Számtalan tevékenységünk során keletkezik hulladékhő, melynek helyben történő felhasználása nemcsak környezetvédelmi, hanem pénzügyi szempontból is ésszerű lehet. Amikor a rendelkezésre álló felesleges hő mennyisége meghaladja a helyi igényeket, gyakran csővezetékeken keresztül juttatják azt el a felhasználás helyére. Előfordulhat azonban, hogy ez sem opció, mert például a kibocsátott hő túl kevés vagy túl alacsony a hőmérséklete.
A tél utolsó heteiben egy különleges termék bemutatóján vehettünk részt. A magyarországi vállalatok, a BME és a Pannon Egyetem, illetve a HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont egy államilag finanszírozott közös projekt keretében fejlesztette ki és építette meg egy könnyen szállítható hőtároló konténer prototípusát, amelyet a projektzáró rendezvényen mi is megnézhettünk.
A berendezés egy több egységből álló, összességében 10 köbméteres tárolórendszer, ami valamivel kevesebb mint 10 tonna fázisváltó hőtároló anyagot tartalmaz. A rendszer feltöltése egy maradványhőt kibocsátó telephelyen (ez jelen esetben a csomagolóanyagokat gyártó Thermofoam Kft. felsőpakonyi üzemének egy csarnoka), míg a kisütése a közeli óvodában történik. Maga a fázisváltó hőtároló a Heatventors Kft. termékének egy szállításra alkalmassá tett változata – az alapjául szolgáló fejlesztést egy tavalyi cikkünkben már bemutattuk.
Az anyagok egy adott halmazállapotban és adott hőmérsékleten egy adott mennyiségű energiát képesek eltárolni – hogy pontosan mennyit, az anyagfüggő. A hőmérséklet tehát arányos az anyagban megbújó energiával, azonban az anyag jelentős energiát képes az adott fázisában, halmazállapotában is eltárolni. Más szóval: egy anyag halmazállapotának megváltozása önmagában is energiát igényel, vagy energiát szabadít fel – attól függően, hogy milyen irányú a halmazállapot-változás. Nézzünk egy példát. Mondjuk sót hevítünk, azaz folyamatosan energiát adunk át a sónak, amitől annak az energiája növekszik. Amikor a só hőmérséklete eléri az olvadáspontot, akkor egy ideig a hőmérséklete nem változik, csak a halmazállapota, vagyis az energia az olvasztásra fordítódik. Miután elolvad az összes só, újra emelkedni kezd a hőmérséklete. A fázisváltó anyagok tehát definíció szerint olyan energiatároló anyagok, melyek a látens hőt felhasználva nagyobb energiasűrűséggel képesek az energiát tárolni. Egységnyi térfogat esetén a látens hőtárolás segítségével nagyobb energiasűrűséget lehet elérni, mivel nemcsak a fajhő, hanem az olvadás- esetleg párolgáshő is felhasználható a hőátadási folyamatoknál.
A 10 tonnás konténer egy közepes szigeteléssel rendelkező családi házat másfél-két napig is el tudna látni fűtéssel. Napi két-három cserével már akár kisebb vállalkozások vagy közintézmények is fűthetőek lennének, állítják a projekt résztvevői.
„Fontos, hogy a rendszer felskálázható legyen, pl. egy vasúti tartálykocsiból kiépített mobil hőtárolóval új építésű, jól hőszigetelt lakás esetén 30 lakás napi, vagy kb. 4 lakás heti fűtése oldható meg (utóbbi esetben nagyobb lesz a hőveszteség a hosszabb távú tárolás miatt). Ez méretre egy kis vasútállomás, azaz egy olyan vonalon, ahol nagyobb hőkibocsájtó található, a környék kisebb vasútállomásaihoz egy »hővonat« hordhatná a téli fűtéshez szükséges hőt; hetente fordulna, minden állomáson leakasztaná az új tartályt és felvenné a régit. Három nagy folyami uszállyal – megfelelő hőkibocsájtó, pl. egy olajfinomító esetében – egy kisebb városrész fűtése is megoldható lenne (egy uszály feltöltődne, egy másik kisülne, egy pedig úton lenne a két hely között). Ilyen megoldás lehetne kibocsájtóként a százhalombattai finomító, illetve felhasználóként a Kelenföldi Fűtőmű körzetének egy része, illetve a csepeli területen elhelyezkedő – vagy esetleg a későbbiekben épülő – épületek (mindkettő terület hozzáférhető a Dunáról).”
A fentebb említett folyami hőszállításra egyébként már akad példa a világban. Egy London melletti hulladékégető és a tőle 28 km-re lévő távfűtő mű között két folyami bárka ingázik, amelyek 20-20, egyenként 33 köbméteres konténert szállítanak, összesen 600 tonnányi fázisváltó hőtároló anyaggal megpakolva. Nagy előnye a módszernek, hogy a hőtároló konténerek a teljes folyamat során a bárkán maradnak.
A hulladékégetőben és a hőleadás helyszínén a partot a bárkán lévő konténerekkel egy-egy vízvezeték köti össze, amely egy belső hőcserélőn keresztül adja át, illetve vonja el a hőt. Egy feltöltés mintegy 120 MWh-t jelent, amit a hulladékégető egyébként nem hasznosított hője biztosít.
A projekt részeként azt is demonstrálták, hogy amennyiben a maradványhő hőmérséklete a megfelelő tartományba esik (60-80 Celsius-fok), a hőkonténer hője egy abszorpciós hűtőberendezéssel akár hűtésre is használható lenne a nyári időszakban, ami sokat javíthat a napkollektorok kihasználtságán is.
Én a magam részéről, bizonyos speciális eseteket leszámítva, sem a módszer pénzügyi életképességéről, sem a skálázhatóságáról nem vagyok meggyőződve, a helyhez kötött hőtárolást ugyanakkor egy nagyon hasznos, a zöld átállás szempontjából döntő fontosságú technológiának tartom.
Ipari hőtárolás: egy pofonegyszerű megoldás a megújuló energia problémáira
