Az agrárium új szerepei az energiagazdálkodásban Bálint János – Juhász Mária – Gál-Berey Tünde – Kupán Edith Összefoglalás A 21. század elején általános nézetté vált, hogy az emberiség egyik legsúlyosabb közös gondja a globális felmelegedés, amelyet fıleg a civilizációnk széndioxid kibocsátása okoz, és a problémát hatékonyan kezelni az emisszió korlátozásával lehet. Véleményünk szerint ez a „zöld” körökben szinte kizárólagos álláspont számos ponton megalapozatlan. A mezıgazdasági energiatermelés és az emissziókereskedelem viszont ettıl függetlenül is jó üzlet lehet az agrárvilágnak. A globális felmelegedés ténye és antropogén eredete a szofisztikált matematikai modellek ellenére sem teljesen bizonyított. A fıvonaltól eltérı tudományos vizsgálatok szerint egyszerőbb alkalmazkodni a felmelegedéshez, mint megkísérelni megváltoztatni azt, vagy olcsóbb kivonni és/vagy elrejteni a CO2-ot, vagy esetleg egyéb módon is tudnánk hőteni a bolygónkat. Hazánkban a szántóföldi energianövények termelése kiváló üzleti lehetıségnek tőnik, bár nem olyan egyszerő, mint a szénhidrogén gazdaságról a szénhidrát gazdaságra való átállás jelszava. A cukornövények nálunk nincsenek ideális termıhelyen, az olajnövények közül a repce reménytelenül gazdaságtalan, a napraforgó pedig élelmiszeripari alapanyagként jobban értékesül, a keményítıgabonák sem érik el a 100%-os hatásfokot, azaz a belılük készült etanol üzemanyag elıállításakor több energiát használunk fel, és több CO2-ot bocsátunk ki, mint amennyi a „motalko” elégetésével elıállítható illetve csökkenthetı. Az áttörés a magas cellulóz tartalmú növények teljes testtömegének alkohollá bontásával érhetı majd el, amelyhez még növényi és mikroba gének módosítása kell, ami önmagában is évekig tarthat, nem beszélve Európa GMO-t elutasító álláspontjának megváltoztatási nehézségeirıl. Helyzetkép A globális felmelegedés az általánosan elterjedt nézet szerint az emberiség legfıbb és szó szerint is legégetıbb problémája, amelyet az üvegházhatás fokozódásával a széndioxid civilizáció okozta légköri feldúsulása vált ki. Ezt az okot, a CO2 emissziót minden áron csökkenteni vagy legalábbis korlátozni kell, ahogy ezt a kiotói jegyzıkönyv is elıírja a világ országainak. Véleményünk szerint ez az elızı állítás még nem bizonyított tény; nem biztos, hogy létezik a globális felmelegedés, nem biztos, hogy ember okozza, lehet hogy nem harcolni kell ellene, hanem inkább alkalmazkodni hozzá, lehet, hogy a korlátozott közös pénzügyi forrásokat más területen hatékonyabban tudnánk elkölteni. Az üvegházhatással önmagában nincs baj, sıt anélkül nem létezhetne élet sem a földön. Csak a fokozódása a gond. Újabban az ózont az üvegházhatást fokozó gázok között is emlegetik, de az ózonlyuk, az egy másik probléma. A Földet a káros külsı sugárzástól védı ózonréteg helyenkénti elvékonyodását, az ózonkoncentráció csökkenését nevezik ózonlyuknak. Az ózonlyuk keletkezéséért a CFC (halogénezett szénhidrogén) gázokat tartják felelısnek, ezért használatukat betiltották. Ma már nincs CFC gáz a kozmetikai palackokban, a tőzoltókészülékekben, a hőtıgépekben és a növényvédıszerekben sem. Az emisszió kifejezés eredeti értelme kibocsátás, nem feltétlenül környezeti vagy káros értelemben.
Napjaink környezeti ügyeiben viszont valamilyen káros anyag kibocsátását jelenti, például port, kormot, széndioxidot, a kéményfüstök és a kipufogó gázok sokszor mérgezı összetevıit. Az immisszió ezeknek a káros anyagoknak a többnyire mérhetı megjelenése a környezetünkben, például a levegıben, a talajvízben, a növények felületén stb.
A problémát részletezve a gond ott kezdıdik, hogy a bolygónk hımérsékletét nem lehet csak úgy megmérni, mint egy lázas betegét; nincsenek fix hımérséklető pontok, a múltra vonatkozóan nagyon megbízhatatlanok a közvetett adatok (évgyőrők, feljegyzések, jégminták stb.). Ciklikus, szezonális és véletlen ingadozások idısoraiból rendkívül nehéz kiszőrni a tartós tendenciákat. Ha mégis van globális fölmelegedés, akkor sem biztos, hogy antropogén, azaz emberi tevékenység váltja ki.
A sokat vitatott „hokiütı” ábra, amely szerint az utolsó évtizedekben felgyorsult a globális felmelegedés. (http://www.cse.unsw.edu.au) A földtörténetben gyakoriak a meleg és jeges periódusok, bizonyíthatóak a vulkáni por és hamu okozta lehőlések, valamint a nap(folt)tevékenység (radiative forcing) bizonyosan befolyásolja bolygónk hıháztartását. Ma már azt is biztosan tudjuk, hogy a széndioxid mellett a metán és a vízpára legalább olyan hatékony üvegházhatás fokozó (GHG), sıt az aeroszolok és egyéb mikroszemcsék a felhıképzıdésen keresztül szintén alapvetıen befolyásolják a Föld albedóját. A legnagyobb szerepet a hıvisszatükrözésben és elnyelésben a hó és jégtakaró játssza, csak sajnos azt nem tudjuk, hogy a visszacsatolás negatív vagy pozitív. Az albedó a testekre érkezı elektromágneses hullámok visszaverıdési mértékének mutatója, amelyet leginkább csak a látható fény tartományában mérnek, és leggyakrabban az égitestek fényességével kapcsolatban emlegetnek. A fehér (latinul albus, alba) felszín, mint a hótakaró vagy a sarki jégmezık akár 90%-ot is visszatükröznek, míg a Földön a legnagyobb területő óceánok sajnos a napsugárzás nagy részét elnyelik, és főtik az amúgyis éppen túlmelegedı bolygónkat.
jeges felületek csökkenése
pozitív visszacsatolás
felmelegedés
több hıelnyelés
felmelegedés
több párolgás, felhıképzıdés
több havazás, hóborítottság
hı-visszaverıdés
lehőlés
negatív visszacsatolás
A visszacsatolás (feedback), mint rendszerelméleti fogalom annyit jelent, hogy a folyamat önmagát is szabályozza, a kimenete (output) visszahat a bemenetre (input) vagy a folyamat valamelyik közbensı elemére. A pozitív és a negatív változat itt a közbeszéddel szemben nem valami jót vagy rosszat jelent. A pozitív visszacsatolás mindig önerısítı, öngerjesztı folyamat, a negatív visszacsatolás a folyamat csillapítását, kiegyenlítését jelenti, függetlenül attól, hogy az számunkra kedvezı vagy hátrányos.
