Fatüzelésű erőművek és fűtőművek hosszú távú tüzelőanyag-ellátása energiaültetvényekről
2010. augusztus 24. | Rénes János | | 4 |
A Magyar Energetika több cikkében is olvashatták, hogy 2020-ra hazánkban megközelítően 8000 GWh villamos energiát fogunk/szeretnénk biomassza tüzelésből előállítani, és akkor még nem beszéltünk arról, hogy az utóbbi időben egyre több fatüzelésű fűtőmű tervezése és kivitelezése indult el országszerte. A lakosság is egyre nagyobb számban tér vissza a földgázról a fatüzelésre. Miként lehet a növekvő kereslet ellenére a tüzelőanyag-ellátást biztonságossá, az árakat pedig kiszámíthatóvá tenni?
A befektetők problémája
A fatüzelésű erőművek és fűtőművek technológiája a befektetők számára nem jelent különösebb kihívást. A tüzeléstechnika több formája is kiforrott, több gyártótól is megvásárolható, nagy biztonsággal üzemeltethető. Az EU megújulókra vonatkozó hosszú távú célkitűzéseit ismerik, a helyi gazdasági környezetet viszonylag egyszerűen tudják modellezni. Akkor miért nem épülnek itthon tömegével új fatüzelésű erőművi egységek?
Ennek legfőbb oka a tüzelőanyag. A projekt finanszírozhatóságához, biztos megtérüléséhez tudni kell, hogy a tervezett működési idő alatt a tüzelőanyag a megfelelő mennyiségben és kiszámítható áron rendelkezésre áll. Már a megfelelő mennyiséggel is gond van, mivel a piac több szegmensében is növekszik a tüzifa iránti kereslet, ráadásul a lakosság és a fűtőművek az erőműveknél lényegesen magasabb árat is ki tud fizetni a tüzelőanyagért.
Az ár hosszú távú kiszámíthatóságával még nagyobb probléma van: egyszerűen képtelenség a hitelek 10-15 éves futamidejének megfelelő időtávra garantált mennyiségekkel és árakkal szerződést kötni tüzifa beszállításra. Nos, a legtöbb projektötlet jó közelítéssel ezen a ponton szokott megállni (sajnálhatják, mert így nem ismerhetik meg a megújulók útjába emelt igen szofisztikált akadályrendszerünket).
Rövid vágásfordulójú fás szárú energiaültetvények
A mennyiségi ellátás biztonsága például úgy teremthető meg, hogy energiaültetvényeket telepítünk. A szántóföldi művelési ágban maradó területre elültetjük a fákat, néhány évente télen levágjuk őket, ismét sarjadnak, levágjuk, majd megint. Mindenki tapasztalhatta, hogy például a nyár, az akác és a fűz kivágás után jól sarjad, néha nem egyszerű tőlük megszabadulni. Akkor mi itt a probléma?
Több is van. Az energiaültetvények létesítése és első éves ápolása nagy befektetést igényel. Ez a befektetés pedig csak akkor fog megtérülni, ha olyan fákat ültetünk, amelyek nagy biztonsággal magas hozamot érnek el, levágást követően egy száraz tavaszon is könnyen sarjadnak, egy hosszú nyári aszályt is kibírnak, legalább 5-6 vágáscikluson keresztül nem csökken a hozamuk. Az erdőgazdálkodásban is használt hagyományos fajtákkal nem lehet megfelelni ezeknek a követelményeknek, de az energiaültetvényekhez reklámozott fajták között is vannak olyanok, amikkel biztonságos, gazdaságos ültetvényt nem lehet csinálni.
Az energiaültetvény legfontosabb célja az, hogy egységnyi területen a lehető legmagasabb nettó energiahozamot érjük el. Nagyon fontos itt a nettó kifejezés. Ez azt jelenti, hogy a termény energiahozamából levonjuk az előállítás, a feldolgozás és a szállítás energiaigényét. Használatos még az energiamérleg is, ami a betáplált és a kinyert energia arányát mutatja. A két mérőszám együtt mutatja meg, mennyire hatékony energetikai, makrogazdasági és környezetvédelmi szempontból az ültetvény. Egy jó rövid vágásfordulójú fás szárú energiaültetvény esetén az energiahozam legalább 150 GJ/ha/év, és az energiamérleg eléri az 1:10 arányt. A jó energiamérlegnek majd kiemelt jelentősége lesz a költségek hosszú távú kiszámíthatóságánál. Az alábbi táblázat jól mutatja az erdők és az energiaültetvények közötti hozamkülönbséget.
