Műszaki Földtudományi Közlemények, 83. kötet, 1. szám (2012), pp. 249–257.
EURÓPAI TRENDEK A SZÉN-DIOXID-KIBOCSÁTÁS TERÜLETÉN THE TRENDS OF EUROPEAN CARBON-DIOXIDE EMISSION TIHANYI LÁSZLÓ1, HORÁNSZKY BEÁTA2 Absztrakt: Napjaink egyik legfontosabb környezetvédelmi és energiapolitikai kihívása a klímaváltozás kezelése, mérséklése. Az Európai Bizottság 2011 márciusában jelentette meg „Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású, versenyképes gazdaság 2050-ig történő megvalósításának ütemterve” ajánlását. E dokumentum jövőképe ma még inkább álomnak, mint reális alternatívának tűnik. Azonban fontos kérdés, hogy a szén-dioxid földalatti tárolásának mekkora szerepe lesz ebben a folyamatban. Magyarországon a nagy széndioxid tartalmú gázok termelésével, szállításával és földalatti tároló rétegekbe történő besajtolásával kapcsolatban széles körű technológiai ismeretek, tapasztalatok állnak rendelkezésre. Ha feltételezzük, hogy az uniós energia- és klímapolitika eredményeképpen 2020-ig igény lesz szén-dioxid tárolására kimerült szénhidrogén mezőben Magyarországon is, akkor új távvezetéket kell építeni. A szerzők erre a feltételezett kihívásra keresik a választ. Kulcsszavak: klímaváltozás, szén-dioxid-kibocsátás, Európai Unió, Magyarország. Abstract: Nowadays one of the most important challenges of environmental protection and energy policy is the management and mitigation of global climate change. The European Commission published a communication entitled “A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in 2050” in March, 2011. This document forecasts a vision, which today seems more like a dream, than a real alternative. However underground storage of carbon-dioxide (known as CCS technologies) seems to play an increasingly important role in this process. Hungary has a wide range of experiences and technological knowledge in terms of producing and transporting gases with high carbon-dioxide content and compressing these gases into underground storage layers. Assuming that the Union's energy and climate politics to 2020 will result in a need for carbon-dioxide storage in exhausted oil and gas fields in Hungary, then new transmission lines will have to be built. The authors search innovative solutions for this suspected challenge. Keywords: climae change, carbon-dioxide emission, emission, European Union, Hungary.
1
DR. TIHANYI LÁSZLÓ
[email protected] 2 HORÁNSZKY BEÁTA
[email protected] Miskolci Egyetem, Kőolaj és Földgáz Intézet 3515 Miskolc-Egyetemváros
250
Tihanyi László–Horánszky Beáta
1. A szén-dioxid-kibocsátást befolyásoló tényezők A szén-dioxid egyike azoknak a gázoknak, amelyek üvegházhatást okoznak és befolyásolják a földi klíma alakulását. Az ipari forradalom óta a gazdasági tevékenység és az energiaellátás során egyre nagyobb mennyiségű szén-dioxid kerül égéstermék formájában a Föld légkörébe, aminek napjainkra már mérhető következményei vannak. Az 1997-ben aláírt kiotói egyezmény keretében számos ország vállalta, hogy korlátozza az üvegház-hatású gázok, elsősorban a szén-dioxid-kibocsátását. Napjainkra egyértelművé vált, hogy a nemzetek által önként vállalt kiotói cél elérése nem könnyű, a csökkentés érdekében új eljárásokra is szükség van. Az Európai Unió tagországaiban az évente kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége az 1990-es évi mennyiséghez képest közel 15%-os csökkenést mutat (European Enviroment Agency Database), ami biztatónak tekinthető. Ugyanakkor a tudományos eredmények a klímaváltozás gyorsulására hívják fel a figyelmet, ami további erőfeszítéseket tesz szükségessé. Az elmúlt évtizedekben a kőolaj ára hektikusan változott, de tendenciájában jelentős mértékben emelkedett, és közvetlen hatása volt a földgáz árának a növekedésére is. Ennek a két fosszilis energiahordozónak az áremelkedése erős nyomás gyakorolt az energiahatékonyságra. A technikai-technológiai fejlődés hatására egyre kevesebb energiára van szükség a gazdaság különböző területein. Természetesen