1

Idei első lapszámunk főtémája a vízener-gia, e (hazánkban) méltatlanul elhanya-golt területe az energetikának. Olvasóink figyelmébe ajánljuk ehhez kapcsolódóan a Hungarotherm szakkiállítást.

Az épületgépészet legnagyobb hazai seregszemléje 2013. április 10-14. között egy új koncepció mentén felépített építő-ipari–épületgépészeti–településfejlesztési kiállítási csokor részeként kerül megren-dezésre, mely csokor már öt kiállítást ölel magába: a HUNGAROTHERM (épületgépé-szet) és a CONSTRUMA (építőipar) meg-szokott párosa mellett a RENEO (megújuló energiák) URB:ICON (településfejlesztés) és OTTHONDesign (lakberendezés, de-sign) kiállításokkal kiegészülve.

Az idei HUGAROTHERM a megszokott épületgépészeti termékkörök mellé új té-makörökkel is kiegészül: ezúttal a környe-zetvédelem (elsősorban a vízgazdálkodás) és az energetika témakörei kapnak bemu-tatkozási lehetőséget.

A témáról bővebben olvashatnak a 21. oldalon.

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

tartalomSzeredi István:A vízenergia változó energetikai környezetben 2

Kurunczi Mihály:Mi lesz veled, geotermia? 8

Tihanyi László, Szunyog István:Alternatív gázforrások tüzelési- biztonsági kockázata 10

Csővári János, Németh László, Temesvári Péter: Energiatermelés és -hasznosítás lehetőségei a víziközmű-szolgáltatásban 14

Szilágyi Zsombor:Körkép néhány energiahordozó világáról 16

Tóth Péter, Biróné Kircsi Andrea:A szélenergia-hasznosítás 2011. évi legújabb eredményei 16

Hírek 22

Mannheim Viktória:Energiahatékonyság és környezetterhelés vizsgálata a vegyipari technológiák hulladékainak ártalmatlanítására vonatkozóan 24

Dobó Zsolt, Palotás Árpád Bence: Lakossági gázmérők mérőszerkezetében kialakuló bemaródások vizsgálata 28

Dulovics Dezső:Energiagazdálkodás a szennyvíztisztításban 32

Kádár Márton Gábor, Kovács István Soma: Hulladékalapú energiagazdálkodás megvalósítása 36

M A G Y A R

ENERGETIKA Együttműködő szervezetek:Magyar Atomfórum Egyesület, Magyar Kapcsolt Energia Társaság, Magyar

Napenergia Társaság, Magyar Távhőszolgáltatók Szakmai Szövetsége

XX. évfolyam, 1. szám 2013. február

Alapította a Magyar Energetikai Társaság

www.e-met.hu

Főszerkesztő:dr. Veresegyházi MáriaMobil: 06-20-537-7416E-mail: szerkeszto@e-met.hu

Szerkesztőbizottság:dr. Büki Gergely, dr. Czibolya László, Civin Vilmos, dr. Emhő László,dr. Farkas István,dr. Garbai László, dr. Gács Iván, Újhelyi Géza, Zarándy Pál

Szerkesztőség:Kiadó: Mérnök Média Kft. 1134 Budapest, Róbert Károly krt. 90.Telefon: 1-450-0868Fax: 1-236-0899

Laptulajdonos:Magyar Energetikai Társaság1094 Budapest, Ferenc krt. 23. II. em. 2.Telefon/fax: 1-201-7937

Tervezőszerkesztő: Büki Bt.

Borítóterv: Metzker Gábor

Nyomda:Prospektus Kft.Felelős vezető: Szentendrei Zoltán ügyvezető igazgató

ISSN: 1216-8599

Dibáczi Zita: A GEO.POWER projekt Akcióterv tanulmánya 40

Ilka Alfréd: Húsz éve folyamatosan üzemel a Bősi Vízerőmű 42

Makai Zoltán: 40 éves a Vaskapu Vízerőmű 47

Előzetes 48

www.e-met.hu GEOTERMIA

2 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu VÍZENERGIAVÍZENERGIA www.e-met.hu

Szeredi István

A vízenergia változó energetikai környezetben

A prognózisok, nyilatkozatok, rendezvények azt mutatják, hogy az EU fontos szerepet szán a vízenergia-hasznosításnak a klíma-politikai célkitűzések elérésében és a megújuló energia részará-nyának növelésében. A vízenergia a megújuló energiahaszno-sításában betöltött szerepe mellett primer energiaforrásként is jelentős súlyú, a régió villamosenergia-termelésében jelenleg a második legnagyobb forrás, és várhatóan az is marad.

Az elmúlt negyedszázadban a műszaki eszközök fejlődése elsősorban a vízenergia-hasznosítás versenyképességének növelését szolgálta. A víz-energia-rendszer biztonságot támogató funkciójának versenyképessége a rugalmas működés, a manőverező tulajdonságok és a dinamika növelé-sét teszi szükségessé. Ennek eredményeként a szivattyús energiatározók a rendszerszabályozás versenyképesen alacsony költségű, gyors reagá-lású, flexibilis eszközeivé váltak. A vízenergia hasznosítása primer ener-giaforrásként a közepes és nagy létesítmények esetében elsősorban a hosszú távú előnyök kiaknázása és a környezeti elvárások közötti egyen-súly megteremtéséhez kapcsolódik. A kis és törpe vízerőművek gazda-sági versenyképessége jelentős beruházási költségcsökkentést indokol szükségessé. Ezen a téren az olcsóbbítást célzó új eszközök bevezetése jelenti a fejlesztések fő irányát.

A vízenergia hasznosítása számottevő energetikai tényező, ezért nem racionális az, hogy a magyar gyakorlat lényegében nem létezőként kezeli, annak ellenére, hogy az árstabilitást növelő és az importfüggősé-get csökkentő belföldi energiaforrás.

A belső és külső energetikai és gazdasági környezet alapján szük-ségesnek és indokoltnak ítélhető a vízenergia-hasznosítás feltételeinek felülvizsgálata. A felülvizsgálat eredményeképpen a vízenergia minden bizonnyal a megújuló energiahasznosítási kötelezettség legkisebb költ-séggel való teljesítésének eszközévé válhatna. A mai magyarországi villamosenergia-fogyasztás 10-12%-át kitevő hazai vízenergia-készlet hasznosításáról való lemondást csak megfelelően megalapozott vizsgá-latok indokolhatják.

A megújuló energiahasznosítás helyzete ellentmondásosA megújuló energiahasznosítás feltételrendszerében meglehetősen komplex, ellentmondásos helyzet alakult ki. Egyes országok, illetve po-litikai erők a megújuló energiahasznosítás további növelésére tesznek lépéseket, de ugyanakkor sokasodnak a megújuló energiahasznosítás-növelési tervek megvalósíthatatlanságára utaló jelek.

A szén-dioxid-piac tartósan az összeomlás határán van, és nem tör-tént hatékony beavatkozás a fenntartása érdekében. Az EU által CO2-kvótakereskedelem stabilizálására tett beavatkozások nem voltak ered-ményesek, sőt egyes esetekben fordítva hatottak. A stabil CO2-piac hiánya kérdésessé teszi a klímavédelmi célkitűzések megvalósítható-ságát, az alacsony CO2-árak nem teremtenek alapot a drága megújuló energia támogatásokkal biztosítható fejlesztéséhez.

Az EU-nak engednie kellett a széntüzelésű villamosenergia-terme-lésre alapozott lengyel gazdaság ellenállásával szemben, és a meglévő, illetve építés alatt álló széntüzelésű termelők Lengyelországban, Csehor-szágban, Romániában, Bulgáriában ingyenes CO2-kvótát kaptak a 2013-19 időszakra. A fosszilis energiahordozók használata terén az alacsony CO2-árak miatt nem következett be áttörés a széntüzelés földgázzal való helyettesítésében, hanem egyes országokban megkétszereződött az elő-nyösebb szénfelhasználás volumene.

Az üvegházhatás okai terén kibontakozott és a klímaváltozási ösz-szefüggéseket megkérdőjelező tudományos viták sem erősítik CO2-politika végrehajthatóságát. Az Európán kívül tapasztalható gyors ütemű emissziónövekedés kétségbe vonhatóvá teszi a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében felvállalt jelentős gazdasági áldozat gyakorlati értelmét. Az EU nem tudta elfogadtatni a klímapolitikai elképzeléseit, és a világkonferenciák nem hoztak áttörést ezen a téren. Az EU további megújuló energiahasznosítás-növelési elképzeléseit a tagországok sem fogadták el.

A 2020 utáni megújuló energiahasznosítási elképzelések még nem alakultak ki, illetve nem véglegesek. Az EU kommunikációjából azonban úgy ítélhető, hogy számottevő valószínűsége van a támogatás megszű-nésének és a megújuló energia versenypiaci értékesítésének. Ez a gaz-dasági szempontból támogatás nélkül tartósan nem életképes források hasznosítását kockázatossá teszi és várhatóan kiszorítja.

A nemzetközi gyakorlatban az elmúlt években a megújuló források hasznosításának súlypontja a természeti erőforrások hasznosításának irányába tolódott el. A gazdasági nehézségek és bizonytalanságok miatt a természeti erőforrások hasznosítása került előtérbe, a vásárolt energia-hordozók használatára alapozott új termelő beruházások aránya lecsök-kent, másodlagos jelentőségűvé vált.

A villamosenergia-fogyasztás a régióban csökken, és a következő egy-két évben nem várható számottevő növekedés. A régióban a villa-mosenergia-árak csökkennek, jelentős árnövekedés jelenleg nem felté-telezhető. A nagytömegű naperőmű belépését követően elkezdődött a termelői struktúra átalakulása. Ennek következtében a csúcsidőszak árai csökkentek, egyes hétvégi időszakokban már a baseload ár alá csökken-tek. A csúcs- és völgyidei energiaár különbsége fokozatosan csökken, ami megnehezíti az energiatárolás megvalósíthatóságát.

A gazdasági válság önmagában is megnehezíti a fogyasztókat jelen-tős többletterhekkel sújtó támogatás kiígérését a megújuló energiafor-rások hasznosítására. A gazdasági visszaesés és a jelentősen megnőtt munkanélküliség mellett a terhek további növelése egy ingadozónak látszó energiapolitikai elképzelés megvalósítása érdekében számottevő politikai kockázatot hordoz.

Nem látszanak igazolódni a megújuló energiahasznosítás eszköze-inek gyártása terén feltételezett foglalkoztatás politikai előnyök sem, mert Kína domináns szerepével a kezdeményezés, illetve a gazdasági előnyök realizálása fokozatosan kicsúszik az EU diszpozíciójából. Az erő-

www.e-met.hu GEOTERMIA

3MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu VÍZENERGIAVÍZENERGIA www.e-met.hu

feszítések ellenére a CO2-kibocsátás tovább nő, és Európa versenyké-pessége romlik.

Magyarországon nem fejeződött be megújuló forrásból termelt vil-lamos energia kötelező átvételét és az átvétel szabályait rögzítő METÁR rendszer kialakítása. Ugyanakkor a magyar kormány kötelezettséget vállalt bizonyos megújuló energiahasznosítási volumen megvalósítására. A határidő közeledtével kényszerintézkedések válhatnak szükségessé. Sürgőssé válhatnak a kötelezettségek teljesítéséhez gazdasági szem-pontból ma bizonytalannak ítélhető, nem egyértelműen előnyös intéz-kedések. Illetve nem látható az, hogy adott esetben miképp lehetne a vállalt kötelezettségből kihátrálni.

A megújuló energiahasznosítás cselekvési tervében foglalt magyar megújuló energiahasznosítási elképzelések nem számoltak a támogatás nélkül is megvalósítható és tartósan támogatás nélkül is működőképes forrásokkal, illetve a tervek nem a támogatási igény minimumára épül-tek. Nem került megfelelő súllyal számításba a megújuló források rend-szerbe integrálása, és a megújuló energiahasznosítás volumene szem-pontjából kiemelt jelentőségű a vízenergia sem.

A külső és belső környezet változása szükségesé teszi a megújuló energiahasznosítás cselekvési tervének felülvizsgálatát. A felülvizsgálat kereteit a 1491/2012. (XI. 13.) Kormányhatározat megteremtette. Indo-kolt lenne az állami kötelezettségvállalás bizonyos hányadának megfelelő volumenben olyan pályákat meghatározni, amelyen a legkisebb költség és a legkisebb támogatás mellett, gazdasági veszteségektől mentesen vagy a legkisebb veszteséggel teljesíthetők a kötelezettségek.

A vízenergia szerepének átértékelődéseA klímavédelmi törekvések felértékelték a vízenergia szerepét. Egyér-telmű állásfoglalásokban rögzítésre került, hogy a vízenergia megújuló és tiszta energia. A vízenergia primer energiaforrásként történő hasz-nosításának gazdasági feltételei közül kiemelhető az, hogy az egyik legkisebb termelési költségű villamos energiatermelési mód, ami az energiaforrás mellett a technológia egyszerűségének és a hosszú élet-tartamnak köszönhető. A vízenergia-hasznosítás sajátosságai együt-tesen hosszú távú árstabilitást, alacsony árkockázatot és megbízható előretervezhetőséget eredményeznek. Kipróbált, alacsony kockázattal megvalósítható technológia. Építése és üzeme jellemzően helyi tudás-ra és a helyi munkaerő-használatra alapozható, és általánosságban a megvalósításához felhasznált helyi eszközök és munka aránya elérheti a 80%-ot, szemben más erőműtípusokkal, ahol ez az arány mindössze 6-8% (pl. szélerőművek).

Mivel helyi, belföldi forrást hasznosít, így növeli az energiafügget-lenséget. Gazdasági szempontból mindenképp kiemelhető, hogy a víz-energia-hasznosítás magában hordozza a többcélú vízhasznosítás és az infrastruktúrafejlesztés feltételeinek megteremtését.

A vízenergia hasznosításának nemzetközi helyzetét átfogóan jellemzi az International Energy Agency által 2012 júliusában közzétett középtá-vú piaci jelentés (Medium-Term Renewable Energy Market Report 2012). Az ebben foglaltak szerint jelenleg a nemzetközi gyakorlatban a víz a fő megújuló energiaforrás, és középtávon sem a súlya, sem a szerepe nem változik. Az IEA prognózisa szerint a következő ötéves időszakban a víz-energia-használat várható növekedése +3,1%/év.

A vízenergia a legfontosabb megújuló energiatermelési technológia Európában is, versenyképes, hatékony, klímabarát és részt vesz a rend-szerstabilitás biztosításában. A hasznosítását gyors megtérülés, magas hatásfokú, hatékony felhasználás jellemzi. A villamosenergia-termelési technológiák között a legmagasabb hatásfokú. A vízenergia hasznosítása

a Magyarországot is magában foglaló régió energetikai fejlesztéseiben és az EU terveiben egyaránt számottevő energetikai tényező.

Az európai helyzetre vonatkozóan EURELECTRIC 2012 májusában közzétett állásfoglalásában a következőket állapítja meg:

A vízenergia ma Európa legfontosabb megújuló energiaforrása. A me-netrendkövető képességének, rugalmasságának és költséghatékonyságá-nak köszönhetően hátteret biztosít a terhelésváltoztatáshoz és a rend-szerszolgáltatások biztosításához. A vízenergia nélkül az EU ambiciózus megújuló energia-célkitűzéseit a villamos energia terén 2020-ig nem le-het teljesíteni. A vízenergia szerepe növekvő a jövőben.

Európában a nem hasznosított vízenergia 276 TWh az EU-27 terüle-tén, és 336 TWh beleszámítva Norvégiát és Svájcot is. Ebbe nem tartozik bele a szivattyús energiatározókból kiadott energiamennyiség.

A tározós vízerőművek és a szivattyús energiatározók kiegyenlítő ka-pacitásai szükségesek a jól működő európai villamosenergia-rendszer-ben, melyekkel az energia hidraulikusan tárolható és a villamos energia igények szerint visszaadható. Rendszerszabályozási oldalról kiegészítő előnye a szivattyús energiatározóknak a kettős szabályozási képességük, a pozitív és a negatív gyorsszabályozás biztosításának képessége.

A vízerőművek és a szivattyús energiatározók létesítése létfontossá-gú Európa energiaátvitele szempontjából.

A villamosenergia-termelési adatok azt mutatják, hogy a régiónkban (ami a hazánkkal közvetlenül határos országok mellett Csehországot és Lengyelországot foglalja magában) a vízenergia-hasznosítás súlya nem tér el számottevően a világszerte érvényesülő trendektől. A régióban termelt villamos energiából 2010-ben 52,72% a szénalapú termelésből származott. Az arányokban második a víz 18,20 és harmadik az atom 14,14%-kal. A földgázalapú termelés aránya 10,58% volt.

Az EURELECTRIC 2011 szeptemberében felhívást tett közzé az euró-pai és nemzeti politikusoknak címzetten arra, hogy tegyenek Európa nem teljesen kihasznált vízenergia-készleteinek kihasználásáért. Fordítsanak figyelmet arra, hogy a vízenergia kulcsszerepe kapjon szélesebb körű publicitást. Egyértelműen rögzítésre került, hogy a vízenergia vonatko-zásában a technológia és fejlesztése európai érdekű.

Víz 69%

Óceáni hullám0%

Szél15% Biogáz

3%Nap,

fotovoltaikus1%

Településihulladék

4%Szilárd

biomassza7%

Folyékonybiomassza

0%

Geotermikus1%

Nap termikus0%

Iparihulladék

0%

1. ábra. Az Európában megújuló forrásból termelt villamos energia szerkezete 2008

www.e-met.hu GEOTERMIA

4 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu VÍZENERGIAVÍZENERGIA www.e-met.hu

Az EURELECTRIC állásfoglalása szerint a vízenergia Európa belső forrása. Hasznosítása diverzifikálja a forrásokat, csökkenti a függősé-get. A legfontosabb megújuló energiatermelési technológia Európában, versenyképes, hatékony, klímabarát, és részt vesz a rendszerstabilitás biztosításában. A prognózisok szerint a régiónk EU-tagországaiban a víz-erőművek beépített teljesítményében jelentős növekedés várható. Az EU fontos szerepet szán a vízenergia-hasznosításnak a klímapolitikai célki-tűzések elérésében.

Hasonló fejlődési trend tapasztalható Európán kívül is. Az Egyesült Államok kormánya nagy volumenű programot kezdeményezett a szivaty-tyús energiatározók gyorsított ütemű építésére. A nagyléptékű vízener-gia- és szivattyús energiatározó-létesítési programot támogató jogsza-bály hivatalosan megújuló energiának ismeri el a vízenergiát. Tiltja a vízenergia-termelő létesítmények megszüntetését, bontását vagy annak tanulmányozását a Kongresszus engedélye nélkül. Tiltja szövetségi for-rásból olyan szervezeteket támogatni, melyek elkötelezték magukat a vízenergiával szemben, vagy a vízenergia csökkentése érdekében perben állnak a szövetségi kormánnyal. Kötelezővé teszi a hal- és vadállomány-védelmi törvényekből eredő villamosenergia-termelési költségek havon-kénti nyilvántartását és közzétételét a fogyasztók részére. Az indoklás-ban foglaltak szerint „a vízenergia egy fontos része az átfogó energetikai terveknek, és a növelése a munkahelyek ezreit teremtheti, növeli a gaz-daságot és védi a környezetet”.

Magyarországon a Nemzeti Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Terv és a kialakítás alatt álló METÁR (csak <4 MW) rendszer közös eleme, hogy nem számolnak a vízerőművek termelésével, sem pedig ilyenek lehetőségével. Nem vált ismertté, hogy a milyen feltételek indokolhatták a vízenergia-hasznosítás vizsgálatának szükségtelenségét.

A villamosenergia-termelő kapacitások, valamint a megújuló ener-giaforrások összehasonlítására a nemzetközi gyakorlatban (pl. IEA) szo-kásos kiegyenlített energiaköltség (LCOE, Levelized Cost of Electricity) értéke szolgálhat, ami nem egyetlen időszakot vizsgál, hanem a termelő berendezés élettartama alatti összes költség jelenértékét viszonyítja az élettartam alatti összes villamosenergia-termelés jelenértékéhez. A gaz-dasági adottságok mellett az LCOE a 2. ábrán látható arányokat mutatja.

Meg kell azonban jegyezni, hogy jelenlegi magas inflációból levezet-hető feltételek mellett a jelenlegi magas diszkont tényezőnek megfelelő hozamelvárást egyetlen villamosenergia-termelő típus sem képes telje-síteni. Az adott infláció mellett a termelő beruházások megvalósítható-sága csak magasabb villamosenergia-ár mellett lehetne elképzelhető.

A villamosenergia-piacintegráció és az importárakkal való verseny azon-ban gátat szab a magasabb árak érvényesíthetőségének.

Az NGM által az évtized második felére, végére előjelzett inflációs környezet számításba vétele szolgálhat alapul az összehasonlításokhoz. Ez az időszak lényegében megegyezik az új termelők reális üzembe he-lyezhetőségének időszakával. Ennek alapulvételével a különböző termelő beruházástípusok kiegyenlített energiaköltségének – LCOE - összehason-lító elemzése szerint a vízenergia LCOE-értékei közel vannak legközelebb a prognosztizált villamosenergia-árakhoz.

A villamosenergia-termelési költségek összehasonlító elemzése alap-ján látható, hogy a nagyerőmű-típusok közül a vízenergia termelési költ-sége alatta marad az évtized második felére, végére prognosztizált villa-mosenergia-áraknak (3. ábra).

A legelőnyösebb erőműtípusként az összehasonlított változatok közül a víz emelhető ki. Támogatás vagy jelentős támogatás nélkül is megva-lósítható. A vízenergia megújuló forrásból termelhető energiaként való hasznosítása terén indokoltnak ítélhető a jelenlegi magyar gyakorlat fe-lülvizsgálata. A mai magyarországi villamosenergia-fogyasztás 10-12%-át kitevő hazai vízenergia-készlet hasznosításához fűződő gazdasági érdek olyan nagyságú, hogy az arról való lemondást csak megfelelően megalapozott vizsgálatok indokolhatják. A felülvizsgálat eredményeképp a magas árstabilitású vízenergia minden bizonnyal a megújuló energia hasznosítási kötelezettség tejesítésének legkisebb költségű eszközévé válhatna.

OCGT

CCGT

Szén

Lignit

Atom

Víz

KIS VÍZ

Geo

Biogáz

Szél

Nap

Biomassza0,1 1 10 100 1000Beépített teljesítmény - MW

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

LCO

E - F

t/kW

h (2

012)

CCGTOCGTSzénLignitAtomVízKisvízGeoBiogázSzélNapBiomasszaCsúcsAlap

0,1 1 10 100 1000Beépített teljesítmény - MW

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

Term

elés

i köl

tség

- Ft

/kW

h

2. ábra. A villamos energia termelő beruházások LCOE értékeinek összehasonlítása

3. ábra. A villamos energia termelő beruházások termelési költségeinek összehasonlítása

A vízenergia hasznosítása

a rendszerben kétlényeges funkciója

különíthető el

Termeléstámogató eszköz

a villamos energia szolgáltatásbiztonságának támogatása

Szabályozásiszolgáltatási piacVERSENYPIAC

Villamos energianagykereskedelmi piac

VERSENYPIAC

Megújuló energiaszabályozott piacTÁMOGATOTT

Primer megújulóenergiaforrás

a vízenergia alap funkciója

4. ábra. A vízenergia szolgáltatásai és értékesítésének piacai

CCGTOCGTSzénLignitAtomAtomVízKisvízGeoBiogázSzélNapBiomasszaBiomasszaBiomasszaCsúcsAlap

0,1 1 10 100 1000Beépített teljesítmény - MW

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

Term

elés

i köl

tség

- Ft

/kW

h

OCGT

CCGT

Szén

Lignit

Atom

Víz

KIS VÍZ

Geo

Biogáz

Szél

Nap

Biomassza0,1 1 10 100 1000Beépített teljesítmény - MW

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

LCO

E - F

t/kW

h (2

012)

www.e-met.hu GEOTERMIA

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu VÍZENERGIAVÍZENERGIA www.e-met.hu

5

A vízenergia-hasznosítás szolgáltatásainak piacaA vízenergia hasznosításának a villamosenergia-rendszerben betöltött szerepe alapján két lényeges funkciója különíthető el. Primer megújuló energiaforrásként szolgál a vízenergia az áramszolgáltatás kezdetétől. Termelés- és fejlesztéstámogató eszközként a vízenergia bekerült a vil-lamosenergia-szolgáltatás biztonságát támogató rendszerekbe, a terme-lőkapacitás és a csúcsigények közötti folyamatosan változó különbség áthidalására. A vízenergia szerepe a primer energiaforrásként megújuló forrásból való villamosenergia-termeléstől fokozatosan a rendszerrugal-masság, -szabályozás és -biztonság irányába tolódott:

● Az elmúlt évszázad elejétől a vízenergia olcsó, belföldi energiafor-rást jelentett. Ez később kiegészült a megújuló energia terén betöltött szerepével.

● A harmincas évek beruházásaiban szerepe kiegészült a komplex hasznosítással, öntözéssel, hajózással.

● A hatvanas évek elejétől léptek be a rendszerszinten is számottevő nagyságú szivattyús energiatározók.

● A nyolcvanas évek elejétől főként a szivattyús energiatározóknál és nagyobb vízerőműveknél elsődlegessé vált a rendszerszabályozás és -stabilitás biztosítása.

● A kilencvenes évektől ezt kiegészítette a nap- és szélenergia kom-penzálása.

● Az új évezredben a vízenergia, de főként a szivattyús energiatá-rozók az intelligens hálózatkialakítás (smartgrid) fontos részeivé váltak.

A vízenergia speciális lehetőségei rendkívül értékesekké váltak, kü-lönösen a más megújuló forrásból termelhető villamos energia rendszer-be integrálásához. A vízenergia komplex szolgáltatásai értelemszerűen több piaci szegmensben kerülnek értékesítésre. Ezek közül versenypiac a villamosenergia-nagykereskedelmi és a -szabályozási piac, szabályozott piac a megújuló energia támogatott piaca.

A vízenergia piaca primer energiaforráskéntA vízenergia megújuló forrásból termelt villamos energia, ami a beépített teljesítmény szerint két részre osztott:

● A kis teljesítmények esetében, átlagosan 5-10 MW alatt, a vízener-gia árszabályozás hatálya alá tartozó, nem piaci termék.

● A nagyobb teljesítmények termelése a villamos energia nagykereske-delmi piacán kerül értékesítésre, és csak az egyes országok megújuló ener-giahasznosítási vállalásainak teljesítésében tárgya külön elszámolásnak. A megújuló energiahasznosítás elszámolásának joga vonatkozó szabályok szerint átruházható más országokra, tehát egyfajta kereskedelem tárgya.

A két terület hosszútávon minden bizonnyal összevonásra kerül. Egy-előre végleges, elfogadott szabályok nincsenek, de az EU közzétett anya-gai szerint számottevő valószínűsége van annak, hogy a megújuló villa-mos energia értékesítése 2020 után a versenypiacon történik. A környező országok energiapolitikájában (pl. Csehországban) megjelent a kezdemé-nyezés törvényjavaslat formájában arra, hogy a megújuló energiaforrások hasznosítása már most is a saját erőből kell fejlődjön, számottevő állami támogatás nélkül. A törvényjavaslat elfogadásával a megújuló energia a szabályozott piaci szegmensből átkerül a villamosenergia-nagykereske-delmi piacra.

A jelenleg folyamatban levő integráció eredményeként az egységes villamosenergia-piacnak 2014-ben ki kell alakulnia. A villamos energia országhatárokon átívelő szabad kereskedelmében a vízenergia alacsony termelési költségű és magas árstabilitású elemmé válhat.

A jelenlegi tapasztalatok egyértelműen azt mutatják, hogy ‒ más európai országok gyakorlatához hasonlóan ‒ a magas földgázárak mellett a hazai menetrendtartó, földgáztüzelésű erőművek gyakorlatilag kiszo-rultak a termelésből. A hazai villamosenergia-termelés a menetrendtartó erőművek működési tartományában nem volt versenyképes az importtal. Az integráció eredményeképpen várhatóan tovább növekszik az import-nyomás, és a létrejövő egységes európai piac meghatározó lehet a víz-energia értékesítése szempontjából is.

A vízenergia piaci értékesíthetőségének helyzetét az európai gya-korlatban alkalmazott ártámogatások jellemezhetik. Általában 2,0 MW fölötti teljesítményű vízerőművek villamosenergia-termelési önköltsége illeszkedik a piac villamosenergia-áraihoz, és ártámogatás alkalmazására nincs szükség. Egyes esetekben, mint például a jelenlegi magyar gya-korlatban, az átvételi árakban alkalmazott ártámogatás 5,0 MW teljesít-ményhatárig terjed. De a hatósági árszabályozás hatálya alá tartoznak az 5 MW feletti teljesítményű vízerőművek is.

A magyar gyakorlat nem csak ezen a téren speciális, hanem a támoga-tás céljának értelmezése terén is. Általában az európai gyakorlatban a tá-mogatott ár alkalmazása határozott időre szól (pl. 10, 12, 15 év), és az új kapacitások megvalósítását segíti elő. Ezzel szemben a magyar gyakorlat határozatlan időre szól, és többnyire a sok évtizede állami költségvetésből megvalósult létesítményeket is támogatja. Az európai gyakorlatban az át-lagosnak tekinthető támogatott árak a 6. ábra szerinti trendet mutatják.

A 6. ábrán bemutatott trendek szerint a háztartási méretű hasznosí-tás kap az átvételi árakban is markánsan megjelenő preferenciát.

● Kiemelt támogatásban részesülnek az 50-100 kW alatti törpe erőművek, ahol a támogatott ár elérheti a nagykereskedelmi villamos-

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Nettó erőművi termelés (>50 MW) Nettó erőművi termelés (<50 MW) Nemzetközi behozatali szaldó

5. ábra. A rendszerterhelés forrásai 2012. május folyamán

0

1000

20002000

30003000

40004000

50005000

60006000

Nettó erőművi termelés (>50 MW) Nettó erőművi termelés (<50 MW) Nemzetközi behozatali szaldó

www.e-met.hu GEOTERMIA www.e-met.hu PRVÍZENERGIA www.e-met.hu

6 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

energia-ár 4-5-szörösét. A vízenergia-források általában nem köthetők valamilyen háztartáshoz, ezért a kiemelt támogatásnak feltehetően mun-kahely-teremtési indoka van a kistelepüléseken vagy azok környezeté-ben.

● Az 1-2 MW beépített teljesítmény alatt a nagykereskedelmi villa-mosenergia-ár 1,5-2,5-szerese kerül alkalmazásra.

● Az esetek jelentős hányadában 5-6 MW fölött nem határoznak meg átvételi árat, és a vízerőművekben termelt villamos energia értékesítése piaci feltételek mellett történik.

A vízenergia piaca rendszerszabályozási teljesítménykéntA szabályozási szolgáltatások biztosítása jelenleg árszabályozás hatálya alá nem tartozó, piaci termék. Az EU-szabályozás értelmében nincs valószí-nűsége annak, hogy visszakerüljön valamilyen árszabályozás hatálya alá.

A rendszerszabályozási szolgáltatások beszerzésére a szabályozási piacon verseny keretében kerül sor. A jelenlegi magyar gyakorlatban a kapacitás lekötése évi egyszeri tendereztetés alapján történt, ami 2012-ben már két időszakra vonatkozó tenderre osztódott. Ezzel szemben a régiós gyakorlat lényegesen gyakoribb, heti és havi időszakokra vonat-kozó tendereztetést alkalmaz. A szabályozási szolgáltatások beszerzése egyre rövidebb időszakokra korlátozódik, és folyamatosan tolódik a valós idő irányába.

A szabályozási piac szolgáltatásai a teljesítmény-frekvenciaszabá-lyozás (a mobilizálástól és a rendelkezésre állási időtől függően primer, szekunder és tercier), a feszültség-meddőszabályozás, az üzemzavari és a black-start tartalékbiztosítás és a veszteségek pótlása. Az ENTSO-E ajánlása szerint a teljesítménymérleg-, illetve frekvenciaszabályozás szükséges tartalékai a magyar rendszerben jelenleg: a primer szabályo-zás +/- 50 MW, a szekunder szabályozás +/- 150 MW, a tercier szabá-lyozás +/- 470-500 MW. A tercier tartalék esetében a negatív szabályo-zási tartomány teljesíthetetlen, mert nincs a rendszerben arra alkalmas berendezés. A szekunder leszabályozás is csak korlátozott mértékben, jelentős többletköltségek vállalása és az energiahatékonysági paradoxon fenntartása alapján biztosítható.

A szabályozási piac meghatározó súlyú eleme a szekunder szabályo-zás, ami a frekvenciaszabályozás költségeinek kb. 85%-át és a szabályo-zási piac összes költségének kb. 65%-át teszi ki. A szabályozási piacokat a függetlenség biztosítása érdekében európai viszonylatban többnyire nem a rendszerirányítók működtetik, hanem az energiatőzsdék.

A szabályozási piac struktúrája átalakulóban van, elkezdődött, illetve folyamatban az integrációja is. Az eddig szabályozási szolgáltatást biz-tosító piaci szereplők (földgáztüzelésű egységek) kiszorultak a piacról.

A szükséges kapacitás rendelkezésre állásának keresztfinanszírozással való biztosítási gyakorlata nem fenntartható az integráció eredménye-képpen létrejövő egységes európai versenypiac körülményei között.

Az integráció helyzetét jellemzi kialakult a határkeresztező kapacitá-sok regionális közös allokációja a CASC és a CAO keretében. Az ENTSO-E tízéves fejlesztési terve keretében megvalósulnak a szükséges határke-resztező kapacitásbővítések. Elkezdődött a szabályozási piac integráció-ja brit-francia (Balancing Inter TSOs, BALIT) és négy német (TSO Grid Control Cooperation, GCC) koprodukció keretében. Az utóbbi (GCC) bá-zisán létrejött International Grid Control Cooperation (IGCC) szervezeté-hez csatlakozott a dán, a holland, a svájci, a cseh és a belga TSO.

A rendszerszabályozási piacintegrációs folyamat ötéves sikeres üze-me rendkívül magas gazdasági eredményeket hozott (csak a német rendszerben 300 millió EUR/év), így nem kétséges annak folytatása. Az integrációval kapcsolatos magyar szándékok, illetve elképzelések jelen-leg még nem ismertek, de integrációból való kimaradás valószínűtlen.

Az integráció folytatásával és eredményével kapcsolatban több el-képzelés létezik. Számottevő valószínűsége van a közös szabályozási szolgáltatás biztosításnak. Az osztrák és a német rendszerek szabályo-zási szolgáltatási árai lényegesen alacsonyabbak a jelenlegi magyar ár-szintnél, így az egységes piac kinyílása esetén a jelenlegi magyarországi rendszerszabályozási szolgáltatások versenyképesség hiányában várha-tóan kiszorulnak a piacról. Az energiafüggőség mérséklése ezen a téren várhatóan gyakorlati nehézségekbe ütközik.

A vízenergia illeszkedésének biztosítása a piac feltételeihezA vízenergia-hasznosítás területén minden szempontból az integráció eredményeképp kialakuló egységes piacon való versenyképesség bizto-sítása szabja meg a fejlődés irányát. A vízenergia szolgáltatásainak piaci szegmenseiben a főbb fejlesztési irányokat a 7. ábra mutatja.

A piac átalakulása mellett ki kell emelni azt a körülményt is, hogy az elmúlt negyedszázad gyors műszaki fejlődést hozott a vízenergia-hasz-nosítás műszaki eszközei terén. Gyakorlatilag két fő irány látható a fej-lesztésekben:

● A rendszerszabályozási képességek terén elsődleges a rugalmas működés és a dinamika biztosítása. Ennek főbb elemei a szabályozott működési tartományok kiterjesztése, a hatásfok és a manőverező képes-ség növelése, valamint az automatizálhatóság és távműködtetés.

● A primer energiaforrás-hasznosítás és a szabályozási szolgáltatá-sok terén az olcsóbbítást célzó új eszközök, megoldások és segédeszkö-zök alkalmazása jelenti a fő fejlődési irányt.

00

50

100

150

200

250

1 2Beépített teljesítmény – MWe3 4 5 6 7 8 9 1010

Víz

átvé

teli

ár –

EU

R/M

Wh

Nagy-BritanniaNémetországLuxemburgMagyarországSvájcSzlovéniaSzlovákia

Rendszer szabályozás

dinamika

• a rugalmas működés és a dinamika biztosítása• a működési tartományok és manőverező képesség növelése• gazdasági versenyképesség

Primer energiaforrás

fenntarthatóság

• a hosszú távú előnyei és a környezeti elvárások közötti egyensúly megteremtése• Stratégiák a hatások elkerülésére, mérséklésére• gazdasági versenyképesség

Megújuló energia

olcsóbbítás

• Az olcsóbbítást célzó új eszközök, megoldások és segédeszközök alkalmazása jelenti a fő fejlődési irányt.

6. ábra. A vízenergia támogatott átvételi árai egyes európai országokban

7. ábra. A fejlődés irányai a vízenergia piaci szegmenseiben

www.e-met.hu GEOTERMIA

7

www.e-met.hu PRVÍZENERGIA www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Befejeződött a „Geotermikus kutatás-fejlesztés a dél-alföl-di termálvízbázisok fenntartható kitermelése érdekében” című négy éves K+F projekt. A Nemzeti Technológiai Prog-ram keretében támogatást kapott, közel 550 millió forint összköltségvetésű fejlesztés célul tűzte ki a homokkőbe való visszasajtolás technológiai hátterének egységesíté-sét, miközben a használt termálvíz felszíni elhelyezését le-hetővé tevő kémiai eljárásokat is kidolgozott.

