Kis Esti Fizika, 2010.02.16

Kis Esti Fizika Fizika, energetika, számítástechnika 2010.02.16

1

Kis Esti Fizika, 2010.02.16.

Német Béla, PTE TTK,

Környezetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék,

DDKKK Innovációs Zrt.

http://www.physics.ttk.pte.hu/munkatarsak/nemet-bela

A fizika, az energetika és a számítástechnika felelőssége a XXI. század első évtizedeiben

Alapvető ismeretek


2

Tartalomjegyzék

A. Meglevő szénhidrogén készletek gyors felélése A1 Elértük az olaj csúcsot. (2008-2009)A2. Szénhidrogének felhasználásnak következményei az

életformára, világtörténelemre 1990-2010 között A3. Tudományos javaslatokA4. Széleskörű nemzetközi feladat felismerés B. Paradigmaváltás, újra lehet gombolni a kabátot B1. Dolgozzunk, termeljünk, éljünk kényelmesen,

kellemesen, legyünk boldogok B2. Alkalmazzunk kimeríthetetlen, megújítható és megújuló

energiaforrásokat B3. Miért nem működnek ezek még most Magyarországon?B4. Megoldás elvek és gyakorlatok Magyarország számára.B5. Mit teszünk mi mindezért Pécsett? Eredmények


3

A. Meglevő szénhidrogén készletek gyors felélése

(beindítottuk a Föld rakétát)


4

Peak-oil időpont „jóslatok” 2005-2006-ban

A peak-oil időpontja (2005-2006-os elemzések):

US Energy Information Administration (EIA) 2030 előtt nem

Az ún. "mérsékelt optimisták„: 2020-2025 közé.

A német Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR): peak-oil: 15-20 év múlva.

A francia kormány 2005-ben kiadott jelentése 2013-ra teszi.

BGR: „Statikus élettartam:”

Kőolaj 43 év

Földgáz 64 év

Kőszén és lignit >200 év

Uránium > 200 év


5

Honnan, hova viszik a nagy fogyasztók a kőolajat?


6

Voltak már más vélemények


7

A földgáz kitermelést Oroszország még ígéri


8

A havi termelési adatok szerint túl vagyunk a csúcson


9

A1. Peak Oil. Elértük az olaj csúcsot.

• A párizsi székhelyű Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) szerint a kőolaj-kitermelés már nem növelhető, 2008 nyarán tetőzött. Ezt nevezzük Peak-Oil-nak. A földgáz kitermelés csökkenését a világon csak 2040 utánra tervezik.

• A IEA 2010. február 11. adatai szerint: 2010-ben a világ kőolaj felhasználása kicsit nőni fog, a feltörekvő országok (Kína, India) miatt. A fejlett országok kereslete valószínűleg stagnálni fog.

• A világon 2010-ben napi 86,5 millió hordó kőolajat fogunk elhasználni. Ez napi 1,6 millió hordóval több a tavalyinál – és közel ugyanannyi, mint 2008-ban volt.


10

Hogy alakulnak a világpiaci árak


11

Miért is? Mennyibe kerül a kitermelés?


12

Nem a kőolaj fogy el, a termelés lesz egyre drágább ASPO=Association for the Study of Peak Oil and Gas; http://www.aspo-usa.com/;

„2007 Houston World Oil Conference”, October 17-20, 2007. Houston, Texas


13

A2. Szénhidrogének felhasználásnak következményei az életformára, világtörténelemre 1990-2010 között

• Hogyan élünk a világon ~1,4-1,5 milliárdan? És a többi?• A világon csak nagyon szűk rétegnek jut ez az egyre

nagyobb fogyasztási lehetőség. Fogyasztói társadalmak. • Szénhidrogénekre (kőolaj, földgáz) alapozódó gazdaságok

(elektromos energiatermelés, fűtés, közlekedés, műanyag,..)• Globalizáció. „Liberalizmus”. „Tudás alapú” társadalom.

„Gazdaságosság”. CENTRALIZÁCIÓ. Divat. Atomizáció…• Elszakadás a természettől. Folytonos elégedetlenség.• Pedig az elfogadható ÉLETMINŐSÉGHEZ, az EMBERI

BOLDOGSÁGHOZ az anyagiak egy bizonyos szintje elegendő!


14

JELENLEGI FORRÁSAINK: kőolaj, földgáz, szén, urán.Mennyi jut az embereknek a Földön ezekből a forrásokból?

2008

Lét-szám

(millió)

Létszám arány (%)

Évente (PJ/év)

Energia arány (%)

Egy főre (GJ/fő/

év)

Egy főre (MJ/

fő/nap)

Az egész Földön 6 500 100 420 000 100 65 177

USA, Ny-EU, Japán, Dél-Kelet Ázsia, Ausztrália, Kanada, Arab olajtermelők

900 14 160 000 38 178 487

Kelet-EU, Oroszország, Közép-ázsiai FAK, Irán

400 6 45 000 11 113 308

Kína, India, Afrika, D-Am., Közép-Am., Arab országok, (lakosságuk 20 %-a)

1 100 17 85 000 20 77 212


1 300 20 70 000 17 54 148


2 800 43 60 000 14 21 59

Magyarország 10 0,14 1200 0,3 120 330


15

A1. Hogyan reagál erre a politika Kínában, Indiában?


