Vállalkozók Európában 3 TARTALOMJEGYZÉK

Vállalkozók Európában

3

TARTALOMJEGYZÉK Bevezetés, ajánlás................................................................................. 4 1. A megújuló energiák fajtái ........................................................... 5 1.1 Biomassza............................................................................. 7 1.2 Napenergia.......................................................................... 12 1.3 Geotermia ........................................................................... 14 1.4 Szélenergia ......................................................................... 15 1.5 Vízenergia .......................................................................... 16 1.6 Egyéb megújuló energiák................................................... 17 2. Környezetvédelem és megújuló energiaforrások ....................... 20 3. Megújuló energia hasznosítás az Európai Unióban ............... 25 4. Megújuló energia hasznosítási lehetőségek Magyarországon 31 5. A KKV-k energiahatékonyság-növelési és a megújuló energia hasznosítási lehetőségei...................................................................... 44 6. Megújuló energia hasznosítási technológiák és gyakorlati alkalmazások .......................................................................... 65 6.1 Napkollektoros hőellátás .................................................... 65 6.2 Hőszivattyús hőellátás........................................................ 74 6.3 Biomassza alapú hőellátás.................................................. 82 6.4 Napelemes villamosenergia-ellátás (fotovillamos rendszerek) ......................................................................... 95 6.5 Szélgenerátoros villamosenergia-ellátás és szélerőgépek alkalmazása ...................................................................... 104 7. A megújuló energia projektek finanszírozási lehetőségei.... 114 Felhasznált irodalom ........................................................................ 119 A megújuló energia hasznosítással kapcsolatos fontosabb jogszabályok..................................................................................... 121 A témához kapcsolódó fontosabb honlapok..................................... 123

4

Megújuló energiaforrások az EU-ban és Magyarországon

BEVEZETÉS, AJÁNLÁS A hazai kis- és középvállalkozói szektor fejlődése az elmúlt másfél évtizedben az erős piaci verseny körülményei között zajlott, a hatékonysági kényszer jelentősen hatott a napjainkra kialakult vállalati szerkezetre. A kisés középvállalkozások kiemelkedően fontos szerepet játszanak a nemzetgazdaság termelésének növelésében és a foglalkoztatásban; a vállalati szektoron belül a foglalkoztatás kétharmadát a kis- és középvállalkozások adják. A versenyképességük megőrzése érdekében a hatékonyság további növelése elengedhetetlen. Ennek egyik fontos eszköze az energiahatékonyság-növelés és a megújuló energiaforrások együttes alkalmazása. A takarékos és környezetbarát energiagazdálkodás egyrészről közvetlenül hozzájárul a vállalkozás hatékony működésének elősegítéséhez az energiaköltségek csökkentése által, másrészt segíti az egészséges és fenntartható környezet kialakítását és a globális felmelegedés és az éghajlatváltozás elleni tevékenységeket. Jelen kiadvány ehhez kíván segítséget nyújtani a hazai kis- és középvállalkozások számára, bemutatva az Európai Unió számos tagországában eredményesen alkalmazott vállalati energiamenedzsment rendszer kialakításának módját, az energiahatékonyság-növelési és a megújuló energia hasznosítási lehetőségeket. Köszönetet mondok a kiadvány valamennyi szerzőjének, hogy munkájukkal, szakmai felkészültségükkel hozzájárultak a kiadvány létrejöttéhez. A szerzők nevében is külön megköszönöm Ari Andreának, dr. Hárs Titanillának és Kazai Zsoltnak a közreműködését, akik a kiadvány megjelenéséhez részanyagok gondos és szakszerű elkészítésével jelentős segítséget adtak. A kiadvány szerzői és közreműködői remélik, hogy sok hazai kis- és középvállalkozás fogja haszonnal forgatni e kiadványt, és megtalálja benne mindazon ismereteket, amelyek segítségével a vállalkozásuk energiahatékonysága, ezáltal versenyképessége tovább növelhető. Mészáros Géza szerkesztő


1.

5

A MEGÚJULÓ ENERGIÁK FAJTÁI

Megújuló energiaforrások alatt azokat az energiaforrásokat értjük, amelyek hasznosítása közben a forrás nem csökken, hanem azonos ütemben újratermelődik, vagy megújul. Az iparosítást megelőző időkben – és a fejlődő országok nagy részében ma is - az emberiség energiaellátása főként megújuló energián alapult (vízimalmok, szélmalmok, fatüzelés, mezőgazdasági melléktermékek tüzelése stb.) A megújuló energiaforrások felhasználása igen sokoldalú lehet. Hagyományosan legfontosabb alkalmazási területük az alapvetően fűtési célú hőenergia termelés, az utóbbi időben azonban a villamosenergiatermelés vált hangsúlyossá, és a jövőben várhatóan jelentős szerepet kapnak a járművek üzemanyagaként való felhasználásban is. Nemzetközi osztályozás szerint négy megújuló energiaforrás létezik: a Nap, a Föld forgási energiája, a gravitáció és a geotermális energia. A hétköznapi értelemben vett megújuló energiaforrások közvetlenül vagy közvetett módon a Napból származnak. A napenergiát közvetlen módon három területen hasznosíthatjuk: napkollektorokkal a fűtés és használati melegvíz készítés területén, napelemekkel elektromos áram előállításához – mindkét esetben technológiai berendezésekről beszélünk - valamint az építészetben az ún. passzív napenergia-hasznosítással. Közvetett módon a napenergiából származik a szél, a víz, a biomassza, és a tenger hullámok energiája. Léteznek időjárástól függő (pl. nap, szél) és időjárás független (pl. geotermikus) megújuló energiaforrások. Az 1. sz. ábra bemutatja, hogy egy szakértői csoport számításai szerint a legfontosabb megújuló energia fajták éves elméleti potenciálja hogyan aránylik az emberi társadalom éves összes energiafelhasználásához. Látható, hogy a Napnak a Földre beeső sugárzása olyan állandó energiaforrást jelent a Föld számára, amelynek energiamennyisége 17.000 – szer nagyobb, mint az emberiség teljes energia felhasználása. (Egyes számítások szerint a Föld sivatagaira jutó napsugárzás kb. 1%-ával ki lehetne váltani a teljes fosszilis energiahordozó-felhasználást.) Emellett a rendelkezésre álló szélenergia, óceán energia és biomassza energia potenciál is egyenként meghaladja az emberiség jelenlegi energiaszükségletét. Nyilvánvaló, hogy a technológiailag és gazdaságilag hasznosítható potenciál lényegesen alacsonyabb az ábrán bemutatott elméleti aránynál (erre vonatkozóan is készülnek különböző szakértői becslések), de az arányok mindenképpen figyelemre méltóak.

6


1. sz. ábra A legfontosabb megújuló energiák potenciálja és az emberi társadalom energiafelhasználásának aránya

Forrás: Renewables for Power Generation Status-Prospekt 2003

IEA/OECD

A megújuló energiák alapvetően két fő forrásból származnak: a napenergiából és a geotermikus energiából. A napenergia hasznosítás egyrészt történhet közvetlenül, különféle technikai eszközök segítségével, másrészt közvetve a fotoszintézis folyamatán keresztül. A 2. sz. ábra a megújuló energiák csoportosítását mutatja be.


7 2. sz. ábra

A megújuló energiaforrások csoportosítása

Forrás: Pataky T. – Dr. Unk Jánosné: Települések mérnöki műveletei és létesítményei. BME. Tankönyvkiadó 1990.

A különböző országok eltérő természeti adottságai más-más megújuló energia hasznosítási lehetőségét biztosítják. Ebben a fejezetben röviden ismertetésre kerülnek a Magyarország számára fontos megújuló energia fajták és legjellemzőbb alkalmazási területeik, kiemelve a magyarországi hasznosítási lehetőségeket.

1.1

Biomassza

„A biomassza valamely élettérben egy adott pillanatban jelen levő szerves anyagok és élőlények összessége.” (Barótfi I.1999 p. 5.) A biomassza a Föld felületén egyenetlenül oszlik el. A sarkok felől az egyenlítő felé az élőlények tömege, fajtáinak száma növekszik. Az éghajlattól függően eltérő az élővilág sűrűsége, vagyis a biomassza mennyisége a Föld egyes területein.

8


Energetikai célokra szinte kizárólag a növényi anyagokat (fitomassza) hasznosítjuk, míg az állati eredetű biomasszát (zoomassza) csak kevés esetben Ez utóbbira lehet példa, amikor pl. vágóhídi hulladékot kevernek növényi anyagokkal biogáz-termelés céljából. Az energetikai célra hasznosított biomasszát legalább kétféleképpen csoportosíthatjuk. Egyrészt az anyag halmazállapota szerint, másrészt pedig a keletkezési hely, vagy eredet szerint. Halmazállapot szerint beszélhetünk szilárd, folyékony és gáznemű biomasszáról (1. sz. táblázat). 1. sz. táblázat A biomassza csoportosítása halmazállapot szerint szilárd folyékony gáznemű

fásszárú növények (természetes és ültetvényerdők) lágyszárú növények (szalma, nád, energiafű stb.) hígtrágya szerves eredetű metán (depóniagáz, biogáz)

A biomassza származási helye szerint pedig az alábbi csoportokat különböztetjük meg: -

elsődleges biomassza: a teljes földi növényzet, felhasználásával, fotoszintézis révén keletkezik.

a

napenergia

-

másodlagos biomassza: az állati eredetű biomassza, mely alapvetően az elsődleges biomasszából keletkezik, annak lebontásával, majd újraépítésével. (különböző állati szerves trágyák)

-

harmadlagos biomassza: a biomasszák feldolgozásával, illetve felhasználásával összefüggően keletkező biomasszaként kezelhető anyag, mely különböző idegen anyagokat is tartalmazhat (pl. élelmiszerés különböző szerves, humán eredetű hulladékok).

A fentiekből látható, hogy a biomassza, mint fogalom, még az energetikai értelmezésben is rendkívül összetett, többféle alapanyagot és technológiát takar. A biomassza energetikai célú hasznosítása előtt meg kell fontolni, hogy – a felhasználandó növényi alapanyag típusától függően – mekkora részt hasznosítunk energetikai célra, és mekkorát élelmiszertermelésre. A növényi alapanyagokat ugyanis valahol meg kell termelnünk. Ez a legtöbb esetben korábban élelmezési célra hasznosított területen történik. Tévhit ugyanis az, hogy nagy tömegű, energetikai célú termelést a művelés alól kivont,


9

rosszabb minőségű területeken is folytathatunk. Az energetikai célú növénytermesztésnek, az élelmiszercélúhoz hasonlóan alapvető eleme a gazdaságosság, vagyis egységnyi területen a lehető legnagyobb tömeghozam elérése a cél, minél rövidebb idő alatt, minél hatékonyabban. Ehhez ugyanúgy jó talajadottságú termőterületekre van szükség, a rosszabb minőségű területeken alacsonyabb hozam mellett csak kiemelt földalapú támogatással éri meg termelni. Más kategóriát képvisel a növénytermesztésből és állattenyésztésből származó melléktermékek, hulladékok hasznosítása. Itt természetesen nincs konfliktus az élelmiszer- és az energetikai célú termesztés között, hisz a hulladékok ártalmatlanításával egy nagyon fontos környezetvédelmi célt is sikerül elérni. A mezőgazdasági eredetű hulladékok viszont az ország energiaigényéhez képest csak csekély energetikai potenciált képviselnek. A biomassza alkalmazása körüli ellentmondásosság másik forrása a környezetvédelmi okokra vezethető vissza. Itt szintén egy tévhitet érdemes eloszlatni, mivel a korábban gyakran hangoztatott érv, miszerint a biomassza alkalmazása a CO2-kibocsátás szempontjából semleges, sajnos nem állja meg a helyét. Bármilyen növény elégetésekor ugyan valóban annyi CO2 szabadul fel, mint amit a növény a növekedése során, fotoszintézis útján magába kötött, de egy technológia alkalmazása során a teljes életciklust kell figyelembe venni. Ez azt jelenti, hogy a növény termesztéséhez, betakarításához, szállításához, feldolgozásához, a létesítmények építéséhez, a végtermék szállításához, a hulladékok elhelyezéséhez/ártalmatlanításához stb. felhasznált energiát és az abból származó kibocsátásokat is számításba kell vennünk, amikor összehasonlítjuk az egyes technológiákat. A biomassza-felhasználás tehát soha nem lesz CO2-semleges, noha általában nagyságrendekkel kedvezőbb értékeket produkál a fosszilis energiahordozókkal szemben. Probléma igazából akkor merül fel, amikor a rendelkezésre álló alapanyag-mennyiséget nem hatékonyan, vagyis pazarló módon hasznosítják, és több energiát fektetnek a biomassza előállításába, mint amennyit az egésszel nyerni lehet. A biomassza-hasznosítás szakmai területe folyamatos mozgásban van. Összetettsége és a fent említett konfliktusok kiküszöbölése okán folyamatos kutatás-fejlesztés zajlik, újabb- és hatékonyabb eljárásokat dolgoznak ki, melyek rövid időn belül felülírhatják és kiszoríthatják a jelenlegieket. A biomassza hasznosításon belül is vannak azonban olyan területek, melyek meglehetősen nagy hagyományokkal rendelkeznek, és amelyek már ma is magas műszaki színvonalat és hatásfokot képviselnek. Ilyen a szilárd biomassza közvetlen eltüzelése, melyről bővebben szólunk a. továbbiakban.

10


Alapanyagok, felhasználási területek Mielőtt bármelyik technológiát kiemelnénk, érdemes áttekinteni a ma energiatermelési célra leggyakrabban hasznosított alapanyag-típusokat és technológiákat. A 2. sz. táblázat összefoglalja ezeket.

2. sz. táblázat Az egyes biomassza-alapanyagok felhasználási módjai Alapanyag típusa

Feldolgozás technológiája

Lágyszárúak szalma, aprítás, energiafű pelletálás/fermentáció nád aprítás Fásszárúak hasábfa aprítás, brikettálás/pelletálás

Nyert halmazállapot Energiatermelés Nyert energia energiatechnológiája típusa hordozó apríték, pellet/biogáz apríték

szilárd/gáz

apríték/brikett/pellet

szilárd

szilárd

apríték/pellethő/ hő+vill. kazán, gázmotor energia kazán

hő

közvetlen hő/ hő+vill. tüzelés/faelgázo- energia sítás

Olajosnövények repce, észterezés napraforgó

dízelolaj

folyékony

dízelmotor

mechanikus/hő/ hő+vill. energia

Gabonanövények búza, erjesztés+deszkukorica tilláció

etanol

folyékony

belső égésű motor


etanol

folyékony



etanol

folyékony



Magas keményítő tartalmú növények burgonya, erjesztés+deszcsicsóka tilláció Magas cukortartalmú növények cukorcirok, erjesztés+deszcukorrépa tilláció


11

A táblázatból látható, hogy az alapanyagok szinte mindegyike felhasználható hő-, villamosenergia-termelésre, vagy mechanikus/mozgási energia előállítására. A táblázat a lehetőségeket mutatja be, ezért tüntettük fel pl. a bioüzemanyagoknál, az etanolnál és a dízelnél, hogy ezek is felhasználhatók hő- és villamosenergia-termelésre is, akár kisebb-nagyobb erőművekben, annak ellenére, hogy ma döntően gépjárművek meghajtása céljából termelik őket. Szilárd A biomassza a szén, a kőolaj és a földgáz után a világon jelenleg a negyedik helyen áll az energiafelhasználáson belül. Világátlagban a felhasznált energia kb. 10 %-át, fejlődő országokban 35 %-át biomassza felhasználásával nyerik. A biomassza valamely élettérben egy adott pillanatban jelen levő szerves anyagok és élőlények összessége. Ezek a szárazföldön és vízben található mikroorganizmusok, növények, állatok tömegei vagy már közvetett, transzformáción átesett (ember, állat, feldolgozó iparok) keletkező biológiai eredetű termékek és hulladékok. A biomassza tüzelése, tárolása történhet közvetlen formában (tűzifa, faapríték) vagy mechanikai átalakítást követően. A mechanikai átalakítás leggyakoribb formája a pellett, brikett készítése, amely során a könnyebb kezelhetőség és szállítás céljából a biomasszát háromirányú présekkel összepréselik. Folyékony (bioüzemanyag) A bioüzemanyagok gyártására fordított energia egy igen vitatott téma. A biohajtóanyagok előállítása nem a potenciális lehetőségek, hanem az igények szerint alakul. Az adott bio-üzemanyag előállításának gyártástechnológiai feltételei sem minden esetben tisztázottak. (Marosvölgyi, 2006) Magyarországon hazai termelésű alapanyagokból 540-660 ezer tonna használható fel biodízel/biogázolaj gyártására, ebből azonban legfeljebb a hazai bekeveréshez szükséges 180-220 ezer tonna motorhajtóanyag állítható elő. A jelenlegi 83 ezer tonna/év bioetanol gyártási kapacitás több mint tízszeresére növekedhet, a gabonafeleslegből megfelelő gyártókapacitások kiépülése esetén akár 900-1250 ezer tonna bioetanol is megtermelhető lenne belföldön. Azaz közel 1,0 millió tonna etanol előállítása várható mintegy 3,0 millió tonna gabona (főleg kukorica) felhasználásával. Az uniós prognózisok 2010-re 5,6 millió tonna, 2015-re pedig 9,3 millió tonna bioetanol igényről szólnak. Ezzel szemben az EU-ban 2006-ban 1,7 millió tonna bioetanolt állítottak elő.

12


A biodízel- és bioetanolgyárak területi elhelyezésénél, illetve beruházásainál figyelemmel kell lenni az alapanyagbázis rendelkezésre állására, a keletkezett melléktermékeknek lehetőleg helyben történő felhasználására, csökkentve a logisztikai költségeket, amelyek nagy szállítási távolságok esetén jelentősek lehetnek. Gáznemű (biogáz, depóniagáz) A biogáz, mint alternatív megújuló energiaforrás jelentősége növekvő, amely részben az új energiaforrások keresésének, részben a környezetvédelmi gondok enyhítésének is köszönhető. A biogáz részben hulladékból és melléktermékekből, részben speciálisan erre a célra termelt növényekből állítható elő. A melléktermékek közül fontos szerepet játszanak az állati trágyák és vágóhídi hulladékok, amelyeket a fermentációs folyamat során a biogáz üzemek ártalmatlanítanak is (környezetvédelmi előnyök). Ugyanígy a kommunális hulladékok és szennyvíziszapok biogáztermelés céljára történő felhasználása esetén, ahol azok ártalmatlanítása legalább annyira fontos, mint a belőlük származó energia. A megfelelő gázkihozatal és hatékonyság eléréséhez azonban a biogáz üzemekbe nagyobb energiatartalmú – elsősorban mezőgazdasági eredetű alapanyagok (silókukorica, cukorcirok, teljes gabonanövény, szár- és rostmaradék stb.) – bevitele is szükséges. A biogáz üzem létesítésénél komplexen szükséges áttekinteni a helyben rendelkezésre álló és kiegészíthető alapanyagbázist, a gázfelhasználás és a hulladék hőhasznosításának lehetőségeit. A biogáz termelés hatékonysága és költségei függnek a választott technológiáktól (nedves vagy száraz, tartályos vagy csőfermentor), az üzem méretétől, a gázés a hulladékhő hasznosításától. A méret szerint a 0,5-2,0 MW közötti üzemek hatékonysága elfogadható, amelyek alapanyagigénye 40-45 ezer tonna MW-onként. A beruházási költségek a méret növekedésének függvényében exponenciálisan csökkennek, de ugyanígy a hulladékhő hasznosításának növelésével is jelentősen rövidíthető a beruházás megtérülése. Kisebb méretben, szilárd istállótrágyák és biohulladék esetén a száraz fermentoros biogáz termelés kínál jobb megoldást, nagytömegű hígtrágyák és szennyvíziszapok esetében a nedves fermentációs technológia az előnyösebb.

1.2

Napenergia

A nap sugárzása közvetlen (direkt) és közvetett (diffúz) módon jut el a Föld felszínére. Amint az a korábbiakban bemutattuk, a Napból egy év alatt a


13

Földre érkező energiamennyiség tizenhétezerszer nagyobb, mint az emberiség éves energia felhasználása. A napenergia hasznosítás közvetlen módjai: • fotovillamos (aktív) hasznosításkor napelemek segítségével villamos energia állítható elő, amellyel közvetlenül, vagy tárolás után villamosenergia-fogyasztóberendezések működtethetők. •

hőenergia hasznosítás, amely passzív vagy aktív módon történhet: o

passzív hasznosítás történhet az épületek megfelelő tájolásával, egyéb építészeti megoldásokkal (jelen tanulmányban nem részletezzük)

o

aktív hasznosítás esetén napkollektor, valamint gépészeti eszközök segítségével vizet melegítünk fel a napenergia segítségével (használati melegvíz készítés, fűtésrásegítés).

Az aktív napenergia-hasznosítás elvét a 3. sz. ábra mutatja be. 3. sz. ábra Az aktív napenergia hasznosítás elve

14


A napkollektoros hőenergia-termelés és a napelemes villamosenergiatermelés gyakorlati megoldásait a kiadvány későbbi fejezeteiben részletesen is bemutatjuk. A napkollektoros rendszerek megfelelő kialakítás mellett a használati melegvíz előállítás és az esetenkénti fűtés rásegítés mellett a nyári időszakban az épületek hűtésére és légkondicionálására is alkalmassá tehetők (abszorpciós hűtés). E technológiák elterjedését a berendezések jelenleg még magas ára korlátozza, de hosszabb távon szélesebb körű alkalmazással is lehet számolni. További közvetlen napenergia hasznosítási lehetőséget jelent a koncentrált naperőművek (CSP) létesítése, amelyek nagyméretű tükrök segítségével fókuszálják a napsugárzást egy központi hőfejlesztő berendezésbe, és a termelt hő gőzturbinák segítségével villamosenergia-előállítását teszi lehetővé. Ezek a rendszerek főként az egyenlítőhöz közeli területeken jelentenek gazdaságos energia előállítási lehetőséget, ahol a napsütéses órák száma a magyarországinál lényegesen nagyobb.

1.3

Geotermia

A kitermelt geotermikus energia hasznosítása igen változatos: alkalmazzák belső terek fűtésére, melegvíz-szolgáltatásra, termálfürdőkben, ipari célokra és a mezőgazdaságban. A termálvíz fűtési és melegvíz-szolgáltatási hasznosítása kommunális, de a mezőgazdaságot (pl. növényházak, fóliaházak, baromfitelepek, istállók, stb. fűtése) is érintő terület. Ez utóbbi ágazatban lehetőség nyílik speciális alkalmazásokra a fűtési időszakon kívül is (terményszárítás, haltenyésztés). Ezeknél az alkalmazásoknál a termálvíz előnye nem csupán fűtőolaj vagy földgáz megtakarításában jelentkezik, hanem a koncentráltság és a sokrétű hasznosíthatóság miatt vállalkozások alapítására, kereskedelmi tevékenység indítására is alkalmat nyújt, egy adott térség komplex fejlesztéséhez (termelés, kommunális ellátás, termálfürdő, sportuszoda) járul hozzá. Másrészről az előkezelés és szükség esetén a hőkicserélés lehetővé teszi a hagyományos fűtő- és melegvíz-hálózatok üzemeltetését magas hőmérsékletű hévízzel, így nincs szükség külön átviteli rendszerek kiépítésére. A hazai hévizek minősége és mennyisége lehetővé teszi hévízkútjaink komplex és többlépcsős hasznosítását. A komplex hasznosításon az egyes alkalmazási területek párhuzamos kapcsolását (pl. kommunális hasznosítás mellett ipari hasznosítás) vagy a szezonális kihasználását (télen fűtés, nyáron


15

hűtés) értjük. A többlépcsős hasznosítás esetén – mely egyben komplexitást is jelent – a felhasználási területek hőmérséklet szerinti sorba kapcsolását értjük. Kutatások folynak az ún. kis entalpiájú hévízből nyert energián alapuló villamosáram-fejlesztés gazdaságos megoldása, az un. kettősfolyadékciklusú áramfejlesztő rendszerek kialakítása érdekében. (Pataki, 2005 in Hárs, 2006) A geotermikus energiahasznosítás újabbnak számító, még részben kutatott területe a földalatti forró kőzetek hőjének a felszínről lejuttatott hőhordozó közeg segítségével való kivonása. Ezt „forró - száraz kőzetes” (Hot Dry Rock vagy Enhanced Geothermal System, HDR vagy EGS) eljárásnak nevezik, és kb. 5000 m mély furatokra szükségesek hozzá, ahol a kőzet hőmérséklete 150-200 °C közötti. A kőzetrétegbe vizet sajtolnak, mely felhevül és egy szállító furaton keresztül jut a felszínre. A 150-170 °C hőmérsékletű víz hőcserélő közbeiktatásával adja le energiatartalmának egy részét, majd ismét visszapréselik a fellazított kőzetrétegbe. (Hárs, 2006) A geotermikus energia hasznosítása a világon mindenhol nyereséges és környezetbarát tevékenység, a károsanyag-kibocsátás (emisszió) csökkentésének egyik leghatékonyabb eszköze.

1.4

Szélenergia

A szélenergiát ipari méretekben az országos villamos hálózatra termelő szélerőművek hasznosítják. Emellett számos helyen megfontolandó kis teljesítményű (100kW alatti) szélgenerátorok vagy szélmotorok alkalmazása helyi energiaigények kielégítésére (pl. tanyavillamosítás, öntözési rendszerek, vízszivattyúzás stb.) A szélenergia potenciál tér- és időbeli eloszlását igen nehéz meghatározni, a pontos értékekhez hosszú idejű mérésre van szükség minél több helyen és magasságban. A kihasználható szélenergia mennyiségét a méréseken alapuló számításokkal és becsléssel lehet megállapítani. Természetesen a szélsebességen és a szélteljesítményen kívül egyéb tényezők is befolyásolják a villamos energia termelő szélerőmű parkoknak a létrehozását, például jogi, környezet- és természetvédelmi, biztonsági, gazdaságossági stb. Ezek közül talán a legfontosabb, hogy különféle okok miatt Magyarország földrajzi területének kb. 65%-a alkalmatlan, szélerőművek telepítésére, un. tiltott területnek minősül (település belterülete, vízfelület, védett terület, villamos távvezeték megközelítés stb.) A 60 méteres magasságban mért 5 m/s érték feletti szélsebességű nem tiltott területeken a szélenergia 100 %-os hasznosítása egymagában fedezhetné az

16


ország jelenlegi 35 TWh-ás villamosenergia-igényének kb. a felét. Ez természetesen nem azt jelenti, hogy az ilyen módon termelt villamos energiával az év minden időszakában fedezhető lenne az országos igény. A szélsebesség változása miatt – beleértve a szélcsendes időszakokat is – a szélenergia mindig csak kiegészítő energiaforrás lesz, mivel a szélerőművek alkalmazásának alapvető problémája, hogy rendelkezésre álló szélteljesítmény és a fogyasztók által igényelt villamos teljesítmény időbeli lefutása jelentősen eltér. A különbséget más hagyományos vagy alternatív energiaforrásokból kell biztosítani, illetve meg kell oldani a szélenergiával termelt villamos energia tárolását. A villamos energia tárolásának több műszaki megoldása is ismert, például a szivattyús-tározó vízerőművek alkalmazása, vagy erre alkalmas akkumulátor telepek működtetése stb. Az utóbbi években fejlődésnek indult a völgyidőszakban termelt villamos energiával történő hidrogén előállítás, és ennek tüzelőanyag-cellákban történő hasznosítása villamosenergia-termelésre a fogyasztói csúcsidőszakban. Kisebb energiaigényű vállalkozások, háztartások energiaellátására a néhány kW teljesítményű, alacsonyabb szélkerék felállítása lehetséges. Ezek a rendszerek kisebb szélsebesség esetén is működőképesek. A megtermelt villamos energia akkumulátorok segítségével tárolható, illetve a szélenergiával közvetlenül mechanikai munka is végezhető (pl. öntözéshez, vízkiemeléshez stb.).

1.5

Vízenergia

A víz energiáját az emberiség már a történelmi időkben is használta. A régi kultúrákban a vízkerekeket alkalmazták a mezőgazdasági területek öntözésére és ivóvíz ellátásra. A vízenergia hasznosítás reneszánsza 1830-tól köszöntött be, ekkor jelentek meg az első vízturbinák és szorították ki a vízkerekeket. A turbinák a nagy esésű és nagy energiájú vizet is tudták hasznosítani, és 1866-tól egy generátor segítségével villamos árammá tudták alakítani mozgási energiájukat. Törpe vízerőmű - Teljesítménye nem haladja meg az 1MW-ot. Jelentős részük korábban malomként funkcionált, ezeket később bővítették ki a generátorral. Ezek a kis berendezések rendkívül vízállás-függők, alacsony vízállás esetén általában leállítják őket. A régi törpe-erőművek szinte kizárólag vízkerékkel üzemelnek. Folyami vízerőmű - A folyókra telepített, azok mozgási energiáját hasznosító, általában közepes teljesítményű erőművek.


17

Gát erőmű - gát által felduzzasztott folyó vizének helyzeti (potenciális mozgási) energiáját hasznosító erőmű. Hatalmas beruházást igényel, ezáltal olyan helyre érdemes telepíteni, ahol a víz esési magassága nagy, és hozama legalább közepes. A legnagyobb vízerőművek ebből a típusból kerülnek ki. A gát erőművek speciális alkalmazási területe a villamosenergia-tárolás. Ezt speciális szivattyú-turbina berendezésekkel valósítják meg. Éjszaka, amikor az áram átvételi ára alacsony, illetve a villamosenergia-fogyasztás a lehetséges termelésnél kevesebb, villamos áram többlet keletkezik az elosztóhálózaton. Ilyenkor ezeknél a gátaknál a szivattyúk felszivattyúzzák a vizet, mely majd a nappali csúcsidőszakban termel majd áramot a generátoron. A megoldás nem veszteségmentes, de egyre több villamos hálózaton alkalmazzák, ahol erre a természeti és földrajzi adottságok rendelkezésre állnak.