Pedig, amint az ábrából látható egyáltalán nem mindegy, hogy egy folyamat csillapított vagy gerjesztett-e. Tetszetıs matematikai klímamodelleket könnyebb készíteni, mint a Föld hımérsékletét megmérni. LOMBORG CopenhagenConsensus-a szerint a széndioxid kibocsátás csökkentése szinte megvalósíthatatlan fejlıdés-korlátozó tényezı, valamint nagyon drága, és fıleg évszázadokba telne, mire észrevehetı hatása lenne. A szakértı tudósok szerint a fejlıdı országok ivóvíz és öntözıvíz problémái sokkal súlyosabbak, ezek orvoslásával több életet olcsóbban lehet megmenteni, illetve több ember életminısége javítható ugyanazon az áron. A virtuálisan koppenhágai tudósok szerint egyéb világmegváltó ügyeinkben is a megváltoztatható dolgokra kellene koncentrálnia az emberiségnek; ne a vágyálmaink hanem a költség-haszon elemzések vezessenek bennünket. A helyesen végzett költség-haszon elemzés nem csak a várható ráfordítások és eredmények értékét veszi figyelembe a lehetıségek közötti választásnál, hanem a döntésünkkel kizárt, és így soha meg nem valósuló egyéb változatok elmaradt hasznával is kalkulál, amelyet a közgazdaság opportunity cost vagy újmagyarul lehetıségköltség néven ismer.
Alternatív megoldások Ha a felmelegedés mégis széndioxid eredető, akkor sem bizonyos, hogy a CO2 emisszió korlátozása a megoldás. Ugyanilyen hatékony lehet a széndioxid
mesterséges kivonása a füstgázokból, és a folyékony széndioxid föld vagy a tenger mélyén való tárolása (carbon sequestration). Oláh György Nobel-díjas vegyész szerint a széndioxid a légkörbıl is kivonható, és hasznos vegyületekké alakítható. Sıt kutyaharapást nem csak szırével lehet gyógyítani; más komoly tudósok fontolgatják, hogy talán a kezelés nem csak a széndioxiddal kapcsolatos lehet, hanem például a felhıképzıdés fokozása aeroszolok, kénszemcsék légkörbe juttatásával, amely egyrészt fokozná a napsugárzás hıvisszaverıdését, másrészt árnyékolná a civilizációt. Az is felmerült, hogy ha minden emberi létesítményt tükrözıre vagy legalább fehérre festenénk, akkor a hıt visszaverı autóink, épületeink, útjaink stb. mind hozzájárulnának valamennyire – ha csekély mértékben is – bolygónk hőtéséhez. Földünk klímáját nem csak a civilizációs eredető széndioxid befolyásolhatja, hiszen a vulkáni kitörések, a természetes széndioxid források és az élıvilág is jelentıs kibocsátók. A trópusi óceánok planktonjainak CO2 anyagcseréje egyes számítások szerint nagyságrendekkel meghaladja az emberi civilizációét. Ugyanígy az óceáni termohalin vagy szélhajtotta tengeráramlatok klímahatása is meghaladhatja az antropogén beavatkozásokét. Sıt az óceánok és általában a víz önmagában is fıszerepet játszik a széndioxid elnyelésben és kibocsátásban, a hımérsékletétıl függıen oldott állapotban tartva vagy kibocsátva a széndioxidot.
http://www.notre-planete.info/actualites/actu_784.php Tudományos megfigyelések szerint számos óceáni víztömeg planktonjának széndioxid megkötése csak töredéke a lehetségesnek, annak ellenére, hogy a víz hımérséklete és tápanyagtartalma akár a százszorosát is indokolná. A feltételezések szerint az ok a vashiány, ami viszonylag olcsón, óriási vízfelületen is pótolható, vasszulfátnak hajókról való vízbeszórásával. A jelenleg tízezer négyzetkilométereken kísérletezıket nem csak a környezeti aggodalom vezeti, óriási bevételt remélnek az emissziókereskedelem révén.
