Ugrás a tartalomhoz

Environmental management

Prof. Tamás János, Prof. Blaskó Lajos (2008)

Debreceni Egyetem a TÁMOP 4.1.2 pályázat keretein belül

5.3.Megújuló energiaforrások Európában és Magyarországon

5.3.Megújuló energiaforrások Európában és Magyarországon

Az alábbiakban az energiaforrásokat külön-külön tekintjük át.

5.3.1.Biomassza

A biomassza egy gyűjtőnév, mely alatt az értelmező szótár alapján a következőket értjük: az élővilágban jelen levő szerves anyagok és élőlények összessége (Magyar Értelmező Kéziszótár, 2003). Szűkebb értelemben a mezőgazdaság, az erdőgazdaság, és ezekkel kapcsolatos iparágak termékeinek, hulladékainak és maradványainak, valamint az ipari és kommunális hulladékok biológiailag lebontható része. Az EU-irányelv alapján a biomassza: a mezőgazdaságból (a növényi es állati eredetű anyagokat is beleértve), erdőgazdálkodásból es a kapcsolódó iparágakból – többek között a halászatból es az akvakultúrából – származó, biológiai eredetű termékek, hulladékok es mellékanyagok biológiailag lebontható része, valamint az ipari es települési hulladék biológiailag lebontható része.

A biomasszát a termelésben betöltött szerepe alapján csoportosíthatjuk elsődleges, másodlagos, harmadlagos biomassza csoportokba. Az első csoportba a biomasszát alkotó növényi tömeget, a fitomasszát szokás sorolni. A másodikba az állati tömeg tartozik, melyet zoomasszának is neveznek. A harmadik csoport az emberi eredetű massza, melyet homomasszának hívnak (feldolgozó iparok gyártási mellékterméke és az emberi életműködés melléktermékei) (Bencze Bőcs, 2006).

A különböző biomassza források energiacélú hasznosítása is nagyon sokféle módon történhet (5.7. ábra).

5.7.Ábra. A biomassza energetikai hasznosításának főbb lehetőségei (Forrás: Dinya, 2010)

Dinya László (2010) egy regionális biomassza konzorcium tapasztalatai alapján hangsúlyozza, hogy a biomassza hasznosítás minden egyes fázisában számos eredményességet, érdekeltséget, energiahozamot és szervezési teendőt befolyásoló tényező összhangjáról kell folyamatosan gondoskodni egy-egy projekt sikeres megvalósításához. Ezt a termékpályát az alábbi ábrán foglalja össze.

5.8. Ábra. A biomassza termékpálya (Forrás: Dinya, 2010)

A biomassza tényleges hasznosítási módja tovább módosíthatja azt a technikai potenciált, amely a biomasszából végső soron aktuálisan kinyerhető (5.9. ábra).

5.9. Ábra. Alternatív biomassza-hasznosítási lehetőségek, igények (Forrás: Dinya, 2010)

A megújuló energiaforrások hasznosításán belül Magyarországon rendkívül magas, 85 százalékos a szilárd biomassza így a faapríték aránya, miközben az ország erdősültsége mindössze 20 százalékos, szemben az EU-tagországok 40 százalék körüli arányával. A szilárd biomassza (fa, pellet, brikett, energianövény, illetve mezőgazdasági hulladék) energetikai célú felhasználása a CO2 kibocsátás szempontjából neutrális, mivel az eltüzelésével levegőbe kerülő CO2 mennyisége alapvetően megegyezik azzal, mint amit ezek a növények a fotoszintézis révén fejlődésük során magukba építettek (Bencze Bőcs, 2006).

Magyarországon a biomassza (fa) alapú villamos energiatermelést döntően az átalakított erőművek termelése adja (fatüzeléses blokk üzemel a Pécsi, a Kazincbarcikai és az Ajkai erőműben, vegyes tüzeléssel használ fel faanyagot a Tiszapalkonyai és a Mátrai Erőmű). A fenntartható erdőgazdálkodás szempontjait figyelembe véve a hazai erdőkből évente 9 millió m3 lenne kitermelhető, amelyből évek óta évi 7 millió m3 faanyagot termelnek ki ténylegesen. Ebből a hasznosított faanyag 5,5 millió m3, amelyből 3,5 millió m3 az ún. sarangolt fa, amely rostfa, tűzifa, illetve papírfa céljára hasznosul. A sarangolt fa és a fafeldolgozás során keletkező 400-500 ezer m3 faipari hulladék összegeként adódó évi kb. 4 millió m3 faanyag felvevőpiacát a hazai falemezipar, a lakossági tűzifaigény, az export és az energetikai hasznosítás teszi ki (KHEM, 2009).

