TUDATOS KÖRNYEZET- ÉS VÍZMINŐSÉGVÉDELEM A HELYI MEGÚJULÓ ENERGIAHORDOZÓK HASZNOSÍTÁSÁVAL ALSÓÖRS

BALATONI PARTNERSÉGI PROGRAM FENNTARTHATÓ KÖRNYEZETFEJLESZTÉS – TÁJGAZDÁLKODÁS – ENERGIAHATÉKONYSÁG keretében a:

TUDATOS KÖRNYEZET- ÉS VÍZMINŐSÉGVÉDELEM A HELYI MEGÚJULÓ ENERGIAHORDOZÓK HASZNOSÍTÁSÁVAL 2007. 06. 19. ALSÓÖRS Előadó:

I. előadás:

II. előadás:

Dr. Unk Jánosné* okl. villamosmérnök, megújuló energia szakértő regionális tervező, a PYLON Kft. ügyvezetője ENERGIAHORDOZÓK, HAZAI ÁTFOGÓ ÉS HELYI POTENCIÁLIS ADOTTSÁGOK (NAPENERGIA, BIOMASSZA, GEOTERMIKUS , SZÉL- ÉS VÍZENERGIA) ÉS ÁTALAKÍTÁSI-, HASZNOSÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK, ÖSSZEHASONLÍTÓ ELEMZÉSEK, VÁRHATÓ KÖRNYEZETI HATÁSOK BEMUTATÁSA 1. NAPENERGIA közvetlen villamos energia hasznosítási technológiái (fotovillamos – napcellás – autonóm, kvázi autonóm rendszerek) 2. BIOMASSZA (országos potenciális adottságok felmérése, területi megoszlások, összevetés a területi energiaigényekkel, elindult – megrekedt hasznosítások, területfelhasználási korlátok. Balatoni BKÜ Program nád hasznosítási projektje 3. GEOTERMIKUS ENERGIA (országos potenciális adottságok, BKÜ területi adottságok, programjavaslatok, komplex hasznosítási tervek, projektek. Hőszivattyús rendszer fűtés-hűtésre) 4. SZÉL- ÉS VÍZENERGIA (országos potenciális adottságok, helyi lehetőségek, kisfogyasztói technológiák)

* Elérhetőségek: PYLON Kft., 1126 Bp. Istenhegyi út 9/d. Tel: (1) 355-4614; Fax: (1) 212-9626; Mobil: 06 30 911-8294; E-mail: [email protected]

MAGYARORSZÁG MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁS ADOTTSÁGAI 3. GEOTERMIKUS ENERGIA POTENCIÁL

1. ábra: Hőmérséklet eloszlás 2000 méter mélységben [2]

2. ábra: Hőmérséklet eloszlás 3000 méter mélységben [2]

2

3. ábra: Megújuló energiaforrás-bázisú erőművek javasolt helye a térszerkezetben [12]

4. ábra: Magyarország CH meddő kútjainak területi megoszlása [26]

3

HELYI ADOTTSÁGOK A közvetlenül a tóparton feltárt, „ásványvíz” értékű és beltartalmú kutak hasznosításának nagymúltú hagyományai mellett, nagyhőmérsékletű hévízkutak inkább csak a part második vonulatában, a háttértelepülésekben fordulnak elő, ill. ismeretesek, a „nagy tektonikai törésvonal”-ban (lásd az 5. ábrát), ott is elsősorban a BKÜ területe délnyugati és déli részein. Ezek között is kiemelkedik a Marcali és Lengyeltóti kistérség területe, ill. még inkább leszűkítve: a Táska, Buzsák, Buszák-Csisztapuszta, Lengyeltóti-Öreglak és Somogy-szentpál-Kisperjés települések zömmel külterületi hévízkútjai és meddő CH kútjai (lásd a 6. ábrát).

