AZ ENERGIAGAZDÁLKODÁS ALAPJAI 1.2 1.6 Az energia jövője Tárgyszavak: igények; készletek; szociális szempontok; forgatókönyvek; környezetvédelem. Az emberiség 100 000 nemzedéket átfogó, hárommillió éves történetében három nagy energetikai forradalmat lehet feljegyezni: a tűz felfedezését és használatát mintegy 1,7 millió évvel ezelőtt; az i.e. 18 000 és 8000 év között lezajlott neolitikus forradalmat, amely az embernek lehetővé tette a mezőgazdasággal és az állatok háziasításával a termelő gazdaság kialakítását (akkor mintegy 5 millió ember élt a Földön) és az 1769-ben a gőzgép feltalálásával kezdődött ipari forradalmat az azt követő szénhasznosítással (akkor mintegy 900 millió ember élt a Földön). Az ember izomerejével évente mintegy 100 kwh hasznos energiát szolgáltathat. Hogy ne haljon éhen, évente viszont kereken 1000 kwh-ra van szüksége (a napi kalóriaadagot 2400 kcal-val számolva). A mai fogalmak szerint mértékadó életszínvonal fenntartásához az egy főre jutó éves primerenergia-felhasználás viszont 50 000 kwh. A hagyományos szénegyenértékben 1 kifejezve ez 6,15 t ce-t jelent. Jelenleg a világon a 6,3 milliárd ember összesen 14,3 Mrd t ce-t használ fel, tehát az egy főre jutó felhasználás csak 2,27 t ce. Ez az átlag tehát kevés a kívánt jóléthez. Az átlag körül igen nagy szórások tapasztalhatók: az USAban 11,6 t ce, Indiában 0,7 t ce az egy főre jutó energiafelhasználás. A gond az, hogy a lélekszám növekedése (1. ábra) mellett nagyobb lesz az energiaigény, az átlagos hőmérséklet növekedik a földön, a készletek pedig fogynak a következő évtizedekben (2. ábra). Elsősorban a fosszilis ásványi energiahordozók készlete korlátozott. Az olaj- és a földgázkészlet például 60-70 év alatt erősen lecsökkennek. Szénből ugyan jóval több van, itt azonban környezetvédelmi gondok merülnek fel. Az új megújuló energiák szerepét gyakran túlbecsülik. A megfelelő energiaátalakító berendezések túl sok anyagot (sok szürke energiát) és nagy felületet igényelnek, mivel ezen források energiasűrűsége kicsi. Hosszabb távon azonban ezen energiaforma szerepe bizonyára sokkal jelentősebb lesz a mainál. 1 1 tonna szénegyenérték = 1 t ce = 29,3 GJ energiának felel meg BME OMIKK Energiaellátás 2002/3. 3
Milliárd ember 12 10,02 10 8,47 8 6,23 4,90 5,60 6 4 2 3,69 1,58 0,86 0,83 2,27 0,82 0,92 0,90 0,70 0,52 0,30 0,34 0,37 2050 0 Világ Ázsia Afrika Európa és Észak- Amerika Latin- Amerika volt Szovjetunió 2000 2025 év 1. ábra A világ népességének növekedése 2050-ig energiaigény világlakosság készletek átlagos hőmérséklet 2. ábra A fő változási gondok a Földön 4 BME OMIKK Energiaellátás 2002/3.
