A K+F+I téren kapott eredmények megjelenése 2005-2012 között egyetemi kurzusaimban

A tárgyal témacsoportok a következők:

1. A fosszilis és a nukleáris forrásokra alapozódó gazdaság nem fenntarthatóságának tényezői

2. Környezetfizikai, energetikai alapelvek

3. Példák ökoszisztéma rendszerű, nem fosszilis és nukleáris forrásokra alapozódó energetikai rendszerekre, gazdaságra. Új energetikai, technológiai, rendszerszervezési elvek

4. Az alapelvek alkalmazásával megvalósult K+F+D munkák

5. Az alapelvek alkalmazásával tervezett K+F munkák

6. A „Környezeti fizika” a felsőfokú, a középfokú oktatásban, a kutatás-fejlesztésben, a köztudat formálásában, önmagunk nevelésében.

1. A fosszilis és a nukleáris forrásokra alapozódó gazdaság nem fenntarthatóságának tényezői

- véges mennyiségű forrásokról lévén szó, az emberiség modernkori történelmi időskáláján is csak nagyon rövid ideig tud az ember erre alapozottan energetikai „ellátást” biztosítani, (az emberiség fosszilis forrásokra alapozódó „felvillanása” - kis félérték szélességű 60-70 év, 3-5 év, stb. termelések).

- hatalmas környezet terhelő hatásokat eredményeztünk ezekkel („nagyteljesítményű” bányászat, olaj alapú gazdaság, levegő-, talaj-, vízszennyezés),

- nagyon nagy energia sűrűség érhető el a nukleáris források felhasználásával, amit az emberiség tömegpusztító fegyverek előállítására is felhasznált, és felhasználhat,

- az ember teljesen elszakad a fosszilis és nukleáris források felhasználásával a természeti környezetétől,

- antidemokratikus társadalmi berendezkedések kialakítására adott lehetőséget (létrejöhettek világméretű centralizált multinacionális, államok feletti centralizált intézmények, létrejöhettek diktatúrák, megvalósulhatott a „csak fogyasztói” viselkedés, társadalom, megvalósultak a globalizáció ember és természetellenes megnyilvánulásai).

- az emberiség „éretlen” (nagyon szűk – 1 % alatti - a hatalomban lévő, diktáló emberek száma a társadalmi termelésből kiszorítottakhoz viszonyítva).

2. Környezetfizikai, energetikai alapelvek:

- rendszerszemlélet;

- a természeti, az épített és a társadalmi környezet harmóniája;

- az emberi gazdaság ökoszisztéma szerinti (innovatív) szervezése;

- agrárenergetika kialakítása, fejlesztése;

- energiatakarékosság, energiahatékonyság, költséghatékonyság;

- (import) fosszilis források kiváltása;

- elsődlegesen a kimeríthetetlen források felhasználása;

- megújítható, megújuló források felhasználása;

- hulladék újra feldolgozása, hasznosítás a hulladékmentesség irányában

- melléktermékek, ikertermékek felhasználása;

- a centralizált és a decentralizált rendszerek egyensúlyának létrehozása

- magas komfortfokozatot biztosító, nem szoros település szerkezeti életforma kialakítása;

- közjó, önkorlátozás meghatározása, megvalósítása.

3. Példák ökoszisztéma rendszerű, nem fosszilis és nukleáris forrásokra alapozódó energetikai rendszerekre, gazdaságra. Új energetikai, technológiai, rendszerszervezési elvek:

1. „Nulla világpiaci árú” forrásokból (napsugárzás, geotermia) hőenergia és elektromos energia közvetlen előállítása, komplex felhasználása.

2. Teljes biomasszából (mint a Nap energiájának primér akkumulátorából), az emberi és állati élelmiszer feletti részének (hulladékainak, melléktermékeinek) energetikai célú felhasználása.

3. Napsugárzásból a „rapszódikusan” termelt hőenergia tárolása: napi tárolás, évszakon átnyúló tárolás hőtárolókban és a szükségelteknek megfelelő felhasználása.

4. Szél-nap energiájának kombinált felhasználása. Napsugárzás, szélenergia „rapszódikus szolgáltatásának” kapcsolt felhasználása tárolás útján: elektromos energia kémiai kötésekben történő tárolása.

5. Magas (83 %>) energetikai hatásfok elérése integrált CCHP berendezésekkel, hibrid szolgáltató + tároló energetikai rendszerekkel, (elektromos energia: kémiai energiában történő tárolása, tározós erőműben történő tárolása, hőenergia napi tárolása, évszakon átnyúló tárolása). (CCHP – trigeneráció, kapcsoltan elektromos energia, hő és hűtés biztosítása). A tárolókból a szükségleteknek megfelelő mennyiség „szolgáltatása” a fogyasztók MENETRENDJÉNEK megfelelően.

6. Biomassza származású folyékony és gáz halmazállapotú energiahordozók előállítása: Poligeneráció – egy alapanyagból, előkészítés után többcélú felhasználás (lignocellulóz ---> biogáz, bioetanol, biodízel, biohidrogén, gyógyszer, lebomló „műanyagok”,….)