A másik nagy forrás a települési hulladék, amelyből körülbelül 4,5 millió tonna a települési szilárd hulladék. 2008-ban ennek mintegy kétharmadát a háztartásokból származó, míg egyharmadát az intézményekben, a szolgáltatásokban és az iparban keletkező, a háztartási hulladékokhoz hasonlóan kezelt hulladék adja.

A Budapesti Szemétégető-műben földgáz támasztóláng segítségével égetik el a válogatatlan kommunális hulladékot. A termelt hőt a távhőszolgáltatás veszi át. A termelt áramot, 112,5 GWh-t az áramszolgáltató vásárolja meg. A válogatott hulladék égetésére alkalmas öt darab, az Országos Hulladékgazdálkodási Tervben rögzített regionális - összesen 50 MW villamos kapacitású - hulladékégető erőművek áramtermelése elérheti a 400 GWh-t is évente (Bohoczky, 2001).

A mező- és erdőgazdaságban (30 millió tonna növényi maradvány, melléktermék, nyesedék, erdészeti apríték), valamint az élelmiszeriparban (5 millió tonna) összesen évente mintegy 35 millió tonna hasznosítható biomassza képződik.

Az élelmiszer-ipari környezetgazdálkodás fontos területe a hulladékok kezelése, elhelyezése, ártalmatlanítása. Az élelmiszer-ipari technológiák anyagmérlegében – általánosságban – a végtermék az outputok 70 százalékát, míg a melléktermék és a hulladék összesen 30 százalékát teszi ki (5.10. ábra) (OHT, 2007).

5.10. ábra. Az élelmiszer-ipari termékek előállítása során keletkező hulladékok (Hegoczki et al., 2008)

Az állati (húsipari, vágóhídi) hulladékok (287 ezer tonna), valamint az állati tetemek (45 ezer tonna) csak kisebb részének a hasznosítása megoldott. Magyarországon évente 3,4–4,1 millió tonna veszélyes hulladék képződik. Ennek mintegy 10 százaléka mezőgazdaságból és az élelmiszeriparból származik (OHT, 2007). A hazánknál nagyobb és koncentráltabb külföldi állattartó telepeken különösen nagy gond a trágya kezelése. Egyre fejlettebb technológiák ilyen méretben már megtérülhetnek és eddig gazdaságosan nem alkalmazott megoldások is szóba jöhetnek. Erre példa a kanadai sertés termelés, ahol Quebec adja annak kb. 25%-át. A jelenlegi szabályozás korlátozza a legtöbb mezőgazdasági területen a sertés trágya talajjavító anyagként történő kijuttatását a foszfor és nitrogén túlsúly probléma miatt. Több kezelési eljárás létezik a szerves-anyagban gazdag száraz sertés trágya foszfor és nitrogén-tartalmának szeparálására. Igaz, a hulladék mintegy 40%-át kezelik így és továbbra is szükségesek a környezetbarát ártalmatlanítási módszerek. Vizsgálták az előkezelés technikai megvalósíthatóságát és a szilárd sertés trágyából vákuum pirolízis eljárással történő bioüzemanyag előállításának hasznosságát. A pirolízis (hőbontás) a szerves anyagú hulladéknak speciális reaktorban, hő hatására, oxigénszegény vagy oxigénmentes közegben, szabályozott körülmények között bekövetkező kémiai lebontása. Egy egyedi gyártású, nyomásálló, rozsdamentes acéltartályt használtak a sertés trágya pirolíziséhez, melyet 200-600°C közötti hőmérsékleten, vákuum alatt, batch eljárással végeztek. A vákuum 200-400 Hgmm közötti volt. A pirolitikus gőzt két sorba kapcsolt kondenzátorral kondenzálták le és a kőszént közvetlenül a pirolizáló tartályból gyűjtötték össze a batch pirolízis befejezése után. A pirolízis folyamata során négy termék keletkezett: kőszén, kőolaj, vizes fázis és gázkeverék. Az optimális pirolízis hőmérséklet a kőszén előállításánál 238°C volt, mely 73; 9,6; 7,4; és 10%-os hozamokat eredményezett a kőszén, kőolaj, vizes fázis és gázkeverék esetében. A kőszén fűtőértéke (~21,1 MJ/kg) magasabb volt, mint pirolízis előtt a száraz trágyáé, ami magasabb volt, mint sok más biomasszáé. Ezen túlmenően, a pirolízis az alkalmazott hőmérséklet miatt alkalmas a sertés trágya kórokozóinak megsemmisítésére, mint pl.: Salmonella spp., Cryptosporidium spp., Yersinia enterocolitica és vírusok (H1N1) (Verma et al., 2010).