1.6

Egyéb megújuló energiák

A tengerparttal rendelkező országok számára az apály-dagály, a tengeri hullámok és a tengerek hőjének hasznosítása is megújuló energia hasznosítási lehetőség. A jövő legígéretesebb másodlagos – szekunder – energiahordozóinak a hidrogén és a metanol látszanak, természetesen a villamos energia mellett. Jelentős ráfordításokkal folynak a fejlett gazdaságú országokban mind a hidrogén, mind a metanol energetikai alkalmazásaival kapcsolatos kutatások, és az un. hidrogéngazdaság illetve a metanolgazdaság kiépítésére vonatkozó stratégiák kidolgozása és megvalósítása. A hidrogénnek elsősorban a környezetvédelmi előnyei a meghatározóak, később a gazdaságiak is azok lesznek, és mindezek felett a legfontosabb a fenntarthatóság: előállítható megújuló energiaforrásokból vagy hasadóanyag segítségével is, tehát karbon-mentes energiaellátást ígér. A metanol melletti érvek is megfontolandók: gazdaságos előállíthatóság, egyszerű tárolás és szállítás a jelenleg is meglévő infrastruktúra felhasználásával stb. A hidrogén a Földön szabadon nem, de vegyületeiben hatalmas mennyiségben fordul elő. Ezekből a vegyületekből lehet előállítani energia felhasználásával, így fosszilis tüzelőanyagokból – például földgázból – reformálás segítségével, vagy vízbontással megújuló és egyéb nem fosszilis alapú energiahordozók felhasználásával. Fejlesztik a még korszerűbb radiokémiai és plazmakémiai eljárásokat, a bakteorológiai módszereket, sőt a mesterséges fotoszintézis is segíthet. A hidrogén-technológia következő lépéseként meg kell oldani a tisztítási, tárolási és szállítási kérdéseket.

18


Évente mintegy 45 millió tonna hidrogént állítanak elő, és ennek a 96%-át fosszilis tüzelőanyagból, főleg – az egésznek mintegy a felét – földgázból (4. sz. ábra). A szén és a szénhidrogének jelentik ma a fő energiaforrást. A hidrogénnek mintegy 40%-a manapság a kőolaj-feldolgozás és a földgázszintézis melléktermékeként keletkezik. A jövőbeli cél a hidrogén megújuló energiaforrások segítségével történő előállításának növelése, és a fosszilis energia alapú hidrogén termelés csökkentése. Várható, hogy a nukleáris energia szerepe jelentősen nő a hidrogén előállítási technológiák között. 4. sz. ábra A hidrogén előállítás jelene és várható jövője

szén 16%

elektrolízis 4%

nap-, szél-, vízerőmű

atomerőmű

elektrolízis

közvetlen napenergia

kőolaj 30%

földgáz 50%

• az éves termelés ~45 millió tonna

közvetlen nukleáris

biomassza

földgáz szén

• ennek 96%-a fosszilis tüzelőanyagból • a piaci kereslet évente 6%-kal nő

Forrás: Stróbl, 2007 A hidrogén sok területen használható. Felhasználásával villamos energia termelhető tüzelőanyag-cellákkal, amely ígéretes alkalmazást jelent a járművek hajtása esetében is. A hidrogén-technológiára épülő energiaellátás ma még viszonylag drága, de a technológiák ára gyorsan csökken. Már jelenleg is versenyképes áron kínálnak közvetlenül hidrogénnel, vagy metanollal működő tüzelőanyag-cellás áramforrásokat 1-5 kW-os teljesítmény tartományban telekommunikációs rendszerek, számítógép hálózatok stb. tartalék áramforrásaként, szünetmentes energiaellátáshoz. A


19

fajlagos szén-dioxid-kibocsátásban a hidrogén előnyei vitathatatlanok, de a teljes ellátási hatásláncot tekintve a széles körű elterjedés csak egy-két évtized múlva várható. (Stróbl, 2007) A hidrogén jelentős előnyei mellett alkalmazásának jelenleg komoly akadályát jelenti, hogy biztonságos tárolása, szállítása ma még csak részben megoldott. A hidrogéngazdaság mellett alternatívaként erősödik a metanolgazdaság fejlesztése irányában kifejtett kutatói aktivitás. A metanol biztonságosan tárolható, szállítható, a hagyományos energiaellátó infrastruktúra viszonylag csekély átalakítással erre a célra felhasználható, vannak már közvetlenül metanollal működő tüzelőanyagcellák, illetve a metanolból a felhasználás helyén hidrogén állítható elő különféle energetikai technológiák céljára. A legújabb kutatások szerint a hagyományos erőművek által kibocsátott széndioxid felhasználható lehet metanol előállítására is, amely technológia óriási jelentőségű lehet a klímaváltozás mérséklésében (Oláh, 2007). A hidrogén és a metanol energetikai hasznosítása jelenleg még korlátozott, de számos referencia rendszer már működik. Mindkét szakterületen jelentős kutatások folynak, és már napjainkban is kaphatók a piacon erre alkalmas berendezések, rendszerek.

20

2.


KÖRNYEZETVÉDELEM ÉS MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK

A fosszilis energiahordozók felhasználása a környezetünkben számtalan környezeti elemet károsít, melynek kapcsán világszerte törekednünk kell a • légszennyezés • vízszennyezés • talajszennyezés • üvegházhatás mértékének csökkentésére. A Föld hőmérsékletét a Napból érkező és a Föld felszínéről a világűrbe távozó sugárzási energia egyensúlya határozza meg. A légkörben egyes gázok a Napból érkező rövid hullámhosszú sugárzást akadálytalanul átengedik, de a földfelszín felől érkező hosszúhullámú sugárzást elnyelik. Ettől az alsó légkör felmelegszik, s ezek is hősugarakat bocsátanak ki magukból, vagyis ez által a talaj közelében tartják a meleget. Az üvegházhatás természetes folyamat, amely nélkül a földi hőmérséklet 330Ckal alacsonyabb lenne. A természetben - az emberi tevékenységektől függetlenül - előforduló üvegházhatású gázok közül a legfontosabbak a vízgőz, a szén-dioxid, a metán, és a dinitrogén-oxid. Az üvegházhatásáért kiemelten hat gázhalmazállapotú vegyület, illetve vegyületcsoport a felelős. Ezek a gázok a következők: • szén-dioxid (CO2), • metán (CH4), • dinitrogén-oxid (N2O), • fluorozott szénhidrogének (HFC vegyületek), • perfluorkarbonátok (PFC vegyületek), • kén-hexafluorid (SF6). Minden üvegházhatású gáz különböző mértékben járul hozzá a globális felmelegedéshez sugárzási tulajdonságától, molekuláris tömegétől és légköri tartózkodási idejétől függően. A globális melegítési potenciál (GWP) az az általánosan elfogadott index, mely megmutatja, hogy adott tömegű üvegházhatású gáz meghatározott időszak alatt – általában 100 évet vesznek – mekkora sugárzási kényszerrel rendelkezik – azaz mennyire melegíti a légkört - ugyanakkora tömegű szén-dioxidhoz képest.


21

Az 5. sz. ábra a szén kibocsátás, a CO2 koncentráció és a hőmérséklet alakulását mutatja be az elmúlt 1000 éves időtartamban. Az ábrán jól látható az összefüggés a CO2 koncentráció növekedése és a hőmérséklet emelkedése között. Az ábra azt is mutatja, hogy a több évszázadon keresztül tartó stagnálást, illetve meghatározott határok közötti ingadozást követően a XIX. század közepétől megkezdődött a CO2 koncentráció erőteljes növekedése, amelyet az ipari forradalom, a gőzgépek elterjedése és ezzel összefüggően a szén felhasználás fokozódása okozott. 5. sz. ábra CO2 koncentráció és a hőmérséklet alakulást az elmúlt 1000 évben

Forrás: http://klima.kvvm.hu/documents/news8/nes_080219.pdf

A szén-dioxid kibocsátás jelentős mértékben energetikai eredetű, vagyis tüzelőanyagok égetéséből származik. Alacsonyabb szén-dioxid kibocsátás csak a széntartalmú tüzelőanyagok felhasználásának csökkentésével érhető el. Az erre vonatkozó kutatások többsége szerint a légkör széndioxidkoncentrációjának megnövekedése kiszámíthatatlanná teszi az időjárást, és soha nem tapasztalt meteorológiai szélsőségekhez vezet. A metán kibocsátását az állattartás jelentősen befolyásolja. A dinitrogénoxid elsősorban a mezőgazdasági tevékenységgel áll összefüggésben. Csökkenő mezőgazdasági tevékenység tehát kevesebb dinitrogén-oxid kibocsátást eredményez.

22


A vízgőznek a levegőben való tartózkodási ideje mindössze 10 nap, de a másik három fő összetevőé (széndioxid, metán, dinitrogén-oxid) 10-200 év. Minden egyes üvegházhatású gáz az eltérő tulajdonságai alapján különböző mértékben járul hozzá a globális felmelegedéshez. Az energiatermelés, az ipar és a közlekedés jelentős forrásai a globális felmelegedést előidéző gázok kibocsátásának. A világgazdasági és a társadalmi fejlődést, valamint a földi éghajlat érzékenységét számításba véve a tudományos kutatók értékelése szerint további 1,1-6,4oC közötti mértékben várható 2100-ra a melegedés. Hazánkban az átlaghőmérséklet emelkedése mellett a következő évtizedekre az éves csapadék átlagos mennyiségének csökkenése és a csapadékeloszlás átrendeződése várható, továbbá a szélsőséges időjárási események gyakoriságának és intenzitásának növekedése. A hazánkra előjelzett változások a természetes ökoszisztémákat, az erdőállományokat, a mezőgazdaságot, a vízgazdálkodást, és az emberi egészséget egyaránt érintik. Az üvegházhatású gázok (ÜHG) kibocsátását szén-dioxid egyenértékben mérik (CO2-eq). A legfrissebb felmérések szerint Magyarországon a kibocsátás 2006-ban 78,6 millió tonna szén-dioxid egyenérték volt. Ez az érték a 2005. évhez képest 2%-kal kevesebb, viszont a közlekedésből származó kibocsátások ugyanakkor erőteljes növekedést mutatnak. A Kiotói Jegyzőkönyv ratifikálásával hazánk 6%-os csökkentést vállalt az 1985-87-es évek átlagos kibocsátási szintjéhez viszonyítva, amelyet 2006-ban sikerült teljesíteni. A legfontosabb üvegházhatású gáz továbbra is a szén-dioxid, amely az összes kibocsátás 77%-áért felel. A metán 10%-os súlyt képvisel a teljes ÜHG kibocsátásban, amely elsősorban az állattenyésztés és a hulladékgazdálkodás során keletkezik, de a földgáz szállításakor is elillan belőle. A 12%-os részarányú dinitrogén-oxid elsősorban a mezőgazdasági talajokból, illetve vegyipari termelés következtében kerül a levegőbe. A fluor tartalmú gázok összesen 1%-ot képviselnek, de tendenciájuk növekvő, főleg a hűtő- és klíma-berendezések alkalmazása miatt. A teljes ÜHG kibocsátás több mint háromnegyede az energiaszektor számlájára írható. A mezőgazdaság 11%-kal, az ipari folyamatok további 8%-kal járulnak hozzá az üvegházhatású gázok kibocsátásához, míg a hulladék szektor 5%-ot képvisel a leltárban. Az erdők (és a földhasználati változások) viszont általában nyelőként viselkednek, vagyis kivonják a széndioxidot a levegőből: 2006-ban csaknem 6 millió tonnát.


23

Az 6. sz. ábra Magyarország szén-dioxid kibocsátásának alakulását mutatja be fontosabb ágazatonként az 1985-2006 időszakban. Az 1988. utáni visszaesés a korábbi nehézipar megszűnésének hatása volt, de jelentős volt a földgáz előretörésének szerepe is a CO2 kibocsátás csökkenésében. 6. sz. ábra

Forrás: http://klima.kvvm.hu/news.php?news_id=10

A különböző tudományos kutatások egybehangzóan jelzik, hogy az emberi társadalom energiaszükségletei tovább fognak növekedni. Ugyanakkor számolni kell azzal, hogy a fosszilis energiahordozó készletek lassan kimerülőben vannak, és az energiaszükségletek ellátására más energiaforrások alkalmazása lesz szükséges. A 7. sz. ábra ennek egy lehetséges változatát mutatja be. A jövőben várható növekvő energiafelhasználással szemben támasztott egyik legfontosabb követelmény, hogy az a lehető legkisebb mértékben károsítsa környezetünket. A meglévő energiakészletek mérsékelt felhasználására és az energiafelhasználással járó környezeti terhelés csökkentésére két fő megoldási lehetőség van: • •

az energiatakarékosság, és a megújuló energiaforrások minél szélesebb körű használata.

24


A 7. sz. ábrán látható, hogy hosszabb távon a már jelenleg is alkalmazott megújuló energiaforrások hasznosításának erőteljes fokozására lesz szükség (pl. napenergia, szélenergia), továbbá olyan technológiák és megújuló energiaforrások széles körű alkalmazására is szükség lesz, amelyeket ma még műszaki, gazdasági vagy más okok miatt csak korlátozottan használ az emberi társadalom. Ilyen például az ár-apály energia, a hidrogén és a metanol energetikai hasznosítása stb. 7. sz. ábra

A VILÁG ENERGIAFOGYASZTÁSA 2060-IG 1600

Energiafogyasztás (Exajoule/év)

1400

egyéb

1200

ár-apály energia napenergia

1000

új biomassza szélenergia vízenergia

800

hagyományos biomassza atomenergia

600

földgáz kőolaj

400

szén

200

0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060

Év

A klíma egyensúlyának megbomlását már napjainkban is lehet tapasztalni (egyre gyakoribb jelenség a tornádó erejű szélvihar, heves esőzések, áradások stb.). Szakértők becslése szerint hazánkban évente a nemzeti jövedelem egytizedének megfelelő értékű az a kár, amit a környezetszennyezés okozta megbetegedések, az ivóvíz és a levegő szennyeződése, az erdőpusztulás idéznek elő. Ezért az energetika egyik kiemelten fontos feladata az energiafelhasználással összefüggő környezeti károk minimalizálása.


3.

25

MEGÚJULÓ ENERGIA HASZNOSÍTÁS AZ EURÓPAI UNIÓBAN

A legtöbb gazdasági prognózis az energiaigény növekedésének világtrendjével számol, és várhatóan egyetlen olyan gazdasági térség sem lesz, ahol az energiaigények tartósan csökkennek. Az Európai Unióban energiahatékonyság-növeléstől és a megújuló energia technológiák terjedésétől várják a megoldást a jelen és jövő energiaellátási problémáira. Az energiaellátás biztonsága, a környezeti fenntarthatóság és versenyképesség valamennyi EU tagországban az energiapolitika fő pillérei. Az uniós energiapolitikai és környezetvédelmi célok elérésének az energiatakarékosság, az energiahatékonyság-növelés és a megújuló energiahordozók fokozottabb hasznosítása a legfontosabb eszközei. Az Európai Bizottság 1986-ban kiadott egy Fehér Könyvet (White Paper: Completing the internal market) az energiafelhasználás racionalizálásáról és a szerkezeti átalakításról, melyben már felmerült az energiapiaci liberalizáció és az egységes belső energiapiac gondolata is. Felvetődött az állami támogatások ellenőrzése is az energiaszektorban, melyre több tagállam negatívan reagált, így tényleges eredmény nem született. Az 1991-ben létrehozott Európai Energia Charta keretek közé helyezte az energiaügyi kapcsolatokat, majd az 1995-ben létrehozott egyezményével – jogilag kötelező szabályok az energiakereskedelem, a verseny és a befektetések területén – tovább fokozta az ellátás biztonságát. Az 1995-ös Fehér Könyv (White Paper: An Energy Policy for the European Union) fekteti le az új hármas szempontrendszert: környezetvédelem, ellátásbiztonság, versenyképesség. A hozzá kapcsolódó cselekvési keretprogram ösztönzi a megújulók és egyéb környezetbarát rendszerek hasznosítását. A 2005-ben elfogadott Zöld Könyv (Green Paper: on Energy Efficiency Or Doing More With Less) az energiahatékonysággal kapcsolatos konkrét célkitűzések meghatározására szólított fel. A legújabb energiai irányvonalakat közlő dokumentum az „Európai stratégia az energiaellátás fenntarthatóságáért, versenyképességéért és biztonságáért” című Zöld Könyv (Green Paper: A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy), amely 2006-ban látott napvilágot. Ennek legalapvetőbb kérdése, hogy minden tagállam támogatna-e egy egységes energiastratégiát, amelynek a három alapkövét a fenntarthatóság, biztonság és versenyképesség képezné.

26


Az Európai Unió világviszonylatban már napjainkban is vezető szerepet tölt be a megújuló energiák terén, és az ágazatnak növekvő gazdasági jelentősége van világszerte. Az EU célja, hogy az élvonalban maradjon az új és megújuló energiaformák használatának előmozdításában, valamint a szénszegény technológiák kifejlesztésében. Eddig azonban az EU-n belüli fejlődés egyenlőtlen volt, és a megújuló energiák még mindig csak kis helyet foglalnak el az EU energiaszerkezetében a földgáz, a kőolaj és a szén uralkodó szerepéhez képest. Az Európai Unió a maga 450 millió fogyasztójával a világ második legnagyobb energiapiaca, együttes fellépéssel nyomásgyakorló tényező lehetne az energiáról szóló globális vitában. A Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) kimutatása szerint a kőolaj iránti globális kereslet 2030-ig 41%-kal fog növekedni. Hogy a kínálati oldal hogy tud ezzel lépést tartani, még nem belátható. Egy átfogóan támogatott közös energiapolitika előnyös lenne az érdekek képviseletében nemzeti szinten is. Az európai energiapolitikában a kiindulópont háromoldalú: a klímaváltozás elleni harc; az importált szénhidrogének külső „esetlegességének" korlátozása, csökkentése; a növekedés és a munkahely teremtés ösztönzése, ezáltal az ellátás és a fogyasztás biztosítása. 2007. január 10-én a Bizottság elfogadta az energiapolitikai és éghajlatváltozási javaslatcsomagot, amelyben felkérte a Tanácsot és az Európai Parlamentet az alábbiak jóváhagyására: •

az EU vállaljon egyoldalú kötelezettséget az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának 2020-ig legalább 20 %-kal történő csökkentésére az 1990-es szintekhez képest, illetve vállaljon kötelezettséget a 2020-ig megvalósuló 30 %-os csökkentésre, amennyiben sikerül átfogó nemzetközi éghajlat-változási egyezményt megkötni;

•

a megújuló energiaforrások 20 %-os arányának kötelező előírása az EU számára, beleértve a bioüzemanyagok arányára vonatkozó 10 %os célkitűzést.

Ezt a stratégiát mind az Európai Parlament, mind az EU vezetői elfogadták az Európai Tanács 2007. márciusi ülése során. Az Európai Tanács felkérte a Bizottságot, hogy dolgozzon ki konkrét javaslatokat többek között arról, hogy miként lehetne a célok elérése érdekében tett erőfeszítéseket megosztani a tagállamok között. Ez a javaslatcsomag a válasz e felkérésre. Egymással szorosan összefüggő kulcsfontosságú szakpolitikai javaslatokat tartalmaz. Ezek közé tartozik:


27

•

az EU kibocsátáskereskedelmi rendszeréről (EU ETS) szóló irányelv módosítására vonatkozó javaslat;

•

a Közösségnek az üvegházhatást okozó gázoknak az EU kibocsátáskereskedelmi rendszere által nem lefedett ágazatokban (közlekedés, építőipar, szolgáltatások, kisebb ipari létesítmények, mezőgazdaság és hulladékgazdálkodás) történő csökkentésével kapcsolatos egyoldalú vállalása teljesítése érdekében tett erőfeszítések megosztásáról szóló javaslat;

•

a megújuló erőforrások előmozdításáról szóló irányelv, amely mindkét fenti cél elérését segíteni fogja.

A csomag részét képezi még a szén-dioxid kivonásáról és tárolásáról szóló jogi keretre vonatkozó javaslat, továbbá a szén-dioxid kivonásának és tárolásának bemutatásáról szóló közlemény, valamint a környezetvédelmi célú állami támogatásokról szóló új iránymutatások. Az EU Bizottság energiahatékonyság-növelésre és megújuló energia hasznosításra vonatkozó céljai összefoglalóan a következők: • • • •

az energiahatékonyság 20%-os növelése 2020-ra az üvegházhatású gázok kibocsátásának 20%-os csökkentése 2020ra (bázisév 1990) a megújuló energiaforrások arányának 20%-ra emelése az EU teljes energiafogyasztásában 2020-ra a gépjármű-üzemanyag bioüzemanyag-hányadának 10%-ra emelése 2020-ra

Ezek igen nagyratörő célok: ma az EU-ban a felhasznált energia 8,5%-a származik megújuló forrásokból. Ennek az aránynak a 20%-ra emelése 2020-ig nagy erőfeszítéseket fog igényelni a gazdaság minden ágazata és minden tagállam részéről. Az EU Bizottsággal történt egyeztetések során az EU tagországok – figyelembe véve természeti és egyéb adottságaikat - eltérő arányban vállalták a megújuló energia részarány növelését. A 8. sz. ábra a megújuló energiák primerenergia-felhasználáson belüli tervezett arányait mutatja be 2020-ig.

28


8. sz. ábra A megújuló energiaforrások aránya a primerenergia-felhasználáson belül az EU tagországaiban 2020-ban (mértékegység: %) 50%

45%

40%

35%

30%

% 25%

20%

15%

10%

5%

0% SE

LV

FI

AT

PT

DK EE

SI

RO FR

LT

ES DE

EL

IT

BG

IE

PL

UK

NL

SK

BE CY CZ HU LU MT EU

Forrás: EU Főként három ágazatot érint a megújuló energia hasznosítási lehetőségek növelése: a villamos-energiát, a fűtést-hűtést, valamint a közlekedést. A tagállamok maguk dönthetik el, hogy ezen ágazatok hozzájárulásainak milyen kombinációjával érik el nemzeti céljaikat, és hogy melyek azok az eszközök, amelyek legjobban illeszkednek a hazai körülményekhez. A tagállamok előtt az a lehetőség is nyitott lesz, hogy más tagállamok vagy harmadik országok megújuló energiáinak fejlesztésével érjék el célkitűzéseiket. A 9. sz. ábra bemutatja, hogy az EU egyes tagállamai a villamosenergiatermelés energia-ráfordításain belül 2005-ben és 2010-ben milyen arányban alkalmaztak illetve tervezik hasznosítani a megújuló energiaforrásokat. Az ábrán látható, hogy az egyes tagországok között jelentős különbségek vannak.


29 9. sz. ábra

A megújuló energiaforrások aránya a villamosenergia-termelés energiaráfordításain belül az EU tagországaiban 2005-ben és 2010-ben (mértékegység: %)

Forrás: EU (http://ec.europa.eu/energy/res/index_en.htm A bio-üzemanyagok legalább 10%-os részaránya a közlekedésben minden tagállamra érvényes. A bioüzemanyagok átmenetileg és részben megoldást jelentenek a közlekedési ágazat kőolajimport-függőségének enyhítésére, amely az EU energiaellátási biztonságát érintő egyik legkomolyabban kérdés. A fűtési-hűtési ágazat eddig nem alkotta európai szintű jogszabály tárgyát. A 2020-as célkitűzés lehetőséget teremt arra, hogy javaslat szülessen egy átfogó irányelvre, amelyik a megújuló energiák mindhárom ágazatára kiterjedne. Ez egyszerre teszi lehetővé a különböző ágazatokra vonatkozó egyedi intézkedések meghozatalát és a mindegyik ágazatot érintő problémák kezelését (pl. támogatási rendszerek és adminisztratív akadályok). Egy egységes irányelv és az egységes nemzeti cselekvési tervek bátorítani fogják a tagállamokat arra, hogy integráltabb módon gondolkodjanak az energiapolitikáról, és az erőforrások legjobb elosztására törekedjenek. Az Európai Bizottság új irányelve lefekteti a megújuló energiával kapcsolatos célkitűzéseket annak érdekében, hogy stabil és integrált keret

30


szülessen minden megújuló energia számára, amely elengedhetetlen a befektetők bizalmának biztosítása érdekében, ezáltal elősegítve, hogy a megújuló energiák betölthessék nekik szánt szerepüket. Ugyanakkor a keret megfelelően rugalmas ahhoz, hogy figyelembe vegye az egyes tagállamok sajátos helyzetét, és mozgásteret nyújtson számukra ahhoz, hogy célkitűzéseiket költséghatékony módon valósítsák meg, beleértve a származási garanciák átruházásának továbbfejlesztett rendszerét is. Végül az irányelv azt is célul tűzi ki, hogy lebontsa a szükségtelen akadályokat a megújuló energiaágazat növekedése előtt – például az megújuló energiával kapcsolatos új fejlesztésekre vonatkozó adminisztratív folyamatok egyszerűsítésével –, és bátorítsa a megújuló energiaforrások környezeti szempontból kedvezőbb típusainak fejlesztését. Ez a politika hosszútávon és minden tekintetben hozzájárul a növekedéshez és munkahelyek teremtéséhez Európában, jelentős hatást gyakorolhat a nemzetközi kereskedelemben kereskedett termékekre és folyamatokra is, különös tekintettel az energia-intenzív iparágakra. Jelenleg az alábbi EU-irányelvek van hatályban az energiahatékonyságnöveléssel és a megújuló energiákkal kapcsolatban: •

• • •

2001/77/EC Irányelv a megújuló energiaforrások felhasználásával előállított villamos energia elterjedésének elősegítésére a belső villamosenergia-piacon 2003/30/EC Irányelv a bioüzemanyagok felhasználásának növeléséről 2002/91/EK irányelv az épületek energiahatékonyságáról 2006/32/EK irányelv az energiafelhasználás hatékonyságáról és az energetikai szolgáltatásokról


4.

31

MEGÚJULÓ ENERGIA HASZNOSÍTÁSI LEHETŐSÉGEK MAGYARORSZÁGON

Magyarország, az Európai Unión belül a többi tagországhoz viszonyítva lemaradásban van a megújuló energiaforrások alkalmazásában. Hazánk primerenergia-felhasználása az elmúlt évtizedben a 1100-1200 PJ közötti sávban mozgott. Az elmúlt néhány év adatait tekintve a legnagyobb energiafogyasztó a lakosság kb. 37 %-kal, majd az ipar következik 36 %-kal. A fennmaradó részt a kommunális-közületi fogyasztók, a közlekedés és hírközlés, valamint a mezőgazdaság és egyéb ágazatok energiafogyasztása teszi ki. Magyarország nagymértékben energiaimportáló ország, energiaszükségletünket kb. 75 százalékban importból fedezzük. A primer energiaforrások szerkezetén belül a szénhidrogének (földgáz és olaj) részaránya dominál. Az energiaforrások szerkezetét a 10. sz. ábra mutatja be. 10. sz. ábra Az energiaforrások szerkezete

100% 90% 80% Többi energiahordozó

70%

Import villamos energia

60%

Atomerőművi villamos energia Földgáz

50% 40%

Kőolaj és kőolajtermékek

30%

Szénféleségek

20% 10% 0% 2000

2004

2005 Év

Forrás: Energia Központ Kht.

2006

32


A megújuló energiák részesedése a primerenergia-felhasználáson belül az elmúlt öt évben 3,5 %-ról kb. 5 %-ra emelkedett. A megújuló energiahordozók arányait és a növekedési ütemet a 11. sz. ábra mutatja be. 11. sz. ábra Megújuló energia hasznosítás Magyarországon (2001-2006)

TJ 60 000

50 000 Bioüzemanyagok Fotovillamos Szélenergia Vízenergia Biogáz Egyéb biomassza Fahulladék Fa Termikus napenergia Geotermia

40 000

30 000

20 000

10 000

0 2001

2002

2003

2004.

2005

2006

Év

Forrás: Energia Központ Kht. A megújuló energiaforrásokon belül a döntő részt a fa és egyéb biomassza hasznosítás teszi ki. A 11. sz. ábrán látható, hogy 2005-ben és 2006-ban a megújuló energia felhasználás növekedése alapvetően a fa energetikai hasznosításának fokozódásából eredt. Jelentősen nőtt a szélenergia és a bioüzemanyagok hasznosítása is, de ezek mértéke abszolút értékben továbbra is viszonylag alacsony maradt. A fa energetikai hasznosításának növekedését okozta, hogy 2003 után korábbi széntüzelésű erőművek egyes blokkjai fatüzelésre álltak át, ezzel a megújuló energiából történő villamosenergia-termelés jelentősen emelkedett. A megújuló energiából történő villamosenergia-termelés 2001-2006 időszakra vonatkozó adatait a 12. sz. ábra mutatja be. A megújuló energiából termelt villamos energia részaránya az összes villamosenergia-termelésen belül már 2005-ben meghaladta az EU felé 2010-re vállalt 3,6 %-os részarányt.


33

12. sz. ábra Villamosenergia-termelés megújuló energiából (2001-2006) GWh 2000 1800 1600 1400 1200

Fotovillamos Szélenergia Vízenergia Biogáz Egyéb biomassza Fa

1000 800 600 400 200 0 2001

2002

2003

2004

2005

2006

Év

Az európai összehasonlításban alacsony részarány, és a meglévő potenciál alacsony kihasználtsága miatt a megújuló energiák részarányának növelése és a jövőbeni hasznosításuk lehetséges mérteke mindennapos kérdéssé vált. Számos kutatás és tanulmány áll rendelkezésre, az eligazodás és a valós vagy valósnak vélt értékek meghatározása egyre nehezebb. Az alábbi 13. sz. ábra a különböző intézmények és kutatócsoportok által készített becsléseket mutatja.

