Forrás: http://www.doksi.hu
Az energiafelhasználás története és a megújuló energiák
Az energiatermelés széntelenedése: út a széntől a hidrogénig, az energiafelhasználás története
Jelenlegi helyzet, energiafelhasználás a Világban és Magyarországon,
Energiatermeléssel kapcsolatos problémák:
- Készletek kimerülése: éppen azok az energiaforrások merülnek ki, amelyektől a leginkább függünk
- Környezeti hatások és azok következményei: csaknem valamennyi környezeti probléma közvetlen kapcsolatban van az energia előállításával és felhasználásával
Megoldás:
- Energiatakarékosság
- hatékonyságnövelés
- megújuló energiahordozók
Megújuló energiahordozók: nap, szél, víz, biomassza, geotermikus
Megújuló energiafajták elterjedésének ösztönzése!!
Energiafelhasználás története
Történetileg rövid, mintegy 500 év alatt felhasználjuk azokat az olaj- és földgáz-készleteket, amelyek 500 millió év alatt jöttek létre
Egy főre eső energiafogyasztás kJ/fő/nap egységben:
- Ősember 8000
- Vadász-gyűjtögető 20000
- Korai-földművelő 48000
- Középkor 104000
- Ipari forradalom után 920000
Energiafelhasználás ma: fosszilis tüzelőanyagok
Szén: szén-készletek még 200-500 évre elegendőek, jelentős környezeti hatásokkal jár:
- Bányászat kockázatos, bányavíz elhelyezése probléma, talajvízszint süllyedéssel jár,
- Kéntartalom, savas esőt okoz
- Szén-dioxid tartalom, üvegházhatás
- NOx kibocsátás
Olaj: készletek 35-65 évre elegendő a becslések szerint. A könnyen kitermelhető készletek után a homokkőben és olajpalában lévő készletek kitermelése igen költséges. Olcsóbb az alternatív energia? Készletek megoszlása %-ban:
- Közel-Kelet: 57
- É-Amerika: 12
- Volt SZU: 9
- Afrika: 8
- Közép-és D-Amerika: 5
- Távol-kelet és Óceánia: 5
- Ny-Európa: 4
Olaj szennyezései:
- Finomítás
- Szállítás (tankhajók)
- NOx, stb.
Földgáz: Készletek 60-150 évig évig. Megoszlása %-ban:
- Volt SZU és K-Európa: 43
- Közel-Kelet: 26
- É-Amerika: 10
- Ny-Európa: 6
- Távol-Kelet és Óceánia: 6
- Afrika: 6
- Közép- és D-Amerika: 3
Fosszilisak közt a legtisztább energiahordozó.
Magyarország energiamérlege 1999-ben
[table id=3 /]
Megújuló energiaforrások
Folytonosan vagy bizonyos gyakorisággal előforduló energia
Megújuló, környezetkímélő, lokális, energianyerésre alkalmas, kis energiasűrűség és olcsó üzemeltetés jellemzi
Szél, víz, Nap, biomassza, ár-apály, hullám, geotermális energia
Érdekes energiaértékek (1020J):
- Földfelszínre érkező napenergia: 149
- Szénkészletekben tárolt energia: 1950
- Olaj 180
- Földgáz: 135
- USA évi energiafogyasztása: 0.75
Energia hasznosulásának foka:
- Ár-apály és hullámenergia: 75%
- Víz: 60%
- Szél: 30%
- Biomassza (fluid tüzelésű, erőművi kazánok hatásfoka): 90%
- Nap energia közvetlen hasznosítása esetén: 35%
- Napenergia fotovillamos hasznosítása esetén: 15%
EU országaiban 1995-ben a megújuló energiaforrásokból származó hő, elektromos áram és hajtóanyag 40 millió tonna olajegyenértéknek felel meg. (ez az összes energiafelhasználás kb. 15%-a). 2010-re ezt 130 millió tonnára tervezik emelni.
Ez az arány 2050-re elérheti a 60%-ot az ENSZ szerint, ha a fosszilis energiahordozók árába beépítik a környezeti költségeket.
