Hatásfok - Hatékonyság

Hatásfok - Hatékonyság A hatásfok a rendelkezésre álló energia felhasználásának, átalakításának mértéke. A hatásfok számítása:

ahol: η – a hatásfok, Eh – a hasznos energia, Eb – a befektetett (összes) energia. A befektetett energia és a hasznos energia különbsége a veszteség (amely hőként, hangként vagy egyéb formában a környezetbe távozik):

A termodinamika törvényei szerint nem lehet az energiát maradéktalanul átalakítani, mindig van veszteség  perpetuum mobile Energetikai aspektus -Energetikai hatékonyság (energy efficiency): - az energiafelhasználás/átalakítás eredményessége -Termelési és felhasználási oldalon is értelmezhető o Megújuló energiaforrások esetében kisebb probléma, mert a készletek megújulnak o Nem megújulók esetében nagyobb probléma, mert a készletek erősen korlátosak

Amiért a megújulóknál is fontos: EROEI (energy return of energy invested): Kinyert energia / befektetett energia

Gazdasági aspektus Energiaigényességi (energy intensity) mutató: egységnyi gazdasági eredmény előállításához szükséges primer energia mennyisége

Energiaigényesség - más mutatók tükrében – globális kitekintés

Egységnyi érték előállításához szükséges energia (energiaigényességenergiaintenzitás)

Az energia minden esetben két részből tevődik össze: • A más energiaformákká tetszőlegesen átalakítható részből, más néven exergiából. Adott mennyiségű energia, vagy adott mértékű energiaáram exergiatartalma megegyezik azzal a hasznos munkával, amelyet a környezettel kölcsönhatásba lépve a folyamatból maximálisan kinyerhetünk. • Az energia fennmaradó részét a más energiaformákká Nem átalakítható, tehát számunkra haszontalan rész képezi, amit anergiának nevezünk.

Folyamat

Hasznos energia

Hatásfok (%)‫‏‬

Tüzelés kazánban

Gőz vagy forró víz

60-90

Áramtermelés Villamos energia hőerőműben Kapcsolt energiatermelés Villamos energia és hő

25-50

Gépjármű hajtás

Mozgási energia

15-25 (benzin)‫‏‬

Hajtás villamos motorral

Mozgási energia

25-30 (gázolaj)‫‏‬ 80-98

Főzés gáztűzhelyen

Étel felmelegedése

30-35

Melegítés mikrosütőben

Étel felmelegedése

40-50

Főzés szabad tűzön

Étel felmelegedése

5-10

Világítás izzólámpával

Fényenergia

1-4

Világítás fénycsővel

Fényenergia

10-25

Világítás LED-del

Fényenergia

20-30 (mai gyakorlat)

60-90

90 (elvi)‫‏‬

Belsőégésű Otto-motorok optimális hatásfoka

Energialánc és hatékonyság

A hatékonyság problematikája az energiatermelésben ► Villamos és hőenergia termelése

 Centralizáltság foka (szállítási veszteség)‫‏‬- kogeneráció ►áramtermelés hőerőműben: 25-50% ►hő- és villamosenergia-termelés: 60-92%

 Tüzelőanyag előkészítettsége ► nedvességtartalom ► méret (pellet, faapríték)

Hatékonyság az energiafogyasztásban

Energiafelhasználás átlagos megoszlása (%)

Energiaköltségek alakulása átlagosan (Ft)

Átlagos háztartási energiafelhasználás – 120 m2-es családi ház

30 nm napelem ~ ~7 nm napkollektor 4,5 kW 4,3 kW

SOLANOVA-projekt (Dunaújváros, Lajos király körút 10-12.) homlokzati és tetőszigetelés; nyílászárók cseréje; fűtési rendszer korszerűsítése; szellőzőrendszer kiépítése; napkollektorok a HMV-nek.

A fűtésenergia-felhasználás: 230-280 kWh/m2/év helyett 15-45 kWh/m2/év. A fűtésszámla átlagosan 6300 Ft/hó !!! Beruházási költség ~ 3 millió Ft/lakás (átlagosan)

Faluházzal összevetve

Előtte

Utána

Az egész épület fűtési hőfelhasználása havi bontásban (2003-2009)

Műszaki szabályozás ► szabványok ► energiahatékonysági címkék

 Műszaki cikkek

 Épületek ►Passzív házak: Az épület passzív, vagyis fűtő (illetve nyáron hűtő)-rendszer alkalmazása nélkül, többletenergia befektetése nélkül, de mesterséges szellőztetéssel, a természetes adottságokat kihasználva működk. Ehhez a lakás éves energiaigénye kevesebb kell legyen, mint 15 kWh/m2/év. Németországban az új házak átlagosan négyszer ennyit fogyasztanak (Mo-on 15-20-szor ennyit)

SZABÁLYOZÁS EU Direktívák (irányelvek) 92/75/EGK: a háztartási készülékek energia- és egyéb erőforrásfogyasztásának címkézéssel és szabványos termékismertetővel történő ellátásáról; 2002/91/EU: az épületek energiateljesítményéről; 2010/30/EU: az energiával kapcsolatos termékek energia- és egyéb erőforrás-fogyasztásának címkézéssel és szabványos termékismertetővel történő jelöléséről; 2010/31/EU: az épületek energiahatékonyságáról

