072 83,0%

2015 3 887 500 93 418 4 898 79,4%

2020 4 359 687 99 521 5 666 76,9%

2025 4 594 864 104 587 6 149 74,7%

2030 4 773 1 214 109 628 6 724 71,0%

„Alapvetően új helyzetet teremtett az európai vízenergia-hasznosítás területén az EU 2020-ig elérendő megújuló energia-részarányra vonatkozó célkitűzésének véglegessé válása. Az egyes országokra háruló megújuló energia-fejlesztési kötelezettségek teljesítéséhez Spanyolországban és Portugáliában nagy vízerőművek építése kezdődött el. A bolgár és a román kormány úgy határozott, hogy kötelezettségei teljesítéséhez a bolgárromán közös Duna szakasz vízenergia-hasznosítását használja fel. Folyik a Nikolpol és Turnu Magurele közötti 2x400 MW teljesítményű vízerőmű kiviteli tervezése és folyamatban vannak a vizsgálatok a Silistra-Calarasi közötti 2x265 MW teljesítményű vízerőművek megvalósítási feltételeinek meghatározására. A négy vízerőmű összesen 1330 MW teljesítményű és előirányzott termelése 7,70 TWh/év. Bulgária Gazdasági és Energiaügyi Minisztériuma közzétette, hogy többcélú hasznosítási projektet terveznek, ami magában foglalja a hajózást, a vízenergia hasznosítást, az árvízvédelmet, a közlekedésfejlesztést és az öntözést. A projekt megoldást kínál a hajózási feltételek biztosítására az Európai Unió a VII számú európai közlekedési folyosójává nyilvánított Északi tenger és a Fekete tenger közötti víziút megbízható, folyamatos rendelkezésre állására a bolgár – román közös Duna szakaszon. E projekt megvalósulása esetében a Rajna-Majna-Duna vízi úton folyó hajózás egyetlen szűk keresztmetszetévé a Duna magyarországi szakasza válik.” [77] „A hajózható Dunán jelenleg 34 vízlépcső üzemel. Ez az árvízvédelmet biztonságosabbá teszi, és az olcsó teherszállítást, idegenforgalmat is szolgálja, ugyanakkor környezetkímélő energiát is nyújt. Az ausztriai tapasztalatok igazolják, hogy a számos vízierőmű a természetbe való harmonikus beilleszkedésére is van lehetőség. Természetesen nem szabad elhallgatni az esetleges negatív hatásokat sem. A hatásvizsgálatok azt igazolják, hogy ha geotektonikai törésvonalon építenek, ez esetleg potenciális veszélyt jelenthet egy nagyobb, vízlépcső-rendszerrel kialakított víztározó esetében. Másrészt a tározó töltésének nagy tömege, vízmennyisége ennek különböző hatása valamilyen formában érinti azokat az ivóvíz-bázisokat, amelyek ennek környezetében helyezkednek el. E kérdéseket csak biológiai, fizikai, kémiai és hidrogeológiai módszerekkel, vizsgálatokkal lehet teljesen tisztázni. Felmerül az is, hogy ezekben a nagy tározókban esetleg káros anyagok halmozódnak fel, és ennek a hatását is értékelni kell. Mint látható tehát, mindez rendkívül komplex kérdés, bár gazdag tapasztalatokkal rendelkezünk* hiszen egyedül a Dunán 57 folyami erőmű működik.” [78] *

Már annak idején Bánki Donát (1918-ban) részletes terveket készített a Vaskapu Erőműre, és ez a román és jugoszláv együttműködés keretében, mint óriás erőmű meg is épült, 2050 MW a teljesítménye. Ez tulajdonképpen Magyarország villamos energia igényének 1/3-át fedezné. A Dunán még további két erőművet terveznek jelenleg, román, valamint bulgár együttműködéssel.. A bősi erőmű – amit Szlovákiával közösen terveztünk építeni – 720 MW teljesítményű. Elég nagy készültségi fokot ért el a nagymarosi erőmű (földmunkája kb. 80%ot) – amit később leromboltak – ez 160 MW teljesítményű lett volna.


118

6.5. Vízerőművek csoportosítási módjai Az előzőek értelmében az ország gazdag vízmennyiséggel rendelkezik (lásd a 6.1. sz. táblázatot), azonban, medence lévén a domborzati viszonyok miatt a lehetséges – kedvezően magas – duzzasztási szintek hiányoznak, ill. korlátozottak. A hasznosítható esés alapján háromféle osztályozásba sorolható adottságok: kis esésű (h=15 m-ig) terjedőek közepes esésű (h=50 m-ig) terjedőek nagy esésű (50 m felettig) terjedőek

Teljesítőképességük szerint a vízerőművek lehetnek: törpe (100 kW alatti) kisteljesítményű (10 MW-ig) közepes telj. (100 MW-ig), végül nagyteljesítményű (több száz MW-os)

„A vízerőművek másik lehetséges csoportokra bontása a víztározó nagysága, léte és töltési módja szerinti csoportosítás. E szerint: Az átfolyó (run-off) vízerőművek, melyek a vízfolyáson érkező vízhozamot visszatartás nélkül áteresztik. Tározóval nem rendelkeznek, csak a vízfolyás medrét használják. A tározós vízerőművek a tervezett üzemükhöz szükséges napi, heti vagy szezonális kiegyenlítést biztosító nagyságú tározóval rendelkeznek. A szivattyús energiatározók rendelkeznek napi vagy heti kiegyenlítést biztosító tározóval és ennek feltöltését a nevében foglaltak szerint nem természetes hozzáfolyás, hanem szivattyúzás biztosítja.”[77] „A korszerű vízerő-hasznosítás a magyar származású Segner János ún. „Segner-kerék” találmányával és Euler Leonhard svájci fizikus turbinaelméletével (1750) kezdődött. A mai korszerű vízturbinák ősei az 1800-as évek elején jelentek meg, áttörést 1849-ben a Francis-féle akciós turbina szabadalma hozott. Az 1890-ben megszerkesztett Pelton és a Kaplan turbinák már mind 90%-nál nagyobb hatásfokkal rendelkeznek. Figyelemreméltóan sikeres turbina konstrukció volt az 1917-ben szabadalmaztatott az ún. Bánki turbina (Bánki Donát találmánya). Egyszerű szerkezete és könnyű szabályozhatósága folytán a mai napig népszerű turbinatípusa a törpe vízierőműveknek.”[78] A vízfolyásban, illetve annak egyes szakasziban rejlő energiatartalmat az elméleti vízerőkészlettel jellemezzük. A vízfolyások mechanikai energiakészletét a vízerőmű hasznosítja és alakítja át villamos vagy egyéb energiává. A vízerőmű elnevezés gyűjtőfogalom, ami alatt nemcsak a turbinákat és villamos generátorokat magába foglaló erőtelepet értjük, hanem mindazokat a műveket, műtárgyakat és egyéb létesítményeket, amelyek az energiatermelés lehetőségének a megteremtése és az üzem fenntartása érdekében szükségesek. Egy korszerű vízturbina a járókeréken átfolyó víz mozgási (A) (kinetikus), valamint helyzeti energiáját hasznosítja (B). Ezzel különböző berendezéseket, malmot, villamos generátorokat stb. hajt meg. A vízáram teljesítménye: P= m

g H

= = =

m•

g • H (W)

a járókeréken átfolyó víz tömegárama (kg/s) nehézségi gyorsulás (m/s2) a folyó esése a felvíz és az alvíz szint különbsége

A kiskörei és a Tiszalöki Erőmű tipikus folyami erőmű, ahol jellemző a kis duzzasztott szintkülönbség és a nagy vízáram.[78]


119

6.6. JAVASOLHATÓ VILLAMOS ENERGIA TERMELÉSI TECHNOLÓGIÁK [17][79][89b] 6.6.1. Vízerőhasznosítás ésszerű megállapodás árán Az elkövetkezendő évtizedben célszerű a hágai ítélet nyomán létrejövő egyezség keretében a Dunán a meglévő Bősi Vízerőműben termelt villamosenergia Magyarországot megillető hányadára 33%=240 MW teljesítményre és 1 TWh/év termelésre, amely már eleve kompromisszum, a korábbi 50%-os részesedéshez képest, továbbá célszerűen meg kell valósítani a Dunakiliti Duzzasztóművet. Ezek realizálása esetleg előbbre kerülve részét képezheti több forgatókönyv-változatnak. 6.6.2. A folyók duzzasztóműveire vonatkozó prognózisok A nemzetközi gyakorlatban jelentős eredményeket értek elé a duzzasztóművek korszerűsítésében és járulékos erőművi fejlesztésében. Az eredmények döntően a vízgazdálkodás, hajózás és kiemelten az öntözés célját szolgálják. Ez utóbbi jelentősen javíthatja az érintett térségekben a növénytermesztési és állattartási feltételeket. Valamennyi alkalmazást a vízerő készletek tervszerű kihasználása kíséri és a természetvédelmi feltételeket kielégítő, környezetvédelmi előnyöket eredményező építési technika, technológia alkalmazása. A kifejtésben szereplő technika kompakt turbina-, generátor-egységekből áll, távfelügyeleti rendszerrel rendelkezik, megfelel a mai nemzetközi műszaki színvonalnak. Ilyen fejlesztések keretében számba vehető projektek lehetnek a Békésszentandrási és Nicki rendelkezésre álló, a Kiskörei és Tiszalöki többletben rendelkezésre álló vízerő-készletre alapozott villamosenergia termelés a kis teljesítményűek körében. Egyértelmű, hogy a Bőst érintő megállapodás nyomán a jelentősebb teljesítményű Dunakiliti is számításba vehető projekt lehet.

A tervezett duzzasztóművek a következő paraméterekkel jellemezhetők: 1.

A hat évtizede üzemelő Békésszentandrási Duzzasztóműben állandósult üzemi és környezeti feltételeinek változtatása nélkül évenként átlagosan 12,5 GWh CO2 kibocsátástól mentes, villamos energia termelhető. Az alkalmazható megoldások körét a Környezet- és Természetvédelmi Főfelügyelőség határozata szabja meg, mely szerint a partvonaltól számított 50 méteren belül mesterséges létesítmények nem helyezhetők el. A jelenlegi főelzárás alvízi oldalán egy sorban 9 kisturbina beépítésére áll rendelkezésre elegendő hely. A maximális terhelhetősége 4,34 MW. (A várható átlagos árbevétel 240 millió Ft/év. A pénzügyi megtérülés ideje 8 év és közelítő számítások szerint az adott fejlesztés megfelelő finanszírozási mód és támogatás esetén megvalósítható.)

2.

A Dunakiliti Duzzasztóműben egy nyílásban átlagosan évenként 28,40 GWh megújuló bázisú, CO2 kibocsátástól mentes villamosenergia állítható elő és adható a hálózatra. Az egy duzzasztómű nyílásban hasznosítható vízhozam mindössze a 15 – 20 % -át teszi ki a rendelkezésre álló vízhozamnak. Ezért a hasznosítás nem okoz lényeges eltérést sem a keresztgáton, sem a duzzasztóművön átfolyó vízmennyiségben. Nincs szükség a jelenlegi duzzasztási üzem változtatására, és energiahasznosító létesítmény semmilyen épület építését nem teszi szükségessé. A jelenlegi főelzárás alvízi oldalán egy sorban 10 kisturbinát tartalmazó modul építhető be. A maximális terhelhetősége 4,82 MW. (A várható átlagos árbevétel 520 millió Ft/év. A pénzügyi megtérülés ideje 3 év és közelítő számítások szerint az adott fejlesztés gazdaságilag rendkívül kedvező, kereskedelmi hitel és támogatás nélkül megvalósítható.)

3.

