Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

A megújuló energia­hordozók

2013/5. lapszám | Szilágyi Zsombor |  4545 |

Figylem! Ez a cikk 11 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Bár a hazai primer energiahordozó-felhasználásban a megújuló energiaforrások még nem játszanak nagy szerepet, azonban minden további megújuló-használattal földgázt lehet kiváltani. A megújulók fontosak a környezetszennyezés csökkentésében is. A hazai adottságok és a kormányzati célkitűzések a megújulók előretörésére adhatnak lehetőséget, ha a beruházások támogatási rendszere kiteljesedik.

Kovács Pál, az NFM klíma- és energiaügyért felelős államtitkára a közelmúltban összefoglalta a magyar energetika előtt 2020-ig álló legfontosabb feladatokat:

  • a villamos energia- és a földgázpiaci kapcsolataink fejlesztése a szomszédos államokkal,
  • a belföldi energetikai piac fejlesztése: a villamos és gáztőzsde indítása,
  • a magyar, szlovák, cseh, majd lengyel és román villamosenergia-piacok összekapcsolása,
  • az új nemzetközi földgázszállító vezetékek megépítése, lehetőleg Magyarország érintésével,
  • az energetikai programok állami támogatási rendszerének átalakítása: a villamos áram vagy a termelt hő ártámogatása helyett energetikai projektek támogatása,
  • a megújuló energiahordozók szerepének további erősítése: a biomassza és a geotermikus energiák szélesebb körű hasznosítása.

Ez utóbbi stratégiai célhoz kiegészítésként gyűjtöttünk össze néhány adatot és megjegyzést.

A megújuló energiaforrások szerepe a primer energiahordozók között

Az Európai Unió 2010. évi célkitűzése szerint 2020-ig 20%-kal kellene növelni a megújuló energiaforrások használatát, más energetikai célok mellett (a 20+20+20 program). Magyarország ebben a programban a megújulók részesedését a primer energiahordozók között a 2010. évi 7%-ról 14,65%-ra vállalta emelni. Ez a program a legtöbb EU tagállamban korrekcióra, revízióra szorul. Államtitkár úr is hangsúlyozta, hogy a megújulók terjesztésére vonatkozó cél (2020-ig 14.65%) nem változik, de a támogatások rendszere lényegesen átalakul.

A Kormány elfogadta Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Tervét a 2010–2020 időszakra. Energiaforrás-biztonság és környezetvédelem szempontjából egyértelműen csak üdvözölni lehet ezt a törekvést. A terv szerint a fűtésre-hűtésre használt megújulók arányát közel kétszeresére, a villamosenergia-termelésben 80%-kal, a közlekedésben közel 240%-kal kell növelni.

Magyarországon tavaly a megújuló energiák részesedése a primer energiamérlegben 9,79% volt, lassan növekvő tendenciát mutat. A 2012. évre előirányzott felhasználás túlteljesült, és 2015-ig nincs is túl nagy nyomás az energetikai iparon. A megújuló források között meghatározó a fa-, hulladéktüzelés, a geotermikus energiahasználat és a szélenergia.

Ha áttekintjük a Kormány energetika fejlesztési lépéseit, akkor a megújulók felhasználásának ösztönzését rendre megtaláljuk:

  • 2011-ben lakás-hőszigetelésre 1,6 milliárd Ft keretet hirdettek meg, ezt 3 nap(!) alatt lejegyezték, 550 lakás hőszigetelése valósulhatott meg.
  • Szintén 2011-ben napkollektor-telepítésre hirdettek meg állami támogatást. A pályázható 3 milliárd Ft-os keret fél évig volt nyitva.
  • 2012. szeptemberben fűtéskorszerűsítésre 864,4 millió Ft-ra lehetett pályázni. A jegyzés egy hét alatt lezárult, 1500 lakás részesült belőle.
  • 2013. januárban fűtéskorszerűsítési pályázatot hirdettek meg, az 1,042 milliárd Ft-os keretet 1084 lakás jegyezte le.
  • 2013. február 11-én hirdettek meg 34 milliárd Ft kerettel három pályázatot távfűtés-korszerűsítésre, épületenergetikai fejlesztésre, világításkorszerűsítésre és megújuló energiaforrások hasznosítására. A pályázat három nap után lezárult.

