Lakossági villamos energia ellátás megújuló energiákkal: „A háztartási kiserőmű”

Az országok összesített energiaigénye azt mutatja, hogy a teljes energiaszükséglet mintegy 50-55%-át az épületek, építmények, házaink ellátása jelenti. Ha tehát jelentősebben akarjuk befolyásolni az energetikát országos szinten (és családi szinten is!), akkor az épületenergetikára kell összpontosítanunk. A korábbi áttekintésekből világosan érzékelhető hogy hazánkban 3 kimagaslóan jelentős megújuló energia potenciál van: napenergia, földhő energia, biomassza. A szél némely területen jól hasznosítható – egyébként nem jelentős itt azonban kis kell használni. A megújuló energia eszközök rohamos fejlődése uj lehetőségeket kínál a helyi energiaforrások kialakítására, ez azonban nem elegendő. A MINDENKORI POLITIKÁNAK teljes intenzitással támogatni kell (pályázatok, pénzügyi támogatás, adminisztratív akadályok elhárítása), hogy a megújuló energiák minél szélesebb körben elterjedhessenek.

A mai energiatermelést elöregedett, alacsony hatásfokkal üzemelő erőmű rendszer (25-30 erőmű) jellemzi. Az energia többnyire azonban nem a termelés helyén hasznosul, hanem „utaztatjuk” akár több száz kilométerre is. Az átalakítási, szállítási veszteséges meglehetősen nagyok, akár 15-45% is lehet. Természetesen minden átalakító rendszernek vannak veszteségei, de ahol lehetséges ott ezt kerülni kell, ez is beletartozik az energiatakarékosság fogalmába.

Ma már világosan látszik, hogy a jövő energiatermelési és elosztási szerkezetében nagy szerepet kap a helyileg előállított energiák egyre intenzívebb használata. Ez úgy valósulhat meg, ha saját szükségleteinket magunk fedezzük vagy ennek fedezetére helyileg kialakított és helyi üzemeltetésű elosztó hálózatok – ún. SMART GRIDek – alakulnak. Az első ábra a SMART GRID kialakulási folyamatának vázlatát mutatja be.

A első fázisban – ez körülbelül nálunk most van – épületeken, intézményeken (véletlenszerű megvalósulásokban) megjelennek, megújuló energia eszközök. Ezek önálló telepítéssel rendelkeznek, egymással többnyire nincsenek kapcsolatban, egy részük hálózatra csatolt, de sok sziget üzemű is van.

A második fázisban az eredetileg egyedi rendszerek egymással energetikai kapcsolatba lépnek (helyi energia logisztika), megkezdődik a nagyobb rendszerek kialakulása. Ehhez a továbbiakban sok feltételt meg kell valósítani, de a külföldi hálózatfejlődések trendjei ez irányban teljesen nyilvánvalóak.

A harmadik fázisban a kisebb helyi közösségi energia rendszerek -most már nevezhetjük ezeket SMART GRIDNEK (okos, ügyes hálózat) – további integrálódási folyamatba lépnek és nagyobb rendszerek képződhetnek. Külföldi – főleg amerikai példák azt mutatják, hogy az ily módon épülő megújuló energia rendszerek, ezzel a technikával szinte zökkenőmentesen be tudnak illeszkedni a meglévő áramszolgáltató rendszerekbe.

Az Europai Unió már tavaly meghozta a döntést: 2019-től olyan házakat kell építeni, melyek önellátóak (2016-tól intézményekre vonatkozik). Ez a törvényi szintű elvárás nyilvánvalóvá teszi, hogy mely megoldást kell választanunk, és hogy mennyi idő áll rendelkezésre.

Hazánk potenciál szinten, és technikai felkészültségben kiváló adottságokkal rendelkezik, a végrehajtásnak csak egyetlen akadálya lehet.

