I. A megújuló energiaforrások

Az Európai Unió nemrégiben határozta el, hogy a megújuló energiáknak 20 %-ban kell szerepelniük 2020-ban, és ugyanakkor a széndioxid kibocsátását 20 %-kal csökkentik az 1990-es szinthez képest. Mindezt komoly tanulmányok előzték meg, melyek felhívták a figyelmet arra, hogy a klímaváltozás nem elmélet, a klímaváltozás itt van és kárt fog okozni nekünk, tehát végre itt az idő, hogy ne csak beszéljünk, hanem cselekedjünk.

A megújulók energiaforrások a víz-, a biomassza-, a szél-, a nap- és a geotermikus energia.

Vessünk egy pillantást a biomasszára. A biomasszát el lehet égetni erőműben (1. ábra). De a biomassza ennél sokkal többet jelent. Előállíthatunk belőle bioetanolt, biodízelt, biogázt, így a biomassza sokoldalúan hasznosítható más alkalmazásokban is. Hadd említsek néhány példát erre. Brazíliában már 3 millió autó etanollal fut. Húsz évig támogatták az etanolgyártást, most már nem kell támogatni, ugyanis a normál (benzin) üzemanyag ára beérte, támogatás nélkül is megállja a helyét, és mindeközben Brazília 20 %-kal tudta csökkenteni a széndioxid-kibocsátást. Tehát ha Brazília az Európai Unió tagja volna, akkor már hátradőlhetne, a célt teljesítette. Az Egyesült Államokban villámgyorsan, exponenciálisan növekszik a kukoricából előállított bioetanol mennyisége. 2005-ben 35 millió liter volt a termelés, és tovább akarják növelni. Vagy tekintsünk egy közelebbi példát. Svédországban 400 bioetanol töltőkút van, és 2020-ra teljesen függetlenedni akarnak az olajtól (2. ábra). 

 

A biomassza-felhasználás tehát nagyon jelentős potenciál a fosszilis energiahordozók kiváltásában. (3. ábra) Magyarországon szintén fontos, hogy az agrárium ne csak élelmiszert, ne csak gyógyszert, ne csak ipari alapanyagot, hanem akár energiát is termeljen. A biomassza-potenciál a világon néhány százmillió tonna olaj kiváltásához lesz elegendő.

A szélenergia hasznosítására már háromezer éve használnak szélmalmokat, ezek már Magyarországon is több száz éve működnek. A szélerőmű ezeknek egy továbbfejlesztett változata, amely nem csak mechanikai munkát végez, hanem elektromos energiát is generál. A legnagyobb ilyen erőművek 1-10 megawatt teljesítményűek (4. ábra). Szélerőműveket tengerpartokon, fennsíkokon érdemes építeni, ahol a széljárás megfelelő az erőművek telepítéséhez. Mindenesetre a telepítést komoly vizsgálódásnak kell megelőznie. Magyarországon a szél átlagsebessége 1,5-2,5 m/s, ez nem jelenti azt, hogy nincsenek időnként nagyon nagy viharok, de stabilan, állandóan ilyesmire lehet számítani. Ez messze van az ideális értéktől, a 6-7 m/s-os csúcsértéktől (5. ábra).

Szélerőművek terén az Európai Unióban Németország vezet, utána következik Spanyolország és Dánia (6. ábra). Kapacitás tekintetében is Németország az első. A különböző országok összességében 30 ezer megawatt teljesítményt termelnek, ha minden kapacitást kihasználnak. Ez az adat nagyon szép, de önmagában nem oldja meg a problémákat (7. ábra).

Következő lehetőségünk a Nap energiájának hasznosítása. Ha egy kicsit visszatekintünk a múltra, azt is mondhatjuk, hogy a Napnak köszönhető szinte minden, mert a fosszilis tüzelőanyagok, amelyeket most használunk - a szén, az olaj és a gáz - is a Napnak köszönheti a létét, meg azoknak a kedvező geológiai folyamatoknak, amelyek révén az eltemetett szerves anyagból több millió vagy százmillió év alatt szén, olaj vagy gáz alakult ki, melyek meg is őrződtek.
A napenergia közvetlenül vagy közvetve alkalmazható. Az elnyelt sugárzási energia elektromos vagy hőenergia formájában hasznosul. A közvetlen alkalmazásnál a hőenergiát melegítésre, az elektromos energiát mechanikai munkavégzésre vagy egyéb célok elérésére használhatjuk. Közvetett felhasználás történik, amikor a nyert energiát egy bizonyos idő elteltével kívánjuk alkalmazni. Ekkor a nyert elektromos vagy hőenergiát tárolni kell (pl. a villamos energiát akkumulátorokban vagy a hőenergiát víztárolókban).

