Klímakatasztrófa vagy energetikai forradalom? Ez a kérdés, válasszatok

Nincsen túlélhető és fenntartható jövőnk tudomány nélkül, ahogy nekünk sincsen nélkületek. Támogasd a Qubit munkáját!

Egyre több város, állam és nemzetközi szervezet ismeri fel és látja be, hogy a megújuló energiaforrások használata lehet a fenntartható fejlődés záloga. A világ több mint száz nagyvárosa 70 százalékban megújuló forrásból fedezi az energiaszükségleteit; mások ennél is messzebb mennek, és a 100 százalékot célozzák meg. És nemcsak azért, mert megsajnálták a szenvedő földanyát, hanem azért, mert a megújuló energiák használatában komoly innovációs és gazdasági potenciál rejlik.

Az energiapiac ilyen léptékű átalakulására még nem láthattunk példát, de nem ez az első eset, hogy az emberiség más hajtóanyagot keres. Az ősi Alexandriában a gőz erejét hasznosították; az ókori hajósok a szél erejével járták be a tengert; az ipari forradalom elhozta a szén és az acél forradalmát; az 1900-as években feltárt texasi olajmezők pedig a fosszilis üzemanyagok korát. Az elmúlt évtizedekben a szén, a kőolajszármazékok és a nukleáris üzemanyagcellák biztosították az energiát. A megújuló források használata sem ma kezdődött, de a tömeges elterjedésük viszonylag friss fejlemény. Az energiapiac diverzifikálására több okból is szükség van:

•  A Földnek muszáj fellélegeznie. 7,8 milliárd ember energiaigényét nem tudjuk kiszolgálni fosszilis üzemanyagokkal. Pontosabban ki tudjuk, de a készletek nem tartanak ki sokáig, és a bolygó sem tudná elviselni az ezzel járó környezeti terhelést. Ahhoz, hogy a globális átlaghőmérséklet ne nőjön 2 Celsius-foknál többet az ipari forradalom kezdetéhez képest, új energiaforrásokra lesz szükség.

•  Egyre nő az energiaigényünk. A lélekszám növekedésével párhuzamosan az energiaigényünk is egyre nagyobb: az előrejelzések szerint 2040-re harmadával nőhet meg az energiafogyasztás. A növekvő keresletet csak a szénalapú energiaforrások visszaszorításával, a digitális elosztással, a rendszerek csatlakoztatásával és az energiahálózat modernizálásával elégíthetjük ki.

•  Csökkenti a kiszolgáltatottságot. Az energiapiac szereplői között nem tisztán kereskedelmi szempontok érvényesülnek. Példának felhozhatnánk Oroszországot, ahol az állam a geopolitikai érdekeit is az energiahordozók piacán keresztül érvényesíti, vagy az 1973-as amerikai olajválságot, ami annak hatására tört ki, hogy a kőolajban gazdag államok a háromszorosára emelték az árakat, majd hat évvel később, az iráni hatalomváltás után újabb, 150 százalékos emelés következett. A kiszolgáltatottság következményeit mindenki a saját bőrén érezhette.

Életmentő folyamat, de évtizedekig tarthat

A megújuló energiaforrások fő előnye, hogy – szemben a fosszilis üzemanyagokkal – visszafogják a globális felmelegedést. Amikor a klímaváltozásról van szó, általában a megújuló energiák használatát említik a legfőbb eszközként, ami visszafoghatja a hőmérséklet emelkedését. A nap- és szélerőművek nem bocsátanak ki az éghajlatváltozáshoz hozzájáruló szén-dioxidot és más üvegházhatású gázokat. Ezek csapdába ejtik légkörbe kerülő hőt, ami az átlaghőmérséklet emelkedéséhez vezet, az pedig szélsőséges időjárási eseményekkel, illetve a növény- és állatvilág természetes élőhelyeinek rohamos pusztulásával jár. És akkor még nem is beszéltünk az olyan következményekről, mint az emelkedő tengerszint, a sarki jégsapkák olvadása, az egyre gyakoribb és egyre súlyosabb aszályok, és az olyan veszélyes betegségek globális elterjedése, mint a malária vagy a Zika-vírus.

