Page 1

ENERGIAGAZDÁLKODÁS 1b Az Energiagazdálkodási Tudományos Egyesület szakfolyóirata

53. évfolyam 2012. 2. szám

A magyar energiagazdaság problémáit tárgyaló tudományos és gyakorlati folyóirat

2b

VIII. Klímaváltozás – Energiatudatosság – Energiahatékonyság

KLENEN’13 3b

4b

5b

KONFERENCIA „Osszuk meg tapasztalatainkat, dolgozzunk együtt a természet egyensúlyának megőrzéséért”

Energiahatékonysági mintaprojektek bemutatása, tapasztalatcsere Jegyezze elő naptárába, 2013. március 7- 8. - KLENEN ’13

Várjuk jelentkezését! További információ és jelentkezés:

www.klenen.org


30 ĂŠves a

www.kesz.hu


ENERGIAGAZDÁLKODÁS Az Energiagazdálkodási Tudományos Egyesület szakfolyóirata

53. évfolyam 2012. 2. szám

A magyar energiagazdaság problémáit tárgyaló tudományos és gyakorlati folyóirat

TARTALOM • CONTENTS • INHALT

Főszerkesztő: Dr. Zsebik Albin Felelős szerkesztő: Dr. Gróf Gyula Szerkesztőség vezető: Szigeti Edit Szerkesztőbizottság: Dr. Balikó Sándor, Dr. Bihari Péter, Czinege Zoltán, Dr. Csűrök Tibor, Dr. Dezső György, Eörsi-Tóta Gábor, Gerse Pál, Juhász Sándor, Korcsog György, Kőhalmi-Monfils Csilla Kövesdi Zsolt, Mezei Károly, Dr. Molnár László, Németh Bálint, Romsics László, Dr. Steier József, Szabó Benjámin István, Dr. Szilágyi Zsombor, Vancsó Tamás, Végh László Honlap szerkesztő: Csernyánszky Marianne www.ete-net.hu www.energiamedia.hu Kiadja: Energiagazdálkodási Tudományos Egyesület Felelős kiadó: Bakács István, az ETE elnöke A szekesztőség címe: BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. D épület 222 sz. Telefon: +36 1 353 2751, +36 1 353 2627, +36 30 278 2694, +36 1 463 2981. Telefax: +36 1 353 3894. E-mail: enga@ete-net.hu Megjelenik kéthavonta. Előfizetési díj egy évre: 3990 Ft Egy szám ára: 700 Ft Előfizethető a díj átutalásával a 10200830-32310267-00000000 számlaszámra a postázási és számlázási cím megadásával, valamint az „Energiagazdálkodás” megjegyzéssel ISSN 0021-0757 Tipográfia: Büki Bt. bukibt@t-online.hu Nyomdai munkák: Innova-Print Kft.

Lapunkat rendszeresen szemlézi Magyarország legnagyobb médiafigyelője, az

Impresszum KLENEN'12 köszöntő, Kovács Pál államtitkár bemutatása Energiahatékonyság • Energy effiency • Energieeffizienz Bacsó László Szárítókemencék füstgáz-hőjének hasznosítása hűtésre Drying ovens' flue gas heat recovery with absorption chillers Trockner Rauchgas Wärmerückgewinnung mit Absorptionskältemaschinen

Current Problems of Energy Management Die aktuellen Fragen unserer Energiewirtschaft 2

3

Gyökér Gyula, Kovács Csaba A villamos jel analízis módszer alkalmazása forgó gépek energetikai és diagnosztikai vizsgából 7 Rotating machinery power testing and diagnostics based upon the electrical signature analyses (ESA) Method Anwendung der elektrischen Signalmethode zum Zwecke der energetischen und diagnostischen Prüfung von Drehmaschinen Dr. Balikó Sándor Hőenergia-megtakarítás hatása a kapcsolt energiatermelésű hőforrás primerenergia fogyasztására 11 The Impact of Thermal Energy Savings on the Primary Energy Consumption of CHP Wirkung der Wärmeenergie-Einsparung auf den Primärenergieverbrauch der Wärmequelle von KKWs

Magyar szabadalmak • Hungarian patents • Ungarische Patente Végh László Heller László leghíresebb találmányáról ‒ szabadalmak tükrében 28 About László Heller's Most Famous Invention From the Perspective of Patents Über die berühmteste Erfindung von László Heller ‒ im Spiegel der Patente Alapismeretek • Basic knowledge • Grundkenntnisse Dr. Balikó Sándor Csővezetékek nyomás- és hővesztesége Pressure Drop and Heat Loss in Pipes Druck- und Wärmeverlust von Rohrleitungen

29

Egyszerű energetikai számítások • Simple calculations in the field of energetics • Einfache Berechnungen aus dem Bereich der Energetik Dr. Zsebik Albin 31 A nyomásesés számítása How to Calculate Pressure Drop Der druck und dessen Berechnung Szemlélet • Approach • Ansicht Dr. Dezső György Ki mondja meg, hogy mit Ne tegyünk? Who Tells Us Wath NOT To Do? Wer sagt, was wie wir NICHT machen sollen?

32

Dr. Zsebik Albin, Uhrinyi Balázs Hatékonyságnövelő intézkedések megengedhető többletköltsége 14 Additional Investment Costs of Energy Efficiency Measures Akzeptable Mehrkosten von effizienzerhöhenden Maβnahmen

Energiainformációk • Energy news • Rundblick Dr. Molnár László Új elemek az EU energiahatékonysági 36 politikájában New features in the EU's Energy Efficiency Policy Neue Elemente in der EU-Politik zur Energieeffizienz

Papp Viktória, Dr. Marosvölgyi Béla A pellet mint megújuló energiahordozó előállítása, hasznosítása és energetikai értékelése 18 Production, Utilization and Energetical Evaluation of Pellet as Renewable Energy Source Herstellung, Verwendung und energetische Analyse von Pellet als erneuerbarer Energieträger

EU-Hírek • Eu news • EU Nachrichten Werle Rita Topten: egy nemzetközi projekt az 37 energiahatékony termékekért Topten: A Global Project for Energy Efficient Products Topten: Ein weltweites Projekt für energieeffiziente Produkte

Bárány Péter, Dr. Raisz Dávid, Hartmann Bálint, Vokony István, Dr. Kiss Péter, Gregorich Gergely, Mátyus Róbert Nagyfogyasztók energetikai auditálásának tapasztalatai 21 Experience with Energy Audits at Large Consumers Erfahrungen aus den Energieaudits bei Großverbrauchern

Szakkollégiumi hírek • Professional Collage • Fachkolleg Üzemanyag fórum Fuel Forum Kraftstoff Forum Büki Gergely 80 éves Gergely Buki Turns 80 Gergely Buki ist 80 Jahre alt

Történelmi visszatekintés • Historical Retrospect • Historischer Rückblick Heller László Energiagazdálkodásunk időszerű kérdései

24

Emlékezünk, bemutatkozunk • Memories, introductions • Erinnerungen, vorstellungen

39

40

A folyóirat szerkesztésénél különös figyelmet fordítottunk a környezetvédelmi szempontokra!

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

1


K L E N E N ‘12 Tisztelt Olvasó!

Energiahatékonyság

Napjainkban különös figyelmet kap a klímaváltozás, a környezet védelme, s vele összefüggésben az energiagazdálkodás. A tüzelőanyag- és energiafelhasználás hatékonyságának növelését a gazdasági szempontok mellett a környezetvédelmi szempontok indokolják. A jól szervezett gazdaságban az energiatermelők, -szolgáltatók és -felhasználók közös érdeke az energiával való takarékosság, s ezzel összefüggésben a környezet védelme. Ennek eredményei láthatók és tapasztalhatók. Az energiagazdálkodás, a megújuló energiaforrások alkalmazása és a környezetvédelem magán viseli az ország gazdaságpolitikájának jellemzőit. A VII. Klímaváltozás – Energiatudatosság – Energiahatékonyság, KLENEN ‘12 konferencia szervezését az Energetikai Szakkollégium, a „Dolgozzunk együtt a természet egyensúlyának megőrzéséért” mottó szellemében, a sorozat indítóival és eddigi szervezőivel – az atlantai székhelyű „Association of Energy Engineers” Magyar Tagozatával és az Energiagazdálkodási Tudományos Egyesülettel, valamint további szervezetek közreműködésével és támogatásával, az Energiahatékonysági Kiválósági Pályázathoz (www.virtualiseromu.hu) kapcsolódva szervezi. A konferencia célja a Nemzeti Energiastratégia megvalósítása érdekében az energiagazdálkodás hatékonyságának növelése területén itthon és külföldön szerzett tapasztalatok megosztása, a hazai ösztönzési formák előnyeinek, hátrányainak megvitatása, ezzel kapcsolatos állásfoglalás kialakítása. A konferencián fontos szerepet kap az Energiahatékonysági Kiválósági Pályázatban induló vállalatok és szakértők energiahatékonysági intézkedéseinek és minta-projektjeinek bemutatása, a tapasztalatcsere és a megújuló energia hasznosítás legújabb hazai eredményeinek ismertetése. Az Energiagazdálkodás médiapartnerként csatlakozott a Virtuális Erőmű Programhoz. Vállaltuk, hogy rendszeresen tájékoztatjuk Önöket az erőmű építéséről, közzé teszük az energiahatékonyság növelésére kidolgozott, szakmai cikként elkészített javaslatokat. Jelen számunk megjelenését a konferencia időpontjára ütemeztük, s benne közzé tesszük az elhangzó előadások egy részét. További előadásokat a következő számainkban közlünk. Már most felhívjuk figyelmüket, hogy a KLENEN ’13 konferenciát 2013. március 7-8-án szervezzük. Jegyezzék be naptárukba, s mutassák be Önök is energiahatékonysági intézkedéseiket. További információ a klenen.org honlapon. ***

Az energiahatékonysággal kapcsolatos intézkedések központi szerepet játszanak abban, hogy az éghajlatváltozás és az energiapolitika terén kitűzött célok a lehető legkisebb költségek mellett legyenek teljesíthetők, különösen az épületek és a közlekedés energiafelhasználását illetően. Ennek érdekében számos intézkedést kell alkalmazni a lakossági, az állami és az önkormányzati, az ipari, a vállalkozói szektor, valamint a közlekedés területén. A legnagyobb megtakarítási lehetőséget a lakóépületek, háztartások, önkormányzatok és közintézmények területén lehet elérni.

Kovács Pál az energetikai helyettes államtitkár Átvette kinevezési okmányát Schmitt Pál köztársasági elnöktől és 2012. január 31-én ünnepélyesen letette az esküt a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium (NFM) új államtitkára, Kovács Pál. A Klíma- és Energiaügyért Felelős Államtitkárság élén a február elsején hivatalba lépő államtitkár felelősségi területe: Energiagazdálkodás, Klímapolitika, Energiahatékonyság, Atomenergia, Megújuló energiaforrások.

Energiagazdálkodás A Kormány legfontosabb feladata energetika területén az aktuális energiapolitikai koncepció és szakterületi stratégia mentén az ellátásbiztonság, a versenyképesség és a fenntarthatóság elvének, mint hosszú távú célok érvényesítése a környezetvédelmi szempontok figyelembe vételével. A tárca korábban említett elvek mentén kiemelt figyelemmel kíséri a gazdasági szereplők és a lakosság energiaigényeinek biztonságos és gazdaságos kielégítését, valamint elősegíti az Európai Unió keretében meghatározott közösségi célok megvalósulását.

Klímapolitika A klímaváltozás következtében egyre gyakoribbak a szélsőséges időjárási jelenségek, katasztrófák, melyek hatással vannak mindennapjainkra. A szárazság, a heves esőzések nyomán kialakult árvizek, jégeső óriási károkat okoznak a mezőgazdaságban, több százezer ember megélhetését veszélyeztetve. Ezért a fenntartható fejlődés és a klímaváltozás elleni küzdelem a Kormány kiemelt célkitűzései közé tartozik.

2

Atomenergia Az atomenergia békés célú alkalmazása az ipar, a mezőgazdaság, az egészségügy és a tudományos kutatások területén elősegíti az emberiség életfeltételeinek javítását. Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy rendeltetéstől eltérő alkalmazása károsíthatja az ember egészségét és az élővilágot, illetve a természeti környezetet, ezért az állam feladata, hogy megfelelően szabályozza és felügyelje az atomenergia felhasználásával kapcsolatos tevékenységet. Az atomerőművekben az atomenergia átalakításra kerül – úgynevezett nukleáris láncreakció felhasználásával villamos energiát termel –, amely számos háztartás áramellátását biztosítja. Magyarország legnagyobb atomerőműve Pakson található.

Megújuló energiahordozók Az elsődleges energiaforrásoknak két fajtáját különböztetjük meg: megújuló és nem megújuló energiaforrások. A Kormány mindent megtesz annak elősegítése érdekében, hogy a villamos energia minél nagyobb része megújuló energiaforrásból kerüljön előállításra. Megújuló energiaforrásnak minősül a nap, szél, geotermikus energia, hullám-, árapály- vagy vízenergia, biomassza, biomasszából közvetve vagy közvetlenül előállított energiaforrás, továbbá hulladéklerakóból, illetve szennyvízkezelő létesítményből származó gáz, valamint a biogáz. Kovács Pál 2010 óta az NFM energiaügyekért felelős helyettes államtitkára volt, korábban dolgozott a Paksi Atomerőműben. Évekig atomenergetikai szakértőként tevékenykedett a Gazdasági Együttműködési és Fejlesztési Szervezet, az OECD atomenergiával foglalkozó ügynökségénél, majd 2009-től a szaktárca energiagazdálkodási és szabályozási főosztályán dolgozott. Névjegy: Kovács Pál 1963. január 14-én született Karcagon. Végzettség: 1982-1988 Moszkvai Energetikai Egyetem, mérnök-hőfizikus képzés, „Atomerőművek és Berendezések” szak; 1991-1993 Külkereskedelmi Főiskola, közgazdász, levelezõ szak Szakmai életút: 2012- Nemzeti Fejlesztési Minisztérium, Klíma- és Energiaügyért Felelős Államtitkár, 2010-12 Nemzeti Fejlesztési Minisztérium, energetikai helyettes államtitkár; 2009-2010 Közlekedési, Hírközlési és Energiaügyi Minisztérium, Energiagazdálkodási és Szabályozási Főosztály, atomenergetikai szakértő; 2004-2009 OECD Atomenergia Ügynökség (Nuclear Energy Agency – NEA), atomenergetikai szakértő; 1988-2004 Paksi Atomerőmű Rt., osztályvezető, műszaki vezérigazgató- helyettes műszaki titkár, kapacitás fejlesztési pályázat atomerőművi projekt vezető, vezérigazgató műszaki titkár Közéleti megbízatások, tisztségek: 2000-2004 Napsugár Alapítvány – elnök Nyelvtudás: orosz, angol és francia (társalgási) Családi állapot: nős, két leánygyerek apja Államtitkár úr kinevezéséhez gratulálunk, munkájához sok sikert kívánunk!

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


E N E R G IAHATÉ K O NYS Á G

Szárítókemencék füstgáz-hőjének hasznosítása hűtésre

1

Bacsó László energiagazdálkodási mérnök, laszlo.bacso@eur.crowncork.com

Cégünk konzervdobozok gyártásával foglalkozik, amiket több technológiai műveletben, acéllemezekből állítunk elő. A gyártás során ezeket a lemezeket a terméktől függően lakkréteggel látjuk el, a lakkot alagútkemencékben szárítjuk. A kemencetérből elszívott oldószerrel dúsított levegőt, mint égési levegőt használjuk, és az égőtérbe vezetve 720 °C hőmérsékleten elégetjük. Itt a lakkgőzök lebontása megtörténik, és a felhevített levegőt hőelosztón keresztül a kemencetérbe vezetjük, illetve a felesleget füstgázként a kéményen a szabadba vezetjük. A kéményen át távozó hő hozzávetőleges évi mennyisége több mint 30 000 GJ, így feltétlenül meg kell vizsgálni a hasznosíthatóság lehetőségeit.1 * Our company deals with the production of cans, which we produce from steel tinplate in multi-technology operations. The manufacture of these sheets with a layer of paint depending on the product what our customers will fill into the cans. The varnish is dried in drying ovens. The furnace chamber exhaust solvent-enriched air is used as combustion air and the combustion chamber leading to a temperature of 720 °C burn. In here the vapour of varnish dissolve occurs, and the heated air through the heat exchanger drying the sheets, and the excess gas flue to the ambient air trough the chimney. The approximate volume of more than 30 000 GJ per year of the heat energy what we exhaust through the chimney, so we have to examine the possibilities of utilization. *** Ebben a cikkben olyan füstgáz hőhasznosítási módot mutatok be, ami a fűtési- és háztartási meleg víz előállításán túl abszorpciós hűtő segítségével a nyári hűtési igényeket is ki tudja szolgálni. Ezzel a jelentős földgáz és villamosenergia megtakarítással 212 kW-tal lehetne hozzájárulni a virtuális erőmű építéséhez.

Füstgázok, mint lehetséges hulladékhő források

A termék előállításának technológiájából adódóan majdnem minden gyártási területen szükség van szárítókemencére. A dobozhegesztő gyártórészlegben összesen 347 kW névleges teljesítményű földgáz üzemű szárítókemence üzemel, a doboztető gyártásban összesen 233 kW, a lakkozó üzemben pedig 3400 kW a gázégők névleges beépített teljesítménye. Célszerű megvizsgálni a füstgázokból a hővisszanyerés lehetőségét, illetve, 233 kW 347 kW

3400 kW

lakkozó üzem tetőgyártó üzem dobozgyártó üzem

1. ábra. A földgázüzemű égők teljesítmény megoszlása 1

A szerzőnek a KLENEN’12 konferencián, Mátraházán, 2012. március 8-9-én

hogy az így nyerhető hulladékhő felhasználható lenne-e hűtésre. A füstgázok hasznosíthatóságát jellemzően a füstgáz paraméterei, a rendelkezésre állás időbeni jellemzői mellett a hőcserélők beépíthetősége, a hidraulikai rendszer kialakíthatósága, a távolságok és az épületek adottságai határozzák meg. Az 1. ábra alapján szembetűnő, hogy a lakkozó üzemi szárítókemencéinek teljesítménye teszi ki a gyár összes technológiai gázégő teljesítményének 85%-át. A dobozgyártó szárítókemencék 9%-os aránya 6 db, egyenként 35-80 kW teljesítményű szárítókemence együttesből áll, míg a tetőgyártó részleg 6%-nyi gázégő teljesítménye 5 db, egyenként 23125 kW teljesítményű szárítókemence összesítéséből adódik. A gázégők teljesítményei mellett most nézzük a füstgázok kilépő hőmérsékleteit. A tetőüzemi szárítókemencék vízbázisú gumikeverék beszárítását szolgálják, jellemzően 80-90 °C hőmérsékleten. A kemencetérből a füstgázt a vízgőzzel együtt ventilátor továbbítja a füstgázgyűjtő csatornába, illetve a kéménybe. A füstgáz hőmérséklete a kilépésnél 50-60 °C. A dobozgyártó üzemben zárt- és nyitott terű alagútkemencék szolgálják a hegesztett doboz belső műagyag alapú porlakk bevonatának polimerizálását, illetve a külső lakkréteg beszárítását. A kemencék égőterében az üzemi hőfok 400-450 °C, ezzel a másodlagos hőközlő levegőt 200-250 °C hőfokra melegítik. A füstgáz kemencénként egy-egy füstgázelszívó ventilátor segítségéven jut a vízszintesen szerelt füstgázgyűjtő csatornán keresztül, illetve közvetlenül a kéménybe. A kilépő füstgáz hőmérséklete 95-110 °C. A füstgázból való további hőelvonás az első esetben nem, az utóbbi esetben pedig csak előmelegítésre alkalmas az abszorpciós hűtéshez, a tömegáramok meghatározását így nem is végeztük el. A lakkozó üzemben 3 db, egyenként 1000-1200 kW-os gázégővel üzemelő szárítókemence található, ezek feladata az acéllemezekre felvitt lakkréteg beszárítása. Mindhárom berendezés saját kéményhez csatlakozik. A szárítókemencék üzemi hőmérséklete 200-210 °C, de a szerves oldószergőzök környezetbe való kijutásának megakadályozása érdekében mindhárom kemence úgynevezett utánégetővel van ellátva, ami tulajdonképpen egy-egy füstgázgenerátor. Ez azt jelenti, hogy a kemencéből elszívott, oldószergőzzel dúsított levegőt az égőtér és a köpenyfal között vezetik be a gázégőhöz égési levegőként. A földgáz üzemű égő az égőtérben 750 °C hőmérsékletet tart, ahol megtörténik az oldószer maradványok termikus lebontása. Ezt követően a forró levegő hőelosztóból jut a szárítótérbe, illetve a felesleg a füstgázelvezető kéményen át távozik. A távozó füstgáz hőmérséklete 420-500 °C. A magas hőmérsékletű és 3-4000 Nm3/h térfogatáramú füstgáz alkalmas hőjének hasznosítására. Előnyös, hogy kétszintes az épület. Az alsó szinten találhatók a szárítókemencék, a felső szinten pedig elegendő hely áll rendelkezésre a hőcserélők és a hidraulikai rendszer kialakítására. Megállapítható tehát, hogy a lakkozó kemencék füstgázának hasznosítása abszorpciós hűtő hajtására műszakilag megoldható. A kinyerhető hőteljesítmény pontos számításához a füstgáz jellemzőinek és az üzemelési időnek az ismeretére van szükség. A füstgázok jellemzőinek mérését külső, környezetvédelmi mérésekkel foglalkozó Kft. végezte el a kötelezően előírt, pontforrások légszennyező anyag kibocsátásának vizsgálatához. A méréseket mindhárom pontforrás esetében 3-3 mérési sorozatban végezték, sorozatonként 6-6 mérési időszakra bontva. A feladat során a számításoknál az 1. táblázat mérési eredmények számtani átlagaiból származó adatait használom fel.

elhangzott előadása.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

3


Bacsó L.: Szárítókemencék füstgáz-hőjének hasznosítása hűtésre

P2

P3

1000 kW 18,0 m 0,5 m 421 °C 0,500 kg/m³ 11,5 m/s 8093 m³/h 15,3 tf% 3,4 tf% 1499,9 ppm 23,7 ppm 5,7 tf% 75,4 tf%

Gázégő teljesítménye Kémény magasság Kémény belső átmérő Hordozógáz hőmérséklete Sűrűség Füstgáz sebessége Effektív térfogatáram Oxigén (O2) Szén-dioxid (CO2) Szén-monoxid (CO) Nitrogén-oxidok (NO2) Nedvességtartalom (H2O) Nitrogén (N2)

P4

1200 kW 18,0 m 0,5 m 501 °C 0,451 kg/m³ 15,9 m/s 11227 m³/h 15,6 tf% 3,4 tf% 703,4 ppm 35,8 ppm 4,7 tf% 76,2 tf%

1200 kW 18,0 m 0,5 m 498 °C 0,447 kg/m³ 12,1 m/s 8597 m³/h 15,4 tf% 3,4 tf% 258,2 ppm 34,7 ppm 8,0 tf% 73,2 tf%

A hőteljesítmények meghatározásához a füstgázok fajhőjén kívül minden adat rendelkezésre áll. A további számítások során a füstgázokból a hőelvonást 150 °C füstgáz hőmérsékletig vizsgálom. Így a P2 pontforrás esetében 420-150 °C, míg a P3 és P4 pontforrásoknál pedig 500-150 °C hőfoktartományra határoztam meg a füstgázösszetevők tömegaránya (mi/mfg) és állandó nyomáson vett a fajhői alapján a füstgázkeverékek fajhőit. A füstgázokból visszanyerhető hőteljesítményeket a hőelvonás függvényében a 2. ábra mutatja. n

cp, fg = ∑ i =1

mi ⋅ cp,i m fg

800

L3

L2

85

127

169 211

253 295

337

Időtartam, d/a

4. ábra. A visszanyerhető hőteljesítmény tartamdiagramja Qcs=1358 kW; τcs=4010 h/a; Qfg=19603 GJ/a

A füstgázokból hasznosítható maximális hőteljesítmény és az éves várható hőmennyiség már ismert. Ezek alapján megtervezhető lenne a fűtési- és használati meleg víz előállítására alkalmas rendszer. De mint azt a 3. ábra jól mutatja, a nyári időszakban tudnánk jelentős hőmennyiséget visszanyerni, ha az előállított meleg vizet fel tudnánk használni. Erre a célra abszorpciós hűtőgép alkalmazása lenne kívánatos, ehhez pedig fel kell mérni a hűtési energiaigényeket.

Hűtési energiaigény

A dobozhegesztő gépek hűtésére jelenleg gépenként egy helyi kompres�szoros folyadékhűtő szolgál. A kompresszoros hűtők összes névleges hűtési teljesítménye 234 kW, ebből a technológiák tényleges igénye 111 kW. A technológia hűtési energia igénye és időbeni megoszlása természetesen a gyártás ütemezésétől és időtartamától, valamint a gépek üzemének egyidejűségétől függ. A naponkénti maximális hőteljesítmény igény a 5. ábra szerint a nyári hónapokban a legnagyobb, mintegy 60 86 kW. Az egy évre számolt technológiai hűtési energia mennyiség 810 GJ.

100

200

50

100

150

200

250

300

350

Δt, K

2. ábra. A füstgázból nyerhető hőteljesítmény a hőelvonás függvényében, pontforrásonként

A füstgáz hőhasznosítás során a másik lényeges változó a megfelelő minőségű és mennyiségű hőteljesítmény rendelkezésre állása, azaz az üzemórák és azok egyidejűsége. Az összes hasznosított hő a három szárítókemence füstgázából nyert hő összegzésével jön létre. Az üzemórák és az előző pontban számolt kéményenkénti visszanyerhető hőteljesítmény ismeretében a hasznosítható napi hőmennyiség éves megoszlása a 3. ábrán, a napi hőteljesítmény tartamdiagramja a 4. ábrán látható. P2 lakkozó

P3 lakkozó

P4 lakkozó

150 100 50 0 1

43

85

80 60 40 20 0

A szárítókemencék üzeme

Hőmennyiség, GJ

43

1

400

0

127

169

211

253

297

337

Idő, d/a

3. ábra. A földgázüzemű égők teljesítmény megoszlása

4

1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

hűtési igény, kW

Hőteljesítmény, kW

L4 600

Hőteljesítmény, kW

1. táblázat. Füstgáz pontforrások mért adatai

1

41

81

121

161

201

241

281

321

361

Idő, d/a

5. ábra. A technológia napi hűtési teljesítményigénye

A rendelkezésre álló felhasználható hulladékhővel ennél jóval több hűtési energiát tudunk előállítani, így érdemes az épület hűtési energia igényét is felmérni, és azt részben vagy egészben abszorpciós hűtővel kiszolgálni nyári időszakban. Az épület hűtési hőterhelés számítását az MSZ04-140-4:1978 szabványban előírtak szerint végeztem el. Meghatároztam a külső- (Qe) és belső (Qi) hőterhelések napi menetét, illetve ezek összegzésével a hűtési hőterhelés óránkénti alakulását. Qny=Qe+Qi A belső hőterhelés számításakor az emberi hőleadást, a világítás, és a gépek, berendezések hőleadását vettem figyelembe. Az anyag kiés betárolásából származó hő figyelembevételétől eltekintettem. A külső hőterhelés a falakon és a tetőszerkezeten (QF), valamint az üvegezett felületeken (QÜ), bejutó hőmennyiségből származik, amely napsugárzásból és a külső-belső léghőmérséklet különbségéből ered. Qe=QF+QÜ

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Bacsó L.: Szárítókemencék füstgáz-hőjének hasznosítása hűtésre A külső tömör határoló szerkezetek számítását a szabvány szerint az egyenértékű hőfokkülönbség módszerével kell elvégezni, értéke a külső felület helyzetétől, minőségétől, a határoló szerkezet hőtechnikai tulajdonságaitól és a belső léghőmérséklettől függ. Elvégezve a számításokat égtájanként és óránként az összes függőleges falra és a lapostetőre, megkapjuk a QF hőterhelést. 300 Hőterhelés, kW

250 200 150 100 50 0 -50 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Az előzőleg meghatározott hűtési hőigény alapján a választott abszorpciós hűtő egy Carrier Sanyo gyártmányú 16LJ23 típusú, 738 kW hűtési teljesítményű berendezés. Ez a névleges teljesítmény ugyan kisebb, mint a számolt nyári maximális hűtési teljesítmény, de a jelenleg meglévő kompresszoros folyadékhűtők alkalmasak az ezt meghaladó csúcsigények fedezésére. A hűtött víz előremenő és visszatérő hőmérsékletét úgy választottam meg, hogy a technológia max. 10 °C hőmérsékletű hűtővíz igényét hőcserélőn keresztül biztosítani tudja, illetve alkalmas legyen az üzemcsarnok hűtését végző léghűtők ellátására. A rendelkezésre álló tartomány 6-12,5 °C, az előremenő és visszatérő közeg hőmérsékletkülönbsége 3-10 K tartományban lehet. Az abszorpciós hűtő maximális hűtési teljesítménye 738 kW, az ehhez tartozó választott hőfoklépcső 7/12,5 °C. A hűtött víz térfogatárama 100% os terhelés mellett 31,8 l/s. Az abszorpciós hűtő üzemeltetési paramétereit a 2. táblázat tartalmazza. 2. táblázat. Az abszorpciós hűtőgép közegei

Napi idő, h/d

fűtővíz

6. ábra. A külső falakon és tetőfödémen keresztül behatoló külső hőterhelés

A 6. ábra mutatja a külső falakon és a tetőfödémen behatoló külső hőterhelés egy napi változását. Az üvegezett felületeken behatoló belső hőterhelést a szabványnak megfelelően égtájak szerint óráról-órára elvégezve a számításokat, megkapjuk a 7. ábra szerinti egy napos hőterhelés görbét. 100 Hőterhelés, kW

80 60

hűtővíz

12,5 °C 7 °C 31,8 l/s 4,19 kJ/kgK 0,999 kg/l 733 kW

38,4 °C 29,4 °C 47,7 l/s 4,18 kJ/kgK 0,996 kg/l 1787 kW

Az abszorpciós hűtő hűtővíz igénye 47,7 l/s 38,4/29,4 °C hőfoklépcső mellett. A szükséges hűtőtorony kiválasztásakor a legalább 1800 kW hűtési teljesítmény, a lapostetőre telepíthetőség és az üzembiztonság voltak a fő szempontok. Mivel ipari területen, zajos környezetben lenne az elhelyezés, így a zajterhelés nem volt a választásnál feltétel. 3. táblázat. Az AT VAP-273 ellenáramú, nyitott hűtőtorony adatai

40

Jellemző

20 0 0

2

4

6

8

10

12 14

16 18

20

22 24

Napi idő, h/d

7. ábra. Az üvegezett felületeken keresztül az épületbe jutó

külső hőterhelés

A 8. ábra mutatja egy nyári napon az épület és a technológia összesített nyári hűtési hőigényét. Ez alapján a szabvány szerinti •

Q ny, max = 799,3 kW ≈ 800 kW Nyári hűtési igény, kW

hűtött víz

95 °C 86 °C 29 l/s 4,21 kJ/kgK 0,962 kg/l 1058 kW

t1 t2 V c ρ Q

1000 800 600 400 200 0 1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

Napi idő, h/d

8. ábra. Az összesített nyári hűtési teljesítményigény alakulása óránként

Névleges adat

Hőcserélő teljesítménye Víz térfogatárama Víz belépő hőmérséklete Víz kilépő hőmérséklete Nedves levegő hőmérséklet Levegőnyomás Víz párolgási vesztesége Áramlási veszteség Elektromos teljesítmény

1821 kW 174 m3/h 38 °C 29 °C 22 °C 1013 mbar 2,3 m3/h 0,01% 18,5 kW

Füstgáz-hőhasznosítók

Az abszorpciós hűtőgépek a hűtési körfolyamat fenntartásához külső hőt igényelnek, melyet az előzőekben ismertetett szárítókemencék füstgázából visszanyert hulladékhővel biztosíthatunk. A három kéménybe egy-egy csőköteges füstgáz-víz hőhasznosítót építünk, melyeket párhuzamosan egy hidraulikus hálózatra kapcsolunk. Az előzőekben meghatározott abszorpciós hűtési teljesítmény előállításához szükséges fűtővíz igény 29 l/s, 95/86 °C előremenő és visszatérő vízhőmérséklet mellett. A fűtési teljesítményigény 1058 kW. A fűtővíz előállítását a három füstgázkéményre kötött, az emeleti szinten a kémény mellé telepített hőcserélő hidraulikus rendszerbe kapcsolásával lehet biztosítani. A meleg víz tömegáramát a füstgáz hőhasznosítók maximális hőteljesítményei alapján határoztam meg, melynek eredményeit a 4. táblázat tartalmazza. •

Az abszorpciós hűtés berendezései

Az abszorpciós hűtés elvének ismertetésétől eltekintve az alkalmazás feltételeit, a konkrét rendszer egyszerűsített kapcsolását, a főbb elemek kiválasztásának szempontjait ismertetem.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

mv =

(

Q max

cv ⋅ t v ,m − t v ,h

)

A hőcserélők egyidejűleg összesen 37,9 kg/s tömegáramú, 1437 kW hőteljesítményű fűtővizet szolgáltatnak, ami elegendő az abszorpciós hű-

5


Bacsó L.: Szárítókemencék füstgáz-hőjének hasznosítása hűtésre Eredmények

4. táblázat. A hőcserélők tömegáramai 1. hőcserélő t(fg,be) t(fg,ki) c(p,fg) mfg Qmax mvíz

400 °C 150 °C 1,077 kJ/kgK 1,31 kg/s 352 kW 9,3 kg/s

2. hőcserélő

3. hőcserélő

500 °C 150 °C 1,069 kJ/kgK 1,62 kg/s 606 kW 16,0 kg/s

498 °C 150 °C 1,111 kJ/kgK 1,24 kg/s 479 kW 12,6 kg/s

tés 29 kg/s tömegáramú fűtővíz és 1058 kW hőigényének fedezéséhez. A füstgáz hőhasznosításra nagyvízterű kazán, hőcsöves hőcserélő is alternatívaként merült fel, de a választás a Technológia Mérnöki Iroda Kft. által megajánlott csőköteges ellenáramú füstgáz-hőhasznosítóra esett. A rendszer felépítésénél a hidraulikai kapcsolást úgy terveztem, hogy a három füstgáz hőhasznosító egység egymástól függetlenül, az üzemvitelnek és a pillanatnyi hőigénynek megfelelően működhessen. Cél volt a tervezésnél ‒ az abszorpciós hűtőegység megtáplálása mellett ‒, az előállított meleg víz fűtési és használati meleg vízként való felhasználhatósága. A hőcserélők a kémény mellé lesznek telepítve, T idomokkal bekötve. A füstgázkéménybe a két bekötési pont között és a hőhasznosító bemeneti oldalán pillangószelepek összehangolt mozgatása biztosítja az igény szerinti füstgáz tömegáramot 0-100% közötti tartományban. A hidraulikai egyensúlytalanságok elkerülése érdekében egy Sirius Type II. típusú hidraulikus váltó 6 csatornás változatának beépítését terveztem. Ezzel a hőcserélő oldali primer kör és a két szekunder kör elválasztható. A szekunder körök közül az egyik az abszorpciós hűtés meleg víz táplálását, míg a másik a fűtési és HMV előállítás hidraulikus körét látja el.