A fényelektromos rendszerek alapegysége a fényelem, a napcella (8. ábra). A napelemek a Napból érkező sugárzási energiát 8-15 %-os hatásfokkal alakítják át elektromos energiává. 

Az USA kutatóinak tapasztalata szerint a napenergia hasznosításával a családi házak fűtési energiaszükségletének mintegy 80-85 %-át lehetne biztosítani az egyenlítőtől a 45. szélességi fokig terjedő napsütéses övezetben.

A napenergiát hasznosító berendezések jelenleg még költségesek a hagyományos berendezésekhez képest. Ez a többletköltség azonban az üzemelés során megtérül. A megtérülés időtartama a hagyományos energiafajták árától függ: magas árak mellett a napenergiát hasznosító berendezés hamarabb válik gazdaságossá. A napenergiát hasznosító berendezések elterjedése elsősorban a technikai fejlődéstől és a gazdaságosságtól függ, a kérdésnek azonban politikai és társadalmi-szemléleti vonatkozásai is vannak. Mindenesetre vannak olyan országok, például Németország, ahol nagyon jelentős a gyártás és az alkalmazás is, de ugyanilyen Görögország vagy Portugália is (9. ábra).

A geotermikus energia egy kicsit más, mint a fenti típusok: "részben megújulónak" nevezzük, és a föld belsejében keletkező radioaktív bomlás biztosítja számunkra.
Lényegében kétféle geotermikus energiafelhasználás létezik. A geotermikus erőművekben villamos energiát tudunk előállítani (10. ábra). Ez a megoldás Olaszországban van jelen csupán jelentősebb mértékben az Európai Unióban (11. ábra). A másik fontos felhasználás a hőszivattyú. Ez a kis hőmérséklet-különbségeket használja ki, és hűtésre, fűtésre egyaránt alkalmazható. Ezen a területen Svédország vezet, de a hőszivattyúk alkalmazása Németországban és Franciaországban is nagyon jelentős. Fontos megjegyezni, hogy ezt a lehetőséget nekünk is sokkal jobban ki kellene használni. Svédországban, Kanadában már minden új ház így épül. Egy kis energiabefektetéssel, elektromos árammal lényegében a környezet hőjét használják ki, azt a kis hőkülönbséget, ami a belső és a külső tér között van. Ezek a berendezések milliós nagyságrendben működnek már. Csak Ausztriában 13 hőszivattyúkat gyártó üzem van. Elterjedésében nagyon fontos az állam szerepe, tudniillik ha valamilyen adókedvezménnyel, hosszú távú hitelekkel segítenék, bizonyára nálunk is sokkal többen alkalmaznák.

II. A világ energiafelhasználása

A 12. ábrán a villamosenergia-termelés példáján keresztül mutatjuk be a globális energiafelhasználás jellemzőit. A szén dominál, nagyjából azonos az atomenergia, az olaj és a gáz szerepe, a megújuló energiaforrások aránya pedig elhanyagolható. Ha a világ széndioxid-kibocsátását is áttekintjük, azt látjuk, hogy Észak-Amerika vezet a széndioxid-kibocsátásban, de Európa szerepe is elég jelentős, teljesen elhanyagolható viszont Afrika és nagyon kicsi Dél-Amerika szerepe. Ez az arány nagyon egyenlőtlen. A 300 millió ember az Egyesült Államokban kétszer annyi káros anyagot bocsát ki, mint az Európai Unió körülbelül 500 millió polgára. Ebből pedig látszik, hogy nemcsak a globális klímaváltozás veszélye, nemcsak a klímaváltozás miatt csökkentendő széndioxid-kibocsátás indokolta, hogy az Európai Unió kitűzze a megújuló forrásokra való áttérést, hanem ez az egyenlőtlen eloszlás is. Továbbá az, hogy az Európai Unió egyre jobban függ az importenergiától is (13. ábra). Az import már most is nagyon jelentős, de 2020 körül már lényegesen meg fogja haladni az Unió saját termelését. Hogy egy példával érzékeltessem: az a térség, mely a kőolajat 93 %-ban külföldön szerzi be (ez a 2030-ra számolt érték, ha nem változik semmi), rendkívül kiszolgáltatott az energiaellátását illetően.