az egyes országok esetén jelentős különbségek vannak az elért eredményekben. Elemzésünk célja az volt, hogy áttekintést adjunk a közép-európai országok által elért eredményekről. Elemzésünket az Európai Unió 14 tagországára végeztük el (Ausztria, Belgium, Cseh Köztársaság, Dánia, Egyesült Királyság, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Luxemburg, Magyarország, Németország, , Szlovákia, Szlovénia). A kiválasztásnál a hasonló klimatikus viszonyokat tekintettük alapvető szempontnak. A vizsgált országcsoportban vannak gazdaságilag fejlett és közepesen fejlett országok egyaránt. A vizsgált országok egy része hosszabb, más része rövidebb EU-tagsággal rendelkezik. A kelet-európai országokban 1990 után jelentős gazdasági változás következett be, és ezek az országok az elmúlt két évtizedben váltak az EU tagjává. 2. A teljes szén-dioxid kibocsátás alakulása Egy ország éves szén-dioxid-kibocsátása számos tényezőtől függ, többek között az ország földrajzi helyzetétől, a lakosság számától, a saját és az import energia-forrás lehetőségektől, de fontos szerepet játszik az adott ország gazdaságpolitikája, energiapolitikája és az ezzel összhangban kiépült ipari és energetikai infrastruktúra. A szén-dioxid kibocsátásnál általában három tevékenységi kört szoktak kiemelten vizsgálni: a villamosenergia- és hőenergia-termelést, az ipari tevékenységet, a közlekedést/ szállítást és a lakossági szektor energiafelhasználását. A legnagyobb koncentrált kibocsátó források az erőművek, amelyekben a fosszilis energiahordozókat alakítják át villamos energiává. Erre a szektorra a koncentrált kibocsátó források a jellemzők. Jelentős nagyságú a közlekedési/szállítási szektor kibocsátása és jellemző a kibocsátó források nagy száma, ugyanakkor az egy forrásra jutó kibocsátás viszonylag kicsi. A lakossági szektorban találhatók kombinált hő- és villamosenergia szolgáltató erőművek (Combined Heat and Power),
Európai trendek a szén-dioxid-kibocsátás területén
251
csak hőszolgáltató erőművek és relatíve kis teljesítményű lakásfűtő készülékek, emiatt az egy forrásra jutó kibocsátás széles tartományban változhat. A vizsgált európai országok 2009. évi CO2 kibocsátásának abszolút nagysága és az egyes országokon belül a szektorok szerinti megoszlása nagyon változó (1. ábra). Az öt legnagyobb kibocsátó között Németország áll az első helyen, majd csökkenő sorrendben az Egyesült Királyság, Franciaország, Lengyelország és Hollandia. Általában jellemző, hogy a legnagyobb kibocsátó a villamos- és hőtermelő, továbbá az ipari, a közlekedési és a lakossági szektor. Az ábrából az is látható, hogy az egyes szektorok közötti arányok országról országra jelentősen változnak. Németország 2009. évi kibocsátása több mint tízszerese Magyarország kibocsátásának. 2
million tonnes 0
100
200
300
400
500
600
700
800
Austria Belgium Czech Republic Denmark France Germany Hungary Ireland Luxembourg Netherlands Poland Slovak Slovenia United Electricity and heat production
Industry
Transport
Residential
Other
1. ábra. A szektoriális CO2 emisszió 2009-ben Forrás: CO2 Emissions from Fuel Combustion (2011 Edition), IEA
Az EU DG TREN által 2011-ben publikált adatok fontos információkat szolgáltatnak arról, hogy az egyes országok milyen összetételű „energiamix”-ből állították elő 2009-ben az elektromos energiát (2. ábra). Az erőművekben felhasznált „energiamix” szénből, nehéz fűtőolajból, földgázból, nukleáris fűtőelemből, megújuló energiákból és egyéb tüzelőanyagból állhat. Az ábrán látható, hogy az egyes országok – energiapolitikájuktól függően – preferálják a különböző tüzelőanyagokat. Lengyelországban például a szénfelhasználás megközelíti a 90%-ot, Luxemburgban a földgázfelhasználás, Franciaországban pedig a nukleáris fűtőanyag részaránya meghaladja a 70%-ot. Ausztriában a megújuló energia részesedése nagyobb, mint 60%. Magyarországon a szén, a földgáz és a nukleáris energia részaránya közel azonos nagyságú, de figyelemre méltó a megújulók részaránya is.
