Energiahordozók és -források

1. Energiahordozók és -források

2. „Erőforrás és adottság” természeti erőforrás: az ember által hasznosítható természeti adottság; „in situ” erőforrás: csak a helyszínen hasznosítható, nem kitermelhető és nem szállítható természeti adottság: ami a környezetben rendelkezésre áll.

3. Természeti erőforrások

4. Alapfogalmak • alap (primer) energiahordozók: energetikailag hasznosítható ásványi anyagok (pl. szén, kőolaj); • alap (primer) energiaforrások: munkavégzésre használható természeti erők (pl. napsugárzás, szél, víz); • átalakított (szekunder) energiahordozók: a primer energiahordozóktól fizikai tulajdonságaikban különböző anyagok (pl. brikett, benzin, gázolaj).

5. Alapfogalmak • végső energiahordozók: az átalakított (szekunder) energiahordozóktól fizikai és kémiai tulajdonságaikban különböző energiahordozók (forró víz, gőz, villamos energia stb.); • hasznos energiahordozók: a fogyasztó szempontjából hasznos energiaformák (mozgási-, helyzeti-, fényenergia stb.);

6. Energiaátalakítási lánc

7. Világ energiafelhasználása

8. Primer és szekunder energiahordozók Áttekintés

9. Energiahordozók

10. Energiahordozók evolúciója

11. Primerenergia-felhasználás Forrás: Bob Everett(edt.), Godfrey Boyle (edt.), Stephen Peake(edt.), Janet Ramage: EnergySystems and Sustainability: Powerfor a SustainableFuture, Oxford University Press, 2012.

12. energiaellátás hatásfoka: energiafelhasználás hatásfoka: Energia-mérleg Összes primer energia felhasználás, G TPES Total PrimaryEnergySupply nem megújuló energiaforrások megújuló veszteségek és nem energetikai felhasználás energiaátalakítás átalakítási, szállítási, tárolási és egyéb veszteségek szekunder energia TFC Total FinalConsumption Végenergia felhasználás, F UE UsefulEnergy Hasznos energia, H

13. Végső energiafelhasználás EU-27 2010. évi adatok, %-ban Forrás: EuroStat, http://epp.eurostat.ec.europa.eu

14. Energiaellátás hatásfoka (TFC/TPES) Total final consumption x 100, % Total primary energy demand H

15. Ásványi energiahordozók

16. A világ primerenergia- felhasználása Mtoe

17. Primer energiahordozó szerkezet

18. Energiafelhasználás régiónként Mtoe

19. Energiafelhasználás régiónként

20. Energiaválságok

21. Energiaválságok

22. Energiaválságok

23. Energiaválságok

24. A „készlet” fogalma

25. Tüzelőanyagok

26. Szén

27. Szén Kiinduló anyag: cellulóz, hemicellulóz, pektinek, gyanták, zsírok, viaszok, fehérjék. Szénképződés fázisai • tőzegesedés, • szénülés.

28. Szén szerkezeti felépítése

29. Ásványi szenek

30. Szénkészletek Valószínűsíthető szénkészletek: • feketeszén: 5800 Gtoe • barnaszén: 580 Gtoe Kimerülési időtartam: 200..300 év. Eddig a készlet kb. 2%-a fogyott el. Magyarországi készletek: • feketeszén: 600..700 Mt; • barnaszén: 1 Gt; • lignit: 3 Gt.

31. Szén kitermelés és szállítás Külszíni fejtés • fiatal szenek; • nagy anyagmennyiség mozgatása → rekultiváció; • kis távolságú szállítás → bánya-erőmű integráció; • szállítás: szállítószalag, kötélpálya, vasút.

32. Szén kitermelés és szállítás Mélyművelésű bányák • jó minőségű (öregebb) szenek; • veszélyes üzem (vízbetörés, sújtólégrobbanás, szénporrobanás); • nagy távolságra is gazdaságosan szállítható; • szállítás: vízi, vasút, fluidizálva csővezetéken.

33. Szénkitermelés - Világ Mt

34. Szénkitermelés - Régiónként

35. Szén világkereskedelem Kitermelés Export Import

36. Magyarország széntelepei

37. A szén hasznosítása AF: alacsony fűtőértékű

38. Fischer-Tropsch eljárás Németország: 1926-1950, különösen a II. világháborúban; Dél-Afrika, USA: ma is (feljövőben lévő technológia)

39. Szénelgázosítás Gázosítás oxigénnel C + 1/2 O2 CO Égés (oxidáció) C + O2 CO2 Gázosítás CO2-vel C + CO2 2CO Gázosítás vízgőzzel C + H2O CO + H2 Gázosítás hidrogénnel C + 2H2 CH4 Víz-gáz váltás CO + H2O H2 + CO2 Metánképzés CO + 3H2 CH4 + H2O Összetétel (térfogat%) H2 25..30 CO 30..60 CO2 5..15 H2O 2..30 CH4 0..5 H2S 0,2..1 COS 0..0,1 N2 0,5..4 Ar 0,2..1 NH3 + HCN 0..0,3 Hamu/Iszap/Pernye Szén Oxigén Gőz

40. Szénelgázosítás Nyersanyag Gázosítás Gáztisztítás Végtermék Kombinált ciklusú erőmű szén, petrolkoksz, lepárlási maradékok Hagyományos hőerőmű Oxigén Kén- leválasztás Gázosító Egyéb végtermékek: Hidrogén Ammónia Metanol Szintetikus gáz Piacképes termék: elemi kén Hulladék: hamu

41. Földalatti szénelgázosítás

42. Szénfelhasználás

43. Szénfelhasználás

44. Kőolaj

45. Mi a kőolaj? • Nyersolajnak nevezzük azokat a szerves anyagokat, amelyek folyékony halmazállapotúak az őket tartalmazó réteg körülményei között. • A kőolaj összetétele: • szénhidrogének • S, O, N, P vegyületek • fémvegyületek (V, Ni, Cu, Co, Mo, Pb, Cr, As) • H2S és víz Elemi összetétel: C: 79,5..88,5%, H: 10..15,5%

46. Keletkezés Engler-féle elmélet: • elhalt élőlények → szervesiszap (szapropél) • anaerob bomlás → szénhidrogén dúsulás • geológiai csapda (p, T) → cseppfolyósodás Legfeljebb 15 km mélységig!

47. Mélységi előfordulás

48. Kőolaj előfordulás

49. Alkánok és paraffinok (telített) Naftének (ciklo-paraffinok) (telített) Aromások (telítetlen) Főbb vegyülettípusok normál izomer ciklikus vegy.

50. Kőolajtípusok • Paraffin alapúak – mélyebb rétegekben találhatóak (öregebbek). • Nafténvagyaszfaltbázisúak – felsőbb rétegekben fordulnak elő (fiatalabbak). • Kevert (intermedier) bázisúak – közbenső zónákban vannak. Összetétel a világ összes kőolaját tekintve: kb. 30% paraffinok, 40% naftének, 25% aromások