Mennyi energiaültetvényre lesz szükségünk?
Fatüzelés esetén hazánkban a kötelező átvétel előfeltétele a nettó 30 százalékos erőművi hatásfok, ami azt jelenti, hogy közepesen nedves fából 1 kg-ra van szükségünk 1 kWh villamos energia előállításához, teljesen száraz fából meg ~0,7 kg szükséges. Ebből már könnyen kalkulálhatjuk az erőmű biztonságos ellátásához szükséges területet. Például egy 20 MWe beépített teljesítményű erőmű számára a teljes ellátáshoz 9.000 hektár energiaültetvényre van szükség. Egy tipikus háztartás évente 3.600 kWh villamos energiát használ el, így egy ilyen erőmű 37.500 háztartás szükségletét képes megtermelni, ami azt jelenti, hogy egy háztartás villamos energia szükségletéhez a tüzelőanyag 0,24 hektáron nagy biztonsággal megtermelhető.
Mitől lesz kiszámítható az ár?
Az ültetvény fő ráfordításai a kezdeti beruházás finanszírozásának költségéből, a munkaerővel és a primer energiahordozókkal összefüggő költségekből áll. A finanszírozási költségeket könnyen kiszámíthatjuk hosszú távra is, a munkaerő költségeivel sem tévedünk túl nagyot, ha hosszú távon például CPI+3 százalékkal számítjuk a növekedését. A primer energiahordozókkal összefüggő költségek (elsősorban gázolaj, de például műtrágya kapcsán a földgáz is) esetében még 1-2 éves távlatban is bajban vagyunk. Emlékeznek még a legalább 1:10-es energiamérlegre? Nos, az itt lesz nagyon érdekes. A jó energiamérleg következménye, hogy az ültetvény szénhidrogének árával összefüggő költséghányada a teljes 100 egységből megközelítően 20 egység. Mi történik akkor, ha a kőolaj és a földgáz ára duplájára emelkedik? Az ültetvény teljes költségszintje 100 egységről 120 egységre növekszik, vagyis egy lényegében kiszámíthatatlan tényező hatását elviselhető mértékűre csökkentettük.
Mítoszok, tévhitek
A leggyakoribb tévhit, hogy a semmi másra nem használható termőföldeken is nagyszerű energiaültetvényeket lehet csinálni. Ez egyszerűen nem igaz. A fák mély gyökérzete miatt vastag termőrétegre van szükség, táplálni kell a fákat, mert a sejtjeiket csak akkor tudják felépíteni, ha minden tápanyagból rendelkezésre áll a szükséges mennyiség.
A másik gyakori mítosz, hogy nem áll rendelkezésre elegendő termőföld az energiaültetvények létesítésére. Nyáron óriási sárga táblákat látnak szinte minden út mellett: „biodízel” előállításhoz termelnek repcét. Azt már nem tudjuk megállapítani, hogy melyik kukoricatáblából lesz „bioetanol”. A nevüket azért tettük idézőjelek közé, mert elég rossz az energiamérlegük, a termelésükkel 0% - 30% közötti energianyereséget lehet csak elérni, a hektáronkénti energiahozamuk is igen alacsony. Már ezeket a területeket is összehasonlíthatatlanul nagyobb energetikai hatékonysággal lehet hasznosítani fás szárú energiaültetvényekkel.
Az energiaültetvényektől szoktuk félteni Európa élelmiszer-ellátását is, holott folyamatosan a szektor túltermelésével kell küzdenünk. A termelőknek igen kényelmes a megszokott termelési és támogatási szerkezet, de lassan nekik is tudomásul kell venniük, hogy gigantikus termelési és export támogatások árán nem praktikus rizst exportálnunk Kínába. Fontos az export, de nem sok értelme van 120-150 ezer forintos hektáronkénti bevételt érdekében ezzel összemérhető nagyságú támogatást adni, amikor energiaültetvénnyel eközben hektáronként 500-800 ezer forintnyi földgáz importját lehet kiváltani.