16

ÉBRESZTŐ!!!!!http://oil-price.net/dashboard.php?lang=en

http://ffek.hu/


17

A3. Szakmai, politikai próbálkozások

• Brundtland jelentés 1987. „Fenntartható fejlődés”

• Rio de Janeiro 1992, Johannesburg 2002, Koppenhága 2009 (világkonferenciák)

• Kyotó 1997: Üvegház hatású gázok (GHG)

• http://www.nfft.hu/a_brundtland_bizottsag_es_a_fenntarthato_fejlodes/


18

A4. Széleskörű nemzetközi feladat-felismerés

Jelen esztendőkben „megkezdődik” az emberiség történelmének, a poszt-fosszilis korszakba való átmenete. 2010-2030.

Nagy és érdekes feladat áll most, a XXI. század első évtizedeiben a fiatal nemzedék előtt.

Két-három évtized alatt kell megtanulnia gazdálkodni a teljes biomasszával, mint megújítható energiaforrással, amely minden évben akkumulálja a Napunk „kimeríthetetlen” sugárzásának egy részét, továbbá közvetlenül hasznosítani a Nap energiáját, a levegő és a vizek mozgását és a föld kőzethőjét.


19

B. Paradigmaváltás, újra lehet gombolni a kabátot

(tovább kellene menni a Föld rakétával)


20

Gondoljuk át még egyszer!Milyen energiaforma kell nekünk és mennyi?

Hőenergia (fűtés, hűtés), elektromos energia.

Magyarország: 1200 PJ/év.

Fejenként: 120 GJ/év/fő, 330 MJ/nap/fő,

Munkavégző képességünk: 3 MJ/nap/fő. (110 rabszolga)

Most mindent fűtést, minden elektromos energia termelést, mindenféle közlekedést főleg fosszilis forrásokkal akarunk megoldani (oka? csak ilyen gépeink vannak? benzin-, dízel motorok, gőz-, gázturbinák, villanymotorok,.. )

MIÉRT? Mert elhisszük a centralizációt, globalizációt.

PEDIG: VAN MÁS; egyszerűbben, fenntarthatóan!


21

„Mennyi energia kell a BOLDOGSÁGHOZ”, azaz mik azok a műszaki berendezések, szolgáltatások, amiket most már szükségesnek ítélünk a egy reálisan megfogalmazott életminőséghez. Mennyi az ehhez szükséges energia?

• Életminőség környezeti feltételei: (környezetfizika, környezetenergetika)

• Tiszta levegő a szabadban• Ivóvíz étkezéshez, öntözővíz a növénytermesztéshez,

temperáláshoz• Élelmiszer, (növényi, állati; állatoknak növényi,

növényeknek víz, fotoszintézis)• Épületben (otthon, munkahelyen, középületben,..)

Heating Ventillation Air Condition – HVAC, 21 oC körüli hőmérséklet beállítás, Fűtés, hűtés, „levegő tisztítás”, páratartalom beállítás,


22

Mi kell még a megelégedett, kiegyensúlyozott élethez, BOLDOGSÁGHOZ? Dolgozzunk, éljünk

értelmes, kellemes életet, legyünk boldogok.

• Szerintem legfontosabb: AKTUÁLIS TUDÁS, ennek megszerzéséhez pedig nagyon hosszú ideig tartó EGÉSZSÉG és értelmes MUNKA.

• Az egyes embercsoportok, és az egész emberiség viselkedésének (a társadalmi környezetünknek és az épített környezetünknek az) ÚJRAILLESZTÉSE az alapvető a természeti környezethez.

• Az eddigi tevékenységeink teljes átgondolására van szükség az egyes embercsoportok, és az emberiség szintjén. A teljes rendszer FENNTARTHATÓSÁGÁT kell megvalósítanunk.


23

Életminőség társadalmi feltételei

• Nagyon hosszú ideig tartó EGÉSZSÉG• Gyakorlati szemléletű, Aktuális tudás megszerzése

(Módszere: K+F+I+D)• Újabb és újabb munkalehetőségek, széleskörű praktikus

oktatás minden korosztályban (valóban élethosszig tartó tanulás, de úgy, hogy ÉN AKAROK tanulni)

• A saját helyem ismerete a kisebb és a nagyobb közösségemben. DECENTRALIZÁCIÓ, SZUBSZIDIARITÁS, ÖNKORMÁNYZAT

• DE. Ehhez kell az Emberi közösség fejlesztés, az EGYÉNI és a különböző KÖZÖSSÉGI érdekeink felismerése. Az igazi önkormányzat. Az okos Decentralizáció.


24

A „Megújuló energiaforrás” fogalomról

• Példák megújuló energiaforrásokra: napenergia, szélenergia, biomassza (növényi és állati eredetű szerves anyagok), geotermikus energia, vízenergia. A geotermikus energia (a Föld mélyében zajló radioaktív folyamatokból származik) kivételével a felsoroltak közvetlen vagy közvetett módon a nap energiájából származnak.

• 2001/77/EC Irányelv; megújuló, nem fosszilis energiaforrás: szél, nap, geotermia, hullám, ár-apály, vízenergia, biomassza, depónia gáz, szennyvízkezelés során keletkező gáz és biogáz.


