Debrecen2011. december 15.

Alternatív energiaforrások – egy kritikai megközelítés

Vázlat

1. Túlzott optimizmus

2. Megújuló források megítélése a realitások fényében

3. „Transzfer” megoldások

4. Egyéb megfontolások

5. Következtetések

2

1.1. Túlzott optimizmusTúlzott optimizmus

a. A megújuló/alternatív energiaforrások növekvő szerepe

• biomassza, geotermia, napsugárzás, szél, vízienergia

• árapály, tenger hullámzása, a tenger mélységi rétegeinek hőmérséklet-különbsége, sókoncentrációk különbsége folyók torkolatánál

3

b. Félrevezető kijelentések

„…a globális szélenergia-potenciál apró szeletkéjének hasznosítása egy csapásra , megoldaná minden (jövőbeni) energetikai gondunkat.”

• ezek, ha formálisan igazak is, kiegészítő megjegyzések nélkül a– tényleges felhasználhatóságra és– a felhasználás során jelentkező problémákra vonatkozólag,– mégis félrevezetők

4

c. Optimizmus a nukleáris energiára vonatkozólag a II. világháború után (5/a, 5/b)

d. „Negatív oldalak” bemutatása ebben az előadásban

e. Előrebocsátom:

• mai előadásom előzetesnek tekinthető

• világviszonylatban sem elég a kvantitatív eredmény és tapasztalat (IPCC) – 5/c

5

Vannevar Bush híres „Tudomány: nincs határ” című könyvében ezt írta akkoriban: „…az atomhasadással szabadon engedett rettenetes erő hamarosan már nem lesz ‘féltve őrzött katonai titok’, hanem ‘korlátlan energiaforrás’ a béke és az ipar fejlődése szolgálatában.”

5/a

Ennél még sokkal radikálisabban fogalmazott annak idején pl. a Scripps-Howard amerikai hírügynökség a következő képtelen-séget „hírül adva”„…az atomból előállított hővel meg lehet szabadulni a rossz időtől. Az urániumnak köszönhetően mesterséges ‘Napok’ biztosítják majd a kék eget az üdülőhelyeken, és melegítik a fedett farmokat. Semmi sem akadályozza meg, hogy olyan belső égésű motorokat gyártsanak, amelyeket ‘apró urán robbanások hajtanak’”.

5/b

„Though a growing number of RE technologies are technically mature and are being deployed at significant scale, others are in an earlier phase of technical maturity and commercial deployment or fill specialized niche markets. The energy output of RE technologies can be (1) variable and – to some degree – unpredictable over differing time scales (from minutes to years), (2) variable but predictable, (3)constant, or (4) controllable.”

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)Special Report on Renewable Energy Sources and

Climate Change Mitigation 2011

5/c

6

2.2. A megújuló források megítélése a realitások alapjánA megújuló források megítélése a realitások alapjána. A biomassza

• az alternatív források közül a legfontosabb – hazánkban is (6/a)• kis energiasűrűség– szállítási, tárolási költségek– a Mátrai Erőmű köré 120 km átm. körben „energiaerdő”

kellene– szalma, kukoricaszár stb. még fokozottabban szállítás-,

tárolásigényes• felhasználás három fő típusa: szilárd biomassza, biogáz,

bioüzemanyag

Az alternatív energiaforrások által hazánkban 2010-ben szolgáltatott energiamennyiség. (Összehasonlításul: Magyarország teljes energiaigé-nye évenként kb. 10 000 PJ) – Nemzeti Fejlesztési Minisztérium adatai alapján. Forrás: http://www.ecotechzrt.hu/

6/a

1. ábra :

a.1. szilárd biomassza

• tűzifa, pellet, brikett (7/a)• pellett, biobrikett gyártása energiaigényes

(energiaveszteség! – 20%)

• a közvetlen villamos áram termelés pazarlás (alacsony konverziós hatásfok miatt)

– hőellátással összekötve kedvezőbb– csak lokális felhasználás

7

7/a

8

9

„…nem lenne szabad elkövetnünk azt a hibát, hogy értékes termőföldjeinket bioüzemanyagok előállítására használjuk. Ez igen nagy hiba, és megkérdőjelezi a mezőgazdaság fenn-tarthatóságát.”

Werner ArberNobel-díjas mikrobiológus

9/a

10

10/a

„…a biomassza elégetésénél nagyobb csapást még nem mért az ember saját magára.”

Gyulai Istvánökológus

b. A geotermikus energiaforrás• hazánkban különösen érdekes

– hőmérsékleti gradiens kétszeres– területünk 70%-ában 30 Co feletti hőm. termálvíz

• különféle osztályozás lehetséges:– közvetlen hőhasznosítás, – hőszivattyús felhasználás,– villanyáramtermelés

11

12

13

b.2. Hőszivattyús felhasználás

• főleg fűtésre közvetítő folyadék (szintetikus anyagok, szilikon olaj) és szivattyú felhasználásával

• csak lokális felhasználás• nagy térfogat (diszperz energiaforrás)• költséges beruházás• a hőforrás kimerülhet a beruházás kifizetődése előtt• a szivattyúk működtetésére villanyáram

14

15

16

16/a

2. ábra: A „The Geysers” geotermikus erőműben (USA, California) a Richter-skála szerinti 1,2-nél nagyobb magnitúdójú földrengések száma és a visszatáplált víz mennyisége

az évek függvényében. A kérdéses idő alatt mintegy két tucatnyi esetben a rengés elérte a 4-es magnitúdót (3-as felett már műszer nélkül érezhető) – Jánosi Imre

cikkében található ábra alapján.