5. ábra: Magyarország főbb tektonikai vonalai, a harmadidőszaki medencealjzat mélységű és a valószínűsített nagy entalpiájú repedezett, breccsásodott, kasztosodott karbonátos tárolók helyei 4

6. ábra: Geotermikus kiserőmű és komplex hőhasznosítási telepítési változatai („A”, „B”)

5

1. táblázat A számításba vehető, kooperáló kutak jegyzéke az A) változatra

A „B” változat telephely javaslata több szempontból kedvezőbb az „A”-nél, mivel ez Marcali kistérség déli részére tevődik, pontosabban a közvetlen szomszédos települések, így Gadány-, Mesztegnyő, Hosszúvíz értékes, 3000 m-nél mélyebb kútjaira alapozva (2. táblázat) valósítható meg, valóban nem zavarva a szűkebb üdülőkörzetet és védett területeket, ugyanakkor ez a bázis kooperálhat Marcali város hőellátásával és/vagy néhány középüzem központos hőellátására is vállalkozhat a szűkebb települési hőigények kielégítésén felül. Mintaprojektként ez a „B” változat javasolható, a város és vállalkozók lehetőségeitől függő komplex hasznosítás alkotóelemeivel kibővítve, beleértve a Marcali Termálgyógyfürdő, gyógyszálló és városi strandhasznosítást is. 6

2. táblázat Termálkutak a „B” változat térségében

A nagymúltú gyógyfürdőhelyek; mint Hévíz, Balatonfüred, később Zalakaros, Buzsák-Csisztapuszta mellett, a termálvagyon ellenére, a reménybeli települések alig jutottak tovább nagyszabású terveknél, a BKÜ területén az elmúlt félévszázad alatt. E programot (2001. jan. – 2001. május) megelőzően, ellenben, főleg kormányzati támogatás reményében, annyira felgyorsultak az önkormányzati termálkút hasznosítási helyi törekvések, üdülési turizmus fejlesztési főcéllal, hogy napjainkra, csak a Balaton déli-, DNY-i térségében, egymás tőszomszédságában, mintegy 6 helyen folyik, olyan előrehaladott, nagyszabású (3000–5000 fő befogadóképességű) gyógyüdülő komplexum projektszintű tervezése, így: Táska, Buzsák, Buzsák-Csisztapuszta-Fonyód, Somogyszentpál, Marcali, Lengyeltóti-Öreglak és valamivel távolabb: Balatonszemes térségében lásd a 7. ábrát), melyek közül 5 projekt szűkebb-tágabb területe „átfedi” egymást, ugyanarra a külföldi érdeklődésre, de nagyobb, igényesebb létszámra számítva, amit most a Csisztapusztai állandó közönség testesít meg. 7

7. ábra: A Balaton Déli part üdülőterületi komplex termálvíz és energiahasznosítás lehetséges térségei

8

3. táblázat A Balaton déli parti háttértelepülések hévíz és meddő CH kútjainak jegyzéke ismert paraméterei, főleg gyógy- és strandfürdő hasznosításra preferálva

9

A vázolt, leszűkített kedvező geotermikus adottságokra alapozva, jelenleg a következő gyógyfürdőhelyi hasznosítási tervezés folyik: 1. Marcali térségében gyógyfürdő-gyógyszálló, strand együttes (3,0 mrd Ft) 2. Somogyszentpál térségben gyógyfürdő-szolgáltató együttes (2,0 mrd Ft) 3. Táska térsége saját gyógyüdülőfalu komplexummal (10–12 mrd Ft) és 4. Fonyódra kiépített termáltávhő-vezeték kapcsolattal (1,0–1,2 mrd Ft) 5. Buzsák térsége saját strand és élményfürdő fejlesztés (3,0–3,89 mrd Ft) és 6. Csisztapusztai termálstrand rekonstrukciós fejlesztése (0,8–1,2 mrd Ft) 7. Lengyeltóti-Öreglak tágabb térsége termálstrand együttese (2,0 mrd Ft) 8. Balatonszemesi gyógyfürdő-szolgáltató együttes (2,0 mrd Ft) Ezek közül Marcali távlati programja bekerült a komplex energetikai alprogram javaslatba, ahol a gyógyfürdői hasznosítást megelőzően, a hőhordozó közeg felső hőmérséklettartományát villamos és hőenergia-átalakításra és ellátásra lehet hasznosítani.