Tihanyi László–Horánszky Beáta
252 0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Austria Belgium Czech Republic Denmark France Germany Hungary Ireland Luxembourg Netherlands Poland Romania Slovak Republic Slovenia United Kingdom EU-27 Solid fuels
Petroleum products
Gases
Nuclear
Renewables
Other
2. ábra. Bruttó elektromos energiatermelés megoszlása (TWh %-ában) – 2009 Forrás: CO2 Emissions from Fuel Combustion (2011 Edition), IEA
Látható, hogy az egyes országokban az „energiamix” tükrözi az adott ország természeti adottságait a megújulók területén, és függ a fosszilis energiahordozó készleteitől is. Azokban az országokban, amelyekben nem használnak nukleáris energiát, a szén vagy a földgáz részarányának a növekedése figyelhető meg (Lengyelország, Dánia, Írország). A fosszilis tüzelőanyagok felhasználása során a fajlagos CO2 kibocsátása a szén-fűtőolaj-földgáz sorrendben csökken, a nukleáris fűtőelemek és egyes megújulók (hydro, wind, solar) esetén a kibocsátás zérus (1. táblázat). 1. táblázat A tüzelőanyagok fajlagos CO2 kibocsátása Fuel Patent fuel Other bituminous coal Sub-bituminous coal Lignite Fuel oil Natural gas
Emission (g CO2 / kWh) 890 830 920 940 620 370
Forrás: EU DG-TREN, CO2 emissions by sectors, 2012
Európai trendek a szén-dioxid-kibocsátás területén
253
Az előzőektől eltérő képet mutatnak a hőenergia termelésre használt „energiamix” arányai. A hőtermelésben nem, vagy csak minimális mértékben játszik szerepet a nukleáris energia (3. ábra). A legtöbb országban a szén és a földgáz részaránya a legnagyobb, de egyes országokban a megújulók is fontos forrást jelentenek. Figyelemre méltó, hogy egyes országokban a hőtermelésnél jelentős részarányt képvisel a tüzelőolaj. A villamosenergiatermelésben ennek a tüzelőanyagnak a részaránya elhanyagolható volt. Gross Heat Generation (in % of PJ-GCV) - 2009 0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Austria Belgium Czech Republic Denmark France Germany Hungary Ireland Luxembourg Netherlands Poland Romania Slovak Republic Slovenia United Kingdom EU-27 Solid fuels
Petroleum products
Gases
Nuclear
Renewables
Other
3. ábra. Bruttó hőenergia termelés (PJ-GVC %-ában), 2009 Forrás: EU DG-TREN, CO2 emissions by sectors, 2012
3. A szén-dioxid-kibocsátás indikátorainak változása az elmúlt évtizedekben A szén-dioxid kibocsátás indikátorinak múltbeli trendjének a vizsgálata további fontos információkat szolgáltat az egyes országokról. Az indikátorok közül elsőként az egy főre jutó szén-dioxid-kibocsátás hosszú távú idősorát érdemes vizsgálni.
Tihanyi László–Horánszky Beáta
254
tonnes CO2 / capita
16 14 12 10 8 6 4 1980
1985
1990
Austria France Netherlands
1995
2000
Belgium Germany United Kingdom
4.