A gazdaságossági elemzés kiindulásaként megvizsgáltam az éves földgázfogyasztás költségeit, ebből most a kéményen át távozó és a hasznosítható hő költségét/értékét. Egységárként a szabadpiaci földgáz molekula árának és összes rendszerhasználati díjának, az egy éves nettó átlagát vettem, ez 2010-es évre 2,916 Ft/MJ volt. Amennyiben a beruházás költségét a visszanyert hőtartalomhoz viszonyítanánk, 1,74 év megtérülési idővel lehetne számolni. Az éves földgázfelhasználás költségét, a visszanyerhető hőenergia értékét az 5. táblázat tartalmazza. 5. táblázat. A földgázfelhasználás éves költsége, a visszanyerhető hő értéke Energia

Mennyiség

Költség/érték

Évi földgáz felhasználás energiatartalma Füstgázként távozó hőmennyiség Füstgázból visszanyerhető hőmennyiség

44 110 GJ/a 33 082 GJ/a 19 603 GJ/a

128 624 760 Ft/a 96 467 112 Ft/a 57 162 348 Ft/a

Valós megtakarítást érnénk el a földgáz üzemű infrasugárzók, feketetest sugárzók, meleg vizes kazánok, HMV vízmelegítők kiváltásával, és a technológia által igényelt kompresszoros folyadékhűtők helyettesítésével. A kiváltható földgáz üzemű berendezések éves energiafogyasztását és költségeit a 6. táblázat, az ipari folyadékhűtőkét a 7. táblázat tartalmazza. A villamos energia költségeit 33 Ft/kWh éves átlaggal számoltam. 6. táblázat. A kiváltható földgázfelhasználók éves költsége kiváltható berendezés

hőmennyiség

Földgáz üzemű infra sugárzók Feketetest sugárzók Meleg víz kazánok Földgáz üzemű forróvíz-tárolók

költség

1 524 096 MJ/a 880 589 MJ/a 633 600 MJ/a 243 877 MJ/a 3 282 172 MJ/a

4 444 264 Ft/a 2 567 797 Ft/a 1 847 578 Ft/a 711 175 Ft/a 9 570 814 Ft/a

7. táblázat. Az ipari folyadékhűtők kiváltható villamosenergia-felhasználása, költsége kiváltható berendezés

hűtési energia felhasználás

COP

villamos energia

költség

Ipari folyadékhűtők

225 028 kWh/a

2,8

80 367 kWh/a

2 652 116 Ft/a

A jelenleg fűtésre, HMV és hűtővíz előállításra felhasznált energia éves összes költsége 12 222 930 Ft/a, csak ezek kiváltásával számolva a beruházás egyszerű megtérülési ideje 8,11 év. Ez az energiatartalom éves szinten 4456 GJ/a (abszorpciós hűtő COP=0,69 W/W). A közvetlen földgáz megtakarítás évi 7%, ami jelenlegi árakon kicsivel több, mint 9 000 000 Ft/a. 9. ábra. A füstgáz-hőhasznosító rendszer egyszerűsített kapcsolási vázlata

Hozzájárulás a virtuális erőműhöz

A hűtés és fűtés hidraulikus csövezése négyvezetékes rendszerben épül a gépészeti egység és a B épület között. Kettő vezeték a 7/12,5 °C hőmérsékletű hűtővízkört, a másik kettő vezeték a 95/86 °C hőmérsékletű fűtővíz kört alkotja. A légbefúvók meglévő gőz/levegő hőcserélőit lecseréljük víz/levegő hőcserélőkre, a fűtésre és a hűtésre elkülönítve, így a hűtés és a fűtés rendszere folyton rendelkezésre áll, nincs szükség a rendszer gépészeti átállítására, mint kétvezetékes rendszer esetében. A technológiai hűtési igény kiszolgálásához a meglévő hűtővíztartályban helyezzük el a hőcserélő csőtekercset a jelenlegi kompresszoros hűtéshez hasonlóan. A füstgáz hőcserélők, a hidraulikus váltó, az abszorpciós hűtő a szárítókemencék feletti emeleti szinten lesznek kialakítva, a hűtőtorony a lapostetőre kerül. A hűtőtorony pótvízellátásáról gondoskodni kell.

8. táblázat. Hozzájárulás a virtuális erőmű építéséhez

HV: hidraulikus váltó; MV: fűtési meleg víz; AH: abszorpciós hűtő; HT: hűtőtorony; T: technológia; HCSH:légcsatornába épített hőcserélő

6

A beruházás megvalósulásával a villamos energia megtakarítása közvetlenül adódik a technológiai folyadékhűtők kiváltásával, de új funkcióként a gyártó csarnok hűtését is biztosítja. Figyelembe véve azt, hogy ezt más módon, pl. kompresszoros hűtőgépekkel is biztosíthatnánk, érdemes az összehasonlítást ehhez is megtenni. A 8. táblázat tartalmazza a villamos energia megtakarítási lehetőségeket, (*) jelöli az azonos hűtési energiát szolgáltató alternatív kompresszoros hűtés villamos teljesítményét és az éves felhasználást.

Villamos energia, kWh/a n-1. év Ipari hűtés Csarnokhűtés Összesen

n. év

Villamos teljesítmény, kW

megtakarítás

n-1. év

n. év

megtakarítás

80 367

10 771

69 596

82

6

76

532 360*

160 956

371 404*

224

88

136*

441 000

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

212

53. évf. 2012. 2. szám


E N E R G IAHATÉ K O NYS Á G

A villamos jel analízis módszer alkalmazása forgó gépek energetikai és diagnosztikai vizsgálata céljából 1

Gyökér Gyula okl. villamosmérnök, gyula.gyoker@elmakft.t-online.hu

Kovács Csaba

okl. villamosmérnök, kovacs.csaba@aktivenergia.hu

Az ajánlott ‒ villamos jel analízisen (VJA) alapuló ‒ módszer kiküszöböli a nyomaték és a fordulatszám nehézkes mechanikai mérését, ezáltal előnyösen alkalmazható aszinkron motorok üzemi hatásfokának gyors és tömeges helyszíni meghatározására. A módszer alkalmasságát több száz motor helyszíni mérésével sikeresen teszteltük. A mérési eredmények igazolták, hogy a módszer a hatásfok meghatározásán túl rendszer és gépdiagnosztikai célokra is kiválóan alkalmas. A teljes vizsgálat a motor kapcsolószekrényben egyszerűen, néhány perc alatt végrehajtható mérésen alapul. Az eredmények alapján javasolható a VJA eljárás széleskörű ipari alkalmazása.1 * Proposed method based upon the Electrical Signature Analysis (ESA) eliminates the troublesome mechanical measurement of induction motor torque and speed which makes it advantageous to determine en mass and easy the induction motor operational efficiency at site. Proving the method several hundreds of motor tests had been successfully performed. The method proved to be a more general one including a wide range of system and rotating machinery diagnostics possibilities too. An easy and short test performed in the Motor Control Cubicle underlies the complex analysis. Based on experience a wide-scale industrial application of ESA can be recommended. *** A cikkben elsősorban azokról a kutatás-fejlesztési eredményekről és üzemi mérésekről számolunk be, amelyeket az Energiagazdálkodási Tudományos Egyesület szakértőikén, annak megbízásából a Fővárosi Csatornázási Művek szennyvíztisztító telepein és a Szegedi Vízművek Klébersberg Telepén az elmúlt év folyamán aszinkron motoros hajtású forgó gépek, géprendszerek tömeges vizsgálata során szereztünk.

A szennyvízkezelés jellemző gépei A szennyvízkezelés szabályozott mechanikai, kémiai, biológiai tisztítási eljárások meghatározott sorrendjén alapul, melynek során folyamatosan nagymennyiségű szennyvizet kell ülepíteni, szállítani, keverni és levegőztetni. E technológiához elsősorban szivattyúkra, keverőkre, légfúvókra van szükség, melyeket kizárólag háromfázisú aszinkron motorok hajtanak. A beérkező szennyvíz mennyisége napszakonként és az időjárás függvényében is jelentősen ingadozik, ezért a gépek, géprendszerek terhelése is ehhez igazodik. A technológiai folyamatok egy része szabályozott, amit részben a munkagépek fordulatszám szabályozásával valósítanak meg, de a fojtásos szabályozás sem kivételes. Egy nagyobb telepen (Pl. Észak-Pest) akár több száz villamos motor is működhet. A motorok teljesítménye néhány száz watt-tól több száz kilowattig terjed, többségük 0,4 kV-os, de az Észak-Pesti Telep nagyteljesítményű turbófúvóinak motorjai 6 kV-osak. A motorok beépített teljesítménye több megawatt. 1

A szerzőknek a KLENEN’12 konferencián, Mátraházán, 2012. március 8-9-én

A szennyvíztisztító telepek egyik jellemzője, hogy a keletkező szennyvíziszapot energetikai célokra is hasznosítják. Az úgynevezett rothasztóban biogázt termelnek, melynek felhasználásával nemcsak hőt termelnek, de gázmotor-generátorok segítségével előállítják villamos energia igényük jelentős részét, sőt bizonyos feltételek esetén akár önellátóvá is válhatnak. Megjegyezzük, hogy a telepeket az utóbbi években folyamatosan korszerűsítik új gépek, berendezések és technológiák üzembe állításával. Ebből a rövid összefoglalásból is látható, hogy egy szennyvíztelep üzemeltetése és folyamatos korszerűsítése szakmailag sokrétű feladat, melyben központi szerepe van az energia egyre hatékonyabb felhasználásának, nemcsak az egyes konkrét gépek és technológiák vonatkozásában, de a rendszerszintű optimális működtetés szempontjából is. Alá kell húznunk, hogy az energiahatékonyság szoros összefüggésben van a gépek, géprendszerek terhelésével azok műszaki állapotával, karbantartásával, de az energiaellátás minőségével, elosztásával, a meddőgazdálkodással és a folyamatirányítási rendszer színvonalával is. Bár megbízásunk szerint fő feladatunk a villamos motorok és hajtások energiahatékonyságának vizsgálata volt, olyan módszert igyekeztünk alkalmazni, amelyik képes az egyes gépek és a rendszer működési, illetve funkcionális zavarainak a kimutatására is. A feladat megoldása olyan eljárás kidolgozását és tömeges alkalmazását igényelte, amely lehetővé teszi villamos gépek hatásfokának gyors és megfelelő pontosságú meghatározását tényleges üzemi körülmények között. A feladatra a villamos jel analízis eljárás bizonyult a legalkalmasabbak.

A villamos jel analízis módszer A villamos jel analízis az utóbbi évtizedekben erőteljesen fejlődő gépállapot figyelő és diagnosztikai módszer, mely az USA Oak Ridge National Laboratory-ban kifejlesztett motoráram-analízisből [1] fejlődött tovább. E fejlődés elsősorban a számítógépes méréstechnika, a mikroelektronika és az informatika rohamos fejlődésének köszönhető. A villamos jel analízis, mint vizsgálati módszer a villamos gépet használja jelforrásként, illetve jelérzékelőként, és a villamos gép működését jellemző jól mérhető pillanatnyi motoráramot, kapocsfeszültséget, továbbá az ezekből származtatható jellemzőket, mint például a pillanatnyi teljesítményt, valamint a légrésnyomatékot analizálja (lásd. 1. ábra).

1. ábra. A VJA körében mérhető és származtatható villamos jelek

elhangzott előadása.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

7


Gyökér Gy., Kovács Cs.: A villamos jel analízis módszer alkalmazása forgó gépek energetikai és diagnosztikai vizsgálata céljából Mint az a villamos gépek elméletéből ismeretes, a villamos gép légrésnyomatéka arányos a villamos gép áramával, illetve annak térvektorával. Ebből és a mechanika alaptörvényeiből következik, hogy egy villamos géppel kapcsolt soktömegű forgógépes rendszer (villamos gép+közlőmű+hajtómű+munkagép) dinamikus terhelésingadozásait a villamos gép árama maradéktalanul leképezi. Az áram, illetve áram térvektor, a pillanatnyi teljesítmény vagy a légrésnyomaték analízise tehát képes kimutatni nemcsak a villamos gép, de a kapcsolt teljes géprendszer működésének kisebb-nagyobb rendellenességeit is, hasonlóképpen a rezgésdiagnosztikában széleskörűen alkalmazott módszerekhez. A villamos jel analízis elengedhetetlen része a jelek időtartományban és frekvenciatartományban (DFT/FFT, Discrete Fourier Transformation/ Fast Fourier Transformation) történő analízise. Ami a villamos jel analízis (VJA) terminológiát illeti az úgy alakult ki, hogy a rezgésvizsgálat (Vibration Analysis) mintájára létrejött a motor áram jel vizsgálat (MCSA – Motor Current Signature Analysis) majd e módszer általánosításával visszatértek a jóval szélesebben értelmezhető villamos jel analízis (ESA – Electrical Signature Analysis) elnevezéshez.

A villamos jel analízis módszer alkalmazása a motor hatásfok meghatározására A villamos motorok és hajtások energetikai vizsgálata során alapvető fontosságú a motor főbb energetikai jellemzőinek mérésekkel történő meghatározása, úgymint a hatásos teljesítményfelvétel P (kW), a meddő teljesítményfelvétel Q (kVAr), továbbá a motor tengelyteljesítménye Pteng (kW) és hatásfoka (η). Mint ismeretes a villamos gép hatásfokát (1) a tengelyen leadott mechanikai teljesítmény és a hatásos villamos teljesítményfelvétel hányadosaként definiáljuk: η=Ptengely/Pfelvett

(2)

A nyomaték mechanikai méréssel történő meghatározása egy folyamatosan működő termelő üzemben viszont gyakorlatilag nem, vagy csak rendkívül körülményesen és költségesen valósítható meg, tehát tömeges mérésre alkalmatlan. Tekintettel arra, hogy esetünkben több száz motor energetikai jellemzőit kellett megbízhatóan meghatározni, melyhez ezres nagyságrendű helyszíni mérés végrehajtására volt szükség, a klasszikus mechanikai módszertől radikálisan különböző eljárást alkalmaztunk. Az általunk alkalmazott módszer a villamos gép úgynevezett térvektoros elméletén alapul [2] és röviden az alábbiak szerint foglalható össze. A háromfázisú villamos gép légrésnyomatékának pillanatértéke: Mlégrés=1,5∙p∙Im(Ψs∙is) ahol ψs – a motor állórész fluxus térvektora, is – a motor állórész áram térvektora, p – a póluspárok száma.

(3)

A motor állórész fluxus térvektora az állórész feszültség térvektorának integrálásával kapható meg:

8

(4)

Tekintettel arra, hogy a motor áramok, feszültségek és az állórész ohmos ellenállása villamos úton egyszerűen mérhető, továbbá a térvektorok az áramokból és feszültségekből számíthatók, a (3), (4) összefüggések alapján meghatározható a légrésnyomaték. Vizsgáljuk meg, hogy az előbbiek szerint számított légrésnyomaték milyen összefüggésben van a mechanikai nyomatékkal. Két észrevételt kell tennünk: ● a módszer szerint számított légrésnyomatékot még pontosítani (csökkenteni) kell, mivel nem veszi figyelembe az állórész vasveszteség következtében szükségszerűen fellépő veszteségi nyomatékot, ● a vasveszteség figyelembevételével számított légrésnyomaték már csaknem azonos a mechanikai nyomatékkal, némi különbséget csak a motor csapágy- és légsúrlódási nyomatéka okoz. Megjegyezzük, hogy az állórész vasvesztesége miatt fellépő veszteségi nyomatékok és a súrlódás miatt fellépő veszteségi nyomatékok (Mv) meglehetősen jól becsülhetők, ugyanis nem függenek a motor terhelésétől, értékük gyakorlatilag állandó. Az állórész vasveszteség plusz a súrlódási veszteségek egy aszinkron motor normál üzemi veszteségi teljesítményének 25…35%-át teszik ki, melynek hatását legegyszerűbben egy veszteségi tényező (k) segítségével vehetjük figyelembe. Fenti megfontolások alapján a motor mechanikai nyomatéka:

(1)

A tengelyteljesítmény (2) elvileg mechanikai méréssel határozható meg úgy, hogy megmérjük a motor nyomatékát (M) és szögsebességét (ω) melyből megkapjuk a tengelyteljesítményt: Ptengely=M∙ω

Ψs=∫(us−Rs∙is)dt ahol us – az állórész feszültség térvektora is – az áram térvektora Rs – a motor állórész ohmos ellenállása.

Mtengely=Mlégrés−Mv

(5)

ahol Mv=k∙(1−ηn)∙Mn

(6)

ηn – a gép névleges hatásfoka Mn – a gép névleges nyomatéka. Megjegyezzük, hogy a „k” veszteségi tényező becslésében, akár 30%-ot is tévedhetünk, ennek hatása az üzemi hatásfokra gyakorlatilag 1%-ponton belül marad, ami tekintettel arra, hogy az árammérés pontossága hordozható eszközökkel legjobb esetben is mindössze 1…1,5%-os, a gyakorlati szempontoknak tökéletesen megfelel. Ezek után már csak a fordulatszámot kell megmérnünk, hogy a gép hatásfoka számítható legyen. A fordulatszám mechanikailag viszonylag egyszerűen mérhető, ha a motor tengelye szabadon hozzáférhető, de az esetek egy jelentős részében ez a feltétel nem teljesül, mivel például a villamos gép egybe van építve a munkagéppel, hozzáférhetetlen helyen (víz alatt) van. Fentiek miatt sokkal célszerűbb a villamos mérésből meghatározni a fordulatszámot, ami egyszerűen és pontosan megvalósítható. Ha előállítjuk az áram, az áram térvektor vagy a légrésnyomaték spektrumát (FFT analízis), abban többnyire jól definiálhatóan megtalálható a szlipfrekvencia, melyből kiszámolható a fordulatszám. A fentiek szerint részletezett módszerrel mechanikai mérések nélkül, kizárólag helyszíni villamos mérések segítségével könnyen, gyorsan és megfelelő pontossággal meghatározható az aszinkron motorok üzemi hatásfoka.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Gyökér Gy., Kovács Cs.: A villamos jel analízis módszer alkalmazása forgó gépek energetikai és diagnosztikai vizsgálata céljából

A mérések gyakorlati végrehajtása, mérőeszközök A helyszíni méréseket a motor kapcsolószekrényben végeztük (2. ábra). A motor leágazásban 12 bites felbontású számítógépes mérőrendszer (National Instruments hardver- és szoftver eszközök) segítségével 2 kHz-es mintavételi sebességgel kb. fél percig rögzítettük mindhárom fázis feszültségét és áramát a terhelés szempontjából technológiailag jellemző, állandósult üzemben. Az áramméréshez Hall-elemes vagy Rogowski-tekercses lakatfogókat használtunk. Ezután kikapcsoltuk a gépet, precíziós milliohmmérővel megmértük a leágazás ellenállását, majd a gépet újraindítva felvettünk egy indítási tranzienst. Kisfeszültségű gépek vizsgálata esetén, alapesetben többnyire a fenti program szerint jártunk el, de különleges, vagy 6 kV-os gépek esetén a konkrét igények és lehetőségek szerint választottuk ki a célnak legjobban megfelelő mérőeszközöket. A mérési eredmények feldolgozása és kiértékelése A mérési fájlokat off-line módon dolgoztuk fel, speciálisan e célra írt szoftver segítségével, mely a feldolgozás eredményeit MS Excel-ben, táblázatos és grafikus formában dokumentálja. Az MS-Excel-ben rögzített adatbázis az alábbi mért- és szoftveresen számított származékos adatoszlopokat tartalmazza: Motor pillanatnyi áramok és feszültségek fázisonként

I (A), U (V)

Motor effektív áramok és feszültségek fázisonként

Ieff (A), Ueff (V)

Motor látszólagos teljesítményfelvétel

S (kVA)

Motor hatásos teljesítményfelvétel Motor meddő teljesítményfelvétel

P (kW) Q (kVAr)

Motor teljesítménytényező

(cosϕ)

Motor feszültség- és áram Park-vektor amplitúdók

Upv (V), Ipv (A)

Motor fluxus összetevők

Fx (Vs), FY (Vs)

Park-vektoros teljesítmények

Ppv (kW), Qpv (kVAr), Spv (kVA)

Motor légrésnyomaték

M (Nm)

Motor tengelyteljesítmény

Pteng (kW)

Motor hatásfok

(v.e.)

Motor veszteségi teljesítmény

Pveszt (kW)

Motor áram Park-vektor pillanatnyi amplitúdója

Ipv (A)

Motor áram Park-vektor FFT spektrum

Ipv (A)

Az eredményeket vizsgálati jegyzőkönyvben is rögzítettük, mely a mérési körülményeken és a mért gépet azonosító adatokon túl tartalmazza az állandósult üzemet jellemző paraméterek táblázatát, az állandósult üzemet és az indítást jellemző idődiagramokat, a motor áram Park-vektor FFTspektrumának diagramját és a mérési eredmények összefoglaló kiértékelését.

Részletek egy vizsgálati jegyzőkönyvből Példaként idézünk egy recirkulációs szivattyú hajtó motor vizsgálati jegyzőkönyvéből: Recirkulációs szivattyú hajtó motor adatok: ● Motor típus: kalickás aszinkron ● Gyártó/gyártási szám: 120-870472 ● Névleges teljesítmény (tengely/villamos): 8,8/10,5 kW ● Névleges fordulatszám: 950 1/min ● Névleges feszültség: 3×380V, 50 Hz

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

2. ábra. Mérés a kapcsolótérben

● Névleges áram: 19,2 A ● Teljesítménytényező: 0,82 ● Névleges adatokból számított hatásfok: 84,92 ● Hajtott munkagép: szivattyú (Flygt) Állandó üzem energetikai vizsgálata Egy 32,5 s időtartamú mérés átlagértékeit, illetve az ezekből számított üzemi jellemzőket és az állórész ellenállás értékeket az alábbi táblázatban foglaljuk össze: Jelölés/Mértékegység

Mennyiség

Fázisfeszültség, effektív

Jellemző

Ua-eff (V)

230,35

Fázisfeszültség, effektív

Ub-eff (V)

228,15

Fázisfeszültség, effektív

Uc-eff (V)

228,87

Vonali tápfeszültség effektív középértéke

Uv-eff (V)

396,85

%

104,43

Au (%)

0,54

Feszültség szint (Uátlag/Unévl) Feszültség aszimmetria (max. eltérés/átlag) Motor áram

Ia-eff (A)

14,10

Motor áram

Ib-eff (A)

13,77

Motor áram

Ic-eff (A)

14,30

Motor áram szint (Iátlag/Inévl)

%

73,22

Áram aszimmetria (max. eltérés/átlag)

Aa (%)

2,01

Látszólagos teljesítményfelvétel

S (kVA)

9,66

Hatásos teljesítményfelvétel

P (kW)

6,49

(%)

50,64

Q (kVAr)

7,16

cosϕ

0,67

Terhelés (Pteng/Pnévl) Meddő teljesítményfelvétel Teljesítménytényező

M (Nm)

51,63

Motor fordulatszám

Légrésnyomaték

n (1/min)

983,4

Tengelyteljesítmény

Pteng (kW)

5,32

Veszteségi teljesítmény

Pveszt (kW)

1,18

Motor üzemi hatásfok

%

81,92

Állórész ohmos ellenállás átlagértéke

Ω

0,83

Az indítási tranziens vizsgálata A motor közvetlen hálózatra kapcsolással történő indítását mutatja a 3. ábra, melyen jól látható az indítási áramlökés és a hálózati feszültségletörés. Az indítási folyamat mindössze 0,26 s hosszúságú. Az indítóáram maximális értéke (119,5 Aeff) a névleges áram (19,2 Aeff) több

9


160

240

140

230

120

220

100

210

80

200

60

190

40

180

20

170

0

Ueff (A) Ueff (A)

Ieff Ieff (A) (A)

Gyökér Gy., Kovács Cs.: A villamos jel analízis módszer alkalmazása forgó gépek energetikai és diagnosztikai vizsgálata céljából

160 2

2,1 Ia-eff(A)

2,2 Ib-eff(A)

2,3 t (s) Ic-eff(A)

2,4 Ua-eff(V)

2,5

2,6

Ub-eff(V)

3. ábra. Motor indítása

mint hatszorosa. Az indítási feszültségletörés elhanyagolható, mindös�sze 1,35%-os.

Ipv-amppeak (A)

Gép és rendszerdiagnosztikai észrevételek A tápfeszültség a névleges szintet 4,43%-kal meghaladja. A tápfeszültség aszimmetriája 0,42%, az áramé 2,01%, mely értékek nem utalnak anomáliára. 100 10 1 0,1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0,01 0,001 0,0001 0,00001 0,000001 f(Hz)

4. ábra. Motor áram Park-vektor spektrum (FFT)

A gép 50,64%-os terheléssel üzemel. A gép energetikai mutatói az alacsony terhelés ellenére viszonylag kedvezőek (hatásfok 81,92%, teljesítménytényező 0,67), ami részben a névlegest meghaladó tápfeszültség szint kedvező hatása. Az áram Park-vektor spektrum (lásd. 4. ábra) az üzemi fordulatszámon (16,39 Hz) -35 dB-es és annak kétszeresén (32,78 Hz) is csúcsot mutat, ami forgórész kiegyensúlyozatlanságot és motor-szivattyú tengelykapcsolat szöghibát jelez.

A villamos jel analízis eljárás alapján elvégzett vizsgálatok általános tapasztalatai A nagyszámú vizsgálati eredmény bizonyította, hogy a villamos jel analízis eljárás széleskörű információt nyújt nemcsak a motor üzemi energetikai jellemzőiről, de a villamosenergia-ellátás minőségéről, a motor- és a motorral kapcsolt forgó géprendszer állapotáról, különféle rendszertechnikai, irányítástechnikai, valamint a technológiai rendellenességekről is. A vizsgálatok eredményeképpen létrejött egy olyan adatbázis, mely műszakilag megalapozza az energiagazdálkodás a technológiai korszerűsítés és finomhangolás további tennivalóit. A teljesség igénye nélkül az alábbi jellemző hiányosságokat sikerült feltárni, illetve azonosítani: Gép- és rendszertervezési hiányosságok ● helytelenül megválasztott névleges gépteljesítmény melynek két szélsősége a névlegest meghaladó, illetve a névlegesnek csak töredékére rúgó tényleges üzemi teljesítményigény, melynek követ-

10

kezménye a gép túlterhelése vagy rossz energetikai paraméterek melletti üzemelése, ● típushibás gépek (keverők), melynek nem egyenletesen járó (kiegyensúlyozhatatlan) forgórésze megengedhetetlen mértékű dinamikus terhelést (rezgést) okoz, ● nagyteljesítményű fúvók fojtásos szabályozása, ● nagyteljesítményű, 6 kV-os gépek fázisjavításának kifelejtése, ● meddőteljesítmény szabályozási és felharmonikus problémák. Üzemeltetési- és karbantartási hiányosságok ● technológiailag párhuzamosan üzemelő gépcsoportok alacsony terhelésen történő járatása, ● a motorok névleges feszültség alatti üzemeltetése, mely jellemzően hatásfok romlást, sőt számos esetben termikus túlterhelést okoz, ● 380 V-os és 400 V-os névleges feszültségű gépek vegyes üzemeltetése ugyanarról a hálózatról, rosszul beállított feszültségszint mellett, ● kezdődő motor meghibásodásra utaló, 7%-ot meghaladó áram aszimmetria, ● rosszul időzített csillag/delta indítások, melyek felesleges mechanikai és villamos terhelésnek teszik ki a gépet és a hálózatot, ● kompresszorok csillag/delta indítás alatti túlterhelése hibás automatika, illetve szelepműködés miatt, ● kiegyensúlyozatlan forgórészek, hibás tengelykapcsolat beállítások, melyek a csapágyak gyors elhasználódását okozza, ● frekvenciaváltók okozta kapcsolási túlfeszültségek. Fenti tapasztalatok alapján a villamos jelanalízis, mint általános gépés rendszerdiagnosztikai eljárás széleskörű ipari alkalmazása ajánlható. Információink szerint a hazai DATCON Kft. fejlesztésében a közeljövőben piacra kerülnek olyan készülékek, amelyek a kapcsolócellában egyszerűen telepíthetők és segítségükkel kialakítható egy olyan VJA eljáráson alapuló számítógépes diagnosztikai- és gépállapot figyelő rendszer, mely nem csak egyszerűbb, megbízhatóbb és költséghatékonyabb, mint a hagyományos rezgésdiagnosztikai rendszerek, de jóval átfogóbb információt képes adni nem csupán a teljes géprendszer és az energiaellátás funkcionális állapotáról, de az üzemi működés energiahatékonyságáról is. A villamos jelanalízis olyan területeken is előnyösen alkalmazható, ahol egyéb diagnosztikai módszerek alkalmazása csak körülményesen vagy csak rendkívül költségesen valósítható meg például atomerőművek, olaj- gáz- vegyipari-, bányászati-, kohászati-, cementipari- stb. létesítmények esetében, azaz mindenütt ahol radioaktív sugárzás, tűz- és robbanásveszély vagy más szélsőséges üzemi körülmények (magas hőmérséklet, szennyezettség stb.) jellemzik az adott technológiát. A villamos jel analízis általános előnye más diagnosztikai eljárásokkal szemben elsősorban az, hogy nem kell a szélsőséges körülmények között üzemelő géprendszerre különféle drága érzékelőket szerelni, azokat bekábelezni, és rendszeresen karbantartani, hanem elegendő a villamos géptől akár több száz méterre ‒ biztonságos helyen ‒ található kapcsolószekrényben egy viszonylag egyszerű és olcsó készüléket, mint diagnosztikai és állapotfigyelő eszközt telepíteni. Nem telepített, hanem hordozható eszköz esetén szintén hasonlóak az előnyök. A karbantartó vagy diagnoszta védett körülmények között és gyorsan elvégezheti munkáját. Az eljárás egyik fő előnye, hogy utólag is egyszerűen telepíthető.

Irodalom [1] Motor current signature analysis method for diagnosing motor operated devices, US patent 4,965,513/1990 [2] Kovács K. P.: Villamos gépek tranziens folyamatai, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1970

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


E N E R G IAHATÉ K O NYS Á G

Hőenergia-megtakarítás hatása a kapcsolt energiatermelésű hőforrás primerenergia fogyasztására 1

dr. Balikó Sándor, CEM, okl. gépészmérnök, baliko@t-online.hu

Az elmúlt két évtizedben számos fogyasztói rendszert alakítottak át úgy, hogy a hőigényeket és a villamosenergia-igények egy részét kapcsoltan termelő energiaforrással, általában gázmotorral elégítették ki. Ugyanakkor főleg az épületenergetikai korszerűsítésekkel szerencsére megindult egy energiahatékonyság növelési tendencia is, aminek következtében a korábbi hőfogyasztások 15-30%-kal is csökkenthetők. Ha a villamosenergia-termelés részarányát meg akarjuk tartani, hiába csökken a hőfogyasztás, az a gázfogyasztásban nem jelenik meg, így a megtakarítás költségben sem realizálódik. Ha viszont részterhelésen járatjuk a gázmotort, a kapcsoltan termelt villamos energia részaránya csökken, azt egy nagyobb primerenergia-tartalmú hálózatból kell pótolni, ezért kérdéses, hogy akár primerenergiában, akár költségben sikerül-e megtakarítást elérni. A cikk ezt a gondolatkört kívánja bemutatni, és keresi a tényleges primerenergia-megtakarítás lehetőségeit.1 * In the last decades several heating systems have been transformed to use CHP, in particular as engines to meet heat demands and part of the electricity demand. At the same time energy efficiency has also improved thanks to the modernization of buildings, reducing earlier heat consumption by up to 15-30%. If we propose to maintain the share of electricity production, the reduction of heat consumption will not be manifest in the gas consumption and therefore will not contribute to the cost savings. If the gas engine is operated at partial load, however, the share of combined power is reduced and needs to be supplied from a higher primary energy network. It is therefore uncertain whether any savings could be achieved in primary energy or costs. This paper proposes to present this subject and seeks to find ways of saving actual primary energy. *** Az elmúlt 10-15 évben „gomba módra szaporodtak” a főleg gázmotorokra épülő, kapcsoltan hőt- és villamos energiát termelő rendszerek. Időközben megváltoztak a villamosenergia- és gázárak, megszűnt a kötelező átvétel, emiatt már régen nem olyan a rendszer üzemeltetési költsége, mint a tervezéskor volt. Másrészt azok a fogyasztói rendszerek, amelyek ezekre a gázmotoros egységekre épültek, szintén megváltoztak, vagy éppen most válik esedékessé a rekonstrukciójuk. Nem közömbös ezért, hogy a rekonstrukció eredményeként hogyan alakul az eredő energiafogyasztás és annak költsége. A témát egy nemrég befejezett fejlesztési munkánk hozta elő, ahol egy multifunkcionális, bevásárlóközpontot, irodákat és mozikat is magába foglaló létesítmény energia-megtakarítási lehetőségeit vizsgáltuk. A létesítmény éves energiaellátásának sémáját az 1. ábra mutatja.