10

8. ábra: A villamos áram fejlesztést és a közvetlen termálhő hasznosítást egyesítő segédközeges – bináris – rendszer telepítési elvi vázlata

11

Technológiai javaslatok A termálgyógyfürdőhelyek vízkincshasznosítása akkor optimális, ha valamennyi jellegzetes hőlépcsőjének energiatartalmát, az ismert hasznosítási válfajok szerint értékesítik, különösen a gyógy- és strandfürdői hasznosítás feletti hőmérsékleti tartomány energiáját: elsősorban fürdőtelepi létesítmények, szállók, apartmanok, üdülőházak, üvegházi hajtatás stb. hőellátására (fűtés-hűtés, használati melegvízre), kis körzetű távhőellátási rendszer létesítésével, majd a fürdővíz balneológiai hasznosítása utáni hőtartományt pl. kertészeti létesítmények vagy állattartó objektumok hőellátására. Növelhető a rendszer hatásfoka megfelelő hőszivattyúk beiktatásával több fázisban, azonfelül a téli-nyári kiegyenlített hasznosítás megvalósításával, esetleges napkollektoros napenergia-hasznosító felületek beépítésével.

9. ábra: Termálvíz hasznosítási vázlat hőszivattyús kombinációval gyógyfürdőhelyi komplexumok térségében 12

TECHNOLÓGIA

10. ábra: Hévíztermelő és hasznosító rendszerek elvi vázlata

13

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

14

TÁJÉKOZTATÓ KÖLTSÉGEK A termál és gyógyfürdői komplex fejlesztések prognosztizált alapköltségeit és a geotermikus energiahasznosítás addicionális költségeit célszerű volt összesíteni ahhoz, hogy megítélhető legyen a térségre háruló feladat és annak támogatási lehetőségei (lásd az 5.6/2. sz. táblázatot). 4. táblázat Előzetes és globális költségösszesítő

5. táblázat Közép- és hosszabb távú, évekre bontott, prognosztizált költségmegoszlások

15

FÖLDHŐ HASZNOSÍTÁS hőszivattyús technológiával fűtés-hűtés és melegvíz készítésre A hőszivattyú a földi hőáramot (a nap által felmelegített talaj, talajvíz mélyebb rétegeinek hőmérsékletét) nem közvetlenül hasznosítja, hanem ezt az alacsonyabb (5–25oC) hőt átadja egy speciális munkaközegnek (amelynek igen alacsony a forráspontja, csak nagy nyomáson cseppfolyósodik). Ezt a munkaközeget egy zárt rendszerben (ami két hőcserélőt összekötő egy körvezetékből áll) az oda beiktatott kompresszor keringteti ill. hajtja meg (lásd a 12. ábrát); a hidegoldali hőcserélő előtt a folyékony halmazállapotban lévő munkaközeg nyomását egy nyomáscsökkentő szelep leejti kb. 1,7–5 bar-ra, aminek hatására a munkaközeg 0oC-ra lehűl; a párolgáshoz szüksége sőt a hőcserélő másik oldalán átfolyó környezeti közegből (földhőből, talajból, vízből, levegőből) vonja el, annak lehűtésével.

12. ábra: A hőszivattyú elvi működési vázlata

16

Ezt a kb. 3–5oC felmelegedett munkaközeget a kompresszor elszívja, besűríti 13,5–15–25 bar nyomásra, amelytől a lecsapódó munkaközeg felmelegszik 40–60–73,5oC-ra. A lecsapódásnál felszabadul az a hő, amelyet a környezetből elvont, megnövekedve a kompresszoron keresztül betáplált és hővé alakított 4,5–5-szörös energiával. Mindezt az energiát, a másik hőcserélőn áthaladva átadja a fűtési rendszerben keringő fűtőközegnek. A rendszer hatékonysági mutatója (COP, ε) a választott technológiával ε = 4,5 – 5,0, ami azt jelenti, hogy a hőszivattyú 1 kW elektromos energiájával és a kőzethő ill. talajhő melegének felhasználásával 4,5–5,0 kW hőteljesítmény állítható elő (levegő esetében ε = 3, talajvíznél ε = 4, termálvíz 20–25oC esetén ε = 5–7).