Ha a fenti tudományoskodó ellenvetésekkel szemben mégis bebizonyosodna, hogy
van globális felmelegedés, antropogén eredető, az ipari, energetikai és közlekedési széndioxid kibocsátás a kiváltója, akkor az utólag az emberiség legnagyobb piaci kudarcának bizonyulna; “market failure on the greatest scale the world has seen” Sir Nicholas STERN szerint. Ez a piaci kudarc leghatékonyabban korszerő energiagazdálkodással kezelhetı. Az egész világ pazarol az energiával, a fejlıdık (szegények) minden szervesanyagot elégetnek, a fejlettek pedig messze a szükségletek felett fogyasztanak. Magyarország energetikailag a rosszabbak közé tartozik; termékeinkben, szolgáltatásainkban sokkal több az energia a szükségesnél, nagy lángon fızünk, épületeink rosszul szigeteltek, az iparunk és mezıgazdaságunk energiaigényes, jármőveink nagy fogyasztásúak, az energia(hordozók) jelentıs részét importáljuk, kicsi a tárolókapacitásunk, nagy a függıségünk. A tudatos és okszerő takarékosság, a számítógépes folyamat-optimalizálás, a jó idızítés sokat segíthetnek bolygónk „low-carb” diétájában, az energiatakarékos életstílus „lowcarbon lifestyle” megteremtésében. Okos mőszakiak és közgazdák szerint a két legbiztosabb energiatakarékossági intézkedés az lenne, ha jobb hıszigetelést adnánk az épületeinknek, és ha az összes (fıleg hıt termelı) izzólámpát kicserélnénk energiatakarékos égıre vagy világító diódára. Sajnos az Unió által nagy hévvel szorgalmazott innovatív üzleti modell, az emissziókereskedelem, legalább is az elsı éveiben nem váltotta be a hozzá főzött reményeket; lazák voltak a kvóták, nem áramlott a pénz a hatékonyabb CO2-kibocsátás csökkentı beruházásokhoz. Az emissziókereskedelem (ETS = emissions trading system) egy mesterségesen kifejlesztett piaci mechanizmus a széndioxid kibocsátás gazdaságos csökkentésére. A közgazdasági elv szerint a közösség pénzét ott kell felhasználni a széndioxid kibocsátás csökkentésére, ahol az a legnagyobb hatékonysággal megvalósulhat. Ezt lehetıleg ne okos emberek vagy államok döntsék el, hanem a jól mőködı piac. Az elv jónak látszik, elméletileg a piac javíthatja a környezettisztító pénzek allokációját (cap-and-trade), de a gyakorlatban túl alacsonyan szabták meg a résztvevı országok kibocsátási kvótáit (cap), a piac egyelıre nem mőködik. Számos szakértı szerint az adózásos rendszer (tax) hatékonyabb lenne, a fixen megállapított CO2 kibocsátási adók pl. 50 $/tonna biztosabban orientálnák a tisztító beruházásokat.
Az ipari széndioxid-kibocsátás nagy részéért az 5 „piszkos” ágazat a felelıs: az elektromos-energia termelés, az olajipar, a fémfeldolgozás, a papír- és az építıanyag gyártás. Ebbıl az ötbıl is kiemelkedik a szénerımővek kártékonysága, holott jelenleg a szén a legolcsóbb energiahordozó, valamint az USA-ban, Kínában és Indiában, azaz a legnagyobb és legdinamikusabban fejlıdı térségekben is vezetı energiaforrás. Ezért a legnagyobb megtakarítási eredményeket is a szénnel lehet elérni. Világszerte terjed a darabos szén tüzelése helyett a szénpor (PC = pulverised coal) nagy hatékonyságú égetése. Ennél is jobbnak tőnik a szén gázosítása (IGCC = integrated gasification combined-cycle), amelynek során leválasztják a széndioxidot, összegyőjtik és tárolják (CCS= carbon capture and storage). A tárolás történhet az óceánok hideg mélyén cseppfolyósítva, vagy egyéb föld alatti üregekben, felhagyott bányákban, vagy még hasznosabban, a már magától nem mőködı olajmezık nyomás alá helyezésével (EOR = enhanced oil recovery). A szédioxid kibocsátást a felhasznált tüzelıanyag mennyiségére is lehet vetíteni, de még intenzívebb mutató, ha az elıállított energiával vetjük össze. A szén mindenképpen rosszul jön ki, hiszen minden szénatom elégetésekor keletkezik egy széndioxid molekula. A korszerőbb széntüzelésnél viszont több energia nyerhetı, így javul az emissziós mutató. A lignit kisebb hatékonysággal tüzelhetı, viszont külszíni fejtése talán kisebb emissziót okoz. A szénhidrogének (olaj, gáz, benzin) esetében hidrogént is égetünk, a kevesebb széndioxid mellett víz is keletkezik, de sajnos a vízpára is fokozhatja az üvegházhatást. A biomassza és a bioetanol szenet, hidrogént és oxigént is tartalmaz,
az utóbbi miatt csökken a hatásfokuk. G. W. Bush amerikai elnök azért ígérhetett emisszió-intenzitás csökkenést a programjában, mert a dinamikusan növekvı GDP-re vetíti a CO2 kibocsátást.
energiatakarékosság
energia önellátás import függetlenség
hatékonyság
emisszió csökkentés kompenzáció / CDM
Véleményünk szerint több kedvezı tényezı kölcsönhatása kell a sikeres üzleti modellhez, tehát az átfedéseknél van jó esély a megvalósulásra.
Biomassza égetése A legtöbb környezeti szakember által javasolt, és valóban járható út a megújuló energiaforrások szélesebb körő használata, azaz fosszilis szén, olaj és földgáz helyett nap (kollektoros és fotovoltaikus), szél, víz, geotermikus energia és a biomassza égetése. Azonban tudnunk kell, hogy ez a járható út is rögös. A nap, szél, geotermikus és vízenergia berendezései nagyon drágák, gyakran környezetpusztítók, megépítésük is széndioxid kibocsátással jár. Az atomenergiát (ma maghasadásos, késıbb fúziós), a zöld mozgalmak üldözik, számos országban az erımővek leállítását fontolgatják, a kiégett főtıelemek és egyéb radioaktív hulladékok elhelyezése nálunk is problémás, nagy a lakossági ellenállás. A fa, az erdészeti/faipari hulladék és a termesztett biomassza égetése ugyanúgy széndioxid kibocsátó, mint a fosszilis társaik, csak a növények újranövesztésekor a korábbi kibocsátás ismét lekötıdik a friss biomasszában. Tehát európai realitásként marad a mezıgazdasági energia termelés, az olaj és földgázmezıket repce és kukorica táblák válthatják fel. Évezredeken keresztül az erdık fája volt az emberiség alapvetı főtıanyaga, az ipari társadalmakban egészen az erdık kipusztításáig, és a széntelepek feltárásáig. A
