Budapesti Mszaki s Gazdasgtudomnyi Egyetem Gpszmrnki Kar Energetikai
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Dr. Ősz János Geotermikus energia és földhő hasznosítás
Geotermikus energia potenciál • Világ: csak nagyon kis hányada hasznosítható. A földkéreg felső 3, 5 km-es héjának hőtartalma 10221023 J. A hővezetéssel felszínre kerülő, szárazföldre jutó teljesítmény 9 TW, de ezt az igen kis gradiens miatt nem lehet „megcsapolni”. A hőhordozókban feljutó teljesítmény (6 GW) pedig ennek elenyésző hányada, s ennek is csak nagyon kis része hasznosítható, s csak lokálisan. A becsült potenciálok szórnak, felső határuk 1, 15 -0, 30 TW (5 -10 EJ/év). • Magyarország: A 3 km-es mélységen belül fellelhető 2, 5. 103 km 3 -nyi hévizeink hőtartalmát 500 EJ-ra becsülik, de termálvizeink átlagos hőmérséklete (68 o. C) alacsony, ezért ennek töredéke hasznosítható.
Hazai geotermikus tározók területei
1. Geotermikus energia • A felszínre érkező fluidum (vízgőz+sók) nyomásának (p) és hőmérsékletének (t) hasznosítása. • Geotermikus források: – kis entalpiájú (t<90 -190 o. C), – közepes entalpiájú (t=90 -225 o. C), – nagy entalpiájú (t>150 -225 o. C). • Hasznosítási lehetőségek: – balneológia (gyógyfürdők t, c), – egyedi fűtés és hmv, távfűtés, meleg (zöld) „házak” fűtése (t): – Villamosenergia-termelésre (p és t) hazánkban vizsgálat alatt. • Akkor megújuló, ha visszasajtolás, a kitermelt folyadék visszajuttatása a földkéregbe, mert a kút kimerül.
Metán-eltávolítás (Alföld)
Geotermikus hőforrású távhőrendszerek típusai
Távfűtés: Reykjavik
Távfűtés: Hódmezővásárhely városközpont hmv MK MK Hódtó R 1 R 2 90/70°C visszasajtolás hmv-kút 1106 m 43°C Mátyás u. Hódtó Fűtési kút 1 - 2 2300 m 2000 m 85°C 80°C 70/45°C strand visszasajtolás
Bansko [Macedonia] üvegház és szálloda integrált fűtés
Villamosenergia-termelés: flash-type. mg GT . mf 130 -150 bar 130 -150°C K visszasajtolás
Villamosenergia-termelés: binary-cycle 1 GF GT 2 . mf K munkaközeg : szervesanyag visszasajtolás
Villamosenergia-termelés: nyomás- és hőhasznosítás
2. Földhő+hőszivattyús hőtermelés • Elpárologtató (E): a földhő (Qa) hasznosítása a kisnyomású (p. E) hűtőközeg elgőzölögtetésével. • Kompresszor (K): a gőzfázisú hűtőközeg nyomásának növelése a kondenzátor nyomására (p. K). A kompresszor hajtása: – villamos, – gázmotoros (további hőhasznosítás). • Kondenzátor (K): a gőzfázisú p. K-nyomású hűtőközeg kondenzációja, a kondenzációs hő elvonása fűtési vízzel. • Fojtószelep (FSZ): a p. K-nyomású, folyadékfázisú hűtőközeg nyomásának csökkentése p. E-nyomásra, s eközben a hűtőközeg nagy része gőzfázisba kerül.
Hőszivattyús hőtermelés
Hőszivattyús (hűtő) hökörfolyamat
Energiafolyam ábra
Energetikai jellemző • Fajlagos fűtési tényező (ill. teljesítménytényező): • εf=2 -6(15) a földhő (hulladékhő) „minőségének” (t és halmazállapot) függvénye.
HS földhő-források típusai
Erőmű és hőforrás illesztése a rendszerbe
Erőmű illeszkedése a VER-be
Erőműtípusok
Illeszkedés a VER üzemviteléhez • P(t)fogyasztók=P(t)erőművek-P(t)veszteség. – Időjárásfüggő erőművek → szivattyús tározós erőmű. • Beépített (BT) és rendelkezésre álló teljesítmény (RT):
Támogatások • Beruházási (pl KEOP). • Támogatott ár és kötelező átvétel. – Jelenleg a támogatás 80 -85 %-a földgázbázisú kapcsolt energiatermelés. – A kötelező átvétel megmarad, de 2011 -től versenyáron (csak 2010 -ig támogatható az átvételi ár). • CO 2 -adó, karbonmentes technológiák, zöldbizonyítványok.