A projektvezető BRUNNEN Hőtechnika Kft. és partnerei, a Sze-gedi Tudományegyetem, az Unichem Kft., az Árpád-Agrár Zrt. és az InnoGeo Kft. 2009-ben kezdték meg azt a kutatási programot, melynek eredményeként a konzorcium mind a homokkőbe való termálvíz-visszatétel, mind a visszasajtolásra nem kerülő vizek tisztítása területén szabadalmi igényt tudott bejelenteni a Szel-lemi Tulajdon Nemzeti Hivatalához. A projekt célkitűzése az volt, hogy alap- és ipari kutatás segítségével a dél-alföldi régió geoter-mikus víz- és energiatartalékainak felhasználása biztonságosab-bá és gazdaságosabbá váljon. Bár Magyarország hévizes adott-ságait kiválóak, a geotermikus energiahasznosítás előnyei pedig közismertek, a gazdaságosságot, fenntarthatóságot akadályozó nehézségek nem elhanyagolhatók. A geotermikus energia pro-aktív támogatáspolitikát feltételezve is csak tervezett kiterme-léssel és a hasznosított termálfluidum környezetbarát elhelyezé-sével tehető valóban megújuló energiaforrássá; ennek feltételei pedig nem mindenhol adottak.

A projekt három, a fenntarthatóságot gátló problémahalmazt célzott meg. Egyrészt a magyarországi és határmenti termál-víz-bázisoknak nem volt egységes hidrodinamikai modellje, ami alapján a kitermelhető termálvízmennyiség ismert, a kitermelés és elhelyezés pedig tervezhető lett volna. Másrészt a visszasaj-tolással kapcsolatosan feltételezett kockázatok miatt az utóbbi időben sem az önkormányzatok, sem a befektetők nem tudtak megalapozott döntéseket hozni termálprojektek indításáról. Bár a visszasajtolás természetesen megoldható, és legtöbb esetben szükséges is, tény, hogy nem állt rendelkezésre az eljárás egysé-

ges technológiai know-how-ja. Harmadrészt jelentős probléma a szerves és szervetlen alkotókkal szennyezett termálvizek kezelé-se is: ezek felszíni elhelyezésének, élővízbe való elengedésének gyakorlata környezetvédelmi és energetikai szempontból is fenn-tarthatatlan.

A munka 40-nél több kutató részvételével, PhD hallgatók be-vonásával, profitorientált cégek és kutatóhelyek együttműködé-sében, a vállalt célokat túlteljesítve zárult, a késztermékek piaci bevezetése megkezdődött. Az SZTE Műszaki és Anyagtudományi Intézete és az Unichem Kft. által kidolgozott vízkezelési eljárás és berendezés kiválóan vizsgázott a makói geotermikus távfűtés próbaüzemében, ahol még visszasajtolás mellett is szükséges a vízkezelés a gépészeti berendezések és a mélységi víztároló vé-delme érdekében. Az SZTE Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszékén kifejlesztett, a visszasajtolt víz áramlását, a befogadó homokkőben kifejtett hatását laboratóriumi körülmények között vizsgálni képes core-flow analizátor szabadalmi eljárása folya-matban van. A BRUNNEN Hőtechnika Kft. munkatársai által kikí-sérletezett visszasajtolási technológia és szűrőberendezés a cég által tervezett minden termálrendszer része lesz, a homokkőbe való vízvisszatétel know-how gyűjteménye pedig a rendszerek előkészítésében, kivitelezésében és üzemeltetésében érintettek számára fog segítséget nyújtani.

A kísérleti fejlesztés késztermékei mellett a projektben lét-rejött tudományos eredmények is jelentősek. Az NTP támogatás elnyerése önmagában igazolta, hogy a kutatás nemzetgazdasági hasznú – az elmúlt négy év legrangosabb nemzetközi konferenci-áin a projektre irányuló figyelem pedig jelezte, hogy a geotermi-kus ipar speciális területén végzett hazai fejlesztések megállják a helyüket a nagy cégek által vezetett kutatások között.

A projekttel kapcsolatos további információ a www.brunnen.hu és a www.geotermika.hu/project oldalon érhető el.

Kutatások a termálvíz-visszasajtolás és a felszíni vízkezelés területén a BRUNNEN Hőtechnika Kft. vezetésével

www.e-met.hu GEOTERMIA

8 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

Kurunczi Mihály

Mi lesz veled, geotermia?

A cím szólhatna akár úgy is, hogy mi lesz veled, megújuló ener-gia? Eltelt egy újabb év, és bizony új projektavató ünnepségről kevés hír szólt. Hírértékkel inkább a bezárult pályázati ablakok, az energetikai államtitkárság átalakítása, a megújulós energia-szövetség agilis elnökének lemondása és a földgáz üzletágak ál-lami fejlesztései bírtak.

Hiába az Európai Unió eltökéltsége (a megújulós részarány vállalását 2030-ra 20% helyett 30%-ra emelnék, ha lenne ebben partner a nagy-világban!), hazánkban is felerősödni tűnnek a klímaváltozást bagatel-lizálók, a gázkészletek kifogyhatatlanságát, így a megújuló ener-giaforrások feleslegességét hangsúlyozó hangok. Hiába mutat példát Észak-Európa a hőszivattyús technológiák hihetetlen mértékű térnyerésével, vagy Németország azzal, hogy 2050-tól nem vásárol földgázt fűtési célra (kiváltja azt helyi ener-giákkal), valamint Ausztria mindenfajta alternatív energia-hasz-nosítási projektjeivel, és hiába az említett mintáknál lényegesen jobb megújulós adottságaink, mi majdnem ott tartunk, mint sok éve. Nem akarjuk tudomásul venni, hogy természeti kincsünk kizárólag a nap, a szél, az erdők, valamint a föld, a földhő.

Igaz, a fatüzelésre átállított erőművek hozzák a 9%-ot, de a többi megújulós szakág – kormányzati támogatás és pályázati forrás hiányá-ban – egyelőre vegetál. A napjainkban üzembe helyezésre került új ter-mál projektek (pl. Gyopáros, Csongrád, Makó, Hódmezővásárhely) 2-4 évvel ezelőtt indultak. Amelyek most épülnek (Mályi, Mezőberény) is régen kezdődtek.

A geotermiával foglalkozó szakma, karöltve a fűtési költségek szo-rításában lévő agilis önkormányzatokkal, regionális közintézményekkel, sok potenciális projekt előkészítését végzi a biztató jövő reményében. Látva a geotermiára jutó, kb. 10 milliárdos támogatási keretet, persze nagyobb részüknek esélye sem lesz – forrás hiányában – a közeljövő-ben megvalósulni. Különösen arra is tekintettel, hogy sikeres pályázat esetén sem áll rendelkezésre a saját forráshányad. A kockázati tőkebe-fektetők (akikkel szemben egyébként is igen nagy a távolságtartás mos-tanában) pedig képtelenek tolerálni a termál projektek tízegynéhány éves megtérülését, nem beszélve az esetleges geológiai kockázatok be-vállalásáról, vagy a financiális helyett a szakmai irányítás prioritásának belátásáról. Pedig egy termál projekt – a klasszikus energetikai rendsze-rek maximum 20-30 éves élettartamától eltérően – 50-70 évre létesül, feladva a leckét a hagyományos cash-flow-n szocializálódott pénzügyi gondolkodásmódnak.

Ha már a pénzügyi befektetőknél tartunk, ma már az a jellemző (és nem csak a geotermia iparágban), hogy tőke akkor kerülhet egy projektbe, ha legalább létesítési engedéllyel és KEOP támogatási ígér-vénnyel rendelkezik. Geotermiában ráadásul akkor „tuti” a tőke, ha már kész a termálkút is. Viszont az engedélyekhez környezeti hatásvizsgála-tok, komplex tervek, pályázati dokumentáció (geotermiában terheléses

kútteszt is!) szükségesek, projektenként 100-200 millióért, és még nem említettük a termálkút árát.

Persze a KEOP támogatáshoz jutás sem egyszerű: a kellő szakmai megalapozottság keveset ér a fiskális és bürokratikus előírások, irrele-váns horizontális szempontok mellett. Nincs két egyforma termál projekt (akár csak a feltárandó fűtési közegek fizikai és kémiai különbözőségére, akár a hőpiaci adottságok számtalan változatára utalunk), mégis a szab-ványos skatulyába próbáljuk bekényszeríteni őket. A geológiai kockáza-tokat (pl. a tervezett helyen nincs elég vízadó réteg, vagy a vízkémia el-tér a tervezettől, sőt egy év múlva is más lesz, mint a létesüléskor stb.)

a KEOP sarkosított szabályai sem tudják kezelni. Nem beszélve az eljárási és döntési folyamatok elhúzódásából eredő bekerülési költségváltozásokról, az időközi technológiai és műszaki fejlő-désről. Sem a KEOP, sem a kockázati tőke nem tudja értelmezni és elfogadni, hogy egy-egy termál projekt tényleges vízkinyerési

technológiája, az energia szállításának tényleges műszaki megol-dása, a közeg kezelési módja, a visszasajtolás optimális kialakítása sok esetben a projekt megvalósítása során, a kivitelezést követő próbaüzemi tapasztalatok és üzemi mérések, vizsgálatok ismereteinek birtokában alakíthatók ki. Sőt, még akkor sem biztos, hogy az lesz a végleges álla-pot, mert például egy év múlva olyan üzemi paraméterváltozások állhat-nak elő, amelyek újabb módosítást, kiegészítést tesznek szükségessé.

A projekt forrásbiztosítási nehézségei mellett nem teszi egyszerűvé egy-egy projekt előkészítését, megvalósítását az engedélyezési eljárá-sok bonyolultsága, túlszabályozása és sok esetben a környezetvédelem túlzott szigora sem, amely olykor „megfojtja” a környezet védelmét szol-gálni hivatott projekteket is.

Nem akar megszületni a 2500 m alatti rezervoárok hasznosítását cél-zó koncessziós eljárás végrehajtási rendelete, pedig vannak energetikai vállalkozások, akik „ugrásra készen” várják, hogy végre megépíthessék az első magyar geotermikus villamos erőművet.

Egyre bonyolultabb a 2500 m feletti rezervoárokat célzó fűtési pro-jektek engedélyezési eljárása is, egyre nehezebb és egyre drágább az újabb és újabb fiskális elvárásnak való megfelelés.

A legnagyobb problémát azonban a gyakori jogszabályváltozások je-lentik, ami a tervezhetőséget is elbizonytalanítja. Régen indokolt lenne egy önálló megújuló energia törvény megalkotása, amely az annyira várt egyablakos engedélyezés ügyét is előmozdíthatná.

2010 júliusában, a Nemzeti Cselekvési Akciótervhez szólva, a Ma-gyar Termálenergia Társaság egy reális és ambiciózus javaslatot fogal-mazott meg (1. táblázat). Évente 28 milliárd Ft támogatás biztosításával 10 év alatt meg lehetne ötszörözni a jelenlegi fűtési célú geotermia-felhasználásunkat. 10 év alatt mindössze 280 milliárd Ft állami (jelentős részben uniós) támogatással létre lehetne hozni 578 milliárdos termelő vagyont, ki lehetne váltani évente 600 millió m3 földgázt, ezzel megta-karítva közel 60 milliárd Ft-ot. Tehát 10 éven belül megtérülne az (50-70 év élettartamú!) befektetés. És a 200 GWh geotermikus áramtermelés

www.e-met.hu GEOTERMIA www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

9MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

„hab lenne a tortán”. Azonban félő, hogy az az állam, amelyik több ezer milliárdért gázvezetéket és -tározót építtet, gázforgalmazó társaságok-ba fektet be, nem igazán érdekelt a földgáz kiváltásában. Félő, hogy a befektető társaságok és pénzügyi alapok elbizonytalanodnak ott, ahol a hőszolgáltatási díjak mértéke és behajtása befagyasztható, gyakorlatilag versenyképtelenné téve az alternatív energiaforrásokat.

A Magyar Termálenergia Társaság anno javasolta azt is, hogy • adottságai és hagyományai alapján legyen Magyarország a

geotermia közép-kelet-európai centruma és tudásközpontja;• sok tízezer hektár termál alapú kertészet létesítésének támogatá-

sával, a termékek piacának kormányzati irányításával legyünk a primőr kertészeti termékek terén a térség és az unió legnagyobb beszállítója;

• a termálfürdő-program folytatásával, a gyógyturisztika támoga-tásával, kormányzati irányítással megszervezett rekreációs piacok feltá-rásával és ideszervezésével legyünk Európa gyógyvíz alapú balneológiai centruma.

A felsorolt geotermia alapú iparágak komplexszé tennék a termál-vizek hasznosítását, optimalizálnák hatékonyságát, növelnék a vidék megtartó erejét, háttéripari szükségességével (hőszivattyú, napelem gyártása, összeszerelése, segédanyagok és -eszközök, berendezések be-szállítása stb.) kiegészülve számtalan munkahely létesülhetne.

A 2010-es célok még most sem vesztek el, akkori javaslataink ma is aktuálisak. Talán a cikk konklúzióit kellene minden szinten újragondolni.

Hőellátó projektek

Db/év MW/év PJ/év Beruházási költség

(millió Ft/év)

Támogatás(millió Ft/év)

Nagymélységű termálkör

10 50 0,50 15 000 7500

Intézményi hőszivattyús rendszerek

30 15 0,172 2250 1125

Lakossági hőszivattyús rendszerek

10 000 100 1,152 30 000 18 000

Évente összesen 10 040 165 1,824 47 250 26 625

10 év összesen 100 400 1.230t 18,24 472 500 266 250

Villamos-energia-termelő

projektek

GWhe

PJt

Mikro erőművek (< 2 MWe)

0,5 0,25e

1t

20,04

500 250

Kiserőművek (2–5 MWe)

0,5 1,75e

8t

140,23

2500 1000

EGS rendszerű erőmű

0,1 0,5e

2t

40,07

7500 750

Évente összesen 1,1 0,25e

11t

200,34

10 500 2000

10 év összesen 11,1 25e

110t

2003,4

105 000 20 000

1. táblázat

www.e-met.hu GEOTERMIA

10 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu GÁZGÁZ www.e-met.hu

Tihanyi László, Szunyog István

Alternatív gázforrások tüzelési-biztonsági kockázata

Az egyre növekvő földgázárak mellett egyre több földgázt felhasz-náló ipari létesítmény dönt úgy, hogy az alap energiahordozó mellé egy alternatív, a földgázt helyettesíteni képes gáz halmazállapo-tú tüzelőanyagot is be kíván táplálni a rendszerébe. A földgázzal egyenértékű gáz lehet propán, levegő és földgáz keveréke (PSG ‒ Peak Shaving Gas), valamint a megújuló forrásból származó biogáz (biometán).

A PSG esetében a keverékben megjelenő propán és levegő okozhat tüze-léstechnikai, és a keverék megnövekvő sűrűségéből következően bizton-sági kockázatokat. Biogázok alternatív gázként történő alkalmazásakor a gáz tisztítását követő energiatartalom még sokszor nem elegendő az adott hálózati gáz minőségéhez, így minőségjavítás szükséges. Ez a legtöbbször propán hozzáadását jelenti, mely az előbb részletezett problémákat okoz-za. A szerzők megpróbálják modellezni a lehetséges eseteket a különböző arányban kevert gázokkal, és felállítani az ilyen keverékek alkalmazásakor vizsgálandó követelményrendszert (gázérzékelők elhelyezése, szivárgáskor bekövetkező rétegződés stb.). A cikk a 2012-es Dunagáz konferencián el-hangzott előadás írott változata.

Alternatív gázforrásokA földgáz, mint alapvető energiahordozó mellett alternatívaként kínálkozik a propán, levegő és földgáz keveréke a csúcsigények kielégítésére (PSG), vagy önmagában a propán és a levegő keveréke, mint földgázt helyettesí-tő gázforrás (SNG ‒ Synthetic Natural Gas). A PSG előnyeként jelentkezik, hogy mellette nem szükséges az égők és a gázellátó rendszer átalakítása/átállítása, ugyanaz a berendezés használható a földgáz és a PSG gáz esetén. Az SNG földgáz helyetti direkt alkalmazása nem oldható meg ilyen egyszerű módon, mivel a propán-levegő keverék fizikai és tüzeléstechnikai tulajdon-ságai (hőérték, sűrűség és Wobbe-szám) erőteljesen el fognak térni egy-mástól. Ehhez a tüzelőberendezés átalakítása is szükségessé válhat, arról nem is szólva, hogy amennyiben a berendezés üzemeltetése csak egy szűk tartományban lehetséges (meghatározott hőérték és Wobbe-szám), szinte bizonyosnak vehető, hogy az egyik tényező értéken tartása mellett ‒ a föld-gáz és a PB sűrűségéből adódóan ‒ a másik tényező kifut a tartományból. A földgáz alternatív forrásaként számba vehető még a biogáz tisztításával előállított biometán is, azonban vannak olyan hazai szolgáltatási területek, ahol a 100% tisztaságú metángáz hőértéke sem éri el a hálózatban szol-gáltatottét. Ekkor a gáz felhasználása előtt minőségjavító gáz, legtöbbször kereskedelmi propán hozzákeverése válik szükségessé.

Mindkét esetben vizsgálni kell a földgáz és a PB gáz, valamint a földgáz-pébé-levegő, illetve a biometán-pébé keverékek tüzeléstechnikai viselkedé-sét, valamint a sűrűség-különbségükből adódó eltérő biztonsági filozófiákat.

Kockázati tényezőként megjelenik, hogy a PSG alkalmazása esetén a keverékben a földgáz mellett propán és levegő is megjelenik, amely tü-zeléstechnikai, illetve a relatív sűrűségnövekedéséből adódóan biztonsági kockázatot is jelent. A keverék szaghatása is gyengülhet a bekevert „hígító”

levegő miatt, illetve a propán a szolgáltatott gáz szénhidrogén-harmatpont-ját is módosítja a bekeverés mértékétől függően. Amennyiben az alternatív gázforrás a minőségjavított biometán, a keverékben a földgáz mellett csak a propán jelenik meg, a levegő nem. A propán túl nagy arányú bekeverése azonban hatással lehet az eltüzelésre. Ennek okán az alternatív gázforrások alkalmazásakor vizsgálni szükséges:

● a keverék energiatartalmát (hőértékét),● a tüzeléstechnikai viselkedését (szükséges, de nem elégséges felté-

telként a Wobbe-számát),● a relatív sűrűségét,● és a szivárgás környezetét (a helyiség geometriáját, a kiáramlás

sebességét, irányát stb.).

Összefoglalva, minden földgázt helyettesítő alternatív gáz alkalmazása-kor választ kell kapni az alábbi kérdésekre:

● Az adott helyettesítő gázkeverék milyen maximális arányban ke-verhető a földgázhoz (biometánhoz), hogy ne jelentsen tüzeléstechnikai kockázatot?

● Milyen maximális arányban keverhető a földgázhoz (biometánhoz), hogy ne jelentsen szénhidrogén-kondenzáció kockázatot?

● Az új keverék megváltozó relatív sűrűsége milyen új biztonságtech-nikai elveket követel meg?

● Hogyan befolyásolja a szivárgási hely környezete a zárt rendszerből kikerülő gáz terjedését és koncentrációjának feldúsulását?

● Milyen körülmények között alakulhat ki robbanásveszély?Az alábbiakban többek között ezekre a kérdésekre keresik a választ a

szerzők.

Elméleti alapismeretekElső kérdésként meg kell vizsgálni, hogy miként változik a gázkoncentráció egy zárt térben, milyen módon valósul meg a környező levegő és a zárt rendszerből kiáramló gáz keveredése. A keveredés megvalósulhat moleku-láris diffúzióval és turbulens úton. A molekuláris diffúzió igen lassú folyamat, a vizsgált probléma szempontjából gyakorlatilag nincs jelentősége, hiszen ezekben az esetekben mindig van egy minimális levegőáramlás, illetve ke-veredés a két közeg között. A gyakorlatban tehát a turbulens keveredést kell alapul venni. Itt is több eset különböztethető meg. Ha a rendszerből kiáramló gáz sebessége nagy (nevezhetjük „lendületi” gázsugárnak is), ak-kor az levegőt injektál a sugár belsejébe, csökkentve ezzel kinetikus ener-giáját. Ez az intenzív levegő-beáramlás a sebesség csökkenése mellett a kiáramlási keresztmetszettől távolodva egyre jobban csökkenti a sugárban a gázkoncentrációt is, de egyúttal hozzájárul, hogy a helyiségben hamarabb alakulhat ki olyan térrész, melyben a gáz-levegő keverék eléri a gyulladási koncentrációtartományt. Amennyiben a kiáramló gáz sűrűsége lényegesen eltér a környezet sűrűségétől, a sugár lendülete hamar elvész (ún. „könnyű csóvaként” viselkedik). Hasonló az eset akkor is, ha kicsi a kiáramló gázsu-gár sebessége.

www.e-met.hu GEOTERMIA

11MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu GÁZGÁZ www.e-met.hu

A kiáramlott gáz koncentrációját igen erőteljesen képesek befolyásolni a terjedési viszonyok. Ha nincs légáramlás a helyiségben, akkor a levegőnél könnyebb gáz a mennyezethez fog emelkedni, és ott szétterjed, egyenletes vastagságú réteget alkotva. További gázutánpótlás esetén ez a réteg tovább vastagodik, mivel túlnyomást nem tud létesíteni. Közben növekedni kezd a koncentráció a rétegben addig, mígnem egy egyenletes koncentrációjú réteg alakul ki a plafon és a kiömlési pont között. A kialakuló réteg meggátolja, hogy a gáz a helyiségben lévő teljes levegőmennyiséggel keveredjen, ezáltal befolyásolja azt az időt, amire szükség van a robbanóképes keverék-koncent-ráció kialakulásához. A rétegben a gázkoncentráció függ a gázkiengedés és a frisslevegő-betáplálás mértékétől. Levegőnél nehezebb gázok esetén a gáz a padlóhoz fog süllyedni, és ott alakít ki egy réteget. A többi hatás tulajdonkép-pen megegyezik az előbb ismertetettekkel.

További befolyásoló tényező a levegő irányának hatása az 1,0-nál na-gyobb relatív sűrűségű gázoknál (pl. propán). Amennyiben felfelé irányul a beömlés, intenzívebb a levegővel való keveredés, azaz kisebb koncentrá-ciójú, de vastagabb réteg alakul ki. Lefelé irányuló beömléskor nincs meg ez az intenzív keveredés a teljes térfogatban, a padlóhoz közel magasabb koncentrációjú rétegződés alakulhat ki. A kilépő gáz sebességének hatását már bemutattuk, azaz a magasabb kilépési sebesség intenzívebb keveredést eredményez. Abban az esetben, ha a helyiség természetes vagy mesterséges szellőztetéssel ellátott, a gázkoncentráció hígulása a legtöbbször már elegen-dő ahhoz, hogy meggátolja egy gyúlékony gáz-levegő keverék kialakulását.

Az ismertetett alternatív gázforrások esetén biztonságtechnikai szem-pontból a rendszerbe kerülő levegő (oxigén) és a levegőnél nehezebb sűrű-ségű propán jelenthet veszélyt. Az oxigén az acélvezetékeken belül jelent-het veszélyforrást, amennyiben a gáz nedvességet is tartalmaz. Tudvalevő, hogy az oxigén nedves környezetben korrozív tulajdonságokkal is rendelkezik. Amennyiben a földgáz és propángáz nem tartalmaz nedvességet, valamint a bekevert levegő száraz, a rendszerben ebből kifolyólag nem jelezhető előre korróziós veszély. Az oxigén a gyulladási koncentrációk szempontjából lehet még érdekes, azonban magában a keverékgázban megjelenő néhány szá-zalékos mennyiség nem jelent veszélyt. A probléma akkor jelentkezik, ha a levegő nagyobb mértékben kerül bekeverésre, mivel a rendszerből kiáramló gázkeveréknek kevesebb időre lesz szüksége, hogy elérje a gyulladási kon-centrációtartomány határát.

További vizsgálat tárgyát kell képezze a rendszer túlnyomása. A kiáram-lás szempontjából meg kell különböztetni a gázra jellemző hangsebesség alatti és feletti eseteket. Földgáz esetében ez a kritikus nyomásérték kb.

0,84 bar túlnyomásnál adódik. Ettől magasabb nyomások esetén sem képes a zárt rendszerből nagyobb sebességgel kiáramlani a gáz. Az áramlás ebben az esetben sokszor hasonlítható egy adiabatikus, tartályból történő kiáramláshoz. A kiáramlási sebesség a koncentráció térben történő eloszlására van hatással. Azaz csak zárt helyiségekben és igen kicsi kiáramlási sebességeknél (szivár-gások) van idő arra, hogy a tér bizonyos pontjaiban feldúsuljon a gázkoncent-ráció. Minden más esetben csak a keveredés intenzitása a meghatározó, azaz a kiáramló gázsugár kinetikus energiája.

Keverési határfeltételek meghatározásaAhhoz, hogy a lehetséges esetek modellezhetők és ezáltal vizsgálhatók legye-nek, néhány peremfeltételt meg kell adni. Ilyen feltétel például a vizsgálatba bevont gázok összetétele és fizikai paraméterei. A vizsgálatba bevont gázok összetételét az 1. táblázat szemlélteti.

Az egyes alapgázokat azonos hőértékre vagy Wobbe-számra lehet kever-ni. Az energiatartalom elszámolása szempontjából a hőértékek egyezése a kívánatos, azonban a földgázok cserélhetőségének elsőrendű, de nem elégsé-ges peremfeltétele a Wobbe-szám, illetve annak tartománybeli megegyezése. Mivel a megoldandó feladat az alap- és a cseregáznak ugyanazon tüzelőbe-

KomponensFöldgáz

G20mol%

Biometánmol%

Propánmol%

Levegőmol%

Metán (CH4) 100 95

Propán (C3H8) 100

Szén-dioxid (CO2) 5

Nitrogén (N2) 78

Oxigén (O2) 21

Argon (Ar) 1

Alsó hőérték (fűtőérték) MJ/m3 33,948 32,320 86,420 ‒

Relatív sűrűség (-) 0,555 0,603 1,550 1,000

Wobbe-szám1) MJ/m3 50,724 46,219 76,839 ‒

Alsó gyulladási koncentrációhatár2) (tf%) 4,36 4,58 2,05 ‒

Felső gyulladási koncentrációhatár2) (tf%) 15,33 16,21 11,38 ‒

1) A felső hőértékből számítva2) A Le Chatelier összefüggéssel számítva (csak kis inert tartalom esetén érvényes)

1. táblázat. A vizsgálathoz használt mintaösszetételek

Gázkompresszor Nagynyomású gáz palackos tárolója

www.e-met.hu GEOTERMIA

12 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

GÁZ www.e-met.hu www.e-met.hu GÁZ

rendezésben, változatlan feltételek melletti eltüzelése, ezért a Wobbe-számok megegyezése tekinthető kiindulási keretfeltételnek.

1. feladatHatározzuk meg ipari felhasználó esetén a metán és propán+levegő (SNG) keverék keverési peremfeltételeit, hogy a keverék (PSG) még éppen megfe-leljen az MSZ 1648: 2000 szabvány előírásainak!

Tekintsük a két gáz cserélhetőségének elsőrendű feltételeként a Wobbe-szám azonosságot. Tehát a metán és az SNG keverék Wobbe-számainak meg kell egyezniük. Feltételezzük, hogy az üzemen belül az elszámolás már nem feladat, azért a gáz hőértéke változhat. A keverék relatív sűrűségét tartsuk 1,0 alatt.

A megoldás során legelőször arra kell válaszolni, hogy milyen arányban keverhető össze a propán és a levegő, hogy a metán felső hőértékéből képzett Wobbe-számmal megegyezzen a kapott gázé. Az 50,724 MJ/m3-es Wobbe-számot a propán-levegő keverék 61,8 : 38,2 mol%-os összetétele adja. A ke-verék (SNG) összetétele ekkor: 61,08% C3H8; 29,80% N2; 8,02% O2; 0,38% Ar. A relatív sűrűség viszont 1-nél nagyobb: 1,333. A következő lépés annak meghatározása, hogy ezt a metánnal azonos Wobbe-számú keveréket (SNG) milyen arányban lehet még éppen a metánhoz keverni, hogy az beleférjen az MSZ 1648 szabvány határértékébe. Az MSZ 1648: 2000 szabvány által az országos rendszerről szolgáltatott 2H minőségű földgázra meghatározott peremfeltételeket a 2. táblázat tartalmazza.

Ahhoz, hogy a PSG keverék alsó hőértéke ne haladja meg a maximális 40,81 MJ/m3 értéket, legfeljebb 34,5% SNG-t tartalmazhat a keverék. Így a metán : SNG arány 65,5 : 34,5. Ekkor a helyettesítő gázkeverék összetétele: 65,50% CH4; 21,32% C3H8; 10,28% N2; 2,77% O2 és 0,13% Ar. A tényleges Wobbe-szám ekkor 49,52 MJ/m3, azaz -2,4%-os az eltérés a kívánt értéktől.

A tüzelőberendezések szem-pontjából ez minden további nélkül tolerálható. Az alsó hőérték viszont +20,2%-kal magasabb. A szabvány a névleges értéktől legfeljebb +/- 5%-os eltérést enged meg, így ez a gáz már nem tekinthető a szabvány sze-rint megfelelő minőségűnek. Hasonló az eset a végső gáz oxigéntartalmával is (2,77% O2), mely a szab-vány által megengedhető 0,2%-os határértéket többszörösen túllépi. És bár a keverék relatív sűrűsége 1,0 alatti (0,82), azonban ez már az EASEE-Gas ajánlásában szereplő max. 0,70-es értéket meghaladja. Itt meg kell jegyezni, hogy a magyar előírás nem tartalmaz határértéket a relatív sűrűségre.

A Le Chatelier összefüggéssel számítva a PSG keverék gyulladási kon-centrációhatára a 3,91-16,07tf% tartományba esik. Mindez azt jelenti, hogy a propán- és levegő-hozzákeverés a metánra (jó közelítéssel a földgázokra) vonatkoztatott gyulladási koncentrációtartományt kis mértékben kiszélesítet-te mindkét irányban.

Összességében látható, hogy a csúcsfedező gázként kapott keverék (PSG) nem felel meg az MSZ 1648 szabvány követelményeinek, tehát ez a gáz a magyar földgázhálózatban nem szállítható. Egy telephelyen belül viszont a tüzelőberendezések csúcsigényének kielégítésére alkalmazható. A mintafel-adattal kapcsolatban az alábbi következtetések vonhatók le:

● Azonos felső Wobbe-számra történő szabályozás esetén a metán rész-aránya min. 65,5% kell legyen.

● A keverést követően a propántartalom 0,00% és 21,32% között vál-tozhat a keverési aránytól függően.

● Ilyen összetétel mellett szénhidrogén-kondenzáció 5 bar túlnyomáson -42,5 °C; 25 bar-on -4,7 °C alatt következik be, azaz a felhasználó berende-zés szempontjából nincs valós szénhidrogén-kondenzációs veszély.

● A keverékre nem alkalmazhatók 100%-ban a földgázra vonatkozó biztonsági előírások.

2. feladatHatározzuk meg a biometán+propán keverék keverési feltételeit, hogy az megfeleljen az MSZ 1648 szabványnak, és elérje az egyik legmagasabb hőértékű hazai földgáz paramétereit!

Gázcsoport 2H 2S

Jellemzők Követelmények

Wobbe-szám(1), MJ/m3

(kWh/m3)45,66 – 54,76

(12,68 – 15,21)36,29 – 41,58

(10,08 – 11,55)

Névleges Wobbe-szám, MJ/m3

(kWh/m3)50,72

(14,09)39,11

(10,86)

Felső hőérték, MJ/m3

(kWh/m3)31,00 – 45,28(8,61 – 12,58)

Alsó hőérték, MJ/m3

(kWh/m3)27,94 – 40,81(7,76 – 11,34)

A gázellátás távvezetéki regionális

Oxigéntartalom, %(V/V) maximum 0,2

Vízgőz-tartalom, g/m3 maximum 0,17 1,0

Szénhidrogén harmatpont, °C, maximum 4 MPa-nál engedélyezési nyomásnál

4−

−4

1) A felső hőértékből számítva

2. táblázat. MSZ 1648: 2000 szerinti gázminőségi követelmények

Köszönetnyilvánítás„Jelen szakmai cikk a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű pro-jekt részeként ‒ az Új Magyarország Fej-lesztési Terv keretében ‒ az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósulhatott meg.”

Gázszárító

www.e-met.hu GEOTERMIA GÁZ www.e-met.hu www.e-met.hu GÁZ

13MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Szintén tekintsük a két gáz cserélhetőségének elsőrendű feltételeként a Wobbe-szám azonosságot. Mivel a keveréket a földgázhálózatba szándéko-zunk betáplálni, annak alsó hőértéke nem térhet el +/-5%-nál nagyobb mér-tékben a hálózati gázétól. A betáplálandó keverék relatív sűrűsége ne haladja meg az EASEE-Gas ajánlást (0,70). A betáplálásra igénybe vett hálózatban szolgáltatott gáz paraméterei:

● felső Wobbe-száma: 50,14 MJ/m3,● alsó hőértéke: 34,21 MJ/m3 (+5%=35,29 MJ/m3),● relatív sűrűsége: 0,57.

A megoldás során először arra keressük a választ, hogy milyen arányban kell bekeverni a propánt a tiszta biometánhoz, hogy a gáz a hálózati földgáz felső Wobbe-számával azonos legyen. A számítási eredmények 93,4 : 6,6 (biometán : propán) arányt adtak. Ekkor a Wobbe-szám 48,78 MJ/m3. Amint látható, nem lehetett elérni a hálózati gáz Wobbe-számát, mivel a biometán-propán keverék alsó hőértéke kilépett a +5%-os határtartományból, azaz túl-lépte volna a 35,92 MJ/m3 értéket. Ilyen korlátozó feltételek mellett a keverék összetétele: 88,73% CH4; 6,60% C3H8 és 4,67%; CO2. Az alsó hőérték a már említett 35,92 MJ/m3. Relatív sűrűsége ekkor 0,665.

A biometán-propán keverék gyulladási koncentrációhatára 4,23-15,77 tf% tartományba esik. A vizsgált összetételű biometán esetében a tartomány 4,58-16,21 tf% volt. A propán a gyulladási koncentrációtartományt mindkét határérték esetében csökkentette.

A mintafeladattal kapcsolatban az alábbi megállapítások tehetők:● Szénhidrogén-kondenzáció nem következik be az elosztás nyomástar-

tományában, mivel a földgázminőségi szabvány határértékei erősen korlátoz-zák a betáplálható propán mennyiségét.

● A keverék földgáznak tekinthető.● A keverékre alkalmazhatók a földgázokra vonatkozó biztonsági előírá-

sok.Megjegyzendő, hogy a megállapítások nem érvényesek a biogázok ada-

lékgáz minőségre történő előkészítésekor.

Minőségre vonatkozó megállapításokLeszögezhető, hogy a propán és pébé keverékek földgázrendszerekben tör-ténő megjelenésére reálisan számítani kell a jövőben. A bekeverés mennyi-sége alapvető információt hordoz a biztonsági követelmények vizsgálatakor, illetve megállapításakor. Az eltüzelés biztonsága szempontjából a Wobbe-szám egyezősége kívánatos. A Wobbe-szám és a hőérték soha nem egyezik meg együttesen az adott helyen szolgáltatott földgáz értékeivel (valamelyik paraméter el fog térni). Az SNG csúcsfedezés céljaira jellemzően 70%-nál magasabb földgáz-részarány esetén ajánlható, ekkor a keverési pont után a levegőnél kisebb sűrűségű, a földgázéhoz közel álló Wobbe-számú gázke-verék áll rendelkezésre. Szénhidrogén-kondenzációs veszély nem lép fel a legfeljebb elosztóhálózati nyomású rendszerekben a vizsgált peremfeltételek mellett. Biometán minőségjavítása esetén gyakorlatilag földgázminőséggel lehet számolni.

Biztonságtechnikai megfontolásokFöldgáztól eltérő biztonságtechnikai kockázatot csak a jelentősebb mértékben bekevert SNG jelent. Általában az ipari fogyasztó berendezések helyiségeiben legalább természetes szellőzés van, azaz van légáramlás. További pozitívum, hogy a szivárgó forrás kiáramlása turbulenciát generál a környezetében, ami intenzív keveredéshez vezet. Már kis rendszerbeli túlnyomás (0,84 bar) is je-lentős kiáramlási sebességet generálhat. Ahhoz, hogy a tökéletesen elkevere-dett metán és propán elkülönüljön egymástól a térben (felfelé, illetve lefelé), tökéletesen hermetikus tér és idő(!) szükséges. Az időtényező és legalább a

természetes szellőzés hiánya a gyakorlatban szinte elképzelhetetlen az ipari berendezések környezetében. Mivel a lehetséges összetétel-tartományokban a metán részaránya a legmagasabb (min. 3/4-ed része a keveréknek), a me-tánérzékelők fognak először jelt adni szivárgás esetén. Tény az is, hogy a metán relatív sűrűsége -0,44-dal, a propáné +0,55-dal tér el az 1,00-től, azaz közel azonos sebességgel terjednek függőleges irányban. A keverékek gyul-ladási koncentrációhatára csak kismértékben tér el az alapgázétól, a propán általában lefelé tolja el az eredeti tartomány határértékeket, a levegő pedig felfelé.

ÖsszegzésA 30%-nál nem nagyobb arányú SNG földgázhoz történő keverésével és a felhasználói tér szellőztetésének átgondolt kialakításával, valamint metánra kalibrált gázérzékelők elhelyezésével a tűz- és robbanásveszély megelőzhető, illetve minimalizálható. A helyiség mélyebb, kevésbé átszellőző részein elhe-lyezett PB gázérzékelők tovább növelik a biztonságot, azonban nem valószínű-síthető azok működésbe lépése a felvázolt feltételek mellett.