34

Megújuló energiaforrások az EU-ban és Magyarországon 13. sz. ábra

Az ábrán látható, hogy a különböző szakértők, szakértői csoportok és intézmények jelentősen eltérően vélekednek elsősorban a hazai napenergia, szélenergia és a biomassza hasznosítható potenciáljának mértékéről. Ez egyrészt adódik abból, hogy a potenciál esetében a szakirodalom különböző értelmezéseket tesz lehetővé, amelyek közül a három legfontosabb a következő: Elméleti potenciál: a megújuló energiaforrások rendelkezésre állásának elméleti maximuma (pl. az ország egész területére beeső napenergia hasznosítása, azaz a teljes terület napelem felületekkel történő lefedése) Elérhető, kiaknázható potenciál: az elméleti potenciál azon része, amely figyelembe veszi, hogy annak kiaknázását különböző feltételek (pl. természeti, jogi stb.) korlátozzák. Technológiailag, gazdaságilag hasznosítható potenciál: a kiaknázható potenciál azon része, amelynek műszaki, technológiai, gazdasági és társadalmi feltételei rendelkezésre állnak. A hazai energiapolitikai célkitűzések az EU energiapolitikájához igazodva a megújuló energia hasznosítás növelésével számolnak. Ennek megfelelően Magyarországon a megújuló energiák aránya az összenergia-felhasználáson


35

belül 2020-ra várhatóan 15% körül alakul, a villamosenergia-termelés energiaráfordításain belül pedig elérheti a 20%-ot. Napenergia A hazai napenergia potenciál meghatározásához sok tényező figyelembevétele szükséges. Ilyenek az érkező napsugárzás paraméterei, a földrajzi helyzet, a hasznosítás módja, a technikai feltételek, a társadalmi tényezők, a gazdaságosság és a politikai, szabályozási háttér. Ebből is kitűnik, hogy a napenergia bármilyen formában történő felhasználását bonyolult összefüggések befolyásolják. A napenergia aktív és passzív hasznosítási módjai közül az előbbit tárgyaljuk részletesebben. Az aktív hasznosítás két formája a termikus illetve a fotovoltaikus. Mindkét formának van jelentősége a nemzetgazdaság különböző ágazataiban, teljes mélységű, részletes áttekintésükre e kiadvány keretein belül nincs mód. A napenergia hasznosítási lehetőségeket alapvetően a globális sugárzás alakulása befolyásolja. Magyarországon átlagosan évi 2100 napsütéses órával és kb. 1200-1300 kWh/m2 érkező hőenergiával számolhatunk. Ennek területenkénti közelítő értékeit a 14. sz. ábra mutatja be.

36

Megújuló energiaforrások az EU-ban és Magyarországon 14. sz. ábra Magyarországi globális napsugárzási eloszlások

Forrás: VÁTI Az ábrán látható, hogy a napsugárzás területi eloszlása nem egyenletes, de a különbségek nem jelentősek, és az ország teljes területe alkalmas a napenergia közvetlen hasznosítására szolgáló berendezések hatékony működtetésére. A háztartások esetében a termikus hasznosítás jelentősebb, a közeljövőben szerepe remélhetőleg tovább emelkedik. Magyarországon a szakértők jelenleg 50 ezer négyzetméterre becsülik a beépített napkollektorok számát, amely évente kb. tízezer négyzetméterrel növekszik. Európában immár több mint 22 millió négyzetméter napkollektor üzemel - Németországban 10 millió, Ausztriában, ahol kevésbé kedvezőek az időjárási körülmények 3,5 millió négyzetméter – mely évente 3-3,5 millió négyzetméterrel növekszik. A mezőgazdaságban a napenergia közvetlen hőenergiává történő átalakításának három kiemelt területe van, nevezetesen a növényházak, a szárítás és a technológiai melegvíz-készítés. Kedvező körülmény, hogy a mezőgazdaságban a legnagyobb energiaigény a tavaszi, nyári és őszi hónapokban lép fel, amikor a napsugárzás mennyisége is nagyobb. A mezőgazdaság, erdő- és vízgazdálkodás részesedése a teljes hazai energiafelhasználásból 40 PJ/év körül van, amely a nemzetgazdaság teljes


37

energiafelhasználásnak mintegy 4 %-a. A felhasznált energiamennyiség mintegy 35-40 %-át a növényházak fűtése, a szárítás és az épületek fűtése teszi ki (15-16 PJ/év). Az itt felhasznált nagymennyiségű hagyományos, fosszilis energiahordozók kiváltásával a környezetet szennyező, egészségkárosító anyagok kibocsátása jelentősen csökkenthető. A Magyar Tudományos Akadémia kutatási eredménye szerint a felsorolt technológiák (növényház, szárítás, TMV) energiaigénye teljes egészében fedezhető napenergiából. (Farkas, 2006) A napelemes áramforrások (fotovoltaikus rendszer) alkalmazásának két legfontosabb területe az autonóm villamos energia ellátás és a közvetlen villamos hálózatba történő táplálás. A jelenlegi magyarországi alkalmazások kb. 75 %-a az autonóm áramellátás és kb. 25 %-a a közvetlen villamos hálózatba történő táplálás területére esik. A fejlett ipari országokban a közvetlen villamos hálózatba történő táplálás részaránya növekszik. Ez a tendencia nálunk is érvényesülni fog, de az autonóm rendszerek szerepe a villamos energiával ellátatlan területeken telepítendő hírközlési berendezések, ismétlő állomások, mérő és monitorozó berendezések, valamint a szórvány-, üdülő és természetvédelmi területeken is növekszik. (Pálfy, 2006) Biomassza Hazánkban a megújuló energia hasznosítás döntő részét, kb. 80%-át a biomassza képviseli, és a megújuló energia alkalmazások növelésének egyik legkézenfekvőbb lehetősége is a biomassza energetikai célú hasznosítása. A korábbi időkben csak az ún. elsődleges biomasszák (fa, mezőgazdasági növényi melléktermék) felhasználása volt jellemző. Napjainkban az élelmiszertermelési technológiák (ezen belül is az állattartás), valamint a hulladékgazdálkodás követelményrendszereinek változása lehetővé teszi ún. másodlagos és harmadlagos biomasszák felhasználását. Ezek közül a hulladék ártalmatlanítását is jelentő biogáz-termelés várhatóan a korábbinál nagyobb szerephez jut. Az elemzések azt mutatják, hogy Magyarországon a szilárd biomassza bázis igen jelentős és ezen készletek az energetikai célú növénytermesztéssel még növelhetők. Az egyes megújuló energiaforrások hasznosításának műszaki (technológiai), környezetvédelmi és rendelkezésre állási jellemzői, egyes esetekben korlátai vannak. Mindezeket figyelembe véve is kijelenthető, hogy a legnagyobb és leginkább bővíthető megújuló energiahordozó bázist a biomassza jelenti. Magyarországon az elsődleges biomasszák közül a fa jelenti a hagyományosan is hasznosított energiaforrást. A közel 2 millió m3/év tűzifa lakossági célú felhasználása évtizedek óta állandó (vagy enyhén növekvő),

38


ugyanakkor a hazai zöldáram-termelés látványos bővülését (2002-ben 0,7%; 2005-ben 4,9%) az ezen célra átalakított erőművekben eltüzelt faanyag adta. A sokféle ma már gazdaságosan alkalmazható technológia ismeretében kell felmérni a hazai biomassza potenciált és meghatározni a fő fejlesztési, kutatási irányokat, hogy az EU tagokra vonatkozó célkitűzéseket teljesíteni tudjuk. (Marosvölgyi, 2006) A bioüzemanyagok – mint folyékony halmazállapotúként használt biomassza – a benzinek esetében 2007. 06. 30-ig, míg a gázolajok esetében 2007. 12. 31-ig élvezték a jövedéki adóvisszatérítést. A 63/2005. országgyűlési határozat pedig 2010-ig 4 százalékos célértéket állapított meg az üzemanyagok bioüzemanyag hányadaként. Az adódifferenciálás érdekeltté teszi az olajcégeket a legalább 4,4 százalékos biokomponens tartalmú üzemanyagok forgalmazásában. A bioüzemanyagok terén az eredeti magyar vállalás 2 százalékos volt. Hazánkban az összes biogáz potenciál a szakértői becslések szerint megközelíti a 300 MW-t, melynek nagy része kifejezetten biogáznak termelt növényi alapanyagokból állítható elő. Távlatilag országosan mintegy 10-12 nagyobb kapacitású biogáz üzem, illetve mintegy 40 kommunális biogáz üzem létesítése várható, amelyek összkapacitása 13-15 MW között alakulhat. Ezek alapanyag igénye 1,5-1,7 millió tonna körülire tehető.

Szélenergia A szélenergia hasznosítás egyik fő lehetősége a közcélú hálózatra termelő szélerőművek és szélerőmű parkok működtetése. A hálózatra kapcsolható összes kapacitást a hasznosítható szélenergia potenciálja mellett a hálózati viszonyok és a villamosenergia-rendszerben meglévő erőművi tartalék kapacitások mennyisége és jellege korlátozzák. A hazai villamosenergiarendszerre elvégzett számítások és elemzések eredményeinek figyelembe vételével a Magyar Energia Hivatal a MAVIR-ral (Magyar Villamosenergiaipari Rendszerirányító Rt.) közösen 330 megawatt teljesítményű szélerőmű beépítésre és hálózatra csatlakoztathatására adott engedélyt. A számítások szerint a villamosenergia-rendszerirányítás nem képes ennél nagyobb nem szabályozható energiamennyiség befogadására - részben a kiegyensúlyozó kapacitások hiánya miatt. Ezért a szabályozható erőművek kapacitásának növelését a szélerőművek villamosenergia-rendszerbe való beillesztésével egyidejűleg kell megoldani.


39

Jelenleg 26 darab szélerőmű működik Magyarországon, összesen 36,275 megawatt kapacitással, ez a számadat azonban a már bejelentett projektek fokozatos megvalósulásával gyorsan fog változni. A 15. sz. ábra a 2008. áprilisában beépített szélerőművi kapacitásokat mutatja be. 15. sz. ábra Beépített szélerőművi kapacitások Magyarországon 2008. áprilisban

Forrás: Magyar Szélenergia Társaság (www.mszet.hu) A szélenergia hasznosítás másik lehetősége a villamos hálózattól független szélerőművek, szélgenerátorok és szélmotorok alkalmazása. Az ilyen módon előállított energia mennyiségét a hasznosítható szélenergia potenciál határozza meg. A hasznosított energia egyrészt lehet villamos energia (szélerőmű, szélgenerátor) vagy közvetlenül mechanikai energia (szélmotor). Ezekre a szélenergia hasznosítási módozatokra vonatkozóan nem készült részletes hazai felmérés, sem a potenciálra, sem a jelenlegi beépített kapacitásokra és energiatermelésükre vonatkozóan.

40


Vízenergia Magyarország földrajzi adottságai miatt a vízenergia hasznosításában a szomszédainknál kedvezőtlenebb lehetőségekkel, de ennek ellenére számszerűsíthető potenciállal rendelkezik. A potenciális vízerő készlet 91%át három fő folyónk a Duna, Tisza és a Dráva adja, a maradékot tizenkét kisebb folyónk (Hernád, Rába, stb.). Az 50 %-os tartósságú vízhozam 990 MW elméleti teljesítményt és 7446 GWh/év elméleti energiaértéket jelent, a potenciál teljes kihasználása elvi és műszaki korlátok miatt azonban nem lehetséges, (Kullmann-Lakatos-Ötvös, 2006). Az arányokat a 16. sz. ábra mutatja be. 16. sz. ábra

Forrás: www.kekenergia.hu Hazánkban a vízenergia-felhasználás a múlt század végéig az egyik alapvető energiatermelési mód volt, különösen a malomiparban. Egy 1885. évi statisztika szerint Magyarország akkori területén 22647 vízkerék és 99 turbina üzemelt, 56 MW teljesítménnyel. (www.reak.hu) Az 1958-as nagy áramszünetek következményeként minden lehetséges energiaforrást fel kellett kutatni: a vízimalmokat törpe vízierőművekké alakították át. Az első hazai erőmű 1896-ban épült a Rábán, három turbinával. Az első világháború előtt épült a Hernádon két darab 500 kW teljesítményű vízerőmű, melyek kisebb-nagyobb átalakítással ma is működnek. A 4,4 MW beépített


41

teljesítményű – jelenleg privatizált formában működő – Kesznyéteni Vízerőmű a mai napig az ország legnagyobb vízesést feldolgozó erőműve. A Dunán nincs – és várhatóan a közeljövőben nem is lesz – villamosenergiatermelésre szolgáló létesítmény. A Tiszán a – hazai viszonyok között nagynak számító – Tiszalöki Vízerőmű 11,5 MW beépített teljesítménnyel illetve – mint legújabb létesítmény – a Kiskörei Vízerőmű található 28 MWal. A Dráván jelenleg nincs működő vízerőmű. A Rábán és a Hernádon, illetve mellékfolyóikon üzemel a hazai kis- és törpe vízerőművek döntő többsége, egyéb vizeinken nincs üzemben működő energiatermelő berendezés. A Duna, a Tisza és a Dráva vízerő-potenciáljának hasznosítása pillanatnyilag is aktuális feladat lenne. A kisvízerőmű hasznosításban reálisabb lehetőségek rejlenek (melyek környezetvédelmi szempontból is kedvezőbbek, mivel a nagyobb vízierőművek létrehozása és működtetése során metángáz termelődés lép fel) A vízerőművi villamosenergia-termelés hazai viszonylatban soha nem érte el a közcélú erőművekben megtermelt villamos energia 1%-át, jelenleg értéke évente átlagosan 183 GWh. A hazai vízerő potenciál mintegy 4 %-a van kihasználva. Előzetes felmérések szerinte a Dunán három, a Tiszán három, a Murán és a Dráván öt erőmű megépítésével 585 GWh villamos energia előállítása válna lehetségessé évente. (Kullmann-Lakatos-Ötvös, 2006) Geotermális energia Magyarország rendelkezik a Föld nyolcadik legnagyobb geotermális potenciáljával. A Kárpát-medence a világ legnagyobb, üledékes kőzettel feltöltött medencéje, melyben az igen kedvező geotermális adottság fő oka, hogy a földkéreg vékonyabb (15-25 km), mint a világátlag és így a magma felöl a felszínre irányuló ún. földi hőáram mintegy kétszerese a kontinentális átlagnak.

42

Megújuló energiaforrások az EU-ban és Magyarországon 17. sz. ábra Magyarország hévíztározói

Forrás: Hárs, 2006 A geotermikus energia megújuló energiaforrás, mely nem időjárásfüggő, a készletek nagysága szabályozható, és a hasznosított termálvíz tárolóba történő visszahelyezésével megújítható (nem vagy csak részben készletfüggő) energiaforrás. (Árpási, 2006) A magyarországi geotermikus kincs hasznosítása sokrétű: a működő 912 db termálkútból kb. 80 millió m3 termálvizet termelnek ki. A működő hévízkutak egyharmada szolgál fürdők vízellátására (balneológia célra). Egy másik nagy felhasználási terület a mezőgazdasági hőhasznosítás, ilyen célra 202 kút vizét használják. Kommunális hőhasznosításra, ill. melegvíz ellátásra csak 21, ipari célra 68 kút szolgál. A maradék harmadot a vízművek – 30 °C-nál melegebb vizet adó – lakossági ellátásra hasznosított kútjai teszik ki. Az energetikai célú hasznosításhoz a kinyert magas hőtartalmú víz visszatáplálása szükséges a vízháztartás egyensúlyának megőrzése miatt. (Hárs, 2006) A termálvízkészlet hőtartalmának jelenleg 5 százaléka hasznosul, ez kb. 3 PJ energiát jelent, melynek további növelésére minden adottságunk rendelkezésre áll. A nagyobb mértékű kihasználás egyik akadályaként


43

szokták említeni a hévizek porózus víztartó képződményeibe való visszatáplálás nehézségeit, de hazánkban erre is vannak működő példák.

44


5.

A KKV-K ENERGIAHATÉKONYSÁG-NÖVELÉSI ÉS A MEGÚJULÓ ENERGIA HASZNOSÍTÁSI LEHETŐSÉGEI

Mielőtt egy energiafogyasztó – vállalkozás, intézmény, vagy akár háztartás stb. - a megújuló energiaforrások alkalmazásának lehetőségeit mérlegeli, célszerű átgondolni és kihasználni az energiafelhasználásának csökkentéséből adódó takarékossági lehetőségeket. Ennek eredményeként a tervezett új, megújuló energiát hasznosító energiaellátó rendszerek kapacitása az alacsonyabb energiaigényhez igazodóan az optimálisra csökkenthető, amelynek segítségével jelentős beruházási költség megtakarítás érhető el. Egy épület fűtési hőszükséglete például a nyílászárók cseréjével és az épület falainak, födémjének hőszigetelésével akár 20-50%kal is csökkenthető (az épület állapotától és az alkalmazott technológiától függően), amelynek eredményeként lényegesen kisebb kapacitású fűtési rendszer is elegendő. Tehát fontos megjegyezni, hogy: •

előbb energiafelhasználás-csökkentés, energiahatékonyság-növelés,

•

ezt követően az energiaellátó rendszer korszerűsítése, megújuló energiaforrások alkalmazásával

Fordított sorrend esetében a túlméretezett energiaellátó rendszer alacsony terhelésen, és ebből eredően az elvártnál rosszabb hatásfokkal üzemeltethető, amely nemcsak energiapazarlást, hanem többlet beruházási és üzemeltetési költséget is eredményez. Az energiatakarékosságot meg kell különböztetni a spórolástól. A spórolás azt jelenti, hogy lemondunk valamilyen szolgáltatási szintről, pl. nem fűtjük a szobát 20, hanem csak 18 fokra, a lehetőségeknél kevesebbet gyártunk valamely termékből stb. annak érdekében, hogy kevesebb legyen az energiafelhasználás. Az energiatakarékosság ezzel szemben azt jelenti, hogy ugyanazt a szolgáltatást, terméket stb. kevesebb energia felhasználásával hozzuk létre. Vagyis megtartjuk a 20 fokot, illetve termelünk a piaci igényeknek megfelelő kapacitással, de kevesebb energia felhasználásával. Azaz az energiát hatékonyabban használjuk fel. Természetesen normál körülmények között alapvetően az energiahatékonyság növelésére illetve az energiatakarékosságra kell koncentrálnunk. A megtakarítható energiát hívjuk energiatakarékossági potenciálnak, amelyből kétféle létezik: a műszaki, és a gazdasági potenciál.


45

A műszaki energiatakarékossági potenciál általában folyamatosan növekszik a technika és a technológiák fejlődésével, pl. épületek fűtése esetén egyre jobb szigetelő anyagok, nyílászáró szerkezetek, kazánok, stb. vannak. A gazdasági potenciál azt mutatja meg, hogy piaci körülmények között a műszaki potenciálnak hányadrészét tudjuk kihasználni, azaz meddig gazdaságos, nyereséges egy beruházás, meddig számolhat a befektető tisztességes megtérülésre. Tehát nem minden energiahatékonysági beruházás ésszerű, gazdaságos, azaz nem érdemes „bármi áron” energiát megtakarítani. Az energiagazdálkodás sok különböző szakmához kapcsolódóan rendelkezik azokkal az ismeretekkel, hogy mely beruházás típusok a leggazdaságosabbak ("best practice"). A gazdasági energiatakarékossági potenciál meghatározása azonban nem egyszerű, hiszen olyan gyorsan változó tényezőktől függ, mint a nemzetközi energiaárak, munkaerő költségek, beruházási költségek stb. Országos szinten az energiafelhasználás hatékonyságát, azaz az energiahatékonyságot a legtöbb esetben az energia-igényességgel (energiaintenzitással) jellemzik, azaz az egységnyi GDP megtermeléséhez szükséges energia ráfordítással. E mutató szerint Magyarország energiaigényessége a valutaárfolyamon számolva 3-3.5-szer, a GDP-t vásárlóerővel korrigálva 1.2-1.3-szor magasabb az EU tagországok átlagnál. (Ugyanakkor az egy főre jutó energiafelhasználás Magyarországon kevesebb, mint az EU átlagának a fele.) Az energiahatékonyság vállalati, üzemi vagy technológiai szinten is értelmezhető, különböző mutatószámok segítségével. Az alkalmazható mutatók tartalma, képzésének módja szakmánként eltérő, de a rendelkezésre álló számos lehetőség közül gondosan kell mérlegelni, hogy az energiahatékonyság mérését az adott konkrét esetben mely mutatókkal regisztráljuk. A következőkben e fejezetben - kiadványunk témájának megfelelően – a kisés középvállalkozások energiahatékonyság-növelési és megújuló energia hasznosítási lehetőségeit, és feltárásuk módját mutatjuk be, a nagyvállalati energiagazdálkodás speciális kérdéseit kiadványunk nem tárgyalja. A korlátozott terjedelem nem teszi lehetővé egy részletes, az energetika mélyebb összefüggéseire kiterjedő módszertan bemutatását, ezért csak az energiahatékonyság-növelés logikai vezérfonalát és alapelveit ismertetjük.

46


A KKV-k energiahatékonyság-növelési energiarendszer strukturált elemzése

lehetőségeinek

háttere:

az

Egy vállalkozás energiahatékonyságának növeléséhez, energiaköltségeinek csökkentéséhez a teljes energiarendszer komplex vizsgálata szükséges. Az energiarendszerek felépítése cégenként különböző, kialakítása a vállalkozás tevékenységének jellegétől, technológiájától, méretétől, földrajzi elhelyezkedésétől és még számos más tényezőtől függ. Ezért a gyakorlatban nincs két egyforma vállalati energiarendszer. Az energiahatékonyság-növelésre kidolgozott, a következőkben bemutatásra kerülő módszer azokat a lépéseket veszi sorra, amelyeket minden vállalkozás esetében célszerű megtenni az energiahatékonyság növelése érdekében. A módszer alapja, hogy az energiahatékonyság-növelést eredményező intézkedések csak akkor határozhatók meg, ha a teljes energiafolyamat részletes átvilágítása, elemzése és értékelése megtörténik. Az energiahatékonyság-növelés főbb lépései a következők: •

Energetikus (energia menedzser) alkalmazása, kinevezése

•

Az elemzés céljainak meghatározása

•

A rendszer határainak definiálása

•

Adatgyűjtés

•

Folyamábra (Sankey diagram) készítése

•

Energia információs rendszer kialakítása, működtetése

•

Adatfeldolgozás, indikátorok

•

Teljesítménygazdálkodás és energiagazdálkodás

•

Értékelés az energia menedzsment rendszer alapján

•

Intézkedési terv kidolgozása és megvalósítása

A részletes elemzés várható eredményei: •

Teljes körű áttekintés az energia rendszer működéséről, az energia felhasználásról, a kapcsolódó költségekről és az emissziókról

•

A lényeges energiafogyasztók azonosítása, az energiahatékonyságnövelés és a megújuló energia hasznosítás lehetséges területeinek, mértékének és módjának meghatározása


•

47

A folyamatos monitoring lehetőségének megteremtése

Energetikus (energia menedzser) alkalmazása, kinevezése Függetlenül a vállalkozás méretétől és ágazati hovatartozásától ahhoz, hogy az energetikai elemzés megvalósítható legyen, energia menedzsert kell kinevezni, aki felelős a teljes információgyűjtési és elemzési munka koordinálásáért. Mérlegelni, kell, hogy ez egy önálló energetikusi munkakör létrehozásával történjék, vagy ezt a feladatot – kisebb vállalkozások esetében – egy erre alkalmas végzettségű munkatárs egyéb feladatai ellátása mellett végezze. Mivel az energia menedzsernek a munkaköréből adódóan a vállalkozás valamennyi részlegével együtt kell működnie, és az egyes szakterületek szakmai segítségét igénybe kell vennie, kinevezéséről tájékoztatni kell a vállalkozás minden szervezeti egységét. Az energiahatékonysági vizsgálat szempontjából legfontosabb érintett szervezeti egységek közé a termelés, az infrastruktúra fenntartás (beleértve az energiaellátó rendszer működtetését is) és a karbantartás tartoznak. Közép- és nagyvállalkozások esetén célszerű energiagazdálkodási szervezetet létrehozni, amelyben az energetikus irányításával kalorikus, gépész és villamos szakemberek kapnak helyet. Az energiahatékonysági vizsgálatot közepes és nagyobb cégek esetén célszerűen olyan team végezheti el, amelyben az összes lényeges energiafogyasztású szervezeti egység olyan képviselője részt vesz (technológus, épületfenntartó stb.), aki az ottani energiafolyamatokat ismeri, valamint a költségelszámolásban és számlázásban járatos szakértőket is bevonják a munkába. Önálló profit centerként működő szervezeti egységek esetén az egyes profitcenterek részérdekei általában nem a vállalkozás teljes energiarendszerének optimális működésére irányulnak, ezért ezt a problémát a team munka során kiemelten fontos figyelembe venni. Kisvállalkozások esetén az energia menedzser általában kellő átlátással rendelkezik a vállalati szintű folyamatokról és az egyes szervezeti egységek közötti – az energiahatékonyságot befolyásoló - esetleges érdekellentéteket is ismeri. Ebben az esetben az energia menedzser a munkáját segítő szakértők támogatásával a szükséges elemzéseket egyedül is el tudja végezni.

48


Az elemzés céljainak meghatározása Ha a cég korábban nem foglalkozott az energiahatékonyság-növelés kérdésével, elsőként egy teljes körű felmérést célszerű elvégezni. Általános cél a felhasznált energia fajtáinak, mennyiségének, költségeinek, felhasználási módjának, valamint az energiafelhasználást befolyásoló tényezők és azok hatásainak meghatározása, és ezt követően az energiamegtakarítási lehetőségek azonosítása. A felmérésnek ki kell terjednie a műszaki és a humán befolyásoló tényezőkre egyaránt az alábbiak szerint: Az energiafelhasználás súlyponti területei Meg kell határozni azokat a technológiai vagy más jól körülhatárolható rendszereket, amelyek a vállalkozás energiafelhasználását döntően befolyásolják. Gyakran előfordul, hogy az összes energiafelhasználás 7080%-a mindössze néhány berendezés működtetéséhez kapcsolódik, ilyenkor viszonylag egyszerű az elemzés elvégzése. Más esetekben azonban pont fordítva van, azaz az energia-felhasználás nagyobbik hányada nagyszámú, de kis energiafelhasználású berendezéshez kapcsolódik. Fajlagos energiafelhasználások Az energiafelhasználás súlyponti területein méréssel vagy számítással, legrosszabb esetben becsléssel meg kell határozni az energiafelhasználás mennyiségét, és ehhez kapcsolódóan azonosítani kell az energiafelhasználást befolyásoló legfontosabb paramétereket. Ilyen lehet egy technológiai berendezés esetében a termelt termék mennyiség, helyiségfűtés esetén a fűtött légtérfogat stb. Az így képzett fajlagos energiafelhasználási mutatók fontos szerepet játszanak az energia-megtakarítási lehetőségek feltárásában. Meg kell vizsgálni ezzel párhuzamosan azt is, hogy az egyes területeken mely paraméterek befolyásolják érdemben az energiafelhasználás alakulását (pl. technológia esetében az alapanyag minőség, termékstruktúra, helyiségfűtés esetében a külső hőmérséklet, hőszigetelés stb.) Általános („rezsi”) jellegű energiafelhasználás A vállalkozás tevékenységének jellegétől függően az energiafogyasztás kisebb-nagyobb része gyakorlatilag független a cég termelési tevékenységétől (pl. irodaépület fűtése, világítása). Ennek azonosítása fontos, mivel ezeken a területeken általában viszonylag kis ráfordításokkal – esetenként költségmentesen – lehet jelentős energia-megtakarításokat elérni. Humán befolyásoló tényezők Az energiafelhasználás alakulását jelentősen befolyásolhatja az egyes berendezések kezelőinek odafigyelése, energiatakarékossági ismereteinek


49

szintje, valamint motiváltsága. Az elemzés céljai között ennek feltárását is meg kell jeleníteni. A rendszer határainak definiálása Az elemzés kezdetekor meg kell határozni, hogy a vizsgálat mely tevékenységekre, épületekre, berendezésekre terjedjen ki. Kisvállalkozások esetében ez viszonylag egyszerű, közép- és nagyvállalatoknál ez sok esetben körültekintést igényel. További kapcsolódó feladat, hogy az egyes szervezeti egységeket energia-felhasználásuk szerint el lehessen különíteni. Problémát okozhat, hogy az egyes szervezeti egységek határai az energiafelhasználási (vagy energiaellátási) adatok elkülöníthetősége szerint (pl. energiafogyasztás mérési helyei) nem egyeznek a szervezeti struktúrában kijelölt határokkal, vagy a profitcenterek határaival. Adatgyűjtés Az energiafogyasztásra vonatkozó adatok pontossága és megbízhatósága alapvetően befolyásolja az elemzés eredményeit. Általában a következő lehetőségek állnak rendelkezésre az adatok meghatározásához: •

Energiaszámlák

•

Mérési adatok a beépített mérők leolvasásával

•

Berendezések műbizonylatai

•

Kézikönyvek, egyéb irodalmi adatok

•

Célvizsgálat keretében végzett eseti mérések

•

Számítások, műszaki becslések

•

Energia veszteség feltáró vizsgálatok (energia audit) jegyzőkönyvei

A legfontosabb adatforrásnak az energiaszámla tekinthető, mivel az nemcsak az energiafogyasztás mennyiségét, hanem annak költségeit is tartalmazza. Ugyanakkor a számla önmagában általában nem teszi lehetővé az energiafelhasználás időbeli alakulásának kellő biztonságú meghatározását. Ennek számos oka van, amelyek közül a legfontosabbak, a számlázás alapját képező leolvasás bizonytalanságai, a számlázás és a leolvasás időbeli eltérései, a számlán szereplő esetleges átalány fogyasztások zavaró hatása, a számlázás alapját képező mérőhelynek az energiarendszerben való elhelyezkedése nem mindig felel meg az elemzés szempontjainak (nemcsak

50


az elemzés szempontjából elkülönítetten megfigyelt berendezések energiafogyasztását méri, hanem több fogyasztó energiafelhasználásának az összegét). A fenti okok miatt az elemzés során ki kell térni annak vizsgálatára is, hogy a jövőben az energiarendszer mely pontjain célszerű mérési helyeket létesíteni, ahol rendszeres leolvasást vagy regisztrációt lehet végezni. Mérési adat hiányában az egyes energiafogyasztási helyeken számítással vagy becsléssel lehet az energiafelhasználás adatait meghatározni. Ehhez szükség van a vizsgált berendezés(ek) műszaki adataira (névleges teljesítmény, hatásfok stb.), a működés időbeliségének információira (folyamatos üzem, szakaszos üzem, periodicitás stb.) illetve egyéb működési körülményekre (terhelési görbék és lefutások stb.). Ezek segítségével az energiafogyasztási adatok jó közelítéssel becsülhetők vagy számíthatók. A cél természetesen az, hogy – az ésszerű gazdaságosság szempontjait is figyelembe véve - minél pontosabb adatok álljanak rendelkezésre, ezért vizsgálni kell a különböző módszerrel nyert adatok megbízhatóságát és mérési hiba tartományát is. Folyamábra (Sankey diagram) készítése Az energiafogyasztási adatot feldolgozásának befejezését követően az energiafolyamok áttekinthetőségét segíti, ha elkészül a teljes rendszer, illetve egy-egy fontosabb részterület energia folyamábrája (Sankey diagram). Az ábráról könnyen leolvasható, hogy melyek a nagy energiafogyasztású helyek, technológiák, illetve a rendszer energiaveszteségei is megjeleníthetők. A diagram segít annak eldöntésében, hogy a továbbiakban mely területeken kell részletesebb elemzést végezni.