A folyékony biomassza mára jelentős része a bioüzemanyag, azaz a biomasszából előállított folyékony bioetanol, biometanol, biodimetiléter. A bioüzemanyag-termelés mennyiségét és kapacitását világszinten, az Európai Unióban és Magyarországon a. táblázat mutatja be (Bai, 2010).

5.3. táblázat. Bioüzemanyagok jelentősége Forrás: Bai, 2010

A bioetanol gyártásának alapanyaga lehet magas cukortartalmú növény (pl. cukorrépa, cukornád, cukorcirok) vagy olyan anyagot tartalmazó növények, melyet cukorrá lehet alakítani (pl. keményítő tartalmú kukorica, búza, burgonya stb., vagy cellulóz tartalmú fa, fűfélék, gabonaszárak, szalma). A bioetanol termelés így széleskörű nyersanyagbázisra épülhet, valamint lehetőséget kínál a jelenlegi mezőgazdasági melléktermékek és hulladékok felhasználására is. Magyarországon elsősorban a kukorica, búza és a csicsóka, valamint a cukorrépa jelentheti az elsőgenerációs bioetanol gyártás nyersanyagbázisát. A közeljövő technológiáját azonban a cellulóz alapú, ún. második generációs bioetanol előállítás jelenti. Ennek technológiája jelenleg kísérleti fejlesztés alatt áll, szélesebb körű elterjedése 2012- 2015 után várható. Vitatott kérdés a bioüzemanyok energiamérlege és a teljes életciklusra vonatkozó környezeti hatásuk. Miközben a bioüzemanyagok felhasználása során a növény által légkörből megkötött szén-dioxid szabadul fel, addig a növénytermesztés és előállítás során jelentős mennyiségű, fosszilis eredetű üvegház gáz kerülhet a környezetbe. A bioüzemanyagok használata akkor jelenthetne valódi alternatív energiaforrást, ha az előállításához is megújuló forrásokat használnánk.

Várhatóan ugyancsak növekszik a szennyvíziszapok szerepe az energia előállításban. Az országos villamos energia hálózathoz kapcsolható jelentős települési szennyvíztisztító telepek elméletileg nyerhető villamos energia összesen ~330MWh/nap, így 300 üzemi nap feltételezése mellett ~100GWh/év villamos energiatermelést jelent (Bencze Bőcs, 2006).

Gáz halmazállapotú üzemanyag a biogáz, és biohidrogén. Biogáz-termelés mértéke (2148/2008.(X.31.) Korm. hat.) a 2005-ös 0,3 PJ-ról 2008-ra 0,9 PJ-ra nőtt (2009/28/EK irányelv). A hőtermelésre előállított biogáz és biometán célértéke 2015-re 5,0 PJ, 2020-ra 7,0 PJ, míg a villamosenergia-termelésre a célérték 2015-re 350 GWh, 2020-ra 660 GWh. A biometán szélesebb körben történő elterjedését gátolja azonban, hogy a jelenlegi földgáz ár alacsonyabb a biometán termelési költségénél. Az üzemméret csökkenésével a termelési költségek növekednek, ezért főként a nagyüzemi termelésből származó biometán lehet a földgáz alternatívája. A biometán termeléshez szükséges mezőgazdasági, élelmiszeripari alapanyagok rendelkezésre állnak, megfelelő szabályozási környezet kialakításával a hazai földgázfogyasztás reálisan is legalább 1%-a kiváltható lenne. A biogáz energetikailag legkedvezőbb hasznosítása a kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés, ami után a direkt hőtermelés, majd a kizárólagos villamosenergia-termelés következik, ezért a támogatási rendszert is ezzel összhangban kell meghatározni, hogy a megvalósuló beruházásoknál is ez a prioritási sorrend érvényesüljön (Lovas és Büki, 2010).