kiotói jegyzıkönyv is lehetıvé teszi, hogy a fejlıdı országok ne az ipari fejlıdésük korlátozásával, hanem erdısítéssel tegyenek eleget a széndioxid csökkentési követelményeknek. A tiszta fejlesztési mechanizmusok (CDM = Clean Development Mechanism) közé számító erdıtelepítés a korábbi vizsgálatok szerint karbonsemleges egyenlegő. A tudomány mai állása szerint a trópusokon ez igaz lehet, de ott is csak nagy késéssel, 15 – 20 év után javul a széndioxid megkötési egyenleg, a mérsékeltövi erdıkben viszont valószínőleg végig negatív marad a mérleg, azaz a mi erdeink nem tudnak több szédioxidot megkötni a fatestben, mint amennyi az égetéskor a légkörbe kerül. Másik rossz hír, hogy az erdık a lápok és a kérıdzık között a második legnagyobb metán kibocsátók a Földön. Ennek ellenére Magyarországon az erdıkben kezdıdött a globális felmelegedés elleni küzdelem, eleinte az erdészeti hulladék, majd a rönkfa erımővi égetésével. Az erdészeti kapacitások azonban kimerülıben vannak, a zöld mozgalmak is támadják a fatüzelést. Új energiaforrást kellett keresni, az erdın kívül. Új divat a faültetéses széndioxid kompenzáció (carbon compensation). Az egyik légitársaság felajánlotta az utasainak, hogy a jegyár néhány százalékából erdısítést támogat, a repüléssel járó széndioxid-kibocsátás ellensúlyozására. A vállalat ezt a CSR (Corporate Social Responsibility = társadalmi felelısségvállalás) tevékenysége legszebb példájának tudja be. Hasonszırő ajánlatok azóta számos változatban terjednek, de a józanabb szakértık szerint ez csak annyira hatékony kezelés, mint a középkorban a pénzzel megváltható egyházi bőnbocsánat volt. Hihetıbb hasznosságú az étolaj-multi Bunge brazíliai tevékenysége, ahol óriás sertéstelepek trágyamezıirıl nyerik vissza a széndioxidnál legalább 20-szor károsabb GHG gázt, a metánt, amelyet aztán enregiatermelésre használnak. A kıolaj-multi Shell holland üvegházas kertészeteknek értékesíti az olajfinomítás melléktermékeként keletkezett széndioxidját. A mennyiség egyelıre nem túl jelentıs, de legalább tudatosítja az átlagemberben, hogy a széndioxid nem méreg, nem mindenhol elsıszámú közellenség, hanem a növények legfontosabb tápanyaga, és nagyobbra nı tıle a paradicsom és a szegfő. A borospincében persze továbbra is vigyázni kell, ott halálos is lehet az erjedési széndioxid. Ha üzletileg is hasznosítani akarja valaki ezeket a CDM ötleteit, azaz nem ı maga csökkenti a széndioxid kibocsátását, hanem tesz valamit helyette, esetleg a világ távoli részén, akkor tanúsíttatnia kell az eredményeket. Csak a CER (certified emission reductions) kreditekkel lehet részt venni az ETS kereskedelemben. A világ (egyik) legnagyobb cége a GE „ecomagination” jelszóval keresi a fantáziadús környezetbarát ötleteket, és a hasznosításukra alkalmas üzleti modelleket.
A kézenfekvı ötlet az energiaerdı, azaz gyorsan növı fafajok (főz, nyár, akác stb.) sőrő telepítése, és néhány éves korban, a százéves fákhoz képest mindenképpen fiatalkori betakarítása. A vágás után vagy újratelepítenek, vagy még olcsóbb, ha a sarjakról megújul az erdı. A zúzott apríték eredeti formájában vagy bálákba préselve szállítható az erımővekbe. A gazdaságosságot több helyen próbálják fokozni szennyvíz öntözéssel, amelyhez olyan szennyezett öntözıvizet használnak, amely élelmiszer vagy takarmánynövényeknél nem lenne engedélyezett, itt mégis jól hasznosul a biomassza tömegének fokozására. Új, erre a célra nemesített fafajták fokozhatják a gazdaságosságot, de egyelıre szerények az eredmények. Az igazi erdıvel szemben, amely szinte magától gyarapszik, az energiaerdık több mesterséges inputot igényelnek, ami lerontja a széndioxid mérlegüket. Sikeresen terjedı új energiaforrás az energiafő, az egyszeri telepítéssel évtizedekig kaszálható, nagy biomassza-tömeget termı, természetben talált vagy erre a célra nemesített fő. A fajtatulajdonos cég adja a vetımagot, az évente többszöri kaszáltatással nem engedi a termesztıknek a magfogást, megszervezi a betakarított biomassza átvételét. A kritikus pontok a fő napon való szárítása, a bálázás, a bálák
szállítása az erımővekbe. Sajnos a nap nem mindig süt, így a fő nedves maradhat, ami jelentısen lerontja az égetési hatásfokot. A mesterséges szárítás nagyon drága és széndioxid kibocsátó lenne. A bálázás és a tömörítés mára megoldódott, de még a tömör bálák sem szállíthatók gazdaságosan nagy távolságra, azaz az erımővek közvetlen közelében kell termelni. Ígéretesen versenyzı biomassza növény az energianád. Az üzleti modell ebben az esetben trükkösebb, mert az ajánlott nádfajtának nincs vetımagja, csak vegetatív módon (mikroszaporítással vagy a föld alatti gyöktörzs szétosztásával) szaporítható. A mikroszaporítás nagy gazdasági lehetıség, az ebben jártas kertészeti vállalkozásoknak. A stabil fajta egyrészt nagyobb biztonságot ad a termelınek, hogy tényleg értékes, télálló növényfajtát telepít, és a biomassza tömege is legalább a kétszerese az energiafőének. Másrészt viszont még nagyobb a termelı függése a nemesítıtıl, kialakulhat az ismert piramisjáték, a csúcson a gazdagodó szaporítóanyag elıállítókkal, alul pedig az elszegényedı nád-ültetvény tulajdonosokkal. A 4 - 5 méteresre növı nád évi egyszeri betakarítása a kiszáradás után, késı ısztıl tavaszig folyik, a bálázás itt is megoldott, de a szállítás és az erımővek folyamatos ellátása gondot jelent. A nád lehetne esetleg a téli főtıanyag. Az energiafő és az energianád közös problémája