2014. 02. 07.
Korszerű Energiatermelés 2.
Dr. Pátzay György
1
Dr. Pátzay György
2
Energiahordozók átlagos energiatartalma: Kőolaj 42 GJ/t Szén 30 GJ/t Földgáz 52 GJ/t 235U 93 PJ/t (106szoros!)
Dr. Pátzay György
3
Dr. Pátzay György
4
1
2014. 02. 07.
A VILÁG TELJES ENERGIA FELHASZNÁLÁSA (TPES) ENERGIAHORDOZÓK SZERINT (2009)
A VILÁG TELJES ENERGIA FELHASZNÁLÁSA (TPES) RÉGIÓK SZERINT(2009) (Mtoe)
(Mtoe)
** Kína nélkül
* Kína nélkül Dr. Pátzay György
** geo, nap, szél, hő stb.
5
6
A VILÁG ÖSSZES ENERGIAFOGYASZTÁSA SZEKTOROK SZERINT (Mtoe)
A világ primerenergia felhasználása energiahordozók szerint 1995-2010
Dr. Pátzay György
Dr. Pátzay György
Szén
7
Dr. Pátzay György
8
2
2014. 02. 07.
Földgáz (Mtoe)
Kőolaj (Mtoe)
Ipar
* mezőgazdaság, kereskedelem, szolgáltatások, lakossági stb. Dr. Pátzay György
közlekedés
egyéb szektorok nem-energetikai felh.
* mezőgazdaság, kereskedelem, szolgáltatások, lakossági stb. 9
Dr. Pátzay György
10
11
Dr. Pátzay György
12
Villamos energia (Mtoe)
* mezőgazdaság, kereskedelem, szolgáltatások, lakossági stb. Dr. Pátzay György
3
2014. 02. 07.
A világ CO2 emissziója tüzelőanyag fajtánként (Mt) 2007
Dr. Pátzay György
A világ CO2 emissziója régiónként (Mt) 2007
13
Biztos szénkészletek 2007 év végén (milliárd tonna)
Dr. Pátzay György
14
A széntermelés és fogyasztás adatai 1997 és 2007 években
(antracit és zárójelben bitumenites szenek)
Széntermelés (Mtoe)
É-Amerika D-K-Amerika Európa- K-Kelet Eurázsia Afrika Közel-Kelet D-K-Amerika
Afrika
É-Amerika
Ázsia-Óceánia Európa-Eurázsia
Szénfogyasztás (Mtoe)
ÁzsiaÓceánia
É-Amerika D-K-Amerika Európa- K-Kelet Eurázsia Afrika
ÁzsiaÓceánia
A világ szénfogyasztása 4,5%-al nőtt, az elmúlt öt évben a szén fogyasztása a leggyorsabban növekedett. Csak a Közel-Keleten nem nőtt annyira. Kína szénfogyasztás növekedése adta az össznövekmény több mint egyharmadát! Dr. Pátzay György
15
Dr. Pátzay György
16
4
2014. 02. 07.
Kőszéntermelés országonként 2008 (Mtoe/év) Szénárak ($/t) az Eu-ban, az USA-ban és Japánban
Dr. Pátzay György
17
Dr. Pátzay György
Széntermelők, exportálók, importálók 2010
18
Biztos kőolajkészletek 2008-ban (milliárd barrel)
Ázsia- É-Amerika D-,K-Amerika Óceánia
Dr. Pátzay György
19
Dr. Pátzay György
Afrika
Európa-Eurázsia
Közel-Kelet
20
5
2014. 02. 07.
Kőolajtermelés
Bizonyított kőolajkészletek százalékos megoszlása 2005
országonként 2008 (Mt/év)
Dr. Pátzay György
21
Dr. Pátzay György
Kőolaj készlet/termelés
A világ kőolajtermelése régiónként 2008 (Mbarrel/nap) (év)
2008-ban 380 eb/nap értékkel nőtt a termelés, Szaúd-Arábia termelése 400 eb/nap értékkel nőtt, Oroszország termelése 90 eb/nap értékkel, Mexikó termelése 310 eb/nap értékkel csökkent. Dr. Pátzay György
22
23
Régiók
2008-ban a teljes kőolajkészlet csökkent, k/t arány 42 év lett. Csökkent Oroszország, Norvégia, Kína és más országok Termelése csökkent, Vietnam, India, Egyiptom termelése növekedett. Dr. Pátzay György
24
6
2014. 02. 07.
Kőolajfogyasztás régiók szerint 2008-ban (Mbarrel/nap)
Dr. Pátzay György
Az egy lakosra eső kőolajfogyasztás 2008 (t/fő)
25
Dr. Pátzay György
26
Nyersolajárak 1961-óta (US$/barrel)
Dr. Pátzay György
27
Dr. Pátzay György
28
7
2014. 02. 07.
Főbb kőolaj kereskedelmi útvonalak 2008 (millió tonna)
Dr. Pátzay György
Finomítói kapacitás kihasználtságok (%)
29
Dr. Pátzay György
Kőolajtermelők, exportálók, importálók 2009-2010
Biztos földgázkészletek 2008 (trillió m3)
D-,K-Amerika É-Amerika Dr. Pátzay György
Dr. Pátzay György
30
31
Dr. Pátzay György
Afrika
Ázsia-Óceánia
Európa-Eurázsia
Közel-Kelet 32
8
2014. 02. 07.