A napelemek a hétköznapokban is leginkább elterjedt megújulóenergia-hasznosító eszközök.

A tiszta energia használata lelassíthatja, sőt talán vissza is fordíthatja ezeket a folyamatokat, de számos más előnye is van: csökkenti a közüzemi számlákat, serkenti a tudományos és műszaki innovációt, új munkahelyeket teremt, ellenállóbbá teszi az elektromos hálózatot, és hozzáférést biztosít az erőforrásokhoz a fejlődő országokban. Az elmúlt évek megújulóenergia-forradalma többnyire az itt felsorolt okokra vezethető vissza.

Az átállással járó előnyök tehát nyilvánvalók, de ez több évtizedes folyamat lesz: a szénalapú és fosszilis energiahordozók nem tűnhetnek el egyik napról a másikra. A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) ajánlása szerint az energiacégeknek tanácsos több energiaforrásra épülő portfoliókat felépíteniük, mielőtt átállnának a teljesen szénmentes megújuló energiaforrásokra.

A megújuló energia ma még nem fedezné az emberiség teljes energiaszükségletét, ugyanis ezeknek a forrásoknak a többsége az aktuális időjárástól és az adott napszaktól függ. Ezenfelül a váltáshoz igen komplex, rendszerszintű átalakításokra van szükség; ennek az ütemezése igen sokáig tarthat. 

„Középtávon minden bizonnyal az időjárásfüggő megújuló energiaforrást hasznosító erőművek rendszerintegrációja lesz a legnagyobb kihívás. Olyan megoldásokat kell találnunk, amik lehetővé teszik és segítik a környezetbarát technológiák terjedését, gazdasági és műszaki értelemben is fenntartható pályán tartják az ilyen irányú kapacitásbővítést. A pontos megvalósítás folyamatának minden részletét még nem látjuk teljesen tisztán, de biztosra vesszük, hogy kiemelten jelentős lesz azoknak az aggregátoroknak a szerepe, amik összefogják a különböző termelési technológiákat, a fogyasztókat és a prosumereket – vagyis azokat, akik fogyasztók és termelők is egyben. Mindez a vonatkozó direktívával (Clean Energy Package for All Europeans) összhangban fog történni.”

– mondta Luczay Péter, az ALTEO Nyrt. termelés- és kockázatmenedzsmentért felelős vezérigazgató-helyettese. Az ALTEO évtizedek óta üzemeltet erőműveket, így jelentős termelésmenedzsment-tapasztalata van: a vállalat ma több mint száz időjárásfüggő erőműnek nyújt menetrendezési szolgáltatásokat. A cégcsoporthoz tartozik 32 nap-, szél-, víz-, bio- és depóniagáz-erőmű, 8 földgáztüzelésű erőmű, 3 szélerőmű és egy ipari méretű villamosenergia-tároló. Saját szabályozási központjuk van, házon belül fejlesztett mesterségesintelligencia-alapú megoldásokat használnak, így jó eséllyel ők lehetnek a legnagyobb aggregátorok a magyar piacon.

„Az ALTEO a menetrendezési tudás és az aggregátori kompetencia folyamatos felértékelődésére, valamint egy jelentős potenciállal rendelkező villamosenergetikai részpiac kialakulására számít. Ilyen környezetben a termelőknek fontos lehet egy stabil, tőkeerős, komoly szakmai tapasztalattal és reputációval rendelkező szolgáltató választása. Ebben nagy segítséget nyújthat az ALTEO saját tulajdonú, geográfiai és műszaki értelemben is diverzifikált saját tulajdonú termelői portfoliója, illetve a kereskedelemben, az üzemeltetésben és a termelésmenedzsmentben szerzett tapasztalata”

– mondta Luczay.