5.3.2. Vízenergia

Három eltérő vízerőmű típust különböztetünk meg egymástól: a folyókra épített vízerőműveket, a szivattyús tározós erőműveket és a tengeri erőműveket. A tengeri épített vízerőművek lehetnek árapályerőművek, melyek a napi két árapályhullám erejét használják fel, valamint a tengeráramlat-turbinák, melyek a szélturbináknak megfelelő konstrukcióban dolgoznak (Göőcz, 2007). A világ vízerőmű-hasznosítása óriási fejlődést tett meg napjainkig, s a megújulók közül ezt az energiahordozót hasznosítják a második legnagyobb mértékben a biomassza után (Bencze Bőcs, 2006). Európában a legmagasabb a vízerőművek kiépítettsége (22%), ám 78% még mindig kihasználatlan, melyet bizonyít az is, hogy az EU 25 országaiban a vízenergia az összes energiafelhasználás 24%-át tette ki 2004-ben. A vízenergia a megújulókból származó energiafelhasználásban a biomassza után a második helyen áll (KHEM, 2009).

Magyarországon a jelenleg meglévő 31 vízerőmű összteljesítménye 55 MW, villamosenergia-termelése közel 190 GWh/év, ami a teljes hazai villamosenergia felhasználás kevesebb, mint fél százaléka (KHEM, 2009). Bencze Bőcs (2006) szerint Magyarország elméleti vízerő készlete ~7,5 TWh eszmei energia mennyiséggel jellemezhető, amely kontinentális összehasonlításban kizárólag Hollandiát előzi meg. Vízerő hasznosítási adottságainkat jól jellemzi a fajlagos potenciális vízerő készlet, amely 110.000 kWh/km2. Az előállított villamos energia kb. 90%-át a négy jelentősebb vízerőmű (Kiskörei, Tiszalöki, Kesznyéteni és az Ikervári erőművek) termeli meg. A kis vízfolyások vízerő készlete mintegy 40 MW elméleti teljesítmény és 240 GWh/év elméleti energiatartalmat képvisel (KHEM, 2009).

Kiskörén, Tiszalökön és Kesznyéten a beépített kapacitás 37,5 MW, a kihasználás évi átlag kapacitása 20 MW körül van, a kis vízerőművek (Ikervár, Nyugati törpék, Gibárt, Felsődobsza, Keleti törpék) évi átlagkapacitása 1,8 MW. Vízenergia területén előre lépési lehetőség a kis vízerőművek felújítás utáni újraindítása, illetve újak építése mellett, az erőművek hűtőrendszeri elfolyó, már hasznosított vizének energia célú tovább hasznosítása területén lehetséges. Ezekkel a jelenlegi vízenergián alapuló áramtermelést 30 %-kal lehetne növelni (56 GWh). Külön elemzés alá kell vetni esetlegesen a nagyobb folyókra telepíthető – árvízvédelmi feladatokat is ellátó – vízenergia hasznosítási rendszerek megépítésének lehetőségeit (Bohoczky, 2001).

Magyarország vízerő-hasznosítási adottságai nem igazán kedvezőek. A magas fajlagos költségek miatt így kisebb kapacitású vízerőművek számottevő fejlesztése nem várható. Összességében tehát elmondható, hogy ugyan nem rendelkezünk túl jó adottságokkal, de még így is lenne hová fejlődnünk e téren. A vízenergia magyarországi potenciálja kb. 1000 MW-nak felel meg, s ennek töredéke van kihasználva (Büki, 2006).