A Kiskörei Duzzasztóműben rendelkezésre álló többlet vízmennyiség mennyiség hasznosításával átlagosan évenként 14,80 GWh megújuló bázison, CO2 kibocsátástól mentes villamosenergia állítható elő és adható a hálózatra. A hasznosítás feltételei szempontjából azonban két lényeges szempont a meghatározó. Az egyik a felvízi oldalon az év jelentős részében felgyülemlő, jelenleg kezelhetetlen uszadék és szemét tömeg kezelésének biztosí-


120

tása. A másik szempont: a Kiskörei Vízerőmű nagyjavítása miatt a következő években jelentkező többlet vízhozam hasznosítása, amikor a termelhető energia mennyisége eléri a 30,8 GWh nagyságot évenként. A nagyjavítás és felújítás elkezdődött, 2004 májusában indul az első modernizált blokk, a teljes munka 2006 végére befejeződik. A jelenlegi főelzárás felvízi oldalán egy sorban 10 kisturbinát tartalmazó modul építhető be. A maximális terhelhetősége 4,82 MW. (A várható átlagos árbevétel a nagyjavítás idején 584 millió Ft/év, az azt követő időszakban 299 millió Ft/év. A pénzügyi megtérülés ideje 2 év és közelítő számítások szerint az adott fejlesztés gazdaságilag rendkívül kedvező, kereskedelmi hitel és támogatás nélkül megvalósítható. Meghatározó gazdasági tényező a Kiskörei Vízerőmű nagyjavításának időszaka, ami gyakorlatilag a pénzügyi megtérülést önmagában biztosíthatja.) 4.

A Tiszalöki Duzzasztóműben a rendelkezésre álló többlet vízmennyiség mennyiség hasznosításával átlagosan évenként 12,00 GWh villamosenergia állítható elő. A hasznosítás feltételei szempontjából azonban számításba kell venni azt, hogy a Tiszalöki Vízerőmű főgépeinek állapota rendkívül kedvezőtlen és a rendelkezésre állása alacsony. A berendezések hatásfoka leromlott. Elkerülhetetlennek látszik azok felújítása, legalább az átlagos működési paraméterek szintjéig. A nagyjavítás során legalább három éven keresztül folyamatosan üzemen kívül lesz az erőmű egy főgépe, ami a duzzasztó táblánál többlet vízhozamot eredményez, és termelhető energiamennyiség eléri a 24,0 GWh nagyságot évenként. A jelenlegi főelzárás alvízi oldalán egy sorban 10 kisturbinát tartalmazó modul építhető be. A maximális terhelhetősége 4,82 MW. (A várható átlagos pénzügyi megtérülés ideje 6 év és a közelítő számítások szerint az adott fejlesztés megfelelő finanszírozási mód és támogatás esetén megvalósítható. Meghatározó gazdasági tényező a Tiszalöki Vízerőmű nagyjavításának időszaka, ami gyakorlatilag a pénzügyi megtérülést önmagában biztosíthatja.) A nagy időigényű felújítás miatt csak a vizsgált időtáv végére lehet a vázolt kapacitásbővítéssel számolni.

5.

A Nicki Duzzasztómű a korábbi [90] program szerint a közelmúltban megépült. Műszaki gazdasági paramétereit célszerű modellértékű példaként hasznosítani.

Nem részletezve a Szentgothárdi, a Hernádszurdoki duzzasztóművek, a Tassi Zsilip további helyszínei lehetnek hasonló fejlesztéseknek. A vízerőhasznosítás „minimál” programjában, a fentiekben vázolt szerény bővítések szerepelhetnek, azaz: a meglévő megmaradó, folyamatos karbantartással üzemeltetett 7 db középméretű művek (Kisköre, Tiszalök, Kesznyéten, Felsődobsza, Gibárt, Ikervár, Kvassay), az összesen 48,8 MW teljesítményükkel, ill. az évenkénti 196,5 GWh villamos energia termelésükkel. Megmaradhatnak a törpe vízerőművek (NY-i, K-i), a 3,2 MW összes kapacitásukkal és évi 1,5–2,0 GWh termelési összvolumenükkel. Végül szerény bővítésként a vázolt 5 duzzasztóműhöz javasolt fejlesztésekkel elérhető, öszszességében mintegy 20,0 MW-os kapacitásnövelés árán; egy évenkénti 84 GWh villamos energia többlettermelés (kimutatása a 7.7. sz. táblázatban). Ez a szerény, végeredményében közel 72 MW összteljesítményű vízerőműpark alig több mint 280 GWh termeléssel járul hozzá az e munkában felállított prognózis szerint a javasolt megújuló energiahordozói struktúrájához.


121

6.7. sz. táblázat: Vízerő-hasznosítási prognózis az I. és II. forgatókönyv-változathoz [80][81] Megnevezés

Meglévő, megmaradó 7 vízerőmű Meglévő, megmaradó törpevízerőművek Békésszentandrási duzzasztó-erőmű Dunakiliti duzzasztó-erőmű Kisköre duzzasztó-erőmű Tiszalök duzzasztó-erőmű Nick duzzasztó-erőmű A. változat + BI. változat összesen BII. változat (dinamikus) A. változat + BI. változat összesen Bősi vízerőmű 33% hányada BII. változat összesen

Beépített vill. telj. [MW] 48,8 3,2 4,34 4,82 4,82 4,82 0,90 71,7 MW 72,0 2400 312

Termelt vill. energia [GWh] 196,5 1,5 12,5 28,0 14,8 24,0 5,0 282,3 GWh 282 1000 1282

Lét. kts. mrd. Ft

Környezetszennyezés csökkenés CO2 CO NOx

1,493 1,733

0,481

költség nélkül megegyezéssel

A BII. változat csaknem teljesíti (83%-ban) az EU által előírt min. 1550 GWh villamosenergia termelésre vonatkozó nagyságrendet, méltatlan volna azonban emiatt többi megújuló energiahordozó bázisú villamosenergia termelést egyrészt visszafogni, mert azokhoz kapcsoltan akkor nem teljesülne a hőenergia-hasznosítás növelésére szóló vállalása az országnak (azaz a jelenlegi volumen megduplázása). Éppen ezért a BII. változatot részben „tűzoltó” megoldás és figyelemkeltés szintű minőségében célszerű kezelni, de hosszú távon – 2010 után – való elemként az akkori struktúrában. 6.6.3. Tiszai vízlépcsők tervezett villamosenergia hasznosítások középtávra A Tisza folyóra három közepes teljesítményű vízerőmű telepítésére adnak lehetőséget az ismert adottságok, ezek: a) Záhony térségi vízerőmű 20,0 MW vill. telj. 100 GWh termeléssel b) Vásárosnaményi vízerőmű 18,0 MW vill. telj. 90 GWh termeléssel c) Csongrádi vízerőmű 18,0 MW vill. telj. 90 GWh termeléssel Összesen 56,0 MW 280 GWh 6.6.4. Kisebb folyókra tervezett törpe vízerőművek, duzzasztói kiegészítő fejlesztések A Hernád folyóra 5 db kiserőmű, összesen 5,6 MW beép. telj., A Sajó folyóra 5 db kiserőmű, összesen 4,8 MW beép. telj., A Körös folyóra Körösladány térségében 4,8 MW beép. telj., A Maros folyóra Makó térségében 4,3 MW beép. telj., Összesen 19,5 MW

4,8 GWh termeléssel 5,2 GWh termeléssel 10,0 GWh termeléssel 12,0 GWh termeléssel 32,0 GWh

6.6.5. Egyéb, vízlépcsővel kapcsolt villamosenergia termelés lehetősége hosszabb távra Ebbe a csoportba azok a több évtizedek óta megvizsgált, ökológiai-, vízgazdálkodási-, mezőgazdasági és az Európai Unió által ugyancsak szorgalmazott; vízi úton történő szállítmányozási szempontokat kielégítő vízlépcsők, vízerő-hasznosítási objektumok tartoznak, amelyek tervei legfeljebb aktualizálásra szorulnak a közös, egységes szabályozásoknak megfelelően. Megvalósításukra pedig vállalkozások szintjén kerülhet sor, ill. egyéb infrastruktúra – pl. MEH – PYLON Kft.: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis. 2009

122

víziút, öntözéses mezőgazdaság stb. – fejlesztések tartozékaként, azaz főleg nemzetközi - uniós – támogatással és csekélyebb mértékű önerőből. a)

Drávai vízlépcső hasznosítás

Számolni kell a „szélsőséges” változatban a Dráván megépülő vízerőművel, amely a folyó 23. erőműve (50%=69 MW/évi 320 GWh termelés) lesz. Vélhetően a létesítmény minden határon túli ellenzése sem képes megakadályozni annak megépítését különösen, hogy a belépcsőzött folyó alsó szakaszára a korábbi hordaléknak csak töredéke érkezik, emiatt mélyül a folyóágy, emiatt a parti kutakban mind mélyebbre süllyed a víz. A hágai ítélet és a bősi tapasztalatok vélhetően elégségesek lesznek a probléma megoldására. Itt is számítani lehet a majdani termelés arányos részére, az arányos ráfordítás vállalása mellett. b)

Tervezett dunai vízlépcsők

Nagymarosi vízlépcsőre Adonyi vízlépcsőre Paksi rekuperációs erőmű Fajszi vízlépcsőre Összesen

153 MW teljesítményű 150 MW teljesítményű 7 MW teljesítményű 100 MW teljesítményű 403 MW

1035 GWh-t termelő vízerőtelep 775 GWh-t termelő vízerőtelep 50 GWh-t termelő vízerőtelep 650 GWh-t termelő vízerőtelep 2460 GWh

A vázolt lehetőségek egy ésszerű, hosszabb távú, minimál program részeinek tekinthetők, mivel a javaslatokat már számos elemzés mérlegelés előzte meg, de korántsem merítik ki a teljes hazai hasznosítható vízkészletet. Ugyanakkor részét képezhetik jelen munka: III jelű, „Maximális” változatának, a következő kimutatás alapvető adataival (lásd a 6.8. sz. táblázatot). 6.8. sz. táblázat: Vízerő-hasznosítási prognózis a III. változathoz [81] Megnevezés

Megkutatott, javasolt BII. változat (a 2.3.12/5. sz. táblázatban részletezve) Duna folyó vízlépcsőin (3 db) Tisza folyó vízlépcsőin (3 db) Hernád, Sajó, Körös, Maros folyókra Dráva folyón (1 db) Összesen

Beépített vill. telj. [MW] 312 403 56 20 69 860 MW

Termelt vill. energia [GWh] 1282

Lét. kts. mrd. Ft

Környezetszennyezés csökkenés CO2 CO NOx

2460 280 32 320 4374 GWh

Ezzel a tekintélyes kapacitással lehetne behozni azt a több mint félévtizedes lemaradást, ill. az efajta pazarló gazdálkodás korrekcióját ennek a legtisztább energiaforrásnak a legtisztább technológiával történő hasznosításával.


123

6.7. Környezeti hatások, FELTÉTELEK A vízenergia előnyei és hátrányai [77] Az UNESCO által létrehozott International Hydropower Association a vízenergia előnyeinek és hátrányainak mérlegét a következőkkel foglalta össze: 6.9. sz. táblázat [77] ELŐNYÖK

HÁTRÁNYOK Gazdasági szempontok

Alacsony üzemi és karbantartási költség Hosszú élettartam (50-100 év) Rugalmasság biztosítása Kipróbált, bevált technológia Regionális fejlesztést ösztönöz és segít Magas energiahatékonyságot biztosít Támogat más vízhasználatokat

Hosszú megvalósítási idő Csapadékfüggőség A tározók csökkenése hordalékos helyeken Hosszú távú tervezést igényel Hosszú távú megállapodásokat igényel Több szakterület együttműködését igényli Gyakran külföldi kivitelező és finanszírozás szükséges

Munkalehetőségeket teremt Üzemanyag-megtakarítást eredményez Az energiafüggetlenséget erősíti Optimalizálja a villamos energiatermelés szerkezetét

Szociális szempontok Biztosítja a vizet más vízhasználatokhoz Növeli a környező területek árvízzel szembeni biztonságát Javíthatja a hajózási lehetőségeket?) Gyakran üdülési infrastruktúrát teremt Javítja a terület megközelíthetőségét (utak, hidak stb.) Építési és üzemelési munkát biztosít a helyi munkaerőnek Javítja az életkörülményeket

Egyes helyeken áttelepítést igényel Korlátozhatja a hajózást A helyi földhasználati módok változhatnak A vízi eredetű járványokat ellenőrizni kell Vízkészlet-gazdálkodást tesz szükségessé több vízhasználó esetén Az érintett emberek életfeltételeit biztosítani kell

Környezeti szempontok Minimális üvegházhatást okozó gázt termel Javítja a levegő minőséget Nem termel hulladékot Csökkenti a nem megújuló üzemanyagkészletek kimerülését Gyakran új édesvízi ökoszisztémákat hoz létre Növeli az ismereteket és az értékes egyedek kezelése tekintetében Segíti a klímaváltozás lassítását Nem használja el és nem szennyezi a vizet a villamosenergia-termelés melléktermékével