a drága logisztika, mert a kis energia-sőrőségő, nem mindig elég alacsony nedvességtartalmú, az erımővek idıbeli és mennyiségi igényeihez nehezen ütemezhetı, nagyobb távolságra nem vagy csak drágán szállítható, nehézkesen tárolható és bonyolultan készletezhetı a bálázott anyaguk. A termıhely közelében végzett pirolízis esetleg alkalmas az energiasőrőség növelésére. A másik közös gond velük, hogy saját terjesztésükrıl viszont gondoskodhatnak, lehetnek közöttük gyorsan terjedı, más honos növénytársulásokat elnyomó, agresszíven gyomosító invazív fajok és fajták, amelyek megfékezése magától értetıdıen a termesztık feladata. A biomassza-növények égetésénél használják a széntüzelésbıl megfelelı módosítással átvett high-tech (pl. fluidágy) hatékonyságfokozó és szennyezéscsökkentı módszereket. Az energiafőnek már ismerjük az elsı hátrányait; magas szilikáttartalma bevonatot képezett az erımővek tőzterében, amit így rendszeresen tisztítani kell. Az energiafő és az energianád is használható kisebb tüzelıberendezésekben is, de ehhez nem a csak gépesítve bontható bálákat alkalmazzák, hanem a megdarált biomasszából brikettet vagy pelletet préselnek. A brikett arasznyi hosszú, fahasáb mérető, de annál súlyosabb és magasabb energiatartalmú tüzelı, amely többnyire kézi mozgatást igényel, kandallókba, tábortüzekbe való. A pellet csak hüvelyknyi préselmény, gyakran gabonaliszt adalékkal segítenek a formatartásában. A kemény pellet szemcsék alkalmasak a kazánoknál automatikus adagolására is, a tökéletes pellet csúszdákon, boltozódás nélkül adagolható, silókban tárolható, tartálykocsikban „folyadékként” szállítható. A széndioxid mérleget persze alaposan lerontja az alapanyagok szárítása, ırlése, préselése, szállítása. A magas nitrogén- és víztartalmú biomasszát, mint a friss trágya, a törköly, a zöld hulladék és melléktermék, nem érdemes égetni, hanem inkább biogázzá kell alakítani. Az anaerob körülmények között lezajló mikrobiológiai lebontó folyamatok során ugyan sok széndioxid is felszabadul, de jelentıs mértékő metán is keletkezik, amely helyi erımővekben elektromos árammá alakítható. A maradék többé-kevésbé szilárd hulladék komposzt értékő trágya, vagy tovább komposztálható, keverhetı
növényi tápanyagforrás. „Rural fuel”, gépjármő üzemanyag a szántóföldekrıl Üzemanyag elıállításban az elsı ötlet a mezıgazdasági olajtermelés volt, amely talán abból származott, hogy a traktorokat is olaj hajtja. A hazai klíma a repcetermesztéshez nem elég hővös és csapadékos, a hagyományos repcefajták hozama Magyarországon csak fele a nyugati szomszédainkénak. Ezen majd talán a génmódosítás változtathat, szárazságtőrı és magas olajtartalmú repcébıl majd egyszer lehet annyi üzemanyagot elıállítani, amennyit a megtermeléséhez a traktorok, a mőtrágya és növényvédıszer gyártók felhasználnak. A napraforgó a mi arid klímánk alatt is jobban teljesít, de az olaja jól értékesíthetı konyhai alapanyag. A belıle készült margarint viszont a magas transz-zsír tartalma miatt ma már veszélyes élelmiszernek tartják. Kezdetben ez a fıleg növényi eredető olajokból szilárdított mesterséges kence és fızı-zsiradék egyszerően olcsó vajpótlék volt. A több évtizedes marketing munka viszont magasra emelte, igazi egészség táplálék lett belıle, magára valamit is adó ember margarinnal keni a kenyerét és diétásan süt-fız vele. Az emberi hiszékenység végtelen. A margarin az utóvédharcokat a legdrágább médiahirdetéseken vívja, változatlanul szuperegészséget ígérve. Ha mégis megbukik az élelmiszer piacon, akkor üzemanyag még lehet belıle. A cukornövények trópusi körülmények között már bizonyítottak, Brazíliában általánosan használt a közlekedésben a cukornádból készült bioalkohol, amelyet 15tıl 85 százalékban a benzinhez kevernek. Európában a kukorica a nagy reménység, amelynek magas a keményítıtartalma, nagy a területegységre jutó hozama, és az évszázados gabonaalapú alkoholelıállítási tapasztalat (sör, vodka, whisky stb.) miatt valóban elképzelhetı a gazdaságos bioalkohol gyártás. Tudnunk kell azonban, hogy a kukoricatermesztéshez is használunk szénhidrogén hajtású erıgépeket, szénhidrogén alapanyagú mőtrágyákat és növényvédıszereket. Tudományos számítások szerint a felhasznált energia és a kibocsátott széndioxid több, mint ami a kukoricával megtermelhetı illetve a növényi testben megköthetı. Tehát felelıtlenség és tudománytalan olyat állítani,, hogy valamely energianövény termesztése „karbonsemleges” vagy „zéró CO2 kibocsátású”. Ettıl még a mezıgazdának és az alkoholgyárosnak lehet nyereséges a tevékenység, különösen, ha adópreferenciákat élveznek, állami és EU támogatásokat építenek be a teljes folyamatba. Elvileg cukornövényekbıl könnyebb alkoholt elıállítani, mint keményítıbıl. A trópusi országokban valószínőleg a cukornád lesz a slágernövény. Bár a kubai vezér, Fidel Castro szerint bolond ötlet élelmiszerbıl üzemanyagot elıállítani ("La idea siniestra de convertir los alimentos en combustible"), ami egy élelemhiányos országban tényleg így látszik, de ha az energiát több élelemre lehet cserélni, akkor nem olyan rossz az üzleti modell. A mérsékelt égöv alatt a cukorrépának nincsenek elég jó esélyei, és egyelıre a többi gabona sem versenyképes a C4 kukoricával. Ezek a versenyviszonyok viszont hirtelen megváltozhatnak egy sikeres génmódosítással, vagy egyéb innovatív nemesítéssel. A C3-as növények borítják a Föld nagy részét, ısi széndioxid megkötésük miatt érzékenyebben reagálnak a légköri CO2 koncentrációra, nehezebben tőrik az aszályos hıség okozta stresszt. A C4 típus az evolúció során legalább 18 független alkalommal jelent meg a növényvilágban, jobb az alkalmazkodó képességük.
