A FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS ÉS AZ ENERGETIKA

A FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS ÉS AZ ENERGETIKA

Dr. CSOM GYULA egyetemi tanár 1

Tartalom 1. A FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS FOGALMA 2. AZ ENERGETIKA KIEMELT JELENTŐSÉGE A FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉSBEN 3. ENERGETIKA ELLÁTÁSBIZTONSÁG 4. KIBOCSÁTÁSOK ÉS AZOK HATÁSAI 5. KÖVETKEZTETÉSEK

2

1

1. A fenntartható fejlődés fogalma 1.1. A technikai fejlődés kétarcúsága • • • • •

A technikai civilizáció pozitív hatásai A technikai civilizáció negatív hatásai A pozitív és negatív hatások kapcsolata A két oldal harca egyben a fejlődés egyik mozgató ereje Történelmi kategória – Régebben: időben és térben korlátozott hatások – Ma: a hatások globálisak → a veszélyek is globálisak

ß Az emberiség egyik legnagyobb és legnehezebb feladata: e kérdés megoldása 3

1. A fenntartható fejlődés fogalma 1.2. A jelenlegi világhelyzet • A népesség alakulása - demográfiai forradalom Kr. születésekor: ∼ 300 millió I. Sz. 1000-ben: < 500 millió 1800 körül: ∼ 1 milliárd 1900-ben: ∼ 1,6 milliárd 1950-ben: ∼ 2,5 milliárd 2000-ben: ∼ 6,1 milliárd Ma évente 77 millióval nő

4

2

1. A fenntartható fejlődés fogalma • A népesség növekedése nem egyenletes Iparilag fejlett, gazdag országokban: lassú Fejlődő, szegény országokban: igen gyors Eltolódás a régiók között

• Gazdasági fejlődés régiónkénti megoszlása egyenetlen • Óriási különbségek a különböző régiók és a különböző országok között • Egyre erősebb migráció • Belső, országon belül • Nemzetközi országok között • Nemzetközi instabilitás, fegyveres konfliktusok, terrorizmus • Környezet romlása, az ökológiai problémák globálissá válnak 5

1. A fenntartható fejlődés fogalma 1.3. Felmerülő kérdések • Mekkora föld eltartó képessége? • Meddig rontható a földön kialakult egyensúly? • Az egyenlőtlenség növekedése hogyan állítható meg, hogyan fordítható meg? • Hogyan csökkenthető a migráció? • Hogyan csökkenthető a növekedés?

ß 6

3

1. A fenntartható fejlődés fogalma Megfelelő válaszok nélkül globális veszélyek az egész földre, az egész emberiségre nézve (globális felmelegedés, ózonlyuk, biodiverzitás csökkenése, vízhiány, energiahiány, betegségek, járványok, fegyveres konfliktusok, terrorizmus) ß Az emberiség fokozatosan felismeri a veszélyt. 7

1. A fenntartható fejlődés fogalma 1.4. A veszély felismerésének stációi • Római Klub új típusú világmodelljei (60-as évek vége) • “Növekedés határai” (1972) • Stockholmi ENSZ konferencia (1972) az “Emberi környezetről” • Környezet és Fejlődés Világbizottsága (ENSZ, 198487) • “Közös jövőnk” c. jelentés: a fenntartható fejlődés első általános definiálása.

8

4

1. A fenntartható fejlődés fogalma 1.5. A fenntartható fejlődés fogalmának alakulása • Klasszikus definíció (“Közös jövőnk”)

A fenntartható fejlődés olyan fejlődés, mely kielégíti a jelen generációk szükségleteit anélkül, hogy veszélyeztetné a jövő generációit abban, hogy ők is kielégíthessék szükségleteiket.

9

1. A fenntartható fejlődés fogalma + Új gondolkodást, globális gondolkodást, új szemléletmódot, etikus gondolkodást követel, + Értelmiség különleges felelőssége + Globális környezeti szennyezés tiltása, egyéb szennyezők csökkentése + Ásványi kincsekkel maximális takarékoskodás + Bizonytalan esetre: Nem tenni semmi olyant, aminek hosszú távú hatásait nem ismerjük.