A Bős-Nagymarosi erőmű építésének meghiúsulását követően nagy vízerőművek építésének társadalmi elfogadottsága nem túl nagy. Számos érv szól ugyanakkor a duzzasztók és tározók építése mellett. Ezek üzemeltetési költségeit a velük együtt létrehozott erőművek tudják csökkenteni. A hajózási szempontok szintén időszakonként erősebben kerülnek erőtérbe. Az ÜGH kibocsájtás csökkentése szintén erősíti ezeket a szempontokat.

Az Itaipu Vízerőmű a kínai Háromszurdok Vízerőmű megépülése előtt a világ legnagyobb erőművei közé tartozott (5.11. ábra).

5.11. Ábra. Az Itaipu vízerőmű

Megépülése számos környezetvédelmi problémát vetett fel elsősorban a megváltozott földhasználat és biodiverzitás miatt. Mára az Európai piacon értékesítik a CO2 kvótájukat.

5.3.3. Geotermikus energia

Nemzetközi Geotermikus Szövetség (IGA) és a Geotermikus Energia Szövetség (GEA) által készített 2010-es előrejelzések szerint a beépített kapacitás elérheti az előbbi szerint a 10700 MW-os, az utóbbi szerint a 13500 MW-os teljesítményt. A világrangsort tekintve 2006-ban az USA vezetett a beépített geotermikus erőműkapacitás területén, melyet a Fülöp-szigetek, Mexikó, Olaszország, Indonézia, Japán követett (Göőcz, 2007).

Magyarország kedvező geotermális adottságokkal rendelkezik, a mért hő áram érték 90mW/m2, amely 50%-kal haladja meg a kontinens területén mért átlagértéket (60 mW/m2). Ennek megfelelően a kőzetek és az azokban elhelyezkedő víz hőmérséklete 1 km mélységben 60ºC, 2 km mélységben pedig már 110ºC. A geotermikus gradiens a Dél-Dunántúlon és az Alföldön a legnagyobb, a Kisalföldön és a hegyvidéki területeken kisebb, mint az országos átlag (KHEM, 2009).

A hazai hévíz feltárás 50%-a szolgál geotermikus energiahasznosítási célokat. A medence területeken a 70-es, 80-as években az utánpótlást meghaladó vízkitermelések hatására nagymértékű nyomáscsökkenés alakult ki a meleg vizű rétegvíz tárolókban. Ez a kedvezőtlen folyamat a 90-es évek elejétől, alapvetően a felszín alatti vízkitermelések csökkenése miatt megállt. Tekintettel arra, hogy a hévizek Magyarország stratégiai jelentőségű, egységes hidraulikai rendszerű, korlátozottan pótlódó felszín alatti vízkészleteinek a részei, a geotermikus energiahasznosítási célú vízkivételek a jövőben modellezéssel bizonyított fenntartható rezervoár potenciál mellett, víz visszatáplálással engedélyezhetők.

A környezetvédelmi szempontokat, a sótartalmat és a visszasajtolási követelményeket is figyelembe véve 50 PJ/év geotermikus energia termelhető, amelyből jelenleg 3,6 PJ/év a felhasználás (Bencze Bőcs, 2006). A geotermális energia fő hasznosítási területe Magyarországon a direkt hőhasznosítás és a balneológia (gyógyforrások, gyógyvizek gyógyfürdői alkalmazása) (5.12. ábra). Ma Magyarországon több mint 900 db termálkút (a kifolyásánál 30ºCnál melegebb kutak, források) üzemel, amelynek mintegy 31%-a balneológiai célú, több mint negyedük ivóvíz ellátásra hasznosul, és közel fele szolgál direkt hőhasznosítási célokra (KHEM, 2009).

5.12.Ábra. Termálvíz hasznosításának elvi vázlata (Forrás: www.vilaglex.hu)

Szakértői vizsgálatok szerint az adottságok meglennének, de a bizonytalansági tényezők miatt a kockázati és vállalkozói tőke csak államilag garantált feltételek esetén hajlandó befektetni (Bohoczky, 2001). A jelenleg létező geotermikus energiafelhasználást tekintve két módszert lehet kiemelni. Az egyik a földből származó hőt közvetlen módon, átalakítás nélkül hasznosítja, azaz fűtésre, gyógyvízellátásra, ivóvízellátásra, szárításra és egyéb hőkezelésre (Meskó, 2007).