51 18. sz. ábra

Hőerőmű egyszerűsített Sankey diagramja

A 18. sz. ábrán szemléltetésként bemutatott alábbi Sankey diagram a hőerőművi villamosenergia-termelés egyszerűsített folyamatát mutatja meg. Az ábrán látható, hogy az egymást követő energetikai folyamatok berendezéseiben (kazán, turbina, generátor, transzformátor) más-más jellegű veszteségek keletkeznek, illetve a folyamatnak van un. önfogyasztása is, vagyis a megtermelt energia egy részét saját maga fel is használja (pl. kazán tápszivattyú). Az ábra mutatja, hogy a szemléltetett folyamaton belül az energiaveszteség döntő hányadát a kondenzációs veszteség teszi ki. Az ábrán szereplő energia-átalakító rendszer teljes hatásfoka az alábbiak szerint számítható: η = Eout/Ein Energia információs rendszer kialakítása, működtetése Az adatok gyűjtése és feldolgozása nemcsak a helyzetfelmérés céljából készített tanulmányhoz szükséges, hanem folyamatos regisztrálásra és ellenőrzésre is szolgál. Az energiafogyasztás és az energiaköltségek regisztrálása havi rendszerességgel szükséges, figyelembe véve az

52


energiafelhasználás szezonális különbségeit. Az információs rendszer működtetése, folyamatos adatfeltöltése és ellenőrzése lehetőséget ad az energia menedzsernek arra, hogy folyamatosan figyelemmel kísérje a súlyponti területeken az energiafelhasználás alakulását, és egy esetleges rendellenesség esetén – amely az energiafelhasználás adataiban megjelenik gyorsan tudjon intézkedni. Az információs rendszer céljára olyan egy táblázat struktúrát célszerű kialakítani, amelyben az eredeti (mért, regisztrált) és származtatott adatokat egyaránt fel lehet tüntetni. Célszerű a táblázatrendszert olyan grafikus felülettel kiegészíteni, amelyen a normál üzemviteltől eltérő eredmények könnyebben észrevehetők és értelmezhetők. Adatfeldolgozás, indikátorok A vállalkozás egészére vonatkozóan gyűjtött adatokat csoportosítani kell annak érdekében, hogy az egyes részfolyamatok elemzéséhez szükséges információk rendelkezésre álljanak. A következő csoportokat célszerű elkülöníteni: •

A vállalkozás egészére vonatkozó adatok

•

Szervezeti egységekre vonatkozó adatok (pl. festő műhely stb.)

•

Termelési folyamatokra vonatkozó adatok (pl. sajtgyártás stb.)

Az így strukturált adatrendszer segítségével abszolút és fajlagos értékekkel jellemezhető mutatószámokat kell képezni annak érdekében, hogy egy-egy szervezeti egység, termékvonal vagy a teljes cég energiahatékonysági szintje összehasonlítható legyen más hasonló adatokkal. Egy adott iparágon belül elvégzett összehasonlítás rávilágít arra, hogy mely területeken lehet az energiahatékonyságot növelni, és közelítően milyen mértékben. Az energiahatékonysági indikátorok többnyire fajlagos mutatószámok, amelyek iparáganként eltérőek, de azonos koncepció szerint képezhetők. Az indikátor számlálója általában az energiafelhasználás naturális mértékegységben, hőegyenértékben vagy esetleg költségként számszerűsített értéke, a nevezője pedig valamilyen természetes mértékegységben, vagy értékben kifejezett termelési mennyiség, vagy szolgáltatási tevékenység. Néhány példa az alkalmazható indikátorokra:


53

Fajlagos energiafelhasználási mutató (termék vagy szolgáltatás esetén): e=E/T ahol:

e – a fajlagos energiafelhasználás, mértékegysége pl. kWh/tonna, vagy Joule/m3 stb. E – a termék előállításához szükséges összes energiaráfordítás, mértékegysége pl. kWh, Joule stb. T – a termék adott időszakban termelt mennyisége általában naturális mértékegységben, mértékegysége pl. tonna, m3, árutonnakilométer stb.

A mutató megmutatja, hogy egységnyi termék vagy előállításához mekkora energiaráfordításra volt szükség.

szolgáltatás

Fajlagos fűtési energiafelhasználás f=E/L ahol:

f – a fajlagos helyiségfűtési energiafelhasználás, mértékegysége pl. kWh/fűtött légköbméter stb. E – a helyiségfűtési energiaráfordítás, mértékegysége pl. kWh, Joule stb. L – a fűtött helyiség légtérfogata, mértékegysége légköbméter.

A mutató megmutatja, hogy a helyiségfűtés során egységnyi légtérfogat fűtéséhez mekkora energiaráfordításra volt szükség. Fajlagos energiaköltség: k = Ke / Kö ahol:

k – a fajlagos energiaköltség Ke – az energiaköltség Kö – az összes termelési költség

A mutató azt mutatja, hogy a termelési költségeken belül mekkora az energiaköltségek aránya. Ez a mutató mind a vállalkozás egésze, mind egyegy technológia szintjén értelmezhető.

54


Az energiahatékonysági indikátorok számításának és alkalmazásának kiterjedt irodalma van, mind az általános, mind az ágazatonként specifikus számítási és módszertani problémák megoldása tekintetében. Teljesítménygazdálkodás és energiagazdálkodás A vezetékes energiahordozók esetében nemcsak az energiafelhasználás, hanem a teljesítmény igények meghatározása is fontos feladat, mivel a szolgáltatói szerződések szerint igen gyakran a teljesítmény lekötés után is külön fizetni kell. Ezért lényeges, hogy az energiamenedzser tisztában legyen az egyes nagy teljesítményű fogyasztó berendezések teljesítmény felvételével és üzemeltetési módjával. A berendezések energiavételezése időben jelentősen különböző lehet, pl. •

Folyamatos üzem, állandó terheléssel,

•

Folyamatos üzem periódikusan változó terheléssel,

•

Szakaszos üzem a gyártási követelményekhez igazodva,

•

Napszaktól függő szakaszos üzem stb.

A teljesítmény-igénybevétel (terhelés) görbéiből éves szinten megszerkeszthető az un. teljesítmény tartam diagram (19. sz. ábra), amelyből látható, hogy a különböző hálózati terheléseket összesen az adott évben hány órán keresztül vette igénybe a fogyasztó. A csúcsterhelés viszonylag rövid ideig jelenik meg, és jól elkülöníthetőek a jellegzetes fogyasztási teljesítmény igény periódusok. Amennyiben az energiaszolgáltatókkal kötött szerződésben teljesítménydíjat is kell megfizetni, törekedni kell a csúcsidejű terhelés csökkentésére, amelyre különféle lehetőségek állnak rendelkezésre, azonban előtte elemezni kell, az egyes energiafogyasztó berendezések üzemeltetési módját. Néhány fontosabb lehetséges megoldás a csúcs-csökkentésre: •

A nagy teljesítményfelvételű berendezések párhuzamos üzemének csökkentése üzemidő-eltolással, vagy szakaszos üzem bevezetésével.

•

A bojlerek és forróvíz tárolók üzemeltetésének munkaidőn kívüli (esetleg éjszakai) időszakra való eltolása.


•

55

Légkondicionáló és légcsere ventillátorok kikapcsolása a nagy teljesítményű technológiai berendezések üzemeltetésének időszakában. 19. sz. ábra Teljesítmény tartam diagram

A teljesítménygazdálkodás megvalósítására beszerezhetők olyan műszaki rendszerek, amelyek a beállított paramétereknek megfelelően automatikusan figyelik a csúcs kialakulását és a megfelelő fogyasztók meghatározott program szerinti be- és kikapcsolásával be is tudnak avatkozni, amellyel jelentős költség megtakarítások érhetők el. Értékelés az energia menedzsment rendszer alapján A rendszer működése keretében értékelni kell, hogy az energiafogyasztás mennyisége és hatékonysága •

időben hogyan változott,

•

mely technológiai területeken és fogyasztó berendezéseknél volt meghatározó,

•

egy előre meghatározott (elvárt) szinthez képest hogy alakult.

56


A kapott eredmények alapján lehet megkezdeni azt a részletes elemzést, amelynek keretében a súlyponti energiafogyasztásokra koncentrálva meghatározzuk energiafogyasztás és az azt befolyásoló tényezők ok-okozati kapcsolatait, és ennek alapján körvonalazzuk az energia-megtakarítási lehetőségeket. Az energiafelhasználás olyan okozat, amelynek mértéke és időbeli alakulása számos tényezőtől (okok) függ, pl. egy gyártási folyamat esetében a technológia jellege, az alkalmazott gépek, a felhasznált alapanyag minősége és mennyisége, vagy akár a környezeti hőmérséklet is. Az elemzés során ezeket az ok-okozati összefüggéseket kell meghatározni, vagyis arra kell a hangsúlyt helyezni, hogy melyek azok a beavatkozási lehetőségek, amelyekkel energia-megtakarítást lehet elérni. Ezek igen sokfélék lehetnek, pl. technológiai változtatások (pl. alacsonyabb hőfok alkalmazása), berendezés-cserék, üzemeltetési változtatások, energiahordozó csere (pl. megújuló energia alkalmazás a hagyományos tüzelőanyagok helyett) vagy akár munkaszervezési intézkedések is. Esettanulmány: lehetőségeire

Példa

az

energiahatékonyság-növelési

intézkedések

Számos kisvállalkozás esetében az energiafelhasználás jelentős része az irodaépület vagy irodai szobák hőellátásához (fűtés és használati melegvíz, illetve nyáron légkondicionálás) kapcsolódik (pl. könyvelő cégek, ügyvédi irodák stb.) Az alábbiakban a teljesség igénye nélkül felsoroljuk, hogy az energiahatékonyság növelésére milyen sok lehetőség nyílik, amelyeket érdemes tételesen elemezni: Tudatformálás, képzés: •

az egyszerű energiatakarékossági lehetőségek megismertetése a dolgozókkal.

Könnyen megvalósítható intézkedések: •

A hőmérséklet csökkentése, amennyiben az a komfort érzetet nem rontja (1 Co hőmérséklet csökkentés kb. 6% energia-megtakarítást eredményez)

•

Rövid ideig tartó szellőztetés, alapos légcserével.

•

A munkaidőn kívüli időszakban a függönyök behúzása, a redőnyök leengedése, az ablakok jó zárásának biztosítása, és a fűtési hőmérséklet lecsökkentése.

•

Automatikus ajtó csukódás megvalósítása.


57

•

Villamos pótfűtőtestek használatának megszűntetése.

•

A fűtőtestek megfelelő hősugárzását akadályozó függönyök, bútorok eltávolítása.

•

Termosztatikus radiátorszelepek alkalmazása.

•

A fűtési rendszer rendszeres karbantartása.

•

A melegvíz előállító bojlerek hőfokának szabályozása, alacsonyabb hőfokra való beállítása.

•

A fűtési rendszer keringető szivattyúk szabályozása, kikapcsolása.

•

A levegő páratartalmának növelése a komfortérzet javítása érdekében.

•

A nyári időszakban a klímaberendezések hőfokának emelése, használatuk lehetőség szerinti mérséklése, esetleg megszűntetése.

A fenti felsorolás nem tartalmazza azokat az intézkedéseket, amelyek már nagyobb beruházással járnak (pl. nyílászáró csere, homlokzat szigetelés, kazán csere stb.), illetve az irodák hőellátásán kívüli egyéb energiamegtakarítási lehetőségeit (fénymásolók, számítógépek stb. energiatakarékos használata). Intézkedési terv kidolgozása és végrehajtása Az elemzés legfontosabb eredménye az energiatakarékossági lehetőségek azonosítása. Ideális esetben az energiahatékonysági beruházások előkészítése egymásra épülő fázisokból áll, és a részletes, programszerűen elvégezett energetikai felülvizsgálatok (auditok) eredményein alapul. Így dönthető el ugyanis, hogy a vállalkozás ilyen célra fordítható eszközei hol hasznosíthatók leghatékonyabban. Nagyobb beruházások esetén, az audit eredményeit felhasználva, ezután készítik el a megvalósíthatósági tanulmányt, amely az adott feladat különféle megoldási lehetőségeiből segít kiválasztani a legjobbat. Ezt követi a projekt-előkészítés és projektmegvalósítás folyamata, ezen belül a finanszírozás megszervezése, versenytárgyalás lebonyolítása, engedélyezési eljárások lefolytatása.

58


Az energia-megtakarítást eredményező beavatkozások meghatározását követően intézkedési tervet kell kidolgozni a megvalósításra. Az intézkedési tervben célszerű a tervezett beavatkozásokat három csoportba sorolva feltüntetni: 1. Költségmentesen és azonnal bevezethető intézkedések (pl. fűtési hőmérséklet csökkentése, tudatformálás stb.) 2. Alacsony költséggel bevezethető intézkedések (termosztatikus radiátorszelepek felszerelése, munkaszervezési beavatkozások a technológiáknál stb.) 3. Beruházást igénylő beavatkozások (pl. fosszilis tüzelőanyagról megújuló energia alkalmazására való áttérés) Az intézkedési tervben felsorolt feladatokat az alábbiak szerint kell bemutatni •

A feladat megnevezése, tartalma

•

Az elvégzendő részfeladatok meghatározása

•

Témafelelős, résztvevők

•

Határidők

•

A várható eredmények

•

Az eredmények mérésének, értékelésének módja

•

Becsült költségvetés, és a javasolt finanszírozási források

Az intézkedési terv végrehajtása során fontos az elvégzett feladatok monitoringja, azaz az eredmények és a ráfordítások tervezett és tényleges értékeinek összehasonlítása. Általános tapasztalat, hogy a költségmentesen és alacsony költséggel megvalósítható intézkedések azonnali bevezetése indokolt, a beruházást igénylő beavatkozások sorrendjének eldöntése további műszaki-gazdasági elemzést igényel. Az intézkedési tervben szereplő projektek megvalósítása Az energetikai elemzés és felülvizsgálat alapvető célja az energiahatékonyság-növelési, energiaköltség-csökkentő beavatkozások – azaz a projektek – azonosítása. A vizsgálat eredményeit összefoglaló jelentés döntés-előkészítő anyag, ennek megfelelő mélységű költségbecslésekkel és


59

műszaki kidolgozottsággal. Az a célja, hogy az arra illetékes vezetőket döntési helyzetbe hozza: mit érdemes és lehetséges megvalósítani, ez milyen költségekkel jár, milyen előnyök és hátrányok, esetleges kockázatok várhatók a beavatkozás kapcsán. A vizsgálat arra is lehetőséget ad, hogy a beavatkozási lehetőségeket valamilyen, az audit során kiszámított mutató, kritérium (pl. egyszerű megtérülés, vagy az elérhető megtakarítás nagysága stb.) alapján rangsorolva beruházási programot készítsen a cég. Általában szükség van egy megvalósíthatósági tanulmány elkészítésére, hogy a lehetőségek közül a legjobb megoldást válassza a beruházó. Más esetben a megvalósíthatósági tanulmány készítése el is maradhat, amennyiben a projekt az energetikai felülvizsgálatok során megfelelő mélységben kidolgozott javaslatok alapján megvalósítható, és nincs szükség különböző műszaki megoldások összehasonlító vizsgálatára. Elő-megvalósíthatósági tanulmány készítése Egyes esetekben elő-megvalósíthatósági tanulmány készítésére van szükség. Ez egy olyan döntés-előkészítő anyag, melynek célja, hogy az érintett vezetőket egy tervezett konkrét beruházással kapcsolatban hozza döntési helyzetbe. A tanulmány fő feladata, hogy a beavatkozási lehetőségeket, műszaki megoldásokat egymás mellett, összehasonlítható módon bemutassa. Elsősorban olyan esetben van elő-megvalósíthatósági tanulmány készítésére szükség, amikor a beruházási döntést nem előzte meg energetikai felülvizsgálat, hiszen annak javaslatai, – megfelelő kidolgozottság esetén – hasonló célúak és tartalmúak, így szükségtelenné teszik az előmegvalósíthatósági tanulmány készítését. Az elő-megvalósíthatósági tanulmány főbb tartalmi elemei a következők: •

Műszaki koncepcióterv, esetleg több változatban. Ennek ki kell térnie a megvalósíthatóság legfontosabb műszaki peremfeltételeire, és az esetleges kockázatokra, de nem feladata a részletes műszaki megoldás ismertetése.

•

Beruházási költségek, várható megtakarítások, üzemköltségváltozások becslése. Az elő-megvalósíthatósági tanulmány szintjén e paraméterek meghatározásához a tervezői becslés megengedett.

•

Egyszerűsített gazdaságossági számítás (pl. egyszerű megtérülés kiszámítása).

60


Megvalósíthatósági tanulmány készítése A megvalósíthatósági tanulmány olyan részletes vizsgálat, amely egy konkrét feladat megoldásának műszaki megoldási lehetőségeit, és azok gazdaságosságát elemzi. Általában két-három különböző változat összehasonlítására kerül sor. Ez az anyag már általában a beruházásról szóló döntés után, a megvalósítás konkrét előkészítése céljából születik. A megvalósíthatósági tanulmány célja, hogy az elő-megvalósíthatósági tanulmányban vagy az energetika felülvizsgálati (audit) jelentésben áttekintett változatok közül kiválasztott egyet, vagy legfeljebb igen korlátozott számút részletesen vizsgáljon, és képessé tegye a döntéshozókat az előzetes ártárgyalások lefolytatására, a finanszírozás megszervezésének megkezdésére. Szerkezetében nagyjából követi az elő-megvalósíthatósági tanulmányt, de annál jóval részletesebb, megalapozottabb és pontosabb. A műszaki koncepcióterv itt már tartalmazza a főberendezések specifikációját, részletesen foglalkozik a konkrét megvalósítás (pl. telepítés, elrendezés, megvalósítási ütemterv) kérdéseivel. A költségbecslések a főberendezésekre és a nagyobb szolgáltatási tételekre bekért konkrét beszállítói ajánlatokon alapulnak. A megvalósíthatósági tanulmány gazdaságossági számításai is pontosabbak, már konkrét ajánlati adatokra támaszkodnak. A leggyakoribb, hogy a gazdaságossági elemzés az üzleti terv szintjén készül el. Üzleti terv Az üzleti terv olyan számítás, ill. dokumentum, amely egy beruházás összes gazdasági feltételét, azoknak az eredményességre való hatását vizsgálja. Az üzleti terv célja elsősorban a beruházás hosszabb távú gazdaságosságának megítélése, a finanszírozás hátterének biztosítása. Amennyiben a beruházásra nem tisztán saját forrásból kerül sor, akkor szinte minden finanszírozó intézmény megkívánja az üzleti terv bemutatását. Ez a dokumentum a gazdasági (pénzügyi) előnyök és hátrányok ismertetésén túl kitér a piaci kockázatok vizsgálatára és részletesen vizsgálja a beruházás gazdaságosságát. A gazdasági vizsgálat tipikusan a projekt élettartamára elvégzett cash-flow elemzésen alapul, mely figyelembe veszi a tervezett finanszírozási szerkezetet, a várható üzemköltség változásokat, időszakosan felmerülő karbantartási igényt, az energia- és egyéb árak előre jelzett változását stb. Végeredménye rendszerint valamilyen pénzügyi mutató, pl. nettó jelenérték (NPV) vagy belső megtérülési ráta (IRR, FRR), ill. a kockázatelemzés írásos kifejtése. Az üzleti terv gyakran tartalmaz érzékenységvizsgálatot is, ami azt elemzi, hogy a legfontosabb bemenő adatok (pl. energiaárak, infláció, kamatláb stb.) különböző feltételezések


61

(„szcenáriók”) szerinti változása milyen hatással lehet a projekt gazdaságossági mutatóira. Az üzleti terv nem feltétlenül külön dokumentum, sok esetben része a részletes megvalósíthatósági tanulmánynak. Környezeti hatásvizsgálatok Bizonyos típusú és nagyságú projektek megvalósítása során a törvényi szabályozás megkívánja különböző szintű környezeti hatásvizsgálatok elvégzését. Ez lehet környezeti hatásvizsgálat, előzetes, ill. részletes környezeti tanulmány. A környezeti vizsgálatok készülhetnek külön is, de célszerű, ha már az elő-megvalósíthatósági ill. a megvalósíthatósági tanulmány is úgy készül, hogy azok környezetvédelmi fejezetei megfelelnek a jogszabályokban előírt környezeti hatásvizsgálatok tartalmi követelményeinek. Építési engedélyezési eljárás A projekt előkészítés fázisában, nagyobb, az épített környezetet befolyásoló beruházások esetén tipikusan az elvi építési engedélyt kérik meg, de nem ritka az, hogy a beruházás gyorsítása érdekében már az előkészítés során megkezdik az építési engedélyezési eljárást. Szakhatósági engedélyezés A projekt tartalmától függően a megvalósításhoz különböző szakhatóságok (pl. tűzoltóság, ÁNTSZ, Környezetvédelmi Felügyelőség) engedélye, hozzájárulása lehet szükséges. Ezekre már a projekt előkészítés előrehaladott állapotában, a műszaki részletek véglegesítése után, az előírt hatásvizsgálatok eredményeinek birtokában kerülhet sor. Az eljáráshoz az adott szakhatóság által előírt tartalmú engedélyezési dokumentációt kell összeállítani. Előtervek, kiviteli tervek készítése Az előtervek rendszerint a megvalósíthatósági tanulmány részeként készülnek, ugyanakkor előfordulhat, hogy önállóan van rá szükség. Célja az, hogy a műszaki megvalósítás minden koncepcionális kérdését tisztázza, specifikálja a főberendezéseket, az irányítástechnikát, tisztázza az elrendezést.

62


A kiviteli tervezés már tulajdonképpen a projekt megvalósításának része, de olyan kisebb projektek esetében beleérthető az előkészítés körébe is, ahol a projekt méreténél fogva a többi fent ismertetett lépés elmarad. (Ilyen lehet pl. egy kisebb épület belső világításának korszerűsítése, vagy egy kisebb kazánházi, hőközponti átalakítás, stb.) A kiviteli terv olyan mélységű, hogy annak alapján minden szükséges berendezés, készülék beszerezhető, a kivitelezés elvégezhető. A megvalósításban részt vevő vállalkozások pályáztatása, pályázati dokumentum Annak érdekében, hogy a beruházó minél előnyösebb megállapodást köthessen egy adott beavatkozás, korszerűsítés megvalósítására, sok esetben valamilyen versenyeztetési eljárást célszerű lebonyolítani. Ez kisebb beruházásoknál csak konkurens ajánlatok bekérését jelenti, nagyobb projektek esetén azonban érdemes (illetve, a közbeszerzési törvény hatálya alá eső esetekben kötelező) versenytárgyalást lebonyolítani. Ez a tevékenység részben az előkészítéshez, részben már a megvalósításhoz tartozik. Fő lépései a versenytárgyalási felhívás elkészítése, illetve a tender lebonyolítása, értékelése. Ha egy teljes energiahatékonysági beruházás komplett megvalósítását kívánják pályáztatni, alapvetően két lehetőség között választhatnak: •

a kiírásban a feladatot specifikálják anélkül, hogy részletesen meghatároznák a megoldás módját (pl. „hőellátó rendszer korszerűsítése és üzemeltetése úgy, hogy az 15 éves időtávra a legkisebb összes költséget eredményezze”), ill.

•

részletesen meghatározott műszaki megoldásra és tartalomra ír ki versenyt.

Az első esetben előnyként jelentkezik, hogy a vállalkozóknak szabad kezük van, így felmerülhetnek olyan megoldások, amire egyébként a kiíró nem is gondolt volna, és adott esetben ez jóval gazdaságosabbnak, előnyösebbnek bizonyulhat. Az ilyen kiírás nagy hátránya azonban, hogy a beérkező ajánlatok összehasonlítása igen komoly feladat, az egyes ajánlatok mind műszaki tartalmukat, mind kereskedelmi feltételeiket tekintve rendkívül különbözőek lehetnek. Ilyen kiírás esetén nincs szükség arra, hogy az kiíró az előzőekben részletezett előkészítési tevékenység nagy részét elvégezze, elkészíttesse a megvalósíthatósági tanulmányt. E tevékenységek nagy részét ilyenkor az ajánlattevőkre hárítja, akik viszont azok költségeit beépítik az ajánlati árukba. Hátránya a konstrukciónak, hogy mivel az előkészítést nem


63

a kiíró végzi, nincs birtokában az egyes műszaki megoldások finom részleteinek, ami gyengíti az alkupozícióját. A tapasztalat azt mutatja, hogy akkor várható megfelelően kidolgozott, egymással összehasonlítható ajánlatok beérkezése, ha a második megoldást választja a kiíró, azaz a kiírás megfelelő részletességgel specifikálja a tender műszaki aspektusait. Az ilyen kiírás sok szempontból hasonló a megvalósíthatósági tanulmányhoz, de annál konkrétabb. A konkrét tárgyától függően többek között a következő tartalmi elemei lehetnek: •

Ismerteti a beruházás hátterét, a tender tárgyával kapcsolatos műszaki rendszer fontosabb paramétereit, az illesztési feltételeket.

•

Specifikálja a szállítási terjedelmet illetve az igénybe veendő szolgáltatás tartalmát, esetleg a műszaki tartalmat, a főberendezések műszaki paramétereit.

•

Tárgyalja a kereskedelmi és pénzügyi feltételeket.

•

Specifikálja, hogy ki, milyen feltételekkel vehet részt a tenderen, valamint a tender formai és tartalmi követelményeit.

•

Lefekteti a tender értékelési szempontjait, ismerteti az értékelési eljárást, valamint kitér a jogorvoslat lehetőségére.

A megújuló energiahordozók alkalmazásának lehetőségei Amint arra a fejezet elején arra felhívtuk a figyelmet, a megújuló energia hasznosítás bevezetésének elemzését minden esetben meg kell előznie az energia-megtakarítási lehetőségek kiaknázásának. A kiadvány következő fejezeteiben részletesen bemutatjuk azokat a technológiákat, amelyek alkalmazásával az energiaellátás részben vagy akár teljes mértékben megújuló energiaforrások alkalmazásával lesz megoldható. A bemutatott technológiák mindegyikét jellemzi, hogy megbízható, referenciákkal rendelkező, sok éve hibátlanul működő technológiákról van szó, amelyek alkalmazása nem jár nagyobb kockázatokkal, mint a hagyományos energiaellátó rendszerek működtetése, ugyanakkor mind környezetvédelmi szempontból, mind az energiaellátás függetlenségének és biztonságának növelése szempontjából jelentős előnnyel jár az alkalmazásuk. (Esetenként említést teszünk olyan technológiákról is, amelyek ma még tömeges méretben nem terjedtek el, ezeket ma még csak korlátozottan, speciális felhasználási célokra használják. Valószínű azonban, hogy ezek a ma még újnak számító, és ezért költségesebb technológiákat is

64


néhány éven belül szélesebb körben alkalmazzák, amennyiben a piaci viszonyok ezt lehetővé és indokolttá teszik.) A megújuló energia hasznosítási projektek megvalósítását az energiahatékonysági projektekhez hasonlóan kell előkészíteni és lebonyolítani. Meghatározott projekt nagyság felett itt is fontos a megvalósíthatósági tanulmány elkészítése, a kapcsolódó gazdaságossági számítások elvégzése és ennek alapján az üzleti terv összeállítása, a környezetvédelmi hatástanulmány, az engedélyezések és a vállalkozók versenyeztetése. Kisebb projektek esetében is javasolt legalább a több szállítótól való ajánlatkérés, és az ajánlatok összehasonlító elemzése.


6.

65

MEGÚJULÓ ENERGIA HASZNOSÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK ÉS GYAKORLATI ALKALMAZÁSOK

Az energiarendszerekben alkalmazott technológiák közül jelenleg a hazai kis- és középvállalkozások számára a következő megújuló energetikai technológiák állnak elsődlegesen rendelkezésre: •

Hőellátás napkollektorral, hőszivattyúval, vagy biomassza tüzeléssel

•

Villamosenergia-ellátás napelemmel, vagy szélgenerátorral

A fenti technológiák természetesen egymással és a hagyományos energiahordozókkal (pl. földgáz) kombinálhatók. Ennek módját, mértékét és a kivitelezés konkrét megvalósítását minden esetben alapos elemzésnek és megvalósíthatósági vizsgálatnak kell megelőznie, amelyben különböző változatokat célszerű végigszámolni és összehasonlítani. Speciális esetekben más – itt részletesebben nem tárgyalt – megújuló energia technológiák alkalmazása is indokolt lehet, például szünetmentes energiaellátáshoz tartalék áramforrásként tüzelőanyag-cellák alkalmazása stb.