Nem vagy-vagy: is-is

A megújuló- és fosszilisenergia-piac átfedéseit jól illusztrálja, hogy a megújulók egyre nagyobb szerepet játszanak az olaj- és gázkitermelésben is, mivel az infrastruktúrájukban is átfedés van. Az IEA becslései azt mutatják, hogy a tengeri szél erejét hasznosító projektek teljes élettartamára vonatkozó költségvetés mintegy 40 százaléka jelentős szinergiákat mutat a tengeri olaj- és gázprojektekkel. Sőt, egyre több európai olaj- és gázipari nagyvállalat fektet be vagy mutat érdeklődést a tengeri szél mint erőforrás iránt.

A tengerek ma még csak a teljes megújulóenergia-kapacitás 1 százalékát adják, de egyre többen látnak benne potenciált.Fotó: AFP

A tiszta energia használatának kulcsszerepe lehet az Európai Unió karbonsemlegességének elérésében. A szél- és naperőművek hatalmas mennyiségű megújuló energiát termelnek, és az árak csökkenése a termelési hatékonyság növekedéséhez vezethet. Az IEA számításai szerint az európai tengeri szélprojektek teljesítménye a 2018-as évi 19 gigawattról 2040-re 127-175 gigawattra nőhet, a naperőművek kapacitásbővítése pedig a 29 százalékot is elérheti.

„2021-ben várhatóan mintegy 2 gigawatt időjárásfüggő, megújuló energiára épülő villamosenergia-termelő lesz a magyar villamosenergia-rendszerben. 2030-ra ez előreláthatóan ~5 gigawattra fog nőni, és a menetrendezési szolgáltatások iránti kereslet vélhetően ezzel párhuzamosan növekszik majd. Becsléseink szerint a METÁR (megújuló támogatási rendszer) és a KÁT (kötelező átvételi tarifa) rendszerben működő, megújuló energiaforrást hasznosító villamosenergia-termelők összesített kiegyenlítési költsége 2030-ra a 35-40 milliárd forintot (~100MEUR-t) is elérheti”

– mondta Luczay, amikor arról kérdeztük, hogy a magyar energetikai piacra milyen hatást gyakorol majd a megújuló energiaforrások térnyerése. Ez nyilván sokaknak vonzó lehet, akik érdekeltek abban, hogy beszálljanak a megújulóenergia-bizniszbe; az ALTEO ebben is tud segítséget nyújtani:

Az ALTEO Sinergy márkanéven kínált szolgáltatása a kötelező átvételi tarifára jogosult termelőt fix havidíj ellenében mentesíti a szabályozási pótdíj megfizetésének kötelezettsége alól. Hasonlóan előnyös, a kockázatok átvállalására épülő szolgáltatáscsomagot kínálunk a prémium támogatási rendszer tagjainak is. A szolgáltatás keretében ellátjuk az olyan ügyviteli és adminisztrációs feladatokat is, mint például a MEKH-jelentések vagy a MAVIR-ügyintézés. A versenyképes és kiszámítható havidíjon felül a partnerektől semmilyen egyéb biztosíték vagy letét nem szükséges, így a Sinergyhez csatlakozó termelők stabil és kiszámítható pályán működhetnek, és a saját kompetenciáik mentén magas hozzáadott értékkel tevékenykedhetnek.”

Az Európai Unió energiaviszonyainak átalakításához jelentős energiahatékonysági intézkedésekre lesz szükség. Csökkenteni kell a közlekedési ágazat szén-dioxid-kibocsátását, növelni kell az akkumulátorok hatékonyságát, valamint támogatni a kibocsátás-csökkentési erőfeszítéseket és a hidrogénalapú üzemanyagok fejlesztését.

Megújuló energiaforrások: előnyök és hátrányok

Természetesen a megújuló energiaforrásoknak is megvannak a hátulütői, amikről élénk viták folynak, mind az energetikában, mind a tudományos világban. Az egyik ilyen vita definíciós kérdés, ami arra irányul, hogy mit is nevezhetünk megújuló energiának. A legegyszerűbb meghatározás szerint azokat az erőforrásokat soroljuk ide, amik gyakorlatilag kimeríthetetlenek, és állandóan rendelkezésre állnak.