A jól előkészített energetikai korszerűsítési állami támogatások gyorsan elkelnek, a lakosság, az intézmények a szükséges saját részt is vállalják. A pályázatokon sajnos csak mintegy 6000 lakás jutott támogatáshoz a 4,2 milliós lakásállományból. A pályázatok a megújuló energiahasznosítási cselekvési terv megvalósításában eddig nem játszottak komoly szerepet.

Nézzük meg néhány megújuló energiahasznosítási beruházás jellemzőit:

  • Biogázüzem Szarvason: 2011 őszén adták át. A 4,5 milliárd Ft-os költséggel megépült üzem 4,17 MW villamos teljesítményre képes, a hőtermelés évi 55 000 GJ, a 4,2 km távolságra lévő ipari üzemben hasznosítják.
  • Vízerőmű Békésszentandráson: a 2 MWe teljesítményű erőmű 2,5 milliárd Ft-ba került. 8600 óra éves üzem esetén az erőmű 1,7 millió m3 földgázt vált ki, és mintegy 7000 tonna CO2-kibocsátást takarít meg.
  • Biogázerőmű Vép határában: a 15 Mwe teljesítményű üzem 14 milliárd Ft-ba került.
  • Biomassza-erőmű épült Szombathely mellett: a 19,9 Mwe teljesítményű erőmű 17 milliárd Ft-ba került.

Ha ezeket a létesítményeket energetikai beruházásként értékeljük, akkor nagyon drágának találjuk 1 MW teljesítmény létrehozását. Tévedés is lenne ilyen értékelést készíteni, mert ezek a beruházások elsősorban a környezetvédelmet (veszélyes biológiai hulladék megsemmisítése, erdészeti és mezőgazdasági hulladék eltüzelése), valamint az árvízvédelmet szolgálják.

A hazai megújuló energiahordozó potenciál és a jelenlegi hasznosítás (PJ)

  Potenciál Most hasznosul (2012)
Biomassza 58 49
Geotermikus 50 3,6
Háztartási és kommunális szemét 50 2
Biohajtóanyag 30* 12,5
Szélenergia 7,2 2,6
Vízi energia 5 0,7
Napenergia 4 0,12
Földhő és levegőenergia 100 0,05

*a mezőgazdasági termelés kívánatos egyensúlya alapján becsült érték

A primer energiahordozó-struktúra átalakítása

A világméretű gazdasági visszaesés érinti az energiafelhasználást is. Az ipari termelés, az életszínvonal, a foglalkoztatás csökkenése magával vonja az összes energiafelhasználás csökkentését is. Ugyanakkor van lehetőség az energiafelhasználás struktúrájának átalakítására is. Pontosabban lehetőség lenne, mert egy ország energiafelhasználásának rekonstrukciójához sok befektetésre van szükség, és recessziós időszakban erre nagyon kevés lehetőség adódik.

Ha összeadjuk az összes hazai megújuló energiaforrás-potenciált (1. táblázat), akkor évi 204 PJ hasznosítható lehetőséget kapunk. Ehhez az összeghez hozzáadhatjuk a földhő és a levegő hőtartalmának egyértelműen meg nem határozható mennyiségét: legyen a hazai teljes megújuló energiapotenciál 300 PJ, vagyis a 2011. évi 1071 PJ teljes primerenergia-felhasználás 28%-a. A 2020-ra kitűzött 14,65%-nyi megújuló energiafelhasználás nagyon koncentrált és gyors beruházásokat igényel, nem túlságosan kedvező beruházási környezetben, és előnytelen beruházási megtérülések mellett.