Eláraszt szárazföldi élőhelyeket Megváltoztatja a vízjárást Megváltoztat vízi élőhelyeket A vízminőséget ellenőrizni kell Időleges változás a táplálékláncban Az egyedek és populációk ellenőrzése szükséges Korlátozza a halak vándorlását A hordaléklerakást és szállítást ellenőrizni kell


124

6.7.1. Általános feltételek, a vízerő, mint megújuló energia szerepe [89] A megújuló energiaforrások hasznosítása és a villamos energiatermelésen belüli részarányának növelése környezetvédelmi okokból került a nemzetközi és hazai törekvések középpontjába. Elsősorban a széndioxid, kéndioxid, szénmonoxid, nitrogénoxid, a nukleáris anyagok, a por és hamu légkörbe jutásának csökkentésére, ill. kiváltására kerültek előtérbe az alternatívnak tekinthető megújuló energiaforrások, közöttük a víz energia hasznosítása. A vízenergia természetes energiaforrás, amely önmagában nem szennyezi a környezetet. Szenynyezést csak néhány, a hasznosítással kapcsolatos körülmény okozhat. A HYDROMATRIX alkalmazása gyakorlatilag kiküszöböli az építési munkák környezeti hatásait. A duzzasztóművek üzemi feltételeiben változtatás nem szükséges. Nem kell számolni a jelenlegi adottságoktól eltérő körülményekkel, hatásokkal. A várható környezet hatások A kiegészítő elzáró tábla fejlesztési technológiával megvalósítható megújuló energiaátalakítások és hasznosításoknak az üzemi és létesítési feltételei alapján a környezetre és a környezeti elemekre gyakorolt hatását, s azok eredményét egy tájékoztató jellegű vizsgálat alapján a vonatkozó táblázatos összeállítás tartalmazza (lásd a 6.10. sz. táblázatot). 6.10. sz. táblázat: Vízenergia átalakítóművek hatáselemezése, a környezeti elemekre bontott minősítése [89] Környezeti elemek

Hatások a környezeti elemeken

Minősítés

Levegő

Nem okoz levegőszennyezést Nem okoz zajkibocsátást Nem okoz rezgést Nem okoz mikroklíma változást Nem okoz változást a jelenlegi feltételekhez képest Nem okoz változást a talajvíztükörben Nem érinti a mélységi vizeket Nem okoz változást a jelenlegi feltételekhez képest Nem okoz változást a jelenlegi feltételekhez képest Nincs mellékterméke Nem termel hulladékot Nincs szemét keletkezési forrás Nincs szennyvíz kibocsátás ill. keletkezés Nem szükséges területhasználat Nem várható hatás Nincs hatás az altalajra Nincs hatása a növényzetre Nincs hatása az állatvilágra Segíti az EU csatlakozási feltételek teljesítését a megújuló forrásból termelt energia növelésével Nincs számottevő hatás Nem okoz változást a jelenlegi feltételekhez képest Nincs hatás Nincs hatás Nincs hatás Jelentős levegőszennyezés csökkenést okoz más erőművek levegő szennyezésének kiváltásával Eredménye visszaforgatható a régió infrastruktúra fejlesztésébe, segíti a régió fejlődését Nincs számottevő hatás

Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Javító Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Javító

Víz

Hulladék

Talaj

Növény állatvilág Gazdaság

Társadalom

Levegő Zaj Rezgés Mikroklíma Felszíni víz Talajvíz Mélységi víz Vízminőség Árvíz Melléktermék Hulladék Szemét Szennyvíz Területhasználat Termőtalaj Altalaj és Növényzet Állatok Ipar Építés Vízgazdálkodás Mezőgazdaság Szolgáltatások Idegenforgalom Egészségvédelem Infrastruktúra Szociális helyzet


Semleges Semleges Semleges Semleges Semleges Javító Javító Semleges

125

6.7.2. A vízenergia környezeti feltételei [77] A vízenergia-hasznosítás környezeti feltételeinek vizsgálatánál abból lehet kiindulni, hogy minden infrastruktúra-fejlesztés esetén elkerülhetetlenek bizonyos ökológiai hatások. A hatások értékelése két irányból közelíthető meg. Egyrészt mérlegelni kell a helyettesítő alternatív villamosenergia-termelési módok alkalmazásának hatásait, másrészt vizsgálni kell az adott helyszínen való megvalósításból eredő ökológiai hatásokat és azok mérsékelhetőségét. Az EU Stratégiai Környezeti Vizsgálat Irányelve (2001/42/EK irányelv) 2001. június 27-én lépett életbe, ami bizonyos tervek és programok környezetre gyakorolt hatásainak vizsgálatát határozza meg. Az irányelv értelmében környezeti vizsgálatot kell végezni minden olyan tervvel és programmal kapcsolatban, amely a mezőgazdaság, erdészet, halászat, energetika, közlekedés, hulladékgazdálkodás, vízgazdálkodás, távközlés, idegenforgalom, területrendezés, illetve földhasználat terén készül. A 2000. december 22-én életbe lépett Víz Keretirányelv (VKI), (2000/60/EK) az EU új vízpolitikájának kereteit határozza meg. Minden, a vizeket érintő emberi beavatkozásnak, így a vízerő-hasznosításnak is összhangban kell lennie a VKI előírásaival, amelynek fő környezeti célkitűzése a vizek jó állapotba hozása 2015-ig. Ez a felszíni vizek esetében a jó ökológiai és a jó kémiai állapotot jelenti. A VKI természetesen nem tiltja a duzzasztóművek vagy más energetikai célú létesítmények építését, de a szigorú környezetvédelmi szempontok betartását kötelezővé teszi. A gátak, illetve a duzzasztók jelentenek lényeges emberi beavatkozást a hidrológiai és ökológiai rendszerekbe. Ez időben és térben széles tartományban változtathatja meg az ökoszisztémák megszokott feltételeit. A vízi ökoszisztémák reakciója sokféle, ami függ a létesítmény kialakításától, a működtetésének módjától, a klimatikus viszonyoktól, a hordalék szállítási feltételektől stb. 6.8. JAVASOLT FEJLESZTÉS HELYSZÍNEI, RÉSZLETEZŐ ADATAI 6.8.1. A Békésszentandrási Duzzasztómű kiegészítő hasznosítása [79] A Békésszentandrási Duzzasztóműnél rendelkezésre álló energia mennyiség hasznosításával átlagosan évenként 12,50 GWh megújuló forrásból előállított, CO2 kibocsátástól mentes energia állítható elő és adható a hálózatra. A hasznosítás feltételei szempontjából az alábbiak vehetők számításba: A Békésszentandrási Duzzasztómű vonatkozásában különböző, egymástól valamilyen mértékig független felmérések igazolták, hogy a békésszentandrási szelvényben a hasznosítható vízhozam az évszakoktól függő változékonysággal rendelkezésre áll. Az évenkénti 12,50 GWh villamos energia mennyiség a Bökényi Duzzasztómű üzemének visszaállításának alapulvételével került meghatározásra. Az alkalmazható megoldások körét a Környezet- és Természetvédelmi Főfelügyelőség H-2269/8/1997 számon kiadott határozata szabja meg. A partvonaltól számított 50 méteren belül és a hullámtéren mesterséges létesítmények elhelyezésének kizárása egyben kizárja az energia hasznosítás hagyományos megoldásainak alkalmazását. A követelmények teljesítésére a HYDROMATRIX alkalmas, ami a duzzasztó táblába épített kompakt energiatermelő szerkezetet jelent. A Békésszentandrási Duzzasztómű jelenleg állandó felvízszint tartással üzemel. Nincs szükség a jelenlegi duzzasztási üzem változtatására. A HYDROMATRIX alkalmazását a rendelkezésre álló alvízoldali vízborítás szabja meg. Ennek megfelelően a jelenlegi főelzárás alvízi oldalán egy sorban 9 kisturbina beépítésére áll rendelkezésre elegendő hely. Minden


126

egyes turbina külön indítható és leállítható. Az elzáró szerkezet kialakítása a korábbiakkal azonos vízszintszabályozást és árvíz levezetési feltételeket tesz lehetővé. Minden szerkezet a tábla modulra kerül. A teljes tábla modult kétoldali olaj hidraulikus munkahenger emeli fel a maximális árvízszint fölé. A tábla modul szerves részét képzi az automatikus gerebtisztító berendezés és a felszínre húzott uszadékot eltávolító mosató billenő tábla – levegőműködtetésű. A villamos berendezések, a generátor megszakítók, a meddő kompenzáció és az irányító berendezés az elzáró tábla modul belsejében helyezhetők el. Főbb műszaki paraméterek a következők:

Turbina max. esés 5,8 Turbina max. vízhozam 10,43 Generátor max. terhelés 482 Turbinák száma 9 Járókerék átmérő: 1320 Járólapátok száma: 3 Max. terhelés egy turbinán: 482 Generátor feszültség: 690

Fordulatszám, ford/perc 303 Összes terhelhetőség 4338 kW Összes vízhozam 93,9 m3/s Kiegészítő tábla max. esés 5,80 m Turbina minimális esés 1,30 m Termelt átlagos energia 12,50 GWh Várható átlagos árbevétel 240,0 millió Ft/év

m m3/s kW db mm kW V

Az évenkénti felosztható eredmény [millió Ft]

A beépített teljesítmény nagysága alapján az látszik reálisnak, ha az átemelő szivattyútelep 20 kV állomásán a 20 kV feszültségű gyűjtősín bővítésével alakítható ki a megfelelő kapcsolódási pont a TITÁSZ középfeszültségű hálózatához. Ebben az esetben új vezeték építése nem látszik szükségesnek. Az energiahasznosító létesítmény semmilyen épület építését nem teszi szükségessé. A teljes projekt költség közelítő értéke 1 492,50 millió Ft. A fajlagos beruházási költség, közelítően 344 ezer Ft/kW. A pénzügyi megtérülés ideje 8 év és a befektetés belső kamatai 17 % körüli értékre adódnak. A közelítő számítások szerint az adott fejlesztés a jelenlegi árszintből kiinduló prognosztizált villamos energia ár mellett megvalósítható lehet. Természetesen részletesen vizsgálni kell a kockázati tényezőket, pontosítani kell a termelhető energia mennyiséget, a villamos energia árára vonatkozó prognózisokat és a megvalósítás költségeit. A projekt bizonytalanságainak áthidalására szolgáló tartalék illetve működéséből képződő osztalék nagyságrendi vizsgálata a következők értékeket mutatja:

180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Az üzemelés évei

6.7. sz. ábra: Az üzemelés éveiben becsült osztalék mértéke Békésszentandráson [79] Az adott projekt gazdasági szempontból megvalósíthatóvá válhat. Ennek alapfeltétele a megfelelő finanszírozási feltételek kialakítása.


