A napenergia hasznosítása is károsítja a környezetet?

Energiatermelés, -átalakítás, -szállítás és -szolgáltatás

BME OMIKK

ENERGIAELLÁTÁS, ENERGIATAKARÉKOSSÁG VILÁGSZERTE 44. k. 3. sz. 2005. p. 60–67.


A napenergia hasznosítása is károsítja a környezetet? A napenergia felhasználása „tiszta”, „zöld” energiatermelést tesz lehetővé, azaz nem szennyezi a környezetet – legalábbis ez a közvélekedés, sőt a szakmai közmegegyezés is. A pontosabb vizsgálatok azonban kimutatnak környezeti terheléseket, még ha azok abszolút és relatív értelemben egyaránt kicsinyek is. Az összeállítás elemzi az egyes technológiák környezetet károsító hatásait és azok csökkentésének lehetőségeit.

Tárgyszavak: napenergia; napelem; napkollektor.

Minden energiatermelő és -továbbító rendszer

továbbiakban következő elemzés a dolgok

károsítja a környezetet. A hagyományos mó-

mélyére hatol, és ha nem is túl nagy mértékű,

don fosszilis energiahordozókat felhasználó –

de mégis kimutatható környezetkárosító hatá-

zömmel elégető – technológiák közismerten

sokat tár fel, megvizsgálja a környezetszeny-

súlyosan környezetkárosító hatásúak, elsősor-

nyezés szóba jöhető forrásait, lehetőség szerint

ban a levegő szennyezése révén. Az alternatív,

számszerűsíti azokat, és sorra veszi a meg-

megújuló energiahordozók amellett, hogy kor-

szüntetés vagy csökkentés lehetőségeit.

látlanul rendelkezésre állnak, környezetbarát mivoltukkal is hódítanak.

A napenergia felhasználásának előnyei

A napenergia felhasználása „tiszta”, „zöld” energiatermelést tesz lehetővé, azaz nem szennyezi a környezetet – legalábbis ez a köz-

Mielőtt a károsító hatások terítékre kerül-

vélekedés, sőt a szakmai közmegegyezés is. A

nek, érdemes összefoglalni az egyensúly és

60


A napenergia-hasznosítás környezetkárosító hatásainak összefoglalása

az objektivitás kedvéért a napenergia felhasználásának fontosabb előnyeit, jó tulajdonságait: • Megújuló jelleg, kimeríthetetlen forrás

Ezek a hatások csekélyek, és különféle intézke-

(legalábbis néhány millió éven belül …);

désekkel megszüntethetőek vagy csökkenthető-

• A levegő szennyezésének hiánya – főleg a

ek, de fontos tudni róluk, és érdemes megvizs-

CO2, de a NOx, SO2, por kibocsátásának

gálni az enyhítés lehetőségeit (lásd 1. táblázat).

teljes elmaradása nagy előny a fosszilis energiahordozókkal szemben;

A hatások mértékeit a 2. táblázat mutatja be.

• A leromlott bányászati-ipari területek rekul-

Az értékek egymáshoz viszonyítva értendőek,

tivációjának lehetővé válása;

abszolút értékük igen csekély. „Központi” alatt

• Szükségtelenné válik a villamos távvezeté-

nagyteljesítményű, központosított létesítményt

kek építése (hálózattól független működés

kell érteni, „helyi” alatt pedig elosztott, a fel-

esetén, például távol eső vidékeken);

használónál, gyakorlatilag a lakóházakon vagy

• A víztartalékok minőségének javulása.

azok közelében telepített, viszonylag kisteljesítményű berendezések értendőek.

Ezeken az inkább műszaki-gazdasági szempontokon túl néhány fontos társadalmi jellegű

A továbbiak az egyes technológiák káros hatá-

előny is felsorakoztatható:

sait és azok elkerülésének módjait részletezik.

• az országok energetikai függetlenségének növekedése,

A napkollektorok környezeti hatásai

• munkahelyek teremtése, • az energiaforrások diverzifikálása és biztonsága,

A napkollektoros rendszerek jelentős anyag-

• az energiapiacok liberalizálásának támoga-

felhasználást igényelnek gyártásuk során, mű-

tása,

ködésük közben viszont alig valamennyit.

• az elmaradott távoli vidékek villamosí-

Környezetterhelő hatásukat az 1. táblázat

tásának támogatása a fejlődő országok-

szempontjai szerint csoportosítva érdemes

ban.

részletesen elemezni.

61


1. táblázat A napenergia felhasználásának környezetterhelő hatásai és azok elkerülésének lehetőségei Hatások – terhelések

Az enyhítés technikái

Napkollektorok Vizuális hatások, az épületek elcsúfítása

– Környezetbarát tervezés szabályainak és szabványainak kielégítése; – megfelelő felszerelési gyakorlat; – a napenergetikai berendezések jó integrálása az épületbe; – a városi területek és műemléki védelem alatt álló épületek elkerülése.