25

Megjegyzés a szóhasználathoz

Azzal, hogy minden, nem fosszilis és nem nukleáris erőforrásra a „megújuló” jelzőt használjuk, mi emberek elmossuk velük kapcsolatban a felelősségünket, de a lehetőségeinket is.A javasolt fogalmak és osztályozások előnye: pontosítja, tudatosítja az egyén, a kisebb-nagyobb emberi közösség, az egész emberiség felelősségét a környezetünk (Gaia) egyensúlyának megbontásában, és irányítja energetikai lehetőségeinket.

Tudatosítani kell magunkban, hogy a fosszilis források csak tört részét teszik ki az emberiség számára rendelkezésére álló és elérhető energiaforrásoknak.


26

B2. Az összes lehetséges forrás, amit a jövőbeli energiatermelés, életforma során figyelembe kell venni

1. Nem megújuló (nem megújítható) energiaforrások (kémiai-, nukleáris reakciók eredménye)

• 1.1. Fosszilisek (szén, kőolaj, földgáz)• 1.2. Hasadó anyagok (urán)2. „Kimeríthetetlen” energiaforrások:• 2.1. Nap (UV, VIS, IR elektromágneses) sugárzása• 2.2. Földünk kőzethője3. Nap által generált un. megújítható energiaforrások:• 3.1. Teljes biomassza (megújítható, feldolgozható, primer, szekunder,…formák)4. Nap által generált un. megújuló energiaforrások:• 4.1. Szél (megújuló)• 4.2. Folyók vize (megújuló)5. Szerves hulladékok• 5.1. Kommunális szerves hulladékok (háztartás)• 5.2. Ipari szerves hulladékok (pl. gumiipar, műanyagipar,..)6. Energia hatékony termelői és fogyasztói rendszerek (negajoule)• 6.1. Nagyobb hatásfokú berendezések• 6.2. Energiatudatos egyéni, kisközösségi életmód


27

JAVASLAT: Az energiaforrások, energiahordozók új megnevezésére, osztályozására

•Nem megújítható (kőolaj, földgáz, szén, urán), (ezek csak időlegesek; „történetük félérték szélessége” 70 év, 100 év, 200 év) (termelésük, elosztásuk centralizált, ezekre az egyes embernek alig van befolyása)

•Kimeríthetetlen (nap, kőzethő) (ezek mennyisége igényeinkhez képest „végtelen”, értékük évmilliárdokig alig változik; ezek mindenki számára rendelkezésre állnak)

•Megújítható (teljes biomassza) (erre lehet befolyásunk, ezzel okosan gazdálkodhatnánk, mindenki számára elérhető)

•Megújuló (szél, folyók vize, tengervíz) (ezek periódikusak, hatalmas erők, nem tudjuk kézben tartani őket, „megújulnak időről-időre”, alkalmazkodhatunk hozzájuk)

•Szerves hulladék (mennyisége annyi, amennyi az összes termelésünk, mert minden hulladék lesz: egyéni, kommunális, ipari. (komplex hulladékgazdálkodást végezhetünk)

•Energiahatékonyság, energiatakarékosság (társadalmi és egyén szint) (tudatosan teljes befolyásunk lehet erre)


28

Személetváltás kell

Nekünk embereknek, egyéneknek, emberi közösségeknek kell új szerepet vállalni.

Az előadás többi része elemzi a kistérségi, regionális energiapolitikai fejlesztési lehetőségeket a Dél-dunántúli Régióban, a környezeti érdekek érvényesítési lehetőségeit, feltételeit, mindezek környezeti/ökológiai hatását.


29

Milyen szakmai elvek alapján álljunk neki az átgondoláshoz? Tudományos alapelvek

1 Az Élelmiszer-, a Takarmány-, az ipari Nyersanyag és az Energetikai célú felhasználásban egyensúlyt kell tartani.

2. Energetikai szempontból elsősorban a mezőgazdaságban és az erdészetben a hulladékok felhasználására kell törekedni.

3. A hulladék felhasználást lehet kiegészíteni az energetikai célú termesztéssel.4. A feldolgozások további melléktermékeit is fel kell használni.5. Csak magas hatásfokú, energia hatékony rendszereket szabad használni.6. A hazai kutatás-fejlesztést, termelésbe állítást folyamatossá kell tenni7. A termelői egységeket modulokból, megfelelő üzemméretben kell felépíteni.8. Meg kell szervezni a termelői és a fogyasztói egységek együttműködését.9. Kistérségi, regionális együttműködéssel ki kell védeni a piaci változásokat.10. Ki kell dolgozni minden szinten az egyes-, és a teljes rendszer

fenntarthatóságát.11. Az új eredményeket minél gyorsabban „munkába kell állítani”, ezzel is

növelni a foglalkoztatást.12. Új dolgok, ismeretek folyamatos képzését biztosítani kell minden szinten.


30

Rendelkezésre áll-e nem fosszilis energia kellő mennyiségben? IGEN!