17

A hőszivattyú-gépegység után a földkollektor a rendszer második legfontosabb eleme. Ezek közül ma leghatékonyabb a függőleges csőhurok-szonda (lásd a 13. ábrát), amely 120 mm átmérőjű, 50–150 m mélységű talajba fúrt lyuk(ak)ból áll, amelybe kerül a nyomáspróbázott, vízzel feltöltött csőhurok. Ez után a kollektorlyukat a jobb hőátadás érdekében bentonit-cement zaggyal töltik fel. A kollektortól a hőközpontig kiépítendő gerincvezetéket a fagyhatár alatti mélységbe kell fektetni, majd csatlakoztatni a hőszivattyúhoz. Az adott hőigényhez illeszkedően, több függőleges szonda telepíthető. Jelen projektben min. 4 db szükséges.

13. ábra: Függőleges szondából kialakított földkollektor

14. ábra: Zárt kútpáros rendszer

Ismeretes még „zárt kútpáros rendszer” megoldásmód (a 14. ábrán), ahol a talajvízkútból búvárszivattyúval nyert víz hőjét vonják el (a talajvíz állandó hőmérséklete 7oC–12oC, jó hővezető képessége révén ideális hőforrás), majd a lehűlt vizet vagy egy másik kútba, vagy felszíni vizekbe (patak, folyó, tó) vezetik el, vagy visszaszivárogtatják a földbe dréncsöveken át.

18

A talajkollektoroknak ismeretes az ún. horizontális elhelyezése (lásd a 15. ábrát), amikor is több mint száz méter hosszú, speciális kemény PVC köpennyel ellátott rézcsöveket vagy polietilén csöveket fektetnek le 1–2 m mélységbe. A rendszer segítségével 20–30 Watt/m2 energia nyerhető.

15. ábra: Horizontális kollektorok elhelyezése

Hőközpont nézetrajza

19

PÉLDA (ajánlott típusok)

* A teljesítményértékek az EN 255 szabvány szerint értendők (keringetőszivattyúk nélkül) ** Beépített keringetőszivattyúkkal nem érhetők el *** gL-gG típusú olvadószálas biztosító vagy D típusú kismegszakító • Nagyteljesítményű vezérlőrendszer, REGO 6000, négysoros megvilágított kijelzővel az optimális működés és az egyszerű beállítás érdekében • Fűtésre és hűtésre egyaránt alkalmas beépített keringetőszivattyúk • Beépített hajlékony csőrendszer • Rezonanciamentes zajszigetelő búra és zajszint csökkentésére • Hatásfokot növelő új befecskendezési technológia • CompSafe védi a kompresszort és növeli élettartamát • Egyszerű beszerelés, könnyű karbantartás

20

Vaillant geoTHERM Wärmepumpe (hőszivattyú)

Elrendezése

Elve

Teljesítményadatok I.

Teljesítményadatok II.

Nézete

21

SZÉL ÉS VÍZERŐ HASZNOSÍTÁS

16. ábra: Szél- és vízerő-hasznosítási hagyományok Magyarországon

17. ábra: Nyári–téli szélirányok és szélsebességek területi megoszlása

22

SZÉLENERGIA POTENCIÁL

18. ábra: Magyarország szélerő térképe 70 m magasságban

23

19. ábra: Kis szélerőgép-rendszer felépítése

24

KISFOGYASZTÓK ELLÁTÁSA SZÉLERŐGÉPEKKEL Változatok a különböző igényű tanyatípushoz tartozó fogyasztók ellátására 1. 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 2. 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 3. 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 25

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

26

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

27

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 + 300W-os napelem (1300 Ft/W) ára: 400 eFt. A rendszer nettó ára: 2,4 millió Ft + ÁFA

28

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.

