Az alternatív energiaforrások összehasonlítása a nukleáris erőművekkel
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 30

Dr. Aszódi Attila igazgató BME Nukleáris Technikai Intézet PowerPoint PPT Presentation


  • 77 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Az alternatív energiaforrások összehasonlítása a nukleáris erőművekkel Távlatok tudományos ülés Pécs, 2005. szeptember 16. Dr. Aszódi Attila igazgató BME Nukleáris Technikai Intézet. alter : lat egyik (a kettő közül), a másik; még egy. alternatív: ami vagylagosan két lehetőséget kínál

Download Presentation

Dr. Aszódi Attila igazgató BME Nukleáris Technikai Intézet

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Az alternatív energiaforrások összehasonlítása a nukleáris erőművekkelTávlatok tudományos ülésPécs, 2005. szeptember 16.

Dr. Aszódi Attila

igazgató

BME Nukleáris Technikai Intézet

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

alter: lat egyik (a kettő közül), a másik; még egy.

alternatív: ami vagylagosan két lehetőséget kínál

„alternatív energiaforrás”: egy másik energiaforrás, mely a jelenleg alkalmazott energiaforrásokat helyettesíteni tudja

Figyelembe véve a kőolaj (földgáz) árát, az üvegházhatású gázok kibocsátásának és hatásának mértékét, valamint a megújuló energiaforrások kihasználhatóságát, a jelenlegi megoldás alternatívája: …

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

…AZ ATOMENERGIA

Hasonlítsuk össze az atomenergiát az atomenergiával?

Helytelen szóhasználat!

megújuló energiaforrások  alternatív energiaforrások

Ne használjuk azt a terminológiát, amelyet a zöldek – hibásan, PR okokból – az emberek fejébe akarnak sulykolni!

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

A megújuló energiaforrás

Definíció:

A természetes környezetben folyamatos, illetve folyamatosan ismétlődő energiaáramok formájában jelen lévő energiaforrások

Hasznosítása:

A teljes áram egy részének mellékágakon történő kicsatolása, átalakítása, tárolása és felhasználása útján

Megújuló elsődleges energiahordozók:

A felhasználás mértéke nem haladja meg a megújulásét  csak a keletkezés ütemében aknázhatók ki. Jellemzőjük, hogy nem, vagy csak részben tárolódnak

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


A meg jul energiaforr sok fajt i

A megújuló energiaforrások fajtái

  • Víz, biomassza, szél, napenergia,

  • Geotermikus

  • Árapály, tengeri hullámzás

    (A geotermikus energia kivételével mind a Nap energiájának felhasználását jelentik.)

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Vízenergia

Erőművek jellemzői

  • Nagy mértékű változás a környezetben (természet, települések)

  • Magas beruházásigények

  • Alacsony üzemeltetési költség

  • Időszakosság (hóolvadás, esőzések)

    Energia hasznosítás

    • akár 90-95 %-os hatásfokkal

    • függ:

      • vízhozamtól

        • a terület csapadékviszonyaitól

        • hóolvadás lefolyásától

        • hosszú távú ingadozások (!)

      • domborzattól

      • a folyóvíz kihasználtságától

Itaipu: a világ legnagyobb vízerőműve a Paraná folyón (12900 MW), a brazil-paraguayi határon

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Vízenergia

  • A világ potenciális vízenergia-készlete:

    • ~ 300 EJ

    • ebből műszakilag elméletileg hasznosítható: ~ 160 EJ

    • gazdaságosan kihasználható: ~ 40 EJ

    • Kiépített:

      • Japánban mintegy 64%

      • Nyugat-Európában 60%

      • USA 50%

        A vízerőművek kiváló elemei a villamosenergia-rendszernek

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


V zenergia

Vízenergia

Ausztria

  • Legmagasabb pont 3798 m (Grossglockner)

  • Legalacsonyabb pont 115 m (Fertő tó)

  • Átlagos magasság: 910 m (Mo.: ~200 m)

  • 70 %-át az Alpok fedi

  • Gleccserek

  • Nagy esésű folyók

  • Csapadék: 790 mm évente (Mo.: ~345 mm)

Magyarország

  • Legmagasabb pont 1015 m (Kékes)

  • Legalacsonyabb pont 75 m (Tiszasziget)

  • A terület magasság szerinti eloszlása

    • 200 m alatt:84%

    • 200-400 m:14%

    • 400 m fölött:2%

  • hazánk területének 56 % -át az Alföld foglalja el

    • Nagy kiterjedésű sík terület

  • Csapadék: 345 mm évente

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


V zenergia magyarorsz gon

Vízenergia - Magyarországon ...