1

A szerzőnek a KLENEN’12 konferencián, Mátraházán, 2012. március 8-9-én

KAZÁN

fűtés 22,1%

GÁZMOTOR földgáz 52,8%

villamos energia 41,3%

villamos energia 29,6%

ABSZORPCIÓS HŰTŐ KOMPRESSZOROS HŰTŐ

hűtés 17,6%

1. ábra. Egy multifunkcionális létesítmény éves energiaellátásának energiafolyam-ábrája

A hőellátás a gázmotorra épül, a csúcsidőszakban van csak kazánokkal kiegészítő fűtés. A nyári időszakban a gázmotor által termelt hőt abszorpciós hűtőgépek használják fel, de a hűtés zömét kompresszoros hűtőgépek biztosítják. A villamosenergia-felhasználás mindig nagyobb, mint amennyit a gázmotor képes termelni, így jelentős a vásárolt villamos energia mennyisége is. Vizsgálataink azt mutatták, hogy a létesítményben a hőfogyasztás jelentősen csökkenthető, átmeneti időszakban – amikor a hűtési igény még minimális és már fűteni sem kell – olyan mértékben, hogy annak mértéke nem éri el a gázmotor névleges leterheltségéhez tartozó hasznos hőmennyiség mértékét. Belátható, ha a gázmotor villamosenergia-termelését nem csökkentjük, akkor a gázmotor hőtermelése sem csökken, azaz a hőfogyasztásban elért megtakarításunk a szükségkondenzátoron veszteségként kerül a környezetbe: sem primerenergia-megtakarítást, sem energiaköltségmegtakarítást nem érünk el.

A hőenergia-fogyasztás csökkentésének hatása A problémakört egy leegyszerűsített modellen mutatjuk be: itt az eredeti állapotban a villamosenergia-termelés és a hőtermelés éppen fedezi az igényeket (2. ábra).

P G Qh Qv0

Qvp

2. ábra. Gázmotor energiasémája

elhangzott előadása.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

11


Dr. Balikó I.: Hőenergia-megtakarítás hatása a kapcsolt energiatermelésű hőforrás primerenergia fogyasztására A földgázzal bevitt G hőáram az alábbi részáramokban lép ki a gázmotorból: G = P + Qh + Qvp + QvO ahol P a villamos teljesítmény, Qh a hasznos hőáram, Qvp a hasznos hőárammal arányos veszteség, azaz Qvp=ζQh és Qv0 a hasznosított hőtől független hőveszteség1. Ha csökken a hőigény, és a gázmotor által termelt többlet hőt nem tudjuk értékesíteni, csökkenteni kell a Qh értékét, azaz a gázmotort vissza kell szabályozni. Emiatt viszont Pp teljesítménnyel pótolni kell azt a villamos energiát, amivel kevesebbet termel a gázmotor. A villamos hatásfok a terhelés függvénye (3. ábra), ezért a gázmotor terhelésének csökkentését nem lineárisan kell végezni. A hőáramok összege most is a bevitt teljesítménnyel egyezik, amit a villamos teljesítményből is kiszámíthatunk: P

ηe

∆G ∆P + ae <0 ∆Qh ∆Qh

277,78 ag

ahol ag a földgáz egységára Ft/GJ-ban és ae a villamos energia egységára Ft/kWh-ban. A 277,78 az átszámítási tényező a két mértékegység között.

100% 95% G/Gmax P/Pmax

90% 85% 80% 75%

= P + (1 + ξ )Qh + Qv0

70%

Ha t=P/Pmax-szal jelöljük a gázmotor (villamos) terhelését, akkor a leszabályozás mértékére az alábbi nemlineáris egyenletet kapjuk:  1  Q Q  − 1t − (1 + ξ ) h + v0 = 0 ( ) t P P η e max max  

65% 60% 60%

65%

70%

75%

80% 85% Qh/Qhmax

90%

95%

100%

4. ábra. A gázfogyasztás és a villamosenergia-termelés csökkenése a hőigény csökkenésének függvényében

Az egyenletrendszert t-re megoldva kapjuk az adott Qh értékhez tartozó terhelést.

1600 1400

37

1200

36

1000 kW

Hatásfok %

35

földgázfogyasztás

800

34

600

33

400

pótlólagos vill. teljesítmény primerenergia-fogyasztás

200

32

0 60%

2

y=-9,524E-04x +2,002E-01x+2,606E+01

31

65%

70%

75%

30 20

40

60 terhelés %

80

100

3. ábra. Egy átlagos gázmotor hatásfokgörbéje

A részterhelésen a hálózatból igényelt villamos teljesítmény: Pp = Pmax – P, ahol P = tPmax A 4. ábra mutatja, hogyan csökken a gázmotor földgáz fogyasztása és a villamosenergia-termelése a hőfogyasztás csökkenésének hatására. A fogyasztói rendszer (aminek a hőigényét csökkentettük) összes primerenergia-fogyasztása a gázmotor földgáz fogyasztásának és a pótlásra felhasznált villamos energia primerenergia-fogyasztásának az összegéből adódik: Qpr = egG + eePp Az 5. ábra mutatja a kétféle energiahordozó, illetve az összes fogyasztott energia primerenergia tartalmát a földgázra eg=1 és a villamos energiára ee=2,5 primerenergia-tartalom esetén egy 500 kW villamos teljesítményű gázmotorra. A diagram jól mutatja, hogy jelentős hőfogyasztás csökkentés esetén sem csökken a rendszer primerenergia-fogyasztása érzékelhetően. Az energiaköltségek változását a földgáz és a villamos energia áraránya szabja meg. A költségcsökkenés feltétele: 1

80% 85% Qh/Qhmax

90%

95%

100%

5. ábra. A primerenergia-fogyasztás változása a hőfogyasztás változásának függvényében

Az ábrákon látható esetben a legnagyobb, 63%-os hőfogyasztás megtakarításnál csak akkor érhetünk el költségcsökkenést, ha a gáz Ft/GJban megadott egységára több, mint 111,2-szer nagyobb a villamos energia Ft/kWh-ban megadott egységáránál.

Villamosenergia-megtakarítás hatása Ha a fogyasztói rendszerben villamosenergia-megtakarítást érünk el, felkínálhatjuk a többlettermelést a szolgáltatónak. Ez egyértelműen többletbevételt jelent. Primerenergia-megtakarítás a szolgáltatónál jelentkezik. Energiaköltség-megtakarításunk ebben az esetben nincs. Ha a gázmotor szigetüzemben dolgozik, a terhelés csökkenése miatt a gázmotort le kell szabályozni, a hiányzó hőenergiát más forrásból kell fedezni. A hasznosítható hő a terhelés függvényében: Qh =

1 1+ ξ

 1    − 1tPmax − Qv0  η  e  

Mivel mindig egy-egy terhelési állapotot vizsgálunk a jelölésben elhagytuk a felső pontot és a Q jelölés alatt mindig hőáramot értünk.

12

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Dr. Balikó I.: Hőenergia-megtakarítás hatása a kapcsolt energiatermelésű hőforrás primerenergia fogyasztására A pótlandó hő: Qh = Qhmax-Qh A gázmotor földgáz fogyasztása: G=

Pmax

η e (t )

Elnök-titkári értekezlet Az Energiagazdálkodási Tudományos Egyesület 2012. február 22-én a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen tartotta elnök-titkári értekezletét. Az értekezleten "A paksi atomerőmű jövője” címmel Hamvas István, a Paksi Atomerőmű Zrt. vezérigazgatója, az ETE elnökhelyettese tartott szakmai előadást. Az előadás megtekinthető a www.ete-net.hu honlapon. A szakmai előadás után bemutatásra került az Egyesület új tagnyilvántartó rendszere, amelyiken a tagok maguk frissíthetik adataikat a www. ete-net.hu honlapon keresztül a következő módon: ● belépés a honlap „B” oldalára névvel és jelszóval (jelszó a tagsági könyv száma) ● „adatmódosítás” menüpont választása ● ismét belépés névvel és jelszóval a saját adtainak felületére Ezt követően Bakács István elnök, vitaindító előadásként értékelte az Egyesület 2011. évi tevékenységét és ismertette a 2012. évi feladatokat. A jelenlevők hozzászólásaikban számoltak be szervezeti egységeik munkájáról, tapasztalatot cseréltek tevékenységeikről.

t

A 6. ábra a földgázfogyasztás és a hasznos hő változását mutatja a villamos terhelés függvényében. Látható, hogy a hasznos hő kisebb mértékben csökken, mint a villamos teljesítmény. 100% 95% G/Gmax

90%

Qh/Qhmax

85% 80% 75% 70%

KÖSZÖNET ÉS KÉRÉS

65%

Ezúton nyilvánítunk köszönetet azon olvasóinknak, akik 2011. évben Egyesületünk, illetve az Energiagazdálkodási Alapítvány részére ajánlották fel adójuk 1%-át. Az összeget egyesületi díjak és kitüntetések adományozására fordítottuk. Amennyiben továbbra is támogatni kívánják egyesületünk céljait, kérjük, hogy ez évben is segítsék adójuk 1%-ának felajánlásával. Adójuk bevallásánál az alábbi adószámokra hivatkozva tehetik ezt meg: Energiagazdálkodási Tudományos Egyesület: 19815637-2-43

60% 55% 50% 50%

60%

70% 80% villamos terhelés

90%

100%

6. ábra. A földgázfogyasztás és a hasznos hő a villamos terhelés függvényében

A 7. ábra a primerenergia-fogyasztás változását mutatja a villamos terhelés függvényében egy 500 kW villamos teljesítményű gázmotor esetén, ahol a földgáz primerenergia-tartalmát továbbra is 1-nek, a pótlólagos hő primerenergia-tartalmát pedig 1,11-nek vettük fel. A terhelés csökkenésével a primerenergia-fogyasztás csökkenése egyértelmű, növekedés csak nagyon rossz hatásfokú pótlólagos hőtermelés esetén következhetne be. 1400 1200 1000 800 földgáz

kW 600

pótlólagos hő

400 200 0 50%

60%

70%

80%

90%

100%

villamos terhelés

7. ábra. A primerenergia-fogyasztás változása a villamos terhelés függvényében

Legtöbb esetben a pótlólagos hőt is földgázzal állítják elő, ezért az energiaköltség-megtakarítás arányos a primerenergia-megtakarítással.

Következtetések

A fogyasztások csökkentésénél elsősorban a villamosenergia-felhasználás csökkentésére kell törekedni még akkor is, ha a csúcsfogyasztást póttüzeléssel kell megoldani. Ilyen lehet például a világítás rekonstrukciója, vagy a villamos hajtások energiatakarékosabb berendezésekre történő cseréje. Tudomásul kell venni, hogy csak a hőfogyasztás csökkentésére irányuló beavatkozások nem jelentenek érzékelhető megtakarítást sem primerenergiában, sem energiaköltségben. Így például egy hőszigetelési projekt önmagában nem hoz megtakarítást csak akkor, ha a keringető szivattyúk ki-be kapcsolással üzemelnek, mivel a kisebb hőveszteség miatt a (villamos hajtású) szivattyúk kevesebbet üzemelnek1. Szinte egészen biztos, hogy többletköltséget jelent a gázmotorok mellett napkollektorokat telepíteni, amelyek csökkentik a hőigényt. A napkollektorok ugyanis legalább egy vagy több hidraulikai kört igényelnek, emiatt a villamos fogyasztás növekszik a hőfogyasztás csökkenése mellett. Ha például a fűtési rendszert racionalizáljuk, módosítsuk a szivattyúk fordulatszámát, vagy cseréljük le azokat. 100 kW hőáram szállításához 20 °C-os hőfoklépcső mellett 4,3 m3/h cirkuláltatott vízmennyiség kell. Ha megtartjuk a hőfoklépcsőt, akkor a hőigény csökkentésével arányosan csökken a keringetett vízmennyiség-igény is, például 80 kW-hoz már csak 3,44 m3/h kell. A villamosenergia-megtakarítás ennél nagyobb arányú is lehet, mivel a rekonstrukció során meghagyott berendezések (csövek, szerelvények) túlméretezetté válnak, azaz a kisebb vízmennyiséghez tartozóan az ellenállásuk is csökken feltéve, ha ezt a csökkenést valamilyen szabályozással el nem rontjuk. Összefoglalva: a fogyasztói rendszer energia megtakarítási törekvéseinél, mindig vegyük figyelembe az energiaszolgáltató rendszerünket is, mert összességében kell vizsgálnunk a primerenergia-megtakarítást és összességében jelentkezik az energiaköltség megtakarítás is.

A gázmotoros energiaszolgáltatásba kötött fogyasztói rendszerek racionalizálásánál figyelembe kell venni az enargiaátalakítás sajátosságait. 1

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

ehhez természetesen ki kell alakítani a megfelelő szabályozást is

13


E N E R G IAHATÉ K O NYS Á G

Hatékonyságnövelő intézkedések megengedhető többletköltsége

1

dr. Zsebik Albin, CEM okl. gépészmérnök, zsebik@jomuti.hu

Uhrinyi Balázs

építőmérnök, uhrinyib@kesz.hu

A tüzelőanyag és energiaköltségek növekedése, az épített és természetes környezet védelme egyre fontosabbá teszi az energiával való takarékosságot. Napjaink kihívása az energiafelhasználás és költségének csökkentése. Miközben arra törekszünk, hogy a fűtés és hűtés energiaigényét minél kevesebb fosszilis energiahordozóval, illetve energiával elégítsük ki, szem előtt kell tartani az energiahatékonysági intézkedések hozamát és költségét. Az előadás egy a KÉSZ Építő és Szerelő Zrt. által tervezett szálloda és konferencia központ példáján mutatja be, mennyi lehet a beruházási költségnövekmény, ha ● a vezetékes ivóvíz költségének csökkentésére saját kutat létesítenek, és szétválasztott ivó- és szürkevíz hálózatot építenek, ● a hagyományostól nagyobb teljesítménytényezőjű kompres�szoros hűtőgépet alkalmaznak, ● a fűtésre/hűtésre hőszivattyút alkalmaznak, ● a használati melegvíz igény ellátásához napkollektorokat telepítenek, ● saját felhasználásra napelemekkel villamos energiát termelnek.1 * The increase in fuel and energy costs, the protection of the built and natural environment makes it increasingly important to save fuel and energy. Today’s challenge is to decrease energy consumption and its costs. In our effort, to use less fuel and energy to meet heating and cooling demand, we should also focus on the cost and yield of energy efficiency measures. The presentation using the example of a hotel and conference building designed by the KÉSZ Építő és Szerelő Zrt. shows the rise in additional investment cost, if ● an own well and separated pipelines for drinking and dusty water will be established to decrease the cost of drinking water, ● chillers with higher COP will be installed instead of the traditional screw chillers, ● heat pumps will be used for heating and cooling, ● solar collectors will be used for heating domestic hot water, ● solar panels will be used for generating electricity for own use. ***

os átlagos kihasználással (terv szerint 48,75%), a sokéves meteorológiai statisztikai adatokkal, és az egyes felhasználásoknál szakmai becslésen alapuló súlyozással határoztuk meg. A teljes kihasználás feltételezésével meghatározott értékeket zárójelben tüntettük fel. A bázisértékek a következők: 1. Várható napi vízfogyasztás ~35 m3/nap (66,0 m3/nap), ebből melegvíz ~16 m3/nap (~28 m3/nap), várható éves fogyasztás ~13 000 m3/ év (~24 000 m3/év), költsége ~4 MFt/év (~7,5 MFt/év) 2. A vízfogyasztáshoz tartozó csatornadíj ~3,5 MFt/év (~6,6 MFt/év). 3. A méretezési fűtési hőszükséglet 206 kW, várható éves fűtési hőfelhasználás 1100 GJ/év (1572 GJ/év), költsége ~4,4 MFt (~6,3 MFt). 4. A méretezési hűtési igény 300 kW, várható éves villamosenergiafelhasználás ~173 MWh/év (~247 MWh/év), költsége ~4,3 MFt (~6,2 MFt). 5. Szellőztetés igénye, Vbe /Vel, 71200/71600 m3/h, várható villany felhasználása ~183 MWh/év (262 MWh/év), költsége ~4,6 MFt (6,5 MFt). 6. Egyidejű villamos teljesítmény igény 445 kW, várható éves villamosenergia-felhasználás ~843 MWh/év (~1205 MWh/év), költsége ~21 MFt (~30 MFt). Nem képezte a feladatunk tárgyát, de a látványtervek alapján az épület kialakításánál is felhívtuk a figyelmet, hogy a viszonylagosan nagy üvegezett felületek és a hőhidak nagymértékben növelik az energiaveszteséget. Hangsúlyozni szoktuk, hogy a nyílászárók és üvegezett felületek méretét a természetes megvilágítás igényéhez és lehetőségéhez kell illeszteni. A meglevő épületek korszerűsítésének előkészítésekor végzett műszaki és gazdasági elemzések alapján szinte kivétel nélkül csökkentettük azon helyiségek nyílászáróinak méretét, amelyikben a természetes fény az igényt meghaladta, illetve megszüntettük azon helyiségek nyílászáróit, amelyeket ritkán használtak, s nem volt igény a természetes fényre. Javasoltuk továbbá, hogy a tervezők az építészeti kialakításoknál gondoljanak a napkollektorok és napelemek épülethez integrált elhelyezésére. Erre kiváló lehetőségként mutatkozott az jelenlegi épület melletti létesítmény, illetve a szálloda és a konferencia épület közötti átjáró teteje, a tervezettől eltérő lejtéssel kialakítva. (A tervezésnél szempont a napkollektorok déli irányú, 45°-ban történő elhelyezése. A napelemek dőlésszögének energetikai optimuma Magyarországon 32°, de elfogadható a 20-60° közötti tartományban történő elhelyezés [3].)

A kiinduló (bázis) értékek

Az alkalmazott számítási módszer

Új szálloda és konferencia központ energiaellátási koncepciójának kidolgozásáról lévén szó, az energiaveszteség-feltárás szokásos módjától eltérően a vizsgált esetben az energiafelhasználás bázis értékeit nem az elmúlt évek felhasználásának elemzése alapján határoztuk meg. A tervezők rendelkezésünkre bocsátották az általuk végzett igényfelmérések eredményét és az energiaellátási terveiket. Ennek figyelembe vételével az üzemeltetés várható éves anyag- és energiaigényének bázisértékeit műszaki számításokkal, az első 6 évre az üzleti tervben tervezett ~50%-

Az elemzés során meghatároztuk, mennyi lenne az üzemeltetési költség csökkenése, ha a tervezett helyett más megoldást választanánk, majd ezt követően meghatározzuk, mennyivel lehet magasabb a kisebb üzemeltetési költséget eredményező megoldás beruházási költsége különböző gazdasági élettartam és elvárt kamatláb esetén. A számítási módszert A=1 000 000 Ft/év üzemeltetési költségmegtakarítás, n=6 év gazdasági élettartam, illetve megkívánt megtérülési idő és i=10% átlagos éves kamatláb (1. ábra) feltételezésével mutatjuk be. A várható megtakarítás figyelembevételével keressük, hogy mennyi lehet a tervezettől eltérő megoldásnak a beruházási költségnövekménye, ΔP.

1

A szerzőknek a KLENEN’12 konferencián, Mátraházán, 2012. március 8-9-én elhangzott előadása.

14

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Dr. Zsebik A., Uhrinyi B.: Hatékonyságnövelő intézkedések megengedhető többletköltsége

Hűtés i=10%

∆P=? n=6 év

A = 1 000 000 Ft Ft 0 1 2 3 4 5 6 [év]

1. ábra. A kiinduló adatok szemléltetése

A évek számának a kamatláb figyelembevételével meghatározzuk az állandó sorozat, jelenérték tényezőjét, azaz azt a szorzót, ami a további számoláshoz szükséges: USPW = ([1+i]n-1) / (i[1+i]n) = 4,355 Az egyenletes ütemezésben jelentkező, azonos pénzösszegek jelen időpontra vonatkozó értéke, azaz a megváltoztatott rendszer beruházásának az elvárásokat teljesítő lehetséges költség-növekménye: ΔP6 év, 10% = A · USPW = 1 000 000 · 4,355 ≈ 4 355 000 Ft Tekintettel arra, hogy a hűtési (és fűtési) rendszer fizikai élettartama jelentős mértékben meghaladja a 6 évnek feltételezett gazdasági élettartamot, a 10, és 15 év figyelembevételével is célszerűnek tartottuk meghatározni a beruházási költség megengedhető növekményét; ΔP10 év, 10% ≈ 6 145 000 Ft, ΔP15 év, 10% ≈ 7 606 000 Ft. Ha az 50%-os kihasználtsággal szemben a folyamatos üzemvitelhez tartozó évi 1 500 000 Ft megtakarítást feltételeznénk, a megengedhető beruházási költség növekmény ΔP*6 év, 10% ≈ 6 533 000 Ft, ΔP*10 év, 10% ≈ 9 217 000 Ft, ΔP*15 év, 10% ≈ 11 409 000 Ft lenne.

A hűtési energiaigény bázisértéke Az összehasonlítás alapjául szolgáló hagyományos rendszerben a tervezői tájékoztatás és műszaki leírás szerint a hűtés a központi fűtéshez hasonlóan szállodai és a konferencia központra bontott hűtőblokkok fogják kielégíteni, a szálloda +35 °C külső levegő hőmérséklethez számított hőterhelés maximuma 12 órakor 208,2 kW, a konferencia központ hőterhelés maximuma 16 órakor 92,3 kW. Ez esetben is elfogadtuk a tervezői számításokat, s a bázisértékek meghatározásának alapjául tekintettük. A tervezői javaslat szerint az épület hűtéséhez szükséges hidegvizet léghűtéses folyadék-hűtő állítja elő. A folyadékhűtők a tető födémen kapnak helyet. A teljes épületegyüttes várható hűtési, és a hűtéshez szükséges villamosenergia-igénye A teljes épületegyüttes hűtési bázisértékének meghatározásához ΣQ=300 kW méretezési igényt, a két épület együttes hűtési igényével számoltunk. Figyelembe vettük továbbá a fentebb már ismertetett paramétereket és súlyozási feltételezéseket. A fűtési és hűtési együttes tartamdiagram így a 2. ábrán látható. 300 Várható fűtési hőfelhasználás 100% kihasználásnál 1 572 GJ/év Fűtési földgáz felhasználás 96% hatásfokkal 48 152 gNm3/év 70% fűtés kihasználtsággal 1100 GJ/év = 33 707 gNm3/év = 4 381 877 Ft/év Várható hűtési igény folyamatos hűtésnél 3 112 GJ/év Hűtési villany felhasználás 3,5 ESEER-el 247 MWh/év = 6 162 554 Ft/év 70% hűtés kihasználtsággal 2179 GJ/év = 173 MWh/év = 4 313 788 Ft/év A földgáz ára 130 Ft/gNm3, a villany ára 25 Ft/kWh Beépített fűtési hőteljesítmény 700 kW, hűtési 500 kW

250

Saját kút létesítése Az eddigi pozitív tapasztalataink alapján célszerűnek tartjuk és javasoljuk az ivóvíz minőségű víz és a kút-, vagy esővíz felhasználását lehetővé tevő ún. szürkevíz vezetékrendszert kiépíteni. A gazdasági elemzéshez az ivóvíz csoportba soroltuk a szobákban a mosdásra és fürdésre használt melegvizet és a hidegvízből a melegvíz mennyiség felének megfelelő mennyiséget, továbbá a konyhában felhasználásra kerülő teljes vízmen�nyiséget. Szürkevíz csoportba soroltuk a folyosók és padlók takarításhoz felhasznált meleg vizet, valamint a WC-k öblítővizét. E besorolás alapján az éves vízfelhasználás várható értéke 50% kihasználtság feltételezésével 12 713 m3/év, ebből 5 723 m3/év a meleg víz. Az ivóvíz minőségű víz várható éves felhasználása 5585 m3/év, a szürke vízé 7128 m3/év. A Megbízó adatközlése szerint az ívóvíz ára 310 Ft/m3 ezzel az épületegyüttes bázisértéknek tekinthető várható vízköltsége 3 941 015 Ft/év. (100%-os kihasználtságnál 7 479 215 Ft/év lenne.) Ha a szürke vízmennyiség saját kútból, vagy esővízből lenne kielégítve a várható éves megtakarítás ~2 000 000 Ft/ év lenne. Ennek figyelembevételével a kút fúrására és a szétválasztott vízrendszer megengedhető beruházási költségtöbblete a következőképpen alakul: ΔP6 év, 10% ≈ 9 582 000 Ft; ΔP10 év, 10% ≈ 13 518 000 Ft; ΔP15 év, 10% ≈ 16 733 000 Ft. (ΔP*6 év, 10% ≈ 17 421 000 Ft, ΔP*10 év, 10% ≈ 24 578 000 Ft, ΔP*15 év, 10% ≈ 30 424 000 Ft.) A döntésnél célszerű figyelembe venni, hogy mind a kút, mind a kettéválasztott vízrendszer élettartama jelentős mértékben meghaladja a fentiekben feltételezett gazdasági élettartamot, a víz ára pedig várhatóan jelentős mértékben fog növekedni. Nem szabad megfeledkezni arról sem, hogy a saját kútból vételezett vizet is terhelheti 16 Ft/m3 bányajáradék.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

Teljesítmény, kW

200

150

100

50

0 0

730

1460

2190

2920

3650

4380

5110

5840

6570

7300

8030

8760

Üzemidő, h/év

2. ábra. Az épületegyüttes fűtési és hűtési tartamdiagramja a bázisértékekkel

Az épületegyüttes központ fűtésére várhatóan 1100 GJ/év hőegyenértékű földgázt kell felhasználni. Ez 34 MJ/gNm3 fűtőértékkel számolva 33 707 gNm3/év fogyasztásnak felel meg. A referenciaként megadott 130 Ft/gNm3 földgázárral évi 4 381 877 Ft/év költséget jelent. A várható hűtési igény folyamatos hűtésnél 3112 GJ/év lenne, a tervező által javasolt hűtőgépek esetén az éves átlagos hűtési tényezőnek (ESEER) 3,5 értéket feltételezve a hűtés hajtásához a villamosenergiaigény 247 MWh/év lenne. A kihasználtsággal súlyozva 2179 GJ/év hűtési energiával és hozzá tartozó 173 MWh/év villamos energia felhasználással számolunk. 25 Ft/kWh villamos energia árral a várható hűtési költség 4 313 788 Ft/év lesz. Nagyobb teljesítménytényezőjű kompresszoros hűtőgép alkalmazása A szállítói prospektusok a hagyományos csavarkompresszoros gépekhez viszonyítva közel kétszeres teljesítménytényezővel kínálják a már Magyarországon is kipróbált (Népliget center) QUANTUM típusú és márkanevű hűtőgépeket (3. ábra). A 4. ábra a dugattyús, csavarkompresszoros és a QUANTUM típusú gépek teljesítménytényezőjének és fajlagos hűtési költségének változását mutatja részterhelésen.

15


Dr. Zsebik A., Uhrinyi B.: Hatékonyságnövelő intézkedések megengedhető többletköltsége os kihasználtságot és évi 2 567 731 Ft megtakarítást feltételeznénk, a hűtőgép megengedhető növekmény beruházási költsége (ΔP*6 év, 10% ≈ 11 183 000 Ft, ΔP*10 év, 10% ≈ 15 778 000 Ft, ΔP*15 év, 10% ≈ 19 530 000 Ft) lenne. A fentiek figyelembevételével kell döntést hozni, hogy a hagyományos csavarkompresszoros, vagy a QUANTUM gépet érdemes-e választani. A döntésnél tekintettel kell lenni arra, hogy a jövőben a villamos energia ára nagy valószínűséggel növekedni fog.

9 8 7 6 5

Quantum II.

csavarkompresszoros

4 3 2 1 0 70

120

170

220

270

320

Névleges hűtési teljesítmény [kW]

3. ábra. A hagyományos csavarkompresszoros és a Quantum hűtőberendezések teljesítménytényezőjének (COP) változása részterhelésen (az összehasonlítás 26 °C hőmérsékletű belépő hűtővíz hőmérséklet és 6°C kilépő

COP

A hűtés költsége [EUR Cent/kW]

hűtött víz hőmérséklet mellett történt [2])

QUANTUM csavar kompresszor dugattyú

100%- 67%- 50%-Load

100%- 67%- 50%-Load

4. ábra. Különböző típusú hűtőberendezések 4 hónapos tesztüzem eredménye (a hűtővíz hőmérséklet paraméterei 28/33 °C, a hűtött vízé 13/7 °C volt) [2]

Az ábrákon bemutatott értékekből és a bázisértékként meghatározott energiafelhasználás és üzemeltetési költségből kiindulva meghatározzuk az üzemeltetési energia és költség megtakarítást annak feltételezésével, hogy a bázisérték számításánál az átlagos teljesítmény-tényező értéke ESEER 3,5 volt, a korszerűbb, QUANTUM gépé pedig 6 lenne. Az ös�szehasonlítás eredményét az két épületre együttesen az 1. táblázatban mutatjuk be. 1. táblázat. A QUANTUM típusú géppel elérhető megtakarítás Bázis

QUANTUM

Megtakarítás

247

144

103

6 162 554

3 594 823

2 567 731

A villamosenergia-felhasználás 50% kihasználásnál, MWh/év

173

101

72

A villamos energia költsége 50% kihasználásnál (70% üzem) Ft/év

4 313 788

2 516 376

1 797 412

A villamosenergia-felhasználás folyamatos üzemnél, MWh/év A villamos energia költsége folyamatos üzemnél, Ft/év

A bemutatott módszerrel és mutatókkal a megengedhető beruházási költséget. Most már csak az 50%-os kihasználással számoltunk, ez mind fűtés, mind hűtés esetében 70% légtérfogat fűtést/hűtést jelent. A számított éves megtakarítás (energia ár változás nélkül feltételezve) 1 797 412 Ft/év. A várható megtakarítás figyelembevételével a tervezettnél korszerűbb hűtőgép beépítésének megengedhető beruházási költség növekménye: ΔP6 év, 10% ≈ 7 828 000 Ft; ΔP10 év, 10% ≈ 11 044 000 Ft; ΔP15 év, 10% ≈ 13 671 000 Ft. Megjegyezzük, hogy ha az 50%-os kihasználtsággal szemben 100%-

16

Hőszivattyú alkalmazása A hőszivattyú alkalmazásának célszerűségét annak feltételezésével vizsgáljuk, hogy fűtésre alkalmazva az éves munkaszám (átlagos teljesítmény tényezője – SPF) nagyobb lesz 4,5-nél, hűtésre alkalmazva nagyobb, vagy egyenlő lesz, a bázis esetre feltételezett csavarkompresszoros hűtőgép ESEER értékének feltételezett 3,5-nél. A fentiekhez hasonlóan most is azt kerestük, mennyi beruházási többlet költséget enged meg a hőszivattyús rendszer üzemeltetési költség csökkenése. Az összehasonlító számítást két esetre végeztük el. Az első esetben a fűtési igény kielégítésére alaphőforrásként illesztettünk egy 100 kW névleges hőteljesítményű hőszivattyút, s azt feltételeztük, hogy ennek névleges hűtési teljesítménye 78 kW lesz. A második esetben a hűtési igényekhez illesztettünk 100 kW névleges hűtési teljesítményű hőszivattyút, s azt feltételeztük, hogy ennek névleges fűtési teljesítménye 129 kW lesz. Megállapítottuk, hogy a megtakarítás és a megengedhető beruházási költség között nincs jelentős eltérés a vizsgált hőszivattyúk között. A teljesítményt a kínálat ismeretében lehet és célszerű optimalizálni. Most a 2. változat eredményét mutatjuk be.

100 kW névleges hűtőteljesítményű hőszivattyú elemzése A 100 kW névleges hűtőteljesítményű hőszivattyú rendszerbe illesztésével elérhető megtakarítást az 5. ábra szemlélteti. 300

Várható fűtési hőfelhasználás 1 572 GJ/év, 96%-kal 48 152 gNm3/év = 6 259 824 Ft/év Hőszivattyúval termelt hő 1530 GJ/év 4,5 SPF-el 94 MWh/év = 2 355 905 Ft/ év Csúcskazánnal termelt hő 42 GJ/év, 96%-kal 1 287 gNm3/év = 167 324 Ft/ év Megtakarítás fűtésen 3 736 594 Ft/év, ennek 70%-a = 2 615 616 Ft/év Hűtési energiamegtakarítás 610 GJ/év 3,5 ESEER -el 38 MWh/év Megtakarítás hűtésen 939 940 Ft/év, ennek 70%-a = 657 958 Ft/év Megtakarítás hőszivattyúval 4 676 535 Ft/év, ennek 70%-a = 3 273 574 Ft/év A földgáz ára 130 Ft/gNm3, a villany ára 25 Ft/kWh

250

200

Teljesítmény, kW

COP

10

150

100

50

0

0

730

1460

2190

2920

3650

4380

5110

5840

6570

7300

8030

8760

Üzemidő, h/év

5. ábra. A 100 kW névleges hűtőteljesítményű hőszivattyú rendszerbe illesztésével elérhető megtakarítás

A fűtésen elérhető megtakarítást a tartamdiagramban a hőszivattyú névleges teljesítménye alatti terület 4,5 SPF értékkel számított villamos energia költségen történő hőtermeléssel számoltuk. A hűtésen a megtakarítást annak feltételezésével határoztuk meg, hogy a hűtési tartamdiagram azon területét nem kell villamos energiával hűteni, amely átfedésben van a fűtéssel, és a hőszivattyú hűtési teljesítménye alatt van. A tartományt a hűtési teljesítmény igény, a hőszivattyú teljesítmény és a függőleges vonalak határolják. A 100 kW hűtési hőteljesítményű hőszivattyú esetében a megtakarítás az épületegyüttes teljes kihasználása esetén 4 676 535 Ft/év, 50%-os

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Dr. Zsebik A., Uhrinyi B.: Hatékonyságnövelő intézkedések megengedhető többletköltsége kihasználtságot feltételezve 3 273 574 Ft/év. Ennek figyelembevételével a hőszivattyús rendszer megengedhető beruházási költségtöbblete a következőképpen alakul: ΔP6 év, 10% ≈ 14 257 000 Ft; ΔP10 év, 10% ≈ 20 115 000 Ft; ΔP15 év, 10% ≈ 24 899 000 Ft. (ΔP*6 év, 10% ≈ 20 367 000 Ft, ΔP*10 év, 10% ≈ 28 735 000 Ft, ΔP*15 év, 10% ≈ 35 570 000 Ft).

