2013. május 20., hétfő

Mennyibe kerül az energia?

Ebben a bejegyzésben nem algákat fogok összehasonlítani algákkal, hanem energiatermelő reaktorokat állítok szembe egy algafarmmal. Reményeim szerint költséghatékonyságban, energiatermelésben, helyigényben és környezetkímélésben is felülmúlja majd az algaipar a már meglévő, mondhatni hagyományos üzemeket.

Arra gondoltam, hogy ebben a bejegyzésben szerepelnie kellene legalább Magyarország erőműveinek és azok teljesítményének. Szerencsére könnyű dolgom volt, a Wikipédia nagy segítséget nyújtott:


Erőmű neve
Teljesítmény
(MW)


Fűtőanyag
Győri I. Fűtőerőmű
fluidtüzelésű kazán


barnaszén, jelenleg földgáz
Kvassay Vízerőmű (Tass)
1

víz
Dorogi hőerőmű
3

barnaszén, jelenleg földgáz + biomassza/szén
Komlói Fűtőerőmű
7

barnaszén, jelenleg földgáz+biomassza
Diósgyőri Keleti Erőmű
12

kohógáz, tüzelőolaj
Tisza I. Vízerőmű (Tiszalök)
12

víz
Tatabányai Hőerőmű
21

barnaszén, jelenleg földgáz
Kelenföldi FIAT Gázturbina
32

gázolaj
Nyíregyházi Kombinált Ciklusú Erőmű
49

földgáz
Tisza II. Vízerőmű (Kisköre)
68

víz
Dunai Vasmű Erőműve (Dunaújváros)
84

barnaszén, barnagáz, kohógáz
Debreceni Kombinált Ciklusú Erőmű
99

földgáz
Ajkai Hőerőmű
100

biomassza, import feketeszén
Tatabányai Erőmű (Bánhida)
100

barnaszén, bezárt
Kispesti Erőmű
110

barnaszén, jelenleg földgáz
Ajkai Gázturbinás Csúcserőmű
116

földgáz
Inotai Hőerőmű (November 7. Erőmű)
120

barnaszén, bezárt
Mátravidéki Erőmű (Lőrinci)
128

lignit, jelenleg földgáz
Kelenföldi Gázturbinás Erőmű
136

földgáz, gázolaj
Lőrinci Gázturbinás Erőmű
150

gázolaj
Tiszapalkonyai Hőerőmű
200

barnaszén, földgáz, biomassza, bezárt
Borsodi Hőerőmű (Berente)
200

biomassza, földgáz, barnaszén, bezárt
Oroszlányi Hőerőmű
200

barnaszén, biomassza
Inotai Gázturbinás Csúcserőmű
200

gázolaj,bezárt
Pécsi Hőerőmű
215

földgáz, biomassza (fa)[1]
Gyorsindítású Gázturbinás
Erőművek (Litér, Sajószöged)

240

gázolaj
Dunamenti Gázturbinás
hőhasznosító blokkok (Százhalombatta)

385, 145,
156, 60


földgáz
Csepeli Gázturbinás Erőmű
390

földgáz, gázolaj
Dunamenti Hőerőmű I. blokk (Százhalombatta)
600

gudron, tüzelőolaj, földgáz (bezárt)
Mátrai Erőmű (Gagarin) (Visonta)
800

lignit, biomassza
Tiszai Hőerőmű (Tiszaújváros)
860

gudron, tüzelőolaj, földgáz, leállt 2012. április 1-jén
Dunamenti Hőerőmű II-III. blokk (Százhalombatta)
1290

