ENERGIA AUDIT MINT AZ ENERGIAHATÉKONYSÁGJAVÍTÁS KOTTÁJA – BEVEZETÉS* DR. EMHİ LÁSZLÓ
[email protected] c. egyetemi docens BME Mérnöktovábbképzı Intézet EMTECH-S KFT ügyvezetı igazgató Legend in Energy *az ıszre tervezett, esettanulmányokat feldolgozó hasonló elıadáshoz
„ESP”ENERGIAHATÉKONYSÁGI SZAKMAI NAP GYİR, 2012. MÁJUS 8.
1
TARTALOM: 1. SZAKMAI BEMUTATKOZÁS, BEVEZETÉS 2. AZ ENERGIA AUDIT FOGALMA 3. AZ ENERGIA FELHASZNÁLÁS MÚLTJAJELENE
4. AZ ENERGIA AUDITÁLÁS MÓDSZERTANA 5. AZ ENERGIA AUDIT FELÉPÍTÉSE 6. AZ ENERGIA AUDIT, MINT AZ ENERGIAHATÉKONYSÁG KOTTÁJA 7. ÖSSZEFOGLALÁS 2
1. SZAKMAI BEMUTATKOZÁS • • •
• • •
Épületgépész-mérnöki végzettség, BME 1965. Épületgépész-, és energiamérnöki továbbképzettség, folyamatosan Gyakorló tervezı, szakértı, fejlesztı, gyártó, kivitelezı, üzemeltetı, fıenergetikus (pl. Bábolnán), egyetemi oktató,(Tbiliszitıl East-Lansing-ig (MI)), a BME MTI-ben 1998 óta 723 energia auditor képzése és 656 szakember felkészítése az épületenergetikai tanusítói MMK/MÉK vizsgára Magyarország, EU, Egyesült Államok (itt 6+10 év) Közép-, és felsıszintő vezetés ÉTE, MMK, ASHRAE, AEE tagság, tisztség-viselés 3
FONTOSABB EURÓPAI UNIÓS PROJEKTEK: Projekt vezetıként, vezetı szakértıként: • Energy Auditor Training, 1997, HU/GB • Exploration and Utilisation Proposal of Renewable Energies for the Austrian-Hungarian (Cross-Border) Energy Cooperation, 1998, HU/AT • Energy Auditing Fund, 1999, HU/AT • Heat Supply: Legislative and Regulatory Framework, Hungary, Country Report, 1998, Multicountry. • Energy Saving in Hungarian Households, 1999, HU/AT • Energy Saving in Hungarian Tercier Sector, 2000, HU/AT • Energy Saving Hungarian Transport Sector, 2000, HU/AT • INTENSE, From Estonia till Croatia, Intelligent Municipal Energy Saving Measures 2010-2011, HU, LV, EE, LT, SK, CZ, PL, SL, HR, RO, DE 4
2. AZ ENERGIA AUDIT FOGALMA •
•
B.L. Capehart és M. B. Spiller szerint: „egy létesítmény vizsgálata: hogyan használja fel az energiát, ennek milyen költségvonzata van, milyen változtatásokat javasolt végrehajtani üzemeltetési gyakorlatban, milyen új berendezéseket szükséges beépíteni, amelyekkel jelentıs energia, illetve energiaköltség takarítható meg.” Emhı L. és J. Flanagan szerint: „Egy épületben, intézményben létesítményben, ipari üzemben – – –
– –
az alkalmazott energiahordozók és költségeik meghatározása az energia használatának és feltehetıen pazarlásának megértése (mit, miért, hogyan?) költséghatékonyabb energia felhasználási módok feltárása és értelmezése: a.) fejlettebb üzemeltetési eljárások b.) új, hatékonyabb berendezések ezen változatok teljes élettartamra végzett gazdasági elemzése opcióban: bankrakész javaslat készítése” 5
MIÉRT AUDITÁLUNK: 1. Fosszilis energiahordozóink 80 %-át keményvalutáért importáljuk 2. Ezek felhasználásakor 80 millió tonna üvegházhatású gáz keletkezik évente 3. Átlagos épületeinknél mai mőszaki és pénzbeni eszközeinkkel 10-20-30 % vagy akár 85 % energia/energiaköltség is megtakarítható (Solanova-ház), passzív házak 4. Sorozat auditokkal meglévı épületeink korszerősítésével elısegíthetjük hazánk hozzájárulását az EU 20-20-20 %-os vállalásának teljesítését 2020-ra! 6