A „környezetvédőink” egy része félti az energiaültetvényektől a biodiverzitást. Ők egyedül a lényeget nem értették meg, azt, hogy egy intenzív művelésű – homogén – szántóföldi kultúrát kell összehasonlítani az ugyancsak szántóföldi energiaültetvénnyel, amelyben az év túlnyomó részében békében bukfencezhetnek a vadmalacok.
Hogy lehet jó, gazdaságos energiaültetvényt csinálni?
Jelen cikk terjedelmi és szakmai kereteit is jelentősen meghaladja az energiaültetvények technológiájának, gazdaságtanának ismertetése. Az utóbbi időben egyre több publikáció jelenik meg a témakörben, közülük több olyan is van, ami valós, használható információkat ad a termelőknek és a befektetőknek. Érdemes a forrásokat felkutatni, mert a közeljövő perspektivikus ágazata a fabázisú energiatermelés.
Hozzászólások
A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.
Mikus Mihály | 2010. szept. 1.
A fenti tanulmány szerzője hosszú távú tüzelőanyag-ellátásról ír. Elfelejti azt a már, legalább is általam tényként kezelt körülményt, hogy klímaváltozás elé nézünk. Szerintem már az 5-6 évre előre tervezés sem megbízható ebben a helyzetben. A hosszú távú tervezés jól hangzik, de szerintem nem reális. Rövid összefoglaló arról, hogy az elkövetkező 10 – 30 évre milyen fejlemények bekövetkeztét jósolják a tudósok ( ENSZ, Magyar Tudományos Akadémia, már a CIA is, stb. ) Magyarország időjárása két irányba alakulhat a vizsgált időszakban. Az egyik lehetséges irány a mediterrán éghajlat, aminek a velejárója a szárazság, sivatagos jelleg. A másik irány, a jelenlegi észak-németországi, svédországi „időjárás öv” magyarországi megjelenése. Ezt abban az esetben tartják reális veszélynek, amennyiben a felmelegedés a jelenlegi ütemben folytatódik, a grönlandi jégolvadással rövid idő alatt akkora mennyiségű édesvíz kerül az óceánba, hogy nem először, leáll a Golf-áramlás. Abban egyetértés van, hogy a két lehetőség közül valamelyik be fog következni. Fogadjuk ezt el, mert még az ENSZ főtitkára is azt mondta, hogy ( Bali, 2007.12-hó ) "Olyan 15-20 év vár ránk, amit még a sci-fi filmekben sem láthattunk !" akkor nem vehetjük félvállról a "jóslatokat". Amennyiben elindul a bioüzemanyag tervezett fejlesztése (a felhasznált üzemanyagok 10%-a bioüzemanyag lesz?) számoljunk a magyarországi takarmánytermesztés eddigi legjobb éves termelt mennyiségével, amikor két millió tonna felesleg mutatkozott. A 10%-os bioüzemanyag tartalomhoz kétmillió tonna kukoricára van szükség, tehát minden évben kötelezően meg kell ismételni az eddigi legjobb év termelési eredményét. A magyarországi döntéshozók azt is tervezték, hogy Európának is mi leszünk a bioüzemanyag részbeni ellátói. A fenti mennyiség hogyan, mekkora területen lesz biztonsággal megtermelhető amennyiben bekövetkezik a másik jóslat, miszerint a növénytermesztés jelentős csökkenése várható? És miért akarunk bioetanollal közlekedni? A CO2 gáz levegőbe jutásának csökkentése miatt. Kutatások megállapították, de ehhez nem kell kutatás, hogy a bioetanol nem csak azt a CO2-t hordozza amit a növény élete során felvett. Nézzük, a földnek műtrágya kell. Ezt elő kell állítani (CO2), szállítani (CO2) és bedolgozni a termőföldbe (CO2). A kukoricát el kell vetni, megművelni (CO2) gyomirtózni (CO2+egyéb mérgek) learatni (CO2) és elszállítani (CO2). Ezután a bioetanolt elő kell állítani (rengeteg CO2) és végül kiszállítani a kutakhoz (CO2). És ezek után még a kipufogón is több CO2 jut ki mint amennyit a növény elnyelt. Ha mindezt összeadjuk, a számítások alapján kijön, hogy ha a kőolaj szállítását nem számoljuk, ugyanannyi régen lekötött CO2-t ad le a benzin mint a bioetanol. Miért akarjuk csökkenteni az élelmiszer termőterületet? A lobby érdekek