Fa, éghető mezőgazdasági hulladék (biomassza)

A fa, a legfontosabb megújuló energiahordozónk szerepe a hazai energetikában az utóbbi 10 évben nőtt meg az erőművi fatüzelés beindításával. Államtitkár úr is ezt az energiahordozót emelte ki a megújulók kormányprogramjából. A faállomány 2011-ben 325,2 millió m3 volt. Évente terem 10 millió tonna fa az országban, művelt erdőkben, nemzeti parkokban, magánkertekben, szórványban, utak mellett, összesen. A 2011. évi fakitermelés 7,3 millió m3 volt. Ipari faként (bútorgyártás, bútorlapkészítés, egyéb faárugyártás) kerül kereskedelmi forgalomba kb. 3,8 millió tonna, a lakosság 1,8 millió tonna tűzifát vásárol, az erőművek tűzifa-felhasználása 1 millió tonna körül van. A különbség az erdőművelés vesztesége, ez túlérett faként marad a termőhelyen, szerves hulladék lesz belőle, vagy kereskedelmen kívül kerül a kályhába. A fatermés kismértékben meghaladja a -felhasználást.

A háztartásokban a fatüzelés elsősorban kiegészítő fűtésként van jelen. A korszerű faelgázosító kazánok és különösen a pelletkazánok beruházásának megtérülése a földgáz-fa tüzelőanyag költségkülönbséggel általában tíz év felett van. Ugyanakkor gondoljunk arra is, hogy a fát előre meg kell venni, tárolni kell, és kézi munka is kell a tüzeléshez.

A lakossági földgáz árának 10%-os csökkentése a fatüzelés-beruházás megtérülését is rontotta. Az erőművek további fatüzelésre átállítása nem várható.

Geotermikus energia

Magyarországot geotermikus energia szempontjából nagyhatalomnak lehet tekinteni: az ország területének legnagyobb részén ezer méter mélységből legalább 60 oC hőmérsékletű víz nyerhető. Államtitkár úr is a második legfontosabb megújuló forrásként említette.

Legalább ezer azoknak a mélyfúrású kutaknak a száma, amelyeket szénhidrogén-kutatásra mélyítettek, és több mint ezer méter mélyek. Ezeknek a kutaknak legtöbbje alkalmassá tehető termálvíztermelésre.

Ezek a termálvizek általában magas sótartalmúak, és ez okozza a hasznosításnál a legtöbb problémát. A kihűlő vízből kiválik a só, és a csőfalra, berendezésekre rakódik ki. Sok esetben nem is lehet a magas hatásfokú membrános hőcserélőket alkalmazni. Az elfolyó lehűlt termálvíz elhelyezése sem egyszerű kérdés, szintén a magas sótartalom miatt a környezetvédelem erősen korlátozza a vízbefogadókat, a víz visszasajtolása a termelőrétegbe pedig elég drága megoldás.

A hazai termálvíz-hasznosítás az utóbbi években erősen előrelépett: ma már szinte az ország minden pontjától 50 km-en belül található gyógyfürdő vagy legalább strandfürdő. Az erős állami támogatással megvalósított programot nem nevezhetjük kimondottan szerencsésnek. A fürdők eltartása a legtöbb tulajdonosnak, önkormányzatnak kifejezetten csak költséget és veszteséget jelent. A termálvíz hasznosítása kommunális fűtésre, ipari felhasználásra fokozatosan visszaszorul, elsősorban a már említett sótartalom-problémák miatt. Újabban ismét hallunk geotermikus erőműlétesítés tervéről. A termelt hévizet viszont még melegíteni kell, hogy az energiát gőzturbinában ki lehessen nyerni. A folyamatba bevitt, általában földgázból termelt többlethő mennyisége meghaladhatja a geotermikus energiamennyiséget. Szerencsés dolog lenne, ha megtalálnák azt a felhasználási módot, ami mellett egy geotermikus erőmű önmagát fenntartaná.

Magas hányadú állami támogatás nélkül a geotermikus energiahasznosításra nincs érdemi érdeklődés, ez az energiahordozó a természeti adottságok miatt nem lehet a hazai energiastruktúra-átalakítás reménye. Újabb támogatások elhatározása előtt javasoljuk sokoldalúan tanulmányozni a geotermikus energiahasznosítás eddigi tapasztalatait.

Napenergia

2010-ben Magyarországon 1,75 MW napelem működött, 2011 végén már 3 MW. Az áramátvételi árak mellett is a beruházások megtérülési ideje 10-20 év.