6.1

Napkollektoros hőellátás

Hazai adottságok Figyelembe véve Magyarország éghajlati adottságait, joggal állíthatjuk – hogy lehetőségeinkhez képest – a napkollektoros napenergia-hasznosítás az egyik legmostohább megújuló energia ágazat hazánkban. A 3. sz. táblázatban a városok sorrendjét az Egyenlítőtől való távolságuk alapján határoztuk meg. A táblázatból kitűnik, hogy az Egyenlítőhöz való közeledés nem feltétlenül jelent egyre nagyobb napenergia-hozamot, inkább csak a magasabb éves átlaghőmérsékletet garantálja. Jól példázza ezt Guangzhou éves besugárzási adata, amely alacsonyabb, mint Münchené. A kínai napenergia-hasznosítással kapcsolatban egy érdekes adat: Egy 2001ben készült felmérés szerint a Földön üzemelő napkollektorok összes felülete 102 millió m2, melyből Kína 32 millió installált négyzetméterrel rendelkezik. Ennél is meglepőbb az, hogy egyedül erre az országra jellemző módon, kétszer több – mintegy 21 millió m2 — ebből vákuumcsöves napkollektor.

66


Ugyanebben az évben – egész Európában – összesen 11 millió m2 különféle napkollektor működött. Az egy főre jutó napkollektor-felület aránya Izraelben a legmagasabb, a világ második helyezettje viszont szomszédunk, Ausztria, ahol 2007 őszén ünnepelték a hárommilliomodik négyzetméter napkollektor telepítését.

3. sz. táblázat

ORSZÁG

VÁROS

Teljes besugárzás (kWh/m2/ év)

Diffúz Éves átlagSzélessé sugárzás hőmérgi kör (kWh/m2/ séklet (°) év) (°C)

Frankfurt

1045

605

10,6

49,87

Németország

München

1146

646

7,7

48,22

Ausztria

Bécs

1082

581

9,4

47,82

Ausztria

Salzburg

1110

584

8,3

47,80

Magyarország

Budapest

1197

643

10,4

47,43

Ausztria

Graz

1145

681

9,4

46,59

Magyarország

Szeged

1303

649

10,3

46,25

Görögország

Athén

1566

723

17,5

37,98

Görögország

Rhodos

1792

657

18,9

36,43

Guangzhou

1108

781

21,9

23,13

Németország

Kína

Hazánkban az erre vonatkozó statisztikai adatok hiányában a különféle becslések abban megegyeznek, hogy a jelenleg üzemelő napkollektorok összes felülete bizonyára nem éri el a 100 000 m2-t, valószínűsíthetően inkább az 50 000 m2 közelében van. Görögországi nyaraláskor sokan megtapasztalhatták, mennyire elterjedt a napkollektoros hőhasznosítás. Gondolhatták is; persze, ott sokkal többet süt a Nap. Pedig nem is olyan nagy a görögök előnye, hiszen a szegedi és az athéni napenergia-hozam között mindössze 20 % a különbség.


67

Hasznosítási lehetőségek Mottó: „Lehetetlen egy probléma megoldása ugyanazokkal az eszközökkel, amelyek magát a problémát hozták létre” (Albert Einstein)

Magyarországon az épületek döntő többségét földgáz üzemű kazánokkal fűtik, emellett a távhő-előállítás is döntően földgázból történik. Hagyományos építésű létesítmények üzemeltetésekor a legnagyobb tétel éves szinten a fűtési célra felhasznált földgázdíj, nagyságrenddel kisebb általában a melegvíz előállításra fordított földgáz alapú hőenergia költsége. Ebből következően az a logikusnak látszó elképzelés merül fel nap, mint nap, hogy miként lehetne napkollektorokkal megtermelt hőenergiával csökkenteni egy épület fűtési költségét. Azonban, ha jobban belegondolunk, akkor a fenti elképzelés inkább illogikus, hiszen a tél beköszöntének egyetlen oka van, a Föld felszínére érkező napenergia fokozatos csökkenése. Ennek fő oka a rövidülő Nappálya, amelyből következően rövidülnek a nappalok is, és a delelő Napmagasság hazánkban egészen 19°-ig csökken. További akadály a Kárpátmedencei telek felhős téli égboltja. A mottóként idézett Einstein gondolat mellett a 20. sz. ábra bizonyítja, hogy igen nehéz az egyre kevesebből egyre többet hasznosítani. 20. sz. ábra Napenergia hozam és fűtési hőigény havi eloszlása

68


A diagram piros vonala egy 45°-os dőlésszögű, déli tájolású napkollektor éves hozamváltozásait mutatja havi bontásban. A legnagyobb, 100 %-os hozamot júliusban „takaríthatjuk be”, a többi hónap termése alacsonyabb. A december a legalacsonyabb besugárzású hónap, annak ellenére, hogy a januári hőmérsékletek alacsonyabbak, akkor viszont gyakoribbak a felhőmentes, szikrázóan hideg napok. A kék „haranggörbe” egy átlagos épület fűtési hőszükségletét mutatja szintén havi értékekkel. A két görbe egymás inverze, vagyis amikor a legtöbb napenergiát lehet hasznosítani, akkor egyáltalán nincs szükség fűtésre. Ausztriában és Németországban épültek lakóházak, kisebb társasházak, melyeknek a fűtését szezonális tárolóval épített napkollektoros rendszerekkel oldották meg. Ebben az esetben hatalmas méretű, földalatti, igen erősen hőszigetelt tárolóban gyűjtik össze a nyári félévben a hőenergiát, és a fűtési szezonban ez biztosítja a fűtést. A hosszú tárolási időszak miatt mintegy 1 méter vastagságú hőszigetelés szükséges a hőveszteség minimalizálásának érdekében. Ezek a rendszerek jellemzően vizet használnak a hőenergia eltárolására, a hatalmas méretek miatt azonban igen magas beruházási költségekkel kell számolni, ezért hazánkban a jelenlegi megújuló energia támogatási arányok mellett ez nem tekinthető gazdaságos beruházásnak. Sokkal gazdaságosabb rendszerek alakíthatóak ki, ha beérjük egy részleges fűtési energia kiváltással, és a hőenergia tárolás időtartamát legfeljebb 24 órára tervezzük. Egy ilyen napkollektoros rendszernek is csak abban az esetben van létjogosultsága, ha a nyári időszakban termelődő többszörös hőenergia mennyiséget is lehet hasznosítani. Jó kiegészítője a fűtésrásegítő kollektoros rendszernek egy szabadtéri úszómedence fűtése, hiszen így biztosítható az egész éves hőhasznosítás. Másik – jelenleg még a magas bekerülési költség miatt inkább elvi – lehetőség az abszorpciós klímaberendezéssel való nyári hőhasznosítás. Ezek a berendezések 80-90 °C-os előremenő hőmérsékletű fűtővízből állítják elő a klimatizáláshoz szükséges hűtőenergiát, gyakorlati megvalósításkor elsősorban az alacsony hőveszteségű vákuumcsöves kollektorok jöhetnek számításba. Az eddig felsorolt lehetőségek a jelenlegi energia árak tükrében még igen hosszú megtérülési idővel rendelkeznek, de hosszabb távon – a fosszilis tüzelőanyagok árának növekedése és a technológiák árának csökkenése következtében - a megtérülési idő csökkenésével lehet számolni.


69

A megtérülési idő alapvetően a beruházás költségétől, és a jövőbeni energia áraktól függ, ezeket a tényezőket nem tudjuk befolyásolni. Ténylegesen úgy lehet a fenti problémakörön úrrá lenni, ha a felhasználás oldalán optimalizálunk. A 18. sz. ábrán látható napenergia éves lefutási görbe meteorológiai adottság, nem befolyásolható, de választhatunk mellé olyan hőenergiaigényű alkalmazást, ahol az energiaigény éves lefutása hasonló a rendelkezésre álló napenergia tendenciagörbéhez. Ha az energiaigény az év minden hónapjában azonos, pl. használati melegvíz előállítás (HMV), akkor is éves szintű 60-65 %-os megtakarítást érhetünk el. Ha a melegvíz igény a nyári időszakban magasabb (vízparti üdülők, szállodák, panziók), akkor az éves megtakarítás 75-85 % is lehet. Szintén jó felhasználási terület az épületen belül egész évben üzemelő úszómedence fűtése, hiszen ennek a fűtési energiaigénye az év folyamán közel lineáris. Medence fűtés esetén a szolárrendszer egyik fő költségeleme is megtakarítható, hiszen nincs szükség a napenergia eltárolásához puffertárolóra, hiszen ezt a funkciót maga a medence tölti be. Mezőgazdasági területen szinte teljesen paralel energiaigényű a hasznosítható szolár energiával egy szárító, vagy aszaló üzem hőfogyasztása, hiszen ez a tevékenység a téli félévben szünetel. Napkollektor típusok, mikor, melyiket célszerű alkalmazni A hazánkban jól alkalmazható napkollektorokat 3 fő csoportra oszthatjuk: Üvegfedés nélküli műanyag abszorberek Ezek a napkollektorok alapvetően a nyári félévben alkalmazhatóak, jellemzően szabadtéri medencefűtés céljára alkalmasak. Hőcserélő nélkül, a medence vizet közvetlenül keringetve a műanyag abszorber csövekben a legköltséghatékonyabb naphő-hasznosító rendszer építhető fel. Egész éves energiatermelésre a magyarországi éghajlaton nem alkalmas.

70

Megújuló energiaforrások az EU-ban és Magyarországon 21. sz. ábra Üvegfedés nélküli műanyag abszorber

Síkkollektorok Európában a síkkolektor a legelterjedtebb termikus napenergia hasznosító eszköz. Szűkre szabott tetőfelület esetén a leghatékonyabb napkollektor, mivel bruttó területének 95%-a az elnyelő-felület. Magasabb üzemi hőmérsékleteken rohamosan csökkenő teljesítményűek a szimpla üveges fedés miatt. Üzemzavar esetén a közepes hőszigeteltség már előnyös tulajdonsággá válik, nyári magas hőmérsékletnél sem nő az üresjárási hőmérsékletük 160-200 °C fölé, így a szokásos zárt rendszerű fagyállós kiépítés nyomásviszonyai kezelhető szinten maradnak. Időszakos hőenergia túltermelés esetén éjszakai cirkuláltatással a fölösleges hőenergia a környezetnek leadható erre alkalmas szolárvezérlő használatával. Ennek ott lehet hasznát venni, ahol nem biztosított a mindennapos hőelvétel, például egy heti öt napban üzemelő gyáregység, iroda. A síkkolektor elvi felépítését a 22. sz. ábra szemlélteti, fényképét a 23. sz. ábra mutatja be.


71 22 sz. ábra A síkkollektor általános felépítése

23. sz. ábra Síkkolektor képe

Vákuumcsöves napkollektorok Rendkívül széles a típus- és modellválaszték. Az alsó árkategóriában kapható vákuumcsöves kollektorok „tudása” gyakran nem haladja meg a középkategóriás síkkollektorokét. A közepes árkategória felett

72


abszorberfelületen való összehasonlításkor mintegy 50 %-al több az éves hozamuk a síkkollektoroknál. Azonos éves energiahozam eléréséhez mégis nagyobb az elfoglalt tetőfelület, mivel a bruttó felület 50-55%-a az energiát termelő abszorberfelület. Az éves üzemórák száma jelentősen meghaladja a napos órák számát, hiszen az alacsony hőveszteség miatt a felhőkön keresztül érkező diffúz sugárzásból is képesek hőenergiát termelni. Az alacsony hőveszteség üzemzavar (pl. áramszünet vagy túltermelés) esetén 200- 300 °C-os stagnációs hőmérsékletet eredményezhet a kollektorokban. Az ebből adódó túlnyomás fokozottabb figyelemmel kialakított speciális műszaki megoldásokat igényel. A túltermelésből adódó felesleges hőenergiát éjszakai visszacirkuláltatással csak részben lehet visszasugározni a környezetnek, ezt a vákuumos hőszigetelés akadályozza. Alkalmazása ott ajánlott, ahol fontos szempont, esetleg elvárás a környezeti hőmérsékletet jelentősen meghaladó melegvíz-hőfok. 24. sz. ábra Vákuumcsöves napkollektor

A napkollektorok megtérülése Furcsa „betegség” terjedt el hazánkban, nevezetesen a megújuló energiát hasznosító berendezések szigorúan financiális, megtérülési alapon való megítélése. Tőlünk nyugatabbra el sem hangzik a kérdés, hogy megtérül-e 68 év alatt? Ott már felismerték, hogy a megújuló energiák alkalmazása szükséges, a felfelé „kúszó” energiaárak pedig igazolják ezt. Mindenki a megújuló energiáktól várja a rövid megtérülést, elfelejtve, hogy minden


73

háztartásban ott dübörög minimum egy soha meg nem térülő beruházás, mégpedig a hagyományos fűtési rendszer, nem is beszélve a klímáról, plazmatévéről, személygépkocsiról. A kisebb családi házas vagy rosszul kihasznált (pl: fűtésrásegítés nyári többlethő-elvétel nélkül) rendszerek megtérülési ideje a leghosszabb, mivel családi házas rendszereknél a fajlagos anyagköltség igen magas, a kihasználatlan rendszereknél pedig a kinyert energia marad el az elérhető maximálistól. A megtérülést az alábbi esettanulmánnyal szemléltetjük: 150 lakásos budapesti társasház részére 2006-ban kiajánlott, használati melegvíz-termelési célú napkollektoros rendszer egyszerű megtérülési számítással 24 év alatt hozta volna meg az árát. Most, két év elteltével a várható megtérülés ugyanazzal a számítási metódussal, 2008-as energiaárakkal 12-14 évre tehető. Az emelkedő árú földgáz még mindig a legolcsóbb fosszilis energiahordozó, villamos áramot, fűtőolajat kiváltva a megtérülési adatok jóval kedvezőbbek lesznek. Villamos áram kiváltása esetén a megtérülési idő a harmadára csökken a földgáznál számított megtérülési időhöz képest. 25. sz. ábra Vákuumcsöves napkollektor rendszer

74


A képen egy hazai szálloda főépületén működő 170 m2 –es vákuumcsöves napkollektoros rendszer látható. Napi hőenergia termelése a nyári időszakban eléri a 460 kWh-t, fő feladata a 190 m2es beltéri medence fűtése, de emellett napi 3-4000 liter használati melegvizet fűt fel 50°C-ra. 6.2

Hőszivattyús hőellátás

A hőszivattyú elve régóta ismert folyamat, amit Sadi Carnot francia mérnök ismert fel és fogalmazott meg mérnökien 1824-ben. A gázok összenyomás hatására folyékony halmazállapotúvá válnak, megnövelik hőmérsékletüket, leadják a környezetüknek, majd kitáguláskor (elpárolgáskor) hőt vesznek fel környezetüktől. Ha ez a két folyamat nem ugyanabban a térben játszódik le, akkor a gáz hőt fog magával szállítani. Manapság fűtési célokra, használati melegvíz (HMV) előállításra használjuk. Az Európai Unió fejlettebb, gazdagabb országaiban reneszánszát éli az alkalmazása. A ’80-as években kezdték alkalmazni először, de sok rendszer hibás tervezés, kivitelezés miatt gazdaságtalanul működött és ez visszavetette a fejlődést. Időközben az alkalmazása gyerekbetegségeit kinőtte, illetve a konkurens energiaforrások ára olyan magas lett, hogy a gazdaságos alkalmazás elől elhárult minden akadály. A hőszivattyú működési elve A hőszivattyút szívesen hasonlítják a hűtőgéphez. Nagyon messziről tényleg hasonlítanak alkatrészeikben, felépítésükben egymásra. Mindkettőnek négy fontos alkatrésze van, plusz a vezérlés.


75 26. sz. ábra A hőszivattyú működési elve

Két hőcserélőből, egy adagoló fojtószelepből és egy kompresszorból áll. Az egyik hőcserélőn (elpárologtató) keresztül jut a rendszerbe a hő, amit a klímaközeg vesz fel elpárolgásával. Ebben a hőcserélőben a klímagáz folyékony halmazállapotú, a hő hatására elpárolog, majd a kompresszorba jut, ami összenyomja (munkát közöl vele) és ettől felmelegszik. A folyamatot a 26. sz. ábrán követhetjük végig. Mindenki ismeri azt a jelenséget, amikor kerékpár kereket pumpál, és a pumpa ettől felmelegszik. Itt is ez a folyamat játszódik le. Az összenyomott, és ettől felmelegedett gázt a másik hőcserélőbe (kondenzátor) vezetjük, ahol a nála alacsonyabb hőmérsékletű víznek átadja hőjét. Ugyan a víz, ami pl. fűtési rendszer, a komprimált gáznál alacsonyabb hőmérsékletű, de lényegesen magasabb annál a közegnél, amiből származik. A klímagáz tehát lehűl a hőcserélőben, kondenzálódik és a negyedik, egyben az utolsó alkatrészen, az adagoló fojtószelepen áthaladva folyékony halmazállapotban ismét az első hőcserélőbe kerül, hogy ott elpárologva folytassa a ciklust. A fojtószelep gondoskodik az adagolásról, hogy a klímagáz a lehető legjobban töltse fel az elpárologtató hőcserélőt, ezáltal a legnagyobb hatásfokot érhessük el és stabilizálja a folyamatot. A hőszivattyú alkalmazási területei A neve is mutatja, hogy hő szivattyúzására lehet használni, tehát képes alacsonyabb hőmérsékletű közegből magasabb hőmérsékletű felé hőt

76


szállítani. Ehhez a többletenergia kell, amelyet a kompresszor szolgáltatja. Elsősorban helyiségfűtésre, hűtésre, medencetemperálásra, használati melegvíz előállításra használhatjuk a hőszivattyút. Ki kell emelni, hogy hőszivattyús hőellátás alkalmazása esetén nem szükséges külön légkondicionáló berendezést is létesíteni, mert a nyári időszakban a hőszivattyúval ez a funkció is ellátható. A hőszivattyú típusai A hőszivattyúkat aszerint csoportosíthatjuk, hogy honnan nyerik a hőt. Vannak levegő/víz típusok, melyek a környezeti levegőből nyerik a hőt. Ezek a berendezések lehetnek a szabadban felállítva, vagy az épületben is, de akkor légcsatornával kell a levegőt hozzá és tőle elvezetni. Egyes speciális kivitelűek képesek hasznosítani a mosókonyha hőjét is. Ez úgy működik, hogy a száradó ruhák miatt szellőztetni kell és ebből a levegőből nyeri vissza a hőt. Alkalmazhatunk szondákat is a hőforrásaként. Ezek a szonda/víz hőszivattyúk. A szondák lehetnek vízszintesen elásva a talajba (kollektor), vagy függőlegesen fúrva (szonda). Ritkán alkalmazott megoldás, amikor egy tóba van a kollektorcső befektetve. Ehhez kell egy minimális tómélység, ellenkező esetben képes megfagyasztani annak vizét a hőelvonás. Népszerű a kútvízből hőt elvonó kialakítás az olcsó beruházás és magas hatásfoka miatt. Ez a víz/víz hőszivattyú. Ennél a megoldásnál kútból szivattyúzott vízből vonjuk el a hőt és egy másik kútba (kutakba) engedjük, rosszabb esetben sajtoljuk vissza a vizet. A hőszivattyúkat egy nagyon fontos mutatószám jellemzi, a munkaszám, másképp COP (Coefficient Of Performance). A COP egy mérőszám, mely a hűtő és fűtő rendszerek energiahatékonysági mutatója. Értéke a leadott hőteljesítmény (adott környezeti hőmérsékleten) és az ehhez felvett elektromos teljesítmény hányadosa. Innen a dimenziója (W/W). Minél magasabb ez az érték, annál jobb hatásfokú, tehát adott fűtési feladat ellátásához kevesebb áramot felhasználó, így energiatakarékosabb a berendezésünk. A levegős hőszivattyúk rendelkeznek a legkisebb munkaszámmal, mert a levegő fajhője lényegesen kisebb, mint a folyadékoké. Nagy térfogatárammal lehet pótolni az elvonható hőt, de ez a beépített ventilátor áramfelvételével rontja a munkaszámot. További rontó tényező, hogy 0°C alatti hőcserélő hőmérsékleten a levegő páratartalma ráfagy magára a hőcserélőre, amivel leszigeteli azt, és ekkor pl. elektromos fűtéssel le kell olvasztani. Van még egy nagyon fontos, forrásoldali hőmérséklettől függő dolog. A hőszivattyúknak nemcsak a hatásfoka, hanem a teljesítménye is csökken a forrásoldali hőmérséklet csökkenésével. Tehát minél hidegebb van


77

kint, annál jobban csökken a leadott teljesítménye is. Jellemző COP: 3,5 (7°C levegő hőmérséklet és 35°C fűtővíz hőmérséklet mellett) A szondás rendszerek lényege, hogy a földbe ásott, vagy furatba helyezett zárt csőrendszerben keringtetünk fagyállóval kevert vizet. A fagyállós keverék segítségével vonjuk el a talajból a hőt. A keveréket sokkal nehezebb keringtetni, mint a tiszta vizet a viszkozitása és nyúlóssága miatt, a fajhője is kisebb a vízénél. Fagyállóra azért van mégis szükség, mert a talajból nem lehet olyan intenzív hőelvonást elérni, hogy a hőszivattyú forrásoldali (elpárologtató) hőcserélőjét garantáltan megvédhessük a tönkremenetelét jelentő elfagyástól. Jellemző COP: 4,5 (0°C fagyálló és 35°C fűtővíz hőmérséklet mellett) A nyíltvizes, vagy kutas rendszerek rendelkeznek a legmagasabb munkaszámmal, mert a primer és szekunder oldal hőmérsékletei között itt a legkisebb a hőmérsékletkülönbség és a kompresszor hozzáadott energiája ezért a legkisebb. Hátránya lehet a rendszernek, hogy a kutak vízhozama, amiből a vizet nyerjük csak 2 év után áll be a végleges mennyiségre, illetve a nyelő kutak, amibe visszatápláljuk a lehűtött vizet, eldugulhatnak, időszakosan regenerálni kell, rosszabb esetben pedig új kutat fúrni. Jellemző COP: 5,5-6,0 (10°C kút és 35°C fűtővíz hőmérséklet mellett). Vannak a hőszivattyúnak „rokonai”, mint hűtő, folyadékfűtő. Ezek szintén hőt szivattyúznak, vonnak el egy zárt környezetből. A hőszivattyúk hűtő-fűtő típusai képesek a hőt szivattyúzni mindkét irányba, külső eszközök nélkül, vagyis folyadékhűtőként is tudnak működni. Ezek motoros szelepek segítségével a gázkörben felcserélik a két hőcserélőt a kompresszor szívó és nyomó csonkján, ezzel a hő szivattyúzási iránya megfordul. Erre a lehetőségre, funkcióra azért van szükség, hogy nyáron hőt vonhassunk el az épületből a hőszivattyú segítségével, amit eddig télen fűtöttünk. Minden eszköz, berendezés marad a helyén, nem kell szelepeket nyitni-zárni, hanem mindez automatikusan, emberi beavatkozás nélkül történik. Ez különösen szezonváltáskor lehet fontos, amikor reggel még fűteni kell, de később, amikor a Nap melegítő hatása érvényesül, már a hűtési igény is felmerül. Természetesen van erre egyszerűbb, de nem minden esetben alkalmazható megoldás. A hőszivattyú forrás oldalán, a hőforrás közegére építhetünk egy egyszerű hőcserélőt a hőszivattyúval párhuzamosan.

78

Megújuló energiaforrások az EU-ban és Magyarországon 27. sz. ábra Hőszivattyú alkalmazása hűtésre és fűtésre

Hűtési igény esetén a forrás kör (a téli használattal lehűtött szondarendszer, vagy a viszonylag stabil, alacsony hőmérsékletű kútvíz) hidegebb közegének adjuk át a belső hűtési-fűtési rendszerben felhalmozódott hőt. Ezzel jelentős energiát tudunk megspórolni, ugyanis ehhez a hőtranszporthoz csak a primer- és szekunderköri szivattyút kell működtetni, a hőszivattyút nem kell bekapcsolni ehhez. A váltás lehet kézi, vagy távirányítású egy motoros váltószeleppel. A hőszivattyú alkalmazás szempontjai, feltételei Hőforrás A hőforrás-oldal és a fogyasztói oldal hőmérsékletétől jelentősen függ a hőszivattyú legfontosabb paramétere, a munkaszám. Minél távolabb vannak ezek egymástól, a kompresszornak annál több munkát kell elvégeznie, ami rontja a munkaszámot, a gazdaságosságot. A munkaszám a hőforrás-oldal hőmérsékletétől is függ, ezért keressünk minél melegebb, nagy hozamú hőforrást. Ebből a szempontból a nyíltvizes kút a legjobb megoldás, ha van víz a területen és a talaj víznyelő képességével sincs baj. Ugyanis a termelőkútból kiemelt, a hőszivattyún átfolyt vizet vissza kell engedni ugyanabba a rétegbe, ahonnan kivettük. A kiemeléssel nem szokott akkora gond lenni, mint a visszasajtolással. Szerencsés esetben a víz visszafolyik a


79

nyelőkút nyomás alá helyezése nélkül. Ha a szivattyúval nyomás ellenében valóban sajtolni kell, akkor a rendszer áramfelvétele megnő és rontja a rendszer hatásfokát. A nyelőkút ellenállása a használat során csak tovább nő, ezért jellemzően 2 nyelőkutat szoktak építeni egy forráskúthoz. Különleges eset, amikor a hőszivattyút hévíz kútra telepítjük. Ez azért fordul elő, mert a hévíz kút hőjét egy egyszerű hőcserélőn csak korlátozott hőmérsékletig tudjuk hasznosítani. Az alsó határt a szekunder (fogyasztó) kör határozza meg. Ha felületfűtést (fal-, padló-, mennyezetfűtést) táplálunk, akkor a hőcserélőn tervezett hőfokeséssel együtt kb. 35°C-ig tudjuk elvenni a hőt a hévízforrástól. Ha 15°C-al akarjuk visszasajtolni a vizet, akkor a többi hőt csak hőszivattyúval lehet elvonni, hasznosítani. Ha nincs lehetőség kutakat kiépíteni, akkor jön szóba a vertikális szonda. Ez alacsonyabb hőmérsékletű lesz, mint a nyíltvizes rendszer és jelentős többletköltséget is okoz. Alapszabályként elmondható, hogy a szondarendszer annyiba kerül, mint maga a hőszivattyú, vagyis jelentősen megemeli a beruházási költséget. Előnye, hogy helyes méretezés esetén gazdaságosabb tud lenni, mint a gázfűtés és az üzemeltetésnél nincs változás, mint a vizes rendszernél, nincsenek szűrési, karbantartási gondok, a homokszemcsék, vagy az oldott sók nem károsítják a hőszivattyú elpárologtató hőcserélőjét. Ha egészen kis rendszerről, vagy csak időszakaszos használatról van szó, illetve sem kút-, sem szondafúrásra nem gondolhatunk (pl. Budán a barlangok felett szóba se jöhet egyik megoldás sem), valamint földgáz vezeték sincs kiépítve, jó megoldás lehet a levegős hőszivattyú is, ha automatikus rendszerre van szükségünk. Lehetséges olyan alkalmazás is, ahol időszakosan a fűtési rendszernek csak kis részét kell felfűteni és ezért gazdaságtalan az egész épületet fűteni. Ilyen lehet egy iskola egyetlen tantermében folyó hétvégi oktatás. Erre a feladatra az egyszerű telepítés, kis beruházás és az időszakos használat miatt gazdaságos lehet a levegős hőszivattyúval fűteni a tantermet, ami a fűtési rendszerből ki van szakaszolva erre az időre. Ezzel párhuzamosan meg kell fontolni, hogy egy faelgázosító kazán általában olcsóbb üzemet tud biztosítani, viszont gondozásigénye van és ez nem mindig oldható meg. Engedélyeztetés A hőforrást, amennyiben kút-, vagy szondarendszer, engedélyeztetnünk kell. Elmondható, hogy a szondákat nagyobb költségvonzatuk ellenére szívesen alkalmazzák, mert egyszerűbb nagy rendszerekhez engedélyeztetni, ráadásul a kutak koncentrált nagy vízhozam igénye pedig akár az épületre nézve statikai problémákat is felvethet. A szondák tervét a területileg illetékes bányakapitányságnál, a kutak tervét pedig a területi vízügyi felügyelőségnél kell engedélyeztetni. A hivatalos ügyintézési idő 60 nap, de például Budapesten nem lehet ennyi időn belül engedélyt kapni.