Magyarország energetikai lehetőségei nem fosszilis, azaz Megújítható (biomassza), Kimeríthetetlen (napsugárzás,

kőzethő) forrásokból (2006-ban országunk 1140 PJ energiát fogyasztott)

Energiaforrás Éves energia 1140 PJ: 100 %

Biomassza 279 PJ 24,5 %

Napsugárzás 130 PJ (elérhető) 11,5 %

Ausztriában 2006-ban a beépített kollektor felület 4 millió m2. Ez 1 m2 kollektor felület/hektáronként. A 10 m2 kollektor felület/ hektáronként nem irreális. Ez a terület 0,01 %).Magyarországon a napsugárzás éves dózisa: 1000 kWh/m2/év= 3,6 GJ/m2/év;


31

1. Erdészeti primer produkcióból tüzeléshez felhasználható rész

Megnevezés (Mt/év) (Mt/év) (PJ)

Faipar és mellékterméke 4,0 1,0 15,0

Rönk tűzifa 2,0 2,0 24,0

Vágástéri hulladék 2,0 1,0 12,0

Összesen 8,0 4,0 51,0


32

2. Mezőgazdasági primer produkcióból tüzeléshez felhasználható rész


Szalmafélék 5,5 2,0 27,0

Kukoricaszár 6,0 2,0 25,0

Kukoricacsutka 0,8 0,4 6,0

Napraforgó héj, szár 0,8 0,4 6,0

Nyesedék Gyüm.fa, szőlő 1,3 1,3 13,0

Összesen 14,4 6,1 77,0


33

3. Energia növény ültetvényről tüzeléshez felhasználható rész


Energiafa (100 ezer ha) 2,0 2,0 22,0

Energiafű (100 ezer ha) 1,2 1,2 15,0

Összesen 3,2 3,2 37,0


34

4. Primer mezőgazdasági produkcióból folyékony energiahordozónak


Búza 5,2

Kukorica 7,5 1,8 18,0

Olajnövények 1,0 0,4 5,0

Egyéb ipari 3,3

Szálas takarmány 7,0

Zöldség 2,0

Összesen 2,2 23,0


35

5. Szekunder (háziállatok), tercier (állati trágya) mezőgazdasági produkció

Száma Súlya Trágya Energiája

(Ezer db) (kt/év) (Mt/év) (PJ/év)

Szarvasmarha 800 640 4,0 40

Sertés 4000 560 4,0* 40

Juh 1100 80 0,6 6

Baromfi 20 000 80 0,5 5

Összesen 9,1 91,0


36

Javasolt modulok 1.

Szilárd, biomassza alapú tüzelőanyag előállítása és tüzelése

1. Növényi tüzelőanyagok (apríték, pellet, brikett) előállítás technológia

2. Biomassza tüzelésű kazán (BTK, fás és lágyszárú melléktermékek aprítékait használja)

3. BTK kazán tüzelésű szemes termény szárító4. BTK kazán fűtésű melegházak5. BTK kazán fűtésű lakótelepek


37

Javasolt modulok 2.

Biogáz, biotrágya, biometán előállítása és felhasználása

6. BTK kazán tüzelésű termofil fermentor, biogáz előállítás

7. Biogáz tisztítás, hálózatra feladás, palackozás8. Biogáz, biometán blokkfűtőműves felhasználása CCHP módon (lakótelepek, középületek)

9. Biogáz, biometán mikroturbinás felhasználása CCHP módon

10. Biogáz üzemű tömegközlekedési eszközök (buszok,)


38

Javasolt modulok 3.

Keményítő és cukorbázisú Bio tüzelő-, és hajtóanyagok előállítása és felhasználása

11. Növények és termesztésűk folyékony biotüzelő-, és hajtóanyagok számára

12. BTK kazántüzelésű nyersszesz üzem, szeszmoslék feldolgozás

13. Pervaporációs (membrános) finomítás, bioetanol, biobutanol.

14. Mikroturbinás felhasználása CCHP módon15. Alkohol üzemű tömegközlekedési eszközök

(buszok)


39

Javasolt modulok 4.

Olajos magvú növényekből Nyers és észterezett növényi tüzelő-, és hajtóanyagok előállítása és

felhasználása16. Olajos magvú növények termesztése folyékony biotüzelő,

és hajtóanyagok számára17. Sajtolás préselményeinek tüzelés útján történő felhasználása18. Préselt olaj, biodízel felhasználása mezőgazdasági

munkagépekben.19. Biodízel blokkfűtőműves felhasználása CCHP módon20. Biodízel üzemű folyami közlekedési eszközök


40

1. A VIDÉKFEJLESZTÉS mezőgazdasági oldala: intézményeink (DDKKK Innovációs Zrt.; Pécsi

Tudományegyetem) javaslata vállalkozás csoportra:

AgroEnergetikai Park ésezek rendszere

Egy vállalkozás csoportba javasoljuk szervezni- a primer biomassza előállítását,- annak feldolgozását,- a mezőgazdaságban a saját, és a városi lakókörzetben

élőkkel együtt, „flottában” történő felhasználását, korszerű, hatékony fűtési, használati melegvíz és elektromos energia előállító, szolgáltató berendezéseket alkalmazva.


41

2. A VIDÉKFEJLESZTÉS települési és forrás oldala

- A vidékfejlesztés hatékony megvalósítására tett javaslat: Autonóm ellátás a mezőgazdasági termelő körzet és a városi települések között.

- Milyen területen? A hő és részben az elektromos energiaszolgáltatáshoz felhasználható biomassza energiaforrások területén, valamint az élelmiszer-, és vízellátás területén.

- Milyen szinten? Családi, kisközösség, mikrotérségi, kistérségi, regionális, országos, EU.

