Metán- hidrát

A metán-hidrát szilárd anyag, de instabil elegy, amely alacsony hőmérsékleten képződik a tengerek mélyén, a tengervíz keltette nagy nyomás alatt. Kb. 1000-1500 méteres vízmélységben, 5 °C körüli hőmérsékleten a metán hidrát formájában kötődik meg.
Több száz méter vastag metánhidrát mezőket eddig már több tenger mélyén is találtak. A metán-hidrát megtalálható a sarkköri jégben, a tundra fagyott talajában, ma ugyanúgy, mint sok millió évvel ezelőtt. A Metán-hidrátból metán szabadulhat fel. A metán-hidrát létrejöttének alapvető feltétele a kellően vastag üledékréteg, amelyben a metán keletkezik. Ha ez az anyag kiszabadul a tengervíz nyomása alól, közvetlenül szublimál és szétoszlik a levegőben, üvegházhatást okozva gyorsítja a globális felmelegedés folyamatát.
A Brit Nemzeti Környezetvédelmi Kutató Hivatal a Bermuda háromszöget vizsgálta, hogy a felszabadult metán-e a felelős ottani titokzatos eltűnésekért.
Ha a felszínre jut és meggyullad piros színű lánggal ég.

Árapály erőmű

Az árapály-energia kiaknázásához egy árapálymedence nyílásához (tölcsértorkolathoz) gátat kell építeni. A gát (vagy vízlépcső) turbinák és generátorok segítségével áramot fejleszt. Az árapályenergia szinte ingyen van, amint a gát megépült, - nincs szükség üzemanyagra, a fenntartási költségek pedig relatíve alacsonyak. Az árapály rendkívül megbízható jelenség, azt is könnyű megmondani, mikor lesz magas és mikor alacsony az árapály. Naponta kétszer van apály ill. dagály is, ami az árapaályenergiát könnyen kezelhetővé teszi.

A gátépítés költségei hatalmasak, és a megfelelő helyszínek is csak kevés helyen állnak rendelkezésre. Ezért csak az oroszok a franciák és a kanadaiak kezdtek bele ilyen erőművek építésébe. Jelenleg nem gazdaságos, mert a kezdeti költség, a gát megépítése nagyon sokba kerül. A hatékonyság korlátozott, mivel naponta csak kb. 10 órán át képes energiát szolgáltatni, amikor az árapályhullám kifelé vagy befelé mozog a medencébe, és az energiatermelés nem a fogyasztáshoz igazodik.

Az alkalmas tölcsértorkolatba épített ár-apály erőműt úgy tervezik meg, a dagály és az apály vízszint különbségét felhasználva energiát tudjanak előállítani, turbinák segítségével. A potenciális energia a gát két oldala közötti vízszint különbségből fakad, ami kinetikus energiává alakul, ahogy a víz átfolyik a turbinán. A turbina meghajtja a generátort ami elektromos áramot termel. az erőmű által termelt teljesítmény az ár és az apály közötti vízszint különbség négyzetével egyenlő.

Hidrogén hajtás

A hidrogén üzemanyagként történő hasznosítása a 70-es évek óta foglalkoztatja az autóipart. Nem veszélyezteti az atmoszférát, nincsenek káros kibocsátások, korlátlanul áll rendelkezésre és számtalan módszerrel előállítható. A BMW-nél a folyékony hidrogént vízből nyerik, napenergia felhasználásával. Az első hidrogén hajtású BMW a 750hL, mely 2000-ben mutatkozott be. Az autó szíve egy 12 hengeres hibrid erőforrás, két független, elektronikusan felügyelt üzemanyag-befecskendezési rendszerrel, mely lehetővé teszi, hogy a 750hL gázolajjal, vagy hidrogénnel is működhet. A hidrogén motor kiváló forgatónyomatékot és gyorsulást biztosít, miközben a különlegesen szigetelt 140 literes hidrogén tank 400 km távolságra elegendő.