80


Hőszigetelés Először vizsgáljuk meg az épületet, hogy milyen hőszigeteltségű. Ha az épületünk rosszul hőszigetelt, először az energiaigényt kell csökkenteni, tehát először hőszigetelni kell. Amennyiben itt megtettünk maradéktalanul mindent, akkor léphetünk csak tovább. Hőszigetelés nélkül előállhat az a szerencsétlen helyzet, hogy gondos munka ellenére is olyan magas előremenő hőmérsékletű vízzel kell fűtenünk, ami a gazdaságos üzemet lehetetlenné teszi. Akkor jó egy épület hőszigeteltsége, ha a négyzetméterenkénti hőveszteség kevesebb, mint 50Watt. A hőszigetelésnek van még egy pozitív hatása a hőszivattyús beruházásra: nemcsak a berendezés fogyasztása, hanem a névleges teljesítményigény is csökken. Hőleadók Adott fűtőszerkezet hőleadása a fűtővíz közepes hőmérsékletének arányában nő. A hőszivattyú hőleadó (fűtő) körének hőmérsékletét nem növelhetjük büntetlenül. Ha van alternatív energiaforrás, meg kell vizsgálni, hogy milyen munkaszám-egyenértékkel kell azt figyelembe venni. A hőszivattyúk elsősorban tervezőknek szóló adatlapján leolvasható, hogy milyen előremenő hőmérséklet mellett milyen munkaszámmal üzemel, egy gyakorlott tervező hamar megállapítja, képes-e versenyezni a hőszivattyú a konkurens fosszilis energiával. Jelen kiadvány készítése idején, 2008 májusában a földgázra számított COP-egyenérték magán felhasználókra érvényes energiaárakon már csak 3. Egy évvel ezelőtt még 3,2 volt. Nem is a konkrét érték a fontos, hanem a trend. Egyre könnyebb a földgázüzemmel versenyezni a hőszivattyúnak. COP-egyenértéken azt kell érteni, hogy a földgázfűtés árát átszámoljuk hasznosított teljesítményre (Ft/W), vagyis figyelembe vesszük a gázberendezés tüzeléstechnikai és tényleges hatásfokát, valamint a gáz fűtőértékét. A hőszivattyú által felvett teljesítmény fajlagos árát (Ft/W) is tudjuk számolni. A kettő hányadosa adja az egyenérték COP-t. A méretezési előremenő hőmérséklet a fűtőeszközt és annak felületét határozza meg. A hőmérsékleteknél gondoljunk csak a radiátorra, vagy a padlófűtésre. A padlófűtés felülete nagy, hőmérséklete alacsony, mégis képes felfűteni az adott helyiséget, épületet. Tehát minél nagyobb fűtőfelületet vagyunk képesek beépíteni, annál alacsonyabb hőmérsékletet kíván a rendszer. Ez nagyon fontos, mert sok problémától menthetjük meg magunkat, ha például nem radiátoros fűtési rendszerrel építjük össze a hőszivattyút. A radiátorok tényleges hőleadása nagyban függ a fűtővíz közepes hőfokától. Kivételes esetekben lehet gazdaságos, ha mégis radiátoros rendszerre csatlakozunk. Pl. amikor nincs más, olcsóbb alternatív energiaforrás és eddig mondjuk elektromos kazánnal fűtöttünk, de ez, vagy az ehhez hasonló eset tényleg kivételes. A legmegfelelőbb hőleadók a padló-


81

fal- és mennyezetfűtések. Ezeket tetszőlegesen kombinálhatjuk. Minél többet építünk be a fűtendő-hűtendő térbe, annál magasabb munkaszámot érhetünk el a hőszivattyúnál az alacsonyabb előremenő hőmérséklettel. A szokásosnál alacsonyabb előremenő hőmérsékletű fűtővíznél a fan-coilokkal érhetünk még el jó eredményeket, mert a hőleadást a beépített ventilátor intenzívvé teszi, ezen kívül hűtésre is alkalmas. Hőszivattyú berendezés Elsősorban nem az határozza meg a hőszivattyú minőségét, alkalmasságát, hogy hol, melyik országban készült. Sokkal fontosabb, hogy milyen szolgáltatásokkal rendelkezik a vezérlése. Képes-e az előremenő hőmérsékletet a külső hőmérséklet függvényében szabályozni, ismeri-e a HMV előnykapcsolást, van-e napi, heti időprogramja, képes-e tartalék fűtőeszközt indítani meghibásodása esetén, hűtés üzemben képes-e a párakicsapódást figyelni és beavatkozni, hány fűtő/hűtő kört tud kezelni, illetve képes-e az aktív hűtésre. Megtérülés A számításoknál a beruházási és az üzemeltetési költséget kell figyelembe venni. Az üzemeltetésben benne van a működéshez szükséges energia, az emberi erőforrás és az időszaki karbantartás és felülvizsgálat. Jellemzően új épületeknél, ahol figyelembe vették már tervezéskor, hogy hőszivattyú fog fűteni-hűteni, 7-10 év alatt a beruházási többletköltségek megtérülnek az üzemeltetésből. Meglévő épületek felújításánál több időre számíthatunk, mert a felújítás mindig több költséggel jár és az eredmény soha nem olyan tökéletes, mint egy új építésnél. Ennek ellenére itt is várható a 10-14 éven belüli megtérülés. Kapcsolódás meglévő rendszerekhez Előfordulhat, hogy a hőszivattyút nem tudjuk, nem akarjuk önálló hőforrásként alkalmazni, hanem pl. gázkazánnal kell együttműködtetni. Ez sok problémát vet fel. Legfontosabb, hogy hidraulikailag és hőmérséklet szerint is össze legyenek hangolva. A hidraulikai illesztés eszköze a hidraulikai váltó, a hőmérsékletek tervezése azonban nem egyszerű. Ha a hőszivattyút az átmeneti időszakra, kisebb előremenő hőmérsékletre terveztük, nincs semmi gondunk a továbbiakban, egyedül a vezérlést kell jól kitalálni, milyen előremenő hőmérsékletnél váltson a két fűtőeszköz. De ha egyszerre akarjuk használni, teljesítmény kiegészítőként, akkor nehezebb a dolgunk vezérlésben, mert a megfelelő hőmérsékletet egymáshoz képest tartani, kikeverni motoros szelepekkel nem egyszerű. A pontatlanságért hatásfokkal fizetünk. Komoly mérnöki feladat és team-munka egy ilyen rendszert gazdaságosra megtervezni. A megrendelőt nehéz általában meggyőzni az alkalmazás gazdaságosságáról, szükségszerűségéről. Egy

82


további, újabban sokat számító érv a hőszivattyú mellett a szigorúan vett gazdaságossági számításokon túl a CO2-megtakarítás. Összefoglalva az elmondottakat, a gazdaságossághoz jól hőszigetelt épület, nagy fűtőfelület kell, ami lehet egyúttal hűtőfelület is. A padlófűtés is lehet hűtőfelület. Nem kell félni kedvezőtlen élettani hatásoktól, mert ha jól van méretezve a felület, a felületi hőmérséklet fűtésnél alacsony, hűtésnél magas lesz, és a használat pedig magas komfortérzetet ad. A hőszivattyús rendszer beruházási költségein nem szabad takarékoskodni, mert a megtérülés reális időn belüli, feltételezve a mai, és főleg a várható földgáz- és áramárakat. A környezetre gyakorolt hatása is kedvezőbb a helyi CO2-emisszió részben, vagy teljes egészében való megszűnése miatt. További kedvező „mellékhatása” lehet még a földgázzal szemben a gázszivárgás és COmérgezés veszély megszűnése.

6.3

Biomassza alapú hőellátás

Jelen fejezetben csak a szilárd biomassza tüzelési célú gyakorlati alkalmazásait tekintjük át, mint a kis- és középvállalkozások hőellátása szempontjából legfontosabb biomassza fajtát. A szilárd biomassza-tüzelés jellemzői A szilárd növényi anyagok (fa, fű, szalma stb.) közvetlen eltüzelésének technológiája a biomassza energetikai célú hasznosításának az egyik legelterjedtebb és a legnagyobb hagyományokkal bíró módja. Ennek megállapításához nincs szükség különösebb szaktudásra, hiszen ide sorolhatjuk az egyszerű szabadtéri fatüzelést is, melyet már az ősemberek is alkalmaztak. Azóta szerencsére meglehetősen nagymértékben nőtt a tüzelés hatásfoka és a komfortfokozata és általánosságban elmondható, hogy a biomassza-technológiák csoportján belül az egyik, ha nem a legkiforrottabb technológia. Ráadásul igen széles körben alkalmazható a családi házak fűtésétől kezdve a nagyerőművi hő- és villamosenergia-termelésre egyaránt. A felhasználható alapanyagok köre is széles, egyaránt alkalmasak a lágy-, illetve fásszárú növények, ami lehetővé teszi a helyi alapanyag-ellátási lehetőségekhez való alkalmazkodást. Az alábbiakban áttekintjük a felhasználható alapanyagokat és azok főbb tulajdonságait, majd azt, hogy milyen folyamatokon mehetnek keresztül mire energiatermelésre felhasználhatóvá válnak.


83

Főbb alapanyag-források Hagyományos erdőgazdálkodás Az erdei tűzifa az egyik legalapvetőbb alapanyaga az energetikai célra hasznosított szilárd biomasszának. Energetikai szempontból olyan erdészeti melléktermékek is a főtermék kategóriájába kerülnek, mint az ún. apadék, mely az ipari célú fakitermelés során a szálfák letisztítása során marad vissza, vagy a lehulló ágak, gallyak. Az előbbi összegyűjtése viszonylag egyszerű, míg az utóbbi esetben ez problémás lehet, ráadásul a tápanyagutánpótlás szempontjából a gallyak esetében nem mindegy mennyit veszünk ki az erdőből. Az erdőgazdálkodásból származó faanyag mennyisége az állami erdészeteknél az éves kitermelési ütemezés függvénye. A magánerdők esetében ez szinte teljesen egyedi, a hatóságok csak kis rálátással rendelkeznek az itt keletkező mennyiségek, illetve a környezetvédelmi szabályok betartása tekintetében. Energiaerdők és fás energetikai ültetvények Az energiaerdő fogalmát gyakran keverik az energetikai ültetvénnyel. A kettő között az az alapvető különbség, hogy míg az előbbi a hagyományos erdőgazdálkodás alá tartozik, addig az utóbbi gyakorlatilag a fásszárú mezőgazdasági ültetvénygazdálkodás kategóriájába sorolható. Az köti össze őket, hogy mindkét esetben az energetikai szempontoknak kedvező fafajokat ültetik, ami általában gyorsabban növő és nagyobb tömeghozamú a hagyományos erdőkkel szemben. A kettő természetesen más-más szabályozás alá esik, hisz míg az energiaerdő a hatályos Erdőtörvény alá tartozik, addig az energetikai célú faültetvényre speciális szabályok vonatkoznak, hisz itt többféle, ún. mini (1-4 év), midi (5-10 év), rövid (10-15 év), közepes (15-20 év) és hosszú (20-25 év) vágásfordulóval dolgozhatnak. A leggyakrabban e célból termesztett fafajták hazánkban a gyertyán, juhar, hárs, fűz, éger, nyír és az akác, illetve ültetvények esetében ezek hibridjei. Lágyszárú energetikai ültetvények A szilárd biomassza-tüzelés egyik speciális, viszonylag új alapanyagait képezik a különböző gabonaszalma, fű, vagy a nád. A szalma kivételével ezeket szintén célirányosan az energiatermeléshez szükséges igények kiszolgálása érdekében nemesítik, így itt is fő szempontok a tömeghozam, a fűtőérték és a gyakori betakaríthatóság. A fás szárú ültetvényekkel szemben az egyik fő különbség és egyben előny, hogy a lágyszárúak termesztéséhez és betakarításához nincs szükség újabb gépek kifejlesztéséhez, hiszen az egyébként a szántóföldi gabonatermesztésben használtak átalakítás nélkül itt

84


is használhatóak. Ráadásul energetikai célra az év eleji, téli időszakban érdemes a növényeket betakarítani, mivel ilyenkor a legkisebb a szárakban a nedvességtartalom. Ebben az időszakban pedig a mezőgazdasági betakarítógépeket nem használják, így nagy előny, hogy azok éves kihasználtsága növelhető. Hátrány viszont, hogy míg a termesztés- és betakarítás nem igényel új infrastruktúrát, addig a felhasználás igen. A fás növények tüzelésével szemben ugyanis itt nem beszélhetünk akkora hagyományokról, ezért, illetve a kémiai összetevők miatt a tüzeléstechnikában a hagyományos kazánokkal szemben újakra van szükség. A 4. sz. táblázatban összefoglaltuk az eddig ismertetett forrásokból származó alapanyagok, illetve a brikett és a pellet esetében már késztermékek fűtőértékére és a jelenlegi piaci árakra vonatkozó jellemzőit. A táblázatból kiolvasható, hogy minél nagyobb a feldolgozottság foka, annál magasabb energiatartalmat kapunk. Ez az egyik legfontosabb érv, ami a brikettálás és a pelletálás mellett szól. Mindkettő egyfajta tömörítési eljárás, ami természetesen pótlólagos energiabevitelt igényel, ebből fakad az alacsonyabb feldolgozottsági fokú alapanyagokkal szembeni magasabb egységára is. Fontos szempont még, ahogy azt fel is tüntettük, ezen anyagok nedvességtartalma. A növekvő nedvességtartalom csökkenti a fűtőértéket, ezért amikor fűtőértékről és összehasonlításokról beszélünk, elengedhetetlen, hogy tudjuk, adott érték milyen nedvességtartalom mellett lett meghatározva. Az erdei tűzifa, illetve az ültetvényekről származó faanyag betakarításkori nedvességtartalma 40% körül alakul, amely igény szerint csökkenthető az anyag szárításával. 4. sz. táblázat Szilárd biomassza alapanyagok jellemzői Alapanyag típusa

Erdészeti apadék Faültetvények anyaga Erdei tűzifa Energiafű Gabonaszalma Fabrikett Fapellet

Fűtőérték (MJ/kg, víztart.=15%) 15,6 15,4 18,5 15 14,3 18 20

Fűtőanyag egységára (e Ft/t)

n.a. 25-35 20-35 25-35 n.a. 35-40 40-60


85

Felhasználás – közvetlen tüzelés A Nyugat-Európában, főleg Ausztriában és Németországban már háztartási szinten is igen népszerű biomassza-tüzelés legelterjedtebb alapanyagai a faapríték mellett a szintén, döntően fából nyert különböző tömörítvények, mint a brikett, vagy a pellet. Ezek sokféle alapanyagból előállíthatók. A leghatékonyabb és a legolcsóbb is akkor lehet pl. a pellet-tüzelés, ha az alapanyagot valamilyen hulladékból, például faipari melléktermékekből, forgácsból készítik. Értelemszerűen ekkor jóval kisebb az energia- és az anyagi befektetés, mint ha direkt erre a célra kellene növényeket termeszteni. Ráadásul kettős célt valósítunk meg, hiszen úgy nyerünk hasznos energiát, hogy közben a hulladékhasznosítást is megoldjuk. Pellet A pellet a növényi alapanyagokból, fás- és lágyszárúakból egyaránt sajtolással, préseléssel nyert 6-12 mm átmérőjű henger alakú granulátum, melynek igen jók a fizikai tulajdonságai (alacsony 10-15%-os nedvességtartalom, 17-19 MJ/kg fűtőérték, 1% körüli hamutartalom stb.). A briketthez képest csupán annyi a különbség, hogy ennek az átmérője nagyobb, 100-155 mm, egyébként a többi tulajdonsága és az előállítás módja is hasonló. A pellet a többi biomasszához hasonlóan igen széleskörűen alkalmazható hőés villamosenergia-termelésre, vagy akár kapcsoltan a kettő együttes előállítására is. A leginkább elterjedt alkalmazási mód a hőtermelés különböző méretű kazánokban, ahogy azt az alábbi táblázatban is összefoglaltuk.

86

Megújuló energiaforrások az EU-ban és Magyarországon 5. sz. táblázat Felhasználói csoportok és biomassza tüzelőanyagok

Fogyasztói csoport

Tüzelőanyag

Lakások, családi házak hőellátása

pellet, brikett, esetleg apríték

Intézmények, épületcsoportok, hőellátása

apríték, kisebb egységeknél: pellet

Mezőgazdasági, ipari üzemek Távhőszolgáltatás, erőművek

Berendezések Kiskazánok (20-60 KW), kandallók

Kiskazánok (20-120 KW) Kazánok (melegvíz; 1201000 KW) Kazánok (melegvíz-, gőz, apríték, esetleg bálázott forróvíz-, termoolaj) anyag (0,2-10 MW) apríték, nagybála

Kazánok

Forrás: Zsuffa László – Az energetikai célra termelt növények felhasználási területei, in: Új utak a mezőgazdaságban, Energia Klub, Budapest 2005 A pellet tüzelés előnyei környezetvédelem – a fosszilis tüzelőanyagok közül a leginkább környezetbarátnak tekintett földgáz-tüzelésnél is mintegy 90%-kal kevesebb üvegházhatású-gázkibocsátással számolhatunk egységnyi megtermelt energiára és a teljes életciklusra vetítve. kényelem – a piacon jelenleg forgalmazott pellet-tüzelő kazánok kialakításánál az egyik fő szempont, hogy legalább olyan komfortot tudjanak biztosítani, mint amit a fogyasztók a földgáztüzelésnél megszoktak. Ezért ma már a kazánok mellé a tüzelőanyagot automatikusan adagoló, kiegészítő berendezések széles skáláját kínálják. Egy családi ház éves hőenergiaigényének kiszolgálásához szükséges pellet mennyiség tárolásához nincs szükség nagyobb tárolóra mint a korábbi széntüzelésnél (3-5m2), ráadásul a pellet forgalmazó cégek vállalják a kiszállítást, feltöltést is. A tároló méretétől és a fogyasztástól függően ez évi 1-2 fuvart jelent családi házanként. ellátásbiztonság – egy már megfelelően kialakított pellet-termelő és forgalmazó piaccal rendelkező országban nagy előny, hogy ezáltal csökkenthető az import energiahordozók felhasználása, mely egyben távoli


87

piacoktól való gazdasági függést is jelent, illetve a helyben megtermelt energiahordozók segítenek új munkahelyeket teremteni, a helyben keletkezett hulladékokat hatékonyan ártalmatlanítani stb. Magyarországon jelenleg még nem beszélhetünk kialakult piacról e tekintetben, egyelőre inkább még csak a kiépülése van folyamatban. Ez azt jelenti, hogy a jövőben további árcsökkenésekre is lehet számítani, hisz jelenleg még sok esetben külföldről érkezik a kész pellet. költséghatékonyság – az előzőekkel összefüggésben, ahogy nő a tömegtermelés aránya hazánkban is, úgy válik egyre inkább kifizetődővé hosszú távon a pellet-tüzelés is. Ráadásul a versenytárs energiahordozó, a földgáz árának folyamatos emelkedése, az ellátás körüli bizonytalanságok egyre jobb helyzetbe hozhatják a pelletet és egyéb biomassza tüzelőanyagokat is. Természetesen az árakat ettől függetlenül a keresletkínálat szabja majd meg, ahogy egyre népszerűbb lesz a pellet-tüzelés, a kínálatnak is lépést kell tartania, ha versenyképes árakat akarunk biztosítani. Mivel megújuló energiaforrásról van szó, esetenként a piaci viszonyoktól függően az árak időnként emelkedhetnek is, ezzel szemben a földgáz, vagy a tüzelőolaj esetében a jövőben árcsökkenésre semmiképpen, legfeljebb stagnálásra számíthatunk. Jó példa erre az osztrák piac, ahol az alábbi ábrából is látható, hogy az árak meredeken emelkedtek 2005 és 2007 között, ami természetesen aggodalmat keltett a felhasználók között, de az is látható, hogy a tüzelőolajhoz képest még mindig kedvezőbb helyzetben voltak. Az árak emelkedése egyértelműen a keresletnövekedésnek volt köszönhető, melyet a kínálat bővülése csak 2007-ben tudott kompenzálni (28. sz. ábra).

88


28. sz. ábra A pellet és a tüzelőolaj felhasználással termelt energia költségeinek alakulása Ausztriában (Pellets = pellet, Heizöl = tüzelőolaj)

Forrás: www.energiesparverband.or.at Kalkuláció Amint azt a kiadvány 5. fejezete részletesen bemutatta, bármilyen megújuló energiaforrás használatán is gondolkozunk, legyen szó családi házról, irodáról, vagy kis- és nagyüzemi létesítményekről, minden esetben első lépésként érdemes egy komplex energetikai átvilágítást (energia auditot) végeznünk. Az energiahatékonyságba fektetett pénz viszonylag rövid időn belül, a beruházás típusától függően 1-7 év alatt megtérülhet. Köztudott, hogy a megújuló energiaforrások alkalmazása igen költséges, ezért egyáltalán nem mindegy mekkora a hőigényünk és ennek függvényében mekkora kapacitást kell betervezni. Esettanulmány: Az alábbiakban egy kisebb, 500 m2-es alapterületű üzem éves fűtési igényének költségeit tüntettük fel, amennyiben azt pellet-tüzeléssel valósítják meg. Az egyes értékek természetesen cserélhetők, a költségek a hőigénytől, teljesítményigénytől függően változhatnak.


89

6. sz. táblázat Esettanulmány: pellet tüzelő rendszer költség számítása Teljesítmény (kW) Pellet kazán ára (bruttó, ezer Ft) Éves energiaigény (MJ/év) Felhasznált pellet mennyiség (t/év) Pellet egységára (Ft/kg) Éves pelletköltség (ezer Ft)

150 3000 832000 50 50 2500

A táblázatban feltüntetett éves energiaigény fiktív, azt egy kb. 200kWh/m2/éves energiafelhasználás mellett számítottuk, 180 napos fűtési időszakot és napi 10-12 órás fűtést feltételezve. Látható, hogy 90%-os kazánhatásfok és 18 MJ/kg fűtőérték mellett az adott hőigény mintegy 50 tonna pellet eltüzelésével elégíthető ki. A jelenlegi árakkal kalkulálva ez éves szinten 2,5 millió Ft-os fűtőanyag-költséget jelentene, a szállítást és egyéb karbantartási költségeket nem számítva. Amennyiben mindezt földgázzal szeretnénk megtermelni, akkor annak költsége a mai árakkal kalkulálva mintegy 1,6 millió Ft lenne, mely egy várható 30%-os gázáremelést figyelembe véve 2,1 millió Ft fölé is mehet. Ez még mindig alatta van a pelletre kalkulált értéknek, de egyelőre nem tudjuk a pellet piacán milyen folyamatok indulnak el. Kedvezőbb a helyzet, ha a pelletet nem a piacról kell beszerezni, hanem mondjuk faipari üzem esetében adottnak tekinthető a helyben keletkezett hulladékok miatt. Ekkor a beruházási költségekhez a kazán mellett egy pelletáló berendezést is kalkulálnunk kell a működési, karbantartási költségeivel együtt. A biomassza-tüzelés berendezései Ma már a fatüzelés is csak annyiban tekinthető „hagyományosnak”, amennyiben maga az alapanyag ugyanaz, mint amit eleink is használtak. Maguk a berendezések belső kialakításukban és kezelésükben teljesen eltérnek a hagyományos értelemben vett fa-, vagy vegyestüzelésű kazánoktól. Ráadásul a piacon a különböző kazántípusok széles spektrumából válogathatunk, attól függően, hogy milyen alapanyagot kívánunk hasznosítani és/vagy mindezt mekkora mennyiségben, mekkora hőigény kiszolgálására, szakaszos, vagy folyamatos üzemre stb..

90


Az alábbiakban bemutatjuk a hazánkban is már viszonylag széles körben elérhető alapanyagok, a szalma, a pellet, a faapríték és a hasábfa tüzelésére alkalmas berendezéseket.

Szalmatüzelő berendezések Az intenzív szántóföldi növények termőterületeinek közelében az egyik legkézenfekvőbb, energetikai célból értékes alapanyag a szalma. A szalma sokak által csupán mezőgazdasági hulladéknak tekintett anyag, de tudnunk kell, hogy használják az állattenyésztésben takarmányozás, vagy almozás céljából, illetve a papíriparban is. Tehát van piaca, úgyhogy reálisan csak a felesleges mennyiség tüzelésére lehet berendezkedni. Tüzelésénél lehetőség van a betakarítás formájához alkalmazkodó berendezés alkalmazására a különböző méretű bálatüzelő kazánokban. A szalmabálák hagyományos rostélyos kazánokban is eltüzelhetők, ha tűzterük úgy van kialakítva, hogy a bálák beleférjenek. (29. sz. ábra)

29. sz. ábra Rostélyos szalmatüzelő kazán

Forrás: Energiagazdálkodási kézikönyvek 9. - A biomassza energetikai hasznosítása, Energia Központ, Bp. A szalmaégetés alapvető tüzeléstechnikai vonzata, hogy folyamatos hőtermelés ugyan megvalósítható, de a teljesítmény csak igen kis mértékben változtatható. Ennek az az oka, hogy a szalma összetételéből következően az égéshez szükséges oxigén már eredetileg is a szárban nagy mennyiségben


91

jelen van, így utólag, oxigén adagolással az égés folyamata már csak kevésbé módosítható, szemben a fatüzeléssel. A komfort szempontjából a szalma sem marad el sokkal más biomasszatüzelő berendezésektől, hiszen az adagolás, vagy a hamu ürítése itt is automatikusan megoldható. Az adagolás egyben a hőtermelés szabályozásának az alapvető módja, melyre különböző módszereket fejlesztettek ki. Az automatikus beadagolás egyik módja, amikor a szalmabálák egy futószalagon érkeznek először egy bálabontóba, ahol a szalmát felaprítják és ez az apríték egy csigás adagolón keresztül jut a tűztérbe (30. sz. ábra).

30. sz. ábra Szalma-apríték tüzelő kazán

Forrás: A szalma mint energiaforrás, Cser Kiadó, Bp. 2006 Az igen nagy tárolótér-igény miatt a szalmatüzelés inkább farmokon, gazdaságokban, vagy a távfűtő, esetleg fűtő-erőművekben alkalmazható. A szalmatüzelésben legnagyobb hagyományokkal Dánia rendelkezik, ahol a decentralizált energiatermelés egyik fontos technológiája a szalmatüzelés. Hasábfa-tüzelés A hasábfa tüzelő, más néven faelgázosító berendezéseket általában egyedi, családi házas, vagy kis teljesítményű központi fűtésekhez használják. A berendezések típusát tekintve ezek lehetnek kazánok, kandallók, kályhák is.

92


A faelgázosító berendezések lényege, hogy a fa elégetése két fázisban megy végbe. Az első fázisban a fa magas hőfokon ízzik és tökéletlen égés megy végbe, így a keletkező fagázban még nagy arányban vannak a különböző szénhidrogének és a szén-monoxid. Ezt a magas hőmérsékletű gázt vezetik át egy utánégetőbe, ahol szekunder levegőt hozzáadagolva végbemegy a füstgáz elégetése is, biztosítva így a magas hatásfokú égés követelményeit. (31. sz. ábra)

31. sz. ábra Hasábfa tüzelő kazán

Forrás: Energiagazdálkodási kézikönyvek 9. - A biomassza energetikai hasznosítása, Energia Központ, Bp. A faelgázosító kazánban 50-80 cm hosszúságú fahasábok tüzelhetők, és a kazánokat általában elég 6-8 óránként egyszer feltölteni. Ebben az időszakban semmilyen kezelésre, beavatkozásra nincs szükség, mivel a szabályozás automatikusan történik a hőigények szerinti beállításnak megfelelően. Az égés intenzitását a huzat, a ventillátor, a termosztátok a kazán automatikusan maga képes szabályozni. A faelgázosító kazánokat 18tól 100 kW teljesítmény közötti méretekben készülnek. Kiegészítő berendezései, mint minden típusú biomassza kazánnak a különböző hőtároló berendezések, bojlerek, puffertartályok, melyek biztosítják a kazán számára a folyamatos működést, a fogyasztók számára pedig a fűtés- és melegvízhasználati szokások szerinti rendelkezésre állást.


93

Apríték- és pellet-tüzelés A különböző faapríték, fabrikett, vagy pellet kazánok technológiája, kialakítása lényegesen nem tér el egymástól, itt valóban csak a felhasznált alapanyag különbözik méretében és összetételében. Sőt vannak olyan kazánok, melyekben a rostély dőlésszöge változtatható, mely által alkalmas lehet pellet, illetve kézi adagolással hasábfa-tüzelésre is (32. sz. ábra).

32. sz. ábra Pellet- és hasábfatüzelő kazán adagolóval

A pellet-tüzelés főbb előnyei a szalma, vagy a hasábfatüzeléssel szemben a kisebb helyigény és a teljes mértékben automatizált adagolás lehetősége. A pellettüzelés csak kisebb méretekben, családi/társasházak, illetve kisebb üzemek esetében lehet gazdaságos. Nagyobb fűtő-, vagy erőművek esetén nem érdemes az anyagot pelletálni, mert a többlet energiabefektetés nem térül meg. A nagyobb térfogatsűrűség és kis méret következtében ugyanakkor a pelletet nagyobb távolságra is gazdaságos lehet szállítani, hiszen egységnyi

94


térfogatra vetítve magasabb energiatartalmat kapunk. Ez mind a szállítás, mind a tüzelőanyag-tároló kialakításánál lényeges szempont. A tüzelőanyag adagolása az aprított szalmához hasonlóan itt is általában valamilyen csigás adagolóval történik. A kazánok működése a hasábfatüzeléshez hasonlóan szintén teljesen automatizált, az égés és a fűtési teljesítmény légbefúvással, ventilátorokkal szabályozott, a pirolízisgázok utánégetésével pedig hasonlóan a hasábfa-tüzeléshez, tökéletes égést érhetünk el. (33. sz. ábra).

33. sz. ábra Pellet/apríték tüzelő kazán

Forrás: Energiagazdálkodási kézikönyvek 9. - A biomassza energetikai hasznosítása, Energia Központ, Bp.