3. AZ ENERGIA FELHASZNÁLÁS MÚLTJA-JELENE, AZ EMBERISÉG ENERGIA-FOGYASZTÁSA • • • • • •
1900-ig: 11.000 EJ (1 exa J = 1018 Joule) Többnyire: emberi, állati energiaforrások, megújulókkal kiegészítve: nap, szél, víz, stb. 1901-2000: 15.000 EJ innen döntıen fosszilis 1991-2000: 3.500 EJ 1901-ben: 25 EJ 2000-ben: 400 EJ 7
A „FEJLİDÉS” DINAMIKUS, AGRESSZÍV: • Henry Ford: „Minden ember megérdemel egy autót!” • Következmények: állandó forgalmi torlódások, dugók a városokban, autópályákon • A késın jövık: • Kína: 1000 MW új erımő teljesítmény 4 (!) naponként • Kína és India („Kindia”: nemzeti össztermék évi növekedés 10 % felett • Ugyanık: váltás a bringa-pedálról az autó gázpedálra 8
ELEKTRONIKUS IRODA: • Optimista prognózis volt: papírmentes iroda • Tény ma: sokszoros papírfelhasználás
TELEKOMMUNIKÁCIÓ: • Optimista prognózis volt: telekonferenciák, videokonferenciák, kiterjedt táv-munka, kevesebb utazás • Tény ma: megsokszorozódó távolsági utazások
9
LÉGI FORGALOM: • Elıbbiek miatt: kevesebb lesz • Várható. A 2005. évi 3,9 milliárd légi utasszám 2020-ra 7,4 milliárdra növekszik • Tény 2008-ban: – 4000 középnagyságú utasszállító gép minden idıpillanatban a levegıben a földkerekségen – 2000 átrepülés hazánkban naponta – gépeddel annyi üvegházhatású gázt engedhetsz ki a légkörbe, amennyit csak akarsz
10
A FENTIEK EREDMÉNYE: – Az „olcsó olaj” korszaknak rövidesen vége szakad (10-100 USD/hordó) – A technológia fejlıdése, a nagy sorozatgyártás miatt a megújulókkal elıállított villanyáram ára az Egyesült Államokban ma már sok helyen alacsonyabb (World Energy Engineering Congress, Washington D.C., 2010. dec.) mint egyéb energiaforrásokkal.
11
UTOLSÓ NAGY OLAJ ÉS FÖLDGÁZ KÉSZLET FELTÁRÁSOK: – A múlt század hatvanas éveiben voltak – A fosszilisak = kimerülık (Büki prof., 2009!) – Kína újra gyarmatosítja Afrikát: olajért, ásványkincsekért – Mélytengeri olaj – Olaj palakıbıl – Olaj 6000 m mélyrıl, sziklás környezetbıl (Makó) 12
1. ábra Olajár és megújulókból termelt villamosáram ár trend
13
EREDMÉNY: „A KIMERÜLİ, DRÁGA OLAJ KORSZAKA” • Ami maga után hozz a drága földgáz és szén világát is!
VÁLASZTÁS EZEK UTÁN: • „A” eset: („minden a régi kerékvágásban”) • Malthusi-háború, a legrosszabb fajtájából, „minden ország minden ország ellen”, „világ-világháború”… Malthus (1766-1834, brit közgazdász) „Esszé a népességrıl” alapvetı mővében: „A népesség mindig a megélhetés határáig növekszik. Az efölötti növekedést a háborúk, éhínség, járványok, szegénység, kínszenvedés és más erıszak tartja pozitív ellenırzés alatt.” • Fokozott CO2 kibocsátás, további légköri hımérsékletemelkedés akár 4-6°C is, ennek összes mellékhatásaival együtt.
14
– „B” eset: Energiahatékonyság és a megújuló energiaforrások fokozott alkalmazása!
Mindnyájan felelısek vagyunk a helyes megoldás kiválasztásában, például a tömeg-, illetve kerékpár-közlekedés preferálásával, a mai autók 3-6-9 t/év CO2 kibocsátásával szemben!