A Hydrogen Research Car fejlesztése mindössze 10 hónapig tartott, Jurgen Kubler irányítása alatt. Tekintettel arra, hogy a megfelelő hidrogén ellátottság egyelőre nem biztosított, a BMW Hydrogen 7 gyorsan és könnyedén képes átváltani a hagyományos benzin üzemmódra is. A hidrogén ereje egyelőre alig 200 kilométernyi út megtételére elegendő, benzinüzemre váltással ez hozzávetőlegesen 700-ra bővíthető. A hidrogén technológia alkalmazásával lehetőség nyílik a káros anyagok, különösen a széndioxid-kibocsátás drasztikus visszaszorítására, hiszen a BMW Hydrogen 7 hidrogénhajtású üzemmódban jóformán csak vízgőzt bocsát ki. Mivel a hidrogén a fosszilis üzemanyagokkal szemben nem tartalmaz szenet, ezért elégetésekor elvileg nem keletkeznek sem szénhidrogének, sem szénmonoxid, nyomokban azonban mégis megjelenhetnek ezek az égéstermékek a kenőolaj égése és az aktív szénszűrő öblítése miatt.

Ez az autó jelzés az energiaipar számára, s bizonyítja, hogy a folyékony hidrogén szériagyártásban is használható lehet hajtóanyagként. Ez fontos lökést jelenthet a kiszolgáló infrastruktúra fejlesztésére amely további hidrogénkutak építését jelenti , hogy a hidrogénhajtás széles körben elterjedhessen. A környezetvédelem az autóiparban is fontossá vált és a jelenlegi tendenciákat figyelembe véve a színtelen, szagtalan gáz hajtja majd hamarosan a négykerekűeket.

Bár több tucatnyi hidrogénüzemű tanulmányautó került tesztelésre és bemutatásra az elmúlt évek során, egyelőre egyik sem mutatkozott eléggé biztonságosnak és hatékonynak ahhoz, hogy alkalmas legyen a tömeges sorozatgyártásra. A hidrogénüzemű gépek ötlete, bármennyire is furcsa, már a XIX. század első évtizedeiben felvetődött. A belsőégésű motorok megalkotója, Otto is légnemű halmazállapotú hajtóanyagról ábrándozott, míg végül a porlasztó tette lehetővé a könnyebben hozzáférhető benzin biztonságos felhasználását. A tervek a hidrogén-elektromos hibrid motorok kifejlesztésének irányába mutatnak, a szakemberek gőzerővel dolgoznak az üzemanyagtartály méretének optimalizálásán is, melyre elképzelhető, hogy az üzemanyagcellák nyújtanak majd megoldást. A szakértők szerint körülbelül 2015-2020 körül sétálhatunk be majd olyan autószalonba, ahol hidrogén meghajtású járművekből is válogathatunk.

Atomenergia

Az atomenergia jövője

Jó néhány más országban jelentettek be moratóriumot, vagy végleges tilalmat atomerőművek építésére, és csak néhány ország tart ki következetesen atomenergetikai programja mellett. Ilyen körülmények között nem meglepő, hogy a szakmában mind gyakrabban teszik fel a kérdést: van-e jövője az atomerőműveknek? Megítélésem szerint a kérdést másképp kell megfogalmazni: le tud-e mondani az emberiség az atomenergia alkalmazásáról ? Több oka van annak, hogy jelenleg a nukleáris energiát sokfelé nem tekintik vonzónak. Az egyik ok a szükséglet hiánya, mert sok fejlett országban jelentős erőművi kapacitásfeleslegek alakultak ki, mivel a villamosenergia-igények a korábban feltételezettnél jóval lassabban nőttek. A felesleg azonban 1-2 évtizeden belül felszívódik, nem csak az igénynövekedés fedezésére, hanem a kiöregedő erőművek pótlására is. Ezt az 1-2 évtizedet kegyes haladéknak is fel lehet fogni, mialatt az atomenergia-ipar erőfeszítéseit az akadályok leküzdésére tudja koncentrálni. Különösen két problémát kell megoldani, a gazdasági versenyképességet és a társadalmi elfogadtatást.

Magyarországnak fejlesztenie kell nukleáris energia-termelő kapacitását, a paksi atomerőmű élettartamát meg lehet hosszabbítani, a nukleáris erőművek építése, élettartamuk meghosszabbítása az Európai Unióban tagállami hatáskör. Saját forrásaink korlátozott lehetőségei miatt nagyarányú energiaimportra szorulunk. Jelenlegi energiaszükségletünk kétharmadát fedezzük energiabehozatallal, ami a jövőben tovább fog nőni, a gazdasági növekedés emelkedő energiaszükségletének fedezésére. A nagy energiaimport sérülékennyé teszi gazdaságunkat, mert fokozottan ki vagyunk téve a világpolitika és a világgazdaság energiahelyzetet befolyásoló váratlan eseményeinek. Bár a nukleáris üzemanyagokat is importáljuk, azok mégis jelentősen növelik az ellátásbiztonságot, mert egyszerűen sokévi energiaszükséglet tárolására adnak módot, és így stratégiai tartaléknak tekinthetők.