Felhasznált irodalom[1] EASEE-gas CBP 2005-001/01: Harmonisation of Natural Gas Quality;

2005.02.[2] Lautkaski R.: Understanding vented gas explosions; Technical Research

Centre of Finland, ESPOO, 1997.[3] MSZ 1648: 2000 Közszolgáltatású, vezetékes földgáz[4] R.J. Harris: Gas explosions in buildings and heating plant; E&FN Spon, Lon-

don, New York, 1989. ISBN 0-419-13220-1[5] Tihanyi L., Szunyog I.: Peak shaving by Synthetic Natural Gas; UFA State

Petroleum Technological University és a Miskolci Egyetem közös kiadványa, UFA, 2004. (pp. 174-185) ISBN 5-98755-001-7

[6] Tihanyi L., Szunyog I., Turzó Z., Horánszky B.: Alternatív gázforrások tüzelé-si-biztonsági kockázata; XX. Dunagáz Szakmai Napok 2012., előadás vázlat, 2012.04.18.

[7] Tihanyi L., Szunyog I.: Csúcsfedezés szintetikus földgázzal; Magyar Energe-tika 2004/5. (pp. 21-27)

www.e-met.hu GEOTERMIA

14 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

Csővári János, Németh László, Temesvári Péter

Energiatermelés és -hasznosítás lehetőségei a víziközmű-szolgáltatásban

A Bácsvíz Zrt. hazánk egyik meghatározó víz- és csatornaszolgálta-tója, mely jelenleg 48 településen látja el feladatait. Működési terü-lete kiterjed Bács-Kiskun megye mellett Pest és Jász-Nagykun-Szol-nok megyékre is. A vállalatnál nagy múltra tekint vissza a megújuló energiaforrások, így az ivóvíztermelésből és a szennyvízkezelésből származó energia kiaknázása és hasznosítása, melyet az alábbiak-ban részletesen is bemutatunk.

Kecskeméti I. sz. vízműtelep hőszivattyú-telepítési és üzemeltetési tapasztalataiA Kecskeméti I. sz. vízműtelep és a körülötte csoportosuló üzemviteli épü-letek fűtése egy gázüzemű, gőz közegű, lokális távfűtő művel került ellá-tásra, melynek veszteségei a rendszer öregedésével és a földgáz árának emelkedésével egyre jelentősebbé váltak. 2006-ra megérett a rendszer a változásra, melyre két lehetőség kínálkozott. Az egyik a meglévő távfűtő rendszer hibáinak kijavítása, szigetelésének rendbetétele, hőtermelő beren-dezés cseréje korszerű vízközegű készülékre, a másik pedig a gázvezetéket meghosszabbítva az egyes hőfelhasználó épületekhez vinni a földgázt, és helyben telepített kisebb kondenzációs kazánokkal 4 cellára osztva megter-melni a szükséges hőmennyiséget.

Mindkét rendszer nagy felületű hőleadókat igényel. A hőszivattyúval a tel-jes klimatizálás, hűtés, fűtés megoldható. A hőszivattyús rendszer beruházási költsége nagyobb, a víz/víz hőszivattyúkra jellemző jóságfok miatt az üzemel-tetés a drágább energiahordozó ellenére is jóval kedvezőbb. A 44 kW teljesít-ményű berendezés kivitelezése során hőmennyiségmérők is beépítésre kerül-tek a hűtő- és fűtőkörökbe, valamint a készülék villamosenergia-felhasználása is mérésre került, hogy ellenőrizni lehessen a technológia hatékonyságát.

A Bácsvíz Zrt. területén ez volt az első ilyen jellegű projekt, így nagy érdeklődés kísérte. A mérések alapján beigazolódott, hogy az elmúlt hat évben éves átlagban a 16-18 °C hőmérsékletű nyers vízre telepített be-rendezés jóságfoka (COP-értéke) 4,5-5 között volt. A klimatizáló rendszer a telepen üzemelő folyamatirányítás felügyelete alatt működik, így minden normál funkciót, üzemállapotot és a mérőberendezések adatainak rögzítését automatizált informatikai rendszer végez.

Szennyvízből energiahasznosítási lehetőségekA szennyvízkezelés során energiát többféle módon nyerhetünk. A szenny-víz víztartalmának energiáját a fent leírtak alapján hőszivattyú segítségével lehet hasznosítani. A hőcserélők megfelelő állapota és a hőátadás hatásfo-kának szinten tartása érdekében a lebegő anyagokat legalább ideiglenes jelleggel el kell távolítani a szennyvízből. A reális költségeken el nem tá-volítható részecskék viszont lerakódnak a hőcserélőn, így azt rendszeres tisztítással regenerálni kell.

Másik módja a hőcserének, ha a hőcserélő nem érintkezik közvetlenül a szennyvízzel, de ez esetben is biztosítani kell, hogy a szennyvízzel érintkező hőátadó felület (a cső vagy tartály belső fala) megfelelően tiszta legyen a hőátadás hatékonysága miatt.

A víztartalom mellett az iszap is felhasználható energianyerésre. A szennyvíziszap szerves és szervetlen anyagokból, valamint vízből áll. A há-romszögdiagramon (1. ábra) látható, hogy milyen az éghető és nem éghe-tő anyag- s víztartalom-összetétel esetén hogyan használható fel égetéssel történő energiahasznosításra a hulladékanyag általában, és annak milyen energiahozama lehet. Ha a megfelelő anyagösszetétel és anyagi jellemzők rendelkezésre állnak, több lehetőség is van az elégetésre. Az anyag- és energiamérleget össze kell állítani, és ennek ismeretében lehet csak meg-határozni a legkedvezőbb felhasználási formát. Például ömlesztett formá-ban, ahogyan a szénerőművekben por alakban használják fel a szenet is. Tömörítéssel mind a víztartalom, mind a kezelhetőség javítható. Lehetőség a pellet- és a brikettgyártás. Előbbi esetben 1-3 cm hosszú és 1 cm-nél kisebb átmérőjű hengereket préselnek az iszapból. Ezek felhasználhatók pelletkályhákban, -kandallókban és olyan szilárdtüzelésű kazánokban, me-lyek arra alkalmasak. A brikettgyártás esetén a gyártó berendezés kimenete nagyobb, hengeres vagy téglaforma egységekbe préseli az iszapot (7-10 cm átmérő, 10-30 cm hossz). Felhasználása egyszerűbb, többféle tüzelő-berendezés képes hasznosítani, például régebbi vegyes tüzelésű kazánok, melyekben a szénbrikett égethető.

Fontos energiaforrás továbbá a szennyvíziszap bomlása során keletkező melléktermék, a biogáz.

A biogázképződés mikrobiológiája A biogázképződést négy fázisra lehet bontani. Az első fázis a hidrolízis, mely-nek során a szerves anyagokat (fehérjék, zsírok, szénhidrátok) bakteriális en-zimek alapegységeire bontják. Az így kapott aminosavak, zsírsavak és glükóz alapanyagként szolgálnak a következő fázisnak, a savképződésnek. A sav-képződéskor a feloldott anyagok szerves savakká (ecet-, propion-, vajsavvá) alakulnak. Képződnek továbbá aldehidek, hidrogén, szén-dioxid és egyéb gá-zok (ammónia, kénhidrogén). Ezt követi az acetogén baktériumok munkája. Ezek a baktériumok az előző lépcsőben készült anyagokat alakítják ecetsavvá. A metánképződés folyamata az utolsó fázishoz ér, amikor az ecetsavat metán-képző baktériumok metánná, szén-dioxiddá és vízzé alakítják. A hidrogén (H2) és a szén-dioxid (CO2) metánná és vízzé alakul át: CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O.

A biogázképződés előfeltételei:● levegőtől (oxigéntől) elzárt környezet,● metanogén baktériumok jelenléte,● állandó, kiegyenlített hőmérséklet,● folyamatos keveredés,● kellően aprított szerves anyag.

Amennyiben a szükséges környezeti feltételek megvannak, a biogáz mennyisége elsősorban a betöltött szerves anyag mennyiségétől és minő-ségétől függ. Szennyvíztisztító telepeken a minőség általában kiegyenlített. Amennyiben a rothasztók mérete lehetővé teszi, érdemes más vállalkozások bontható hulladékait is fogadni, így a szennyvíztisztító telep energetikailag akár önellátóvá is válhat. Kecskeméten jelenleg az önellátási ráta 80%.

www.e-met.hu GEOTERMIA

15MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

Gázenergia-hasznosítás (gázmotor, gázturbina, gázégőfej)A gáz legegyszerűbb felhasználása, és a legrégebbi is, az égőfejjel történő hasznosítás. A sokak által használt gázfőzőlapokhoz, -tűzhelyekhez és -ka-zánokhoz hasonló kialakítású égőfejeken felhasználható a biogáz is, de ha a gázban a metánon kívül más gázösszetevők is jelen vannak, a felhasználha-tóságot korlátozni kell. A biogáztermelő rendszerek kötelező eleme a bizton-sági fáklya, melynek egyik célja, hogy a keletkező, fel nem használt metánt égetés után juttassák a környezetbe, mert a metán nagyjából négyszer olyan intenzitású üvegházhatást okozó gáz, mint a szén-dioxid. További lehetőség a gázturbinában történő elégetés. A rendszer előnye, hogy magasabb égéshőt eredményez, így nagy nyomású, magas hőmérsékletű távfűtő rendszerekhez jól alkalmazkodik, és rosszabb minőségű gázkeverékkel is beéri. Ennek elle-nére nem akármivel, mert a biogáz-keveréknek általában így is el kell érnie a legalább 30%-os metán tartalmat. Hátránya a magasabb fajlagos (beépített villamosenergia-teljesítményre vetített) költség és a lefelé megjelenő méret-korlát. Gázmotorok jellemzően közepes teljesítményen, kapcsolt villamos-energia-termelésre használt technológiát képviselnek. A kogenerációs erőmű-vek műszaki paramétereit az 1. táblázat foglalja össze.

A gázösszetétel hátrányait (kénhidrogének hatása a szerkezetre) ugyan-akkor fontos megemlíteni, mivel a biogáz egy gázkeverék, amiben a metá-non kívül legtöbb esetben szén-dioxid és különböző egyéb anyagok, például kénhidrogének is találhatók. Különböző gázösszetételek más-más módon be-folyásolják az égőfejre, az égéstérre és a füstgáz-elvezetésre gyakorolt kor-róziós hatásokat. A kommunális szennyvíziszapokból keletkező biogázokban általában kell számolni kéntartalommal, így amikor a metán vízzé és szén-dioxiddá ég el, kénhidrogének is keletkeznek, melyek a vízpárával érintkezve kénes savakat alkothatnak. Ez az anyag erősen korrozív, oxidáló hatású, ezért a berendezés kiválasztásakor, a rendszer tervezésekor figyelembe kell venni a gázösszetételt.

Gyakorlati példa a biogáz-felhasználására KecskemétenA kecskeméti szennyvíztisztító telepen a szennyvíziszap stabilizálására már a 1980-tól működnek úgynevezett fermentációs tornyok. A bennük keletke-ző biogáz energiatartalma biztonsági fáklyán és egyéb hasznos égőfejeken keresztül szabadult fel. A gázfelhasználás időbeli szabályozását segítette a szintén 1980-ban megépült biogáztároló, melynek 300 m3-es hasznos tér-fogata akkoriban kielégítő volt. A csatornázottság növelésével és az egyre több szerves anyag beérkezésével párhuzamosan a termelt gáz mennyisége is nőtt, így annak hasznosítása egyre jobban előtérbe került. 1996-ban üzembe helyezésre került egy biogázmotor, amely 560 kW hő- és 450 kW villamos maximális energia-teljesítménnyel rendelkezik. A rendszeres karbantartásnak és erős felépítésének köszönhetően a mai napig üzemel, és meghaladta a

107 000 üzemórát a működési ideje. A beruházás a hozzá fűzött reményeket készpénzre váltotta, ezért pályázati úton a többlet gázkapacitásra egy újabb, 410 kW hő- és 330 kW villamos teljesítményű gázmotor-generátor együttes került beszerzésre 2007-ben.

A generátorok által termelt villamos energiát a szennyvíztisztító telepen hasznosították. A gázmotorok gondoskodtak az épületek téli fűtésének nagy részéről is. A nyári hulladékhő hasznosításra készültek belső tanulmányok, ki-mutatások, de a beruházási költségek és a megtérülési idők eddig nem tették lehetővé a megvalósítást. Az utóbbi néhány évben azonban kiemelt figyelmet kapott az önellátási ráta vizsgálata. Több lépésben értük el a 80%-os szintet, melynek egyik nagy állomása volt a 2009-ben beszerzésre került, 2650 m3-es biogáztartály, amely akkor Magyarország legnagyobb biogáztartálya volt. A tárolókapacitás közel kilencszeres növekedése a kényszerű biogázfáklya-használatot jelentősen csökkentette. Míg 2008-ban a termelt biogáz-meny-nyiség 7,46%-át hasznos tartalom nélkül, biztonsági fáklyán kellett elégetni, 2010-re ez az arány 0,61%-ra csökkent. Így már szinte a teljes termelt ener-giát hasznosítani lehetett.

Az önellátási ráta növelésére idegen vállalkozások lebomló melléktermé-keit, hulladékanyagait is befogadja korlátozott mértékben a telep, ez 73%-ról 2011-re 78%-ra növekedett. A vonatkozó szabályozások, biztonsági előírások nem teszik lehetővé számunkra, hogy a telepen fel nem használt energiát megfelelő körülmények között értékesítsük, ezért a telep folyamataihoz kel-lett hozzányúlni. A gáztermelést és -felhasználást is a telep életéhez kellett optimalizálni, amit a telepen működő korszerű folyamatirányítási rendszer se-gítségével tehetünk meg. Az így kialakított folyamatmenedzsment lehetővé tette, hogy 2012 végére az éves önellátási ráta meghaladja a 80%-ot.

Megújuló energiaforrások részarányának növeléseFelismerve a megújuló energiaforrások használatának fontosságát, cégünknél megalakult a Megújuló Energiaforrások Team (MET) elnevezésű projektszer-vezet, melynek feladata a témával való foglalkozás, a kapcsolódó technológiák megismerése, konkrét stratégia és tervek elkészítése, valamint a CSR kereté-ben a lehető legtöbb információval ellátni fogyasztóinkat és munkatársainkat különböző csatornákon a megújuló energiaforrások háztartásokban is jól al-kalmazható technikai megoldásairól. Összhangban az Európai Unió klímacso-magjának részeként zöld utat kapott Megújuló Energia Irányelvvel, a Bácsvíz Zrt. a jövőben tovább kívánja növelni a megújuló energiaforrások részarányát az energiaigény kielégítésében. Megfelelő pályázati források esetén további napelemes kiserőművek telepítése, használati meleg víz előállítására alkal-mas napkollektorok beszerzése, illetve újabb hőszivattyúk telepítése reális célkitűzés. Nagyobb energiatartalmú, növényi alapú élelmiszerhulladékok be-fogadása esetén a biogáz-termelés további növelése lehetséges, technológiai okokból azonban nagyságrendi előrelépés véleményünk szerint ezen a terüle-ten már csak új telephelyek bevonásával valósítható meg.

Gáz/gőz erőművek műszaki paraméterei

Típusok

Villamos teljesítmény

Villamos hatásfok

Termikus határfok

Össz-hatásfok

Fajlagos kap-csolt villamos-

energia-termelés

[MW] [%] [%] [%] [‒]

Belsőégésű motorok

gázmotorok 0,03-15 25-42 65-40 82-90 0,4-1

dieselmotorok 2-25 38-45 40-35 75-85 0,9-1,3

Gáz-turbinák

aeroderivatív 1-50 24-42 66-46 85-90 0,35-0,9

ipari 0,2-270 16-37 74-53 85-90 0,2-0,7

Gőzturbinák 0,5-150 24-28 45-60 75-85 0,4-0,5

Gáz/gőz kombinált ciklus 5-300 34-55 30-45 80-85 0,7-1,2

1. táblázat. (Forrás: Bercsi Gábor: Kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés)Éghető anyag

Ham

u, s

alak

Víz

Fűtőérték, kJ/kg

1. ábra. (Forrás: dr. Barótfi István: Környezettechnika)

Éghető anyagÉghető anyagÉghető anyag

Ham

u, s

alak

Ham

u, s

alak

VízVíz

Fűtőérték, kJ/kg

Fűtőérték, kJ/kg

www.e-met.hu GEOTERMIA

16

www.e-met.hu ENERGETIKAENERGETIKA www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Szilágyi Zsombor

Körkép néhány energiahordozó világáról

Folyamatosság és irányváltások. Ez jellemzi a világ energia piacain a 2011. évet. A gazdasági válság különböző szakaszaiban vannak az egyes országok, de szerencsére a világ gazdasági nagyhatalmai már a kilábalás jeleit mutatják. Az egyes energiahordozók iránti keresle-tet mindenekelőtt az árak befolyásolják, de vannak környezetvédel-mi, piacpolitikai és földrajzi mozgató tényezők is. A piacokon olyan új szereplők is megjelentek, amelyekkel a nemzetközi energiahordo-zó-kereskedelemben eddig nem találkozhattunk. Cikkünkben a szén, a kőolaj, a földgáz, a nukleáris fűtőanyag, a vízenergia és az egyéb megújuló energiaforrások készleteiben, termelésében, felhasználásá-ban beállt változások mögé próbálunk nézni. A világ elsődleges ener-giahordozó-fogyasztása 12 073 millió toe volt 2011-ben. A táblázatok egy részében ugyanazt az adatot több forrásból is bemutatjuk, és né-hol lényeges eltérés látható. Ennek okait nem elemezzük, de a legtöbb adatot a British Petrol évkönyveiből vettük át.

SzénA világ széntermelése jelenleg 5,4 milliárd tonna évente. Ez a mennyiség ma-gában foglal a lignittől az antracitig minden szénféleséget. A világ 2011. évi szénfogyasztása a primer energiahordozó-felhasználás 30,8%-a volt. A szén nemzetközi kereskedelme lényegesen kisebb mértékű, mint a kőolajé vagy a földgázé. Természetesen a szénfelhasználás a legnagyobb készletekkel és bá-

nyászati infrastruktúrával rendelkező országokban a legnagyobb. Európa után az Egyesült Államok és Kína is elkezdett foglalkozni a szénfelhasz-nálás kiváltásával, de ennek első eredményei csak az USA-ban látha-tók. A szénkészletek (1. táblázat) megkutatottsága sem egyenletes a világban, például Afrika középső térségében vagy Oroszország keleti felében még hatalmas, feltáratlan szénmezők lehetnek. A világ szén-készlete az elmúlt húsz évben csak kismértékben csökkent, a kutatások eredményei pótolják a kitermelést.

Megugrott a szén ára a nemzetközi piacon, ennek oka elsősorban az eu-rópai szénkészletek csökkenése, több országban az elfordulás a nukleáris energiahordozóktól, és nem utolsósorban a rapid fejlődést mutató ún. BRIC országok általános energiaéhsége (2. táblázat). Kiemeljük a nagy szénterme-lő országok közül Kínát, ahol tíz év alatt több mint kétszeresére nőtt a terme-lés, de Indonézia fejlődése is rendkívüli ezen a területen. Újdonság Kolumbia megjelenése a szénpiacon: bár még nem meghatározó tényező, de a fejlődése nagyon gyors. Európa legnagyobb széntermelője, Lengyelország termelése a készletek gyors csökkenése és a dinamikusan megindult földgáztermelése miatt jutott a stagnálás állapotába (3. táblázat). Dél-Afrika a gyors fejlődésű BRIC országok negyedik tagja, ez az ország a BRIC(S) csoportból az (S). Az ország a nagyon erős szénbányászatra, a szénexportra (és egyéb szilárd ás-ványkincseire) építi gazdaságát. Rotterdam kikötőjében a dél-afrikai kőszén olcsóbban kapható, mint a viszonylag közeli német külszíni fejtésből termelt feketeszén. Ha egy országnak nagy szénkészletei, fejlett bányászata van, ak-kor természetesnek tekinthető, hogy a szén felhasználása is magas szintű. Ezt a tendenciát a szén-dioxid kvótarendszer sem tudta lényegesen elmozdítani (4. táblázat).Törökországra hívnánk fel itt a figyelmet, ahol a gyors gazdasági fejlődéshez szükséges energia jelentős részét a felfutó szénbányászatuk fede-zi. De találkozni fogunk Törökországgal a földgázfelhasználás értékelésénél is. Kolumbia, Indonézia szénfogyasztása is gyorsan nő. Ukrajna az orosz gázim-port kiváltására határozott akciókat indított, ennek része a hazai széntermelés és -felhasználás felfuttatása.

KőolajMintegy 4000 millió tonna kőolajat használunk el évente a világon. A világ 2011. évi kőolajfogyasztása a primer energiahordozó-felhasználás 33,8%-a volt. A kőolajkészletek kutatása általában együtt jár a földgázzal (5. táblázat). A jelentős kőolajtermeléssel rendelkező országokban a legújabb geológiai és geofizikai kutatási módszerek újabb készleteket tártak fel. Reményteljes ku-

Ország Ismert szénkészlet (millió tonna)

USA 237 295

Oroszország 157 010

Kína 114 500

Ausztrália 75 400

India 60 600

Németország 40 699

Ukrajna 33 873

Kazahsztán 33 600

Dél-Afrika 30 156

Világ összesen 860 938

1. táblázat. Szénkészletek 2011 végén

Év Észak- és Nyugat-Európa

USA (közép)

Japán háztartási

Japán ipari

1991 42,8 29,01 60,45 50,3

1995 44,5 27,01 54,47 47,58

2000 35,99 29,9 39,69 34,58

2005 60,54 70,12 89,33 62,91

2010 92,5 71,63 158,95 105,19

2011 121,54 87,38 229,12 136,21

2001 2005 2010 2011

Kína 809,5 1302,2 1797,7 1956

USA 590,3 580,2 551,8 47,58

Ausztrália 180,2 205,7 236 230,8

India 133,6 182,1 217,5 222,4

Indonézia 56,9 93,9 169,2 199,8

Oroszország 121,54 87,38 229,12 136,21

Dél-Afrika 126,1 137,7 143,3 143,8

Kazahsztán 40,7 44,2 56,2 58,8

Lengyelország 71,7 68,7 55,5 56,6

Kolumbia 28,5 38,4 48,3 55,8

Ukrajna 43,5 41 39,9 45,1

Világ összesen 2460,2 3069,3 3726,7 3955,5

2. táblázat. Szén éves átlagárak (USD/tonna)

3. táblázat. Széntermelés (Mtoe)

www.e-met.hu GEOTERMIA

17

www.e-met.hu ENERGETIKAENERGETIKA www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

tatási terület lesz az Északi Sark vidéke, ahol milliárd tonnás készletek lehet-nek. A világ megismert kőolajkészletei nőnek, és ezt a tendenciát várhatjuk a következő húsz-harminc évben is.

A növekvő kereslet, és a 110-120 USD/barrel körüli kőolajár minden kő-olajtermelő országot a kitermelés fokozására ösztönöz (6. táblázat). Az OPEC keretei között működő úgynevezett kitermelési kvótarendszer (a piacszabá-lyozás egyik lehetséges eszköze) nem működik hibátlanul. Az OPEC-en kívüli országok közül Oroszország a meghatározó olajtermelő. Az orosz gazdaság számára az olajexport létfontosságú. Irakban stabilizálódik a helyzet, a ter-melőkapacitások közelítenek a maximumhoz. Irán kőolajpiaci szerepe mindig izgalmas kérdés. A termelt kőolaj 42%-a exportra kerül. Ezt az exportot fe-nyegeti minden pillanatban a világ nyugati felének bojkottja az iráni nukleáris programok rejtegetése miatt. Irán belső kőolajfogyasztásának növekedése mögött ismét nyugtalanító jeleket lehet vélni, a többlet energiahordozó a nuk-leáris ipar végtelen nagy energiaigényét sejtteti.

Az USA és az EU meghatározó gazdaságai, Németország, Franciaország, Nagy-Britannia kőolaj-felhasználása látványosan csökken, az importkitettség csökkentése, a környezet védelme és a helyettesítő (földgáz, megújulók) energiahordozók előretörése miatt.

Oroszország és Szaúd-Arábia osztozik az első két helyen a világ legna-gyobb kőolajexportálói listáján. Oroszország egész gazdasága szempontjából a minél nagyobb kőolajexport létfontosságú, a 2012. évi 290 milliárd dollár exportbevétel adja a GDP közel 30%-át (7. táblázat).

Nukleáris energiahordozóA világ 2011. évi nukleáris energiafogyasztása a primer energiahordozó-fel-használás 5%-a volt (8. táblázat). A magyar adatokat csak a nagyságrendek érzékelése miatt mutatjuk be.

A nukleáris energiahordozó-felhasználás ma már nincs szoros összefüg-gésben az adott ország katonapolitikai erejével és céljaival. Talán éppen Irán a kivétel. Ennek az országnak az energiastratégiájáról, energiapiacairól nagyon keveset tudhatunk. A nemzetközi szervezetek figyelme középpontjában az iráni nukleáris programok vannak, nyilván a katonai célú fejlesztések ellenőr-zése és szükség szerinti féken tartása érdekében.

A táblázatban bemutatott országok közül Japán határozta el a nukleáris erőművek fejlesztési programjának leállítását. Európában Németország ha-tározta el az atomerőművek fokozatos leállítását. Ennek a döntésnek néhány alapja: a nukleáris energiahordozót versenyképes áron tudják megújuló ener-giahordozóval helyettesíteni, hatalmasra nőtt a nukleáris hulladékok tárolá-sának költsége, és támaszkodhatnak a földgáz-többletforrásokra is (Északi Áramlat gázvezeték, LNG terminálok).

Tény, hogy a nukleáris alapú villamos áram-termelésnél a legmagasabbak a létesítési költségek. Ma már a nukleáris erőművi technológiákat teljesen biz-tonságosnak tekinthetjük természeti csapás, terrorcselekmény vagy kezelői hiba esetén is.

Nem szabad globális ítéletet mondani a nukleáris energiahordozó felett. Az adott ország energiaigénye, saját energiahordozó-készleteinek összetétele és nagysága alapján új nukleáris erőmű építése lehet indokolt is.

2001 2005 2010 2011

Szaúd-Arábia 9158 11 033 9955 11 161

Oroszország 6989 9443 10 150 10 280

USA 7669 6895 7555 7841

Irán 3825 4184 4338 4321

Kína 3310 3642 4077 4090

Kanada 2677 3041 3367 3522

Mexikó 3568 3766 2958 2938

Egyesült Arab Emirátusok 2551 2983 2867 3322

Venezuela 3142 3003 2775 2720

Irak 2523 1833 2480 2798

Kuvait 2181 2654 2518 2865

Világ összesen 74 767 81 391 82 480 83 576

2001 2005 2010 2011

USA 19 649 20 802 19 180 18 835

Kína 4859 6944 9521 9758

Japán 5392 5327 4413 4418

India 2288 2567 3332 3473

Oroszország 2503 2621 2804 2961

Szaúd-Arábia 1622 1970 2748 2856

Brazília 2030 2070 2629 2653

Dél-Korea 2266 2312 2392 2397

Irán 1392 1696 1887 1824

Németország 2787 2592 2445 2362

Mexikó 1939 2030 2014 2027

Franciaország 2010 1946 1761 1724

Nagy-Britannia 1704 1806 1588 1542

Magyarország 141 158 146 142

Világ összesen 77 245 83 925 87 439 88 034

2001 2005 2010 2011

Kína 720,8 1186,2 1676,2 1839,4

USA 555,2 574,2 526,1 501,9

Ausztrália 48,2 53,5 43,8 49,8

India 145,2 184,4 270,8 295,6

Indonézia 16,8 25,4 41,2 44

Oroszország 102,4 94,2 90,2 90,9

Dél-Afrika 73,4 82,9 91,3 92,9

Kazahsztán 22,5 27,2 31,6 30,2

Lengyelország 58 55,7 56,4 59,8

Ukrajna 39,7 37,4 37,9 42,4

Törökország 18,4 21,8 30,9 32,4

Kolumbia 2,7 2,7 4 4,3

Világ összesen 2460,2 3069,3 3726,7 3955,5

1991 2001 2010 2011

Venezuela 7,5 8,7 35,5 46,3

Szaúd-Arábia 31,2 31,5 31,7 36,5

Kanada 4,8 21,7 21 28,2

Irán 11,1 11,9 18,1 20,8

Irak 12 13,7 13,7 19,3

Kuvait 11,6 11,6 12,2 14

Egyesült Arab Emírségek 11,7 11,7 11,7 13

Oroszország n. a. 8,7 10,4 12,1

Világ összesen 123,7 151,8 194,3 234,3

6. táblázat. Kőolajtermelés (ezer barrel/nap)

7. táblázat. Kőolaj-felhasználás (ezer barrel/nap)

4. táblázat. Szén-felhasználás (Mtoe)

5. táblázat. Kőolajkészletek (ezermillió tonna)

www.e-met.hu GEOTERMIA

18

ENERGETIKA www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu ENERGETIKA

VízenergiaA világ 2011. évi vízenergia-termelése a primer energiahordozó-felhasználás 6,6%-a volt. Alapvetően földrajzi adottság és beruházás kérdése a vízierő-művek építése. A világ különböző térségeinek vízienergia-potenciálja lénye-gesen nagyobb, mint amennyit kihasználnak. Lassan megtérülő beruházás, összehasonlítva a fosszilis tüzelőanyaggal üzemelő erőművekkel. Ez az oka annak, hogy a hatalmas energiaigényű BRIC országokban sem indult be a ví-zierőmű-építési hullám (9. táblázat). Norvégia vízenergia-termelése 2011-ben 27,6 Mtoe volt. Ez a termelés megalapozza azt, hogy Norvégiában a villamos energia ára átlagosan 40%-a legyen a földgázénak, és a villamos áram adja az ország energiafelhasználásának kb. 60%-át. A villamos áram-export mellett az ország gazda(g)sága a kőolaj- és földgáz-exporton alapszik.

Megújuló energiahordozókA világ 2011. évi egyéb megújuló energiahordozó-fogyasztása a primer ener-giahordozó-felhasználás 1,6%-a volt. A vízenergián kívüli megújuló ener-giahordozó-potenciált még nem mérték fel a világon. A föld, a levegő ener-giatartalmát akár végtelennek is tekinthetjük, az elérhető és hasznosítható biomassza is töredéke a világpotenciálnak. A Nap energiáját is csak elkezdtük hasznosítani, a perspektíva ezen a téren is szinte beláthatatlan (10. táblázat). A vízenergián kívüli egyéb megújuló energiahordozók (nap-, levegő-, föld-, termálvíz-energia, biomassza) hasznosítása erősen beruházásigényes és ál-talában lassan megtérülő (ezért a bankok hitelezési hajlamát nem ösztönző) befektetés. Jelentéktelennek mondhatjuk a megújuló energiahordozók szere-pét a világ globális energiaigénye kielégítésében. Európa, pontosabban az EU az a terület, ahol pénzforrásokat is rendelnek a megújuló energiahordozók nagyobb térnyeréséhez. Ennek oka pedig az, hogy Európa saját fosszilis ener-giahordozó-készletei gyorsan apadnak, és megengedheti magának az EU ezt a „rossz” beruházási területet. Oroszország nem azért került a táblázatba, mert a világ élenjáró megújuló-hasznosító országa, hanem éppen azért, mert mintha egyáltalán nem foglalkoznának ezzel az energiával. Az Egyesült Államokban az energiahordozók piaci ára megnyitotta az utat a megújulók elterjedésének. Kínában állami program indult, első sorban a vezetékes áramellátással nem

rendelkező térségekben napelemtelepek létesítésére. Németország a szélener-gia-hasznosítással és napelem-telepítéssel tudta tíz év alatt meghétszerezni a megújuló-hasznosítást. Ez a sikeres program alapozta meg a nukleáris erőmű-vek ütemezett leállításának programját is. Afrikáról, Ausztráliáról, Dél-Ame-rikáról nem nagyon hallunk a megújuló energiahordozók elterjedése terén.

FöldgázA 11. táblázat a konvencionális földgázkészleteket mutatja. Az USA és ha-gyományos földgáz-beszállítóinak (Kanada, Mexikó, Trinidad és Tobago) föld-gázkészlete nem túl nagy az USA földgázigényéhez képest. A hatalmas orosz készlethez hozzátehetjük, hogy az ország keleti felének geológiai, geofizikai kutatásai még messze nem fejeződtek be, további hatalmas készletek jelen-hetnek meg. A potenciális földgázkészletek szempontjából az Északi Sark terü-lete nagyon biztató, meg is indult a területen érdekelt országok (USA, Kanada, Dánia, Oroszország) között a huzakodás a koncessziós határok megrajzolásá-nál. Az európai konvencionális földgázkészletek nem jelentősek (12. táblázat).