 

A 14. ábra a Föld teljes energiatermelését mutatja, ami jelentősen növekszik. Vajon folytatódhat-e ez a növekedés? 30 év alatt nagyjából 70 % volt az összes energianövekedés, a villamos energia pedig csaknem 200 %-ot növekedett. A 15. ábrán láthatjuk, hogy az olajfogyasztás már nem tudott ilyen mértékben növekedni: ugyanúgy, mint a szén és a gáz, kifogyóban van. Lehet azon vitatkozni, hogy mennyi ideig lesznek még a fosszilis energiahordozók elegendőek. A szakirodalom úgy számolja ezt ki, hogy a gazdaságosan kitermelhető készletet elosztja az évi fogyasztással. (Csakhogy a gazdaságos kitermelhetőség változik, új lelőhelyeket lehet találni stb.) Biztonsággal azt mondhatjuk, hogy az olaj és a gáz 50-100, a szén 100-200 év múlva fog elfogyni. Más szóval nem tartható a fosszilis energiahordozók használata, már csak azért sem, mert nem lesznek. A 2001 és 2005 között látható jelentős növekedés nem folytatódhat. Az ábrán azt is láthatjuk, hogy az OECD országok, a fejlett országok a kőolajnak több mint a felét használják el, Afrika fogyasztása elképesztően kicsi ehhez képest, és Dél-Amerika se túl sok energiát használ.

 

Majdnem minden ország, illetve régió energiafelhasználásának kb. 80 %-át teszik ki a fosszilis energiahordozók (szén, olaj és gáz) együttesen. A maradék 15-18, 20-22 százalék az atomenergia és a különböző megújuló források. Ez utóbbiak között a legfontosabbak a vízi energia és a biomassza-hasznosítás, és messze lemaradva kullog a geotermikus energia, még hátrább a szél- és a napenergia használata (16-17. ábra).

 

Még egy energiafajtát meg kell itt említenünk, a nukleáris energiát. A 18. ábrán a 2050-re vonatkozó előrejelzés szerepel. Eszerint az Egyesült Államok fogja a legnagyobb részt a nukleáris energiából birtokolni, Kanada és Európa együtt van a második helyen, és Kelet-Ázsia, Oroszország szerepe is jelentős. Jelenleg 31 országban működnek nukleáris erőművek villamosenergia-előállítás céljából. Rengeteg atomerőmű épül jelenleg is: ha a tervezés különböző stádiumában lévőket összeadom, csaknem 200 erőmű fog megépülni a következő két évtizedben. Építésüket nem lehet megtakarítani, mert ha energiából ugyanannyit akarunk (de inkább többet), és a fosszilis forrásokat, melyeknek aránya most 80 %, nem szabad használni, akkor valahonnan máshonnan kell venni az energiát - a nukleáris erőművekből és a megújuló forrásokból. A 19. ábrán a villamosenergia-felhasználás prognózisa látható. Látjuk, hogy a világ négy évtized alatt nagyjából négyszeresére fogja az igényt növelni, amit valamilyen módon ki kell elégíteni.

III. Energiatakarékosság

Az energiatakarékosságért saját magunk tehetünk a legtöbbet. Vegyünk néhány példát.

Személygépkocsit csak akkor használjuk, amikor feltétlenül szükséges. Vegyük figyelembe a fogyasztást! A világ 80 millió hordó olajat használ el egyetlen nap alatt. Ebből 53 millió hordó a közlekedés. És a közlekedésben, ahogy azt a 20. ábrán látjuk, a személyszállítás dominál 29 millió hordóval, 19 millió a teherszállítás, és mindössze 5 millió hordó a légi szállítás. Tehát igenis mindannyian tehetünk valamit a takarékosságért, például azt, hogy kevesebbet közlekedünk autóval.

De természetesen ez édeskevés. Új módszerekre kell áttérni a közlekedésben. A rengeteg változat közül nézzünk néhány példát: a hibrid modell villamos meghajtást és benzint kombinál, egy másik lehetőség a gázmeghajtás vagy a hidrogénmeghajtás, illetve a hidrogén és az elektromos kombinációja, a hidrogéncella. Mindenesetre el kell érnünk, hogy kevesebb olajjal akár több kilométert tehessünk meg, addig pedig takarékoskodni kell!