Feltételezett villanyár, Ft/kWh

25

30

30

35

35

40

45

28 750

34 500

34 500

40 250

40 250

46 000

51 750

Kamatláb, i, %

10

10

5

5

5

5

5

Gazdasági élettartam, n év

10

10

20

20

20

20

20

Megengedhető fajlagos költség, Ft/kWp

176 656

211 988

429 946

501 604

501 604

573 262

644 919

Éves megtakarítás, Ft/év

Napenergia aktív hasznosítása Használati melegvíz készítése napkollektorokkal A napenergia hasznosításának elemzése során a használati melegvíz igény ellátásához 80 m2 déli fekvésű, ~45° dőlésszögben elhelyezett síkkollektorokból összeállított napkollektor felülettel és a hozzá csatlakoztatott, 50 liter/m2 fajlagos tároló kapacitással meghatározott ~4000 l térfogatú tárolókapacitással számolunk. A rendszert úgy javasoltuk megépíteni, hogy két lépcsőben bővíthető legyen 20 + 20 m2 napkollektor felülettel és 1000 + 1000 l tároló kapacitással. A kollektorok fajlagos energiatermelését 500 kWh/m2év értékkel vettük figyelembe. Ezzel a várható energiatermelés 40 000 kWh/év, illetve 144 GJ/év. Mivel a beépítésre tervezett kazán hatásfoka mindössze 9596%, a napkollektorral felmelegített víz melegítéshez nem kell felhasználni 152 GJ/év hőegyenértékű (~4600 Nm3/év) földgázt. Így a megtakarítás várható értéke A ≈ 605 000 Ft/év. Ennek figyelembevételével a napkollektoros rendszer megengedhető beruházási költségtöbblete a következőképpen alakul: ΔP6 év, 10% ≈ 2 635 000 Ft; ΔP10 év, 10% ≈ 3 717 000 Ft; ΔP15 év, 10% ≈ 4 602 000 Ft. A napkollektorok esetében a megengedhető beruházási költségtöbbletet az eddigiektől eltérően 5% kamatlábbal is meghatároztuk, mely a következőképpen alakul: ΔP*6 év, 5% ≈ 3 071 000 Ft, ΔP*10 év, 5% ≈ 4 672 000 Ft, ΔP*15 év, 5% ≈ 6 280 000 Ft. A fentiek figyelembevételével kell dönteni, hogy a beruházás támogatása nélkül érdemes-e a rendszert megépíteni. A döntésnél tekintettel kell lenni arra, hogy a jövőben a földgáz ára nagy valószínűséggel növekedni fog.

Villamosenergia-termelés napelemekkel A viszonylagosan magas beruházási költségek miatt a villamosenergiatermelés gazdaságosságát elsősorban a saját felhasználás feltételezésében célszerű elemezni. A villamos energia költségek napelemekkel történő csökkentési lehetőségét fajlagos adatokkal végeztük. A tapasztalatok alapján az építés helyén a déli irányban, 30-35° dőlésszögben elhelyezett 1 kWp villamos teljesítményű napelemekkel évi 1100-1250 kWh villany termelhető. A gazdasági elemzésnél 1 kWp villamos teljesítményű napelemcsoporthoz évi 1150 kWh villany termelését feltételezzük. 25-45 Ft/kWh átlagos villamosenergia-ár feltételezésével (a Megbízó jelenleg a villanyt 24,95 Ft/kWh áron veszi) az éves villamosenergia- és költségmegtakarítást az alábbi táblázatban foglaltuk össze. Feltételezett villanyár, Ft/kWh Éves megtakarítás, Ft/év

25

30

35

40

45

28 750

34 500

40 250

46 000

51 750

A következő táblázat a korábbi elemzéseknél bemutatott módszerrel meghatározva különböző kamatláb és gazdasági élettartam feltételezésével tartalmazza a megengedhető beruházási költséget.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

Az előzőekben ismertetett számításokhoz hasonlóan a 10 kWp villamos teljesítményű napelem csoporthoz is meghatároztuk a megengedhető beruházási költségtöbbletet. Ha a 10 kWp villamos teljesítményű napelem csoporttal megtermelhető villamos energia 11 500 kWh/év, a várható költség megtakarítás a jelenlegi 25 Ft/kWh villamos energia árral 287 500 Ft/év. Ennek figyelembevételével a napelem csoport megengedhető beruházási költsége a már ismertetett feltételekkel és jelölésekkel ΔP6 év, 10% ≈ 1 252 000 Ft; ΔP10 év, 10% ≈ 1 767 000 Ft; ΔP15 év, 10% ≈ 2 187 000 Ft. A megengedhető beruházási költségtöbbletet 5% kamatlábbal ΔP*6 év, 5% ≈ 1 459 000 Ft, ΔP*10 év, 5% ≈ 2 220 000 Ft, ΔP*15 év, 5% ≈ 2 984 000 Ft.

A napenergia hasznosításának egyéb előnyei A használati melegvíz termelésre 80 m2 napkollektorral és 4000 l térfogatú tárolóval rendelkező napenergia hasznosító rendszer kiépítésének költsége ~11-14 M Ft. A saját villamos energia felhasználásra termelő ~80 m2, ~10 kWp csúcsteljesítményű rendszer kiépítésének költsége ~6-10 M Ft. A fentiekre tekintettel megállapítható, hogy a napenergia hasznosító rendszert a jelenlegi földgáz és villamos energia árak mellett a fenti beruházási költséggel befektetői alapon nem gazdaságos megépíteni. Megépítését (esetleg kisebb méretűét) azonban a tüzelőanyag és villamos energia árának jövőbeni várható növekedése miatt mindkét esetben, bővíthető formában javasoljuk. A napkollektorok és napelemek, valamint a hozzájuk szükséges tárolók elhelyezéséhez a megfelelő területeket és a csatlakozási felületeket mind a tervezés, mind az építés során célszerű kialakítani. A döntésnél a gazdasági szempontok mellett célszerű azt is figyelembe venni, hogy a napelemes rendszer ● csúcsidőben termeli a legtöbb villamos energiát, amikor a hűtőrendszerek a legnagyobb terhelést jelentik a hálózat számára, ● a tetőre szerelt napelemek árnyékoló hatása nyáron több °C-kal csökkenti az épület belső hőmérsékletét, ● a rendszer, mozgó alkatrészt nem tartalmaz, minimális a karbantartási igényük, ● ha egyszer megépült, min. 25 évig napról-napra csendben, zaj nélkül villamos energiát termel, nulla CO2 kibocsátás mellett, ● mérsékeli a hagyományos energiahordozóktól való függést, ● gyorsan megépíthető.

Irodalom [1] Zsebik A.: Kecskeméti Hotel és Konferencia Központ energiaellátásának műszaki-gazdasági elemzése. KÉSZ Építő és Szerelő Zrt. megbízása alapján a JOMUTI Kft. által készített tanulmány. Témafelelős a megbízónál Uhrinyi Balázs tervezési igazgató, Budapest, 2012. január [2] QUANTUM II., The Next Generation of Refrigeration Machines gyártmánykatalógus. http://www.cofely.de/en/activities/refrigeration/products/quantum.html [3] Herbert F.: Napelemek villamos rendszerbe való illesztése. VI. Klímaváltozás – Energiatudatosság – Energiahatékonyság konferencia előadása,

17


E N E R G IAHATÉ K O NYS Á G

A pellet mint megújuló energiahordozó előállítása, hasznosítása és energetikai értékelése 1

Papp Viktória PhD hallgató, pappviktoria@emk.nyme.hu

Dr. Marosvölgyi Béla D.Sc az MTA doktora

A pellet biomassza-bázisú energetikai tömörítvény. Előállítását az indokolja, hogy a természetes állapotban nehezen kezelhető, nagyon változatos tulajdonságokkal rendelkező (és ezért szabályozott égetésre alig alkalmas) szilárd biomasszákból homogén, nagy energiasűrűségű, és automatitált tüzelőberendezésekben jól felhasználható tüzelőanyag jöjjön létre. A pelletálás (a pellet előállítása) különféle technológiákkal történhet, és ezekhez megfelelő gépeket kell alkalmazni. A technológiák és a használt gépek jellemzőitől függően a termék előállításának energiaigénye nagymértékben változhat, és az energetikai hasznosítás is igényel energiát (vagy okoz energiaveszteséget) tehát fontos, hogy ismerjük az energiamérleget, és gazdasági okok miatt a pelletálást egy termelési folyamatban elhelyezve hozzák meg a döntést a technológia alkalmazásáról vagy elvetéséről.1 * The pellets are energetical compressed from biomass. The reason of the production that naturally raw materials are difficult to handle and less suitable for controlled consumption. Pellet production of solid biomass is created homogenous, high energy density fuel, which we can use in automtically furnaces. The pellets are made with different technologies of production, for these suitable machines should be used. Depending on the characteristics of technologies and machines, the energy demand of pellet producing can vary significantly. Energetical utilization are also require energy, therefore it is important to know the energy balance. Because of economic reasons, the pellet manufacture placed in a production process, and should make a decision about application or rejection of technology. *** Napjainkban és a közel jövőben a megújuló energiák egyre nagyobb szerephez jutnak. Ennek okai: a még olcsón kitermelhető fosszilis készletek csökkenése, és a növekvő energiaigény. Emellett eleget kell tennünk az Európai Unióban vállalt kötelezettségünknek is, ami szerint 2020-ra 14,7%ra kell növelni a megújuló energiák arányát. Magyarország földtani, klimatológiai adottságai révén nagy mennyiségű fás és lágyszárú biomasszával rendelkezik, melyek jelentős része energetikai célokra is használható. A hagyományos erdészeti, faipari és mezőgazdasági melléktermékek mellett a különböző energetikai ültetvények is egyre nagyobb szerephez juthatnak. A felsorolt alapanyagok közös tulajdonsága, hogy kis energiasűrűséggel rendelkeznek, és a szabályozott égetésük tüzeléstechnikai szempontból problémás. Indokolt tehát egy olyan eljárás alkalmazása, amellyel a heterogén alapanyagból jól kezelhető, növelt energiasűrűségű tüzelőanyag nyerhető. Ez a pelletálás. A pelletálás egy tömörítési eljárás, mely során olyan tüzelő anyagot nyerünk mely különböző berendezésekben automatizáltan, magas hatásfokkal felhasználható. Az Európai Unióban és hazánkban is a fenyő alapú fapellet gyártása terjedt el, de Magyarország 1

A szerzőknek a KLENEN’12 konferencián, Mátraházán, 2012. március 8-9-én

adottságai révén a lágyszárú mezőgazdasági melléktermékekből, szalma és szár maradványokból előállítható agripellet gyártásában is érdekelt. A cikkünkben az alap fapellet gyártási technológia energiahatékonyságával és a repceszár pellet előállításával foglalkozunk. Fapellet és repceszár pellet esetén égetés közben füstgázelemzéssel kapcsolatos kísérleteket végeztünk.

A pellet előállítása A pellet nagy nyomáson, 800-900 baron előállított energetikai tömörítvény. Az alapanyag nedvességétől függően gyakran kell szárítási technológiát alkalmazni, a pelletáláshoz ugyanis 10-12%-os nedvességtartalom az optimális. A pellet mérete változó, átmérője 3-10 mm (ritkán 20 mm), hossza 3-5 cm. A fapelletre és újabban a mezőgazdasági melléktermékekből előállított agripelletre is léteznek szabványrendszerek, melyek meghatározzák a tömörséget, fűtőértéket, nedvesség és hamutartalmat, valamint a hamu lágyulás- és olvadáspontját. A pellet gyártás-technológiája alapanyagtól függően eltérő. Agripellet gyártása esetén a beérkező alapanyag először a bálabontóba kerül. Nedvességtől függően szükség lehet szárítási technológiára is. Szalagos vagy forgódobos szárító rendszereket alkalmaznak. A gyártástechnológia ugyan nem bonyolult, de eléggé összetett, amit az 1. ábra szemléltet. pos 6 CIKLON pos 1 APRÍTÓ

pos 2 CSIGA

pos 3 ELŐTÁROLÓ

pos 7 APRÍTÉKSILÓ

pos 4 CSIGA

pos 8 leválasztó

pos 5 SZÁRÍTÓ VENTILÁTOR

pos 9 KALAPÁCSOS ÖRLŐ

VENTILÁTOR

pos 15 ELSZÍVÓ

pos 19 PELLETGARAT pos 18 Szállítószalag

CSOMAGOLÓ pos 20

pos 10 FŰRÉSZPORSILÓ

pos 16 Szállítószalag

HŰTŐ ÉS PORLEVÁLASZTÓ pos 17

PRÉSEK pos 14

ANYAGTOVÁBBÍTÓ pos 13

ELŐKEVERŐ pos 12

CSIGA pos 11

1. ábra. Pelletgyártás technológiája (Burján (2010) Pelletfűtés II. Pelletgyártás-Víz- Gáz-Fűtéstechnika áprilisi szám)

A pellet előállításához az alapanyagnak megfelelő méretűnek kell lennie, ezért a tömörítés előtt gyakran aprításra van szükség. Ezután (ha szükséges) újabb szárítás következik, a pelletáláshoz 10-12%-os optimális nedvességtartalom beállításához. Ezt követően a pelletáláshoz megfelelő szemcseméretű anyagot kalapácsos daráló segítségével állítják elő. A présgépekben történik a tulajdonképpeni pelletálás, ami 800-900 bar nyomáson, 130-160 °C-os hőmérséklet mellett megy végbe. A kör keresztmetszetű geometriai formát a présszerszám, az úgynevezett matrica alakítja ki, és a fenti nyomás és hőmérsékleti viszonyok mellett megolvadó természetes kötőanyag, a lignin „ragasztja”/tartja össze a szemcsé-

elhangzott előadása.

18

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Papp V., Dr. Marosvölgyi B.: A pellet mint megújuló energiahordozó előállítása, hasznosítása és energetikai értékelése ket a présből való kikerülés után. A préseléshez különböző matricákat alkalmaznak, megkülönböztetünk sík és gyűrűs matricás pelletálást. (1. Burján 2010) A kész pelletet csomagolás előtt hűteni kell, mert amíg a kötőanyag, a lignin nem hűl le, a tömörítvény nagyon sérülékeny. Igénytől függően különböző kiszerelésű általában 15 kg-os zsákokban, vagy nagy 500-1000 kg-os Big bag zsákokba történik a csomagolás.

A mérési eredményeket az 1. táblázat tartalmazza. A repceszár fűtőértéke 16 MJ/kg volt, ami agripelletek esetén jó értéknek mondható. A nedvességtartalom csökkenése miatt a pellet fűtőértéke valamivel magasabb, 16,2 MJ/kg volt. A hamutartalom 5% körül alakult, ami lágyszárúak esetén optimális. 1. táblázat. A repceszár energetikai jellemzői

Repce szár pelletálása Magyarországon az utóbbi években a biodízel-gyártás következményeként a repce termőterülete jelentősen megnőtt, és termesztése közel 300 ezer hektáron folyt. A melléktermékként keletkező szalma mennyisége jelentős, 3-6 tonna között változik hektáronként. A repceszár nagy részét szecskázás után visszajuttatják a talajba, de olyan is előfordul, hogy a tarlón kerül elégetésre. A talajba nem lehet korlátlanul visszajuttatni a lignocellulózokat, ugyanis a túlzott mennyiségű lágyszárú maradvány bedolgozása pentózhatást indít el. (2. Tármeg 2008.) A repce-szalmából darálás után a 2. ábrán látható kisberendezéssel állítottunk elő pelletet, melynek vizsgáltuk az energetikai jellemzőit. A repceszárat először megfelelő méretűre kell darálni, melyet egy kalapácsos termény-darálóval végeztünk. A darálás után hozzáadott adalékanyag nélkül sikerült jó minőségű pelletet előállítani.

Nedvességtart. W(%)

Fűtőérték (MJ/kg)

Hamutart. AS (%)

Repceszár

12,5

16,0

5,1

Repcepellet

11,5

16,2

5,1

A melléktermék pelletálása nem csak energetikai kérdés. A növénytermesztés teljes folyamatát és kimeneti energiáit vizsgálva érdekes következtetésre jutottunk. Megvizsgáltuk, hogy hektáronként mennyi energiát nyerhetünk főtermékből, a repce magjából, és mennyit a szárból. Ha 2,5 t/ha termésátlaggal számolunk, a repcemag 24 MJ/kg-os fűtőértékével hektáronként a magban 60,25 GJ energia van. Minimális lehozható szalma mennyiséggel, 3 tonnás hektáronkénti mennyiséggel számolva 48,6 GJ, míg 4,5 tonnás értékkel kalkulálva 73 GJ energia van a repce szárában hektáronként. Elgondolkodtató, hogy szinte ugyanannyi energiát hagynak a szántóföldön, mint amennyit a repce magjából nyerhetünk. A repceszár felhasználása kedvezően befolyásolná a biodízel-gyártás energiamérlegét is. A mezőgazdasági melléktermékek hatalmas energiákat rejtenek magukban, az agripelletek előállítása és felhasználása nagy lehetőség lenne Magyarország számára.

A fapellet gyártás energiahatékonyságának vizsgálata

2. ábra. Adagoló gép és kis pelletáló berendezés

Az előállított repce-szár pellet nem töredezett, 3,5-4 cm hosszú, 6 mm átmérőjű. A szárat és a pelletet is energetikai laborban vizsgáltuk. Meghatároztuk a fűtőértéket, nedvességtartalmat és a hamutartalmat. A 3. ábrán a repce-szár pellet látható.

Megújuló energiák előállítása során lényeges kérdés a gyártás energiahatékonysága. A Petőházán működő Pellet Product Kft.-nél vizsgáltuk a fapellet előállítás energiafelhasználását technológiai elemekre bontva. Első célunk az energetikai jellemzők értékelése volt. Ehhez vizsgáltuk: ● az alapanyag és a termék energetikai jellemzőit ● a villamosenergia-felhasználást a fontosabb műveleteknél valamint összesen, ● a primer energiafelhasználást a műveleteknél és összesen, – majd meghatároztuk a fajlagos energetikai mutatókat, úgymint: – a termékre vonatkoztatott energetikai többszöröst, és – az energetikai hatásfokot. Az alapanyag a közeli bútorgyárból érkező fenyő alapú faforgács. A kész pelletnek és a forgácsnak is vizsgáltuk az energetikai jellemzőit. Kaloriméteres mérésekkel határoztuk meg a fűtőértéket. Nedvességtartalom és hamutartalom méréseket végeztünk. A mérési eredmények a 2. táblázatban vannak feltüntetve. 2. táblázat. Az alapanyag és termék energetikai jellemzői Anyag

W (%)

FÉ (MJ/kg)

AS (%)

alapanyag

10,9

18,25

0,6

pellet

9,0

19,38

0,6

W= víztartalom, FÉ= fűtőérték (MJ/kg), AS= hamutartalom (%)

3. ábra. Repce-szárból előállított pellet

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

A beérkező alapanyag szárítást nem igényel, először az aprító gépbe kerül. A tömörítési eljárás gyűrűs matricás berendezéssel történik. A gépek számítógépes kijelző egységéről leolvasható az áramfelvétel. Számítások után megkapjuk a bevitt energiákat. A 3. táblázatban látható a gépek villamosenergia-fogyasztása.

19


Papp V., Dr. Marosvölgyi B.: A pellet mint megújuló energiahordozó előállítása, hasznosítása és energetikai értékelése 3. táblázat. A gépsor közvetlen villamosenergia-felhasználása (t/h termék tömegáram mellett)

Következtetések

Gépsor-egység

kWh

MJ

t/h

kWh/t

MJ/t

aprítógép

38,6

139,1

1,3

27,7

99,7

pelletálógép

121,5

437,5

1,3

87,1

313,5

Egyéb villamos gép

28,2

101,6

1,3

21,7

78,1

1,3

136,5

491,3

368,5

1326,5

összesen

168,3

678,2

Erőművi hatásfokkal

454,4

1831,1

A mért, illetve számított értékek felhasználásával számítottuk a legfontosabb fajlagos energetikai mutatókat. ● az energia hatékonysági mérleg (a termék energiatartalma a bevitt primerenergia 1 t termékre vonatkoztatva) ● az energetikai hatásfok (a termék energiabevitellel csökkentett energiatartalma/a termék energiatartalma *100), % A számolásokhoz figyelembe kell venni a szállítás energiáit. A beszállítás speciális tároló kocsikban történik, egy Landini Power Farm traktorral. A 4. táblázatban tüntettük fel a faforgács szállítására vonatkozó adatokat. 4. táblázat. A beszállításra fordított energia Landini traktor adatai

Üzemanyag tartály (liter)

Átlagos szállított menny.(kg)

102 literrel megtett forduló (db)

Fordulónkénti fogyasztás (liter)

Tonnánkénti gázolaj fogyasztás (liter)

*MJ/t

102

1930

14,5

7

3,6

140,4

*MJ/t a gázolaj literenkénti fűtőértéke alapján

A továbbiakban vizsgáltuk a teljes üzemi folyamat energiaigényét. Az összesített adatok a negyedik ábrán vannak feltüntetve.

A biomassza alapú energetikai tömörítvények, a pellet és brikett jelenleg tiszta fából készülnek (fapellet), de a jövőben kérget is tartalmazó fából, mezőgazdasági melléktermékekből, energetikai faültetvények anyagából, egyéb lignocellulózokból, égethető hulladékokból is készülhet pellet. Megállapíthatjuk, hogy a fapellet-gyártás (szárítást, távolsági szállítást nem tartalmazó) legegyszerűbb technológiájával, viszonylag kis energiafelhasználással és jó energiahatékonysággal lehet jó minőségű pelletet előállítani. A repceszár energetikai vizsgálata alapján elmondható, hogy viszonylag magas fűtőértékkel, megfelelő nedvesség és hamutartalommal rendelkezik, valamint hozzáadott kötőanyag nélkül állítható elő belőle agripellet.

Köszönetnyilvánítás

A kutatás a Talentum-Hallgatói tehetséggondozás feltételrendszerének fejlesztése a Nyugat-Magyarországi Egyetemen c. TÁMOP4.2.2.B-10/1-2010-0018 számú projekt keretében, az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. A vizsgálatokat a NyME KKK Nonprofit Kft. laborjában végeztük.

Irodalom [1] Burján Z. (2010) – Pelletfűtés II. Pelletgyártás. Víz-Gáz-Fűtéstechnika szaklap áprilisi szám [2] Tármeg J.(2008) – Teendő a szármaradványokkal – Agroportál szakcikkek [3] Sembery P., Tóth L. (2001) – Hagyományos és megújuló energiák. Szaktudás Kiadó Ház, Bp. 260-261. oldal [4] Marosvölgyi B., Papp V. (2010) – A fapelletgyártás energiamérlegének vizsgálata – Alföldi Erdőkért konferencia kiadvány

A pelletgyártás energiafogyasztása

1476,7 1600

1325,7

1400 931

1200 1000 MJ/tonna 800 600

296 151

400 200 0

ap r ít

óg é p

k om

pre s sz

s zá llítá or

s+r ak o dás

ös s z

v illa ny fo g

ös s z rá ford ítás yas ztás

4. ábra. A pelletgyártás energiafogyasztása

A diagramon jól látható, hogy a ráfordított energiák közül a villamos energia a legtöbb, ebből is jelentős részét maga a kompresszor, vagyis a forgács tömörítése teszi ki. Az összes ráfordításnál már a primer energiákat látjuk, a kérdés már csak az, mennyi energiát nyerhetünk vissza. A fapellet fűtőértékének szabvány szerint 18,5 MJ/ kg felett kell lennie, ami a bejövő forgács nedvességtartalmától függően kismértékben ingadozik. Jelen esetben ez az érték 19,38 MJ/kg. Az input/output értékeket figyelembe véve az energiahatékonysági mérleg 1:13,1-hez, tehát a befektetett energia körülbelül 13-szorosát nyerhetjük vissza. (Ebben nem jelenik meg a technológia egyéb elemeinek energiaigénye). A másik jelzőszám az energetikai hatásfok, ami a következő képlettel számolható: H=(Eoutput-Einput)/Eoutput·100. (3. Sembery, Tóth 2001) A képletbe helyettesítve az energia bevitelt és a kihozatalt esetünkben a következő értéket kapjuk: H=(19350-1476)/19350·100=92,37%, ami egy jó értéknek mondható. Persze ettől még a nedvesebb alapanyagból is lehet jó minőségű pelletet előállítani, nyilvánvalóan nagyobb energiaráfordítással. (4. MarosvölgyiPapp 2011)

20

Meghalt Dr. Lakatos Károly A Miskolci Egyetem Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszéke megrendülten tudatja, hogy Dr. Lakatos Károly egyetemi docens 2012. január 11-én tragikus körülmények között elhunyt. Lakatos Károly 1976-ban szerzett gépészmérnöki oklevelet a Nehézipari Műszaki Egyetem Gépészmérnöki Karán az akkor méltán híres alkalmazott mechanikai ágazaton. Bár egy rövid ideig 1980-81 között megcsapta a mozdony füstje is, szakmai tevékenységének zöme a vízenergia hasznosításhoz kapcsolódott. GANZ gyári főállású majd részfoglalkozású tervezőmérnökként 19761988 között ismerte meg és tanulta meg a szakmát. Számos sikeres konstrukció jelzi elméleti felkészültségét és mérnöki vénáját. Az itteni ismeretek és sikerek birtokában lett 1981-ben tanszékünk oktatója. A vízenergia hasznosítás maradt örök szerelme. E szerelemből sarjadzott ki érdeklődése az egyéb megújuló energiák irányába is, e szakterület elkötelezett kezdeményezőjévé és oktatójává vált. Haláláig kiemelten aktív tagja a Magyar Tudományos Akadémia Energetikai Bizottsága mellett működő Megújuló Energetikai Technológiák Albizottságnak. A Magyar Napenergia Társaság Észak-magyarországi regionális központjának pedig vezetője volt. Ezen túl kiemelt figyelmet szentelt a környezetvédelmi kérdéseknek is. E tevékenysége legendásan híres természetszeretetéből és természetismeretéből adódott. Országhatáron belül és kívül 1-2 napi járóföldre nem volt bokor, fa, szikla, épület és hozzájuk kapcsolódó legenda, amelyet nem ismert volna. Ezen ismereteit mindig szívesen megosztotta ismerőssel és ismeretlennel is, lenyűgözve azokat adomázó, de mégis mindig korrekt, tényeken alapuló elmeséléseivel. Járta a világot vízen, földön és levegőben. Mindenütt megtalálta a Neki való szellemi és testi táplálékot. Vízilabdázott, majd kajakon szelte tavak, folyók vizét. Gyalog és kerékpáron, lóháton, sível rótta a szárazföldi kilométereket. Minden esetben akár társakkal akár egyedülállóan tette mindezt, mindenütt nyitott szemmel és lélekkel járt. Igen sok barátot és jó ismerőst szerzett barangolásai során. Siratják ezért Erdélytől Németországig. Hiányozni fog munkatársainak is meghatározó alakja, ahogyan bekarikázott munkahelyére, hiányozni fognak szálkás, de mindig rendezett sorba írt betűi, táblán és papíron. Mindezek ellenére elmondhatjuk, hogy gazdag, teljes életet élt emlékét nem megélt éveiben, hanem egyéniségének vonzerejében mértük eddig is és fogja mérni az utókor is. Dr. Szabó Szilárd, tanszékvezető

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


E N E R G IAHATÉ K O NYS Á G

Nagyfogyasztók energetikai auditálásának tapasztalatai

1

Bárány Péter villamosmérnök, BME, peter.barany@ymail.com

Dr. Raisz Dávid

okl. villamosmérnök, raisz.david@vet.bme.hu

Hartmann Bálint

okl. villamosmérnök, hartmann.balint@vet.bme.hu

Vokony István

okl. villamosmérnök, vokony.istvan@vet.bme.hu

Dr. Kiss Péter

okl. villamosmérnök, kiss.peter@vet.bme.hu

Gregorich Gergely

villamosmérnök, BME, gege_89@freemail.hu

Mátyus Róbert

villamosmérnök, BME, mrobee@citromail.hu

A cikkben röviden ismertetjük az elmúlt évek során mintegy tizenhárom nagyfogyasztónál végzett energiahatékonysági felméréseink menetét és tapasztalatait, az energetikai átvilágítás lépéseit, a mérési/modellezési módszereket, valamint a legnagyobb eredményekkel járó javaslatainkat.1 * Our contribution offers a summary on the thirteen energy audits performed at large consumer sites during the last years. After highlighting the applied measurement and evaluation methodology and the results of the audits, some of the proposed actions are presented that could be related to the greatest energy saving potential. ***

Egy energetikai tanulmány nem csak az energia költségeket csökkentő javaslatokat tartalmazza, hanem egy komplex, az adott felhasználási helyre vonatkozó minden lényeges adatot összefoglaló dokumentum, amely nagy segítséget jelent a fogyasztó számára az energetikai rendszereivel kapcsolatos ügyintézésekben, későbbi beruházások, karbantartások, bővítések tervezésében. A villamos energiára vonatkozó (például számlákon vagy az áramszolgáltatók adatbázisában rendelkezésre álló) információk vizsgálata már önmagában rámutathat hiányosságokra, költségcsökkentési lehetőségekre, de helyszíni mérésekkel és modellezési eljárásokkal további értékes következtetésekre lehet jutni. A villamos átvilágításon túl a fogyasztók egyéb berendezéseinek és folyamatainak (technológiai folyamatok, hőfejlesztés, fűtés, hűtés, használati melegvíz előállítás, sűrített levegő előállítás stb.) alapos vizsgálata lényes megtakarítási lehetőségek felismeréséhez vezethet. Az alábbiakban összefoglaljuk az elmúlt években végzett energetikai felméréseink eredményeit, elsősorban – de nem kizárólag – villamos energiára koncentrálva.

Lekötött teljesítmény optimalizálása Tapasztalataink szerint sok intézménynél nagy megtakarítási potenciál van a megfelelő értékű lekötött teljesítmény meghatározásában. A lekötött teljesítmény értékek gyakran megegyeznek az alkalmazott 1

A szerzőknek a KLENEN’12 konferencián, Mátraházán, 2012. március 8-9-én elhangzott előadása.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

biztosító értékekkel – és bizonyos esetekben a rendelkezésre álló teljesítménnyel –, azokat nem igazítják az igényekhez, így feleslegesen fizetnek a szükségesnél magasabb alapdíjat. A lekötött teljesítmény változtatása nem érinti a fogyasztási helyen rendelkezésre álló teljesítményt, a későbbiekben hálózatfejlesztési hozzájárulás fizetése nélkül a csatlakozási teljesítményt vissza lehet állítani az eredeti értékre (a rendelkezésre álló teljesítmény határáig). 2010 nyarán egy irodaház energetikai auditálását végeztük, melynek során a lekötött teljesítmény optimalizálásával – a fogyasztó éves villamos energia költségéhez viszonyítva is – nagyarányú megtakarítást tudtunk elérni. A fogyasztási helyen (3×250 A) állt rendelkezésre, a lekötött teljesítmény 155,3 kW volt. A 2009. január 1.-december 31. közötti időszakban a negyedórás teljesítménygörbe alapján viszont mindössze 61,4 kW volt a legnagyobb teljesítményfelvétel. Ha lekötött teljesítményt 62,1 kW értékre csökkentették volna, az akkori tarifával éves szinten közel 700 ezer forinttal kevesebb teljesítménydíj került volna kifizetésre a szolgáltató felé, úgy, hogy teljesítmény túllépés nem fordult volna elő. Ehhez a csökkentéshez viszont szükség volna a fogyasztási helyen lévő áramváltó cseréjére, mert a jelenleginek a kihasználtsága kisebb lenne, mint a hálózat üzemeltetőjének előírása szerinti minimum. Ennek költsége a fogyasztót terheli, melynek mértéke hozzávetőleg 80 ezer forint. A javasolt intézkedés megtérülési ideje kevesebb, mint két hónap, és az elért megtakarítás a fogyasztó éves villamos költségének közel 11%-a.

Világításkorszerűsítés Egy energetikai auditálás legnagyobb eredménye, ha sikerül olyan javaslatokat készíteni, melyek nyomán nem csak az energia költségeket sikerül csökkenteni, hanem közvetlenül az energiafogyasztást is. A világításra fordított energiafogyasztás átlagosan az összes energiafelhasználásnak csupán 1-2%-a, a villamosenergia-felhasználásnak pedig körülbelül 20%-a. Ezért az olyan épülettípusoknál, ahol ennél is nagyobb a világításra fordított energia aránya, általában komoly megtakarításokat lehet elérni energiatakarékos fényforrások alkalmazásával. Azonban egy fényforrás korszerűbbre cserélésekor nem csupán a teljesítménybeli különbséget kell figyelembe venni. A fényforrást jellemző paraméterek közül fontosak: a foglalat típus, a színhőmérséklet, a fényáram, a fényhasznosítás, a felgyulladási idő, az élettartam és természetesen a fényforrás ára is. Csak abban az esetben tudjuk kiválasztani

21


Bárány P., Dr. Raisz D., Hartmann B., Vokony I., Dr. Kiss P., Gregorich G., Mátyus R.: Nagyfogyasztók energetikai auditálásának tapasztalatai a számunkra legmegfelelőbb fényforrást, ha tisztában vagyunk azzal, hogy hol és milyen módon szeretnénk alkalmazni a fényforrást, tehát nagyon fontos többek között a helyiség rendeltetése szerint előírt megvilágítás értékek figyelembe vétele is. Az üzembejárások során ezért minden helyiségben megvilágítás mérést is végeztünk. A mért eredményeket a szabvány odaillő pontjaiban meghatározottakkal összehasonlítva lehet túl-, illetve alulvilágítottságról beszélni. Világítástechnikai területen a legnagyobb veszteségfeltárást egy szálloda auditálása során értük el, ahol a szobákban az asztalokon és éjjeliszekrényeken elhelyezett lámpatestekben hagyományos izzókat használtak. Ezen fényforrások kiváltására energiahatékony, gyors fényerő leadással rendelkező kompakt fénycsöveket javasoltunk. A fényforrások cseréjéből adódó megtakarítások számításánál figyelembe vettük a fogyasztóra vonatkozó villamos energia díját, a bekerülési értéket, élettartamot és amortizációt, valamint a beruházás következtében realizálódó fogyasztáscsökkenést is. Számításaink szerint a beruházás költsége 830 648 Ft, megtérülési ideje 11 hónap, mivel 31,485 MWh fogyasztáscsökkenést eredményez, aminek következtében évi 930 000 Ft megtakarítás realizálható. A nagy alapterületű helyiségek esetén – például parkoló szintek, közlekedők és csarnokok – a világítási áramkörök szakaszolásával, mozgásérzékelőkkel történő kiegészítéssel – megszüntetve így az állandó világítást – jelentős, akár több százezer forintos megtakarítást lehet elérni (itt figyelemmel kell lenni természetesen biztonsági szempontokra is). Ipari környezetben további megtakarítási potenciál van a hagyományos előtéttel szerelt fénycsöves fényforrások elektronikus előtétesekre történő cseréjében. (Az elektronikus előtéttel szerelt fényforrások átlagosan 12%-kal kevesebb villamos energiát fogyasztanak.) Világítási felülvizsgálatoknál hasznosnak bizonyultak az interneten bárki számára elérhető világítás méretező szoftverek – pl.: DIALux, Relux, EKALUX, Ulysse stb. – melyek segítségével kön�-

Kondenz szivattyúk 4%

Kondenzátorok 3%

nyen ellenőrizhető a megvilágítottság értékek, mind a lakossági mind pedig ipari környezetben.

