Köztestületi Stratégiai Programok
Áttekintés Magyarország energiastratégiájáról
Köztestületi Stratégiai Programok
Áttekintés Magyarország energiastratégiájáról
Magyar Tudományos Akadémia Budapest, 2012
Az Energiastratégiai Programbizottság tanulmányai alapján szerkesztette: Lovas Rezső
Olvasószerkesztő: Bertók Krisztina
ISBN 978-963-508-617-7
© Magyar Tudományos Akadémia
TARTALOM
Előszó ........................................................................................................................................
7
1. Bevezetés ........................................................................................................................................................
9
1.1. A múlt és a környezet kihatása............................................................................................................. 9 1.2. Válság, bizonytalanság és tervezés....................................................................................................... 12 2. Alapok .................................................................................................................................... 15 2.1. Kimerülő és megújuló energiák ........................................................................................................... 2.2. Az energiaellátás rendszere ................................................................................................................... 2.3. Az erőművek környezeti szempontjai................................................................................................. 2.4. A villamosenergia-hálózat ..................................................................................................................... 2.5. Energiatakarékosság...............................................................................................................................
15 16 18 20 21
3. A szén mint energiaforrás...................................................................................................... 25 4. A szénhidrogének Magyarország energiaellátásában ........................................................... 29 4.1. Világhelyzet ............................................................................................................................................. 4.2. Szénhidrogén-termelés Magyarországon............................................................................................ 4.3. Szénhidrogén-felhasználás Magyarországon...................................................................................... 4.4. Magyarország szénhidrogén-ellátása ...................................................................................................
29 33 35 39
5. Az atomenergia Magyarországon.......................................................................................... 41 5.1. Az atomenergia kockázatai és előnyei ................................................................................................. 41 5.2. Az atomenergia ma Magyarországon.................................................................................................. 45 5.3. Az atomenergia jövője Magyarországon ............................................................................................ 47 6. A megújuló energiák Magyarországon................................................................................................. 51 6.1. A biomassza ............................................................................................................................................ 6.1.1. A szilárd biomassza ....................................................................................................................... 6.1.2. A biogáz .......................................................................................................................................... 6.1.3. Teendők........................................................................................................................................... 6.2. A geotermikus energia és a környezeti hő.......................................................................................... 6.2.1. A közvetlen hasznosítás................................................................................................................ 6.2.2. Hasznosítás hőszivattyúval........................................................................................................... 6.2.3. Teendők........................................................................................................................................... 6.3. A napenergia ........................................................................................................................................... 6.4. A szélenergia ...........................................................................................................................................
52 53 55 57 57 58 60 61 62 64
5
6.5. Vízenergia és vízgazdálkodás................................................................................................................ 6.5.1. Energiatermelés ............................................................................................................................. 6.5.2. Energiatárolás................................................................................................................................. 6.6. Energiapolitikai összefoglaló ................................................................................................................
65 66 70 72
7. Célok és eszközök .................................................................................................................. 75 Irodalom .................................................................................................................................... 79 Energiastratégia Köztestületi Stratégiai Program..................................................................... 83 A kiadvány készítésében részt vettek ........................................................................................ 85 A képek forrásai......................................................................................................................... 87
6
Előszó Az Akadémia Energiastratégiai Munkabizottságának az a feladata, hogy segítse egy nemzeti energiastratégia megszületését és karbantartását. Ezt a célt azzal kívánja szolgálni, hogy a tudomány szakmai szempontjai szerint végiggondolja az ország energiagazdálkodásának lehetséges és kívánatos jövőjét, és rövid, közérthető és egységes tanulmányban összefoglalja. Mivel az energetikai beruházások évtizedekre szólnak, a stra-tégiának is évtizedekre kell szólnia, ám ez nem zárja ki, hogy a stratégiai tanulmány a sürgős teendőkre is figyelmet fordítson. Ugyanakkor úgy gondoljuk, hogy egy energiastratégiát nem lehet kőbe vésni, hiszen a környezet – a tudományos és technikai ismerethalmaz, az energiaárak és a politikai háttér együttese – gyorsan változhat. Ebben a tanulmányban a tudományosan megalapozott józan elveket igyekszünk követni, és a divathullámokat a valóságnak és véges tudásunk szilárd részének a tükrében próbáljuk értékelni. Eközben tudatában vagyunk annak, hogy az energiapolitikának figyelemmel kell lennie az emberek érzelmeire, akiknek hangulatát nap mint nap átmossák az új hírek, amelyek nem mindig megbízhatók, és a közvetítés nem mindig elfogulatlan. A munka gerincét az energiatermelés és -felhasználás különféle formáinak áttekintése és előnyeiknek, hátrányaiknak a tárgyalása adja. A szakmai megalapozottság remélhetőleg nem zárja ki az érthetőséget. A szakmai szempont az energiatermelésnek és -fogyasztásnak nemcsak a technikai oldalára, hanem közgazdasági és ökológiai vonatkozásaira is utal. Az energiahordozókhoz való hozzájutás nem pusztán üzleti, hanem politikai tényezőktől is függ. Nem taglaljuk a kívánatos energiagazdálkodás politikai hátterét, de eltekinteni sem tudunk tőle. A gazdasági fejlődés bizonytalanságaihoz a politika további kockázatokat ad hozzá, amelyekkel számolnia kell az energiastratégiának is. A kötelező elővigyázatosság technológiai „sok lábon állásra” int. Megköveteli, hogy a nemzetgazdaság az energiaforrások sokféleségére épüljön. Felértékeli a hazai erőforrásokat, és többféle külföldi beszerzési forrás bevonására és többféle beszerzési útvonal kiépítésére ösztönöz. Az energia mellett figyelmet fordítunk az energiatermelésben, -átalakításban használható eszközök, berendezések hazai gyártási lehetőségeire is. A jövő energiatermelését a mai kutatás befolyásolhatja döntően. Ezért a kifejtésben megemlítjük a hazai kutatásoknak és a rájuk épülő fejlesztéseknek azokat a területeit, amelyektől azt várjuk, hogy döntő hatással lesznek energetikai technológiánk jövőjére, és amelyeken a magyar kutatói-fejlesztői társadalom is dolgozik. A javasolt intézkedéseket, valamint a hazai kutatást, technikai fejlesztést és gyártást célzó lényeges megállapításokat a tanulmány végén (7. fejezet) külön is összefoglaljuk.
7
Az energetika és az energiapolitika egészéről közérthető formában Vajda György adott átfogó képet.1 Az energetikai ismeretekben való egyetemi szintű és mélységű elmélyedéshez Büki Gergely tankönyveit (5, 6, 7, 8) ajánlhatjuk. A jelen tanulmány nem törekszik tudományos alaposságra. Nem gyűjtöttük össze az egyes energetikai technológiák mértékadó külföldi irodalmát, és nem hivatkozunk rá. Ugyancsak nem törekedtünk a világ vagy Európa energiapolitikai manifesztumainak áttekintésére. A traktátum szövege jórészt az Energiastratégiai Munkabizottság tagjainak kifejezetten ehhez a tanulmányhoz készített dolgozatain alapul. E dolgozatok némelyike már megjelent cikk formájában, a többihez pedig az Akadémia honlapján lehet hozzáférni (9). Tekintettel a megújuló energiafajták jelenlegi kiemelkedő jelentőségére erről a témakörről megjelentettünk egy részletesebb kiadványt is a Köztestületi Stratégiai Programok sorozatban (10). A közérthetőség és a hozzáférhetőség döntő szempont volt a többi hivatkozott cikk kiválasztásában is. Az Akadémia energiastratégiai tevékenységének fontos fejezetei jelentek meg nemrég a Magyar Tudomány című folyóiratban és egy másik kiadványban is (11). A jelen tanulmány olyan területeket is érint, amelyeket a környezetről és az éghajlatról (12), valamint a vízgazdálkodásról szóló (13) akadémiai stratégiai tanulmányok részletesebben tárgyalnak. Köszönet illeti a szerzőket áldozatos munkájukért és az Energiastratégiai Munkabizottság minden tagját, akik ötleteikkel, kritikai észrevételeikkel járultak hozzá a munkához. A szerkesztő köszöni Pápay József akadémikusnak, hogy tanácsaival segítette a bizottság munkáját. A kéziratot 2011 júniusában zártuk le. Lovas Rezső
1
8
Az energiapolitika tudományos, gazdasági, környezeti és társadalmi aspektusait veszi sorra Energiapolitika című munkájában (1). Az energetikát megalapozó tudományos ismereteket Energiahasznosítás című könyvében foglalja össze (2). Az energiaforrásokról és energiahordozókról az Energiaellátás ma és holnap című könyvében ad képet (3). Az energiatermelés és -fogyasztás történetét és társadalmi hatásait Energia és társadalom című könyvében tekinti át (4).
1. Bevezetés 1.1. A múlt és a környezet kihatása Amióta tudjuk, hogy a Föld gömbölyű, számolnunk kellene azzal, hogy mérete és az életet tápláló forrásai végesek. A 20. században felgyorsult népszaporodás és technikai fejlődés folytán egy-két emberöltő alatt elértük, hogy lassan valóban beleütközünk a végesség korlátaiba (14). Mai életvitelünket csak azzal tudjuk fenntartani, hogy nagy ütemben használjuk azt az energiakészletet, amelyet a Nap az élővilág közvetítésével sok száz millió év alatt a Földünkön felhalmozott. Elegendő élelmiszert például csak műtrágyázással tudunk elő állítani, amelynek gyártása rengeteg energiát (és értékes nyersanyagot) igényel. Ez csak egy ideig tartható fenn. Kétségtelen tény, hogy az emberiség mai életmódját lehetővé tevő források tekintélyes része belátható időn belül kimerül, vagy erősen megdrágul, és ez mindenekelőtt az energiaforrásokra igaz. Ugyanakkor a fogyasztással termelődő égéstermékeket és szemetet a természet körfogása nem képes ártalmatlanná tenni. Noha elképzelhető, hogy néhány évtized múlva az emberiség elvben kimeríthetetlen „tiszta” energiaforráshoz jut – az atommagfúzió kecsegtet ezzel a lehetőséggel –, az addig megtermelt energia káros melléktermékei velünk maradnak. És ha valóban lesz is korlátlan mennyiségű tiszta energia, az nem válik egy csapásra az emberiség közkincsévé. Az embereknek elemi érdekük ezért, hogy a pazarlást visszafogják, és kevésbé szennyező energiatermelési módokra álljanak át. A kémiai égés hatására a légkörben a szén-dioxid egyre dúsul. Az ENSZ által működtetett Éghajlat-változási Kormányközi Tanács (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) szerint (15) ez a Föld egészére kihat, és az üvegházhatás erősítésével melegebbé teszi a Föld éghajlatát. Megállapításukat főként arra alapozzák, hogy éghajlati modelljük csak akkor tudja a 20. század végén tapasztalt globális melegedést reprodukálni, ha a szén-dioxid-dúsulást a modellbe beépítik. Ezzel a következtetéssel az egész világon sok szakértő egyetért, általános konszenzusra azonban soha nem jutottak, és az utóbbi években növekszik azok száma, akik nem értenek vele egyet. Mintegy 900 tudós írta alá azt a Manhattan Declarationt (16), amely egy 2008-ban tartott tudományos konferencia résztvevőit követve kategorikusan szembehelyezkedik az IPCC állításaival. Hasonló vélemények Magyarországon is megjelentek (17, 18, 19, 20, 21, 22).2 Tény, hogy a légkör szén-dioxid-tartalmát az emberiség az ipari forradalom óta növeli. A Föld átlaghőmérsék-
2
A kétely azóta erősödött meg, amióta közismertté vált, hogy az IPCC némely képviselői etikátlan eszközökkel próbálták saját elképzeléseiket érvényre juttatni és tudományos ellenlábasaikat hitelteleníteni (23, 24).
9
lete a különféle mérések egyöntetű eredménye szerint (25) a 20. században vitathatatlanul növekvő irányzatot mutatott, 1970 után egyre nagyobb mértékben. Az éghajlat változásai – melegedései és lehűlései – azonban végigkísérték a Föld történetét, és a közelmúltat jellemző megfigyelt melegedésnek is számtalan egyéb – természetes – oka is lehet.3 A Föld hőháztartása azonban túl bonyolult ahhoz, hogy bizonyosan tudhatnánk, a szén-dioxid-dúsulás milyen szerepet játszik az átlaghőmérséklet alakulásában. Sajnos nem ismerünk olyan mechanizmust, amely emberi léptékű időtartamon belül számottevő mennyiségű szén-dioxidot tudna kivonni a légkörből. A zöld növények fotoszintézise is csak annyi szén-dioxidot köt meg, amennyi a növény elégetésekor szabadulna föl, és nincs az az erdősítés, amely ellensúlyozni tudná a rengeteg fosszilis ásvány elégetését. Ezért ha az éghajlatváltozást valóban mi okozzuk, akkor ezzel az egész Föld ökológiai egyensúlyát toljuk el, ez pedig az emberi civilizációt, saját utódaink életfeltételeit veszélyezteti. Felelősségünk tudatában akkor is elővigyázatosságra, tehát az ásványkincsek eltüzelésével járó energiatermelés visszafogására kell törekednünk, ha nincs is perdöntő bizonyíték rá, hogy a jelenlegi melegedést az ember okozza. Szem előtt kell azt is tartanunk, hogy a fosszilis energiahordozók készlete véges, és ha kimerüléssel földi léptékben egyelőre nem is, de árdrágulással mindenképp számolnunk kell ma is, holnap is. Ha ezt tesszük, összhangban maradunk az Európai Unió környezetvédelmi politikájával. Magyarország számára ráadásul előbb-utóbb gazdaságilag is kifizetődő lehet a fosszilis energiák felhasználását csökkentő sokféle energiatermelés meghonosítása. Ugyanakkor országunknak helyt kell állnia a nemzetközi versenyben, és a helytállás csak a mindenkori jelen érdekeit szem előtt tartva lehet sikeres. Ma az Európai Unió elmaradott perifériájához tartozunk, és
3
A természetes magyarázatot keresők főbb érvei a következők (26): 1. Az IPCC érvei elméleti modellen alapulnak, amelyben legalább egy vitatható elem van: a levegő szén-dioxid-tartalmának hatását a melegebb levegőben megnövekedő vízpáratartalom egy légből kapott faktorral erősíti. (Az üvegházhatást valóban legnagyobbrészt a vízpára okozza, és a szén-dioxid legfeljebb erősíti. De a vízpára képes kicsapódni, és ilyenkor hatása a szén-dioxidéval ellentétes. Azt azonban nem tudjuk megbecsülni, hogy a pára hányad része csapódik ki.) 2. Az IPCC által használt modell a történelem jól ismert korábbi éghajlatváltozásaira nem ad magyarázatot. (Kr. u. 1000 körül például a vikingek Grönlandon gabonát termesztettek. 1400 és 1750 között a holland festészet tanúsága szerint Európa kis jégkorszakot élt át.) Az IPCC szakemberei nem vesznek tudomást arról, hogy a Föld átlaghőmérséklete mindig is egyszerre több periódusú ingadozást mutatott, és ebbe a tendenciába a 20–21. század is illeszkedik. 3. A földtörténet során az átlaghőmérséklet valóban párhuzamosan változott a szén-dioxidtartalommal, de a szén-dioxid-tartalom változása nem megelőzte, hanem szisztematikusan követte a hőmérsékletét, ez pedig fordított okozatiságra utal. 4. Az IPCC nem magyarázza meg az óceánok hőmérsékleti ingadozásának gyakran egymással ellentétes fázisát, pedig a Föld átlaghőmérsékletének változási mechanizmusában az óceánok szerepe döntő lehet. 5. Az IPCC a hűvös 1950–60-as évekre hamis magyarázatot adott. 6. A léghőmérsékletet befolyásolja a csapadékképződés, azt pedig a levegő ionizáltsága. A hőmérsékleti ciklusokban ezért bizonyosan szerepet játszik a levegőnek a kozmikus sugárzás okozta ionizációja, amelyet pedig nagyobbrészt a csaknem periodikus naptevékenység szabályoz. Az IPCC modellje erről nem tud. 7. Kb. 2000 óta a felmelegedés megtorpanni látszik, és erről az IPCC eddig nem vett tudomást.
11
elsőrendű érdekünk, hogy ledolgozzunk hátrányunkból. Az ország energiaellátása a gyenge természeti adottságok és az utóbbi hat évtized egyenetlen politikája miatt ma igen sérülékeny. Ez kompromisszumokra késztethet bennünket. Miközben az EU előírásaiban testet öltő távolabbi jövőt is szem előtt tartjuk,4 elsősorban mégis Magyarország energiabiztonságát kell megteremtenünk, mégpedig holnapra. Ezért az EU előírásait csak akkor célszerű túlteljesítenünk, ha nem ellenkezik a nemzetgazdasági érdekkel.
1.2. Válság, bizonytalanság és tervezés A jelen munka szövegének véglegesítésekor a pénzügyi világválság már kevéssé érezteti hatását, de az arab világot felforgató politikai válság annál inkább, a mű kiadásakor pedig már az európai pénzügyi válság uralja a gazdasági légkört. Az energiapiac forgandóságát a kőolaj ára tükrözi legjobban (1.1. ábra [28]). A 2008 szeptemberét megelőző kb. két év alatt a kőolajárak megduplázódtak, és ez némi késéssel maga után vonta a földgázárak soha nem látott emelkedését is. A jelenség arra látszott utalni, hogy elértük a világ energiatermelésének határait. Az olajár emelkedésétől – úgy tűnik – teljesen függetlenül kipukkadt a pénzügyi léggömb. A részvényárak megfeleződtek, megharmadolódtak, és ekkor az olaj ára a két évvel korábbinál is alacsonyabb értékre zuhant. Azóta újra a 2008-ashoz hasonló csúcs felé araszol. A világgazdaság valóságos jelenségeit azonban a spekulációk rejtik el. A részvényárak felverése érdekében egyeseknek érdekük lehet az energiaforrások bőségének látszatát kelteni, a termék árának feltornászása érdekében viszont érdekük lehet a szűkösség fenyegető közelségének előrevetítése is. Így igen nehéz megállapítani, hogy az energiaárak emelkedése az energiaforrások szűkösségének közelségét mutatja, vagy csak a spekulánsok tevékenységének eredményességét. Csak két dolog bizonyos. Először is az, hogy az energiaforrások árának nagyfokú bizonytalanságával egyre inkább számolni kell. Másodszor pedig az, hogy néhány évtizedes távlatban a hagyományos kőolajkészletek valóban kimerülnek (lásd 4.1. fejezet), és az olcsón kitermelhető olaj fogytával a termelés költségei emelkednek. Valóságos körülmények és az azokból táplálkozó lélektani tényezők hatására az árak meredek emelkedésére kell számítani. Az eddigi energiaválságoknak politikai, háborús és spekulációs okai voltak. Akármi legyen is azonban az ok, országunk igen sebezhető. Kevés a saját energiaforrásunk – a hagyományos és az alternatív is –, túl nagy a gázimport súlya, erőműveink jó része kis hatásfokú, és energiafelhasználásunk pazarló. Emellett villamosenergia-termelésünkben kevés az olyan kiegyenlítő elem, amely az igényekhez könnyen tud alkalmazkodni. Ma tehát az energiastratégiának meg kell mutatnia, hogyan tudjuk csökkenteni a függőségünket. Ennek érdekében az energiatermelést és -fogyasztást komoly beruházásokkal kell korszerűsíteni. A rend-
4
12
Az EU előírásai valójában messze nem elegendők ahhoz, hogy a fosszilis tüzelőanyagok fogytával beköszöntő nem is oly távoli jövőre (27) felkészítsenek.
szerváltás óta – nagyrészt a régi nehézipar tönkremenetele miatt – az energiaproblémák nem tartoztak az ország legfontosabb gondjai közé. Az állam az energiaszektor nagy részét eladta, és az energiával kapcsolatos kérdések megoldását a piacra bízta. Maga az állam leginkább csak nyomorenyhítő intézkedésekkel avatkozott be, ez pedig csak fokozza az egyoldalú gázrautaltságot. Az orosz gázszállító monopolhelyzete megerősödött, és az állami energiamonopólium magánmonopóliumok kezébe került. Ez a politika nem folytatható tovább. Átfogó energiastratégiára és kemény, következetes politikára van szükség. Az energiapolitikának komoly igényprognózisokra kell támaszkodnia. Törvényi előírások, közgazdasági ösztönzők és közvetlen állami segítség vagy beavatkozás útján kell a stratégiát érvényesíteni. Továbbra is támaszkodni kell a magántőkére, de a beruházási politikában az állami résztulajdon adta jogosítvány felhasználásától, sőt végső esetben az államosítástól sem szabad visszariadni. Mivel a nem hagyományos energiaforrások kis erőművekben használhatók fel, ösztönözni kell a kis- és közepes vállalatok megjelenését az energiaágazatban is. A fogyasztás helyett a takarékosságra lehetőséget adó beruházásokat kell
1.1. ábra. A Brent-kőolaj árának alakulása az utóbbi években
13
2. Alapok szubvencionálni.
2.1. Kimerülő és megújuló energiák A zárt fizikai rendszerek teljes energiája megmarad. Az egyik energia értéke persze megnőhet a többi rovására: az ilyen folyamatot az energia átalakulásának, átalakításának szoktuk nevezni. Az energiaátalakulások általában nem tetszőleges irányban mennek végbe. A természet folyamatai maguktól egyfajta kiegyenlítődés, strukturális egységesülés felé tartanak, és ez szabja meg a zárt rendszer fejlődésének az irányát. Például egy forró test felmelegíti a környezetét, miközben maga a test ugyanolyan hőmérsékletre hűl le. Az ember számára az az energia hasznos, amely rugalmasan átalakítható más típusú energiává. Rendszerint a koncentráltan felhalmozott anyagokhoz kötött energiák hasznosak. Az energia felhasználása vagy elhasználódása olyan meg nem fordítható folyamat, amelynek során egy jól átalakítható energiafajta többé-kevésbé átalakíthatatlan energiává alakul át, például egy energiahordozó elég, vagy két hőtartály hőmérséklet-különbsége kiegyenlítődik. Ilyen értelemben tehát a természet energiái idővel elhasználódnak, kimerülnek: szigorúan véve nincs energiamegújulás. A megújuló energiákként számon tartott energiákat kimeríthetetlennek tűnő energiaforrások táplálják. A Földön található legtöbb energiahordozó forrása a Nap. A Nap sugarai milliárd éveken át állandóan érik a Földet, és a Föld is sugároz, úgyhogy a Föld korántsem zárt rendszer. A Napot az a „nukleáris égés” (egyfajta atommagfolyamat, fúzió) fűti, amelynek során a Napban levő hidrogénatommagok héliummagokká egyesülnek. A Nap energiája százmillió évek alatt építette fel a földi ásványi (fosszilis) energiahordozókat. Ezek a folyamatok ma is tartanak, de az ásványi energiahordozók égetése sok nagyságrenddel gyorsabb. A fosszilis energiák ezért merülnek ki. A Nap azonban bizonyos energiaforrásokat gyorsan táplál, és ezek a termelődésük ütemében el is használódnak: kisugárzódnak, elrothadnak, szétszóródnak. Ezeket az energiákat az ember is képes befogni és saját céljára „elfogyasztani”. Az ilyen energiaforrások közé tartozik nemcsak a közvetlenül hővé vagy villamos energiává alakítható napenergia, hanem az elégethető biomassza meg a szél- és a vízenergia is. A másik kimeríthetetlennek tetsző energiaforrásunk a Föld belseje. A földhő ugyan lokálisan kimeríthető, de a Föld egészének hőtartama nem. A Föld belsejét atommagfolyamatok, főleg nehéz radioaktív atommagok bomlásai fűtik, szintén milliárd éveken át, és a Föld hője megcsapolható. A Nap melegéről, a szél- és a vízenergia folyamatos termeléséről a természet maga gondoskodik, a biomassza bizonyos fajtái azonban emberi beavatkozás nélkül nem „újulnak meg”. A Pennine-ok kopár részei és a dalmáciai hegyek többé már nem erdősíthetők. A felégetett őserdők sem születhetnek változatlan formában újjá, és ki tudja, hogy a hazai rossz hatásfokú erőművekben elfüstölt fák helyére ültetnek-e újat. Az energianövénynek is használt kultúrnövények műtrágyázás nélkül nem hoznak jó termést, a műtrágya
15
gyártása pedig igen energiaigényes. Kétséges tehát, hogy ezek a források nevezhetők-e megújulóknak. Természetesen a biomassza elégetése is szén-dioxidot termel, de csak annyit, amennyit a körforgásban újratermelődő biomassza ismételten megköt. A biomassza égetése tehát akkor tekinthető természetkímélőnek, ha a természetes körforgásba fenntartható módon beleilleszkedik. A megújuló energiaforrásokat ugyanis az teszi környezetkímélővé, hogy nem termelnek szén-dioxidot vagy legalábbis nem többet, mint amennyit előzőleg elfogyasztottak. Természetesen teljes élettartama alatt (beleszámítva az építés és a bontás idejét is) semmilyen erőmű nem nélkülözheti a szén-dioxid kibocsátását, hiszen például az anyagát alkotó acélok gyártása, az alkatrészek szállítása során egyéb energiákat is fel kell használni. Csak elvi működésük szén-dioxid-mentes. A fő energiaforrások közül eddig nem szóltunk az atomenergiáról. Az atomenergia maghasadáson alapszik, amely az atommagbomlásnak, a geotermikus energia fő forrásának egyik fajtája. A magreaktorokban lévő magok azonban egyenként nem hasadnának el, ha nem sugárzódnának be a többi mag hasadásából szár mazó gyors neutronok lelassulásával előálló lassú neutronokkal. Tehát egy-egy mag hasadása a reaktorban nem spontán módon megy végbe, hanem neutronok idézik elő, de a folyamat egésze magától is lejátszódik, a természetben is, ha hasadásra képes és neutronlassító anyagok megfelelő elegye fordul elő. A ter mészetben előforduló maghasadás is hozzájárul a földhőhöz. Az atomenergia felszabadulása nem kémiai égés, tehát szén-dioxidot nem termel. Az atomenergia szigorúan véve kimerülő energiafajta. Elsődleges üzemanyaga az urán 235-ös tömegszámú izotópja (235U), amely a természetes urán 0,7%-a. Az üzemanyagban ezt az izotópot kb. 5%-nyira feldúsítják. A túlsúlyban maradó 238U sem meddő azonban: neutronbefogással hasadó 239Pu-es izotóppá „újul meg”, amely maga is üzemanyagul szolgálhat. Az U így elvben sokszor „megújítható”, és az eredeti 235 U-nek több mint százszorosa hasítható anyaggá alakítható, egyelőre azonban csak egy „megújítási” (újrafeldolgozási) folyamat technológiája van kidolgozva, és az sem könnyű.