- A biomassza formák mindegyikének figyelembe vételével mindig a legésszerűbb energetikai rendszert tudjuk javasolni pályázati források (GOP, KEOP, TÁMOP, DDOP) tudásközpontok (Szeged, Gödöllő, Veszprém, Debrecen) összekapcsolásával.


42

3. A VIDÉKFEJLESZTÉS a nagy méretű, tervezett erőművek és a nagy bioetanol üzemek beruházóival

Javaslat a nagy méretű, tervezett erőművek (Szerencs, Vép, Pécs, Baja?, Bonyhád?, Kaposvár-Toponári?..), valamint a nagy bioetanol üzemek (Marcali, Csurgó, Mohács, Hódmezővásárhely,...) beruházói számára a tervük alternatívájaként:

- Gazdasági céljainak nyereséges megvalósítása érdekében összehangolt tevékenységet folytassanak a (széleskörű regionális célokat megvalósító) városi, kistérségi önkormányzatokkal, a régió Fejlesztési Tanácsával és tudásközpontokkal.

- A centralizált, csak erőművi, vagy bioetanol előállító rendszer helyett egy decentralizált egységekből álló, a biomassza források széles spektrumát alkalmazó rendszert valósítsanak meg, mely gazdaságosabb, biztonságosabb és támogatások nélkül is fenntartható.


43

A komplex biomassza és napenergia program várható EREDMÉNYEI, JÖVŐKÉPE:

Elérhető (4-6 éven belül)- a teljes regionális élelmiszer ellátás,- az összenergia fogyasztás legalább 18-20 %-nak megtermelése,- a környezetterhelés jelentős mértékű csökkentése,- nagyszámú, új, nagy hatásfokú, decentralizált energia termelő berendezés és

gazdasági rendszer alkalmazása, kiépítése.

Létrehozhatók és elterjeszthetők- új bio-üzemanyagok alkalmazására fejlesztett mikroturbinás, vagy motoros

rendszerek,- újszerű üzemanyagokat alkalmazó járművek,- új típusú elektromos energiatermelő berendezések: ORC, Stirling motor,

Spilling motor,- energia cella,- felkészülhetünk a hidrogén gazdaságra.


44

B3. Miért nem működnek ezek Magyarországon?

Még nincsenek meg (legalább is Magyarországon) azok- az energiaforrásokat feldolgozó, új energiahordozókat szállító,

elosztó rendszerek- az „új” energiaforrásokat (feldolgozott biomassza eredetű

hordozók, napsugárzást, geotermikus forrásokat, szelet,..) felhasználó eszközök széles skálája.

- nincs hozzá széles körű iskolai graduális és felnőttképzés, média tájékoztatás, politikai melléállás,…

- ezeket a forrásokat felhasználó rendszerek egyenként, külön-külön nem tudják az energetikai MIXET (elektromos energia, hő-, és hűtés biztosítást) napi, heti, éves MENETREND szerint kielégíteni.

- nagy a beruházási költség az első példányoknál, ezért hosszú a megtérülési idő. Nincs olyan bankrendszer, amely ezt előfinanszírozná és nincs Adekvát támogatási rendszer!!


45

B4. Megoldás javaslatok Magyarország számára

- Az ökológiai diverzitás megőrzése- Olyan szerves, szénhidrogén alapanyagú termékeket kell előállítani, és olyan előállítás

technológiákat kell kidolgozni, amelyek anyagai újra és újra felhasználhatók legyenek, és csak a legvégső esetben használjuk fel a szerves anyagukat energetikailag.

- Energetikai igényeink kielégítésére minél inkább a legolcsóbb forrásokat kell használni: nap, szél, biomassza melléktermékek. Csak ezután termesztetni bármilyen (plusz energiát és anyagot igénylő) növényeket.

- Az elektromos energia és a hőenergia OKOS tárolását meg kell oldani (elektromos energia vegyületekben: kémiai kötésekben történő tárolása = metán, metilalkohol, „felszabadított” energiahordozóban = hidrogén, történő tárolása).

- Sokoldalú (Multi) felhasználhatóságú (folyékony és gáz halmazállapotú ) vegyületeket kell előállítani, amelyekkel a már meglevő gépeink (járművek, generátorok ) kisebb átalakítással működni tudnak és elektromos energiát helyben (decentralizáltan) elő tudunk állítani,helyközi közlekedést meg tudjuk oldani.

- Poligenerációs energiahordozó technológiákat és ezeket megvalósító rendszereket kell kidolgozni (pl. gabona szármaradványok (lignocellulóz) olyan előkészítése, amely alapanyagokból, biotechnológiai módszerekkel – enzimek, baktériumok, gombák, algák segítségével) számunkra hasznos üzemanyagokat, fűtőanyagokat tudunk előállítani.

- Magas éves energetikai hatásfokú (83 %>) poligenerációs energiaszolgáltató rendszereket kombinálva sokfunkciós felhasználó rendszerekkel.


46

B4. Megoldás javaslatok Magyarország számára

Elsősorban a fizikának, mint az alapvető egzakt természettudománynak, továbbá az ebből „táplálkozó” energetikának, és mindezt koordináló számítástechnikának hatalmas a felelőssége abban, hogy ezeket a lehetőségeket széles körben az emberekkel és a politikát gyakorló személyekkel tudatosítsa.