A megújuló energiaforrás (renewable energy source) azonban nem egyenlő a fenntartható energiával (sustainable energy), ahogy azt a kukoricából készített etanolalapú üzemanyagok, illetve a vízerőművek környezetterhelése is mutatja. A folytatásban bemutatjuk, hogy milyen megújuló energiaforrásokat ismerünk, és hogy ezeknek milyen előnyei és hátrányai vannak. 

•   VÍZENERGIA

Az emberiség már évszázadok óta használja a folyamok sodrásából fakadó energiát, és gátakkal szabályozza a nagyobb folyamok áramlását. A vízenergia a világ legnagyobb megújuló energiaforrása. A világ legnagyobb vízenergia-termelői Brazília, az Egyesült Államok, Kanada és Oroszország.

A víz energiáját nemcsak gátakkal és vízerőművekkel, hanem az óceánok hullámzására építő árapály- és hullámenergia-projektekkel is ki lehet aknázni. A tengeri energetikai projektek megközelítőleg 500 megawatt energiát termelnek, ami ugyan a teljes megújulóenergia-piac kevesebb mint 1 százalékát adja, de az innováció és a folyamatos kapacitásbővülés további lehetőségeket is tartogat.

Vízerőmű Kínában.Fotó: AFP

A vízenergiának megvannak a hátulütői is. A nagy gátak megzavarhatják vagy tönkretehetik a folyók ökoszisztémáját, ami az élővilág károsításával és a helyi lakosok kiszorításával járhat. A vízenergia-termelés ezenfelül sérülékeny az iszapképződéssel szemben, ami a kapacitáscsökkenésen túl a berendezéseket is tönkreteheti. Az egyre súlyosabb aszályok komoly energiakiesést okozhatnak, amit a szolgáltatók bizonyos esetekben jóval környezetszennyezőbb forrásokból kénytelenek pótolni. És a vízenergia sem teljesen kibocsátásmentes, mivel a tározókban a lebomló szerves anyagokból metán szabadul föl.

•   SZÉLENERGIA

Az emberiség mintegy 7000 éve használja a szél energiáját, de a szélerőművek tömeges használata viszonylag friss fejlemény. Talán ellentmondásosnak tűnhet, de valójában a szélenergia is a napenergia egyik formája, mivel a szél képződéséhez alapvetően három dolog járul hozzá: a napból eredő, a légkörben egyenlőtlenül eloszló hőenergia, a Föld felszínének egyenetlenségei, valamint a Föld forgása.

Az áramtermelő szélturbinák szaporodása világszintű fejlemény: a szélenergia legnagyobb termelői az Egyesült Államok, Kína és Németország. A szélenergia többsége szárazföldi turbinákból származik, de az offshore projektek is egyre jelentősebbek – különösen Németországban és az Egyesült Királyságban. 2001 és 2017 között a szélenergia összesített kapacitása több mint huszonkétszeresére nőtt: 23900 megawattról 539000 megawattra. Ez elhallgattathatja azokat a kritikusokat, akik a szélturbinák látványára vagy hangjára panaszkodnak. Esztétikai szempontból talán kifogásolhatók, de a szél túl értékes erőforrás ahhoz, hogy hagyjuk parlagon heverni.

Az viszont jogos kritika, hogy a szélturbinák forgó lapátjai minden évben százezerszámra végeznek a madarakkal és a denevérekkel. Erre a mérnököknek muszáj lesz megoldást találniuk, hogy valóban környezetkímélő és biztonságos energiaforrásként tekinthessünk a szélre – főleg, hogy a termelés hatékonyságának növekedésével a szélenergia egyre olcsóbbá válik.

•   NAPENERGIA

A napelemgyártás dinamikus növekedését két dologgal illusztrálhatjuk: az egyik az otthoni háztetőkön és közüzemi létesítményeken megszaporodó napelemtáblák látványa, a másik pedig az a tény, hogy 2007 és 2017 között a fotovoltaikus panelek által generált energiakapacitás elképesztő mértékben, mintegy 4300 százalékkal nőtt. A napfényt elektromos energiává alakító napelemeken túl megszaporodtak a napenergia-koncentráció erejét kihasználó erőművek (concentrating solar power plants, CSP), amelyek tükrökkel koncentrálják a Napból származó fényt, hőenergiává alakítva azt. A napenergia-átalakítás éllovasai az Egyesült Államok, Japán és Kína. 