6.4

95

Napelemes villamosenergia-ellátás (fotovillamos rendszerek)

A napelemek vagy más néven fotovoltaikus elemek a fotovillamos jelenséget hasznosítják. Ez alatt a Nap sugárzási energiájának közvetlenül villamos energiává történő átalakítását értjük. A napelem fény hatására működik, így közvetlen vagy közvetett napsugárzás, illetve egyéb fényforrás hatására is (természetesen eltérő hatásfokkal). A fény, mint elektromágneses sugárzás a napelem alapanyagát képező félvezetőben szabad töltéshordozókat hoz létre, amelyek hatására a napelem fémelektródáin feszültségkülönbség keletkezik. Ha a fémelektródákat külső áramkörön keresztül összekapcsoljuk, akkor abban egyenáram folyik. Az áram nagyságát a keletkezett szabad töltéshordozók száma határozza meg, a feszültség pedig az alapanyag jellegétől függ. Az évente telepített napelemes rendszerek mennyisége átlagosan 35%-al bővül, 2006 végén a világon összesen 6,6 GW névleges teljesítményű napelemes rendszer működött. A világ három legnagyobb felhasználója Németország, Japán és az Egyesült Államok. A magyarországi helyzetről nincsenek pontos információk, de a becslések alapján néhány száz kW összteljesítményű napelemes rendszer működhet az országban. 34. sz. ábra. 100 kWp csúcsteljesítményű napelemes rendszer. 2002, Oberndorf, Németország

Forrás: http://www.sma.de

96


Magyarország adottságai rendkívül kedvezőek a napelemes rendszerrel történő áramtermelés szempontjából. Az ország területére közel háromezerszer annyi napenergia érkezik, mint amennyi fedezni tudja a teljes áramfelhasználásunkat. Az éves napsütéses órák száma 1900-2200 óra, ami 30-40%-al több mint pl. Németországban, a világ vezető napelemes felhasználójánál. A napelemes rendszerek fő alkotóelemei a többnyire szilícium alapanyagú napelemek, a rozsdamentes acél- és alumínium anyagú tartószerkezet, az inverter (áramátalakító), a szolár kábel, illetve ezeken túlmenően – szigetüzemű rendszer esetén – az akkumulátorok és a töltésszabályozó. A napelemes modulok, valamint a napelemes rendszerek nagyságát jellemző teljesítményt precízen Wp, illetve kWp mértékegységgel adják meg. A „p” betű a „peak”, vagyis a csúcsteljesítményre utal. Az adott elem, illetve rendszer ezt a teljesítményt 1000 W/m2 nagyságú napsugárzásintenzitás és 25°C hőmérséklet esetén szolgáltatja. A gyakorlatban ugyanezt az értéket sokszor egyszerűen W, illetve kW mértékegységgel helyettesítik. A napelemes modulok egységes méretű cellákból épülnek össze, alapvetően vagy kristályos szilícium alapúak, vagy vékonyréteg technológiával készülnek. A pillanatnyi napelemes piacot kb. 90%-ban az előbbi technológiával gyártott napelemek uralják. Az előállítás alapján megkülönböztetünk monokristályos és polikristályos cellákat, ezek piaci 7. sz. táblázat. A legfontosabb napelemes cellagyártási technológiák jellemzői Forrás: EPIA - European Photovoltaic Industry Association Kristályos szilícium Vékonyréteg Kadmium- Réz-indiumAmorf Technológia PoliMonodiszelenid szilícium tellurid kristályos kristályos (CdTe) (CIS) (a-Si) Cella 14-16% 16-17% hatásfok 5-7% 8-10% 10-11% Modul 12-14% 13-15% hatásfok 1 kWp ~15-20 telepítéséhez ~8 m2 ~7-8 m2 9-10 m2 ~11 m2 m2 szükséges felület Piaci 46,5% 43,4% 4,7% 2,7% 0,2% részesedés


97

részesedése közel megegyezik. A vékonyréteg technológiával gyártott napelemek közül az amorf szilícium alapanyagú a legelterjedtebb. A jövőben a piac átrendeződése várható a vékonyréteg technológiák további fejlődésével párhuzamosan. A különböző technológiájú cellák jellemző paramétereit a 7. sz. táblázat foglalja össze. Az ár, az élettartam, a helykihasználás és a teljesítmény szempontjait figyelembe véve ma Magyarországon – az elérhető amorf és monokristályos napelemekkel szemben – a polikristályos napelemekből épített rendszerek jelentik az optimális megoldást. Létezik olyan jó minőségű polikristályos termék, amelyik az alacsonyabb ára ellenére hatásfokban is felveszi a versenyt az monokristályos napelemekkel szemben. Az amorf napelemek fajlagos költsége kisebb ugyan, de a kristályos napelemeknél rosszabb hatásfokuk miatt a belőlük épített rendszer kétszer-háromszor nagyobb felületet, így kétszer-háromszor nagyobb tartószerkezetet, kivitelezési kapacitást és kábelezést igényel, aminek természetesen jelentős költségvonzata is van. A napelemes táblák általában edzett üveg felülettel és merev alumínium kerettel készülnek, ami megfelelő védelmet nyújt a mechanikus igénybevételekkel szemben. A táblákat úgy rögzítik, hogy azok keretét 4 ponton, speciális elemek segítségével szorítják le alumínium sínekhez. A modulok optimális működéséhez biztosítani kell a hátsó felületük átlevegőzését, ezért a sínek és a rögzítési felület között kb. 10 cm-es távolságot kell tartani. Az alumínium síneket az esetek döntő részében rozsdamentes acélkampókkal szerelik a tetőre, illetve egyéb tartószerkezetre. Valamennyi elterjedt tetőfedési típushoz létezik bejáratott rögzítési rendszer. A napelemes modulok kész épületek felületeire, tetejére utólag is egyszerűen felszerelhetőek. A tetőre kerülő napelemes rendszer fajlagos tömege mindössze kb. 15 kg/m2, így a tetőszerkezet utólagos megerősítést általában nem igényel. A modulok által termelt egyenáramot UV-álló, un. szolár kábel juttatja el az inverterig. Az inverter feladata az, hogy a napelemek által termelt egyenáramot 230 V-os váltóárammá alakítsa, ami minden paraméterében megegyezik a meglévő elektromos hálózat által szolgáltatottéval. A napelemes rendszer elektromos hálózatra történő rácsatlakozása csak a MEEI (TÜV Rheinland) által bevizsgált, műszaki engedéllyel rendelkező inverterrel lehetséges. Az invertert hűvös helyen, de a napelemek közelében, könnyen elérhetően célszerű elhelyezni. A napelemes rendszerek hálózatra kapcsoltak (hálózatba visszatáplálósak), valamint szigetüzeműek lehetnek. Európában a hálózatra kapcsolt rendszerek jelentik az elsődleges felhasználási területet. Ebben az esetben a saját napelemes rendszer az erre alkalmas inverteren keresztül rákapcsolódik a meglévő elektromos hálózatra (35. sz. ábra). Alapesetben a napelemes rendszer kiserőműnek számít, az általa megtermelt villamos energiát az üzemeltető kérésére az adott csatlakozási ponton értékesítő

98

Megújuló energiaforrások az EU-ban és Magyarországon Elektromos hálózat

Napelemek

Fogyasztók

Inverter

Oda-vissza mérő

35. sz. ábra. Hálózatba visszatáplálós napelemes rendszer Forrás: http://www.steca.de villamos energia kereskedő vagy egyetemes szolgáltató köteles átvenni. A termelt villamos energia kereskedelmi átvétele esetén távolról leolvasható ad-vesz mérést kell kialakítani. A jelenlegi rendeleti szabályozás szerint a napenergiából termelt villamos energia átvételi ára is támogatott. A kiadvány írásakor, 2008. májusában a már önálló kategóriát alkotó naperőműre vonatkozó kötelező átvételi ár 26,46 Ft + áfa valamennyi termelési időszakban. Ez az átvételi ár más országokhoz hasonlóan várhatóan nálunk is emelkedni fog. A szolgáltatók rugalmasságának köszönhető, hogy a hálózati rácsatlakozás és az átvételi elszámolás most már valamennyi áramszolgáltatónál egyszerűsített ügymenetben is történhet a szolgáltató által meghatározott rendszerméretig. Ennek egyik központi eleme az, hogy a régi fogyasztásmérőnket néhány tízezer forintért lecserélik egy olyan 1 számsoros oda-vissza mérős, vagy 2 számsoros digitális mérőórára, ami által szaldó mérés, illetve szaldó leolvasás valósul meg. Ebben az esetben nem kereskedelmi átvétel történik, hanem a meglévő elektromos hálózat – az akkumulátorokat helyettesítve – pufferként funkcionál, amit egy az egyben történő átvételként is felfoghatunk. Ennek az az előnye, hogy kiegyenlítődik a napközbeni fő termelési (10:00-16:00 óra közötti időszak) és az elsődleges fogyasztási (reggeli és esti órák) időszak közötti időbeli eltérés. Ennél a


99

műszaki megoldásnál tehát éves szinten hasonlíthatjuk össze mind a termelésünket, mind pedig a fogyasztásunkat. Mindaddig, amíg az áram fogyasztói ára nagyobb, mint a kötelező átvételi ár, addig ezt a megoldást célszerű választani, ellenkező esetben váltani kell. Az egyszerűsített eljárás és az oda-visza mérő alkalmazásának lehet az a feltétele, hogy a fogyasztó vállalja, hogy az általa megtermelt villamos energia mennyisége és a fogyasztott villamos energia mennyisége egy bizonyos arányt (pl. 2/3) nem lép túl. A Magyarországon elsőként megépített, hálózatba visszatáplálós napelemes rendszer a 36. sz. ábrán látható.

36. sz. ábra. Magyarország első hálózatba visszatáplálós rendszere (1,1 kWp, 2003, Budapest) Forrás: http://www.klnsys.hu A kiépített elektromos hálózattal nem rendelkező területek áramellátása – pl. tanyák, hétvégi házak, mezőgazdasági létesítmények, átjátszó tornyok esetében – szigetüzemű („stand-alone”) napelemes rendszerekkel biztosítható a leghatékonyabban és leggazdaságosabban. Ez a megoldás természetesen akkor is alkalmazható, ha függetlenedni szeretnénk a meglévő elektromos hálózattól. A rendszer legfontosabb elemei a napelemes modul(ok), a töltésszabályozó, akkumulátorok és egy inverter. A szigetüzemű rendszernél az adott pillanatban el nem fogyasztott energiát akkumulátorokban tároljuk. A töltésszabályozó feladata az akkumulátorok optimális töltése, a töltöttségi állapot figyelése, az akkumulátorok megóvása a túltöltéstől, illetve a mélykisütéstől. Az inverter az akkumulátorokban tárolt egyenáramot 230 V-os váltóárammá alakítja. Természetesen lehetőség

100


van 12 vagy 24 V-os egyenáramú hálózat kiépítésére is, ha főként ilyen fogyasztók állnak rendelkezésre. A rendszerhez alkalmazható hagyományos akkumulátor is, aminek az élettartama az adott felhasználás esetén csak néhány év. Ezeket ugyanis nem az állandó felöltésre és lemerülésre tervezték. Elérhetőek azonban kifejezetten szigetüzemű rendszerek energiatárolására szolgáló, un. szolár akkumulátorok mind savas, mind pedig géles kivitelben, amiknek az élettartama 10-12 év is lehet. Ezek az akár 250 Ah-ás akkumulátoregységek jól viselik a mélykisülést, nagy ciklusállóságúak (akár több ezer ciklus), karbantartást nem igényelnek, tetszőleges kapacitás összeépíthető belőlük. A tanyák a magyar településhálózat hagyományos, sajátos kategóriáját alkotják. Magyarországon a XXI. században már annyira evidensnek tekintik a villamos áramnak az általános meglétét, hogy a statisztikák 1990-től fogva nem mérik a villannyal ellátott, illetve ellátatlan területeknek a mértékét. Ettől független több mint 10.000 olyan tanya lehet ma Magyarországon, ahol a villamos hálózattól való távolság miatt nincs, és belátható időn belül nem is lesz lehetőség vezetékes áramszolgáltatásra. Ebben az esetben felesleges megtérülési időt számolgatni, egy szigetüzemű napelemes-, vagy hibrid rendszer – minden valószínűség szerint

37. sz.. ábra. A 9 pásztorszállás egyike a Hortobágyi Nemzeti Parkban. 800 W-os szigetüzemű rendszer (2006) Forrás: http://www.klnsys.hu


101

Tető dőlésszöge

kedvezőbb – beruházási költségeit kell szembeállítani azzal a feltehetőleg milliós nagyságrendű költséggel, melyet a sok esetben több kilométerről, vagy akár több tíz kilométerről történő vezetékes villamosítás jelentene. A 37. sz. ábra a Hortobágyi Nemzeti Park területén lévő, az állandóan lakott területektől és a villamos hálózattól távol eső pásztorszállások egyikét mutatja. 2006-ban 9 db ilyen pásztorszállást láttak el szigetüzemű napelemes rendszerrel. A rendszerek energiaforrása 800 Wp összteljesítményű polikristályos napelem (4 db 200 Wp modul), az energia tárolása 560 Ah kapacítású akkumulátor-bankban történik. A 230 V-os, 50 Hz-es váltóáramot egy 1300 W-os inverter biztosítja. A szigetüzemű napelemes rendszerek előnyösen egészíthetőek ki kisteljesítményű szélgenerátorral. Ennek lehetőségeit és megoldását a kisteljesítményű szélgenerátorokkal foglalkozó fejezet ismerteti részletesen. A szigetüzemű rendszerek méretezésére vonatkozó sajátosságokat is ugyanaz a fejezet tárgyalja. A napelemes gyártók rendszerint 5 W és 200 W közötti névleges teljesítményű modulokat kínálnak. A modulok hatásfoka mindenekelőtt az alkalmazott technológiától, de ezen belül a gyártótól is függ. A hálózatra kapcsolt rendszerek általában 100–200 W-os modulokból épülnek fel. Az ennél kisebb modulok szigetüzemű rendszereknél, valamint egyedi berendezések (pl. közvilágítási eszközök, közlekedési jelzőberendezések, stb.) önálló áramforrásaiként alkalmazhatók. A napelemes rendszerek nemcsak tetőre, hanem az épületek homlokzatára és a földfelszínre is elhelyezhetők, valamint látványos építészeti megoldásként előtetőként is alkalmazhatók. Fontos, hogy a

Nyugat

Dél Tető tájolása

Kelet

38. sz. ábra. A napelemes rendszer tényleges termelése a névleges teljesítményhez képest a telepítés körülményeitől függően Forrás: http://www.kyocerasolar.de

102


kristályos napelemekből felépülő rendszerre lehetőleg ne vetődjön semmilyen árnyék (fa, kémény, stb.), az ugyanis jelentősen csökkentheti az összteljesítményt. A napelemek tájolása ideális esetben déli, a dőlésszög tekintetében nyugodtan vehetjük alapul a ferdetető adottságait. A 38. sz. ábra alapján látható, hogy a 25-60° közötti dőlésszög-tartományban, valamint D-K-i, illetve D-Ny-i tájolás esetén is csak minimális veszteséggel kell számolni. Az inkább meredekebb elhelyezés a téli időszakbeli termelésnek, az inkább laposabb pedig a nyárinak kedvez. Általában megosztja a szakemberek véleményét az a kérdés, hogy érdemes-e napkövető állványzatot alkalmazni. A kedvezőbb, ezáltal intenzívebb termeléssel szemben a beruházási többletköltség, a meghibásodás lehetőségét magukban hordozó mozgó alkatrészek, valamint a viharos szélben instabilnak tűnhető szerkezet említhetők. 2008. elején készült el Magyarország első olyan jelentős napelemes rendszere, ahol 3 db, egyenként 7 kW-nyi (~50 m2) napelemet hordozó forgató-berendezés működik. A rendszerek tervezése megfelelő körültekintést igényel, amit korszerű, az ügyfelek egyedi igényeit is figyelembevevő célszoftverek segítenek. A szoftverek használatával a legnagyobb hatásfokú működés valósítható meg az adott rendszer esetében. Nagyon fontos ugyanis, hogy az előirányzott teljesítményű rendszer megfelelő darabszámú és névleges teljesítményű modulból, valamint ezekkel biztosan és optimálisan együttműködő inverterből álljon. Érdemes megérdeklődni, hogy melyek azok az inverter típusok, amelyeket Magyarországon az elektromos szolgáltatók elfogadnak a hálózatra történő csatlakozás megvalósításakor. A napelemes rendszerek ára kW-onként kb. 1.150.000 – 1 .400.000 Ft között mozog, amely ár már tartalmaz minden szükséges rendszerelemet, valamint a telepítés díját is. A beruházás költségeinek legnagyobb részét a modulok és az inverter ára teszi ki, a telepítés költsége általában nem több 5-10%-nál. A napelemes rendszerek mozgó, kopó alkatrészt nem tartalmaznak, karbantartást nem igényelnek. A ferdén álló napelemek felületét általában nem kell tisztítani, a hó is könnyen lecsúszik róluk. A napelemek élettartama rendkívül hosszú, ennek egyfajta biztosítéka a rájuk vonatkozó teljesítmény garancia. A gyártók általában garantálják azt, hogy a napelemek 10 év múlva a névleges teljesítményük legalább 90%-át, 20 év múltán pedig a névleges teljesítményük legalább 80%-át leadják. Az eddigi gyakorlati tapasztalat azonban ennél sokkal kedvezőbb értékeket mutat. A napelemeket a gyártás során egyesével ellenőrzik méréssel, a modulokat egyedi azonosítóval látják el, és a mérési eredmények bármikor visszakereshetők. A napelemes rendszerek termelési adatainak megjelenítésére és nyomon követésére széleskörű és igényes lehetőségek állnak rendelkezésre: asztali kijelző, nagyméretű kijelző, otthoni számítógépes kapcsolat, ingyenes


103

szoftverek, on-line webes megjelenítés, adatok SMS-ben, stb. A tényleges mérések azt mutatják, hogy egy 1 kW összteljesítményű, háztetőre szerelt, 8 m2-nyi tetőfelületet igénylő polikristályos napelemes rendszer Magyarországon, éves szinten kb. 1300-1400 kWh energiát termel. Ugyanez a rendszer Németországban 900-1000 kWh-ot tud „csak” előállítani. Hálózatra kapcsolt napelemes rendszerek célszerű méretének tervezésénél az éves fogyasztást kell alapul venni. Egy havi 150 kWh-ás átlagos fogyasztás éves szinten 1800 kWh-s energiaszükségletet jelent. Az elmondottakból következik, hogy egy átlagos családi ház éves energiaszükségletét tehát egy 1–3 kW-os, hálózatra kapcsolt napelemes rendszer teljes mértékben képes ellátni. Természetesen figyelembe kell venni az éves fogyasztás helyi elektromos szolgáltató által meghatározott maximálisan lefedhető hányadát. A fent említett 1 kW-os rendszer használatával évente kb. 800900-kg-al kevesebb CO2 kerül a légkörbe. Ezt a tényt, valamint az ehhez kapcsolódó externális költségeket figyelembe véve úgy is tekinthető, hogy a napelemes rendszerek telepítése és használata már az első pillanattól kezdve megtérült beruházást jelent. A napelemes rendszerek, kizárólag gazdasági szempontokat figyelembe véve is egyre nagyobb létjogosultságot nyernek. Ezt a folyamatot erősítik az egyre bővülő pályázati lehetőségek, az áram árának folyamatos emelkedése, valamint nem utolsó sorban az Európai Unió direktíváiban megfogalmazott, a megújuló energiaforrások bővülő alkalmazását előíró irányelvek. Magyarországon ma már a közületek és a cégek is nagy fantáziát, lehetőséget látnak a napelemes rendszerekkel történő áramtermelésben (39. sz. ábra).

39. sz. ábra. 4,2 kWp csúcsteljesítményű, hálózatba visszatáplálós napelemes rendszer (2006, Sátoraljaújhely) Forrás: http://www.klnsys.hu

104 6.5


Szélgenerátoros villamosenergia-ellátás és szélerőgépek alkalmazása

Magyarországon is gyakran szeles az idő, ami egyértelmű bizonyítéka annak, hogy a szél nem áll meg a határainkon. A magyarországi szélviszonyok alkalmasak arra, hogy megfelelő eszközök megfelelő helyre történő telepítése által tiszta és megújuló forrásból származó energiát nyerjünk. A szél energiáját hasznosító berendezéseket sokféle elnevezéssel illetik, nem ritkán egymás szinonimájaként. A mechanikus energiát szolgáltató berendezéseket (pl. víz szivattyúzásához, szennyvíztó levegőztetéséhez, egyéb 40. sz.. ábra. 1,5 kW-os szélgenerátor gépek közvetlen hajtáshoz) Forrás: http://www.klnsys.hu általában szélmotornak, szélerőgépnek hívják. A villamos energiát termelő eszközöket többnyire szélkerékként, szélturbinaként, szélgenerátorként, illetve szélerőműként említik. A különböző elnevezések esetleg méret vagy teljesítménybeli különbségeket jelenthetnek. A szélenergia hasznosításakor a legtöbben valószínűleg a több MW-os teljesítményű, akár 100 méter magas oszlopon nyugvó, 80 méter lapátátmérőjű szélerőművekre gondolnak. Ez a fejezet azonban a kis- és középvállalkozások és háztartások által elérhető, un. kisteljesítményű szélgenerátorok alkalmazásának bemutatását tűzi ki célul (40. sz. ábra), másrészt bemutatja röviden a szélmotorok alkalmazási lehetőségeit.


105

Szélgenerátorok Többféle besorolási véleményt figyelembe véve a kisteljesítményű szélgenerátorok csoportjába a 100 kW alatti (akár 100 W) névleges teljesítményű eszközök tartoznak, de ezen belül is elsősorban a 10-20 kWnál kisebb teljesítményű eszközök kapnak szerepet. A szélenergia áramtermelésre történő felhasználása már 1888 óta ismert, ekkor helyezték üzembe az első kisméretű szélerőművet az Egyesült Államokban. Európában elsőként Németországban nyertek elektromos áramot szélenergiából, 1900-ban. A manapság elérhető kisteljesítményű szélgenerátorok gyártóinak a történelme az 1970-es évekre nyúlik vissza. A legrégebbi, 100 W-os szélkerék 1973-ban került piacra Nagy-Britanniában. A kisteljesítményű szélgenerátorok piacát néhány tucat gyártó uralja, többségük európai székhellyel. Az utóbbi időben a kereslet folyamatos növekedése a jellemző. A különböző gyártók az egyes típusokból a fennállásuk óta jellemzően 10-2500 darabot adtak el. A nevesebb európai és amerikai gyártmányok mellett az utóbbi években megjelentek a piacon olcsóbb szélgenerátorok is, amiknek az inverterekkel történő kompatibilitásával, valamint megbízhatóságával kapcsolatban mindenképpen érdemes tapasztalattal rendelkező szakember véleményét kikérni. A szélgenerátorok egyszerű felépítésűek, hosszú távú működésre (20-30 év) tervezték őket, csak kevés karbantartást igényelnek. A gyártók általában 2-5 éves garanciát vállalnak rájuk. Célszerű évente egy vagy két alkalommal vizuális szemrevételezéssel ellenőrizni a mozgó alkatrészek megfelelő működését. A kopó alkatrészek bizonyos időközönként esetleg cserére szorulnak. A különböző gyártmányú, illetve típusú kisteljesítményű szélgenerátorok általában áttétel nélküli, állandó mágneses forgórészű, sokpólusú generátort tartalmaznak. A lapátok a legtöbb gyártmánynál üvegszál-, illetve szénszál-erősítésűek, és számuk általában kettő vagy három. Mindegyik szélgenerátor rendelkezik valamilyen védelemmel a túl nagy szél ellen (pl. a lapátok hossztengelyű elfordulása, a szélgenerátor fölfelé történő kibillenése, áramlási leválást okozó lapátgeometria, belső fék, stb.). A kisteljesítményű szélgenerátorok 2-3 m/s nagyságú szélsebességnél kezdenek el működni, névleges teljesítményüket 10-14 m/s-os szélsebességnél érik el. A generátor pólusainak rövidre zárásával elektronikusan befékezhető a rendszer. Egyes típusoknál ez jelenti a nagy szélben fenyegető túlpörgéssel, valamint tönkremenetellel szemben a védelmet, amit egy kapcsolóval aktiválhatunk. Bár a legtöbb szélgenerátor vízszintes tengelyű, néhány gyártó kínál vertikális (függőleges tengelyű) szélgenerátorokat is a vizsgált teljesítménytartományban.

106


Napelemek Szélgenerátor

Elektromos fogyasztók

Töltésvezérlő

Inverter

Akkumulátor

41. sz. ábra. Szigetüzemű hibrid áramtermelő rendszer Forrás: http://www.bornay.com A kisteljesítményű szélgenerátort – az előző fejezetben tárgyalt napelemekhez hasonlóan – alapvetően kétféle rendszer elemeként használhatjuk villamos áram előállítására; az egyik az un. szigetüzemű („stand-alone”) rendszer, a másik pedig a hálózatba visszatáplálós rendszer. Szigetüzemű rendszert akkor alkalmazunk, ha nem áll rendelkezésre elektromos elosztó hálózat, illetve függetlenedni szeretnék attól. A rendszer legfontosabb elemei a szélgenerátor, egy annak működését szabályozó egység, az akkumulátorok és egy inverter (41. sz. ábra). A szigetüzemű rendszernél az adott pillanatban el nem fogyasztott energiát akkumulátorokban tároljuk. A szabályozó egység feladata az akkumulátorok optimális töltése, a töltöttségi állapot figyelése, az akkumulátorok megóvása a túltöltéstől, illetve a mélykisütéstől. Az inverter az akkumulátorokban tárolt egyenáramot 230 V-os váltóárammá alakítja. Természetesen lehetőség van 12 vagy 24 V-os egyenáramú hálózat kiépítésére is, ha főként ilyen fogyasztók állnak rendelkezésre. A rendszerhez alkalmazható hagyományos


107

Szélgenerátor

Napelemek

Elektromos hálózat

Mérőóra Inverter

42. sz. ábra. Hálózatra kapcsolt hibrid áramtermelő rendszer Forrás: http://www.bornay.com akkumulátor is, aminek az élettartama az adott felhasználás esetén csak néhány év. Ezeket ugyanis nem az állandó felöltésre és lemerülésre tervezték. Elérhetőek azonban kifejezetten szigetüzemű rendszerek energiatárolására szolgáló, un. szolár akkumulátorok mind savas, mind pedig géles kivitelben, amiknek az élettartama 10-12 év is lehet. Ezek az akár 250 Ah-ás akkumulátoregységek jól viselik a mélykisülést, nagy ciklusállóságúak (akár több ezer ciklus), karbantartást nem igényelnek, tetszőleges kapacitás összeépíthető belőlük. Természetesen ezeknek a beszerzési ára jelentősen nagyobb, mint a hagyományos akkumulátoroké. Ma már lehetőség van arra, hogy a kisteljesítményű szélgenerátorokkal megtermelt energiát a meglévő elektromos elosztó hálózatba visszatápláljuk (42. sz. ábra). Ennek az az előnye, hogy nincs szükség akkumulátorokra, ezzel együtt a megtermelt energia teljes mértékben hasznosításra kerül. Az akkumulátorok nélkülözése gazdaságossági előnyöket hordoz. Ehhez a rendszerhez egy, az elektromos szolgáltató által elfogadott, megfelelő műszaki paraméterekkel és MEEI

108


engedéllyel rendelkező inverter alkalmazása szükséges. A hálózati rácsatlakozás és az átvételi elszámolás egyszerűsített ügymenetben történik most már valamennyi áramszolgáltatónál. A szélgenerátorok esetében nagyon fontos, hogy ne maradjanak terhelés nélkül. Ez az eset áll fenn akkor, ha az akkumulátorok teljesen töltött állapotban vannak és a megóvásuk céljából a szabályozó lekapcsolja a töltésüket, így nincs fogyasztás. Ekkor védeni kell a terheletlen állapotú szélgenerátort a már kis szélben előforduló túlpörgés ellen. A megoldás egy nagy terhelő ellenállás rendszerbe történő kapcsolása, amit a szabályozó egység végez. Maga a terhelő ellenállás lehet akár a szabályozóba is építve, de sokszor lehetőség van a szabályozó egyik kimenetén keresztül egy külső fűtőpatron csatlakoztatására. A fűtőpatronnal vizet melegíthetünk, így nem vész kárba a megtermelt energia. Egyes gyártók választási lehetőséget biztosítanak arra, hogy a szélgenerátoraikat kifejezetten villamos áram termelésére, vagy pedig vízmelegítésre használják. Az utóbbi esetben a szélgenerátort gyárilag fűtőpatronnal szállítják. A kisteljesítményű szélgenerátorok önállóan is hatásosan működnek, de az eddigi tapasztalatok, és sok esetben a gyártok ajánlása alapján is célszerűbb napelemes rendszerrel összeépítve alkalmazni őket a folyamatos energiaellátás biztosítása érdekében. Még ha a telepítés helyén és magasságában kedvezőek is az átlagos szélviszonyok, a termelési időszakok mégis kiszámíthatatlanok. Előfordulhat az is, hogy bár a szél folyamatos, de a sebessége csak a névleges teljesítmény kis hányadának leadásához elegendő. A többféle megújuló energiaforrást hasznosító berendezés egy rendszeren belül történő integrálásával un. hibrid rendszert építhetünk. A tapasztalatok alapján a napelemes modulok évszak és napszak függő termelési adottságait előnyösen egészíthetik ki a kisteljesítményű szélgenerátorok. Mindezekkel összefüggésben a mérések azt mutatják, hogy egy adott teljesítményű napelemes rendszer éves szinten általában több energiát termel, mint egy ugyanakkora nagyságú, de kizárólag kisteljesítményű szélgenerátorra épülő rendszer. A kisteljesítményű szélgenerátorok – akár hibrid rendszer elemeként – gazdaságosan alkalmazhatóak többek között családi házak energiaellátásában, elektromos hálózattal nem rendelkező hétvégi házak, tanyák villamosításában, telekommunikációs átjátszó tornyok energiaforrásaként, önálló vízellátó rendszerek üzemeltetésénél, az öntözésben. Ahol nincs vezetékes áramellátás, ott a hálózatkiépítés költsége a legtöbb esetben magasabb, mint egy napelemes és/vagy szélgenerátoros rendszer telepítése, ráadásul villanyszámlát sem kell fizetni. Az egyes gyártók általában saját fejlesztésű szoftvereket kínálnak a berendezések kiválasztásához, a rendszerek tervezéséhez. A szigetüzemű hibrid energiatermelő rendszerek tervezésénél a kiindulás alapot a


109

fogyasztók teljesítményének és napi átlagos használati idejének a számbavétele jelenti. Az így kalkulált napi átlagos energiaszükségletet kell fedezni a kisteljesítményű szélgenerátor és a napelemes modulok tényleges átlagos napi termelésével. A környezeti viszonyok időszakos és évszakos változása miatt általában 3-5 napos biztonsági időtartalékkal, un. autonómiával kell tervezni a rendszert. Ez az akkumulátorok kapacitásának célszerű kiválasztását jelenti a számba vett fogyasztók alapján. Ez tulajdonképpen annak az időtartamnak a hossza, amíg szélcsend, illetve borult idő esetén a berendezéseinket az akkumulátorokban tárolt energiával üzemeltetni tudjuk. Minden rendszert célszerű egyedileg megtervezni a felhasználói igényeknek, és a helyi környezeti adottságoknak megfelelően. Megújuló energiákat hasznosító rendszereknél, különösen igaz ez a szigetüzemű rendszerekre, célszerű a fogyasztók tudatos megválasztásával csökkenteni a szükséges energiamennyiséget (energiatakarékos fogyasztók alkalmazása). A szélgenerátorok hatékonyságát erőteljesen befolyásolják a helyi adottságok és a közvetlen környezet, ezért a beruházás előtt érdemes szakember véleményét kikérni, illetve szélméréseket végezni. A telepítésnél mindenképpen figyelembe kell venni azt, hogy a környező fák, a domborzat és az épületek által keltett turbulenciák alkalmatlanná teszik a légmozgást a szélgenerátor elvárt mértékű működtetésére. Magyarországon a földön álló oszlopra szerelt szélgenerátor esetén 6 méteres magasságig nem szükséges építési engedély. Falra, illetve tetőre történő telepítésnél a szélgenerátor legfeljebb 3 méterrel haladhatja meg a tetőgerinc magasságát külön engedélyeztetés nélkül. 1-2 kW teljesítmény feletti szélgenerátort azonban sokszor célszerűbb az előbbinél magasabban, legalább 10-20 méteren elhelyezni a szél gyakoribb és akadálymentesebb elérése érdekében. Kisteljesítményű szélgenerátorokat általában sodort acélhuzalokkal kifeszített tartóoszlop, rácsos tartószerkezet, vagy pedig kifeszítés nélküli, de megfelelően robosztus oszlop/tartószerkezet tetejére szerelik. Az egész szerkezetet mindenképpen a földre célszerű telepíteni. Bármennyire is vonzó az épület tetején történő elhelyezés, a szélgenerátorok keltette rezgések nem csak elviselhetetlenül zavaróak, hanem a többletterheléssel együtt károsíthatják is a tetőszerkezetet, az épületet. Ha még sikerül is – aránytalanul nagy költségek árán – a rezgéscsillapítást megoldani, a tető, illetve az építmény a szélgenerátor hatékony működését befolyásoló turbulenciákat okoz. Fontos, hogy ne spóroljunk a tartóoszlopon, illetve annak megfelelő rögzítésén, alapozásán! Egy 3 kW-os szélgenerátor esetében a gyártó által megadott oldalirányú terhelés 15 m/s-os szélsebesség mellett kb. 1500 N nagyságú. Ha a rendszer nem lenne védve a viharos szél ellen befékeződés vagy kifordulás által, akkor 55 m/s-os szélsebességnél ugyanez az érték kb.