Független erőművek kötelező áramátvételi díja (2008. 01. ) • Megújuló energiából (20 MWe-nál kisebb, 5 MWe-nál kisebb vízerőmű, kivétel nap): – 29, 56 (csúcs), 26, 46 (völgy), 10, 80 (mélyvölgy) Ft/k. Wh. • Nap: – 26, 46 (csúcs, völgy, mélyvölgy) Ft/k. Wh. • Megújuló energiából (20 -50 MWe, kivétel nap): – 23, 65 (csúcs), 21, 17 (völgy), 8, 63 (mélyvölgy) Ft/k. Wh. • Megújuló energiából (50 MWe-nál nagyobb + használt berendezést magába foglaló erőműegység): – 18, 39 (csúcs), 11, 77 (völgy), 11, 77 (mélyvölgy) Ft/k. Wh. • Hulladékból: – 27, 73 (csúcs), 19, 11 (völgy), 9, 97 (mélyvölgy) Ft/k. Wh.
Kapcsoltan termelt áram kötelező átvételi díja (2008. 01. ) • <50 MWe, távhővel kapcsolt: – 32, 59 (csúcs), 20, 82 (völgy), 3, 00 (mélyvölgy) Ft/k. Wh. • <20 MWe, nem távhővel kapcsolt: – 27, 32 (csúcs), 18, 73 (völgy), 3, 00 (mélyvölgy) Ft/k. Wh. • 50 -100 MWe távhővel kapcsolt, >20 MWe nem távhővel kapcsolt + használt berendezést magába foglaló erőműegység: – 18, 64 (csúcs), 11, 64 (völgy), 3, 00 (mélyvölgy) Ft/k. Wh. • 50 -100 MWe, távhővel kapcsolt: – 28, 58 (csúcs), 17, 97 (völgy), 3, 00 (mélyvölgy) Ft/k. Wh.
ELMŰ (1 -3. erőműegység) munkanap/nem munkanap Időszak Téli időszámítás Nyári időszámítás Csúcs 700 -2300 (16 h/nap) 800 -2400 (16 h/nap) Völgy 2300 -0230, 600 -700 (4, 5 h/nap) 0700 -0230 (19, 5 h/nap) 2400 -0330, 700 -800 (4, 5 h/nap) 0800 -0330 (19, 5 h/nap) Mélyvölgy 0230 -0600 (3, 5 h/nap) 0230 -0700 (4, 5 h/nap) 0330 -0700 (3, 5 h/nap) 0330 -0800 (4, 5 h/nap)
Hőigény
Hő • Energiahatékonyság javítása (hőfelhasználás kb. 40 %-a, épületek energetikai tanúsítványa). • Megújuló energiaforrást az alaphőigényre. • Kooperáció a csúcshőforrással. • Hőár nem támogatott (szó van róla!). • A földgázár kikényszeríti az energiahatékonyság javítását és a megújuló tüzelőanyagok kisebb mértékű visszaterjeszkedését (közel azonos komfort mellett).
Energiahordozók árarányai Energiahordozó Fogyasztói ár (jellemző) Energiára vetített ár [Ft/GJ] Benzin 300 Ft/l (ρ=0, 83 kg/l, Hü=42 MJ/kg) 8606 Brikettszén 50 Ft/kg (Hü=20 MJ/kg) 2500 Tűzifa 15 Ft/kg (Hü=10 MJ/kg) 1500 Háztartási tüzelőolaj 250 Ft/l (ρ=0, 87 kg/l, Hü=40 MJ/kg) 7180 Lakossági nappali villamos energia 34, 7 Ft/k. Wh=9, 64 Ft/MJ (1 k. Wh=3, 6 MJ) 9640 (3374 tüa: ηr=0, 35) Vezetékes földgáz 81, 3 Ft/Nm 3 (Hü=34 MJ/Nm 3) 2393 Palackos PB-gáz 300 Ft/kg (Hü=45 MJ/kg) 6667 Fűtési forróvíz 2600 Ft/GJ 2600
- Slides: 30