miatt megint rossz irányba indulunk. A túlfeszített mezőgazdasági termelés mellett több ezer hektáron el kell kezdeni a biomassza alapanyag előállítást, amit hosszú távon fenn kellene tartani. A mezőgazdaság elindul a könnyebb pénzszerzés irányába, természetesen a nyereségesebb termékeket fogja megtermelni, ezzel mindig hiányt okozva más termékekből. Az állandó és folyamatos konjunktúra a tűréshatár fölé emeli az árakat, minden területen (élelmiszer, takarmány, bioetanol, biomassza, stb.). Hiába szórunk ebbe a feneketlen zsákba (mezőgazdaság) az eddigieknél is több támogatást, jobban ki leszünk szolgáltatva a parasztságunknak, mint most Oroszországnak. A fentiek ellenére a földgáztól való függőségünk jelentősen nem fog megváltozni. A fa-aprítékra épült fűtőművek, meglátásom szerint nem fognak olcsóbban üzemelni. Már jelenleg is átnevezhető a fűtőanyaga, mivel már nem fa-aprítékkal hanem aprított fával (haszonfával) üzemelnek. A rendőrségi nyilatkozatok alapján az immár több száz hektár tarvágott, ellopott erdőt sem találják, mivel sejtésük szerint a bizonyíték valamelyik erőműben felhasználásra került. A Science magazin szerint alapvetően elhibázott az Európai Unió 2007 januárban még forradalminak vélt energiapolitikája, ugyanis a bioüzemanyagok és biomassza elterjedésével nem fog csökkeni a kibocsátott széndioxid mennyisége. Megoldást csakis a hosszú távú erdőtelepítés jelenthetne. A biomassza felhasználás jelentősen növeli a CO2 kibocsátást, mivel sokkal több CO2 keletkezik az égetés során, mint amennyit a növény a levegőből felvett, arról nem is beszélve, hogy a növény további CO2 felvétele sem következik be. (Nem csak az égetést kell számolni, az erdőt telepítik, művelik, feldolgozzák, szállítják.) Állításukat arra alapozzák, hogy megvizsgálták, egy hektáron termelt bioüzemanyag segítségével valójában mennyi széndioxid-kibocsátás spórolható meg, majd azt is megmérték, hogy 1 hektár erdő mennyi szén-dioxid felvételét biztosítja. Az eredmény jelentős eltérést mutatott: az erdőtelepítés akár kilencszer hatékonyabbnak bizonyulhat a széndioxid-kibocsátás megkötése terén, mint a bioüzemanyagok használatával megtakarított kibocsátás. Természetesen nem azt állítom, hogy most fel kell számolni a fűtőműveket. Csak annyit szeretnék, hogy ne a biomassza felé nyissanak, mert meggyőződésem, hogy az zsákutca. Fenntartható módon ilyen nagyságrendbe nem lehet biomasszával Magyarországon biztosítani a hosszú távú energiaellátást, ha visszatápláljuk a hamut a termőföldbe, ha nem. (A hamu ötlete egy vezető politikus, szakembertől származott, miszerint "a biomassza hamujával hosszú távon megőrizhető a talaj termőképessége"!) A politika erőteljes ösztönzésére megint abba a hibába esünk, amibe már párszor belementünk. Gondoljuk végig: valaha volt a szén, ezt követte az olaj (mindenki olajkályhát vásárolt), aztán megint jött a szén a carborobot kazánokkal és végül a manna, a földgáz. Mindenhova földgáz kerül, mert ez a jövő. És mindez alig 30 év alatt. Miért ne lehetne most úgy dönteni, hogy jöjjön a megújuló energia, a hőszivattyú, napkollektor, napelem, szélgenerátor, biogáz. Ez garantáltan 40-50 évre egy fenntartható jó döntés lenne. Nem kellene hazárdjátékot kezdenünk a jelenleg olcsóbbnak tűnő megoldással, a biomasszával vagy fa aprítékkal. A jelenlegi magyar megújuló energia stratégiát röviden így fogalmazzák meg a politikusaink: határozzuk meg a lehető legalacsonyabb célkitűzéseket, és ezeket próbáljuk meg minél egyszerűbben, néhány nagyméretű projekt megvalósításával elérni. Én viszont úgy gondolom, hogy ez a szemlélet nem vezethet valódi eredményre. Ezzel csak azt lehet elérni, ami a hivatalos cél: a szégyenteljes utolsó