Megújuló Energiaforrások
„Nem a Föld sérülékeny, hanem mi magunk. A Természet az általunk előidézetteknél sokkal nagyobb katasztrófát is átvészelt már. A tevékenységünkkel nem pusztíthatjuk el a természetet, de magunkat annál inkább.” / James Lovelock - The Gaia Hypothesis /
Energia mint globális probléma • Növekvő egy főre eső energiafogyasztás (energia pazarló életvitel, túlnépesedés) • A primer energiafelhasználás ⇒ fosszilis Ehordozók • Fosszilis energiakészletek kimerülése – mikor? • Politikai – gazdasági hatások (tőkekoncentráció, áremelkedés, olajháborúk)
A hagyományos energiahordozók problémái
• A primer energia felhasználás túlnyomó hányadát adják
a Világ primer energiahordozóinak megoszlása
A hagyományos energiahordozók egyéb problémái • Égéstermékeik fokozzák az üvegházhatást (egyes kutatók szerint 30-40 évenként megduplázódnak) • A füst és szmog egészségkárosító hatásai • Környezetszennyezés
Energia mint globális probléma Fosszilis energiahordozók ⇔ fenntartható fejlődés • Az 1970-es évek olajválságai > egyéb energiaforrások a figyelem központjába kerülnek • Atomenergia > katasztrófák?, radioaktív hulladék? > megtorpanás
Következmények és jóslatok – a jelenlegi fejlődési tendencia mellett • A népesség növekedése • Élelmiszer és ipari termelés növekedése • Ökológiai katasztrófa – klímaváltozás, biodiverzitás csökkenése, ózonlyuk • Anyagi javak halmozása – szakadék a fejlett és fejlődő országok, illetve gazdagok és szegények között
Következmények és jóslatok – a jelenlegi tendencia mellett • Fosszilis energiahordozók kimerülése – kőolaj-OPEC:max 120 év (erősen kétséges) WTO: kb 40 év – földgáz-65 év – feketekőszén-150 év – barnaszén-500 év (nem jelentős)
Klímaváltozás • Átlag hőmérséklet emelkedése 0,3-0,60C – tengerszint emelkedése – évszakok eltolódása – szélsőségek : növekvő aszály, heves hosszú esőzések árvizek • A változás várható hatása: 2100-re 2oC átlagos hőmérséklet emelkedés • a tengerszint átlagosan: 50cm-el (15-95 cm-es) emelkedik
Nemzetközi összefogás • 1972 Római Klub: a növekedés korlátai • 1987 Bruntland-jelentés: fenntartható fejlődés fogalma • 1992 Rio de Janeiro: ENSZ Környezet és Fejlődés Konferencia – Éghajlat-változási keretegyezmény – cél a biológiai sokféleség megőrzése – Megállapodás. az üvegház hatást kiváltó gázok kibocsátásának csökkentéséről vagy 1990-es szinten tartásáról. 160 ország
• 1997 Kiotói-egyezmény – Éghajlat-változási keretegyezmény – számszerűsítés – a kibocsátás átlagosan 5,2%-os csökkentése (2008-2012)
Klímavédelmi intézkedések • Energiatermelés átalakítása: földgáz, biomassza – Megújuló energia források: nap, szél, geotermikus • Ipari termelés: – kibocsátás csökkentése –adók, bírságok, érdekeltség – hulladékok felhasználása – termelési folyamat elemzése • Mezőgazdaság: – kibocsátás csökkentése Ökológiai gazdálkodás – környezet - körfolyamatok újrahasznosítás – Energia ültetvények – Erdőgazdálkodás: erdőtelepítés többcélú
Klímavédelmi intézkedések • Közlekedés: gázüzem, napenergia, vízbontás • Lakosság energia hasznosítása: építészet, tervezés, fűtés, • Makrogazdaság: – a fosszilis energia hordozók ártámogatásának leépítése – adók bevezetése: energia, karbon adó, klímaterhelési díj – céltámogatások Gazdasági háttérfolyamatok: emisszió kereskedelem
Lehetséges megoldás • Átállás a megújuló energia-forrásokra (hosszútávú) • Áthidaló energiahordozók – földgáz – biomassza • Nemzetközi összefogás? Évtizede a tudás birtokában
Kompromisszumképtelenség
Az ember nem hajlandó átállni külső kényszer nélkül!