2.2. Az energiaellátás rendszere Egy ország energiaellátása és -fogyasztása számos egymást kiegészítő és egymásra ható elemből áll, amelyek rendszert alkotnak. Az energiaellátás konkrét kérdéseit ezért e rendszer összefüggésében kell vizsgálnunk. Az energiaellátás statisztikai adatai is csak az energiarendszerben értelmezhetők. Az energiát általában nem abban a formában használjuk fel, amilyen formában a természetből nyerjük. A természetből nyert energiát primer energiának, a felhasználás céljára egy vagy több lépésben átalakított energiát pedig végenergiának nevezzük. Tipikus primer energiák az ásványi energiaforrások, a legfontosabb végenergia pedig a villamos energia (2.1. ábra). A földgáz primer és egyszersmind végenergia is. A végenergia a fogyasztóhoz átalakítással, szállítással és elosztással jut el. Egy ország primerenergia-felhasználását és végenergia-igényét gyakran a nemzeti össztermékre vagy a lakosság létszámára vonatkoztatják. Az át-
16
2.1. ábra. Az energiaellátás rendszere
alakítás, a szállítás és az elosztás veszteségekkel jár. Az energiaellátás hatásfokát a felhasznált végenergia és a betáplált primer energia hányadosával mérhetjük. A hatásfok egy-egy energiaátalakító berendezésre, üzemre is definiálható, ez a hatásfok azonban csak ugyanazon fajta primer energiát ugyanazon típusú végenergiává átalakító berendezések hatékonyságának összehasonlítására alkalmas. A termodinamika főtételei miatt a hatásfok nem haladhatja meg az 1-et. Főként a primer energiaforrások jellemzésére hasznos az EROEI-index (energy return on energy invested), amely a kitermelés által eredményezett és a kitermelésbe befektetett energia hányadosa. Befektetett energián itt azt az energiát kell érteni, amely az energiaforrás kitermeléséhez szükséges. A kőolaj EROEI-indexe például egyenlő az elégetésekor felszabaduló energia és a kitermeléséhez szükséges energia hányadosával. Ez lehet nagyobb, mint 1, sőt az energiaforrás csak akkor nevezhető energiaforrásnak, ha nagyobb, mint 1. Az energiatermelés hasznossága szempontjából figyelembe kell venni a szállítási veszteséget is, és a felhasználásnak is van hatásfoka. A végenergia-termelést legközvetlenebbül a végenergia egységára jellemzi. A termelési árnak a primer energia ára mellett tartalmaznia kell a beruházási, az üzemanyag-, a működtetési és a szállítási költségeket és a salakanyag kezelési költségét csakúgy, mint a környezet helyreállításának a költségeit. A termelés mellékterméke lehet a szén-dioxid, amelynek az EU-ban mesterséges – negatív – „ára” van. A primer energiafor-
17
rások és a szén-dioxid ára meglehetősen változó (29). Az átalakító berendezések közül azok a fontosabbak, amelyek hőt és villamos energiát termelnek közvetlenül vagy kapcsoltan (fűtőművek, erőművek, fűtőerőművek és hőszivattyúk), továbbá azok, amelyek tüzelőanyagot nemesítenek vagy finomítanak (olajfinomítók, pelletüzemek). A szállítás és elosztás korszerű létesítményei a vezetékes hálózatok (a földgázhálózat, a villamosenergia-rendszer és a távhőellátás). A tanulmány az energiastratégia áttekintésében a primer energiákat veszi sorra. A Magyarországon felhasznált kimerülő források részben behozatalból származnak. A villamosenergia-importtal voltaképp végenergiát hozunk be, amelynek primer forrása többféle lehet. A statisztikák a fogyasztók szerinti bontásban közlik a fogyasztást: megkülönböztetik a termelőket, a közlekedést, a háztartásokat, a lakosságot (épületeket) és az egyéb energiafogyasztókat. Magyarországon 2008-ban a gazdasági termelés, a közlekedés, a háztartás és az egyebek (pl. szolgáltatások) az összes végenergia-fogyasztás 19,7, 28,2, 32,7, illetve 19,4%áért felelősek (10). Az energiastratégia három fő célja az energiatakarékosság, az energia hatékony felhasználása és az optimális primerenergia-keverék kialakítása. Takarékosságra hazánkban különösen az épületek hőellátásában van lehetőség. Az energiafelhasználás hatékonysága az átalakító, szállító és elosztó rendszerek hatásfokának javításával vagy a hő- és a villamosenergia-termelés kapcsolásával növelhető. A felhasznált primer energiafajták arányait technikai, gazdasági, környezetvédelmi, biztonsági, politikai követelmények együttese szerint kell optimalizálni. Ezek a szempontok ütközhetnek egymással, a reális látásmód kialakítása pedig elengedhetetlen.
2.3. Az erőművek környezeti szempontjai A hatalmas energiák felszabadítása, átalakítása a környezetet nem hagyja érintetlenül, és nem mindegy, mivel és mennyire szennyezi a környezetet (2.2. ábra). A környezettudatos megfontolások már eddig is eredményeket hoztak. Például a sok helyen üzembe állított erőművi füstgáz-kéntelenítők komolyan javították a környék levegőjét. Az erőműveket környezetvédelmi szempontból értékelni csak teljes élettartamuk figyelembevételével értelmes (30). A szélerőmű például nem termel ugyan szennyező anyagokat, de a gyártása sok fémet és energiát emészt fel. A 2.1. táblázat adatai tartalmazzák az erőmű építése és teljes felszámolása során kibocsátott szén-dioxidot is. Ugyancsak fontos a területigény: ebből a szempontból a hőerőművek előnyösebbek a szél- és a naperőműveknél. A felhasznált víz mennyisége inkább csak az erőmű helyszínének kiválasztásában játszik szerepet, hiszen a felhasznált víz nem kell, hogy elszennyeződjön, tehát visszakerülhet a természetes körforgásba.
18
2.1. táblázat. Erőművek becsült szén-dioxid-kibocsátása teljes élettartamuk alatt
Erőműfajta CO2 [g/kWh]
Szén 1000
Földgáz 500
Nap 200
Víz 100
Szél 15
Atom 15
Forrás
[30]
[30]
[31]
[31]
[30]
[30]
Az erőművek telepítése és működtetése közvetett költségeket és károkat is okoz, amelyeket „externáliák” gyűjtőnéven szoktak megnevezni (30). Ilyenek az emberek egészségében, az életfeltételekben és a természetben okozott károk. Ezeket nagyon nehéz pénzben kifejezni, mert áruk értékválasztás kérdése, de feltétlenül szem előtt kell tartani őket. Egyelőre egyedül a kibocsátott szén-dioxidnak van piaci „ára”.
2.2. ábra. Van, ahol az ügyfél maga választhatja ki, milyen módon előállított áramot akar fogyasztani – vagy inkább azt, hogy milyen tarifa alapján számlázzanak neki...
19
Közvetlenül mérhetők viszont a távvezeték-hálózat költségei.
2.4. A villamosenergia-hálózat Az energiarendszer kiemelkedően fontos alrendszere a villamosenergia-hálózat. Ennek szigorúan egységes rendszert kell alkotnia. Egy villamosenergia-rendszer főbb elemei a hálózatvezénylők, az erőművek, a távvezetékek, az energiatárolók, a transzformátorok, az elosztóhálózati vezetékek és a fogyasztók. A termelés és a fogyasztás között minden pillanatban egyensúlynak kell fennállnia; ennek fenntartása elengedhetetlen a rendszer működéséhez. A magyar villamosenergia-hálózat egy európai rendszer része. E rendszerhez tartozás szigorú kötelezettségként rója ránk az egyensúly amúgy is szükséges fenntartását, lehetővé teszi az energiaimportot és -exportot, ugyanakkor biztonságot nyújt abban, hogy hazai üzemzavar esetén egy sokkal nagyobb rendszer tartalékkapacitását lehet mozgósítani. Bünteti azonban az egyensúly zavarait. A hazai nagy termelőegységek mellé a megújuló energiákon alapuló erőművek elterjedésével egyre több kis energiatermelő lép be (pl. szélerőmű és a jövőben esetleg fényelektromos naperőmű is), amelyek teljesítménye az időjárástól függően ingadozik. Az egyensúly állandó fenntartása ezért egyre nehezebb feladat. A jelenlegi szervezetet központosított irányítás jellemzi, amely nem eléggé rugalmas. A villamos hálózat felépítését és vezérlését az elosztott hálózatirányítás felé kell elmozdítani. Ez a fizikai átépítés mellett új mérőrendszereket, az automatikus átkonfigurálás lehetőségét, intelligens terhelésszabályozást, tehát új irányítási elveket és informatikai hálózatot jelent. Nagy rugalmasság érhető el regionálisan tagolt, nem hierarchikus szerkezetben, virtuális irányító központok segítségével, amelyeket automatikus mérőrendszerek és a digitális információs technológia modern módszerei szolgálnak ki. Az ilyen hálózatszervezést gyakran a smart grid (okos hálózat) terminussal illetik (30). Ezekben megvalósítható a fogyasztás időbeli eloszlásának dinamikus befolyásolása is. Amíg azonban az áramellátás zömét nagy erőművek adják, és a nemzetközi kooperációtól erősen függünk, addig a nagy kooperációs hálózatok meghatározók maradnak. A termelés és a terhelés kiegyenlítését energiatárolók segíthetik. A villamosenergia-tárolásnak számos fejlett módszere van, de nagy energiahálózati léptékben eddig csak a szivattyús-tározós vízi erőműveket sikerült gazdaságosan alkalmazni. Mivel ilyen erőmű(vek) létesítése Magyarországon is helyénvaló volna, a 6.5.2. fejezetben részletesen szólunk róla. Az országos hálózat kilengéseit kiegyenlítő nagy teljesítményű tározós erőművek komoly környezetátalakítással járnak, de az elosztott rendszer ingadozásait helyileg kiegyensúlyozó 5–10 MWh energiát tároló kis erőművek lényegében nem okoznának környezetterhelést (30). Kis méretekben az energiatárolásnak számos más előnyös módja is létezik. Ez is a magyar villamosenergiahálózat szerkezetének decentralizálása mellett szól. Lehet, hogy a jövőben az egyik fontos energiahordozó a hidrogéngáz lesz, ha a járműmeghajtásban is meghonosodik. Hidrogént nemcsak vízbontással vagy szénhidrogénekből katalitikus redukcióval, hanem biológiai módszerekkel is nyerhetünk (32). Van olyan elképzelés is, hogy atomerőműveket használjanak közvetlenül hidrogéntermelésre, amely már nagy léptékű
20
megoldás lenne. (Az 5.1. fejezetben említendő IV. generációs erőművek némelyik válfaját ilyen célra tervezik.) Hidrogénből villamos energiát közvetlenül üzemanyagcellákkal nyerhetünk. Az üzemanyagcella olyan elektrokémiai energiaátalakító, amely kémiai üzemanyagból folyamatosan képes elektromos energiát előállítani. Bár hatásfoka ritkán magasabb 70%-nál, a villamosenergia-termelésbe sem hőtani körfolyamat, sem mechanikai energia nincsen közbeiktatva. Az üzemanyagcella nem merül ki, mint egy galvánelem, és feltöltése nem szakaszos, mint egy akkumulátoré. A hidrogén tárolása azonban veszélyes, és ez kétségessé teszi, hogy alkalmas-e energiahordozónak. Van azonban egy hasonló megoldás, amely a hidrogént kiküszöböli: a metanollal (metil-alkohollal) működő üzemanyagcella (33, 34). Ebben metanol katalitikus oxidációja megy végbe híg vizes oldatban, és ezzel elektromos energiát nyerhetünk. A végtermék szén-dioxid, víz, hő és elektromos energia. Ez az üzemanyagcella fordított irányban is működtethető: metil-alkohol vagy más metánszármazék állítható elő szén-dioxid és víz elektrokatalitikus redukciójával. Tehát a cella az elektromos energia tárolójaként működik, amelyből az elektromosság visszanyerhető. A pillanatnyilag felesleges villamos energia metanoltermelésre használható, amely később viszonylag nem nagy energiaveszteséggel újra áramtermelésre fordítható. A metanol tehát az átmeneti energiahordozó szerepét játssza. Ez a megoldás mint a távolabbi jövő egyik ígérete jöhet szóba. Kisebb hálózatrészek egyensúlyának érdekében számos egyéb energiatárolási mód is szóba jöhet (30): hőenergia-tárolás, lendkerekes, kapacitív, akkumulátoros, sűrített levegős energiatárolás stb. Mindez azt erősíti, hogy szükség van a decentralizált, lokális hálózatokká való átépülésre.
2.5. Energiatakarékosság Nem kívánjuk az energiatakarékosságról szóló közhelyeket felsorolni. Nyilvánvaló általánosságként mégis felhívjuk a figyelmet arra, hogy a takarékosság pillanatnyi gátjait rendszerszerűen gazdasági ösztönzőkkel lehet mérsékelni. A későbbiekben számos olyan megoldást ismertetünk, amely a kimerülő energiákban takarékos, ám tekintélyes háztartási vagy közösségi beruházást igényel. Ilyen beruházások akkor tudnak megvalósulni, ha ösztönzik őket. Ösztönözni lehet kötelező építési szabványokkal, de ennél is fontosabb, hogy kifizetődő legyen áttérni a kimerülő energiákat kímélő hőtermelési módokra, és érdemes legyen jó hőszigetelést beépíteni régi és új épületekbe is. A közösségi (pl. társasházi, lakótelepi, községi) beruházásoknak gátat vetnek a szervezési nehézségek is, amelyeket ugyancsak kedvezményekkel lehet kisebbíteni. Ne a földgázfogyasztás kapja a támogatást, hanem a földgáz megtakarítását eredményező megoldások. A takarékosságra elvben bőven nyújt alkalmat a közlekedés és az áruszállítás, de ezeknek az elveknek a megvalósítása nem könnyű. Az új magyar gazdaságpolitika a helyben termelt áruk fogyasztására biztat. Ezt kívánja mindenekelőtt a foglalkoztatáspolitika és a környezetkímélő gazdaság eszméje. Szemben áll vele az
21
áruk szabad áramlásának elve és a nagy kereskedelmi hálózatok beszerzési gyakorlata. A foglalkoztatás növelésének és a környezet megóvásának helyeselhető ösztönzése egyúttal az energiatakarékossághoz is hozzájárul. Az áruszállítás vasútra terelése elsősorban a környezet megóvására nézve fontos. A gyors közlekedés létszükséglet, és a mai Magyarországon legtöbben csak a tiszta és kényelmes közlekedési módokat fogadják el, hiszen sokan megengedhetik maguknak, hogy gépkocsival járjanak. A gépkocsi általában fajlagosan sokkal több energiát fogyaszt, mint a tömegközlekedés,5 ezért a takarékosság a tömegközlekedés népszerűsítésével oldható meg. A személyautó azonban nem csupán a kényelmes közlekedési módok egyike, hanem a mozgékonyság, sőt a szabadság szimbóluma is, ezért az ösztönzés minden módjára szükség van ahhoz, hogy akár csekély eredményt is el lehessen érni. Leghatásosabb talán a környezettudatosságra nevelés. A motorizáció futurisztikus megoldásai (villamos hajtású autók, hidrogénüzemanyag) lehet, hogy kímélik a környezetet, de nem takarékosak. Rossz példa volt az energiatakarékossági intézkedésekre az, ami az Európai Unió rendelete nyomán az izzólámpákkal történt. A kis fogyasztású fénycsövek csak akkor takarékosabbak, mint az izzólámpák, ha hosszú ideig égnek. Sok helyiségben azonban csak rövid ideig tartózkodunk, és azokat nem célszerű kompakt fénycsővel felszerelni, mert az állandó világításra csábít. Izzólámpákra tehát továbbra is szükség van. Szerencsére az átmeneti „betiltás” után újra kaphatók izzólámpák (bizonyára távol-keleti gyártmányúak), így az intézkedéssel mindössze a hazai (és feltehetőleg az egyéb európai) izzólámpa-gyártást sikerült tönkre tenni. A villamos energia gazdaságosabb felhasználását ígéri a szupravezető-technika. A közel jövőben ez a technika még bizonyára túl költséges lesz, mégis, a kiemelkedő magyar kutató-fejlesztő műhelyek miatt, külön figyelmet érdemel. Az ipari bevezetés realitását számos sikeres külföldi kísérleti telepítés és kereskedelmi forgalomban kapható műszer (pl. mágneses magrezonanciás diagnosztikai berendezés, MRI) támasztja alá. A szupravezetők nulla ellenállású elektromos vezetők, amelyekből a mágneses tér kiszorítható vagy amelyekbe befagyasztható. A szupravezető tulajdonságot csak erősen lehűtve mutatják, de vannak olyan anyagok, amelyeknek a szupravezetéshez szükséges hőmérséklete a nitrogén forráspontja (77 K) felett van; az ilyen anyagokat hívják magas hőmérsékletű szupravezetőknek. Villamosipari alkalmazásaik során a zérus ellenállást és/vagy a különleges mágneses tulajdonságot használják ki (35). A szupravezető eszközök versenyképességében fontos tényező az áruk, amely fokozatosan csökken, így várható, hogy ezek az eszközök előbb-utóbb versenytársai lesznek a hagyományos eszközöknek (pl. kábeleknek, generátoroknak, transzformátoroknak). Vannak olyan eszközök, amelyek csak szupravezetőkkel valósíthatók meg (pl. mágneses energiatárolók, passzív stabilis mágneses csapágyazás, biztonsági célú önvezérelt áramkorlátozó egységek, mágneses magrezonanciás orvosi képalkotó berendezések, pályájukon
5
22
Bizonyára a tömegközlekedés vonzerejét próbálják növelni azzal, hogy újabban „közösségi közlekedésnek” nevezték el.
lebegve sikló vonatok [2.3. ábra] stb.). Hagyományos versenytárs híján ezek az alkalmazások adnak legtöbb okot a reményre. Szupravezető mágnest használnak a franciaországi Cadarache-ban az egész világ összefogásával épülő nemzetközi kísérleti termonukleáris (fúziós) reaktorban (ITER) is. A szupravezetős berendezéseket részben magában az energiaiparban alkalmazzák – ott növelik a hatásfokot –, más berendezések pedig az energiafelhasználást teszik gazdaságosabbá. Energiaátviteli kábelekkel kapcsolatosan több sikeres kísérleti telepítést ismerünk. Szupravezetős zárlati áramkorlátozót Magyarországon is fejlesz-
2.3. ábra. Szupravezető mágnesen lebegtetve sikló vonat
2.4. ábra. Energiatárolásra szolgáló szupravezetős lebegtetésű lendkerék modellje (BME)
tettek (35). A mágneses energiatárolás 20 MJ tartományáig reális, a szupravezetős csapágyazású lendkerekes energiatároló pedig – évtizedes távlaton belül – alkalmanként 10 kWh-ig (azaz 36 MJ-ig) (35). Ezek kísérleti példányait (2.4. ábra) ugyan csak megépítették már hazánkban is. A hazai szaktudás ahhoz is elegendő, hogy szupravezető eszközökből (generátorból, transzformátorból, szabályozó rendszerből és energiatárolókból) álló integrált, teljes léptékű kis erőműveket fejlesszenek ki. Egy megújuló primer energiát használó 0,1–10 MW teljesítményű (35) efféle erőmű a jövő törpeerőműveinek legkorszerűbb típusa lehet.