Földgáztermelés országonként 2008 (billió köbméter/év) Bizonyított földgázkészletek százalékos megoszlása 2008
Dr. Pátzay György
33
Dr. Pátzay György
Földgáztermelés régiónként 2008 (billió m3)
34
Földgáztermelők, exportálók, importálók 2008
2008-ban jelentősen, 3,8%-al nőtt a földgáztermelés. Legnagyobb mértékben az USA-ban nőtt, Kanadában pedig csökkent a termelés. Dr. Pátzay György
35
Dr. Pátzay György
36
9
2014. 02. 07.
Régiók szerinti földgázfogyasztás (billió m3/év)
Földgáz készlet/termelés arány 2008
Világ Évek
Régiók szerint Évek
2008-ban 2,5%-al nőtt a földgázfogyasztás, lassabban, mint korábban. Kína fogyasztása nőtt leginkább, a legnagyobb csökkenés Oroszországban volt. Dr. Pátzay György
37
38
Főbb földgáz kereskedelmi útvonalak 2008 (billió m3/év)
Egy főre eső földgázfogyasztás 2008 (toe/fő)
Dr. Pátzay György
Dr. Pátzay György
39
Dr. Pátzay György
40
10
2014. 02. 07.
Nukleáris energiatermelés régiónként (TWh/év) Földgázárak
Dr. Pátzay György
41
42
NUKLEÁRIS ENERGIATERMELÉS A VILÁGON 2009
Nukleáris energiafogyasztás régiónként (Mtoe/év)
Dr. Pátzay György
Dr. Pátzay György
43
Dr. Pátzay György
44
11
2014. 02. 07.
Dr. Pátzay György
45
Dr. Pátzay György
Vízenergia termelés (TWh/év)
46
Vízenergiafogyasztás régiónként (Mtoe/év)
2008-ban 2,8%-al nőtt, ezt döntőem Kína erős növekedése okozta.
Dr. Pátzay György
47
Dr. Pátzay György
48
12
2014. 02. 07.
VÍZENERGIA TERMELÉS A VILÁGON 2008-2009
Dr. Pátzay György
Kumulált installált geotermális kapacitás (MW)
49
Dr. Pátzay György
A világ villamos energia termelése energiahordozó szerint (TWh/év)
Dr. Pátzay György
50
Villamosenergia termelés régiók szerint (TWh/év)
51
Dr. Pátzay György
52
13
2014. 02. 07.
Villamosenergia termelés tüzelőanyag szerint 2009
Dr. Pátzay György
Primerenergia-fogyasztás megoszlása régiónként (%)
53
Dr. Pátzay György
55
Dr. Pátzay György
54
Fosszilis energiahordozók termelés/készlet arányai 2008 (év)
Dr. Pátzay György
Dr. Pátzay György
56 56
14
2014. 02. 07.
Lakosonkénti primerenergia fogyasztás 2008 (toe/fő)
Energiahordozók fajlagos szállítási költségei ($/t SCE) t SCE standard coal equivalent, 1 t SCE=29,308 GJ)
Dr. Pátzay György
57
Dr. Pátzay György
58
2011
Energiafogyasztás és teljesítmény lakosonként Energia/lakos
Teljesítmény/lakos
Kanada = 17179 kWh USA = 13338 kWh Ausztrália = 11126 kWh Japán = 8076 kWh Franciaország = 7689 kWh Németoreszág = 7030 kWh Anglia= 6206 kWh Oroszország = 5642 kWh Olaszország = 5644 kWh India = 631 kWh
Kanada = 1910 W USA = 1460 W Ausztrália = 1244 W Japán = 868 W Franciaország = 851W Németország = 822.22 W Anglia= 667 W Oroszország = 785 W Olaszországy = 603 W India = 50.5 W
Bangladesé a legkisebb : 214.4 kWh Dr. Pátzay György
*International Energy Statistics, 2006
59 Dr. Pátzay György
60
15
2014. 02. 07.
Dr. Pátzay György
61
Dr. Pátzay György
63
Dr. Pátzay György
62
Dr. Pátzay György
64
16
2014. 02. 07.
Energiaigény-növekedés, 2009 – 2035
végső fogyasztás
Az új energiapolitika szerint
* mezőgazdaság, nem energetikai felhasználás stb.
65
Dr. Pátzay György
Olajigény 2010-ben és 2035-ben
Mtoe 1 Mtoe= 41,868 PJ
Forrás: IEA: World Energy Outlook 2011, p. 87.
66
Földgázigény 2010-ben és 2035-ben Mrd m3
mb/d
USA
Japán
Forrás: IEA: World Energy Outlook 2011, p. 92.
EU-27
Kína
India mb/d = millió hordó/nap
egyéb Ázsia 67
USA
Japán
Forrás: IEA: World Energy Outlook 2011, p. 93.
EU-27
Kína
India
egyéb Ázsia 68
17
2014. 02. 07.