Az emberiség háromnegyed részének ma nincs elég energiája, hogy az emberhez méltó életszínvonalnak ez megfeleljen. Ha végigtekintünk a történelmen, akkor a jövőt optimistán lehet megítélni: az egy főre jutó energiafelhasználás növekedni fog. Fontos azonban, hogy mind most, mind a jövőben a kevés alapelvet betartsuk: nagyobb hatékonyság, semmi pazarlás, fenntartható fejlődés (3. ábra), igazságos elosztás Észak és Dél között, na meg persze kutatás, kutatás, kutatás A primer energiák (olaj, gáz, víz, szén és urán) növekvő rendelkezésre állásának köszönhetően, az embereknek eddig sikerült életszínvonalukat fokozatosan javítani. Ameddig az ember találékonyságát, tetteit és kutatását etikai tartással párosítja, addig túlélése a jövőben is biztosított. Amíg a tudósok, a mérnökök, a politikusok és a társadalom a fenntartható fejlődés céljait megértik és követik, addig semmi oka sincs az apokaliptikus forgatókönyvek írásának. Az energiaellátás növekvő gondjait szociálpolitikai, gazdasági és ökológiai szempontok tekintetbevételével úgy kell megoldani, hogy a megoldásban minden nemzetet, földrajzi területet számításba vesznek az ő sajátos igényeikkel, adottságaikkal, nehézségeikkel együtt. A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) tanulmányt készített (www.iea.org) az egyes lehetőségeknek megfelelő jövő forgatókönyveinek felvázolásával. Ezekben másféle paramétereket tételeztek fel a gazdasági fejlődésre, az energiatakarékosságra, a technológiaátadásra és a beruházásokra. Ezek a forgatókönyvek megadják a világ energetikai jövőjének várható alakulását. Az A és a C változatok a legnagyobb és a legkisebb energianövekedésre vonatkoznak, míg a B változatot a legvalószínűbb jövőnek lehet tekinteni (4. ábra). Az A forgatókönyv a legnagyobb műszaki fejlődést vázolja, a legnagyobb előrehaladást, a piacok jelentős kiterjedését, ezzel pedig a legnagyobb gazdasági növekedést. A környezetnek ez a változat alárendeltebb szerepet szán. A B szcenárió kevésbé ambiciózus, de valóságosabbnak tűnő műszaki fejlődést vázol. Ennek megfelelően mérsékeltebb a gazdasági növekedés. A C változat meglehetősen virágzó, ám zöld kockázatokkal terhes jövőt tételez fel. Lényeges műszaki haladásra lehet számítani, és a nemzetközi erőfeszítések a környezetvédelemre és a fenntartható fejlődésre irányulnak. Az a tény, hogy a szén-dioxid nagyobb része az energia felhasználásából adódik, a jövőbeni energiafogyasztás korlátozására vezetheti a gondolatokat. Ez azonban nem feltétlenül jelenti azt, hogy az életszínvonalat csökkenteni kell. Mértékadó jelzések szerint a következő évtizedekben az energiafogyasztás főleg (kb. 80%-ban) a fosszilis energiahordozókra fog támaszkodni. Ki lehet azt is számítani, hogy az egyes forgatókönyvek szerint mennyi CO 2 kerül a légkörbe az elégetések következtében (5. ábra). Azt sem szabad elfelejteni, hogy a szén, az olaj, a földgáz és a biomassza eltüzelésével egyéb káros anyagok (CO, NO x, SO 2 ) is kerülhetnek a környezetbe. Feltétlenül tekintettel kell lenni ezért a következőkre. BME OMIKK Energiaellátás 2002/3. 5
a lélekszámnövekedés ellenőrzése képzettségi színvonal jólét és életszínvonal biztonságos energiaellátás 3. ábra A fenntartható fejlődés négy logikus lépése Gt OE 50 40 45 30 25 35 20 10 0 9 1990 év 9 9 14 2050 20 21 2100 C B A forgatókönyv 4. ábra A világ primerenergia-igénye három forgatókönyv szerint 6 BME OMIKK Energiaellátás 2002/3.
Gt CO 2 80 70 74 60 56 50 40 30 20 10 0 22 1990 22 év 22 19 2050 37 41 8 2100 C B A forgatókönyvek 5. ábra Az évi szén-dioxid-kibocsátás várható változása Abszolút elsődlegessége van az energia különösen a fosszilis energia intelligens ésszerű hasznosításának függetlenül attól, hogy a tudósok többsége által vázolt jövő és félelem az üvegházhatás tekintetében végül beigazolódik-e (kimutatták, hogy a levegő szén-dioxid-koncentrációja exponenciálisan növekedik, 6. ábra). A szén-, a kőolaj- és a földgázkészleteket nem kellene feltétlenül eltüzelni, különösen nem rövid idő alatt, mert ezek a készletek fontos nyersanyagok sokféle területen az energia mellett. Nyilvánvaló, hogy a 3000. év emberi nemzedéke ezen energiaforrások felelőtlen elhasználását (az 1750. és a kb. 