Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 33

Megújuló energiaforrások illeszkedése a szekunder energiahordozókhoz PowerPoint PPT Presentation


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

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Dr. Ősz János. Megújuló energiaforrások illeszkedése a szekunder energiahordozókhoz. Kapcsolatok. Szekunder energiahordozók: Üzemanyag → közlekedés (hajtás) ,

Download Presentation

Megújuló energiaforrások illeszkedése a szekunder energiahordozókhoz

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


Meg jul energiaforr sok illeszked se a szekunder energiahordoz khoz

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemGépészmérnöki KarEnergetikai Gépek és Rendszerek TanszékDr. Ősz János

Megújuló energiaforrások illeszkedése a szekunder energiahordozókhoz


Kapcsolatok

Kapcsolatok

  • Szekunder energiahordozók:

    • Üzemanyag → közlekedés (hajtás),

    • Hő → fűtés, hmv, technológia,

    • Villamos energia → közlekedés (hajtás), fűtés, hmv, technológia, világítás, információtechnika.

  • Üzemanyag.

  • Vezetékes energiaellátó rendszerek:

    • Földgáz,

    • Villamos energia,

    • Távhő (lokális).

  • Megújuló energiaforrások:

    • Bio-üzemanyag, biogáz → CH4 (SNG, RNG) → földgáz,

    • Víz-, szélerőművek (nap) → VER,

    • Biomassza (hulladék), geotermikus → távhő,

    • Biomassza (hulladék) → távhő + VER (kapcsolt).

  • Hatékonyság-javítás a három szekunder energiahordozó területén.


1 zemanyag

1. Üzemanyag

  • Az üzemanyagok belső égésű motorok (gépjármű, vasút, hajó) és gázturbinák (repülőgép) hajtóanyaga. Az üzemanyagokat (benzin, gázolaj; kerozin) főleg kőolajból finomítással és adalékok bekeverésével állítják elő.

  • A motorok, gázturbinák az üzemanyagok kémiailag kötött energiáját (fűtőértékét) hasznosítják úgy, hogy a felszabaduló tüzelőhőt mechanikai energiává alakítják, ami általában haladó mozgásra (közlekedés) szolgál.

  • Magyarországon értékesített üzemanyag 2009-ben 110 PJ/év (3,1 Gl/év), ebből E-85 (3,2 Ml/év) volt,

    • CO2-kibocsátás 7,4 Mt/év.


Zemanyagok

Üzemanyagok

  • A benzin (oktán C8H18) fűtőértéke 48,8 MJ/kg, fajlagos CO2-kibocsátása 0,063 t CO2/GJü;

  • Az E85 bio-üzemanyag szemes növényekből (gabona, kukorica) első generációs technológiával előállított etanol (etil-alkohol, C2H5OH) és benzin ~70/30 % arányú keveréke. Fűtőértéke ~35,6 MJ/kg, fajlagos CO2-kibocsátása 0,012 t CO2/GJü;

  • Szintetikus földgáz (RNG (USA), SNG (EU)) gazdaságos üzemanyaggá válhat, amit mezőgazdasági melléktermékekből és állattenyésztési hulladékokból állítanak elő. Fűtőértéke 34 MJ/Nm3 (47,2 MJ/kg), fajlagos CO2-kibocsátása 0,055 t CO2/GJü (biomasszából karbon-mentes);

  • Villamos energia „üzemanyag”, fajlagos CO2-kibocsátása 0,394 t CO2/MWhe (hazai VER);

  • Hidrogén gazdaságosan mezőgazdasági és állattenyésztési hulladékból (algákból?) állítanák elő. A hidrogén fűtőértéke 119,6 MJ/kg, nincs CO2-kibocsátása.


Az zemanyagok sszehasonl t sa l 100 km e 21 kwh m

Az üzemanyagok összehasonlítása(L=100 km, E=21 kWhm)


Technol gia

Technológia

  • Az üzemanyagok tisztasága, típusa → szakmakultúra.