Vegyszerek rendszeres vagy baleset miatti kibocsátása

– Az elhasznált vegyszerek újrafeldolgozása; – az elhasznált vegyszerek körültekintő megsemmisítése.

Területfoglalás

– Megfelelő telephelyválasztás és tervezés.

Napelemek Területfoglalás: a központi rendszerekhez nagy területre van szükség

– Távol eső, sivatagos területek kihasználása.

A művelhető terület csökkenése

– Az ökológiailag és régészetileg érzékeny területek elkerülése; – integrálás nagy, kereskedelmi jellegű épületekbe (homlokzat, tető); – hangszigetelésként is használni autópályákon, lakott területek közelében .

Vizuális hatások, az épületek elcsúfítása

– A rendszerek körültekintő tervezése; – integrálás az épületekbe funkcionális elemként; – napelemtáblák használata a nagyvárosi épületek homlokzatain üveg/tükör burkolat helyett.

Hatás az ökoszisztémára (nagyteljesítményű napelemes rendszereknél)

– Az érzékeny ökoszisztémák, természeti szépségek, régészeti védelem alatt álló területek elkerülése.

Mérgező és gyúlékony anyagok használata (a cellák gyártása során)

– A biztonsági előírások szigorú betartása, a helyes gyakorlat révén a mérgező és veszélyes anyagok kiszabadulása elkerülhető.

Enyhe egészségügyi kockázatok a gyártás, használat, szállítás során

– Helyes munkavégzési gyakorlat (védőkesztyű, védőszemüveg, munkaruha használata).

Napkollektoros-villamos rendszerek Építési tevékenységek

– Helyes munkavégzési gyakorlat; – a környezet helyreállítása; – az érzékeny ökoszisztémák, természeti szépségek elkerülése.

Vizuális hatások, esztétikum

– Megfelelő telephelyválasztás (az érzékeny ökoszisztémák, természeti szépségek, sűrűn lakott területek elkerülése).

Területfoglalás

– Megfelelő telephelyválasztás.

Hatás az ökoszisztémára, a flórára és faunára (főleg a madarakra)

– Megfelelő telephelyválasztás (az érzékeny ökoszisztémák elkerülése).

Hatás a vízháztartásra (hűtővíz esetén a vizek vegyi és termikus – Megfelelő korlátozások (az erőforrások nem maximális szennyezése) kihasználása); – Fejlett technológia (levegő használata hőátviteli közegként); – Közeli ipartelep melegvizének felhasználása; – Helyes üzemeltetési gyakorlat és a biztonsági előírások betartása, a munkatársak oktatása.

62


2. táblázat A napenergia-felhasználás negatív környezeti hatásainak mértéke Terhelés

Központi napkollektor

Helyi napkollektor

Központi napelemtelep

Helyi napelem

Központi napkollektor/villamos

Vizuális hatás

++

+

++

+

+++

Vegyszerek rendszeres vagy baleset miatti kibocsátása

+

++

+++

+++

++

Területfoglalás

++

+

++

+

+++

Munkabiztonság és higiénia

++

++

++

++

+++

Hatás az ökoszisztémára

+

Hatás a vízháztartásra

++

+ +

+

++ +

+++

ökológiai szempontból fontos helyektől távol

Területfoglalás

telepítik. Ezt a hatást a berendezések jellemzői határozVizuális hatások

zák meg. A kis/közepes teljesítményű, lakásonkénti vízmelegítő és a levegőt hűtő-fűtő rendszerek nem foglalnak el semekkora te-

Ezen a területen jelentős változások vannak

rületet sem, mivel általában a már meglevő

folyamatban napjainkban. Korábban az integ-

házak tetőire telepítik azokat. A kis hőmér-

rálás egyben a láthatatlanságot is jelentette,

sékletű közösségi távfűtő rendszerek szintén

vagyis a napenergetika elemeit illett elrejteni,

nem foglalnak el másra használható terüle-

beolvasztani a környezetbe. Az új energiatuda-

tet, mivel zömüknél általában szintén a már

tosság változást hoz e téren: a lakók kezdenek

meglevő házak tetőire telepítik a sugárzást

büszkék lenni arra, hogy hasznosítják a nap-

begyűjtő felületeket. A hőtárolás igényelhet

energiát, az építészek pedig lassan felfedezik a

további területet. A magas hőmérsékletű, nagy

panelek esztétikai értékeit. Az esztétikum per-

teljesítményű rendszerek ellenben a hőt kon-

sze ízlés dolga, mindenesetre a gyártók arra

centráló gyűjtőfelületek miatt nagyobb te-

törekszenek, hogy a kollektorok minél kevésbé

rületet igényelnek. Ezek a hatások is elke-

különüljenek el a felülettől, és minél inkább a

rülhetőek azonban, ha a létesítményeket az

burkolat természetes részeként hassanak.