Speciális esete a hőszivattyú, melyet fűtésre, hűtésre és használati melegvíz előállítására lehet használni. A második módszerben az erőművek villamos energiát állítanak elő a geotermikus fluidumok, azaz a termálvíz, a gáz és ezek keverékének hőjéből (Pátzay, 2007).

5.3.4. Szélenergia

A Szélenergia-világszövetség (WWEA) 2007. január 29-ei jelentése szerint 2006-ban már 73904 MW energiát termeltek, mely száma kb. tízszerese az 1996-os értékeknek. A globális áramfelhasználásnak a szélenergia csupán 1%-át fedezi (World Wind Energy Association, 2008; Meskó, 2007). 2009-ben világszerte 45 milliárd eurót fektettek be szélerőmű projektekbe, a piac 31 százalékkal nőtt az előző évhez képest. A GWEC (Global Wind Energy Council) szerint közel félmillió embert foglalkoztat világszerte ez az iparág. Európa továbbra is meghatározó ezen a területen, annak ellenére, hogy rendkívül gyorsan fejlődik Kínában és az Egyesült Államokban is a piac. Az EU 27 tagországában több mint 10 000 MW kapacitású ilyen létesítményt adtak át. A szélenergia hasznosításában Spanyolország, Németország, Olaszország, Franciaország és az Egyesült Királyság jár élen a kontinensen, ezen országokban az elmúlt évben több mint 1000-1000 MW új szélerőmű-kapacitás létesült. Az új erőmű építésekben Európában már 2 éve a szélerőművek vezetnek, megelőzve a földgázalapú létesítményeket (5.13. ábra) (Meskó, 2007).

5.13. ábra. Szélenergia kapacitás az Európai Unió egyes országaiban 2002-2003 között Forrás: Meskó, 2007

A Magyarországon elérhető fajlagos szélpotenciál (legfeljebb 250-300W/m2/év) jelentősen elmarad a tengerparttal rendelkező európai országok adataitól (600-800 W/m2/év) (Bencze Bőcs, 2006). 2001. év végéig négy villamos energia termelésére alkalmas szélturbina készült el (Kulcs, Inota, Mosonszolnok) és teljesen környezetbarát módon termelik az áramot (Bohoczky, 2001). A Magyar Szélenergia Társaság adatai alapján 2007-ben 41 darab erőmű 6505 kW-os teljesítményt produkált. A legtöbb szélturbina Mosonmagyaróváron van (12-12 db), ezt követi Mosonszolnok (3 db) és Csetény (2 db) (Koskocsák, 2008). Itthon a szél átlagsebessége 1,5-2,5 m/s, mely messze van az ideális 6-7 m/s értéktől (Meskó, 2007).

Számítások alapján 20-50 MW teljesítmény tartományba lehet szélerőmű parkokat létesíteni (Bohoczky, 2001). A szélenergia-hasznosítás magyarországi elterjedést az elmúlt években elsősorban a villamosenergia-rendszer, illetve a paksi atomerőmű megépítése óta halogatott tárolókapacitás-fejlesztés elmaradása is hátráltatta.

A magyar rendszerben, ahol a termelő kapacitások zöme atom-, illetve fosszilis erőmű, komoly gondot okoz a szélerőmű kapacitások tartalékának és a villamosenergiaelosztás egyes minőségi paraméterének biztosítása. 2009-ben 202 MW volt a hazai szélerőművek őszkapacitása, 2010 év végéig pedig elkészülhet a korábban engedélyezett 330 megawattnyi kapacitás fennmaradó részének jelentős hányada is (5.14. ábra) (KHEM, 2009). A Magyar Energia Hivatal (EH) további 410 megawattnyi új szélerőmű-kapacitásra írt ki pályázatot 2010 elején.