Dr. Pátzay György
69
Dr. Pátzay György
70
71
Dr. Pátzay György
72
18
2014. 02. 07.
Energia Indikátorok 2008
Energia statisztika-Magyarország
Dr. Pátzay György
73
Dr. Pátzay György
74
A világ megújuló energiatermelő kapacitása 2000-2008
Felosztás: 1. Eltüzelhető megújulók és hulladékok (CRW) • Szilárd biomasszák és állati termékek. Ilyen a fa, fahulladék, rost-hulladék, állati hulladékok és más szilárd biomasszák. A biomasszából készült faszén is ide tartozik. • A biomasszából keletkező folyékony és gáznemű energiahordozó anyagok. Ide tartozik a biogáz. • Háztartási hulladékok. Lakossági és kórházi hulladékok. • Ipari hulladékok. Szilárd és folyékony hulladékok, pl. autógumik. 2. Vízenergia A víz potenciális és kinetikus energiáját elektromos energiává alakítják a vizierőművekben. 3. Geotermális energia A föld hőjét gőz és/vagy melegvíz formájában hasznosítják közvetlen fűtésre, vagy elektromos energia előállítására. 4. Napenergia A napenergiát forró víz előállítására vagy elektromos energia előállítására alkalmazzák. 5. Szélenergia A szél kinetikus energiáját szélmotorokban elektromos energiává alakítják. 6. Árapály, hullám, óceán energia Mechanikai energiát elektromos energiává alakítanak. Dr. Pátzay György
75
Dr. Pátzay György
76
19
2014. 02. 07.
A világ megújuló energián alapuló villamos energiatermelés változása az előző év %-ban
Dr. Pátzay György
Megújuló energián alapuló villamosenergia termelés a teljes villamosenergia termelés %-ban
77
Dr. Pátzay György
Szélenergia kapacitások 2008
A világ megújuló energiatermelésben élenjáró országai 2008
Dr. Pátzay György
78
79
Dr. Pátzay György
80
20
2014. 02. 07.
Napenergia alapú energiatermelés 2007
Dr. Pátzay György
Villamosenergia termelés geotermális energiából 2007
81
Dr. Pátzay György
Újtípusú vízenergia termelés-energiatermelő és kísérleti erőművek
Dr. Pátzay György
82
A világ öt legnagyobb bioetanol gyártója (Mgallon/év)
83
Dr. Pátzay György
84
21
2014. 02. 07.
Egyes országok megújuló energia fogyasztása 2004-ben
A világ öt legnagyobb biodízel gyártója (Mgallon/év)
Dr. Pátzay György
(TPES-összes primerenergia fogyasztás)
85
Dr. Pátzay György
A: összes megújuló energia aTPES %-ban
86
B: megújuló energia CRW nélkül, TPES%
A megújuló energiafajták éves növekedési üteme 1971-2004 között
2004
Dr. Pátzay György
87
Dr. Pátzay György
88
22
2014. 02. 07.
2004
CRW- éghető megújuló és hulladék Dr. Pátzay György
89
Dr. Pátzay György
90
0,1
Energiamérleg Németország 1999 [EJ]
UrQuelle: www.ag_Energiebilnzen.de : Energieffluss1999, AGEB_Fließbild1999_1.cpt umgerechnet in ExaJoule
2004
Dr. Pátzay György
91
Dr. Pátzay György
92
23
2014. 02. 07.
A világ primer energiaigénye és az annak várható alakulása (IEA)
Energiamérleg Németország 1999
2 500
2 000
( más szempontból)
Mtoe
1 500
1 000
500
0 1971-2000
nach: BMWi, VDEW, AG Energiebilanzen)
Szén
Dr. Pátzay György
93
Olaj
Gáz
2000-2030 Nukleáris
Vizienergia
Egyéb megújuló
2000-2030 között a növekvő energiaigény több mint 90%-át Dr. Pátzay György a fosszilis energiahordozókkal szembeni igény teszi ki
94
Quelle:. /BINE_BE_7: Energie im Wandel,2000, Abb2, p.2; O-Folie aus bild0700...ptt
A világ primer energia igénye – tények és előrejelzések (IEA)
A világ primer energia igényének regionális megoszlás és a várt értékek (IEA)
6 000 100%
5 000
13 24 80%
Mtoe
4 000
Földgáz
Olaj
60%
2 000
40%
Szén
11
Nukleáris energia
1980
1990
69
Vízienergia Megújuló (nem vízi) energia
2000
2010
2020
57
58
54
20%
47
0%
2030
Az előrejelzések szerint a gázenergia növekedése a leggyorsabb, a nem vízi megújuló energiák relatív növekedés a legnagyobb, de az olaj marad a domináns energia 2030-ban Dr. Pátzay György
11
10
1 000 0 1970
34 43
19
3 000
30
18
95
1971
1990
OECD
Átmeneti gazdaságok
2000
2010
2030
Fejlődő országok
Az emberiség várható primer energia igény növekményének 62%-a 2000-2030 között A fejlődő országoktol származik, főleg Ázsiából Dr. Pátzay György
96
24
2014. 02. 07.