gudron, tüzelőolaj, földgáz
Paksi atomerőmű
2000

urán-dioxid



 Paksi atomerőmű


A legmasszívabb teljesítményű erőművünknek nem meglepő módon a Paksi atomerőmű bizonyult, így érdemes lenne néhány információt összeszedni az üzemről a rangsorolás érdekében. Mára már ismeretes, hogy meg fog épülni a Paks II. atomerőmű, aminek a költségvetése 3 billió Ft-ra tehető, írja az Index. Az új telepen várhatóan két új blokk fog épülni, egyenként 1200 MW-os teljesítménnyel és 2030-ra már a működésbe is léphet 60 éves üzemidővel. A jelenlegi Paks I erőmű négy blokkból áll, amiknek a leállítása 2017 körül megkezdődhet. Ezek a blokkok ma Magyarország villamosenergiájának több mint a 40%-át adják, ami 15793 GWh (2012). Az erőmű teljes területét én durván 4km2-re becsülöm. Az erőmű környezetpolitikája kiváló, természetesen üvegházhatású gázokat nem bocsájt ki és a radioaktív szennyezés is minimális. Csináltam pár környezetvédelmi szempontból fontos diagramot az erőmű weboldalán található adatokból, melyek szerint a mérleg erősen az atomerőművek felé billen a többi üzemmel szemben. Habár az atomerőművek kifejezetten káros radioaktív hulladékot halmoznak fel, ezek megfelelő és körültekintő kezelése nem terheli a környezetet. Egy 1300 MW teljesítményű erőmű kb. 25 000 kg tiszta uránt igényel. A piacon az urán oxid formában értékesíthető, ennek napi piaci árfolyama itt található. Ma (2013. május 20.) 69,890 EUR/kg. Az elmúlt éves átlagára kb. 80 EUR/kg volt. Tehát durván a Paks II. atomerőmű 4 millió eurót fog költeni uránvásárlásra évente (nem hivatalos adat). Aszódi Attila tanulmánya szerint Pakson évente kb. 40–50 tonna friss üzemanyagot töltenek a négy blokkba összesen (ez ugyancsak évi 4 millió euróra jön ki). Az erőmű éves jövedelméről nem találtam hivatalos adatot. A fenti tanulmány szerint a Paksi atomerőmű 2005-ben 8,32 Ft/kWh áron értékesítette a villamosenergiát, 2005-ben 13 834 GWh -t termelt, ez annyi mint: 115 098 880 000 Ft (~115,1 milliárd Ft). Sajnos azt nem tudtam kideríteni, hogy az iménti ár nettó, vagy bruttó összeg-e :-/

Különböző erőműtípusok tüzelőanyag-felhasználása és szennyezőanyag-kibocsátása (1000 MW-os teljesítmény, évi 6600 órás kihasználtság (75%), összességében tehát évi 6.600 GWh villamos energia termelése esetén, adatok tonnában)



A hátrahagyott hamu lemaradt a diagramokról, rendre a következők az értékek:
Hamu 150 000 950 000 2 000 0 0


Ez már talán elegendő adat a Paksi atomerőműről, hogy összemérhessem egy algafarmmal!

Dunamenti Hőerőmű


A weboldalon egészen más teljesítményi adatokat tüntetnek fel, mint a Wikipédia táblázata, de kétség kívül ez Magyarország legnagyobb hőerőműve és a második legnagyobb erőműve. 9 földgáz és kőolaj tüzelésű blokkot tartalmaz (ebből 6 db 215 MW, a maradék 3 pedig 150 MW teljesítményű). Beépített teljesítményük összesen 1736 MW, az erőmű hatásfoka 36,3%. Ezeken kívül az erőmű mellett két gázturbinat is üzemeltetnek, melyek teljesítménye összesen 386 MW. 2001-es adatok szerint az erőmű 3725 GWh villamos energiát, a gázturbinák 2210 GWh villamos energiát, és 6084 TJ hőmennyiséget termeltek. Az erőmű 2008-ban Magyarország villamosenergia összfelhasználásának 8,4%-át biztosította. A Százhalombattán található erőmű 2009-ben 2631 GWh villamos energiát értékesített, továbbá a magyarországi rendszerszintű szolgáltatások közel egyharmadát adta. Területe kb. 1 km2. A szennyezés körülbelüli mértéke kiolvasható a fenti diagramokból, azonban ezek csak becslések, az erőmű vezetésének céljai között egyre inkább szerepel a "zöldebb" környezetpolitika.
2009-ben az üzem nettó árbevétele 201 338 707 000 Ft (~201,3 milliárd Ft) volt (mind az értékesített földgáz és a villamosenergiából származó jövedelem).