10

5

1. A fenntartható fejlődés fogalma • Előző definíció kritikája, módosított definíció (1994. évi Osló-i tanácskozás):

A fenntartható termelés és fogyasztás a javak és szolgáltatások olyan felhasználására, amely lehetővé teszi az alapvető szükségletek kielégítését, az életminőség javítását, a természeti erőforrások felhasználhatóságának, a mérgező anyagok és hulladékok és egyéb szennyezők kibocsátásának minimalizálásával az adott életciklusban olymódon, hogy nem veszélyeztetik a jövő nemzedékek szükségleteinek kielégítését. 11

1. A fenntartható fejlődés fogalma • Opshov holland közgazdász szerint:

A fenntartható fejlődés integratív fogalom, amely magába foglalja: + a társadalmi + a gazdasági és + az ökológiai fenntarthatóságot. E három dimenzió szoros kölcsönhatásban van egymással.

12

6

1. A fenntartható fejlődés fogalma 1.6. Nemzetközi konferenciák • Riói konferencia (1992) határozatok és azok teljesítése

• Kiotói konferencia (1997) Kiotói jegyzőkönyv (konkrét korlátok)

• Johannesburg-i csúcskonferencia (2002)

13

2. Az energetika kiemelt jelentősége a fenntartható fejlődésben 2.1. Az energetika kiemelt jelentősége a technikai civilizációban • A fejlődés feltétele, motorja és jellemzője • Energiafogyasztás növekedése a múltban • Energiafogyasztás összetételének alakulása • Energiafogyasztás a mindennapi életben • Energiafelhasználás alakulás a 21. sz.-ban

14

7

2. Az energetika kiemelt jelentősége a fenntartható fejlődésben 2.2. Energetika ökológiai hatása • Kibocsátások (CO2, SO2, Nox, mérgező anyagok, radioaktivitás) • Hatás globális felmelegedésre • Hatás az ózonlyuk növekedésére • Hatás a biológiai sokféleségre • Kockázati mátrix

15

2. Az energetika kiemelt jelentősége a fenntartható fejlődésben • Kockázati mátrix Térbeli kiterjedés Lokális (max. 50-100 Regionális (max. km) 1000-2000 km)

Globális (>2000 km)

Pl. pernye

Olaj- és gázellátás

Időbeli kiterjedés

Rövid távú (<1 év)

Pl. kis- és közepes Középtávú (1-300 év) aktivitású r.a. (1-200 év) hulladéktároló

Hosszú távú (>300 év) (>200 év)

Pl. hosszú felezési idejű r.a. hulladéktároló

Pl. savas eső

Pl. üvegház-gázok, Pl. atomerőmű-baleset ózonlyuk-gázok, (kis valószínűség) alapanyag kitermelés (kisebb mennyiség)

Pl. nagy atomerőműkatasztrófa

Pl. üvegház-gázok, ózonlyuk-gázok, alapanyag kitermelés (nagyobb mennyiség)

16

8

2. Az energetika kiemelt jelentősége a fenntartható fejlődésben 2.2. Energetika ökológiai hatása 2.3. Természeti kincsek végessége 2.4. Gazdasági és társadalmi különbségek

17

2. Az energetika kiemelt jelentősége a fenntartható fejlődésben 2.5. Néhány adat az előzőek alátámasztására

18

9

2. Az energetika kiemelt jelentősége a fenntartható fejlődésben 2.6. Általunk vizsgált kérdések: – – – –

Energetikai ellátásbiztonság Kibocsátások és azok hatásai Szennyeződések Gazdasági kérdések

2.7. Vizsgált energiaforrások – Fosszilis energiahordozók – Megújuló energiaforrások – Atomenergia 19

3. Energetikai ellátásbiztonság 3.1. Az energetikai ellátásbiztonság fogalma 3.2. Az energetikai ellátásbiztonságot befolyásoló tényezők • Az energiafelhasználás nagysága és régiónkénti eloszlása • Az energiaforrások nagysága és régiónkénti eloszlása • A stratégiai készletezés műszaki és gazdasági megvalósíthatósága • Forrásdiverzifikáció megvalósíthatósága • Egyebek (pl. politikai stabilitás ...) 20

10

3. Energetikai ellátásbiztonság 3.3. Az energiafelhasználás régiónkénti eloszlása A világ energiafelhasználásának régiónkénti megoszlása

21

3. Energetikai ellátásbiztonság 3.3. Az energiafelhasználás régiónkénti eloszlása A villamosenergia-termelés regionális megoszlása

22

11

3. Energetikai ellátásbiztonság 3.3. Az energiafelhasználás régiónkénti eloszlása A villamosenergia-termelés üzemanyag szerinti megoszlása