127

6.8.2. A Dunakiliti Duzzasztómű kiegészítő hasznosítása [17] A Dunakiliti Duzzasztóműnél egy duzzasztómű nyílásban rendelkezésre álló energia mennyiség hasznosításával átlagosan évenként 28,40 GWh megújuló forrásból előállított, CO2 kibocsátástól mentes energia állítható elő és adható a hálózatra. Az egy duzzasztómű nyílásban hasznosítható vízhozam mindössze a 15–20%-át teszi ki a rendelkezésre álló vízhozamnak. Ezért a hasznosítás nem okoz lényeges eltérést a jelenlegi gyakorlattól, sem a keresztgáton sem a duzzasztóművön átfolyó vízmennyiségben. Nincs szükség a jelenlegi duzzasztási üzem változtatására sem. A rendelkezésre álló alvízoldali vízborítás alapján a jelenlegi főelzárás alvízi oldalán egy sorban 10 kisturbina beépítésére áll rendelkezésre elegendő hely. Minden egyes turbina külön indítható és leállítható. Az elzáró szerkezet kialakítása a korábbiakkal azonos vízszintszabályozást és árvíz levezetési feltételeket tesz lehetővé. Minden szerkezet a tábla modulra kerül. A teljes tábla modult kétoldali olaj hidraulikus munkahenger emeli fel a maximális árvízszint fölé. A tábla modul szerves részét képzi az automatikus gerebtisztító berendezés és a felszínre húzott uszadékot eltávolító mosató billenő tábla – levegőműködtetésű. A villamos berendezések, a generátor megszakítók, a meddő kompenzáció és az irányító berendezés az elzáró tábla modul belsejében helyezhetők el. Főbb műszaki paraméterek a következők: Turbina max. esés Turbina max. vízhozam Generátor max. terhelés Turbinák száma Járókerék átmérő: Járólapátok száma: Max. terhelés egy turbinán: Generátor feszültség:

5,0 10,43 482 10 1320 3 482 690

m m3/s kW db mm kW V

Fordulatszám ford/perc Összes terhelhetőség Összes vízhozam Kiegészítő tábla max. esés Turbina minimális esés Termelt átlagos energia Várható átlagos árbevétel

303 4820 104,3 5,00 1,30 28,40 520,0

kW m3/s m m GWh m Ft/év

A beépített teljesítmény nagysága alapján a meglévő két független 20 kV feszültségű vezetéken a termelt villamos energia az ÉDÁSZ középfeszültségű hálózatára átadható. A 20 kV feszültségű gyűjtősín bővítésével megfelelő kapcsolódási pont alakítható ki. Új vezeték építése nem látszik szükségesnek. Az energiahasznosító létesítmény semmilyen épület építését nem teszi szükségessé. A teljes projekt költség közelítő értéke 1 733,10 millió Ft. A fajlagos beruházási költség közelítően 359 ezer Ft/kW. A pénzügyi megtérülés ideje 3 év és a befektetés belső kamatai rendkívül kedvező értékre adódnak. A közelítő számítások szerint az adott fejlesztés a jelenlegi árszintből kiinduló prognosztizált villamos energia ár mellett megvalósítható lehet. Természetesen részletesen vizsgálni kell a kockázati tényezőket, pontosítani kell a termelhető energia mennyiséget, a villamos energia árára vonatkozó prognózisokat és a megvalósítás költségeit. A projekt bizonytalanságainak áthidalására szolgáló tartalék illetve működéséből képződő osztalék nagyságrendi vizsgálata a következők értékeket mutatja:


128

6.8. sz. ábra: A duzzasztó mű helyszíne [79] 450,00

Az évenkénti felosztható eredmény [millió Ft]

400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Az üzemelés év ei

6.9. sz. ábra: Az üzemelés éveiben becsült osztalék mértéke Dunakiliti egy nyílásában [79] Az adott projekt gazdasági szempontból rendkívül kedvező és a kereskedelmi hitelek mellett, támogatás nélkül is megvalósíthatóvá válhat. 6.11. sz. táblázat: A Dunakiliti energiahasznosítás költségeinek összesítése (1 nyílás – 10 db mátrix egységgel egy blokkban)


129

6.9. A vízenergia-hasznosítás gazdasági feltételei [77] A csongrádi duzzasztómű és vízerőmű együttes [91] A különböző erőműtípusok beruházási és termelési költségadatainak összehasonlítása csak bizonyos közelítésekkel lehetséges, mert az egyes erőműtípusokon belül is a helyi adottságok számottevő sokféleséget eredményeznek. Az összehasonlításokból a következők láthatók: A vízerőművek fajlagos beruházási költsége a helyszíni feltételektől függően tág határok között (900-5000 EUR/kW) változik, a helyi adottságoktól, a kapacitás nagyságtól, a tározó térfogatától és az infrastruktúrafejlesztési igényektől függően. Példaként meg lehet említni, hogy a Dunán tervezett Nikolpol - Turnu Magurele Vízerőmű fajlagos beruházási költsége 1 875 EUR/kW és a Silistra-Calarasi közötti vízerőműé 2 265 EUR/kW. A régióban a koncesszió megszerzésére irányuló tenderekben szereplő Galiste-Cebren 1025 EUR/kW, Moraca 1650 EUR/kW, Zhur kb. 700 EUR/kW. A vízerőművek átlagos éves karbantartási és üzemanyagköltségeinek összege kisebb, mint az atomerőműveké és sokkal kisebb, mint a gáztüzelésű erőműveké. A vízenergia hasznosítása megfelelő létesítési feltételek esetében egyik legkisebb termelési költségű villamosenergia-termelési mód, ami nagyrészt a hosszú élettartamnak köszönhető. A vízerőmű élettartama gyakran 50–100 év. A leírtak együttesen hosszú távú árstabilitást és megbízható előretervezhetőséget eredményeznek. Becsült létesítési költségei: I. Duzzasztómű, hajózsilip, hullámtéri létesítmények, Parti létesítmények, partvédelem, hullámtérrendezés II. Kapcsolódó létesítmények, felvonulás, megközelítő út, közművesítés Lakó-, kezelőtelep, energiaellátás, elvonulás Az 1–4. változat átlagköltsége 100 milliárd Ft III. Erőmű 1–2. változat átlagos becsült költsége: 30 milliárd Ft Összesen 130 milliárd Ft


130

7.

MEGÚJULÓ ENERGIAÁTALAKÍTÓ TECHNOLÓGIÁK ÖSSZESÍTŐ ÉRTÉKELÉSEK, JAVASLATOK

7.1. HAZAI ADATBÁZIS IGÉNYE, FELÉPÍTÉSE Megújuló energiaforrás-átalakítási és hasznosítási technológiák jó ideig csak külföldi példák, szakirodalmi információk formájában jutottak el szűk szakmai szervezetek, intézmények és szakértő személyek számára, hogy aztán, mintegy bő évtizednyi tudatformáló munkájuk nyomán, lekezdődhetett egy-két referencia terv megvalósítása, lelkes kísérleti-kutató munka árán, e technológiák honosítása, lassú elterjedése. A hazai tapasztalat az, hogy a társadalom jóval gyorsabban befogadja azokat a technológiákat, amelyek tapintható közelségbe kerülnek vele, szemben azokkal, amit csak elképzelni lehet. Ilyenek a bioenergia hasznosítások és a nap hőenergia és a szélenergia befogására alkalmas egyszerű berendezések, illetve megfordítva; egyelőre nehezebben terjednek pl. a kémiai folyamatok során nyert másodlagos, harmadlagos átalakítással nyerhető megújuló energiák, vagy a különböző energiák kombinációjával létrehozható, egyre jobb hatásfokú, nagyobb tisztaságú, jobb minőségű rendszerek, amelyek létesítési költsége is arányosan nagyobb az egyszerűbbekénél, ezért a tömeges elterjedés támogatása mellett, a mindenkor feltörő innovatív megoldások „beindítását” is célszerű párhuzamosan elvégezni. Magyarországon a megfelelő elméleti felkészültség ellenére bár, de nehezen valósultak meg a mintaprojektek, modellértékű technológiák, majd ezek multiplikálása is nehézkesen halad, mégis megépült már annyi megújuló energia befogó-átalakító-hasznosító mű, amelyek építési és üzemviteli tapasztalatait célszerű összegyűjteni, életszerű adatbázisba tömöríteni, amely a mindenkori reális hazai viszonyokat tükrözi. A felmérés jóval több megvalósult technológiát tárt föl, mint amennyit a kutatásnak fel kell majd dolgoznia, megkönnyítve ezzel a leginkább ajánlható technológiák kiválasztását. Végül is megkezdődött egy olyan adatbank létrehozása, amely képet ad a hazai eredményekről, megoldásmódjait tekintve vagy hazai jellegzetes, országspecifikus módszereket is közvetít (pl. bizonyos fermentációs biogáz átalakító technológiák, vagy geotermális bázisú vidéki kis fűtőmű és közelhő ellátó rendszerek, vagy meglévő kihasználatlan kis duzzasztóművekbe utólag beépíthető kis vízerőmű berendezések, vagy külterületi tanyás térségek, bokortanyák ellátására szolgáló önellátó hibrid technológiájú rendszerek stb.). A hatféle csoportba gyűjtött technológiák részletes jellemzését és főbb adatait tartalmazó öszszeállítás (az 1.–6. sz. fejezetben dokumentálva) lehetőséget biztosított a javasolható technológiák „kigyűjtésére”(lásd a 7.1. sz. táblázatot). Ebben a 71 tételből álló jegyzékben megújuló energiánként csoportba gyűjtve, megnevezésre kerültek a főbb technológiák, azok nagyságrendjei szerint is bontott változataik, mivel ezekre már alkalmas példák, mintamegoldások vagy mintaprojektek léteznek. A biomassza és a szerves hulladék alapú átalakítási technológiákra mintegy 15-féle megoldásmód került a jegyzékbe, napenergiára is összesen 14-féle technológia (napenergia hőhasznosítására is 7-féle és fotovillamos átalakításra is 7-féle). Szélenergiára 8-féle, geotermális fűtőműre és erőműre 8-féle, hőszivattyú hőhasznosításra (fűtés-hűtés, HMV) 17-féle gazdag választékot lehetett kimutatni, végül a hagyományos vízerőművekre 4 különböző kapacitású technológiai javaslatot.


131

7.1. sz. táblázat Energia forrás [hordozó]

Sorsz 1 2 3

Biomassza 17-féle

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

HT (hosszú távra)

NAPENERGIA hőhasznosítás (min. 6-féle)

NAPENERGIA PV I. fotovillamos energia átalak. (min. 7-féle)

HT SZÉLENERGIA I. (min. 5-féle) Szélenergia II. (3-féle)

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

Modellértékű technológia megnevezése Szilárd tüzelésű fűtőmű (pellet, faapríték) intézmények, vállalkozások részére Szilárd tüzelőanyag tüzelésű fűtőmű távhőszolgáltatásra (faapríték, bálázott szalma) Szilárd tüzelőanyag tüzelésű fűtőmű üzemek hőellátására (fahull. faapríték, egyéb melléktermék) Bio-erőmű, közepes gőzparaméterekkel (faapr., fahulladék) Bio-erőmű magas gőzparaméterekkel (faapr. fahulladék) Bio-erőmű lágyszárú növ. tüzelésére (bálázott szalma, energiafű) Bio-ORC erőmű, thermoolajos technológia Fermentációs biogáz erőművek Szilárd biomassza elgázosító kiserőmű gázmotorral Depóniagázos biogáz kiserőmű Szennyvíztisztító telepi biogáz kiserőmű (gázmotoros) Országos komplex hulladékhasznosító erőművek Városi hulladékhasznosítómű szintézisgázos bioerőműre v. metilalkohol üzemanyag-gyár Plazmaenergiás pirolízis (PEPS)-sel veszélyes hulladékhasznosító DMFC direkt metanol tüzelőanyag cellás technol. villamos energiára, v. jármű üzemanyagelőállításra H2 bázisú tüzelőanyag-cellás PEMFC tip. szünetmentes tápellátásra (nagy telj. akkum.) Szél és napenergiával (elektrolízissel) előállított H2 átalakítás + tüzelőanyag-cellás erőmű Napenergia hőhasznosítása HMV előállítás (4 kollektoros) Napenergia hőhasznosítása HMV + fűtés előállítás (12 kollektoros) Napenergia hőhasznosítása HMV előállítás + fűtés (100 koll.) Napenergia hőhasznosítása lakóép., intézmény HMV + fűtésre Napenergia hasznosítása lakóép., intézmény HMV + fűtés és hűtésre Napenergia hőhasznosítása mezőgazd. üzemek HMV + fűtésére Szoláris szárítási technológia mezőgazdasági üzemekben Kistelj., hálózatra csatl. PV rendszer (hagyom. krist. és HIT tip. Kistelj. autonóm PV rendszer (épületen, kristályos és HIT tip.) Közepes telj., hálózatra termelő PV rendszer (épületen, hagyom. krist. és HIT tip. rendszer) Nagytelj., hálózatra termelő PV rendszer PV erőművek Közepes és nagytelj. autonóm PV rendszer Vékonyréteges napcella, Si alapú (amorf) fotovill. rendszer Vékonyréteges napcella, nem Si alapú PV rendszer PV rendszerű nagyteljesítményű erőmű-telep Kombinált v. hibrid PV erőmű-telep Kistelj. szélerőgép 1 fázisú lakófunkciójú tanya részére Kistelj. szélerőgép 1 fázisú kistermelő tanya részére Kistelj. szélerőgép 3 fázisú mezőgazd. kistermelő tanya Kistelj. szélerőgép 3 fázisú tanyacsoport részére Szélerőgép vízkiemelésre AER 0,6 és AER 21 tip. dugattyús szivattyúval Központos szélturbinás kiserőmű (pl. 100 tanya részére) tartóoszloppal Szélerőmű park hazai opt. kapacitással Szélerőmű park hazai, max. kapacitással