Meddőgazdálkodás A felülvizsgálatok során rendszeresen fedeztünk fel hiányosságokat a meddőgazdálkodás területén, melyek az elavult, meghibásodott vagy rosszul méretezett fázisjavító-berendezéseknek voltak köszönhetőek. A legnagyobb ilyen jellegű veszteségforrással 2011 tavaszán találkoztunk egy kelet-magyarországi üzem felülvizsgálatakor. A villamos energia rendszerhasználati havi elszámoló számlák meddő-díj tételekre vonatkozó értékeket összeadva megállapítottuk, hogy éves szinten közel 3 millió forint került kifizetésre az ügyfél által ilyen címen. E fogyasztó esetén egy 450 kVAr teljesítményű, több fokozatú fázisjavító berendezésre van szükség. Egy ilyen teljesítményű berendezés ára és telepítésének költsége nagyban függ attól, hogy melyik kivitelező cég végzi azt el, ezért nehéz pontosan megadni a beruházás megtérülési idejét, de az kijelenthető, hogy a beruházás költsége legfeljebb 1,5 millió forint.

Fűtési megoldások A magyarországi épületek energiafelhasználásnak majdnem 2/3-át teszi ki az épületek fűtésére fordított energia, az általunk készített tanulmányokban ezt a területet kizárólag villamos energia gazdálkodási szempontból vizsgáltuk. 2010 tavaszán egy olyan telephely felülvizsgálatát végeztük, ahol fűtőkábeles útfűtés volt telepítve 200 méter hosszan, amelyet egy egyszerű termosztát vezérelt, kiegészülve egy kézi kapcsolóval. Amikor a kinti hőmérséklet +5 °C alá esett, az útfűtés bekapcsolódott. Ennek következtében szinte a teljes fűtési szezon alatt üzemelt, megnégyszerezve a telephely villamosenergia fogyasztását. A fogyasztásnövekedésből számolva hozzávetőlegesen 100 kW teljesítményűre becsültük a rendszert. A probléma megoldására egy teljes automatika rendszert java-

Alagút ventilátorok 3%

Tároló ventilátorok 19%

Folyadék szivattyúk 5% Világítás 2% Alsó fokozati kompresszorok 21%

Felső fokozati kompresszorok 36%

Üzemtől független fogyasztók 1% Hűtő, tároló ventilátorok 6%

1. ábra. Hűtőház fogyasztásának megoszlása

22

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Bárány P., Dr. Raisz D., Hartmann B., Vokony I., Dr. Kiss P., Gregorich G., Mátyus R.: Nagyfogyasztók energetikai auditálásának tapasztalatai soltunk, amely az érzékelők által regisztrált időjárási helyzetképet kiértékeli, szükség esetén beindítja a fűtést, majd száradás vagy az időjárás változásával leállítja azt. Az eszköz nem csupán a kinti levegő hőmérsékletét figyeli, hanem az érzékelők segítségével a fűtendő felület hőmérsékletét és nedvességét is. Amennyiben a terület útfűtése a jelenlegi rendszerrel történik, kiegészülve az előbb ismertetett vezérlőegységgel – az automatika kompatibilis minden meglévő fűtőkábel rendszerrel – éves szinten közel 129 MWh-val csökkenne a villamosenergia-fogyasztás, mely több milliós megtakarítást eredményezne. Az automatika és a hozzá szükséges érzékelők ára százezres nagyságrendű, mely már egy fűtési szezon alatt megtérül. Az elmúlt időszakban végzett auditálásaink során több helyen is találkoztunk olyan energiahatékony fűtési megoldásokkal, melyekhez az adott vállalat technológiai tulajdonságait használták fel. Nagyszerű példa erre egy közétkeztetéssel foglalkozó vállalat és egy műanyag-feldolgozó üzem, ahol ugyanazt a fűtési megoldást választották költségeik csökkentésére. Mindkét helyen a berendezések – gőzüstök, illetve fröccsöntő gépek – működtetésére szolgáló gőzt hasznosították olymódon, hogy a gépek elmenő ágában lévő nagynyomású gőzt az épületek fűtési rendszerébe juttatják vissza, mely teljes egészében elegendő az épületek fűtéséhez, még a leghidegebb téli hónapokban is. Ennek köszönhetően a fűtési költségeiknek teljes egészét megtakarítják.

Nem megfelelő kihasználtság Egy hűtőházi telephelyen tapasztalt fő probléma a túlzott kihasználatlanság volt. Az ipari telep az 1970-es években épült, 20 éves üzemidőre tervezve a gépparkot. Az 1990-es évek elején a kompresszorok a kornak megfelelő újfajta csavarkompresszoros gépekre lettek cserélve. A 90-es években a telephely még feldolgozó, csomagoló és raktározó feladatokat látott el, melyből mára csak a raktározás maradt. Így a telephely teljes villamos gépparkja közel 50%os kihasználtsággal működik. Az ipari telep azóta több tulajdonos váltáson esett át, amely alatt mind az üzem ismerettel rendelkező szakemberek, mind az üzemi tervrajzok elvesztek. A jelenlegi műszaki vezető a kisebb potenciálok kihasználásával, mint a meddőteljesítmény kompenzálás, a csúcsteljesítmény lekötés, a fogyasztói szerződések újrakötése és a részbeni világításkorszerűsítéssel igyekszik gazdaságossá tenni az üzem működését. A nagyobb potenciálok azonban az üzemvitel újratervezésében rejlenek, amely tervezésnek ki kell terjednie mind a hűtési körfolyamatokhoz kapcsolódó villamos gépekre (kompresszorok, szivattyúk, ventillátorok), mind a hűtőház eredeti szigeteléseire, mind pedig a telephely térvilágítására és a hűtőkamrák megvilágítására. A telephely villamosenergia fogyasztásának 85%-át a hűtőház fogyasztása teszi ki (a többi a kazánház, irodaépületek, térvilágítás, porta fogyasztása), ezen belül pedig a fogyasztás megoszlását az 1. ábra szemlélteti. Vizsgálataink alapján a kompresszorok és ventillátorok üzemvitelének felülvizsgálata számottevő megtakarítást jelenthet.

Komplex modellezés Sajátságos vizsgálatokat igényelt egy magyarországi nagyáruház energetikai felülvizsgálata is. Az adatok elemzése és a méréseink alapján egy részletes, fogyasztói körökre lebontott fogyasztási modellt készítettünk. A villamos energiára vonatkozó energiamérleget négy különböző időhorizonton készítettük el (negyedórás, napi,

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

havi és éves bontás), melyek közül az első kettőt négyféle naptípusra határoztuk meg, ezek a nyári kedd, a nyári vasárnap, a téli kedd, és a téli vasárnap voltak. Az egyes villamos fogyasztói körök napi összes energiafogyasztását, a napi átlaghőmérsékletet és a napi vásárlószámokat felhasználva korrelációanalízist végeztünk, melynek alapján a fogyasztói köröket öt csoportra osztottuk. A hőmérsékletfüggő és látogatószámtól függő kör az összfogyasztás kb. 50%-át teszi ki. A hőmérsékletfüggetlen, de látogatószámtól függő körök elsősorban a helyben történő élelmiszerárusítással függtek össze (16%), míg számos hőmérséklettől és látogatószámtól egyaránt független kört is találhattunk (szünetmentes tápegységek, irodák fogyasztása stb., összesen 34%). Lineáris regressziót alkalmazva meghatároztuk a hőmérséklet- és látogatószám-függéseknek a matematikai modelljét nyárra (amikor a tényleges méréseket végeztük), majd ez alapján kerültek kialakításra a téli profilok is. Hasonló energiamérleg készült a gáz- és vízfogyasztásra, valamint a hulladékgazdálkodás felmérésére is sor került. A mérések alapján összesen 31 különböző megtakarítási javaslat került kidolgozásra, melyek akár egyenként, akár együttesen is bevezetésre kerülhettek az áruházban. A javaslatok széles spektrumon mozogtak – ennek radikálisabb szélén megtalálhatjuk például a megújuló energiaforrások alkalmazását, napelemek, napkollektorok, szélgenerátorok üzembe helyezését, de a saját villamosenergia-igényt kiszolgáló gázmotor beépítését is. Egy másik nagy csoportot jelentett az áruház hőmérséklet-felügyeleti rendszerének javítása. A javaslatot elsősorban az indokolta, hogy a frisslevegő hozzákeverés az áruházban fix beállítású volt, a maximális látogatószámot kiszolgáló paraméter-beállításokkal. Amen�nyiben a kisebb forgalmú órákban csökkenthető a hozzákeverés aránya, az csökkenti a levegő fűtésére/hűtésére fordítandó energiát is. Természetesen a hőgazdálkodás javításához számos más ötlet is hozzájárulhat, ilyen például a SolarWall hőcsapda rendszer, mellyel épülettől függően 20-50%-os fűtési energia megtakarítás is elérhető, de az ajtónyitás szabályzásának megfelelő beállítása is hozhat előnyöket. A megfogalmazott ötletek harmadik csoportját jelentették az áruház pékségére koncentráló javaslatok; a sütőkemencék hulladékhőjének hasznosítása hőcserélőn keresztül, a pékség levegő elszívásának bevonása az áruház fűtésébe stb. (Az itt keletkező használt sütőolaj elégetése is felmerült lehetőségként – egy gyorsétteremben végzett vizsgálatainkhoz hasonlóan.) Az egyes ötletekhez természetesen minden esetben részletes gazdasági számítások készültek, a beruházási- és üzemelési költségek, a megspórolható energiaforrások árának és más adatoknak a figyelembe vételével, végeredményként az egyes beruházások várható megtérülési idejét számítva. Utóbbiak alapján a megrendelő az egyes ötletek alkalmazásáról a többitől függetlenül dönthet – kiválasztva a számára legértékesebb javaslatokat – de természetesen figyelembe vettük az egyes javaslatok egymásra gyakorolt „kereszthatásait” is.

Összefoglalás Még a műszaki szakemberekkel rendelkező nagyfogyasztóknak is érdemes telephelyeiken energetikai felülvizsgálatot végeztetniük, hiszen az általunk készített 13 darab nagyfogyasztói audit során átlagosan több millió forint nagyságrendű megtakarítást eredményező javaslatokat készítettünk. Ezúton is megköszönjük a Budapesti Elektromos Művek Audit csoportjának a munkák egy része során nyújtott segítségét.

23


TÖ RTÉ N E LM I V I S S ZATE K I NTÉ S

Energiagazdálkodásunk időszerű kérdései

1

Írta dr. sc. techn. Heller László An einem schematischen Diagramm der Landes-Energiebilanz zeigt der Verfasser die Umsetzung der Brennstoffenergie und der Wasserkraft in Wärme- u. Elektrizität. Auf Grund der Energiebilanz werden die anzuwendenden Energieumsatzformen bezeichnet, damit an Wirtschaftlichkeit des Systems ein Höchstmass erreicht werden soll.1 Als wichtigste Aufgaben sind zu nennen: die Modernisierung der Kondensationskraftwerken, der Ausbau von Gegendruck-Kombinationen auf breiten Basis – z. B. durch die Einführung von AbsorptionsKühlanlagen – endlich die Ausnützung der Umgebungswärme mittels Wärmepumpen. Der zweite Teil des Aufsatzes befasst sich mit aktuellen Problemen des rasch anwachsenden ungarischen Energiebedarfes. Diese sind: die Frage der Spitzendeckung in Verbindung mit der Schaffung von Speicherwerken für Wasser und Dampfkraft. Schliesslich weist der Verfasser auf die dringende Notwendigkeit der Einführung von Gasturbinen in die inländische Energiewirtschaft, mit Rücksicht auf die besondere Eignung der Gasturbine für Industrie- und Spitzenkraftwerke, sowie zur Verwertung der einheimischen Erdgasvorkommen mit niedrigem Heizwert. Egy ország termelésének gazdaságosságát döntő módon befolyásolja az energiagazdálkodás. Az energiagazdász feladata gondoskodni arról, hogy a termelés által szükségelt energiának úgy az előállítása, mind annak az egyes szektorokban történő felhasználása a leggazdaságosabb módon történjék. Ez a feladat két főszempontból bír fontossággal. Az egyik szempont, hogy az olcsón termelt és célszerűen felhasznált energia csökkenti a termelési költségeket, a másik pedig, hogy kíméli a rendelkezésre álló energiakincseket. Ha feltételezzük, hogy a magyar szénkincs a jelenlegi fogyasztás mellett 50-60 évig fedezi szükségleteinket, úgy ez azt jelenti, hogy, ha a fogyasztóhelyek megnövelése esetén nem vigyázunk a helyes energiagazdálkodás alapelveinek keresztülvitelére, akkor ez az idő akár 30 évre is lecsökkenhet. A helyes energiagazdálkodás leggondosabb megválasztásával viszont elérhetjük, hogy a szénkincsünk, még a fogyasztási helyek megnövelése esetén is, akár 80 évig is fedezze a szükségletet. Ugyanekkor döntő fontosságú egy ország ipari életében az is, hogy saját nyersanyag- és energiabázissal rendelkezzék. Minél tovább tart tehát a rendelkezésünkre álló szénmennyiség, annál tovább tart az a periódus, amely a helyes gazdálkodást biztosítja. A helyes energiagazdálkodásnak tehát egyrészt olcsóbbá kell tennie a termelést és ezzel közvetve az életnívót emelnie, másrészt biztosítani kell a szükséges energiabázist, mint a termelés egyik alapját. Különös jelentőséget ad hazai energiagazdálkodásunknak az a körülmény, miszerint – egyéb szempontoktól vezéreltetve – mindinkább a gyengébb minőségű szenek használatára kell szorítkoznunk. A gyengébb minőségű szeneknek nagyobb arányban való felhasználása viszont az átlagos fűtőértéket fogja csökkenteni. Ez lényegében azt jelenti, hogy az energiával való helyes gazdálkodás még sokkal fontosabb szerepet fog betölteni nemzetgazdaságunkban. A kibányászott szén termelési önköltsége általában ugyanis nem áll arányban annak fűtőértékével, hanem sokkal inkább annak súlyával. Így tehát a gyengeminőségű szenek fűtőértékére vonatkoz1

A szerzőnek a Magyar Tudományos Akadémia 125 éves fennállása alkalmából rendezett ünnepi héten 1950. november 30-án elhangzott előadása. Első közlésként megjelent a Magyar Energiagazdálkodás 1951. 4. évf. 1. számában. Rövidített változat. Teljes terjedelemben a www.ete-net.hu honlapon olvasható.

24

tatott költsége magasabb, mint a nagyobb fűtőértékű szeneknél és így, ha az energiagazdálkodási vonalon nem igyekszünk ezt a drágító tényezőt megfelelően ellensúlyozni, akkor egész gazdálkodásunkat az energiafaktor drágítani fogja. Ahhoz, hogy az energiagazdálkodás feladatait közelebbről megismerhessük, ismerni kell az ország energiamérlegét. Az energiamérlegnek lényegében két oldala van. Az egyik oldalon vannak a rendelkezésre álló energiaforrások, a másik oldalon a kielégítendő energiaigények. A feladat tehát az igények olymódon való kielégítése, hogy az energiaforrások a lehetőség szerint a legkisebb mértékben vétessenek igénybe. Az energiahordozók átalakításánál és az energia felhasználásánál fellépő veszteségek tehát a minimumra szorítandók. Természetesen ugyanekkor figyelembe kell venni azt is, hogy az energiaforrások közül elsősorban a kevésbé értékes, vagy könnyebben megszerezhetők kerüljenek felhasználásra. Ugyancsak nem szabad szem elől téveszteni az összgazdaságosság kérdését sem. Nem lenne helyes például az energiaforrásokkal való takarékoskodás akkor, ha az más vonalon több munkát igényelne, mint amennyit energiában megtakaríthatunk. Az energiagazdásznak tehát, az energiahordozókon kívül, a munkával is takarékoskodnia kell, ami lényegében azt jelenti, hogy az energia átalakításánál és felhasználásánál szükséges befektetések összhangban legyenek az elért eredménnyel. Lényegében az energiaköltség és a felhasznált munkaérték összegeinek kell mindig az optimális értéket adnia. Az 1. sz. ábra sematikusan ábrázolja egy ország energiaátalakításának és felhasználásának képét. A H-val jelzett víztartály jelképezi az ország rendelkezésére álló vízienergiát. Magyarország a felhasználható vízi-energiák tekintetében szegénynek mondható. Nem rendelkezünk kellő magasságban tárolható nagy víztömegekkel és folyamaink is túlnyomórészt kisesésűek. Nagyobb vizi-erőművel nem rendelkezünk. Néhány pár száz kW teljesítményű vizi-erőművünk van a Hernád és Rába folyóinkon. Legjelentősebbek közül való a kesznyéteni vizi-erőmű, amely a Hernád folyó energiáját hasznosítja 4400 kW maximális teljesítménnyel. A közeljövőben készül el a Tiszán (Tiszalöknél) épített duzzasztómű, amelyhez kapcsolódó vizi-erőmű teljesítménye ca 10 000 kW lesz, mely a Tiszának a duzzasztás folytán előállított 5,5 m esését fogja hasznosítani. Ez lesz egyelőre legnagyobb vizi-erőművünk. Bár még néhány nagyobb lehetőséggel is rendelkezünk, az ország energia-gazdálkodásában a vizi-energiának csak alárendelt szerep juthat. Az S betűvel jelölt szénkupac jelképezi az országban fellelhető valamennyi egyéb tüzelőanyagban rejlő energiaforrásokat. Végül a P betűvel jelzett hullámvonalak jelzik a környezetünkben (folyóvizekben és a levegőben) rejlő energiát. Az ábrán lévő kör jelzi az ország különböző energiafogyasztóit, az egyes, különböző módon vonalkázott, szektoronként. A fehér (1) szektor jelzi a villamos-energiafogyasztást, a vonalkázott (2, 3, 4) szektor pedig a hőenergia-fogyasztást. Az egyszerűen vonalkázott (2) rész jelzi azokat a hőfogyasztókat, amelyek a szükséges hőenergiát közvetlenül tüzelőanyag formájában igénylik. A függőlegesen vonalkázott (3) szektor jelzi azokat a fogyasztókat, amelyeknek hőenergia-igényét hőerőgépek fáradtmelegével elégítik ki, elsősorban tehát az ellennyomásos gőzgépek fáradtgőzével fűtött berendezések. Végül a vízszintesen vonalkázott (4) szektor ábrázolja azokat

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Heller L.: Energiagazdálkodásunk időszerű kérdései a hőenergiafogyasztókat, amelyeket hőszivattyú berendezések látnak el energiával. A szektorok nemcsak magát a fogyasztott energiát, hanem az energia szállításával és felhasználásával kapcsolatos valamennyi veszteséget is tartalmazzák. A rendelkezésre álló vízi-energiából a Qv vízi-energia kerül felhasználásra a VT vízturbinában, mellyel V1 villamos-energiát termelnek. Ugyanekkor a Qt felhasznált tüzelőanyag-energiának egy része (Q1) fáradtmelegértékesítése nélkül dolgozó hőerőgépben (KT) kerül felhasználásra. Tekintettel arra, hogy Magyarországon az ilyen rendszerű gépek túlnyomó többsége kondenzációs gőzgép, azért itt ennek sematikus ábráját alkalmazzuk. A kondenzációs veszteségeket (Qk) mint a folyóvizeket (D) fűtő melegmennyiséget ábrázoljuk. Ezen erőgépek által termelt villamos-energia (V2) a vizi-erőművekben termelt V1 energiával együtt, az elektromos hálózatot táplálja. A tüzelőanyagok másik része (Q2) részben a tüzelőanyagot közvetlenül felhasználó fogyasztókhoz jut (Q3), részben pedig a hulladékmeleg-értékesítéssel dolgozó hőerő-gépeket (ET) szolgálja ki (Q4). Ez utóbbi erőgépek (melyeket a sémában ellennyomásos gőzgépként ábrázolunk) által termelt villamos-energia (V4) a hálózatba jut, míg a hulladékmelegként hasznosított energia (Q5) a megfelelő fogyasztói szektort táplálja. A környezetben rejlő energiák kihasználására szolgáló hőszivattyú (HSz) Qp melegmennyiséget von el a környezettől V5 elektromos-energia felhasználásával, majd a termelt hőenergiát (Q6) a fogyasztói szektorhoz juttatja. Ha tehát az energiagazdálkodás feladatául azt a célt tűzzük ki, hogy a tüzelőanyag-forrásainkkal minél takarékosabban bánjunk, úgy a sematikus ábra minden további nélkül mutatja a tennivalókat. Az energia felhasználása és szállítása során fellépő veszteségek értékének csökkentése természetesen minden további nélkül csökkenti a felhasznált energiamennyiségeket. Ezeknek a veszteségeknek csökkentése azonban általában nem annyira energiagazdálkodási, mint elsősorban konstrukciós feladat. Az energiagazdász számára két lehetőség kínálkozik a tüzelőanyagfogyasztás csökkentésére. Az egyik feladat a Qv – és Qp – értékeknek a megnövelése, ami általa Qt – érték megfelelően csökken, a másik feladat pedig a Qk – értéknek csökkentése. Az első lényegében azt jelenti, hogy fokozni kell vizierőinknek, valamint a hőszivattyú adta lehetőségeknek kihasználását, a második pedig, hogy a kondenzációban elvesző melegmennyiséget kell csökkentenünk. Ez utóbbi történhet olyképpen, hogy magát a kondenzációs rendszert javítva csökkentjük a kondenzációs veszteségeket, de történhet olyképpen is, hogy a hulladékmeleghasznosítással dolgozó gépek számát, elsősorban az ellennyomásos gőzgépek számát, a kondenzációs gépek rovására fokozni igyekszünk. Első feladatunk tehát a kondenzációs rendszer javítása. A kondenzációs erőműveink által termelt villamos energia átlagos tüzelőanyag-fogyasztása az 1949-es évben kereken 4700 kcal/kWó volt. Ezt az átlagértéket természetesen erősen befolyásolják azok a régi és kisebb teljesítményű erőműveink, amelyeknek leállítására, a még jó ideig fennálló teljesítményhiány miatt, egyelőre gondolnunk sem lehet. (Ennél a pontnál meg kell jegyeznem, hogy a villamos-teljesítmény hiánya a köztudatban általában mint valami kellemetlen hiányosság él. Ez azonban nem egészen így van és – bármennyire is kellemetlen bármily hiányosság – ez a hiányosság lényegében termelésünk gyors iramban való fejlődését mutatja. A termelés gyors fejlődését viszont az erőművek teljesítőképességének növelésével csak a legnagyobb nehézségek árán lehet követni. Míg ugyanis bármely legkomplikáltabb ipartelep egy-két év alatt elkészülhet addig egy 100-200 MW teljesítményű erőmű megépítéséhez 3-4 év szükséges. Nézetem szerint, tehát kétségbeesésre akkor lenne okunk, ha hirtelen teljesítményfelesleggel rendelkeznénk, mert ez nyilvánvalóan ipari kapacitásunk vissza-

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

1. ábra

esését jelentené.) A jelenleg tervezés, illetve építés alatt álló erőműveink fogyasztási értékei 3600 kcal/kWó körül mozognak, mely érték ugyan jelentékenyen javítani fogja a fent említett 1949. évi átlagot, de még mindig messze van azoktól az értékektől, amelyeket ma már egyes külföldi erőművekben elértek. Ennek oka részben abban keresendő, hogy a most épülő erőműveinknél sok megkötöttséggel kell számolnunk. így például a rövidre szabott terminusok következtében hazai iparunk meglévő konstrukcióit kell figyelembe vennünk, amely körülmény ugyan lehetővé teszi a művek rendkívül gyors elkészítését, de nem nyújt lehetőséget ugyanakkor a legutolsó kivitelnél még korszerűbb megoldásokra. Új erőműveinknél már alkalmazzuk a kondenzációs rendszert legnagyobb mértékben javító nagy gőznyomásokat és gőzhőfokokat, valamint az ezek által lehetővé váló regeneratív tápvízelőmelegítést. Legközelebbi erőműveinknél azonban a jelenleg alkalmazott 80 atmoszféra gőznyomás és 500 °C gőzhőfok fölé kell mennünk. Ez természetesen önműködően szükségessé teszi a közbenső túlhevítés bevezetését is, hogy az utolsó fokozatokban a nagy gőznyomás következtében adódó gőznedvességet elkerülhessük. A közbenső túlhevítés azonban nemcsak elkerülhetővé teszi a nagy gőznyomás alkalmazásával mutatkozó ezen hátrányt, hanem egyszersmind javítja a rendszer termikus hatásfokát is. ....... Energiagazdálkodásunk legfőbb alapelveként tehát leszögezhető, hogy az oly ipari üzemek, melyeknek gőzfogyasztása az 5-10 t/ó értéket meghaladja, az ipari célokra szükségelt gőzmennyiséget ne a felhasználási helyen igényelt üzemi, vagy azt kevéssel meghaladó nyomáson, hanem magasnyomáson termeljék és így az ezen magasabb nyomáson termelt gőzt megfelelő ellennyomású gépen keresztülvezetve, hulladékenergiaként elektromos-energiát termeljenek. Nem elegendő természetesen, csupán az alkalmazott kazánnyomások megemelése, hanem rendkívül fontos feladat ezzel egyidejűleg az is, hogy az ipari üzemek technológiája olyképpen alakíttassék ki, hogy a tényleg szükségelt üzemnyomás minél alacsonyabb legyen és ezáltal az elhasznált gőzmennyiségből minél több villamos energiát nyerhessünk ki. Az országos hálózattal kooperáló ellennyomásos ipari erőművek tehát olyképpen alakítandók ki, hogy a gépekben az adott körülmények között lehetséges legnagyobb hőesés használtassék ki. Természetesen, nem elégedhetünk meg azokkal a lehetőségekkel, amelyek a meglevő iparvállalatokkal már rendelkezésünkre állanak, hanem igyekeznünk kell olyan kisebb gőzfogyasztó egységeket összehozni, amelyeknek egyenkénti gőzszükséglete a feljebb említett 5-10 t/ó értéket nem éri el, de amelyek együttes fogyasztása viszont ezt az értéket nemcsak eléri, de esetleg jelentősen meg is haladja. Ezeknek a kis fogyasztóknak csoportos ellátására közös fűtőerőműveket kell létesítenünk, melyek ugyancsak tiszta ellennyomásos rendszerben dolgozva részben ellátják közeli fogyasztóikat, részben hulladékenergiaként elektromos áramot ter-

25


Heller L.: Energiagazdálkodásunk időszerű kérdései melnek a hálózat részére. Ilyen fűtőerőműveket létesíthetünk egymástól nem távol fekvő kis gőzfogyasztású ipartelepek központos ellátására, de létesíthetünk ilyeneket akár csak tisztán fűtési szükségletek ellátására is. Különösképpen lehetőség nyílik ilyen tisztán fűtési célokat szolgáló fűtőerőművek létesítésére az új lakótelepek építésénél, melyeket már eleve erre a rendszerre építünk meg. A legegészségesebb megoldás természetesen, ha két lehetőséget kombináljuk és a hőenergiát kizárólag fűtési célra igénylő fogyasztókkal egyidejűleg ipari fogyasztókat is ellátunk a fűtőerőműből. Maga a fűtőerőmű ilyenkor valamelyik ipartelepen létesül, ami üzemeltetési szempontból természetesen előnyt jelent. További előnye ezen kombinációnak, hogy amíg a tisztán fűtési célokra szolgáló fűtőerőmű csupán a fűtési idényben lehet üzemben, addig ha az egyúttal iparvállalatokat is ellát, egész évben üzemben tartható. Az ellennyomásos rendszerben való energiatermelés a kalorikus úton történő energiatermelés leggazdaságosabb módja. Az 1200 kcal/ kWó tüzelő-anyagfogyasztási érték az 1 kWó hőegyenértékén, 860 kalórián, kívül csupán a gőzfejlesztés elengedhetetlen veszteségeit (kazánhatásfok), a turbogenerátor-csoport mechanikai, illetve a generátor melegedési veszteségeit és a segédberendezések energiafogyasztását tartalmazza. Tekintve az ellennyomásos rendszer ezen rendkívüli gazdaságosságát, elsőrangú feladata energiagazdálkodásunknak, minél több lehetőséget teremteni ezen rendszer alkalmazására. Nem elégedhetünk meg tehát csupán a rendelkezésre álló nagy gőzfogyasztóknál, vagy az esetleg egy csoportba hozható kisebb fogyasztóknál történő alkalmazásával, hanem törekednünk kell új alkalmazási lehetőségek feltárására is. Ezzel kapcsolatban példaképpen megemlítem az abszorpciós rendszerű ipari hűtőberendezéseknek bevezetését és annak minél szélesebb körben való alkalmazását. Magyarországon eddig ugyanis hűtési célokra csakis a kompressziós-rendszert alkalmazták, mely hajtó-energiaként kizárólag csak elektromos áramot igényel. A kompressziós eljáráson kívül azonban van egy másik hűtési rendszer is az abszorpciós eljárás, mely hajtóenergiaként, egy elhanyagolható kis árammennyiségen kívül, kizárólag csak hőenergiát igényel és pedig alacsony nyomású gőz (1-2 ata) formájában. Ha az ötéves terv előirányozta nagyszabású hűtőházépítési feladatokat abszorpciós berendezésekkel oldjuk meg, akkor egy újabb nagy gőzfogyasztó ipart teremtettünk, melynél megint csak alkalmazhatjuk az ellennyomásos-rendszerben történő energiatermelést. Az új hűtőházak tehát abszorpciós berendezéseket kapnának, de az ahhoz szükséges és alacsonynyomáson igényelt gőzt, nagynyomáson termeljük, mely gőzmennyiség az ellennyomásos gőzgépeken keresztül való expanzió után jut az abszorpciós berendezésekbe. Ily módon tehát egy egész iparágat állíthatunk át az energiagazdálkodás szempontjából való helyesebb termelési rendszerre és így további villamos-energia mennyiséget tudunk, kondenzációs helyett, ellennyomásos rendszerben termelni. A rentabilitási számítások egyébként azt mutatják, hogy nemcsak jelentékeny szénmennyiségeket tudunk ily módon megtakarítani, hanem a hűtőtelepek befektetési költségei is alacsonyabbak lesznek. Az országos energiamérleget ábrázoló sematikus ábrát követve, megállapíthatjuk, hogy a tüzelőanyag-forrásainkkal való takarékoskodás érdekében igyekeznünk kell az ellennyomásos rendszer mellett a hőszivattyú-rendszernek kiépítésére. A hőszivattyús rendszer energiabázisául a környezetünkben (levegőben és vízben) lévő kifogyhatatlan melegmennyiségek szolgálnak. A hőszivattyúval táplált fogyasztók tehát tüzelőanyag helyett a korlátlan mennyiségben rendelkezésre álló környezet-energiából táplálkoznak. Az alacsony hőfokszinten fekvő energiát azonban mechanikai munka végzésével tudjuk csak a fogyasztó által igényelt magasabb hőfokszintre emelni. Ilymódon felmerül tehát a kérdés, hogy vájjon gazdaságos-e Magyarországon, mint csaknem kizárólag kalorikus bázissal rendelkező országban, a tüzelőanyagból termelt energiát

26

hőszivattyúk hajtására fordítani. Míg vízi-energiákkal rendelkező országokban minden további nélkül megállapítható, a hőszivattyú esetenkénti gazdaságossága, addig nálunk természetesen minden egyes esetben szigorú vizsgálat alá kell vonni a hőszivattyú alkalmazásának kérdését. Nem vitás azonban, hogy igen nagy számban fogunk olyan eseteket találni, melyek a leggondosabb vizsgálat után is célszerűnek fognak mutatkozni a hőszivattyú alkalmazására. Ezekre a vizsgálatokra egyébként megfelelő metódusokat dolgoztam ki, melyek a Bauer-féle diagrammok segítségével – amelyek az energiagazdálkodási folyamatokat vektorálisan kezelik – lehetővé teszik minden egyes esetben annak maradéktalan eldöntését, hogy a szóbanforgó esetben a hőszivattyú alkalmazása gazdaságos-e.2 Itt most csak arra szorítkozom, hogy egy egyszerű példával illusztráljam, hogy milyen természetű megfontolásokat kell követnünk ahhoz, hogy a szóbanforgó kérdésre feleletet kapjunk. Tételezzük fel, hogy valamely hőfogyasztó berendezés például 4 ata nyomású fűtőgőzt igényel a szabványos megoldás esetén. A szükséges gőzmennyiséget előállíthatjuk ily esetekben tiszta ellenyomásos rendszerben, mikor is az ellennyomásban termelt villamos-energiát a hálózat rendelkezésére bocsátjuk és így azt a kondenzációs rendszerben termelt energia helyett a lényegesen olcsóbb (cca 1200 kcal/kWó) hulladékenergiával tápláljuk. A nyereség ez esetben tehát az ellennyomásban termelt kilowattórák száma szorozva a kondenzációs erőműben kilowattóránként felhasznált szénmennyiségnek az 1200 kcal/kWó értéket meghaladó részével. Ha a szóbanforgó hőfogyasztó részére ezzel szemben részben hőszivattyúval kívánjuk szolgáltatni a szükséges energiát, úgy a szóbanforgó hőfogyasztó-berendezést oly módon osztjuk meg, hogy annak egy részét továbbra is gőzzel tápláljuk, míg a fennmaradó részét azzal a hőszivattyúval, amelyhez szükséges mechanikai energiát a másik rész által fogyasztott gőzmennyiség egy ellennyomásos gépben leexpandáltatva szolgáltat. Ebben az esetben a megtakarítás a szénfogyasztás oly arányú csökkenése, mint amilyen arányt az egész rendszerben a hőszivattyú által üzemeltetett rész képvisel. A végső döntéshez tehát nem kell mást tennünk, mint hogy a két esetben mutatkozó szénmegtakarítások értékét egymással összevetjük. Még egyszerűbben megfogható a kérdés a példa szerinti esetnek az alábbi gondolatmenet szerinti követésével: Tételezzük megint csak fel az első megoldást olyképpen, hogy a szóbanforgó hőfogyasztó a 4 ata nyomáson igényelt gőzmennyiséget, mint az előbbi esetben, egy ellennyomásos gépből kapja és az ellennyomásban termelt áramot a hálózatnak bocsátja rendelkezésére. Ha most ezt a hőfogyasztót a gőzzel való táplálás helyett, teljes egészében hőszivattyú-rendszerre alakítjuk át, úgy lényegében nem kell mást csinálnunk, mint a szóbanforgó ellennyomásos gép után egy kondenzációs kisnyomású részt kapcsolni. Ha már most ez a kisnyomású kondenzációs rész nem termel annyi mechanikai energiát, mint amennyit a hőszivattyúberendezés igényel, akkor nyilvánvalóan a hőszivattyú-megoldás nem helyén való. Ha azonban a kisnyomású gép több energiát termel mint a hőszivattyú fogyasztása, úgy a hőszivattyú alkalmazása a szóbanforgó esetben energiagazdálkodási szempontból nyilvánvalóan jobb eredményt ad, mint a klasszikus megoldás. A nagynyomású gép ugyanis 4 ata nyomásig expandáltatva változatlanul ugyanannyi villamos-energiát fejleszt, mint a gőzfogyasztás esetén, az alacsonynyomású rész viszont ugyanekkor 4 ata nyomásról kondenzátornyomásra expandáltatva több áramot termel, mint amennyire a hőszivattyúnak szüksége van és így azonos szénmennyiség felhasználása mellett – a hőszivattyúrendszer alkalmazásánál – több villamos-energiát juttathatunk a hálózatnak. Az országos energiamérleg sematikus ábráját tekintve, a tüzelőanyagforrásainkkal való takarékoskodásnak utolsó lehetősé2