A kukoricából való alkoholgyártás (keményítı- és izocukorgyártás) tipikus melléktermékei a héjat, rostokat és sok fehérjét tartalmazó törköly és a CGF (corn gluten feed) amelyek elméletileg kiváló állati takarmányok vagy takarmánykiegészítık. A valóságban akadnak majd velük problémák. A mai kis mennyiségő szeszgyártás mellett nem gond az elhelyezésük, bıven jelentkeznek az állattartók a kedvezı árú takarmányokért. De ha késıbb több tízezer hektáron terem az „energiagabona”, akkor a sokszoros CGF és törkölymennyiséghez nem lesz elég állat, ami megenné azt. A másik probléma, hogy a hazai klímában nagyon gyakori a gabonafélék fuzáriumos és egyéb penészgombás fertızése, amely a szeszgyártást alig hátráltatja, de a melléktermék takarmányban mikotoxin (fuzariotoxin, ochratoxin stb.) szennyezést okoz, amely mérgezi az állatokat, sıt az azok húsával táplálkozó embert is. Ha a frissen, nedvesen nehezen tárolható szeszmoslékot szárítani kell (DDGS = Dried Distillers Grains with Solubles), akkor az energiaigényes folyamatként rontja a bioalkohol elıállítás széndioxid mérlegét. Ha a gombaméreg miatt egyáltalán nem takarmányozható a törköly, akkor magas hımérséklető komposztálás szükséges, amely szintén széndioxid kibocsátással jár együtt. Az alkoholgyártás elıtt elválasztott gabonacsírából értékes étkezési olajat és magas fehérjetartalmú élelmiszert vagy takarmányt lehet elıállítani. Ma illúziónak tőnik, hogy a 15 - 20 tonna/hektár éves terméső energiafüvet, vagy a 20 - 30 t/ha biomasszát termı energianádat, és még inkább a 7 - 10 t/ha szemterméső kukoricát extenzív körülmények között termesszük. Ilyen testtömeget és gabonatermést trágyázás, rendszeres tápanyagutánpótlás nélkül a mai tudásunk szerint nem lehet fenntartani, a rossz földek szerintünk szóba sem jöhetnek, illetve ilyen esetben jelentıs terméscsökkenéssel kellene számolnunk. A problémát az okozza, hogy a termesztési intenzitás növelésével, az ipari vagy csak szállított anyagok felhasználásával romlik a széndioxid mérleg. A másik illúzió a vidéki munkahelyteremtés; az eddig vizsgált és szóbajöhetı növények mind kevés munkaerıt igénylı, gépesített kultúrák. Kézi munkát az ültetvények telepítésnél, illetve a kukorica gyomirtásánál lehetne használni, de ez csak idıszakos munkaerı igény. Az energia célú kukoricatermesztést persze összehasonlíthatjuk a jelenlegi magyar helyzettel is, ahol millió tonnás tételben termelünk fölösleges takarmánygabonát, amelynek megetetéséhez nincs elég haszonállatunk. Ezért a gabonát adófizetıi pénzbıl, állami és EU támogatással épített raktárakban tároljuk évekig, miközben elveszíti minden takarmányozási értékét, felszaporodnak a mikotoxinos szennyezıdések. Esetleg újabb összegeket emészt fel az intervenciós felvásárlás, vagy az unión kívüli export támogatása. Erre mondhatjuk, hogy az állami és különösen a nemzetközi szervezetek mindig biztos kézzel találják meg a legrosszabb megoldásokat. Ezeknél a bioetanol üzleti modellje csak jobb lehet. A megújuló erıforrások használata elvileg is legalább négy formában ösztönözhetı: tudatossággal, szabályozással, adózással és támogatással. A tudatosság vagy érzelmesebben a környezet szeretete annyit jelentene, hogy például lekapcsolom a fölösleges villanyt, mert tudom, hogy ezzel esetleg megmenthetek egy jéghegyet. Túl távoli a kapcsolat a kettı között, hogy a mai magyar valóságban mőködhessen. A szabályozás vagy standardok bevezetése azt jelentené például, hogy csak energiatakarékos égık forgalmazhatók. Az adózással azt terhelnék, aki nem alkalmazkodik az ajánlásokhoz, a támogatást az kapná, aki betartja a kívánatos szabályokat. Liberális közgazdák szerint az utóbbi három a szoft paternalizmus esete, amely még telitalálat esetén is káros, mert leszoktatja az állampolgárt, a kereskedıt, a beruházót a felelısségteljes döntéshozatalról. Általános szabály, hogy mivel mellékhatások mindig vannak, a beavatkozás ne okozzon nagyobb kárt, mint
amennyi hasznot hozhatna.
A bioetanol Magyarországon már valóság, mert két nagyüzemben máris folyik a gyártás, és állítólag több szeszgyártó kapacitás épül ki a következı években, mint amit a hazai kukoricatermesztés el tud látni alapanyaggal. A gépkocsi benzinbe már ma is szántóföldi eredető, adómérséklı ETBE-t (etil-tercier-butil-éter) kevernek, a korábbi kopogáscsökkentı, ólompótló MTBE helyett. Az EU támogatja a benzinbe további 5,75% energiatartalomra vetített bioetanol bekeverését, ami persze még messze van az E85 üzemanyag 85%-os értékétıl. Ha a biomassza erımővi égetése és a szántóföldi gépjármőüzemanyag termelés is beindul, akkor nagy verseny lesz a két területhasznosító ágazat között a mezıgazdasági földekért és a vállalkozó gazdákért. Az USA-ban már folyik a verseny, sikerült felverni a kukorica árakat, és a többi takarmány, valamint az élelmiszernövények ára is rohamosan nı (agflation) a földhiány miatt. Környezetvédı civil mozgalmak adatgyőjtései szerint a trópusi ıserdık is versenyhelyzetbe kerültek; Brazíliában a cukornád, Indonéziában az olajpálma ültetvényeknek erdıírtással, sıt égetéssel teremtenek helyet.