Az Unió arra készül, és előbb-utóbb meg is fogja tenni, hogy a 250 g/km-nél (ami nagyjából 8 l/100 km-t jelent) nagyobb fogyasztású autókra külön adót vet ki. Amikor autót vásárolunk, akkor vegyük figyelembe, mennyi a fogyasztása, részesítsük előnyben a kis fogyasztásúakat. De olyan egyszerű dologgal is takarékoskodhatunk, hogy a gumiban a nyomást megfelelő értéken tartjuk, s így néhány %-kal javítjuk a teljesítményt.

Ha a háztartásokban fluoreszcens fénycsövet használunk a normál izzólámpa helyett, 80-85 %-os megtakarítást érhetünk el. Igaz, hogy az ilyen izzók drágák, csakhogy az élettartamuk is tízszer akkora. A háztartási berendezések esetében is ügyeljünk arra, hogy mennyi a fogyasztásuk. Lehet, hogy egy berendezés drágább, de ha kisebb a fogyasztása, néhány év alatt megtérülhet a többlet. És sorolhatnánk tovább az ilyen takarékoskodási lehetőségeket.

A megújuló energiaforrásokra való áttérés természetesen nem minden embernek a feladata. Az azonban mindnyájunk felelőssége, hogy lehetőleg olyan helyre dobjuk ki a szemetet, ahol hasznosíthatják. Ahhoz azonban hogy a fejlődés fenntartható legyen és az ezt segítő megújuló források használata jobban elterjedjen, nagy kormányzati programoknak kell megvalósulniuk.

IV. A kutatás jelentősége

Mindez nem megy tudományos kutatás nélkül. Az Egyesült Államokban 1973-ban volt egy olajárrobbanás. Akkor rádöbbentek, hogy sokat kell kutatni a jövőbeni lehetőségeket, s ennek következtében megugrottak a kutatásra szánt összegek. Most, 2007-ben a kutatási források tekintetében ismét jelentős növekedés lesz, majdnem akkora, mint az olajárrobbanáskor. Az Európai Unió 2020-ig 600-700 milliárd eurót akar szánni a megújuló források bevezetésére, és további 100-150 milliót technológiaváltásokra. Ennek a hatalmas összegnek a befektetését tudományosan kívánják megalapozni. A most lezárult hatodik keretprogram 250 millió eurót szánt az energia jobb fölhasználására; a következő, hetedik keretprogramban a kutatásra szánt pénz több mint duplájára növekszik. Más szóval az Európai Unió is tisztában van a kutatás-fejlesztés fontosságával, és mindent meg fog tenni azért, hogy a klímaváltozást túléljük, az minél kevesebb kárt okozzon (mert valamennyit már biztosan fog, de jó volna elkerülni az igazi katasztrófákat). Másrészt azért, hogy saját energiabiztonságát, és így a mi energiabiztonságunkat is segítse.

V. Magyarország energiahelyzete

A 21. ábra Magyarország energiaszerkezetét mutatja. Szép adat, hogy a szén csak 10 %-ban van jelen, a folyékony szénhidrogének 33,2 %-ot képviselnek, ami viszont egy kicsit sok. A megújuló energia 3,5 % mindösszesen. Azt kellene elérnünk, hogy mondjuk 2020-ban 10 % fölé jussunk, ha a 20 %-ot nem is tudjuk elérni, és a szén szerepe tovább csökkenjen. Ha ezt meg tudjuk valósítani, akkor egyrészt biztosítjuk az energiát a fejlődésünk számára, másrészt nem fogjuk túl sok szén-dioxiddal terhelni az atmoszféránkat.

Van, aki hajlamos siránkozni a változásokon: a fosszilis energiahordozók fokozatos drágulásán és fogyásán (22-23. ábra). Én azt gondolom, hogy kihívásnak kell tekintenünk ezt a helyzetet, úgy kell felfognunk, hogy egy új ipari forradalom előtt állunk, a hidrogén alapú ipar születése előtt, az intelligens, az energiát sokoldalúan hasznosító, a pazarlást a takarékosságra váltó eljárások hajnalán. Remélem, hogy így lesz!