63


Központi telepítésű rendszerek

őket a megfelelő besugárzás elérése céljából.

terhelései

A természetes ökoszisztémákra gyakorolt hatásuk ezért viszonylag jelentős, bár függ a

Főleg a zaj (itt is inkább az építkezés során),

táj topográfiájától, az érzékeny ökosziszté-

illetve a tájképet elcsúfító hatás jöhet szóba

máktól való távolságtól és a biodiverzitás-

ebben az esetben. A létesítményeket a termé-

tól. Az építkezés során szükséges jelentős

szeti szépségektől, sűrűn lakott területektől

földmunkák és anyagszállítás is fokozzák ezt

távolra kell telepíteni, így ezek a hatások telje-

a terhelést. Korábban művelt területek elfog-

sen kiküszöbölhetőek.

lalása esetén a rendszerekkel szemben olykor megnyilvánuló ellenérzések forrása általában a gazdálkodók érzelmi kötődése a termő-

A napelemes rendszerek környezeti hatásai

földhöz. Szennyezők rendszeres vagy baleset miatti kibocsátása

A napelemeket általában a környezetre ártalmatlannak tartják, mivel sem zajt, sem kémiai szennyezőket nem bocsátanak ki. A városi

A napelemek normális működése semmi-

környezetben a napelemtáblák tűnnek fel a

lyen káros kibocsátással nem jár. Néhány

leginkább a megújuló energiák átalakító közül,

technológiánál tűz esetén (például CIS és

kiváltva a hagyományos burkolatokat az épü-

CdTe) mérgező anyagok kerülhetnek kis

leteken. Természetvédelmi területeken is szí-

mértékben a levegőbe. Nagyteljesítményű

vesen látott energiaforrások, mivel szükségte-

központi rendszerek üzemzavara esetén a

lenné teszik a természeti tájat elcsúfító villamos

káros kibocsátás mértéke észlelhető nagy-

távvezetékeket. Ez a technológia sem mentes

ságot érhet el, csekély munka- és köz-

azonban a kisebb környezetterhelésektől.

egészségügyi kockázatot okozva. Az ilyen létesítményekben ezért fel kell készülni a tűzesetekre mind az anyagi eszközök, mind

Területfoglalás

a személyzet oktatása terén. Másik, szintén A napelemes modulok felülete viszonylag

kis kockázatot jelentő talaj- és talajvíz-

nagy, különösen nagyteljesítményű rendszerek

szennyezési lehetőség lehet az anyagok nem

esetén, és csak egymás mellé lehet elhelyezni

megfelelő tárolása.

64


amelyek közül az indium, tellur és gallium

Vizuális hatások

ártalmatlanok, de a kadmium mérgező. A A napelemek elcsúfító hatása jelentős különb-

CdTe technológiánál a kadmium 0,001%-a

ségeket mutat városi környezetben, illetve vé-

szabadulhat ki a gyártás során, ez 0,01 g/GWh-

dett természeti tájak közelében. A korábban

nak felel meg. Emellett a kadmium a cink

már említett változás az épületeken látható

gyártásának mellékterméke, ha nem használják

napenergetikai modulokat illetően itt is tapasz-

fel félvezetőgyártáshoz, akkor a környezetbe

talható, de megfelelő tervezéssel ezek a hatá-

távozik. A gyártás környezetszennyező hatá-

sok jó irányba befolyásolhatóak:

sait a következő intézkedésekkel lehet csök-

• Optimális építészeti megoldások keresése

kenteni:

az épületek elcsúfításának csökkentése cél-

• vékonyabb rétegek felvitele,

jából. A nagy irodaépületek és bevásárló-

• a koncentrátoros technikák alkalmazása,

központok burkolóanyagaként a napelemek

• hatékonyabb anyagfelhasználás,

új hatások elérésére serkenthetik az építé-

• biztonságosabb anyagok használata,

szeket. Az esztétikai értéken felül a nap-

• a használt panelek újrafelhasználása.

elemtáblák árnyékoló és hőszigetelő hatást Levegőszennyezés

is képesek kifejteni; • A nagyteljesítményű központi napelemes rendszerek telephelyeinek megfelelő ki-