23
3. A szén mint energiaforrás A szén néhány évtizeddel ezelőtt a hazai ipar és a háztartások legfőbb tüzelőanyaga volt. A városok levegőjét főleg a kéntartalmú szén elégetésekor keletkező kén-dioxid szennyezte. A hazai széntermelés az 1960as években évi 31 Mt fölött tetőzött, és akkor az ország primerenergia-fogyasztásának mintegy 60%-át adta (36). A széntermelés akkor leginkább az olcsó szénhidrogénimport korlátlannak hitt lehetősége miatt szorult vissza. 2000-ben kb. 1 Mt feketeszenet, 5 Mt barnaszenet és 8 Mt lignitet termeltünk (37). Mára az épületfűtésből a szén teljesen kiszorult, a feketeszén bányászata lényegében megszűnt, és a barnaszéné sem néz nagy jövő elé. A barnaszenet néhány erőmű fűtésére használják még, de a barnaszén elfűtésére tervezett erőművekben is sok helyen földgázzal vagy biomasszának tekintett fával fűtenek. Lignittel fűtik viszont a Mátraalján a visontai erőművet. A világ széntermelése eközben lassan, de folyamatosan nő, sőt a szén használata az összes megtermelt energia százalékában is növekszik. Jelenleg az összes energiának kb. egynegyede szénből származik (31). A szénkészletek bőségesek, de korántsem kimeríthetetlenek (38, 39). A jelenlegi fogyasztási ütem mellett a pillanatnyilag gazdaságosan kitermelhető szénvagyon másfél-két évszázadig bizonyosan kitart, de a tényleges szénkészlet (a „geológiai vagyon”) egy nagyságrenddel nagyobb is lehet. A szén előnye tehát az, hogy viszonylag bőven rendelkezésre áll, legnagyobb hátránya azonban, hogy egységnyi energia megtermelése során a legtöbb szén-dioxid természetesen éppen a szénből keletkezik. A szénfelhasználás továbbélését Európában részben a sok szenet elégető országok csendes ellenállása, részben pedig a szén komplex vegyipari nyersanyag volta teszi lehetővé. Magyarország számára a következő meggondolások is fontosak. A szénerőművek előnyei közé tartozik, hogy az égésterméket ma már általában a kén-dioxidtól, a portól, a koromtól és ezzel együtt a radioaktív szennyeződésektől megtisztítva eresztik ki, tehát légszennyező hatásuktól ma már kevésbé kell félni.6 A hazai szénnek nagy előnye, hogy nincs kitéve a világgazdaság és a világpolitika szeszélyeinek. A lignitnek hátránya ugyan a kis fűtőérték (kb. 7–10 MJ/kg, amely egyharmada a jó minőségű feketeszénének), de ez víztelenítéssel kissé növelhető, és nagy előnye, hogy a Mátraés Bükkalján külszíni fejtéssel (3.1. ábra) kitermelhető, továbbá készleteink az ország néhány más részén is tetemesek. (A külszíni fejtés sajnos a tájat rombolja, de talán csak ideiglenesen. A közhangulat jelenleg
6 A szén-dioxid nem légszennyező, hanem a levegő természetes alkotórésze, és a növényi fotoszintézis révén a földi élet táplálója. Koncentrációját a levegőben az emberi tevékenység kb. 40%-kal megnövelte ugyan, de még mindig csak 0,39‰, és ez – az üvegházhatást esetleg kivéve – minden szempontból elhanyagolható.
25
nem kedvez új külszíni fejtés megnyitásának.) A becsült hazai készlet 2200 Mt (40); ez a jelenlegi ütemben fogyasztva 200– 400 évig kitarthat. Az erőművek a lelőhely közelébe telepíthetők, így a szállítás olcsó. Hazai munkaerő és nagyrészt hazai technológia hasznosul bennük. Ennek következtében a szénerőművekben megtermelt villamos energia olcsó; alig drágább az atomerőmű ter melte villamos energiánál, amely hazánkban a legolcsóbb (36). Az áram önköltsége a külfejtéses bányászat során 3.1. ábra. Külszíni szénbányászat érintett területek helyreállítását (rekultivációját) is fedezi. Ebből a technikai és biológiai rekultiváció után az eredetihez hasonló vagy akár értékesebb táj, talajtakaró, növényzet is megteremthető. A szénerőművek ellen szólnak viszont a következő körülmények. A hazai mélyművelésű szénbányászat (3.2. ábra) geológiai körülményei nem túl kedvezők; szinte minden területen jelentkezhetnek természetibányászati veszélyek. Számottevő művelhető szénvagyonnal a Mecsekben, a dunántúli eocén területen és Borsodban rendelkezünk. Új bánya vagy külfejtés nyitásának a célszerűsége a többi energiahordozó árának és az európai klímapolitikának a változásától függ.7 Az billentheti a mérleget a szén irányába, ha a hazai energiaforrás felértékelődik, vagy ha az európai politikában az a nézet kerekedik felül, hogy mégsem a széndioxid hibáztatható elsősorban a globális klímaváltozásért. A hazai széntüzelésű erőművek többsége korszerűtlen technológiával termel (a Mátrai Erőmű kivételével), így az áramtermelés hatásfoka alacsony, 27–32% közötti érték (41). Az energiát legnagyobbrészt a szén tüzelőanyagában levő elemi szén elégetése termeli, de az egységnyi hasznosuló energiához tartozó szén-dioxid-kibocsátást tovább növeli a viszony-
7
26
Európa a szén-dioxid elleni harc élharcosa. Az ehhez igazított kormányzati stratégiák pénzbeli vonzatai és a szén-dioxidkvóta rendszere az EU-ban hatalmas tehetetlenségi erőként hatnak, attól függetlenül, hogy a szén-dioxid tartható-e valóban a fő bűnösnek. Ezzel szemben Kína és India nem veszi komolyan a szén-dioxid veszélyét, és az Egyesült Államok is csak a demokraták kormányzása óta ad hitelt neki. Ám közelgő fordulatra utal, hogy a Képviselőház 2011. február 19-én megvonta a támogatást az IPCC-től.
lag alacsony hatásfok is. Ezért fajlagosan több széndioxid szabadul fel, mint a szénhidrogén(földgáz-) tüzelésű erőművekben. Ma már vannak olyan csúcstechnológiák, amelyek lehetővé teszik a hőerőművek által megtermelt szén-dioxid (mintegy 90%-ának) befogását, és elvben a szén-dioxid tárolása is meg oldottnak tekinthető (42, 43). Igaz, nincs bizonyíték rá, hogy az erre a célra bárhol a világon használt geológiai formáció örökre magában tudja tartani a szén-dioxidot. A megkötés különféle módjai azonban 30–40%-kal növelik az erőművi beruházás költségeit, miközben a hatásfok legalább 10%-kal romlik (44). Kísérletek mutatják, hogy tengermélyi geológiai tárolókban a cseppfolyós szén-dioxid tartósan együtt marad (43), és valószínű, hogy kimerült olaj- és gázkutakba is lehet úgy szén-dioxidot préselni – nem csekély energia elhasználása árán! –, hogy ne illanjon el.8 Magyarország számára csak szárazföldi megoldások kínálkoznak. A Mol, a Mátrai Erőmű és az Eötvös Loránd Geofizikai Intézet szakembereinek előtanulmányai és kísérletei szerint geológiai 3.2. ábra. Mélyművelésű bánya adottságaink erre kedvezők, és van esély a sikerre (44, 45). A magyar földtani és bányászati szakértők egyöntetűen amellett törnek lándzsát, hogy a szén-dioxid-tárolás hazánkban megvalósítható, és a lignit termelte áram a Mérnöki Kamara véleménye szerint (46) olyan olcsó, hagy a szén-dioxid-leválasztás költségnövelő hatását is elviseli. A földgáztárolásra is használható „leművelt” (gyakorlatilag kimerült) földgázmezők mellett sós vizes föld alatti rezervoárok, sőt kitermelésre alkalmatlan széntelepek is számításba jöhetnek. A megvalósításra vonatkozó szándék azonban a Mátrai Erőmű (Visonta) tervezett 500 MW-os blokkjához kapcsolódott volna, de ezt 2010 októberében bizonytalan megtérülésére és hosszú távú rentábilitásának kockázataira hivatkozva levették a napirendről. A lignitalapú áramtermelés sokkal olcsóbb lenne, ha a szén-dioxid leválasztását, elszállítását és tárolását nem kellene elvégezni.
8 Az ipari léptékű szén-dioxid-tárolás élharcosa, Norvégia 2010 májusában azonban legalább négy évre elhalasztotta úttörőnek szánt szén-dioxid-tároló létesítményének megvalósítását a felmerült műszaki nehézségekre hivatkozva.
27
Látható tehát, hogy a lignitalapú energiatermelésnek komoly geopolitikai előnyei vannak, ám alkalmazása ellentmond a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésének. Van azonban egy olyan mód, amellyel a két kívánalomnak bizonyos mértékig egyszerre lehet eleget tenni: az erőművi hatásfok növelésével. Mint láttuk, széntüzelésű erőműveink hatásfoka alacsony (AES Borsod: 23%; AES Tiszapalkonya: 25%, Bakony: 26%, Mátra: 32%, Vértes–Oroszlány: 27% stb. [41]). Önmagunkat és az EU-t hitegetjük azzal a rossz átmeneti megoldással, hogy ezekben az erőművekben fát (úgymond biomasszát) is égetnek. Így a jobb sorsra érdemes fát is rossz hatásfokkal füstöljük el. Egy korszerű füstgázmosásos lignittüzeléses erőmű hatásfoka 38–43% lehet, a közeljövő technológiája elérheti a 45–50%-ot, a 2020 utáni időkben pedig van remény az 50–63% elérésére is (39). Ilyen nagy hatásfokot ultraszuperkritikus nyomású, nagy hőmérsékletű és nagy teljesítményű erőművekben lehet elérni. A kétszer akkora hatásfok nemcsak energetikai nyereség, hanem azt is jelenti, hogy ugyanakkora elektromos energiát feleannyi szén-dioxid-termelés árán állítunk elő. Sajnos azonban a mátrai új lignitfűtésű egység tervének feladása azt mutatja, hogy a jelenlegi adó-, ár- és támogatási viszonyok mellett a beruházás egyelőre túl kockázatos. Ám ha végképp nem sikerül megmenteni a hazai lignitalapú energiatermelést, az országot komoly veszteség éri. Összefoglalóan azt mondhatjuk, hogy a hazai szénvagyonból távlatilag elsősorban a lignitre lehet építeni. A lignit elégetése – mint minden széné – szén-dioxidot termel, de a szén-dioxid-termelés csökkenthető. Magyarország számára a szén-dioxid megkötése és tárolása lehetségesnek látszik, de nem túl kecsegtető, mert drága lenne. Kevesebb szén-dioxid kibocsátását a megkötés helyett a rossz hatásfokú régi erőműveket felváltó korszerű erőművek építésével célszerű elérni. A szén-dioxid befogadására vonatkozó beruházási döntés gazdaságossága néhány évre előre nehezen ítélhető meg, a jó hatásfokú új erőművekbe való befektetés viszont jó néhány évvel később is bizonyosan gazdaságos lesz.
28
4.A szénhidrogének Magyarország energiaellátásában 4.1. Világhelyzet Manapság a világ által felhasznált energiának mintegy 60%-a szénhidrogénekből származik. Többéves időszakot figyelve azt látjuk, hogy a kőolaj aránya lassan csökken (2008-ban kb. 37%), a földgázé pedig nő (2008-ban 23%) (47), az abszolút fogyasztást tekintve pedig (a válságos 2009-et kivéve [48]) mindkettő lassan növekszik. A fogyasztás növekedése ma már túlnyomórészt az OECD-n kívüli országoknak tulajdonítható (28), nyilvánvalóan az új ipari óriások (Kína, India, Brazília stb.) igényei folytán. Az ő növekedésükhöz különösen sok szénhidrogénre van szükség, és ez nemcsak a felhasználás kisebb hatékonyságának, hanem gazdasági szerkezetüknek is tulajdonítható. Az olaj a járművek üzemanyagának mással nehezen helyettesíthető alapanyaga, a gáz pedig háztartási célra, áramtermelésre és járműüzemanyagként is kényelmesen felhasználható energiaforrás. Fogyasztásuk a világon 2030-ra együttesen akár másfélszeresére nőhet, arányuk pedig a teljes energiafogyasztáson belül valószínűleg még 2030-ban is meghaladja az 50%-ot. Ez 2050-re csökkenhet 20% alá az olajtermelés csökkenésének következtében, miközben a földgáztermelés még mindig nő (28). Az olaj és a földgáz is szerves tengeri üledék – elhalt planktonok kémiailag átalakult maradványa –, amely sok száz millió év alatt halmozódott fel. A Nap energiája termelte a földtörténet során, és nem egészen 200 éve egyre növekvő ütemben fogyasztjuk. Vajon meddig tartanak ki a készletek? Technikai okokból az olajvagyonnak átlagosan csak kb. 30–40%-a termelhető ki, a gázvagyonnak pedig 70–80%-a (47). A kitermelhető készlet aránya erősen függ a technológiai fejlődéstől, de további fejlődést egyre nehezebb elérni. Annál fontosabb az ez irányú kutatás-fejlesztés (28). Azt várják, hogy az olajkészlet a jelenlegi 35%-kal szemben 2050-re 45–50%-os mértékben kitermelhető lesz. A kitermelés mennyisége egyelőre követi az igények növekedését, vagy éppen csak telítésbe ment. A tapasztalat azt mutatja, hogy a kitermelés üteme az újonnan felkutatott készletek mennyiségével nagyjából párhuzamot mutat, de időben eltolva. A kitermelt mennyiség már az 1980-as évek óta meghaladja az újonnan feltárt készleteket, és ez arra utal, hogy vagy közel vagyunk a termelés lehetséges maximumához, vagy már túl is léptünk rajta. Van olyan vélemény is, hogy az olajbőség csökkenésének látható jelei egyelőre nem a készletek megfogyatkozását, hanem csupán az olajtermelők gazdasági érdekeit tükrözik (24). Gazdasági nehézségeik miatt a beruházási kedvük csökkent, de további áremelkedés hatására a beruházások
29
megélénkülése és ezzel a kínálat növekedése várható.9 A készletek nagyságának becslése objektív okokból 30%-nyira bizonytalan, és a kimerülő készletek kitermelésének lassuló üteme sem becsülhető meg pontosan.10 A becslések azt mutatják, hogy ha azonos ütemű fogyasztást feltételeznénk, a jelenleg gazdaságosan kitermelhető „igazolt” olajkészletek kb. 40 évig tartanának ki, a gázkészletek pedig 60 évig (28). Várhatóan sikerül újabb készleteket felkutatni, és ezeket termelésbe vonni, ez pedig az olaj- és a gázkészletet a becslések szerint 80, illetve 130 évre megnöveli (49). Természetesen a fogyasztási ütem növekedésével ezek az időtartamok megrövidülnek. Mivel a földgázfogyasztás üteme a kőolajfogyasztás növekedési sebességének kb. háromszorosával növekszik, a földgázkészlet hosszabb kimerülési időtartama jobban megrövidülhet. A szükségletek és a készletek várható növekedését figyelembe véve úgy becsülik, hogy a kőolajkészlet várhatóan 45 évig, a földgázkészlet pedig 85 évig tart ki (28), ebben azonban nagy a bizonytalanság (4.1. ábra).
4.1. ábra. A kőolaj- és a földgáztermelés várható alakulása a mai kitermelt mennyiségekhez képest (100%) 9
10
Az 1990-es években érvényesülő alacsony olajárak mellett a kitermelés csak a Közel-Keleten és Nyugat-Afrikában lehetett gazdaságos, és a kutatás-fejlesztés mindenütt elmaradt. Paradox módon a túl magas olajár sem előnyös, mert kutatás-fejlesztés nélkül is van extraprofit (28). Ezekre az objektív okokra telepednek rá a spekuláció okozta bizonytalanságok. A termelők felhajthatják az áraikat, ha rájátszanak az erőforrások szűkösségére. Egy-egy olajmező értéke viszont a tulajdonos vagy koncesszióban termelő cég részvényárában is kifejeződik, ez pedig a készletek túlbecsülésére ösztönzi őket. E kettősség miatt a spekulációs hatásnak még az előjele is bizonytalan, és ingadozhat is.
31
A szénhidrogén-mezők kimerülésével a termelés egyre drágul, a környezetre pedig egyre ártalmasabb. Különösen a tengeri fúrótornyok veszélyesek. A Mexikói-öbölben 2010-ben történt baleset okozta olajszennyezés a Föld eddigi legnagyobb természetszennyező katasztrófájának a méretét öltötte. Sokkal kevesebbet hallunk az elillanó földgáz okozta ártalmakról. Egy becslés szerint az Oroszországban kitermelt földgáznak legalább 5%-a elillan (50). Márpedig a metán üvegházhatást okozó képessége a szén-dioxidénak sokszorosa.11 Valószínű, hogy ez a becslés túlzott, de az is valószínű, hogy a földgázbányászat metánkibocsátása nem hanyagolható el. A világ szénhidrogén-termeléséhez a közel-keleti országokat és néhány további olajban gazdag országot tömörítő OPEC 40%-kal járul hozzá (28). A Föld olajvagyonának birtoklásában az OPEC-országok még nagyobb arányban részesednek (47, 48, 28, 49, 38). Hagyományos kőolajból a Közel-Kelet országaiban vannak igen nagy készletek, valamivel kevesebb, de tekintélyes készletei vannak Oroszországnak, Venezuelának és Nigériának. Földgáza legtöbb Oroszországnak van, de valamivel egyenletesebb eloszlásban a Közel-Kelet, Közép-Ázsia és Afrika számos országában léteznek exportálható készletek. A szénhidrogén-fogyasztás legnagyobb mértékben Kínában és Indiában nő, és ez gazdasági felemelkedésük velejárója. Az árakat (lásd 1.1. ábra) a piac mellett politikai meggondolások, a szállítók monopolhelyzetének foka és a termelő országok gazdasági monokultúrájával kapcsolatos gazdasági szempontok is erősen befolyásolják. 1973 óta az olaj politikai fegyverként is használatos. A Szovjetunió széthullását a 90-es évek elején az Egyesült Államok azzal gyorsította fel, hogy Szaúd-Arábiát rávette olajtermelésének időleges, de igen erős fokozására, és ez levitte az olajárakat. Az olajexport bevételére nagyban támaszkodó Szovjetuniót ez gyengítette meg (52, 24). Az utóbbi néhány évben Oroszország és a gazdaságilag gyengélkedő, de befolyása alatt álló szomszéd államok között a gázcsap a viták rendezésének szokásos eszközévé vált. A gázhiány réme azonban Közép-Európa országainak kordában tartására is igen alkalmas. Az európai szénhidrogénkészleteket és -igényeket összevetve (28) világosan láthatjuk, hogy sok ország ki van szolgáltatva a szállítóknak, de Magyarország az európai országok között is különösen sérülékeny. A ma szokásos módokon kitermelt olaj- és földgázvagyon mellett léteznek nehezebben kitermelhető szénhidrogénkincsek is: az olajhomok, az olajpala, továbbá a földgázhidrátok, a széntelepekhez kötődő metán és a tömör kőzetekbe szorult, nehezen felszínre hozható gázkészletek (53). Az ilyen szénhidrogénekből a globális vagyon sokkal nagyobb, mint a „konvencionális” szénhidrogénekből (28). Amíg a hagyományosan termelt szénhidrogén olcsó volt, ezekre kevés figyelmet fordítottak. Ma már azonban – 35 US $-os hordónkénti áron – Kanadában megoldották az olaj kivonását a bitumentartalmú olajhomokból, amely-
11
32
A pontos mérték függ attól, hogy az egyszer kibocsátott gáz hatását hány évre számítják. Mivel a metán élettartama az atmoszférában viszonylag rövid (kb. 12 év), hatása rövid időtávon belül nagy, például 20 évre számítva 72-szerese a széndioxidénak (51), ám hosszabb idő alatt gyorsan csökken.
ből hatalmas készleteik vannak, és ennek köszönhetően Kanada ma a második legnagyobb olajkészlettel rendelkező országnak számít Szaúd-Arábia után (49). A kitermelés is megindult. Az Egyesült Államokban kis áteresztő képességű kőzetekből is jelentős gázmennyiséget nyernek ki. Az észak-amerikai gáztermelésnek már ma is több mint fele nem konvencionális készletekből származik, és e hányad növekedése folytán egyre növekszik (54). Az Egyesült Államok ennek köszönhetően önellátó lett, és ez a gáz világpiaci árát hosszú ideig alacsonyan tarthatja (54). A többi nem konvencionális szénhidrogén-hordozó termelésbe vonásáért jelentős kutatás és fejlesztés folyik. A növekvő kereslet növeli a szénhidrogénekben gazdag országok nemzetközi jelentőségét, és ez számos regionális és világméretű konfliktus forrása lehet. Egy kicsi és kiszolgáltatott országnak fel kell készülnie a konfliktusok okozta piaci bizonytalanságokra.
4.2. Szénhidrogén-termelés Magyarországon Magyarországnak van mind kőolaj-, mind földgázvagyona, de a szükségleteknek mindkettőből csak viszonylag kis részét tudja megtermelni (28). A szénhidrogén-kitermelés az 1930-as években vált számottevővé, és mára mindkettő túljutott a csúcson (4.2. ábra). Az olajtermelés csúcsidőszaka az algyői termelés felfutásától, 1960-tól 1990-ig tartott; ekkor évi 1700–2000 kt kőolajat sikerült felszínre hozni, azóta azonban a kitermelés fokozatosan évi kb. 700 kt-ra csökkent. A gáztermelés is 1960 körül kezdett meredeken felfutni; 1975 és 1990 között évi 7 Gm3-es értékkel tetőzött, amely azóta 3 Gm3-re csökkent. Az évtizedek során kitermelt kőolaj teljes mennyisége 100 Mt-ra rúg, a földgázé pedig 220 Gm3-re. A még kitermelhető kőolaj mennyiségét 18 Mt-ra, a földgázét pedig 80 Gm3-re vagy egy jó nagyságrenddel nagyobbra teszik, attól függően, hogy a makói árok készletét beleszámítják-e. A jelenleg ismert készletek a kőolaj esetében 23 éves, a földgázra 22 éves termelési élettartamot valószínűsítenek a jelenlegi ütem mellett. Ha a makói készletet sikerül a felszínre hozni, természetesen a földgázkészlet élettartama megsokszorozódik. A termelés csökkenése részben a lelőhelyek fokozatos kimerülésével magyarázható, de összefügg azzal is, hogy a kutatási és termelési célú fúrások száma a rendszerváltás óta tizedére csökkent. Ezt részben ellensúlyozta, hogy vízszintes fúrásokkal és egyéb korszerű technológiák bevetésével sikerül a kihozatali arányt javítani. Nyilvánvaló, hogy a termelés szintjének a fenntartása több kutatást, beruházást igényelne. A beruházásnak és a termelésnek a csökkenése összefügg azzal is, hogy az Algyőn kitermelt anyag vízhányada egyre nő. Az ottani kőolajtermelés során felszínre hozott folyadéknak ma már 93%-a víz, amelyet részben vissza kell sajtolni a termelőrétegbe, és ez is növeli a költségeket. A termelés csökkenését tehát a gazdaságossági megfontolások befolyásolják, amelyek mögött természeti adottságok és műszaki problémák is meghúzódnak. Hazánkban vannak ígéretes „nem konvencionális” szénhidrogén-lelőhelyek is. A mecseki szenekhez kapcsolódó gázkészletből (38, 28) valószínűleg 140–170 Gm3 metán termelhető ki. Ezt valószínűleg kifizetődő
33
4.2. ábra. Az évenkénti hazai olaj- és a földgáztermelés kilotonnában (kt), illetve kt-olaj-egyenértékben (javított)
34
lenne kiaknázni. A hírhedt makói gáz 4000–6500 m mélységben található, 400– 1200 Gm3 mennyiségű, ám az igen kevéssé áteresztő kőzetből egyelőre aligha nyerhető ki. De a hasonló típusú földgáztárolók termelési technológiája fejlődés előtt áll, és ez remélhetőleg előbb-utóbb lehetségessé teszi a makói gáz kitermelését is. A Bakonyban éretlen olajpala (alginit, 4.3. ábra) található, amelynek szervesanyag-tartalma szilárd tüzelésű erőművekben elégethető. A szénhidrogén-termelés növelése érdekében érdemes 4.3. ábra. Alginit lenne fokozni a földtani szénhidrogénvagyon felderítését, feltárását. A kőolaj-termelési technológiák fejlesztése ugyancsak elsőrendűen fontos. A termelő vállalatok technológiai fejlesztéseit adópolitikai eszközökkel is ösztönözni lehetne. Olyan technológiákat kell kidolgozni, amelyek a szokásos módokon ki nem termelhető lelőhelyek feltárására alkalmasak.