Európai Unió kötelezően semmit nem ír elő, DE: ajánlások, vállalások megfogalmazása 2010-ig 5-7% duplázni (12%) Hazánk célkitűzése 3,5% duplázni (7-8%)
Megújuló Energiák előnyei • • • •
szén-dioxid és nitrogén-dioxid kibocsátás csökkentése egészséges élőhely minden élőlénynek fenntarthatóság energiadiverzifikálás – helyi energiatermelés > függetlenedés a szolgáltatóktól – több lábon állás – függetlenedés a világpiactól:
1990 1995 1998 2001 2002 Hazai termelés 48 52 47 42 42 Behozatal 58 57 63 64 69 Kivitel 6 8 7 9 10 Energiafelhasználás 100 100 100 100 100
Magyarország Összevont energiahordozómérlege (%) (Forrás: Gazdasági és Közlekedési Minisztérium )
Megújuló energiaforrások Definíció: korlátlan, el nem fogyó nem környezetszennyező, fenntartható
us ik m er ot ge a sz as om bi
p
z ví
na
él sz
Napenergia Hasznosítás módja: passzív vagy aktív Passzív hasznosítás: költségtakarékos, egyszerű • nem kell külön berendezés • feladat: adott éghajlaton a napenergia optimálisan hasznosítsa • megvalósítás: – településtervezés – építménytervezés • • • •
nagy, déli tájolású hőszigetelő ablak + „hőtartály” üveg előterek tömegfalas épületek vegyes
Napenergia - passzív
Napenergia Aktív hasznosítás: nagyobb kezdeti beruházás, de hatékonyabb hasznosítás spec. berendezés • megvalósítás: – napkollektor (napsugárzás ⇒ hő) – napelem (napsugárzás ⇒ elektromos áram)
• Felhasználás lehetőségei: – – – – –
Használati melegvizet előállító rendszerek, Épületek fűtését ellátó rendszerek, Uszodafűtést ellátó rendszerek, Épületek hűtését ellátó rendszerek, Mezőgazdasági célokat ellátó rendszerek. (aszalás, szárítás)
Napenergia - aktív
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Napkollektorok Szabályozás Szoláris szerelési egység Tágulási tartály Csővezeték rendszer Melegvíztároló
Napenergia - aktív
Napelemek
Szélenergia • Nem új keletű (vitorla, malmok fénykora XVII-XVIII. sz.) • Ma: – közvetlen munkavégzésre > szélmotor (vízkiemelés; szennyvíz-levegőztetés...)
– elektromos energia előállítására > szélturbina (szélenergia tárolása)
• Használható: – folyamatosan erős széljárású területeken – ne legyenek túlságosan erős széllökések (sík, tengerparti) – optimális szerelési magasság: 30-200 m-en talajszint felett
Szélenergia Jelenleg működők: • Dániában több, mint 1000 turbina (50-150 kW teljesítménnyel) • Hazánkban: 2000: Inolta 250kW (1 db) 2001: Kulcs 600 kW (1 db) (első hálózatban termelő) 2003: Mosonszolnok 600kW (2 db) Mosonmagyaróvár 750 kW (2db) Nyíregyháza „szélerőgép park” kísérleti (3 db ) Épülő szélerőmű parkok Mezőtúron Martfűn Törökszentmiklós határában Bakonyban Zirc és Olaszfalu térségében Szombathely közeli Vépen Szolnok megyei Csépán
Szélenergia
működő szélturbinák tervezett vagy épülő szélturbinák
Szélenergia Megoldott problémák: • villámhárítás • súrlódás > keletkező feszültség levezetése • lapátokon vibráló napfény > matt fényelnyelő festék Tervezéskor fontos: • zaj: Első Magyar Szélerőmű Kft. – Kulcs > kártérítés • infrahangok keltése: min. 400m-re lakott területektől • madárkár: elkerülik, de vonulási útvonalba ne essen! telepíthetőség:
http://www.mernokujsag.hu/mernokujsag/cikk.php?tkod=1384
Szélenergia
Szélmotoros vízszivattyúzás Szélturbinák
Vízenergia • Régen: vizimalmok (mozgási E ⇒ mozgási E) • Ma: mozgási energia → elektromos energia • Fajtái: – hullámzás nagyobb jövőbeni lehetőségek – ár-apály – folyóvizek E – ez a leggyakoribb, a lehetőségek ≈ kiaknázottak mára, nem igazán jelentős • Hazánkban nem számottevő adottság, csak kis lokális erőművek (közel 40 db) • Svájc ≈ 50%
Vízenergia folyók
Vízenergia - folyók Előnyök: • melléktermék nélkül • jó hatásfok • hosszú élettartam
Hátrányok: • környezeti károk, lokális ökológiai katasztrófa? • nagy beruházási költség • globális felmelegedés
elősegítés?