2012/27/EU: az energiahatékonyságról – 56 oldal

Újsághír (2015. 03. 26.) Napi 4,6 milliós kötelezettségszegési bírság jöhet Az Európai Bizottság a Bíróságához fordul, mivel Magyarországelmulasztotta az energiahatékonyságáról szóló irányelv nemzeti jogba való átültetését. Az irányelv meghatározott mértékű energiamegtakarítási célkitűzések elérését írja elő az EU tagállamai számára a 2014. január 1. és 2020. december 31. közötti időszakra. Ezt energiahatékonyságra vonatkozó kötelezettségvállalások előírása vagy egyéb, célzott szakpolitikai intézkedések révén kell elérniük, melyek célja az energiahatékonyság javítása a háztartásokban, az épületek tekintetében, az iparban és a közlekedésben.

EU Ecodesign szabályozásának gyakorlati haszna

2013-ban TIZENHÁROM Ecodesign and energy labelling szabályozási dokumentum volt életben – 2012-ben számuk egy év alatt megduplázódott. Ezek révén EU-szinten 1550 PJ/év energiamegtakarítást várnak 2020-ig. A 2013-2014-ben tervezett újabb szabályzókkal ehhez még hozzáadódhat 1300 PJ/év megtakarítás.

Épületenergetika az EU teljes energiafelhasználásának 40%-a

Az Európai Parlament és a Tanács 2002/91/EK számú irányelve az épületek energia-hatékonyságáról • 2009 január 1-től hazánkban is kötelező elkészíttetni épületeink energetikai tanúsítását. Az új épületeknek eleget kell tenniük a helyi éghajlathoz szabott minimális energiateljesítmény-követelményeknek.

Az Európai Parlament es a Tanács 2010/31/EU irányelve • 2018. december 31. után a hatóságok által használt vagy tulajdonukban lévő új épületek „közel nulla energiaigényű” épületek kell legyenek; • 2020. december 31 után valamennyi új épület közel nulla energiaigényű kell legyen.

2002/91/EC és 2010/31/EU DIREKTÍVA (irányelv) Az épületek építésekor a tulajdonos, eladásakor a leendő vásárló vagy bérlő megkapja az adott épület vagy akár az adott lakás energiatanúsítványát. A tanúsítvány elkészítéséről az építtető vagy a tulajdonos gondoskodik, és azt a szerződés megkötését megelőzően, de legkésőbb a szerződéskötésig a vevőnek átadja, a bérlőnek bemutatja.

%

Előnyei ► beavatkozási javaslatokat tartalmaz: egyedi, lakásra

szabott javaslatok segítik a tulajdonosokat ingatlanjuk energetikai korszerűsítésében; ► Piactisztító hatás: visszaszorítja a vevők esetleges félretájékoztatását; ► Érdeklődést generál a jobb paraméterekkel rendelkező lakások iránt; ► Növeli a lakosság érdeklődését az energiahatékonysági szolgáltatások, termékek illetve a megújuló energiák felhasználása iránt, ezáltal élénkíti a piacot. ► Munkahelyteremtő hatás.

A magyar valóság: 2012. júniusi hír Az eredeti tervekkel ellentétben csak azokra a középületekre lesz érvényes az uniós energiahatékonysági irányelv 3%-os felújítási kötelezettsége, amelyeket a kormány használ – ez a korábbi elképzelés szerint minden középületre vonatkozott volna. „Az eddig becsült évi 200 milliárd helyett így nagyságrendekkel kisebb összeget kell majd a költségvetésből erre a célra biztosítani” – írja a Világgazdaság.

Várhelyi Olivér (EU melletti állandó magyar képviselet helyettes vezetője) kiemelte azt is, hogy az enyhítés Magyarország és több új tagállam lobbijának köszönhető.

Magyar valóság - 2013. február 18.

A Nemzeti Fejlesztési Ügynökség alig két nappal a pályázati ablak megnyitása után felfüggesztette a KEOP energiahatékonysági pályázatait, mert elfogytak a források. Ezen keresztül vállalkozások és önkormányzatok épületenergetikai korszerűsítésre pályázhattak volna vissza nem térítendő támogatásra.

Elektromos berendezések hozzájárulnak az épületekhez kapcsolódó fogyasztáshoz

Régi címke

Új mosógép címke 2011. december 20-tól évi 220 mosási ciklusra

Energiacímke-köteles termékek:

EURÓPA

 Mosógépek, szárítógépek, kombinált mosó-szárítógépek  Mosogatógépek  Hűtők, fagyasztók, kombinált hűtőfagyasztógépek  Légkondícionálók  Villamos sütők  Fényforrások  Televíziók Az „A” energiaosztályú készülékek piaci részesedésének gyors növekedése miatt az „A” osztályon belül megjelent az „A+” és az „A++” megjelölés.