Szivattyús energiatároló

  • Energia-túltermelés idején vizet szivattyúznak egy magasan fekvő víztározóba

  • Szükség esetén turbinákon keresztül leeresztik

  • 75-80 %-os hatásfok

  • Feketevág (Szlovákia)

    • 445 m magas

    • 3,7 millió köbméter

  • Magyarországon lehetséges: Prédikálószék

    • 500 m magasság

    • 1200 MW teljesítmény

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Szivatty s v zer m egy sz ls s ges p lda

Szivattyús vízerőmű – egy szélsőséges példa

  • Magyarország villamosenergia-fogyasztása

    • Éves: 41,4 TWh (2003)

    • Napi: 113 GWh = 408  1012 J

  • Egy napi villamos energia tárolásához 8,16 millió köbméter vizet kell 500 m magasra felpumpálni (100%-os hatásfokkal számolva)

    • Ez a Tisza-tó víztömegének a fele

    • A feketevági erőmű vízkapacitásának 22-szerese,

    • Energiatároló-kapacitásának 25-szöröse

  • 25 napi villamos energia tárolásához az egész Balatont kellene500 m magasra feljuttatni

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Biomassza

Energetikai célú felhasználás:

  • közvetlen eltüzelés

  • pirolízis (elgázosítás)

  • sajtolás (brikett, pellet, olaj)

  • fermentálás (erjesztés - alkohol, biogáz)

    Leggyakoribb a közvetlen hőtermelés

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Biomassza sz n p rharc sv dorsz gban

Biomassza-szén párharc Svédországban

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Szélenergia

  • A levegőmozgás jellemzői

    • nem állandósul

    • befolyásolja:

      • légkör stabilitása

      • földfelszín (műtárgyak, domborzat, növényzet)

    • lokális jelenségek

    • a szélsebesség talaj feletti változása

  • Gazdasági megfontolások:

    • ott célszerű kiaknázni a szélenergiát, ahol az éves átlagsebesség a talajszint felett 10 m-rel meghaladja a 4 m/s-ot

      • Budapest: 1,8 m/s

      • Debrecen: 2,5 m/s

      • Magyaróvár: 4,9 m/s

  • Szélmotorok elméleti maximális hatásfoka: 60%

    • gyakorlatban maximum 45-50%

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


P lda n metorsz g 2003

Példa: Németország, 2003

  • Németország világelső szélenergia-hasznosításban

  • 2003 végén 14 350 MW beépített szélerőművi kapacitás (Paks: 1860 MW, arány 7,7:1), 2004-ben ~17 000 MW

  • 18,6 TWh termelt elektromos energia, ez a német áramigény 4 %-a (paksi átlagos termelés 14 TWh/év,arány 1,33:1; arányok aránya 5,8)

  • Az üzemeltetők 9 eurocent / kWh áron tudták értékesíteni a „széláramot”, az „atomáram” ~3 eurocent / kWh

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Sz ler m vek terjed se

Szélerőművek terjedése

Telepített szélerőművi kapacitás Németországban, 1990-2003

Telepített szélerőművi kapacitás Németországban, előrejelzés 2010-re

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Neh zs gek

Nehézségek

  • 2003-ban a német szélerőművek kihasználtsága 16% volt

  • Az E.ON területén 2003 folyamán a maximális szélenergia-betáplálás 80%-a volt a beépített teljesítménynek

  • Az átlagos betáplálás 16,4%-át tette ki az átlagos kapacitásnak, az év több mint felében a kapacitás 11%-át sem érte el