Európai Unió: Összes primer energia igény (IEA) 2000
A világ primer energia termelésének várható növekedése (IEA)
2030 7 000
2%
4%
15%
2%
Szén
15%
9%
10%
6 000
8%
Olaj
5 000 Mtoe
Gáz Nukleáris Vízienergia
23%
Egyéb megújulók
37%
34%
1 000
1,811 Mtoe
1,456 Mtoe
0 1971-2000 OECD
A gáz & megújulók aránya várhatóan nő, a nukleáris, a szén és az olaj aránya várhatóan csökken Dr. Pátzay György
2000-2030
Átmeneti gazdaságok
Fejlődő országok
A növekmény döntően a nem OECD országoktól származik 97
Dr. Pátzay György
A világ kőolajtermelése (IEA)
98
A régiók közötti kereskedelem aránya a világ fosszilis energiatermelésén belül (IEA)
120
6 000
100
5 000
80
58%
4 000 Mtoe
mb/d
3 000 2 000
41%
60
28% 14%
3 000 9%
45%
40
2 000
20
1 000
0
16%
0
1980
1990
OPEC
2000 Nem-OPEC
2010
2020
2000
2030
2030
Olaj
Nem konvencionális kőolaj
2000
2030
Gáz
2000
2030
Szén
A régiók közötti energiahordozó kereskedelem több mint kétszeresére nő 2030-ig, ennek zömét a kőolaj kereskedelem teszi ki
A nem konvencionális kőolaj lehet a fő forrás Dr. Pátzay György
4 000
99
Dr. Pátzay György
100
25
2014. 02. 07.
Az egyes régiók olaj-import függése (IEA) import a kőolaj felhasználás %-ban
Nettó kőolaj kereskedelem 2030-ban (IEA) (mb/nap – megabarrel/nap)
100 90 80 5
70
1 16
60
1
13
10
50
7
3
2 46 1
40
5 6
3
30
8
20
1 0
10 0 OECD Csendes óceán
OECD Európa
OECD ÉAmerika 2000
D-Ázsia
2010
Kína
K-Ázsia
2030
Mindegyik OECD csoportnál nő az importfüggőség, de az ázsiai régióban és kisebb mértékben Európában ugrásszerűen nő Dr. Pátzay György
101
US and Canada
Other OECD Europe
Africa
Indonesia
Mexico
Russia
Middle East
Other East Asia
Brazil
Other transition economies
Japan, Australia and New Zealand
Other Latin America
India
Korea
European Union
Other South Asia
China
Net exports Net imports
Mb/d
Nő a Közel-Kelet részaránya – a világ vezető kőolaj exportőre Dr. Pátzay György
102
Európai Unió: Nettó gázimport származási hely szerint (EIA)
Nettó fölgáz kereskedelem 2030-ban (IEA) (milliárd m3)
2030
2000 Közel-Kelet 17%
Egyéb 1% Norvégia 28% Afrika 36%
Transition economies 41%
187 milliárd m3
Latin Amerika 5%
Afrika 28%
Átmeneti gazdaságok 33%
632 milliárd m3
A közel-Kelet és kisebb mértékben latin-Amerika lesznek az EU új földgáz szállítói
A közel-Kelet megelőzi a volt Szovjetúnióból származó földgáz szállítást Dr. Pátzay György
Norvégia 17%
103
Dr. Pátzay György
104
26
2014. 02. 07.
Az energiatermeléssel kapcsolatos CO2 kibocsátás (IEA) (millió tonna CO2)
GW
A világ beépített erőművi kapacitása (IEA) 8 000
40 000
7 000
35 000
6 000
30 000
5 000
25 000
4 000
20 000
3 000
15 000
2 000
10 000
1 000 5 000
0 1999
2002 2005
2008
2011 2014 2017 2020 2023 Meglévő
0 1970
2026 2029
Világ
Körülbelül 5,000 GW kapacitás építése várható 2000-2030 között, melynek több mint a fele a fejlődő országokban épül.
1990
OECD
2000
2010
Átmeneti gazdaságok
2020
2030
Fejlődő országok
A világ várható CO2 kibocsátása várhatóan évenként 1,8%-al növekszik 2030-ra eléri a 38 milliárd tonnát, a 2000 érték 1,7-szerese
Dr. Pátzay Györg-y
--105
Dr. Pátzay György
A primer földgáz-felhasználás, Világ 5 000 Mrd m3
1980
Új
106
A várható földgázkereslet a Világon 1200
egyéb háztartások ipar GTL erőművek
4 000
+34%
2003
2010
2020
2030
1000
+67%
+50%
800 Mrd m3
3 000
2 000
+42%
600 400
+73% 200
1 000
+290% +250%
0
0 1990
Dr. Pátzay György
2000
Forrás: IEA/AIE: World Energy Outlook, 2006
2004
2010
2015
2030
107
OECD ÉszakAmerika
OECD Óceánia
OECD Európa
Dr. Pátzay György
Oroszország
Kína
India 108
Forrás: Energiewirtschaftliche Tagesfragen, 2006. 8. sz. p. 31.
27
2014. 02. 07.