hely, a 25. az uniós tagországokon belül. Magyarország adottságai ennél sokkal többet tennének lehetővé. Mind a nap-, mind a geotermikus, mind a szélenergia területén Magyarország kiváló adottságokkal rendelkezik, és ezek a jelenleginél nagyságrendekkel nagyobb környezetbarát, fenntartható és tiszta energia hasznosítását tennék lehetővé. Ez azonban csak akkor érhető el, ha támogatást kapnak a kisebb léptékű, magánszemélyek, önkormányzatok, kis-, és közepes méretű vállalkozások által megvalósított beruházások is. Csak a sokszínű, helyi szintű kezdeményezések minél nagyobb számú megvalósulása eredményezheti a lakosság szemléletének változását, és tőkeerős, felkészült, a megújuló energiák hasznosítása terén tevékenykedő vállalkozói kör létrejöttét. E két utóbbi feltétel pedig nélkülözhetetlen a megújuló energiák alkalmazásának széles körű elterjedése érdekében. Mert energia van. Magyarország területét háromszáznyolcvanszor több napenergia éri el egy évben, mint amennyi az ország teljes éves energiafelhasználása. Ezek az energetikai fejlesztések gazdaságosan nem valósíthatók meg állami vagy Uniós támogatások nélkül. Ha már sikerül szerezni támogatást, miért ne tervezhetnének hosszú távra úgy, hogy biztosan fenntartható legyen az energiaellátás. Elsősorban az energia-takarékossággal kell foglakozni, az épületek hőszigetelésével, a pazarló energiagazdálkodással, a korszerűtlen, elhasználódott hőszigetelésű hő-veszteséget termelő távvezeték hálózat felújításával. Másodsorban, valóban biztosítani kellene a már meglévő fűtőművek biomassza ellátását, amire sok javaslat született ill. születik. Ettől biztosan nem lesz olcsóbb a fűtés, de lesz fűtés! Javasoljuk, hogy a távfűtött területek hő-központjaiba, telepítsenek hőszivattyúkat, amik kiegészíthetők napkollektorral, illetve akár napelemekkel is. (lakóházaknál adott a lapos tető) Így a Távhő és a hő-központ közötti távhővezeték hő-vesztesége is kiküszöbölhető lenne. A hőszivattyú olyan berendezés, amely a földhőt, folyó-, vagy állóvíz hőjét, levegőt stb. képes felhasználni úgy, hogy egy egység elektromos energiából három-öt egység hőenergiát állít elő. A hőszivattyú megfelelő lakásonkénti fűtő-hűtő berendezéssel képes az épületeket fűteni-hűteni és a használati melegvizet előállítani. Szerintem ez az eszköz tudja biztosítani jelenleg a leghosszabban fenntartható biztonságos energiaellátást. A hőszivattyús beruházások a jelenlegi energiaárakkal számolva a legjobb megtérülési idővel rendelkeznek a megújuló energia felhasználások között, átlagosan 4 – 10 év. Amennyiben a későbbiekben elérhetővé válnak pályázati pénzek, a hőszivattyú áramellátását saját nap-, szél-, vagy mikró vízerőművel is lehet biztosítani, így teljesen önellátó rendszert lehetne kialakítani. A szennyvíz is lehetőséget jelent, biogázból pl. villamos energia is előállítható. És a hidrogén. Nem tartom megvalósíthatónak a tervezett szivattyús tározó kialakítását, a már most érzékelhető erőteljes tiltakozás miatt. De nincs is rá szükség. A már kiadott 330 MW teljesítményű szélerőmű engedélyeket meg kellene többszörözni és a megtermelt plusz energiából hidrogént, kellene előállítani. A hidrogén nagy részben vagy egészben pótolni tudná a szivattyús tározó feladatát. Fel lehet használni többek között a tömegközlekedésben. Reális és már elérhető lehetőség van akár az autóbuszok hidrogénnel való üzemeltetésére is. A BKV amúgy is tervezi lecserélni az autóbuszait. Miért nem hidrogénhajtású buszokat vásárolnak? A új beruházásoknál javasolnám, hogy minden esetben felelőséggel, vizsgálják meg a biomasszán kívüli egyéb lehetőségek, mert már nagyon régen léteznek! Hosszúra sikerült, ha ezt is elolvassa, elnézést kérek miatta.
