Energiahatékonyság
Elvi alapok - energiagazdálkodás

Energiahatékonyság

Elvi alapok - energiagazdálkodás

Mielőtt rátérnénk az egyes energiafogyasztók (lakóépületek, közintézmények, ipari létesítmények, stb.) részére készített, energiahatékonyság növekedést eredményező, illetve megújuló energiaforrások kiaknázását lehetővé tevő megoldások bemutatására, vessünk előbb egy pillantást arra, hogy milyennek kell lennie egy globális értelemben is hatékonyan működő energetikai rendszernek. Ez azért fontos, mert bár többnyire a végső energia felhasználók kizárólagos célja –teljesen érthető módon-, hogy saját épületükön, létesítményükön belül az energia felhasználást, és ezzel együtt az energiaköltségeket minimalizálják, azonban minden egyes végső energiafogyasztó egy nagyobb, globális energetikai rendszer része. A hozzá érkező, az épület, vagy létesítmény határán átlépő energiahordozók mindegyike egy energiaszállító, energiatároló rendszeren keresztül érkezik, mely energiahordozók, a környezetből történő kitermelés után különféle kezelési, energiaátalakítási folyamatokon esnek át, hogy végül a végső energiafogyasztók igényeinek megfelelő formában és minőségben álljanak rendelkezésre. Tehát a végső energiafogyasztó csupán egy láncszeme egy nagy energetikai rendszernek, mely rendszer egyes elemei kölcsönösen hatással vannak egymásra.

Annak érdekében, hogy a természet nyújtotta energiaforrásokat –legyen az akár megújuló eredetű, akár fosszilis energiaforrás- a lehető leghatékonyabb módon használjuk fel, nem elegendő, ha az egyes részegységek (pl. végső energiafogyasztók) energiahatékonyságát külön-külön optimáljuk. A globális rendszer egyes elemeinek energiahatékonyságát összehangoltan, a kölcsönös egymásra hatást figyelembe véve kell maximalizálni. Ez azért fontos, mert hosszú távon mindenki számára – beleértve a végső energiafogyasztókat is- az a legkedvezőbb megoldás -mind környezeti, mind gazdasági szempontból-, mely globális értelemben is az energiahatékonyság maximalizálását eredményezi, és ennek eredményeként ésszerűen, fenntartható módon használja a Föld energiaforrásait.

Akár az energia -termelés, -átalakítás, vagy -fogyasztás szintjéről beszélünk, alapvetően három elvet kell követnünk a hatékony és fenntartható energia felhasználás érdekében.

• Az első, hogy csökkentenünk kell a rendszer energiaveszteségeit. A „rendszer” szó alatt itt gondolhatunk egy épületre, melyet fűteni és/vagy hűteni kell, valamilyen terméket gyártó ipari létesítményre, vagy akár egy villamos energiát előállító erőműre, stb. Az energiaveszteségek csökkentésére épületek esetében jó példa a külső határoló szerkezetek hőszigetelése. Ipari létesítmények, illetve erőművek esetében pedig korszerű technológia alkalmazásával érhetünk el nagyobb hatékonyságot.
• A következő, hogy a fosszilis tüzelőanyagok (földgáz, kőolaj, kőszén, stb.) helyett, ahol csak lehetséges, a lehető legnagyobb mértékben használjunk megújuló forrásból származó energiákat. Ez azért nagyon fontos, mert azzal, hogy a fosszilis primerenergia hordozókat kiváltjuk megújuló forrásból származó, gyakorlatilag kimeríthetetlen energiákkal, egyrészt takarékoskodunk a Föld véges energiakészleteivel, másrészt jelentős károsanyag kibocsátástól kíméljük meg környezetünket.
• Végül az utolsó, hogy a felhasznált fosszilis energiahordozók energiatartalmát a lehető leghatékonyabban hasznosítsuk. Ez azt jelenti, hogy a különféle energiaigények –ez lehet épületfűtés, hűtés, ipari tevékenység, stb.- esetén az energiaigény minőségi szintjét figyelembe véve, mindig a megfelelő minőségű / fajtájú energiahordozót használjuk. Tehát az energiaellátás minőségi szintjét az energiaigények minőségi szintjéhez kell illesztenünk.

Az első két pont viszonylag könnyen érthető és nem szorulnak különösebb magyarázatra. Az ezekkel kapcsolatos gyakorlati megvalósítás lehetőségei az energiahatékonyság növeléséről és a megújuló energiák alkalmazásáról szóló fejezetekben találhatók.

A harmadik pont azonban első ránézésre talán kissé nehezen értelmezhetőnek és kézzel foghatatlannak tűnhet. Mit is jelent valójában az igények, illetve az ellátás minőségi szintje? Miért teszünk különbséget a különféle energiahordozók között, melyek ugyanannyi energiát tartalmaznak? És mit értünk az energiafajták közötti minőségbeli különbségen?