Földgáz fogyasztás Európában források szerint és az import függőség
Az EU-30 várható földgázellátása 800
675-730
700
570-610
9%
535
8%
11%
7% 11%
12%
600
Mrd m3
500 400
9%
11%
300 14% 6% 8%
200
28%
fedezeti hiány
10%
előkészített tervek
algériai
23%
orosz
földgázforrások
11% 5%
23%
19%
0,8
600
0,6
G.m³
24%
7%
800
egyéb nem EU-import
7%
12% 4%
1 Projekció
22%
11%
8%
26% 25%
100
1000
635-685
Nettó import a jövőben
400
norvég EU belső kereskedés holland saját belső termelés
9% 16%
0,4
200
0,2
UK
Termelés a jövőben
Norvégia
0 2005
10%
2010
18%
2015
2020
18%
Hollandia
0
19%
1960
Az LNG részaránya az importban
Dr. Pátzay György
109
1970
1980
1990
0 2000
2010
2020
Dr. Pátzay György
2030 110
Sources: BGR-database, EU Green Paper (2000)
Forrás: Energiewirtschaftliche Tagesfragen, 2006. 8. sz. p. 31.
Kőolaj fogyasztás Európában források szerint és az import függőség
Orosz energia karta (2003)
1
1000
Projekció
0,8
800
• Oroszország olajtermelése 2020-ban a terv szerint 520 Mt – még mindig az 1980-as években elért csúcs alatt • 2020-ig nincs jelentős változás (relatíve)az Európai olajexportban
0,6
600
Mt Import más forrásokból
Nettó import a jovőben
0,4
400 Más Ny-Eorópa
200
Norvégia
• Az Európába tartó gázexport csak 165 G.m3-re nő (134 G.m3-ről 2000) – az import aránya 70%-ról 30 %-ra csökken
0
• Következmény: Európa jelentősen emelkedő földgázigényét más forrásokból kell kielégítse
Termelés a jövőben
1950
1960
1970
Dr. Pátzay György
1980
1990
2000
2010
2020
• Oroszország gáztermelése 2020-ben a terv szerint 730 G.m3 – magasabb mint valaha
0,2
UK
K-Európa
0
• Következmény: Erurópa növekvő olajimport igényét (2020: 470 Mt) más forrásból kell kielégíteni
2030 111
Source: Götz 2004 Dr. Pátzay György
112
Sources: BGR-database, EU Green Paper (2000)
28
2014. 02. 07.
Kína kőolajfogyasztása
Kőolajfogyasztás alakulása egyes régiókban és országokban Mb/d 30
2000 - 2020: Fogyasztás Nettó import
285m
x2 x4
1980
25 Nettó import 320 Mt/a
1990 285m
2000
2010
2020
Lakosság, millió fő (2001)
20
15
1271m 10
127m
1032m
5
0
USA Dr. Pátzay György
113
Sources: BGR-database, EIA 2004 (Reference Oil Price)
Nyugat Európa
SzU/Orosz o. Japán
Kína
India
Dr. Pátzay György
114
Sources: BGR-database, EIA 2004 (Reference Oil Price)
Az „energiaszegénység” térképe (IEA)
Az IEA előrejelzései alapján a következő megállapítások tehetők: • A világ energiaigénye a jövőben is a fosszilis energiahordozókra „kell” hogy támaszkodjon • A fosszilis energiahordozók mennyisége a következő két évtizedben biztosítottnak tűnik • Növekedik a világ országainak kőolaj import függése, mely főleg a Közel-Keletről származik • Az OPEC megnövekedett kőolaj exportjának több mint a fele a fejlődő ázsiai országokba fog kerülni, ezen belül Kína olajimportja meghatározó lesz. • A volt Szovjetúnió kőolaj exportja valószínűleg 2020-ban éri el a maximumot. • A hatékony és tiszta földgáz felhasználás várhatóan gyorsan nő a következő két évtizedben, ha a termelésbe és a felhasználásba jelentős beruházások kerülnek. • Az elektromos áram termelésében a szén továbbra is fontos szerepet fog játszani, Kínában ezen felül még az ipari termelésben is. • A villamos energia termelés részaránya növekedni fog. • A növekvő fosszilis energiahordozó felhasználás miatt várható a szén-dioxid kibocsátás növekedése. • A környezetvédelmi kérdések az energetikában döntő jelentőséget kapnak a jövőben. • A nukleáris energiatermelés és a megújuló energiaforrások alkalmazása a következő húsz évben gazdaságilag kevésbé lesznek versenyképesek, de a környezetvédelmi kérdések ezt a prioritást átrendezhetik.
1.6 milliárd ember nem jut elektromos energiához, ezek zöme 80%-a Dél-Ázsiában és Afrikában van. Dr. Pátzay György
115
Dr. Pátzay György
116
29
2014. 02. 07.
Kételyek-ellenvélemény
• A kőolaj és földgáz készletek mennyisége ugyan rövid távon elegendő, de a kitermelési költségek gyorsan emelkedni fognak és így túl drága energiaforrások lesznek. Hosszú távon pedig a fosszilis készletek teljes kimerülésével kell számolni.