  • Üzemanyagok:

    • személygépkocsik,

    • tehergépkocsik, buszok,

    • motorvonatok,

    • hajók (dízel, földgáz),

    • atommeghajtású hajók, tengeralattjárók,

    • hidrogén-hajtású személygépkocsik, buszok.

  • Átmenet:

    • tengeralattjárók rövid idejű akkumulátoros hajtása,

    • dízelgenerátoros hajtású hajók,

    • trolibusz,

    • villanymozdonyok,

    • hibrid (üzemanyag és villamos energia) személygépkocsik.

  • „Villamos energia” ↔ hidrogén, metán?

    • személy-, tehergépkocsik, autóbuszok?


F ldg zell t s

Földgázellátás


A hazai nagynyom s f ldg zh l zat zsuga

A hazai nagynyomású földgázhálózat [Zsuga]


V m 3 nap nap v

Csúcs korlátozás

kitárolás

Vsz

tárolás

V[m3/nap] -Τ [nap/év]


2 h ell t s

2. Hőellátás

  • A hőt, „meleg energiát” (fűtés, melegvíz, technológia) alapvetően a tüzelőanyagok kémiailag kötött energiájából állítják elő, ami (esetenként) kiegészülhet hulladékhő-hasznosítással előállított hővel is.

  • A fűtés, melegvíz, technológiai hő egy részét és a hűtést, „hideg energiát” (abszorpciós hűtés kivételével) pedig villamos energiával állítják elő.

  • Magyarország 2009-ben:

    • Lakossági fűtési hő: 116 PJ/év (Qü=132 PJ/év), MCO2=5,7 Mt/év,

    • Használati melegvíz: 42 PJ/év, MCO2=2,8 Mt/év,

    • Technológiai hő: 149 PJ/év, MCO2=10,0 Mt/év,

    • CO2-kibocsátás: 18,5 Mt/év.


Magyarorsz g

Magyarország

  • ~4,3 millió lakás, amiből

    • ~2,8 millió földgáz- (63 %),

    • 652 ezer (15 %) távfűtött,

    • 665 ezer fatüzelésű (15 %),

    • 141 ezer szén,

    • 5 ezer fűtőolaj,

    • 60 ezer villamos energia.

  • Meghatározó a földgáz részaránya, távfűtött lakásokkal együtt ~80 %.

  • A lakosság hőfelhasználása csak becsülhető, mert csak a földgáz és villamos energia fogyasztott mennyisége van mérve.

  • Egy átlagos hazai lakás

    • főzésre 5 GJ/év (10 %),

    • használati melegvízre 13 GJ/év (25 %),

    • fűtésre 35 GJ/év (65 %),

    • összesen 53 GJ/év hőt használ fel.


A lakoss g becs lt h felhaszn l sa 2008 ban

A lakosság becsült hőfelhasználása 2008-ban


Meg jul energiaforr sok illeszked se a szekunder energiahordoz khoz

Fogyasztás

Helyiségfűtés 31 %,

Helyiséghűtés 12 %,

Hmv 12 %,

Világítás 11 %,

Számítógép, elektronika 9 %,

Háztartási készülékek 9 %,

Hűtés 8 %,

Egyéb 8 %.

Energiahordozó

Földgáz: 53 %,

Villamos energia: 30 %,

Fűtőolaj: 7 %,

Egyéb 9 %,

Nincs fűtés 1 %.

USA


Helyis gf t s

Helyiségfűtés

  • Helyiségfűtés → fogyasztói szokások:

    • Milyen belső hőmérsékletet tartunk (tb=20±2 oC), de ettől eltérő is lehet.

    • (Mérsékelt, hideg égöv) a fűtési szezon időtartama eltérő,milyen hőmérséklettől fűtünk?

      • távhő< 12 oC,

      • földgáz <15 oC,

      • De országonként is eltérő.