29

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: 30

Áramellátásra a svéd típusú 14-30 kW névleges teljesítményű hálózatra kapcsolt szélturbina telepítésére következő ajánlat adható:

31

21. ábra: Szélerőgép AER 06 típusú 12 lapátos, alacsonyabb szélsebesség tartományban való felhasználásra (víztovábbításra)

20. ábra: Szélerőgépek szárnylapát típusai

22. ábra: AER IG-075 tip. szélerőgép villamos energia termelésre, max. 1,5 kW 32

23. ábra: Víztermelő szélerőgép, AER 21 farm típusú, 18 lapátos kivitel

24. ábra: Példák közép és nagyteljesítményű szélerőgépekre – művekre. Központos villamos energia termelés bázislétesítményei 33

8. vált. Vízkiemelés mechanikus úton, membránszivattyúval vagy dugattyús szivattyúval, 18 lapátos szélerőgép alkalmazásával: A hazai gyártmány és kereskedelmi forgalomban nagy hagyománynak örvendenek 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 23. ábrán). Műszaki főbb paraméterek

34

KÖZPONTOS ENERGIA-ELLÁTÁSMÓDOK SZÉLENERGIÁRA ALAPOZOTT, KÖZPONTOS VILLAMOS ENERGIA ELLÁTÁS 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 15. 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. 35

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. 36

25. ábra: Szélturbina belső berendezés elrendezési vázlata

Ilyen nagyobb szélerőtelep a BKÜ területén legfeljebb Litér térségében engedélyezhető. 37

VÍZENERGIA [4] [7] [20] [21] A csatlakozó és az EU-s országoknak egyaránt megnyugtató és előremutató a Vízügyi Miniszterek 2003. évi Kyoto-i nyilatkozata, amely kimondja a vízenergia kiemelt hasznosításának szükségességét, majd a johannesburgi WSSD világcsúcstalálkozó végrehajtási programjának 19.e) pontjában az alábbi tézisekkel hívják fel az országok figyelmét: • 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 jó gyakorlat értékelését és e rendszer fejlesztését.

Hazai vízenergia-forrásadottságok Magyarország a tiszta, környezetszennyezés-mentes vízerő villamosenergia átalakításával nyerhető megújuló energiaforráshasznosítási tervszerű, európai, környezetbarát fejlesztési folyamatában lemaradt, a fosszilis tüzelőanyagbázisú erőműfejlesztést részesít előnyben még ma is. 38

26. ábra: Magyarország kis és törpe vízerőművek telephelye 39

PRONÓZIS 1.

Kisebb folyókra tervezett törpe vízerőművek, duzzasztói kiegészítő fejlesztések A Hernád folyóra 5 db kiserőmű, összesen 5,6 MW beép. telj., 4,8 GWh termeléssel A Sajó folyóra 5 db kiserőmű, összesen 4,8 MW beép. telj., 5,2 GWh termeléssel A Körös folyóra Körösladány térségében 4,8 MW beép. telj., 10,0 GWh termeléssel A Maros folyóra Makó térségében 4,3 MW beép. telj., 12,0 GWh termeléssel Összesen 19,5 MW 32,0 GWh 2. Meglévő duzzasztóművekre javasolt vízerő-hasznosítások színhelyei: Békésszentandrás, Dunakiliti, Kisköre, Tiszalök és Nicki duzzasztóművek. Összesen 15 MWe/85 GWh termelési és 8 milliárdos létesítési előirányzattal. 3. Tiszai vízlépcsők tervezett villamosenergia hasznosítása 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 90 GWh termeléssel c) Csongrádi vízerőmű 18,0 MW vill. telj. Összesen 56,0 MW 280 GWh 4. 2010-et követő időszakra javasolt fejlesztések a Dunára [4] Nagymarosi vízlépcsőre 153 MWe 1035 GWh Adonyi vízlépcsőre 150 MWe 775 GWh Paksi rekuperációs erőmű 7 MWe 50 GWh Fajszi vízlépcsőre 100 MWe 650 GWh Összesen 403 MWe 2460 GWh

A BKÜ területére vízerő hasznosítást nem terveznek.

