Kistelepülés energiaellátása ORC

alkalmazásával – 2.rész

Előző cikkünkben megnéztünk néhány lehetséges ORC megvalósítási lehetőséget és alkalmazást, a következőkben az előző számban ismertetett kistelepülésen, Turán alkalmazott hibrid geoterm-szolár ORC rendszer gazdaságossági vizsgálatát mutatjuk be.

Nettó jelenérték számítás

A hibrid geotermikus erőmű gyakorlati megvalósíthatóságát döntő mértékben a gazdasági megtérülése határozza meg. A számítás alapját a nettó jelenérték adja (NPV – net present value), amely a vizsgált időtartam alatt keletkező bevételek és kiadások jelenértékének előjelhelyes összegzését jelenti. A projekt akkor számít megtérülőnek, ha a nettó jelenértéke pozitív.

A vizsgált időszakok száma (n) a projekt időtartama, maximális értékét az erőmű élettartama határozza meg. A termálkutak legalább 50-70 évre létesülnek, a napkollektorok élettartama azonban ennél rövidebb, mindössze 20-25 év. A projekt megtérülési idejének ezért ennél rövidebbnek kell lennie. A geotermikus áramtermelés diszkontráta értéke 10,55%. A nettó jelenérték összefüggésében a legbizonytalanabb tényező a beruházási költség, amely értékét a rendszer elemeinek költségei adják, azaz a napkollektor, a geotermikus kutak, az ORC és a hőtároló költségeiből tevődik össze.

Egy 650 fős kistelepülés villamosenergia-igényeinek ellátásához a hibrid geoterm-szolár ORC rendszernek 1.248 darab napkollektorral, 4.402 m3 -es hőtárolóval kell rendelkeznie a geotermikus kút 0,002 m3 /s vízhozama mellett.

A választott síkkollektor nettó listaára 155.200 Ft, a hozzá tartozó tartószerkezet ára 159.200 Ft, melyen 5 darab kollektor fér el. A síkkollektorok nagy előnye a többi típushoz képest, hogy beruházási költsége alacsony, és szinte a teljes geometriai felület részt vesz a hőtermelésben.

A geotermikus erőművek költségeinek legnagyobb része a projekt kezdeti fázisában jelentkezik. Ez ma - gában foglalja a kútfúrást, a csővezeték-építést, az erőforrás-elemzést és az erőműnek a megtervezését. A tőkebefektetéseket 3 szakaszra lehet osztani: rezervoárok feltárása, erőmű megépítése, jövőbeni kút újrafúrás, kút vízhozamnövelés. A geotermikus erőművek létesítési költsége erősen függ az elérhető hőhordozó közeg mélységétől és hőmérsékletétől.

1.700-2.000 méter mély kutak fúrásának költsége hozzávetőlegesen 500 millió forintot igényel. A fázisváltó anyagot tartalmazó hőtároló beruházási költsége korábbi megvalósult szezonális hőtárolók adatai alapján ~30 EUR/m3 . Az erőmű egyes részegységeinek becsült beruházási költségeit az alábbi táblázat tartalmazza.

A nettó jelenérték számlálóját a villamosenergia megtakarításból származó bevételek és az üzemeltetési és karbantartási költségek különbsége adja meg. A kiindulási adatok és a kapott eredmény az alábbi táblázatban látható.

A nettó jelenérték kiszámításához szükség van az adott időszakban esedékes összes bevétel és kiadás különbségére. Egy geotermikus projekt gazdaságossága elsősorban a termelt villamos energia eladásából származó bevételtől függ. Egy saját ellátásra termelő kistelepülés esetében azonban a helyi igények kielégítése a cél, ezért a meg nem vásárolt villamos energia ára adja a bevételeket. Azzal az egyszerűsítéssel élve, hogy a felhasználók legnagyobb részét a lakossági fogyasztók teszik ki, a villamos energia ára 2.523 kWh/év felett 70,104 Ft/kWh.

Az évente felmerülő kiadásokat az üzemeltetési és karbantartási költségek adják, melynek van egy állandó és változó része. A geotermikus erőműveknek jellemzően hosszú az élettartamuk (minimum 30-50 év), és ez idő alatt az üzemeltetési és karbantartási költségek mérsékeltek. A korszerű geotermikus erőművek és napkollektorok esetén az alábbi értékek jellemzőek.

A számítás eredménye alapján a nettó jelenérték negatív, tehát a beruházás nem megtérülő. A legnagyobb költséget a geotermikus kút létesítése jelenti, mely 1 milliárd forintra tehető. A költségek csökkentésére megoldást nyújthat a már meglévő kutak újra felhasználása. A meglévő szénhidrogén kutak, egy kimerült lelőhely átalakítható lenne geotermikus kúttá, így a beruházási költségek jelentősen csökkennének, ha a kút megfelelő állapotban van, ezzel a nettó jelenérték is pozitív lehetne.