A napkollektorok szépen terjednek, mintegy 90 ezer m2 felületet építettek be eddig, döntő többségükben használati melegvíz-előállításra, kisebb részben a fűtéstámogatásra. A HMV-termelésre épített rendszerek a megbízható minőségű kollektorok esetén tíz év körüli megtérülést mutatnak, az olcsó, keleti gyártmányú berendezéseknél ennél kevesebbet, de a megtérülési idő és az élettartam ezeknél a berendezéseknél közel van egymáshoz.

A napkollektorok építéséhez nyújtott állami támogatás segíti a rendszerek elterjedését, de nagyobb támogatás kellene ahhoz, hogy a reális, 5 év körüli időtartamra csökkenjen az átlagos megtérülési idő. A lakossági földgázár-csökkentés itt is rontja a beruházások megtérülését.

Vízenergia

Magyarországon jelenleg 32 vízerőmű működik, együttes teljesítményük 60 MW. A termelt villamos energia kb. 200 GWh, a hazai villamosenergia-szükséglet fél százaléka.

A kisebb folyókon újabb pár megawattos erőművek építése számításba vehető, de a beruházások messze tíz éven túl térülnének meg. Az erőművek egyben folyamszabályozási feladatot is teljesítenek, és talán ez a funkció a fontosabb.

Szélenergia

A hazai szélerőmű-beruházásoknál 2000-2500 éves üzemóraszámmal lehet kalkulálni, és 300-400 millió Ft beruházással lehet 1 MW teljesítményt megépíteni. 2012-ben 176 szélerőmű működött az országban, összesen 329 MW teljesítménnyel. A szélerőművek 77,6 millió m3 földgázt váltottak ki, és 662 ezer tonna CO2-kibocsátást takarítottunk meg.

A szélenergia-hasznosításra itthon tett eddigi intézkedések eredményesek voltak. A befektetői érdeklődés magas, nyilván az attraktív áramátvételi árnak és a hosszú távú átvételi kötelezettségnek köszönhetően. Ez a preferált áramár vitte le a szélerőművek megtérülési idejét tíz év alá, különben a 10-20 év megtérülési idő miatt a bankok már nem hiteleznék ezeket a beruházásokat. Magyarország szélpotenciálja még további 300-400 MW teljesítmény megépítését indokolttá teheti. A kiszámíthatatlan széljárás miatt szükséges tartalékerőművek nem lehetnek szén- vagy nukleáris tüzelésűek, az erőművek terhelésváltoztatási adottságai miatt. Marad a szénhidrogén, ezen belül is a földgáz. A KÁT rendszer átalakítása leállította az újabb szélerőművek beruházását.

Földhő, levegő hőtartalma

Mondhatni, korlátlan energiaforrás a környezetből kinyerhető hő. Tulajdonképpen magas szinten környezetbarát energiaforrás, ha nem számítjuk az üzemeltetéshez szükséges villamosáram-termelés során keletkező káros anyagokat. A háztartási, kis kommunális léptékben minden technikai feltétel megoldott, a szükséges berendezések elég széles választékban állnak rendelkezésre. A berendezések drágák. A levegős hőszivattyúk esetében a tíz éven belüli megtérülésre még alig van példa, a talajkollektoros hőszivattyú (talajszondával) is bőven tíz év felett térül meg. A berendezések hatásfokának emelkedésével és a beruházási költségek csökkentésével néhány éven belül fontos energiaellátási forrás lehet a környezeti hő.

Háztartási és kommunális szemét

A KSH 2010. évi adata szerint egy lakosra 403 kg háztartási és kommunális szemét jutott évente. A háztartási szemét szelektív gyűjtése és hasznosítása szépen halad előre az országban, és már a 19%-ot is meghaladja. Az elégetésre kerülő szemét mennyisége ma 10%. A szerves tartalmú szemét megfelelő kazánokban nagyon jól elégethető, a keletkezett hő távhőszolgáltatásban vagy villamos áram-termelésben kitűnően hasznosítható. Az ország egyetlen kimondottan erre a célra épült szemétégető műve már évek óta bizonyítja, hogy a szemétégetés egyszerre környezetvédelmi és energetikai megoldás a szemét lerakása helyett. A szemétégető a többször szigorított környezetvédelmi követelményeknek is maradéktalanul megfelel, bizonyítja ezt az is, hogy Budapest belterületén üzemel.