132

7.1. sz. táblázat folytatása Energia forrás [hordozó]

GEOTERMIKUS ENERGIA (min. 8-féle)

HŐSZIVATYTYÚS HMV FŰTÉS-HŰTÉS I. (min. 10-féle)

HŐSZIVATYTYÚS HMV FŰTÉS-HŰTÉS II. (+ 7-féle) VÍZENERGIA (4-féle) HT

Sorsz 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Modellértékű technológia megnevezése Geotermikus fűtőmű faluközpontok távhő-közelhő ellátásra Geotermikus fűtőmű településközpontok intézményei HMV+fűtés ellátására Geotermikus kiserőmű mezőgazd. tanyakp.-ok vill.+hőell. Geotermikus kiserőmű mezőgazd. termelővállalkozás (növényház, keltető, állatnevelő) Geotermikus kiserőmű ORC hazai leggyakoribb, kaszkád hasznosítással Geotermikus kiserőmű ORC + gázmotoros kombinált Geotermikus kiserőmű Kalina rendszerű Geotermikus középteljesítményű erőmű, kombinált technológiával Földhőszondás hőszivattyú új építésű irodaházban*** Gázmotoros hőszivattyú új építésű irodaházban Földhőszondás hősziv. régi építésű irodaházban Gázmotoros hőszivattyú régi építésű irodaházban Levegős hőszivattyú intézmény hűtésére + kisegítő fűtésre Kútvizes hőszivattyú intézm. fűtésére, kútvíz keringtetés természetes hűtéssel Földhőszondás hőszivattyú hagyományos család házakra hűtés+HMV Földhőszondás hőszivattyú új építésű családi házban* Földhőszondás hőszivattyú hagyományos társasházban** Földhőszondás hőszivattyú új építésű társasházba Gázmotoros hőszivattyú új építésű társasházakban Földhőszondás hőszivattyú panelos**** lakóépületre Gázmotoros hőszivattyú panelos lakóépületre Levegő hőszivattyús rendszer panelos társasházakra Termálfürdő elfolyó víz hasznosítása hőszivattyúval (uszoda) Geotermikus távfűtési rendszer hasznosítása hőszivattyúval családi házakban Üvegházak fűtése földszondás hőszivattyúval Kis vízerőmű kisebb hazai folyókra Meglévő duzzasztóművekbe építhető kis vízerőművek Tervezett tiszai vízlépcsők duzzasztóműveibe középteljesítményű vízerőművek Dunai vízlépcsőkre alapozott nagyteljesítményű vízerőművek


133

7.2. TECHNOLÓGIÁK ÖSSZEVONÁSA, REDUKÁLÁSA, TÖMÖRÍTÉSE Az Európai Unió tagállamaiban végzett hasonló célú kutatások az egyes megújuló energiaforrásokra támaszkodó technológiák számát hasonlóképpen csökkenteni kényszerültek (a GreenX és a RES2020 modellezés során). Jelen munka keretében, a bevezető fejezetben vázolt háttértanulmányok kapcsolatrendszerét ábrázoló séma (1. sz. ábrán) szerinti partnerszervezetek kutatóival közösen, a MEH illetékeseinek koordinációja révén 2009. XI. 30.-án megtörtént a technológiai bő és „nyers” lista csökkentése, ill. bizonyos technológiák sűrítése (a fő technológiák köré rendelt alváltozatok csoportosítása), majd saját szakértői körben ezek további finomítása, redukciója, majd többszöri iteráció utáni véglegesítése (lásd a 7.2. sz. táblázatot). A kellő egyeztetés után letisztult, mintegy 16 főbb megújuló energiaátalakítási technológia ugyan tartalmaz még 2 – max. 4 alváltozatot, amelyek fenntartása, ebben a fázisban még elengedhetetlen részben különböző nagyságrendjeik, eltérő kapacitásuk, eltérő hatásfokuk és nagyságrendileg is különböző költségeik miatt. A technológiák csoportosítása ebben az összeállításban is megújuló energiahordozóként történt, de megjelentek az átalakítás jellegére és az átalakított energiahordozóra vonatkozó megkülönbözetések is (pl. villamos energia, hőenergia, üzemanyag célú gáznemű, folyékony stb.). Kikerült a vizsgálódási körből a bioüzemanyagok technológiáinak adatbázisba vétele, mivel ezzel külön felkért kutatói team foglalkozik. Ezzel a válogatással még közelebb ért el a kutatás a mindenkori megújuló energiapotenciál kimutatásához szükséges modellezési munka reális kalkulációihoz szükséges alapok, így a kínálati függvény meghatározása létrehozásához.


134

A sűrítmény egy többszöri iterációs és végső egyeztető munka eredménye 7.2. sz. táblázat főváltozat

energiahordozó

alváltozatok

–

hasznosítási módok, változatok

HŐ

BIOMASSZA direkt tüzelés

szilárd: - fás anyagok - lágyszárú növényi anyagok - pellett, brikett

1. egyedi: háztartás 2. központos: intézmények, vállalkozások Magyarázat: nagyságtól függetlenül, mindig „kerítésen belül”, tehát hőértékesítés nincs.

3. hőszolgáltatás: közösségi fűtőmű (hőszolgáltató) művek

VILL

BIOMASSZA erőmű

szilárd: - fás anyagok - lágyszárú növényi anyagok

1. Tisztán biomassza erőmű valamilyen biomassza mix felhasználásával 2. Meglévő széntüzelésű erőmű biomix hozzáadásával

3)

VILL + HŐ

BIOMASSZA erőmű CHP

szilárd: - fás anyagok - lágyszárú növényi anyagok

1. Gőzciklusú + ipari- vagy távhő 2. Termoolajos ORC + ipari hő 3. Elgázosító (pirolitikus) + ipari vagy távhő

4)

VILL + HŐ, GÁZ

BIOGÁZ

mg. + feldolgozó ipari melléktermékek, energia céln, szennyvíziszap, depóniagáz

1. Fermentáció vill. energia + hő gáz hálózatra metanol tüzelőanyag cellába

Közl. célú

BIOÜZEMANYAG

folyékony és gáznemű bioenergia-hordozók + PV

5)

GÁZ, folyékony

HIDROGÉN

megújuló energia átalakításából származó forrás

1. bioetanol 2. biodízel 3. metilalkohol bioüzemanyag 4. metanol H2 üzemanyag 5. biogáz-üzemanyag 6. villamos energia PV elektrolízis üzemanyag egyéb fermentációs technol. tároláshoz (tüzelőanyag-cellák tároláshoz (H2 ellátó hálózatba)

6)

VILL + HŐ

Hulladékégető

7)

HŐ

NAPHŐ

8)

Villamos

NAPenergia PV

települési szilárd hulladék megújulónak tekintett része (MSW) napsugárzás aktív hőhasznosítása (kollektorral, parabolatükrökkel) napsugárzás fényelektromos hatása

*

BIOMASSZA

(Ideértve a kis-körzeti és a távfűtőműveket is. Az a lényeg, hogy itt hőenergia értékesítés (is) van. A fűtés helyett azért írunk néhol hőszolgáltatást, mert egyre terjed a hűtési energiaszolgáltatás is.)

2)

*

megújuló energiák

H2 megújulókból HULL

1. Kommunális hulladékégető művek (közepes-nagytelj.) Közepes telj: 70.000 t/év bemenet felett

2. Regionális hulladéklerakó hasznosítása 3. Szennyvíziszap 1. egyedi 2. központos (közösségi) 3. erőművi

HMV fűtés-hűtés HMV fűtés-hűtés vill.en. + hően. ellátás

1. háztartási, egyedi intézményi, háztetőkre telepített, jellemzően 20 kWp-nál kisebb teljesítményű PV rendszer közösségi hálózatra kapcsolódva 2. fotovillamos erőmű jellemzően talajon lévő állványzatra (tracking-re) telepített, jellemzően 100 kWp-nél nagyobb rendszer közösségi hálózatra kapcsolódva ezek a technológiák a Közlekedési háttértanulmányban találhatók (GKM – Energia Központ háttértanulmány)


135

NAPENERGIA

1)

cél

7.2. sz. táblázat folytatása

10) VILL

SZÉLENERGIA

11) HŐ

geotermális energia – hűtőmű geotermális energia erőmű

12) HŐ + VILL

energiahordozó nap, szélenergia, bioenergia

az éghajlattól függő mozgási energia befogása mélységi geotermál fluidum mélységi geotermál fluidum

13) HŐ

geotermikus, légtermikus és hidrotermikus energia

alacsony hőmérsékletű földhő

14) VILL 15) VILL 16) VILL

VÍZENERGIA VÍZENERGIA VÍZENERGIA

víz víz víz

alváltozatok – hasznosítási módok, változatok 1. Autonóm rendszerek (tanyavillamosításhoz) mezőgazd. kisvállalkozáshoz (teljesítmények megoszlása: 60-80%-ban nagyobb szélturbina + 10-30% PV + 10-40% biomassza) 0,1-es biztonsági tényezőre akkumulátorok + tartalék (dízelgenerátor) 2. Egyedi kisvállalkozás autonóm ellátására (kísérleti, Nemzeti Parkban stb.) 3. Önellátó háztartások (hálózati csatlakozás nélkül) 70–100%-ban PV, 0-30%-ban kis szélkerék + 0,01-es biztonsági tényezőre akkumulátorok 1. háztartási, egyedi max. 5,0 kW 2. erőművi 0,5 MW és annál nagyobb telj. SZÉL 1. falukp., intézmény fűtőmű fűtés + HMV előállítás 2. városi fűtőmű (meglévők átállítása) 1. geoterm. kiserőmű (különb. techn.val)

Pvill = 0,6–2,0 MW Pth = 3,0–9,0 MW 2. goeterm. középerőmű (kombinált techn.val) Pvill = 50–64 MW Pth = 80–88 MW 1. Egyedi családi házas elektromos hőszivattyús fűtési célra (SPF > 4) 2. Közösségi (társasházas illetve intézményi) illetve irodaházi hőszivattyú fűtésre – hűtésre (SPF > 3,7) 3. Gázmotoros kompresszoros hőszivattyús gép intézményi, irodaházi fűtésre – hűtésre 4. Levegős hőszivattyú klímagép kiváltására, bivalens fűtésre – monovalens hűtésre (SPF >3) kisteljesítményű vízerőmű < 1 MW középteljesítményű vízerőmű 1,0–10,0 MW nagyobb teljesítményű vízerőmű 50,0–250 MW


136

GEOTERMÁLIS

cél főváltozat VILL. + Kombinált nap HŐ PV, szél, bioenergiák

GEOTERMIKUS

9)

VÍZ

7.3. A KIVÁLASZTOTT TECHNOLÓGIÁK FŐBB MŰSZAKI-GAZDASÁGI PARAMÉTEREINEK MEGHATÁROZÁSA (Benchmark költségelemzésekhez) A Nemzeti Megújuló Energiák Cselekvési Tervbe beépítésre javasolt átalakítási technológiák megnevezését követően, táblázatos összeállítás készült a modellszámításokhoz szükséges főbb adatok bevitelére, előbb a műszaki paraméterek kerültek 5 oszlopba tömörítve, majd a gazdasági paraméterek 4 oszlopba rendezve, minden egyes fő és alváltozatban megnevezett technológiához rendelve (lásd a 7.3. sz. táblázatot). A feltáró munkában ez jelentette a leginkább idő és munkaigényes hányadot, mivel a megvalósult rendszereknél a kiindulási adatok, vállalások „begyűjtése” okozhatott gondot (pl. tervezett hatásfok, vagy tervezett működési költség stb.), a tervezett energiaátalakító technológiáknál pedig a becsült költségek aktualizálása, illesztése a jelenlegi árszinthez. A táblázatban még fellelhető hiányok általában azoknál a technológiáknál jelentkeznek, ahol még vagy nincs hazai megvalósult példa (pl. H2 termelés-hasznosítás, geotermális erőművi beruházás, csak tervek), vagy szabadalmi kötöttségek hátráltatják (pl. speciális városi kommunális hulladékhasznosító mű, plazma pirolízises eljárások stb.). 7.3.1. A hagyományos összehasonlító elemzések alapján annyi már ebben a stádiumban is kimondható, hogy: A hazai egyszerűsített átalakítási technológiák fajlagos létesítési költsége [Ft/MW] alacsonyabb az uniós államokban alkalmazott hasonló technológiákhoz képest, a kombinált, drágább átalakítási technológiák fajlagos létesítési költsége nálunk is nagyobb, megegyezik az európai átlaggal, léteznek olyan technológiák, amelyek munkahely-teremtő közvetett hatása olyan mértékű lehet, hogy az adott technológia ettől válik versenyképessé (pl. vízlépcsőépítés, csatornahálózat-bővítés, öntözéses mezőgazdasági, kertészeti fejlesztések), a hazai környezetvédelmi iparfejlesztés közeljövőben várható támogatása mellett várható, hogy a hazai gyártású hőszivattyúk, geotermikus rendszerelemek, napkollektorok, napcellák, hidrogénbontók, biogáztermelő technológiák kisebb fajlagos költségei a vizsgált időszak második hányadában eltérő és meglepő eredményváltozást okozhatnak a kínálati függvény alakulásában.