4.3. Szénhidrogén-felhasználás Magyarországon Ma az ország a primerenergia-szükségletének 24%-át olaj, 46%-át pedig földgáz felhasználásával elégíti ki (28) (4.4. ábra).12 Az olaj zömét mindig is a közlekedés használta fel (manapság 65%-át [28]), bár az 1974ben bekövetkezett olajárrobbanás „begyűrűzéséig” olajtüzelésű erőműveket is építettek, és az egyedi olajfűtést is népszerűsítették. A nyersolaj drágulását az olajjal fűtők számára azzal tették elviselhetővé, hogy a fűtőolaj árát lényegesen alacsonyabban tartották, mint a kémiailag lényegében azonos dízelolajét. Ez a 90-es évek első felében maffiabűnözés kialakulásához vezetett, amely „olajszőkítés” néven vált hírhedtté.
12
2009-ben olajból 6,86 Mt, földgázból 13,20 Gm3 volt a fogyasztás. Eközben a hazai termelés 0,75 Mt-t, illetve 3 Gm3-t tett ki, tehát a hazai termelés a szükségleteknek mintegy 11, illetve 23%-át fedezte.
35
4.4. ábra. A hazai kőolaj- és a földgázfogyasztás, a termelés és behozatal összegére bontva
36
Ez végül tarthatatlanná tette az ésszerűtlen differenciálást, emiatt megszüntették a kétféle olaj megkülönböztetését, és ez az olajfűtés visszaszorulásához vezetett. Az erőműveket pedig aránylag könnyű volt más fűtésre (főleg gázra) átállítani. Ma az olajfűtés és az erőművek együtt is csak 2%-ot képviselnek az olaj felhasználásában (28). A földgáz viszont a mai napig tartja kiemelkedő szerepét a hazai fűtésben. Aránya a gázzal termelt távhővel együtt 80% fölött van (55). A földgázfelhasználás Magyarországon az 1960-as évek óta terjedt el egyre nagyobb mértékben, részben a fellendülő hazai termelésre, de főleg a szovjet–magyar gázszállítási szerződésekre alapozva. A városi fűtésben uralkodóvá vált, és ennek köszönhetően igencsak javult a városi levegő minősége. A házgyári programot és az azt követő lakásépítési kampányokat is az olcsó földgázra alapozták. A földgáz alacsony ára miatt – minden előrelátást, sőt a józan észt is sutba dobva – a házak hőszigetelésén és a fűtési rendszereken takarékoskodtak. Az akkor korszerűnek mondott fűtési rendszerekben a fűtőtesteket többnyire nem lehetett egyedileg szabályozni, ez pedig pazarló és egészségtelen is. A helyi központi fűtéses új lakótelepeken a házak rossz hőszigetelése miatt a fűtés eleve is drága volt, a távfűtéses házak fűtése viszont azért lehetett olcsó, mert az elpazarolt energiát az állam szubvencionálta. Az eredmény mára az lett, hogy a háztartások energiafelhasználásának 74%-a gáz vagy gázból származó energia; ebből 58% közvetlen helyi gázfelhasználás (fűtésre, vízmelegítésre, főzésre), 5% a villamos energia gázból származó része, és 6% a távhő. A gáz nemcsak épületek helyi vagy távfűtésére, hanem erőművek fűtésére is alkalmas. A mai (2007-es) adat szerint a földgáz termeli a hazai villamos energia 38%-át, a fűtőolaj pedig 1,5%-át (41). A gáz ára a 80-as évektől kezdve emelkedik gyorsabban, mint az infláció. Ennek ellenére a gázellátás elterjesztését tovább erőltették. A 90-es évek elején – a PHARE program segítségével – a gázvezeték-hálózatot nagymértékben kiterjesztették, és ebből az ország legszegényebb vidékei is részesültek. Ezeken a vidékeken azután sok házat nem is csatlakoztattak rá a földben nyugvó vezetékrendszerre, mert már a csatlakoztatás költsége is meghaladja a családok tekintélyes hányadának teherbíró képességét. Ennek ellenére ma már a települések 93%-ában van gázhálózat (56), és a háztartások 80%-a be van kötve a helyi gázhálózatba (28). A „gondoskodó állam” bevezette a gázár támogatását az alacsony jövedelműek számára. Az emelkedés azonban csak kb. 2000 óta rohamos, amióta Oroszország megtanulta, hogy monopolhelyzetét hogyan kell kihasználnia. A tömegek jövedelme alig emelkedik, és így a gázfűtés és a gázalapú központi fűtés széles rétegek számára csapdának bizonyult, de a kormányzat, sőt a gázszolgáltatók számára is, hiszen a gázártámogatást vagy annak átalakított változatát nem merik eltörölni. 2009-ben bevezették azt, hogy a távfűtés is támogatást kap forgalmiadó-kedvezmény formájában, de még így is sok család van,
13
Az alacsonyan tartott árakat esetleg a gázhálózat karbantartása, fejlesztése sínyli meg, jóllehet az országos és a helyi gázhálózatok műszaki színvonala eredetileg jó, irányítástechnikája korszerű (volt) (56).
37
amely képtelen fizetni a fűtési számlát. Távlatilag a távhő hatósági ára sem megoldás.13 Így még mindig dobáljuk ki a közpénzt a rövidlátó elképzelések nyomán kialakított kommunális hálózatok miatt. A gázár emelkedése a válság idején lelassult, de okunk van rá, hogy azt higgyük, a válság után a tendencia folytatódik. Magyarországon, csakúgy, mint az Európai Unióban, a gázforgalmazás oligopólium kezébe került, a szabad szállítási kapacitás is kevés, ezért nem várható, hogy a szabaddá tett piac lényeges áresést idézne elő (56). A földgáz a metánmolekula (CH4) aránylag kis széntartalma és nagy fűtőértéke miatt a fosszilis tüzelőanyagok közül a legkevesebb szén-dioxidot termeli. Emellett jól szállítható, és égetése kevés melléktermékkel jár. A földgáztüzelésű erőművek modernebb változatai jó hatásfokúak, és hatásfokuk kevésbé romlik, ha csökkentett teljesítménnyel dolgoznak, ezért valamennyire kiegyenlítő feladatra is alkalmasak. A földgáz előnyeit csak növekvő ára és az egyetlen beszállítótól való függés kockázata rontja le. Hazánkban a gázfogyasztás aránya az energiafogyasztáson belül az egész Európai Unióban a legmagasabb (44%), és ennek 75%-át (2007) Oroszországból hozzuk be (57). Ám a többi importált gáz is Oroszországból jön, nyugati kerülővel (28). Nemzetközi konfliktusok, zsarolás a szállító vagy a távvezeték mentén elhelyezkedő ország részéről megbéníthatja az ország életét. E kockázatok csökkentésére a következő intézkedéseket kell tenni: ● Le kell szorítani a gázigényt: • takarékoskodással (pl. az építendő épületek hőháztartásának szigorú előírásával és azzal, hogy a létező épületek hőszigetelésének javítását ösztönözzék), • más energiaforrások (biomassza, földhő, napkollektor) felhasználásához szükséges beruházások szubvencionálásával, a hazai épületfűtés fokozatos átállításával ezekre az energiatípusokra (lásd 6. fejezet), • a gázártámogatás leépítésével; a felszabaduló összeget pályázati alapon épületek korszerűsítésére kell fordítani. ● Tovább kell fejleszteni az országokat összekötő gázvezeték-hálózatot, alternatív beszerzési forrásokat és útvonalakat kell kiépíteni (lásd a következő alfejezetben): • meg kell építeni legalább az egyik távvezetéket, amely keleti gázt szállíthatna Magyarországra is alternatív forrásból/útvonalon, • használatba kell venni a krki és/vagy a constanţai gázfogadó állomást, tartós behozatali szerződést kell kötni legalább egy lehetséges szállítóval, • további gáztározókat kell építeni. ● Szerződéseket kell kötni az EU többi tagállamával a kockázatok kölcsönös csökkentésére, és szorgalmazni kell, hogy maga az EU gondoskodjon hathatósan (szerződésekkel és infrastruktúrafejlesztéssel) a gázellátás biztonságáról. ● Az egyéb típusú erőművekbe való beruházás gazdasági ösztönzésével ellensúlyozni kell a földgáztüzelésű erőművek rövid távú előnyeit.
38
Az olajigény ma már merevebb, mint a gázigény, mert amit könnyű volt más energiaforrással helyettesíteni, azt már helyettesítették. Üzemanyagot lehet még megtakarítani további vasúti vonalak villamosításával. Ezzel csökkenthető a szén-dioxid-kibocsátás – feltéve, ha a többlet villamos áramot nem fosszilis energiából teremtjük elő – és a légszennyezés is, de komoly beruházást igényel. A bioüzemanyagok (bioetanol, biodízel) elvben segíthetnek, de hogy ebből mit érdemes támogatni, az erősen kétséges. A növényeket az evolúció nem az energiatermelésre optimalizálta, és az üzemanyaggyártás során a hagyományos haszonnövények által hordozott energia nagy része elvész. Ezért a növények hasznosítása üzemanyaggyártásra korántsem optimális. A bioüzemanyag-gyártás sorsát – legfeljebb egy átmeneti szubvencionálás után – a piacra kell bízni. Remélhető, hogy az Európai Unióban is hasonló álláspont kerekedik felül. A biológia által adott merészen új ötleteket viszont érdemes nagyon komolyan venni. A Mol azzal kísérletezik, hogy algákkal hogyan lehetne biodízelt gyártatni. Az ilyen ötletek esetleg áttörést hozhatnak az ásványi szénhidrogének helyettesítésében. Nem valószínű, hogy a hidrogén mint hajtóanyag egy-két évtizeden belül bárhol is tömegesen elterjed. Ha igen, akkor az a villamos energiát kikerülő módszereknek lesz köszönhető, mert vélhetően a többszöri energiaátalakítás túl nagy veszteségekkel jár. A biológiai hidrogéntermelés és a nukleáris energiára alapozott termokémiai folyamat látszik kecsegtetőnek. A biomasszából biológiai úton való hidrogéntermelés kutatása Magyarországon is indokolt.
4.4. Magyarország szénhidrogén-ellátása Megállapítható tehát, hogy mind a kőolaj-, mind a földgázellátottság világpolitikailag kényes kérdés. Az olajtermelők kartellje (OPEC) igen erős, és élvezi Oroszország támogatását is. Nincs közös európai energiapolitika; összehangolt beszerzés helyett verseny van az energiaforrásokért. Norvégia gázból és olajból, Hollandia és egyelőre Nagy-Britannia14 gázból önellátó, Franciaország főleg Észak-Afrikára támaszkodik, Németország megoldotta, hogy a többi országot elkerülve szállíthassa az Oroszországtól vásárolt gázt, Ausztria és Olaszország pedig külön alkudozik Oroszországgal. Magyarországnak össze kell fognia KözépEurópa többi országával, főleg a gázellátás biztosítása érdekében. Az ország gázellátásának távlatait a két tervezett gázvezeték – a Nabucco és a Déli Áramlat – alternatívájaként szokták bemutatni. A Nabuccót Brüsszel kezdeményezte, hogy az orosz gáz árát azeri, közép-ázsiai (türkmén), esetleg iráni gázzal lehessen leszorítani. Irán azonban az amerikai szövetségeseink miatt nemigen jöhet szóba, és nyilvánvaló, hogy az Iránnak való kiszolgáltatottság cseberből vederbe esés lenne.
14
Nagy-Britannia készletei azonban rohamosan csökkennek, és várhatóan 2030-ra teljes egészében importból kell fedeznie szükségleteit.
39
Az egykori Szovjetunióhoz tartozó országok viszont kisebb-nagyobb mértékben mind orosz befolyás alatt állnak, és ez a Gazprom tulajdonosi, szállítói helyzetén keresztül érvényesül. Árversenyt aligha fognak vívni vele, tehát kétséges, hogy az így szélesített kínálat járna-e bármi előnnyel. Az országnak hasznos, ha nagyrészt idegen pénzen épített gázvezetékek haladnak át rajta, mert tranzitdíjat fognak fizetni a használatukért, de alig enyhítik a kiszolgáltatottságunkat. Sokak szerint Európának annyi gázra van szüksége, hogy ha megépül mind a két vezeték, mindkettő ki is lenne használva (58). Ez magyarázza a Mol stratégiáját, azt, hogy mindkét vállalkozás résztvevője, és egyszerre dolgozik mindkettő érdekében. Ugyancsak komoly stratégiai előnyökkel járhat a látszólag felesleges gáztározók építése. Ezek a szállítóktól és a közbeeső államoktól való függőségünket nagyban csökkentik. Valódi alternatívát a cseppfolyósított gáz tengeri importja jelentene. Több ország készen áll arra, hogy nagy mennyiségben exportáljon gázt ebben a formában: a Perzsa-öbölből Katar és Abu Dzabi, Afrikából Nigéria és Algéria jöhet elsősorban szóba. Tudomásunk szerint elsőként az Egyesült Államok próbálkozott saját gázellátását hajón szállított folyékony földgázra alapozni, és meg is volt rá a szállítói készség. Ezt a programot azonban 2001. szeptember 11-e után a terrorveszély miatt felfüggesztették. A metán forrpontja −161 °C, és folyadékként térfogata 600-ad résznyire csökken. Ilyen hőmérsékletre hűtve hűtőházszerű tartályhajókon szállítják, majd a parton elpárologtatják, és gázvezetékbe fejtik át. A szállítás kevésbé kockázatos a környezetre, mint az olaj szállítása tartályhajókban, és az átfejtés sem különösen veszélyes. Természetesen a cseppfolyós földgázzal töltött hajó terrorháborúban igen sebezhető, de kártételmaximáló célponttá csak akkor válik, ha az átfejtőállomás nagyvárosi kikötőben van. Az utóbbi években a dalmáciai Krk szigetén épül fogadó- és átfejtőállomás, és onnan Magyarország felé is terveznek távvezetéket. Az azeri gázra számítva Constanţában is hasonló áttöltőállomást terveznek, és ennek kihasználására román–magyar szerződés is született. Magyarországnak elemi érdeke, hogy ezeket a beszerzési csatornákat kipróbálja, és az áralakulás függvényében használja, esetleg továbbfejlessze. Ugyan csak érdeke volna, hogy további vezetékeket építve a térség többi államának is hozzáférhetővé tegye ezt a beszerzési módot. A szénhidrogén-termelés, -behozatal és a szénhidrogénipar területén nemzeti stratégiában nehéz lenne gondolkodni, ha a Mol közgyűlésén szavazatelsőbbségi jogokat biztosító részvény nem lenne a magyar állam kezében, és igazgatásában a magyarok nem volnának túlsúlyban. Az országnak elsőrendű érdeke, hogy az állam megerősítse befolyását, és minden lehetséges eszközt megragadjon annak érdekében, hogy a Mol részvényei ne kerüljenek konkurens cégekhez, és így, legalább korlátozott értelemben, „nemzeti olajtársaság” maradhasson.15
15
40
A Szurgutnyeftyegaz kezére került részvénycsomag visszavásárlása 2011 májusában ezt erősíti.
5. Az atomenergia Magyarországon A világon 2010-ben mintegy 436 atomerőművi egység (azaz reaktor, erőművi blokk) működött, összesen 370 GW teljesítménnyel (31, 59, 60). Ezek adták a világ villamosenergia-szükségletének kb. 6%-át. Épülőben volt 53 reaktor, a többségük Ázsiában, összesen 47 GW tervezett teljesítménnyel. Európában 196 blokk működik, összegzett teljesítményük 170 GW. Ezek termelik az Európai Unióban a villamosenergia-szükségletnek mintegy 31%-át. A nukleáris energiatermelés a csernobili katasztrófa után húsz évig stagnált. Csernobil után megerősödtek az antinukleáris társadalmi mozgalmak, és több atomenergiát termelő ország a termelés leépítése mellett döntött. A divat mára visszafordult, Európa nukleáris politikája azonban máig sem egységes. A legnagyobb atomenergia-felhasználó, Franciaország, végig nyíltan kitartott atomenergia-programja mellett, de a közelmúltig a korábban mereven antinukleáris országok némelyikének, például Németországnak a politikája is hajlott az atomenergia-program folytatására. Napjainkban azokban az országokban, amelyekben a zöldmozgalmak befolyásosak, a fukusimai szerencsétlenség miatt visszafordulhat ez a tendencia. Németország példája legalábbis ezt mutatja. A magyarországi helyzet konkrét értékelése előtt érdemes röviden szólni az atomenergiára általánosan vonatkozó pró és kontra érvekről.
5.1. Az atomenergia kockázatai és előnyei Az atomreaktorokban (61) maghasadás révén szabadul fel energia. Az 235U (235 nukleont tartalmazó uránizotóp) atommagja és még néhány hasonló mag „lassú” neutronok befogásának hatására két kisebb atommagra és két-három „gyors” neutronra hasad szét. Az utóbbiak lelassulva láncreakcióban újabb atommagokat hasíthatnak fel. Az energia a hasadó atommagból a hasadási termékek mozgási energiája és sugárzás formájában szabadul fel, majd hőenergia formájában jut ki. A legelterjedtebb nyomott vizes erőművekben a hőközvetítő közeg a víz, és ez lassítja le a keletkező neutronokat is. Az atomenergia polgári hasznosítása a katonai programok mellékterméke. Mára azonban a két dolog teljesen szétvált. A súlyos balesetek (Three-Mile Island, Csernobil és legújabban Fukusima Dai-icsi) megmutatták, hogy az atomenergia-termelés veszélyekkel jár. Csakhogy minden koncentrált energiatermelés veszélyes. A Three-Mile Islandon történtek arra szolgálnak példával, hogy egy súlyos baleset sem szed feltétlenül áldozatokat. Csernobilban azonban – végső soron emberi hiba következtében – sokkal rosszabb történt: a baleset áldozatokat követelt, és nagy anyagi kárral járt, ráadásul a tömegeket sújtó lelki csapás is hatalmas volt. Mindazonáltal a baleseti statisztikák azt mutatják, hogy a nukleáris baleseteknek aránylag kevesebben esnek áldozatul, mint akármelyik hagyományos energiatermelésnek (31). Úgy tűnik, erre
41
Fukusima sem cáfol rá, hiszen eddig nem tudni halálos áldozatról. Az eddigi balesetek tanulságainak köszönhetően több súlyos baleseti okot sikerült kizárni.16 Csernobili típusú reaktorok az Európai Unióban nem üzemelnek. Ahol még üzemben vannak, ott a balesetben fontos szerepet játszó tervezési problémákat kiküszöbölték. A zöldmozgalmak és az egész társadalom fenntartásai is ösztönzően hatnak a biztonság növelésére (60). A ma energiát termelő ún. II. generációs reaktorok üzemeltetésének biztonsága nagyrészt a levont tanulságok következtében lényegesen jobb, mint 20–30 évvel ezelőtt. Mára azonban a reaktoroknak csak egy új nemzedékét, a „III. generációs” reaktorokat gyártják, amelyeket úgy terveztek, hogy főképp biztonságosságban lépjenek túl az elődeiken. El nem hanyagolható előnyük még, hogy alkalmasabbak csúcsteljesítményüknél kisebb teljesítmények leadására is, és emiatt hasznosabb elemei egy sokelemű áramfejlesztő rendszernek, mint a régi atomerőművek (62). A fukusimai elemi csapás bizonyára általánosan érvényes tanulságokkal is járt az atomerőművek biztonságára nézve. E tanulságok levonásán egyebek közt a Nemzetközi Atomenergia-ügynökség és az EU illetékes szerve is dolgozik, és előírásaik betartása, ajánlásaik elfogadása mindannyiunk érdeke. A nukleáris ipar sajátos kockázata az, hogy a termelésben használt és képződő anyagok radioaktív sugárzást bocsátanak ki. Az atomerőművek által a környezetbe kibocsátott radioaktivitás azonban belesimul a természetes sugárzási háttérbe (31), és rendszerint kevesebb, mint a széntüzelésű erőműveké. A radioaktív hulladékok tárolása egyszerűen és biztonságosan megoldható (63). Egyedül a kiégett fűtőelemekben keletkező transzurán elemek és hasadási termékek sorsa okoz komoly gondot, mert a jelenlegi technológia szerint végterméknek tekintett maradványokat még több százezer évig kell a föld alatt elzárva tárolni (31, 63), míg sugárzása a bányászott urán szintjére nem csökken. A kiégett fűtőelemek egyébként végleges tárolókba még nem tehetők, mert még túl sok hőt termelnek (64). Pihentetésük és évtizedekig tartó ideiglenes tárolásuk alatt az újrahasznosításuk technikája fejlődhet. A végső cél a nukleáris anyagok felszabadítható energiatartalmának teljes kinyerése (31, 63). Az energiafelhasználás akkor mondható teljesnek, ha a végtermék már olyan kevéssé radioaktív, hogy sugárzása néhány száz év alatt a természetes urán szintjére csökken. Ennek megoldása még több évtizednyi kutatómunkát kíván, de több megoldás is kínálkozik. A fűtőelemekben levő uránatommagoknak csak néhány százaléka hasadóképes (235U); a zöme 238U, amely lassú neutronokkal nem hasítható, ám a reaktorban termelődő neutronok befogásával 239Pu-cé alakul
16
Földrengés szempontjából Japán a legveszélyeztetettebb országok egyike, de az atomerőműveik komoly kárt korábban soha nem szenvedtek. A minden eddiginél erősebb (9-es fokozatú) 2011. márciusi földrengés rombolása is mérsékelt lett volna. A bajt az 5,7 méteres gáton átcsapó 15 méteres szökőár okozta azzal, hogy a dízelmotoros tartalékszivattyúkat tönkretette, és így reaktorok és pihentetőmedencék maradtak hűtés nélkül. Minden súlyos kár és veszély ebből származott. A Paksi Atomerőmű ellenállna a hazai viszonyok között elképzelhető legerősebb földrengéseknek, és a nemzetközi ellenőrzések azt mutatják, hogy egyéb kockázatoktól is ésszerű mértékben védve van.