Probléma: energiafelhasználás növekedése, EU-ban 1987-hez képest 25%-os növekedés 2010-re, ami 20%-os CO2 növekedést okoz.
Napenergia hasznosítás
A Napból a Földre érkező energia: 173*1012 kW, intenzitása: 1.5 kW/m2
Napenergia hasznosítás:
- Passzív: külön berendezés nélkül, megfelelő tájolással, üvegezéssel, szigeteléssel használjuk a Nap energiáját az épületek fűtésére pl. üvegházak, fóliasátrak
- Aktív hasznosítás: kollektorral, napelemmel, stb. átalakítjuk a Nap sugárzási energiáját hővé vagy villamos energiává.
Aktív hasznosítás fototermikus megoldással: sugárzó hőt hasznosítják, napkollektoron folyadék vagy levegő átáramoltatása, általában meleg víz előállítása céljából. A meleg vizet szigetelt tartályokban tárolhatjuk. Olcsóbb berendezések max. 40 oC-ig használhatók.
Aktív hasznosítás fotovillamos megoldással: fényenergia hasznosítása, napenergia átalakítása napelem segítségével villamos energiává. Tárolása akkumulátorokban történik. Elméletileg 60%-os energiaátalakítási hatásfokot lehet elérni, de a gyakorlatban ez sokkal kevesebb.
Geotermális energia
alapja, hogy a Föld mélyében lévő radioaktív bomlások hőt termelnek.
Magyarország területe alatt a Föld kérge vékonyabb, ezért az átlagos földi hőáram kétszeresét mérik. 1000 m mélyen 60oC van. Közvetítő közeg a víz.
Magyarországon 1150 működő hévízkút van, összesen kb. 3-4000 lehet. 1 m3 hévízből 69.6 kWh hőenergia nyerhető (90-ről 30oC-ra hűléskor)
Felhasználása: melegvízként, geotermális alaphőellátás, növényházak fűtése, fóliaházak, állettenyésztő telepek, szárítás
Biomassza hasznosítása
Alapja: fotoszintézis. A Nap sugárzó energiájának felhasználásával a zöld növények a vízből és szén-dioxidból energiában gazdag cukrot állítanak elő. Napenergia felhalmozódása (szén, kőolaj, földgáz)
Energetikai célra:
- mezőgazdasági melléktermékek és hulladékok
- energetikai növénytermesztés
- energetikai erdőtelepítés, energiaerdők
Hasznosítás területei:
- Faipari üzemekben hő és melegvíz
- Mezőgazdasági üzemekben
- Távhőszolgáltatás
- Lakossági központi fűtés
Hasznosítható alapanyagok: szalma, nyesedék, erdő és fafeldolgozási hulladék, tűzifa, energiaültetvények, biobrikett is készíthető belőle.
Égetés biomassza tüzelő berendezésben történik
Magyarország biotüzelőanyag potenciálja 2-2.7 Mt olajegyenérték, ami kb. 1 Mt-val növelhető lenne. Termelhető biohajtóanyag: 0, 5-1 Mt olajegyenérték. Biogáztermelés: 0, 3-0, 5 Mt.
Szélenergia
Legrégebbi idők óta használt energia
Elektromos áram előállítására használják
5-12 m/s szélsebességnél, magyar átlag: 3 m/s
50-100 kW-os szélturbinákat gyártanak
max. lehetséges hatásfok: 59%, ált. 30%
A szélenergia hasznositással kapcsolatban írom. Magyarországon szélsebesség átlag 3m/s egy szélerőmű max. lehetséges hatásfoka: 59% általános 30%.(az adatokat innen vettem). Vagyis Magyarországon a kihasználtsága egy szélerőműnek igen alacsony. Mi hát a megoldás? Javaslatom. Hazai viszonyokhoz igazodó (szélerőmű) tervek készítése nem ragaszkodva mereven a rotorlapátos szélerőmű tipusokhoz. Bevonva más megújuló energiákat is. Ezeket ötvözni így növelve a hatásfokot elérve akár a nap 24 órájában való üzemidőt. Maximális kihasználtság folyamatos energia szolgáltatás. A többit hozzá kell gondolni.