Energiaigények, ellátási (termelési) lehetőségek

1. Energiaigények, ellátási (termelési) lehetőségek Dr. Kovács Ferenc egyetemi tanár Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék

2. Energiaigények, ellátási (termelési) lehetőségek Az élethez szükséges „őselemek” Az életszínvonal, ásványi nyersanyag és energiafelhasználás Az energiatermelés alapanyagai Fa 15 MJ/kg Feketeszén 30 MJ/kg Kőolaj 40 MJ/kg Természetes uránérc 500000 MJ/kg 235-ö U izotóp 80000000 MJ/kg fúziós (H,D) 400000000 MJ/kg

3. Az ásványi anyag felhasználás és a GDP alakulása I. gyors növekedés II. arányos növekedés III. stabilizációs állapot Az ásványi anyagok egy főre eső fogyasztása Egy főre jutó GDP

4. Az energia (fűtőanyag) fogyasztás és a nemzeti jövedelem kapcsolata Egy főre jutó fűtőanyag (t) Egy főre jutó GDP [103 USD]

5. Az egy főre jutó GDP értéke az egy főre eső energiafogyasztás függvényében

6. A gazdagság és a megelégedettség kapcsolata a világ különböző régióiban

7. Konkrét adatok a primér tüzelőanyag felhasználásra USA, Kanada 325 GJ/fő/év Ausztrália-Óceánia 205 GJ/fő/év Ny-Európa 136 GJ/fő/év Közép-Dél-Amerika 35 GJ/fő/év Ázsia 24 GJ/fő/év Afrika 13 GJ/fő/év Relatív arányok, a világátlag 1,00 USA 4,10 Ny-Európa 2,20 Magyarország 1,50 Kína 0,33 India 0,11 Fekete-Afrika 0,01

8. Várható energiaigények a 21. században • az emberiség létszáma • fajlagos energia fogyasztás • Ezredforduló (2000-2004) • 6,0-6,5 milliárd fő • 0,6 ≈ 50-60 %-os „életminőség” • 60 GJ/fő/év fajlagos felhasználás • összes felhasználás 360-400 EJ/év (1018J) • (387 EJ)

9. Prognózisok a világ népességének alakulására Vajda Gy. Lakatos J. □ S.Kumár ●

10. Prognózisok a világ energia igényeinek alakulására Vajda Gy. Lakatos I. □ Büki G. Δ S. Kumár ○ I. Yantovska

11. Várható energiaigények a 21. században Kiinduló adat a fenti 400 EJ/év Létszám 8 milliárd fő 2100-ra 0,8-as (80 %-os) életminőség 200 GJ/fő/év összes igény 1600 EJ/év Átlagos becslés 2100-ra Létszám 2-szeres Energia igény 4-szeres

12. Az egyes energiahordozó féleségek szerepe Történelmi fejlődés 1,7 millió év fa, fűtés, világítás, stb. Cro Magnon nap szél víz 12-13. század szén (Anglia, Liege) 17-18. század szén, gőzgép 19. század szén, gőzhajó, gőzmozdony (15. sz. kőolaj, lámpa, kenőanyag) 19. sz. vége a villamos energia (dinamó, generátor, motor) 1866-1874. kőolaj 1878-1892 Ottó, dízel motoros 20. sz. közepe földgáz 1940-50. atomenergia

14. A világ teljes energiafelhasználás fajtánkénti arányai (2007) A teljes energia felhasználás 15,9 Mrdtce Földgáz Szén Megújuló Nukleáris Kőolaj

15. A világ teljes villamosenergia felhasználásban az egyes primér energiafajták aránya (2007) Teljes vill. áram termelés 18 bn MWh Víz + egyéb Kőszén Nukleáris Lignit Földgáz Kőolaj

16. Az EU 27 tagállamának teljes primér energiahordozó felhasználási arányai Teljes energia felhasználás 2,6 Mrdtce Megújuló Szén Nukleáris Földgáz Kőolaj

17. A világ várható villamosenergia-termelése

19. Import arányok az EU energia felhasználásban Kőolaj Földgáz Szén Összesen

21. Az EU 27 országa villamos energiatermelés primér energiahordozó fajtánkénti tervezett megoszlása Megújuló Kőolaj Villamosenergia [TWh] Földgáz Szilárd anyag (Szén + bio) Megújuló Évek

22. Hazai energia igény prognózis Növekedés prognózisok 1,6-1,7-2,2 %/év Primér energia 2030 1,8 EJ 2050 2,3 EJ Vill. energia 2,5 %/év 2030 78 TWh/év (1012) 2050 102 TWh/év Megújuló primér 2030 10-15 % 2050 20-40 % villamos 2030 2-4 % 2050 4-6 % M.o. vill. energia igény szén+lignit+atom 2030 46-48 TWh/év 2050 60-65 TWh/év A szén (lignit) atom arány változatlannak U évre) 2030 18-20 TWh/év 2050 24-26 TWh/év

23. Szénkészletek és ellátottság • megbízhatóság • kategóriák: ipar, földtani, reménybeli • ipari 800-1000 · 109 t (milliárd) • földtani 6000-10000 · 109 t • reménybeli 10000-35000 · 109 t • Magyar Geológiai Szolgálat • ipari feketeszén 519062 · 106 t 3460 · 106 t/év 150 év • barnaszék, lignit 465391 · 106 t 853 · 106 t/év 545 év • Szén-erőmű technikai fejlődés