15
TÚLNÉZVE AZ ELEKTROMOS AUTÓKON IS: • Ezek ma nagyrészt 30-35 % hatásfokú fosszilis erımővekbıl kapják a villamos áramot, így csak exportáljuk városainkból a CO2 kibocsátást, nem csökkentjük. • A jövı környezetbarát, jól tárolható energiaforrását a hidrogénben leljük meg: – Igen sokféle vegyületbıl/gázösszetételbıl kinyerhetı – Jelentıs energiatartalma van – Vízbıl, elektrolízissel nyerhetjük ki, pl. csúcsidın kívüli villamosenergiával – Majd csúcsidıben, tüzelıanyagcellával, villamos- és hıenergiává alakíthatjuk (kogeneráció), illetve ezeket hőtésre is felhasználhatjuk (tri-generáció) – A technológiákat és a társadalmakat így környezetbarát módon átvezethetjük a szénhidrogén alapból a környezetbarát hidrogéntüzelıanyag alapra -- Zöldenergia: környezeti hatástényezıje 1/360-ad része a CO2nek, a keletkezı vízgız tartózkodása a légkörben csak 10 nap, 16 szemben az igen káros CO2 5 évével (!)
2. ábra Az emberiség átmenete szénhidrogén alapról a hidrogén alapra 17
3. ábra A hidrogén-tüzelıanyagcella szerkezete és mőködése
18
4. AZ ENERGIA AUDITÁLÁS MÓDSZERTANA Lépcsık: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Elızetes auditálás Energiafogyasztás áttekintése Energiafolyamatok áttekintése Teljesítménymutatók, fajlagosak számítása Lehetıségek feltárása, beazonosítása Teendık feltárása, beazonosítása Teendık kiértékelése, kiválasztása, fontosság szerint 8. Ajánlatkérés, pályáztatás 9. Audit jelentés-készítés 19
1. Elızetes auditálás • Utolsó 3 év energiafogyasztási számlái, táblázatai • Havi, heti, napi, órai, negyedórai bontásban • Szabványos, nem szabványos energiaforrások alsó/felsı főtıértéke • Szolgáltatók, szerzıdések, tarifák • Egyetemes szolgáltatás-szabadpiaci vételezés • Fajlagos költségek számítása, áttekintése – egység termékre – egység energia-tartalomra – egység felhasznált energiára • Összköltség energiahordozóként, évszak szerint, költségrendszerben 20
2. Energiafogyasztás áttekintése • Fı folyamatok • Fı felhasználók • Energia – – – –
átvétel (pl. mérıhely) átalakítás (pl. trafó) elosztás (pl. elosztó csı, vagy kábelhálózat) felhasználás (technológiánként, épületenként, stb.)
• Számítás, becslés, mérés, szimuláció • Következetlenség, ésszerőtlen eltérés: kövesse hibafeltárás • Gazdaságos folyadék/gázsebességek, kábelterhelések • Torta-diagram felállítása 21
3. Energia folyamatok áttekintése • „Shankey diagram” • Átvétel → átalakítás → elosztás → felhasználás
• Minden lépéshez veszteségek tartoznak, számítandó, vagy becslés ellenırzés
22
4. Teljesítménymutatók, fajlagosak számítása • • • •
Üzem/gyár teljesítıképességének kihasználtsága Fajlagos energiafelhasználása Teljesítménymutatók Összehasonlítás az iparági, szolgáltatási versenytársakkal („Best Practice”) – belsı – külsı – országos – nemzetközi
23
5. Lehetıségek feltárása, beazonosítása • Lehetıségek tára a szakirodalomból: EU (ír javaslat): 21 energiamegtakarítási javaslat ASHRAE javaslat (USA): 96 energiamegtakarítási javaslat IPARTERV (Emhı L.) 176 energiamegtakarítási javaslat* En. Eff. Manual (Wulfinghoff D.) 800 energiamegtakarítási javaslat
• Folyamatok, folyamatábrák kritikája • Felismerni: – az alkalmatlan, gazdaságtalan energiafelhasználást, – a veszteségek területeit – rossz átalakítási hatásfok miértjeit * Lásd a következı diákat 24