    • Fűtési mód:

      • egyedi,

      • központi,

      • távfűtés.

    • Hőigény → építési kultúra:

      • az épület tájolása, nyílászárók, szigetelés → „energiatakarékos” épületek,

      • fűtési mód,

      • szellőzés.


Hmv technol giai h

Hmv, technológiai hő

  • Használati melegvíz (>45 oC) → fogyasztói szokások:

    • fürdés, zuhanyozás,

    • mosogatás,

    • takarékosabb vízfelhasználás (l/főnap).

  • Főzés → fogyasztói szokások:

    • családi,

    • étterem,

    • előkészített ételek.

  • Gazdasági technológiai → szakmakultúra:

    • Hőigény:

      • hatékonyabb (kisebb energiaigényű) technológiák,

      • hulladékhő- és hulladékvíz-visszanyerés,

      • kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés (alap) és kazán (csúcs hőforrás) kooperációja,

      • Üzemeltetés, karbantartás színvonala.


Technol gia1

Technológia

  • Helyiségfűtés:

    • tűzhely, kályha, gázkonvektor, villanykályha,

    • egyedi kazán a helyiségekben radiátorokkal, egy fan-coil-al és levegő-keringtetéssel, -cserével,

    • központi kazán a lakóhelyiségekben radiátorral, központi fan-coil levegő-keringtetéssel, -cserével,

    • távfűtés (kooperáló fűtőerőmű és kazán, távvezeték-hálózat, fogyasztói hőközpontok, fogyasztók radiátorokkal, lehetőség központi fan-coil levegő-keringtetéssel, levegőcserével,).

  • Használati melegvíz:

    • gáz- és villanyboiler,

    • központi (kazán) és távhő fogyasztói hőközpont (hmv hőcserélők),

    • napkollektor.

  • Főzés (egyedi):

    • gáz- és villanytűzhely,

    • „naptűzhely” (fejlődő világ),

    • biomassza „tűzhely”.

  • Ipari technológiai:

    • hőhordozók:

      • vízgőz-kondenzátum,

      • termoolaj,

      • füstgáz,

      • „villamos energia”.


T vh ell t s

Távhőellátás


K tcs ves t vh rendszer h ig nye

Kétcsöves távhőrendszer hőigénye


A f t s hat konys g nak jav t sa

A fűtés hatékonyságának javítása


Hat konys g jav t s

Hatékonyság-javítás

  • Fűtés:

    • kisebb hőigény,

    • rövidebb fűtési szezon.

  • Napkollektoros hmv-termelés:

    • Tüzelőhő, villamos energia csökken,

    • Nyáron távhő hmv nem szükséges, forróvíz keringtetés?

  • Következmény:

    • Földgáz-, távhő-szolgáltató gazdaságossága?

    • Nem érdekelt a hatékonyság javításban.


3 villamosenergia ell t s

3. Villamosenergia-ellátás

  • A legjobb használati értékű szekunder energiahordozó.

  • A villamos energia előállítható:

    • fosszilis tüzelőanyagok kémiailag kötött energiájából hőerőművekben (CO2-kibocsátás),

    • nukleáris üzemanyagok atommagban kötött energiájából atomerőművekben (C-mentes),

    • Megújuló energiaforrásokból:

      • víz-, szélerőművek, fotovoltaikus (PV) napelemek (C-mentes),

      • biomassza (C-semleges) és geotermikus fűtőerőművekben (C-mentes).

  • Hazánkban 2009-ban

    • ~5,2 millió háztartási (lakossági),

    • 84 ezer termelő ági és

    • ~280 ezer nem termelő ági fogyasztó volt.


Villamosenergia termel s

Villamosenergia-termelés

  • A 2009-ben Magyarországon termelt villamos energia (38,689 TWh)

    • 52 %-a (20,26 TWh) járt CO2-kibocsátással, míg 48 %-a karbon-mentes, ill. semleges (18,429 TWh) volt.