43
(Pu: plutónium), amely már hasítható. A kiégett fűtőelemek újrafeldolgozásakor (31, 63) ezt kinyerik, és uránnal keverve új fűtőanyagot készítenek belőle. Ez az ipari folyamat nemcsak a sugárveszély miatt rendkívül nehéz, hanem azért is, mert a 239Pu ideiglenesen atombombagyártáshoz is felhasználható alakban is jelen van (31). Újrafeldolgozással csak az atomhatalmak országaiban és Japánban foglalkoznak (az Egyesült Államokban jelenleg csak katonai célra), és eddig sikeresen megóvták ezeket az anyagokat az illetéktelen kezektől. A ma gazdaságosnak tartott 130 $/t kitermelési költséget meg nem haladó uránérc ismert készlete a jelenlegi ütemben mintegy 90 évig tartana ki (65, 38). Van azonban kb. kétszer ennyi reménybeli uránkészlet, amely a felhasználás növekedése mellett is komoly tartalékot jelent (63, 65).17 (A bányászott uránnak csak 0,7%-a 235U; a fűtőelemek készítéséhez ezt 235U-ben dúsítani kell.) Mivel – mint említettük – az atomreaktor az üzemanyag felhasználása közben új 239Pu üzemanyagot állít elő, újrafeldolgozás után az egyszer kiégett üzemanyag újrahasznosítható. A földi uránkincs elvben nemcsak kétszer, hanem sokszor felhasználható, így sokszorta tovább tarthat, és egyúttal a kiégett fűtőelemek tárolási problémája is nagyságrendekkel egyszerűbbé válhat. Az üzemanyagciklus ezzel lezárulhat. Három különböző megközelítés hozhat erre a feladatra gyakorlati megoldást is (31, 60, 63): ● azok a IV. generációs erőművek, amelyeket főképpen a zárt üzemanyagciklus megvalósítása céljából terveznek; ● az 235U helyett a szintén hasadó 233U-at fogyasztó erőművek, amelyekben az 233U-at a 232Th-ből neutronbefogás útján kell előállítani; ● a jelenleg is termelődő végtermékek „elhamvasztására”, azaz teljes elégetésére (incineration), átalakítására (transzmutáció) építendő, gyorsító vezérelte nukleáris eszközök. Ezeknek az eljárásoknak a megvalósításához még fontos műszaki fejlesztéseket is meg kell azonban oldani. A nukleárisenergia-termelés kedvezően befolyásolja az üvegházhatású gázok teljes kibocsátását. Egy atomerőmű építése, üzemeltetése és lebontása alatt egységnyi megtermelt energiára vonatkoztatva annyi széndioxid szabadul fel, mint egy szélerőmű esetében (lásd a 2.3. fejezetet). Az atomenergia alkalmazása világszerte hozzájárul ahhoz, hogy az üvegházhatást növelő gázok kibocsátása ne növekedjen, és kiküszöbölése a szén-dioxid-termelés növelése nélkül elképzelhetetlen volna.
17
44
Az uránkészletekről autentikus forrásnak a (66) kiadvány tekinthető.
5.2. Az atomenergia ma Magyarországon Az egyetlen hazai nukleáris üzem, a Paksi Atomerőmű Zrt. (5.1. ábra), a Magyar Villamos Művekhez tartozik, és mint ilyen állami tulajdonban van. Az atomenergia felhasználását szabályozó és ellenőrző hatóság az Országos Atomenergia-hivatal. Az erőmű létesítését több évtizedes előkészítés előzte meg; ennek során jó szakemberek nőttek fel, akik tudásukat ma is továbbörökítik. Az erőmű a Magyar Tudományos Akadémia és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem intézeteire és szakértő cégekre is támaszkodik (67). A képződő radioaktív hulladékokról a Radioaktív Hulladékokat Kezelő Kft. elnevezésű állami cég gondoskodik. Árbevételéből az erőmű rendszeresen befizet a központi nukleáris alapba, amely arra szolgál, hogy a hulladékok és a végtermékek végleges elhelyezését és az erőmű teljes felszámolását – beleértve az utólagos költségeket is – fedezze. Ezek a költségek tehát be vannak építve az eladott áram árába, és a fedezetük gyűlik.
5.1. ábra. A paksi atomerőmű
45
A paksi atomerőmű jelenleg négy úgy nevezett nyomott vizes reaktorból (5.2. ábra) áll, amelyek egyenként 500 MW villamos teljesítményű turbinákat (5.3. ábra) hajtanak. Ezek eredetileg 440 MW-os egységek voltak; teljesítményük növelése 2009-ben fejeződött be. Az atomerőmű a teljesítménynövelés előtt az ország villamosenergia-ellátásának 37–38%-át termelte, azóta több mint 40%-át, minden más erőműnél olcsóbban, 10 Ft/kWh körüli áron. A blokkok megbízható, konzervatív tervezésével, az üzembe 5.2. ábra. A paksi atomerőmű egyik reaktora állítás óta végrehajtott biztonságnövelő módosításokkal és az eredetileg nem megfelelő ember-gép kapcsolat korszerűsítésével (67) az eredetileg 30 évre tervezett blokkok élettartama minden jel szerint további 20 évvel meghosszabbítható. A meghosszabbítás hatósági engedélyezése folyamatban van. Enélkül egyébként 2012-től kezdve súlyos energiaellátási zavarok keletkeznének. Így az első blokk előreláthatólag 2032-ig, a negyedik pedig 2037-ig üzemel. A sugárzó hulladékokat a nemrég Bátaapátiban létesített radioaktívhulladék-tárolóba helyezik (63). A kiégett fűtőelemeket viszont az erőmű területén öt évig víz alatt pihentetik. Ennek letelte után korábban Oroszországba vitték, a ma érvényes eljárás szerint viszont egy száraz átmeneti tárolóban tárolják őket mintegy 50 évig. Ezután kerülhetnek végleges helyükre, egy földtanilag kellően biztonságos földmélyi tárolóba, amelyet előreláthatólag a me-cseki Boda mellett bányászati módszerekkel tárnak fel (64). Ha az utófeldolgozási technológiák addig jobb megoldást kínálnak, lehetséges, hogy már ártalmatlanabbá téve kerülnek végleges helyükre. A hazai nukleáris ipar megbízhatósága eddig egyszer szenvedett
46
5.3. ábra. A paksi atomerőmű egyik turbinacsarnoka
csorbát, 2003-ban (68, 69). A részben kiégett fűtőelemek megtisztítására rossz külföldi konstrukciójú átmosótartályt használtak, és a benne levő fűtőelemek egy része szétroncsolódott. A munkát külföldi technikusok végezték ugyan, de az üzemzavar az akkori belső ellenőrzési rendszerre sem vet jó fényt. Ez az üzemzavar egészségkárosodást nem okozott, de – főleg a termeléskiesés miatt – anyagi kárt annál inkább. A következményeket felszámolták, és a tanulságokat levonták. A magyar nukleáris ipar sorsát egy ilyen esemény nem befolyásolhatja.
5.3. Az atomenergia jövője Magyarországon Az atomenergia a hazai energiarendszer szerves része, amelyet a belátható jövőben csak igen nagy áron tudnánk nélkülözni. Ezt az árat részben az áram tényleges árában fizetnénk meg, mégpedig súlyosan, de az energiabiztonság további komoly sérülésével is számolnunk kellene, és a szén-dioxid-kibocsátás drasztikus megnövekedésével is adóznánk. Az atomenergia arányának növelése viszont pozitív hatással lenne erre a három körülményre. Ám a jelen helyzet tartós fenntartása is új erőműblokk(ok) létesítését kívánja meg a közeljövőben. Egyfelől a villamosenergia-igények lassú növekedésére kell számítanunk: a jelenlegi 9 GW-os országos csúcstermeléssel szemben 2025-ben 10–11 GW csúcsigény várható (70). Másfelől viszont a hazai erőműállomány elöregedett; több régi erőművet be kell zárni, mert másfél évtizeden belül lejár a működési engedélyük, és rossz hatásfokuk miatt nem célszerű élettartamukat meghosszabbítani. 2025-re nyolc nagy erőmű esik ki a forgalomból, összesen 4 GW teljesítménnyel (70). Ugyanakkor az elmúlt évtizedbeli 15%-os átlagos importarányt is várhatóan csak drágábban lehet előteremteni, és emiatt célszerű lenne ezt csökkentenünk. Ilyen nagyságrendű többletenergiát megújuló forrásokból irreális volna elvárni, és az igényt aligha lehet takarékossági kampányokkal is komolyan lecsökkenteni. Ilyen körülmények között új erőművekre és/vagy a dráguló import növelésére van szükség. Ha az ország energiabiztonságának további romlását el akarjuk kerülni, csak új erőművekről lehet szó. Az új erőművek energiaforrásaként az atomenergia mellett a fosszilis energiák is szóba jönnek, és ezeket egészíthetik ki a megújuló forrásokkal táplált új erőművek. Mivel 4 GW teljesítményt 2025-ig aligha lehet atomenergiával és megújuló energiákkal együtt sem pótolni, mindenképpen szükség lesz fosszilis fűtőanyagú erőművekre, amelyek nem javítják az ország szén-dioxid-kibocsátási mérlegét. Mégis, a kieső 4 GW minél nagyobb részét célszerű atomenergiából előteremteni. Egy új típusú (III. generációs) reaktor élettartamát 60 évre lehet becsülni. Addig a legpesszimistább becslések szerint is kitart a Föld üzemanyagkészlete, ha költségesebb lesz is beszerezni az üzemanyagot, hiszen kénytelenek lesznek a drágábban kitermelhető készleteket is a termelésbe vonni. Az üzemanyag ára azonban (a beruházáshoz képest) olyan csekély, hogy egy néhányszoros üzemanyagár-növekedés nem okoz lényeges drágulást a villamos energiában.
47
Egy atomerőmű építése hosszas előkészítést igényel, úgyhogy a döntéstől számítva nagyjából tíz év múlva kezdheti meg a termelést. Mire az új beruházás befejeződik, a meglevő blokkok meghosszabbított élettartama is hamarosan lejáróban lesz, és viszonylag rövid ideig fog a régi blokkokkal egy időben működni. A szükséges 4 GW-nyi teljesítmény tekintélyes részét egymás után felépítendő két blokkal lehetne előteremteni. Elterjedtségük, megbízhatóságuk és a hazai tapasztalat megléte miatt csak nyomott vizes típusok képzelhetők el. A szóba jöhető III. generációs reaktorok 1–1,6 GW teljesítményűek.18 Ezen belül a kisebb értékek mellett szól, hogy ezeknél az országos hálózat stabilitása érdekében szükséges beruházások (szivattyús energiatározók, lásd 6.5.2. fejezetet) olcsóbbak. Az ország villamosenergia-hálózata akkor igényli a legkevesebb pótlólagos beruházást, ha az új reaktorokat Paksra telepítik (62), továbbá az ott lakók nagyfokú bizalma is a paksi helyszín mellett szól. Az atomerőművek hátránya, hogy nagy a beruházási költségük: 2000–3000 euró/kW (71); ez egy 1 GW-os blokkra 2–3 milliárd eurót vagyis 600–900 GFt-ot (milliárd Ft-ot) jelent. Az atomerőmű-építés finanszírozása többféleképpen képzelhető el (71). A rendszeres karbantartás néha a reaktorok teljes leállítását teszi szükségessé. A nagy erőművi blokkok gazdaságosabbak, de egy nagy teljesítményű blokk beállítása esetén üzemszünete idején nehezebb az energiahálózat egyensúlyáról gondoskodni. Ezért is tervezik két új blokk építését Pakson. Egy P teljesítményű blokk leállásakor a −P/2 teljesítménnyel töltő szivattyús vízi erőmű +P/2 teljesítménnyel való áramtermelésre állhat át, és ezzel kiegyenlítheti a reaktor áramtermelésének szünetelését. Tehát az egyébként is szükséges kiegyenlítő kapacitást legalább P/2-nyivel növelni kellene. Az atomenergia-programot a 2008 és 2020 közötti időszakra vonatkozó energiapolitikáról szóló 40/2008. (IV. 17.) OGY-határozat alapozza meg,19 majd a 25/2009. (IV. 2.) OGY-határozat ezt már a címével is konkretizálja: „az atomenergiáról szóló 1996. évi CXVI. törvény 7. §-ának (2) bekezdése alapján, a paksi atomerőmű telephelyén új atomerőművi blokk(ok) létesítésének előkészítését szolgáló tevékenység megkezdéséhez szükséges előzetes, elvi hozzájárulás megadásáról”.20 2010 tavaszán a Magyar Villamos Művek (MVM) nyilvánosságra hozta a két erőművi blokk létesítésére vonatkozó terveit.
18
19
20
48
AP1000 (1 GW, Westinghouse, amerikai), AES 2006 (1,2 GW, Atomenergosztroj, orosz), ATMEA (1 GW, Areva & Mitsubishi, európai–japán), EPR (1,6 GW, Areva, európai). 12. f) pont: „Az Országgyűlés [...] felkéri a Kormányt, hogy kezdje meg az új atomerőművi kapacitásokra vonatkozó döntés-előkészítő munkát. A szakmai, környezetvédelmi és társadalmi megalapozást követően a beruházás szükségességére, feltételeire, az erőmű típusára és telepítésére vonatkozó javaslatait kellő időben terjessze az Országgyűlés elé.” „Az Országgyűlés előzetes, elvi hozzájárulást ad az atomenergiáról szóló 1996. évi CXVI. törvény 7. §-ának (2) bekezdése alapján – összhangban a 2008–2020 közötti időszakra vonatkozó energiapolitikáról szóló 40/2008. (IV. 17.) OGY határozat 12. f) pontjával –, a paksi atomerőmű telephelyén új blokk(ok) létesítését előkészítő tevékenység megkezdéséhez.”
Az imént összefoglalt érvek alapján a bizottság úgy látja, hogy az atomenergia-program az ország távlati energiaszükségletének kielégítése érdekében kívánatos, és az MVM tervei mentén bele kell fogni a megvalósításba. Tudatában kell lennünk azonban annak, hogy az új erőmű csak akkor valósulhat meg, ha a beruházó úgy ítéli, hogy a megtermelt áram árában megtérülnek a beruházás költségei, és kellő hasznot is hajt. A fentiek szerint az új erőműblokkok által megtermelendő áramra valószínűleg lesz igény, de csak akkor sikerülhet egy beruházó vállalatot egybekovácsolni, ha – az árampiacon nemzetközileg kiegyenlítődő árak mellett – a keresletet fizetőképesnek ítélik. A két új reaktorblokk esetleg átmenetileg exportálható többletet is termel. Több környező országban is új atomerőmű építését tervezik, és így előfordulhat, hogy egy ideig a piacon kínálati többlet alakul ki. Ilyen helyzetben az jár jól, aki előbb lép ki a piacra. Emiatt az atomerőmű-programot célszerű minél hamarabb elkezdeni. A politikusok tudják, hogy egy atomenergia-program a polgárok támogatása nélkül sem valósulhat meg, amelyet azonban irracionális félelmek is felboríthatnak. A fukusimai katasztrófát bizonyos szervezetek a szökőártól nem fenyegetett európai országokban is hisztériakeltésre igyekeznek kihasználni. Magyarország számára igen fontos a tárgyilagos, a történteket sem nem alá-, sem nem túlbecsülő közbeszéd és az adódó tanulságok – bármik legyenek is azok – levonásának demonstratív kifejezése. Érvként hoztuk fel az atomprogram mellett a magas szintű hazai tudást és tapasztalatot (5.4. ábra). Az erőműterveknek vissza is kell hatniuk az egyetemi oktatásra és a nukleáris kutatásokra. A természettudományos oktatás hagyományait a középiskolákban ettől függetlenül is vissza kell állítani. Különösen fontos, hogy erre támaszkodva a műgyetemi nukleáris mérnökképzést és a természettudományi karokon a fizikus- és geológusképzést ki lehessen bővíteni (72). Az Akadémia intézeteinek atomenergetikai kutatási kapacitása továbbra is szolgálhassa az erőmű szabályozási, biztonsági és környezetvédelmi problémáinak a megoldását. A távolabbi jövőre készülünk fel, ha a IV. generációs atomerőműveknek és a fűtőelemek teljes kiégetésének a kutatásában és a fúziós kutatásokban is benne vagyunk (60).
5.4. ábra. Az MTA AEKI részvételével megépítendő IV. generációs ALLEGRO reaktor primer körének vázlata
49
6. A megújuló energiák Magyarországon A 2.1. fejezetben mondottak szerint a megújuló energiák a Napból vagy a Földből táplálkoznak. Napenergiának a napsugárzás közvetlen hasznosítását nevezzük. A biomasszából származó energia felfogható a napenergiából biológiai rendszerek közbeiktatásával nyert energiának. A víz- és a szélenergia olyan áramlások mechanikai energiája, amelyeket ugyancsak a Nap sugárzása tart mozgásban. A Nap sugárzásából 150 000 TW-nyi (1 TW = 1012 W) éri a Földet (75), és ez az emberiség szükségletét több nagyságrenddel meghaladja. Ennek azonban csak csekély hányada hasznosítható a Föld kisugárzása, a közvetítő folyamatok veszteségei és főképpen a napsugárzás kicsiny sűrűsége miatt. A megújuló energiák hazai alkalmazásait a Megújuló energiák hasznosítása című (10) tanulmány alapján te-kintjük át. A most következő összefoglaló a forrás közérdekű mondanivalójának zömét tartalmazza. Magyarország úgy tervezi, hogy egy évtized alatt teljes energiafogyasztásán belül a megújuló energiák súlyát 13–15%-kal növeli, és ez a jelenlegi arány megháromszorozását jelenti. Ez a tervezett növekmény egy atomerőmű primerenergia-felhasználásának nagyságrendjébe esik. Ezt azonban nem egyetlen nagy, hanem sok kis beruházás eredményeként kell megvalósítani. Ezeknek meg kell mozgatniuk a vállalkozói társadalmat. A jó hatásfok, a pozitív környezeti és társadalmi hatások (pl. munkahelyteremtés) elérése, a hazai lehetőségek kihasználása és az importfüggés csökkentése – tehát az energiatermelés optimális szerkezetének kialakítása – az energiapolitika felelőssége. Tanulmányunkban az energiafajtákat és felhasználási módjaikat ezeknek a szempontoknak az alapján értékeljük, és útmutatást kívánunk adni a kormányzat számára a súlypontok és az ösztönzők kialakításához. Pénzbeli kedvezményekkel elsősorban beruházások támogatandók, mégpedig akkor, ha a működtetés tartós lesz, és az már nem igényel támogatást. A megújuló energiák elősegítik a takarékosságot, és csökkentik a földgázszükségletet. A túl nagy földgázszükséglet jelenleg az energiafelhasználásunk fő anomáliája. Fontos, hogy az állam olyan szabályokat hozzon, hogy általában a takarékosságra és főképpen a földgázmegtakarításra ösztönözzön. Ehhez az is kell, hogy a támogatást az kapja, aki ezt lehetővé teszi, továbbá tevékenységének hasznossága arányában kapja. Az utóbbi évtizedben meghonosított támogatási rendszer nem ilyen. A megújuló energiák használatáért járó támogatást azok a – többnyire rossz hatásfokú – erőművek kapták, amelyek fát is égettek, továbbá nagy támogatás járt a földgáztüzelésű kapcsolt energiatermelésért, de nem a kapcsolt energiatermelést lehetővé tevő hőfogyasztóknak, hanem a következményt élvező villamosenergia-termelőknek. Ugyancsak elterjedt támogatási forma a rögzített árú kötelező villamosenergia-átvétel, amely rossz hatásfokú erőműveket tart életben az áramfogyasztók kárára. Ebben a formában ez értelmetlen.21
21
Ugyancsak nem segít jó irányba lépni a szociális gázártámogatás, amely csak ideig-óráig tartható fenn.
51
A megújuló energiaforrások között a biomasszát, a geotermikus energiát (más néven földhőt), a napenergiát, a szélenergiát és a vízenergiát vesszük sorra. Ezen energiafajták felhasználásának abszolút értékeit a 6.1. táblázat mutatja. 6.1. táblázat. Megújulóenergia-felhasználás 2008-ban PJ (1015 joule) egységekben (73)
Biomassza és hulladék
Föld
Nap
Szél
Víz
Összesen
EU
4297
243
73
427
1182
6222
Magyarország
63,8
4,0
0,2
0,8
0,8
69,6
Látható, hogy megújuló energiákat kisebb mértékben hasznosítunk, mint az EU-ban, és más arányban.
6.1. A biomassza Az élőlények a Nap energiáját kémiai energiává alakítják, és testüket éghető vegyületekből építik fel. Biomasszának tanulmányunkban az élőlények által folyamatosan termelt elégethető szerves anyagot nevezzük. Az energia legnagyobbrészt a zöld növények fotoszintézise révén kerül be az élővilágba és onnan az energiatermelésre használt biomasszába. A fotoszintézis nem energiatermelésre van optimalizálva (74, 75), így a napenergia fotoszintetikus átalakításának hatásfoka nagyon rossz. Az élővilág anyagát többnyire nem céltudatos emberi tevékenység termeli, vagy ha igen, az energiatermelés csak utólagos, mellékes szempont, és ilyenkor a hatásfok is mellékes. A hatásfokot csak az energiatartalmuk miatt termelt kultúrnövényekkel kapcsolatban érdemes szóba hozni, mégpedig akkor, ha a napenergia egyéb energetikai hasznosításaival hasonlítjuk össze. A legjobb energianövények egyike a cukornád, és ez is csak a napenergia 1%-át hasznosítja (75). A 6.3. fejezetben szó lesz arról, hogy a napenergiát sokkal jobb hatásfokkal hasznosíthatjuk közvetlenül. A napenergiának hasonlóan közvetett alkalmazására más elvi lehetőség is van: mikroorganizmusokkal (cianobaktériumokkal és zöld algákkal) hidrogént vagy folyékony üzemanyagot lehet termeltetni (75). Ezek ígéretes témák a hazai kutatások számára is. A gyakorlati megvalósítás azonban még messze van. A Magyarországon évente rendelkezésre álló biomassza energiatartalmát 50–330 PJ-ra (76, 77) becsülik.22 Biomasszával előállíthatunk egyedi hőt, távhőt, villanyt vagy üzemanyagot. A hőellátás lehet helyi fűtés vagy
22
52
1 PJ = 2,8 × 108 kWh = 280 GWh
távfűtés, és az utóbbi kapcsolható a villanytermeléssel. A biomassza olykor közvetlenül elfűthető, máskor ipari előkészítést kíván (pellet-, biobrikett- és bioüzemanyag-gyártás), és van olyan fajta biomassza is, amelyből gázt kell fejleszteni, és csak az égethető el. Mi ezek közül a lehetőségek közül az üzemanyag-termelést csak érintjük. Az EU előírja ugyan a bioüzemanyag belekeverését az üzemanyagba, de tudnunk kell, hogy az e célra hasznosítható olaj- és cukornövények termesztése nemcsak rosszul hasznosítja a napenergiát, de energiaigényes műtrágyát is kíván, ezért a biodízel és -etanol megújuló természete kétséges. Ráadásul e növények tömegének csak egy része használható erre a célra, mégpedig energiaigényes gyártási folyamat után. Erősen kell még emelkednie a szénhidrogénáraknak ahhoz, hogy gazdaságilag ez kifizetődő legyen, ezért az államnak egyelőre nem érdemes ezt a vonalat erősítenie. Élelmiszert vagy egyéb célú ipari növényeket célszerűbb termeltetni, ha a termésük eladható. 6.1.1. A szilárd biomassza A biomassza majdnem olyan sokoldalúan felhasználható, mint a földgáz, de olcsóbb és hazai termék, így a földgázt helyettesítheti. Ezért a felhasználási módjait elsősorban aszerint kell megítélni, hogy hogyan képes több földgázt pótolni. A biomassza elégetésekor a hatásfok magas lehet, 0,85 körüli, és alig marad el a földgázkazánokétól, amelyekét 0,9-re becsülhetjük. A villamosenergia-termelésben földgáztüzeléssel rutinszerűen 0,5 fölötti hatásfok érhető el, biomasszával viszont 1/3 is alig; a hazai fatüzelésű erőművekben történetesen 0,24 és 0,28 közötti érték. Ha tehát az a kérdés, hogy mi éri meg jobban: a gáztüzelést erőművekben vagy a hőtermelésben biomasszára cserélni, a válasz egyértelműen az, hogy a hőtermelésben. Elmondhatjuk tehát, hogy a biomassza – a legfontosabb szempontból – sokkal jobban hasznosul, ha hőt termelnek vele, mint ha villamos energiát. A fűtőművek energiafelhasználása tovább javul, mégpedig jelentősen, ha a hőtermelést áramfejlesztéssel kapcsolják össze. Az igaz ugyan, hogy egy villamos erőmű energiahasznosulása is javul, ha a termelt hőt (fűtésre és/vagy melegvíz-szolgáltatásra) is felhasználják, de a hőigényhez és az áramigényhez való igazodás nem egyformán hasznos. A termelt elektromos energia ugyanis gyakorlatilag mindig felhasználható, mert jól szállítható, a hő mint melléktermék azonban csak akkor, ha van a közelben lakónegyed, állattelep, üvegház stb., amely fűthető és/vagy meleg vizet fogyaszt. A kapcsolt energiatermelő műnek tehát a fűtési igényhez kell igazodnia, nem pedig az árampiac igényeihez, mert különben a termelt hő egy része kárba veszhet. Ezért elhibázott az a rendszer, amelyben a kapcsolt energiatermelés hasznosságát a villamos energiában dotálták. A biomasszát tehát hőtermelésre kell használni. Erdőink fáinak rossz hatásfokú régi erőművekben való felhasználása nagy pazarlás, és ennek támogatása káros. Az áramtermelés a hőtermeléshez járuló ráadásként viszont igen takarékos és hasznos megoldás lehet.