A 2008 jan. –tól érvényes VET (2007. évi LXXXVI. Törvény) elismeri a „Háztartási kiserőmű” fogalmát és engedélyezi az egyszerűsített, menetrend nélküli hálózatra csatolást az 50 kW-nál nem nagyobb erőművek esetében. Nos valójában tehát „elhárult” egy fontos korábbi akadály(?)

A törvény lényege, hogy mindenkinek joga van 50 kWp-nél nem nagyobb teljesítményt, energia termelési céllal, a hálózatra visszacsatolni azzal a céllal, hogy saját energia igényét részben vagy teljes mértékben ezzel fedezze. Sajnos a dolog azért nem ennyire szép, ugyanis a MEH (Magyar Energia Hivatal) honlapján közzétett hivatalos ártarifa táblázat jelentős különbséget (lefelé diszkriminatív!) tesz, a „saját célra történő felhasználás” és a többletként jelentkező energia ára lényegesen különbözik. A saját célú esetben mintegy 43 Ft/kWh míg a másik esetben csak 26 Ft/kWh körüli értékkel számolnak el. Ez burkoltan azt jelenti, hogy „büntetjük a többlet termelést”. Nem árt, ha gondolunk arra is, hogy ezt az egész „megújuló energia alkalmazást” elsősorban pont azért folytatjuk, hogy „TÖBBLET energiánk legyen!

Európa többi országaiban – ahol van ilyen állami tarifa rendszer – ez éppen fordítva van, lényegesen többért vásárolják vissza a többletben termelt energiát, ezért itt a befektetők számára sokkal vonzóbb az üzlet. Ráadásul a törvény lehetőséget ad arra is, hogy az egyes áramszolgáltatók, ezt a törvényi elszámolást saját szabályaik szerint értelmezzék, így előfordulhat ugyanazon rendszer ugyanazon feltételek esetén jelentősebb hozadékot hozzon a tulajdonosának, míg egy „másik áramszolgáltató” esetében a termelt „hozadék” gyakorlatilag nulla! (olvasóink erről bővebben a Debreceni Disputa c. folyóirat 2010 febr. 2. 27-31 oldalakon olvashatnak).

Az ábrában a „saját fogyasztású” részeket a barna és kék területek összege adja. A piros területek képviselik a mindenkori időpillanatban „többletként” termelt energiát. A jelenlegi magyar szabályozás értelmében akkor járunk a legjobban, ha főleg és csakis „saját célra” termelünk. Ennek pontos betartása szinte lehetetlen, ezért a „jó” rendszerek méretezése különleges stratégiákat igényelhet!

A napelemes (és/vagy nap+szél) rendszerek lehetséges rendszerformái:

A) Hálózatra visszatápláló rendszer.

B) Hálózatra kapcsolt interaktív rendszer.

C) Hálózati feszültséget szolgáltató rendszer.

D) Egyenfeszültséget szolgáltató rendszer.

Azt, hogy hol melyik formát használjuk, azt a megrendelő igénye, valamint a műszaki és pénzügyi lehetőségek mérlegelése alapján érdemes eldönteni. A beruházás költségei szempontjából a leggazdaságosabb a tisztán hálózatra tápláló rendszer. Vidéki viszonylatban gyakori a sziget üzem is. A legnagyobb biztonságot a hálózatra tápláló interaktív rendszer biztosítja.

Milyen lehetőségeket nyújtanak ezek a megoldások?

Először is azt kell figyelembe vennünk, hogy a rendszert mindig az igényekhez célszerű méretezni. Ezért a megvalósítást egyszerű vagy részletesebb igény feltárással kell kezdeni.

Egy nemzetközi felmérés alapján azt mondhatjuk, hogy egy átlagos 3-4 fős család teljesítmény igénye mintegy 1,5-1,8 kW. Ha az átlagosnál több villamos berendezést használnak, akkor ez a szám 2- 2,5 kW körül alakulhat. A ház nagysága ebben az értelemben nem, számít (hacsak nem fűtenek villamos árammal vagy esetleg túl sok klíma működik nyáron!)