40

ÖSSZEHASONLÍTÓ ELEMZÉSEK, ÉRTÉKELÉSEK EU ÁLTAL ELVÁRT MEGÚJULÓ ENERGIAHORDOZÓI-HASZNOSÍTÁSOK MÓDJA, NAGYSÁGA, KÖLTSÉGEI (bemutatás: egy konkrét projekt példájával, ill. eredményeivel) GKM 6800/2003. sz. V.1. sz. kutatási téma: A MEGÚJULÓ ENERGIAHORDOZÓ-FELHASZNÁLÁS NÖVELÉSÉNEK KÖLTSÉGEI című tanulmányunk [4] fő célkitűzése: a 2001/77/EK Európai Uniós IRÁNYELVEKben rögzített, Magyarország számára előírt kötelezettség: a megújuló bázison termelt villamos energia felhasználásnak a jelenlegi (2002) 0,5%-ról 3,6%-ra történő növelése, mintegy 1600–1700 GWh nagysággal számolva, az ország energiahordozói szerkezetében. Mint főfeladat teljesítése, nem csupán technológiai alátámasztást igényelt, hanem a választott technológiák költségeinek meghatározását és összehasonlításukat is. Erre az alapdokumentumra alapozva meg kellett határozni azt a legkisebb költséget, mint állami támogatás-minimumot, amelyet a kormányzatnak garantáltan biztosítania kell a 2004–2010-ig terjedő időszakban.

41

TECHNOLÓGIÁK MŰSZAKI-GAZDASÁGI TECHNOLÓGIA ELEMZÉS, MÉRETEZÉS Villamosenergia átalakításra 15 technológiai változat elemzése készült el, ebből: •

biomassza energiahordozóra négy változat: a CHP (gőzturbinás, kapcsolt hőenergia termeléssel) az ORC rendszerű, a faelgázosító technológiák és a biogázmotoros technológiák; • geotermikus energia átalakításra 4 változat; a kisebb teljesítményekre az ORC a „Kalina” és a gázmotoros technológiák a nagyobb teljesítményre a kombinált (vízgőz-gázmotoros) technológia; • napenergiára a fotóvillamos-energia átalakítás 3 különböző nagyságú technológiájára (autonóm rendszer, hálózatra táplálás, kvázi autonóm rendszer); • szélenergiára két jellegzetes formáció, az: egyetlen (single) és a szélerőtelepi nagyobb teljesítményű rendszer; • vízenergiára 2 változat: a ma megengedett közepes – max. 5,0 MW kapacitású - technológiájú és másodikként a törpe vízerőművi technológiák elemzése. Hőenergia átalakításra 8 technológia változat jellemzése készült el, ebből: • napenergia aktív hőhasznosítására 3 változat (családiházas, intézményi nagyobb teljesítményű, végül speciális-kombinált változatok); • napenergia passzív hőhasznosítására 3 változat (új beépítéstelepülés szintű, új építésű építményei szintű és meglévő épületrekonstrukcióval kapcsolt változatok); • földi hőáram: hőszivattyús technológia 2 változata új beépítésre és lakónegyedi rekonstrukció esetére. Bioüzem termelésre 2 technológia: bioethanol és biodizel gyártásra. 42

MUTATÓK TECHNOLÓGIAI ÉRTÉKELÉSHEZ HASZNÁLT MUTATÓK – INDIKÁTOROK – KÖRE (a szaktanulmány egységes, közösen vállalható tematikus tartalommal készültek) Az indításkor felvetett közös mutatók voltak: 1. a projekt (technológia) fajlagos nagysága; 2. a termelés/átalakítás, szolgáltatás fajlagos költsége; 3. a technológia hatásfoka; 4. a kogeneráció lehetősége; 5. a folyamatos üzemvitel; 6. a szolgáltatás megbízhatósága (koncentrált vagy diszperz rendszer; 7. a környezetszennyezés-emisszió csökkentés módja, mértéke; 8. az energiahordozó és technológia társadalmi elfogadottság mértéke; 9. egyéb közös mutató. Szakértői, egyeztetett megfontolások alapján, a további átfogó; a döntéshozók számára alkalmas portfólió – összegző anyag – kidolgozásához a jellemző mutatók – indikátorok – három fő csoportba kerültek, ezek: 1. költségmutatók, 2. kockázati, ill. ellátásbiztonsági mutatók 3. járulékos egyéb hasznok és hátrányok mutatói (pozitív-negatív externáliák). A költség szerinti értékelés két jellegzetes mutató segítségével készült (technológiai összehasonlító elemzések értékeit, ill. markáns különbségeit lásd a kiragadott 27. és 28. ábrákon). Az értékelés összesítése és súlyozása (pontozással elért osztályozása szerint) a legkedvezőbb kategóriába elsősorban a nagyméretű, nagy teljesítményű technológiai megoldásokat tette, a várakozásnak megfelelően.