7. „AgroEnergtikai Park” fejlesztési terv. „Racionális üzemméretű”, energia előállító és fogyasztói rendszerek létrehozása = maximális energiahatékonyság.

8. Gondolkodásmód váltás szükségessége (paradigmaváltás) (ésszerű önkorlátozás)

9. Decentralizált, kis, közepes üzemméretek, szigetüzemű ellátás kialakítása.

10. Közösségekben levő emberek összedolgozása, közösségek együttműködése, demokrácia gyakorlása.

11. Fenntartható energiatermelés a mezőgazdasági-, ipari termelés számára.

12. Fenntartható energiatermelés a fűtés, HMV, HVAC, közlekedés, életmód számára.

4. Az alapelvek alkalmazásával megvalósult K+F+D munkák:

- Kazáncsalád lágyszárú növényi szármaradványok 0,2-3,0 MW névleges teljesítményű, forró vizes-, és gőzkazánok kifejlesztése (Uniferró Kft) (JÁP; TECH-07)

- Sterilizálók, termikus hőkezelők, gőzrobbantó berendezések (Uniferró Kft., Zalaszentgrót) (GVOP 3.3.3)

- Gravitációs mozgatású, vékonyrétegű, indirrekt hőlégbiztosító terményszáritó. Magyarországon a legújabb energetikai elveknek megfelelő terményszárító (TeGaVill Kft., Komló +FVM MGI Gödöllő). (JÁP; TECH-07)

- Geotermikus forrást felhasználó, vastagrétegű terményszárító és üvegház fűtést megvalósító kombinált rendszer. (SZTE, Hódmezővásárhely)

- Harmadik generációs biogázüzem (JÁP; TECH-09) (Uniferró Kft., Zalaszentgrót, Villányi Szársomlyó Kft.)

- Szabadföldi gabonanövények, szármaradványainak, lágyszárú energianövények szárainak durva aprítását, finom darálását, pormentesítését, fertőtlenítését végző rendszer agroenergetikai, ipari, és állattartási célokra. (GOP-111) (TeGaVill Kft.)

5. Az alapelvek alkalmazásával tervezett K+F munkák:

- Poligenerációs alapanyag előállítás lignocellulózból (bioüzemanyagok: metán, etanol, hidrogén) (BME, PE) (GOP 1.1.1).

- Pirolízises elgázosítása növényi melléktermékeknek CCHP berendezésben történő felhasználása (SzigHő, Szigetvár).

- Elektromos energia tárolás módszerei: kémiai kötés formájában: H₂ + CO₂ = metanol (Oláh György).

- Üvegház teljes energetikai és anyagellátó rendszerének komplex, költséghatékony biztosítása (zöldségtermesztés; gyorsított fotoszintézis) (pirolizáló kazán, széndioxid leválasztás és egész éves biztosítása, elektromos energia előállítása, LED világítás)

6. A „Környezeti fizika” a felsőfokú, a középfokú oktatásban, a kutatás-fejlesztésben, a köztudat formálásában, önmagunk nevelésében.

Környezetfizika: A teljes környezetre (természeti, épített, társadalmi) tesz állításokat

(Környezettudomány inter-, multi- és transzdiszciplináris)

A környezetfizika szemlélete és szerepe (így fogalmazom meg):

- A környezetfizika a környezetünk védelmére vonatkozó ismereteket (környezetvédelem, környezetterhelés, környezetgazdálkodás, hulladékgazdálkodás,..) energetikai szemléletben tárgyalja. Ezt az indokolja, hogy minden terméket előállító emberi tevékenység, energiát felhasználó munkavégzéssel jár, nyersanyagok, energiahordozók megszerzését, az alapanyagok átalakítását igénylő tevékenység.

- Minden tevékenység és következménye „energiában mérhető”, ezért van, leginkább a fizikának lehetősége arra, hogy átfogóan „lássa, tárgyalja az egészet”.

- Leírásmódja: Egy rendszer anyagáramát, energiaszükségleteit (energiaáramát), ennek emberi munka szükségleteit és költségtényezőit egy rendszerben tárgyalja. A termékek előbb-utóbb (egy emberi generáció időtartamához képest is rövidebb időn belül) hulladékok lesznek. Az emberiség minden kibányászott nyersanyagot és energiahordozót, bekoncentráltan a Föld felszínére hoz és azt „ott hagyja”.

A környezetfizikának integrátori, koordinátori szerepe lehet, mivel

- „érti” a kémia, a biológia, az energetika kvantitatív eredményeit is,

- beszél „matematikául”

- alkalmazni tudja a számítástechnikát (mérés-vezérlés, automatizált adatfeldolgozás, stb.).

Hallgatóim:

Környezettudományi BSc hallgatók,

Környezettudományi MSc, Környezetfizika szakirányú hallgatók,

Hulladékgazdálkodó OKJ képzésű hallgatók

Fizika BSc, Informatika Fizika, Matematika, stb. szakos hallgatók.

Dr. Német Béla

Pécs, 2013. május 10.