új belépık pellet és brikett
beszállítók
biomassza erımőben égetésre
villamos erımővek
kogeneráció mezıgazdák cukor
beszállítók
biomassza gépjármő üzemanyagnak
szeszgyárak
etanol
takarmány új belépık
Porter öt erı modelljének megkettızésével próbáljuk érzékeltetni, hogy az energiatermelésre vállalkozó mezıgazdák két versenyring közül válaszhatnak (a helyettesítı termék pozíciójából), hogy szántóikon égethetı biomasszát vagy üzemanyag biomasszát termeljenek-e. Az esetleges harmadik ring az olajnövény termesztés lenne. Természetesen dönthetnek úgy a gazdák, hogy megosztják földjeiket és kockázatukat a két-három ring között, de a méretgazdaságosság miatt ez nem valószínő. Az ábra jobb szélén érzékeltettük, hogy van némi rugalmasság a rendszerekben, ha szerény mértékben is, de diverzifikált a vevıi oldal. A beszállítói oldalon a szaporítóanyag elıállításé lesz a legerısebb alkupozíció, mivel az energiatermeléshez speciális nemesítéső célfajták szükségesek. Ez egyben a mikroszaporításban jártas kertészeknek is nagy lehetıség. Andrew Grove (56-ig Gróf András), az Intel nagyhatalmú és tudós vezére szerint Porter megfeledkezik a hatodik erırıl, a komplementer üzletágak versenyhatásáról. Itt jól megragadható a hatodik erı; széndioxid és globális felmelegedés business nélkül senki nem akarna drága megújuló erıforrásokkal – a kutatáson túlmenıen – a gazdaságban foglalkozni. A jövı a cellulózbontás A ma elıre látható tartós és megnyugtató megoldás az élelmiszertermelésre kevésbé értékes mezıgazdasági területeken folyó biomassza termelés lenne, valamilyen gyorsan növı fával, csodafővel vagy náddal, de akár kukoricával is, ha nem csak a keményítıt tudnánk hasznosítani, hanem az egész növény cellulóz tartalmát, amely a gabonák esetében is ötször, tízszer több energiát tartalmaz a szemtermésnél. Ehhez a második generációsnak nevezett eljáráshoz azonban a konzervatív európai társadalmaknak is el kell fogadniuk a génmódosítást a termesztett növényben, a cellulózt cukorrá és/vagy alkohollá lebontó mikrobák enzimjeiben. Azaz a megoldás kulcsa a biotechnológia, amely egyelıre nagyon távol áll az inkább a biotermelést megkedvelı európaiaktól. Ha egyszer mégis elkezdıdik ez a jövı, akkor a cellulóz alapú bioetanol termék neve talán fatanol lesz, a szellemes angol nevén már emlegetett „treethanol” mintájára. A etanolhoz természetesen nem kell ragaszkodnunk, elméletileg a szesznél nagyobb „energiasőrőségő”, nyomás- és hıállóbb, kevésbé vízmegkötı üzemanyagok (pl. biobután, 2,5-dimetilfurán) is elképzelhetık. Ennél a harmadik generációnál a lényeg az, hogy a meglévı hálózatokhoz minél jobban alkalmazkodó, azaz a dízelolajhoz vagy a benzinhez hasonlóan viselkedı, azokhoz keverhetı, a motorokon kevés átalakítást igénylı hajtóanyagok szülessenek megújuló forrásokból. Az sem kizárt persze, ha az új, nagyon gazdaságosan elıállítható hajtóanyag egészen eltérı tulajdonságú, akkor érdemes a hálózatokat (üzemanyag logisztika, gépjármő motorok stb.) megváltoztatni. Az etanol távolról sem ideális gépkocsi-üzemanyag, az erjesztéses elıállításakor széndioxid keletkezik, a lepárlása energiaigényes, túlságosan párolog (alacsony a forráspontja), a levegıbıl nedvességet szív magába, a benzinnél kisebb az energiatartalma, ezért nagyobb fogyasztás okoz, illetve kevesebb „km fér a tankba”, azaz kisebb a gépkocsik hatótávolsága. A fı elınye, hogy mindennaposan ismert anyag, az emberek értenek a kezeléséhez.
Az erjesztéses gyártási folyamathoz sem kell ragaszkodnunk, más vegyipari technológiával is elı lehet állítani üzemanyagokat, amelyek általános megnevezése BTL (biomass to liquid), sıt néhány amerikai tagállamban szénbıl (CTL = coal to liquid), valamint gázokból, esetleg biogázból (GTL = gaz to liquid) is állítanak elı
gépjármő hajtóanyagot. Sajnos a gazdaságosság egyelıre minden irányban bizonytalan. Az eszmék marketingje A széndioxid–energia üzletág érdekes módon tág lehetıségeket nyújt némi politikai marketingnek is. A környezetvédı és antiglobalizációs mozgalmak támadják Amerikát, és ördögítik az elnököt, amiért Bush nem írta alá a kiotói jegyzıkönyvet. Bush elnök egyik fı tanácsadója pedig az évszázad blöffjének (“the greatest hoax ever perpetrated on the American people”) nevezte a globális felmelegedés businesst, amely nem tudományos érvekkel, hanem ijesztgetéssel próbálja befolyásolni az embereket és kormányaikat. ("much of the debate over global warming is predicated on fear, rather than science") Szerintünk mindkettı erıs túlzás, bár van bennük valami. Mára mindenesetre változott a tényállás, hiszen az USA Brazília után a világ második legnagyobb bioetanol termelıje lett, és így rövidesen túlteljesíti a többi ország kiotói fogadalmait a széndioxid emisszió csökkentésére vonatkozóan. Az USA a kukoricatermelı farmerjeit így nyugodtan támogathatja, egy ideig megússza a WTO (világkereskedelmi szervezet) agrárszubvenciókat üldözı eljárásait. Környezetbarát gépkocsi-üzemanyag szántóföld hasznosítás (set-aside) olajnövény
gabona
emisszió csökkentés repce nemesítés
biomassza cellulóz bontás
ipari üzem biodízel
bioetanol melléktermék hasznosítás
téli üzem gondok ózonlyuk-hatás
többlet fogyasztás kisebb hatótáv
zöld (parkosított, bio, gyermekbarát) benzinkút környezetbarát épület, mosó, játszótér, pelenkázó agrártermékek a kútnál zöldség-gyümölcs választék, bioélelmiszerek zöld fogyasztó, eco-warrior
Az igazán fenntartható megoldás megszületéséig is virágoznak azonban egyéb üzleti modellek. Az egyik az ábránkon is bemutatott „zöld” üzemanyag business, amely az EU ugaroltatási (set-aside) támogatásával kezdıdik, és a környezetbarát, bio-termékeket is áruló benzinkútnál végzıdik. Nagy verseny lesz a részecskeszőrıs szuper-dízelekkel, a földgázos autókkal, az új katalizátorokkal, a hibrid hajtással és az üzemanyagcellákkal. Sajnos a rendszerek nagyrészt inkompatibilisek, így lesz jó pár vesztes. A másik nagy energia-business a vidéki kistelepülések önálló
energiaellátása, helyi erımővekkel, amelyek biztosan sok pénzt hoznak a „cutting edge” technikai berendezések (biogáz-erımővek, faapríték erımővek stb.) gyártóinak, a falunak az uniós támogatás miatt nem kerül semmibe, sıt a kogenerációs (cogeneration = combined heat and power = CHP) elıírások miatt talán még az iskola főtése is megoldódik, viszont a tényleges költségeket a közösség, az EU adófizetıi viselik. A kogeneráció azt jelenti, hogy az erımővek forró gızével áramot termelnek, amelyet a helyi áramszolgáltató köteles átvenni (mostanában nagyon kedvezményes, a „zöld áram” termelését gazdagon támogató áron), az áramtermelésre már nem alkalmas, kevésbé forró vizet pedig például lakások, irodák, gyárak főtésére használják. Ez javítja az erımő gazdaságosságát, mert a meleg vizet egyébként csak visszahőtve lehetne a természetes vízfolyásokba visszavezetni, különben környezetterhelınek számítana. Ma már trigenerációról is beszélnek, ami a melegvíz harmadik hasznosítása, például épületek hőtésére, azaz speciális klímaberendezések energiaellátására. A mezıgazdaság ideális kogenerációs hasznosító lehet; üvegházak, fóliás növényházak, gabonaszárítók jól hasznosítják a melegvizet.