Dr. sc. techn. L. Heller: Die Bedeutung der Warmepumpe bei thermischer Elektrizitatserzeugung. Budapest, Egyetemi Nyomda, 1948.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Heller L.: Energiagazdálkodásunk időszerű kérdései géül a vizi-erőműveink fokozottabb kiépítése szolgál. Itt elsősorban a természetadta lehetőségeink szabják meg a határt. Sajnos ezek a lehetőségek azonban igen korlátozottak és ha a jövőben erre az irányzatra nagyobb súlyt is fektetünk, problémáinkat csak kis mértékben fogja csökkenteni. A vízi-energiának kihasználására egy speciális vonatkozásban még a későbbiek során ki fogok térni. Energiagazdálkodásunknak a tüzelőanyaggal való takarékoskodáson kívül másik legsúlyosabb problémája a rendelkezésre álló erőművi teljesítmények szűkös volta. Ennek a problémának a lényege abban rejlik – amint arra már az előbbiekben utaltam –, hogy iparunk és ezzel az ország energiafogyasztása rendkívül nagy tempóban fejlődik és még esztendőkig fog tartani, míg azt az új erőművek építésével utolérhetjük. Ez a probléma, mely »csúcs-kérdés« néven ismeretes, lényegében abban nyilvánul meg, hogy bár erőműveink összes teljesítőképessége lényegesen felette van az átlagos igényeknek, az úgynevezett csúcsfogyasztási időkben csak nagy nehézségek árán képes biztosítani az igényeket. Így tehát a nehézségeken való segítésnek lényegében kétoldali lehetőségei vannak. Az egyik a fogyasztói oldalon, a másik a termelői oldalon van. A fogyasztói oldalról a probléma ugyanis, ha nem is teljes egészében, de nagyrészt megoldható. Üzemeink eddig nem törődtek ezzel a kérdéssel, mivel ilyen irányú probléma ezideig részükre még nem merült fel, s ilyen vonatkozásban eddig legfeljebb annyit tettek – amennyiben arra egyébként módjuk volt –, hogy igyekeztek az éjjeli olcsó tarifát kihasználni. Annak érdekében, hogy a csúcs-kérdés a termelést károsan ne befolyásolhassa, a kormányzat rendeletet hozott, mely az iparvállalatokat oly intézkedésekre szólítja fel, melyek alkalmasak arra, hogy a csúcsidőben történő energiaigényüket a lehetőség szerint, tehát a termelés veszélyeztetése nélkül, a legszükségesebb mértékre csökkentsék. Ilyen intézkedések, az üzemek természete szerint, a legkülönbözőbbek lehetnek, mint például az egyes műszakok közötti terhelés kedvezőbb elosztása, új műszakok beállítása, gondoskodás arról, hogy egyes periodikusan üzemeltetett berendezések üzeme lehetőleg a csúcsidőn kívül kerüljön, üzemkezdési időpontok eltolása és még nagyon sok más kisebb-nagyobb célirányos intézkedés. Az üzemekben keresztülvitt csúcscsökkentési intézkedések természetesen nemcsak azt fogják eredményezni, hogy erőművi rendszerünk fennakadás nélkül fogja tudni a fogyasztói igényeket kielégíteni, hanem közvetve szénmegtakarítást is eredményez. Az erőművek gazdaságossága egyenletesebb kihasználásnál ugyanis lényegesen jobb, mint ingadozó üzemnél és így ez a változás feltétlenül tüzelőanyagmegtakarításban is javítani fogja a helyzetet. Amíg a fogyasztói oldalon mindent el kell követnünk a csúcsok »lefaragása« érdekében, ugyanakkor gondoskodnunk kell természetesen arról is, hogy közüzemi erőműveink részére minél nagyobb kisegítést nyújtsunk a csúcsidőben. ............ A csúcserőmű-kérdésnek igen érdekes megoldására nyílik lehetőségünk megfelelő vízi-erőmű létesítésével. Köztudomású, hogy vízi-energiában gazdag országok gyakran létesítenek úgynevezett tároló-erőműveket. Ezeknek lényege abban áll, hogy a folyami erőművek a gyengébb kihasználási időszakokban (tehát elsősorban éjjel) megfelelő vízmennyiségeket szivattyúznak fel magasan fekvő vízgyűjtőkbe, ahonnan azután ezek a víztömegek a csúcsidőkben megfelelő gépeken keresztül lebocsátva adják le teljesítményüket. Ilymódon tehát az éjszaka is rendelkezésre álló, de nem igényelt folyami vízi-energiát elraktározzák azokra az időszakokra, amikor viszont a fogyasztói igény meghaladná a momentán rendelkezésre álló kapacitást. Ebben a pillanatban ugrik be segítségül az úgynevezett tárolómű, mely azután ebben az időszakban hasznosítja az éjszaka folyamán felhalmozott energiát.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

Hydraulikus szakembereink nálunk is kidolgozták egy ilyen tárolóműnek terveit, mely egy a Dunán létesítendő vízierőművel kapcsolatosan létesülne oly módon, hogy az éjszakai órákban ez a folyami erőmű a vizet egy kb. 400 m magasan fekvő, mesterségesen létesített tárolómedencébe nyomja fel, ahonnan ez a víztömeg azután a csúcsidőben kerülne lebocsátásra a megfelelő turbinán keresztül. Tekintettel arra, hogy a tárolómű lényegesen hamarabb és lényegesen egyszerűbb, illetve olcsóbb eszközökkel készülhet el, mint maga a folyami erőmű, felmerült az a kérdés, hogy nem volna-e célszerű magát a tárolóművet mindenképpen a legsürgősebben megépíteni és a feltöltéshez szükséges szivattyúmunkához az energiát kalorikus erőműveinkből venni, melyek azt az éjszakai gyenge kihasználási periódusban termelnék. A vizet ezek szerint az éjszakai órákban a hálózatból vett energiával szivattyúzzák fel a tárolómedencébe és a csúcsidőkben eresztenék azt le és nyújtanának kisegítő teljesítményt a hálózatnak. Ezzel az elgondolással kapcsolatban, a gazdaságosságot illetően, a szakértők nem tudtak egyöntetű álláspontra jutni. Időközben azonban egy egészen más célból végzett tanulmány során olyan új szempontokat nyertünk, amelyek ezt a kérdést egészen más megvilágításba helyezik és szükségessé teszik, hogy a kérdéssel újra foglalkozzunk, mivel tisztán energia-gazdálkodási szempontból magának a tárolóműnek egyedül való megépítése is feltétlenül célszerűnek látszik. . . . . . . . . . . . . .. .. . A fent ismertetett tanulmányból nyert értékek rendkívül értékesek számunkra a szóbanforgó tárolóművel kapcsolatban. A kinyert számok ugyanis azt mutatják, hogy ha az éjszakai gyenge terhelésű időszakban a tárolómű szivattyútelepének hajtására villamos-energiát vennénk a hálózatból be, úgy ez a plusz-teljesítmény rendkívül alacsony fajlagos szénköltséggel volna termelhető. Ha figyelembe vesszük ugyanekkor a tanulmány – másik rendkívül érdekes eredményét, mely szerint a maximális kapacitásához közel járó igen kiváló erőmű (optimális terhelésnél ~3000 kcal/kWó fogyasztással) közel 6000 kcal/kWó fajlagos szén-fogyasztással termeli a csúcsként jelentkező plusz-teljesítményt, úgy minden további nélkül nyilvánvaló, hogy – még az átalakítási veszteségeket is figyelembe véve – a hydraulikus tároló erőmű végső fokon tüzelőanyag-megtakarítást eredményez. Egy ilyen tároló-erőműnek a létesítése amellett, hogy erőművi rendszerünk kapacitását növelné, egyidejűleg tehát még tüzelőanyag megtakarítást is eredményezne! A tanulmány egyébként a csúcserőművek kérdésével kapcsolatosan még egy érdekes körülményre derít világosságot. Csúcserőműveket – mint feljebb említettem – igyekeznek mindig a hatásfok rovására olcsóbbítani. A csúcserőművek rövid üzemideje ugyanis indokolttá teszi a befektetési költségekben való takarékoskodást a hatásfok rovására, mivel az esetleges többlet-szénfogyasztás értéke – tekintettel a rövid üzemidőre – sokkal kevesebbet tesz ki, mint az amortizációs költségekben mutatkozó megtakarítás. a tanulmány azonban fényt derít most arra a körülményre, mely szerint az egyébként sokkal rosszabb hatásfokú csúcserőművek sem fogyaszthatnak általában több tüzelőanyagot, mintha az ezen csúcsidőben az egyébként jó hatásfokú erőműnek kellene a plusz-teljesítményt szolgáltatni. Végső konklúzióként meg kell tehát állapítanunk, hogy a csúcserőművek létesítése általában olcsóbbá teszi a teljesítmény-kiépítést anélkül, hogy az össz- szénfogyasztást kedvezőtlenül befolyásolná. .......... Hőenergia-gazdálkodásunk időszerű problémái – mint az előadottakból látható – igen sokrétűek és szerteágazóak. Ezzel egyidejűleg azonban azt is megállapíthatjuk, hogy az egyes problémákra mindenütt megtaláljuk a megfelelő megoldást és a helyesen felépített energiagazdálkodásunk lehetővé fogja tenni a szénkincsünkkel való takarékos gazdálkodását.

27


MAGYAR S ZABADALMAK

Heller László leghíresebb találmányáról – szabadalmak tükrében Végh László jogi szakokleveles mérnök, laszlo.vegh@hipo.gov.hu Heller-Forgó®-féle indirekt száraz erőművi hűtőrendszer – Heller-System néven – ma is világszerte ismert. A magyar feltalálók (Heller László és Forgó László) találmányain alapuló megoldás egyaránt alkalmas a jelen hőerőműveinek, atomerőműveinek, illetve a jövő nap-, illetve bioerőműveinek gőzciklusos hűtésére is, különösen ott, ahol hűtési célra víz nem áll rendelkezésre. Ha csak a napenergia felhasználására gondolunk, könnyen belátható, hogy ahol a legnagyobb mennyiségben áll rendelkezésre a napfény, éppen ott általában kevéssé találunk nagy mennyiségben hűtővizet – például a sivatagokban. Nem véletlen, hogy az Egyesült Államokban, amelynek napsütötte, sokszor kietlen déli területein bőven lenne tér a környezetbarát erőművek létesítésére, feltámadt az érdeklődés a megoldás iránt. Környezetvédelmi szakmai blogokon folytatott eszmecserék mutatják, hogy az „alacsony vízfogyasztás titká”-nak birtokában egy sivatagi napenergia-erőmű jó hatásfokkal megvalósítható (lsd. Források és hivatkozások). Pedig szinte ez az egyetlen nagy ipari ország, ahol eddig nem épültek Heller-féle hűtéssel erőművek. A sivatagi helyszín azonban feloldaná azt a problémát, amely „amerikai földön” a Heller-System alkalmazásának legfőbb akadálya lehetett a hagyományos erőművi helyszíneknél: a rendszer üzemeltetése által igényelt nagy levegőmennyiség megmozgatásához szükséges szokatlanul nagyméretű hűtőtornyok a lakosság ellenkezésével találkozhattak volna a fosszilis tüzelőanyagok lelőhelyének közelében, ahol általában már ott is évszázados településeken ma modern nagyvárosok találhatóak.

Az indirekt szárazhűtéses módszer megvalósítását, tökéletesítését és részleteinek kidolgozását szabadalmi bejelentések sora alapozza meg, amelyeket Heller László és Forgó László először egyénileg, később feltalálótársakként közösen (és más feltalálótársakkal kiegészülve, pld.: Bakay László, Tomcsányi Gábor gépészmérnökök) jelentettek be. Ezek közül elsőként és egyetlenként Heller egy korai amerikai szabadalmi bejelentését választottam illusztrációként (US2356404). A bejelentés tárgya: levegőhűtéses kondenzációs eljárás. A későbbi Heller-System alapelvét, és természetesen egy gyakorlati alkalmazást leíró szabadalmi bejelentés nem mindennapi körülmények között kapott oltalmat végül 1944. augusztus 22-én. A fenti ábrán látható bejegyzés a szabadalmi dokumentumon – vested in the Alien Property Custodian – egyértelműsíti, hogy a szabadalmi oltalomból származó jogok az Egyesült Államokat illetik meg, mivel ellenséges állam polgárának ekkor természetesen nem lehetett iparjogvédelmi (kizárólagos) jogokat sem szerezni az ország területére. Külön érdekesség annak a története, hogy az 1940. november 20-án Magyarországon tett alapbejelentés hogyan vezethetett az 1942. január 29-én tett amerikai bejelentéshez. Egyrészt már az uniós elsőbbség igénybevételére rendelkezésre álló 12 hónap lejárta után került sor, amelynek meghosszabbítására talán a háborús viszonyok között sor kerülhetett. Másrészt egy olyan különleges „diplomáciai” helyzetben, amikor Magyarország – német nyomásra – már hadat üzent az Egyesült Államoknak (1941. december 13.), de az USA kormánya még nem tekintette hadban álló ellenséges országnak hazánkat, és a hadüzenettel 1942. június 25-ig kivárt. A fenti dokumentum kinyomtatására a

28

szabadalmi oltalom megadásakor, 1944. augusztus 22-én került sor. Arról, hogy a szabadalmi oltalmat fenntartották-e illetve ténylegesen meddig volt érvényben az Egyesült Államok területén, továbbá visszakerült-e valamilyen úton-módon – nyilvánvalóan a háború utáni nemzetközi egyezmények alapján – a feltalálóhoz, nincs információ. Az US szabadalom ábrája talán leginkább illusztrálja a Heller-féle hűtési eljárás mechanizmusát.

Végezetül, röviden meg kell emlékezni a magyar alapbejelentés (HU142615) sorsáról is. Az említett bejelentési naptól (1940-11-20) a szabadalmi oltalom megadásáig szintén történelmi korszakok, többek között a magyar iparjogvédelmi rendszer polgári alapjainak megrendítése, illetve annak „mégiscsak” továbbélése zajlott le, hiszen az szabadalmi okirat 1955. június 30-án jelent meg, tanúsítva az akkor már Országos Találmányi Hivatal néven működő hatóság döntését. Szerény véleményem szerint ez az egyik legjelentősebb magyar találmány szabadalmi dokumentuma, amely méltán foglalhatná el helyét a magyar szabadalmak sajnos csak elméletben létező „Hall of Fame”-jében – a kiválóságok csarnokában.

Források és hivatkozások [1] GEA EGI Energiagazdálkodási Zrt. honlapja http://www.gea-energytechnology.com/opencms/export/sites/default/ egi/en/flash/Heller-System_17.swf [2] Climate Guest Blogger (Joe Romm; editor of Climate Progress / Center for American Progress Action Fund / Think Progress) http://thinkprogress.org/romm/2009/04/29/204025/csp-concentratingsolar-power-heller-water-use/ [3] SZTNH honlap ‒ Magyar feltalálók és találmányaik ‒ Heller László (1907-1980) http://www.sztnh.gov.hu/feltalalok/heller.html [4] www.uspto.gov/ USPTO Patent Full-Text and Image Database [5] http://worldwide.espacenet.com/ EPO Espacenet Patent search [6] http://www.sztnh.gov.hu/szabadalom/szab_kutat.html SZTNH ‒ Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatala ‒ Szabadalmi adatbázis

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


ALAP I S M E R E T E K

Csővezetékek nyomás- és hővesztesége I. rész

dr. Balikó Sándor, CEM, okl. gépészmérnök, baliko@t-online.hu

Folyadékok áramlása Folyadékot szállító vezetékszakasz nyomásvesztesége:

 ρ l ∆pv =  ∑ λ i i vi2 + ∑ ξ j v2j  di m  n 2

(1)

ahol n az egyenes csőszakaszok, m a csőidomok és szerelvények száma, λ csősúrlódási tényező, l az egyenes szakasz hossza, d a hozzá tartozó átmérő, v az áramlási sebesség, ζ az idomdarab vagy szerelvény ellenállás-tényezője és ρ a közeg sűrűsége. Az ellenállás tényező lamináris áramlásnál: 64 λ= ha Re ≤ 2300, Re turbulens áramlásnál a legtöbb gyakorlati alkalmazásnál elegendő pontossággal: 0,316 ha Re > 5000 λ= 4 Re A 2300<Re<5000 tartományban az áramlás instabil, lehetőleg ezt a tartományt üzemszerű állapotban kerülni kell. A Re számban a jellemző méret a cső belső átmérője. Nem kör keresztmetszetű csatornák nyomásesését ugyanígy számolhatjuk, ha a d helyébe az ún. egyenértékű átmérőt helyettesítjük: 4A de = (2) K ahol A az áramlási keresztmetszet és K a nedvesített kerület. Az idomdarabok és szerelvények ζ ellenállás-tényezőjét kézikönyvekből, táblázatokból vagy segédletekből lehet kivenni. Speciális, minden szabad kifolyásnál vagy tartály töltésénél fellépő a kilépési veszteség, ami lényegében egy ζ=1 ellenállás-tényezőjű idomnak számít, így:

∆pki =

v2 ρ 2

Szerelvényeknél, főleg szabályozószelepeknél elterjedt az ellenállás-tényező helyett az ún. Kv érték használata. A Kv érték megadja, hogy 1 bar nyomáskülönbség hatására hány m3/h 1000 kg/m3 sűrűségű folyadék áramlik át a szerelvényen. Ezek szerint egy adott Kv értékű szerelvény kapacitása egy adott Δp nyomáskülönbség esetén: 1000∆p  m 3  (3) V = Kv  h ρ   A képletbe a Δp értékét bar-ban, a ρ értékét kg/m3-ben kell behelyettesíteni. A szerelvénygyártók a teljes szelepnyitáshoz tartozó, ún. Kvs értéket adják meg. Ha adott csőszakaszon a folyadékot szivattyúval szállítjuk, ahhoz (∆pst + ∆pv )V P= (4) η sz szivattyúteljesítményre van szükség, ahol Δpst a statikus nyomáskülönbség, ηsz pedig a szivattyú és a meghajtás összhatásfoka. Szivattyúknál gyakran a nyomáskülönbség helyett a szállítómagasság fogalmát használják. Az átszámítás a Bernoulli egyenletből adódik: Δp = ρgΔH

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

ahol g a gravitációs gyorsulás, ΔH pedig a nyomáskülönbségnek megfelelő magasságkülönbség. A térfogatkiszorítás elvén működő (pl. dugattyús) szivattyúk által szállított folyadékáram csaknem független a nyomáskülönbségtől, és csak a fordulatszám lineáris függvénye. Ezért ezeket a típusokat főleg adagolószivattyúként használjuk. A centrifugálszivattyúk által szállított mennyiség a szivattyú jelleggörbéjének és a csőszakasz ellenállásának egyensúlyából alakul ki (1. ábra). A szivattyú felgyorsítja a folyadékáramunkapont mot, emiatt csökken a H folyadék nyomása a szívócsonk nyomásához képest. A nyomás Szivattyú olyan mértékben is Csővezeték jelleggörbe csökkenhet, hogy eléri jelleggörbe a szállított közeg tenzió Hst nyomását, megszaSzállított térfogatáram kad a folyadékoszlop V és kavitáció lép fel. A szivattyúban fellépő 1. ábra. Szivattyú munkapontjának kialakulása nyomásesés mértékét folyadékoszlop-magasságban fejezik ki és NPSH betűszóval jelölik. Az NPSH értéke az a folyadékoszlop-magasság (ráfolyás), amit biztosítani kell ahhoz, hogy ne alakuljon ki kavitáció még akkor sem, ha a szívott folyadék telített állapotban van. Az NPSH értéke azt is megmutatja, hogy egy t hőmérsékletű folyadékot az adott szivattyúval milyen mélységből lehet felszívni a kavitáció veszélye nélkül: p − pg (t ) H≤ 0 − H NPSH (5) ρg ahol p0 a folyadékfelszínen a nyomás, pg(t) a t hőmérséklethez tartozó tenziónyomás és ρ a közeg sűrűsége. Így pl. egy 1016 mbar nyomású medencéből 20 °C hőmérsékletű vizet legfeljebb 10,09-HNPSH [m] mélységből lehet felszívni. Az (5) arra is rámutat, hogy ha az egyenlet jobb oldala negatív, a szivattyút minden esetben ráfolyással kell beépíteni. Az NPSH értékét a szivattyúgyártók adják meg. A csőszakasz éves energiafogyasztását és primerenergia-fogyasztását a szivattyú hajtásához szükséges energia határozza meg: (6) Epr = evill E és E = ∫ Pdτ = Pmaxτ0 T ahol τ0 az éves csúcskihasználási óraszám és evill a villamos energia primerenergia-tartalma [1], ha villamos hajtású a szivattyú.

Optimalizálási lehetőségek

Üzemelő csőszakasznál, ha a fogyasztás tőlünk független általában nem tudjuk az üzemmenetet optimalizálni, hiszen nincsen szabadon felvehető változó, az igényt ki kell elégíteni. Kivételt képeznek a viszkózus folyadékokat szállító fűtött vezetékek, amelyeknél a vezeték ellenállása erősen függ a közeg hőmérsékletétől. A 2. ábra egy 500 m hosszú bitumenvezetékben a szállítás primerenergia-felhasználását mutatja a szállított anyag hőmér-

29


Dr. Balikó I.: Csővezeték nyomás- és hővesztesége I.

primerenergia-felhasználás

kísérőszál fűtés primerenergia-igénye

sékletének függvényében. Mivel a bitumen viszkozitása a hőmérséklet növekedésével jelentősen csökken, így a szivattyúzási teljesítményigény is csökken. Ugyanakkor a fűtési igény nő, hiszen a magasabb hőmérséklet miatt nő a hőveszteség. A példában gőz kí48 sérőszálas fűtést vettünk 290 szivattyú 46 összes 270 figyelembe és elhanyafűtés 44 250 goltuk a gőztermelés 42 230 40 segédenergia- és pót210 38 víz igényét, kizárólag a 190 36 hőveszteség pótlásához 170 34 szükséges hővel és 80%150 32 150 160 170 180 190 200 os kazánhatásfokkal bitumen hőmérséklete számoltunk. A villamos 2. ábra. Egy 500 m hosszú bitumenvezeték primerenergia-felhasználása különböző energia primerenergiaszállítási hőmérsékleteken tartalmát 2,5 értékkel vettük figyelembe. Példánkban a gőzkazán engedélyezési nyomása 20 bar volt, ezért a magasabb hőmérséklet-tartományt nem vizsgáltuk. Az összes primerenergia-felhasználás minimuma így a felső határra, 200 °C-os közeghőmérsékletre esik, tehát ez az optimális üzemeltetési paraméter. Tervezéskor bizonyos határok között a nyomvonal és a szerelvények is szabadon választhatók. A nyomvonal megválasztása elsősorban geodéziai, építészeti szempontok játszanak szerepet, ezen belül egyértelműen a lehető legrövidebb utat kell választani. Az energiafogyasztásra legnagyobb hatással a csővezeték átmérőjének van hatása annál is inkább, mert ez megszabja a választható szerelvények körét is. Ha az (1) képletből kiragadunk egy egyenes csőszakaszt és a sebességet a térfogatárammal fejezzük ki, láthatjuk, hogy a nyomásveszteség fordítottan arányos a csőátmérő ötödik hatványával: 8λ l ρ ∆pv = 5 2 V 2 dπ A 3. ábra a térfogatáram 100 000 000 négyzetére vonatkozta(Pa/m)/(m /h) ρ=1000 kg/m tott, egységnyi hosszra 10 000 000 λ=0,025 eső nyomásveszteséget (∆p/l)/V 1 000 000 mutatja a csővezeték belső átmérőjének függvé100 000 nyében. A képlet alapján belátható, hogy az átmé10 000 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 rő növelésével csökken a belső átmérő, mm nyomásveszteség, illetve 3. ábra. Az egységnyi hosszra eső ezzel együtt a szivattyúnyomásveszteség egyenes csőben zási munka is, így az optimális átmérőt a felső határt megszabó korlátozó feltételek szabják meg. Ilyenek legtöbbször a beruházási költség, ami főleg a szerelvényeknél erősen nő az átmérő növekedésével, de korlátozó lehet a túl kicsi áramlási sebesség is, ami miatt pangó áramlások és jelentős korrózióveszély alakulhat ki. 3

2

3

2

Hőveszteség Egyenes csővezeték fajlagos hővesztesége: dQ v tb − t k qL = = (7) dL RL ahol Qv a dL hosszúságú szakasz hővesztesége, tb a belső, tk a külső hőmérséklet. Az RL egységnyi hosszú csőszakasz hőellenállása: d 1 1 n 1 1 (8) + RL = ∑ ln i + α bdbπ 2π i =1 λ i di −1 α k dkπ ahol db és dk a belső és külső átmérő, αb és αk a belső, illetve a külső hő-

30

átadási tényező, λi az i-edik réteg hővezetési tényezője, és di, illetve di-1 az i-edik réteg külső, illetve belső átmérője. A belső és külső rétegre nyilván d0=db és dn=dk. A belső hőátadási tényező számítását a szállított közeg anyagjellemzői és az áramlás jellegétől függően kézikönyvekben találhatjuk meg. A külső hőátadási tényezőt rendszerint az alábbi képletekkel számíthatjuk, amelyek már a sugárzással leadott hőt is figyelembe veszik [2]: épületen belül, nyugvó levegőben: (9) αk = 9,4 + 0,052(tkfal-tk) szabadban: 0,8 vsz (10) +αs dk0,2 ahol vsz a szélsebesség, tkfal pedig a külső fal hőmérséklete. Mivel a falhőmérsékleteket csak a hőátadási tényező és a hőáram ismeretében tudjuk csak meghatározni, a (9) számítását csak iterációval tudjuk megoldani. A sugárzásos hőátadási tényező: (11)

α k = 4,16

αs =

 Tkfal  4  T  4   − k    t kfal − t k  100   100   

σ

ahol a leggyakoribb esetekben σ=5,3 W/(m2K4) értékkel lehet számolni. A képletben a zárójelben lévő hőmérsékletértékeket K mértékegységben kell behelyettesíteni, erre utal a nagybetű használata. A falhőmérséklet itt is csak iterációval határozható meg. Telített gőzt szállító vezetékeknél a közeg hőmérséklete nem változik a csőhossz mentén, így a (7) képlet jobb oldala állandó, a teljes vezetékszakasz hővesztesége:

t −t (12) Q v = b k RL A csőszakaszon kicsapódó kondenzátum:   k = Qv m r ahol r a közeg párolgáshője a tb hőmérsékleten. Ha a szállított közegben nem lép fel fázisváltozás, a hőveszteség hatására a közeg hőmérséklete csökken:

dt t −t (13) W b =− b k dl RL ahol W a szállított közeg hőkapacitás-árama. Az egyenlet megoldása egy tetszőlegesltávolságra a belépési ponttól: −

l

tb = t k + (tb0 − t k )e WRL

(14) ahol tb0 a közeg hőmérséklete a csőszakaszba belépésnél. A hőveszteséget ebben az esetben a közeg lehűléséből is kiszámíthatjuk: (15) Q = W (tb0-tbki) ahol tbki a közeg hőmérséklete a kilépésnél. Leálláskor, a hőmérsékletek kiegyenlítődéséig további hőveszteség lép fel. Ekkor a leállási veszteség: Q v = Vρ c (tb0 − tbv ) ahol V a csőszakaszba bezárt közeg térfogata, ρ a sűrűsége és tbv a hőmérséklete a lehűlési szakasz végén. A csőszakasz éves hővesztesége hőben és primerenergiában: Q (16) Q = ∫ Q v dτ és Epr = e∫ v dτ T

T

ηk

ahol ηk a hőtermelő berendezés hatásfoka és e a tüzelőanyag (meghajtó energiahordozó) primerenergia-tartalma.

Irodalom [1] Balikó S.: Az energiagazdálkodási modell. Energiagazdálkodás, 52. évf. 2011. 3. szám, pp. 3-6. [2] Döring-Koch-Zeltner: Ipari berendezések hőszigetelése. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


EGYSZERŰ ENERGETIKAI SZÁMÍTÁSOK

A nyomásesés és villamos teljesítményigény számítása Dr. Zsebik Albin, CEM okl. gépészmérnök, zsebik@energia.bme.hu

Gőz nyomásának csökkenése

Egy 200 mm belső átmérőjű, 20 m hosszú gőzvezetéken 30 t/h 300 °C hőmérsékletű, 16 bar (abs) nyomású gőz áramlik. Mekkora a nyomásának csökkenése, ha a vezetékszakaszon 1 db sarokszelep, 1 db T-idom, 3 db 90°-os csőív és 2 db átmeneti elzárószelep van beépítve? Megoldás: (egyszerűsített megoldás az átlagos áramlási sebességgel számolva) Gőztáblázatból a gőz fajtérfogata 300 °C hőmérsékleten és 16 bar nyomáson 0,1585 m3/kg, sűrűsége ennek a reciproka: 1/0,1585=6,309 kg/m3. Az áramlási keresztmetszet: A0 =

d2 π 0,22 π = = 0,3142 m2 4 4

ezzel az áramlási átlagsebesség:

w=

m ⋅ v 30000⋅0,1585 = = 42,0 m/s. A0 3600⋅0,3142

Ilyen nagy sebességeknél (Re≈66∙106) már minden csővezeték érdesnek számít, csősúrlódási tényezője állandó. Esetünkben λ=0,0206 értékkel számolhatunk. Az idomdarabok ellenállásai: 1 db sarokszelep ζ = 5,4 1 db T-idom ζ = 1,4 3 db 90°-os ív ζ = 3×0,5 = 1,5 ζ = 2×6,2 = 12,4 2 db átmeneti szelep Összesen: ζ=20,7 A vezetékszakasz ellenállása: L  w2 20  42 2   ∆p =  ∑ ξ + λ  ρ =  20,7 + 0,0203⋅  6,309 = 1,266 ⋅105 Pa. d 2 0,2  2  

Szivattyúzás teljesítményigénye

Egy kazánüzem feladószivattyúja az atmoszférikus gyűjtőtartályból, annak szintjéhez viszonyítva 4,2 m magasságba az 1,21 bar nyomású gáztalanítós táptartályba nyomja a 20 m3/h mennyiségű tápvizet. Mekkora lesz a szivattyú teljesítménye, ha a vezeték összes hossza 6 m, belső átmérője 80 mm és a csőszakasz 4 db (bővítővel ellátott) T-idomot, 3 db 90°-os csőívet, 2 db elzáró szelepet és 1 db visszacsapó szelepet tartalmaz. A feladott víz hőmérséklete 60 °C. Megoldás: Az ellenállás-tényezők: 4 db T idom ζ = 4×0,6 = 2,4 ζ = 3×0,5 = 1,5 3 db csőív 2 db elzáró szelep ζ = 2×6,2 = 12,4 1 db visszacsapószelep ζ = 7,4 ζ = 1,0 Kilépési veszteség Összesen: ζ=24,7 A csővezeték áramlási keresztmetszete: d2π 0,082 ⋅ π = = 0,005026 m 2 , 4 4 ezzel a sebesség: A0 =

w=

V 20 = = 1,11 m/s. A 0 3600⋅0,005026

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

A víz sűrűsége 60 °C-on ρ = 983 kg/m3, kinematikai viszkozitása ν = 0,471∙10-6 m2/s. A Re-szám: wd 1,11⋅ 0,08 Re = = = 188 535 ν 0,471⋅10 6 A csősúrlódási tényező:

λ=

0,316 4 Re

=

0,316 4 188535

= 0,01516

Az összes nyomásveszteség: L  w2 6  1,112   ∆p =  ∑ ξ + λ  ρ =  24,7 + 0,01516 983 = 15646 Pa  d 2 0 , 08  2   

Az összes nyomáskülönbség: nyomáskülönbségből: 121000-101300 = 19 700 Pa a magasságkülönbségből: 983×9,81×4,2 = 40 501 Pa nyomásveszteségből: 15 646 Pa Összesen: 75 847 Pa A szivattyú teljesítményfelvétele, ha a szivattyúzás hatásfoka 65%: P=

V ⋅ ∆p 20 ⋅ 75847 = 648 W. = 3600⋅0,65 ηsz

Költségcsökkentés ventilátor cserével Egy festőműhely átalakítása után a helység szellőzési szükséglete az eredeti kétharmadára csökkent. A helyiség szellőztetését egy 10 kW teljesítményű ventilátor biztosította. Határozza meg, hogy a megváltozott igények kielégítésére mennyivel kisebb teljesítményű ventilátor lenne elegendő! Milyen költségcsökkenéssel jár ez az átalakítás, ha a festőműhely évente 3600 órát üzemel? (Energia ár = 30 [Ft/kWh]) Az ismert affinitás-törvények szerint: A ventilátor fordulatszámával arányosan változik az általa szállított térfogatáram mennyisége.  n1   V 1    =      n2   V2 

A ventilátor fordulatszámának négyzetével arányosan változik az általa létrehozott nyomáskülönbség. 2

 n1   ∆p1   n  =  ∆p   2  2

A ventilátor fordulatszámának köbével arányosan változik az általa felvett teljesítmény. 3

 n1  P    =  1   n2   P2 

Ezek alapján: 3

1   3 3  V 1 − V 1   V  3  = 10⋅  2  ≈3 [kW] P2 = P1 ⋅  2  = 10⋅    V1    3  V1     

Tehát a jövőben elegendő egy 3 kW-os teljesítményű ventilátort beépíteni a megfelelő szellőztetés biztosításához. Ha 3 kW teljesítményű ventilátort építtetünk be, az eredeti állapothoz képest 7 kW lesz a teljesítményigény csökkenés. Ezzel az éves megtakarítás: ∆K = 7 [kW] ∙ 3600 [h] ∙ 30 [Ft/kWh] = 756 [E Ft] évente. A 15. oldalon bemutatott algoritmussal kiszámolható, hogy különböző gazdasági feltételek esetén mennyi lehet ventilátor csere költsége.