137

7.3. JAVASOLT, REDUKÁLT VIZSGÁLANDÓ TECHNOLÓGIÁK FŐBB MŰSZAKI PARAMÉTEREI (a Benchmark költségelemzésekhez) 7.3. sz. táblázat Energia forrás [hordozó]

BIOM ASZSZA HŐ

Sorszám

Modellértékű technológia megnevezése

1/1

Egyedi háztartás

½

Központos intézmény, vállalkozások. Magyarázat: nagyságtól függetle-

Tervezett teljesítmény MWth MWe MWth 0,01 MWth 0,3

nül, mindig „kerítésen belül”, tehát hőértékesítés nincs

Hatásfok (rendszer) %

Beruh. költsége

Fajlagos beruh. kts.

Működési költség

Vill. energia termelés

millió Ft

MFt/MWth MFt/MWe

mFt/év

MWh/év

Hőenergia termelés GJ/év

Élettartam év

Munkahely teremtés fő

Klímára hatás CO2 ekv t/év 1, 2, 3

70

0,500

50

0,19

–

47

20

*--

3,8

78

30,0

100

6,2

–

1.620

20

*--

113

75

450,0

90

92

–

40.000

25 * + 4 fő

2.703

31

14.800

740

2.158

146.000

–

25 * + 14 fő

123.550

14 131

713

3 500

22

n.a.

n.a.

10.000

224.900

–

20 * + n.a.

181.160

28

5.900

907

770

41.500

70.000

25 * + 10 fő

41.400

80

1.200

1.090

180

6.600

74.000

25

* + 7 fő

9.600

80

1.420

1.420

190

6.000

22.000

25

* + 7 fő

6.300

2 277

569

600

10 701

48 384

25

Externális költség 1, 2, 3

NPV

Gazdasági indikátorok IRR DPP PI SPF Egyéb

Hőszolgáltatás: közösségi fűtőmű (hőszolgáltató) művek 1/3

(Ideértve a kis-körzeti és a távfűtőműveket is. Az a lényeg, hogy itt hőenergia értékesítés (is) van. A fűtés helyett azért írunk néhol hőszolgáltatást, mert egyre terjed a hűtési energiaszolgáltatás is.)

MWth 5,0

ÖSSZESEN BIOM ASZSZA VILL.

2/1

Tisztán biomassza erőmű valamilyen biomassza mix felhasználásával

2/2

Biomassza erőmű felhasznált biomassza: 1902 TJ/év (Szakolyi)

2/3

Meglévő széntüzelésű erőmű biomix hozzáadásával

MWe 20,0 Pvill Phő

19,8 60,0 MWe 30,0

31,1

152 145 2130 030 766 908

25

ÖSSZESEN BIOM ASZSZA VILL. + HŐ

3/1

Gőzciklusú + ipari- vagy távhő

3/2

Termoolajos ORC + ipari hő

3/3 ¾

Elgázosító (pirolítikus) + ipari vagy távhő Biomassza erőmű pirolízis technol. (szervestrágya) (Szentesi)

MWe 6,5 MWe 1,1 MWe Pvill Phő

1,0 1,58 2,38

42

ÖSSZESEN


138


Sorszám


Tervezett teljesítmény MW

Hatás-fok (rendszer) %

Beruh. költsége




millió Ft

MFt/MWth MFt/MWe

mFt/év

MWh/év


Élettartam év

Munkahely teremtés fő

Klímára hatás 1, 2, 3


Gazdasági indikátorok

NPV MWe

4/1a BIOM ASZSZA VILL.+ HŐ; GÁZ

Fermentáció gázhálózatra

4/3

Landfil biogáz kiserőmű – önfogy. 0,875 MW 0,020

4/4

Biogáz erőmű (Abonyi)

4/5

Fermentáció metanol

2.400

1.200

280

14.600

22.075

25

* + 6 fő

95.545

80

1.620

1.528

145

7.830

14.600

25

* + 5 fő

52.680

--

1.480

528

113

--

76.000

25

* + 5 fő

49.400

0,855

79,9

226

264

23

6 804

0,8 1,5

32,3 49,3 81,6

1 068

464

63,49–85,48

4 944

MWe

4/1b 4/2

80

2,0

Fermentáció vill + hő (mezőgazd.)

1,06 500 N m3/h 2,8 MW**

Pvill Phő

IRR

DPP

PI

SPF Egyéb

25 7 432

20

ÖSSZESEN

HIDROGÉN

5/1

5/2

5/3

Hidrogén előáll. elektrolízissel H2 hasznosítás járművek üzemanyagaként Hidrogén előáll. NAP, SZÉL, Biomassza (pirolízis) megújuló energiával + tárolás tüzelőanyag-cellába PEM tip. Hidrogén előáll. (NAP, VÍZ) szél megújuló energiával tárolás H2 ellátó hálózatba, napen. PV

(2–3 $/kg) (360–540Ft/kg) 0,005

0,35

1,750

350

(16,1 Ft/MJ) (19,7 Ft/MJ)

30,0

Szerves hulladék

ÖSSZESEN 6/1 6/2 6/3 6/4

Országos kommun. hulladékégető mű (közepes-nagytelj.) Regionális hulladékégető hasznosítása Kp. szennyvíztelepi gázmotoros biogáz kiserőmű (Bp.) Szennyvíziszap biogázhaszn.

Pvill Rhő Pvill Phő Pvill Phő Pvill Phő

24,0 58,0 7,0 1.50 4,245 6,36 0,8 0,9

78

35.000

1.458

1.100

144.000 626.400**

25

40 151.300

78

12.000

1.714

350

42.000 162.000**

25

10

44.500

627

148

24,4

10 530

39 000

25

1.000

1.250

99

3.800

7.02**

20

4

26.000

80

ÖSSZESEN * közvetett, az alapanyagok termelésével, szállításával kapcsolatos munkahelyek száma külön számítandó ** tüzelőhő!


139

Energia forrás [hordozó]

Sorszám

NAPENERGIA

7.3. sz. táblázat folytatása Modellértékű technológia megnevezése

7/1

Egyedi HMV, fűtés-hűtés

7/2

Központos (közösségi) HMV fűtés-hűtés

7/3

Erőművi vill.en. + hően.ellátás

Tervezett teljesítmény MW


Beruh. költsége




millió Ft

MFt/MWth MFt/MWe

mFt/év

MWh/év


Élettartam év

0,004

70

1,4

350

0,05

–

72

40

0,1

70

32,0

320

0,2

–

720

40

0,005

13

5,5

1 100

0,01

2,3

-

25

0,5

13

400

800

1

250

-

25

70 800 (3,2 M EUR)

954

5,34 (0,0213 M EUR)

1 482

–

25

25

Munkahelyteremtés fő


ExterGazdasági indikátorok nális NPV IRR DPP PI SPF Egyéb költség 1, 2, 3

ÖSSZESEN

8/1

PV 8/2

8/3

Háztartási, egyedi intézményi, háztetőkre telepített, jellemzően 20kWp-nál kisebb teljesítményű PV rendszer közösségi hálózatra kapcsolódva Fotovillamos erőmű jellemzően talajon lévő állványzatra (tracking-re) telepített, jellemzően 100 kWp-nél nagyobb rendszer közösségi hálózatra kapcsolódva Napelemes kiserőmű (Nyírkátai)

0,839

ÖSSZESEN

9/1 NAP + SZÉL + BIO

9/2

9/3

Autonóm rendszerek (tanyavillamosításhoz) mezőgazd. kisvállalkozáshoz (teljesítmények megoszlása: 60-80%-ban nagyobb szélturbina + 10-30% PV + 10-40% biomassza) 0,1-es biztonsági tényezőre akkumulátorok + tartalék (dízelgenerátor) Egyedi kisvállalkozás autonóm ellátására (kísérleti, Nemzeti Parkban stb.) Önellátó háztartások (hálózati csatlakozás nélkül) 70–100%ban PV, 0-30%-ban kis szélkerék + 0,01-es biztonsági tényezőre akkumulátorok

0,0006

13

0,9

1 500

0,005

0,02 (hasznos)

-

0,006

Hibrid

7

1 167

0,05

2,5

-

0,002

13

2,6

1 300

0,01

0,7 (hasznos)

-

20

25

ÖSSZESEN


140


Sorszám


Tervezett teljesítmény

Hatás-fok (rendszer)

MW

SZÉL

10/1

Háztartási, egyedi, max.5,0 kW

10/2

Kistelj. erőtelep max. 5,0 MW

10/3

Erőművi 5,0 MW-nál nagyobb

%

0,005

15

5

20

Beruh. költsége




millió Ft

MFt/MWth MFt/MWe

mFt/év

MWh/év

6,0

1200

1,75 mrd Ft 350 (6,15 mill. (1,23 mill. EUR) EUR) 17,801 mrd Ft 25 (65,930 371 mill.EUR)

2x24=48


Élettartam

Munkahelyteremtés

év

fő


0,6

10

–

20

10

89

11.000

–

25

6

475

111.840

–

30

16


NPV

Gazdasági indikátorok IRR DPP PI SPF

Egyéb

Geot. HŐ

ÖSSZESEN 11/1

Geot. hő falukp. 3,3–max.5,0 MW

11/2

Városi fűtőmű

3,3

th

85

527

159,6

16

–

34.050

30

240*

10,0

th

80

2000

200

20

– 150.000

30

500*

12 80

1500

300

75

16.000

30

16

20 85

62,260 230,5 millió EUR

445

8.000

350.000 1296.000

30

32

Geot. VILL.+ HŐ

ÖSSZESEN 12/1

Geot. kiserőmű Pv = 0,6Pv 1,0 max.2,0 Pth 4,0 1,0–10 MW Pth = 3,0-max.9,0

12/2

Geot. középerőmű

Pv Pth

50 90

v th v th

7.000

ÖSSZESEN 13/1

HŐ + SZIV.

13/2

13/3 13/4

Egyedi családi házas elektromos hőszivattyús fűtési célra (SPF > 4) Közösségi (társasházas illetve intézményi) illetve irodaházi hőszivattyú fűtésre – hűtésre (SPF > 3,7) Gázmotoros kompresszoros hőszivattyús gép intézményi, irodaházi fűtésre – hűtésre Levegős hőszivattyú klímagép kiváltására, bivalens fűtésre – monovalens hűtésre (SPF >3)

0,030

SPF:4

5

167

0,65

-

400

20

0,030

0,650

SPF: 4,4

85

130

8,5

-

15 000

20

0,650

0,030

180% (gáz)

9

300

0,35

-

400

15

0,030

ÖSSZESEN


141


Sorszám

Tervezett teljesítmény


MW 14

VÍZ – VILL. EN.


15 16

Kistelj. vízerőmű

Beruh. költsége




millió Ft

MFt/MWth MFt/MWe

mFt/év

MWh/év


Élettartam

Munkahelyteremtés

Klímára hatás

év

fő

1, 2, 3

<1,0 MW

0,9

500

555

5,0

2.250

–

30

6

Középtelj. vízerőmű 1,0–5,0 MW

5

1740

348

9,0

12.500

–

50

10+50.000**

5,0–50 MW

18

30000

1666

15,0

45.000

–

50

20+150.000**

50–250 MW

150

153300*

1022

450.000

–

50

40+200.000***

Nagyobb teljesítm.