53
Ha a kérdés úgy merül fel, hogy biomasszából hőt egyedi vagy távhőellátás formájában érdemes-e termelni, akkor több szempontot figyelembe kell venni. A távhőellátás beruházásigényes, ezért ha további előny nem származik belőle, akkor az egyedi fűtés célszerűbb, különösen kondenzációs kazánokkal. A biomassza egyedi fűtéshez is használható, de ilyenkor általában több előkészítést igényel, mint a nagy gázkazánokban való elégetéskor. Az erdészeti, mezőgazdasági hulladékokból készült pelletekkel a fűtés némileg olcsóbb lehet, mint a gázfűtés. Érdemes azonban távhőellátásba beruházni, ha kis körzetben van például száz vagy annál több családi ház és középület, amelynek ellátását meg lehet oldani vele. A távfűtésnek ilyenkor két 6.1. ábra. Az erdészeti hulladék mint biomassza előnye van. Először is a kevésbé előkészített fűtőanyag is felhasználható; ennek ára gyakorlatilag az összegyűjtés költségével egyezik meg. Összegyűjteni való biomassza erdő- és mezőgazdasági vidékeken (6.1., 6.2. ábra) rendelkezésre áll, úgyhogy ez a fűtési forma a falvakban ajánlható. A betakarítás munkáját szakképzetlen falusi munkaerő is elvégezheti, így ez a fűtési forma ott munkahelyteremtő hatású is lehet. A másik előnye az, hogy csak koncentrált fűtőműhöz kapcsolható áramfejlesztő egység, az egyedi fűtéshez nem. Áramfejlesztő egységként itt nem kell tekintélyes méretű erőműre gondolni. Az áramfejlesztő egység lehet például külső hevítésű motor, vízgőz vagy más közegű erőműegység (10).
54
A (10) tanulmányban példaszámítások igazolják, hogy egy családi ház kazánját kifizetődő pellettüzelésűre (6.3. ábra) cserélni. 5–10 éves megtérülési idővel számolva gazdaságos lehet a biomassza alapú falufűtés megvalósítása is, ha van begyűjthető biomassza, és ha a beruházást sikerül optimálisan lebonyolítani. A beruházás különösen akkor olcsó, ha van már távfűtési hálózat, hiszen ilyenkor lényegében csupán a kazánt kell kicserélni. Németországban és Ausztriában a biomassza-alapú falufűtés a közelmúltban igen elterjedtté vált, és a vidékfejlesztésnek hazánkban is kitűnő eszköze volna. Ez lehetne a megújuló energiák elterjesztésének egyik legfontosabb formája.
6.2. ábra. A mezőgazdasági hulladék mint biomassza
Természetesen a falufűtés egy falu lakóinak közös ügye, amelyet csak önkéntes szövetkezéssel, összehangoltan és szakszerűen szabad megvalósítani, és nem remélhető, hogy a beruházás költségeit sok család egyszerre elő tudja teremteni. Ez tehát tipikusan olyan akció, amelyet állami esz közökkel kell erőteljesen támogatni. Egy falufűtőmű meg is épült, így a fejlesztés eredményei és buktatói is tanulmányozhatók. 6.1.2. A biogáz Az állattartás melléktermékei, állati hulladékok, a szeméttelepi szemét, a szennyvíziszap és a lágyszárú növények maradványai nem égethetők el, noha kémiai energiatartalmuk számottevő. Ez az energia természetes körülmények között rothadás révén szabadul fel, amelynek végtermékei között üvegházhatást fokozó gázok vannak (a szén-dioxid mellett metán is). Ezektől a hulladékoktól meg kell tisztítani a környezetet, és ennek terméke, a biogáz, el is égethető. A biogáz
6.3. ábra. Biomassza-tüzelésű kazánok
55
előállítására a hulladékokat fénytől, levegőtől elzárva nedvesen erjesztik. A baktériumok és gombák hatására felszabaduló biogáz 50–70%-a metán (a szilárd szemétből felszabaduló gáz, az úgynevezett depóniagáz esetében ez az arány 45–55%), de lehet benne csekély mennyiségű hidrogén is, a többi meddő (széndioxid, kén-dioxid, nitrogén, vízgőz stb.). Ennek megfelelően fűtőértéke kb. fele, kéthar mada a földgázénak. A maradék szilárd anyag már korántsem olyan kellemetlen szagú, és nem is mérgező. Trágyázásra közvetlenül alkalmas. Biogáztermeléssel tehát kellemetlen környezetszennyező anyagoktól szabadulunk meg, és az energiaforrás mellett nyert szilárd végtermék belesimul a természetbe. A biogáz helyi hálózatban hasznosítható, a földgázhálózatba azonban csak tisztítás után kapcsolható be. Legcélszerűbb, ha helyben használják föl kapcsolt energiatermelésre. Áramtermelésre használhatók néhány kW és MW teljesítmény közötti gázmotorok, több vagy szennyezettebb biogázhoz pedig gázturbinákat célszerű használni. A biogáz hasznosítása hazánkban néhány éve indult meg, és felfutóban van. Tucatnyi üzem működik (6.4. ábra), többnyire kapcsolt energiatermeléssel, átlagosan 1 MW körüli elektromos teljesítménnyel, és legalább ugyanennyi épül. A beruházás ára nem csekély, de ha jó a hasznosítás, rentábilis lehet, és pozitív mellékhatásai miatt okvetlenül támogatandó.
6.4. ábra. Biogáztermelő üzem Nyírbátorban
56
6.1.3. Teendők A biomassza energetikájában számos olyan elem van, a kazánok, turbinák gyártásától a hálózatok megvalósításáig, amelyben a magyar ipar nagy volumenben is beszállító lehet. A munkahelyteremtő hatás tehát a biomassza begyűjtői mellett a fejlett technológiájú gyártókat is érintheti. A biomassza hasznosításában eddig is előrehaladást mutathattunk föl, de további fokozására is van még bőven mód. A biomasszát hatékony hőellátásra kell használni, és – az eddigi gyakorlattal ellentétben – a közvetlen villamosenergia-termelés helyett csak a hőtermeléshez kapcsolt villamosenergia-termelésnek van értelme. A háztartások fafűtése, pelletfűtése a természetes piaci viszonyok szerint növekedhet. A falufűtésnek – különösen áramtermeléssel kapcsolt formájának – az elterjesztése komoly hatósági erőfeszítést kíván, de bizonyosan van sok olyan adottságú hely, ahol ez megéri. Környezeti hatása miatt különösen támogatandó a biogáztermelés és hasznosítása, csakúgy, mint a szeméttelepekre alapozott depóniagázé is. A biomassza hasznosításának támogatásában is a környezet megóvásának, a takarékosságnak – a földgázmegtakarításnak – és a hatékonyságnak a szempontjai kell, hogy érvényesüljenek. Erdőink faállományának rossz hatásfokú nagy erőművekben való eltüzelése nemhogy értelmetlen, de kimondottan káros, és akkor is sürgősen abba kell hagyni,23 ha megújulóenergia-statisztikánkat rontja. Az áramtermelés alárendelt jelentőségéből is következik, hogy gigantikus méretű szalmatüzelésű erőművek létesítése nemzetgazdaságilag célszerűtlen, de a fűtőanyag nagy körzetből való összegyűjtésének szükségessége miatt környezetromboló is. Természetesen a beruházónak sem kifizetődő, kivéve, ha mind a beruházásban, mind a működtetésben nagy állami támogatásra számíthat. A kötelező átvételi áras rendszer a biomassza hasznosításának támogatására is alkalmatlan. A jól megtervezett beruházásokat kell erőteljesen támogatni, a működést pedig legfeljebb átmenetileg. A működési támogatás a biomassza összegyűjtőit, előállítóit illetheti meg, a fogyasztók közül pedig csak a hőfogyasztókat.
6.2. A geotermikus energia és a környezeti hő Ebbe a körbe elsősorban a földhő (6.5. ábra) tartozik. Elterjedten használják világszerte; a rá épülő erőművi kapacitás 10 GW körül van, hő formájában pedig 29 GW teljesítmény kiaknázása folyik. A földhőnek köszönhetően a világ 1%-kal kevesebb olajat fogyaszt el (78).
23
Ausztriában a magyar határ közelében nem is a saját fájukból fejlesztenek áramot, hanem magyarországi importfából, ez pedig nemcsak az ő bölcsességüket, hanem a magyar rövidlátást is mutatja.
57
6.5. ábra. Geotermikus energia
6.2.1. A közvetlen hasznosítás A termálvízkincsből kiindulva Magyarországot sokan geotermikus nagyhatalomnak gondolják. Ebben annyi igazság van, hogy a föld hőmérséklete a felszín alatt a mélységgel gyorsabban nő, mint az európai átlag, mert itt viszonylag vékony a földkéreg. Emiatt a felfelé irányuló hőáram erőteljesebb, de így is igen kicsi: 0,1 W/m2 (78). A földhő nagyon szétszórt, de hasznosítása Magyarországon az átlagosnál több lehetőséget kínál. Ez a lehetőség kihasználandó, és energiaszükségletünk kielégítésében a földhő fontos szerepet tölthet be, habár kihasználása nem olyan egyszerű, mint gondolhatnánk. A földmélyi hőt rendszerint forró víz formájában hozhatjuk a felszínre, de a felszíni és a felszín közeli hőt is használhatjuk. A ter málvizek felszínre hozatalára a kőolajiparban bevált technológiák használhatók. A hőhordozó vizek, főleg a mélyről jövők, sok oldott ásványi anyagot tartalmazhatnak, amelyek alkalmasint hasznosíthatók is lehetnek, de lerakódásuk, vegyi hatásuk a csővezetékeket rongálhatja, és a környezetet is károsíthatja. Ezért
58
a vizet esetleg kezelni, tisztítani kell, és lehűlés után – a rétegnyomás fenntartása érdekében is – vissza kell préselni, ez pedig többnyire költséges. Az így visszajuttatott víz ott felmelegszik, és hőhordozóként újra a felszínre hozható. A vízzel együtt kísérőgázok (pl. metán és szén-dioxid) is a felszínre törhetnek, ezzel szintén kezdeni kell valamit. A földhő értékét is az adja, hogy földgázt lehet megtakarítani vele, ezért felhasználási módjainak értékeléséhez a megtakarítható földgáz mennyisége szolgál mércéül. Minél melegebb egy termálvíz, annál alkalmasabb energetikai célra. Különösen alkalmasak a túlhevített nagy nyomású gőzzárványok. A 120 °C-nál kevésbé forró termálvizek csak hőszolgáltatásra alkalmasak, a 120 °C-nál melegebbek akár áramtermelésre is. (Alacsonyabb forrpontú közeg közbeiktatásával esetleg kevésbé forró víz is használható áramtermelésre.) Az áramtermelés értékesebb lenne, mert az áram jobban szállítható és rugalmasabban használható, de ha a forró vizet hőszolgáltatásra használják, a (környezet hőmérséklete fölötti) hőtartalom egésze közvetlenül felhasználható, áramtermelésre viszont csak ennek a hatásfok meghatározta töredéke. A jó hatásfokú hőerőművek 200 °C-nál forróbb gőzzel működnek. Az ennél kisebb hőmérsékletű gőzzel hajtott hőerőgépek (kb. 10%-os) hatásfoka lényegesen rosszabb, mint a földgáztüzelésű erőművekéi (amelyek 50% fölött lehetnek), ezért ha nem nagyon forró a víz, csakis a hőszolgáltatás ajánlható. Lakott helyen lakóépületeket, mezőgazdasági vidékeken állattelepeket, üvegházakat érdemes vele fűteni. Ha a közelben végképp nincs felhasználási lehetőség, csak akkor érdemes áramot termelni vele. A Dél-Alföldön van a mélyben 200 °C-nál forróbb víz is. Fábiánsebestyénben 3800 m-es mélységből, az üledék alatti alaphegységből 202 °C-os víz (vagy annak gőze) tört elő 760 bar nyomással (78). Ez valószínűleg nem kimerülő típusú készlet, és kutatásra vár, hogy a készlet és a környezeti körülmények alkalmasak-e arra, hogy érdemes legyen az áramtermeléshez szükséges költséges beruházást elvégezni. 5000 m-nél mélyebben több 100 °C-os forró száraz kőzetekig lehet lefúrni. Ha a kőzetbe hideg vizet juttatnak le, amely a forró kőzetet megrepeszti, a repedésekbe nagy mennyiségű vizet lehet benyomni. A víz ilyenkor felforrósodik, és a nagy nyomású, több 100 °C-os víz kiszivattyúzható (78). Ez is használható áramfejlesztésre. Ezen eljárás módozataival a világon kísérleteznek, de az alkalmas technológia a geológiai adottságoktól függhet. Nincs bárhol használható kiforrott technológia. Hogy a közvetlen hőhasznosítás kifizetődő-e, attól függ, hogy a vizet meg kell-e tisztítani, közvetlenül alkalmazható-e, vagy az összetétele miatt csak hőcserélővel, továbbá hogy lehet-e gyógyvízként is használni, vissza kell-e pumpálni, és előzőleg újra kell-e tisztítani. A termálkutakból célszerű egyenletesen kivenni a vizet, az igény viszont változhat, ezért hőtároló közbeiktatása válhat szükségessé. A 60 °C-nál melegebb víznek először célszerű a hőtartalmát kihasználni, a kissé lehűlt vizet gyógyvízként felhasználni, majd a 40 °C alatti víz hőtartalmát hőszivattyúzni. A földhő hasznosításában van néhány kiemelkedő eredményünk. Hódmezővásárhely távfűtése (6.6. ábra) – a vízvisszasajtolás ellenére – lényegesen olcsóbb, mint a földgázos távfűtések. A földhő mezőgazdasági alkalmazásában a világ élmezőnyéhez tartozunk.
59
6.6. ábra. Földhőt használó távfűtőmű Hódmezővásárhelyen
6.2.2. Hasznosítás hőszivattyúval A hőszivattyú (79) úgy működik, mint egy olyan kompresszoros hűtőszekrény, amelyet nem a hűtött térrész, hanem a hűtőrácsán megjelenő hő kedvéért működtetünk. Egy folyadék-gőz közeg körfolyamatába folyamatosan mechanikai energiát táplálunk be, hogy egy helyről (a környezeti hőből) hőt elvéve egy másik helyen (a fűtendő térrészen) hőt adjon le. Az így fűtött térrész melegedése a környezeti hőt hordozó térrész lehűlésével és a betáplált kompressziós energiával tart egyensúlyt. A kompresszort villany- vagy gázmotor hajtja. A fűtött térrész hőtöbblete többszöröse lehet a betáplált kompressziós energiának, tipikus esetben 3–5-szöröse. Az áram- vagy a gázfelhasználás szempontjából a hőszivattyú úgy fogható fel, mint ami a hálózatból nyerhető energiát (a primer energia segítségével) megtöbbszörözi. A hasznos fűtési hő a felhasznált primer energiának (földhőnek vagy környezeti hőnek) így is mintegy kétszerese lehet. A hőszi-
60
vattyús hőtermelés hatékonysága erősen függ a környezeti közeg hőmérsékletétől, és ez természetesen évszakonként változik. A hőszivattyú hőforrása lehet maga a földhő – például termálvíz formájában – vagy a talajhő – sekély szintig lenyúló csőkígyókban felmelegedő víz hőtartalmának a közvetítésével vagy mélyebbre fúrt talajszondákkal kiaknázva (6.7. ábra). A talajhőt egy erre a célra kialakított kútból kiszivattyúzott víz is hordozhatja, és ilyenkor kívánatos lehet a lehűtött víz visszatáplálása. Folyóparton a hőszivattyú hőforrásaként a folyó vize kiváltképp jól használható. Ennél is egyszerűbb a levegő hőszivattyúzása, amely melegíthet levegőt vagy vizet is. A hőszivattyú nagy előnye, hogy „megfordítva” hűtésre, főleg légkondicionálásra is alkalmas.
6.7. ábra. Hőszivattyús rendszerrel fűtött panelház
2009-ben mintegy ezer hőszivattyút állítottak üzembe az országban. Ez egy nagyságrendnyi növekvés a korábbi évhez képest. A földszondás, a vízkutas és a levegős változatot is használják. A világon a hőszivattyús hőellátás súlya ma már felülmúlja a földhő közvetlen hasznosításáét (10), hiszen nem kell hozzá magas hőmérsékletű hőforrás. 6.2.3. Teendők A fentiek általános tanulsága az, hogy a geotermikus energia hasznosítása áramtermelésre a kicsi (10% alatti) hatásfok miatt egyelőre nem célszerű. Igen nagy hőmérsékletű és nyomású geotermikus lelőhelyek kikutatása, kísérleti berendezés építése azonban a távolabbi jövő érdekében máris időszerű. A közvetlen hőellátásra használt energiamennyiség 10 év alatt megduplázható. A hőszivattyúk alkalmazására beindult vállalkozói lendületet érdemes kihasználni és használatukat megsokszorozni. Mindkét hasznosítás jelentős földgáz-megtakarítást eredményez.
61
Az államnak fontos szerepe van abban, hogy a termálvíz gyógyászati, turisztikai hasznosítását összeegyeztessék az energetikai hasznosításával. A hőszivattyúk felfutásához a geológiai szolgálat, az államilag szabályozott vízgazdálkodás közreműködésére okvetlenül szükség van. Meg kell alkotni a vízbázisok használatát tartósan szabályozó törvényi keretet, amelyet azután nem szabad változtatgatni. Az engedélyezési eljárásokat gyökeresen egyszerűsíteni kellene. A villamosenergia-szolgáltatóknak – a szolgáltató és a fogyasztó közös érdekében – a hőszivattyúk csúcsidőszaki használatát kizáró csökkentett tarifát kellene rendszerbe állítaniuk. A hőszivattyús rendszerek tervezéséhez szükséges energetikai és épületgépészeti ismeretek oktatásában főleg az állami felsőoktatásnak kell szerepet vállalnia. A magyar ipar képes hőszivatytyúkat és a földhő hasznosítását szolgáló egyéb berendezéseket gyártani, és ezek ösztönzése ugyancsak állami feladat. A hasznosítás állami támogatása a földgáz-megtakarítás arányában indokolt. A támogatás itt is elsősorban a létesítésre adható, és a hőhasznosítót illeti meg. A környezeti hő hasznosításához szükséges berendezések gyártásának meghonosítása is állami támogatást érdemel.
6.3. A napenergia A napenergia a Föld egész felületére folyamatosan szétszórva érkezik. A hazánk területére beeső sugárzási teljesítmény sűrűsége átlagosan 0,15 kW/m2. Ez egy évre számolva m2-enként 1300 kWh energiát jelent, és ez számottevőnek, hasznosításra érdemesnek tűnik. Közvetlen hőként egyszerűen hasznosítható, de a fizika kínál olyan lehetőségeket is, amelyek lehetővé teszik a villamosenergia-termelést is napfényből. A hőhasznosítást aktívnak nevezzük, ha a hőt összegyűjtve épületgépészeti eszközökkel hasznosítjuk, passzívnak pedig a sugárzási hő egyszerű visszatartását nevezzük, amelynek érdekében az épületek hőelnyelő, hőtartó készségét kell növelni. A termikus hasznosítás elterjedt eszközei a napkollektorok. Ezeket elsősorban vízmelegítésre használják. Fajlagos csúcsteljesítményük kb. 0,7 kW/m2. Mivel a fekete test a sugárzás egészét képes elnyelni, a napkollektorok pedig megközelítik az ideális fekete testet, hatásfokuk igen jónak mondható (30–50%). Az EUban 2008-ban több mint 4 000 000 m2 volt beszerelve, és ez a szám évente gyorsan növekszik. Azzal számolnak, hogy négy évtizeden belül a fűtés/hűtés felét napkollektorokkal oldják meg. Magyarországon 2–3000 m2-re becsülhető a működő napkollektorok összesített területe. Egy átlagos családi ház időszakos melegvíz-ellátásához 6 m2-nyi jól tájolt napkollektor szükséges, ennek ára jelenleg 0,8 MFt + áfa (80). Ez a megtakarítható fűtőanyag árához képest még meglehetősen magas, a jövőben azonban a napkollektorok létesítése feltétlenül megérdemli az állami szubvenciót. A mezőgazdaságban nemcsak vizet melegítenek napfénnyel, hanem üvegházakat és fóliasátrakat is fűtenek, és ehhez a földhő is hozzájárulhat. Az üvegházból a napenergiát kizárni sem lehet, és hogy az üvegházi beruházás kifizetődő legyen, a mezőgazdasági támogatások rendszerébe be kell illeszteni. Ugyancsak sok energiát fogyaszt a termények szárítása; erre a Nap energiáját jól lehet hasznosítani. A mezőgazdaság
62
évente elvben 15 PJ-nyi napenergiát volna képes hasznosítani. A beruházások 3–8 év alatt térülnek meg, és belátható időn belül az elvi lehetőség 20%-a megvalósulhat (80). A farmgazdaságokat integrált autonóm napenergiás rendszer is elláthatja, és számukra ez a legkorszerűbb megoldás (81). A napenergia passzív hasznosításával kapcsolatban meg kell említeni, hogy ma a hazai épületek melegítésének átlag 17%-át fedezi a napfény (10). Az építkezés korszerűsítésével ez a hányad megkétszerezhető, sőt megháromszorozható. A jó hőszigetelés mellett az üvegházhatást kell jobban kihasználni, ez azonban a nyári melegben árnyékolást kíván, és így is elkerülhetetlenné teheti az energiafaló mesterséges hűtést. Az új épületek energiahatékonyságáról EU-irányelv is szól. Ezt követve erőteljesen csökkenteni kell az energiaigényt, sőt „közel nulla energiaigényű épületek” létrehozására kell törekedni. Az országos energiaellátás szemszögéből az a kérdés, hogy az új és a régi épületek együttesének hogyan fog csökkenni az energiaigénye. A fűtési szükséglet csökkenése és a hűtési igények megjelenése eltérően hat a különböző hőellátási módok hatékonyságára. A fűtési hőigény csökkenése rontja a meglévő távfűtő és a kapcsolt energiatermelő rendszerek kihasználását, de kedvez a fogyasztói megtakarításnak, és távfűtés helyett a hőszivattyúzás alkalmazására ösztönöz. A nyári hűtés mind a kapcsolt energiatermelés, mind a hőszivattyúzás kihasználását javítja. Az építési szabványok szigorodását idővel az energiaigény-normák szigorodása követi. A napsütés hőenergiája a villamosenergia-ter melésre naphőerőművekben hasznosítható. Ezek tükrökkel gyűjtik össze a napsugarakat, és a hőt hőerőgép hajtására használják, amely villanyt termel. Ez a módszer Magyarország számára – legalábbis a közeljövőben – nem kecsegtető. Ennél ígéretesebbek a fényelektromos/fotoelektromos (fotovillamos) hatás alapján működő napelemek (82) (6.8. ábra). A napfény hatására ezekben a napelemekben elektromos feszültség keletkezik, és ez áramforrásként használható. Jelenleg főleg elszigetelt építmények autonóm áramellátását fedezik ezzel a módszerrel. Az olcsóbb fajta (amorf szilícium) napelemek hatásfoka 6–8%, a drágább egykristályos változaté ennek két-háromszorosa. (Ezt kell össze hasonlítani a cukornád 1%-os napenergia-megkötő képességével, lásd 6.1. fejezetet.) Az áramtermelés a beruházás költsége miatt ma még így is túl költséges ahhoz, hogy tömegessé válhasson. A technikai fejlődés azonban még nem tetőzött. A nanotechnológia olyan megoldásokkal kecsegtet, amelyek növelik a hatásfokot, és/vagy olcsóbbá teszik 6.8. ábra. Táblákba rakott napelemek
63
a napelemeket. A napelem-technológiának Magyarországon egyelőre elsősorban a kutatása és fejlesztése ígéretes, valamint alkalmasint a napelemgyártás. A napenergia hasznosításában jelenleg állami támogatást a földgáz-megtakarító napkollektoros beruházások és a passzív építészeti megoldások érdemelnek. A mezőgazdasági hasznosítást a mezőgazdaság szempontjai szerint kell ösztönözni. Lehetséges azonban, hogy a napelemes áramfejlesztés néhány éven belül versenyképessé válik. Egy becslés szerint 2016-ra Magyarországon – és Európa nagy részén – 10 eurocent/kWh-ra csökken (83) a napelemes áramtermelés, és ez olcsóbb, mint jelenleg a hálózati áram. Ha az árak valóban így alakulnak, a napelemek alkalmazása méltóvá válik arra, hogy állami ösztönzést kapjon.