IPARTERV RT - PHARE ENERGIA KONZORCIUM
Épületenergetikai megtakarítási lehetıségek listája: Intézkedési területek szerinti besorolás: •általános energia- és költség-megtakarítás •épület-határoló szerkezetek •főtırendszer •szellızı rendszer •használati melegvíz rendszer •ventilátorok és szivattyúk •világító rendszer •egyéb 1. Általános intézkedések Befolyásolt paraméterek Általános energia- és költség-megtakarítási intézkedések ~ Üzemeltetési és karbantartási utasítás
Üzemeltetési és karbantartási gyakorlatok / energiagazdálkodás javítása
Energiagazdálkodási rendszer
Üzemeltetési és karbantartási gyakorlatok / energiagazdálkodás javítása
Épület-, épületcsoport felügyeleti rendszer
Automatikus szabályozás, üzemeltetési és karbantartási gyakorlatok / energiagaz-dálkodás javítása
Üzemeltetı és karbantartó személyzet illetve a tulajdonosok képzése
Üzemeltetési és karbantartási gyakorlatok / energiagazdálkodás javítása
Energiahordozó választás, váltás
Költségek csökkentése
Tarifa választás, tárgyalás
Költségek csökkentése
25
2. Épület-határoló szerkezetekre vonatkozó intézkedések Befolyásolt paraméterek Épület-határoló szerkezetekre vonatkozó energia-megtakarítási intézkedések Kiegészítı szigetelés, külsı falak
Ufal*, hıveszteség
Homlokzati hézagok szigetelése
Infiltráció, hıveszteség
Ajtók karbantartása
Infiltráció
Kapuk karbantartása
Ukapu, infiltráció
Új ajtók
Uajtó, infiltráció, hıveszteség
Új kapuk
Ukapu, infiltráció, hıveszteség
Ablakok, ajtó szigetelése
Infiltráció, hıveszteség
Ablakok karbantartása
Infiltráció, hıveszteség
Változatlan nagyságú új ablakok
Uablakok, infiltráció, hıveszteség, teljes, a napsugárzásból adódó hınyereség
Módosított nagyságú, tájolású új ablakok
Uablakok, infiltráció, hıveszteség, teljes, a napsugárzásból adódó hınyereség
Kiegészítı szigetelés, tetı
Utetı, hıveszteség
Kiegészítı szigetelés, padló
Upadló, hıveszteség
*hıátbocsájtási tényezı
26
6. Teendık feltárása, beazonosítása • Milyen korszerősítéseket hajtottak végre eddig? • Milyen korszerősítést indítottak el? • Milyen korszerősítést (ECO) terveztek? • Akadályok, lehetıségek a cégvezetés szerint • Korszerősítésekk (ECO-k) meghatározása, ötletgyőjtés • Jegyzékbe-vétel
27
7. Teendık kiértékelése, kiválasztása fontosság szerint • Melyik korsz. (ECO) a megfelelı és miért? • SWOT analízis (Strength-WeaknessOpportunity-Threat) • Korszerősítések (ECO-k) kölcsönhatása! • Költségek 20 évre (Life Cycle Cost Calc.) • Sorrend felállítás
28
LÉGKONDICIONÁLÁS „SWOT” ELEMZÉSE • – – – – –
•
ERİSSÉG Jó hıérzet Automatikus szabályozás Szárító hatás Megfelelı légmennyiség Terhelésfüggı teljesítményigény
LEHETİSÉG – Késıbbi nedvesítés – Késıbbi fokozott szárító hatás
• – – – – – –
GYENGESÉG Összetett Költséges Zajos lehet Lég-, és hideg-huzat Villamos-, és hıenergiát is használ Túlságosan száraz szellızı levegı
• •
KOCKÁZAT – „Légiós betegség” – Magas üzemköltség, fıleg magas költségő villamosenergia tarifák esetén
29
8. Ajánlatkérés, pályáztatás • Berendezés, készülék, építıanyag stb. gyártók • Szolgáltatók • Kivitelezık • Az ajánlatkérés legyen: – pontosan specifikálva – jól érthetı
• Pontos audit szintő költségöszeállítás
30
9. Audit jelentés-készítés • • • • • •