NPV

Gazdasági indikátorok IRR DPP PI SPF Egyéb

ÖSSZESEN

* Report (D4) of the IEE projekt. Potencials and cost for RE Sin Europe ** Öntözéses gazdálkodással járó munkahely-teremtés *** Öntözéses gazdálkodással járó többlet


142

IRODALOMJEGYZÉK [1]

[2]

[3] [4]

[5] [6]

[7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14]

[15] [16] [17]

[18] [19]

[20] [21]

AZ EURÓPAI PARLAMENT ÉS A TANÁCS 2009/28/EK IRÁNYELVE (2009. ápr. 23.) a megújuló energiaforrásból előállított energia támogatásáról, valamint a 2001/77/EK és a 2003/30/EK irányelv módosításáról és azt követő hatályon kívül helyezéséről AZ EURÓPAI KÖZÖSSÉGEK BIZOTTSÁGA HATÁROZATA (2009. június 30.) a 2009/28/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv szerinti, megújuló energiaforrásokra vonatkozó nemzeti cselekvési tervek formanyomtatványáról (EGT – vonatkozású szöveg) A Kormány elfogadta áll az új megújuló energiahordozó felhasználás növelési stratégiát (214/2008. (XI. 31.) Korm. hat.) Módszertan I. EURÓPAI BIZOTTSÁG HATÁROZATA (2009. június 30.) a 2009/28/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv szerinti, megújuló energiaforrásokra vonatkozó nemzeti cselekvési tervek formanyomtatványáról (2009/548/EK) I. MEH: a 2020 évi megújulós részarány eléréséhez szükséges folyamatok, elemzések folyamatábrája II. PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné: Módszertani javaslat a: Magyarország Megújuló Energiahasznosítási Cselekvési Tervének felépítési folyamatábrájának kiegészítésére, ütemtervére BIOX Bt. Zsuffa László: Megvalósult és tervezett biomassza alapú technológiák bemutatása, értékelése és főbb mutatói a PYLON Kft. – MEH 2009. Háttértanulmányhoz BMGE Gazhd. és Társad. Tud. Kar, Szociológiai és Kommunikációs tanszék: Település és Területfejlesztés szakirány tantárgy: Műszaki infrastruktúra – Energetika Dr. Unk Jánosné. BMG Egyetem Bp. MTA Energetikai Bizottság: Dr. Dinya László, CSc Bioenergetikai Tudásközpont Gyöngyös: Áttekintés a biomassza-alapú energiatermelés helyzetéről. tanulmány 2007–2008 Dr. Ress Sándor ÖKO Rt. elnöke: „A hulladékhasznosítás gazdasági megítélése a mai magyar gazdaság tükében” tanujlmány 2007. Bp. Parragh Dénes: „A hulladékégetés a környezetvédelmi előírások tükréeben” 2008 Dr. Cserei Pál: „A hulladéklerakók rekultivációinak megvalósítása” előadás a X. Országos Hulladékhasznosítási Konferencián. Gyula, 2008. szept. 25-26. Dr. Kovács Endre: „EU-konform szabályozás a hulladékégetés területén” 2007 Nagypál László: „A hulladékégetés helyzete Magyarországon” 2008 Dr. Bai Attila: „A biogáz tisztítása, gáztisztítási technológiák és főbb gazdasági mutatói” (2009) Kapros Z., Csete J., Szunyog I.: „A biogáznak a földgázvezetékbe történő betáplálását befolyásoló műszaki, jogi és pénzügyi szempontok az Európai Unióban. Energiagazdálkodás 50. évf. 2009. 5. szám Szunyog István: „A biogázok és földgázok eltérő összetételéből adódó hatások elemzése”. Magyar Épületgépészeti LVII. évf. Bp. 2009. 12. hó BME – NKF Progr. 3/018/2001 Kutatás: „Komplex hulladékhasznosítás térségei az országban” GKM 6800/2003. sz. V.1. Kutatás – PYLON Kft.: „A megújuló energiahordozói felhasználás növelésének költségei”. I., II., III. kötet. Témafelelős és szintéziskészítő: Dr. Unk Jánosné. Bp. 2004. febr. Bio-Genezis Környezetvédő Kft. Barta István és Dr. habil Raisz Iván: „Hulladékra alapozott városi energiaellátás” előadás Nyíregyháza 2009. november 29. Dr. Kozéky László: „Plazmaenergiás pirolízis elvén működő veszélyes hulladékártalmatlanító és (másodlagos ipari nyersanyagként) újrahasznosító mű” műszaki tanulmány, BudapestWashington (American High Technology Center, Inc. Hungarian Representation) 2000 MEH, Dr. Grábner Péter, Tóth Tamás: „Az együttégetés tapasztalatai a szabályozó hatóság szempontjából” Sopron 2007. II. Ökoenergetika és X. Biomassza Konf. MET – CHIC Közép-magyarországi Innovációs Központ Nonprofit Közhasznú Kft. Mészáros Géza: „Hidrogén és Tüzelőanyag-cella Nemzeti Technológiai Platform Stratégiai Kutatási Terve” átfogó munka és benne a PYLON Kft. D. Unk Jánosné: Helyzetelemzés, értékelés és Jövőkép szintetizáló munkarésze. Bp. 2009. szept.


143

[22] Az előző átfogó munkához. Hirth Ferenc: „A hidrogén alkalmazások közül a tüzelőanyagcellák alkalmazási szakterületei, gyártása.” Bp. 2009. aug. [23] MET – CHIC Kft. Mészáros Géza: „Hidrogén és Tüzelőanyag-cella Nemzeti Technológiai Platform Stratégiai Kutatási Terve” átfogó munkaközi Dr. Felsmann Balázs: A hidrogén alkalmazásai fejezet szintetizálója. Bp. 2009. aug. [24] Mayer Zoltán: Hidrogén szélenergiával történő előállításának lehetőségei” Magyar Energetika 2009/5. [25] Balogh Ernő, Dr. Tombor A.: „Fontosabb energiatárolási rendszerek gazdaságosságának és környezetvédelmi hatásainak, valamint központi szabályozhatóságának összehasonlító vizsgálata” tanulmány. Bp. 2008. május [26] Dr. Erdőhelyi András: „A hidrogéntermelés” fejezet a HTC Platform SKT-hez. Bp. 2008. aug. [27] Dr. Stróbl Alajos: „Hidrogén az energiagazdálkodásban” Környezetvédelmi füzetek 2007/5. ELOSCAR-2000 Környezettechnológiai és Vízgazd. Kft. [28] BME Dr. Imre László: „A napenergiahasznosítás távlati feladatai, a nem kutatott területek, meg nem oldott problémák” Bp. 2007. [29] MTA Bizottság, Farkas István DSc: „A napenergia hasznosításának hazai lehetőségei”, Gödöllő, 2008. [30] PYLON Kft. – SPRING SOLAR Kft. Horváth János: „Napenergia hőátalakítási technológiák” szaktanulmánya MEH – PYLON: Megújuló energiaátalakításit technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis 2009/A. kötethez [31] PYLON Kft. – Kapros Zoltán: „Napenergia hasznosítás. Fotovillamos rendszerek” szaktanulmány a MEH – PYLON: Megújuló energiaátalakítási technológiák, műszaki-gazdasági mutatók, adatbázis 2009/A. kötethez. [32] MTA Bizottság Dr. Bobok Elemér – Dr. Tóth Anikó: „A geotermikus energia helyzete, perspektívái” Miskolci Egyetem [33] VITUKI Rt. Dr. Lorberer Árpád: „A geotermális energiahasznosítás hazai fejlesztési koncepciója” Bp. 2004. [34] Csináljuk jól! UNDP/GEF Projekt energiahatékonysági sorozat 21. kiadvány. Energia kp. Kht. – PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné: „A geotermikus energia hasznosítása Magyarországon” [35] Dr. Török József: „A Kárpát-medence geológiai adottságai” Kisteleki Geot. Konf. 2007. febr. 6-7. [36] a) MEH – MTRFH – PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné: „Országos Tanyavillamosítási Program I. ütem Térségi Villamosenergia-ellátási Tanulmányterv a Duna-Tisza-közi Homokhátság 104 települése külterületére.” Bp. 2005. okt. b) VÁTI – PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné: Tanyavillamosítás II. ütem. „A Homokhátság 15 kistérségének térszerkezeti tanulmányterve – Villamosenergia-ellátási helyzete és fejlesztési javaslata” Bp. 2006. aug. [37] Dr. Szanyi János, Kovács Balázs: „A Kárpát-medence geotermikus energiapotenciálja” Kistelek 2007. április [38] Rybach L.: „Mennyire megújuló a geotermikus energia” 2006 Kistelek Konf. és szakkiállítás [39] Mádlné Szőnyi Judit: „A GEOTERMIKUS ENERGIA. Készletek, kutatás, hasznosítás” Grafon Kiadó 2006 [40] Dr. Árpási Miklós: „Szakvélemény a geotermikus energia hasznosításáról és a környezetvédelemmel való kapcsolódásáról Magyarországon” Bp. 2006. dec. [41] Dr. Csaba József: „Környezetkímélő villamosenergia-termelő és településfejlesztési lehetőségek a geotermikus energia hasznosításával a világon, elvi lehetőségek hazánkban.” OMIKK Környezetvédelmi füzetek. 1994/23. Budapest [42] Dr. Árpási M. – Dr. Unk Jánosné: „A nagy gáztartalmú, 100oC-nál nagyobb felszíni hőmérsékletű geotermikus fluidum kombinált energiahasznosítási javaslata” Európai Geotermális Konferencia – Szeged, 2003. május 25-30. [43] AQUAPROFIT Zrt. – PYLON Kft.: „Nagykanizsa, a megújuló energiák városa” program Komplex geotermikus hasznosítási projekt – elő-megvalósíthatósági tanulmány. Phare CBC 2003 Program Kisprojekt Alap támogatásával


144

[44] KTM – PYLON – BME Dr. Kontra Jenő: „Geotermikus energiahasznosítás komplex fűtési és melegvíz előállítási céllal és hőellátó rendszerei” Bp. 1995 [45] HRD-Consortium – ÖKO Rt. – PYLON Kft.: „KISTELEK város-térség geotermikus energiahasznosító távhőellátási közműrendszer PEA támogatással készült Pályázati Dokumentációja és Műszaki-gazdasági megvalósíthatósági tanulmányterve. Tervezők: Dr. Ress Sándor, Magyar Emőke, Dr. Unk Jánosné, Kapros Zoltán, Tombácz E., Marossi Zoltán, Molnár Gyöngyi [46] Dr. Ördögh József SZEVIKÖZ: „A Kisteleki geotermikus közműellátási hálózati rendszer engedélyezési és műszaki kiviteli tervei.” Csongrád 2002-2004. [47] Magmaplus Kft. Sándor Zsolt: „Kistelek város geotermális közműrendszer tervezési és kivitelezési előkészítő munkái és a közműszolgáltatás indítása” Kistelek 2004-2007. [48] Dr. Unk Jánosné: „Kistelek város főbb intézményeinek geotermikus hőellátása” MTESZ XII. Orsz. Konf. Sopron. 2007. márc. 1-2. [49] Kurunczi Mihály: „A hódmezővásárhelyi geotermikus közműrendszer bemutatása” 2005. Hódmezővásárhely [50] AQUAPLUS Kft. Kurunczi Mihály: „A visszasajtolás” Kisteleki Geot. Konf. 2007. febr. 6. [51] György Zoltán AQUAPLUS Kft.: „A geotermikus energia hasznosítása a mezőgazdaságban, kertészetben: a Fülöpjakabi minta” 2006. jan. [52] Dr. Árpási Miklós: „Szakvélemény a geotermális energia hasznosításáról és a környezetvédelemmel való kapcsolódásáról Magyarországon” (Országgyűlés Környezetvéd. Bizottsága) Bp. 2006. dec. [53] Komlós F., Kapros Z., Fodor Z.: Hőszivattyús technológiák. ….. Kiadó Bp. 2009 [54] Hexaplan Kft. Hajdú György: „Geotermikus energiák hasznosítása hőszivattyúval” VITUKI kiadó. Bp. 2004 [55] Geodrilling Kft. Ádám Béla: „A hőszivattyúk jelene és jövője Magyarországon” Kistelek Geot. Konf. 2007. febr. 6–7. [56a] Kapros Zoltán: „Megvalósult és tervezett hőszivattyús technológiák bemutatása értékelése és főbb mutatóinak meghatározása” a MEH–PYLON kutatás háttértanulmányoz. Bp. 2009. nov. [56b] KTM – PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné: „MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK HASZNOSÍTÁSI IRÁNYELVEI A TERÜLETI TERVEZÉSHEZ” c. kutatás-fejlesztési összefoglaló kötet és a hozzá tartozó gyakorlati összefoglaló füzetek (Bp. 1995. szept.) [57] Dr. Árpási Miklós: „Hévízföldtani tanulmány a Balotaszállás térségi kútpárokra” 1. Elvi vízjogi engedélyes terv 2003. aug. 2. Kútátképzési és rétegvizsgálati terv a megvalósíthatósági szakaszra. ORC kiserőmű és kertészeti hasznosítás. Bp. 2008. szept. [58] Pierre Ungemach: „Electric Power Generation from Geothermal Sources” Applied Geothermics. Edited by M. Economides and P. Ungemach, 1987 John Wiley & Sons, Ltd. [59] Magyar Köztársaság Kormánya: „Országos Területfejlesztési Koncepció” az Országgyűlés 35/1998. (III. 20.) OGY Határozatának háttéranyaga Bp. 1997. Energia fejezet, Megújuló energiahasznosítások területi javaslata (szerző: PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné) [60] Nyugat-Dunántúli Regionális Fejlesztési Tanács – PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné és munkacsoportja: „Zalai geotermikus energiahasznosítás területfejlesztési Programja. GEOTERMIKUS MINTAERŐMŰ A NYUGAT-DUNÁNTÚLI RÉGIÓBAN”. Bp. 2000. jún. [61] AQUAPROFIT Rt. Nádasi Tamás, Udud Péter – PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné: „Zala megye meddő szénhidrogén CH kutak hasznosítását feltáró és biztosító ELŐZETES MEGVALÓSÍTHATÓSÁGI TANULMÁNY I-II. rész. Területi-, hasznosítási-, műszaki-gazdaság és értékelési munkarészek.” Bp. 2002. július [62] MGTE Szita Gábor: A magyar Geotermális Egyesület javaslatai az 1993. évi