Nagyobb (igényesebb, vagy luxus) háztartások esetében ez 4-5 kW körül alakul. Ezek az arányszámok szinte az egész világra igazak Amerikától Japánig. Kisebb vállalkozások 5-15-20 kW teljesítmény igénnyel rendelkeznek, ezek természetesen erősen tipizált értékek, a méretezés mindig a konkrét igényrendszerre kell elkészíteni.

A villamos energiaigényen kívül természetesen jelen van hőenergia igény fedezésének igénye is. Háztartási (és ipari) méretekben – főleg városi környezetben – a legkorszerűbb és természetesen leggazdaságosabb megoldás – a hőszivattyú és a hozzá tartozó felület fűtések/ hűtések alkalmazása.

Vidéki környezetben – ahol sok hulladék keletkezik (vagy egyéb energiaforrások is jelen vannak, például biomassza) érdemes elgondolkodni más megoldásokon is.

A biomassza – hasznosítás a vidéki területek egyik fő helyi energiaforrása lehet (mint ahogy több tíz-száz évvel ezelőtt ez volt az egyetlen forrás!). A helyi biomassza és mezőgazdasági tevékenységből származó hulladékot a leghatékonyabban – inkább kis léptékben – a háztáji rendszerekben lehet hasznosítani. Hazánkban a nagykapacitású biomassza erőművek kiépítése meglehetősen nagy kockázatot rejt, melyről nem szívesen beszélnek! A biomassza potenciálunk jelen van, és óriási – de ez főleg az alacsony vagy közepes energiatartalmú (5-6000MJ/kg – 7-9000MJ/kg, energiatartalmú, mezőgazdasági eredetű dendrites hulladékanyag állomány (szalma, kukorica napraforgó szár, venyige, nyesedék vessző, stb). Ezeket a legjobban helyben, helyi eszközökkel lehet feldolgozni, nem kell szállítani.

Az alábbiakban ezért – mondhatni kissé kedv csinálóként – egy olyan háztáji biogáz erőművet mutatunk be, mely méltán tarthat hazánkban is komoly érdeklődésre számot.

A mini biogáz erőmű működési elve ismert megoldásokon alapszik. Fő előnye, hogy szinte mindenhol megvalósítható, nem igényel túl sok helyet, közös telekhatárral rendelkező szomszédok egymással társulhatnak. De nagyobb léptékben (100-500 m³) akár egy faluközösség energiaforrása is lehet.

A háztartásban keletkező emberi, növényi és állati hulladékokból, zárt térben történő erjesztéses, rothasztásos eljárással biogázt állítunk elő. Biogázt – többnyire – föld alatti tartályokban tároljuk a felhasználásig.

A felhasználás során a biogázzal fűthetjük házainkat – biogáz kazánnal. A biogázt főzésre használhatjuk megfelelő gázüzemű égető eszközök segítségével – biogáz főzőlap, illetve használati melegvizet készíthetünk. A megoldás külön előnye, hogy szalmát/füvet is képes feldolgozni mely egyéb „más rendszerekkel” nem lehetséges.

Egy négyfős család napi szennyvizéből és hulladékából mintegy napi 6-10 kWh energiát tudunk előállítani. Ehhez egy kisebb 6m3 –es erőmű is elegendő lehet.

A biogázból villamos energiát is előállíthatunk biogáz generátor segítségével.

Így akár a ház teljes igényét is fedezhetjük megfelelő méretezés és hulladék forrás biztosítása esetében.

Ha ehhez még egy kisebb napelemes rendszert is kiépítünk, akkor egy bivalens forrású, teljesen biztonságos, önellátó rendszerre tettünk szert.

Ha a gazdaságunkban állat vagy baromfi tenyésztéssel foglalkozunk, akkor a gyors megtérülés nem is kétséges. Ez esetben érdemesebb egy nagyobb 100 m³-es tartályt kiépíteni és a felesleges energiát eladni.

A cikksorozatunk a GAIASOLAR kft (www.gaiasolar.com) támogatásával készült.