16/b

termelési időtartam regenerációs időtartam

évek

3. ábra. A geotermikus termelés és regeneráció jelentés görbéje. Az évek számára vonatkozó konkrét adatokat természetesen az aktuális feltételeknek megfelelően változnak. – L. Rybach és mtsi cikke nyomán (Proc. World Geoth. Cong. 2000, Kyushu – Tohoku,Japan).

17

18

19

4. ábra: Naperőmű a Mojave sivatagban. (Nevada, USA) – http://zoldovezet.blogger.hu/

19/a

20

20/a

5. ábra: A különböző energiaforrásokból nyert villamosenergia fajlagos költsége 2005-ben(az egyes téglalapok a költség-sávot jelölik az egyes energiaforrásokra

vonatkozólag). – Polgári Szemle 7 (2011) 2. számában megjelent ábra alapján

21

22

23

3.3. Transzfer megoldásokTranszfer megoldások• kettőről szólunk röviden

– a hidrogén, mint üzemanyag (beleértve az un. tüzelőanyag-elemeket is)

– széndioxidból előállított metanol

• egyik energiafajtát energiabefektetéssel egy másik energiafajtává (célszerűbben használhatóra) alakítunk át– ez „transzfer” szerep

24

25

26

27

27/a

„…az energetikával foglalkozó tanulmányok túlnyomó része csak érintőlegesen foglalkozik környezeti hatásokkal.”

Ádám Józsefa Magyar Tudomány megújuló energiaforrásokszámának bevezetőjében (2010. 8. szám)

28

29

b. CO2 kibocsátás az alternatív energiaforrásoknál

• a CO2 szerepe vitatott– egyre több a kétely

• konkrét példák:– 8 g/kWó CO2 a vízierőműnél

– 60 g/kWó CO2 a napkollektornál– a vízlépcsők trópusi környezetben annyi metánt bocsátanak

ki, mint egy földgáz erőmű– a hidrogént a gépkocsiban előállítva fele annyi a CO2

kibocsátás, mint a belső égésű motorok esetén

30

5.5. KövetkeztetésekKövetkeztetéseka. Az emberiségnek elengedhetetlenül szüksége van az

alternatív enerigaforrásokra, de

• Ádám József (31/a)

b. Elég-e az alternatív energia-potenciál

• nézzük meg a szakértők véleményét– Vajda György, Végh-Szám-Hetesi, Kovács Ferenc (31/b)

• a gyors felfuttatásnak különösen vannak akadályai– Vajda György, Végh-Szám-Hetesi (31/c)

31

31/a

„Figyelembe kell vennünk, hogy a megújuló energiafajtáknak is megvannak a maguk korlátai, környezeti hatásai. Természeti lehetőségeinkkel a józan megfontolásokat követve kell élni.”

Ádám Józsefa Magyar Tudomány megújuló energiaforrásokszámának bevezetőjében

31/b

„…a megújuló energia hasznosítása terjedni fog, de az illúzió, hogy kizárólag azzal megoldható az emberiség energiaproblémája.”

(Vajda György)

„…önmagában a megújuló energiák összessége sem tudná fedezni a világ jelenlegi energiaszükségletét, a 21. század végén jelentkező többszörös igényeknek pedig csupán a tört részét tudnánk kielégíteni.”

(Kovács Ferenc)

„…a megújuló erőforrások bővítése még arra sem elegendő, hogy azt a növekedést fedezze, amelyik a felhasználás során történik.”

(Végh, Szám, Hetesi)

31/ c

„Ha a természet rendjét nem akarjuk megzavarni, a megújuló energiaforrásoknak csak egy viszonylag kis hányadát szabad az energiaellátásához elvárni.” „…a legsikeresebb fejlesztési tevékenység sem tudja megváltoztatni, hogy reálisan kiaknázható mértékük sem olyan kimeríthetetlenül nagy, amint azt sokan feltételezik.”

(Vajda György)

„A napelemek alapanyaga szilícium, éppúgy, mint a számítógépek mikroprocesszorai esetén, csak ezeket a kristályokat tovább növesztik. Mivel ez az anyag szolgál alapul a számítástechnika számára is, jelenleg szilíciumkristályból nincs elegendő, és úgy tűnik, hogy gyártása jelentősen nem is fokozható. A szilíciumos napelem-gyártás ritka fémeket (paládium, titán) igényel; vannak nem szilícium alapú napelemek is, de azokhoz szintén ritka fémekre (gallium, indium) van szükség. 2006-ban már piaci hiány mutatkozott a legfontosabb alapanyag, az egykristály-szilícium terén. ”

(Végh, Szám, Hetesi)

• az alternatív energiaforrások alkalmazhatósága nagy mértékben függ a lokális körülményektől

• az általában az alternatív energiaforrások szempontjából optimista IPCC legújabb (2011) véleménye szerint is

• az IPCC legújabb anyaga

– 2050-re a globális szükséglet 27-77 %-os kielégítését prognosztizálja

32

33

34

• a mag-fúziós kutatásokról se feledkezzünk el!

• a kombinált alkalmazás parancsoló követelmény

• egy szerényebb életszínvonal elfogadása is lehetőség

35

d. Munkám célja nem az elriasztás az alternatív energia-forrásoktól, hanem az illúzió felszámolása