A XIX. századtól az emberiség energiaigénye folyamatosan nőtt és ez az igény növekedés vészesen emelkedő hatványfüggvény szerint változott. A következő ábrán azt szemléltetjük, hogy ha a 2000 év adatai alapján az emberiség kőolajban kifejezett éves energiaigény növekedése 7% marad, akkor a következő 10 évben az emberiség annyi energiát fog felhasználni, amennyit 2000-ig összesen fölhasznált. Ugyanakkor a föld országainak energia felhasználása rendkívül eltérő, a fejlett ipari országok fajlagosan 8-10-szer annyi energiát fogyasztanak, mint a fejlődők.
• A Földön a tüzelés következtében kibocsátott CO2 mennyisége közvetlen azonnali környezetvédelmi katasztrófával fenyeget, ezért nem szabad több fosszilis tüzelőanyagot felhasználni. • A véges mennyiségű fosszilis kimerülő energiaforrásokat halálos vétek eltüzelni, mikor azok alapvető vegyipari nyersanyagok. • A fosszilis energiahordozón alapuló energiatermelés energiasűrűsége túl kicsi, hatalmas anyagtömegeket kell megmozgatni és hatalmas tömegű hulladék keletkezik.
Dr. Pátzay György
117
•
Kézenfekvő tehát, hogy a föld fosszilis energiakészletei végesek és a jelenlegi exponenciálisan növekvő energiaigények mellett nagyon hamar kimerülnek.
•
Amerikai kutatók szerint évi 1%-os energia felhasználási növekmény mellett a világ olaj tartalékai 70-90 évre elegendőek, attól függően, hogy az olajpala mennyiségeket milyen becsült értékkel vesszük figyelembe.
•
Ugyanezen értékek évi 5%-os energia felhasználási növekmény mellett már csak 36-42 évet jelentenek.
•
Bár a világ kőolaj készleteiben a hagyományos kőolajforrások mellett a nem-hagyományos kőolajforrások (nehéz olajok, bitumenek, olajpalák, szintetikus olajok, tenger alatti olajkészletek, sarki olajkészletek, magas hőmérsékletű és nyomású kitermelések, szénkonverziós és egyéb biogén előállítások) egyre nagyobb szerephez jutnak egyértelműen kimondhatjuk, hogy a szénhidrogén-alapú energiaforrások kiaknázása egyre lassabban, egyre drágábban és egyre kisebb mennyiségben történhet a közeljövőben.
•
A nagy olaj és gázmezőket már megtalálták, a tengerfenék kivételével nem valószínű újabb nagy szénhidrogén telepek nagyszámú felderítése.
•
Például az amerikai Shell 1885-óta 3600 kútjában 60 Gbarrel(9,539.109 m3) kőolajat talált az USA területén kívül, becslések szerint újabb 3600 kúttal már csak 16 Gbarrel (2,54.109 m3) kőolajat termelhetne ki.
•
Az AMOCO 600 kúttal 15 Gbarrel(2,38.109 m3) kőolajat termelt, de ennek 93,3%-át az első 300 kút szolgáltatta.
•
Becsléseik szerint eddig a világ konvencionális kőolaj készletéből körülbelül 822 Gbarrel (46%) olajat termeltünk ki, a tartalékok mennyisége körülbelül 827 Gbarrel, a feltárt készlet körülbelül 1637 Gbarrel (91%), valószínűleg még feltárható 151 Gbarrel és kitermelhető még 978 Gbarrel. A világ kőolaj felhasználása jelenleg 22 Gbarrel (emelkedő), a készlet éves felhasználása 2,2%/év, az új készletek feltárása pedig 6 Gbarrel(csökkenő).
Dr. Pátzay György
119
Dr. Pátzay György
118
Ebből következik, hogy a felhasználás és a készlet feltárás között 1980-óta egy folyamatosan növekvő különbség jött létre. Sajátos probléma, hogy a világ ismert kőolaj készleteinek a zöme a Közel-kelet 5 országában található (Irak, Irán, Kuvait, Egyesült Arab Emirátusok és Szaúd-Arábia). Ezekben az országokban sem találtak újabb jelentős készleteket és ezért a kutatók szerint a világ konvencionális kőolaj termelésében 2010 után jelentős visszaesés várható (lásd ábra).
Dr. Pátzay György
120
30
2014. 02. 07.
Ugyanezen kutatók szerint a világ szénhidrogén alapú fosszilis energiakészleteinek eddigi és várható alakulását szemlélteti a következő ábra.
• • • •
•
A nehézolaj termelést (a bitumenes homokkal együtt) sötétlila szín jelöli, melynek mennyisége lassan folyamatosan növekszik. A sarkvidéki olajkitermelést(Alaszka) fehér szín jelzi. A mélytengeri olajkitermelést sötétkék színnel jelöltük, mely folyamatosan járul hozzá a szénhidrogén termeléshez és a kitermelési csúcsot túléli ugyan, de 2040 körül megszűnik. A természetes gáz alapú folyadékokat sraffozott sötétzöld szín jelzi és együtt növekszik kitermelt mennyisége a vörös színnel jelzett fölgáz kitermeléssel. A földgáz kitermelés maximumát 2020 körül éri el. A nem-konvencionális gáz (szénalapú metán előállítás, tömörpala gázok, mélytengeri zagyból fejlesztett gáz, magas hőmérsékletű és nyomású kitermelés, geotermális kutak mélységi gázai) kitermelést a lila szín jelzi.