MP | 2010. aug. 30.
Tisztelt Perneky Úr! őszintén nem értem, mit akart mondani, ha csak nem azt, hogy keressék meg önt, mert ön, és csakis ön szakértő. Kritikája, bár elvben érdekes, a gyakorlatban nem mond semmit. Aki pedig szakértő, az publikáljon (mint ahogy szerintem így is tesznek), mert úgy osztja meg a tudását. Szaklapunk még egyetlen hozzászólást sem vett le, kérem segítsen, hogy ez a jövőben is így maradhasson, és írjon konkrétumokról. Köszönettel: Veresegyházi Béla főszerkesztő
Kálmán László | 2010. aug. 27.
Tisztelt Perneky Úr! Szerencsére ma az energetika teljes ismerete legalább 15-20 szakma, 50-100 ága-boga alkotja, ugye nem azt akarja mondani, hogy van a világon olyan személy aki valamennyi ismerettel bír? Engem személy szerint inkább az zavar, hogy alig találni független szakértőt, szakvéleményt, különösen ebben a sötétzöldülő világban.
Perneky Antal | 2010. aug. 25.
Sajnos csak publikációk jelennek meg és nem szakcikkek. A kettő közötti különbség kézzel fogható: a publikáció az amelyet fentebb lehet olvasni és semmit nem mond senkinek. Az a szakcikk az amely konkrét tapasztalatokra, eredményekre és kutatásokra alapozottan tájékoztat a témával kapcsolatos tudnivalók megismertetésének igényével. Hazánkban összesen 42 fő azok létszáma, akik megújuló energiában képzettek. ezek a kollégák az utóbbi időben egyetlen cikket sem publikáltak, mert számukra a szakmai munka elsődlegessége a legfontosabb. Akik publikálnak azoknak csupán halvány sejtelmük van arról, amiről írnak. Sajnáljuk az olvasót, az előadásokat hallgatókat, hogy ilyen szintű tudással rendelkező, de jó előadó készségű emberek butítják őket és nem a képzett szakemberek tudását olvashatják/hallgathatják. Ma egy olyan társadalomban élünk, ahol a kóklerek léte nélkülözhetetlen, hiszen, ha ők nem lennének légüres tér keletkezne. AQ fenti cikkben leírtak túlnyomó többsége blabla, amelynek nincs semmi értelme azon kívül, hogy szerzője megkapta érte a fennmaradását biztosító honoráriumot, de valójában semmi hasznosat nem mondott azoknak akik elolvasták cikkét, Tehát most itt tartunk. Szomorú, de ez a valóság. Mindenkinek lelke rajta, hogy hogyan lép tovább. Mi szívesen segítjük azokat akik nem ülnek fel ilyen semmitmondó információknak. Nevem után kereshetik cégemet is, mert mi adjuk a nevünket tevékenységünkhöz. Nagy tisztelettel: Perneky Antal okl. mg gépészmérnök megújuló energiagazdálkodási szakmérnök EU rendszerű auditor