Kereshetjük az okát annak, hogy miért nem épülnek további szemétégető művek. Az becsülhető, hogy egy optimális teljesítményű szemétégető kapacitása fél Budapest vagy egy-egy vidéki nagyváros és körzete szemetének elégetésére alkalmas lenne. A szemétégetés gazdaságosságát gyorsan rontja, ha a szemetet 20 km-en túl kell szállítani. Ma egy szabályos szemétlerakó létesítési költsége tizede egy azonos kapacitású szemétégető műének.

A korszerű füstgáztisztító berendezésekkel ellátott nagy, szilárdtüzelésű villamos erőművekben a szemétégetés viszonylag könnyen megoldható. Jól bizonyítja ezt a Mátraalján üzemelő nagy erőmű is.

A szemétégetés eddig nem hasznosított energetikai potenciálja lehet a megújuló energiaforrások legfontosabb tartaléka, és a környezetvédelmi szempontok is szépen teljesülhetnek.

Biogáztermelés

A biogáztermelés forrása a települési szilárdhulladék-lerakók depóniagáza, a szennyvíztisztító üzemekben keletkező gázok és a mezőgazdasági hulladékok hasznosítására épített biogáztermelő üzemek. A települési szilárd hulladék legnagyobb része lerakókba kerül, ahol a megtelt tárolót légmentesen lezárják. A lerakóban rövid időn belül megindul a depóniagáz keletkezése, amely megfelelő anaerob környezetben akár 10-15 évig is tarthat. A kinyert depóniagáz 50% körüli metánt tartalmaz, ami tisztítás után közvetlenül hasznosítható kazánban vagy gázmotorban.

A szennyvíztisztító telepeken évente keletkező kb. 700 ezer tonna szennyvíziszap kiváló alapanyag biogáztermelésre. A nyers szennyvíziszap legalább 60%-a ma lerakásra kerül, általában települési szilárdhulladék-lerakókba. Ez a szennyvíziszap anaerob környezetben a szerves anyag lebomlásával kiváló metántermelő alapanyag, a termelt gáz itt is tisztítás után energetikailag hasznosítható.

A biogáztermelésre felhasználható mezőgazdasági hulladékanyagok feldolgozása elsősorban környezetvédelmi tevékenység, mellette hasznosítható energia is keletkezik. Évente 100 ezer tonna szerves hulladék megtermeli kb. 2 Mwe + 2 MWt teljesítményű gázmotor folyamatos üzeméhez szükséges gázt.

A magyar mezőgazdaság biogázüzemekben feldolgozható hulladéka évente legalább 7,5 millió tonna. Ennek biogáztermelésre felhasznált része ma kb. 2 millió tonna.

Az országban 30 biogáz üzem működik, továbbiak építésére tervek vannak. A biogázüzemek építésére banki hitelt lehet kapni, de a saját tőkével épülő üzemekről is tudunk.  A biogázpotenciál alapján ez a megújuló energiahordozó lehet a jövő évek fejlesztéseinek súlypontja.

Motorikus hajtóanyagok

Friss hír, hogy az EU korlátozza a bioetanol importját az USA-ból, az európai termelők érdekében. Magyarország adottságai is nagyon jók a bioetanol-termelésre, az ehhez szükséges mezőgazdasági termékek megtermelése eddig még nem borította fel az agrárgazdaság egyensúlyát.

A folyamatosan csökkenő hazai üzemanyag-fogyasztás most évi 1100 millió liter benzint és 1400 millió liter gázolajat jelent. Ennek mintegy 5%-a lehet a megújuló etanol és biogázolaj. Ez a mennyiség a motorhajtóanyagok esetében az a bekeverési felső határ, amely mellett még nem kell a motorban átalakítást végezni. A hazai biodízel- és bioetanol-termelés feleslege az EU-ban jól elhelyezhető.