Az egyetlen viszonylag nagyobb fosszilis energiakészlet jelenlegi tudásunk szerint a szénvagyon. Ugyanakkor a szén jelenlegi energetikai felhasználása környezetvédelmi okokból kizárt, a jövőben csak a szénből nyomás alatt, magas hőmérsékleten előállított folyékony és gáz halmazállapotú másodlagos energiahordozók használhatók föl. Becslések szerint a jelenlegi felhasználási szint mellett a szénkészlet mintegy 200 évig fedezné az energiaszükségleteinket, 2-6%-os éves energiafogyasztási növekmény mellett csak néhány évtizedre futná. Jelenleg kezd tudatosodni az energiatermelő iparban, hogy a fosszilis tüzelőanyagok elégetésével a légkörbe kerülő szén-dioxid hatása katasztrófát okozhat és sürgős emisszió mérséklést kell bevezetni világszerte. A fosszilis energiahordozók fölhasználásának azonnali és drasztikus korlátozása mellett szól az a tény is, hogy a civilizációnk egyik pillérét képező műanyagok és szerves vegyületek, intermedierek létfontosságú alapanyaga a földgáz és a kőolaj és halálos vétek ezeket a nem megújuló nyersanyagokat és energiahordozókat eltüzelni.
Dr. Pátzay György
121
Fentiek figyelembe vételével az energetikával foglalkozó szakértőknek el kell gondolkodniuk azon, vajon milyen forrásból elégítjük ki a világ lakosainak, a civilizációnak rohamosan növekvő energiaigényét, ha nem akarunk néhányszor tíz éven belül civilizációnk fejlődési lépcsőin visszalépni és szeretnénk az ún. „fenntartható fejlődést” mindenkinek biztosítani. Jelen táblázatban foglaltuk össze röviden a közeljövőben számba jöhető potenciális energiaforrásokat. Dr. Pátzay György
123
Dr. Pátzay György
122
A táblázat alapján megállapítható, hogy a jövő energia forrásai között potenciálisan a napenergia valamilyen formában történő hasznosítása, a fosszilis energiahordozó szén új típusú felhasználása, a megújuló energiaforrások és a maghasadáson, magfúzión alapuló nukleáris energiatermelés lehet a közeljövő energiaforrása. Ami ezeket az energiaforrásokat illeti, a vízenergia az egyetlen kereskedelmi méretekben alkalmazott megújuló energiaforrás. Ugyanakkor a vízenergia termelése a mainak csak kb. kétszereséig növelhető, még akkor is, ha az összes lehetséges telephelyet kihasználják. Így a vízenergia a jövő energiaigényének csak kb. 2% át tudja kielégíteni. A biomassza - megújuló vegyi energia - mennyisége kereskedelmileg nem jelentős a világgazdaságban, de nagyon fontos a szegényebb országokban. Felhasználása megkétszereződhet intenzív mezőgazdasági és erdőgazdasági módszerek és műtrágyák használatával. Így akkori részaránya elérheti a 12 %-ot. A többi megújuló energiaforrás - úgymint szél, közvetlen napenergia - a legnagyobb erőfeszítések ellenére sem alkalmazhatók kereskedelmi méretekben. A napenergia kiaknázásával kapcsolatban már történtek előrelépések, és továbbra is intenzív kutatások tárgya, így akár a gazdaságos napenergia kérdése is megoldódhat. De a nap és a szélenergia természetéből adódó erős szétszórtság (kis koncentráció) miatt a közeljövőben várhatólag nem fognak jelentős járulékot adni az energiatermeléshez. Jelentős tartalékot jelenthet a jelenlegi energiatermelő folyamatok hatásfokának javítása, például a víz-gőz körfolyamat hatásfokának még lehetséges javítása, vagy a víznél jobb, új hőhordozó közeg „felfedezés”. Mindezeket összevetve tehát – jelenlegi tudásunk alapján – a közeljövő energiaforrásai között a nukleáris energiatermelés jelenleg megkerülhetetlen! Dr. Pátzay György
124
31
2014. 02. 07.
Évenkénti kőolajkészlet feltárások
Melléklet
(nyersolaj + NGL/kondenzátumok)
Mb/év 100000 A világ 2. legnagyobb 90000 Olajmezője Burgan (Kuwait) 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 1900 1920 1940
A világ legnagyobb olajmezője Ghawar (S.A.)
1. olajválság 2. olajválság
1960
1980
Mélyvizi olaj
2000
2020
Source: Industry data base
Dr. Pátzay György
125
Dr. Pátzay György
126
Deepwater Horizon Spill- Gulf of Mexico
Dr. Pátzay György
127
http://www.nationalparkstraveler.com/files/storyphotos/Oil%20Spill-GUIS%20AccuWeather.com_.jpg?1271971177 http://cache.boston.com/resize/bonzai-fba/Globe_Photo/2010/04/22/1271991668_8919/539w.jpg http://media.al.com/live/photo/cleanup-continues-b25f8ac9250e1775_large.jpg http://www.cbc.ca/gfx/images/news/photos/2010/04/23/oil-spill-cp-306.jpg
32
2014. 02. 07.