2001 2005 2010 2011

USA 183,1 186,3 192,2 188,2

Franciaország 95,3 102,4 96,9 100

Japán 72,7 66,3 66,2 36,9

Oroszország 31 33,4 38,5 39,2

Dél-Korea 25,4 33,2 33,6 34

Magyarország 3,2 3,1 3,6 3,5

Irán *

Világ összesen 600,8 626,7 626,3 599,3

* feltehetően kevesebb, mint 0,05

2001 2005 2010 2011

Kína 62,8 89,8 163,4 157

Brazília 60,6 76,4 91,2 97,2

Kanada 75 82,1 79,4 85,2

USA 49,6 61,8 59,5 74,3

Oroszország 39,8 39,5 38,1 37,3

India 16,3 22 25 29,8

Világ összesen 587,2 662,3 778,9 791,5

8. táblázat. Nukleáris energiahordozó-felhasználás (Mtoe)

9. táblázat. Vízenergia-hasznosítás (Mtoe)

2001 2005 2010 2011

USA 16,8 20,6 38,9 45,3

Németország 3,6 9,6 18,9 23,2

Spanyolország 2 5,6 12,5 12,7

Kína 0,7 1 11,9 17,7

Oroszország 0,05 0,1 0,1 0,1

Magyarország 0,05 0,4 0,6 0,7

Világ összesen 54 84,1 165,5 194,8

10. táblázat. Egyéb megújuló energiahordozó-hasznosítás (Mtoe)

1990 2000 2010 2011

Oroszország n.a. 42,3 44,8 44,6

Irán 17,0 26,0 29,6 33,1

Katar 4,6 14,4 25,3 25

Szaúd-Arábia 5,2 6,3 8,0 8,2

Egyesült Arab Emirátusok 5,8 6,1 6,1 6,1

Irak 3,1 3,1 3,2 3,6

Egyesült Államok 4,8 5,0 7,7 8,5

Kanada 2,7 1,7 1,8 2

Mexikó 2 0,8 0,3 0,4

Trinidad és Tobago 0,2 0,6 0,4 0,4

Kazahsztán n.a. 1,8 1,8 1,9

Azerbajdzsán n.a. 1,2 1,3 1,3

Türkmenisztán n.a. 2,6 13,4 24,3

Üzbegisztán n.a. 1,7 1,6 1,6

Kína 1,0 1,4 2,8 3,1

India 0,7 0,8 1,5 1,2

Brazília 0,1 0,2 0,4 0,5

Indonézia 1,8 2,6 3 3

Malajzia 1,7 2,5 2,4 2,4

Vietnam n.a. 0,2 0,6 0,6

Algéria 3,6 4,5 4,5 4,5

Egyiptom 0,4 1,6 2,2 2,2

Nigéria 3,4 4,6 5,1 5,1

Világ összesen 125,7 154,3 187,1 208,4

11. táblázat. Konvencionális földgázkészletek (év végén, ezermilliárd m3)

www.e-met.hu GEOTERMIA

19MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

ENERGETIKA www.e-met.hu www.e-met.hu ENERGETIKA

Az üledékes kőzetekből viszonylag könnyen kitermelhető konvencionális föld-gázkészletek kutatásáról, kitermeléséről már szinte mindent tudunk. Megje-lent azonban a földgázpiacon a nem konvencionális (tömör kőzetek, palagáz, széntelepek metántartalma) készletekből termelt földgáz is. Ebben a prog-ramban az Egyesült Államok jár élen, a kutatási, termelési technológia is első-sorban innen származik. A nem konvencionális készletek termelési költségei ma még általában magasabbak, mint a konvencionálisaké, de a jövő biztató a nem konvencionális forrásokból származó gáz árának csökkenése tekinteté-ben. Az Egyesült Államok a világ legnagyobb földgáztermelője és -fogyasztója is (13. táblázat). Aktív külkereskedelme mellett a belföldi nem konvencionális kutatás és termelés adja a növekvő termelés bázisát. A földgázból egy-két éven belül önellátó lesz, és a palagáz termelése 2035-re a fogyasztás 40%-át is adhatja. Oroszország a világ második legjelentősebb földgáztermelője. Lét-fontosságú az ország gazdaságának a földgáztermelés és -export, ezért a fej-lesztési programok gyakorlatilag akadálytalanok. A földgáz exportjának növe-lése a jól fizető EU-tagországok felé indította az új (tranzitszállítási kockázatok nélküli) szállítóvezetékek (Északi Áramlat, Déli Áramlat és ma már a Nabucco is) megépítését. Oroszország aktív az európai földgáztőzsdéken is, a Gazprom leányvállalatai egyre rugalmasabb szerződéseket kötnek, és nemcsak hosszú távra. Az európai földgázkészletek meghatározzák a termelés szintjét is. Hol-landia és Norvégia a két földgáz „nagyhatalom” Európában, sajnos gyorsan fogyó készletekkel. Nagy-Britannia már 2005-től importra szorul, a készletei gyorsan fogynak (14. táblázat). Lengyelország földgázipara elég fiatal még, de a földtani kutatások hatalmas nem konvencionális készleteket mutatnak. Külföldi, koncessziós termelő cégek erőteljes kutatási, termelési programot indítottak, pár éven belül önellátó lesz az ország földgázból. A BRIC országok földgázfogyasztása is dinamikusan nő, de közel sincs olyan szinten, hogy a világ földgázpiacait felforgatná (15. táblázat). A volt FÁK-államok gázfogyasz-tását együtt kell nézni a földgázkészleteikkel és a gáztermeléssel. Láthatjuk, hogy ezekben az országokban is nagy szerepe van a gazdasági fejlődésben a földgázexportnak. Ez az export döntő többségében Oroszországba irányul, és az oroszok ezzel is befolyásolni tudják a különböző, Európába irányuló, tőlük független új földgázszállító vezetékek megépítésének realitását. Törökország

1990 2000 2010 2011

Németország 0,1 0,2 0,1 0,1

Olaszország 0,3 0,2 0,1 0,1

Hollandia 1,8 1,5 1,2 1,1

Norvégia 1,7 1,3 2 2,1

Románia 0,1 0,3 0,6 0,1

Ukrajna ... 1 0,9 0,9

Nagy-Britannia 0,5 1,2 0,3 0,2

12. táblázat. Konvencionális földgázkészletek Európában (év végén, ezermilliárd m3)

13. táblázat. Földgáztermelés (milliárd m3) Forrás: BP** és IEA*

15. táblázat. Földgázfogyasztás (milliárd m3) Forrás: BP** és IEA*

2000 2005 2010 2011* 2011**

Oroszország 528,5 580,1 588,9 677 607

Irán 60,2 103,5 138,5 149 151,8

Katar 23,7 45,8 116,7 151 146,8

Szaúd-Arábia 49,8 71,2 83,9 92 99,2

Irak 2,8 1,5 1,3 1,9

Egyesült Államok 543,2 511,1 611,0 651 651,3

Kanada 186,5 187,1 159,9 160,5

Mexikó 38,3 47,2 55,1 52,5

Trinidad és Tobago 15,5 31 42,5 40,7

Kazahsztán 10,4 22,6 33,6 19,3

Azerbajdzsán 5,1 5,2 15,1 14,8

Türkmenisztán 46,4 57 42,4 59,5

Üzbegisztán 52 54 59,6 57

Kína 27,2 49,3 96,8 103 102,5

India 26,4 29,6 50,9 46,1

Brazília 7,5 11,0 14,4 16,7

Kanada 187,9 187,1 159,9 160 160,5

Indonézia 63,3 71,2 82 92 75,6

Malajzia 46,9 61,1 62,6 61,8

Nigéria 14,9 22,4 36,6 39,9

Világ összesen 2413,4 2778,0 3193,3 3388 3276,2

2000 2005 2010 2011* 2011**

Oroszország 354,0 400,3 414,1 481 424,6

Irán 62,9 105,0 136,9 149 153,3

Katar 9,7 18,7 20,4 32 23,8

Szaúd-Arábia 49,8 71,2 83,9 99,2

Egyesült Arab Emirátusok 37,9 42,1 60,8 62,9

Egyesült Államok 660,7 623,3 683,4 690,1

Kanada 88,2 97,8 95 104,8

Mexikó 41,8 56,1 67,9 68,9

Trinidad és Tobago 11,6 15,1 22,6 22

Kazahsztán 9,5 26,8 25,3 9,2

Türkmenisztán 12,5 16,1 22,6 25

Azerbajdzsán 5,2 8,6 6,6 8,2

Üzbegisztán 49,6 42,7 45,5 49,1

Kína 24,5 46,8 109,0 130,7

India 26,4 35,7 61,9 61,1

Brazília 9,4 19,7 26,5 26,7

Japán 74,3 78,6 94,5 105,5

Indonézia 31 33,2 40,3 37,9

Malajzia 25,2 31,4 31,9 28,5

Új-Zéland 5,9 3,6 4,3 3,9

Dél-Korea 20,8 30,4 43 46,8

Algéria 20,5 23,2 26,3 28

Egyiptom 24,5 31,6 45,1 49,6

Törökország 16 26,9 39 45,7

Világ összesen 2411,7 2781,8 3169,0 3222,9

14. táblázat. Földgáztermelés Európában (milliárd m3) Forrás: IEA* és BP**

2000 2005 2010 2011* 2011**

Németország 16,9 15,8 10,6 10

Olaszország 15,2 11,1 7,6 7,7

Hollandia 58,1 62,5 70,5 81 64,2

Norvégia 49,7 85 106,4 106 101,4

Románia 13,8 12,4 10,9 11

Ukrajna 16,2 18,6 18,6 18,2

Nagy-Britannia 108,4 88,2 57,1 45,2

Dánia 8,2 10,4 8,2 7,1

Lengyelország 3,9 4,3 4,1 4,3

www.e-met.hu GEOTERMIA

20 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu PRENERGETIKA www.e-met.hu

gázfogyasztása ugrásszerűen megnőtt, köszönhetően a gyors gazdasági fej-lődésének. Ugyanakkor ez a nagy földgázéhség arra is felhívja a figyelmet, hogy a Törökországon át tervezett nemzetközi földgázszállító vezetékek kapa-citásának nem jelentéktelen hányadára igényt tart az ország. Reméljük, hogy ugyanakkor ez nem fog tranzitkockázatot jelenteni. Ismét Iránra figyelhetünk fel: a 150 milliárd m3-es földgázfogyasztása a 68 milliós lakossághoz képest még akkor is magas, ha az egy főre jutó GDP 13 ezer USD felett van, vagyis fejlett gazdasággal rendelkező ország. A világ békésebb felét izgató kérdés ismét jogos: a hatalmas energia-felhasználás mögött nagymértékű (nemcsak békés célú) urándúsítás van-e? A gazdasági válság nem nagyon ingatta meg a földgázfelhasználást az EU tagországaiban, a fogyasztás az ésszerű taka-rékosság mértékével csökkent. A földgáz pozícióját a forrásbőségből eredő alacsony ár határozza meg, ezzel lehetőséget ad a földgáznak a kőolaj minél nagyobb mértékű kiváltására (16. táblázat). A 2011. évi magyar földgázfel-használásról a BP 10,2, a MEH 12,372 milliárd m3-t ír. Egyik számot sem tud-juk megerősíteni. Az USA földgázpiacát kivéve 2011-ben nőtt a földgáz ára, szoros összefüggésben a növekvő kereslettel. Az USA-ban a földgáz-áresés oka a túlkínálat, a sikeres és egyre olcsóbb nem konvencionális eredetű föld-gáz piacra lépése miatt (17. táblázat). A kőolaj átlagárát csak azért mutatjuk be, hogy a földgáz előretörésének egyik okát megismerjük. Oroszország föld-gázexportja az EU-ba a Gazprom 2012. decemberi jelentése szerint 2012-ben csak 140 milliárd m3 volt, lényegesen elmaradva a remélt 156 milliárd m3-től. 2013-ra 152 milliárd m3 exportot terveznek, és ennek előmozdítására a 2012. évi 400 USD/ezer m3 átlagárat 370 USD/ezer m3-re tervezik csökkenteni

(18. táblázat). A táblázat csak a legfontosabb szállítóvezetékes külkereske-delmet összegzi. Jelentős még Oroszország és a volt FÁK-államok közötti föld-gázforgalom: orosz export Belorussziába 18,1 milliárd m3, Oroszország vá-sárlása Kazahsztánból 11,4 milliárd m3, Türkmenisztánból 10,1, és említhető Türkmenisztán 10,2 milliárd m3-es szállítása Iránba, az Egyesült Arab Emirá-tusok szállítása Katarba (17,3 milliárd m3). Bolívia is szállított gázt 2011-ben: 3,6 milliárd m3-t Argentínába és 9,7 milliárd m3-t Brazíliába.

Az LNG-piac újdonságai (19. táblázat)● A hagyományos arab földgázexportőrök között megjelent Jemen, Algé-

ria, Egyiptom, Brunei és Líbia is.● Erőteljes Ausztrália belépése a piacra.● Peru gáziparáról még alig hallottunk, az LNG-piacon eddig nem volt jelen.● Az oroszok gyors ütemben fejlesztik LNG exporthátterüket: terminálok,

kikötők épülnek, és tankhajókat is rendeltek. Tervezik a Fekete-tengeren és az Északi-tengeren is LNG-terminálok építését.

● Tulajdonképpen nem meglepő, hogy a saját földgáztermeléssel nem rendelkező országok (például Belgium vagy Spanyolország) megindítják az LNG exportját, mert ez az üzleti aktivitás a földgázpiac fontos eleme: készle-tezni LNG-t és kihasználni az LNG ármozgását.

2000 2005 2010 2011* 2011**

Németország 79,5 86,2 81,3 72,5

Olaszország 64,9 79,1 76,1 71,3

Hollandia 38,9 39,3 43,6 48 38,1

Norvégia 4 4,5 4,1 7 4

Románia 17,1 17,5 13,3 13,8

Ukrajna 71 69 52,1 53,7

Nagy-Britannia 96,9 95 93,8 80,2

Franciaország 39,3 44 46,9 40,3

Lengyelország 11,1 13,6 14,3 15,4

Spanyolország 16,9 32,4 34,4 32,1

Törökország 14,6 26,9 39 45,7

Dánia 5,1 5 5 4,2

Magyarország 11,9 13,4 10,9 10,2

1990 2000 2005 2010 2011

LNG Japán 0,12 0,15 0,19 0,35 0,46

Német importátlag 0,09 0,09 0,09 0,26 0,33

NBP n.a. 0,14 0,28 0,14 0,28

Henry Hub 0,05 0,14 0,28 0,14 0,12

Kanada 0,03 0,12 0,23 0,12 0,11

Kőolaj 0,12 0,16 0,28 0,43 0,58

16. táblázat. Földgázfogyasztás Európában (milliárd m3) Forrás: BP** és IEA*

17. táblázat. Földgáz éves átlagárak (USD/m3) 34 MJ/m3 alsó hőértékkel

Főbb eladók Legnagyobb vevők

USA Német-ország

Olasz-ország

Török-ország

Nagy-Britannia

Ukrajna Kína

Oroszország 30,8 15,4 23,5 40,5

Hollandia 23,7 7,7 6,4

Norvégia 28,4 5,9 21,7

Nagy-Britannia 3

Irán 8,4

Egyéb volt FÁK 3,8

Türkmenisztán 14,3

Kanada 61,4*

összesen 84 60,8 35,6 28,1 14,3

Főbb eladók Legnagyobb vevők

Japán Dél-Korea

Spanyol-ország

Nagy-Britannia

Kína India USA

Katar 15,8 11,1 4,8 21,9 3,2 13 2,6

Omán 5,4 5 0,2 0,1

EAE* 7,7 0,2

Jemen 0,3 3,7 0,7 1,1 0,2 1,7

Algéria 0,1 4 0,2 0,2

Egyiptom 0,9 0,6 2,3 0,1 0,2 0,6 1

Brunei 8,4 1

Líbia 0,1

Nigéria 2,7 1,5 6,6 1,3 1 1,4 0,1

Guinea 2 1,1

Trinidad 0,4 2,2 2,5 0,6 0,5 0,6 3,8

Indonézia 12,6 10,8 2,7

Malajzia 20,3 5,6 2,1 0,2

Peru 0,5 1 1,9 0,1 0,5

Ausztrália 19 1,1 5 0,2

Oroszország 9,8 3,9 0,3

USA 0,5 0,2 0,2 0,1 0,2 0,4

Norvégia 0,2 0,4 1,3 0,4 0,1 0,4

Spanyolország 0,2

Belgium 0,3 0,1 0,2

Összesen 107 49,3 24,2 25,3 16,6 17,1 10

18. táblázat. Határkeresztező szállítóvezetéki forgalom 2011-ben (milliárd m3) Világ összesen: 694,6 milliárd m3 (Forrás: BP *USA nettó importja)

19. táblázat. LNG-forgalom 2011-ben (milliárd m3) Világ összesen: 330,8 milliárd m3 (a világfogyasztás 10,26 %-a)

www.e-met.hu GEOTERMIA

21MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu PRENERGETIKA www.e-met.hu

Az épületgépészet legnagyobb hazai seregszemléje 2013-ben ismét várja a kiállítókat. 2013. április 10-14. között egy új koncepció men-tén felépített építőipari ‒ épületgépészeti ‒ településfejlesztési kiál-lítási csokor részeként kerül megrendezésre, mely csokor már öt kiál-lítást ölel magába: a Hungarotherm (épületgépészet) és a Construma (építőipar) megszokott párosa mellett a Reneo (megújuló energiák) URB:ICON (településfejlesztés) és OTTHONDesign (lakberendezés, design) kiállításokkal kiegészülve.

A nemzetközi fűtés-, szellőzés-, klíma- és szanitertechnikai szakkiállítás minden második évben kapcsolódik a Construmához. Most 7. alkalommal szervezi a Hungexpo. Az új koncepció mentén szervezett kiállítási csokor a Hungarotherm kiállítói és látogatói számára is új lehetőségeket rejt magá-ban: a szakemberek, cégek számára új irányokat, üzleti megoldásokat, a ko-rábbinál szélesebb körű tájékozódási lehetőséget, a nagyközönség számára pedig a teljes körű piaci áttekintést.

Az idei Hugarotherm a megszokott épületgépészeti termékkörök mellé új témakörökkel is kiegészül: ezúttal a környezetvédelem (elsősorban a víz-gazdálkodás) és az energetika témakörei kapnak bemutatkozási lehetőséget.

Új kiállítás: Reneo megújuló energiák szakkiállításaA kiállítási csokor egy új taggal is bővül 2013-tól. A nemzetközi szakkiállítás a megújuló energiaforrások, energiatermelés, -ellátás, -tárolás, erőművek, energetikai háttéripar, épületvillamosság, környezetvédelem, K+F, szolgálta-tások, energiahatékony építés témakörök termékkínálatát foglalja magában.

A Reneo már induláskor széleskörű szakmai támogatottságot tudhat maga mögött. Többek között az MMK, a MÉK, a Magyar Energetikai Társaság, a Magyar Megújuló Energia Szövetség, a Magyar Elektrotechnikai Egyesület, a Magyar Hőszivattyú Szövetség, a Magyar Pellet Egyesület, a KNX Hungary Épületautomatizálási Egyesület, a Hűtő- és Klímatechnikai Vállalkozások Szö-vetsége is felsorakozott az új rendezvény mögé.

Kiemelkedően gazdag konferenciaprogramA fejlődés, továbblépés új irányainak feltérképezését segíti a szakemberek számára a minden eddiginél gazdagabb kísérőprogram. Várhatóan nagy ér-

deklődés övezi majd azt a kétnapos konferenciasorozatot, amely az épü-letenergetika témakörét járja körül négy szekcióban. Az energiafogyasztás optimalizálása, az épületenergetikai tanúsítvány és az ezekhez kapcsolódó fűtési, légtechnikai, épületautomatikai megoldások kérdésköre mind a legak-tuálisabb problémák közé tartoznak.

Kifejezetten a Hungarothermhez kapcsolódik még az Épületvillamossági Nap. A Reneo kapcsán pedig egy egész napos konferencia foglalkozik a meg-újuló energiák témakörével.

A szakemberek számára még újabb lehetőségeket tartogat az URB:ICON kiállítás mellett rendezett településenergetikai konferencia, ahol a közössé-gi épületekhez kapcsolódó takarékosabb energiafelhasználási megoldásokat járják majd körbe.

A nagyközönség számára a hétvégén lakossági fórumon belül, gyakorlati bemutatókkal tarkított előadások szólnak az épületenergetikáról, gázkészü-lékekről, kéményről, szellőzésről, klimatizálásról és épületvillamosságról.

Konferenciatémák• Megújuló energia nap (Reneo) ‒ április 10.• Településenergetikai körkép (URB:ICON) ‒ április 10.• Épületenergetikai napok (Hungarotherm)

‒ épületenergetika ‒ fűtés ‒ április 11.‒ légtechnika ‒ épületautomatika ‒ április 12.

• Épületvillamossági nap (Hungarotherm) - április 11.• Hungarotherm ‒ lakossági fórum: április 13-14.

‒ épületenergetika ‒ energiaforrások‒ gázkészülék ‒ kémény ‒ szén-monoxid‒ szellőzés – légellátás ‒ klimatizálás‒ épületvillamosság ‒ automatika ‒ felügyelet

• Design-gépészeti bemutató (OTTHONDesign) ‒ április 10-14.

A kiállításokról, a kapcsolódó programokról bővebb információ: www.hungarotherm.hu (x)

Megújuló Hungarotherm

www.e-met.hu GEOTERMIA

22 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

HÍREK www.e-met.hu www.e-met.hu HÍREK

Kapcsolt energiatermeléssel az energiahatékonyságértA Magyar Kapcsolt Energia Társaság 2013. március 20-21-én tartja XVI. konferenciá-ját. A konferencia helyszíne: Balatonalmá-di, Ramada Hotel.

A konferencia főbb témakörei:● megváltozott jogszabályi környezet

(árrendelet, támogatási rendelet) tapasz-talatai,

● hatósági ármegállapítás tapasztala-tai,

● a kapcsoltan termelt villamos energia értékesítésének lehetőségei, virtuális erő-művek,

● a kapcsolt energiatermelők helye, szerepe és lehetőségei az együttműködő villamosenergia-rendszerben,

● földgázbeszerzési lehetőségek,● energetikai, klíma- és környezetvé-

delmi haszon értékelése,● kapcsolt energiatermelés szerepe

az Erőműfejlesztési Cselekvési Tervben és a Távhőfejlesztési Cselekvési Terv-ben,

● kapcsolt energiatermelés szerepe az EU energiahatékonysági irányelvében, és az ebből fakadó feladatok Magyarország számára,

● üvegházhatású gázok kereskedelme és a kvótakiosztás a harmadik kereskedési időszakban,

● a kapcsolt energiatermelés hőpiaci, erőműépítési, iparfejlesztési vonatkozásai,

● kapcsolt energiatermelés és alterna-tív energiaforrások,

● befektetők és finanszírozók szem-pontjai,

● műszaki kérdések, kihívások, új tech-nológiák.

További információ: MKET Titkárság, Ham-vai László vagy Horváth Béláné. 1117 Bu-dapest, Budafoki út 95., e-mail: mket@erbe.hu.

Szenior Energetikusok KlubjaAz Energiagazdálkodási Tudományos Egye-sület Szenior Energetikusok Klubjának 2013. I. félévi programja:II. 28. Dr. Héjjas István nyugalmazott egye-temi tanár: Ezotéria és/vagy tudományIII. 07. Suhajda Gábor ügyfélkapcsolati ve-zető, ABB Kft.: Elektromos autókIII. 21. Dr. Szatmáry Zoltán BME egyetemi tanár: Reaktorenergia. Megújuló energiafor-rások lehetőségeiIII. 28. Kimpián Aladár ny. főmérnök, a TriódArt Bt. ügyvezetője: Brazília és India: élenjárók a villamos energetikában is?IV. 04. Dr. Ginsztler János akadémikus: Az anyagok és az emberi szervezet kimerülési folyamatának összehasonlításaIV. 11. Elek János nyugdíjas gépészmérnök: Néhány, a klubunkban elhangzott előadás-

ban felvetett energetikai kérdés és azok el-lentmondásos értékeléseIV. 18. Dr. Németh József BME egyetemi ta-nár: A műegyetemtől a világhírigIV. 25. Dr. Petschnig Mária Zita közgazdász, a Pénzügyi Kutató Zrt. kutatója: A magyar gazdaság helyzete és kilátásaiV. 02. Dr. Kostyál Eszter, a biokémiai tudo-mányok doktora: Vízminőség, életünk a vízV. 09. Dr. Bartholy Judit ELTE Tanszékvezető egyetemi tanár, az MTA doktora: A klímaku-tatások újabb eredményeiV. 16. Dr. Stróbl Alajos nyugalmazott főtaná-csos: Szobrászat és erőműtervezés ‒ mind-kettő művészet

Az ülések helye és ideje: Magyar Elekt-rotechnikai Múzeum, Zipernovszky terem, II. emelet, Budapest, VII. Kazinczy u. 21., 10 óra.

HírekHírekHírekHírekHírekHírek

A könyv áttekinti a távhőellátás, távhőszállítás tervezésének és üzemelte-tésének teljes ismeretanyagát. Ismerteti az alapvető definíciókat, a műszaki, tech-nológiai és jogi fogalmakat, a rendszerek felépítését, alkotóelemeit, típusait. Bemu-tatja a hőigények valószínűségi, kockáza-ti elvű meghatározásának módszertanát, a hőveszteség-számítást, a távhőellátó hálózatok hidraulikai analízisének felada-tait, a keringtetés tervezését. Foglalko-zik a vezetékrendszerek létesítésével, a hőközpontok típusaival, kapcsolásával és értékelésével, bemutatja a rendszerek komplex tervezésének és üzemeltetésének optimalizációját, szabályozását és a DDC-technikákat, a telemechanikai és informa-tikai elemeket.

A könyv a felsőoktatásban tankönyv-ként szolgálhat, de egyben a tervezőmér-nök számára is a legkorszerűbb ismeret-anyagot közvetíti. A könyv szerzője dr.

Garbai László, a Budapesti Műszaki Egye-tem egyetemi tanára, a Magyar Energeti-kai Társaság elnöke. A könyv megvásárol-ható a MET-nél.

Távhőellátás, hőszállítás

nológiai és jogi fogalmakat, a rendszerek

ti elvű meghatározásának módszertanát, a hőveszteség-számítást, a távhőellátó

zik a vezetékrendszerek létesítésével, a hőközpontok típusaival, kapcsolásával és értékelésével, bemutatja a rendszerek komplex tervezésének és üzemeltetésének

anyagot közvetíti. A könyv szerzője dr.

ható a MET-nél.

GA

RBA

I LÁ

SZLÓ

: TÁ

VHO

ELLÁ

TÁS

HO

SZÁ

LLÍT

ÁS

A könyv áttekinti a távhoellátás, távhoszállítás tervezésének és üzemeltetésének teljes ismeretanyagát. Ismerteti az alapveto definíciókat, a muszaki, technológiaiés jogi fogalmakat, a rendszerek felépítését, alkotóelemeit, típusait.

Bemutatja a hoigények valószínuségi, kockázati elvu meghatározásának mód-szertanát, a hoveszteség-számítást, a távhoellátó hálózatok hidraulikaianalízisének feladatait, a keringetés tervezését.

Foglalkozik a vezetékrendszerek létesítésével, a hoközpontok típusaival, kap-csolásával és értékelésével, bemutatja a rendszerek komplex tervezésének ésüzemeltetésének optimalizációját, szabályozását és a DDC-technikákat, a tele-mechanikai és informatikai elemeket.

A könyv a felsooktatásban tankönyvként szolgálhat, de egyben a tervezomérnökszámára is a legkorszerubb ismeretanyagot közvetíti.

A könyv szerzoje dr. Garbai László, a Budapesti Muszaki Egyetem egyetemitanára, a Magyar Energetikai Társaság elnöke.

u

o

Garbai László

TÁVHOELLÁTÁSHOSZÁLLÍTÁS

MUSZAKI TUDOMÁNY MUSZAKI TUDOMÁNY

7960 Ft

www.e-met.hu GEOTERMIA

23MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

HÍREK www.e-met.hu www.e-met.hu HÍREK

Csom Gyula: Atomerőművek üzemtana, II/3. és II/4. alkötetA Pauker Holding gondozásában 2012 decembe-rében megjelent Csom Gyula „Atomerőművek üzemtana” című könyvsorozatának II/3. és II/4. alkötete. Az eredetileg háromkötetesre tervezett könyvsorozat első kötete – „A reaktorfizika és technika alapjai” alcímmel – immár 15 éve látott napvilágot, a második kötet első két alkötete pedig 7 évvel ezelőtt került kiadásra. A logikailag máso-dik kötet – amely most már négy alkötetből áll – „Az energetikai atomreaktorok üzemtana” alcímet viseli.

Szemben az első kötettel, valamint a má-sodik kötet első két alkötetével, amelyeket tel-jes egészében Csom Gyula írt és szerkesztett, a most megjelent két alkötet megírásában jelentős szerepet kaptak az általa felkért társszerzők. A szerzőgárda kiszélesítését a szerző-főszerkesztő két törekvése motiválta: egyrészt igyekezett má-sok tudását is integrálni a könyv anyagába, más-részt így próbálta meggyorsítani az újabb kötetek megjelenését. A fenti törekvés sikerrel járt, a be-vont szerzőtársak (Beliczai Botond, Eigner Tibor, Hózer Zoltán, Komlóssy György, Szécsényi Zsolt, Trampus Péter, Vajda Nóra, Zsolnay Éva) vala-mennyien nagy szakmai tudással és tapasztalattal rendelkező, elismert szakemberek.

Az „Atomerőművek üzemtana” címmel megje-lenő könyvsorozatot nem csak azért tekinthetjük nagyszabású vállalkozásnak, mert az eddig meg-született, logikailag két (valójában öt) köteten túl további – az atomerőművi blokkok üzemtanát tárgyaló – kötetekre is készen vannak a koncep-ciótervek, hanem azért is, mert nemzetközi vi-szonylatban is egyedülálló munkáról van szó. Az angol nyelvű szakirodalomban léteznek ugyan olyan kisebb terjedelmű művek, amelyek atom-erőművekkel kapcsolatos ismereteket tárgyalnak különböző megközelítések alapján, de „Az atom-erőművek üzemtaná”-hoz hasonló átfogó témájú és terjedelmű vállalkozás nem ismert a nemzet-közi szakirodalomban. A magyar atomenergetikai szakemberek és egyetemi hallgatók szerencsés-nek mondhatják magukat azért, hogy a saját nyel-vükön juthatnak hozzá egy olyan széles és alapos ismeretanyaghoz, mint amilyet ez a többkötetes könyvsorozat nyújt. Ennek a szerencsés hely-zetnek a létrejöttében és fenntartásában termé-szetesen elvitathatatlan érdemei vannak a Paksi Atomerőműnek, amely saját, jól felfogott érdeké-ben – és ugyanakkor nagyvonalúan – vállalta és vállalja ma is a könyvsorozat megjelentetésének anyagi támogatását.

A korábban kiadott három és a most megje-lent két kötet alapján határozottan kirajzolódik a szerzői koncepció: a könyvsorozat olyan átfogó, enciklopédikus ismereteket kíván nyújtani a nuk-

leáris területen érdekelt hazai szakembereknek és az atomenergetika iránt érdeklődő egyetemi hallgatóknak, amely ismeretek közvetlenül vagy áttételesen hozzájárulhatnak a paksi atomerőmű jelenlegi és jövőbeni biztonságosabb üzemelteté-séhez. A megcélzott olvasói kört jelzik a kötetek címlapján szereplő műfaji meghatározások is: eszerint az első kötetet a szerző és a kiadó egye-temi tankönyvnek, a további köteteket pedig egy-szerre egyetemi tankönyvnek és szakkönyvnek szánja.

Az enciklopédikus jellegre való törekvésnek és a megcélzott olvasói körnek megfelelően a ko-rábban és a most megjelent kötetek együtt igen széles tematikai skálát fognak át. Ez a skála az el-méleti (magfizikai, reaktorfizikai, termohidraulikai, anyagismereti) alapoktól az energetikai reaktorok felépítésével, reaktorfizikai és termohidraulikai viselkedésével kapcsolatos ismeretanyagon át az egészen specifikus üzemeltetési kérdésekig terjed. Utóbbiak – a paksi atomerőműre való tekintettel – többnyire a VVER-440 reaktortípusra vonatkozó speciális ismereteket jelentenek.

A második kötet négy alkötetének közelebbi célja az energetikai atomreaktorok – elsősorban a nyomottvizes reaktorok – üzemviteli jellemzőinek és üzemi folyamatainak elemzése, illetve ezeknek az elemzéseknek az elvégzéséhez szükséges is-meretek összefoglalása. A II/3. és II/4. alkötet az energetikai reaktorok üzemtanának három-három nagyon fontos kérdéskörével foglalkozik, alapve-tően a nyomottvizes atomreaktorokra koncentrál-va: (1) a reaktivitás-szabályozás és -kompenzálás műszaki, fizikai és üzemtani kérdései; (2) nukle-áris üzemanyag-gazdálkodás és töltettervezés; (3) a nukleáris fűtőelemek kezelése és tárolása, valamint a fűtőelem-átrakás; (4) fűtőelemek üze-mi viselkedése, fűtőelem-ellenőrzés; (5) a reak-tortartály üzemi kérdései; (6) a reaktorjellemzők alakulása a kiégési ciklus alatt. Természetesen sok kérdés, megállapítás értelemszerűen más reak-tortípusokra, (pl. BWR-ekre) is vonatkoztatható. A könyvben az egyes kérdések alátámasztására közölt műszaki, fizikai, üzemtani példák között a VVER 440-es reaktorok megoldásai mellett a ko-rábbinál nagyobb arányban szerepelnek a harma-dik generációs PWR-ek, illetve VVER-ek megoldá-sai is.

A két új alkötet az „Atomerőművek üzemtana” könyvsorozat szerves része nemcsak tartalmilag, hanem formailag is. A fejezetek számozása folyta-tása a korábbi kötetekének, ebben a két alkötetben a tizenötödiktől a huszadikig terjed. A szövegben sok visszautalás található a korábbi kötetek egyes fejezeteinek tartalmára, ábráira és képleteire is. Ez egyrészt azt mutatja, hogy a szerző-főszerkesztő valóban egységes egésznek tekinti a többkötetes könyvét, és jól kihasználja a már megjelent köte-

tekben rejlő hivatkozási – és ezáltal terjedelem-csökkentési – lehetőségeket. Sőt, itt-ott utalások találhatók a még a jövőben megírni és megjelen-tetni tervezett kötetek (az atomerőművi blokkok üzemtanával foglalkozó, logikailag harmadik kö-tet) tartalmára is. A korábbi kötetek információira történő hivatkozások ugyanakkor azzal a – kisebb kényelmetlenséget okozó – következménnyel jár-nak, hogy a most megjelent két alkötet önmagá-ban nem teljesen „önjáró”, az olvasónak célszerű mind az öt könyvet kézközelben tartania.

Az új alkötetek abban is hasonlítanak a ko-rábbiakhoz, hogy bőségesen tartalmaznak szak-irodalmi hivatkozásokat, amelyek segítségével az érdeklődő olvasó tovább tájékozódhat. Ugyancsak értékként kell említeni a kötetek végén található tárgymutatókat.

Az új alkötetekkel kibővült, immár közel 2000 oldal terjedelmű könyvsorozatról kijelenthető, hogy hatalmas tudásanyagot foglal magában, amely nemcsak az atomerőművek üzemeltetésé-ben, beruházásában, építésében és ellenőrzésében érdekelt gyakorlati szakembereknek lehet haszná-ra, hanem a témakör iránt érdeklődő egyetemi hallgatók számára is inspiráló lehet kutatási té-máik vagy jövőbeli szakterületük kiválasztásánál. A fentieken túl ajánlható a könyv mindazoknak, akik bármilyen okból érdeklődnek az atomenergia-hasznosítás iránt, és szeretnék kissé jobban meg-ismerni annak törvényszerűségeit.

Fehér Sándor könyvajánlója

Új év, új könyv A megújuló energiaipar – mely a világban és a kö-rülöttünk lévő országokban is komoly, gazdasági motorként működő szakágazattá nőtte ki magát – hazánkban a vártnál lassabban fejlődik. Az egyre növekvő klímaproblémák azt jelzik, hogy nem sok időnk maradt a cselekvésre. Mielőbb meg kell ad-nunk a társadalom minden tagjának a lehetőséget a megfelelő szintű tudás és képzettség megszer-zésére. Gyorsan fejlődő ágazatról van szó, az éves fejlődés üteme 20-45%-os. A szerzett ismeretek egy-két év alatt megkopnak, elévülnek.

A nemzetközi megújuló energia ágazat szaki-rodalomi gerincét az angol és német nyelvű iro-dalom képezi. Ennek a gazdag irodalomnak eddig csak elenyésző része vált ismertté hazánkban, még kevesebb azon irodalmak száma, melyet le is fordítottak. Sajnálattal kell megállapítanunk, hogy magyar nyelvű szakirodalmi állományunk igen so-vány, az itt található művek többsége sem eredeti munka, többnyire külföldi művek fordítása.

Most azonban úgy tűnik, kezd megváltoz-ni a helyzet: hiánypótló könyv került a polcokra, „A napelemek és napelemes rendszerek szerelése” címmel, mely a hazai napenergia-ipar egyik alap-szakkönyvévé válhat.

www.e-met.hu GEOTERMIA

24 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

Mannheim Viktória

Energiahatékonyság és környezetterhelés vizsgálata a vegyipari technológiák hulladékainak ártalmatlanítására vonatkozóan

Az elmúlt 18 hónapban egy TÁMOP projekt keretében megala-kult a „Vegyipari környezetvédelmi kutatócsoport” a Miskol-ci Egyetem Vegyipari Gépek Tanszékén. A kutatócsoport célja olyan vegyipari technológiák kidolgozása, amelyek a környe-zetterhelés csökkentésére, a keletkező szerves hulladékok mennyiségének csökkentésére és biztonságos ártalmatlanítá-sára, valamint a veszélyes anyagok felhasználásának/előállí-tásának visszaszorítására irányulnak a fenntartható fejlődés tükrében. A vegyipari technológiák környezetterhelésének vizsgálata mellett, kiemelkedő szerepet kap az energiahaté-konyság és az innováció is.

A kutatói tanulmány a szerves ipari hulladékok termikus kezelési eljá-rásaihoz kapcsolódóan szolgál új ismeretekkel, ami elsősorban életcik-lus-elemzéssel állít fel kutatási eredményeket. A kutatási eredmények hagyományos égetésre, gázosításra, pirolízisre és plazmaeljárásra vonatkoznak, ahol az egyes termikus kezelési technológiák környezet-terhelési és energiahatékonysági szempontból kerülnek vizsgálatra. A kutatási téma nagyon időszerű, amelynek fontosságát mind a Nem-zeti Energiastratégia, mind az új Hulladékgazdálkodási törvény (Ht.) hangsúlyozza.

Kutatási előzményekA szerves vegyipart több oldalról is támadások érik a nyers- és alap-anyagként használt/termékként előállított kémiai anyagok, illetve a keletkező hulladékok lehetséges környezetszennyező mivolta miatt, ennek ellenére a vegyipari környezetvédelemmel foglalkozó kutatások száma nem kiemelkedő. Mivel a vegyipari technológiák elkerülhetet-lenül hulladékok, maradékanyagok és melléktermékek képződésével járnak, a környezetvédelmi előírások a vegyipar területén szigorú-ak, megnövelve a termelési kiadásokat. A vegyipari környezetvéde-lem azonban nemcsak gazdasági kérdés, hanem vállalati stratégiát átalakító tényező is. Ugyan a vállalatok versenyképességének egyik legfontosabb tényezője tevékenységük környezetbarát jellege, mégis az egyes technológiák bevezetésénél/javításánál, a környezetvédelem mellett, ma már kiemelt figyelmet kap az ener-giahatékonyság is. Az energiával történő takaré-kosság közös érdekünk. Az energiahatékonyság növelését környezetvédelmi és gazdaságossági szempontok indokolják azáltal, hogy az energia-gazdálkodás, az alternatív energiaforrások alkal-mazása és a környezetvédelem magán viseli egy adott vállalat gazdaságpolitikájának jellemzőit. A technológiák/termékek fejlesztése által csök-ken a felhasznált anyag és energia; az előállított termékek és keletkezett hulladékok kevésbé ká-

rosítják környezetünket, ezért a költségnövekedéssel járó, egyszerre környezetbarát, energiahatékony és innovatív technológia érdeke kell, hogy legyen minden vegyipari vállalatnak. A vegyipari hulladékok ke-zelése kapcsán elsősorban ártalmatlanítási technológiák kerülhetnek előtérbe, ahol az ezt megvalósító termikus kezelési eljárásoknál az elsődleges szempont a hulladékban lévő veszélyes anyagok ártalmat-lanítása, amely mellett természetes igény a képződő hőenergia kinye-rése és hasznosítása. A megfelelő és optimális ártalmatlanítási/ener-getikai technológia kiválasztása érdekében fontos a rendelkezésre álló termikus kezelési eljárások összetett módon történő vizsgálata. Ez a kutatói tanulmány a vegyipari hulladékok termikus kezelési eljárásai-hoz kapcsolódóan szolgál új ismeretekkel.

A termikus kezelési eljárások nemcsak az ismert 3T szabály (time-turbulence-temperature) függvényében, hanem környezetterhelési és energiahatékonysági szempontok alapján is összehasonlításra kerül-nek. Az egyes termikus ártalmatlanítási technológiák (hagyományos égetés, gázosítás, pirolízis és plazmaeljárás) környezetterhelési vizs-gálatát tényleges életciklus-elemzések segítik. Az egyes technológiák, a vonatkozó környezeti hatáskategóriák mellett, energiahatékonysági paraméterekkel jellemezhetők. Az életciklus-elemzés eredményeinek birtokában optimálisabban járhatunk el a termikus eljárások megfele-lő kiválasztása során.

