Abban a kérdésben ma már globális konszenzus alakult ki, hogy a párizsi klímacélok eléréséhez a következő évtizedekben alacsony szén-dioxid-kibocsátású áramtermelésre kell átállni. Az ehhez szükséges erőműveket felépítő nyersanyagok és építőanyagok előállítása pedig arányaiban a globális szén-dioxid-kibocsátásnak csak egy kis részét teszi majd ki 2050-ig – állítja egy kutatás, amely az energetikával foglalkozó Joule folyóiratban jelent meg január végén.

Seaver Wang, a kaliforniai Berkeley-ben található Breakthrough Intézet kutatója és kollégái azt nézték meg, hogy az energiaátálláshoz mennyi nyersanyagra és építőanyagra van szükség, valamint ezek kitermelése és létrehozása az üvegházhatású gázok (elsősorban a szén-dioxid és a metán) milyen mértékű kibocsátásával jár 2020 és 2050 között. A kutatók ehhez 75 különböző forgatókönyvet vizsgáltak meg, amelyek megmutatták, miként függ ez a preferált technológiáktól és klímacéloktól.

A szakemberek a tanulmány társszerzője, Zeke Hausfather amerikai éghajlatkutató szerint azokra az aggodalmakra kívántak reagálni, amelyek szerint az energiaátállásnak túl nagy az anyagigénye, és azok előállítása önmagában veszélyezteti a másfél, illetve 2 fokos klímacél szénköltségvetését (carbon budget), ami a célok betartása mellett még légkörbe juttatható szén-dioxid és metán mennyiségét jelenti. Hausfather szerint a kutatás egyik fő limitációja, hogy a modelljeikhez megfelelő adatok hiányában csak az energiatermelő infrastruktúrára koncentráltak, így a távvezetékek vagy az akkumulátoros energiatárolás anyagigényét nem tudták precízen feltárni.

A modell emellett nem veszi figyelembe, hogy mennyi egyéb anyag és hozzájuk tartozó kibocsátás kell az erőművek építési folyamatához, működtetéséhez és végül leszereléséhez. Emiatt, mint tanulmányukban írják, eredményeik valószínűleg alábecsülik a valódi nyersanyag- és építőanyag-igényt, ugyanakkor azt remélik, hogy a megközelítésükön alapuló jövőbeli vizsgálatok még teljesebb képet adnak majd az egész áramtermelő szektorról, valamint az energiaátálláshoz szintén hozzátartozó közlekedésről, ami szintén jelentős mennyiségű nyersanyagot igényel.

Milyen anyagokra van szükség, és ezek mekkora kibocsátással járnak?

Ma az üvegházhatású gázok kibocsátásának legnagyobb forrása a fosszilis tüzelőanyagokkal történő energia-előállítás, de mint írják, nem csak a jelenlegi kapacitást kell 2050-ig kiváltani, hanem újabbakat is létre kell hozni. Az energiarendszer-modellek és a kutatók által használt 75 integrált értékelési modell (IAM) előrejelzései alapján a globális energiaigény jelentősen nő majd a következő évtizedekben. Minél ambiciózusabb klímacélt szeretnénk elérni, annál rövidebb idő alatt kell működése közben nulla kibocsátású (például naperőmű, szélerőmű, vízerőmű, atomerőmű) energiatermelésre átállni, a másfél fokos klímacélhoz pedig minden korábbinál gyorsabban kell ilyen erőműveket telepíteni.

Ehhez viszont rengeteg nyersanyagra van szükség, köztük rézre, nikkelre, valamint olyan ritkaföldfémekre, mint a neodímium (Nd), a diszprózium (Dy), vagy a tellúr (Te). Ezek kitermelése jelentős energiaigénnyel és környezeti terheléssel járhat, amit jól mutat, hogy ma a bányászat a globális üvegházhatásúgáz-kibocsátás 1 százalékáért felelős. Emellett olyan építőanyagok is kellenek, mint az üvegszál, az üveg, az alumínium, az acél, a cement és a napelemgyártáshoz használható poliszilikon. Ezekből a cement- és acélgyártás különösen sok szén-dioxidot juttat a légkörbe, és ma a globális kibocsátás közel 9 százalékáért felel.