24. A szén-bázison előállított villamos energia hatékonysága Termikus hatásfok [%] Hőmérséklet [ºC]

25. 1970 1990 2010 V OF

26. 2050-ig a SZÉN arány ≈ 20 % (45 év)  700 EJ/év Szén 122 EJ/év  5500 EJ  1000 EJ/év Szén 152 EJ/év  7000 EJ Ellátottság  700 EJ/év mellett ipari készlet 1000 · 109 t = 25000 EJ : 5500  4,5-szeres földtani 10000 · 109 t = 250000 EJ : 5500  45-szörös Ellátottság  1000 EJ/év mellett ipari készlet 1000 · 109 t = 25000 EJ : 7000 3,6-szeres földtani 10000 · 109 t = 250000 EJ : 7000 36-szoros Kedvező helyzet: A készletek megoszlása egyenletes (kivéve Európa) Helyzet: Hosszútávú ellátottság biztosított Cél: Hatásfok növelése 35 % - 50-60 %-ra Gazdaságosság növelése CO2 csökkentése

27. Mo. helyzet Szénvagyon

28. Mo. helyzet Szénvagyon Lignit 3-3,5 · 109 t Hőtartalom 7500 MJ/kg 22 EJ ellátottság 200 év Szénalapú 5200-5400 PJ hőtartalom

29. Kőolaj ellátottság Múlt prognózisai 1918 (Oil Trade Journal) néhány év 1919 USGS 9 év 1939 (USA) 17 év 1900 USA készlet 2,9· 109 bbl 2000 22,0 · 109 bbl Miközben 100 év alatt kitermeltek 174 · 109 bbl Fritz Baade (1963): „amit a kőolajjal kapcsolatban meg kell jegyeznünk az, hogy az ilyen aggodalmak, amelyeket nagyon hozzáértő és tekintélyes helyeken újra meg újra hangoztattak, mindig hamisnak és megalapozatlannak bizonyultak.”

31. Kőolaj ellátottság Konvencionális készlet a jelenlegi termelési szint mellett (4 · 109 t) 40-60 éves ellátottságot biztosít. Energia prognózis szerint 2050-ig (45 év) Kőolaj igény 7500-9400 EJ  188-235 · 109 t (700-1000 EJ/év összes igény) Ilyen volumenű termelést a becsült ipari készlet NEM biztosít

32. Jövő reményei • új területek (Afrika, D-Amerika, Mexikói öböl • USGS optimista prognózis • 260-375 · 109 t • kitermelési hatásfok, technikai fejlődés • ma 30-32 % optimum 40-50 % • nem konvencionális készletek • olajpala, kerogén, bitumen, karbonát kőzetben • 0,05-0,40 t/t 20 l/t-400 l/t tartalom • 0,01-0,25 % kitermelési hatásfok • Lakatos J. 190 · 109 t olaj • Vajda Gy. 0,1 t/l 50-250 · 109 t • 0,4 t/l 200-1000 · 109 t • Módszer • Insitu ex situ • olajhomok vizes kvarchomok 8-12 % olaj (bitumen) • Venezula, Kanada • kőzet 600 · 109 t 10 % 60 · 109 t olaj

33. A magyarországi széntermelés alakulása 1987-2007. között Kőszén Barnaszén Lignit Széntermelés [106t] Évek

34. 1965 Felhasználás 4 mt Termelés 2 mt 2005 8 mt MGSz 20 Mt ipari, 4 Mt nem műrevaló: 20 év földtani 220 Mt reménybeli 30-200 Mt kihozatal 29-36 %

35. Földgáz vagyon és ellátottság

36. Földgáz vagyon és ellátottság Ipari készlet 140-190 · Tm3 50-60-75 éves ellátottság a jelenlegi termelési szinten Energia összetétel szerinti igény 2050-ig (45 év) 5700-7300 EJ fedezhető Reménybeli készlet 300-330 · Tm3 2-3 évi növekedés, 5 · Tm3/év termelés mellett a 100 éves igény 40 %-a fedezhető. Nem konvencionális gázpala tömött homokkő 0,1 m Darcy kihozatal max. 20 % gázhidrát két komponensű anyag víz+gáz Csendes Atlanti Óceán mélység < 400-600 T < 10C p > 20 bar 180 m3/t hidrát 5000-50000 Tm3 0,4-0,6 %-os kihozatal  50-500 · Tm3

37. A kőolaj import és hazai termelés az 1965-2007. években Import Hazai termelés Mennyiség [103t/év] Évek

38. A földgáz import és hazai termelés alakulása az 1965-2007. években Import Hazai termelés Mennyiség [103t/év] Évek

39. Hazai földgáz Import 5-10 %-ról 70-80 %-ra MGSz 65-70 Mrd m3 ipari 12 Mrd m3 nem műrevaló 40-130 Mrd m3 reménybeli 55-65 % kihozatali tényező Szénhez kötött 120-140 Mrd m3 30-50-70 m3/t