31


SZEMLÉLET

„Ki mondja meg, hogy mit hogyan NE tegyünk?” Dr. Dezső György okl. gépészmérnök, dezso.gyorgy@ega-nova.hu

Egy energiatakarékosnak hirdetett ötlet reklámja így végződött: „...ha nem kielégítő, akkor a pénzt visszafizetjük.” Amikor azután a fogyasztók panaszkodni kezdtek, mert a megoldás nem volt takarékos, akkor a következő választ kapták: „Ez idáig minden pénz, amit kaptunk, kielégítő volt.” 1 (Az idézetnek természetesen semmi köze az alább vitatott ötlethez.)

Az alapvita – Az Energiagazdálkodás 2012/1. számában két, egymással vitatkozó írás is foglalkozik Budapest belvárosának lehetséges távfűtésével, sőt, az ezzel kapcsolatos szakmai vita röviden a legutóbbi szerkesztőbizottsági ülésen is folytatódott. Az egyik cikk dr. Zsebik Albin főszerkesztő tollából a „Ki mondja meg, mit hogyan tegyünk?”, a másikat dr. Molnár László írta A távhő helyzete Európában és idehaza címmel. Az előbbi Budapest Belváros távfűtésre való átállítását szorgalmazza, az utóbbi ezzel szemben érvekkel alátámasztva veti el a Belváros, mint találóan írja: „eltávhősítését”. A lapunk főszerkesztője a vitát végül azzal zárta le, hogy majd a döntéshozók kiválasztják az egymásnak ellentmondó javaslatok közül a nekik tetszőt. Nem tudom ki, hogy van vele, de számomra már önmagában ez a társadalomműködési elképzelés is vitára ingerlő, mert elegendően sok végig nem gondolt, rossz döntést láttunk/látunk ahhoz, hogy igényünk támadjon végre egy a kor, és a fejlett világ követelményeinek megfelelő, kulturált döntési mechanizmusra, amelyik azért valamennyire különbözik a puszta szerencsejátéktól. Ebben pedig – különösen közpénzek felhasználása esetén – alapvető követelmény legalább a javaslatok ésszerűségét valószínűsítő, szakszerű kidolgozás. Ajánlatos ezt még az ötlet közhírré tétele előtt megtenni. A szóban forgó felvetés tehát ebben az állapotában ab ovo nem alkalmas döntésre. Maga az alaptéma természetesen nem új, a hazai távhő hat évtizedes története során többször, és többen rugaszkodtak ennek már neki. Budapest távfűtése ugyanis valóban sajátságosan alakult, voltaképpen a városmag körül – a budai hegyek miatt teljes körré nem záródó –, háromnegyed körgyűrűben épült ki a távfűtés, pontosabban több távfűtési rendszer, de a legnagyobb hősűrűségű Belvárosban nem. Az elmúlt 60 év2 változó társadalmi és gazdasági feltételei közepette a belvárosi távfűtés kiépítése mellett és ellen számos érv merült fel, és éppen a változások következtében ez hol jó, hol kevésbé életképes gondolatnak mutatkozott. Jelenlegi feltételeken alapuló számítást nem ismerek, és ilyet maga a javaslattevő sem említ. Emiatt a vita, és az én hozzászólásom is sajnálatosan az általánosság szintjén marad, de talán a mondanivalóm így is érthető lesz. Nyilvánvaló, hogy a tőkeigényes, emiatt nagy állandó költségű távfűtés akkor lehet versenyképes, ha kellően olcsó hőre épül. Ilyen hő a belvárosi távfűtéshez jelenleg nem áll rendelkezésre, és egy1 2

D.W. Carlton-J. M. Perloff: Modern piacelmélet, Panem, 2003. 1951-ben alakult az ETE Távfűtési Munkabizottsága Ollé László (HŐTERV) vezetésével

32

előre a láthatáron sincs. A gőz és gáz-gőz körfolyamatokból származó kapcsolt hő – ellentétben dr. Zsebik cikkbéli állításával –, semmiképpen nem tekinthető hulladékhőnek, hiszen logikailag annak árát alulról behatárolja a megszakított hőesés miatti meg nem termelt villany elmaradt bevétele. A kapcsolt hő legfeljebb szóló gázturbina vagy gázmotor esetében tekinthető hulladékhőnek, azonban a jelenlegi villany/gáz árarányok úgy alakultak, hogy a maradékköltség-számítás hőre jutó maradékköltsége – KÁT nélkül – gyakran magasabb, mint a direkt tüzelésből származó hő önköltsége. Az olcsó hő hiánya tehát reménytelenné teszi a tőkeköltségek valamikori megtérülését, és a versenyképes hőár kialakulását. Hasonló a helyzet, ha a gazdasági költséget3 vizsgáljuk, hiszen a javaslatra fordított összeg a gazdaság más területén hatékonyabban volna használható. Ráadásul itt voltaképpen egy energiaracionalizálásról van szó, amelynél még a meglévő eszközök leírását is számításba kell venni. Vagyis a szóban forgó javaslatból éppen a dolog lényege hiányzik: mi a távhő forrása, és mi a gazdasági ráció. Jelenleg tehát nem mutatható ki olyan ésszerű közgazdasági ok, ami indokolná a belvárosi távfűtés kiépítését, és egyelőre olyan változások sem prognosztizálhatók, amelyek a jelenlegi helyzetet a kiépítés szempontjából előnyösen befolyásolnák. Közismert továbbá, hogy a Belváros környezetterhelése szempontjából alapvetően a közlekedés a meghatározó, a jelenlegi gázfűtés lecserélése távfűtésre ezen vajmi keveset segítene4, de azt is csak olyan jelentős ráfordításokkal, amilyen ráfordításokkal az energetikai, vagy akár a távhőrendszer egyéb pontjain az emisszió jobban csökkenthető volna. Magyarul: a haszon/ráfordítás ésszerűsége valószínűleg ezen a területen sem igazolható. Ez a helyzet természetesen a jövőben, akár meglepetésszerűen is változhat, így mint minden hasonló problémát, időről-időre célszerű újragondolni, elemezni. Elvileg felmerülhetne mondjuk a gáz kiváltása más energiahordozóval, pl. megújulókkal. Különösebb bizonyítás nélkül is belátható azonban, hogy ez az egyébként igen csak kétséges indokoltságú és erőltetett tüzelőanyag kiváltás5,6 is sokkal kisebb fajlagos költséggel megoldható olyan helyeken, ahol ahhoz nem kell új távhő hálózatot kiépíteni. Itt lenne a vége, de itt nem lehet abbahagyni. Körülbelül en�nyi reflexiót kíván meg ez a Belváros távfűtésére vonatkozó kósza ötlet, de persze nehéz ezt a fajta látásmódot nem továbbgondolni. Az látszik, ha nem teszünk erőfeszítéseket, hogy megismerjük és megtanuljuk azt a rendszert, amiben a fejlett világ él, és ahová tartozunk, vagy szeretnénk tartozni, ha nem tudunk ezek alapján 3

A javak és források szűkössége miatt egy választás esetében az egyik választásával lemondunk egy másikról, így a “gazdasági költség” a feláldozott másik szolgáltatás vagy termék értéke.

4

Biomassza tüzelés esetén városi szinten a jelenlegi ÜVG emisszió növekedéssel kellene számolni!

5

Részletesebben: Dezső Gy.: Kihívások és elégtelen válaszok, Energiagazdálkodás, 2011/5.

6

A biomassza tüzelést javaslóknak célszerű volna legalább a dr. Gyulai I.: A biomassza-dilemma című tanulmányát elolvasni (www.mtvsz.hu/dynamic/ biomassza-dilemma2.pdf).

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Dezső Gy.: Ki mondja meg, hogy mit NE tegyünk? jobb minőségű értelmiségi, vagy mérnöki munkát végezni, akkor az örök vesztes szomorú szerepe marad számunkra. Nem hiszek annak eredményességében, hogy szellemi restségből, alkalmazkodásképtelenségből a gazdaság kőkemény szabályainak elsajátítása helyett megpróbáljuk azokat a magunk képére tudnánk formálni, vagy hogy magunk gyártotta emocionális érvekkel szembe mehetünk a világgal. A társadalom és a gazdaság minden porcikájába beágyazott energetikára ez talán még fokozottabban igaz. Sürgősen erősíteni kellene az energetikai oktatásban és a posztgraduális képzésben a modern közgazdaságtan szerepét, közgazdasági fogalmak és logika tisztázását, mert soha nem látott káosz van ezen a területen. Egy ilyen fogalom mindjárt az innováció. A Belváros fűtésének átállítása egy tipikusan innovációs feladat (volna), ha az előzetes kalkulációk az alapvető szempontok, mint a gazdaságosság, környezetterhelés, érdemi előnyöket kínálna. Ez a Schumpeter-i értelmezésben7 azt jelenti, hogy az innovátor egy új műszaki, szervezési megoldást hoz létre, mert hogy esetünkben egy lakott, működő városrészben ki kell alakítania egy új hálózatot (pl. az épületek alatti pincerendszerben, és nem feltétlenül a közút burkolata alatt), megoldást kell találnia meglévő kazánházak sorsára (pl. egy részüket beintegrálni az új rendszerbe, hiszen azok műszaki állapotának van egy eloszlása, köztük tehát vannak újak, vagy újszerűek, ezek kaphatnának tartalék szerepet, esetleg a nyári elosztási költségek csökkentésében, vagy a feloldanák a kapcsolt termelés merevségét, stb.), előre rá kell venni kellő számú felhasználót a távhőre való csatlakozásra (remélhetőleg nem a nálunk szokásos „rendeleti úton”, hanem érdekeltségének megteremtésével, a felhasználó szabad akaratából) stb. Számításba kell továbbá venni, hogy az átállással a lakások forgalmi értéke is jelentősen megváltozik (a jelenlegi gyakorlat szerint sajnos a távfűtés csökkenti, ezért ez is egy átállítás ellen ható erő), és így tovább. Hasonlóképpen kezdeni kell valamit azzal, hogy az EU irányelv szerint 2021-től csak közel nulla energiaigényű épületek építhetők8, miközben a Belváros távfűtése, a sorházas beépítés ellenére egy energetikailag pazarló épületállományt céloz meg. Valószínűsíthető, hogy gazdaságilag és környezeti szempontból több ráció volna a belvárosi épületek energiatakarékossá tételére költeni a pénzt (már ha megvolna egyáltalán), mint a gázkazános ellátást távhőre cserélni. Az is valószínűsíthető, hogy a csere következtében a fajlagos hőfelhasználás nem fog csökkenni, sőt, talán még nő is. Azt pedig, hogy a primer energia felhasználás miképpen alakul, azt csak egy konkrét rendszer ismeretében volna lehetőség vizsgálni. Ha pedig az épületek hővédelmét feljavítják, akkor lecsökken a hősűrűség, egyre reménytelenebb, hogy a távfűtés az egyedi megoldásokkal versenyképes legyen, stb. És persze folytatni lehetne egy ekkora feladat kulcskérdéseinek felsorolását. De mit látunk ebből? Semmit, csak egy puszta kijelentést: „évek óta hangoztatom fontosságát, többször kezdeményeztem megvalósítását.” – írja a javaslat szerzője. Hát közpénzek elköltéséhez ez remélhetően nem elégséges. Egy innovátor a gondolattól a sikerig kell, hogy végiggondoljon egy-egy ügyet, a levegőben lógó, semmihez sem kapcsolódó ötletekkel nem lehet sikert elérni, se egy projekt, se a nemzetgazdaság szintjén, még akkor sem, ha manapság záporoznak ezek a világmegváltó ötletek. 7

8

J. Schumpeter 100 évvel ezelőtt, 1911-ben (28 éves korában) írta az egyik klasszikussá vált, ma is gyakran idézett művét A gazdasági fejlődés elmélete címűt, amelyikben az innovációt, és az innovátort, vagy vállalkozót írta le. Bennük, és az innovációs gondolkodásban látta a gazdasági sikerek kulcsát. Ma sincs másképp. A 2010/31/EU irányelv az épületek energiahatékonyságáról

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

Gondolkodásunk egyik alapvető fogalma a kockázat. Tudjuk, hogy a mérnöki és közgazdasági gondolkodás is, kimondva, kimondatlanul, kockázati alapon működik. Esetünkben a javaslattevő kellően nagy valószínűséget lát abban, hogy megvalósítás esetén (az egyébként egzakt módon meg sem fogalmazott) előnyök többségben lesznek, én pedig azt gondolom, hogy igen nagy valószínűséggel egy hatalmas fiaskót takarítunk meg, ha a Belváros távfűtése nem épül meg. Ami miatt ezt a megközelítést szóba hozom – sajnos a mérnöki gondolkodásban ez a distinkció ritkán jelenik meg, mert többnyire nem innovációban gondolkodnak –, hogy más, kisebb kockázat engedhető meg közpénzek esetén, és más a kockázat és kockázatvállalás akkor, ha vállalkozói alapon valósul meg az innováció. A két finanszírozási megoldás közötti hatékonyságban, vagyis a pénzköltés racionalitásában lévő különbség csak az egyik, de fontos szempont. Van itt azonban más is: nagyon eltérő ugyanis a kétféle finanszírozás filozófiája is. A közpénzes megoldás többnyire jól indokolható és dokumentálható döntéseket kíván meg, amit a közpénzeket ellenőrző szerveknek, de a közvéleménynek is egyszerű módon el lehet magyarázni, jól és könnyen lehet kommunikálni. Ebben a konstrukcióban ugyanis a megvalósítás nem választható el a dolog politikai aspektusaitól. Vállalkozói alapon, magántőkéből megvalósuló innováció esetében az ilyen terhek – amelyek egyébként jelentősen megterhelhetik az egész beruházást és működtetését –, elmaradnak. Kizárólag az eredményre tudnak koncentrálni, ami természetesen összetett: a funkciónak való minél tökéletesebb megfelelés, a pénzügyi keretek és időbeli menetrend tartása stb., a kockázatot pedig nem az adófizetők közössége, hanem a magántőke állja. Sőt, a magánvállalkozások döntései gyakran nem is racionálisak9, mert innovatívabbak, mert például olyan műszaki megoldásokat alkalmaznak, amelyeknek a kockázata, éppen az újdonságuk, originalitásuk miatt, nagyobb, mint a közpénzekből megvalósultaké. Ahogy a fejlődéssel foglalkozó közgazdászok mondják: a döntés szabadsága a fejlődés egyik kritériuma, márpedig nyilvánvalóan a magántőkének nagyobb a döntési szabadsága. Nagyon leegyszerűsítve emiatt van az, hogy minden jelentős innováció, ami manapság is körülvesz minket és nap mint nap használunk, az a magántőke produktuma. Nélküle például aligha írhatnám e cikket egy laptopon, és küldhetném interneten a főszerkesztőnek stb. Azok, akik az állami, vagy önkormányzati tulajdonlást tartják üdvözítőnek, ezt a perdöntő argumentumot sem veszik valószínűleg számításba. Pedig az ő általuk javasolt köztulajdoni rendszerben le kell mondanunk a legfejlettebb technika előállításának még reményéről is, mindent meg kell vásárolnunk, és csak ún. követő gazdaság lehetünk, mert a magyar gazdaság semmit sem fejleszt ki. Ez egy eléggé lehangoló jövőkép, és nemcsak a magyar mérnökség, hanem az egész magyar társadalom számára. Ez előbb-utóbb tudatosul, és akkor a kör bezárul: az innovatív emberek gyorsuló ütemben hagyják el a magyar gazdaságot. Az elvándorlás egyébként már folyik. Mindehhez társul, amit már egy korábbi cikkemben is említettem, hogy közpénzből megvalósuló objektumok esetén az egész folyamatra az államnak, vagy az önkormányzatnak, mint politikai testületeknek, jelentős befolyása van, ezért az ő viselkedésüket jelentős mértékben a népszerűség, és a szavazatmaximálás motiválja. Ez pedig távolabb viszi a cselekvést a racionális gazdasági megoldástól, mint az így gondolkodók számára olyan antipatikus profit-érdek. (Mondjuk a távfűtésnél maradva: minimum minden választási évben a távhő árakba „belenyúl” a politika.) A javaslattevő cikkében több külföldi (Bécs, Helsinki, illetve 9

„Racionálisan” definíciószerűen nem lehet például “feltalálni”.

33


Dezső Gy.: Ki mondja meg, hogy mit NE tegyünk? svéd) példát is említ, de ezek részint nem támasztják alá a javaslatát, egyszerűen azért, mert másról szólnak, részben egy teljesen másként gondolkodó társadalomból származnak. Pedig éppen ez a másképp gondolkodás volna az, ami a fő tanulság volna, amit eredményessége miatt át kellene vennünk, ahelyett, hogy más premisszák között született megoldásokat próbálnánk lemásolni. Mindannyiunk számára fontos kérdés az etika és a gazdaság kapcsolata. Már Arisztotelész, a közgazdaságtan atyja is foglalkozott gazdaság és etika kapcsolatával. Adam Smith, a piacgazdaság közgazdaságtanának atyja is kimerítően elemezte a kérdést, és megállapításai ma is időtállóak. Max Webernek pedig 1905-ben jelent meg A protestáns etika és a kapitalizmus szelleme című korszakos műve, megalapozva ezzel azokat a vizsgálatokat, amelyek az adott társadalom kultúrája és gazdálkodás eredményessége közötti szoros kapcsolatot tárta fel. (Ez a mű magyarul először csak 1982-ben jelent meg, ami azért jól mutatja aszinkronításunkat e témában is a világgal.) Ugorjunk egy évszázadot, és tanulmányozzuk Amartya Sen10 indiai származású amerikai közgazdász (Nobel-díj 1998) – akit kedvesen a közgazdaságtan Teréz anyjának is neveznek –, 1987-ben Az etika és gazdaság címmel megjelent könyvét, amely kötelező olvasmány a világ vezető egyetemein. Sen kimutatja a közgazdaságtan kettős eredetét, amelyikben az egyik a társadalometikai, vagyis hogy a gazdasági tevékenységek miként szolgálják az emberek jólétét, a másik a társadalommérnökségi, vagyis az adott célokat milyen eszközökkel lehet a leghatékonyabban elérni. Értelemszerűen minden jelentős közgazdasági gondolkodónál jelentkezik ez a kettősség. Az eltérés az arányokban jelentkezik, de az arányokat természetesen az adott kor és helyzet lehetőségei is behatárolják. Korábban a közgazdaságtan a jólétet utilitarista módon közelítette meg, a társadalmi jólétet az egyéni hasznosságok összességeként11 értelmezték. (Itt nincs lehetőség ennek részletes kifejtésére, ezért leegyszerűsítve a hasznosság voltaképpen elégedettséget jelent. Ez az ún. Paretokritérium: akkor növekszik a társadalmi jólét, ha legalább egy egyéni hasznosság növekszik, anélkül, hogy a társadalom összes többi szereplőjének csökkenne.) Sen szerint azonban ez a definíció nem veszi eléggé figyelembe az egyéni és politikai szabadságjogokat12, nem vizsgálja az összhasznosság összetevőit. Ha tehát egy társadalom állapotáról véleményt akarunk mondani, akkor az anyagi jólét mellett az egyének jogait is számításba kell vennünk. A kapitalista piacgazdaság tehát nem veti el az etikát, különösképpen nem maga a kapitalizmus teremti az etikátlanságot, mint azt nálunk sokan állítják, hanem éppen ellenkezőleg: a széles körben tapasztalható etikátlanság, amoralitás akadályozza meg, hogy nálunk (is) sikeres kapitalizmus jöjjön létre. A mérnöknek, – akinek hivatása az új létrehozása –, tudnia kell, hogy szoros összefüggés van a társadalmi és gazdasági rendszer, és a technológiai fejlődés között, és így az is erkölcsi kérdés, hogy értelmes, hasznos, átgondolt javaslatokat tegyünk, mert döntéshozók is hozott anyagból dolgoznak. Életképtelen, semmihez se kapcsolódó javaslatokból ők se tudnak virágzó gazdaságot teremteni. Továbbá ennyi sikertelenség után be kellene látni, hogy a klasszikus mérnöki kertek között az 10

Magyarul megjelent műve A fejlődés mint szabadság, Európa Könyvkiadó, 2003., ami különösen aktuális kompországunk polgárai számára, akik tájékozódni szeretnének Kelet és Nyugat értékeiről, mert Sen társadalometikájához éppúgy felhasználja Arisztotelész Nikomakhoszi etikáját, mint a társadalommérnökséghez a i.e. IV. században élt indiai Kautilya főművét, az Arthásastrát.

11

Zsolnai L.: Ökológia, gazdaság, etika, Helikon Kiadó, 2001.

12

John Rawls: Az igazságosság elmélete, Osiris Kiadó, 1997.

34

ügyek nem vihetők sikerre, a sikerhez új mérnöki szemléletre van szükség. ***

Zsebik Albin észrevétele Kedves György! Tudom, a valóságban nem így van, de azt szoktam feltételezni, hogy mindenki jóindulattal, legjobb tudása szerint végzi a dolgát saját maga boldogulására és a közösség javára. Meghallgatom és tiszteletben tartom mások véleményét, de végül – a tévedés jogát is fenntartva – az életem során összegyűlt tapasztalataim alapján adok tanácsot, illetve döntök. Természetesen, nekem is jól esne, ha még többen értenének velem egyet, de szerényen szoktam érvelni álláspontom mellett. Azt feltételezem, hogy a hivatkozott mesében is munkájukat hozzáértéssel végzők mondták véleményüket, adták tanácsaikat a molnárnak és fiának. Az eltérő tanácsok után vonta le az apa a következtetést „Bárhogyan teszünk is, mindig akad valaki, akinek nem tetszik a dolog. Azt hiszem, legjobb lesz, ha eztán csakis a magunk feje után megyünk.” Mit tehetünk mi? Végezzük tisztességesen munkánkat az adott gazdasági környezet szabta keretek között. A szakmánkat érintő országos szintű döntésekhez szűkebb, vagy szélesebb körben mondjuk, ha lehetőség van rá, közzé tesszük véleményünket, javaslatainkat. Felháborodunk a rossz döntéseken, szóvá tesszük azokat, hogy tanuljunk legalább a saját hibáinkból, ha nem tudunk másokéból. Bemutatjuk az általunk jónak vélt példákat, s ha érdemes, érvelünk feltételezett igazunk mellett. Erre törekszem a lap szerkesztése során is. Teret adva a kritikának, az eltérő véleményeknek, ösztönözve kifejtésüket. Mivel sok dologban egyetértek Veled, örültem, hogy elfogadtad felkérésemet a rovatod vezetésére. Megállapodásunk szerint közzé tesszük véleményedet, amennyiben az nem irányul személyek ellen, s nem lépi túl a terjedelmi korlátokat. Ez utóbbira tekintettel, ahelyett, hogy erősítsem, vagy cáfoljam hozzászólásodban írt állításaidat, vagy hos�szan bizonyítsam az enyémet, arra kérlek, fejtsd ki Te, a fentieknél kicsit konkrétabban javaslataidat. Hogyan, miképpen kellene „Sürgősen erősíteni az energetikai oktatásban és a posztgraduális képzésben a modern közgazdaságtan szerepét, közgazdasági fogalmak és logika tisztázását, mert soha nem látott káosz van ezen a területen”? Miről szól Bécs, Helsinki, illetve a svéd példa, ha nem arról, hogy lehet jobban csinálni, mind ahogy azt mi csináljuk? Miért van az, hogy Bécsben érdemesnek tartják a háztartási hulladékot helyben elégetni és a hőt távhőszolgáltatásra felhasználni, nálunk messzire szállítják? Miért van az, hogy Dániában 61% a távhővel ellátott lakások száma, s iparágakat építettek fel a távhőrendszerek elemeinek gyártására, mi pedig vitába kezdünk célszerűségéről? Mit kellene tenni helyzetünk jobbítása érdekében? Az a jó, ha nem teszünk javaslatot a Cselekvési Tervhez, mert azok – idézve Tőled – „vagy erőtlenek lesznek, vagy a jelenlegi káoszt fogják növelni”? Folytasd gondolataid leírását, ahogy kértem, lehetőleg „Örkényesen”, tömören. Baráti üdvözlettel, Albin

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Dezső Gy.: Ki mondja meg, hogy mit NE tegyünk? Dr. Dezső György válasza Kedves Albin! Lehetetlent kérsz: válaszokat a maradék 6000 karakterben, köztük olyan kérdésekre, amikre országunk 150 éve nem tudott válaszokat adni. A helyzet kínálja is, hogy Örkény utánzatban írjak, de talán az már bántó lenne. Szerencsére kérdéseidre a válaszok egy része az alapcikkemben megtalálható. Mielőtt azok kiegészítésére térnék: mindenekelőtt a racionális szakmai vita alapjait kellene követni (és ha menne, akkor tanítani a mérnökhallgatóknak is, mert a mérnökség társas tevékenység, és nélkülözhetetlen eleme a racionális vita). Ennek az alapja, hogy az ügy, vagy állítás mellett szóló pro és kontra érveket mérlegre tesszük. Nem „győzni” akarunk, főképpen nem „legyőzni” egymást, mert ez nem üzleti, politikai, bírósági stb. vita, hanem a vita tárgyával kapcsolatos minél sokoldalúbb objektív megítélést akarjuk kialakítani, ez lehet azután az alapja egy optimális döntésnek. Itt eredetileg Te állítottál valamit, nevezetesen a budapesti Belváros „eltávhősítésének” előnyös voltát, mindenféle érv, adat, számítás, bizonyítás nélkül. Megadtad a témát és prejudikáltad a végeredményt. Hol vannak az érveid? Hozzászólásod hasonló: egy szakmai vitában az érveknek és a logikának van szerepe, nem a puszta érzelmeknek. (Nálunk az a rosszindulatú, aki nem ért egyet velünk, ami nyilvánvalóan téves megközelítés. Mi sincs távolabb egy racionális vitától, mint ez a megközelítés.) Nos, bármilyen fájdalmas, általánosságban kijelenthetjük, hogy Bécsben, Helsinkiben és Svédországban a dolgok jobban mennek, a dolgok többsége más minőségű, más a gazdasági kultúra és a közösségi intelligencia . Az általad említett országok és hazánk egy főre eső (nominális) GDP-je (IMF 2011. világrangsor/USD): DK 7./63000,-, S 8./61100,-, A 12./50500,-, FIN 13./50090,-, H 45./14800,-. A magyar GDP tehát csak kb. 24...29%-a(!) az övékének. Az emberi fejlődés indexe (HDI) szerint (ENSZ 2007/2009. világrangsor/index) S 7./0,963, FIN 12./0,959, A 14./0,955, DK 16./0,955, H 43./0,879 (két év alatt öt helyet rontva). Említed Dániát, mint másolandó példát. Nézzünk egy nem túl bonyolult, de mégis a legfontosabb mezőgazdasági terméket, a búzát, amit hazánkban az átlagosnál jobb adottságú talajon és klimatikus adottságok mellett egy évezrede termesztenek. Ráadásul egy ilyen adatsor a biomassza hasznosítás szempontjából is érdekes. Az Eurostat adatai szerint (pl. 2010-ben) a búza-átlagtermés az EU átlagtól (tehát nem a legjobbaktól!) hektáronként 21,3 mázsával maradt el. Vagy egy másik adat: 2010-ben NL és H közötti különbség 57,7 mázsa/hektár, itt a különbség nagyobb, mint maga a magyar átlagtermés. És a sor folytatható. Nos, ezek tükrében érdemes a feltett kérdéseidet is értelmezni, mert hogy a távhő sem a levegőben létezik, hanem a társadalmi, gazdasági környezetben. Hát ezért nem tartunk ott a távhőben, ahol a dánok, és ez az, amiért nem másoljuk le őket, mert egyelőre másban sem tudjuk. Ráadásul a statisztikákban szereplő dán távhő adatok önmagukban még azt sem igazolják, hogy a jelenlegi peremfeltételek közepette azok optimálisak volnának, hiszen az ottani döntések, kiépítések esetenként négy évtizeddel ezelőttiek. De nekünk nem is Dániát, a 61 %-ot, vagy akármilyen statisztikai adatot kellene elérnünk, hanem egy józan, a hazai sajátosságainknak megfelelő megoldást. Az egyetemi inkubátorból időnként jönnek javaslatok, hogy mások tőkéjéből, mások kockázatára ezt, vagy azt kellene gyártani, netán egy komplett iparágat felépíteni. Viszont nem látom, hogy a kutató egyetemről olyan gondolatok jönnének ki, amelyekre rámozdul a tőke, és versenyképes termék lehetne belőle. Ezzel szemben tény, hogy bővülés helyett megszűnt a korábbi hazai energetikai gépgyártás is, mert bár fájdalmas kimondani, nem volt versenyképes. Többek között ezért nem lehet vakon, gondolkodás nélkül egy-egy külföldi megoldást kritikátlanul átvenni. A távhős Cselekvési Tervvel kapcsolatban korábbi cikkemben leírtam

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

már a véleményemet. Én mindenekelőtt a távhő piacgazdaságba való illesztésében látom a megoldást. Kétségtelen, hogy ez nem könnyű feladat, sok ellenérzést kellene megvitatni és esetenként legyőzni, de az utolsó húsz év történései is azt mutatták, hogy a távhő a politika egyik kedvelt játszótere, ahelyett, hogy az a racionális gazdálkodás terepe volna. Ráadásul a távhő piacosítása nálunk kétségtelenül lemaradt a villany és a gáz mögött. Egyelőre nem látni a társadalompolitika és gazdaságpolitika kereteket, a világos szándékot, anélkül pedig nehéz a kidolgozással bármilyen irányba elindulni. Úgy látom, továbbra is vagy tűzoltás folyik, vagy monumentális elképzelések bukkannak elő, és hiányzik a belátható léptékű, a szerves fejlődéshez szükséges, elfogadható kockázatú tervezés és építkezés. Egy XXI. századi társadalomban az államszervezet működését sokkal professzionálisabbnak gondolom, minthogy a Te javaslatodnak megfelelően írjunk cikkeket ebben a témában, hátha elolvassa valamelyik illetékes. Egy kéthavonta megjelenő lap alkalmatlan is ilyen feladatra, egyébként pedig nem is ez a rendeltetése. Sokkal inkább a hosszú távú gondolkodás műfajában való véleménycsere és véleményformálás. A hazai műszaki felsőoktatásban a közgazdaságtan oktatása mindig is elmaradt attól a mértéktől, amit véleményem szerint a piacgazdaság a mérnöktől megkíván. Az utóbbi húsz év történései értelemszerűen felerősítették ezt a hiátust. Az általános mérnöki gyakorlatban is fontosak ezek az ismeretek, hiszen a műszaki megoldást magát is közgazdasági feltételek alakítják, és a mérnök is ennek alapján dönt a különböző műszaki megoldások között. Márpedig egy tervező mérnök munkája minden percében döntésre kényszerül, ezek pedig költségvonzatokkal járnak. De maga a létrehozott, vagy üzemeltetett létesítmény is egy vállalkozás eszköze, hardvere. Ha valóban érdeklődés van, akkor készítek egy javaslatot a továbblépésre. Reméljük, hogy ehhez is, és a témához is hozzászólnak a kollégák. Üdvözlettel: György

Szerkesztői felhívás: Írják meg ki mit tenne Tisztelt Olvasók! Csatlakozom rovatvezetőnk felhívásához. Biztatom Önöket, írják meg energiagazdálkodásunk jobbítására irányuló gondolataikat, véleményeiket, javaslataikat. Szemlélet rovatunkban közzé tesszük a rövidített változatát, az ete-net.hu honlapon teljes terjedelemben. Szívesen fogadjuk a témához kapcsolódó, a szerzői útmutatónk szerint elkészített szakmai cikkeiket is. Megfogadva rovatvezetőnk észrevételét, törekedjenek javaslataik tanulmányok összefoglalóival, irodalmi hivatkozásokkal történő alátámasztására. Folytathatják a távhővel. Akár a belvárosok „távhősítésével”. Ismertethetik a tennivalók rangsorát, rámutathatnak az elmúlt évek hibáira. Csupán arra kérem Önöket, írásaikat a jobbító szándék vezérelje. Az Energiagazdálkodás, Energiaveszteség-feltárás óráimon hallgatóimnak szoktam mondani: Munkájuk során abból induljanak ki, hogy a mérnökelődeik, az adott gazdasági környezetben, a rendelkezésre álló eszközök felhasználásával, legjobb tudásuk szerint tervezték a folyamatot és építették a vizsgált rendszert. Azóta megváltoztak a műszaki lehetőségek, más a gazdasági környezet, növekedett az elsődleges energiahordozókkal és energiával való takarékosság, a környezetvédelem fontossága. Ennek figyelembevételével keressék az energiahatékonyság növelésének lehetőségét, dolgozzák ki jobbító javaslataikat. Felhívásomat a KLENEN ’12 konferencia mottójával zárva e fenti szempontokat javaslom Önöknek is. „Osszuk meg tapasztalatainkat, dolgozzunk együtt a természet egyensúlyának megőrzéséért”. dr. Zsebik Albin

35


ENERGIAINFORMÁCIÓK

Új elemek az EU energiahatékonysági politikájában Dr. Molnár László okl. gépészmérnök, lmolnar@t-online.hu

Az EU egyik súlyos problémája a magas importfüggés. A szerény fosszilis energiakészletek, a gyorsütemű kitermelés és a magas EU-n belüli fosszilis energiafogyasztás miatt az importfüggés immár kritikus értékeket ért el, mely elfogadhatatlan geopolitikai kockázatot jelent. Erre a helyzetre ös�szehangolt akciókkal lehet csak megadni a helyes választ: növelni kell a megújuló energiák és a nukleáris energia részarányát, és csökkenteni kell az energiafogyasztást. Ez utóbbi az energiahatékonyság és az energiatakarékosság fejlesztésével-fokozásával érhető el. A fenti helyzet megoldására írta elő 2007-ben az EU az ún. 3×20-as célkitűzést, mely szerint a tagállamoknak: ● 20%-kal csökkenteni kell az ÜHG kibocsátást; ● 20%-ra növeli kell a megújulók részarányát (Magyarország részére a kötelező cél 13%, mely helyett 14,65%-ot szeretnénk elérni); ● 20%-kal javítani kell az energiahatékonyságot. Az emissziós és a megújulókra vonatkozó célkitűzést az EU kötelezően előírta, míg az energiahatékonysági cél teljesítése csak ajánlott, azzal a megjegyzéssel, ha nagyon nem teljesül a cél, akkor kötelezővé teszik. Ezeket a célkitűzéseket az EU 2010-ben az Európa 2020 Stratégiában ismételten előírta. A megújulós és hatékonysági célok elérését az EU azzal is megtámogatja, hogy a Stratégiában előírta, hogy az EU GDP-jének 3%át a K+F-re kell fordítani. Milyen módszerekkel igyekszik az EU rákényszeríteni a tagállamokat az energiahatékonyság növelésére? Többféle módon, pl.: ● Kötelező és ajánlott célkitűzések előírásával; ● EU támogatások adásával: pl. a strukturális és kohéziós alapok keretében a most folyó EU gazdasági ciklusban, 2007-2013 között, az EU kb. 8000 milliárd Ft támogatást juttat Magyarországnak (ehhez még a magyar állam is ad ún. önrészt), ennek jelentős része környezetvédelmi és energiahatékonysági célokra fordítódik; ● Kötelező Irányelvek (Direktívák) kidolgozásával. Az alábbi négy direktíva különösen fontos a hatékonyság növelése szempontjából: Kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés (CHP), Épület (épület tanúsítás), Energia Szolgáltatási és Hatékonysági, továbbá az új Energiahatékonysági direktíva.