  • A szélerőművek mögé a kapacitás 80%-ának megfelelő tartalék (hagyományos, tipikusan fosszilis) kapacitást kell biztosítani a termelés ingadozása miatt – 2003-ban az E.ON-nak 100 millio Euro többlet költség emiatt

  • Pontatlan a szélerősség előrejelzése, így rossz a termelt energia és a villamos rendszer tervezhetősége

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Probl ma alacsony kihaszn lts g

Probléma: alacsony kihasználtság

  • Az erősen változó szélerősség miatt erősen ingadozik a termelés is (az E.ON területén a napi hálózati csúcsterhelésnek 0-30%-a)

  • Néhány óra alatt több ezer MW-os termelés-ingadozások is lehetnek (példa: 2003. 11.19. – 3640 MW csökkenés 6 óra alatt, azaz 10 MW/perc)

Szélerőművek termelésének aránya a napi csúcsterhelésben

Szélerőművek termelésének aránya a napi csúcsterhelésben

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Probl ma pont amikor kellene

Probléma: pont amikor kellene…

  • A nagy nyári hőség (nagy légkondicionálási igény) és a tartós téli hideg (nagy fűtési igény) közös jellemzője a stabil nagynyomású időjárási rendszerek jelenléte. Ilyenkor általában nem fúj a szél…

Szélerőművi részesedés a 2003-as nyári hőhullám alatt

Szélerőművi részesedés egy téli hétköznapon

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Probl ma el rejelz s

Probléma: előrejelzés

  • A hálózati frekvencia tartásához minél pontosabb termelési és terhelési (fogyasztási) előrejelzés kell

  • A szélerőművi termelés előrejelzése a szélerősség-előrejelzés pontatlansága miatt nagyon rossz, igen pontatlan (2003-ban a rekord 300-400 MW eltérés mindkét irányba)

A villamosenergia-igény előrejelzése pontos, a termelésé nem

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


H l zat fejleszt s

Hálózat-fejlesztés

  • Németország szeles részein a villamos hálózat terhelése elérte határait: pl. Schleswig-Holsteinben nagyobb szélerőművi termelés lenne lehetséges, mint amennyit el tudnak szállítani az ottani távvezetékek

  • Ok: a hagyományos erőműveket a fogyasztókhoz közel telepítették, a szélerőműveket azonban oda, ahol szél van

  • Elektromos hálózat kiépítése szükséges a „szeles” környékeken

  • A hálózatépítés költségeit is be kell tervezni a szélerőműpark bővítésekor, ami tovább növeli a villamosenergia-rendszer költségeit

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Sz lker k projektek r gi nkban

Szélkerék projektek régiónkban

  • A nyugat-európai szélkerék gyártók jól megerősödtek a német és osztrák zöld kormányok alatt.

  • Magyarországon csak néhány helyszín van, ahol a széljárás kielégítő a szélkerék építés szempontjából.

  • Szélerőművi projektek nem rentábilisak a beruházások állami támogatása és a magas garantált átvételi áramár nélkül.

  • A szélkerék gyártók erős lobbizással az új EU tagállamok költségvetéséből is megkísérlik a drága beruházások finanszírozását.

  • Ezek a projektek energetikailag értelmetlenek és drágák.

  • A német 9 eurocent/kWh széláram-ár nagy berendezés számra vonatkozik  ez jelentősen már nem csökkenthető.

  • A fogyasztói villamosenergia-ár jelentősen nőne magas rendszerszintű szélerőművi arány esetén, és a rendszer szabályozhatóságának biztosítása (ha egyáltalán lehetséges) tovább növelné a költségeket.

  • Magas szélerőművi arány esetén a rendszer villamosenergia-tárolás nélkül gyakorlatilag szabályozhatatlan lenne (tározós vízerőmű).

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Sz lenergia

Szélenergia

A szélkerekek működése ki van szolgáltatva a széljárás szeszélyének (ha nem fúj a szél, nem működik)

  • Kihasználtsága maximum 25-30 %

Hány szélkerék kell a Paksi Atomerőmű kiváltásához?