Elérhető legjobb technika a vegyiparbanA keletkező hulladékok mennyiségének csökkentése érdekében a vegyipar területén is az elérhető legjobb technika (BAT, Best Available Techniques) alkalmazása a legcélszerűbb. Ez azokat a hatékony és fej-lett eljárásokat és módszereket tartalmazza, amelyek lehetővé teszik a szennyezés-kibocsátás elkerülését és minimalizálását. A BAT refe-rencia dokumentumot (BREF) a szerves vegyi anyagok ágazatban már publikálta az EU; ez megadja azokat a speciális technikákat, amelyek a környezeti problémák megoldására irányulnak. Mennyiségük és veszé-lyességük miatt külön figyelmet érdemelnek a vegyipari technológiák perzisztens szerves szennyezőkkel rendelkező hulladékai, az ún. POP tartalmú hulladékok (környezetben felhalmozódva hosszú időre fejtik ki káros hatásaikat). A POP tartalmú hulladékok nemcsak vegyipari

folyamatoknál keletkeznek, hanem ide sorolhatók a különböző POP tartalmú ipari segédanyagok és mérgező szennyezők is, így például az elektromos és elektronikai berendezésekben megtalálható égésgátlók, illetve a kondenzátorokban és át-alakítókban lévő PCB tartalmú dielektrikumok is. A 2004-ben életbe lépett ún. POP listára (Stockhol-mi Egyezmény alapján) 12 vegyület és vegyület-csoport került: aldrin, dieldrin, endrin, heptaklór, klórdán, mirex, toxafén, DDT; ipari segédanya-gok: poliklórozott-bifenilek, hexaklórbenzol,

Köszönetnyilvánítás„A kutatói tanulmány a TÁMOP- 4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt részeként – az Új Ma-gyarország Fejlesztési Terv kere-tében – az Európai Unió támoga-tásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.”

www.e-met.hu GEOTERMIA

25MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

PCDD és PCDF. 2009-ben a lista a klórdekonnal, a lindánnal és izo-merjeivel (alfa és béta HCH), illetve a pentaklórbenzénnel bővült. A listába került három brómtartalmú égésgátló is: a hexabromo-bifenil (HBB), a C-OktaBDE és a C-PentaBDE. 2010-ben további ja-vaslattételre került sor a lista bővítését illetően, ami az endoszulfán korlátozására vonatkozik.

Bizonyosan POP-okkal szennyezett hulladékok a poliklórozott-bifenilek és terfenilek, a halogéntartalmú hulladékolajok, a halogéne-zett dioxinok, valamint a POP tartalmú növényvédőszer-maradékok és göngyölegeik. Feltételezetten POP tartalmú hulladékok az ipari tech-nológiák melléktermékei és maradékanyagai (salak, hamu, pernye), amelyek dioxint és furánt tartalmazhatnak.

Az integrált hulladékgazdálkodás jegyében a vegyipar területén is a hulladékképződés megelőzésére és a veszélyesség csökkentésére kell törekednünk. Teljes hulladékmentes technológiák megvalósítása a vegyipar területén természetesen lehetetlen, azonban nem mindegy, hogy a kiindulási anyagokból milyen mértékben „gyártunk” vagy a keletkezett melléktermékekből milyen mértékben hasznosítunk hul-ladékot. A hulladékcsökkentési folyamatokra szolgáló hierarchikus fo-lyamattervezés új, környezetbarát technológiák kialakítására (elsődle-ges technológia) vagy a rendelkezésre álló technológiák fejlesztésére (csővégi technológia) vonatkozhat. A hulladékcsökkentési eljárások alkalmazására számos lehetőség kínálkozik: nyersanyag tisztítása/he-lyettesítése, segédanyagok kiváltása, hulladékok visszavezetése, ka-talizátorcsere, más reakcióutak, berendezések megbízható kiválasztá-sa, változtatások a kiszolgáló környezetben stb. A vegyipar területén fontos szerepet kap napjainkban a „zöld kémia” is, amelynek célja a termékekhez és az eljárásokhoz kapcsolódó veszélyek csökkentése.

A termikus ártalmatlanítási technológiák rövid bemutatásaA termikus kezelési eljárások elsősorban a hulladékok ártalmatlaní-tással történő kezelésére irányulnak. A veszélyes hulladékok termi-kus kezelését a jogi szabályozás jelenleg ártalmatlanításnak tekinti az Európai Unióban. A termikus ártalmatlanítási technológiák olyan műveletek, amelyek alkalmasak a megsemmisítésre váró hulladéko-kat valamely szempontból kedvezőbb tulajdonságokkal rendelkező termékekké, illetve energiává átalakítani. A salak és a pernye mel-lett az eljárások mellékterméke a szintézisgáznak is nevezett füstgáz, ami energiaforrásként használható fel (viszonylag magas CO-, H2-, CH4-tartalmának köszönhetően). A folyamatokat kísérő hulladékhő felhasználható más technológiáknál.

Az ártalmatlanítás részletes szabályait a hulladékok égetésének műszaki követelményeiről, működési feltételeiről és a hulladékégetés technológiai kibocsátási határértékeiről szóló 3/2002. (II. 22.) KöM rendelet tartalmazza. A hagyományos égetéses eljárásokat illetően összefoglalóan elmondható az, hogy egységnyi előállított energia itt jár a legtöbb üvegházhatású gáz kibocsátásával, amit nagyobb nettó energetikai hatásfok jellemez. A póttüzelés fosszilis energiaforrásokkal történik. A szénhidrogének tökéletes égéséhez szükséges tartózkodási idő meglehetősen rövid, és nemkívánatos vegyi reakciók (klórkötések lebomlása sósavvá, fém-kloridok, szulfátok képződése) léphetnek fel.

A pirolízis és gázosítás/elgázosítás vizsgálata kapcsán elmondható az, hogy kevés a nagyüzemi, kipróbált technológia és a rendelkezésre álló megbízható adat. A pirolízissel és a gázosítással kezelt hulladékok fosszilis tüzelőanyagot váltanak ki. Pirolízisnél ‒ anyagában és energeti-kai úton is ‒ hasznosítható végtermékek képződnek. Nagy mennyiségű pirokoksz képződik, és a piroolaj felhasználása kibocsátással jár. Mivel

a salakban magas a nehézfém-koncentráció, ezért a füstgáztisztítási maradékanyagok ártalmatlanításáról gondoskodni kell. A gázosítás kap-csán a szintézisgáz kalóriaértéke a földgáz alatti értéket képviseli, így a hasznosító üzem működéséhez szükséges energia alig kevesebb, mint a megtermelt gáz energiatartalma. Egyes szakemberek állításai sze-rint a kibocsátásokra megkövetelt határértékek a pirolízist és gázosítást integráló (P&G) technológiákra könnyebben teljesíthetők. A nagyobb energiahatékonyságú integrált technológiák kW-onként jelentős üveg-házhatású gázmegtakarítást idézhetnek elő.

A hulladék előkezelése (aprítás, szárítás stb.) jelentős energia-igényt és gyakran külső energiaforrást igényel. Elgondolkodtató az ultra magas hőmérsékletű pirolízis hőmérséklettartománya (1200-2000 °C), ahol a szervetlen anyagok meglágyulnak, összeolvadnak és szilikátos végtermékek képződnek (környezeti hatásuk semleges, hasznosíthatók).

A termikus hulladékkezelés egyik ígéretes és sokoldalú lehetősé-ge a plazmaeljárás, amely technológiáról a hazai hulladékgazdálkodás még meglehetősen kevés ismerettel és szakirodalmi háttérrel rendel-kezik. A technológiának a tudományos érdekességén túlmenően je-lentős gyakorlati vonzatai is vannak, hiszen a plazmák alkalmazása jelentősen csökkentheti az adott folyamatok energiaigényét. A plaz-matechnológia a szerves vegyipar hulladékaira is alkalmazható, és mind vegyipari alapanyag előállítására, mind energiatermelésre alkal-mas lehet. A felhasznált alapanyag tulajdonságaitól, a villamos ener-gia árától, környezeti megfontolásoktól és természetesen gazdasági szempontoktól függ, hogy egylépcsős (csak plazmában történő) vagy kétlépcsős (az anyag egy részének lebontása alacsonyabb hőmérsék-leten végzett pirolízissel a plazmakezelést megelőzően) eljárást alkal-mazunk. Amíg a hagyományos hulladékégetők levegővel (80 százalék nitrogén, azaz az égetés szempontjából ballasztanyag) és nagy gázfe-lesleggel dolgoznak, addig a plazmatechnológiánál sokkal kisebbek a gázáramok. Amíg a hulladékégetők beruházási és működési költségei-nek egyik legnagyobb részét a füstgázkezelő rendszer képezi, addig a plazmatechnológiánál e költségek alacsonyabbak lehetnek. A termikus ártalmatlanítási technológiák csoportosítását (hőmérséklet, segédára-mok, végtermékek alapján) az 1. táblázat foglalja össze.

Életciklus-szemlélet a vegyipari környezetvédelembenA 2012. évi CLXXXV. törvényben (Ht.) már kiemelkedő szerepet kap az életciklus-szemlélet, ami ez által a vegyipari környezetvédelem ré-szévé is vált. Életciklus-elemzés (Life Cycle Assessment, LCA) birto-kában lehetőségünk nyílik az egyes vegyipari technológiák környezeti

Eljárásmegnevezése

Hőmérséklet(Celsius fok)

SegédanyagokSegédáramok

Főbb végtermékek

Hagyományoségetés 850-1100 olaj/földgáz

póttüzelés füstgáz, salak/

pernye

Alacsony, közepes és nagy hőmér-sékletű pirolízis, parciális pirolízis

450-1200inert gáz

(pl. nitrogén)pirogáz, piroolaj, szilárd maradék (pirokoksz, grafit,

salak)

Ultramagas hőmérsékletű pirolízis, gázosítás

1200-2000oxigén, vízgőz,

levegőgáznemű anyagok,

szilikátos végtermékek

Plazmaeljárás > 3000mosófolyadék, hűtővíz, sem-leges/oxidáló/

redukáló gázok

szintézisgáz, üvegesített salak

1. táblázat. Termikus kezelési eljárások főbb jellemzői

www.e-met.hu GEOTERMIA

26 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

hatásának vizsgálatára, ezért alkalmazása elsősorban az egymást he-lyettesítő vegyipari termékek és eljárások esetén a legcélravezetőbb. A környezetmenedzsment legjobban teret hódító rendszereszközének segítségével számszerűsíthető és megbecsülhető az, hogy egy termék teljes élettartama során (előállítása, annak elosztásán, elhasználásán

át a belőle képződő hulladék ártalmatlanításáig) milyen környezeti terheléseket okoz, illetve mi-lyen és mennyi természeti erőforrást használ fel (beleértve az energiakiadásokat is). Azaz mérle-gelhetők a feladásra kerülő input-output anyag- és energiaáramok, a felhasználásra kerülő ener-giaforrások (fosszilis vagy alternatív), illetve a

keletkezett végtermékek mértéke, felhasználása.Az életciklus-értékelést több szempont (környezetterhelési, ener-

giahatékonysági és gazdaságossági) együttes figyelembevételével vé-gezhetjük el. LCA alkalmazásával egy új és a jövőben alkalmazható megoldási-döntési irányvonal adható meg a vegyipari környezetvé-delem területén. Az életciklus-értékelés egyes szakaszait az 1. ábra szemlélteti, ahol (a teljes anyag-, illetve energiamérleg ismeretében) adott hatásvizsgálati módszerrel (l. 2. táblázat) a kívánt eredményhez jutunk.

A környezeti hatások értékelésénél (ISO 14044:2006 szabvány szerint) az egyes technológiák input és output áramait környeze-ti hatáskategóriákba soroljuk, az előző szakasz leltáreredményeinek hozzárendelésével. Miután az anyagokat a megfelelő hatáskategóri-ába soroltuk, az anyagáramokhoz rendelünk egy jellemzési tényezőt, amely arányos az adott anyagáram környezeti hatásával. Példaképpen a globális felmelegedésre vonatkozó hatáskategória mértékegysége [kg CO2-egyenérték], és mivel a metán 25-ször erősebben járul hoz-zá a globális felmelegedéshez, mint a szén-dioxid, ezért 1 kg metán jellemzési faktora 25 kg CO2-egyenérték. Minden egyes környezeti hatáskategóriára meghatározunk egy referenciaegységet, amit súlyo-zunk a rendelkezésre álló hatásvizsgálati módszer segítségével.

Termikus ártalmatlanítási technológiák összehasonlítása Esetünkben az LCA a vegyipari hulladékok ártalmatlanítására al-kalmazható termikus eljárások közötti mérlegelést teszi lehetővé. A kutatómunka vizsgált termikus eljárásait és az erre vonatkozó kör-nyezeti hatáskategóriák értékeit a 3-4. táblázatok foglalják össze. Az életciklus-elemzések elkészítését GaBi5 LCA szoftver segítette. Az energiahatékonyságot jellemző paraméterek értékeit az 5. táblázat mutatja.

A kutatómunka életciklus-értékelés eredményei alapján elmond-ható az, hogy a vizsgált termikus technológiák környezeti hatásai igen széles határok között mozognak. Kiugróan magas környezeti hatásokat általában a pirolízis esetén tapasztaltunk, amelynek oka az alkalmazott alacsonyabb hőmérsékletre vezethető vissza. Kivételt

Hatáskategóriák megnevezése

Hatáskategóriák értelmezése

Egyenérték

Globális felmelegedési Potenciál (GWP)

A különböző üvegházhatású gázok globális felmelege-déshez való hozzájárulásának a mértéke egységnyi CO2-hoz viszonyítva.

kg CO2-eqyenérték

Savasodási Potenciál (AP)

A SO2-hoz viszonyított sava-sodás.

kg SO2-egyenérték

Eutrofizációs Potenciál (EP)

Az eutrofizáció mértéke. kg foszfát-egyenérték

Humán Toxicitási Potenciál (HTP)

Az emberi szervezetre mérgező hatású anyagokra vonatkozó, maximálisan megengedett koncentráció mértéke 1,4 diklórbenzol (DCB) egyenértékben.

kg DCB-egyenérték

Fotokémiai Ózonképző-dési Potenciál (POCP)

Az illékony szerves vegyületek ózontermelő képessége.

kg etilén-egyenérték

Ózonréteg elvékonyo-dás (ODP)

Főként a halogénezett szén-hidrogének rovására írható, referens összetevőként az R11 került kiválasztásra.

kg R11-egyenérték

Földi öko-toxicitás (TETP)

Növény és állatvilágra vonat-kozó mérgező anyagok, DCB egyenértékben.

kg DCB-egyenérték

Tengervízi öko-toxicitás (MAETP)

Édesvízi öko-toxicitás (FAETP)

Abiotikus kimerülő for-rások (ADP)

Magában foglalja a na-gyszámú fémércet.

kg Ólom-egyenérték

Abiotikus kimerülő fosszilis források (ADP)

Magában foglalja a kimerülő fosszilis energiaforrásokat.

kg MJ

2. táblázat. Környezeti hatáskategóriák (CML 2001 módszer szerint)

1. ábra. Az életciklus-értékelés szakaszai

1. Rögzítjük a tanulmány készítésének okát2. Termék-funkció és funkcionális egység rögzítése3. Referenciaáram rögzítése4. Rendszerhatárok lehatárolása (elemi áramokkal)

Cél és tárgy meghatározás

1. Anyag- és energiaáramok birtokában történő adatgyűjtés2. Anyag- és energiaáramok birtokában történő számítások3. Leltárkészítés a folyamatrendszer input és output áramairól4. Leltárkészítés a folyamatokkal kapcsolatos környezeti hatásokról

Leltárelemzés 1. Leltár- és hatáselemzési eredmények ellenőrzése2. Esetleges problémák meghatározása3. Eredmények kiértékelése, hitelének ellenőrzése4. Lényeges környezeti tényezők meghatározása5. Következtetések, ajánlás a döntéshozatalhoz

Értelmezés, interpretáció

1. Leltáradatok elemzése és értékelése környezeti szempontból 2. Kategória-mutatószám kiválasztása hatáskategóriánként3. Hatáskategóriák súlyozása4. Leltáradatok számszerűsített jellemzése

Hatáselemzés

Dönt

ésho

zata

l

Vizsgált termikus kezelési eljárások

Hatásvizsgálati módszer és paraméterei

Pirolízis (500 °C)Hagyományos égetés (1100 °C)(füstgázkezelés nélkül és füstgázkezeléssel)Gázosítás (1200 °C)Plazmaeljárás (3000 és 5000 °C)

Értékelési módszer:CML 2001 (2010. november)Funkcionális egység:1 kg veszélyes hulladék(nehézfém- és PCB-tartalommal)Rendszerhatárok: a hulladék vegyipari üzemből történő beszállításától (100 km-es tá-volságban) és feladásától (ter-mikus kezelési technológiát megvalósító berendezésbe) a keletkezett melléktermékek ke-zeléséig.

3. táblázat. Alkalmazott értékelési módszer és vizsgált eljárások

www.e-met.hu GEOTERMIA

27MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

ez alól az ózonréteg-vékonyodási potenciál jelent, amely kapcsán a füstgáztisztítás nélküli, hagyományos égetés képviseli a legmagasabb értéket. A plazmatechnológiát valamennyi környezeti hatáskategória tekintetében kedvezőbb eredmények jellemzik, az alkalmazott ma-gasabb hőmérsékletnek és a segédgázoknak köszönhetően. A füst-gáztisztítást elhanyagoló és azt alkalmazó hagyományos égetéses technológiáknál a globális felmelegedéshez való hozzájárulás csak-nem egy egész nagyságrendben különbözik. A savasodási potenciált jellemző kén-dioxid egyenértékek, a plazmatechnológia kivételével, azonos nagyságrendűek. Az emberi szervezetre gyakorolt toxikus ha-tás esetén a gázosítás és a plazmaeljárások képviselnek kedvezőbb értékeket.

ÖsszefoglalásEgy vegyipari technológia környezetbarát jellegének eldöntése komp-lex feladat. Csakis körültekintő elemzés után jelenthetjük ki egy vegyi-pari technológiáról, hogy környezetbarát. Hosszútávon az egyszerre környezetbarát és energiahatékony technológiák a leggazdaságosab-bak, ahol e technológiák bevezetésével a vegyipari vállalatok jobb teljesítményt nyújtanak valamennyi célterületen. Gondoljunk csak az Európai Vegyipari Tanács (CEFIC) Responsible Care (RC, Felelős Gondoskodás) programjára, amelyhez Magyarország 1992-ben csat-lakozott. A vegyipari környezetvédelmi feladatok egyrészt a vállalati stratégia kidolgozásával vannak összefüggésben, másrészt minden-napi feladatok.

A kutatómunkában vizsgált termikus technológiáknál, a környezeti hatások és az energiahatékonysági paraméterek értékei ismeretében összefoglalóan elmondható az, hogy a hagyományos égetéses tech-nológiák és a pirolízis a feladásra került szerves vegyipari hulladékok energiatermeléssel egybekötött ártalmatlanítására kevésbé megfele-lők. A környezetterhelési és energiahatékonysági szempontok együttes figyelembevételével prioritási sorrend is felállítható a vegyipari veszé-lyes hulladékok termikus ártalmatlanítási technológiái között. Az al-kalmazott, életciklus-elemzéssel kombinált vizsgálati módszer új dön-téshozatali irányt képezhet a vegyipari környezetvédelem jövőjében.

Felhasznált irodalom[1] Mannheim, V.: Hulladékkezelés során alkalmazott műveletek és

eljárások. Termikus kezelési eljárások. Környezetvédelmi jog-szabályok és nyomtatványok gyűjteménye. Hulladékgazdálko-dás-környezetvédelmi termékdíj. Verlag Dashöfer Szakkiadó Kft. Budapest. 42. aktualizálás. 2012. október. Terjedelem: 17 oldal. ISSN 1589-7230.

[2] Mannheim, V., Siménfalvi, Z.: LCA and new mathematical method for thermic treatment processes by industrial organic waste. IN-TECH 2012. Proceedings of International Conference on Innovative Technologies IN-TECH. ISBN 978-953-6326-77-8. Ri-jeka, Croatia, 2012. pp. 451-454.

[3] Mannheim, V., Bodnár, I.: Life Cycle Assessment for Thermic Treatments of Organic Industrial Waste. Enviro-management 2012: The proceedings of the 6th international experts conference. ISBN 978-80-85655-33-9. Zilina, Slovakia. pp. VII-1/17-10/17.

[4] Mannheim, V.: Life Cycle Assessment (LCA) a hulladékgazdálko-dásban. Hulladékgazdákodási Tanácsadó Kézikönyv. 9. rész/ IV. sz. melléklet. Verlag Dashöfer Szakkiadó Kft., Budapest. 48. ak-tualizálás, 2011. november. pp. 187-198.

[5] Mannheim, V.: Termikus kezelési technológiák vizsgálata veszé-lyes hulladékokra, életciklus-elemzés módszerrel. Energiagazdál-kodás V. évf. 5 (2012). ISSN 1216-8599. pp. 2-4.

[6] Mannheim, V., Bodnár, I.: Hulladékból energia sokféleképpen. Hulladékkezelési eljárások vizsgálata szerves hulladékokra élet-ciklus-elemzéssel. 2. rész. Zöld Ipar Magazin (2013) Nr. 1. pp. 8-9. ISSN 2062-3674.

Termikus kezelési eljárások paraméterei

Energiahatékonysági paraméterek [%]

ηNV ηNH

Hagyományos égetés (füstgázkezeléssel és füstgázkezelés nélkül) 14,93 10,82

Pirolízis (energiatermelés kazánban) 15,54 66,33

Gázosítás (energiatermelés kazánban) 17,29 65,34

Plazmaeljárás (energiatermelés gázmotorban) 32,96 64,04

Plazmaeljárás (energiatermelés gázmotorban) 35,98 61,02

5. táblázat. Energiahatékonysági paraméterek értékei

4. táblázat. Környezeti hatáskategóriák értékei a vizsgált ártalmatlanítási technológiákra

Környezeti hatáskategóriák

Hagyományos égetés (1100 °C)

(füstgázkezeléssel)

Hagyományos égetés (1100 °C)

(füstgázkezelés nélkül)

Pirolízis (500 °C)

Gázosítás (1200 °C)

Plazma-eljárás (3000 °C)

Plazma-eljárás (5000 °C)

Egyenérték

Globális felmelegedési Potenciál 0,707 5,03 15,4 0,989 0,836 0,128 kg CO2-egyenérték

Savasodási Potenciál 0,259 0,209 0,376 0,18 4,48E-3 1,37E-4 kg SO2-egyenérték

Humán Toxicitási Potenciál 28,5 96,7 0,645 0,433 3,66E-2 1,86E-3 kg DCB-egyenérték

Ózonréteg elvékonyodás 1E-4 1E-3 3,2E-3 4,09E-11 4,03E-8 4,48E-10 kg R11-egyenérték

Fotokémiai Ózonképződési Potenciál 1,437E-2 1,256E-2 1,821E-2 1,003E-2 3,3E-4 8,5E-5 kg etilén-

egyenérték

Eutrofizációs Potenciál 6,7356E-2 5,4219E-2 6,7368E-2 4,6664E-2 5,72E-4 1,8E-4 kg foszfát-egyenérték

Földi öko-toxicitás 2,067E2 2,113E2 7,7E-4 5,6E-4 1,38E-3 3,3E-4kg DCB-egyenérték

Tengervízi öko-toxicitás 1,0620E4 1,585E5 4,002 6,745 64,89 58,447

Édesvízi öko-toxicitás 5,237 1,066E3 2,45E-4 2,34E-4 2,96E-3 3,38E-4

Abiotikus kimerülő források 1,033E-7 3,361E-9 5,578E-9 4,768E-9 2,211E-6 2,135E-7 kg ólom-

egyenérték

Abiotikus kimerülő fosszilis források 1,557 0,534 1,365 1,306 8,808 8,848 kg MJ

www.e-met.hu GEOTERMIA

28

www.e-met.hu GYAKORLATGYAKORLAT www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Dobó Zsolt, Palotás Árpád Bence

Lakossági gázmérők mérőszerkezetében kialakuló bemaródások vizsgálata

Magyarországon a szabálytalan földgázvételezés milliárd fo-rintos nagyságrendű károkat okoz [1]. A szabálytalan vétele-zési módszerek közé tartozik például a gázmérőt megkerülő vezeték építése vagy a számláló visszatekerése (OMH plom-ba felbontása) [2]. Az illetéktelen beavatkozási kísérletek to-vábbi csoportjába a Gallus 2000 típusú lakossági gázmérők állandómágnessel történő manipulálása tartozik. A gázmérő üzemszerű működésének ilyen módon történő befolyásolása általában mágneses nyomokat hagy a gázmérő acélburkolatá-ban. A külső burkolat felületén végzett remanencia-mérések adataiból következtetni lehet az alkalmazott állandómágnes nagyságára [3, 4]. A kapott eredmény azonban még nem vá-laszolja meg azt a kérdést, hogy a gázmérőn ez alatt az idő alatt áramolt-e át valamennyi gáz vagy sem. A következőkben bemutatjuk azt a vizsgálatsorozatot, melynek segítségével vá-laszt kaphatunk a fenti kérdésre.

A vizsgálat során használt eszközökA lakossági földgázfogyasztás mérésére alkalmazott Gallus 2000 típusú gázmérők 250 mm (a továbbiakban „A” típus) és 110 mm (továbbiak-ban „B” típus) csonktávolsággal is készülnek. Ezek közül csak azokat a mérőket lehet állandómágnessel befolyásolni, amelyeknek a memb-rántámasztó lemeze acélból készült, ugyanis a mágnes erre az alkat-részre gyakorol olyan erőhatást, amely a működésben üzemzavarokat okozhat. Az 1. ábrán az „A” gázmérő membrántámasztó lemezének egy része látható, a részlegesen kivágott gázmérő-belsőben. Szem-

léltetésképpen elhelyeztük a gázmérőn azt a ritkaföldfém-mágnest, amelyet a vizsgálatok folyamán alkalmaztunk: 30 mm magas, 45 mm átmérőjű, anyagtípusa N52.

A membrántámasztó lemez csak akkor mozog, ha a gázmérő mű-ködik. Periodikus mozgása közben hol távolodik, hol közeledik a mé-rőszerkezet külső műanyag falazatához. A lemez felső holtpontjában – normál üzemvitel esetén – legalább 3 mm távolság mérhető a szerke-zet műanyag falazata és a lemez között. Ez azt jelenti, hogy a gázmérő normál működése közben a membrántámasztó lemez nem érhet hozzá a későbbiekben vizsgálandó belső (műanyag) felülethez. Amennyiben elegendően nagy állandómágnest helyezünk a gázmérő alsó acélbur-kolatára, akkor a mágnes ez esetben olyan nagy erővel húzza a mé-rőszerkezet belsejében található lemezt, hogy a membrán megfeszül, megnyúlik, és ennek következtében a membrántámasztó lemez hozzá-érhet a műanyag falazathoz, amelynek felületén szemmel látható elvál-tozásokat (bemaródásokat) okoz (1. ábra).

Az előző gondolatmenet kísérletekkel történő alátámasztásához egy levegővel üzemelő mérőrendszert építettünk ki, amely komp-resszorból, nyomásszabályozókból, gázmérőkből és fúvókákból áll (2. ábra).

A kompresszor a levegő szükséges mennyiségéről és nyomásáról gondoskodik. A nyomásszabályozó a levegő nyomását 27 mbar értékre állítja be. Ezután a vizsgált gázmérő következik. A csővezetékek kiala-kításakor fontos szempont volt, hogy a gázmérő könnyen cserélhető legyen. A rendszer végén egy fúvóka található, ennek furatátmérője határozza meg a rendszeren átáramló levegő térfogatáramát. A vizs-gálatok zöménél 4,5 mm átmérőjű furattal rendelkező fúvókát alkal-maztunk, amely 2,4 m3/h értékre korlátozta a levegő térfogatáramát. Az elvégzendő mérések nagy száma miatt a rendszer négy párhuza-mos ágat tartalmazott, így egyidejűleg 4 gázmérő felszerelésére volt lehetőség, mindegyikhez külön nyomásszabályozó és fúvóka tartozott. Minden egyes vizsgálathoz külön gázmérőt alkalmaztunk.

EredményekAz első kísérlet alkalmával 4 db „A” gázmérőn 2,4 m3/h levegőmeny-nyiséget áramoltattunk keresztül. A vizsgálat időtartama 12 óra volt, állandómágnest nem alkalmaztunk. A 12 óra letelte után leszereltük a gázmérőket, majd a szerkezet belsejének vizsgálata céljából szétszerel-

1. ábra. Gallus 2000 típusú, 250 mm csonktávolsággal készült gázmé-rő mérőszerkezete. A gázmérőn egy állandómágnes látható.

2. ábra. A mérőrendszer szemléltetése

www.e-met.hu GEOTERMIA

29

www.e-met.hu GYAKORLATGYAKORLAT www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

tük azokat. A mérőszerkezet megfelelő műanyag falazatát eltávolítot-tuk, ügyelve arra, hogy a szerelés során mechanikai sérülés ne kelet-kezhessen. A belső műanyag felületen egyik esetben sem tapasztaltunk olyan elváltozást, amit a membrán okozhatott volna. A kísérletet „B” gázmérők alkalmazásával is megismételtük, de ebben az esetben sem tapasztaltunk elváltozásokat.

Az előző kísérlet állandómágnes alkalmazásával történő megismét-lése előtt megvizsgáltuk, hogy a membrán ténylegesen megnyújtható-e annyira ahhoz, hogy az hozzáérjen a műanyag falazathoz. A kérdés megválaszolásához szakítóvizsgálatot végeztünk el. A vizsgálatokat a Miskolci Egyetem Anyagtudományi Intézetében üzemelő, Instron gyárt-mányú, 100 kN-ig terhelhető szakítógépen végeztük, miután az ékpá-lyás befogószerkezethez illeszkedő speciális mintarögzítő szerszámot elkészítettük. A befogószerkezet felső részéhez a gázmérő membrántá-masztó lemeze csatlakozott. A csatlakozáshoz egy furatot alakítottunk ki a lemez síkbeli középpontjában, ebben helyezkedett el a rögzítéshez szükséges csavar. A befogószerkezet alsó részébe – ugyancsak e célra készített külön befogóegységgel – a gázmérő komplett mérőszerkezetét rögzítettük. A mérőszerkezet befogásáról a 3. ábra mutat egy képet.

Megjegyzendő, hogy a szakítóvizsgálat során kapott eredmények ebben az összeállításban nemcsak a mérőszerkezet membránjára vo-natkoznak, hanem magára az egész szerkezetre. Ebbe beletartozik a membrántámasztó lemez, a membrántámasztó lemez alatt található

műanyaglemez, a kettő közé beszorított membrán, valamint a memb-rán a mérőszerkezet házához történő csatlakozásának viselkedése is. Ezek együttes hatása határozza meg a szakítódiagramot. A mérések során 10 mm/perc húzási sebességet alkalmaztunk, és rögzítettük az elmozdulás/erő diagramokat. Az eredményeket a 4. ábra szemlélteti.

A diagramon 3 különböző gázmérő mérőszerkezetének szakítódi-agramja látható. A görbe gyakorlatilag lineáris kezdeti szakasza után egy maximum található, amely maximumban a membrán mérőszer-kezetből való kiszakadása ment végbe. Számunkra a görbék kezdeti szakasza a lényegesebb, ezért az ábrán megjelenítettük a kinagyított diagramrészt is. Látható, hogy a membrántámasztó lemez viszonylag könnyen le tudja győzni a 3 mm-es távolságot, továbbá megállapítha-tó, hogy ez az elmozdulás a szerkezet rugalmas alakváltozása során történik.

Miután megbizonyosodtunk arról, hogy a membrántámasztó lemez viszonylag kis erővel túlmozdítható az eredeti holtponton, mágnes al-kalmazásával is megismételtük az első kísérletet. A gázmérőket ebben az esetben is 12 órán keresztül üzemeltettük. A gázmérők szétszedése után szabad szemmel is látható mechanikai bemaródásokat figyeltünk meg a műanyag falazat megfelelő belső felületén. Erre mutat egy pél-dát az 5. ábra, amelyen a bemaródás teljes hossza kb. 35 mm.

3. ábra. Gázmérő mérőszerkezetének befogása a szakítógépbe, 1 - a szakítógép befogószerszáma, 2 - a mérőszerkezet rögzítéséhez készített egység

4. ábra. A membrántámasztó lemez mérőszerkezetből történő kiszakításának szakítódiagramja

5. ábra. Bemaródás a 12 órán át mágnes alkalmazásával üzemeltett gázmérőben

00

1020304050

1 2 3

Gázmérő I.

Gázmérő II.

Gázmérő III.

00

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

5 10 15 20 25 30

Elmozdulás, mm

Erő,

N

www.e-met.hu GEOTERMIA

30

www.e-met.hu GYAKORLATGYAKORLAT www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Az „A” gázmérők esetében az általunk alkalmazott mágnes nem tudta megállítani a mérőszerkezetet. A működés szakaszos jellegű volt, amely azt jelenti, hogy a membrántámasztó lemez egy rövid időre a felső holtpontban megáll, majd ha a gáznyomás által létrejövő nyomóerő legyőzi az állandómágnes által keltett húzóerőt, akkor a szerkezet számlálója hirtelen fordul egyet.

A „B” gázmérők esetében a geometriai méretek miatt a mágnes és a membrántámasztó lemez közötti távolság 10 mm-rel kisebb (6. ábra). Ez azt jelenti, hogy ugyanaz a mágnes nagyobb húzóerőt képes kifejteni az ilyen típusú gázmérő membrántámasztó lemezére. A nagyobb erő a kísérletek során azt jelentette, hogy egyes esetekben a mágnes a vizsgált gázmérőt teljesen megállította.

A mágnes gázmérőre történő helyezése és a gázmérő leállása kö-zött eltelt idő ugyanazon típusok között is erősen eltérő lehet. Egyes esetekben a gázmérő számláló szerkezete azonnal megállt, más ese-tekben akár percekben (ritkán órákban) mérhető a mágnes elhelye-zése és a leállás között eltelt idő. Ha az üzemelő gázmérőre mágnest helyezünk el, és az azonnal meg tudja állítani a gázmérőt, akkor a membrán a műanyag falazathoz csupán egyszer ér hozzá. Az egyszeri érintkezés során többnyire nem keletkezik szemmel látható elválto-zás, vagy ha ez meg is történik, az elváltozás mértéke nagyon csekély.

Gyakoribb az az eset, mikor a gázmérőre helyezett, megfelelően nagy állandómágnessel még rövid ideig üzemel a gázmérő számláló szer-kezete. Ebben az esetben a membrántámasztó lemez már többször is hozzáérhet (ütődhet) a műanyag falhoz, és ennek következtében határozottan érzékelhető nyomokat hagyhat benne. Mivel az érintke-zések száma általában itt sem túl nagy (általában 2 és 10 közötti), a keletkező bemaródás még mindig csekély mértékű.

A 7. ábrán egy „B” típusú gázmérő műanyag falának fényképe látható. A membrántámasztó lemez okozta bemaródásokat egyértel-műen azonosítani lehet. A gázmérőn ez esetben is 12 órán át ára-moltattunk levegőt 2,4 m3/h térfogatáram mellett, eközben a külső acélburkolatán elhelyezett állandómágnest nem mozdítottuk el. A gáz-mérő számlálója a 12 óra időtartam alatt nem állt meg.

A lehetséges esetek teljes körű feltárása érdekében megvizsgáltuk azt az esetet is, hogy tapasztalható-e az előzőkhöz hasonló elváltozás a műanyag alkatrészen olyankor, amikor az egyébként erős mágnest egy épp nem üzemelő gázmérőre helyezik el. Amennyiben egy gázmé-rő nem üzemel, és azon egyszeri alkalommal elhelyezünk egy megfe-lelően nagy mágnest, úgy a membrántámasztó lemez is csak egyszeri alkalommal érhet hozzá a belső műanyag falazathoz. Korábban már kimutattuk, hogy egyszeri alkalom nem, vagy csak nagyon kis mér-tékben képes bemaródást okozni. Ezt a csekély mértékű bemaródást igyekszik szemléltetni a 8. ábra.

A nem üzemelő gázmérőre elhelyezett állandómágneses vizsgá-latok egyik különleges esete, mikor a gázmérőre nemcsak egyszer, hanem többszöri alkalommal helyezzük el az állandómágnest. Ez gya-korlatilag azt jelenti, hogy a mágnest periodikus időközönként elhe-lyezzük a gázmérőn, majd eltávolítjuk onnan. Szabályosan ismétlődő

a) b)6. ábra. A mérőszerkezet távolsága a gázmérő külső acélburkolatától, a) "A" gázmérő, b) "B" gázmérő

7. ábra. 12 órán át mágnes alkalmazásával üzemelő "B" típusú gázmérő belső műanyag falazatáról készült fénykép

8. ábra. Szabad szemmel alig érzékelhető, membrántámasztó lemez okozta bemaródás a nem üzemelő mérőn

9. ábra. Bemaródás keletkezése a mágnes 20-szoros elhelyezésével a nem üzemelő gázmérőn

www.e-met.hu GEOTERMIA

31

www.e-met.hu GYAKORLAT

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

GYAKORLAT www.e-met.hu

ciklusokat három tényezővel írhatunk le pontosabban: az az időtar-tam, amíg a mágnes a mérőn van, a mágnes nélküli időszakasz hosz-sza, valamint a ciklusok száma, azaz hogy hányszor ismételjük meg az előző eljárást. Ezt a hatást 2 db „B” típusú gázmérőn vizsgáltuk, melyekre 10 másodperc ideig elhelyeztük a mágnest, 10 másodperc időre leszedtük azt a gázmérőről, és az eljárást 20 alkalommal ismé-teltük meg. A 9. ábrán látható, hogy határozott, az előzőnél sokkal erősebb bemaródás keletkezett a gázmérő műanyag burkolatának belső felületén.

