A környezetgazdálkodás alapjai. III. évf. Földrajz BSC. Ballabás Gábor

Átírás

1 A környezetgazdálkodás alapjai III. évf. Földrajz BSC. 3. óra Energiagazdálkodás a nukleáris és a fosszilis energiahordozók környezeti hatásai Ballabás Gábor Társadalom- és Gazdaságföldrajzi Tanszék bagi@ludens.elte.hu

2 Alapkérdések a XXI. század elején: - egyre növekvő energiaigény kielégítése a világban - a növekvő energiafelhasználás okozta környezeti kibocsátásokat hogyan lehet csökkenteni A világ elsődleges energiafogyasztása , ,0 8000,0 Világ többi országa (mto e ) Japán (mto e ) Mtoe 6000,0 Kína (mto e ) USA (mtoe) 4000,0 2000,0 0, EU -25 (mto e ) Adatok forrása: BP

3 Forrás: IEA

4 A világ főbb energiahordozóinak fogyasztása ,0 4000,0 Mto e 3500,0 3000,0 2500,0 2000,0 1500,0 1000,0 Olaj fogyasztas (millio to nna) Szénfogyasztás (mtoe) Gázfogyasztás (mtoe) Nukleáris fogyasztás (mto e ) Vízenergia fogyasztás (mto e ) 500,0 0, Adatok forrása: BP

5 A világ nagy térségeinek elsődleges energiafogyasztása abszolút (Mtoe) és fajlagos értékekben (toe/fő), valamint az energiakereskedelem fő tendenciái (Mtoe) Forrás: IEA

6 Megoldási útak a takarékosságra és a környezetvédelem kihívásaira: - energiafelhasználás csökkentése jelenlegi tendenciák ennek ellenében hatnak - az energiatermelés és -felhasználás hatékonyságának növelése - új, eddig ismeretlen, vagy ipari méretekben nem alkalmazott energiaforrások és technológiák felfedezése, illetve kifejlesztése és alkalmazásba vétele Környezetvédelemben (pl.: fosszilis energiahordozók felhasználása) különösen fontos a: - levegőtisztaság védelem - vízszennyezés csökkentése - talajszennyezés csökkentése (hulladék) - üvegházhatás csökkentése Energiahatékonyság növelésének legfontosabb területei: - ipari technológiák energiahatékonyságának növelése -fűtési célú energiahatékonyság - szállítás energiaigényének csökkentése

7 A megtermelt villamos-energia energiahordozónként a világban, az EU-25 tagállamaiban ( )

8 Az EU 15 majd 27 tagállamának villamosenergia-termelő kapacitása (1995, 2007) Új termelő kapacitás Forrás: EWEA

9 Forrás: GKM

10 Fő kihívások az EU és Magyarország energiapolitikájában - növekvő fogyasztói energiaigények -csökkenő, illetve csökkenő arányú belső energiahordozó kitermelés importfüggőség növekedése növekvő hagyományos energiaárak (pl.:olaj) - ellátásbiztonság garantálása több lábon állás, tartalékok - környezetvédelmi szempontok érvényesítése Diverzifikáció irányai lehetnek: - megújuló energiák jelentős növelése - nukleáris energia szerepének növelése és kockázatai - szénféleségek szerepének újbóli előtérbe kerülése párhuzamosan a hatékonyság növelésével a termelésben - takarékosság és hatékonyság-növelése a fogyasztásban - (új technológiák: pl: fúziós erőmű)

11 Környezeti szempontból fokozottan kockázatos az egész ciklus - teljes életciklusban radioaktív sugárzás jelentős környezeti és egészségkárosító veszély+kockázat (1945 óta a légkörben megnövekedett a radioktív anyagok aránya Hirosima, Nagaszaki + kísérletek) - jelenleg fő problémakör: urán termelése és erőművi felhasználása - alacsony villamos energia termelési költségek, de nagy externáliák - emberi tényező Three Mile Island (Harrisburg), Csernobil - sugárzóanyag-hulladék nagy mennyiség nincs rá megnyugtató megoldás (nagy, közepes, kis aktivitású hulladék) - súlyos hagyaték utódainkra a fenntarthatóság eszméjének mond ellent!