Az atomenergetikát illetően az EB szerint minden tagállam szabadon döntheti el, támaszkodik-e a nukleáris energiára ez áramtermelésben, de hozzáteszik: "Az EU27-ben üzemelő 152 atomreaktor Európa villamosenergia-szükségletének 30%-át termeli" - ez a szám azonban jelentősen csökkenhet, ha néhány EU-tagállam terveiknek megfelelően lemond az atomenergia használatáról. A várható energiaigények kielégítése és az európai importfüggés csökkentése érdekében döntéseket kell hozni új beruházásokról vagy bizonyos erőművek üzemidő-hosszabbításáról.

Az atomenergetika újbóli megerősödése a szén-dioxid kibocsátás csökkentésében is opció lehet, és fontos szerepet játszhat a globális klímaváltozás elleni harcban. Az atomerőművek gyakorlatilag CO2-kibocsátás mentesek, és részét képezik az EB széndioxid-kibocsátás csökkentési szcenáriumnak. Ez is fontos szempont a jövő kibocsátás-kereskedelmének megvitatásánál.

Fúziós reaktor

A fúziós reaktor a könnyű atommagok összeolvadásakor, fúziójakor felszabaduló energiát hasznosító berendezés.

A Napban és a többi csillagban végbemenő energiatermelő folyamat szabályozott földi megvalósítása beláthatatlan távlatokra ígér biztos energiaellátást, létrehozása egyben óriási tudományos-műszaki kihívás is. Megvalósítására jelenleg két, egymástól gyökeresen eltérő megoldás kínálkozik. Mágneses terekkel tartják össze a százmillió fokra felhevített plazma állapotú üzemanyagot, a hidrogén nehéz izotópjait. A legsikeresebb berendezéstípus a takamak, ebben gyűrű alakú térrészbe zárják a plazmát.

Ma a JET (Joint European Torus) a világ legnagyobb és legsikeresebb fúziós kísérleti eszköze, az angliai Culhamban működő tokamakkal valósítottak meg először rövid időre szabályozott fúziót 1991-ben. Világméretű összefogással készítik elő a JET-nél jóval nagyobb ITER (International Tokamak Experimental Reactor) építését. A tokamak kísérletekben magyar kutatók is részt vesznek. A másik megoldásnál lézerekkel nyomják össze és hevítik fel a parányi, lefagyasztott üzemanyagcseppeket, az atommagok összeolvadása és az energia fel­sza ba dulás robbanásszerűen megy végbe.

Az USA-ban épülő kísérleti berendezésben 192 lézernyalábbal fogják besugározni a deutérium-trícium üzemanyag gömböcskét. A szabályozott termonukleáris fúzió ipari méretű megvalósítása néhány évtizeden belül várható. Ma még nem jósolható meg, hogy melyik műszaki megoldás lesz gazdaságosabb.

Azért sorra dőltek le az akadályok, s egyre jobban megismertük a sok százmillió fokos plazma tulajdonságait, kezelési módját. Kialakult a technika, elkészült mögé a számításokat támogató elmélet. Elkészült végül egy terv arra is, hogy megépüljön végre az első olyan erőmű, ami már nemcsak viszi az áramot, hanem vissza is termel a hálózatra.

ITER korábban betűszónak indult (International Thermonuclear Experimental Reactor), de ma már a latin "valahová vezető út" értelemben használják. Most épül az első ilyen reaktor. Várható építési költsége 10 milliárd euró. A magyar nemzeti jövedelem évi 80-100 milliárd euró, a begyűjtött adók mértéke évente 32-40 milliárd euró.

Jó hír, hogy a reaktor - hosszú viták után - végül az Európai Únió területén, a franciaországi Cadarache-ban fog felépülni. 8 év alatt.