Üzemelő gázmérő mellett a mágnes egyszeri elhelyezésével is ha-sonló bemaródások keletkeznek, lévén, hogy ugyanarról az effektusról van szó. Különbség csupán a módszerben adódik: az egyikben a mág-nest mozgatjuk a gázmérő környezetében, a másik esetben a mágnes áll, és a membrántámasztó lemez mozog bent a gázmérő mérőszer-kezetében. Mindkét esetben ugyanaz a kérdés: hányszor ért hozzá a membrántámasztó lemez a mérőszerkezet műanyag falazatához.

A bemaródás mértéke és a mágnesezés időtartama között össze-függéseket kerestünk, reprodukálható egyértelmű kapcsolat azonban nem volt kimutatható a két jellemző között. 2,4 m3/h levegő-térfo-gatáram mellett a következő mágnesezési időtartamokat vizsgáltuk: 1 óra, 12 óra, 1 nap, 3 nap, 1 hét. A mágnesezés időtartamától legin-kább a bemaródás hossza függ, de jelentős eltérések és magas szórás tapasztalható a két jellemzőben. Az összefüggés felállításához további feltételekre is szükség lenne, például a gázmérő a mágnesezés időtar-tama alatt nem állhat meg, egységnyi térfogatáram biztosítása szük-séges stb. A 10. ábrán két szemléletes fénykép látható a mágnesezett gázmérők membránnal érintkező falazatairól.

Vizsgálataink során különböző működési szituációkat modellez-tünk. Ezek közül az egyik a gázmérő túlterhelése. A 6 m3/h maximá-

lisan megengedett térfo-gatáram helyett 8 m3/h levegőmennyiséget ára-moltattunk át 4 db gáz-mérőn 1 nap időtartamig, mágnes alkalmazása nél-kül. A gázmérők szétbon-tása után a műanyagház megfelelő belső felületén

nem tapasztaltunk mechanikai bemaródásokat. A következő esetben a gázmérő és a fúvóka közé egy gáz-mágnesszelepet helyeztünk el, amely a levegőáram periodikus ki/bekapcsolásáról gondoskodott. A mágnesszelep vezérlését egy Arduino UNO mikrokontroller modul végezte el, amely 5 perc időtartamig be-, majd 5 perc időtartamig kikapcsolta azt. A gázmérők ilyen feltétel mellett 12 óra időtartamig üzemeltek. A gázmérők szétbontása után a műanyagház megfelelő belső felületén itt sem tapasztaltunk mechanikai bemaródásokat.

ÖsszefoglalásAz üzemelő gázmérőkön végzett mágneses beavatkozás kísérletso-rozat segítségével átfogóbb képet kaptunk a gázmérő műanyagból készült számlálószerkezetének belsejében létrejövő bemaródás mér-tékről, illetve keletkezésének mechanizmusáról. A vizsgálatok ered-ményeit összegezve elmondható, hogy a bemaródás mértéke attól függ, hogy hányszor és milyen erővel ért a membrántámasztó lemez a műanyagból készült számlálószerkezet belső falához. Ha a lemez csak egyszer ért hozzá a műanyag falhoz, akkor nagy valószínűséggel nem, vagy csak csekély mértékű bemaródás keletkezik. Ha egy lesze-relt gázmérőre egyszer helyezünk el egy megfelelő erősségű mágnest, akkor a membrán egyszer fog hozzáérni a falhoz. Ha üzemelő gázmé-rőre egy olyan nagyságú mágnest helyezünk el, amely képes azonnal megállítani a gázmérőt, akkor ugyancsak 1 alkalommal ér hozzá a lemez a falhoz, ezért ezekben az esetekben a várható bemaródás cse-kély mértékű.

Amennyiben azonban a membrántámasztó lemez többször ér hozzá a műanyagból készült falhoz, akkor határozottabb, nagyobb mértékű bemaródások keletkezése valószínűsíthető. Ez a jelenség egyértelműen reprodukálható mind álló, mind üzemelő gázmérő ese-tében. Ha egy gázmérő nem üzemel, vagy le van szerelve, akkor az állandómágnes periodikus leszedésével, illetve felrakásával idézhető elő a lemez és a fal érintkezése. Üzemelő gázmérő esetén, amennyi-ben a gázmérőre helyezett mágnes nem képes azonnal megállítani a mérőt, akkor a membrántámasztó lemez periodikus mozgása követ-keztében jön létre hasonló károsodás, azaz a lemez több alkalommal fog hozzáérni a falhoz, ezáltal növelve a bemaródás mértékét.

Amennyiben a gázmérőre helyezett állandómágnes egyáltalán nem képes megállítani a mérőt, de elég erővel húzza a lemezt ahhoz, hogy hozzáérjen a műanyag falazathoz, úgy jelentős, nagymértékű bemaródások keletkeznek. Ebben az esetben leginkább a mágnese-zés időtartama, a gázmérőn átáramlott gáz mennyisége, valamint a mágnes nagysága határozza meg a bemaródás mértékét. A mág-nesezés időtartama és a gázmérőn átáramoltatott gáz mennyisége meghatározza a membrántámasztó lemez falazathoz érésének szá-mát.

Irodalom[1] http://energiainfo.hu/cikk/evente_9_milliardos_kart_okoz_a_

gazlopas_a_tigaz-dso_kft-nek.24772.html[2] Kállai László: Szabálytalan vételezések felderítése és bizonyítása. XX.

Dunagáz Szakmai Napok Konferencia, Visegrád, 2012.[3] Zs. Dobó, Á. B. Palotás: Vizsgálatok lakossági gázmérők mágneses

manipulálásának utólagos kimutathatóságára. Magyar Energetika, 2012.

[4] Zs. Dobó, Á. B. Palotás, D. Felhős: Magnetic Measurements on Residential Gas Meters. XXVI. microCAD International Scientific Conference, Miskolc, 2012.

KöszönetnyilvánításAz itt bemutatott kutató munka a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt részeként az Európai Unió támogatásával, az Európai Szoci-ális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

10. ábra. Bemaródás a mágnesezett gázmérők mérőszerkezetében

www.e-met.hu GEOTERMIA

32

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Dulovics Dezső

Energiagazdálkodás a szennyvíztisztításban

Az energia-kérdések az utóbbi időben világszerte aktuálissá váltak a készletek szűkössége, az emberiség szaporodása, a klímaválto-zás hatása és egyéb tényezők következtében. Az energiaszektor-ban – az utóbbi években – bekövetkezett változások (pl. növekvő energiaárak, liberalizált energiapiac, energiapotenciál növekedése a javuló műszaki lehetőségek következtében) szükségessé teszik a szennyvíztisztító telepeken is a célirányos energiagazdálkodást.

A hazai csatornázás és szennyvíztisztítás a rendszerváltást követő húsz egynéhány évben óriási fejlődést tett meg. Megépült több 100 km köz-csatorna és több mint 450 szennyvíztisztító telep. A csatornázottság 43% ellátottságról 73%-ra emelkedett, míg a szennyvíztisztítás 30%-ról indulva 62%-ot ért el. Köszönhető ez elsősorban a hazai és uniós pályázati rend-szerek nyújtotta támogatásoknak.

A szennyvíztisztító telep gyakran a település egyik legnagyobb áram-fogyasztója. A közvilágítás, oktatási intézmények, középületek mellett a szennyvíztisztító telep áramfogyasztása átlagban a települési áramfo-gyasztás kb. 20%-át teszi ki, ha nem vesszük figyelembe a szennyvíztisz-tító telep saját áramtermelését (Christ et al. 2008).

A szennyvíztechnika energiakérdései olyan fontosságúak a megtakarí-tások mellett, a klímaváltozásra, a szigorodó környezetvédelmi elvárások-ra tekintettel is, hogy behatóan kell értékelnünk az alkalmazott energeti-kai rendszereket annak érdekében, hogy a műszaki-gazdasági optimumot megtaláljuk.

A szennyvíztechnika minden területén – csatornázás, szennyvíztisztí-tás, iszapkezelés és -elhelyezés – lehetőség van az energiagazdálkodásra. Cikkünkben a szennyvíztisztító telep energiagazdálkodásával foglalkozunk.

Az elkövetkező években áttörést kell elérnünk a hazai szennyvíztisztító telepek energiafogyasztásában, hogy megközelítsük a fejlettebb orszá-gok telepeinek fajlagos áramfogyasztását. Például a bajorországi 10 000- 100 000 LE kapacitású, különböző technológiájú szennyvíztisztító tele-peken − a 2006-2007 években végzett felmérések szerint − az átlagos, fajlagos elektromos energiafogyasztás 50 és 35 kWh/(LE·a) között volt (Christ et al. 2007). (Megjegyzés: a szennyvíztechnikában a „LE” jelölés lakos-egyenérték fogalmat jelöl, mely egy fő BOI5-ben kifejezett napi szer-vesanyag-terhelését jelenti.)

Az energiagazdálkodás a szennyvíztisztító telepekenAz energiagazdálkodás a szennyvíztisztító telepeken a telepméreten és technológián (pl. csepegtetőtestes, tárcsás merülő testes, különböző ele-veniszapos, utótisztítási stb.) túl a telep kihasználtságától (alulterhelt, túl-terhelt), valamint a magassági elrendezésétől, az alkalmazott gépek típu-sától és minőségétől, az irányítástechnika színvonalától és az iszapkezelés, valamint elhelyezés módjától is függ.

Hazai vonatkozásban kevés (Sütő et al. 2008; Zsabokorszky, 2009) rendszeres mérés eredménye áll rendelkezésre, és a fajlagos energia-fogyasztás vetítési alapja (pl. a szennyvíz m3-re a szennyvíz különböző

összetétele miatt) gyakran nem alkalmas az összehasonlításra. Az ener-giamérlegek összehasonlítása szempontjából célszerű az értékelésbe a szennyvíztisztítás szennyezőanyag-paramétereit (pl. KOI – kémiai oxigén-igény, N – nitrogén, P – foszfor) bevonni. Abból kiindulva, hogy a KOI-ben mért napi szervesanyag-terhelés 110 g/(LE·d), egy g KOI pedig 14 kJ je-lent, a kommunális szennyvízben lévő energia 155 kWh/(LE·a) a KOI-ból, 38 kWh/(LE·a) a N és P-ból, összesen 193 kWh/(LE·a) fajlagos energiát jelent (Kroiss et al. 2009).

A szennyvíztisztító telepen az energia-megtakarítás zömét (~70%-át) a biológiai tisztításban és az iszapkezelésben lehet elérni. További meg-takarítást (kb. 20%-ot) a mechanikai tisztítási lépcső és az épületek te-rületén kell keresni. A szennyvíztisztító berendezések energiaoptimálása mellett közel 10%-os megtakarítás érhető el – kihasználva a törvények adta lehetőségeket – az energiaellátási szerződések optimalizálásával (Ga-rai, 2005).

Néhány javaslat az energia-megtakarításra a szennyvíztisztítási tech-nológiákon belül

Mechanikai előtisztítás

Telepi átemelő A nagyobb szennyvíztisztító telepeken − robusztus kivitele, kevés meghi-básodása miatt − közkedvelten alkalmazott csigaátemelő hatásfoka ener-getikai szempontból idővel kedvezőtlenné válhat. A csigák cseréjével és a hozamhoz igazított működésével a hatásfok növelhető.

Az átemelő szivattyúk működésének az érkező szennyvízhozam inga-dozásával történő összehangolásával is energia-megtakarítások érhetők el.

RácsokA korszerű szennyvíztisztító telepeken a szag-emisszió legnagyobb forrása a rácsépület, melynek szennyezett levegőjét – elszívást követően – tisztí-tani kell. Amennyiben nem az egész épületből, hanem csak a zárt rácsmű-tárgyból történik a levegő elszívása, jelentős áram-megtakarítás érhető el.

Levegőztetett homokfogókA levegőbefúvás fő feladata a homokfogón átáramló szennyvíz rotációs mozgásának a biztosítása. Erre elegendő a homokfogó hosszának első kétharmadát levegőztetni. Így érhető el energia-megtakarítás, melynek kedvező mellékhatása az oxigénkoncentráció csökkentése a szennyvízben, a technológiai sorban következő (pl. anaerob/anoxikus) műtárgyban.

Biológiai tisztításAz oxigénellátást szolgáló levegőztetés, a recirkuláció és a keverés teszik ki a szennyvíztisztítás elektromos energiafogyasztásának több mint felét. Az említett folyamatok gépi berendezéseinek hatásfokát célszerű elsősorban

www.e-met.hu GEOTERMIA

33

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

vizsgálat tárgyává tenni, például a korábban használt, nagyobb teljesít-ményt felvevő gyorskeverők helyett előnyben részesíteni a lassúkeverőket.

A technológiai intézkedések közül, melyek a vízvonalon energia-meg-takarításhoz vezetnek, érdemes megemlíteni az

a) iszapkor szükséges mértékre csökkentést,b) az eleveniszapos medence iszapkoncentrációjának összehangolását

a terheléssel és a szennyvíz hőmérsékletével,c) nagyobb mértékű alulterhelés esetén medence vagy medencecso-

portok kiiktatását,d) a b) megoldása után az iszap- és nitrát-recirkulációt is célszerű

összehangolni, ami nemcsak energia-megtakarításhoz, hanem az üzem-biztonság fokozásához is vezet,

e) a korábban megépített telepek tervezésekor a biztonságos ered-mény eléréséért általában nagyobb gépeket terveztek be, ezeknek kivál-tását,

f) a múltban tervezett eleveniszapos medencék O2-szintről történő szabályozásának lecserélését.

Energiagazdálkodás az iszapkezelés és -elhelyezés területénAz iszapkezelés során megtermelhető megújuló energia nem jelentős az országos villamosenergia-termeléséhez képest, például Németország-ban (DWA 2010) ez az érték 2006-ban 1,1%-ot tett ki. Ennek ellenére a szennyvíztechnika energiakérdéseivel szükséges foglalkozni.

Korábban említettük, hogy az energia-megtakarítás zömét a biológiai tisztításban és az iszapkezelésben lehet elérni. Az iszapvonalon történő iszapkezelés célja a szennyvíziszap térfogatának csökkentése és stabilizá-lása a maximális biogáz-produkció elérése érdekében. Döntő jelentőségű az iszapstabilizáció jellege, ami szorosan összefügg a szennyvíztisztító te-lep kapacitásával.

Aerob stabilizálás esetén fontos, hogy az szimultán vagy elkülönített stabilizálással valósul-e meg. Az elkülönített stabilizálás energiaigénye kedvezőbb, de megvalósítása technológiai problémákat (pl. bűzképződés) vethet fel.

A 1. ábrán bemutatjuk a szimultán aerob iszapstabilizációval működő szennyvíztisztító telep tisztítási technológiai sémáját. A sémán követni le-het a fajlagos KOI és öN átalakulását Kroiss et al. 2009 alapján.

Az oxigénbevitel fajlagos értékét 1,7 kgO2/kWh számolva, a fajlagos villamosenergia-igény 20,51 kWh/(LE·a).

Megjegyezzük, hogy az 1. ábrán szereplő technológiai séma figyelmen kívül hagyja a szennyvízátemelő és a mechanikai előtisztítás villamosener-gia-igényét, mely az átemelés módjától és teljesítményétől, valamint az előtisztítás mértékétől függ, és kb. 6-10 kWh/(LE·a) fajlagos energia fel-használását jelenti. Az iszapelszállítás energiaigénye – a szállítási távol-ságtól függően – is 5-11 kWh/(LE·a) körüli fajlagos energiát igényel.

Anaerob stabilizálás, rothasztás esetén döntő a szennyvíztisztító telep kapacitása, ami befolyásolja a rothasztás alkalmazásának gazdaságossá-gát. Korábban hazánkban az 50 000 LE telepterhelést tekintették a rot-hasztás-alkalmazás gazdaságossági határának. E kérdésre a későbbiekben még visszatérünk.

A 2. ábrán bemutatjuk a rothasztással működő szennyvíztisztító telep tisztítási technológiai sémáját. Megjegyezzük, hogy a 2. ábrán szereplő technológiai séma sem veszi figyelembe a szennyvízátemelő és a mecha-nikai előtisztítás, valamint az iszapszállítás villamosenergia-igényét.

Az oxigénbevitel fajlagos értékét 1,7 kgO2/kWh számolva, a levegőzte-tés energiaigénye 46,4 Wh/(LE·a), a gázhozam 10,5 Nℓ CH4/d, a gázmotor hatásfoka pedig 3 kWh/Nm3CH4. A fenti értékekkel számolva a fajlagos villamosenergia-igény 5,44 kWh/(LE·a).

Amennyiben összehasonlítjuk a szimultán aerob iszapstabilizációval [20,51 kWh/(LE·a)] és az iszaprothasztóval [5,44 kWh/(LE·a)] működő szennyvíztisztító telep fajlagos éves villamosenergia-igényét, láthatjuk, hogy a rothasztásos technológiával működő szennyvíztisztító telep ked-vezőbb, mert fajlagosan 15,07 kWh/(LE·a)-val kevesebb villamos energiát fogyaszt.

Hivatkozva Lindtner adataira (Kroiss et al. 2009), az aerob stabilizá-lást végző 47 osztrák szennyvíztisztító telepen (kapacitás 20 ezer-1 millió LE), a fajlagos energiafogyasztást 39 kWh/(LE·a)-ben, az anaerob stabili-zálással (rothasztással) üzemelőknél pedig 29 kWh/(LE·a)-ben adta meg. A felmérés eredménye mutatja, hogy a gyakorlatban az anaerob stabilizá-lással működő szennyvíztisztító telep fajlagos villamosenergia-fogyasztása 10 kWh/(LE·a)-vel kevesebb az aerob stabilizálást végzőkkel szemben.

RÁCS

30 g KOI/(LE∙d) 2 g N/(LE∙d)

nyers szennyvíz

tisztított szennyvíz

UTÓÜLEPÍTŐ

ELEVENISZAPOS MEDENCE

ISZAPTÁROLÓ

gravitációs sűrítéssel ISZAP

VÍZTELENÍTŐ

FI

RI

ISZAPVÍZ

iszap

HF

110 g KOI/(LE·d) 11 g öN/(LE·d) 110 g KOI/(LE·d)

11 g öN/(LE·d)

9 g KOI/(LE∙d)

9 g öN/(LE∙d)

34 g KOI/(LE∙d) 2 g öN/(LE∙d)

levegőbevitel

Jelmagyarázat: HF – homokfogó, RI – recirkulációs iszap, FI – fölösiszap, LE – lakos-egyenérték,

1,2 mgO2 g/ℓ

RÁCS

biogáz

iszap

FI

RI

nyers szennyvíz

tisztított szennyvíz

KI

NYI

UTÓÜLEPÍTŐ

ELEVENISZAPOS MEDENCE 1,5 O2 mg/ℓ

ISZAPSŰRÍTŐ gravitációs vagy gépi

sűrítéssel

ISZAP VÍZTELENÍTŐ

ELŐ-

ÜLEPÍTŐ

ROTHASZTÓ

ISZAPVÍZ

levegőbevitel

HF

GÁZMOTOR

vill. energia hő

Jelmagyarázat: HF − homokfogó, RI − recirkulációs iszap, FI − fölösiszap, NYI − nyersiszap, KI − kevertiszap, LE − lakos-egyenérték,

110 g KOI/(LE∙d) 77 g KOI/(LE∙d)

77 g KOI/(LE∙d)60 g KOI/(LE∙d)

33 g KOI/(LE∙d)

30 g KOI/(LE∙d)

9 g öN/(LE∙d)9 g KOI/(LE∙d)

1,4 g öN/(LE∙d)

27 g KOI/(LE∙d)2 g öN/(LE∙d)

1. ábra. A szimultán aerob iszapstabilizációval működő szennyvíz-tisztító telep tisztítási technológiai sémája

2. ábra. Rothasztással működő szennyvíztisztító telep tisztítási technológiai sémája

Megjegyezzük, hogy a 2. ábrán szereplő technológiai séma sem veszi figyelembe a szenny-vízátemelő és a mechanikai előtisztítás, valamint az iszapszállítás villamosenergia-igényét.

www.e-met.hu GEOTERMIA

34

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Néhány szabály, melyet a rothasztás fő célja – stabilizálás és meny-nyiségcsökkentés, valamint maximális gázhozam elérése – érdekében kell betartani (Christ et al. 2008; Oláh et al. 2010; Öllős et al. 2010):

● a rothasztóba betáplálásra kerülő nyers- és fölösiszap lehetséges maximális víztelenítése a rothasztó hőigényének csökkentése érdekében,

● a rothasztót teljes elkeverésű reaktorként kell üzemeltetni, ülepí-tésre alkalmatlan,

● a rothasztóban – a mezofil biocönózis legnagyobb aktivitása érdeké-ben – 37-40 °C hőmérsékletet kell tartani,

● két rothasztó tornyot − túlterhelés esetén (ha az első toronyban a tartózkodási idő 16 nap alá csökken) − célszerű soros kapcsolásban üze-meltetni,

● a rohasztókat − tartalékkapacitás esetén − célszerű vendégrothasz-tóként (CO-rothasztóként) üzemeltetni,

● az aerob stabilizáló telepek víztelenített iszapját célszerű − meg-felelő szabad rothasztó kapacitású − szomszédos telepre szállítani, és ott kezelni a gazdaságossági szempontok (elsősorban szállítási távolság) be-tartásával.

Az iszapvonali megtakarítások mellett energia-megtakarítások érhetők el a szennyvíztisztító telep hőtechnikai optimalizálásával. A szóba jöhető megoldások:

● a fúvók hulladékhőjét felhasználni, például az üzemi épületek fű-tésére,

● felhasználni a szennyvíz − 1,2 kWh/(m3·K) − fajhőjét az üzemi épületek fűtésére, a közelben lévő lakóépületek hőellátására (Christ et al. 2008), az iszap szárítására, télen a medencék járófelületeinek fűtésére.

Szimultán aerob iszapstabilizálás átállítása anaerob iszapstabilizálásraAz energia-megtakarítás további lehetősége a szimultán iszapstabilizálás-sal működő szennyvíztisztító telepek átállítása anaerob iszapstabilizáló te-lepre (Schreff, 2010). Itt a legnagyobb előny akkor érhető el, ha a szimul-tán iszapstabilizáló szennyvíztisztító telep túlterhelt és felújításra szorul. Hazánkban több ilyen teleppel találkozhatunk, csak felmérésük hiányzik. Gretzschel beszámolója szerint napjainkban, Németországban a rothasz-tó alkalmazásának határát a korábbi 30 000 LE terhelési kapacitásról 10 000 LE-re szállítják le, hogy a szerves anyagban lévő energia egy részét visszanyerjék.

A 3. ábrán bemutatjuk Gretzschel et al. 2012 nyomán egy 20 000 LE terhelésű szennyvíztisztító telep működési hossz-szelvényét, az A) jelű áb-rarészen aerob iszapstabilizálással (átalakítás előtt), a B) jelű ábrarészen pedig anaerob rothasztással (átalakítás után).

Megjegyezzük, hogy az eleveniszapos medence térfogatának kb. 40%-a más funkcióra felhasználható. Az átalakítás minden egyes szennyvíztisz-tító telepen egyedi megoldást és dinamikus költségbecslést igényel.

Az iszapelhelyezés energiaigényeAz iszapelhelyezés energiafelhasználása elsősorban az iszap szállításakor jelentkezik, ahol döntő a szállítási távolság és az iszap mennyisége, szá-razanyag-tartalma. Mezőgazdasági elhelyezés esetében az előző szempon-tokhoz még csatlakozik a stabilizálás szükséges mértéke és az alkalmaz-hatóság szabályai is.

Energiaoptimalizálás a szennyvíztisztító telepeken A szennyvíztisztító telepek energiaoptimalizálása előzetes feltételei (Christ et al. 2008; Dulovics, 2009; Licskó et al. 2009; Garai, 2006, 2009):

● a berendezések terhelésének és üzemi adatainak, valamint a fo-gyasztók legalább egyéves adatainak felvétele,

● az üzemi adatok között az egyes energiafelhasználó egységek fo-gyasztásának mérése elengedhető (ehhez a műszaki feltételek ma már adottak/megteremthetők),

● az energiaadatok és a tömegáram kapcsolatának mérlegelése,● a várható fajlagos adatok összehasonlítása a meglévő adatokkal, ● az optimalizálási intézkedések levezetése különböző szcenáriók sze-

rint:− a lakosság és az ipar várható fejlődése,− a klímaváltozás,− idegenvíz-menedzsment,− jogi keretfeltételek,

● a költség-haszonelemzés,● az intézkedések összetett alkalmazása.

A szennyvíztisztítás energetikai optimalizálási munkáit (a külföldi szak-irodalom egybehangzó véleménye szerint) nem az üzem dolgozóinak kell megvalósítani, mert az üzem dolgozóinak általában nincs:

● szabad munkaideje ilyen kiterjedt elemzésre, ● tapasztalatai és mintái a gazdasági értékelésére,● más szennyvíztisztító telepek értékeinek ismerete összehasonlító

elemzés céljából.A fentieken túl a külső tanácsadónak jobb az érdekérvényesítő képes-

sége, mint a belső személynek.A külföldi tapasztalatok bizonyították, hogy a szennyvíztisztító telep

optimalizálása az energia-megtakarítás és az abból származó klímavéde-lem mellett az üzemstabilizálást, valamint a tisztítási eredmény javulását is eredményezte.

A szennyvíztisztító telepek jövőbeli energiaoptimalizálásának eszközei lehetnek még a nap- (fotovoltaikus napelem) és szélenergia, valamint a szennyvíz hőkapacitásának hasznosítása is.

A) ábrarész

Eleveniszapos tisztítás aerob iszapkezeléssel

B) ábrarész Eleveniszapos tisztítás anaerob iszapkezeléssel

stabil. iszap rácsszemét

homok

tisztított

szennyvíz

IT

rec. iszap

rácsszemét

homok nyersiszap

fölösiszap

rec. iszap

tisztított

szennyvíz

rothasztott iszap R

ÁT R HF EÜ EI UÜ

nyers

szennyvíz

nyers szennyvíz

JELMAGYARÁZAT: ÁT − átemelő, UÜ − utóülepítő, R − rács, IT − iszaptározó, HF − homokfogó, R − rothasztó, EÜ − előülepítő EI − eleveniszapos,

előülepítő, EI

ÁT R HF EI UÜ

gáz,hasznosítás,blokk fűtő-erőműben

Primer energiaigény: 85 kWh/(LE·a)

Primer energiaigény: 37,5 kWh/(LE·a)

3. ábra. 20 000 LE terhelésű szennyvíztisztító telep működési hossz-szelvénye A) átalakítás előtt és B) átalakítás után

www.e-met.hu GEOTERMIA

35

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Az energiaoptimalizálás hazai lehetőségei a szennyvíztisztításbanA hazai lehetőségek megegyeznek az „Energiagazdálkodás az iszapkezelés és -elhelyezés területén” és a „Szimultán iszapstabilizálás átállítása anaerob iszapstabilizálásra” című fejezetekben foglaltakkal. Tekintettel arra, hogy a szennyvíztisztító telepek energiagazdálkodásával csak a konkrét telepen le-het foglalkozni, e fejezetben elsősorban a szimultán iszapstabilizálás anae-rob stabilizálásra történő átállításával foglalkozunk.

Hazai – nagyobb, mint 2000 LE kapacitású – szennyvíztisztító telepekről és a meglévő rothasztókról kimutatást készítettünk (Juhász 2011), melyet az 1. táblázat foglal össze. Megjegyezzük, hogy kisebb, mint 2000 LE kapacitás-ban is már megépült több mint 200 szennyvíztisztító telep. A táblázatból kitű-nik, hogy az összesen 23 rothasztóból 13 nagyobb, mint 50 000 LE kapacitású szennyvíztisztító telepen üzemel. Ez a tény teljességében megfelel annak a ’90-es évek előtt érvényes ökölszabálynak, „hogy a rothasztás csak az 50 000 LE kapacitást meghaladó szennyvíztisztító telepen lehet gazdaságos”. Csak-hogy a rendszerváltástól eltelt több mint 20 év alatt teljességgel megváltoztak az árak, és különösen az energiahordozók árviszonyai, valamint a szenny-víztisztítás technológiai feltételei, lehetőségei, és a tisztítási követelmények. Ideje megtenni azokat az intézkedéseket, melyekkel áttörést érhetünk el a szennyvíztisztító telepek energiagazdálkodásában. Megítélésem szerint a ha-zai szennyvíztisztítás jelentős elmaradásban van az energiagazdálkodásban.

Becslések szerint az összes szennyvíziszap ~48%-a a legnagyobb 30 szennyvíztisztítóban keletkezik. További ~45% a legnagyobbak 40 km-es körzetén belül, és csak a maradék ~7% a 40 km-es körzeten kívül (Patziger et al. 2009).

A 4. ábrán ábrázoltuk a meglévő rothasztókat és azok 20 km-es kör-zetét, ahonnan akár nyers, akár sűrített iszap beszállítása gazdaságos és egyszerűen megvalósítható. Az ábra jól mutatja a rothasztóval működő szennyvíztisztító telepek egyenlőtlen eloszlását az ország területén. Érin-tetlen terület a Dél-Dunántúl, a délnyugat Duna-Tisza köze, valamint a Mis-kolc–Szolnok–Békéscsaba háromszög.

Visszatérve a fenti becsléshez, első ütemben még tíz szennyvíztisztító telepen kell rothasztót építeni. Ezt a tíz telepet a >100 000 lakos, illetve az 50 000-100 000 lakos kategóriában meg is találjuk.

A meglévő 22 működő rothasztóban összesen 3142 ezer lakostól szár-mazó iszapot lehet rothasztani, a javasolt 10 városban pedig még 1116 ezerét. (Az összeg – 4 258 ezer lakos – már közelíti a becsült 48%-ot.)

A második ütemben célszerű megvalósítani a rothasztást a 30 000 lakosszámot meghaladó városokban. Természetesen javaslatunk csak a te-lepülés nagyságát vette figyelembe, a részletek kidolgozásakor a korábban említett egyéb (vonzáskörzet, szennyvíztisztító telep állapota, műtárgyai, csurgalékvíz-kezelés stb.) szempontokat is figyelembe kell venni.

A korábban idézett német szakirodalom (Gretzschel et al. 2012) sze-rint a 20 000 LE kapacitású szennyvíztisztító telepen az aerob stabilizálás átállításával anaerobra (rothasztásra) megtakarítható fajlagos elektromos energia értéke (lásd 3. ábra) 47,5 kWh/(LE·a). Tehát első ütemben – évente – megtakarítható több mint 50 millió kWh, ami 30 Ft/kWh-val számolva kb.

1,5 milliárd Ft-ot eredményez.

ÖsszefoglalásCikkünkben áttekintettük a szennyvíztechnika energetikai kérdéseit általában, és alkalmazva azt a hazai viszonyokra. A javaslatokkal közelebb ke-rülhetünk napjaink célkitűzéséhez, ami a minimális energiafogyasztás a szennyvíztisztító telepeken.

A szennyvíztisztításban előttünk járó országok-ban a jövő időszakra két célt megvalósítását tűzik ki (Sievers et al. 2010):

● egy közelebbit – energiaönellátó szennyvíz-tisztító telep, és

● egy távolabbit ‒ energiát és tápanyagot ter-melő szennyvíztisztító telep.

Mindkét cél eléréséhez reális, mindenre kiter-jedő iszapkezelési stratégiát, gazdasági és morális hátteret, valamint sok-sok munkát kell a szakmá-nak befektetni.

4. ábra. Magyarország meglévő rothasztói és 20 km-es körzetük

1. táblázat. A nagyobb, mint 2000 LE kapacitású szennyvíztisztító telepek, és azok rothasztóinak száma

Nagyságrendi kategória Szennyvíztisztító telepek száma

Meglévő rothasztók száma

LE db

2001-20 000 341 2

20 001-50 000 681 8

50 001-100 000 21 4

> 100 000 26 9*

Összesen 1069 23

*Budapesten három

A mezőgazdaságunkban – az utóbbi években – több mint 20 biogáztelep valósult meg, az egyik legnagyobb az UTB Biogáz Kft. által üzemeltetett Szarvasi Biogáz Telep (Buer, T. 2012)

www.e-met.hu GEOTERMIA

36

www.e-met.hu IFJÚSÁGI TAGOZATIFJÚSÁGI TAGOZAT www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Kádár Márton Gábor, Kovács István Soma

Hulladékalapú energiagazdálkodás megvalósítása

Napjaink egyik legnagyobb megoldatlan problémája a hulla-dékkezelés, hiszen óriási mennyiségű hulladékot termelünk minden nap, és bár vannak törekvések a hasznosításra, pél-dául az Európai Unió részéről, mégis, a hulladékok igen nagy része Magyarországon jelenleg lerakásra kerül. Éppen ezért fontos lenne, hogy a hulladékhasznosítás terén előrelépést érjünk el. Az egyik lehetséges irány az energetikai hasznosí-tás, mellyel megoldhatunk energiaellátási problémákat, illetve csökkenthetjük a deponálandó mennyiséget is.

Az alapötletTermészetesen nem érdemes az összes keletkező hulladékot energe-tikailag hasznosítani, tehát egy ilyen rendszernek alapvetően a kü-lönböző hasznosítás módjait kell ötvöznie a kinyerhető energia ma-ximalizálása mellett. Egy hasonló tanulmány elkészítéséhez először a hulladékgazdálkodást kell megvizsgálnunk, például a keletkező hulladék összetételét. Egy településen a lakosság kétfajta hulladékot termel: szilárd háztartási hulladékot, illetve szennyvizet. A szennyvíz egyre több városban hasznosításra kerül, több szennyvíztelepen is lé-tesítettek az elmúlt években biogáztermelő üzemeket. Ez egy jó alap-ötlet, hiszen a szennyvíz, mint alapanyag egész évben folyamatosan rendelkezésre áll, mennyisége az időben kevéssé változik, valamint nem kell megvásárolni senkitől. A termelt energiát azonban nagyrészt a telep saját energiaellátására fordítják, egyéb alkalmazása ritka. Fontos megjegyezni, hogy ezek a biogáztermelő egységek alkalmasak egyéb fermentálható alapanyag felhasználására is megfelelő előkeze-lés után, azonban ez a szükséges együttműködés hiányában ritkán valósul meg. Egyéb fermentálható melléktermék lehet egy jelentős mezőgazdasággal rendelkező ország, például Magyarország esetében a mezőgazdasági melléktermék. Adódik a kérdés, miért ne használ-nánk fel a többi helyben fellelhető alapanyagot, például a településen keletkező szemetet és a környéken keletkező mezőgazdasági mellék-termékeket energiatermelésre?

Fontos tudni, hogy a háztartásokban keletkező szilárd hulladéknak több összetevője van, a legnagyobb ezek közül a szerves hulladékok részaránya, ami megközelítőleg 30%. A többi a papír, műanyag, fém, üveg és az egyéb anyagok. Tehát egy olyan rendszert kéne megalkot-nunk, mely a hulladéktípusok energetikai szempontból legelőnyösebb hasznosítását valósítja meg. Ahogy fent leírtuk, a szennyvizet bioló-giailag fermentálják, és biogázt állítanak elő belőle. Ugyanezt megte-hetjük a lakásokban keletkező szerves hulladékokkal is, ezek szintén fermentálhatók.

A teljes hulladékmennyiséget azonban nem tudjuk fermentációval hasznosítani, illetve a keletkező hulladék mennyisége sem csökken jelentősen, ezért egy másik alrendszer is szükséges. Ez a másik lehet egy tüzelő egység, vagyis a nem fermentálható, de éghető hulladé-kokat villamosenergia-termelés céljából elégethetjük. A fermentáció során keletkező iszap szintén sok éghető anyagot tartalmaz, ezért szárítás után hasznosítható ebben az alrendszerben a megfelelő szá-razanyag-tartalom biztosítása után.

Egy ilyen rendszerrel a megtermelt hulladékokból állíthatunk elő villamos energiát, illetve biogázt, amely akár hálózati tisztaságúvá is tehető, vagyis megfelelő megállapodást követően akár a gázhálózatra is rátáplálható lenne. Ezzel egyrészt mérsékelnénk a lerakásra kerü-lő hulladékok mennyiségét, másrészt megújuló, illetve részben meg-újuló energiaforrásból termelnénk energiát helyben fellelhető anya-gokból. A hulladékhasznosítóban a villamos energia mellett keletkező hulladékhővel pedig a működtetés során fellépő hőigényt fedezhetjük. A fent leírt energiatermelés alapötletét szemlélteti az 1. ábra.

EnergiaigényPersze fontos kérdés, hogy pontosan mekkora potenciál rejlik a külön-böző hulladékokban. A Központi Statisztikai Hivatal adataiból megha-tározható, hogy egy fő egy évben mennyi áramot, gázt fogyaszt, ha ezt megszorozzuk egy adott település népességével, akkor körülbelül megkapjuk a lakosság részéről jelentkező energiaigényt. Természe-

tesen az egy évben keletkező háztartási hulladék és a szennyvíz mennyisége is meghatározható egy főre leve-títve. Ezek alapján kiszámítható, hogy a lakosság ener-giaigényének mekkora része fedezhető a saját maga által megtermelt hulladékok energetikai hasznosításá-val. Ezek alapján elvégezhetjük számításainkat, melyek végén az évi villamosenergia-igényre a következőket kapjuk:

● Háztartási áramfogyasztás: 1073 kWh.● Összes áramfogyasztás: 3515 kWh.Másik fontos tétel a villamosenergia-termelés érté-

kelésénél, hogy figyelembe vegyük a rendszer villamos önfogyasztását. Ennek több összetevője van:

● Az alapanyagok előkészítése.