A háztartások egykori nagyfogyasztója: a hűtőszekrény 2000: 500 kWh/év – 100%  2014: 185 kWh/év – 37%

Világítástechnológia Jogi szabályozás

244/2009/EK rendelete 2009. szeptember 1-től fokozatosan kivonják a kevéssé energiahatékony fényforrásokat. A hagyományos villanykörtéket felváltják az „energiatakarékos izzók”.

LCA 3 (4) fázis gyártás – szállítás - használat

Forrás: Navigant Consulting 2012

X P

Buenos Aires (2013): Százezer utcai világítótestben az eddigi hagyományos izzót LED-fényforrásra cserélik, ezzel 50%-kal csökkentik a közvilágítás rezsijét – miközben jobb látási viszonyokat biztosítanak.

Etiópia – 2008

„Négymillió energiatakarékos fényforrást osztanak ki az etiópiak között, miután a szárazság miatt az etióp vízerőművek nem tudnak elegendő energiát termelni.” 2008. december 21.

Környezeti hatások szerint csökkenő sorrendben: PDP (Plasma Display Panel) CRT (Cathode Ray Tube) LCD (Liquid-Crystal Display)

A különféle energiahatékonyságú termékek eladása Németországban 1995-2000 között

A technológiai hatékonyság fontossága

Közlekedési energiahatékonyság

Az üzemanyag-fogyasztást meghatározó tényezők o A motor jellemzői o Belsőégésű (internal combustion engine – ICE) o Elektromos

o Az autó egészének jellemzői o A gépjármű tömege o Karosszéria aerodinamikai tulajdonságai o Gumik állapota

o Az Aés B közötti út kiválasztása (navigáció) o A vezetési stílus o A forgalmi helyzet

Különféle közlekedési módok energiahatékonysága 140,0

kWh/100 utaskm

120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 kerékpár

séta

londoni villamos

londoni metró

elektromos autó 1 fővel

londoni busz

hagyományos autó 1 fővel

városi terepjáró 1 fővel

MacKay, D. 2009 alapján

1 liter üzemanyaggal

Regulation (EC) No 1222/2009 of the European Parliament and of the Council on the labelling of tyres with respect to fuel efficiency and other essential parameters – 2012-től. Az A és G kategória között 7,5%os üzemanyag-fogyasztási különbség: 7,0 liter helyett 6,4 liter/100 km.

A gépjárművek esetében a hatékonyságot mértékét a CO2-kibocsátás alapján határozzák meg.

CO2-kibocsátás 2007-ben az autóipar átlagértéke: 158,7 g/km – D kategória; a legalacsonyabb átlagérték: Fiat: 137,3 g/km – B-kategória. 2011-ben az EU-ban forgalmazott autóknál: 135,7 g/km – B-kat a legalacsonyabb értéket elérő cég a Fiat: 118 g/km – A-kat. Prius 1,8: 101 g/km Prius Plug-in hybrid: 49 g/km Az elektromos autók CO2-kibocsátás hazánkban a jelenlegi energiaszektor adataival számolva: 32-48 g/km!

Szerepe a gazdasági szabályozásban… nem nálunk: UK 2013-2014

…ismét a brit gyakorlatban…

REGULATION (EC) No 443/2009 - setting emission performance standards for new passenger cars as part of the Community’s integrated approach to reduce CO2 emissions from light-duty vehicles

• az Európai Unió 2015-re az új gépkocsik átlagos CO2-kibocsátásának átl. 130 g/km-re való leszorítását irányozta elő, 2020-ra 95 g/km a cél (de növekvő össztömeggel a határérték is nő): • 1. a légkondicionáló rendszerek hatékonysági minimumkövetelményeinek • • • • •

előírásával; 2. kellően pontos gumiabroncsnyomás-ellenőrző rendszerek beszerelésének kötelezővé tételével; 3. a gumiabroncsok gördülési ellenállására vonatkozó felső határérték meghatározásával; 4. a sebességváltó-visszajelző használatának bevezetésével; 5. LED világítással; 6. a bioüzemanyagok használatának fokozásával

A probléma: méretnövekedés

1000 kg

1200 kg

500 kg

650 kg

Rövid távon megoldás: hibrid üzem Toyota Auris:

Hibrid üzem: 84 g/km CO2-kibocsátás Dízel üzem

99 g/km CO2-kibocsátás Toyota Prius:

Plug-in hibrid: 49 g/km CO2-kibocsátás

Hosszú távon megoldás: elektromos hajtás

Nissan Leaf – 24 kWh lithium-ion akkumulátorokkal (átlag: 18 kWh/100km ~ 1.8 L/100 km) Az akku több mint 95%-ban újrahasznosítható.

Nissan Leaf hivatalos weboldal

Nagyobb gépjárműveknél

Kisebb zaj és kevesebb szennyezés hibridüzemmel (Lüneburg, 2012)

BYD eBUS-12 A jármű 12 méter hosszú, mint egy Ikarus szóló busz. Hatótávolsága 250 kilométer, legnagyobb sebessége óránként 70 kilométer. A legkorszerűbb típusú, lítiumvasfoszfát akkumulátorait négy óra alatt lehet feltölteni.