Országos nagyságrendű kutatás-fejlesztéssel „megfizethető” áron, hazai agrárenergetikai termékek kialakítása elsősorban az agrárium melléktermékeinek mentesítésére (környezetterhelés csökkentésére) és ezekkel energetikai igények kielégítésére.


47

B4. Mit teszünk itt Pécsett ennek érdekében?

- Országos nagyságrendű kutatás-fejlesztéssel „megfizethető” áron, hazai agrárenergetikai termékek kialakítása elsősorban az agrárium melléktermékeinek mentesítésére (környezetterhelés csökkentésére) és ezekkel energetikai igények kielégítésére.

- Apríték, agribrikett és agripellet tüzelő automatizált kazánok családi házas (~20-kW) és intézmény (~200 kW) fűtése és HMV biztosítás számára (Uniferró Kft, CALOR 2000 kft.)

- Gabonaszalmát, kukoricaszárat tüzelő meleg vizes, és gőzfejlesztő kazánok mezőgazdasági-ipari célokra (0,1 -3,0 MW).

- Ilyen kazánok felhasználása, forróvíz-levegő hőcserélővel a nagy teljesítményű terményszárítás terén (3,0 MW, 20 t/óra, 12 000-15 000 t/év)

- Ilyen kazánok felhasználása összetett hőcserélők, a magas hőenergia igényű, szármaradványok feltárását végző berendezésekben ahhoz, hogy a szármaradványokat biogáz üzemben (~1 MWel), nyersszesz üzemben (5 000 t/év), és hidrogéntermelő üzemben energiahordozóvá (~100 TJ/év) (biogáz, nyersszesz, hidrogén) lehessen (biotechnológiai úton) átalakítani.

- a geotermia többcélú (üvegházi és vastag rétegű terményszárítási ) felhasználása,

- napkollektoros rendszerrel használati meleg víz, és (abszorpciós hűtő rendszerrel) légkondicionálás biztosítása közintézmény számára.


48

B6. Eredmények

A kedvező oldal:- a hőenergia biztosítása, fajlagosan (Ft/MJ) harmad-negyed annyiba

kerül, mint a földgáz és a PB gáz esetében,- mezőgazdasági egység önellátó lesz „a tüzelőanyagot ” illetően,

független a földgáz importtól- olyan emberek foglalkoztathatók, akik kiszorultak a komputerizált

tevékenységből, munkalehetőségektől.- nagyon kedvező a fajlagos energia költség (0,7 Ft/MJ, míg a földgáz

4 Ft/MJ)- integrált energetikai rendszerek együtt képesek kielégíteni az

energetikai menetrendet- számítógépes vezérlőrendszer rendelkezésre áll, ezért az integráció

sikeresen megvalósítható- ezen berendezéseknek mind a gyártása, mind a szerelése elég sok

ember munkáját igényli, ezért nagyszámú új munkahely, nagyon eltérő előképzettségű ember számára ad munkalehetőséget, kereseti forrást,


49

B6. Eredmények

A kedvezőtlen oldal- Kicsi a biomassza „tüzelőanyagoknak” a

térfogatra vonatkoztatott energiasűrűsége (3-4 MJm3)

- Nagy a szükséges „tüzelőanyag” mennyiség térfogata, tárolókapacitás igénye.

- Nehéz a hosszú időtartamú tárolás során a minőséget megőrizni, mivel magas lehet a nedvességtartalom

- Nagyon jelentős beruházásköltség, ezért hosszú lehet a megtérülési idő


50

Agráripar („megújuló” ipar), mint a harmadik ipari forradalom egyik

hajtóereje


51

2009. márc. 29, Bonn, ENSZ Klímaváltozási Keretegyezmény ülés 2009. aug.31-szept. 4., Genf, World Climate Conference-3

2009. dec. 7-18. Koppenhága, ENSZ Klíma Konferencia (COP 15)

Az Európai Parlament 2008. december 17.-i ülésén elfogadta a Klíma- és Energiacsomagot. „háromszor 20 %-os célt” 2020-ig:

- ÜHG gázok 20 %-kal csökkentése

- „Megújuló” energiaforrások részaránya: 20 %.

- Energia megtakarítás: 20 %.

Magyarország energiapolitikája 2020-ra:

„Megújulók” részaránya legyen ~ 13 %.


52

Mi mást tehetünk?

A DDKKK és a PTE TTK bemutat egy progresszívebb elképzelést, programjavaslatot. Teljesülésének feltétele, hogy CSAK KOMPLEX, összehangolt módon, teljes rendszerben tanácsoljuk a „megújulók” felhasználását.

Ennek feltétele azonban, hogy hosszútávon (15-20 évre) kiszámítható legyen a gazdasági, politikai környezet, világos legyen a társadalmi szándék (különösen energia stratégiát illetően) a hosszú távú elkötelezettségre.

Biztosan szükség van az induláshoz ösztönzőkre, az államnak (társadalmi szolidaritás) jelentősen be kell segíteni ahhoz, hogy a teljes program elinduljon és teljesüljön.


53

A javaslatunk összesített eredményei – 1a

A DDKKK Innovációs Zrt, és a PTE TTK szakemberei az ország energia igényeinek biztosítását, jelentős mértékben, önellátás formájában, a „megújuló” energiaforrások felhasználásával, legalább 40-41 %-ban látják megvalósíthatónak 15 év alatt.