A működés során semminemű levegőszennye-

választása (távol eső, sivatagos jellegű tá-

zés nem tapasztalható, ezért a teljes életciklus-

jakra);

ra vizsgálva a levegőszennyezésért elsősorban

• Színek használata nagyteljesítményű köz-

a gyártás a felelős, a modulok szállításának

ponti napelemes rendszerek kivitelezésekor.

szennyező hatása a gyártásénak mindössze 0,1–1%-a. A mérések szerint az egykristályos

Természeti erőforrások kimerítése

és polikristályos technológiák esetén a legfontosabb szennyező gázok kibocsátása fajtánként

A mai napelemek gyártása eléggé energiaigé-

2–5 kg/kWp között alakul.

nyes tevékenység (főleg az egykristályos és polikristályos technológiák), és jelentős az

Zajártalmak

anyagfelhasználás is. A vékonyréteg-technológia mindkét szempontból előnyösebb, emel-

A működés során semminemű zaj nem tapasz-

lett jóval kevesebb adalékanyagra van szükség,

talható, ezért a teljes életciklusra vizsgálva a 65


zajártalmakért is elsősorban a gyártás a felelős.

lában elhagyatott, sivatagos tájakon létesültek.

A szerelés is jár némi zajjal a helyszínen, ez

Emiatt a vizuális hatások is jelentéktelenek, a

azonban nem haladja meg az építkezéseknél

legjelentősebb szerepe ebben az általában ma-

szokásos mértéket.

gas torony tetejére helyezett energiagyűjtőknek van. A szélturbinákhoz és gázturbinákhoz képest kismértékű zaj hatása sem lényeges

Hulladékképződés

ezen okból. A villamos hálózatra kötött rendszerek semmilyen hulladékot nem okoznak, veszélyes hulla-

A gőzt termelő alrendszerek és a hűtésük sok

dékok elsősorban a hálózattól független rend-

vizet igényel. Ez vegyi és termikus szennyező

szerekben az energiát tároló akkumulátorok

hatással lehet a környék vízháztartására.

miatt keletkeznek.

Összefoglaló következtetések Napkollektoros-villamos rendszerek környezeti hatásai

A napenergia hasznosítását megújuló jellege mellett a környezetszennyezés szinte teljes

Ezek a rendszerek nagyon kis számban fordul-

hiánya jellemzi, különösen a hagyományos

nak elő a gyakorlatban, ezért valóságos kör-

energiaforrásokhoz viszonyítva. Markánsan

nyezeti kockázatuk minimális. Ezek általában

megjelenik ez a tulajdonság olyan meteoroló-

nagy teljesítményű, központi telepítésű rend-

giai és levegőmérő állomások energiaellátásá-

szerek, reflektorokat és energiagyűjtőket tar-

nál, amelyek így függetlenek lehetnek a villa-

talmaznak, a koncentrált napenergia gőzt ter-

mos hálózattól, és a környezet megóvását

mel, innentől kezdve az erőmű felépítése lé-

szolgálják.

nyegében egyezik a hagyományosakkal. A társadalmi-gazdasági hatások közül kiemelMaga az energiatermelés teljesen mentes a

kedik az energiaforrások diverzifikálása, az

káros anyagok kibocsátásától, a gyártás és

államok energiafüggetlensége és a távoli vidé-

építés szennyező hatásai általában elmaradnak

ki körzetek villamosításának elősegítése.

a hagyományos erőműveknél tapasztaltaknál. A területfoglalás a legkisebb a napenergia töb-

Mint minden emberi tevékenység, a napener-

bi felhasználásához viszonyítva, a telepek álta-

gia hasznosítása is okoz környezetszennyezést. 66


Irodalom

Ez azonban abszolút mértékben is igen alacsony, és különösen az a kiváltott hagyomá-

[1] Tsoutsos, T.; Frantzeskaki, N.; Gekas, V.: Environ-

nyos, fosszilis energiahordozókra alapozott

mental impacts from solar energy technologies. =

energiatermeléshez képest. Még ez a minimá-

Energy Policy, 33. k. 3. sz. 2005. febr. p. 289–296

lis környezetterhelő hatás is csökkenthető, sőt megszüntethető körültekintő tervezéssel, fejlett

[2] Az EU Bizottságának energetikai és környezetvédel-

technológia alkalmazásával és a helyes üze-

mi kutatási honlapja, EESD: Scientific and technological references, energy technology indicators. =

meltetési gyakorlat révén.

http://www.cordis.lu/eesd/src/indicators.htm.

Összeállította: Kis Miklós

BME OMIKK

Innovációk – Trendek – Prognózisok Havonta a műszaki–gazdasági világ újdonságairól, aktualitásairól és jövőjéről [email protected] ▪ 061/ 45 75 322

67

A napenergia hasznosítása is károsítja a környezetet?

Recommend Documents