A válasz az energiafajták átalakíthatóságában, hasznosíthatóságában, vagy más szóval kifejezve munkavégző képességében (exergia tartalmában) rejlik. Gondoljunk csak bele, hogy egy egység villamos energiát milyen rugalmasan tudunk hasznosítani az által, hogy átalakítjuk más energiaformákká. Segítségével világíthatunk, gépeket mozgathatunk, hűtő, vagy fűtőgépeket üzemeltethetünk. Ezzel szemben ugyanez az energiamennyiség lényegesen kevesebb célra hasznosítható, ha az egy 30°C-os víz hőhordozó közeg hőtartalmaként áll rendelkezésünkre.

Az energia fajtákat tehát átalakíthatóságuk, hasznosíthatóságuk (exergia tartalmuk) szempontjából feloszthatjuk magas és alacsony minőségi szintet képviselő energiákra. A magas minőségű energiák mind műszaki, mind gazdasági értelemben a legértékesebbek, ezért ezekkel a lehető legtakarékosabban kell bánnunk. Magas minőségi szintet képviselnek például a fosszilis energiahordozók (földgáz, kőolaj, kőszén, stb.), illetve a villamos energia. Ezeket kizárólag olyan energia igények fedezésére szabadna felhasználnunk, amikor nem jöhet szóba alacsonyabb minőségi szintet képviselő energiahordozó használata. Például világító berendezéseink üzemeltetése, mozgást végző gépek, járművek működtetése.
A víz, levegő, vagy bármilyen egyéb hőhordozó közegben tárolt termikus energia alacsony minőségi szintet képvisel. Minél közelebb áll a hőhordozó közeg (pl. fűtővíz) hőmérséklete a környezeti hőmérséklethez (a mindenkori külső, környezeti hőmérséklet), annál alacsonyabb minőségű a benne tárolt energiamennyiség –még egyszer hangsúlyozzuk, hogy mennyiségileg ugyanannyi energiáról van szó. Ezek sokkal rugalmatlanabbak az átalakíthatóság, a hasznosíthatóság szempontjából.

A jelenlegi épületállomány döntő többségében a fűtési, hűtési igényeket többnyire földgáz elégetésével, vagy villamos energia felhasználásával elégítik ki. Ezek a legértékesebb, legnagyobb átalakíthatósággal, munkavégző képességgel (legnagyobb exergia tartalommal) bíró energiahordozók, és mi „elpazaroljuk” őket 40-80°C-os melegvíz előállítására, melyet épületfűtéshez, vagy használati melegvíz készítéshez használunk.

A fűtési / hűtési energiát, illetve használati melegvizet előállító rendszerek energetikai értelemben véve alacsony minőségű energiát igényelnek, hiszen az épületben előforduló hőmérséklet értékek (20°C körüli helyiség hőmérséklet) viszonylag nagyon közel vannak a környezeti hőmérséklethez (a külső tér mindenkori hőmérséklete). Ennek ellenére, jelenleg ezeket az alacsony minőségi szintet képviselő igényeket is magas minőségű energiahordozókkal (fosszilis energiahordozók, villamos energia) elégítjük ki. Műszaki, környezetvédelmi, továbbá gazdasági szempontból is az lenne a legkedvezőbb, ha ezeket a magas minőségi szintet képviselő energiahordozókat a kizárólag magas minőségű energiával működtethető folyamatainkhoz használnánk, például ipari célokra, gépek, járművek mozgatására, vagy villamos energiatermelésre.

Épületfűtési, épülethűtési célokra tökéletesen megfelelnek az alacsony minőségi szintet képviselő energiák, valamint a megújuló energiaforrások. A cél tehát az, hogy megtaláljuk a módját annak, hogy a lehető leghatékonyabban tudjuk hasznosítani a felhasználás helyéhez lehetőleg minél közelebb rendelkezésre álló megújuló energiaforrásokat, illetve „hulladék hő” forrásokat, mielőtt a magasabb energetikai és gazdasági értéket képviselő energiahordozókhoz nyúlnánk. „Hulladék hő” alatt érthetjük a hőszivattyú segítségével különböző hőforrásokból kinyert termikus energiát, vagy az ipari tevékenység, illetve villamos energiatermelés melléktermékeként keletkező –épületek fűtésére, használati melegvíz készítésére teljes mértékben alkalmas- termikus energiát.

Ahhoz, hogy épületfűtési, illetve épülethűtési rendszerünket alkalmassá tegyük az alacsony minőségi szintet képviselő energiák hasznosítására, valamint a megújuló energiaforrások kiaknázására, arra van szükség, hogy fűtési / hűtési rendszerünket alkalmassá tegyük arra, hogy a tartani kívánt helyiséghőmérséklethez lehető legközelebbi hőmérséklet értéken szolgáltassa a szükséges fűtési / hűtési energiát. Ennek gyakorlati megvalósítási lehetőségeiről a későbbiekben fogunk szót ejteni.

[ Vissza ]