6.4. A szélenergia A szelet először az ókori egyiptomiak fogták vitorlába, a szélmalmok (6.9. ábra) a középkorban terjedtek el, a szélerőművek pedig a 20. század vége felé. A szél ingyen van, az erőmű viszonylag olcsón megépíthető (beruházási költsége kb. 1200 euró/kW [84, 85], szemben például az atomerőmű 2–3000 euró/kW-jával), ám a széljárás szeszélyes (86). A szélerőmű átlagos teljesítménye emiatt tengerparton mintegy 25%-a, Magyarországon pedig 18%-a a névleges teljesítményének. Emiatt a villamosenergia-rendszerbe nehéz beállítani. A szélcsend vagy vihar miatt kieső teljesítményt a „menetrendtartó” erőműveknek kell kiegyenlíteniük, hazánkban tipikusan gázerőműveknek. Minél több a szél erőmű, annál több kapacitást vesz el a rendszerből 6.9. ábra. A szélenergia hagyományos hasznosítása
64
a szélerőművek változó teljesítményének a követése. A kiegyenlítést javítaná, ha szivattyús-tározós erőművek épülnének (lásd a 6.5.2. fejezetet). A szélerőművek valószínűleg sehol nem önfenntartók; Magyarországon az igen magas, 30 Ft/kWh körüli kötelező átvételi ár teszi őket életképessé. A 6. fejezet elején és a 6.1. alfejezetben írottakkal összhangban a kötelező átvételi tarifa rendszere nehezen tartható, ezért a szélerőművek szerepét érdemeik alapján át kell értékelni. Első számú érdemük, hogy gázimport-megtakarítást tesznek lehetővé. Ez a megtakarítás a berendezés importját kb. 10 év alatt egyenlíti ki (85). Munkahelyet alig teremt, mindaddig, amíg hazánkban is el nem kezdik gyártani az erőműveket, ami exportra is lehetőséget adna. A szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére és a megújuló energiák arányának növelésére vállalt kötelezettségünk a szélenergia hasznosítása mellett szól, de ebben a szélenergia olyan megújuló energiaforrásokkal versenyez a támogatásokért, amelyek némelyike gazdaságilag lényegesen kifizetődőbb. Szén-dioxid-kvótában mérve a szélerőművek 2–2,5 Ft/kWh megtakarítást tesznek lehetővé (85). A fenti érvek ellenére a szélerőművek működtetésének állami támogatása mellett szól, hogy a megújuló energiák közül a vízenergia mellett egyedül ez szolgál kifejezetten áramtermelésre. A gyártókapacitás megteremtését üdvözölnénk, és az erre irányuló vállalkozói szándékot állami áldozatvállalásra méltónak gondoljuk. A szélerőművek beállítása miatti hatékonyságcsökkenés a villamosenergia-rendszerben 30– 40%-kal kisebb lenne, ha szivattyús-tározós vízi erőmű épülne. E javulás támogatása viszont nem a szélerőműveket, hanem a szivattyús-tározós erőmű létesítését illetné meg.
6.5. Vízenergia és vízgazdálkodás A biomassza után a vízenergia adja a „megújuló” energiák közül a legtöbbet és legrégebben (6.10. ábra) az emberiségnek. A világon a megújuló forrásokból előállított villamos energiának 2007-ben kb. a 87%-át termelte (850 GW-ot). Az erőművek technológiája jól ismert, biztonságos, és – noha beruházásigénye tetemes – kevés karbantartással igen sokáig (50–100 évig) olcsón termel. Az erőműveknek nagy hatásuk van a környezetükre. Ez a hatás többnyire kedvezőtlen (6.11. ábra). A vízi erőművek fölött az áramlás lelassul, ami eliszaposodáshoz vezethet, alatta pedig a meder kimélyül, és a vízszint lecsökken. Ez lassú folyószakaszokon különösen kedvezőtlen. A kiskörei gát példája azonban azt mutatja, hogy az eredmény összességében lehet ökológiailag előnyös is. A vízenergia villamosenergia-termelés mellett az energiatárolásnak, a termelés és a fogyasztás egyensúlyban tartásának fontos eszköze. Ennek a fejezetnek az első felében az energiatermeléssel foglalkozunk, a vízgazdálkodás egyéb szempontjait is figyelembe véve, a második felében pedig az energiatárolással.
65
6.10. ábra. A víz energiájának ősi arca
6.5.1. Energiatermelés Magyarország nem gazdag vízenergiában, mert kevés a hegy, kevés a csapadék, és a bő vizű folyók meglehetősen lapos területeken folynak végig. Így folyóvizeink hasznosítása az ország energiaellátása szempontjából nem központi kérdés. Az elméletileg kihasználható 1 GW-os vízenergia-vagyon (87, 88) szétszórtsága miatt tisztán energetikai meggondolásokból ennek legfeljebb a felét lenne érdemes kihasználni. A (10) tanulmányban ezt a kérdést mégis áttekintettük. Figyelmünk középpontjában azonban a vízgazdálkodás általános szempontjai álltak. E rövid alfejezet visszhangja mégis zajosabb volt, mint a kötet többi részeinek együttvéve. Ehhez hozzájárult a (10) tanulmányban írtak tárgyilagosan nehezen felfogható félreértelmezése.
66
6.11. ábra. A felszámolt Guaíra-vízesés és a helyére épült Itaipu-erőmű a Panará folyón
67
A (10) tanulmányban lehetőségeink tárgyalását vízenergia-felhasználásunk nyitott sebének, a bős–nagymarosi botránynak az elemzésével kezdtük. Tény, hogy a közös szlovák–magyar Duna-szakaszon épült bősi erőműnek csak a hátrányaiból részesülünk. Megegyezés24 hiányában a Szigetközbe túl kevés víz jut, a termelt áramból ránk jutó részt pedig nem kapjuk meg. A bős–nagymarosi fiaskóhoz vezető magyar politika végzetes hibáját abban találtuk meg, hogy a magyar fél a nemzeti érdeket feladva belement az oldalvíz csatornás megoldásba. 47 dunai erőmű közül 46 – a bősit kivéve – a folyómederre van építve, pedig ezek egyike sem határfolyószakaszon épült. Az új meder kiépítése nélkül csak magyar beleegyezéssel lehetett volna a bősi erőművet befejezni. Az oldalvízcsatorna kialakítása műszakilag elsősorban a „csúcsra járatás” szempontjából lett volna fontos, amelyről Hágában már Szlovákia is lemondott. Azt hangsúlyoztuk, hogy természetvédelmi, valamint víz- és energiagazdálkodási szempontból is égető szükség, hogy mihamarabb megegyezés szülessen Bős ügyében, noha ez ma már szinte kizárólag külpolitikai és diplomáciai kérdés. A bősi vízlépcső káros következményeinek ellensúlyozására és az egész hazai Duna-szakasz hajózási viszonyainak javítására az EU irányelveinek (89, 90) szellemében komplex program indult. Ez a magyarországi felső Duna-szakaszon nem irányoz elő vízlépcsőépítést, ám az alsó szakaszon nyitva hagyja ezt a lehetőséget. A (10) tanulmányban az alsó szakaszra korábban javasolt két vízlépcső (Adony és Fajsz) lehetőségét vetettük fel,25 elismerve, hogy az energetikai előnyök nem túl jelentősek, a vízgazdálkodási, vidékfejlesztési szempontok azonban megfontolandók. Ami az ökológiai szempontokat illeti, természetesen itt is igaz, hogy a folyás lelassítása hátrányos, ám a vízszint emelése hozzájárulhat ahhoz, hogy a Duna– Tisza közén az egyre süllyedő talajvíz szintje újra emelkedhessen. Úgy véljük, e vízlépcsők ökológiai összhatását ennek a két ellentétes hatásnak a relatív súlya adja meg, és ezt általános elvekből nem lehet le vezetni. Részletes tudományos vizsgálatok nélkül semmire sem jutunk. A Tisza befogható teljesítménye egy nagyságrenddel még kisebb, de árvízi, öntözési és vidékfejlesztési szempontok vízlépcső(k) építése mellett szólhatnak.
24
25
68
Nem említettük, mert nyilvánvalónak vettük, hogy a megegyezés során nem lehet eltekinteni a hágai perben született ítélettől, amely kimondta, hogy Magyarországnak nem kell erőművet építenie Nagymarosnál. A politikai konfliktus mélyén az rejlik, hogy Bős–Nagymaros a magyar rendszerváltás egyik erjesztője volt, és az építési egyezmény felbontása a rendszerváltás jelképe lett, Szlovákiában viszont a bősi erőmű megépítését az önálló államiság első nagy átütő sikerének látják. A politikai megoldás előfeltétele az, hogy a felek kölcsönösen belássák ezt, és egymás nemzeti önérzetét tiszteletben tartva keressék a megoldást. A (10) tanulmányban éppúgy nem javasoltunk erőműépítést Budapest fölött, mint ahogy most sem. Mégis a nagymarosi erőmű feltámasztásának kísérletét hányták a szemünkre (91), és hiába a cáfolat (92), a vád a szerzőkön és az Akadémián ragadt (93). Az e cikkek okozta erkölcsi kárt nem ellensúlyozza, hogy megszerezték számunkra az ellenpárt rokonszenvét. Lehet, hogy valamely vízlépcsőt valóban nem szabad megépíteni, mert több a kára, mint a haszna, de véleményünk szerint sem a bős–nagymarosi zsákutcából való kilábalás, sem a hazai Duna-szakasz jövőjének ésszerű elgondolása nem sikerülhet vízlépcsőkről való tárgyilagos vizsgálat és beszéd nélkül. Tehát a szükséges tabudöntést végeztük el.
69
6.5.2. Energiatárolás A villamosenergia-hálózatban a megtermelt pillanatnyi teljesítménynek és a pillanatnyi fogyasztók teljesítményének folyamatosan egyensúlyban kell lennie (lásd a 2.4. fejezetet). Ha nem így lenne, súlyos üzemzavarokkal kellene szembenéznünk. A fogyasztás napi, heti és évi ütemben változik, a megtermelt teljesítménynek pedig követnie kell a változás ütemét. A napi fogyasztás azonban előre nem látható módon változhat, és a megújuló energiaforrások némelyikének a termelési teljesítménye is ingadozhat. A szélenergia hasznosítása szélcsendben vagy vihar idején, a napenergiáé éjszaka és borult időben szünetelhet. A szélenergia elterjedésének a kiegyenlítő erőművi kapacitás hiánya is határt szab. Mindezekhez az erőművek tervezett karbantartás miatti leállása vagy teljesítménycsökkenése, valamint tervezhetetlen üzemzavara is hozzájárulhat. Hazánk energiarendszere jelenleg olyan elemekből áll, amelyek akkor üzemelnek jól, ha állandóan maximális teljesítményt adhatnak le. Gyors teljesítményváltoztatásra képtelenek, a lassan, de kényszerűen előidézett teljesítménycsökkentésük miatt pedig rosszabb hatásfokkal, több fajlagos szennyezéssel termelik az áramot. Annak érdekében, hogy szükség esetén növelni lehessen a termelt energiát, az erőművek némelyike legtöbbször csökkentett teljesítményen működik, és ez folyamatosan veszteséget okoz. Mivel a leadott teljesítményt igen drága volna éjszakánként a kívánt mértékben visszafogni, erőműveink a nemzetközi hálózatot rendszeresen túltelítik, és ezért az országnak büntetést kell fizetnie. Évről évre nő a szabályozáshoz felhasznált kiegyenlítő energia költsége, és ennek következtében a problémamegoldás elhalasztásának többletköltsége egy év alatt több mint 10 milliárd forinttal nőtt. Az összes rendszerszolgáltatás költségei 2009-ben több mint 20 milliárddal voltak magasabbak (88). Szükség lenne tehát olyan elemekre, amelyek fogyasztási apály idején energiát fogyasztanak, amit azután csúcsidőben és/vagy szükség szerint adhatnak vissza. Az elektromos energia tárolásának számos módja van: lehet például akkumulátorral vagy vízbontásos hidrogéntermeléssel energiát tartalékolni, de olyan rugalmasságra, amely az országos hálózat gyors igényváltozásaihoz képes alkalmazkodni, csak a mechanikai energiatárolási módok képesek. A szokásos és minden másnál összehasonlíthatatlanul jobb megoldás a szivattyús vízi erőmű és a magaslati víztározás (87). Ezek a rendszerek nagy szintkülönbségű két tározóból és az őket összekötő függőleges csőben elhelyezett turbinából/szivattyúból állnak. Ez turbinaként áramot termel, ha a víz lezúdul, és szivattyúként áramot fogyasztva vizet tölt a felső tárolóba, ha úgy működtetik. A szivattyús erőmű néhány másodperc alatt át tud állni fogyasztóból áramforrássá vagy fordítva, és így képes kiegyenlíteni a fogyasztók és az egyéb termelők okozta egyenetlenséget. A víz emelésére felhasznált energia 80–85%-os hatásfokkal nyerhető vissza. A veszteség jóval kisebb lehet, mint amennyit a rendszerszabályozás tökéletlensége miatt veszítünk.
70
A becslések szerint az országnak jelenleg ±600 MW-nyi szivattyúserőmű-teljesítményre volna szüksége. Az építési költséget 650–1000 euró/kW-ra becsülik. Minél nagyobb a szintkülönbség, a beruházás annál olcsóbb. Nagy teljesítményű új atomerőmű üzembe állítása esetén – ennek időnként szükséges leállításai miatt – kívánatossá válik a szivattyús erőmű teljesítményének megkétszerezése. A tározó kapacitását úgy kell megválasztani, hogy legalább hatórai töltést be tudjon fogadni. Egyetlen szivattyús erőmű is elegendő lehet, ha a környezet a két ütemben történő fejlesztést lehetővé teszi. Európa csaknem minden országában üzemel néhány szivattyús vízi erőmű. Sikerült megtalálni a tájba illesztés módját is, hiszen több helyütt természetvédelmi területekre telepítették őket. Az erőműből rendszerint csak két tó – a felső és az alsó tározó – látszik (6.12. ábra), hiszen a szivattyú-turbina a két tározó közötti csővel együtt a hegy gyomrában helyezkedik el. Az építkezéssel párhuzamosan új kultúrtájat lehetne létrehozni. Hogy ez a természetvédelem előírásainak mennyire felelhet meg, az külön kérdés.
6.12. ábra. Szivattyús-tározós erőmű tározói
71
6.6. Energiapolitikai összefoglaló A megújuló energiák hasznosítása igazi stratégiai kérdés. Elsősorban nem az EU-nak tartozunk azzal, hanem magunknak, hogy az eddig ki nem használt megújuló erőforrásokat és a mozgósításukhoz szükséges munkaerőt bevonjuk a gazdaság vérkeringésébe. Mivel az energiaellátás rendszerébe sok ponton bele kell nyúlni, az egész rendszert kell szem előtt tartani. A növekedés ütemét és mértékét leginkább az energiapiac határozza meg, de ösztönzőkkel lehet és kell is a fogyasztókat kívánatos irányokba terelni. A vízenergiát kivéve a megújuló energiákat kis- és közepes vállalkozások tudják a legcélszerűbb módon munkába állítani. A fontos társadalmi cél állami pénztámogatást is indokolttá tesz. Fontos ezért a célok és a támogatásra méltó akciók pontos meghatározása. A magyar energiaellátásban az importált földgáz túl nagy súlyú: 2009-ban primerenergia-felhasználásunkban 46%-ot tett ki a 25%-os EU-átlaggal szemben. Ezt az egyoldalúságot a megújuló energiákkal lehet a legjobban csökkenteni, ezért az egyes megújuló energiák és alkalmazásaik hasznosságát a megtakarítható földgáz mennyiségével kell értékelnünk. A megújuló energiahordozók előkészítése is energiát emészthet föl, és ezt le kell vonnunk a hasznosítható energiamennyiségből. Energiafelhasználásunknak aránytalanul nagy része épületek hőellátására és hűtésére megy el, és ebben a földgáz aránya szintén igen magas. Az építtetőket és a fogyasztókat takarékosságra kell ösztönözni. A megújuló források arányát és a hatékonyságot is növelni kell; az utóbbit például kapcsolt vagy hőszivatytyús rendszerek beállításával. Legnagyobb mértékben a jövőben is a biomasszát hasznosíthatjuk, főleg a mező- és erdőgazdasági, élelmiszeripari melléktermékeket és hulladékokat. Az energiaültetvények és az onnan származó bioüzemanyagok energiamérlege nem túl kecsegtető, ezért a felhasznált földterület, vegyszerek és gépi energia függvényében gondosan kell megvonni a mérleget, hogy meg lehessen állapítani a termelés hasznosságát. A biomasszát közvetlen decentralizált hőellátásra használva nagyobb földgáz-megtakarítást érhetünk el, mint villamosenergia-termeléssel. Falvakban – a biomassza forrásához közel – még jobb eredményt ad a központi hőellátás, mert a tüzelőanyag úgy kevesebb előkészítést igényel, és mert áramtermeléssel is kapcsolható. A fűtőmű bázisán folytatott áramtermelést ösztönözni kell, a fordítottját nem; ugyanis a mellékesen termelt áram mindig teljesen hasznosítható, a mellékesen termelt hő viszont általában kevéssé. A falufűtés megvalósításához önkéntes szövetkezésre van szükség, amely a falvak társadalmi légkörének javulását kívánja, és javítását szolgálná. Ha a termálvíz 120 °C-nál nem melegebb, akkor áramtermelésre egyáltalán nem célszerű használni. Nagy mélységű, nagy tömegű nagyon forró lelőhelyek után viszont érdemes kutatni. A hőszivattyús fűtés/hűtés akár a közvetlen környezet hőjére alapozva is hasznos lehet, és támogatandó. A napenergiát napkollektoros
72
vízmelegítésre és különféle mezőgazdasági célokra érdemes hasznosítani, továbbá az épületek energiaháztartását célszerű vele segíteni. Ezek ugyancsak nemzetgazdaságilag fontos célokat szolgálnak. A fényelemes áramtermelés egyelőre még nem versenyképes, de hamarosan eljöhet annak az ideje is. A szél energiáját csak áramtermelésre lehet használni. Kétes hatékonyságuk ellenére a szélerőművek terjedésének új értelmet adhatna, ha Magyarországon meghonosodna a gyártásuk. A vízenergia kérdése csak a vízgazdálkodás, a természetvédelem és a vidékfejlesztés összetett rendszerében vizsgálható, és ebben az energetika szempontja nem meghatározó. Szivattyús-tározós erőműre viszont a nemzeti energiahálózat stabilitása érdekében igen nagy szükség volna. Nem kétséges, hogy az építése megzavarná a táj nyugalmát, de a kész építmény belesimulhatna a tájba. Tekintve, hogy számos helyszín szóba jöhet, remélhető, hogy találnak olyan helyszínt, ahol az erőmű a tájvédelem szempontjaival összebékíthető.
73
7. Célok és eszközök Munkánk összefoglalásaként megállapíthatjuk, hogy a 21. században új szempontok kerültek előtérbe az ország energiagazdálkodásában: 1. A kimeríthető primer energiák készleteit kímélnünk kell. 2. A természeti környezetünket óvnunk kell, miközben civilizációs szintünkből sem engedhetünk. 3. A nemzetgazdaságot versenyképes állapotban kell tartanunk az energiaimport emelkedő árainak ellenére. 4. Az energiaimport feltételeinek változékonysága ellenére gazdaságunkat és életünket meg kell kímélnünk a külső bizonytalanságok káros hatásaitól. 5. A hazai energiaipart úgy célszerű fejlesztenünk, hogy minél nagyobb mértékben járuljunk vele hozzá a hazai értékteremtéshez, és minél nagyobb mértékben építsünk a hazai munkaerőre és szaktudásra. Az összes szempontot szolgálja az energiával való takarékosság, a hatékonyabb energiaátalakítás és -felhasználás, tehát ezekre mindenképpen törekednünk kell. A meglévő energiaforrások jobb kihasználását teszi lehetővé, ha az áramellátásban a decentralizálás és a fogyasztás ingadozásait kiküszöbölő hálózati irányítás felé mozdulunk el. Mindez azonban nem elég, mert működik a Jevons-paradoxonnak nevezett közgazdasági jelenség (24), amely szerint, ha a technikai fejlődés hatékonyabbá teszi valamely erőforrás felhasználását, a felhasználás sebessége nem csökkenni, hanem nőni fog. Ha például nő a járművek hatásfoka, nem kevesebb, hanem több benzint fogunk fogyasztani. A paradoxon természetesen a nagyobb hatékonyság okozta árcsökkenés révén működik, amelynek időleges kiegyenlítésével vagy más ösztönzőkkel a gazdaságpolitika úrrá tud lenni e fölött a mechanizmus fölött. A Jevons-paradoxon felhívja a figyelmet arra, hogy a technikai fejlődés önmagában nem oldja meg a problémákat; okos politikára is szükség van. Az 1. és a 2. cél érdekében fokozni kell a megújuló energiaforrások alkalmazását. Ezeket arra kell használni, amire hatékonyan használhatók: a biomassza-égetést és a földhőt elsősorban nem villanyfejlesztésre, hanem hőtermelésre. Ha a biomasszát nem egyedi fűtésre, hanem nagyobb egység fűtésére használják, érdemes áramfejlesztő egységet is kapcsolni hozzá. A földhő felhasználását célszerű hőszivattyúval kombinálni. A 200 °C-nál melegebb mélységi vizek már villanyfejlesztésre is kiaknázhatók, és érdemes ennek a lehetőségeit földtani és műszaki szempontból pontosan felderíteni, pozitív eredmény esetén pedig megvalósítani. A napenergiát a napkollektorok hasznosítják a legjobb hatásfokkal. A napelem-technológia mint kutatási és fejlesztési feladat a magyar kutatóintézetek szakértelmének körébe esik, és előállításuk a magyar vállalatok lehetőségein belül van. Mihelyt a napelemmel való áramtermelés kifizetődővé válik, a nem csekély beruházási költségekre való tekintettel a beruházásösztönzést is el kell kezdeni.