2005
2010
Denmark Ireland OECD Europe
ábra. Egy főre jutó CO2 kibocsátás
Forrás: CO2 Emissions from Fuel Combustion (2011 Edition), IEA
A fejlett nyugati tagországok egy főre jutó szén-dioxid kibocsátása 1980 és 2009 között változatos képet mutat (4. ábra). Németország indikátora a vizsgált időszakban folyamatosan csökkenő jelleget mutat. Ezzel szemben Ausztria és Írország egy főre jutó kibocsátása hosszú időn keresztül növekedett, ez a tendencia csak 2005 után változott meg kedvező irányba. Belgium és Hollandia fajlagos kibocsátása szűk határok között változott. Az 1980as évek elején csökkent, majd 15–20 éven keresztül lassan növekedett, végül az utóbbi években csökkent. Franciaország kibocsátása 20 éven keresztül stagnált, az utóbbi években lassan csökkent. Hangsúlyozni kell azt is, hogy Franciaország egy főre jutó szén-dioxid kibocsátása a vizsgált időszakban végig kisebb volt az OECD-EU országcsoport átlagos kibocsátásánál. Az Egyesült Királyság kibocsátása az 1980-as évtizedben stagnált, majd 5 éves átmenet után kisebb értéken ismét egy évtizeden keresztül stagnált, és végül az utóbbi években csökkenés következett be. A közép-kelet-európai tagországokban az 1980-as évek második felében az egy főre jutó kibocsátás 5–7 éven keresztül csökkent, majd azt követően stagnált, végül az utóbbi években ismét csökkent (5. ábra). Kedvezőnek tekinthető, hogy 2000 óta Csehország kivételével a többi ország egy főre jutó kibocsátása nem nagyobb az EU átlagánál. A vizsgált országok közül Magyarország indikátora a legkedvezőbb.
Európai trendek a szén-dioxid-kibocsátás területén
255
18
tonnes CO2 / capita
16 14 12 10 8 6 4 2 0 1980
1985
Czech Republic
1990
Hungary
1995
Poland
2000
Slovak Republic
2005 Slovenia
2010 OECD Europe
5. ábra. Egy főre jutó CO2 kibocsátás
kg CO2/US dollar (2000 prices)
Forrás CO2 Emissions from Fuel Combustion (2011 Edition), IEA
1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1980
1985
1990
Austria France Netherlands
6.
1995 Belgium Germany United Kingdom
2000
2005
Denmark Ireland OECD Europe
ábra. Egységnyi GDP-re jutó CO2 kibocsátás
Forrás: CO2 Emissions from Fuel Combustion (2011 Edition), IEA
2010
Tihanyi László–Horánszky Beáta
256
Az egységnyi GDP-re jutó szén-dioxid-kibocsátás az egyes országok energetikai hatékonyságának az indikátora. A vizsgált időszakban a nyugat-európai országokban kivétel nélkül csökkent ez a mutatószám. Megállapítható az is, hogy folyamatosan csökkent a különbség a vizsgált országok között. Feltételezhető, hogy a csökkenő trendet részben a versenyképességi kényszer, részben pedig a szigorodó környezetvédelmi előírások váltották ki (6. ábra). Az „új” tagországoknál hasonlóan a csökkenő trend és a konvergencia volt a jellemző (7. ábra). Ugyanakkor hangsúlyozni kell, hogy az egységnyi GDP-re jutó kibocsátás 1980as értéke többszöröse volt, mint az előző országcsoportban. A vizsgált közép-kelet-európai országoknak 2009-re sikerült elérni a fejlett országok 1980-as indikátorértékét. A nagyfokú csökkenésre itt is magyarázatot adhat a gazdaságok szerkezeti átalakulása, az energetikai és az ipari technológiák megújulása (7. ábra).
kg CO2/US dollar (2000 prices)
CO2 emissions / GDP using exchange rates 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1980
1985
Czech Republic
Hungary
7.