Napkollektor

A napkollektor

A napkollektor olyan épületgépészeti berendezés, mely napenergia felhasználásával közvetlenül állít elő fűtésre, vízmelegítésre használható hőenergiát.

A hőcserélő közeg jellemzően folyadék, ám levegő is használható. Ezt a felmelegített anyagot használják fűtésre, felhasználási területei között megtalálható még például a fűtésen kívül a melegvíz szolgáltatás mosogatáshoz, fürdéshez és akár medencék vízutánpótlásához, de olyan megoldással is találkozhatunk, ahol a fényt összegyűjtve üvegszálakon, vagy tükrös csöveken keresztül vezetik el épületek világításához.

Gyakran keverik össze a napkollektort és a napelemet, de a kettő már csak működési elvéből és felhasználásából eredően sem ugyanaz! Míg a napkollektor melegvizet szolgáltat, a napelemet elektromos áram termelésére használják.

Az első és nagyon könnyen megvalósítható alkalmazási mód a használati melegvíz előállítása. Ez az úgynevezett egy kollektor - egy tartály hidraulikus séma szerinti működés, azaz egy kollektor, vagy kollektor-mező és egy tartály, vagy egy funkciójú tartályegyüttes szerepel az összeállításban. A második alkalmazási mód a medence fűtés. Ez a megvalósítás is hasonlít az előző előállítási módhoz, a tartály szerepét maga a medence veszi át. A harmadik a fűtéskiegészítés.

Nem véletlen a szóhasználat, hiszen tudjuk, hogy a Nap hazánkban a téli hónapokban rövid ideig szolgáltat energiát, azonban az átmeneti hónapokban még, ill. már elég nagy energiát szolgáltat, így fűtésről nem, de fűtéskiegészítésről igenis beszélhetünk! Egy jól méretezett rendszer akár 40% megtakarítást is eredményezhet az éves energiaszükségletből. Akkor terjednének el tömegesen a napkollektorok, ha maximum 10 éven belül megtérülnének.
Napkollektoros rendszerek állami támogatása
Zöld Beruházási Rendszer - (ZBR-EH-09)
A Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium (KvVM) 2009 decemberben kiírta a Zöld Beruházási Rendszer keretén belül a Klímabarát Otthon Energiatakarékossági Alprogramot. A pályázatokat folyamatosan lehet beadni a támogatási keret kimerüléséig, vagy legkésőbb 2010. október 30-ig.
A Program keretében magánszemélyek (családi ház tulajdonosok) és társasházak, lakásszövetkezetek pályázhatnak vissza nem térítendő támogatásra, az alábbi esetekben:
1. Meglévő épületen hajtanak végre energia-megtakarítást eredményező felújítást (nyílászáró cseréje, lodzsák beüvegezése, hővisszanyerős szellőzés kiépítése, homlokzatok, födémek utólagos hőszigetelése, fűtési és melegvíz készítő rendszer korszerűsítése, hővédelmi célú árnyékolás, megújuló energia hasznosítás) - A támogatásának feltétele, hogy az épület a támogatott beruházás eredményeként legalább egy kategóriával magasabb energetikai besorolást érjen el.
2. Új, fokozottan energiatakarékos, "A+" épületenergetikai minősítésű lakóépületet építenek, és az épület hasznos alapterülete nem több, mint 130 négyzetméter.
A támogatás mértéke napkollektoros rendszer megvalósítása esetén:
Meglévő épület esetén:
Alaptámogatás: 30%, maximum 1.470.000.-Ft
Klímabónusz támogatás: Az alaptámogatáson felül, további 10-30% támogatás.
"B" energetikai kategória elérése esetén: +10%, maximum: 200.000.-Ft
"A" energetikai kategória elérése esetén: +20%, maximum: 600.000.-Ft
"A+" energetikai kategória elérése esetén: +30%, maximum: 1.000.000.-Ft
Új épület építése esetén:
25.000.-Ft/négyzetméter, maximum 3.250.000.-Ft (csak "A+" minősítést elérő épületek esetén)

Hőszivattyú

Mi a hőszivattyú?

A hőszivattyú a környezet energiájának hasznosítására szolgáló berendezés, mellyel lehetséges fűteni, hűteni, meleg vizet előállítani.