12 - feldolgozás: bányászat közelében őrlés kénsavval(!) oldás szűrés oldatból kicsapatás - sárga pogácsa konverziós eljárás UF 6 (uránhexafluorid rendkívül korrózív különleges anyagok - drága) - környezeti hatás: nagy mennyiségű zagy kazettákban nagy mennyiségű, savas közeg kármentesítendő a kitermelés után többszörös védelem hermetikus lezárás (Kővágószőlős NKKP Uránbányászati alprogram) - A teljes nukleáris ciklus - urántartalmú ércek bányászata g/t felett gazdaságos jelenleg (mélységi magmás kőzetek, folyóvízi hordalék homokkő) -mélyművelés főleg 40%, külszíni 25%, ISL technológia 25% (szulfátos vagy karbonátos vízzel oldott urán), meddőhányók feldolgozása 10% - környezeti hatások: általában a bányászat környezetromboló hatásai + háttérsugárzás erősebb, nagy mennyiségű kis mértékben sugárzó meddőanyag por, talajvíz, radonná lebomlás

13 - önfenntartó láncreakcióhoz: (moderátor) dúsítás+fűtőelemgyártás 235 U 0,7%-ról két mód (tömegkülönbséget kihasználni): diffúziós (alumínium vagy teflonötvözet); centrifugálás sokszoros megismétlés kaszkád rendkívül energiaigényes eljárás -UF 6 dúsított gáz urán-dioxiddá alakítva pasztillává préselés pálcák - kazetták - maghasadás könnyen csak néhány urán- és plutóniumizotóp esetén megy végbe ( 235 U, 233 U, 239 Pu) neutronnal történő bombázás esetén katonai és békés célú felhasználás ez utóbbi kontrollált reaktorok zárt egységek szabályozás többszörös, automatizált (bór, kadmium) szigetelés (túlmelegedés U) - fűtőelemek kiégése 3-5 év kisebb részük újrahasznosítva, nagyobb részük tartós tárolás (nagy aktivitású radioaktív hulladék és problematikájuk ideiglenes elhelyezés: hőtermelés+erős sugárzás, hűtés és szigetelés szükségeltetik vizes medencékben, kazettákban (5 év) majd jelenleg a világban kizárólag ideiglenes tárolók! (több ezer év tömeg 1%, radioaktivitás 99%-a)

14 Hagyományos fosszilis erőmű és atomerőmű működése

15 - végleges elhelyezés SiO 2 -vel üvegesítés, hordók, betonba ágyazás (sugárvédelem+oldódásmentesség) víz és földrengésbiztos kőzetekmélységi tárolók (2040 Bátaapáti) - külön kezelt kis- közepes aktivitású hulladék nagy tömeg 2008 Bátaapáti (előtte Püspökszilágy) - reprocesszálás maradék fűtőanyag kivonása Pu pihentetés után salétromsavas közeg maradék izotópok zöme aktinidák erősen radioaktívak, hosszú bomlási idejűek egymillió év biztonságos lebomlás -atomerőművek évre tervezve elöregedés baleseti kockázat megnövekedik (reaktortartály, hűtővízcsövek) leállítás alkatrészek jelentős része (prímer kör, neutronsugárzás) lebontás, hulladéktárolóba szállítás sugárveszély különleges elővigyázatosság év, több milliárd dollár költség év várakozási idő hagyaték

16 Atomváros a szomszédban : az ukrajnai Enerhodár

17 Hagyományos fosszilis tüzelőanyagú hőerőművek működésének környezetvédelmi kérdései - bányászat és problematikája - hagyományos, kondenzációs erőművek szerepe ma még meghatározó alacsonyabb hatékonyság (25-40%) a kapcsolt vagy kombinált rendszerekkel szemben - szén vagy lignittüzelés esetén jelentős levegőszennyezés (Magyarországon utóbbi 20 évben jelentős tüzeléstechnikai és környezetvédelmi beruházások és kibocsátás csökkentés) -jelentős salak-, hamu- és pernyeképződés, ezek elhelyezése, biztonságos tárolása kiemelt feladat, akárcsak a környezetvédelmi berendezések veszélyes hulladékainak (pl.: leválasztott por) és jelenleg sajnos hulladékainak (pl.: gipsz) kezelése, újrahasznosítása; -élővizek, tározók hőterhelése - gázturbinás erőművek, vagy kombinált gőz- és gázturbinás erőművek legmagasabb hatékonyság a hőerőművek közt (85-90%); tüzelőanyag ma Magyarországon elsődlegesen földgáz vagy kéntelenített fűtőolaj

18 Esettanulmány: emisszió - légszennyező anyagok kibocsátása - SO 2 Forrás: KVVM

19 Köszönöm a figyelmet!

20