5.14.ábra. Szélenergia kapacitások változása Forrás: Magyar Szélenergia Társaság, 2010

A Magyar Szélenergia Tudományos Egyesület elnöke szerint a szélenergia-hasznosítás 2015 körül versenyképessé válhat, és állami támogatás nélkül is megállhatja a helyét a versenyben a fosszilis energiahordozókat felhasználó erőművekkel szemben a primer energiahordozók árának emelkedése, illetve a szélerőművek építésével kapcsolatos költségek csökkenése következtében. A technológiafejlesztésnek köszönhetően az egyes szélerőművek teljesítménye is jelentősen nőtt az elmúlt években. így miközben a 2000-ben épült első két magyarországi szélerőmű teljesítménye 250, illetve 600 kW volt, ma már az átlagos turbinateljesítmény 2 MW, amelyeket 100 méteres vagy annál is magasabb tornyokra helyeznek el. A toronymagasság jelentőségét mutatja, hogy az átlagos szélsebesség csupán 100, illetve a 125 méteres magasság között is 0,8 m/s értékkel nő, ami egy átlagos szélerőmű esetén évi 50 millió forint értékű többletáram előállítását teszi lehetővé. A szélerőművek helyigénye minimális, így ebben a tekintetben nincs aka¬dálya a fejlesztéseknek. Ezzel szemben a rendszerirányítás szempontjából valóban kritikus kérdés a szélerőművekben megtermelt áram mennyiségének hektikussága. Éppen ezért a következő évek egyik legfontosabb feladata egy ún. tározós erőmű építése lesz, amely lehetővé teszi az ingadozások kiegyenlítését, s amelynek megvalósítására jó alkalmat kínál, hogy az előttünk álló évtizedben mintegy 2000-3000 megawattnyi elavult erőműi kapacitást kell Magyarországon lecserélni, illetve korszerűsíteni (ELMŰ-ÉMÁSZ–MÁSZ, 2010).

5.3.5. Napenergia, fotovoltaikus energia

A napenergia áramtermelésre alkalmas, fotovillamos panelek segítségével. Az egy- és polikristályos szilícium napelemek energiaátalakítási hatásfoka 16–18%. Laboratóriumi körülmények között többrétegű napelemekkel már 42% fölötti hatásfokot is elértek. Az olcsóbb kivitelű amorf szilícium vékonyréteg-napelemek hatásfoka 6–8% körül van. Napjainkban évente több mint 3000 MWp napelemet gyártanak a világon, és az éves növekedési ütem az utóbbi években 60–70%-os volt.

Az Európai Unióban 2002-2003-ben Németország, Görögország és Ausztria jártak élen a napkollektorok területi kiterjedését tekintve (5.15. ábra) (Meskó, 2007).

5.15. ábra. Napkollektorok területi kiterjedése az Európai Unió egyes országaiban 2002-2003 között. Forrás: Meskó, 2007

Alkalmazási területe kezdetben Magyarországon az előállítás magas költsége miatt csak a távközlés, a hírközlés (autópályák melletti segélykérő telefonok, stb) volt, majd fokozatosan terjedt el a magánszférában (5.16. ábra) (Bohoczky, 2001).

5.16. Ábra. Napkollektor alkalmazása lakóházakban (Forrás: www.waermepumpe-bwp.de, www.kekenergia.hu)

A felhasználás mértéke jelenleg is alacsony. Magyarország adottságai a napenergia-hasznosítás szempontjából kedvezőbbek, mint sok európai országé, tekintettel arra, hogy az évi napsütéses órák száma 1900–2200, a beeső napsugárzás éves összege átlagosan 1300 kWh/m2. A becslések alapján számított magyarországi fotovillamos potenciál (486 milliárd kWh = 1749 PJ/év) villamosenergia-termelési lehetősége Magyarország jelenlegi éves villamosenergia-fogyasztásának több mint tizenkétszerese (Pálfy, 2004).

Az Egyesült Államokban kialakított tükrös naperőműveknek például 1 km2 területet elfoglaló tükörre van szükségük kb. 100 MW csúcsteljesítmény eléréséhez. A 95 MW-tal dolgozó debreceni hőerőműnek megfelelő kapacitású napelem kialakításához 527777 m2-re van szükség 18 százalékos hatékonyság mellett (Koskocsák, 2008). A mezőgazdasági szoláris technológiák megtérülési ideje egymástól eltérő. Növényházak esetén öt-nyolc év, egyszerű kivitelű szárítóknál egy-két év, integrált kivitelű szárítóknál három-nyolc év, technológiai melegvíz-készítésnél, fűtésnél három-hat év.