Modern életünknek minden olyan technikai jellegű vívmánya, ami nélkül nehezen tudnánk elképzelni mindennapjainkat, nagy mennyiségű energia felhasználásán alapul. Az első percben talán nem is gondolunk rá, de mindennapi kényelmünk olyan kézenfekvő elemei mellett, mint a villanyvilágítás, a gázfűtés, a telefon, televíziózás, gépjármű közlekedés, roppant energiafelhasználást igényel például az egészségünk megőrzése (gyógyszergyártás, kozmetikai ipar), a mindennapokban oly nélkülözhetetlen műanyagok felhasználása (vegyipar), a korszerű építőanyagok alkalmazása (cement- és téglagyártás), de minden gép, fémből készült eszköz használata is, és szinte a végtelenségig lehetne folytatni a sort.
Fogyóban a „hagyományos” energiahordozók
A világ jelenlegi energiaigényeit alapvetően ún. fosszilis energiahordozókból (szén, kőolaj, földgáz) elégítjük ki. Ha egy pillantást vetünk a következő ábrára, nem csupán ezt állapíthatjuk meg, hanem azt is, hogy az igényeket kielégítendő, az energiatermelés folyamatosan – sőt az ezredforduló óta némileg gyorsuló – ütemben nő. A „nyugati típusú” világgazdaság jelenleg a folyamatos növekedésen alapul, a gazdaság növekedése az egyes országok teljesítményének alapvető mérőszáma.
A világ primerenergia-termelésének alakulása 1971-2007 között
[A jelmagyarázat elemei balról jobbra: szén/tőzeg, olaj, földgáz, atomenergia, vízenergia, éghető megújuló és hulladék, egyéb (földhő, napenergia, szélenergia stb.)]
(Forrás: Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA), 2009)
Ha józanul vizsgáljuk e folyamatokat, hamar felmerül a kérdés, sőt a komoly kétség is, hogy olyan zárt rendszerben, mint a Föld bioszférája [1], vajon fenntarthatók-e az állandóan növekedő folyamatok? Sok jel mutat már ma is arra, hogy ez nem sokáig mehet így, mert a források végesek, és az energia-felhasználás hatásai elérték azt a mértéket, ami már kimutathatóan befolyásolja a légkört, a földet és a tengereket, azaz megszokott, többé-kevésbé kényelmes földi környezetünket.
A ma legnépszerűbb, legnagyobb arányban felhasznált energiahordozóinkat, a kőolajat és a földgázt még csak nem is túl régen kezdte az emberiség jelentősebb mértékben felhasználni (az olajat kb. az 1920-as, a földgázt kb. az 1950-es évek óta). Az eltelt idő rövidsége ellenére az eddig kiaknázott kitermelő területek jellemzői (termelésük időbeli lefutása), az újonnan felfedezett mezők vizsgálata és az energiaigények növekedése alapján a legtöbb kutató nagyon közelinek, vagy már elérkezettnek látja az ún. „olaj csúcsot”. Ez az a pont, amikor a kitermelés eléri a maximumát, és amelytől kezdődően csökkenni kezd. Ezt mutatja a következő ábra, amelyen nem csak az látszik, hogy egyes kutatások az olajcsúcsot napjainkra teszik, hanem az is, hogy várhatóan a jelenleg nehezen hozzáférhető, de korábban reménytelinek tartott források, mint pl. a sarkvidéki olaj- és gázmezők sem hoznak majd áttörést. Bár szénből jóval nagyobb tartalékokat valószínűsítenek, az már jól látszik, hogy a Föld fosszilis energiatartalékai korántsem olyan végtelenül nagyok, mint amilyennek a mai gondolkodásunkat még mindig sok szempontból meghatározó XIX. században, vagy akár még az 1950-es években is tűntek.
A világ kőolaj- és földgáztermelésének alakulása és előrejelzése
[A jelmagyarázat elemei balról jobbra: hagyományos kőolaj, nehéz kőolaj, mélyvízi mezők, sarki mezők, földgáz-folyadékok[2], földgáz, nem hagyományos gáz[3]]
(Forrás: ASPO – Association for the Study of Peak Oil and Gas / Az olaj és gázcsúcs tanulmányozására létrehozott szövetség www.peakoil.net)
Az energiafelhasználás egyéb problémái
Emellett azonban az energiafelhasználás más problémákkal is jár.
Valószínűleg mindenki hallott már a globális felmelegedés jelenségéről, azaz arról, hogy a Föld átlaghőmérséklete az elmúlt évtizedekben kimutathatóan emelkedett. Amennyiben ez a folyamat nem áll meg, az egyelőre még csak becsülhető, de mindenképpen óriási változásokhoz vezet: a tengerszint emelkedése, az éghajlat megváltozása, a mezőgazdasági termelés teljes átalakulása az ebből eredő népesség-mozgások mind csak kiragadott elemei azoknak a (vész)forgatókönyveknek, amelyeket a kutatók előrevetítenek. Bár vannak elméletek, amelyek más okokat valószínűsítenek, a klímakutatók jelentős többsége és a nemzetközi közvélemény is az emberi tevékenységet teszik felelőssé globális felmelegedésért. Az emberi tevékenység következménye az, hogy óriási mennyiségben kerülnek olyan gázok a légkörbe, melyek megnövelik a felső légrétegek sugárzás-visszaverő képességét. Ennek következtében a Napból érkező, Föld által visszavert infravörös sugárzás egy része, amely korábban akadálytalanul távozott a légkörön át, most visszaverődik, és melegíti a Földet. E gázok (az úgynevezett üvegház-hatású gázok, vagy ÜHG-k) nagy része szén-dioxid (CO2), de jelentős szerepe van a metánnak is (CH4,ami 21-szer károsabb e szempontból a szén-dioxidnál). A légkörbe kerülő szén-dioxid pedig a fosszilis energiahordozók elégetéséből származik, amelyeket döntő többségében hő- vagy villamosenergia-termelő berendezésekben tüzelünk el. Csak a nagyságrend érzékeltetésére: 2007-ben, azaz egyetlen évben, a világ CO2 kibocsátása csaknem 30 milliárd, azaz harmincezerszer egymillió tonna volt![4]
Az ÜHG-k kibocsátása mellett az energiafelhasználásnak más, noha azzal nem összehasonlítható nagyságrendű, de korántsem lebecsülendő következményei, környezeti hatásai vannak, amelyek kevésbé részei napi gondolkodásunknak.
Ilyen például az energiahordozók bányászatához és felhasználásához kapcsolódó tájrombolás. Ez elsősorban a szénbányászat és a széntüzelésű erőművek kapcsán merül fel. Mivel azonban jelenleg a szén a legnagyobb mennyiségben rendelkezésre álló fosszilis energiahordozó, amelynek reneszánszát jósolják a fogyó olaj- és gázkészletek miatt, nem mehetünk el a jelenség mellett szó nélkül. A mélyművelésű bányák biztonsági és gazdaságossági problémái miatt, illetve azért, mert ma már gazdaságossá válik a felszín közelében fekvő gyengébb minőségű szenek bányászata is, egyre nagyobb teret kap a külszíni bányaművelés. Ez pedig elképesztő mennyiségű föld, kőzet megmozgatásával jár – dombok, hegyek, rétek tűnnek el. A kibányászott anyagnak csak kis része hasznosítható, a többi meddő kőzet, amelyet hatalmas meddőhányókon helyeznek el, és amely csak sok-sok esztendővel a bányászat felhagyása után válhat esetleg újra az élő táj részévé. A következő kép egy USA-beli külszíni fejtésű bányát mutat, de az Interneten való kis keresés után találhatunk hazai példát is pl. Bükkábrány térségében.
Külszíni fejtésű szénbánya (USA)
Jelentős lehet az energiahordozók szállításának környezeti hatása is. Elég csupán a mindig nagy publicitással járó tartályhajó-balesetekre gondolnunk. Bár vélhetőleg mindenki csak néhány ilyen esetre emlékszik, a valóság az, hogy 1970 és 2008 között összesen 1753 olajkiömléssel járó baleset történt (ebből a kiömlött olaj mennyisége 454 esetben meghaladta a 700 tonnát), az összes kiömlött olaj mennyisége pedig több mint 5,6 millió tonna volt[5]. Nem mentesek a szivárgástól az olaj-, de főként a földgázvezetékek sem.
Végül meg kell említenünk azt is, hogy az energiahordozók átalakítása hővé, de különösen villamos energiává veszteséggel jár, ami korántsem elhanyagolható. A hőtermelés hatásfoka 80-90% körüli, azonban a villamos energiát fosszilis energiahordozóból fizikai okok miatt technológiától függően 30-45%-os hatásfokkal állítjuk elő. Más szóval ez utóbbi szám azt jelenti, hogy az értékes, egyre fogyó energiahordozók nagyobb része (kb. kétharmada!) nem hasznosul, energiatartalmuk hasznosítatlanul a környezetbe kerül.
Magyarország esetében mindezeken felül egy kevésbé környezeti, sokkal inkább politikai, ellátásbiztonsági szempontot is figyelembe kell vennünk. Saját energiahordozó-kincsünk lassú kimerülésével, illetve a szénbányák gazdaságossági okokból történt bezárásával mindinkább energiaimportra szorulunk. A legfontosabb energiahordozók esetében (kőolaj és földgáz) az import részaránya már most is 80% feletti, ráadásul földgázt – más csővezeték híján gyakorlatilag csak egy forrásból szerezhetünk be…
Megújuló energiaforrások
Sokak szerint az úgynevezett megújuló energiaforrások felhasználása jelenthet kiutat a fent vázolt problémahalmazból. Mit is értsünk ezen az – mint később látni fogjuk, némileg pongyola, de közkeletű – elnevezésen?
A Wikipédia definíciója szerint „A megújuló energiaforrás olyan közeg, természeti jelenség, melyekből energia nyerhető ki, és amely akár naponta többször ismétlődően rendelkezésre áll, vagy jelentősebb emberi beavatkozás nélkül legfeljebb néhány éven belül újratermelődik”. Általában a megújuló energiaforrások közé sorolják a napenergiát, vízenergiát, a szélenergiát, földhőt (vagy geotermikus energiát), a biomasszát, ill. tengerrel rendelkező országok esetén az árapály és hullám energiáját. Némi utánagondolással belátható, hogy ezek legtöbbjének (tulajdonképpen a földhő és az árapály kivételével az összesnek) valódi forrása közvetve vagy közvetlenül a nap energiája, és mint ilyen, valójában nem újul meg a végtelenségig. Földtörténeti mércével pedig a geotermikus energia sem végtelen. Mindazonáltal az emberiség céljaira való hasznosítás szempontjából mindegyik felsorolt energiaforrás szinte kimeríthetetlennek számít, így elfogadható a fenti definíció.
Első ránézésre ezek az energiaforrások valóban megoldást jelenthetnek a korábbiakban vázolt összes problémára: végtelen mennyiség áll rendelkezésre belőlük, szinte mindenhol a Földön rendelkezésre állnak, használatuk nem jár káros kibocsátásokkal, hasznosításukra már most rendelkezésre áll a jobb-rosszabb technológia (ha pedig végtelen sok a forrás, mit számít a hatásfok?).
Miért ragaszkodunk mégis a fosszilis energiahordozókhoz? Bolond talán az emberiség, vagy hatalmas lobbiérdekek áldozata? Ha pedig így van, esetleg én, az egyén, nem lehetnék okosabb a többségnél? Milyen feltételekkel hasznosíthatók ezek az „ingyen” energiák az otthonainkban?
Nem ígérhetem, hogy minden fenti és az azokhoz hasonló kérdésre választ adunk a cikksorozat további részeiben. Megvizsgáljuk azonban néhány megújuló energiaforrás hasznosításának lehetőségeit, egyes gyakorlati kérdéseit. Kicsit árnyaltabb képet festünk majd a megújulókról, remélve, hogy néhány tévhitet is sikerül talán eloszlatni – legyen szó a megújuló energiák jelentőségének túlbecsléséről, vagy ellenkezőleg, azok egyértelmű elutasításáról.
2010 január 25
Kovacsics István
[1] A bioszféra a Föld kőzetburkának, vízburkának, levegőburkának azon része, ahol van élet és biológiai folyamatok mennek végbe. A legszélesebb geofiziológiai nézőpont szerint a bioszféra a globális ökológiai rendszer, az összes élőlénnyel és ezek minden kapcsolatával, beleértve az élettelen környezettel való kapcsolatot is.
[2] A bányászott földgázban a metán mellett található nehezebb szénhidrogének, pl. etán, propán, bután, izobután, stb.
[3] Pl. szénmezőkből kinyerhető gáz; gáz/olajpala;zárt, mély tárolókban található gáz, nagynyomású vízadó rétegekben oldott metán stb.
[4] A pontos adat 28 962 Mt. (Forrás: Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA), 2009)
[5] A pontos adat 5.652.000 tonna. Az adatok forrása: The International Tanker Owners Pollution Federation Limited (Nezetközi Tartályhajó Tulajdonosok Szövetsége, www.itopf.com)