A berendezés a működtetésére felhasznált energiát nem közvetlenül hővé alakítja, hanem a külső energia segítségével a hőt az alacsonyabb hőfokszintről egy magasabb hőfokszintre emeli, legtöbbször a föld, a levegő és a víz által eltárolt napenergiát hasznosítva. A hűtőgép is hasonlóan működik: a szekrény belsejéből szállítja el a hőt, tehát hűti, majd ezt a hőmennyiséget a hátulján levő csőkígyón adja le.

A geotermikus hőszivattyú a föld és a ház belső terei között szállít hőt. A talaj mélyebb rétegeinek hőmérséklete télen-nyáron állandó (pl. 6 méter mélyen átlagosan +12 °C): télen melegebb, nyáron hidegebb, mint a levegő hőmérséklete. A hő szállításához folyamatosan elektromos energiát kell a rendszerbe táplálni. Ez elsősorban attól függ, hogy mekkora hőmérséklet-különbséget kell áthidalni (a hőforrás és a fűtési előremenő hőmérséklet különbsége), általában három és öt közötti érték, tehát egy egység villamos energiával három-öt egység hőenergiát állíthatunk elő. (szemben az elektromos fűtéssel, ahol egy egység villamos energiával egy egység hőenergiát kapunk.) A hőszivattyúk döntő többsége kompressziós elven működik elektromos vagy gázmotor segítségével, de létezik abszorpciós elven működő hőszivattyú, vagy a kettőt kombináló berendezés, ezek legtöbbje még kísérleti stádiumban van, vagy kevéssé elterjedt.

A hőforrásból elvont hőt a berendezés általában a zárt körben keringetett víz fűtőközeg felmelegítésére használja fel. Elsősorban az alacsony hőmérsékletű fűtési módok alkalmasak hőszivattyúval történő felhasználásra, mert akárcsak a napkollektoroknál, annál nagyobb a rendszer hatékonysága, minél kisebb a fűtési előremenő hőmérséklet. Padló-, fal- és mennyezetfűtés jöhet számításba, ahol a nagy hőleadó felület miatt már 35 °C is elegendő (moleva rendszer).

Bivalens rendszer: a hőszivattyú mellé kiegészítő fűtés kell, ami lehet bármilyen kazán, vagy napkollektoros rendszer is. Hűtésnél - nem kell mást tennünk, mint, - egy viszonylag egyszerű kiegészítő szerelvény segítségével - megfordítjuk a fenti körfolyamatot! Az összesűrített, ezért forró gázt a természettel lehűtettjük, és a kiterjedt ezért hideg közeget otthonunk hűtésére használjuk - ilyen a hőszivattyú!

A kép leírása:

1. A direktgázosító hőszivattyú: egy környezetbarát folyadékkal feltöltött vízszintesen elhelyezett kollektoros rendszer. Amely meghajtó energia nélkül képes a földben rejlő energiákat a hőszivattyús berendezéshez eljuttatni.
2. CO2-szonda, a föld mélyébe fúrt szondák. Amelyek cseppfolyós széndioxiddal vannak feltöltve a lent rejlő hőenergia által gáznemű állapotba kerülnek, amelyek a szonda belső falán feljutva a sürítőhöz magukkal viszik a bennük tárolt hőenergiát. A hőszivattyú sűrítése után ismét cseppfolyós halmazállapotúvá válik, lecsorogva a szonda aljára a folyamat újra indul. A hőszivattyú ez által rendkívül gazdaságosan képes a föld mélyében rejlő hőenergia kinyerésére.
3. Levegő-vizes hőszivattyú: a bennünket körülvevő légtér -150C fok hőmérsékletig rendelkezik annyi energiával, hogy a hőszivattyú ezt gazdaságosan képes kinyerni otthonunk fűtésére.
4. Talajvizes hőszivattyú: mindenképp szükség van 2 db a talajvíz rétegeit használó kútra, amelyek kellő mennyiségű víz mellett biztosítják a hőszivattyún keresztül otthonunk melegét vagy akár a nyári időszakban az energiatakarékos hűtését.
5. Mélyfúrásos hőszivattyú: a mélybe nyúló szondákban egy fagyálló folyadék és víz keverékét keringtetjük, amely a föld
   mélyében rejlő energiát juttatja el a hőszivattyúhoz, így biztosítva kellő energiát otthonunk fűtéséhez.