Jó marketing fogásként gyakran „tiszta energia”-ként emlegetik a szélkerékkel vagy napelemekkel elıállított áramot, holott ezek környezeti, gazdasági és társadalmi hatása ugyanolyan tisztázatlan, mint a szántóföldi energiatermelésé. A színvonalas értékelési megoldás az lenne, ha az összes energiaelıállítási technikát azonos szempontok szerint elemeznénk, nem csak a széndioxid kibocsátás szempontjából. Az elsı lépés az lenne, hogy mennyibe kerül például a szélgenerátor anyagainak elıállítása, a tornyok felállítása és üzembehelyezése, a kapcsolódó vezeték kiépítése, az esetleges áramtárolási technikák beruházása, az élettartam végén a létesítmény bontása és hulladékkezelése, azaz a teljes életciklus és a kapcsolódó létesítmények bevonása az elemzésbe. A második lépés a környezeti hatásvizsgálat; ha maradunk a szélkeréknél, akkor például a zajterhelés, a széljárás befolyásolása, a madárvonulások zavarása. A harmadik lépés a vidéki (spill-over vagy extern) hatás, a munkahelyteremtés, a regionális marketing, a tájképváltozás. Végül a lehetıségekkel való jó gazdálkodás, azaz olyasmibe fektettük-e a közösség pénzét, ami tényleg javít a helyzeten, nem vettük-e el valamilyen más, jobb lehetıségtıl a beruházási forrásokat. A legfontosabb az összhang lenne, nem az egyes tényezık optimalizálása. Az a technológia az ideális, amelyik a legtöbb szempont szerint jól teljesít, és nem az, amelyik csak egy vagy néhány tényezıben világszínvonal. A szélkeréknek az energia-business-en kívül is van szerepe, hiszen életbevágóan fontos létesítmény a legelık közepén az állatok itatásához, és a tanyák villamosításában is nélkülözhetetlen. A vezetékes árammal csak nagyon költségesen ellátható területeken, ahol nem érdemes kiépíteni a távvezetéket, ott minden lehetıséget meg kell ragadni az elviselhetı emberi élet- és állattartási körülmények megteremtéséhez. A gazdaságosságtól függetlenül szükség van (akár bioüzemanyaggal hajtott) áramfejlesztı generátorokra, szélerımővekre, melegvizet szolgáltató napkollektorokra, áramot termelı fotovoltaikus napelemekre, korszerő akkumulátorokra vagy egyéb energiát raktározni képes berendezésekre. De ez alapvetıen egy másik üzletág, amely az energiát csak eszközként termeli, a kedvezıbb élet- és munkakörülmények megteremtése érdekében.
Sokan még távolabbra látnak, szerintük a hidrogén gazdaságé a jövı, és minden más megoldás csak (fölösleges) kerülıút. Elméletileg kétségtelen, hogy a hidrogén erımővek, jármővek, tüzelıanyagcellák nem bocsátanak ki széndioxidot, viszont a ma ünnepelt hidrogén-autók hajtóanyaga még szénhidrogénekbıl készül. A fotovoltaikus vízbontás „tiszta” hidrogénje ma még nem gazdaságos, és a fúziós atomerımővek sem mőködnek még. Elképzelhetı, hogy elıbb születik meg a biomassza-cellulózból-hidrogén technológiája, mint az elıbbi tökéletes megoldások.
Irodalom: http://www.copenhagenconsensus.com Stern, Nicholas: What is the Economics of Climate Change? = http://www.hmtreasury.gov.uk Oláh György: A life of magic chemistry. = Fizikai Szemle. 2001./4. Grove, Andrew S.: Only the Paranoid Survive. Doubleday/Currency. 1996. Bálint J. – Gál-Berey T.: Növényi génmódosítások gazdasági és társadalmi hatásai. = Kertgazdaság. 38. évf. 2. szám. 2006. Bálint János – Kupán Edith: A vidék energiája: az olajmezıktıl a gabonaföldekig. = A Falu. (A vidék¬fejlesztık és környezetgazdák folyóirata.) XXI. évf. 4. szám. Tél. 2006. Bálint J. – Juhász M. – Gál-Berey T. – Kupán E. – Holló M.: A kertészet és az agrárium új lehetısége: az energiaágazat. = Kertgazdaság. 39. évf. 3. szám. 2007.
Így hivatkozzon: Bálint J. – Juhász M. – Gál-Berey T. – Kupán E. – Holló M.: Az agrárium új szerepei az energiagazdálkodásban. = Vetésforgó. vetesforgo.hu. 2007.