A ma már egyre nehezebben elérhetőnek tűnő, de a Föld éghajlati rendszerének hosszú távú stabilizációjához fontos 1,5 fokos klímacélhoz sietni kellene az energiaátállással, ez pedig arányaiban nagyobb anyagigénnyel és ahhoz köthető kibocsátással jár, mintha csak 2 fok alatt tartanánk a felmelegedés mértékét. Ahhoz, hogy 66 százalékos esélyünk legyen a másfél fokos forgatókönyv betartásához, a kutatók szerint még 320 gigatonnányi szén-dioxidnak megfelelő üvegházhatású gázt engedhetünk a légkörbe.

Ennek a szénköltségvetésnek mindössze 1-9 százalékát, vagyis 4-29 gigatonnányit használna el az energiatermelés átállításához szükséges anyagok előállítása, vagyis nem veszélyezteti jelentősen azt, hogy a szénköltségvetésen belül tudjunk maradni. A kutatók azt állítják, ahhoz, hogy elérjük a gazdaság teljes dekarbonizációját, ennél nagyobb kibocsátásra lesz szükség, mivel a közlekedés, az építőipar és más iparágak, valamint a mezőgazdaság átállítása további infrastruktúrát és eszközöket igényel.

Az átállás nyersanyag- és építőanyag-igénye nagyban függ a technológiai döntésektől. Ha a szélerőművek és a naperőművek a teljes energiatermelés több mint 40 százalékát teszik ki 2050-ben, az a kutatók szerint jelentősen nagyobb nyersanyag- és építőanyag-igénnyel, valamint kibocsátással jár. Ennek oka főként a napelemek egy részében használt poliszilikonban keresendő, aminek előállítása 2050-ig akár 7,2 gigatonnányi felszabaduló szén-dioxiddal lehet egyenértékű, ami lényegesen több, mint minden más szükséges nyersanyag és építőanyag kibocsátásának kombinációja. A kutatók szerint ezért ha a következő években sikerül akár csak enyhén csökkenteni az ilyen gyártási folyamatokkal járó kibocsátást, már az jelentős előnyöket biztosíthat a klímaváltozás elleni küzdelemhez.

A geológiai készletek nagyrészt fedezik a nyersanyagigényt

Az energiaátálláshoz nélkülözhetetlen nyersanyagok kitermelése és előállítása a teljes globális termelés jelentős részét teszi majd ki, az alumínium és a réz esetén akár annak 18 százalékát is. A neodímium, diszprózium vagy tellúr ritkaföldfémek kereslete a következő évtizedekben jelentősen túllőheti a mostani kitermelésük vagy előállításuk mértékét, így azokat jelentősen bővíteni kell majd. Ugyanez igaz a poliszilikonra, ahol ez a különbség akár kétszeres is lehet.

Az energiaátálláshoz szükséges anyagok jelenlegi, gazdaságosan kitermelhető geológiai készletei a kutatók szerint elegendők, kivéve talán a rézbányászat melléktermékeként előállított tellúr esetén, ami limitálhatja a kadmium-tellurid (CdTe) technológiájú napelemek gyártását a jövőben. Ezért már most meg kellene tervezni az energiaátállást fedező bányászat, illetve az ellátási láncok kiépítését, és ha azok felelősen, a helyi lakosság támogatásával és minimális környezetterheléssel valósulnak meg, a klímapolitikának támogatnia kell ezeket a kezdeményezéseket.

A kutatók úgy látják, hogy az újrahasznosítás és a nyersanyagigényt mérséklő innovációk jelentősen csökkenthetik azt, hogy összességében mennyi anyag kell majd az energiaátálláshoz, de azon nem változtatnak, hogy az energiaszektor mai igényeinél mindenképpen több nyersanyagra és építőanyagra lesz szükség.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten:

link Forrás

link Forrás

link Forrás

link Forrás