110


20.000 N-ra adódna. A széllökésekből származó dinamikus terhelés akár tízszerese is lehet a statikus terhelésnek. Ezt a tényt figyelembe kell venni a tartószerkezet kialakításának és rögzítésének a megtervezésénél is. A tartóoszlop alapjaként, valamint az oldalsó feszítőhuzalok rögzítéséhez megfelelő nagyságú betontömbök kialakítása szükséges a talajban. Minden esetben kérjünk tanácsot az adott típussal kapcsolatban a gyártól vagy a forgalmazótól!. Az egyik gyártó pl. a néhány kW-os szélgenerátoraihoz ajánlott, 16 méter magas, kifeszítés nélküli oszlophoz 1,10 m x 1,10 m x 1,70 m befoglaló méretű betontömb alapot ír elő. Egy 12 méter magas, oldalsó kifeszítésű tartóoszlop esetén az oszlop alapja célszerűen egy 75 cm x 75 cm x 75 cm nagyságú betontömb, a feszítőhuzalok rögzítéséhez pedig egy 80 cm x 80 cm x 80 cm nagyságú tömb kialakítása javasolt. A szükséges betontömbök mérete függ a helyi talajviszonyoktól is. Kisteljesítményű szélgenerátoros rendszer esetén a tartóoszlop, valamint a telepítés költsége a teljes beruházás mintegy 25-50%-t teszi ki. Az egyes rendszerelemek elhelyezésénél figyelembe kell azt venni, hogy az egyenáramot csak nagy veszteséggel lehet továbbítani. A nagyobb távolságok nagyobb keresztmetszetű vezetéket igényelnek, ami a beruházás költségeit növeli. A szükséges vezeték keresztmetszeteket általában a szélgenerátorokhoz mellékelt műszaki leírások is tartalmazzák a távolság függvényében megadva.


111

Nehéz megbecsülni, de Magyarországon is több száz, akár ezernél is több kisteljesítményű szélgenerátor működik. Ezek egyike a Pécsváradon telepített szigetüzemű hibrid áramtermelő rendszer (43. sz. ábra). Az energiát egy 1,5 kW-os névleges teljesítményű szélgenerátor, valamint 10 db, egyenként 130 W-os polikristályos napelem szolgáltatja. A napelemek is a szélgenerátor szabályozóján keresztül töltik az összesen 1000 Ah kapacitású akkumulátor-bankot. A 230 V-os váltóáramot egy 2300 W névleges teljesítményű, 24 V-os inverter biztosítja. A rendszer a tervezés kezdetén, az 8. sz. táblázatban összegzett fogyasztókat alapul véve kb. 4 napos autonómiával rendelkezik. A maximális pillanatnyi energiaszükséglet kb. 2050 W, melyet az alkalmazott inverter folyamatos üzemben ki tud szolgálni. Az inverter 15 percen keresztül 3600 W-ot is le tud adni anélkül, hogy elromlana, 5 s hosszan pedig akár 8000 W-ig is túlterhelhető.

43. sz. ábra. Szigetüzemű hibrid áramtermelő rendszer (1,5 kW-os szélgenerátor és 1,3 kW-nyi polikristályos napelem) Forrás: http://www.klnsys.hu/

112


8. sz. táblázat. Tervezett fogyasztók a vizsgált szigetüzemű hibrid rendszer esetén

Fogyasztó

Napi Napi Mennyi- Teljesítmény használat fogyasztás ség [db] [W] [óra] [kWh]

Világítás

15

15

3

675

TV

1

250

3

750

Számítógép

1

300

3

900

Hűtő

1

180

7

1260

Mosógép

1

800

1

800

Egyéb kis fogyasztók

1

500

2

1000

Összesen:

2045

5385

A kereslet ugrásszerű emelkedése jelzi azt, hogy a folyamatosan növekvő energiaárak, a környezettudatos gondolkodás előtérbe kerülése, az energiaellátás jövőbeli bizonytalanságának lehetősége egyre inkább létjogosulttá teszi a megújuló energiaforrásokat alkalmazó eszközök telepítését. A szél, illetve a nap energiájának hasznosításával jelentősen csökkenthetjük a környezeti terhelést is, így tevékenyen részt vállalhatunk, és példát mutathatunk környezetünk minél tovább történő megóvásában. Szélerőgépek Számos olyan energiaellátási feladat van, amelyek esetében indokolt a kis teljesítményű szélenergia hasznosítás közvetlen alkalmazása, vagyis a szélenergia mechanikai munkavégzésre való hasznosítása. E feladatok jellemzően vízszivattyúzásként jelentkeznek, például a következők lehetnek: • • • • • •

Termőföldek öntözése Legeltetéses állattartás fejlesztése, itatók vízfeltöltése Talajvízszint szabályozás Szennyvizek szállítása, tisztítása, levegőztetése Halastavak, holtágak, víztározók, vizes élőhelyek életbenntartása, az elpárolgott víz pótlása Vadgazdálkodási területen a vadak helyben tartása, itatók, dagonyázók vízellátása


113

Ezeknél a feladatoknál általában nem okoz gondot az, hogy a szélenergia nem áll folyamatosan rendelkezésre, mivel a szivattyúzási igény nem kötődik meghatározott időszakhoz, amennyiben megfelelő víz tározó kapacitások vannak kiépítve és a rendszer helyesen van méretezve. Az alkalmazható szélerőgépek közvetlenül, mechanikai áttételen keresztül hajtják meg a szivattyút (pl. membránszivattyú), tehát nem kell villamosenergia-előállítással kapcsolatos berendezéseket telepíteni: pl. a generátor, villamos vezetékezés, villamos biztonságtechnikai készülékek, inverter, akkumulátor-telep stb., és így a beruházás lényegesen olcsóbb. Az alkalmazható szélenergia-hasznosító berendezések 10-30 méter körüli oszlopokon helyezhetők el. A szélerőgép felállításának helyét körültekintően kell kiválasztani. Ennek érdekében célszerű szélsebesség és szélirány mérést végezni, a lapátszerkezet és a magasság helyes beállításához. A felszínből kiemelkedő tereptárgyak, pl. fa, facsoport, lakóház, stb. ronthatják a teljesítményt. A szélerőgépet célszerű a víznyerő hely közvetlen-közelében felállítani, hogy a szívócsövet a lehető legrövidebb úton a szivattyúhoz lehessen csatlakoztatni. A szélerőgép minimális karbantartást igényel. Ügyelni kell arra, hogy a vízrendszert télen fagy mentesíteni kell. Egy hazai gyártású, öntözési célú vízszivattyúzásra alkalmazott szélerőgépet mutat be a 44. sz. ábra. 44. sz. ábra Szélerőgép öntözési célra

114

7.


A MEGÚJULÓ ENERGIA PROJEKTEK FINANSZÍROZÁSI LEHETŐSÉGEI

A megújuló energia hasznosítás elterjedésének egyik akadályát jelenti, hogy e technológiák a hagyományos energiahasznosítási megoldásokhoz képest általában nagyobb beruházási költséget jelentenek. Ezért a beruházások támogatására rendelkezésre állnak hazai és uniós pályázati lehetőségek, és egyre több pénzintézet kínál kedvezményes kamatú hitelt. A következőkben a kiadvány készítésének idején a kis- és középvállalkozások számára elérhető pályázati és finanszírozási lehetőségeket foglaljuk össze. A kis- és középvállalkozások energetikai korszerűsítéshez a Magyar Köztársaság és az Európai Unió közös társfinanszírozását a Nemzeti Fejlesztési Terv keretében meghirdetett pályázatok formájában vehetik igénybe. Ezen belül a technológiai célú energiaigények csökkentéséhez a Gazdaságfejlesztési Operatív Program (GOP), az egyéb energiaráfordítások csökkentéséhez (helyiségfűtés, világítás stb.) a Környezet és Energia Operatív Program keretében lehet vissza nem térítendő támogatásra pályázatokat benyújtani. Környezet és Energia Operatív Program (KEOP) KEOP-2007-4.1.0. Hő- és/vagy villamosenergia-előállítás támogatása megújuló energiaforrásból A konstrukció célja a hazai energiahordozó forrásszerkezet kedvező befolyásolása, a megújuló energiaforrások irányába való elmozdulás elősegítésével. A pályázat keretében elsősorban kis és közepes méretű projekteket lehet támogatni a megújuló energiaforrások kiaknázásának fokozására irányuló beruházások elősegítésével, vissza nem térítendő támogatás formájában. Rendelkezésre álló forrás: 2007-2008 évre 13,26 milliárd forint. A pályázat keretében elnyerhető támogatás összege minimum 1 millió, maximum 800 millió Ft lehet, amelyen belül magántulajdonú nagyvállalatok 100 és 800 millió közötti, egyéb pályázók 1 és 500 millió közötti összegre pályázhatnak. Az elnyerhető támogatás mértéke az összes elszámolható költség 10% és 50%-a között mozog. Pályázhatnak vállalkozások, költségvetési szervek és intézményeik, valamint azok többségi tulajdonú vállalkozásai, valamint non-profit szervezetek. Támogatásra Pest megye és Budapest kivételével az ország teljes területe jogosult. Támogatható tevékenységek köre Megújuló bázisú szilárd tüzelőanyag előkészítése, Biomassza-felhasználás,


115

Biogáz termelés és felhasználás, Geotermikus energia hasznosítása, Hőszivattyús rendszerek telepítése, Napenergia hasznosítása, Vízenergia-hasznosítás, Szélenergia-hasznosítás, Megújuló energiaforrásokat hasznosító közösségi távfűtő rendszerek kialakítása, korszerűsítése.

A különböző tevékenységek kombináltan, adott esetben energiahatékonysági beavatkozásokkal együttesen is alkalmazhatok. KEOP-2007-5.1.0. Energetikai hatékonyság fokozása A támogatás célja az épületek, valamint a távhőszolgáltatók és –termelők energia-takarékosság, energia-hatékonyság fokozásara irányuló beruházásainak elősegítése, vissza nem terítendő támogatás formájában. A pályázati konstrukció elsősorban kis-közepes méretű projekteket támogat. Rendelkezésre álló forrás: 2007-2008 évre 8,76 milliárd forint. A pályázat keretében elnyerhető támogatás összege minimum 1 millió, maximum 500 millió Ft lehet (a projekt mérete el kell hogy érje a min. 10 millió Ft-t). Az elnyerhető támogatás mértéke az összes elszámolható költség 10% és 50%-a között mozog. Pályázhatnak vállalkozások, költségvetési szervek és intézményeik, valamint azok többségi tulajdonú vállalkozásai, valamint non-profit szervezetek. A fejlesztés megvalósulásának helyszíne Magyarország teljes területe. Támogatható tevékenységek köre Távhőellátás primeroldali energiahatékonysági korszerűsítése (távhőszolgáltatói engedéllyel rendelkezők esetében) Kis- és közepes vállalkozások üzemi és irodaépületeiben megvalósítandó épületfűtés, hűtés és HMV termelés céljából kogenerációs/trigenerációs energiatermelés A KKV-k esetében a termelési technológiához kapcsolódó energetikai beruházások ebben a pályázatban nem támogathatók (azokat a GOP 2.1.1. pályázati felhívás tartalmazza). Energiahatékonyság növeléssel együtt megvalósított, megújuló energiaforrások hasznosítását lehetővé tevő beruházások, illetve kombinált (több tevékenységet felölelő) beavatkozások KEOP-2007-5.2.0. Harmadik feles finanszírozás A konstrukció keretében finanszírozásra kerül a költségvetési szervek intézményeiben jelenleg elavult és pazarló elektromos, világítási és fűtési rendszerek felváltása alacsony energiaigényű, hatékonyságjavulást eredményező rendszerekkel. Harmadik feles finanszírozást végző

116


szervezetek pályázhatnak az ország egész területén. A jelenleg érvényes pályázati konstrukció keretében 2007-2013. közötti időszakban 15 milliárd Ft, ezen belül 2007-08 között 1,84 milliárd Ft áll rendelkezésre. A KEOP projektek a Magyar Köztársaság költségvetése és az Európai Unió támogatásával, a Kohéziós Alap társfinanszírozásával valósulnak meg. A KEOP-4.1.0, 5.1.0, és 5.2.0 pályázati rendszerek kezelője a Nemzeti Fejlesztési Ügynökség (NFÜ) megbízásából az Energiahatékonysági Környezetvédelmi és Energia Információs Ügynökség Kht. (Energia Központ Kht.). A pályázati feltételekkel, tudnivalókkal kapcsolatos információk az NFÜ honlapján (www.nfu.hu) találhatók, felvilágosítást pedig az ügynökség telefonos ügyfélszolgálata nyújt (kék száma: 06-40-638638). GOP-2008-2.1.1A Mikro és kisvállalkozások technológiai fejlesztése A pályázat célja a növekedési potenciállal rendelkező mikro- és kisvállalkozások jövedelemtermelő képességének növelése technológiai fejlesztésen, korszerűsítésen keresztül, új vagy 3 évnél nem régebbi eszközök beszerzésével. Ezen belül lehet pályázni a technológiai célú energiafelhasználás csökkentését célzó technológiai korszerűsítések elvégzésére is. A pályázat keretében rendelkezésre álló forrás: 2008 évre 7,4 milliárd forint. Pályázatok benyújtása 2008. április 4-től 2008. december 31-ig lehetséges (amennyiben a forrás kimerülése miatt esetleg időközben fel nem függesztik a pályázatok befogadását). A pályázat meghirdetésekor a támogatásra rendelkezésre álló tervezett keretösszeg 7,4 milliárd forint a 2008. évre. E pályázati kiírás forrását az Európai Regionális Fejlesztési Alap és a Magyar Köztársaság költségvetése társfinanszírozásban biztosítja. Energiahatékonysági Hitel Alap Az Energiahatékonysági Hitel Alap olyan energia-megtakarítást eredményező fejlesztések megvalósítását finanszírozza, amelyek az energiamegtakarítások révén hatékonyan járulnak hozzá a nemzetgazdaság energiaigényességének mérsékléséhez, az energiaköltségeinek csökkentéséhez, a környezetszennyezés mérsékléséhez, valamint az importfüggőség csökkentéséhez. Cél a hagyományos energiahordozók megújuló-, vagy megújítható energiahordozókkal, illetve hulladékenergiával való helyettesítése, az energiahordozókkal kapcsolatos takarékos gazdálkodás feltételeinek a megteremtése, a feltárt energiaveszteségek minél kisebb ráfordítások mellett történő mérséklése, illetve kiküszöbölése. Ennek figyelembevétel azok a projektek kaphatnak kedvezményes beruházási hitelt, amelyek abszolút energia-megtakarítás eredményeként biztosítják, például:


117

•

az energiatermelés-, szállítás-, átalakítás és végfelhasználás fajlagos energiaigényeinek csökkentését, a veszteségek mérséklését • korszerű, energiatakarékos technológiai rendszerek alkalmazását, elterjesztését, • a hulladékhő hasznosításokat, valamint az energiahordozóként hasznosítható melléktermékek, hulladékok energetikai célú felhasználását, • biomassza, a nap-, a szél- és a geotermikus energiaforrások hasznosítását, • a távfűtéses lakások hő- és melegvíz felhasználásának szabályozását, mérését és ezáltal az energiafogyasztás csökkentését, • a villamosenergia-felhasználás mérséklését, • az energiatermeléssel kapcsolt hőszolgáltatást, • az ipari-, lakossági- és kommunális fogyasztóknál az energiafelhasználás hőszigeteléssel történő mérséklését, • a kül-, és beltéri-, továbbá közvilágítási rendszerek korszerűsítését, • az energiatakarékos készülékek és berendezések széleskörű alkalmazását Az ismertetett célkitűzések megvalósításához a sikeres pályázók részére a pályázati konstrukció keretében a saját és egyéb forrás kiegészítéseként kedvezményes beruházási hitel nyújtható. A kedvezményes kölcsön olyan konkrét beruházások finanszírozásához használható fel, amelyek megvalósítása eredményeként egyértelműen (mérhető módon) igazolható energiahordozó-megtakarítás jelentkezik. A kedvezményes kamatozású hitel csak azokra a beruházásokra nyújtható, amelyek az energiapolitikai és a környezetpolitikai célkitűzésekkel összhangban vannak, műszakilag megvalósíthatók, energetikai hatékonyságuk megfelelő, a korszerűség követelményeit kielégítik, továbbá megfelelnek az érvényben lévő biztonságtechnikai és környezetvédelmi előírásoknak. A pályázati rendszer kezelője az Energiahatékonysági Környezetvédelmi és Energia Információs Ügynökség Kht. (Energia Központ Kht.), további információk a www.energiakozpont.hu honlapon találhatók. Az Európai Unió 7. Kutatási-, Technológiafejlesztési és Demonstrációs Keretprogramja (EU-FP7) A hatéves keretprogram négy specifikus programra tagolódva – Kooperáció, Ötletek, Emberek, Kapacitások – magában foglalja az EU új kutatásprogramjának fő célkitűzéseit. Az Energia témakör célja a jelenlegi (fosszilis tüzelőanyagokra alapuló) energetikai rendszer átalakítása egy nagyobb energiahatékonyságon alapuló rendszerré, figyelembe véve a jelenlegi ellátás biztonságával és az éghajlatváltozással kapcsolatos

118


kihívásokat is. Ebben a pályázati rendszerben a KKV-k, mint konzorciumi tagok pályázhatnak önálló kutatási tevékenységgel is, amennyiben ez a szakterületükhöz tartozik. Olyan projektek is támogathatók, amelyben a KKV-knak nem szükséges saját kutatást végezniük, mivel a kutatóhelyek (egyetemek, kutatóintézetek, kutatással foglalkozó vállalkozások stb.) által végzett energiahatékonyság-növelő, vagy megújuló energia rendszereket fejlesztő tevékenység eredményeinek hasznosítói is lehetnek konzorciumi tagként a projekten belül. Ebben az esetben a KKV feladata az új technológiával szemben támasztott igények megfogalmazása, a kutatásfejlesztést végző konzorciumi tagok munkájának folyamatos segítése, az új eljárás telepítése, kísérleti üzemeltetése stb. Megújuló energiaforrással működő rendszerek kivitelezése banki finanszírozással Csaknem valamennyi kereskedelmi bank foglalkozik energiahatékonysági és megújuló energia hasznosítási projektek finanszírozásával. Energetikai projektek finanszírozása esetén a bankok testre szabott megoldásokkal dolgoznak. A bankok a hitelbírálat során kiemelt figyelmet fordítanak a műszaki, piaci, jogi, szabályozási kockázatok elemzésére. Az elbíráláshoz minden esetben üzleti terv szükséges. A legnagyobb potenciált a hazai bankok többsége a decentralizált biomassza hasznosításban látja, de más projektekkel is lehet banki finanszírozáshoz jutni. Biomassza hasznosítás esetén fontos szempont a keletkező hő hasznosíthatósága, a logisztika, a technológia és az üzemeltető referenciái. A pályázati támogatások elnyeréséhez szükséges saját forrás biztosításához a pályázati projektek kombinálhatók banki hitelezéssel, amely megkönnyíti a kis- és középvállalkozások pályázatokon való részvételét. A finanszírozási feltételek és a szükséges dokumentumok köre bankonként különböző, konkrét projekt esetében érdemes több bank feltételrendszerét is megvizsgálni a legkedvezőbb kondíciók és feltételek elérése érdekében.


119

FELHASZNÁLT IRODALOM Árpási Miklós (2006): A hazai geotermális energia potenciál in Magyarország megújuló energia potenciálja, MTA, Budapest Barótfi István (szerkesztő), 1999, A biomassza energetikai hasznosítása. Energiagazdálkodási Kézikönyv, Bp. Boustead – Hancock: Ipari energiaanalízis, Műszaki Könyvkiadó Bp. 1983. Energiagazdálkodási kézikönyvek 9. - A biomassza energetikai hasznosítása, Energia Központ, Bp. Farkas István (2006). A magyar mezőgazdaság termikus napenergia potenciálja in Magyarország megújuló energia potenciálja, MTA, Budapest Giber János et al. (2005): A megújuló energiaforrások szerepe az energiaellátásban in Az új magyar energiapolitika tézisei a 2006-2030 évek közötti időszakra 12 fejezet, GKM, Budapest Green Paper: A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy 8.3.2006 COM(2006), Brüsszel Hárs T. (2006): A termálvizek környezetterhelési és gazdasági hatásai, doktori értekezés, Budapest Hajdú József-Doma Géza-Kiss Tamás (2007): A Nyugat-Dunántúli régió megújuló energiastratégiája, Zalaegerszeg Kullmann László – Lakatos Károly – Ötvös Pál (2006): Magyarország vízenergia potenciálja in Magyarország megújuló energia potenciálja, MTA, Budapest KVVM – A biomassza energetikai alkalmazásának jövője, aktuális problémái, Budapest, 2007 Magyarország megújuló energiaforrás felhasználás növelésének stratégiája, 2007-2020, Gazdasági és Közlekedési Minisztérium, Budapest Marosvölgyi Béla (2006): Magyarország biomassza-energetikai potenciálja in Magyarország megújuló energia potenciálja, MTA, Budapest Oláh György, Alain Goeppert, G.K. Surya Prakash: Kőolaj és földgáz után: a metanolgazdaság (Better Kiadó 2007.) Pataky T. – Dr. Unk Jánosné: Települések mérnöki műveletei és létesítményei. BME. Tankönyvkiadó 1990.

120


Pálfy Miklós (2006): A napenergia fotovillamos hasznosításának potenciálja Magyarországon in Magyarország megújuló energia potenciálja, MTA, Budapest Renewables for Power Generation Status-Prospekt 2003 IEA/OECD Stróbl Alajos (2007): Hidrogén az energiagazdálkodásban, Környezetvédelmi füzetek, Budapest Tar Károly-Hunyár Mátyás-Tóth Péter (2006): Magyarország szélenergia potenciálja in Magyarország megújuló energia potenciálja, MTA, Budapest White Paper Completing the internal market, COM(85), 14 June 1985, Brüsszel White Paper: An Energy Policy for the European Union COM(95) 682, 1995, Brüsszel Zöld könyv az energiahatékonyságról avagy többet kevesebbel, 22.6.2005 COM(2005) Brüsszel Zsuffa László – Az energetikai célra termelt növények felhasználási területei, in: Új utak a mezőgazdaságban, Energia Klub, Budapest 2005


121

A MEGÚJULÓ ENERGIA HASZNOSÍTÁSSAL KAPCSOLATOS FONTOSABB JOGSZABÁLYOK Törvények, kormányhatározatok • • • •

1995. évi LIII. Törvény a környezet védelmének általános szabályairól 1107/1999 Korm. határozat a 2010-ig terjedő energiatakarékossági és energiahatékonyság-növelési stratégiáról 2003. évi LXXXVIII. Törvény az energiaadóról 1031/2000. (IV. 7.) Korm. határozat az „Energia Központ” Energiahatékonysági,Környezetvédelmi és Energia Információs Ügynökség Kht. létrehozásáról, valamint az 1107/1999. (X. 8.) Korm. határozat végrehajtásáról

Megújuló energia felhasználása villamosenergia-termelésre •

• •

•

•

389/2007. (XII. 23.) kormányrendelet a megújuló energiaforrásból vagy hulladékból nyert energiával termelt villamos energia, valamint a kapcsoltan termelt villamos energia kötelező átvételéről és átvételi áráról (2008. jan. 1. módosult) 2005. évi LXXIX. törvény a villamos energiáról szóló 2001. évi CX. törvény módosításáról Az Európai Parlament és a Tanács 2004. február 11-i 2004/8/EK irányelve a hasznos hőigényen alapuló kapcsolt energiatermelés belső energiapiacon való támogatásáról és a 92/42/EGK irányelv módosításáról („CHP-direktíva”) 2001/77/EC Irányelv a megújuló energiaforrások felhasználásával előállított villamos energia elterjedésének elősegítésére a belső villamosenergia-piacon 2001. évi CX. törvény a villamos energiáról

Bioüzemanyagok • •

2003/30/EC Irányelv a bioüzemanyagok felhasználásának növeléséről 2003. évi CXXVII. törvény a jövedéki adóról és a jövedéki termékek forgalmazásának különös szabályairól

122

Megújuló energiaforrások az EU-ban és Magyarországon •

42/2005. (III. 10.) Korm. Rendelet a bioüzemanyagok és más megújuló üzemanyagok közlekedési célú felhasználásának egyes szabályairól

Energetikai célú növénytermesztés •

•

•

• •

Energetikai célú növénytermesztés területalapú támogatása: 101/2005. (IX. 15.) MVH közlemény az energetikai célból termesztett energianövényekhez kapcsolódó 2005. évi kiegészítő nemzeti támogatás igénybevételéről 33/2007. (IV. 26.) FVM rendelet az Európai Mezőgazdasági Garancia Alapból az energetikai célból termesztett növények termesztéséhez nyújtható kiegészítő támogatás igénybevételének feltételeiről 45/2007. (VI. 11.) FVM rendelet a fás szárú energetikai ültetvények telepítésének engedélyezése, telepítése, művelése és megszüntetése részletes szabályairól, valamint ezen eljárások igazgatási szolgáltatási díjáról 71/2007. (IV. 14.) Korm. rendelet a fás szárú energetikai ültetvényekről 72/2007. (VII. 27.) FVM rendelet az Európai Mezőgazdasági Vidékfejlesztési Alapból a rövid vágásfordulójú fás szárú energiaültetvények telepítéséhez nyújtott támogatás igénybevételének részletes feltételeiről

Biogáz •

•

A biogáz földgázhálózatba való betáplálása: 2003. évi XLII. törvény a földgázellátásról (a 2005. június 28-i módosítással; kihirdetés száma: LXIII) 2133/2005. (VII. 8.) Korm. határozat a biomassza energetikai hasznosítását elősegítő egyes intézkedésekről

Geotermikus energia • •

1993. évi XLVIII. Törvény a bányászatról 118/2003. (VIII. 8.) Korm. rendelet a szilárd ásványi nyersanyagok és a geotermikus energia fajlagos értékének, illetve az érték számítására vonatkozó szabályoknak a megállapításáról


123

A TÉMÁHOZ KAPCSOLÓDÓ FONTOSABB HONLAPOK Magyar honlapok: www.gkm.gov.hu www.kvvm.gov.hu www.nfu.hu www.nkth.gov.hu www.magztr.hu www.energiakozpont.hu www.zoldtech.hu www.greenfo.hu www.kekenergia.hu www.mszet.hu

www.mbmt.hu www.biogas.hu www.chic.hu www.fenntarthato.hu www.gazmegtakaritas.hu

Gazdasági és Közlekedési Minisztérium Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Minisztérium Nemzeti Fejlesztési Ügynökség Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal Magyar Gazdaságfejlesztési Központ Zrt. Energia Központ Kht. Zöldtech Magazin Greenfo, zöld iránytű a neten Kékenergia – megújuló energiák Magyar Szélenergia Társaság Magyar Biomassza Társaság Magyar Biogáz Egyesület CHIC Közép-magyarországi Innovációs Központ Kht., Megújuló Energia Kompetencia Központ A fenntartható építésről Gázmegtakarítás, fűtéskorszerűsítés

EU honlapok www.managenergy.net Managenergy - az EU DG-TREN – az EU Közlekedés és Energia Főigazgatóság kezdeményezése http://ec.europa.eu/dgs/energy_transport/index_en.html EU Directorate-General Energy and Transport – az EU Közlekedés és Energia Főigazgatóság honlapja http://ec.europa.eu/energy/intelligent/index_en.html EU Intelligent Energy for Europe – az EU Intelligens Energia Európának keretprogram honlapja

124


http://cordis.europa.eu/en/home.html CORDIS. Community Research and Development Information Service – az EU Kutatás-fejlesztési programjának információ szolgáltatási honlapja http://ec.europa.eu/research/fp7/ European Commission Research – az EU Bizottság kutatási honlapja

Vállalkozók Európában 3 TARTALOMJEGYZÉK

Recommend Documents