A „végtermék” elıállítása Vezetıség meggyızése Írásos anyag és elıterjesztés Egyoldalas összefoglaló a vezetıségnek Szöveges rész Részletes adatok, számítások a mellékletben (CD-n, stb.) • Szóbeli fórum és elıterjesztés: utolsó lehetıség a korszerősítési meggyızésre • A munkálatok figyelemmel kísérése, az auditor nem végrehajtó a korszerősítésben! • Az audit csak a (kör)folyamat kezdete. 31
5. AZ ENERGIA AUDIT FELÉPÍTÉSE •
•
•
Összegzés a megrendelı cég/intézmény vezetése számára. Az ajánlások és költség-, és energiamegtakarítások rövid összegzése Bevezetés: Az energia átvilágítás célja A folyamatos energiaköltség-, „kézbentartási” program szükségessége, vagy audit ismétlés 4-5 évente A létesítmény leírása Nagyság, épületszerkezet, elrendezés, üzemelési órák Berendezési jegyzék mőszaki adatokkal 32
•
•
•
•
Energia-számla elemzése (min. 3 évre) Közmőtarifa rendszerek Energiafogyasztások, költségek táblázatai, diagramjai Energiaköltségek és energiaszámlák tárgyalása; az energiaforrások közé 1999 óta az „ECO-s energiahatékonyság” is beletartozik (Egyesült Államok), hazánkban 2011-tıl: „virtuális erımővek” Energiamegtakarítási lehetıségek Energiamegtakarítási lehetıségek jegyzéke Költség és megtakarítás elemzése Gazdasági kiértékelés, hosszú távú üzleti terv (pénz jelenértéke, belsı megtérülési ráta, stb. figyelembe vételével) Energia cselekvési terv Energia megtakarítási lehetıségek megvalósításának menete Energia-megfigyelı személy energetikus, energetikai osztály/csoport kijelölése Következtetés, más, még nem érintett szempontok 33
6. AZ ENERGIA AUDIT, MINT AZ ENERGIAHATÉKONYSÁG KOTTÁJA • • •
• •
•
Az audit jelentést a Megbízó kiértékeli, a korszerősítésrıl döntést hoz A „kotta” jóváhagyott energia audit, amelynek a (zene) „szerzıje” az energia auditor. Ennek alapján a Megbízó megversenyezteti a – tervezıt – mőszaki ellenırt – kivitelezıt – a hidraulikus, szellızési és automatika beszabályozót A kivitelezési mőszaki vezetı a „karmester” aki a „kotta” alapján (le)”vezényli” a korszerősítést A megrendelı energetikusa, energetikus szervezete, fıenergetikusa végig kíséri a korszerősítést, majd beszabályozott, beüzemelt szer(eket) átveszi. Az auditor telefonhívásokkal, személyes látogatásokkal követi a mőveleteket, ilyenkor a „zeneszerzıi páholyból”, de készen áll, ha . . . 34
7. ÖSSZEFOGLALÁS Az energia audit – mint egy ciklus-, azaz körfolyamat indítódokumentációja – „kotta-szerően” végigvezeti a tervezıt, a mőszaki ellenırt, a kivitelezıt, a beszabályozót az energiafolyamat korszerősítésén az átadásig. A gyakorlatban és elméletben is jól felkészült auditor felelıssége az audit hibátlan, jól áttekinthetı kimunkálása. Ha emellett még figyelembe veszi a szintén gyıri kötıdéső Pattantyús BME professzor által idézett Guillet francia professzor jótanácsát, azaz hogy „A jó vezetı mérnök csak az lehet, akinek lelki és szellemi képességei a következı arány szerint oszlanak meg: 50 % erkölcsi erı, 25 % általános mőveltség, 25 % szaktudás”, akkor elmondhatja magáról, hogy mindent megtett annak érdekében, hogy hosszú ideig és megbecsülten tevékenykedhessen kedvelt energetikai pályánkon. 35
Fontos kiegészítés: az energia auditban mindig ellenırzött adatokkal dolgozzunk! Demosztenész: „Légy bizalmatlan!” (i.e. 344) Descartes (1596-1650), majd ıt követve Marx (1818-1883): „Mindenben kételkedj”
36