•   BIOMASSZA

A biomasszából kinyert energia olyan bioüzemanyagokból ered, mint az etanol, a biodízel, a fa és a fahulladék, illetve a hulladéklerakókból származó depóniagáz. A napenergiához hasonlóan a biomassza is rugalmas energiaforrás: használhatják üzemanyagként, épületek fűtésére és áramtermelésre is.

Megújuló energiaforrások találkozása: napelemhajtású biomassza-erőmű.Fotó: AFP

A biomassza használatával kapcsolatban jogos kritika lehet, hogy a kukoricaalapú etanol termelése káros mezőgazdasági gyakorlatokat erősít, ami a mérgező algák elterjedéséhez és egyéb környezeti kockázatokhoz vezethet. Az is vitatható, hogy érdemes-e fapelleteket szállítani Európába az Egyesült Államokból, hogy azt a villamosenergia-termeléshez használják. A terület szakértői és a tudományos kutatók ugyanakkor nagy erőfeszítésekkel dolgoznak rajta, hogy megtalálják a kukoricakeményítő, a szennyvíziszap és más biomassza-források hatékony átalakításának módját, és értéket teremtsenek olyan anyagokból, amik egyébként hulladékként végeznék.

•   GEOTERMIKUS ENERGIA

A föld mélyén meghúzódó gőz- és melegvíztározók energiáját, vagyis a Föld belső hőjét egyes országokban már évezredek óta használják főzéshez és fűtéshez, de nagy mennyiségben olyan kutakon is átvezethetők, amelyek egy-másfél kilométerre, vagy annál is mélyebbre hatolhatnak. Az ebből kinyerhető energia villamos erőforrások termelésére is felhasználható.

Egyes épületekben kisebb méretekben is hasznosíthatják a geotermikus energiát, például hőszivattyúk segítségével: a talajszint alatt néhány méterrel már van olyan magas a hőmérséklet-különbség, hogy erre a célra is felhasználható legyen. A nap- és a szélenergiával szemben a geotermikus energia állandóan rendelkezésre áll, de vannak kezelendő mellékhatásai is – ilyen lehet a felszabaduló kénhidrogének orrfacsaró, záptojásszagra emlékeztető bűze.

Nemcsak tisztább, de hatékonyabb és okosabb is

A megújuló energiák használatára való törekvésen kívül az energiahatékonysági célkitűzések is formálják a jövő energiaiparát. A diverzifikálással párhuzamosan növekszik az energiabiztonság és a háztartások megtakarítása, az energiahatékonysági törekvések pedig olyan innovatív megoldásokhoz vezettek, mint a led-világítás vagy az intelligens mérőberendezések megjelenése. A fogyasztóknak így nem kellett lejjebb adniuk az igényeikből, de az energiafogyasztásuk jelentős mértékben csökkent.

Az innovatív megoldások és az alternatív energiaforrások olyan diverzifikálást hoztak az energetikai iparágakban, mint az üzemanyagcellák és a kisméretű moduláris reaktorok megjelenése. Ehhez jön még az alacsony szén-dioxid-kibocsátású üzemanyagtípusok elterjedése; ezeknek az aránya 2040-re a 95 százalékot is elérheti. A fogyasztói magatartást az olyan eszközök is befolyásolhatják, mint például a különböző készülékekhez és eszközökhöz csatlakozó, távoli elérést biztosító keretrendszerek, amikkel ellenőrizhetjük az energiafelhasználásunkat.

A jövő lehet szép is; csak rajtunk múlik, hogy mekkora részt vagyunk hajlandók vállalni belőle.

(A cikk megjelenését az ALTEO támogatta. A cégcsoport Sinergy márkanéven kínált szolgáltatáscsoportjáról a vállalat hivatalos honlapján olvashatunk bővebben.)