    • Értékesített villamos energia 126,9 PJ/év (35,25 TWh/év) .

  • Összetétele:

    • 6,346 TWh szén,

    • 13,914 TWh (szénhidrogén) földgáz;

    • 15,426 TWh nukleáris,

    • 0,228 TWh víz, 0,331 TWh szél és 2,444 TWh biomassza és kommunális hulladék;

    • CO2-kibocsátás: 14,1 Mt/év.


Villamosenergia felhaszn l s

Villamosenergia-felhasználás

  • Világítás, információtechnika („szórakoztató” elektronika) → fogyasztói szokások:

    • technológiaváltás → energiatakarékos égők (világítótestek követése),

    • egyre kisebb fogyasztású berendezések, de készenléti állapot is (kapcsold ki).

  • Hajtás: → kooperatívabb társadalom

    • Az egyéni közlekedésről „átállás”

    • a városi vagy,

    • távolsági tömegközlekedésre.

    • De ehhez megfelelő infrastruktúra és színvonal szükséges.

  • Hűtés → fogyasztói szokások:

    • légkondicionálás (tb=22 oC), milyen hőmérséklettől,

    • fagyasztás (élelmiszerek, -35 oC-ig),

    • ipari technológiák (pl. gázok cseppfolyósítása, -180 oC-ig).


Technol gia2

Technológia

  • Termelés:

    • szén, fűtőolaj, földgáz kondenzációs és fűtő gőzerőművek,

    • atomerőművek (BWR, PWR 3+, más hőhordozóval, moderátorral és munkaközeggel),

    • földgáz vagy üzemanyag gázturbina és kondenzációs gőzturbina kombinált erőmű, gázturbinás és gázmotoros fűtőerőművek,

    • biomassza és (kommunális, ipari) hulladék fűtő gőzerőművek,

    • víz-, szél- naperőművek, fotovoltaikus napelemek,

    • geotermikus erőművek,

    • földgáz (biogáz), hidrogén tüzelőanyag-cellák.

  • Centralizált vagy decentralizált?

    • centralizált: villamosenergia-rendszer (erőmű, hálózat, fogyasztók sokasága),

    • decentralizált: valamilyen tüzelőanyagból kiserőmű és egyedi vagy kisebb fogyasztócsoport ellátása hővel és villamos energiával → a VER teljesítményének csökkenése.


Villamosenergia ell t s

Villamosenergia-ellátás


A hazai nagyfesz lts g villamos h l zat gerse

A hazai nagyfeszültségű villamos hálózat [Gerse]


Villamosenergia ig ny p t p

P [W]

P [W]

Pmax

Pcs

Pcs

Pm

Pmin

Pmin

Pa

t [h/év]

0

0

24

8760

t [h]

Villamosenergia-igény P(t), P(τ)


Er m t pusok

Erőműtípusok


Illeszked s a ver zemvitel hez

Illeszkedés a VER üzemviteléhez

  • A villamosenergia-tárolás „gyengesége” miatt

    P(t)fogyasztók=P(t)erőművek-P(t)veszteség.

    • Időjárásfüggő erőművek → kiegyenlítő erőművek → szivattyús tározós erőmű.

  • Beépített (BT) és rendelkezésre álló teljesítmény (RT):


T mogat sok

Támogatások

  • Beruházási (pl KEOP).

  • Támogatott ár és kötelező átvétel.

    • Jelenleg a támogatás 80-85 %-a földgáz-bázisú kapcsolt energiatermelés.

    • A kötelező átvétel megmarad, de 2011-től versenyáron,

    • Jelenleg hőártámogatás,

    • 2013-tól új megújuló támogatás?

  • CO2-adó, karbonmentes technológiák, zöldbizonyítványok.


Vezet kes energiahordoz k jellemz i

Vezetékes energiahordozók jellemzői


Vezet kes energiahordoz k gazdas gi modellje

Vezetékes energiahordozók gazdasági modellje


  • Login