23

3. Energetikai ellátásbiztonság 3.4. Az energiaforrások régiónkénti eloszlása A világ műrevaló kőolajvagyonának regionális megoszlása NyugatEurópa 2% Afrika 6%

Közép-Kelet 65%

Ázsia, Ausztrália 4%

Dél- és KözépAmerika 8% FÁK és KeletKözépEurópa 6%

ÉszakAmerika 9% 24

12

3. Energetikai ellátásbiztonság 3.4. Az energiaforrások régiónkénti eloszlása A világ műrevaló földgázvagyonának regionális megoszlása ÉszakAm erika 6%

Dél- és KözépAm erika 4%

NyugatEurópa 4% FÁK és KeletEurópa 40%

Afrika 7% Ázsia, Ausztrália 7%

Közép-Kelet 32% 25

3. Energetikai ellátásbiztonság 3.4. Az energiaforrások régiónkénti eloszlása A világ műrevaló szénvagyonának regionális megoszlása Afrika 3% Ázsia, Ausztrália 38%

Közép-Kelet 0%

ÉszakAmerika 10%

Dél- és KözépAmerika 1% NyugatEurópa 3% FÁK és KeletEurópa 45% 26

13

3. Energetikai ellátásbiztonság 3.4. Az energiaforrások régiónkénti eloszlása A világ műrevaló uránvagyonának regionális megoszlása Dél-Amerika 5%

Ázsia 4%

NyugatEurópa 4%

FÁK és KeletEurópa 26%

Ausztrália 17%

ÉszakAmerika 20%

Afrika 24%

27

3. Energetikai ellátásbiztonság Következtetések: – Nagy egyenlőtlenségek a régiók között – Ott van kevés forrás, ahol nagy a felhasználás, és ott van sok forrás, ahol kevés a felhasználás – A nagy energiafogyasztóknak energiahordozó készleteiknek nagy részét külföldről kell beszerezniük – Energiahordozókban igen nagy importfüggőség ß – Ellátásbiztonság sérül – Nemzetközi feltételektől való erős függés ß – Nemzetközi konfliktusok lehetősége jelentős 28

14

3. Energetikai ellátásbiztonság 3.5. A stratégiai készletezés műszaki és gazdasági lehetőségei • Energiasűrűség a különböző energiahordozóknál Pl. egy 1000 MW(e)-os erőmű évi üzemanyagigénye 2 600 000 t szén: 2000 vonatszerelvény (1300 t/szerelvény) 2 000 000 t olaj: 10 szupertanker 1,5-2 milliárd Nm3 földgáz 4000-6000 km2 erdőterület (egy magyarországi megye) 30 t urán: reaktorzóna (10 m3)

ß

Jelentős különbség az energiahordozók között a stratégiai tartalékképzés műszaki feltételei tekintetében

29

3. Energetikai ellátásbiztonság • Villamosenergia-egységköltség szerkezete

ß Jelentős különbség az energiahordozók között a stratégiai tartalékképzés gazdasági feltételei tekintetében 30

15

3. Energetikai ellátásbiztonság • Az EU helyzetének értékelése Az EU-30 importfüggésének alakulása

31

3. Energetikai ellátásbiztonság – Az EU importfüggése már ma is nagy (olaj: >50%, földgáz: ~40%) – Ha nem történik intézkedés, akkor ez az importfüggés erősen tovább nő (2030-ig olaj: ~80%, földgáz: ~70%) – Ezt nagy gondnak tartják, és elismerik, hogy alig vannak saját eszközeik a helyzet megváltoztatására – Ez a helyzet a bővítéssel sem változik, esetleg tovább romlik 32

16

3. Energetikai ellátásbiztonság

33

3. Energetikai ellátásbiztonság • Magyarország helyzetének értékelése

34

17

4. Kibocsátások és azok hatásai 4.1. Lehetséges hatások • Üvegházhatás • Ózonréteg vékonyodása • Biológiai sokféleség (biodiverzitás) csökkenése • Radioaktív sugárzások egészségügyi hatásai Teljes vertikumot kell tekinteni

35

4. Kibocsátások és azok hatásai 4.2. Üvegházhatású gázok • Szén-dioxid (CO2) • Metán (CH4) • Dinnitrogén-oxid (N2O) • Fluorozott szénhidrogének (HFC-k) • Perfluor karbonátok (PFC-k) • Kén-hexafluoridok (SF6)