Kulcsi szélerőmű

65 m magas torony

44 m átmérőjű, háromtollú szélkerék

600 kW névleges teljesítmény

25-30 %-os telj. kihasználási tényező

Paksi Atomerőmű

4  460 MW teljesítmény

85 %-os telj. kihasználási tényező

8700..10500 ilyen szélkerék kellene

(minden 3 km oldalú négyzet közepére egy)

Gondoskodni kell az energia tárolásáról a szélcsendes órákra

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Napenergia

  • A legnagyobb jelentőségű megújuló energiaforrás

    • A földfelszínre jutó átlagos teljesítmény: 1,35 kW/m2

    • A Földre jutó napenergia 1 ‰-énél többet nem lehet energetikai célokra elvonni anélkül, hogy ökológiai zavarokat ne okoznánk

  • Alkalmazások:

    • mezőgazdaság (fotoszintézis)

      • melegházhatás kihasználása

      • gyorsan növő növényi tüzelőanyagok termesztése: energiaültetvények  biomassza

    • hő „begyűjtése”

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Napenergia

Hátrányok:

  • a napsugárzás változékony és szakaszos jellege  energiatárolásra van szükség

  • kis energiasűrűség

    • a felhasználástól és az energiaátalakítástól függően 1 kW-hoz 10-50 m2 szükséges  1 GW: 10-50 km2 ! másra nem alkalmazható területekre

  • ott lehet versenyképes, ahol nagy a napos órák száma, és nagy az intenzitás

  • beeső évi átlagos sugárzási energia:

    Magyarország: 1168-1305 kWh/ m2

    Afrika: 2250-2500 kWh/ m2

    Ausztráliában a maximum: 2500 kWh/ m2

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Napenergia

  • Napkollektor: használati melegvíz előállítása

    • Jó kiegészítés a gázzal vagy az árammal előállított melegvíz mellett

    • Villamos energia előállítására gyakorlatilag nem alkalmas

  • Fotovoltaikus cellák: napenergia közvetlen árammá alakítása

    • Űrtechnika

    • Kis méretű alkalmazások ellátása (karóra, kisegítő világítás, parkolóóra, kommunikáció biztosítása a villamos hálózattól távoli helyeken)

    • Az áram akkumulátoros tárolásában nagyon környezetszennyező anyagokat alkalmaznak!

  • A nap- és szélenergia fejlődéséhez a költségek csökkenése mellett forradalmi energiatárolási megoldásra lenne szükség!

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Geotermikus energia

  • Óriási mennyiségű hő a bolygóban

    • radioaktív bomlás!

    • földfelszínnél: 3 °C/100 m

  • Nagy geotermikus potenciál, de:

    • csak véges számú helyen lehet megcsapolni

    • reálisan megközelíthető mélységben a hő viszonylag alacsony hőmérsékleten van jelen  10-15%-os hatásfok

  • Lokálisan:

    • vulkanikus övezetekben: gőzdómok, forrásvizek

    • Magyarország: az ország területének 70%-án a geotermikus gradiens kétszerese az átlagosnak

Rudas fürdő

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Geotermikus energia

  • Termálvizek hasznosítása

    • balneológia

    • forró termálvíz/termálgőz energetikai hasznosítása

  • Mesterséges források

    • Hot-Dry-Rock eljárás

      • kísérleti erőművek: pl. Los Alamos mellett (5 MW) Brandenburg (5 MW)

  • Hasznosíthatóság

    • termálvizek lokálisan alkalmazhatók

    • kiaknázás fokozza a kimerülés veszélyét (a legtöbb geotermikus erőműben fokozatosan csökken a gőznyomás)

    • a megvalósított erőművek 70%-át száraz gőz táplálja

  • Villamos energia termelésénél a kulcsszó: GŐZ!!

Takigami - termálgőz hasznosítás

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Dr asz di attila igazgat bme nukle ris technikai int zet

Az üvegházhatás,kockázatok

A különböző energiatermelési módok szén-dioxid kibocsátása

Kockázatok

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Energiahordoz k vizsg znak

Energiahordozók vizsgáznak

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


Mi lehet a j v

Mi lehet a jövő?

Atomenergia

ésmegújuló (nem alternatív) energiaforrások

Dr. Aszódi Attila, BME NTI


  • Login