1990 Poland
1995
2000
Slovak Republic
2005 Slovenia
2010 OECD Europe
ábra. Egységnyi GDP-re jutó CO2 kibocsátás
Forrás: CO2 Emissions from Fuel Combustion (2011 Edition), IEA
5. Összefoglalás Vizsgálatunk során a hasonló klimatikus feltételekkel rendelkező közép-európai országok szén-dioxid kibocsátását vizsgáltuk 1980 és 2009 közötti időszakban. Ebben az időszakban fokozatosan erősödtek fel azok a nemzeti és nemzetközi törekvések, amelyek a klímaváltozás lassítására, illetve megakadályozására irányultak, és a szén-dioxid kibocsátás csökkentését tűzték ki célul. A tudományos eredményekre támaszkodva az országok széles köre kész volt aláírni azokat a nemzetközi szerződéseket, amelyek új irányt szabtak az energetikai kutatásoknak és fejlesztéseknek.
Európai trendek a szén-dioxid-kibocsátás területén
257
Célunk az volt, hogy nemzetközi összehasonlítás keretében – a teljesség igénye nélkül – összefoglaljuk az elért eredményeket. Fontos volt számunkra annak vizsgálata, hogy a közép-kelet európai országoknak 1990 után milyen mértékben sikerült a felzárkózás az EU tagországaihoz a szén-dioxid-kibocsátás területén. Elemzésünkhöz az EU DG TREN összefoglaló tanulmányait, továbbá az EUROSTAT és a Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) adatbázisát használtuk. Az elemzés eredményei alapján az alábbi megállapítások tehetők: • A villamosenergia-termelésben az input „energiamix” nagyon vegyes képet mutat, amely tükrözi az egyes országok adottságait a megújulók területén, az adott ország bizonyított készleteit a fosszilis energiahordozókból, az elmúlt évtizedekben kialakult energetikai infrastruktúráját és hosszú távú energiapolitikáját. • Az egy főre jutó szén-dioxid-kibocsátás a vizsgált fejlett nyugat-európai országokban nagyon vegyes képet mutat 1980–2009 között. Egyes országokban csökkenés, más országokban növekedés, és van ország, amelyben hosszú távú stagnálás figyelhető meg. • Az egységnyi GDP-re jutó szén-dioxid kibocsátás minden országban csökkenő trendet mutatott 1980–2009 között. A vizsgált közép-kelet-európai országoknak 2009-re sikerült elérni a fejlett országok 1980-as indikátorértékét. Ugyanakkor megállapítható, hogy mind a nyugati, mind pedig a keleti országcsoport esetén időben előre haladva folyamatosan csökken az országok közötti különbség. • Magyarország egy főre jutó szén-dioxid kibocsátása kisebb a vizsgált fejlett nyugat-európai országokénál, és kisebb az OECD-EU országcsoportra fajlagos kibocsátási értékénél. • Magyarország egységnyi GDP-re jutó szén-dioxid kibocsátása az előzőnél kedvezőtlenebb képet mutat. Az indikátor értéke a vizsgált kelet-európai országok között a legkisebb, de duplája a nyugat-európai országok átlagos értékének. A nemzetközi összehasonlító elemzés alapján Magyarországnak az elkövetkező években és évtizedekben hatékony lépéseket kell tenni a szén-dioxid kibocsátás területén. Köszönetnyilvánítás „Jelen szakmai cikk a TÁMOP 4.2.1.B 10/2/KONV 2010 0001 jelű projekt részeként – az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.” IRODALOMJEGYZÉK [1] Greenhouse gas emission trends and projections in Europe 2011. European Environment Agency, Report, No. 4, 2011. [2] CO2 Emissions from Fuel Combustion. International Energy Agency, 2011. http://www.iea.org/co2highlights/co2highlights.pdf. [3] EU Energy in Figures, CO2 Emissions by Sector EU DG-TREN, 2010. [4] Key Figures – Market Observatory for Energy EU DG-TREN, 2011. [5] Energy Roadmap 2050 European Commission, COM(885/2), 2011.