Kockázatok, finanszírozási lehetőségek

A geotermikus projektek hátránya a magas kezdeti tőkeigény, amely leginkább a költséges kutatási módszerekből, a mélyfúrásokból, a kitermelő és viszszasajtoló kutak kialakításából adódik. A felszín alatti térrész pontos ismeretének hiányából adódó bizonytalanság kockázatossá teszi a geotermikus beruházásokat. A földtani kockázat mellett megjelennek a fúrástechnikai, környezeti és jogi kockázatok is.

Ezen okok miatt a befektetők nem vágnak bele a magas tőkeigényű projektekbe, valamint a pénzintézetek sem nyújtanak hitelt, így támogatás hiányában sok projekt megvalósulása ellehetetlenül. Európa több országában azonban felismerték ezt a problémát, és ezért létrehoztak geotermikus kockázatkezelő garanciaalapokat. A folyamatban részt vesznek külső szakértők, illetve állami szervek is. A szerződéssel az előre meghatározott technikai peremfeltételek alapján sikertelennek tekinthető fúrást követően kerül folyósításra a biztosítási összeg.

Szabó Barbara Linda

Forradalmian új hűtőközeg – integrált merülő hűtéses megoldások az energiahatékony és klímabarát adatközpontokért

Globális népességünk növekedésével minden nap egyre nagyobb az igény az adatokhoz való gyorsabb, intelligensebb és közvetlenebb hozzáférésre. Mivel az éghajlatváltozás az egyik legnagyobb kihívás, amellyel ma az emberiség szembesül, rugalmas, környezetkímélő megoldásra van szükségünk adatközpontjaink fenntarthatóbb működtetéséhez.

Az adatközpontok infrastruktúrájának éves bővülése meghaladja a 20%-ot, így gyökeres változást hozó intézkedések nélkül a károsanyag-kibocsátásuk exponenciálisan nőni fog. Ezzel egy időben a társadalomnak 50%-kal kell csökkentenie a szén-dioxidkibocsátást annak érdekében, hogy mérsékelni tudja a globális felmelegedés hatásait. Sok gyártó vállalat terve az, hogy 2050-re nettó zéró kibocsátásúvá váljon, és a tudomány fejlődése lehetőséget ad már arra is, hogy például az adatközpontok energiafelhasználását is csökkenteni tudjuk. Ezt a megoldást kívánjuk ebben a cikkben röviden bemutatni.

Az adatközpontok hardverei és számítógépes alkatrészei hűtésének rendkívül hatékony módja az, ha ezeket teljes terjedelmükben valamilyen hővezető, ugyanakkor elektromos vezetőképességgel nem rendelkező (szigetelő tulajdonságú) hűtőfolyadékba merítjük. Ezzel nemcsak az energiafogyasztás és a szén-dioxid-kibocsátás, de a költségek is csökkenthetők, miközben javul a helyszín mindenkori igényekhez való alkalmazkodása. A folyadék keringetéséről vagy a természetes konvekció, vagy pedig szivattyú gondoskodik, így vezetve el a hőt a részegységektől. További előnye, hogy ez a hő vízhűtéses hőcserélőkkel visszanyerhető, és távfűtési berendezésekben újra felhasználható.

A legtöbb előnnyel az egyfázisú merülő hűtőrendszerek rendelkeznek, ugyanis egyszerű felépítésűek, kisebb tőkeberuházást igényelnek, nyitott tartályokban is tárolhatók, így a karbantartásuk is könynyebb. Ez a megoldás akár 48%-kal is csökkentheti a karbonlábnyomot, 33%-kal csökkenhet a bekerülési és üzemeltetési költség, 30%-kal kevesebb lehet a szén-dioxid kibocsátás, 80%-kal kisebb alapterületet igényel, és 40%-kal nagyobb CPU teljesítményt hoz.

A szintetikus, egyfázisú merülő rendszerben használt hűtőfolyadék nem más, mint egy úgynevezett gas-to-liquids technológiával földgázból előállított közeg. Magas szintű hűtési hatékonyságának, áramlási viselkedésének, valamint kiváló termodinamikai tulajdonságainak köszönhetően csökkenti az energiaköltségeket és a károsanyag-kibocsátást, előállítása kevésbé költséges, javítja a termékbiztonságot, jobb hőkapacitással rendelkezik, nagyobb a hőátadási hatékonysága és kevésbé illékony. Természetes konvekciójú merülő hűtéses megoldásokra lett optimalizálva, de szivattyús/kényszerített keringetésű rendszerekben is használható. Ez a speciális közeg rendkívül alacsony sűrűséggel és magas lobbanásponttal rendelkezik, nem párolog. A folyadék összetétele rendkívül konzisztens, illetve igen magas oxidációs és hőstabilitással rendelkezik. Gyakorlatilag nem tartalmaz ként, nitrogént vagy aromás összetevőket, továbbá nem korrozív hatású.

Az integrált merülő hűtéses megoldásokat kiválóan tudják hasznosítani a felhőszolgáltatók, távközlési szolgáltatók, vállalatok, kutatóintézetek és a kolokációs szolgáltatók is.

A fent említett termék jelenleg bevezetés alatt áll, igény esetén Magyarországon is elérhetővé válik.

Április 7. AZ EGÉSZSÉG VILÁGNAPJA