Hulladékhő

Villamos energia

Hálózati gáz

Szennyvíziszap

Mezőgazdaságimelléktermék

Háztartási szilárdhulladék

Fermentált anyag szárítása

Biogáz

Fermentor

Hulladékhasznosító

1. ábra. Az alapötlet

www.e-met.hu GEOTERMIA

37

www.e-met.hu IFJÚSÁGI TAGOZATIFJÚSÁGI TAGOZAT www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

● A fermentorból kikerülő, égetésre szánt anyagok centrifugálása és szárítása.

● A biomassza-homogenizáló medence és a fermentor(ok) fűtése.● A biogáz és füstgáz tisztítása.

Különböző számítások és szakirodalmi adatok alapján 16%-os vil-lamos önfogyasztással számolhatunk, ez alapján vizsgálhatjuk meg az ellátottsági értékeket.

Az egy főre jutó gázfogyasztásra is hasonló statisztikai adatokból ki-indulva kaphatjuk meg a következő értéket: évi földgázigény: 312 m3.

A rendszer üzemeltetésének véleményünk szerint nincs különö-sebb gázigénye. Hulladékégetőnk az előzetes számítások alapján in-kább tekinthető biomassza-erőműnek, mivel az égés szempontjából előnyös szárított fermentált anyag jóval több, mint a kommunális hul-ladék, melynek égése sokszor csak pótlólagos tüzelőanyag adagolásá-val tartható fenn.

Természetesen sok városban távhőszolgáltatás is van, azonban az üzemeltetésnek, főleg a biogáz-termelésnek számottevő hőigénye is van, jelen esetben csak ezt fedezhetjük a villamosenergia-termelés során keletkező hővel.

Energia-kihozatalMiután meghatároztuk az igényeket, a következő tétel, amit meg kell vizsgálnunk, az a rendelkezésre álló alapanyagok és az azokból nyer-hető energia mennyisége.

Először tekintsük a biogáztermelést. Egy ember egy nap közel ugyanannyi szennyvizet termel, bárhol él is az országban, kb. 120 litert. Ismert továbbá a befolyó, friss szennyvíz szárazanyag-tartal-ma, ez nagyságrendileg 0,3 g/dm3 körül alakul. Azt is tudjuk, hogy a szennyvíziszap szárazanyag-tartalma körülbelül 3%, ami 30 g/dm3 szárazanyag-tartalmat jelent, ha az iszap sűrűségét a vízével egyező-nek tekintjük (jó közelítéssel megtehetjük). Ez alapján meghatároz-ható, hogy egy fő egy napi szennyvizéből 1,2 dm3 iszap keletkezik.

Ahogy azt fent már említettük, az iszap sűrűsége a víz sűrűségé-vel egyenlő, tehát körülbelül 1000 kg/m3, így kiszámolható az iszap tömege. Ezután pedig a keletkező biogáz mennyisége szakirodalmi adatok (1 tonna szárazanyag-tartalomból 370 m3 fejlődik) alapján számolható, a termelt biogáz tehát körülbelül 162 m3/fő/év.

A lakossági kommunális hulladékból termelhető biogáz mennyisé-gét is meg kell határoznunk, ehhez azonban a hulladék összetételét is tanulmányoznunk kell, hiszen az alapján határozható meg a biogáz-hozam. A szemét mennyiségére találunk statisztikát a KSH oldalán, ezek alapján egy ember egy évben 457 kg hulladékot termel, en-nek 29%-a szerves hulladék, melyből a termelhető gáz mennyisége a szakirodalom alapján 280 dm3/kg. Az egy főre jutó éves biogáz nagy-jából 37 m3-nek adódik.

Végül pedig a mezőgazdasági hulladék gáztermelését számolhat-juk ki, azonban ebben az esetben egy más megközelítést alkalmazha-tunk, hiszen a mezőgazdasági termelés nem úgy függ a népességtől, mint a fenti kettő. Kíváncsiak lehetünk arra, mennyi mezőgazdasági hulladék szükséges ahhoz, hogy a lakosság földgázigényét fedezni, energiafüggőségét jelentősen csökkenteni tudjuk. Tehát a szükséges biogáz mennyisége adott lesz, miután a gázelegy tisztításának mérté-két meghatároztuk, ebből számolhatjuk ki a szükséges melléktermék mennyiségét.

Ezzel a biogáz-termelés energiatermelő potenciáljához szükséges legfontosabb feltételeket meghatároztuk, a következő lépés a hulla-déktüzelő hasonló adatainak felvétele.

A fent már említett egy főre vonatkoztatott éves termelt hulladék-mennyiségből és a hulladéktípusok eloszlásából kiszámítható, hogy egy fő körülbelül egy évben 290 kg olyan szemetet termel, melyet érdemes elégetni egy hulladékégetőben. Fontos azonban, hogy milyen összetételű is pontosan ez a 290 kg. Ideális esetben egy fő összesen 457 kg keletkező hulladékának 64%-a ez a mennyiség, mely nem tartalmazza a szerves hulladékot, az üveget és a fémhulladékot sem. Mint ahogy már a cikk elején szó volt róla, ennek a rendszernek a célja az energetikai szempontból legoptimálisabb felhasználás a különböző hulladéktípusok esetében. Egy olyan energiatermelő egység, mely az üveget vagy a fémet elégeti, ezt a célt nem tudja teljesíteni, éppen ezért egy megfelelő ösztönzési rendszer kiépítésével ezen hulladékok kezelését az újrafelhasználás, anyagi újrahasznosítás felé kell elmoz-dítani.

Szakirodalmi adatok szerint a hulladékégetés során a fűtőérték kedvező összetétel esetén körülbelül 8000 kJ/kg, tehát az egy főre jutó energiamennyiség kiszámítható (2,32 GJ/fő/év). Ahogy már emlí-tettük, ezt az energiamennyiséget villamos energiává szeretnénk ala-kítani. Erre egy gőzturbinás egység a megfelelő, ezek hatásfoka (kb. 30%) segítségével megkaphatjuk a fogyasztók által felhasználható energia mennyiségét, ami körülbelül 193 kWh/fő/év.

A villamosenergia-termelés szempontjából jelentősebb tétel a szárított fermentált anyag. Ezzel a hazai szakirodalom keveset fog-lalkozik, azonban nagy potenciál rejlik benne, hiszen angol nyelvű szakirodalmi adatok alapján 15 MJ/kg-os fűtőérték is elérhető 90%-os szárazanyag-tartalom mellett. Mivel a fermentorból kijövő anyag szá-razanyag-tartalma csupán kb. 10-15%, ezért ezt szárítanunk kell. Ez nyilván energiaigényes folyamat, azonban a villamosenergia-terme-lés közben termelődő hővel, illetve egyéb alternatív technológiákkal könnyedén megvalósítható. A szárazanyag-tartalom a különböző alap-anyagok esetében különböző, ezért ezeket tömegarányukkal súlyozva megkaphatjuk az abszolút szárazanyag-tartalmát a fermentorba kerü-lő anyagnak. A távozó biogáz tömegének kivonásával pedig kiszámol-ható, mekkora tömeg kerül a kazánokba 9,5%-os végső víztartalmat feltételezve.

Energiaigény

Háztartási villanyfogyasztás 1074 kWh

Összes villanyfogyasztás 3515 kWh

Lakossági földgázigény 312 m3

Önfogyasztás 16%

Termelés

Biogáztermelés (m3) Villamos energiatermelés (kWh)

Szennyvíziszap 162 Lakossági szilárd hulladék 194

Szerves lakossági szilárd hulladék 37 Fermentált anyag 1209

Mezőgazdasági melléktermék 313

Összesen 512

Ebből biometán 312 Összesen 1403

Ellátottság (%)

Hálózati gáz Villamos energia

100

Háztartási fogyasztáshoz viszonyítva

109

Összes fogyasztáshoz viszonyítva

33,5

1. táblázat

www.e-met.hu GEOTERMIA

38 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu IFJÚSÁGI TAGOZATIFJÚSÁGI TAGOZAT www.e-met.hu

A fenti számításokat elvégezve 0,97 t/fő/év értéket kapunk az ége-tett mennyiségre, melyet a 15 MJ/kg-os fűtőértékkel szorozva, meg-kapjuk az elméleti 14,5 GJ/fő/év energiamennyiséget. Ennek fogyasz-tóoldalon realizálható része kb. 1209 kWh/fő/év a figyelembe vett hatásfokkal. A termelői és fogyasztói oldal számszerűsített kapcsola-tát, számításaink eredményét az 1. táblázatban összegeztük.

EllátottságAz elméletileg kinyerhető energia mennyiségét ezek alapján megha-tározhatjuk, azonban meg kell vizsgálnunk, hogy ez milyen formában használható fel lakossági oldalon. Legfontosabb talán a fenti szekun-der energiahordozók közül a gáz, hiszen a gázvezetékek végén föld-gáz égetésére alkalmas berendezések vannak, melyek a gázelegy nem megfelelő égési tulajdonságai miatt a biogáz égetésére nem alkal-masak. Azonban ha a célunk az energiafüggőség csökkentése, akkor a hálózati gázra kell nekünk alternatívát nyújtani, ez pedig a biogáz minőségének javításával oldható meg. Ez a javítás az inert anyagok leválasztását jelenti, mint például a szén-dioxid. A biogáz metántartal-mát olyan értékre kell hoznunk, mely alkalmassá teszi a gázelegyet a földgázzal való együttégetésre. Rövid számítások segítségével meg is kaphatjuk az optimális metántartalmat. Ez az érték minimum 93,6% (a földgázra feltételezett 97% metántartalom mellett).

Számításainkat arra alapoztuk, hogy a lakosság teljes háztartási gázfogyasztását fedezzük, így nem meglepő, hogy az igény és a ter-melt mennyiség egyenlő.

A másik termelt szekunder energiahordozó a villamos energia. Ez esetben, ha figyelembe vesszük az önfogyasztást, akkor kiszámolha-tó, hogy hányad részét állítjuk elő a fogyasztásnak. Ez az érték a háztartási fogyasztás esetében 109%, az összes fogyasztás esetében pedig 33,5%.

A működtetés feltételei és a felmerülő kockázatokAz egyik elsődleges feltétele egy ilyen rendszer működtetésének a megfelelő együttműködés kialakítása. Mivel egy ilyen projekt nem csak energiagazdálkodási igényeket és követelményeket kíván tel-jesíteni, hanem a hulladékgazdálkodás számos problémáját is kezel-ni kívánja, így több kompromisszumra és a szereplők nagymértékű együttműködésére van szükség.

Minden beruházás esetében elsődlegesek a fogyasztók. Itt különösen nagy befolyással lehet a lakosság az eredményre, hiszen nemcsak mint fogyasztó van jelen, hanem a termelés-ben is fontos szerep jut neki. Éppen ezért az embereket meg-felelően ösztönözni kell arra, hogy négy hulladéktípust is sze-lektíven gyűjtsenek. Jelenleg nincs sok példa ez utóbbira, de a szemétdíj csökkentése például elegendő motivációt nyújthat. Felmerülhetne az energia árának csökkentése is, azonban ez az energiafogyasztás növekedését okozhatja, mivel nem ösz-tönöz az energiatakarékosságra.

Fontos, hogy a szelektív gyűjtéshez megfelelő infrastruk-túrát tudjunk biztosítani, hiszen a legkisebb kényelmetlenség is nagyban csökkentheti a hajlandóságot a programban való részvételre. Tehát minden lakos számára lehetővé kell tenni, hogy szelektíven gyűjthesse saját szemetét, és azt az ottho-nából el is szállítsák.

További infrastrukturális szükségletet jelent a városban megfelelő szennyvíztelep működése. Ennek egy olyan telep-helynek kell lennie, melyen a 2. ábra berendezései egy helyen felépíthetők, hiszen például a füstgáz hulladékhőjének haszno-

sítása csak így valósítható meg, illetve a működtetést egyszerűsíti és olcsóbbá teszi, ha a berendezések egy helyen üzemelnek, hiszen így a szállítási költséget jelentősen csökkentjük.

Végül pedig a rendszer szempontjából döntő a megfelelő együtt-működés a gáz- és a villamos hálózat üzemeltetőjével. Az utóbbira már léteznek törvényi keretek, azonban a biogáz átvételére mindmáig nincs példa hazánkban, még tisztított állapotban sem.

ÉrtékelésA fentiek alapján jogosan adódik a kérdés, hogy milyen feltételek mel-lett érdemes alkalmazni egy ilyen rendszert, illetve milyen előnyei, hátrányai vannak.

Rendszerünk sarkalatos pontja a mezőgazdasági melléktermékek mennyisége, mely nem függvénye a népességnek, éppen ezért a ren-delkezésre álló mennyiség olyan értelemben nem korlátozott, mint a többi alapanyag esetében. Azonban a hasonló, biomasszával foglalkozó energetikai tervezetek előnyeit sok esetben a begyűjtő terület nagysága miatt jelentkező többlet környezeti terhelés teszi semmissé, éppen ezért ügyelnünk kell a terület nagyságának ésszerű keretek között tartására.

A teljes gázellátás biztosításához szükséges begyűjtő terület nagy-ságát a népesség függvényében rövid számításokkal meghatározhat-juk, néhány egyszerűsítés után (például a szántóföldek és az azokon termesztett gabonafélék homogén területi eloszlása Magyarország területén belül). A 2. táblázatban látható, hogy például szélsőséges népességszám esetében (100 000 lakos) ez elérheti az 1300 km2-t, de alacsonyabb népesség esetén reális lehet a megvalósítás.

A fentiek alapján kijelenthetjük, hogy az alkalmazás kis és köze-pes méretű városok esetén lehet megvalósítható, ha nem akarjuk, hogy jelentős környezeti terheléssel járjon. Gazdasági szempontból vizsgálva viszont egyértelmű, hogy túl kicsi településeken sem érné meg a rendszert üzemeltetni méretgazdaságossági okokból. Lényegé-ben tehát a méretgazdaságosság és a környezeti terhelés között kell megtalálnunk az optimális megoldást.

Egy hasonló projekt mélyreható gazdasági elemzéséhez sokkal több konkrétumra lenne szükség, ezek közül is először egy pontos helyszínre, hiszen a megtérülés nagyon sok paraméter függvénye. Ebben a cikkben a gazdasági vonatkozásokat nem vizsgáljuk, csak a műszaki, logisztikai és energetikai megvalósíthatóság lehetőségét.

Gázmosó Gáztározó

GŐZKAZÁN

FogadóAprító

Füstgáztisztító

Szárítás

Füstgáz

Hamu, pernye377 kg/fő/év

Hálózatibiometán

Villamos energia

311,67m3/fő/év

1178,1kWh/fő/év

Homogenizálómedence

FERMENTOR

GŐZTURBINA

Fermentált anyag 967,23 kg/fő/év

Szennyvíziszap 438 kg/fő/év

Szerves települési szilárd hulladék 132,5 kg/fő/év

Mezőgazdasági melléktermék 1739 kg/fő/év

Nem szerves települési szilárd hulladék 290,65 kg/fő/év

Fűtés

2. ábra. Részletes folyamatábra

További információk a Merkapt Zrt. megújuló energia termékeirôl és megoldásairól:Kis István, +36 20 362 4181 • kis.istvan@merkapt.huwww.merkapt.hu

Teljes körû megújuló energia megoldások a pályázati lehetôség felkutatásától,a szakmai tanácsadáson át, a komplex rendszer beszerzéséig!

T lj kö û új ló i ldá k ál á ti l h tô é f lk t tá ától

VÍZ-, GÁZ-, FÛTÉSTECHNIKAMEGÚJULÓ ENERGIA

www.merkapt.hu

Merkapt_210x145mm.indd 1 2013.02.04. 12:49

www.e-met.hu GEOTERMIA

39MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu IFJÚSÁGI TAGOZATIFJÚSÁGI TAGOZAT www.e-met.hu

Az előző részben megvitattuk a beruházás és a működtetés során felmerülő lehetséges problémákat, végül pedig összegyűjtjük a lehet-séges előnyeit egy megvalósuló projektnek.

Először is a rendszer megújuló energiaforrásokat használ ener-giatermelésre, mely manapság gyakran hangoztatott szempont, más-részt a hulladékgazdálkodás problémáira is egy lehetséges megoldást kínál, hiszen nagy mennyiségű mezőgazdasági hulladék bevonása mellett is kevesebb a deponálandó hulladék (377 kg/fő/év), mint a rendszer alkalmazása előtt (egy fő által termelt 457 kg/év kommu-nális hulladék). Továbbá a hulladékhasznosítás növelhető a fém és műanyag hulladék újrafelhasználásának lehetőségeit kiépítve.

Aktuális téma az energiafüggőség is, melyet a biometán előállí-tásával jelentősen csökkenthetünk egy ilyen rendszer esetében, to-vábbá az ellátásbiztonság is javulhat, hiszen attól függetlenül, hogy a termelésünk ingadozó, a rendszerben több tartalék van jelen.

Irodalom[1] Kádár M. G., Kovács I. S.: Hulladékalapú energiagazdálkodás

megvalósítása egy kisvárosban. TDK dolgozat. BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék, 2012.

[2] Deublein, D. – Steinhauser, A. (szerk.), 2008, Biogas from Waste. Weinheim: Wiley-VCH.

[3] Kratzeisen, M. et al.,2009, Applicability of biogas digestate as solid fuel. Elérhető az interneten:

[4] http://www.ksh.hu/docs/hun/xstadat/xstadat_eves/i_zrk003.html

[5] http://www.ksh.hu/docs/hun/xstadat/xstadat_eves/i_zrk004.html

[6] Dr. Örvös M., 2007, Termikus hulladékkezelés[7] Dr. Bai A. (szerk.), 2007, A biogáz. Budapest: Száz magyar falu

könyvesháza Kht.[8] Központi Statisztikai Hivatal, 2011, A fenntartható fejlődés indi-

kátorai. Budapest[9] http://www.ksh.hu/docs/hun/xstadat/xstadat_eves/i_ur007.

html[10] Barótfi I., 2000, Környezettechnika. Budapest: Mezőgazda Kiadó.

A mezőgazdasági hulladék mennyisége és begyűjtési területe a népesség függvényében

Népesség (fő) Mennyiség (t) Terület (km2)

1000 1740 13

2000 3480 27

4000 6960 54

8000 13 920 107

16 000 27 800 214

32 000 55 700 428

64 000 111 000 856

100 000 174 000 1338

2. táblázat. A begyűjtőterület a népesség függvényében

További információk a Merkapt Zrt. megújuló energia termékeirôl és megoldásairól:Kis István, +36 20 362 4181 • kis.istvan@merkapt.huwww.merkapt.hu

Teljes körû megújuló energia megoldások a pályázati lehetôség felkutatásától,a szakmai tanácsadáson át, a komplex rendszer beszerzéséig!

T lj kö û új ló i ldá k ál á ti l h tô é f lk t tá ától

VÍZ-, GÁZ-, FÛTÉSTECHNIKAMEGÚJULÓ ENERGIA

www.merkapt.hu

Merkapt_210x145mm.indd 1 2013.02.04. 12:49

www.e-met.hu GEOTERMIA

40 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

Nemzeti Környezetvédelmi és Energia Központ Nonprofit Kft.

A GEO.POWER projekt Akcióterv tanulmánya

A 2010 végén indult kétéves nemzetközi GEO.POWER projekt cél-ja az alacsony entalpiájú geotermikus energia felhasználásnak népszerűsítése, és elterjedésének elősegítése a projektben részt-vevő 12 partner által képviselt régióban. A projekt keretében több nemzetközi mintaértékű, legjobb gyakorlat került beazonosításra a hőszivattyús technológia tekintetében a kisebb léptékű lakossá-gi beruházástól a nagyobb volumenű középületi, ipari hőszivattyús technológiáig, mely adatbázis és minden további részletes informá-ció elérhető a projekt honlapján.

A projekt záró fázisában, 2012 őszén egy Akcióterv tanulmány készült el, mely ötvözi a projekt során felgyülemlett geotermikus energiahasznosítás-ra vonatkozó külföldi tapasztalatokat és a hazai keretrendszer sajátosságait. Az Akcióterv ajánlást fogalmaz meg, hogy a mintaértékű, gyakorlatban már alkalmazott, üzemelő hőszivattyús megoldások bekerüljenek az energiasza-bályozásba, és széles körű programok részeiként terjedjenek el hazánkban.

A hőszivattyúk által szolgáltatott hőmennyiség Magyarországon 2010-ben 0,25 PJ volt, mely 2020-ra tervezetten eléri az 5,99 PJ-t a Nemzeti Meg-újuló Energia Cselekvési Terv alapján. A hőszivattyús alkalmazáson belül a földhőszivattyúk ennek hozzávetőlegesen a háromnegyedét teszik ki. A föld-hőszivattyúk által szolgáltatott hőmennyiség 2010-ben 0,208 PJ volt, mely 2020-ra tervezetten 4,48 PJ lesz. A tervezett növekedés tehát több mint hússzoros a geotermikus hőszivattyúk esetében. Ugyanakkor, ha figyelembe vesszük a magyar természeti adottságokat, a hőpiac meglétét és a többi tagállam előirányzatait, akkor ezen célszámok reálisak. A tervezett növeke-dés elérhető, amennyiben 2020-ig átlag 10 kWth teljesítményű, kisméretű hőszivattyúból 20 000 db, átlag 400 kWth teljesítményű, nagyméretű hőszi-vattyús rendszerből 1000 db telepítése, vagy ugyancsak kis- és nagyméretű rendszerek más arányú üzembe helyezése megtörténik hazánkban.

Az Akcióterv tanulmány keretében 6 átfogó javaslat fogalmazódott meg a hazai hőszivattyú piac versenyképesebbé tétele érdekében.

1. javaslat: Információs kampányKiemelt fontosságú a lakosság tájékoztatása, hogy szélesebb körű – direkt marketingtől mentes – információval rendelkezzen a fogyasztó. Kapcsolódva a Nemzeti Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Tervben meghirdetett, szakmai adatbázison alapuló online platform kiépítésének szükségességére, az Akcióterv tanulmány felhívja a figyelmet ennek mielőbbi kialakítására. A szakértők, szakemberek által összeállított, teljes körű, szakmai információs adatbázis ez által mindenki számára elérhető legyen. Az információs portált az illetékes szakmai szervezetek (például Magyar Hőszivattyú Szövetség) együttműködésével, felügyeletével javasolt létrehozni és hosszú távon, fo-lyamatosan üzemeltetni, hogy az EU által 2020-ra kitűzött ambiciózus célok eléréséhez hozzájáruljon.

Az internetalapú tájékoztatással párhuzamosan javasolt offline kommu-nikációs csatornákat is használni a szemlélet- és tudatformálási programok, tájékoztatási kampányok (integrált tájékoztatási programok) megvalósításá-

ra, lebonyolítására. Ez a „zöldszemlélet”-formálás egyik fő pillére, amelynek során a lakosság széles körével megismertethetők az energiatakarékossági, megújuló energiaforrásokat hasznosító megoldások, azok lehetőségei és a klímaváltozás következményeihez való alkalmazkodás módozatai.

A cél alapvetően a lakosság széles körű elérése, de kiemelendő a fiatal generáció és a gyermekek tájékoztatása.

2. javaslat: Jogszabályi és adatnyilvántartási megfelelőség eléréseA magyarországi hőszivattyúpiac fejlődése érdekében javasolt a hazai jog-szabályi környezet felülvizsgálata, annak hosszú távú átlátható keretrend-szerének biztosítása és a hőszivattyús technológiához megfelelő hazai sta-tisztikai nyilvántartási rendszer kialakítása.

A törvényi szabályozás tekintetében a megújuló energiaforrások német-országi elterjedésének sikere nagymértékben alapul azon, hogy a megújuló energia-törvényük hosszú távon, megbízhatóan szabályozza a támogatáso-kat, és egyértelműen rögzítette a piac minden szereplőjének helyét. Erre alapozva az Akcióterv tanulmány egyértelműen javasolja egy hasonló keret-törvény megalkotását, amely elsősorban a megújuló energiaforrások szere-pét, támogatásának módjait hosszú távon szabályozza.

A Nemzeti Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Tervben megfogalma-zott, fenntartható energiagazdálkodásról szóló törvény előkészítése, megalko-tása szintén kiemelten fontos és üdvözölendő. Ezen két törvény megalkotásán túlmenően az Akcióterv tanulmány javaslatot fogalmaz meg a termálenergia-törvény megalkotására vonatkozóan is. Ezen törvény meghatározná a nemzeti vagyon igen jelentős részét képező magyar termálenergia-vagyon optimális felhasználásának kereteit. Lényeges, hogy egységesen tartalmazza a hévizek védelmével, hasznosításuk módozataival kapcsolatos műszaki és gazdasági szabályozásokat. A jelenlegi szabályozás több törvényben és tucatnyi ren-deletben biztosítja a fentieket, ezért a termálenergia-törvényt a másik két javasolt törvény hatálybalépését követően minél előbb javasolt megalkotni.

A hazai hőszivattyú-piac fejlődése számára fontos, hogy a jövőben pon-tos és megbízható statisztikai adatok álljanak rendelkezésre. Jelenleg a fel-szín-közeli, 20 méter mélységet el nem érő, zárt, vízszintes talajkollektorok nem engedély- és bejelentés-kötelesek, csak az ennél mélyebb talajszondás rendszerek engedélyeztetése szükséges.

A hazánkban üzemelő hőszivattyús rendszerekről pontos statisztikai nyilvántartás kialakítása kiemelten javasolt. A statisztikai rendszer kiala-kítását követően pedig javasolt az adatnyilvántartás folyamatos naprakész információval való ellátásának a biztosítása. Olyan pontos adatnyilvántartás kialakítása javasolt, amely biztosítja, hogy a hatóság és a gyártók/forgal-mazók nyilvántartása közti különbség kevesebb, mint 2% legyen, és ezen adatok széles körben hozzáférhetők legyenek.

A nyilvántartásban javasolt pontosan szerepeltetni az alábbi adatokat: alkalmazott technológia megnevezése, gyártmány, típus, beépített teljesít-mény, tervezett COP és SPF adat, és a geotermikus védőidommal körülzárt térrész.

www.e-met.hu GEOTERMIA

41MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu MEGÚJULÓKMEGÚJULÓK www.e-met.hu

3. javaslat: Képzési megfelelőség eléréseA Megújuló Energia Nemzeti Cselekvési tervben is célként szerepel az ener-getikai szaktanácsadói hálózat kialakítása. Ez jóval túlmutat a hőszivattyús szaktanácsadási rendszeren, mely javasolt, hogy integrált része legyen ezen energetikai szaktanácsadói hálózatnak. E speciális szaktanácsadói hálózat kialakításával párhuzamosan javasolt megerősíteni az építőiparban dolgozó szakképzett munkások folyamatos (tovább)képzési rendszerét, va-lamint a hőszivattyúk tervezéséhez, létesítéséhez és üzemeltetéséhez értő mérnökök művelésére irányuló szakképzéseket.

4. javaslat: A Megújuló Energia Nemzeti Cselekvési tervben meghatározott irányszámok eléréseA hőszivattyús technológia esetében előirányzott markáns növekedés el-érése érdekében a zöldgazdaság hátterének megteremtése kiemelten lé-nyeges, melynek eszközei támogatási intézkedések, programok lehetnek. A hőszivattyúk támogatása kapcsán megfontolandó az Egyesült Királyság Megújuló energiaforrásból előállított hőtermelés ösztönzése [Renewable Heat Incentive (RHI)] program átültetése hazánkban is.

A hőszivattyúk üzemeltetéséhez jelenleg elérhető kedvezményes tari-fák további hosszú távú fenntartása kiemelten javasolt.

Az új rendszerek telepítésének elter-jedése érdekében javasolt a GEO.POWER projekt keretében azonosított, ismertetett legkorszerűbb hazai és nemzetközi gya-korlatok, jó példák elterjesztésére támo-gatási programok indítása.

5. javaslat: Típustervek készítéseA világ néhány országában, úgymint példá-ul Svédországban már lezajlott az a nagy-mértékű piaci növekedés, évi több tízezer hőszivattyú telepítésével, aminek kisebb méretű változata Magyarországon még csak terveződik. Svédországban 1994-ben egy úgynevezett technológiai központi közbeszerzés a hőszivattyús rendszerek beszerzésére vonatkozóan hozzájárult a piac markáns fejlődéséhez. Ezen műszaki/

pénzügyi szabályozás alkalmasnak bizonyult több százezres nagyságrendű egység telepítésére és hatásterületének védelmére. Ebből kifolyólag ha-zánkban is javasolt legalább 4-4 műszaki és pénzügyi típusmegoldás kiala-kítása a kis- és nagyméretű hőszivattyús rendszerekre vonatkozóan.

6. javaslat: Infrastrukturális megfelelőség eléréseMagyarország relatíve kis piacnak számít a hőszivattyúk világkereskedel-mében. Az óriási nemzetközi piacokat ellátó, ismert márkanévvel rendel-kező gyártókkal nem lehet rövid- vagy középtávon felvenni a versenyt. Világszínvonalú kompresszorgyártás kialakítása is csak évtizedes szerves fejlődés eredménye lehet. A jelenlegi világpiaci gyártókapacitás le tudja fedni a magyarországi hőszivattyú-piacfejlesztési tervek igényeit. Ugyan-akkor, a leggyakoribb hőteljesítmény-méretek gyártásával (10; 50; 100 kWth), néhány egymással is versengő magyarországi hőszivattyúgyártó vagy -összeszerelő üzem létesítésével lendületet lehet adni a hőszivaty-tyús technológia terjesztésének. A hazai hőszivattyúgyártás/összeszerelés sokaknak biztosítana munkalehetőséget, és csökkentené a hőszivattyú-im-portkényszert. A gyártókapacitás kialakításának támogatására a támoga-tandó gyártmányok, típusok terveinek elkészítése után pályázati rendszer-ben kerülhet sor. Erre vonatkozóan javasolt gyártmányok, típusok terveinek

előkészítését támogatni, erre épülve pedig gyártó- vagy összeszerelő sorok, forgalma-zó rendszerek kialakítását.

A GEO.POWER projekt keretében elkészült tanulmányok, adatok a projekt honlapján elérhetők: www.geopower-i4c.eu. Bízunk benne, hogy a projekt keretében megfo-galmazott ajánlások átültethetők a hazai keretrendszerbe, és hozzá tudnak járulni a hazai hőszivattyúpiac fejlődéséhez. Mind-emellett további külföldi és hazai szakem-berek bevonásával worshopokon javasolt értelmezni, elemezni a földhőszivattyúk alkalmazásának gyakorlatát, tanulságait és a hőszivattyús technológia fejlődésének Magyarországra való honosításának lehető-ségeit.

Projektpartner régiók

www.e-met.hu GEOTERMIA

42 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu VÍZENERGIAVÍZENERGIA www.e-met.hu

Ilka Alfréd

Húsz éve folyamatosan üzemel a Bősi Vízerőmű

A Magyar Népköztársaság és a Csehszlovák Szocialista Köztár-saság 35 éve, 1977. szeptember 16-án írta alá a Bős-Nagymaros Vízlépcsőrendszer megépítéséről és üzemeltetéséről szóló nem-zetközi egyezményt, egyidejűleg az illetékes vállalatok közötti szerződéssel. A szerződés az egyes gépegységek üzembe helye-zését 1986 és 1990 között irányozta elő.

A magyar fél ‒ gazdasági okokra hivatkozva ‒ a nyolcvanas évek ele-jén kérte az egyes gépegységek üzembe helyezésének későbbi időpont-ra való halasztását. A felek megegyeztek az új időpontokban. Eszerint a Bősi Vízerőmű első gépegységének üzembe helyezésének időpontja 1990. július, a nagymarosié pedig 1992. december lesz. Ezek az időpon-tok 1989-ig voltak érvényben, és semmi jel nem utalt arra, hogy a közös beruházású vízlépcsők építését bármi fenyegetné.

A magyar fél 1989 februárjában, a soron lévő Közös Operatív Csoport értekezletén a Nagymarosi Vízlépcső munkálatainak felgyorsítását java-solta. A Csehszlovák fél a hírre felajánlotta a Bősi Vízlépcső 15 hónappal korábbi befejezését úgy, hogy az egyes gépegységeket nem 6, hanem 4 hónapos ciklusokban helyezi üzembe. Az egyezmény módosítását 1989. május elején írták alá. A módosítással szöges ellentétben a magyar kor-mány egy hónappal később, júniusban bejelentette, hogy a magyar ol-dalon ideiglenesen leállítja a munkálatokat. Később a csehszlovák terü-leteken is fokozatosan leállították azokat a munkálatokat, amelyeket az államközi szerződés alapján a magyar félnek kellett volna elvégezni. A jóváhagyott ütemterv szerint a magyar fél 1989. október elsejére vállalta elkezdeni Dunakilitinél a régi Duna-meder elterelését. Erre sajnos nem került sor.

A Közös Operatív Csoport soros értekezletén, 1989. október elején a magyar fél bejelentette, hogy a Bős-Nagymarosi Vízlépcső Rendszer

építésén az összes munkálatot ideiglenesen leállítja. Ekkor már közelgett az első bősi gépegység üzembe helyezési időpontja. Tervszerűen haladt az egyes gépegységek és segédberendezéseik, a villamos alállomások szállítása és szerelése.

Az első turbina-generátor elkészült, a többi blokk pedig a 4 hóna-pos üzembe helyezési ciklusnak megfelelő készültségi állapotban volt. A vízerőmű kezelő- és karbantartó személyzetének felvétele 1987 óta fo-kozatosan folyt. Fő szempont volt, hogy az üzembe helyezésre beiskolá-zott és szakmailag rátermett személyzet álljon rendelkezésünkre. Az első fázisban, 1989 augusztusáig a felvett alkalmazottak a Vági Vízerőművek a központi karbantartó részlegénél dolgoztak. Itt ismerték meg a folya-mi vízerőművek üzemét és karbantartását. A féléves beiskolázás alatt értékes tapasztalatot szereztek, amelyeket nálunk hasznosítani tudtak.

A bősi betanulás 1989 szeptemberében kezdődött napi hat óra elő-adással és két óra konzultációval, és fél év után, 1990 márciusában szak-mai vizsgával ért véget.

A Trenčsényí Vízerőmű Vállalat 1989. október elsejével alapította meg a Bősi Vízerőmű Üzemet beruházó és üzemeltető hatáskörrel. Ebbe lépett át az összes addig felvett alkalmazott és a Bősre kihelyezett be-ruházási részleg. A magyar fél munkálatokat leállító bejelentése a Bős-Nagymaros Vízlépcső Rendszert épp a beiskolázás félidején érte. Ennek ellenére a betanulás és a vizsgák a tervezett ütemterv szerint mentek végbe. Világosnak tűnt, hogy az újonnan beiskolázott személyzet szá-mára a Bősi Vízerőműben egyhamar nem lesz munka. A legtöbbjüket sikerült elhelyezni az erőmű energetikai beszállítóinál, a ČKD Blansko, ŠKODA Pilzen, ELEKTROVOD Bratislava bősi telephelyein és a nyugat-szlovákiai áramszolgáltatónál. Örvendetes, hogy az emberek 90%-a az üzembe helyezésre visszajött az erőműbe.

A munkálatok 1989. októberi leállítása, a Dunakiliti duzzasztó üzem-be helyezésének elmaradása nemcsak a beiskolázott személyzetre volt

negatív hatással, hanem a majdnem kész erőműre is. Felmerült a kérdés: Hogyan tovább? Mit kezdjünk a beépített gépekkel és berendezésekkel? A beszállí-tók követelték azok átvételét, de ez lehetetlené vált víz és üzemi próbák nélkül. A vizet a próbákhoz a szerződések alapján a beruházónak kellett biztosí-tania. Végül is megállapodás született az átvételről, valamint a leszállított gépek és berendezések kon-zerválásáról. Az építészeti rész is konzerválásra szo-rult, különösen az erőmű felvíz-csatornája, amelyet a Duna elterelése után vízzel töltötték volna fel. Mivel erre nem került sor, a felvíz-csatornába vizet kellett szivattyúzni, hogy a meder szigetelése ne sérüljön meg az ott időközben megéledt fák gyökérzetétől. A vízből csupán ideális konzerváló anyag lett, holott a turbinákat kellett volna hajtania. A felvíz-csatorna feltöltése a későbbiekben fontos szerepet játszott a

www.e-met.hu GEOTERMIA

43MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu VÍZENERGIAVÍZENERGIA www.e-met.hu

turbinák próbaüzeménél, a pótmegoldás „C" varián-sának megvalósítása után.

A kialakult bizonytalan helyzet nyomasztó ha-tással volt mindenkire. Senki nem volt biztos abban, hogy az elkészült létesítmények, beépített berende-zések valamikor is üzembe lesznek helyezve, és a tervezett célt fogják szolgálni. A bizonytalanságot csak fokozta a magyarországi média erős ellenpro-pagandája. A munkatempó fokozatosan csökkent. Közben folytatódtak a tárgyalások a magyar féllel, de egyre problémásabbak és pesszimistábbak let-tek, és végül majdnem megszakadtak. Az építők körében a ’90-es évek végén új reményt ébresztett a csehszlovák kormány döntése az úgynevezett „C" variáns (a magyarországi ultra-zöldek szerint a „pa-pírtigris") megépítéséről. Ennek lényege a vízerőmű megépült felvíz-csatornájának meghosszabbítása Dunacsúnyig, ami már szlovák terület, és ott új duz-zasztómű épülhet. Így a Duna elterelése már szlovák területen történik, és a Bősi Vízerőmű üzembe he-lyezhető lesz.

A csehszlovák fél intenzíven dolgozott az ideiglenes megoldás, a „C" variáns megépítésén. Kevesen bíztak abban, hogy extrém rövid idő alatt sikerül megépíteni az üzembe helyezéshez oly fontos létesítményeket. Tény, hogy a magyar fél nem vett részt az ideiglenes megoldás, a „C" variáns építésében, de tárgyilagosan megállapítható, hogy a Bősi Vízerő-mű üzembe helyezésére nem kerülhetett volna sor a magyar energetika szakembereinek szoros együttműködése nélkül.