75
Ugyancsak az 1. és a 2. célt szolgálja a rossz hatásfokú régi erőműveknek valamilyen új, jó hatásfokú, környezetkímélő erőművekkel való helyettesítése. Egy évtizeden belül több korszerűtlen erőmű esik ki a magyar villamos hálózatból. Ezeknek a teljesítménye összesen 4 GW-ot tesz ki. Az erőművi nemzedékváltást úgy célszerű megoldani, hogy az a 3. és a 4. célt is szolgálja, tehát importot pótló kínálati többletet hozzon létre. A szél- és vízenergiát kivéve a megújuló energiák inkább hőtermelésre alkalmasak, mintsem villamosáram-termelésre, ezért a kieső 4 GW-nak egyelőre csak kis részét lehet velük pótolni. A környezetvédelemre és az energiabiztonságra való tekintettel a helyettesítő tiszta energia szerepére az atomenergiát tartjuk a legjobbnak. Összesen 2–2,5 GW-nyi két atomerőmű-egység létesítése látszik célszerűnek. Emellett hagyományos fosszilis tüzelőanyagú erőműre is szükség lesz. A régi fosszilis energiás erőművek helyett nagy hatásfokú, korszerű lignit-, esetleg széntüzeléses erőművekkel tudnánk mind az energiatermelést fokozni, mind a szén-dioxid-kibocsátást visszafogni. Emellett földgáztüzelésű erőművekre is szükség lehet. A hazai szén/lignit jövőbeli hasznosításával a 3., 4. és 5. célt is szolgáljuk. A földgáz- és a lignittüzelésű erőművi kapacitás arányát e szempontok szerint kell optimalizálni. A ma uralkodó vélekedések szerint az energetikai ipar elsősorban azzal óvja a természeti környezetet, ha kevesebb szén-dioxidot bocsát ki. A szén-dioxidot-kibocsátás visszafogása bizonyosan nem káros, és a meglévő források kihasználása érdekében amúgy is hasznos megújuló energiákat részesíti előnyben. De a természetvédelem szempontja nem merülhet ki ebben. A légkört és a természetes vizeket rengeteg szerves hulladék és annak kipárolgása szennyezi, amelyek zárt térben elgázosíthatók, miközben éghető biogázt és a talajt nem szennyező szilárd végterméket kaphatunk. A biogáz- és depóniagáz-égetés tehát nem csupán energetikai hasznot hajt, hanem a környezet megtisztulásához is hozzájárul, ezért kiemelt állami támogatást érdemel. A 3., 4. és 5. szempont érdekében célszerűnek tartjuk a lignittermelést életben tartani. Arra kell törekedni, hogy a szén-dioxid geológiai megkötését ne kelljen bevezetnünk, hiszen a szén-dioxid-dúsulás hatásáról szóló vita eldőlhet még úgy is, hogy feldúsulása nem lényeges az éghajlat szempontjából. Így eljöhet még az az idő is, amikor szénkészleteink felértékelődnek, és ezért egy kevés szénbányászat életben tartásával elejét vehetnénk annak, hogy az ott szerzett tapasztalatok teljesen a feledésbe menjenek. A 3., 4. és 5. célt szolgálják a nehezen hozzáférhető szénhidrogén-készletek kitermelésének technológiai fejlesztései és a szénhidrogén-készletek kitermelési hányadának javítására vonatkozó fejlesztések. A 4. cél érdekében több forrásból származó gáz behozatalát kell lehetővé tennünk. Ezt a célt szolgálják a kontinenst átszelő gázvezetékek is, de talán még inkább az, ha a szomszéd országokkal összefogva képessé válunk tartályhajókon érkező cseppfolyós gáz fogadására. Ezért részt kell vennünk a közeli gázfogadó tengeri állomások létesítésében és kihasználásában. A jövőbeli energiabiztonságba és környezetbiztonságba ruházunk be, és szellemi energiáinkat hasznosítjuk, ha avantgárd energetikai kutatásokat folytatunk. Ide sorolható a napelemfejlesztés, az üzemanyagcellák kutatása-fejlesztése, a biológiai rendszerek hidrogénfejlesztésének tanulmányozása, az algákkal való olajter-
76
meltetés gyakorlati megoldása stb. Továbbra is be kell kapcsolódnunk a nukleáris üzemanyag többszörös kihasználását lehetővé tevő és a végtermékek ártalmatlanítását célzó nemzetközi nukleáris energetikai kutatásokba. Szellemi erőink jobb kihasználása mellett a takarékosabb magyar energiagazdálkodást is szolgálja, ha energiakímélő fejlett technológiai fejlesztéseken, például a szupravezetés alkalmazásain dolgozunk. A hazai munkaerőt és szaktudást minél nagyobb mértékben be kell vonni az energetikai gépek, eszközök fejlesztésébe, gyártásába is. Múltbeli eredményeink is bizonyítják, hogy a napelem, a hőszivattyú, a napkollektor, a különféle kazánok és a szélerőművek, turbinák gyártása nem haladja meg a hazai ipar technológiai szintjét, és ezek gyártását ösztönözni kell. Az energiatermelés és az energetikai ipar fejlesztése feltételezi, hogy a hazai műszaki és természettudományos szakemberképzés egykor magas színvonala helyreáll. Az egyetemi, főiskolai oktatás pedig csak akkor felelhet meg ennek a hivatásnak, ha a közoktatásban a természettudományi oktatás hanyatlását sikerül visszafordítani és a nagy szellemi erőfeszítést kívánó tanulmányok vonzerejét növelni.
77
7. Irodalom 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.
Vajda György: Energiapolitika. Magyarország az ezredfordulón. MTA, Budapest, 2001. Vajda György: Energiahasznosítás. Akadémiai Kiadó, Budapest, 2004. Vajda György: Energiaellátás ma és holnap. Magyarország az ezredfordulón. MTA Társadalomkutató Központ, Budapest, 2004. Vajda György: Energia és társadalom. Magyarország az ezredfordulón. MTA Társadalomkutató Központ, Budapest, 2009. Büki Gergely: Energetika. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1997. Büki Gergely: Energiaátalakítás, gáz- és gőzerőművek. Akadémiai Kiadó, Budapest, 2000. Büki Gergely: Erőművek. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2004. Büki Gergely: Kapcsolt energiatermelés. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2007. http://mta.hu/koztestuleti_strategiai_programok_energia Büki Gergely – Lovas Rezső (szerk.): Megújuló energiák hasznosítása. Köztestületi Stratégiai Programok, MTA, Budapest, 2010. Szentgyörgyi Zsuzsa (szerk.): Tanulmányok a magyarországi energetikáról. MTA, Budapest, 2008. Bozó László (szerk.): Környezeti jövőkép – környezet- és klímabiztonság. Köztestületi Stratégiai Programok, MTA, Budapest, 2010. Somlyódy László (szerk.): Magyarország vízgazdálkodása: helyzetkép és stratégiai feladatok. Köztestületi Stratégiai Programok, MTA, Budapest, 2011. Vida Gábor: Véges Föld és végtelen vágyak. In: Az erőszak kultúrája. Fenntartható-e a fejlődés? Szerk.: Kóródi Mária. Pallas, Budapest, 2009, 239. IPCC Assessment Reports. http://www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_and_data_reports.shtml#1 Manhattan Declaration. http://www.climatescienceinternational.org/ Reményi Károly: A konszenzus és az evidencia nem tudományos érv. Magyar Tudomány 171/1 (2010) 44. Reményi Károly: A szén-dioxid szerepe a klímaváltozásban. Magyar Tudomány 172/3 (2011) 354. Szarka László: Mozaikok az éghajlatkutatáshoz. Magyar Tudomány 171/5 (2010) 609. Berényi Dénes: Klímaváltozás, globális felmelegedés, CO2-hatás – kritikus szemmel. Magyar Tudomány 172/1 (2011) 18. Berényi Dénes: Hogy állunk a klímaváltozással? Természet Világa 142/3 (2011) 101. Miskolczi, F.: Greenhouse effect in semi-transparent atmospheres. Quarterly Journal of the Hungarian Meteorological Survey 111/1 (2007) 1 Montford, A. W.: The Hockey Stick Illusion. Climategate and the Corruption of Science. Independent Minds, Stacey International, London, 2010. Glover, Peter C. – Economides, Michael J.: Energy and Climate Wars. Continuum, New York–London, 2010. Energy and Environment. The Intimate Link. A position paper of the European Physical Scociety, 2009. http://academiaeuropaea.ift.uib.no/physics/EPS-1.pdf
79
26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42.
43. 44.
45. 46.
80
Taylor, Peter: Chill. A reassessment of the global warming theory. Clairview Books, Forest Row, 2009. Vida Gábor: Globális energiagondok. Biokontrol 2/1 (2011) 5. Lakatos István: A kőolaj és a földgáz termelésének és felhasználásának perspektívája a XXI. században. [9] Hugyecz Attila: Energia és közgazdaságtan. [9] Kádár Péter – Vajda István: A villamosenergia-rendszer stratégiai kérdései. [9] A jövő energiája – az atomenergia jövője. Az Európai Fizikai Társulat állásfoglalása (magyar fordítás: MTA Atommagkutató Intézete, Debrecen, 2009). http://www.eps.org/activities/position-papers Hidrogén és Tüzelőanyag-cella Nemzeti Technológiai Platform. Stratégiai Kutatási Terv. http://www.hidrogenplatform.hu/nyilvanos_dokumentumok/ Oláh György: Kőolaj és földgáz után. Természet Világa I. különszám, (2005) 6. Oláh György – Ániszfeld Róbert: Új generációjú üzemanyagcellák. Magyar Tudomány 163/12 (2002) 1564. Vajda István: Adalékok a jövőképhez: a szupravezetők villamos ipari alkalmazásai. [9] Vojuczki Péter: Szénenergia. [11] 161. Kajati György: A lignit szerepe Magyarország villamosenergia-termelésében. http://geogr.elte.hu/PHD _konferencia_ELTE_2002/PhD_konferencia_ELTE_2002.htm Bárdossy György: Fosszilis energiahordozók szerepe a jövő energiaellátásában. Természet Világa II. különszám (2008) 17. Kovács Ferenc: Energiaigények és a világ szénkészletei. A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat: Bányászat 71 (2007) 63. [1], 113. Aszódi Attila: A villamosenergia-termelés szerkezete és jövője. http://www.reak.bme.hu/munkatarsak/dr_aszodi_attila/letoeltes.html Kovács Ferenc: Az erőműi füstgázokból történő szén-dioxid-leválasztás műszaki-gazdasági jellemzői. Magyar Energetika 17/1 (2009) 26; Kovács Ferenc: Széntüzelésű erőművek környezetbarát üzemel tetésének lehetőségei. Bányászati és Kohászati Lapok 139/3 (2006) 24. Deák Gyula – Bartha László: A szén-dioxid-befogás és -tárolás. [9] Ádám József (szerk.): A szén-dioxid összegyűjtése és visszasajtolása földtani szerkezetekbe: hazai lehetőségek. Magyar Tudomány 172/4 (2011) 438. (Valaska József: A szén-dioxid-leválasztás és viszszasajtolás szükségessége és korlátai a hazai szénalapú erőművek esetében. ibid. 441; Pápay József: A szén-dioxid visszasajtolásának tapasztalatai az olajipar területén. ibid. 444; Falus György – Szamosfalvi Ágnes – Vidó Mária – Török Kálmán – Jencsel Henrietta: A hazai földtani szerkezetek a széndioxid-visszasajtolás szempontjából, ibid. 450; Kubus Péter: A CCS-projekt realitása a hazai olajipar szempontjából, ibid. 459; Deák Gyula – Bartha László: Technológiai módszerek a szén-dioxid földtani szerkezetekbe történő visszasajtolására, ibid. 465.) A MOL közleménye. http://www.mol.hu/hu/a_molrol/sd/kornyezetunk_vedelme/ eghajlatvaltozas/szen_dioxid_levalasztas_es_tarolas_ccs/ Állásfoglalás a magyarországi szénvagyon hasznosításáról. Magyar Mérnöki Kamara, Budapest, 2011. május 18. http://mmk.hu/?p=9162
47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58.
59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69.
Bárdossy, György: Problems of global supply by primary energy resources. Budapest Tech Jubilee Conference, 2009. [9] BP Statistical Review of World Energy. June 2010. http://www.bp.com/bodycopyarticle.do?categoryId=1&contentId=7052055 Pápay József: Kőolaj- és földgáztermelés a XXI. században. Földtani Közlöny 137/1 (2007) 41. Nifenecker, H. – Huffer, E.: Global warming or nuclear waste – which do we want? Europhysics News 32/2 (2001) http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas Bukovszkij, Vlagyimir: A moszkvai per. XX. Század Intézet, Budapest, 2009. Lakatos I. – Lakatosné Szabó J.: A nem konvencionális szénhidrogének jelentősége a XXI. században: globális kitekintés – hazai perspektívák. Kőolaj és Földgáz 141/2 (2008) 1 Pápay József: Kőolaj és földgáz várható szerepe Földünk energiaellátásában. Energiagazdálkodás 52/1 (2011) 6 Hugyecz Attila: A magyar épületállomány fűtési célú primerenergia-felhasználása. (MTA Világgazdasági Kutatóintézet, Budapest, 2009) [9] [4] 75–82. o. Aszódi Attila: A villamosenergia-termelés szerkezete és jövője. http://www.mee.hu/files/images/5/Aszodi_MEK_2009feb10.pdf Eke Zsolt – Izsák Hajnalka – Katona Andrea – Sárosi Zsolt – Simon Tímea – Sipos Mária: Elválaszt vagy összeköt? A Nabucco előnyei Magyarország számára a Déli Áramlattal szemben. http://marcsi.kodolj.hu/Nabucco_vs_kek_aramlat_nyme_ok.doc Végh János: Harmadik generációs reaktortechnológiák és piaci elérhetőségük. http://www.reak.bme.hu/paksibovites Gadó János: A maghasadásra alapuló energiatermelés kilátásai. [9] Aszódi Attila: Az atomerőművek felépítésének és működésének alapjai. http://www.reak.bme.hu/paksibovites Gönczi Péter: Új atomerőművi blokkok hálózatba illeszthetőségének műszaki kérdései. http://www.reak.bme.hu/paksibovites Hózer Zoltán: Atomerőművek üzemanyag-ellátása, a kiégett üzemanyag és a radioaktív hulladékok kezelése. http://www.reak.bme.hu/paksibovites Bárdossy György: Nukleáris energia. Radioaktív hulladékok elhelyezése. [9]; Bárdossy György: A világ atomerőműveinek uránérc-ellátottsága. Magyar Tudomány 172/3 (2011) 317. Bárdossy György: Nukleáris energia. Készletek, kutatás, kitermelés. [9] Uranium 2007: Resources, Production and Demand. A Joint Report by the OECD Nuclear Energy Agency and the International Atomic Energy Agency. OECD, Paris, 2008. Gadó János: A maghasadásra alapuló energiatermelés kilátásai Magyarországon. [9] Szatmáry Zoltán: Súlyos üzemzavar a paksi atomerőműben. Fizikai Szemle LIII/8 (2003) 266. Aszódi Attila – Boros Ildikó – Légrádi Gábor: A 2003-as paksi üzemzavar műszaki okai és lefolyása. In: A kémia újabb eredményei, 97. kötet Akadémiai Kiadó, Budapest, 2006, 11–64.
81
70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78.
79. 80. 81. 82. 83.
84. 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92. 93. 94.
82
Tombor Antal: A hazai erőműpark fejlesztésének indokai és változatai. http://www.reak.bme.hu/paksibovites Gerse Károly: Atomerőmű-építés finanszírozása. http://www.reak.bme.hu/paksibovites Aszódi Attila: A bővítés várható szakemberigényei. http://www.reak.bme.hu/paksibovites [10], 15. Gyulai József: Energiáról – pontosan, szépen. Előadás az EU-elnökséget előkészítő szimpóziumon. Budapest, 2009. március 27. [9] Vass Imre: Megújuló fotoszintetikus energiatermelés napfényből és vízből. – Elvi lehetőség vagy gyakorlati realitás? Magyar Tudomány 171/11 (2010) 1344. Dinya László: A biomassza energetikai hasznosításának támogatási elvei. [10], 115. Dinya László: Biomassza alapú energiatermelés és fenntartható energiagazdálkodás. Magyar Tudomány 171/8 (2010) 912. Bobok Elemér – Tóth Anikó: A geotermikus energia helyzete és perspektívái. Magyar Tudomány 171/8 (2010) 926; Bobok Elemér – Tóth Anikó: Helyzetkép a geotermikus energia termeléséről és hasznosításáról. [9] Komlós Ferenc – Fodor Zoltán – Kapros Zoltán – Vajda József – Vaszil Lajos: Hőszivattyús rendszerek. Komlós Ferenc kiadása, Dunaharaszti, 2009, http://komlosferenc.info/doc/hr.jpg Farkas István: A napenergia hasznosításának hazai lehetőségei. Magyar Tudomány 171/8 (2010) 937. Farkas István: A napenergia hasznosításának támogatási elvei. [10], 131. Bársony István – Gyulai József: Napelemek. [9] Schleicher-Tappeser, Ruggero: Photovoltaik – eine disruptive Technik: Märkte, Politiken, Akteure, Technologie. A Magyar–Német Kereskedelmi Kamara konferenciája, Budapest, 2011. http://www.ahkungarn.hu/hu/dienstleistungen/geschaeftspartner/geschaeftspartnervermittlung/ kooperationsboersenundprojekte/erneuerbare-energien-2011/ Szalai Sándor – Gács Iván – Tar Károly – Tóth Péter: A szélenergia helyzete Magyarországon. Magyar Tudomány 171/8 (2010) 947. Gács Iván: A szélenergia-termelés támogatása. [9] Jánosi Imre: A szélenergia hasznosításának hazai perspektívái. [9] Szeredi István – Alföldi László – Csom Gyula – Mészáros Csaba: A vízenergia-hasznosítás szerepe, helyzete, hatásai. Magyar Tudomány 171/8 (2010) 959. Mayer István: Vízenergia-hasznosítás Magyarországon. [9] Az EU Stratégiai Környezeti Vizsgálat Irányelve (2001/42/EK irányelv), http://eur-lex.europa.eu/ Az EU Vízkeretirányelve (2000/60/EK irányelv). http://eur-lex.europa.eu/ Lányi András: Nem kell duzzasztómű a Dunára. Nyílt levél dr. Pálinkás Józsefnek. Magyar Nemzet, 2011. február 1. http://www.mno.hu/portal/762978 Lovas Rezső – Büki Gergely: Szóváltás után szótértés egymással. Válasz Lányi András levelére Dunaügyben. Magyar Nemzet, 2011. február 2. http://www.mno.hu/portal/763192 Karátson Gábor – Bárdos Deák Péter: Szakértők a Duna mentén. Kik és miért akarták visszacsempészni a duzzasztók tervét? Magyar Nemzet, 2011. március 26. http://www.mno.hu/portal/773774 [24], 229. o.
Energiastratégia Köztestületi Stratégiai Program A programbizottság vezetője: Lovas Rezső
A programbizottság tagjai: Aszódi Attila Bárdossy György Bartha László Bobok Elemér Büki Gergely Dóbé Sándor Gadó János Gyulai József Hugyecz Attila Kovács Ferenc Kovács Kornél Lakatos István Lamm Vanda Mayer István Tétényi Pál Tóth Anikó Vajda György Vajda István Vida Gábor
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapest Magyar Tudományos Akadémia Pannon Egyetem, Veszprém Miskolci Egyetem, Miskolc Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapest MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet, Budapest MTA Energiatudományi Kutatóközpont Atomenergia-kutató Intézet, Budapest MTA Természettudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet, Budapest MTA Közgazdaság- és Regionális Tudományi Kutatóközpont Világgazdasági Intézet, Budapest Miskolci Egyetem, Miskolc Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biofizikai Intézet, Szeged Miskolci Egyetem, Miskolc MTA Társadalomtudományi Kutatóközpont Jogtudományi Intézet, Budapest Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutatóintézet, Budapest MTA Energiatudományi Kutatóközpont Izotópkutató Intézet, Budapest Miskolci Egyetem, Miskolc Országos Atomenergia-hivatal, Budapest Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapest Magyar Tudományos Akadémia
83
A kiadvány készítésében részt vettek Bárdossy György Bartha László Bobok Elemér Büki Gergely Gács Iván Gadó János Gyulai József Hugyecz Attila Kovács Ferenc Kovács Kornél Lakatos István Lovas Rezső Mayer István Tóth Anikó Vajda György Vajda István Vida Gábor
Magyar Tudományos Akadémia Pannon Egyetem, Veszprém Miskolci Egyetem, Miskolc Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapest Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapest MTA Energiatudományi Kutatóközpont Atomenergia-kutató Intézet, Budapest MTA Természettudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet, Budapest MTA Közgazdaság- és Regionális Tudományi Kutatóközpont Világgazdasági Intézet, Budapest Miskolci Egyetem, Miskolc MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biofizikai Intézet, Szeged Miskolci Egyetem, Miskolc MTA Atommagkutató Intézet, Debrecen Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutatóintézet, Budapest Miskolci Egyetem, Miskolc Országos Atomenergia-hivatal, Budapest Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapest Magyar Tudományos Akadémia
85
A képek forrásai Csontváry Kosztka Tivadar: Jajcei vízesés (részlet), Janus Pannonius Múzeum, Pécs, http://www.hung-art.hu/index-hu.html http://hu.wikipedia.org/wiki/Maglev http://hu.wikipedia.org/wiki/Alginit http://www.hvszrt.hu/tavfutes/index.php http://www.oktoklima.hu/?cmd=100.360 http://www.interestingworldfacts.com/wp-content/uploads/2010/05/most-unique-and-unusual-placesin-the-world-guaira-falls.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/Itaipu_Dam http://www.bmf.hu/conferences/energia2008/SZET.pdf http://hu.wikipedia.org/wiki/Dunakanyar#K.C3.A9pgal.C3.A9ria http://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=F%C3%A1jl:Strip_coal_mining.jpg&filetime stamp=20050712025731 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neuburg_Siliceous_Earth_Underground_Mining_1970.jpg?use lang=hu http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PVE_%C4%8Cierny_V%C3%A1h_1.JPG http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PVE_%C4%8Cierny_V%C3%A1h_2.JPG Koszta József: Kukoricakévék, magántulajdon Mednyánszky László: Téli erdő, magántulajdon (Köszönet Virág Juditnak) Munkácsy Mihály: Rőzsehordó, Magyar Nemzeti Galéria, http://www.hung-art.hu/index-hu.html MTA Energiatudományi Kutatóközpont Paksi Atomerőmű Zrt. Papp Tibor (MTA Atomki) Philip János Ruisdael, Jacob: Two Watermills and an Open Sluice, magántulajdon, http://www.wga.hu/frames-e.html?/index-hu.html Ruisdael, Jacob: The Windmill at Wijk bij Duurstede (részlet), Rijksmuseum, Amsterdam, http://www.wga.hu/frames-e.html?/index-hu.html Turner, Joseph Mallord William: The Fighting Temeraire, tugged to her Last Berth to be broken up (részlet), National Gallery, London, http://www.william-turner.org Turner, Joseph Mallord William: Mount Vesuvius in Eruption, Yale Centre for British Art, Hartford, Connecticut, http://www.william-turner.org
87
Felelős kiadó Magyar Tudományos Akadémia
Grafikai tervezés
Nyomdai munkák
A kiadvány környezetbarát papír felhasználásával készült