2200. évek között) rosszallóan fogja megítélni. A nagy teljesítőképességű, jó hatásfokú, az elsődleges energiakészleteket leginkább használó gépek építése (fejlesztése és felhasználása) lehetővé teszi egyrészt az értékes készletek kímélését, másrészt a környezetre való negatív hatás korlátozását. Az energiaéhség óriási, világos tehát, hogy az összes energiafelhasználás növekedni fog. Ezzel együtt növekedik a légkör és az óceánok CO 2 -tartalma (1. táblázat). A földfelszín átlagos hőmérséklete ma 15,3 C, és ez a hőmérséklet az üvegházhatás függvényében 2100-ig 17 20 C-ra növekedik (7. ábra). BME OMIKK Energiaellátás 2002/3. 7
350 CO 2, ppm 340 330 320 310 300 290 280 270 1740 1760 1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 6. ábra A légkör szén-dioxid-koncentrációjának változása A légkör szén-dioxid-koncentrációja, ppmv 1. táblázat Forgatókönyv A B C 1990-ben 355 355 355 2050-ben 536 494 449 2100-ban 708 617 469 A világ gazdasági helyzetének pillanatfelvétele egyértelműen ellentmondásos helyzetet mutat. A lakosság többsége azokban az országokban él, ahol a legkisebb az egy főre jutó nemzeti össztermék. Ez fordítva is igaz: a világ lakosságának kisebbsége adja a legnagyobb egy főre jutó értéktermelést. A műszaki fejlesztést ma az iparilag fejlett országok uralják. A gazdag nemzeteknek fontos feladatuk van: a tudásukat megosztani, elterjeszteni, hogy a múlt hibái ne ismétlődhessenek meg. A CO 2 -emisszió korlátozásakor mind az energiatermelésre, mind az energiafelhasználásra tekintettel kell lenni. Az ipari országoknak itt különösen nagy erőfeszítéseket kell tenni. Ők adják a világ lakosságának 25%-át, mégis ők a felelősök az energia 75%-ának a felhasználásáért. A népesség egynegyede felelős elsősorban a megoldás megkereséséért. 8 BME OMIKK Energiaellátás 2002/3.
14 C 15,3 C 16 C 1000 éve 20 000 éve 11 C 200 éve ma a földfelszín átlagos hőmérséklete 16,5 19,5 C 100 év múlva? 500 1000 év múlva 60 millió éve 60 000 év múlva 25 30 C 4 Mrd éve 3 Mrd év múlva 10 11 C 100 C 40 60 C 7. ábra A földfelszín átlagos hőmérsékletének változása az idők folyamán Az üvegházhatás a következő intézkedésekkel korlátozható: ésszerű, intelligens hasznosítással korlátozni kell az energiafelhasználást; jó hatásfokú gépeket, berendezéseket kell előállítani; támogatni kell a megújuló energiaforrások hasznosítását; fenn kell tartani az atomenergia-opciókat (inherens biztonságú reaktorokkal); beruházásokra van szükség az energetikai kutatásoknál (beleértve a magfúzió kutatását is); BME OMIKK Energiaellátás 2002/3. 9
a lakosságot tárgyilagosan tájékoztatni kell minden energetikai és környezetvédelmi kérdésről. Széles területeken az energia és a fogyasztási javak majdnem teljes hiánya semmiféle látszatmegoldást, időbeni halasztást nem enged. Az emberek fizikai erejével az energetikai gondok nem megoldhatók. Döntő tényező az emberek mentális ereje, kreativitása, találékonysága. A tudománynak is az emberi méltóságot kell szolgálnia. Erre természetesen valódi értelemben csak a szabad és demokratikus világban van lehetőség. Az energia- és környezetpolitika fő célja az élet minősége, amely feltételezi a fenntartható fejlődést. (Dr. Stróbl Alajos) Romer, A.: Die Zukunft der Energie. = Bulletin des Schweizerischen Elektrotechnischen Vereins, 92. k. 22. sz. 2001. okt. 26. p. 41 45. Források: www.iea.org www.worldenergy.org www.psi.ch/gabe www.energie-energy.ch www.admin.ch www.elettricita.ch HIRDESSEN! A BME Országos Műszaki Információs Központ és Könyvtár a Műszaki Gazdasági Kiadványok Osztálya gondozásában megjelenő folyóiratokban megrendelésre megjelentet hirdetéseket is. A szakma szerint kiválasztott kiadványban megjelenő hirdetések célzottan a potenciális felhasználókhoz jutnak el. A hirdetések ára: 37 000 Ft/oldal + 25% ÁFA A kiadványok formátuma: A/5. Tükörméret: 106 x 152 mm. Raszterszám: 35. Szórólap: max. A5-ös méretben, 25 g-ig 43 500 Ft + ÁFA, 25 g felett egyedi megállapodás szerint. Felvilágosítás és hirdetésfelvétel: BME OMIKK Értékesítési és Marketing Csoport 1011 Budapest, Gyorskocsi u. 5 7. Levélcím: 1255 Bp., Pf.: 207. Tel.: 457-5333 Fax: 457-5334 E-mail: marketin@omk.omikk.hu 10 BME OMIKK Energiaellátás 2002/3.