Jelen van ma már a motorüzemanyagok között a földgáz is, a sűrített földgáz (CNG) több nagyvárosban tankolható. Nem várható, hogy 2020-ig a földgáz a biodízelnek és a biometanolnak versenytársa lesz.

A megújuló energiahordozók és a környezetvédelem

Az Országos Meteorológiai Szolgálat szerint 2011-ben a légkörbe került gázok között a szén-dioxid 75,1, a metán 12,8, a nitrogénoxid 10,4 és a fluortartalmú gázok 1,7% arányban képviseltette magát. A környezetkárosítás szempontjából a metánt tízszer veszélyesebbnek tekinthetjük, mint a szén-dioxidot.

Az üvegházhatású gázkibocsátás legjelentősebb eleme a szén-dioxid. Egyedül a nukleáris energiahordozó az, amelyik nem megújuló, a szén-dioxid-háztartás szempontjából semleges, és ipari méretekben hasznosítható elsődleges energiahordozó. (A nukleáris energiahordozó-felhasználással járó egyéb környezetvédelmi kérdésekkel most nem foglalkozunk.)

A napenergia, a vízenergia, a szélhasznosítás, a hőszivattyús hőtermelés és a vízvisszanyomással működő geotermikus energiakinyerés teljes mértékig környezetbarát, mert a termelt energia nem terheli a légkört semmilyen kibocsátással.

A szén, a szénhidrogén elégetése egyértelműen növeli a légkör szén-dioxid-tartalmát. Azt kijelenthetjük, hogy a fa, a mezőgazdasági hulladék, biogáz eltüzelésével keletkező szén-dioxid a növényzet fotoszintézisével visszaépül a természetbe. Némi szemhunyással a háztartási és kommunális hulladék elégetésével keletkező szén-dioxidról is ezt mondjuk, vagy ezt a tüzelőanyagot kivonjuk a szén-dioxid-kvóta egyre szigorodó szabályai közül.

Beszélni kell azonban a biomassza-eltüzeléssel járó porszennyezésről. A KSH szerint a szilárd légszennyező-kibocsátás rohamosan nő: 2008-ban 6 kg/fő volt, 2009-ben már 8 kg/fő, 2010-ben 17 kg/fő, ma pedig már 20 kg/fő felett járhatunk.

A fatüzelés esetén minden eltüzelt tonna fa után 10 kg szilárd szennyezés (por) kerül a levegőbe. A téli szmog kialakulásában felerészt a szilárdtüzelés, felerészt a közlekedés a vétkes.

A földgázhasználat sem ártatlan a környezetszennyezésben: a szén-dioxid-kibocsátáson kívül metánnal is szennyezi a légkört. A teljes földgázfelhasználás mintegy 1-1,5%-a, évi 1-1,5 millió m3 az, ami a gázberendezések működése, hálózati tömörtelenség miatt kerül a levegőbe. A földgáz elégetésekor keletkező légszennyező anyagok között is van szén (korom), szénmonoxid, nitrogénoxid is.

Összefoglalva

Az MTI (2012. 12. 01-én) közölt két számot az USA energetikai beruházásairól: a villamos áram-termelés költsége „zöld energiából” 0,6 USD/kWh, szénből, földgázból 0,1 USD/kWh.

Magyarország adottságai a megújuló energiahordozó-felhasználás terén nem tekinthetők kiválónak. Valamennyi megújuló energiahordozó részesedése emeléséhez jelentős beruházások szükségesek, és ezek a beruházások sajnos tíz éven belül általában nem térülnek meg. A lakosság állami támogatás nélkül nem partner a megújuló energiahordozók részesedésének növelésében. Az ipari mértékű megújuló energiahordozó-felhasználás csak a szemétégetésben és a biogáz-hasznosításban látszik lehetségesnek. A 2020-ig vállalt megújuló részesedés emelését teljesíteni nagyon nehéz feladatnak látszik.

Sajnos a földgázimport csökkentésében a megújuló energiahordozók még nem sokat segítenek.