43

27. ábra: 1 GJ/év megújuló energia felhasználás támogatásigénye jövedelemalapú támogatásnál (villamos energia termelésre alkalmas technológiáknál)

28. ábra: Megújuló energia technológiák gazdaságossága támogatás nélkül (villamos energia termelésre alkalmas technológiáknál)

44

29. ábra: A megújuló energiaátalakítási technológiák osztályzatai

45

További következtetések, megfogalmazhatóak: 1. A vízenergia hasznosítása, ha környezetvédelmi szempontból elfogadható és a volumennagyság „megfelelően” illeszkedik a termelhető mennyiségekhez, jelenleg a „legolcsóbb” megoldásoknak számítanak a megújulókból történő villamosenergia termelés növelésére abban az esetben, ha meglévő – kész – duzzasztóművekbe építik be utólagosan a turbinaegységeket. 2. A biogáz-motorok elterjesztése a mezőgazdasági életvitelben a társadalmi költségigény szempontjából is kedvező. 3. A geothermia hasznosításának a különböző megoldásai a legváltozatosabb eredményeket, szórásokat eredményezhetik, azonban kedvező viszonyok között versenyképes megoldásokat jelentenek a költségességek tekintetében is. 4. A szélerőművek támogatásigénye egyre inkább elfogadható társadalmilag, azonban azzal, hogy nem kombinálhatók kogenerációval, a gazdaságosságuk megkérdőjelezhető. 46

5.

A biomassza villamosenergia termelésre történő hasznosítása úgy tűnik, a nem nagy erőművi méretek esetében ma még túl drága megoldásnak számít. Ez azonban csak még inkább kihangsúlyozza a biomassza szerepét és lehetőségeit a hőtermelés vonatkozásában.

6.

A fotovoltaikus villamosenergia termelés túl költséges ahhoz, hogy a jelentős volumennagyság emelkedése reális cél lehessen. Azonban az autonóm helyeken a szükséges villamosenergia ellátás érdekében, vagy imázs növelő céllal terjedésére számítani lehet, sőt bizonyos alaptámogatása, ami a relatív költségessége miatt inkább erkölcsinek értelmezhető, mindenképpen indokolt ennek a legtisztább technológiának.

További hasonló részletezettségű és mélységű értékelés készült a „kockázatra”, a fenntarthatóságra mintegy 6 indikátor (B1-B6 jelű) segítségével. Végül a pozitív és negatív extrenális hatások szerinti értékelés (C1-C7 jelű mutatóval) után végzett összesítő osztályozás alapján, a műszaki és immár gazdasági értékelések szerint az egyes technológiák a következő kategóriába sorolhatók. 47

A PREFERÁLT TECHNOLÓGIÁK ALKALMAZÁSA A 15 modellszerűen választott villamos energiaátalakító technológiához meghatározott teljesítőképesség, ideálisan a villamosenergiával kapcsolt hőenergia termelés is létesítési költség tartozik, melyek mindegyikére a gazdasági elemző tanulmány előbb fajlagos mutatókat határozott meg, amelyek összefoglalását az 1. táblázat tartalmazza. Valamennyi megvizsgált technológiára NPV – nettó jelenérték számítást irányzott elő e kutatás táblázatos formában, 3 esetre: 1. a támogatás gazdasági hatékonysága és a projekt fenntarthatósága tartalommal 2. a támogatás gazdasági hatékonysága emissziókereskedelemmel és 3. a projekt gazdaságossági vizsgálatára. Így a tényleges, valóságos, véglegesített javaslatot, ami a megújuló bázison termelt és 2010-ben már hasznosított villamosenergia nagyságára, energiaforrás szerkezetére vonatkozik, kiegészíti egy olyan részletező összesítő kimutatás, melyben megjelenik a megújuló energiahordozói hőenergia termelés is, részben a meglévőek, részben a villamosenergia átalakítással kapcsoltan évente termelt új hőmennyiségek, és a villamos és hőenergia várható volumenek összesítése is. 48