A bősi 400 kV-os, tokozott (SF6) alállomás, ami az új Győr-Gabcsikovó határkeresztező távvezeték fontos végpontja lett, hivatalo-san 1992. március 10-én került üzembe helyezésre. Ezzel vált lehetővé a Bősi Vízerőmű 6 gépegységével termelhető villamos energia betáplálása a nemzetközi hálózatba.

Ezután sor kerülhetett a TG7 és TG8-as gépegységek vizes próbáira is, amit a felvíz-csatornába szivattyúzott víz segítségével tudtunk elvé-gezni, mivel a Dunacsúnyig meghosszabbított műcsatorna még nem volt kész. A víz azonban elegendő volt a TG7 gépegység összes próbájára és a TG 8-as csapágyainak befuttatására. A TG7-es gépegységet először 1992. augusztus 30-án kapcsoltuk a hálózatra, másodszor pedig 1992. szeptember 2-án, tehát két hónappal a dunacsúnyi duzzasztómű üzem-be helyezése előtt. Nem kellett azonban sokáig várni a Bősi Vízerőmű üzembe helyezésére sem. Nem számítva a TG7 gép augusztusi és szept-ember eleji próbái alatti villanyáram termelést, a Bősi Vízerőmű üzemi termelése 1992. október 26-án kezdődött, két nappal a Duna elterelé-sének megkezdése után. Amint a vízszint bősi felvíz-csatornában elérte a minimális üzemi esés-tartományt, a már kipróbált TG 7-es gépegység megkezdhette a termelést.

Az évszakra nem jellemző magas vízhozamok lehetővé tették a gép-egységek gyorsított üzembe helyezését. A TG 4-et 1992. november 4-én, a TG 8-at pedig, melyen a generátor-prototípusméréseket is elvégezték, 1992. november 24-én. A következő gépek 1993 elején, a TG 5 1993. január 11-én, a TG 6 pedig 1993. január 20-án, majd egy évvel ké-sőbb, 1994. január 13-án a TG 3. Ez volt az utolsó gépegység, amely a 400 kV-os alállomásba táplál be. Komplex próbáik utáni átvételük az 1993-ban megtörtént.

A Bős-Nagymarosi Vízlépcső Rendszeren a magyar fél által 1989-ben félbehagyott építkezés és az ebből következő pótmegoldás megváltoztat-ta a bősi vízerőmű energetikai üzemeltetésének jellegét. Tervezett rend-

szere csúcsra járatása helyett a maximális villamosenergia-termelés lett a cél. Ezért született a döntés, hogy a Bősi Vízerőműben csak 6 gépegy-séget helyeznek üzembe a tervezett 8 helyett. Az 1992-93. évi termelési eredmények gazdasági kiértékelése után azonban úgy döntöttek, hogy az utolsó két gépegység beruházásának befejezése és üzembe helyezé-se is indokolt, mivel gazdaságosnak és hatékonynak bizonyult. Továbbá növelik az erőmű biztonságát és megbízhatóságát is. Végül az utolsó két gépegységet is összeszerelték, kipróbálták és üzembe helyezték, 1995. június 6-án a TG 2-t, 1995. december 23-án a TG 1-et.

A Duna 1992. évi Bősi Vízerőműbe történt elterelése óta további kisebb vízerőműveket helyeztünk üzembe, amelyek a mai napig meg-bízhatóan működnek. Az üzemvíz-csatorna bal oldali töltésében a hajó-zsilipektől 300 m-re felfelé létesült kis vízerőmű (MVE S7) a csallóközi öntözőcsatornába folyó víz esését hasznosítja. A két horizontális ten-gelyű, 900 mm átmérőjű járókerekes Francis-turbina a szinkron ge-nerátorokat szíjáttétel segítségével forgatja. A gépek eséstartománya 12,2-17,2 m, víznyelésük együtt 7 m3/s, összteljesítményük 1,2 MW, és éves átlagtermelésük 4 GWh. A berendezés teljesen automatizált, ellenőrzése és irányítása a nagy erőmű vezénylőjéből történik. A kiserő-mű mindkét gépegysége képes a nagy erőmű egy-egy gépegységének önfogyasztását ellátni, és biztosítani az egész erőmű „újraélesztését” (black start).

A dunacsúnyi gátba beépített vízerőmű feladata az Öreg Duna vízel-látását biztosító, minimum 400 m3/s vízmennyiség hasznosítása. A négy horizontális, 3,71 m átmérőjű, ún. Pit-turbina (Voith gyártmány) együt-tes víznyelése 400 m3/s, összteljesítménye 24,4 MW. A legnagyobb brut-tó esés 7,1 m. Az éves energiatermelés 155 GWh körül mozog. Az erőmű üzeme teljesen automatizált, szabályozása és ellenőrzése a 35 km-re lévő Bősi Vízerőmű vezénylőjéből történik számítógép és kamerák se-gítségével.

A Čunovói Vízlépcső jobb szárnyán felépült kis vízerőmű a Mosoni-Dunába eresztett víz energiáját hasznosítja 1994 nyara óta. A közös vízbeeresztő műtárgyakat két horizontális csőturbina és két 1400 mm átmérőjű beeresztő cső képezi 43 m3/s vízáteresztéssel. A két gépegy-ség egy 1,6 MVA, 6,3/22 kV-os transzformátor segítségével a 22 kV-os alállomáson át táplál be a régió 22 kV-os hálózatába. Az erőmű üzeme teljesen automatizált, szabályozása és ellenőrzése a 35 km-re lévő Bősi

www.e-met.hu GEOTERMIA

44

www.e-met.hu VÍZENERGIA

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

VÍZENERGIA www.e-met.hu

Vízerőmű vezénylőjéből történik számítógép és kamerák segítségével. Éves átlagtermelés 5,5 GWh körül mozog.

Az üzembe helyezés óta 20 év telt el. A Bősi Vízerőmű a szlovák és a magyar energetika elválaszthatatlan része. A 20 éves termelés 2012. szeptember 30-ig 45 427,3 GWh. Ez minden évben több, mint Szlová-kia összes többi vízerőművének termelése. A Bősi Vízerőmű húsz éves üzeme alatt megbízhatóan teljesítette a szlovák villamosenergia-rend-szer (VER) követelményeit. Az erőmű folyamatosan részt vesz a VER pri-mer és szekunder frekvencia teljesítmény megvalósításában, valamint a feszültség szabályozásában. Fontos energetikai csomópont és határ-alállomás az ENTSO-E kontinentális nemzetközi hálózatában. Csúcsra já-rathatósága következtében jelentős tartalék teljesítményt képez. Üzem-zavar esetén képes az erőmű önálló újraindítására (black start), valamint szigetüzemi működésére is.

A Bősi Vízlépcső a Duna komplex hasznosítását szolgálja, amely az energiatermelés mellett a nemzetközi hajózást, az árvízvédelmet, a víz-gazdálkodást is segíti. A vízerőműben rendszeres a karbantartás, folya-matos a felújítás, az üzembiztonság és a gazdaságosság növelése.

A megbízhatóság növelése, valamint az üzemi paraméterek javítá-sának folyamata nem állt le a gépegységek üzembe helyezésével, sőt, valójában akkor kezdődött el, és tart a mai napig. A következőkben is-mertetem az egyes technológiai egységeknek az elmúlt 20 év folyamán történt érdekesebb meghibásodásait, javítását és korszerűsítését.

Generátorok és segédberendezéseik● A legsúlyosabb generátor-üzemzavar a TG 6 gépegységen történt

1993. május 13-án. Összeért és megsérült a generátor és a gerjesztő forgó és álló része a generátor csapágyának konstrukciós hibája miatt. A gyártók kicserélték itt és a többi gépegységen is a hibás alkatrészeket, megerősítették a generátor és turbina radiális csapágyait. Hogy elkerül-jük a hasonló eseteket és növeljük a gépegységek megbízhatóságát, az összes bősi gépegységre ‒ később a dunacsúnyi gépegységekre is ‒ rez-gésdiagnosztikai berendezést telepítettünk. (Compass – Brüel&Kjaer). Ez a rendszer folyamatosan méri a gépegységek rezgéseit, és minden üzemmódban összehasonlítja a referencia határértékekkel. Az első határérték átlépése után csak jelez, de a kritikus határérték átlépése esetén már automatikusan leállítja a gépegységet, mielőtt komolyabb károsodás lépne fel.

● A gerjesztő megbízhatóságát nagyban növelte, hogy az 1999. és 2000. években megtörtént az ARV elektromágneses kapcsolók és

túláram-védelmi berendezések MASTERPACT-ra való cseréje az összes gépegységen.

● A bősi generátorok GTX elektronikus védelme csehszlovák gyárt-mányú volt. A ’90-es évek vége felé komoly gondot okozott a pótalkatré-szek beszerzése, ezért 1999-2000-ben ezeket a TG 5, 6, 7 és 8-as gép-egységeken ABB gyártmányú REG 216-os, programozható elektronikus védelemmel cseréltük fel. A TG 1, 2, 3 és 4 gépegységek védelmét pedig 2010-2011-ben cseréltük le SIEMENS gyártmányúakra.

● A bősi generátorok gerjesztője és szabályozója megbízható, de az utóbbi időkben itt is komoly problémát okoz a pótalkatrészek beszerzése. Ezért döntöttünk amellett, hogy ezeket 2010- 2011-ben először a TG 1, 2, 3 és 4-es gépegységeken kicseréljük, mivel a generáljavítások sor-rendjében ezek lesznek az utolsók. A többi gépen (TG 5, 6, 7, 8) pedig a cseréket a generáljavítások során végezzük el.

Turbinák és segédberendezéseik● A TG 6 balesete után a ČKD Blansko gyár kutatói különféle mé-

réseket és próbákat végeztek, hogyan lehetne az egyes turbinák ener-giamentes üzemmódban való használatakor tapasztalt magas rezgéseit csökkenteni. Megállapították, hogy ha levegőt fújatnak a turbinakam-ra és a járókerék közé, a gépek rezgése egyharmadával csökkenthető. (Mit jelent az energiamentes üzemmód? Mivel a bősi vízerőmű mellett közvetlenül nincsenek meddő áteresztők, duzzasztók, ezt a funkciót a hajózsilipelők látják el. A teljes energetikai rendszer szétesése esetén az összes turbina egyszerre állna le, ami komoly gondot okozna, főleg a hajózás számára. Ezt elkerülendő egy gépegység automatikusan átmegy a házi üzem belső ellátására, a többi üzemben lévő gépegység pedig az ún. energiamentes üzemmódba. Nem termelnek villamos energiát, és a vízáteresztés a turbinákon kb. 250-300 m3/sec, melyből fokozatosan 3-4 percenként leállnak. Ezalatt az idő alatt, mely kb. 20-25 perc, a hajózsi-lipek átállnak meddő áteresztő üzemmódba.)

● 2001 januárjában a TG 3 gépegységen történt üzemzavar. Eltört a szabályozó olajvezeték-karimán két előfeszített M30-as csavar, és emiatt kb. 500 liter olaj ömlött a generátor forgórészére. Szét kellett szerelni a generátort, hogy az olajjal szennyezett részeket megtisztíthassuk. A ČKD Blansko konstruktőrei megállapították, hogy szerkesztési hibáról van szó, és emiatt át kell alakítani az egész csatlakozó részt. A szükséges módosí-tásokat a 2002. és 2003. években valamennyi gépegységen elvégeztük.

● A turbina-járókerék lapátcsapjainak 20 mm átmérőjű, „O" gyű-rűs gumitömítéseit új, speciális fajtára kellett cserélni. A nagy munkát 2008-ban kezdtük el, amihez külön állványzatot kellett beépíteni. A munkafolyamat a tömítéscserével együtt kb. 90 napig tartott. Korábbi tapasztalataink alapján a legjobb megoldásnak egy speciális, műanyag profiltömítés mutatkozott. Fontos volt, hogy anyaga hosszú távon is ru-galmas és alaktartó legyen. Legalkalmasabbnak az Economos G-ecopur anyaga bizonyult.

● Az erőmű segédberendezései, például a kompresszorok, szivaty-tyúk KGST-termékek voltak. A rendszerváltás után azonban a vállalatok többsége megszűnt, ezért kellett fokozatosan az egyes berendezéseket kicserélni. Így például a szovjet kompresszorokat Becker, a szivattyúkat KSB típusra, a szelepek elektromechanikus vezérlését pedig elektroop-tikusra. Az érzékelőket és aktív részeiket IFM, Balluff, Meret, Kuebler, Honeywell elemekre cseréltük, amelyek megbízhatóbbak, pontosabbak és főleg beszerezhetők voltak.

A 400 kV-os tokozott (SF6 gáz) alállomás A Bősi Vízerőműben ez az alállomás volt az egyetlen berendezés, amely nem a szocialista táborból származott. Mind az üzembe helyezés alatt,

www.e-met.hu GEOTERMIA

45MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu VÍZENERGIAVÍZENERGIA www.e-met.hu

mind a 20 éves üzem során, mind a karbantartások és a paraméterek javításánál a gyártó AEG (ma ALSTOM) a legnagyobb megértéssel és korrektséggel együttműködött velünk.

● Az üzembe helyezés után 5 évvel gázszivárgások jelentkeztek a szakaszolók tengelyeinél. A gyártó 1997-ben ingyen kicserélte az összes tömítést. Azóta ilyen jellegű probléma nem volt.

● A 400 kV-os vezetékek, gyűjtősín-megszakítók és a 400/110 kV autotranszformátor védelmi rendszerét 1997-ben elektromechanikusról ABB gyártmányú elektronikusra cseréltük le.

● A W1 és W2 gyűjtősínek hosszirányú kapcsolását végző megszakí-tó mezőbe 2003-ban Q20 szakaszolókat szereltünk.

● A gyűjtősínek védelmi rendszerét 2009-ben teljesen felújítottuk.● Az alállomás generáljavítását, 10 és 20 éves üzem után, 2010-

2011 években végeztük el. Ellenőriztük a tokozott csővezetékek és tar-tószerkezeteik vízszintbe állítását, az SF6 gáz minőségét, a szakaszolók és földelők meghajtó berendezéseit, de főleg a megszakítókat. A meg-hajtókban kicserélték a tömítéseket, a szelepeket, a dugattyúkat és a hengereket is. Ellenőriztük a megszakítók ívoltó kamráit és érintkezőit. Ezen munkák elvégzése után állították be a védelmi rendszereket.

TranszformátorokKülönösen az olaj-transzformátorainknak szenteltünk figyelmet. Ellen-őriztük és javítottuk egyes elemeiket.

● A T401 400/110 kV-os auto-transzformátoron 1992-ben az átve-zető szigetelőket lecseréltük BUSHING típusúakra.

● 1999 és 2001 között a T1, T2, (15,75/110 kV) T34, T56, T78 (15,75/400 kV) és T401 (110/400 kV) transzformátorokon az olajtömí-tés, tekercselés, szigetelésellenőrzés, szivattyú- és folyásmérő-csere, valamint a kapilláris hőmérők és érzékelők cseréinek munkálatait vé-geztünk.

● 2008-ban a T101 és T 102 (110/22 kV) egységeken újratömítés, tekercsszigetelés-ellenőrzés, szivattyú- és folyásmérő-csere, valamint a kapilláris hőmérő és érzékelők cseréje ment végbe.

● 2010-ben a T103 és T 104 (110/22 kV) trafók áttömítése, tekercs-szigetelés-ellenőrzés, szivattyú, folyásmérő, valamint a kapilláris hőmé-rők és érzékelők cseréje történt.

A házi üzembiztonság növeléseA vízerőműben a biztonságos házi üzem létfontosságú. A zsilipkamrák megbízható működtetését mind a hajózás, mind az energiatermelés szi-gorúan megköveteli. Ennek érdekében a következő újításokat hajtottunk végre:

● A gépegységek üzemzavari leállás utáni újraindításához új die-sel gépcsoportot telepítettünk, amely képes a házi üzemet ellátni, és az erőmű vezénylő terméből automatikusan tudja indítani a TG1 és TG2 turbinákat.

● A házi üzem külső ellátására a Pozsonypüspöki alállomáshoz 22 kV-os távvezetéket is építtettünk.

● Végrehajtottuk a Szlovák Teherelosztó utasítását, miszerint a szlo-vák villamosenergia-rendszer üzemzavari szétesése esetén, az össze-kapcsolásához a Bősi Vízerőmű szigetüzemben 60 percen belül biztosít-son 140-180 MW teljesítményt.

● Az automatikus üzemzavari újraindítást 2010-ben és 2011-ben a TG 3-nál és a TG 4-nél is bevezettük.

A Bősi Vízerőmű számítógépes irányító rendszereA Bősi Vízerőműben csehszlovák gyártmányú irányítástechnikát és szá-mítógépeket telepítettünk, amelyek decentralizált irányító rendszert hoz-

tak létre, s 2004-ig üzemeltek. A rekonstrukció és a felújítás a következő lépésekben ment végbe:

● Az eredeti ADT 4700 és Mikrovel irányítást és diszpécsertechnikát 1989 és 1991 között nyugati számítógépelemekkel újítottuk fel.

● QNX felépítmény-hálózat kiépítése és PC-k alkalmazása 1996-1999-ben.

● Az erőmű teljes irányítási rendszerét 1999-2004-ben ABB T200, ABB AC31 processzorokkal korszerűsítettük, és a vezénylőteremben új panel létesült.

A Bősi Vízerőmű tulajdonviszonyainak alakulása Az 1977. évi államközi szerződésben, de részletesebben a Közös Egyez-ményes Tervben pontosan rögzítve voltak a tulajdonjogi viszonyok, va-lamint a tulajdon kezelését, üzemeltetését és karbantartását szabályozó kötelezettségek. Eszerint a magyar és szlovák oldalon egyaránt minden vízgazdálkodási és energetikai objektum a közös tulajdon részét képezi, tehát 1989 után 50% a magyar, 50% a szlovák államé lesz. Amikor a magyar fél leállította a BNV építését, és a szlovák félnek egyedül kellett tovább finanszírozni azt, a következő változások történtek:

A Vízgazdálkodási Beruházó Vállalatnak (VV š.p.) ‒ az egyes objek-tumokat (javarészt építészeti részek) a befejezés után az alábbi módon kellett átadni az üzemeltetőknek:

1. A Vízerőmű Vállalat (Trencsén, VET) veszi át vízerőművek épülete-it, a hozzájuk tartozó létesítményekkel és telkekkel együtt.

2. A Dunai Vízügyi Igazgatóság (Pozsony) pedig a gátak, töltések, duzzasztók, hajózsilipek, épületek és létesítmények telkekkel együttes tulajdonjogát kapja meg.

A Vízerőmű Vállalat (VET), amely egyben a vízerőművek technológiai berendezéseinek beruházója is volt, az építkezés befejezése után foko-zatosan tulajdonjogilag át is vette az épületeket. Az első fázisban, cca. 1993-ig a 110 kV-os alállomást, a későbbiekben, a Bősi Vízerőmű épü-letet. A bősi S7 törpe vízerőművet csak a tulajdoni kezelésére vette át. Az utolsó fázisban a Dunacsúnyi Vízerőművet, valamint a mosoni törpe vízerőművet vette használatba.

www.e-met.hu GEOTERMIA

46 MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu SZAKMATÖRTÉNETVÍZENERGIA www.e-met.hu

A két vállalat egymás közti viszonyát 2002-ben új szerződéssel ren-dezték. Ebben tisztázták a vállalatok kötelezettségeit, felelősségét az építmények üzemeltetése és karbantartása terén, valamint a VV által felvett hitelek áramtermelésből történő törlesztését. A következő fázis a Szlovák Erőművek Rt. 2006. évi privatizálása volt. Mivel a Bősi Vízerő-mű Magyarországgal közös tulajdon, nem lehetett privatizálni, ezért át kellett adni mindent a Vízgazdálkodási Beruházó Vállalatnak (VV š.p.), hogy állami tulajdonban maradjanak. A Szlovák Erőművek Rt. Vízerőmű Vállalata a privatizációja után továbbra is szerződéssel biztosítja a Bősi Vízerőművek üzemeltetését és karbantartását.

Az üzemvitel és a villanytermelés irányításaA Bősi Vízlépcső irányítását három részre lehet osztani:

1. a vízelosztás,2. a hajózás,3. az áramtermelés.Az egyes üzemeltetők együttműködését, kötelezettségeit normális

és rendkívüli esetekre is szabályozni kellett. Az eredeti koncepciót még 1988-ban dolgozták ki, és a Közös Egyezményes Tervben hagyták jóvá. Ennek alapján a magyar és szlovák állami teherelosztók határozzák meg a következő napi termelési diagramokat. A bősi vezénylő számítja ki a Duna, a Vág, a Garam és az Ipoly vízhozamait, valamint a kötelező vízki-vételek alapján az optimális termelés és vízáteresztés napi diagramját a Bősi és a Nagymarosi Vízerőművekre. A Bősi Vízerőmű ideiglenes üzem-be helyezésével ezen változtatni kellett, mivel a Nagymarosi Vízerőmű nélkül Bős csak átfolyásos üzemmódban járhat.

Az ideiglenes üzemeltetési rend is módosult. Az átereszthető víz-mennyiséget normális vízhozamok esetén már nem az energetika, ha-nem a vízügy állapítja meg. A prioritás a maximális energiatermelés, figyelembe véve a frekvenciaszabályozást célzó felső vízszint-változtatás mértékét és a rendszerszolgáltatásokat is.

A Szlovák Erőművek 2007-től új kereskedelmi-termelési diszpécser-központot helyezett üzembe ROVE rendszerrel, amely a piac igényei alapján lehetővé teszi az egyes termelőegységek optimális, közvetlen irányítását is. Ez a rendszer működik a Bősi Vízerőműben is.

A következő minőségi változás 2010-ben, az „Ideiglenes üzemelte-tési rend” VIII. Számú módosítása volt, amely pontosította a rendszer-szabályozás feltételeit. A trencséni vízenergia diszpécserközpont a bősi termelést hidromodell segítségével irányítja és ellenőrzi. A hidromodell elemzi a Duna vízhozamát Németországtól Pozsonyig, ami lehetővé teszi az eddiginél lényegesen, pontosabb előre tervezést.

A Bősi Vízerőmű generáljavításának (GJ) előkészítéseA Bősi Vízerőmű gépegységei 20. éve sikeresen üzemelnek. A 75-80 ezer üzemórás tapasztalat és a gyártó cégek ajánlása alapján készülünk a generáljavításokra. Az első gépegység generálját 2018-től tervezzük kezdeni és 18 hónapos ciklusokban folytatni. Előkészületi Bizottságot alakítottunk 2011 nyarán, amelyben egyaránt részt vesznek a tulajdonos VV és az üzemeltető SE vállalat szakemberei.

A VV a következő célokat tűzte ki, melyeket szeretnénk teljesíteni:● A gépegységek élettartamának meghosszabbítása.● Az áramtermelés megbízhatóságának növelése.● A technológiai berendezéseket a környezetvédelmi előírásokhoz

kell alakítani.● A műszaki paraméterek javítása, teljesítőképesség, hatásfok,

energiamentes üzemmód időtartam-hosszabbítása.● Az árvízvédelmi paraméterek javítása (víznyelés, 9 m minimális

üzemi vízszint).

Az eddigi egyeztetések alapján mindkét fél szeretné a bősi turbiná-kon a szabályozó rendszert az eddigi 3,4 Mpa nyomásról min. 8-15 MPa-ra emelni. Ennek környezetvédelmi jelentősége van, mivel a szabályzó olaj mennyiségét lehetne nagymértékben csökkenteni (száraz járókerék-agy, olajmentés és a szabályozó alkatrészeinek egységesítése révén). Nagy feladat vár tehát mindkét vállalat technikusaira, közbeszerzőire, jogászaira, hogy megegyezzenek a GJ költségeinek fedezésében, és el-érjük a kitűzött célokat.

A bősi hajózsilipek és a nemzetközi hajózás A Bősi Vízlépcső elválaszthatatlan részei a hajózsilipkamrák, melyeket a Szlovák Dunai Vízügyi Igazgatóság (Pozsony) üzemeltet. A kialakult víz-szintkülönbséget két darab hajózsilipkamra segítségével lehet leküzdeni, melyek impozáns paraméterekkel rendelkeznek:

● teljes hosszúság 300 m,● hasznos hosszúság 275 m,● szélesség 34 m,● vízszintkülönbség 16-24 m,● zsilipelés ideje 25-30 perc.A zsilipelésre a nap 24 órájában mindig minimum egy hajózsilipkam-

ra rendelkezésre áll. Az üzembe helyezés utáni kezdeti nehézségek elle-nére, megbízhatóan működő és kiváló szakembergárdával üzemeltetett kamrákon keresztül a 20 év alatt a következő teljesítménnyel dicseked-hetünk:

● Az átzsilipelt hajók száma 327 137.● Az átzsilipelt személyek száma 5 644 389.● Az átzsilipelt rakomány 122 828 132 tonna.● A zsilipelések száma 78 005.A hajózsilipkamrák nagy mérete és terhelése hatással van a beren-

dezések élettartamára. A rendszeres karbantartás, ellenőrzés és javítás ellenére a technológiai berendezések viszonylag gyorsan elhasználódnak. Jelenleg folyamatban van az alsó zsilipkapuk harmadik generációjának tervezése.

Befejezésként szeretnék rámutatni arra, ami a Bősi Vízerőműn lényegé-ben nem változott az elmúlt 20 év során. Ez pedig nem más, minthogy meg-bízhatóan termeli megújuló energiából Szlovákia villamosenergia-fogyasz-tásának kb. 10%-át, és megbízhatóan teljesíti a villamosenergia-rendszer által kért szolgáltatásokat. Vízgazdálkodási szempontból pedig megbízható-an szolgálja az árvízvédelmet, Bős felett a megbízható nemzetközi hajózást.

A cikk tárgyilagos, politikamentes tájékoztatást ad a BNV szlovák részé-nek 20 éves történetéről és értékes üzemi tapasztalatairól. A cikk két főrészből áll, kitűnő fényképekkel kiegészítve. A cikk nem tartalmaz-za az alábbi magyarázatomat, amit az időszerűség miatt fűzök hozzá.A Bősi Vízerőmű 720 MW teljesítőképessége a legnagyobb a Vaskapu után a Duna teljes hosszán. Normál üzemben 360 MW a teljesítménye, amihez 2000 m3/s víznyelés kell, de csúcsüzemre is alkalmas. A 720 MW kapacitás eléréséhez szükséges 4000 m3/s vízmennyiséget az erő-mű a dunacsúnyi tározóból veheti rövidebb ideig igénybe, vagy a Duna alkalmilag bővebb vízhozama is elegendő rá. Ismeretes, hogy a napi rendszeres csúcsra járatásról mindkét kormány lemondott a hágai Nem-zetközi Bíróság tárgyalása idején, de ezen üzemmód a VER üzemzavari kisegítése céljából bármikor alkalmazható. Sajnos ezzel a lehetőséggel jelenleg csak a szlovák fél élhet, mivel a hágai ítélet végrehajtását a ma-gyar kormány eltérően értelmezi, és emiatt 1997 óta nincs megegyezés, így a Bősi Vízerőművet a szlovák fél a maga hasznára működtetheti.

Kerényi A. Ödön

www.e-met.hu GEOTERMIA

47MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

www.e-met.hu SZAKMATÖRTÉNETVÍZENERGIA www.e-met.hu

A Vaskapu-szoros (románul Porţile de Fier, szerbül Derdapska klisura) egy folyami szurdokvölgy a Dunán, a déli Kárpátok és a szerb Érchegység között, Szerbia és Románia határán.

A Vaskapu-szoros az Al-Duna azon szakasza, amelynek rendszertelen zá-tonyai ősidők óta veszedelmessé tették a dunai hajózást a Fekete-tenger felé. A hajózás megkönnyítésére már a rómaiak is kísérletet tettek, de a döntő fordulatra csak a 19. században került sor. Gróf Széchenyi István volt az, aki felismerte a szabályozás lehetőségét ebben a szakaszban. A szabályozás két szakaszban vált lehetővé. Az elsőre 1833 és 1837 kö-zött, a másodikra 1890 és 1899 között került sor. 1896. szeptember 27-én avatták fel a Vaskapu-csatornát, amely lehetővé tette végül is a hajózást ebben a szakaszban.

A román-szerb Duna-szakasz hasznosítása villamosenergia-termelésreA 20. század első felében 1920 és 1950 között több tanulmány is készült a közös román-szerb Duna-szakasz szabályozására, a vízenergia hasznosí-tására, villamosenergia-termelésére. Az első részletes tanulmányt 1922 és 1933 között a neves román szakértő Dorin Pavel professzor, akit a román hidroenergetika atyjának tekintenek, mint fiatal, végzős mérnök készítette el. Elsőként tervezett többlépcsős erőművet a Duna ezen szakaszán, és el-sőként tervezett beépíteni Kaplan-vízturbinát, amelyet azelőtt egy pár évvel szabadalmaztatott Victor Kaplan brünni egyetemi tanár.

A végleges közös román-szerb tervek 1956 és 1960 között készültek el. Ennek értelmében 1964 és 1972 között felépült a Vaskapun egy vízerőmű Orsova és Turnu-Severin között, amely Európa legnagyobb vízerőműve lett. Teljesítménye 2100 MW, 12 db 175 MW-os turbina-generátorral. Az erőmű típusa duzzasztógátba beépített, amely 2×220 méteres szakaszon zárja le a Duna medrét. A román és szerb fél fele-fele arányban hasznosítja a Duna vizét, két 1050 MW-os erőműben a Duna két partján. Tehát mindkét erőmű-ben 6 turbina-generátort szereltek be.

Az erőműrendszer üzembe helyezése A munkálatok 1964. szeptember 7-én kezdődtek el. Az első gépet 1970. augusztus 14-én, az utolsót 1971. november 28-án helyezték üzembe. Az egész erőműrendszer s a hajózást megkönnyítő két zsiliprendszer ünnepé-lyes felavatására 1972. május 16-án került sor.

A vízerőmű-rendszer gátja 440 méter hosszú és 60 méter széles. A rend-szer 33 méteres duzzasztást hoz létre, a gyűjtőtó a Kazán-szorosban 2 mil-liárd köbméter vizet tárol. A vízturbinák Kaplan típusúak, 725 köbméter/sec vizet tudnak hasznosítani, fordulatszámuk 71,5 fordulat/perc, a rotor átmé-rője 9,5 méter. A generátorok függőleges tengelyű, háromfázisú, 190 MVA teljesítményű szinkron generátorok, kapocsfeszültségük 15,75 kV.

A két erőmű összesen maximum 8700 köbméter/sec vízmennyiséget tud hasznosítani 34 és 21 méter között váltakozó eséssel. Mindkét oldalon a hajózást kiszolgáló zsiliprendszer működik, amelynek a méretei 310×34 méter, és 34 méter szintkülönbséget tud elérni.

A Vaskapu II. vízerőmű1977 és 1986 között épült meg a Vaskapu II. vízerőmű, 80 km-re a Vaskapu I. alatt, Ostrovu Mare és Mihaylovac helységek vonalában. Összteljesítménye 540 MW, amelyből fele-fele arányban részesülnek a felek, egy-egy erőműben (2×270 MW). A két erőműben 8 db 27,5 MW-os csőturbina van beszerelve.

Milyen szerepet töltött be, illetve tölt be jelenleg a két vízerőmű? A két erőmű az első években, egészen 1980-ig inkább csak szabályzó sze-repet töltött be. 1980 után, amikor a román villamos energetikai rendszer magára utalva, 47,5 Hz frekvencián működött, az erőművek kézi szabályo-zással biztosították ezt a frekvenciaszintet. 1990 után a román villamos-energia-rendszer helyzete fokozatosan megváltozott, a villamosenergia-fogyasztás visszaesett, majd Románia is csatlakozott az UCTE-hez. Így a Vaskapu erőmű rendszer primer és szekunder szabályzó szerepet kapott.

A két vízerőmű-rendszer összteljesítménye a román oldalon, az utóbbi évek felújítása után 1380 MW-ról 1100+270/1481,4 MW-ra nőtt. Együttesen nőt a turbinák és generátorok teljesítménye. A hatásfokuk 1,5%-kal nőtt. Az üzembe helyezés óta, 2012. április 30-ig a két erőműrendszer 260 000/ 224 000 + 36 000 GWh-t termelt.

Az eltelt 40 év alatt a Vaskapu I. vízerőmű sikeresen vizsgázott a nagy teljesítményű Kaplan vízturbinák üzemeltetése terén. Mindkét erőmű fon-tos szerepet tölt be a dunai hajózásban is. Az erőművek fontos szereplői a román villamos energetikai rendszernek, annak szabályozásának kulcssze-replői, mind primer, mind szekunder oldalon, különösen az UCTE-hez való csatlakozás után. Természetesen új kihívást jelent az erőműrendszerre a villamosenergia-piac liberalizálása is.

Rövid utazás a múltbaA vízerőműrendszer építése következtében víz alá került a régi Orsova alatt 3-4 kilométerrel, a Duna közepén lévő híres Ada-Kaleh szigete. Ma már csak egy viadukt-híd emlékeztet rá, a víz alá került Turnu-Severinnel összekötő út elején. Érdekesség még, hogy alacsony vízállásnál előbújnak a Dunából a Trajan-híd hídfőinek romjai. A Duna vize alá került még a Szent Koronát 1849-1853 között őrző Korona Kápolna is Orsovánál. Szintén víz alatt van az ún. Traján-út a Duna jobb partján, valamint a Széchenyi-emléktábla. Az ere-deti tábla helyett a Magyar Hajózási és Yacht Egylet, a víz szintje felett ke-véssel, egy kisméretű, de az eredeti szöveget tartalmazó táblát helyezett el.

A Kazán-szorosnál hajózva, 22 km után, Drenkova közelében felfedez-hetjük a Baross-emléktáblát is. Az emléktáblát azért helyezték ide, mert Baross Gábor akkori közlekedési miniszter volt az, aki Széchenyi örökébe lépett, s szorgalmazta az Al-Duna szabályozása révén megvalósítható gőz-hajózást.

Irodalom:[1] Revista Energetica Nr. 09/2012–40 de ani de expoatare a CHE Porţile de Fier

(román nyelvű, energetikai témákat tartalmazó folyóirat)[2] Perei Árpád honlapja. Utazás az Al-Duna mentén a Vaskaputól a Kazán-szoros felé.

Makai Zoltán

40 éves a Vaskapu Vízerőmű

48

ELŐZETES www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2013/1

Csővári Jánosszennyvíztisztító üzem-vezetőBÁCSVÍZ Zrt. Csatorna-szolgáltatási Ágazatcsovari.janos@bacsviz.hu

Dibáczi ZitaosztályvezetőNemzetközi Projek-tek Osztály, Nemzeti Környezetvédelmi és Energia Központ Nonprofit Kft.dibaczi.zita@nkek.hu

Dobó ZsoltdoktoranduszMiskolci Egyetem, Műszaki Anyagtudományi Kar, Energia- és Minőségügyi Intézetzsoltdobo@gmail.com

Dr. Dulovics Dezsőc. egyetemi docensBudapesti Műszaki Egyetemdulovics.dezso@gmail.com

Ilka Alfrédigazgató, Bősi Vízerőműalfred.ilka@enel.com

Kádár Márton Gáboregyetemi hallgatóBME Gépészmérnöki Kar, energetikai mérnök-képzéskadar.marton@eszk.org

Kovács István Somaegyetemi hallgatóBME Gépészmérnöki Kar, energetikai mérnök-képzéssoma.kov@gmail.com

Kurunczi Mihályelnök, Magyar Termál-energiai Társaságmkurunczi@invitel.hu

Makai Zoltánconsultant, Proenergmakai.z@proenerg.ro

Mannheim Viktóriaassociate professorMiskolci Egyetemmannheim@uni-miskolc.hu

Németh Lászlóenergetikus, BÁCSVÍZ Zrt. Fejlesztési és Térin-formatikai Osztály laszlo.nemeth@bacsviz.hu

Palotás Árpád Benceegyetemi tanárMiskolci Egyetem, Műszaki Anyagtudományi

Kar, Energia- és Minő-ségügyi Intézetarpad.palotas@uni-miskolc.hu

Temesvári Péterosztályvezető, BÁCSVÍZ Zrt. Fejlesz-tési és Térinformatikai Osztály temesvari.peter@bacsviz.hu

Dr. Szeredi Istvána műszaki tudomány kandidátusa, Magyar Villamos Művek Zrt.iszeredi@mvm.hu

dr. Szilágyi Zsomborokl. gázmérnök, c. egyetemi docensdrszilagyizsombor@freemail.hu

Dr. Szunyog Istvánegyetemi docens, Miskolci Egyetemszunyogi@kfgi.uni-miskolc.hu

Dr. Tihanyi Lászlóegyetemi tanárMiskolci Egyetem, Kőolaj és Földgáz Intézettihanyil@kfgi.uni-miskolc.hu

Következő, 2013/2-es számunk tartalmából:

Főtéma: gázLakossági gázár-csökkentés, gyorsan növekvő kikapcsolások, ki nem fizetett gázszámlák tömege, egyre több gázlopás, csökkenő gázfo-

gyasztás, kihasználatlan föld alatti tárolók, államosítás. Ezek a témák foglalkoztatják most leginkább a földgázpiac résztvevőit, mert gyors változás nem várható a kedvezőtlen események körül. A következő lapszámunkban a gázpiaccal foglalkozunk, és a közeljövő változásait elemezzük részletesebben a világban, Európában és itthon.

E számunk szerzői:

Előzetes a következő szám tartalmából:

e-met.hu