36

18

4. Kibocsátások és azok hatásai

37

4. Kibocsátások és azok hatásai

38

19

4. Kibocsátások és azok hatásai

39

4. Kibocsátások és azok hatásai 4.3. CO2 hatása a globális felmelegedésre

40

20

4. Kibocsátások és azok hatásai 4.4. Fosszilis tüzelőanyagok elégetésekor kibocsátott CO2 • Szén esetében: 87-98 g/MJ • Olaj esetében: 70-72 g/MJ • Földgáz esetében: 53-55 g/MJ

41

4. Kibocsátások és azok hatásai 4. 5. Különböző energiatermelési módok CO2 kibocsátásai

Egy főre jutó szén-dioxid kibocsátás megoszlása a világon [tCO2/év]

42

21

4. Kibocsátások és azok hatásai

43

4. Kibocsátások és azok hatásai Környezeti kibocsátások

44

22

4. Kibocsátások és azok hatásai Össz CO2 -kibocsátás energetikával összefüggésben ma a világon: ~ 27 ⋅109 tonna/év

45

4. Kibocsátások és azok hatásai 4.6. Kén-dioxid kibocsátása Károsítja az emberi egészséget és hozzájárul a talaj, az erdők és a felszíni vizek savasodásához Regionális környezetszennyezést jelent A keletkezett mennyiség alapvetően függ az alkalmazott tüzelőanyag fajtájától: kőolaj és szén esetében nagy, földgáz esetében kicsi 2 kg SO2/kg S Szokásos szén esetén (S: 1..3%): ~ 2-5 g/MJ Lepárlási maradék (gudron) (S: 2..4%): ~ 1-2 g/MJ 46

23

4. Kibocsátások és azok hatásai 4.7. Atomenergia környezeti kibocsátásai

47

4. Kibocsátások és azok hatásai

Sok széntüzelésű erőműből több radioaktivitás kerül ki 48

24

4. Kibocsátások és azok hatásai Átlagos sugárterhelés Európában

49

4. Kibocsátások és azok hatásai

50

25

4. Kibocsátások és azok hatásai Radonsugárzás regionális egyenlőtlensége a világon: Európában Brazília India New York

51

4. Kibocsátások és azok hatásai Egészségügyi hatások

52

26

4. Kibocsátások és azok hatásai 4.8. Radioaktív hulladékok Aktivitási szint alapján: Kis aktivitású hulladékok Közepes aktivitású hulladékok Nagy aktivitású hulladékok

Radioizotópok felezési ideje alapján Rövid élettartamú radioizotópok (T1/2 < 30 nap) Közepes élettartamú radioizotópok (T1/2 = 30 nap-30 év) Hosszú élettartamú radioizotópok (T1/2 > 30 év)

Radioaktív hulladékok kezelése és végső elhelyezése Transzmutáció Atomerőművek biztonsága 53

4. Kibocsátások és azok hatásai Atomenergia általi CO2 -kibocsátás-megtakarítás MJ-onként 55-87 g CO2 kibocsátást akadályoz meg

54

27

4. Kibocsátások és azok hatásai

55

4. Kibocsátások és azok hatásai A paksi atomerőmű általi kibocsátás-megtakarítás CO2 (és O2) megtakarítás

• Ha a paksi atomerőművet modern széntüzelésű erőművel helyettesítenék, az évente majdnem hét és fél millió tonna oxigént fogyasztana el a légkörből, és több mint 10 millió tonna szén-dioxidot bocsátana ki • Ez majdnem annyi oxigén, amennyit az összes magyarországi erdő termel egy év alatt. Ez nagyjából az ország egész lakossága által az egész év folyamán belélegzett oxigén mennyiségét jelenti 56

28

4. Kibocsátások és azok hatásai Más szennyezők kibocsátás-megtakarítása 650 ezer tonna SO2 60 ezer tonna NOx 100 ezer tonna por és hamu 40 ezer tonna CO

57

4. Következtetések

További ismeretek, információk a Fenntartható fejlődés és atomenergia című tárgy keretében. Előadó: Dr. Aszódi Attila, egyetemi docens, a Műegyetem Oktatóreaktorának vezetője. Dr. Csom Gyula, egyetemi tanár, Széchenyi díjas, BME Nukleáris Technikai Intézet.

Neptun: BMETE809008 (Intézmény menüpont) 58

29