A világ kumulatív olajfeltárásai
Kőolajfeltárások – a nagy készletek egyre ritkábbak
(nyersolaj + NGL/kondenzátumok) Gb
2500
Kumulatív feltárások
2000
Termelésbe véve
1500 1000 500
Tartalék
Source: C.J. Campbell
19 20 19 26 19 32 19 38 19 44 19 50 19 56 19 62 19 68 19 74 19 80 19 86 19 92 19 98
0
Source: Industry data base Dr. Pátzay György
129
Norvégia: Nyersolajtermelés 52 mezőről tény
160000000
130
Nagy-Britannia: Kumulatív kőolaj felfedezések és tartalékok
előrejelzés
Millió barrel
Sm3
200000000 180000000
Dr. Pátzay György
35000 17 Gb
Data source:Norwegian Petroleum Directorate Forecast: LBST
6 Gb + 3 Gb
kum. felfedezések
30000
140000000
25000
120000000
20000
100000000
termelő kőolaj tartalék
?
80000000
15000
60000000
10000 5000
20000000 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 1. fázis: „csúcs-előtt“ Dr. Pátzay György
0 70
3. fázis: „letörés“
2. fázis: „csúcson“
kum. termelés
BP-statistika
40000000
80
év
90
2000
Source: Industriedatenbank, BP Statistical Review of World Energy 131
Dr. Pátzay György
132
33
2014. 02. 07.
Alaszka: kőolajtermelés 41 mezőről (1999) és az „optimista“ állami előrejelzés előrejelzés
tény
Millió Barrel/év
USA: Kőolajtermelés és import (millió barrel/nap)
Mill Barrel/day 20
800
14,2 Gb
18
700
16 600
14
500 400
10
Prudhoe Bay
300
Alaszka
6
USA többi része
4
100
Texas
2
0 1960
0 1970
Forrás:
1980
1990
2000
2010
35
Department of Natural Resources, Division of Oil and Gas 2000 Annual Report
Dr. Pátzay György
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
Dr. Pátzay György
x103 Barrel naponta USA-DOE kőolaj fogyasztási előrejelzés
100000
kumulatív felfedezések
Lehetséges???
80000 Kőolaj tartalékok
1200
A világ népessége
már kitermelt kőolaj
60000 Eltérés a valóság és a közölt tartalékok között!
1000 800
Ez sokkal valószínűbb !!
A világ többi része
40000
OPEC
20000
600 közölt tartalékok
Data source: Analyses: LBST
0 30
40
50
60
év
70
80
forrás:Campbell, BP Statistical Review of World Energy
90
Orosz o.
USA 0 1900 10 20 30 40 50 60 70 80 90
400 200
0
134
120000
1800 1400
95
Kőolaj termelés előrejelzés: lehetséges ez?
milliárd Barrel
1600
40
Forrás: Texas Railroad Commission, US Energy Information Administration 133
A világ kőolaj felfedezései és tartalékai
Dr. Pátzay György
NGL
8
200
2000
Import
12
1 Mio Barrel/nap
év
Industry data base, 2000;
0
legalább - 1 % /év
10 20
USA: US-DoE
0 135
Dr. Pátzay György
136
34
2014. 02. 07.
HOSSZABB TÁVÚ ELŐREJELZÉSEK AZ ENERGIAFOGYASZTÁS SZERKEZETÉRE
A világ kőolaj és földgáz termelése 1920 to 2050 Gbarrel/év 60 50
nc-oil
heavy oil
deep sea oil
polar oil
NGL
Gas
nc gas
40 30 20 10 0 1930
1950
1970
1990
2010
2030
2050
Source: Association for the study of peak oil (ASPO), C.J. Campbell 2002
Dr. Pátzay György
137
OECD-EURÓPA JELENLEGI ÉS BECSÜLT ENERGIAFOGYASZTÁSA
Dr. Pátzay György
Dr. Pátzay György
138
OECD-EURÓPA JELENLEGI ÉS BECSÜLT CO2 KIBOCSÁTÁSA
139
Dr. Pátzay György
140
35
2014. 02. 07.
A VILÁG ENERGIAELLÁTÁSA ÉS ELŐREJELZÉS A JÖVŐRE
Dr. Pátzay György
141
Dr. Pátzay György
142
ÜZEMANYAGCELLÁK ÉS BENZINMOTOR EMISSZIÓK
Dr. Pátzay György
143
Dr. Pátzay György
144
36
2014. 02. 07.
Dr. Pátzay György
145
Dr. Pátzay György
146
Dr. Pátzay György
147
Dr. Pátzay György
148
37
2014. 02. 07.
Dr. Pátzay György
149
Dr. Pátzay György
150
Dr. Pátzay György
151
Dr. Pátzay György
152
38