PROJEKTJAVASLAT 1. táblázat Megújuló energiahordozói volumen és szerkezet prognózisok 2010 évre Magyarországon

30. ábra: Magyarország tervezett megújuló energiahordozói, szerkezeti arányai 2010-re

49

EREDMÉNYEK Az összesítés végeredményéből levonható következtetések: •

• •

•

•

a 2005-ig meglévő erőművi mintegy 142 MW kapacitásokhoz képest 310 MW új átalakító technológiák fejlesztése szükséges, amelyek együttesen – a 3 erőművi blokk termelését is bevonva – biztonságosan – kellő tartalékkal, ill. építési kockázattal – ki tudják elégíteni az előírt min. 1600 GWh/év volument, ill. nagyobb gazdasági felfutás esetén a min. 1700 GWh/év villamosenergia felhasználási igényhányadot, a fő feladat ezzel teljesítettnek tekinthető (tartalék: 25%). A termelt villamosenergia évenként 7,6 PJ/év növekményt tesz ki, ill. amely technológiánál ez lehetséges és gazdaságos, ott kapcsolt hőenergia termeléssel még további 17,3 PJ/év növekmény valósítható meg. A vázolt növekmények alapján, az energiatermelés-felhasználási összesítő végeredménye szerint 2010-ig: megújuló energiahordozói bázison mintegy: 60–61 PJ/év nagysággal lehet számolni a teljes 2010-re becsült 1148 PJ/év nagyságú energiafelhasználási szerkezetben. A megújuló energiahasznosítások mértéke a jelenlegi 36 PJ/év értékről 61 PJ/évre, azaz mintegy 70%-kal nagyobbra növekedett. A 60–61 PJ/év megújuló energiahordozói felhasználás a 2010-re becsült összfelhasználásnak alig több mint 5%-a (5,23%-a), azaz a mai aránynak (a 3,53%-nak) a megduplázódásához, azaz a min. 7%-os tervezett hányadhoz képest még nem elegendő. Ahhoz, hogy a megújuló részvétel az össz-energiafelhasználásnak legalább 7%-a legyen, el kell érni, hogy annak nagysága 80 PJ/év legyen, azaz az eddig méretezett és költségelt hasznosításokon felül még további min. 20 PJ/év hasznosításhoz szükséges. Elsősorban hőenergia-termelő kapacitásokat szükséges még 2010ig számításba venni, ill. lehetőleg vállalkozói alapon megépíttetni. Ebben kapnak szerepet az ugyancsak e kutatásban felmért és prognosztizált technológiák, így: – a napenergia direkt hőhasznosításának (napkollektoros korszerűbb technológiákkal) további növelése, mint legtisztább forrású és legnépszerűbb, társadalmi szinten jól elfogadott megoldás (0,7 PJ/év végeredménnyel); – a passzív napenergia hasznosításokat létrehozó új építkezések és a meglévő lakásrekonstrukciókkal elérhető mintegy 3,5 PJ/év megtakarítások, – ugyancsak itt érvényesíthetők a földi hőáram hasznosításával nyerhető, ill. ide „betudható” energiamegtakarítási volumenek.

50

KORMÁNYZATI TÁMOGATÁSOK SZÜKSÉGES NAGYSÁGA, ARÁNYA A VÁLASZTOTT STRUKTÚRÁRA A kiválasztott energiahordozókra illesztett energiaátalakítási technológiák sokszorozásával, ill. a célul tűzött struktúrákba történő behelyettesítéssel a fajlagos költségek számított értékei alapján elkészült a költségösszesítő a nyers alapváltozatra (lásd a 2. sz. táblázatot). 2. táblázat Célkitűzés és KÖLTSÉGEK a NYERS ALAPVÁLTOZATRA

51

3. táblázat 9. Célkitűzés és költségek a VÉGLEGESÍTETT VÁLTOZATBAN

52