Ebből a mezőgazdasági téren felhasználható biomasszának 23-24 %-os lenne a részesedése.

A modell számítások összekapcsolják- az egyes területeken felhasználható biomassza-mennyiséget

annak szükséges feldolgozó kapacitásával,- az előállított energiahordozók lehetséges eladási árával, és- az így kialakított területeken foglalkoztatható új műszaki munkaerő

létszámával.Mindezzel reálisan túlteljesíthető a Klíma- és Energiacsomagban

Magyarország vállalása. (GTM 2009/3. 24-27. o.)


54

A javaslatunk összesített eredményei – 1b

1. táblázatA tervezett program szerint, 15 éven keresztül, 30 PJ/év

sebességgel váltanánk le nem fosszilis energiával a fosszilis energiaforrásokat.

Mindezek beruházási (munkahelyteremtést is eredményező) költsége 250-350 Mrd Ft/év becsülhető.

Ez 15 év alatt összesen 4000-5000 Mrd forintot jelentene, ami erősen függ attól, hogy sikerül-e megteremteni a magyarországi környezetipari gyártási kapacitást.

Ehhez legalább 20-25 ezer új, vagy továbbképzett műszaki beosztású, innovációra, vagy innovációt befogadni képes, vállalkozásokat vezető szakemberre lesz szükség.

Valószínűsíthető, hogy az új területeken foglalkoztatottak száma 200-250 ezer lehet.


55

A javaslatunk összesített eredményei – 1c;

A biomasszából a decentralizált hőenergia előállítására kell nagyobb arányban összpontosítani, aminek éves hozama minimum 230 PJ/év lenne (biomassza kiserőművek, mezőgazdasági bio-szárítók, termofil fermentációval dolgozó biogázüzemek, gőzkazánok a mezőgazdasági feldolgozóiparban,..).

Elektromos energiafogyasztásunk, a (Paksi Atomerőművel jelenleg ~ 140 PJ/év), ezt 15 év alatt reálisan ~ 55 PJ értékkel növelhetnék a „megújulók” (biomassza kiserőművek biogáz blokkfűtőművek, napelemek, naperőművek, szélkerekek, szélerőművek, vízerőművek csúcsra járatással). (GTM 2006/1. 16-17. o., Agrárium 2007/10. 18. o.).

A napkollektorok felhasználásával a használati melegvíz, esetenként fűtésrásegítés elérhetné a 80-90 PJ éves értéket.


56


57

A javaslatunk összesített eredményei – 2;Mezőgazdasági melléktermékekből

folyékony és gáz halmazállapotú energiahordozók

A mezőgazdasági melléktermékek feldolgozásánál szintén a helyi körülményekhez igazított mennyiségben célszerű decentralizáltan nyersszeszt, növényi olajat előállítani.

Ezeket inkább a mezőgazdaságban a munkagépek, a közlekedésben tömegközlekedési eszközök és nagy számban, magas hatásfokú motoros, turbinás (elektromos energiát, hőt és hűtést kapcsoltan előállító - CCHP) kiserőművek meghajtására kellene elsődlegesen felhasználni.

Valamennyi felhasználó berendezés, természetesen hazai gyártású eszköz lehetne.

(GTM 2008/1. 26. o, Agrárium, 2009/1-2. 32-33. o.).


58

Erdészeti, szabadföldi mezőgazdasági szilárd biomassza (melléktermék) felhasználása


59

Primer mezőgazdasági produkcióbólfolyékony energiahordozók


60

Háziállatok trágyája biogáznak feldolgozva


61

A javaslatunk összesített eredményei – 3a

A megújuló energiaforrások felhasználáshoz szükséges berendezések lehetnek a következők: kisebb, nagyobb kazánok, biogázüzemek, kis biodízel reaktorok, közepes etanol üzemek, mikroturbinás, motoros erőművek, Stirling motorok, járművekbe gázmotorok, napkollektorok, napelemek, kis naperőművek, kis vízierőművek)

Számuk és értékük (~4000 Mrd Ft) hatalmasnak tűnik. De éppen ezért – amennyiben a fejlesztés, gyártás nagyobb része Magyarországon történik – lehet mindez a gazdaság erőteljes húzóágazata.


62

A javaslatunk összesített eredményei – 3


63

A javaslatunk összesített eredményei – 3b

Visszatérve a Klíma- és Energiacsomag magyar vállalásainak értékeihez, javasoljuk, fogalmazzunk meg, saját érdekünkben, ambiciózusabb célokat, határozzuk meg azok elérésének módját, és biztosítsunk hozzájuk (magán és költségvetési) forrásokat.

Az energia igényeinket (fűtés, használati melegvíz, hűtés, elektromos energia előállítás, közlekedés) az összes nem fosszilis eredetű energiaforrás, energiahordozó (biomassza, napenergia, szélenergia, vízenergia, talaj-kőzethő, kommunális hulladék) integrálásával, additív módon fogjuk tudni sikeresen kielégíteni.

Ismertessük meg ezt az ország lakosságával, vonjunk be minél több embert a megvalósításba


64

Fejlesztések a DDKKK Innovációs Zrt. szervezésében – 4a

A DDKKK Innovációs Zrt. és a PTE az AgroEnergetikai Park programjában kutatás-fejlesztési pályázatok során valósítja meg a középüzemek számára szükséges, az agroenergetikai egységeket és ezek rendszerét.