Algafarmok, fotobiorektorok


Szerencsére ebből a témából sem kellett saját tanulmányt készítenem, a haszon.hu már foglalkozott hasonlóan ezzel a témával és meg kell mondjam: MARHA JÓ CIKK! Annyira jó, hogy inkább csak átmásolgatom az adatokat.
1. 1 gramm tenyészetből 2 hét alatt optimális körülmények mellett akár 2 tonna szaporulat képződik.
2. Egy 100 m3-es fotobioreaktorban naponta képződő algatömeg: 500–20 000 kg (5–200 kg száa/
m3 reaktor).
3. 500 kg algából kinyerhető omega-3 zsírsav: 275 kg.
4. 500 kg algából kinyerhető biodízel: 350 liter, ami 6500 km út megtételéhez elegendő.
5. 500 kg mikroalgából (melléktermékből) termelhető biogáz: 480 Nm3, 70–72% metán-tartalommal.
6. 1 gramm alga naponta elfogyaszt 2,3 gramm szén-dioxidot.

Azt beláthatjuk, hogy az üzemek helyigénye lényegesen kisebb a fentieknél. Biodízel-, biogázgyártás esetén a beruházásigény (200–500 m3 esetén) 400–750 millió Ft, ami a Paks II. erőmű 3 billió forintjához képest lényegesen olcsóbb. De mennyi energia nyerhető egy ekkora algafarmból? A fenti adatokból látjuk, hogy naponta 350 liter üzemanyagot és 480 Normál m3 biogázt, azaz 346 m3 metánt termelt egy mindössze 100 m3 -es reaktor. 1 m3 metán 9,94 kWh energiát tartalmaz (Wikipédia).
Egy évben tehát ezen reaktor 1 255 322 kWh energiát termel. Ennek kb. 25-40 % -át lehet villamosenergiává alakítani. Lássuk be, hogy ez egy atomreaktorhoz, vagy egy hőerőműhöz képest igencsak elenyésző. Lényegesen magasabb összhatásfok érhető el biometánüzemű törpeaggregát és boyler összeépítésével, amely használati melegvíz mellett elektromos áramot is termel. Bár az elektromos hatásfok alacsony, a termikus hatásfok magas; az egyedüli veszteségforrás a kipufogógázzal távozó hő, az összhatásfok 90 % feletti. Ez a megoldás semmiféle hálózatot nem igényel, ezért családi termelés céljára  előnyös.
Annak ellenére, hogy nem olcsó egy ilyen üzemet felépíteni és nem is termel túl sok energiát, mégis Magyarországon 2006-ban 120 GWh biogáz alapú energiatermelés történt. A 100 %-os környezetkímélés mellett az olcsó költségvetés is olyan érv, ami a "zöld" üzemek beruházásai mellett szólnak.


Egy nagyobb bioüzemanyag-termelő algacéget is vegyünk figyelembe. A Sapphire energy kb. 100 millió USD-ból hozta létre a telepet és évente 1 millió gallon nyers üzemanyagot tudnak előállítani. A nyersolaj árfolyama 110 USD körül ingadozik, így évente 110 millió USD jövedelemre is számíthatnak. Ez azt jelenti, hogy egy-két év alatt megtérülhet a beruházás összege, sőt még profitot is hozhat. Naponta 56 tonna CO2-t kötnek meg az algák a levegőből és 3 km2 hektáron folytatják a termesztést.
 


Értékelés

 

Sajnos csupán fotobioreaktorokkal nem tudjuk kielégíteni Magyarország teljes energiaigényét. Azonban az üzemanyagimportot teljesen meg lehetne szüntetni, sőt exportra is maradna néhány gallon algaolaj. Ha lehet ilyet mondani egy energiaüzemre, hogy ár-érték arány, akkor hosszútávon a Paksi atomerőmű biztonságos fejlesztése, bővítése egy nagyon komoly, hasznos és értékes feladat. Egy kicsit mégis a fotobioreaktorok felé billen néhol a mérleg, hiszen egy-egy nagyobb energiaigényű gyár teljesen függetlenné válhat a szolgáltatóktól, ha saját zöldenergia-termelésbe kezd. A méreteket figyelembe véve szinte észrevehetetlenül fel lehet építeni egy reaktort, ami az egész gyár vagy épület fűtését és villamosenergia igényét ellátja, nem beszélve arról, hogy 100 % környezetkímélő. Egy ilyen próbálkozás volt egy korábbi cikkemben említett BIQ lakóház is. Összefoglalva egy algafarm felépítése olcsó, környezetkímélő, kicsi  a helyigénye és hatalmas profit nyerhető belőle. Azonban nem tudja helyettesíteni energiatermelés szempontjából a már meglévő, hagyományos, radioaktív sugárzás veszélyével járó vagy koszos energiaüzemeket.

1 megjegyzés: