Mani kövek

Spectator: Megújuló energia: mítosz és lehetőségek

A fosszilis energiahordozók kimeríthetetlenségének még akár ötven évvel ezelőtti mítosza mára már a múlté, a tapasztalatokon nyugvó számítások, elemzések belátható közelségbe hozták ezeknek az energiahordozóknak fokozatos kimerülését, még a kőszénkészletek – ma 110 évre becsült – élettartama tűnik a leghosszabbnak. Ugyanakkor azt is számításba kell venni a jövőkép mérlegelése során, hogy a fosszilis energiahordozók nem csak az energiatermelés alapját jelentik, hanem egyéb más – például petrolkémia – iparágak alapanyagául is szolgálnak, tehát a források kimerülése szélesebb hatású, mint az első pillantásra látszik.

A megújuló források egyre szélesebb körű felhasználása egyértelműen ennek a jövőképnek és az ezzel egyidejűleg fokozott mértékben előtérbe került globális környezetmegóvás ésszerű igényének az eredménye. Természetesen, mint minden forradalmi szemléletváltásnak, ennek is kezdetben kialakult egy „mindent megold” mítosza, ami jórészt a megújuló források kimeríthetetlenségének gondolatán alapult. Amint azonban a gyakorlati alkalmazás nagy léptékűvé vált, egyre világosabbak lettek az elvitathatatlan előnyök mellett a korlátok is, amelyek nem pusztán műszaki-technikai, hanem gazdasági, szabályozási, sőt szociális szférára kiterjedő megfontolásokat igényeltek.

A megújuló energiaforrások közé ma a nap, a szél, az árapály, a folyóvizek energiája, a geotermikus forrásból és a biomasszából nyert energiát szokás sorolni. Mindegyik elvitathatatlan előnye, hogy alapjában véve kimeríthetetlen. A hőenergia mellett túlnyomórészt villamos energia előállítására alkalmas létesítmények fő terméke az áram, aminek a minden más energiahordozóval szemben utolérhetetlen előnye, hogy nagy távolságra egyszerű vezetékeken keresztül, viszonylag csekély, de tervezhető hálózati veszteséggel szállítható. (Szemben az olaj vagy gázvezetékek roppant költséges szállítási módjával.)

A megújuló forrásból nyert energiatermelés létesítményei lényegesen kisebb mértékű karbantartást igényelnek, mint a hagyományos energiaforrást használó generátorok. A fotovoltaikus napelemeknek eleve nincsenek mozgó alkatrészeik, a szélturbinák is számottevően kevesebb mozgó, kopó alkatrészt tartalmaznak, mint a hagyományos turbinák. A megújuló energiaforrások jóval  kisebb mennyiségű üvegházhatású gázt bocsátanak ki a légkörbe. (Ez azonban valójában távolról sem jelent zéró emissziót, mert a létesítmények gyártása során, tehát a teljes életciklust tekintetbe véve történik üvegházhatású gáz kibocsátásának becslése.) Egészében véve azonban a létesítmények működése egyértelműen pozitív hatású a környezetre, akár hiszünk a globális klímaváltozásban és a szélsőséges időjárási jelenségek kialakulásában, akár szkeptikusak vagyunk ezzel kapcsolatban. Elvitathatatlan és bizonyított, hogy a fosszilis energiahordozók használata nagyon komoly és alig kivédhető hatást gyakorol a népesség egészének egészségügyi állapotára, számottevően rontva azt. További előnyt biztosít, hogy a megújulók növekvő bevonása az energiatermelésbe  egyértelműen csökkenti az adott ország energiafüggőségét, ez számos – főleg fejlett iparral rendelkező – európai gazdasági térségben levő országra vagy az Egyesült Államokra vonatkozóan bizonyított tény.

Általános egyetértés van a világban abban a tekintetben, hogy a megújuló energiának több előnye van, mint hátránya. Jól belegondolva, a hátrányokként említett tényezők sem igazi hátrányok, hanem az alkalmazás korlátai, amelyeket azonban érdemes tekintetbe venni.

A megújulók technológiája műszakilag kifinomultabbak, ennek következtében viszont a létesítmények jóval drágábbak, mint a hagyományos áramfejlesztő generátortelepek. A magas belépési, kezdeti költség jelentős méretű létesítmények esetén határozottan visszafoghatja a befektetőket, ezért nagyon sok állam különféle adózási kedvezményekkel igyekszik bátorítani a jövőbeni tulajdonosokat.

Ezek a természeti erőforrások világszerte rendelkezésre állnak és elterjed nézet szerint állandóan használhatóak is. Ez azonban nem igaz. A napsütés, a szél és a vízhozam nagyon is ingadozik az adott klimatikus környezetben és az energiatermelés távolról sem megszakítás nélküli. Vannak ugyan rövidtávon alkalmazható átmeneti megoldások, de ezek sem biztosítják a folyamatos üzemvitelt. (A fosszilis energiahordozókon nyugvó energiatermelés megszakítható és újra bekapcsolható.) A megújulók energiatermelésében eleve előforduló megszakadások áthidaló megoldásának hatékonysága a tárolási lehetőségek függvénye. A tároló kapacitások jelenleg még igen drágák és nagyobb villamos energia termelő farmok esetében méretbeli korlátok is vannak. Az elemek, akkumulátorok ára ugyan némileg csökken az idők folyamán, azonban egyelőre döntő áttörés még nem történt az akkumulátor súlyra vetített tárolási kapacitásának növelése terén. Másik – már gyakorlatban alkalmazott – mérnöki megoldás, hogy nagy szélerőmű-parkok áramával meghajtott szivattyúkkal vizet emelnek magasabb helyzetű víztárolóba, majd a víz gravitációs úton generátorokat hajt meg a szükséges időben, így az energiatermelést jóval egyenletesebbé lehet tenni.

Egyelőre alig szokott szó esni arról, hogy egy térség topográfiája, beépítettsége, a hatékony szélcsatorna-magassága egyaránt korlátozó tényező lehet, sőt gyakran az is. A nagy kiterjedésű napelemfarmok létesítését az értékesebb mezőgazdasági területek bekorlátozzák, a szélturbina telepítése is sokkal több tényező által befolyásolt, mint első látásra látszik. Számolni kell azzal is, hogy az országok villamos hálózatának stabilitása a generátorok egyidejű forgási sebességétől függ és szükséges előrelátóan kidolgozni a hálózati betáplálás rendszerét, ami már az egyedi „kistermelők”-től is befogad. (Ez ugyan még Európában sem működik tökéletesen; két évvel ezelőtt a német kormánynak kellett felkérni az érintett kistermelői kört, hogy ne tápláljanak vissza a rendszerbe két napig. Néhány hónappal később a spanyol szélerőmű-farmok egy részének áramát nem tudta az országos rendszer befogadni.)

Kétségtelen tény, hogy a földgáz elégetésekor 0,2-1 kg üvegházhatású gáz, széndioxid keletkezik 1 kilowattóra elektromosság előállításakor,  széntüzelésű erőműben pedig ez az érték 1,4-6 kg, tehát nagy mértékű káros anyag kibocsátás történik fosszilis energiahordozó alkalmazása esetén.  Szélenergia esetén kilowattonként csak 0,01 – 0,02 kg széndioxid, naperőműben 0,03-0,1 kg, vízi energiával történő termelés esetén pedig 0,05-0,25 kg a széndioxid kibocsátás. (Első látásra érthetetlen adatok magyarázata az, hogy a számítások során a létesítmény teljes életciklusát veszik alapul, azaz a nyersanyagok kibányászásához, feldolgozásához, majd a létesítmény lebontásához szükséges energia során kibocsátott összes széndioxidot és ezt vetítik egységnyi teljesítményre.) Azonban nem lehet elmenni szó nélkül amellett sem, hogy a biomasszából történő villamosenergia-termelés jóval súlyosabb üvegházhatású anyagok kibocsátásával jár, amit egyelőre alig vagy csak költségesen lehet csökkenteni elfogadható szintre.

Figyelemreméltó szempont a várható előnyök mérlegelésnél, hogy míg a fosszilis tüzelőanyag-felhasználáson nyugvó technológiák alapvetően gépesítettek és létesítésük módfelett tőkeigényes, addig a megújuló energiaipar túlnyomórészt munkaigényes; észak-amerikai statisztikai adatok igazolják, hogy a megújuló forrásokból előállított egységnyi villamosenergia több munkahelyet hoz létre, mint a fosszilis forrásokból származó.

Érdemes tekintetbe venni, hogy a megújuló források csoportján belül a szél és napenergia valójában nagyon alacsony energiasűrűségű, ami azt is jelenti, hogy nagy kiterjedésűek a létesítmények, kiépítésük bizony nagyon sok nyersanyagot igényel. Egy 3 MW-os szélturbina előállításához 300 tonna acél szükséges, ennek előállítása önmagában is nagyon sok széndioxid kibocsátással jár. A létesítmény élettartama pedig korlátozott, időről időre cserélni kell. A méretek növekedésével elér egy korlátot a létesítmények telepítésének lehetősége. (Egy észak-amerikai modellszámítás szerint amennyiben az USA egy milliárd napelemet telepít 500 milliárd dollár költséggel, amelyek mindegyike 30 éves élettartamúak, akkor egy idő után elérkezik az a helyzet, hogy naponta 90 ezer panelt kell cserélni napi 45 millió dollár költséggel. Ilyen mennyiségű napelem-panel 250 gigawatt elektromosság termelésére képes, ha mindig és jó irányból süti a nap, de ez még mindig csak a fele az ország elektromos igényének. És akkor tárolókapacitás még mindig nincs elegendő.)

A globálisan megújuló erőforrásokból előállított energia 2017-ben 486,8 millió olajegyenérték tonna volt, az előző évhez viszonyítva 17 %-kal növekedett. Bizonyos, hogy a világ felkészülési időszakban van, elég világosan látható annak az időablaknak a szélessége, amelyen belül meg kell oldani a diverzifikált energiatermelés feltételeit és rendszerét. A jövő annyira közel van, hogy a régi mítosz mögött fel kell ismerni a reális lehetőségeket. Meggyőződéssel, ám illúziók nélkül.

2019. 04. 10.

Iratkozz fel most!

Ha tetszett a cikk, de még olvasnál, ha esténként van időd leülni a gép elé, akkor légy az előfizetőnk a Szalonnázón. Naponta 18 órakor élesedő további 3 cikket ajánlunk, jellemzően szintén olyan magyar és nemzetközi közéletet, lényegében az életünket érintő témákról, amelyeket fontosnak tartunk, de nem férnek bele a Szalonna napi kínálatába. Szeretettel várunk!

Tovább