Ez jelenti közepes üzemméretű (2-4 MW hőteljesítményű)- mezőgazdasági melléktermék (gabonaszalma-,

kukoricaszár-, apadék) apríték (brikett, pellet) tüzelőanyaggá történő feldolgozását.

- Ezen „tüzelőanyagokat” felhasználó kazánokat,- Ezen kazánokat alkalmazó terményszárítót,- Ezen kazánokat alkalmazó termofil biogázüzemet

(biometán

- Ezen kazánokat alkalmazó nyers szesz üzemet,- Ezen kazánokat alkalmazó modern üvegházat.


65

Fejlesztések a DDKKK Innovációs Zrt. szervezésében – 4b

Hisszük, hogy programunk teljesíthető.Már nagyon sok tanulmány készült,

amelyekben esetenként jelentősen magasabb értékek is szerepeltek.

A tanulmányok után, energetikai téren mind a biomasszára, mind a teljes megújuló forrásokra vonatkozóan országos energetikai nagyságrendű tettekre van szükség.


66

A DDKKK Innovációs Zrt. fejlesztés szervezése – 4c

- A nem-fosszilis energiaforrások felhasználása húzóágazatnak számít a mezőgazdaság, a környezetvédelem, a településfejlesztés, a foglalkoztatás, a társadalmi berendezkedés átalakítása terén.

- A teljes program megvalósításához legalább 200 000 szakmunkásra, szakemberre lesz szükség, ebből 100 000 új munkahelyen dolgozhat.

- Ez a program a kis és középvállalkozások számára nagyon széleskörű fejlődési lehetőséget, Magyarország számára pedig nagy ívű vidékfejlesztési programot jelent.

- Megvalósulhat a mezőgazdaság-ipar és a környezetvédelem, környezetgazdálkodás egysége,

- Megvalósulhat az élelmiszergazdaság, vidék környezettudatos, megújuló energia alapú „iparosítása”.


67

BioDryer: út a megtakarításhoz a terményszárításban

Megjelent publikációk: http://www.ddkkk.pte.hu/?page=projects/2_3

(Terményszárítás, )[1] Áman M.,: Német B.: „A gáztüzelés kiváltására irányuló

fejlesztés terményszárítók terén Magyarországon”, Agrárium, 2008/6-7. 28-29 o. http://www.szaktudas.hu/uploads/text/68/agrarium2008jun-jul.pdf

[2] Áman M.,: Német B.:„Terményszárítás földgáz nélkül?”, Agrárium, 2009/ 1-2.34-35 o. http://www.szaktudas.hu/uploads/text/68/agrarium2009janfeb.pdf

[3] Német B.: „AgroEnergetikai Parkok megvalósulóban”, Agrárium, 2009/ 6-7, 30-31 o. http://www.szaktudas.hu/uploads/text/68/agrarium2009jul.pdf

[4] Német B.: „Terményszárítás földgáz nélkül ”, Agrárium 2009/8-9. http://www.szaktudas.hu/uploads/text/68/agrarium2009jul.pdf


68

Kutatás-fejlesztés szervezése; országos stratégia


[1] Lukács Gy., Német B. "Akik okosan játszanak a biotűzzel" Gazdasági Tükörkép Magazin , 2008/1, 26. o. http://www.gtm.hu/cikk.php?cikk_id= 929

[2] Német B .: "Régiók, ha összefognak" Régióstart, 2007/12. 13. o. http://www.regiostart.hu

[3] Német B., „Régiók, ha összefogtak I.” Régióstart, 2008/12. 9.o. http://www.regiostart.hu/pdf/200812/09.pdf

[4] Német B., Sánta I.: „Az agráripar mint a harmadik ipari forradalom egyik hajtóereje”, Gazdasági Tükörkép Magazin , 2009/3, 26-29 o. http://www.gtm.hu/cikk.php?cikk_id=1242.


69

Agroenergetika környezetvédelmi és társadalmi hatásai


[1] Német B.: „Biomassza, energetika, környezetvédelem, foglalkoztatás” Agrárium, 2005/8,14-15.o. http://www.ddkkk.pte.hu/doks/C3-Agrarium-2005aug-14-15--Biomassza-energetika-DDKKK.pdf

[2] Német B., Borhidi A. Sánta I.: „Agroenergetikai rendszerek mikro-, kis-, és közepes vállalkozások számára ”, Agrárium 2007/3. 32-33 o. http://www.szaktudas.hu/uploads/text/68/agrarium2007mar.pdf

[3] Német B., Sánta I. Áman M., Lukács Gy., Fenyvesi L.: „Korszerű agroenergetika, mint a vidékfejlesztés kulcsa”, Agrárium 2008/5. 30-31 o. http://www.szaktudas.hu/uploads/text/68/agrarium2008maj.pdf

[4] Német B., Sánta I.: "Átmenet a posztfosszilis korszakba", Gazdasági Tükörkép Magazin, 2008/4, 45.o. http://www.gtm.hu/lapszam.php?lapszam_id=71


70

Köszönöm a figyelmetDr. Német Béla,

tanszékvezető egyetemi docens,

PTE Környezetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék

DDKKK Innovációs Zrt, Környezetipari Főirány,

E-mail: [email protected]

Telefon: (72) 501-559

Documents

Kis Esti Fizika, 2010.02.16