• lehetőségeket a földrajzi határozzák meg
adottságok
• teljesítményük nem állandó, folyók vízhozamától függ
Vízenergia - tenger • intenzív kutatások • nagy lehetőségek
hullámzás-energia
Vízenergia - tenger
ár-apály-energia Rance-folyó (St. Maro - Franciaország)
Geotermikus energia • a Föld mélyének melegéből adódik. • használható: – közvetlenül (pár méter mélyen a hőm. állandó – lakás, borospince) – közvetve (termálvíz, gőz > üvegházak, lakások, utak fűtése, elektromosság - Izland, Új-Zéland, USA) • probléma: gyakran nagy oldott só tartalom > sótalanítás > visszasajtolás > drága
Geotermikus energia
Utak fűtése forró vízzel
Biomassza energia Biomassza: biológiai eredetű szervesanyag tömeg - élő vagy nemrég elhalt) • elsődleges – növényi biomassza • másodlagos – állati biomassza • harmadlagos – biológiai eredetű anyagokat felhasználó iparok termékei, melléktermékei, hulladékai, emberi települések szerves eredetű szerves hulladékai
Alapja: szerves anyagokban kémiai energia formájában raktározódik el a napfény energiája
Biomassza energia Fejlődése: • legősibb: égetés (fa, olajok, zsírok) • igavonó állatok ereje • szén • 1970-es évek vége korszerű nagyüzemi biomassza tüzelési rendszerek • napjainkban :bonyolultabb és költségesebb környezetkímélő technológiák kifejlesztése
Biomassza energia Biomassza energiaforrásnak az alábbiak tekinthetők: – mezőgazdasági termények melléktermékei, hulladékai (szalma, kukorica-szár/csutka, stb.)
– energetikai célra termesztett növények • Különböző fafajok (energiaerdők: nyár, fűz, akác). >Tüzelés • Magas cukortartalmú haszonnövények (cukorcirok, cukorrépa). • Magas olajtartalmú növények (napraforgó, repce, szója).
– állati eredetű biomassza (trágya, stb.) – erdőgazdasági és fafeldolgozási melléktermék illetve hulladék (fa apríték, nyesedék, forgács, fűrészpor, háncs, stb.)
Biomassza energia A biomassza, mint energiaforrás a következőképpen hasznosítható: • Közvetlenül: tüzeléssel, előkészítés nélkül, vagy előkészítés után • Közvetve: – kémiai átalakítás után (cseppfolyósítás, elgázosítás), folyékony üzemanyagként vagy éghető gázként
– alkohollá erjesztés után üzemanyagként – növényi olajok észterezésével biodízelként – anaerob fermentálás után biogázként (30% szén-dioxid és 70% metán )
Biomassza energia
Biomassza energia
Hidrogén előállítás biomasszábol - Izrael
biogáz - Nicaragua
Hazánkban már van példa: • • • • • •
Biomassza tüzelő berendezésre Biogáz-telepre Napenergiával fűtött istállókra Geotermikus berendezésekre Szélmotoros vízszivattyúra Szélerőművekre
Összefoglalván • A megújuló energiák hasznosítása jelenleg még nagy beruházást igényel • A környezeti állapotok egyre rosszabbak • A megújuló energiák kutatása folyik, így hatásfokuk idővel javul, áruk csökken • Az állami támogatások mértéke nő • A jövőben használatuk az egyetlen lehetséges megoldás
Összefoglalván Döntő kérdés: Hajlandóak vagyunk-e saját magunkat korlátozni pazarló fogyasztási szokásainkban, életmódunkban, illetve a jövő generáció érdekében „áldozatot hozni”???
Irodalom • Ilonka Mária - Megújuló energiák, Biokultúra újság 2005 január-február • http://zoldtech.hu/ • http://www.energiaklub.hu/ • http://fenntarthato.hu/epites/termekek/megu julo-energiak/ • http://opet.info.omikk.bme.hu/hirek.htm