XLVIII. Tv. (Bányatörvény) módosítására. Bp. 2004. július [63] Magyar Termálenergia Társaság: „Javaslat a geotermikus energia hazai hasznosításának növelése” c. kiadványa Szeged 2009. febr. Témavezető: Dr. Szanyi János [64] Dr. Tóth Péter: A Magyar Szélenergia Társaság Legfontosabb Célkitűzései és Cselekvési Programja. 4. Hírlevél 2003. dec. [65] Dr. Tóth László, Horváth Gábor, Tóth Gábor: „A szélenergia hasznosítása” Fűtéstechnikai folyóirat. 2001 [66] Dr. Kalmár Györgyné, Warinchné Dobi Ildikó: „A szélenergia” szakcikk. 2002


145

[67] KTM – PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné: „MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK HASZNOSÍTÁSI IRÁNYELVEI A TERÜLETI TERVEZÉSHEZ” c. kutatás-fejlesztési összefoglaló kötet és a hozzá tartozó gyakorlati összefoglaló füzetek (Bp. 1995. szept.) 1. füzet: Aktív napenergia hasznosítások 2. füzet: A napenergia fotovillamos energiaátalakítása, hasznosítása 3. füzet: A napenergia passzív hasznosítása. Szélenergia 4. füzet: A napenergia másodlagos hasznosítása 5. füzet: A napenergia hasznosítási mód biomassza formájában 6. füzet: Geotermikus energia hasznosítása [68] Dr. Unk Jánosné: „Önellátó energiahasznosítás a Homokhátság 104 települése külterületén (tanyavillamosítási módok, tervek)” előadás RENEXPO 2007. ápr. [69] Magyar Energia Kp. kiadványa: „Csináljuk jól!” Energiahatékonysági sorozat 18. füzet: SZÉLENERGIA. Villamos energia termelés szélenergiával. Bp. 2004 [70] MTA Bizottság Szalai Sándor, Gács Iván, Tar Károly, Dr. Tóth Péter: „A szélenergia helyzete Magyarországon” kiadvány. Bp. 2008. [71] MAVIR Kozma Imre: „Szélerőművek fejlődése a villamos energia rendszerben”. Szeged, 2009 04. 16-17. V. Klímaváltozás Konf. [72] Dr. Bulla Miklós, Dr. Tóth Péter: „Legújabb áttekintés a megújuló energiaforrásokról” V. Klímaváltozás Konf. Szeged, 2009. 04. 16-17. [73] AAM Consulting Kft. Dr. Kádár Péter: TANULMÁNY az Energia Központ Kht. részére. 5. téma. Megújuló technológiák bemutatása. Bp. 2008. 11. hó [74] NYÍR-ÖKO-WATT Kft.: Szélgépek technológiai leírása és műszaki adatai. 2009. [75] Kajor Béla: „Létesíthető-e szélenergiapark Magyarországon”. Magyar Energetika 2002/5. [76] Kerényi A. Ödön: „Az EU és a megújuló áramtermelés”. A Magyar Villamos Művek Közleményei 2003/3 [77] MTA Bizottság Dr. Szeredi István, Dr. Alföldi László, Dr. Csom Gyula, Dr. Mészáros Csaba: „A vízenergia-hasznosítás szerepe, helyzete, hatásai.” Bp. 2008 [78] Dr. Göőz Lajos: „ENERGETIKA JÖVŐIDŐBEN. Magyarország megújuló energiaforrásai. Lehetőségek és a valóság.” könyv. 2008 [79] Dr. Szeredi István: „Hydromatrix beépítés hajózsilipbe a Békésszentandrási duzzasztóműbe”. A.W.E. Mérnökszolg. Kft. bp. 2004. nov. [80] MTA ENERGETIKAI BIZOTTSÁG. Megújuló Energetikai Technológiák Albizottsága: „A hazai megújuló energetikai potenciál reális értékeinek közelítő meghatározása a vízenergia hasznosítás területén 2003.” [81] PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné: „Helyzetkép a hazai kis vízerőművekről” előadás a VI. ENERGOexpo Nemzetközi Energetikai Konferencián 2008. szept. 23-25. [82] KTM – VÁTI – TÉT: „A tervezett Duna-Ipoly Nemzeti Park térsége Regionális és Tájrendezési Terv vizsgálata és prekoncepciója 1993”. Energia fejezet, szaktanulmány. PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné [83] Vas Megyei Önkorm. – PESTTERV Kft. – PYLON Kft.: VAS MEGYE TERÜLETRENDEZÉSI TERVE, Energia munkarész reg. tervezője: Dr. Unk Jánosné. Bp. 2002, 2006 [84] Reichardt Sándor: „A keleti törpe vízerőművek története”. Elektrotechnika 2005. 98. évfolyam 10. szám [85] European Commission Directorate-General for Energy and Transport: „European Energy and Transport trends to 2030.” Belgium. January 2003 [86] Tiszavíz Vízerőmű Kft. Ötvös Pál: „A Kiskörei Vízerőmű 30 éve termeli a villamos energiát”. 2004 [87] Ötvös Pál, Balla József: „A Tiszalöki Vízerőmű felújítása” Villanyszerelők lapja 2008/7-8. [88] Tiszavíz Vízerőmű Kft. Ötvös Pál: „50 éve épült a Tiszalöki Vízerőmű” 2004. [89] a) GKM 6800/2003. sz. V. Kutatás – PYLON Kft.: „A megújuló energiahordozói felhasználások növelésének költségei hatástanulmányához a II. kötet: „Vízenergia hasznosítások” szerzője Bányai István és Dr. Unk Jánosné Bp. 2004. b) Dr. Kozák Miklós: „Ködösítések a megújuló energiákról.” Mérnök Újság 2004. január [90] Fekete Gábor (Kenyeri Vízerőmű Kft.): „Kisvízerőmű létesítése a Rábán a Nicki duzzasztóműnél” VI. ENERGOexpo Debrecen 2008. IX. 23-25.


146

[91] Dr. Ördögh József, Dr. Unk Jánosné: „A Csongrádi folyami duzzasztómű (vízlépcső) létesítésének műszaki-gazdasági-társadalmi megalapozottságú döntéselőkészítő tanulmánya, hatáselemzése az 1974–2009 közötti folyamatra” előadás a 2009. évi ENERGOexpo Konferencián Debrecen 2009. szept. 29. - okt. [92] Dr. Vargha János: „A Bős-nagymarosi vízlépcső környezeti kockázatai” Ember és Környezete kiadvány 2004. [93] Dr. Árpási Miklós: „A balotaszállási K22, K23 kutakra készült geotermális referenciaprojekt geotermikus kiserőmű és zöldmezős növényház hőhasznosítására (fűtés-hűtés célokra)”. 2008. okt. [94] Fodor Zoltán: „A geotermikus energia hasznosítás fejlesztésének lehetőségei 2010-ig.” MGSZ, Budapest, 2004. május 18. p. [95] VITUKI Rt. Liebe Pál: Tájékoztató termálvíz-készleteink, hasznosításuk és védelmük Bp. 2001 [96] Bohoczky Ferenc: „Megújuló energiaforrások helye, szerepe” előadás Kistelek Geot. Konf. 2007. febr. 6. [97] ATI–KTVF Kardos Sándor: „A geotermikus hasznosítás hatósági háttere, felügyeleti tapasztalatok”. Geotermia Fórum Kistelek 2007 [98] ÖKO Rt. Dr. Ress Sándor: „A hulladékhasznosítás gazdasági megítélése a mai magyar gazdaság tükrében” tanulmány. Bp. 2008. [99] Szigeti Géza: „A hulladékgazdálkodás 10 éve, eredmények, „baklövések”. Hulladékhasznosítási Konferencia, Gyula 2008. szept. 25-26. [100] Baranyai József, Piskolosi Miklós: „Aktuális technológiai kérdések az AKSD Kft.-nél. Hulladékhasznosítási Konferencia, Gyula, 2008. szept. 25-26. [101] Bohoczky Ferenc: „Megújuló energiaforrások, ezen belül a napenergia-hasznosítás lehetőségei Magyarországon” ENERGOexpo Debrecen, 2008. szept. 25. [102] PYLON Kft.: GKM V.1. sz. kutatási témája: A megújuló energiahordozó-felhasználás növelésének költségei c. kutatáshoz önálló háttértanulmányok a) PYLON Kft. – Kaboldy Eszter: Napenergia aktív hőhasznosítás-módja napkollektorral kézirata, Bp. 2004 b) PYLON Kft. – Pálfy Miklós: A napenergia aktív fotovillamos-energiára történő hasznosítása. Kézirat. Bp. 2004 c) PYLON Kft. – Bányai István: Szélenergia hasznosítás, villamosenergia termelés. Kézirat. Bp. 2004 d) PYLON Kft. – Dr. Varga Zsigmond: A biológiai eredetű folyékony motorhajtóanyagok. Kézirat. Bp. 2004 e) PYLON Kft. – Dr. Árpási Miklós: Földi hőáram – geotermikus energia termálvíz fluidummal – villamos és hőenergia átalakítás hasznosítása. Kézirat. Bp. 2004 f) PYLON Kft. – Dr. Fehér Ottilia: Jogi szabályozási igények, Megújuló Energia Törvény tervezete kézirata Bp. 2004. [103] Dr. Pall Valdimarsson prof.: „The Kalina power plant in Husavik – why Kalina and what has been learned” University of Iceland. 2006. 14-16. Sept in Strasbourg: „Electricity generation from Enhanced Geothermal Systems” (exorka) [104] Ronald Di Pippo, Ph.D.: „Small Geothermal Power Plants: design, performance and economics” University of Massachusetts Dartmouth. GHC bulletin, June 1999 [105] Paloso JR, G; Mohanty, B.: „A flashing binary combined cycle for geothermal power generation” Energy 18. k.8. sz. 1993. p. 804-814. [106] PROTACON Kft. – PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné: „Balotaszállás-Mélykút térségi CH-meddő fúrásból átképzett M3 és M6 jelű víztermelő és M7 jelű víznyelő kutakra, szűkebb területükre vonatkozó értékelési, hasznosítási terv” előtanulmánya 2007-ben [107] Magyar Köztársaság Kormánya: „Országos Területfejlesztési Koncepció” az Országgyűlés 35/1998. (III. 20.) OGY Határozatának háttéranyaga Bp. 1997. Energia fejezet, Megújuló energiahasznosítások területi javaslata (szerző: PYLON Kft. Dr. Unk Jánosné)


147

d. HUNGARY Tel: Fax:

Recommend Documents