Primerenergia fogyasztás (Mtoe)

1900 1850

Prognózis 2007-ből Prognózis 2007-ből A 20%-os energiatakarékossági cél

Az energiahatékonyság javításával, az energiafogyasztás 20%-os csökkentésével kapcsolatban elég sokáig bizonytalanság uralkodott arról, hogyan is kell ezt számítani. Mára azonban ez világossá vált. Az energiafogyasztásnak a 2005-ös bázisértékről indított „business as usual” (BAU = szokásos üzletmenet) szcenárió alapján számolt – prognosztizált – értékéhez képest kell elérnie 20%-os csökkenést (1. ábra). Azonban az Európai Bizottság legfrissebb dokumentuma szerint a tagállamok nem fogják elérni a 2020-as energiahatékonysági célt. A számítások szerint a tervezett 368 millió tonna olaj egyenérték (Mtoe) helyett az EU csak 164 Mtoe megtakarítást – azaz 9%-ot – fog elérni a 2020-ra prognosztizált 1842 Mtoe fogyasztásból. Az 1. ábra mutatja a fogyasztás alakulását a BAU forgatókönyv esetén (felső vonal), a jelenlegi intézkedésekkel (középső vonal), továbbá a kitűzött célt, a 368 Mtoe megtakarítását (alsó vonal), melynek eléréséhez új intézkedések bevezetésére van szükség. A 20%-os cél elérése – és a foglalkoztatás növelése – érdekében az EU Bizottság kidolgozott egy új Energiahatékonysági Direktívát, mely jogilag kötelezi a tagállamokat arra, hogy megfelelő mechanizmusokat dolgozzanak ki avégett, hogy az energiaszolgáltatók segítsék a fogyasztókat – többek között – évi 1,5%-os energia megtakarítás elérésében. A megtakarítást a fűtési rendszerek korszerűsítésével, kettős üvegezésű ablakok beépítésével és a szigetelés javításával kell elérni. De vannak egyéb energetikai célkitűzések is: az Európai közös energiapiac létrehozása, az importellátás biztosítása, az energiaellátás biztonságának fokozása. Emellett számos más módszer alkalmazását is javasolja az EU, pl. okos mérők beépítését, a forrásoldali berendezések hatékonyságának javítását, a kapcsolt energiatermelés fokozását, energia auditok végzését. Az új tervezett direktíva nagy vitát váltott, sok EU tagállam ellenzi a kötelező célok kitűzését, mert azok a kritikus európai gazdasági helyzetben megkötik a gazdasági döntéshozók kezét. Ilyen cél például a középületek 3%-ának kötelező, évenkénti felújítása. A piaci szereplők úgy látják, a hatékonyság hosszú távon hasznot hajtó üzlet, de jelenleg, rövid távon, túl sok pénzt kellene befektetni pl. a lassan megtérülő épületenergetikai programokba.

1842 Mtoe

A 2007-es „szokásos üzletmenet” prognózis

1800 1750

1678Mtoe

1700

A legújabb prognózis, 164 Mtoe

1650 1600 1550

1471Mtoe

1500

A 20%-os, 2020-ra kitűzött cél, 368 Mtoe

1450 1400 2005

2010

2015

2020

1. ábra. Az EU primerenergia fogyasztásának előrejelzése 2020-ra, Mtoe (a nem energetikai felhasználás nélkül)

36

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


EU HÍREK

Topten: egy nemzetközi projekt az energiahatékony termékekért Werle Rita közgazdász, rita.werle@topten.info

A Topten egy független információs platform, mely a piacon elérhető 10 energetikai szempontból leghatékonyabb terméket veszi jegyzékbe. Célja a leghatékonyabb termékek piaci elterjedésének ösztönzése az alábbi kategóriákban: háztartási gépek, irodai és elektronikai eszközök, világítás, járművek. A Topten Európa 17 országában, az USAban és Kínában van jelen, jelenleg magyar partnert keres.1 * Topten is an independent information platform, listing the 10 most energy efficient products available on the market. Its goal is to increase the market share of the most energy efficient products from the categories household appliances, office equipment, electronics, lighting, vehicles. Topten is up and running in 17 European countries, the USA and China and is currently looking for a Hungarian partner. *** Az elektromos készülékek és elektronikai eszközök által, valamint a külső és belső terek megvilágítására felhasznált villamos energia bolygónk villamos energiafogyasztásának az egyharmadát teszi ki [1]. Amennyiben a háztartásainkban fellelhető villamos energiát használó eszközöket lecserélnénk a ma elérhető legmagasabb technológiai színvonalúakra (Best Available Technology), villamos energia fogyasztásukat mintegy egyharmadára csökkenthetnénk [2].

Piaci átalakulás Mi szükséges ahhoz, hogy mindez megvalósítható legyen? Az energiahatékony termékek piaci elterjedéséhez, vagyis a piaci átalakuláshoz különböző piaci szereplők és mechanizmusok összjátékára van szükség: 1. Energiateljesítményre vonatkozó minimumkövetelmények (Minimum Energy Performance Standards) 2. Információ és képzés 3. Pénzügyi ösztönzők. Az energiateljesítményre vonatkozó minimumkövetelmények megállapítása a 2005/32/EK, illetve a 2009/125/EK uniós direktívák alapján az energiával kapcsolatos termékek széles körére vonatkozóan Európai Uniós szinten zajlik, mely aztán az egyes tagállamokban ‒ így Magyarországon is ‒ a nemzeti jogba történő átültetéssel lesz hatályos. A második pontban felsorolt információ és képzés célja tulajdonképpen a hatékony energiafelhasználási szemlélet elterjedése, előnyeinek tudatosítása. Jó példa erre a Virtuális Erőmű Program, mely a vállalatok energiahatékonyságát kívánja javítani az energiatudatosság vállalati kultúrába történő beépítésével, valamint energiahatékony beruházások végrehajtásának segítésével [3]. Az energiahatékony beruházások megtérülése különböző mértékű. A hosszabb megtérülési időt igénylő beruházások, illetve az új, még nem kipróbált technológiák alkalmazása esetén szükség lehet olyan pénzügyi ösztönzőkre (kedvezményes hitel, vissza nem térítendő támogatás stb.), 1

A KLENEN’12 konferencián – Mátraháza, 2012. március 8-9. – elhangzott előadás alapján

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

melyek elősegítik a beruházás tényleges megvalósítását ‒ amire ezen lehetőségek hiányában esetleg nem került volna sor.

Mi a Topten? A Topten egy független információs platform, mely a piacon elérhető 10 energetikai szempontból leghatékonyabb terméket veszi jegyzékbe az alábbi kategóriákban: ● háztartási gépek, ● irodai eszközök, ● elektronikai eszközök, ● világítás, ● járművek. A Topten célja az energetikai szempontból leghatékonyabb, vagyis a jelenleg elérhető legmagasabb technológiai színvonalú (Best Available Technology) termékek piaci elterjedésének ösztönzése. Ennek érdekében különböző érdekcsoportokra igyekszik hatni. A fogyasztókat arra bíztatja, hogy energetikai szempontból hatékony termékeket vásároljanak, hiszen azok nemcsak környezetkímélőbbek, hanem alacsonyabb villamos energia fogyasztásuknak köszönhetően általában olcsóbbak is a hagyományos termékeknél (teljes életciklusukat tekintve). A gyártókat energiahatékony termékek termelésére buzdítja, a kereskedőket pedig ezen termékek forgalmazására, melyek általában magasabb minőségi kategóriát képviselnek. Végül, de nem utolsósorban az állami szereplőket energetikai szempontból hatékony termékek támogatására ösztönzi, kedvező szakpolitikai rendelkezések meghozatalával (pénzügyi támogatás, közbeszerzés stb.). A Topten nemcsak a fogyasztók környezettudatosságának növeléséhez járul hozzá, hanem a jelenleg elérhető legmagasabb technológiai színvonalú (Best Available Technology) termékek bemutatásával egyben értékes információt is közvetít a gyártók és az állami szereplők felé, megmutatva a piaci fejlődés irányát [4]. Így a Topten szerves részét képezi a piaci átalakuláshoz szükséges „információ és képzés” mechanizmusnak.

A termékek bemutatása A Topten honlapján a fogyasztó vásárlását megelőzően (egy elektronikai szaküzlet honlapjához hasonlóan) össze tudja hasonlítani a különböző beszerezhető termékeket és azok jellemzőit; márka, modell, a készülék méretei (magasság, szélesség, mélység), különböző teljesítményjellemzők (egy fagyasztó esetében például van-e automatikus leolvasztó funkció, beépíthető-e), illusztráció a készülékről, link a gyártó honlapjára további információkért, és így tovább. A készülékek a honlapon energiahatékonyságuk szerint vannak rendezve, vagyis a leghatékonyabb kerül az első oszlopba. A látogató ugyanakkor egy kattintással más rendezési szempontot is választhat az energiahatékonyság helyett (ár, márka, méret). Termékkategóriánként körülbelül tíz készülék kerül bemutatásra, méghozzá a tíz legjobb (leghatékonyabb). Bizonyos termékkategóriákon belül a készülékek bemutatása alkategóriákra oszlik, pl. háztartási eszközök/fagyasztószekrények/ szabadon álló fagyasztószekrények bizonyos térfogat felett.

37


Werle R.: Topten: egy nemzetközi projket energiahatékony termékekért Minden készülék esetében feltüntetésre kerül a beszerzési ár, valamint a készülék teljes élettartamára számított villamos energia költségei (az „áramszámla” díja). Így a készülék valódi teljes költsége világosan látható. Mindez a készülék helyes használatára és karbantartására vonatkozó tanácsokkal egészül ki. Minden termékkategóriában található egy, a piacon elérhető átlagos, magasabb villamos energia fogyasztással bíró készülék, mely összehasonlítási alapot nyújt a hatékonyabb készülékekkel szemben. Ez a hagyományos modell valódi készülék, csupán a márkája nincs megadva. A hatékony és a hagyományos modell közötti költség különbség az esetek nagy részében a hatékony irányába billenti a mérleg nyelvét. A www.topten.info honlapról 17 európai ország (Svájc, Franciaország, Ausztria, Luxemburg, Belgium, Litvánia, Csehország, Olaszország, Finnország, Lengyelország, Hollandia, Németország, Portugália, Románia, Norvégia, Görögország, Spanyolország), továbbá az USA és Kína nemzeti Topten honlapját lehet elérni. Az alábbi példa a www.topten.eu portálról származik, ahol „Európa legjobbjai” szerepelnek, vagyis a 17 európai Topten-ország termékei közül kiválasztott leghatékonyabb készülékek. A beszerzési ár az egyes résztvevő országok Topten honlapján szerepel. A példában látható kombinált hűtő fagyasztóval Ausztriában 729 EUR-ért [5], Romániában 3100 lejért, tehát 713 EUR-ért [6] vásárolható meg.

A termékek kiválasztása A Topten oldalak pártatlanok. A gyártóknak nincs befolyása arra, mely termékek kerülnek fel a honlapra, ez kizárólag az adott termékek energetikai teljesítményétől függ. A kiválasztási módszer szigorú és átlátható, nem tartalmaz bonyolult számításokat, és természetesen részletesen ismertetésre kerül a honlapon. Lényege, hogy a termékek jellemzői megbízható forrásokból származnak: ● Független, elismert intézmények terméktesztjei: Stiftung Warentest, VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut, S.A.L.T. Swiss Alpine Laboratory for Testing – bizonyos esetekben a Topten maga is végez termékteszteket [7] [8], ● Energiacímkék: EU energiacímke, Energy Star, EU Ecolabel, Kék Angyal, egyéb, [9] ● Nemzeti és nemzetközi árunyilatkozatok, ● Szabványosított gyártói termékleírások. Ezen felül a Topten a termékeket azok energiahatékonysága, és egyéb energiateljesítményi jellemzők figyelembevételével rangsorolja (például ha egy televíziókészülék egy bizonyos értéket meghaladó teljesítményt vesz fel készenléti üzemmódban, nem kerül kiválasztásra).

A Topten struktúra A Topten-t nemzetközi szinten a Topten International Group (TIG) irányítja. A TIG egy non-profit egyesület, párizsi székhellyel. A nemzeti Topten projektek megvalósításához a Topten International Services GmbH nyújt technikai segítséget (tanácsadás, tréning stb.). Az alábbi ábra az irányító TIG-t mutatja be, az alatta működő nemzeti (európai, amerikai, kínai stb.) Topten projektekkel együtt.

Finanszírozás Az egyes nemzeti Topten projekteket Európában a 2012-15-ig tartó időszakban nagyrészt az Európai Bizottság finanszírozza az Intelligens Energia Európa programon keresztül (EURO-TOPTEN-MAX). A nemzeti Topten csapatok azonban egyéb pénzügyi forrásra is támaszkodnak a biztonságos

38

és megfelelő színvonalú működés biztosítása érdekében, mely az állami, vagy a non-profit szektorból (pl. WWF), esetleg villamos energia szolgáltatóktól származik. A Topten függetlensége megőrzéséért és egyben annak bizonyítékaként a termékek gyártóitól nem fogad el semmilyen pénzügyi hozzájárulást. A Topten folyamatosan terjeszkedik és örömmel vesz fel a családba új országokat, amennyiben megfelelő és elhivatott projekt partnerrel találja szemben magát.

Az ideális Topten projekt partner A Topten küldetése jóval túlmutat azon, hogy információt jelenítsen meg egy honlapon. A különböző tevékenységek egymást erősítik a végső cél elérésében; az energiahatékony termékek keresletének és kínálatának ösztönzésében és világpiaci részesedésük növelésében. A Topten csapat feladata dióhéjban: ● Rendszeres piackutatás végzése minden terméktípus vonatkozásában, a nemzeti piacon jelenlévő leghatékonyabb készülékek azonosítása érdekében; ● A termékjellemzők gyártókkal történő egyeztetése, ellenőrzése (technikai sajátosságok, elérhetőség, beszerzési ár, illusztrációk stb.); ● A Topten népszerűsítése a medián keresztül (írott és audiovizuális kommunikációs csatornák), a Topten ismertségének és elismertségének növeléséért, ● A különböző érdekcsoportokkal történő kapcsolattartás és együttműködés (gyártók, forgalmazók, kereskedők, állami szféra képviselői, fogyasztóvédelmi szervezetek, non-profit szervezetek stb.), ● A működéshez szükséges pénzügyi források biztosítása. A Topten csapat háttérmunkái rendkívül fontosak egy sikeres projekthez. A csapat tagjai a következő szakterületekkel foglalkoznak: projektmenedzsment, energiahatékonyság, technikai kérdések, kommunikáció (PR), (köz)beszerzés, finanszírozási források.

Irodalom [1] International Energy Agency: Electricity in World in 2009, www.iea.org/

[2]

[3] [4]

[5] [6] [7] [8] [9]

stats/electricitydata.asp?COUNTRY_CODE=29, weblap megtekintése: 2012 február, valamint Topten számítások. Dean, Norman L.: Comparison of annual electricity consumption in an American household with end-of-lifespan products, current Energy Star baseline products and current TopTen USA products. Topten Global meeting, Washington DC 2011. http://virtualiseromu.hu Werle, R. et al: Energy efficient heat pump dryers - European experiences and efforts in the USA and Canada. Paper for the International Conference on Energy Efficiency in Domestic Appliances and Lighting (EEDAL’11), 2011. Letölthető: http://re.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/events.htm www.topprodukte.at www.topten.info.ro. Michel, Anette, Hu Bo et al.: Energy efficient room air conditioners - best available technology. Paper for EEDAL’11, 2011. Letölthető: http://re.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/events.htm Geilinger, Eva et al.: Testing and rating of domestic luminaires - experiences from Switzerland. Paper for EEDAL’11, 2011. Letölthető: http://re.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/events.htm Bush, Eric, Attali, Sophie, Hu Bo et al.: Topten: global project for the most energy efficient products. Paper for EEDAL’11, 2011. Letölthető: http://re.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/events.htm

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


SZAKKOLLÉGIUMI HÍREK

Üzemanyag 2050. A hajtóanyagok jövője, a jövő hajtóanyagai Fórum 2012. 04. 05. Az Energetikai Szakkollégium a 2012-es tavaszi, Szilárd Leó emlékfélévének kiemelt rendezvénye „Üzemanyag 2050. A hajtóanyagok jövője, a jövő hajtóanyagai” címmel kerül megrendezésre a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen 2012. április 5-én. A nagyszabású rendezvénnyel a Szakkollégium célja napjaink egyik legfontosabb problémájára, kihívására próbálja felhívni a figyelmet, ez pedig az üzemanyagok helyzete. Köztudott, hogy a közlekedési eszközök többsége fosszilis energiahordozókkal üzemel, azonban ez a működés hosszú távon nem fenntartható. Jogos hát a kérdés, hogy mi váltja majd fel ezeket a motor hajtóanyagokat. Jelenleg több lehetséges megoldás is kezd körvonalazódni, ilyen például a villamos energia-, vagy a mezőgazdasági eredetű motorhajtóanyagok alkalmazása a közlekedésben. Adódik a kérdés, milyen üzemanyag lesz a meghatározó 2050-ben, melyik, milyen területeken fog elterjedni, a közúti, a légi, vasúti, esetleg a vízi közlekedésben? A fórum keretében az érdeklődők több előadást is hallhatnak a témában érintett cégek képviselőitől: ● Dr. Leveles László, a MOL Reaktortechnológiai és kísérleti gyártásvezetője

● Kovalcsik Tamás, az E.ON Hungária Zrt. Vállalatfejlesztési szakreferense ● Pataki István, az Innocell Kft ügyvezető igazgatója Az előadások után moderált vitában nyílik lehetőség az előadóknak és a közönségnek az üzemanyagok jövőjének megvitatására. A moderátori teendők ellátására Dr. Gács Ivánt, a BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék docensét kértük fel. A fórum a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen 2012. április 5-én 18 órai kezdettel kerül megrendezésre az I épület IB028-as termében (Budapest XI. kerület, Magyar Tudósok körútja 4.). „Szakértőktől nem csak szakértőknek” A fórum célja a tájékoztatás, így a rendezvényre szakembereken, egyetemi hallgatókon kívül minden érdeklődőt szeretettel várunk! Rendezvényünk térítésmentes, regisztrációra és sajtóregisztrációra a helyszínen, 17:30-tól nyílik lehetőség. Bővebb információ, kapcsolat: www.eszk.org

Büki Gergely 80 éves Egy évvel ezelőtt állami kitüntetése alkalmából köszöntöttük Büki Gergelyt. Most, a BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék 2012. február 10-én tartott ünnepélyes köszöntőjéhez kapcsolódva, 80. születésnapja alkalmából foglaljuk össze szakmai munkásságát. 1932. február 2-án született Ozmánbükön. 1954-ben szerzett gépészmérnöki oklevelet. Ettől kezdve egész pályafutása a Budapesti Műszaki Egyetemhez kötődött. Egy rövid Gépelemek tanszéki kitérő után a Lévai András által alapított Hőerőművek tanszékre került, ahol húszas éveiben már tanszékvezető-helyettes lett. A tanszékek összevonásából alakult Hő- és Rendszertechnikai Intézetben igazgatóhelyettes. 1984ben megszerzi a műszaki tudomány doktora címet, 1985-től egyetemi tanár. 1992-ben megalapítja az Energetika Tanszéket, amelynek 1996-ig tanszékvezetője, majd 2002. évi nyugdíjazásáig egyetemi tanára. Egy ciklusban a Gépészmérnöki Kar tudományos dékán-helyettese, a főiskolai képzés kiszélesedésének időszakában a főiskolai képzést felügyelő bizottságot vezeti. Részt vesz a Paksi Atomerőmű Vállalattal közösen indított főiskolai szintű energetikai mérnök képzés előkészítésében és kidolgozásában, majd kezdeményezi és irányítja az okleveles energetikai mérnök képzés programjának kidolgozását. Tudományos és oktató munkáját a korábbi tanszékvezető professzor, Lévai András hagyományait folytatva, magas színvonalon végezte. Tudományos munkája az energetika minden területét átfogta, kiemelten a kapcsolt energiater-

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám

melés műszaki, termodinamikai és gazdasági kérdéseivel foglalkozik. Hosszú egyetemi pályafutása alatt számos tantárgyat dolgozott ki és adott elő, az energetika fejlődésének megfelelően folyamatosan fejlesztve, átdolgozva a tananyagot. Gazdag publikációs tevékenységéből ki kell emelni a Műegyetemi Kiadónál megjelent tankönyveit (Fűtőerőművek és távhőrendszerek, 1980; Energetika, 1997; Erőművek, 2004; Kapcsolt energiatermelés, 2007) amelyek a mai napig az energetikai mérnök képzés fontos tankönyvei. Az egyetemi oktató-kutató munka mellett számos tudományos testület és társadalmi egyesület elismert tagja és vezető tisztségviselője. Két ciklusban, 1990-96 között az MTA Energetikai Bizottságának elnöke, majd egyik albizottságát vezeti. Különböző vezető tisztségeket töltött be az Energiagazdálkodási Tudományos Egyesületben, az OAB Reaktortechnikai Bizottságában, a Magyar Energetikai Társaságban és a Magyar Mérnöki Kamara Energetikai Tagozatában. Két évtizeden keresztül felelős szerkesztője, főszerkesztője az energetikai szakma rangos lapjainak, az Energia és Atomtechnikának, majd a Magyar Energetikának. Jelentős szerepet játszik a villamosenergia-ipar rendszerváltás utáni, privatizáció előtti átalakításában, 1991-93-ban, a részvénytársasággá alakulásakor a Magyar Villamosművek igazgatóságának elnöke, 199395-ben a KÖGÁZ igazgatósági tagja. Köszöntjük 80. születésnapja alkalmából, további jó egészséget és

39


E M LÉ K E Z Ü N K − B E M UTATK O Z U N K Tisztelt Olvasók! Heller László tagja volt a szakfolyóiratunk jogelődjének tekintett, 1948-ban induló Magyar Energiagazdaság szerkesztő bizottságának, sok éven keresztül Egyesületünk vezetőségének. Az 1950-ben tartott előadása alapján írt, még mindig aktuális cikkéből közlünk a „történelmi visszatekintés” rovatunkban. Heller László 1907. augusztus 6-án Nagyváradon született, ahol az elemi iskoláit is végezte. 1925ben érettségizett Budapesten, a Kemény Zsigmond Reáliskolában. 1927-ben Zürichben beiratkozott az Eidgenössische Technische Hochschule-ba (műegyetem), ahol 1931-ben szerzett gépészmérnöki diplomát. Ezután két évig az egyetemen dolgozott, ahol egyrészt a szilárdságtan speciális területeit tanulmányozta, másrészt prof. H. Quiby magánirodájában a professzor munkatársaként tevékenykedett. 1933-ban tért vissza Budapestre. Először hőtechnikai tervezőként dolgozott, majd magánmérnöki irodát nyitott. 1938-48 között állandó szakértője volt az Egyesült Izzónak. A világháború befejezése után ‒ felismerve a racionális energiafelhasználás fontosságát ‒ a témakör művelésére megalapította az EGART részvénytársaságot, amely az ő műszaki vezetése alatt előbb Hőterv, majd Energiagazdálkodási Intézet (EGI) néven nemzetközileg is ismert, nagy műszaki, innovációs intézetté nőtte ki magát. Már az 1940-es években kidolgozta a saját eljárását az erőművek víz nélküli, levegővel történő hűtésére (lásd Magyar Szabadalmak rovat). Heller László 1949/50 tanévben az Energiagazdálkodás tárgy előadásaival kezdte Műegyetemi munkáját. 1951től a BME egyetemi tanára, alapítója az Energiagazdálkodási Tanszéknek (1966-tól Hőenergetika Tanszék), mely később átvette a Műszaki Hőtan oktatását is. A tananyagot jelentősen megújította, a műszaki termodinamika oktatásban általánossá tette az entrópia szemléletet és a hőátadásban a dimenziótlan számok használatát. Mérnökgenerációkat tanított, tanítványai közül itthon és külföldön igen sokan elismert szakemberré váltak. 1954-ben megválasztották a Magyar Tudományos Akadémia levelező, majd 1962-től rendes tagjává. Ellátta az Akadémia Hőenergetikai Főbizottságának elnöki tisztét. 1951-ben Kossuth-díjjal, 1967-ben a Munka Érdemrend arany fokozatával, 1978-ban a Magyar Népköztársaság Zászlórendjével tüntették ki. Életének 74. évében, 1980. november 8-án hunyt el Budapesten. A bemutatkozást és szerepvállalást most Hamvas Istvánnal, Egyesületünk elnökhelyettesével, a Paksi Atomerőmű Zrt. vezérigazgatójával kezdjük. Az energiaiparban több mint negyven évet eltöltő,

30 éves a

40

és a Magyar Energia Hivatal elnöki székéből nyugdíjba vonuló Horváth J. Ferenccel és Erdei Rezsővel, az ETE Békés Megyei csoport elnökével az Ügyvezető Bizottság tagjaival folytatjuk. Őket követi a bemutatkozók sorában dr. Nagy Zoltán, az Ellenőrző Bizottság tagja. Hamvas István Bemutatkozás: „1977-ben a debreceni Kossuth Lajos Tudományegyetemen szereztem fizikusi diplomát és rögtön munkába álltam a Paksi Atomerőműben. Reaktorfizikusként részt vettem a paksi blokkok üzembe helyezésén, a nukleáris biztonsági szabályok kidolgozásában és később a biztonságnövelő intézkedések meghatározásában. Szakmai közreműködésemmel nemzetközileg is elismert szintre fejlesztettük a zónamonitorozó rendszert, később ennek bázisán valósulhatott meg a teljesítménynövelési program és a gazdaságosabb nukleáris üzemanyag ciklus. 2003-ban műszaki vezérigazgató-helyettessé neveztek ki, 2010 szeptemberétől vagyok a Paksi Atomerőmű Zrt. vezérigazgatója." Szerepvállalás: „Meggyőződésem, hogy a nukleáris energiatermelés biztonságos, és fontos szerepe van a társadalom villamos energia ellátásában valamint a klímavédelemi célok teljesítésében. Szakmailag megalapozott, határozott és felelős energiapolitika mentén vállaljuk a nukleáris energiahasznosítás felelősségét. Az ETE aktívan támogatja munkánkat, törekvéseinket.” Horváth J. Ferenc Bemutatkozás: „A Budapesti Műszaki Egyetem 1968-ban kaptam villamosmérnöki oklevelet. Közel húsz éven át az Állami Energetikai és Energiabiztonságtechnikai Felügyeletnél (korábban Országos Villamosenergia Felügyelet), 1985-től az Ipari, később Ipari és Kereskedelmi Minisztériumban dolgoztam. A Magyar Energia Hivatal 1994. évi megalakulásakor a Hivatal energiaszolgáltatási igazgatója, később mb. főigazgatója, 2002-től elnökhelyettese, 2003. október 31-től 2009. szeptember 1-jéig a elnöke voltam. Jelentős szerepet vállaltam a villamosenergia-piac és a földgázpiac nyitásának előkészítésében és megvalósításában. Aktívan részt vettem az EU 96/92/EC sz. és 2003/54/EC sz. „régi és új” direktívája (a villamos energia belső piacának közös szabályai), valamint az EU 98/30/ EC sz. és 2003/55/EC sz. „régi és új” direktívája (a belső földgázpiac egységes szabályozása) hazai adaptációjában. Munkámat állami és szakmai kitüntetésekkel – többek között munkaérdemrend bronz fokozata, Szabó Imre Díj, Magyar Köztársasági Érdemrend Lovagkeresztje – ismerték el." Szerepvállalás: „Fontosnak tartom a társadalmi

szervezetek tevékenységét. Az ETE tisztségviselőjeként és Műszaki Tudományos Tanácsának tagjaként kiemelt figyelmet fordítok a tapasztalatok átadására fiatalabb kollégáink számára." Erdei Rezső Bemutatkozás: „1966ban a Nehézipari Műszaki Egyetemen végeztem vegyipari-gépész szakon, majd ugyanitt gázipari szakmérnöki diplomát szereztem. Szakmai pályafutásom a gázipar területéhez kötődik. A DÉGÁZ Rt.-nél 34 évet dolgoztam különböző irányítói beosztásokban. Munkámat nyugdíjazásommal, régió igazgatói munkakörben fejeztem be. A gáziparban végzett több évtizedes tevékenységem a földgázszolgáltatás üzemviteli, építés-beruházási, tervezési és a modern ügyfélszolgálati rendszer társasági bevezetéséhez és működtetéséhez kötődött. Jelentős szerepet vállaltam a Békés megyei földgáz hálózat fejlesztésében és a gázipari szakmai kultúra megalapozásában. Jelenleg igazságügyi szakértőként folytatom tevékenységemet.” Szerepvállalás: „Az ETE Békés Megyei Csoportjának alapító tagja vagyok és 1974 év óta elnöke. Csoportunk munkája elsősorban szakmai tájékoztató tevékenységre, konferencia, valamint bel és külföldi tanulmányutak szervezésére, térségi energetikai projektek segítésére irányul." Dr. Nagy Zoltán Bemutatkozás: „A Marx Károly Közgazdaságtudományi Egyetemen (ma Budapesti Corvinus Egyetem) szereztem közgazdász diplomát 1974ben, majd 1982-ben szakközgazdászi diplomát és közgazdasági doktori címet. 1991-től könyvvizsgálói és adószakértői képesítéssel is rendelkezem. A villamos energia iparágba 1975-ben kerültem. Előbb az ÉMÁSZ Vállalat Kazincbarcikai Üzemigazgatóságán, majd 1984-2008 között az MVM Zrt., illetve jogelődjeinél dolgoztam. Az ott töltött munkaévek nagy részén a számviteli szakterület irányítója voltam. Irányításom alatt fejeződött be a Paksi Atomerőmű beruházás számviteli elszámolása, közreműködtem az adótörvényekre való ráállás munkálataiban, a számviteli törvény bevezetésében, a társasággá alakulás kapcsán elvégzett vagyonértékelésben.1992-től több vállalkozást vezetek, 2008-tól főállásban könyvvizsgálatot, adószakértést tanácsadói munkát végzek."

www.kesz.hu

Szerepvállalás: „Az ETE- tagságom kezdetétől az Ellenőrző Bizottság tagja vagyok, segítem az egyesület gazdálkodását, szabályos működését. Ezen túlmenően részt veszek a tudományos ismeretterjesztő tevékenységben, cikkek írásával segítem az energiahatékonyság, energiatakarékosság tudatosítását."

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 2. szám


Elmúlt a fűtési szezon – indul a fűtési szezon! …legalábbis szolgáltatói oldalról. Ön már felújította hőközpontjait? Alfa Laval és ABB eszközök és megoldások új és meglévő rendszerekhez, a gazdaságos és megbízható energiaellátásért. Hőcserélők Szerelhető lemezes, forrasztott, fúziós eljárással hegesztett, csőköteges

Fűtési és kombinált kompakt hőközpontok Direkt, indirekt, csak fűtés, fűtés és HMV, egyedi tervezésű hőközpontok

HMV és egyéb vízkezelő rendszerek Kompakt HMV, átfolyós HMV, tárolós HMV, szolár, medencefűtés, nyomástartó, tartályok

Frekvenciaváltós villamos hajtások Lágyindítók, frekvenciaváltós szabályozások, magas hatásfokú villanymotorok

Partnerek az energiagazdálkodásban JOMUTI Kft. 1172 Budapest, Almásháza u. 55. Tel.: 06 1 253 5697, E-mail: jomuti@jomuti.hu

www.jomuti.hu


www.magyarregula.hu

Szeretettel várjuk megújult 3 napos szakkiállításunkon! Legyen részese Ön is a szakma ünnepének!

CONGRESS Rendezvényszervezô Kft. Tel: +36 1 212 0056, +36 20 334 9976 Fax: +36 1 356 6581

március 20-22. SYMA Rendezvénycsarnok

Enga 2012 2. szám  
Enga 2012 2. szám  
Advertisement