Tűzhányók, erőművek és vegyi üzemek, illetve atombomba robbantások által kiváltott éghajlatváltozások közötti formai és lényegi egyezésekről

Muzsnay Cs.

Tűzhányók, erőművek és vegyi üzemek, illetve atombomba robbantások által kiváltott éghajlatváltozások közötti formai és lényegi egyezésekről Muzsnay Csaba †

Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Kémia Kar, Kolozsvár-Cluj-Napoca, 400275 Str. Horea Nr. 56-58/4, [email protected], [email protected].

Kivonat Az emberi tevékenységekhez kapcsolható üzemek és telepek (EMTEVÜZ) működésének alaprendszere nagyon hasonlít a vulkánkitörésekéhez, és a globális lehűlések (kísérleti atomrobbantások), valamint a globális felmelegedések (GFM) pontosabb értelmezését teszik lehetővé. Az erőművek energiatermelése több szakaszra bontható, összetett folyamat. Mindhárom fosszilis tüzelőanyag 6 féle energiát szabadít fel, melyeknek csak egyike és lehet a legjelentéktelenebbje a CO2 biztosította sugárzási energia. A széleskörű felhasználásnak örvendő és óriási számú (74308) EMTEVÜZ-ek, az elenyésző számú (60) nem túl nagy teljesítményű vulkán mellett, nagyon nagymértékben járul hozzá a GFM-hez. A disszipálódó energia egy részének hőszivattyúzás révén történő visszanyerhetőségével csökkenthető a GFM üteme és a felhasznált fosszilis tüzelőanyagok mennyisége. Kulcsszavak: atomkísérletek, emberi működtetésű üzemek és telepek, vulkáni működések, GFM.

A globális felmelegedés alapvetően az emberiség által generált energetikai probléma. A Nap- Föld rendszer által szolgáltatott energiaözön valamint az emberiség által termelt és felhasznált óriási energia mennyiség tükrözi a földi energetikai rendszer rendkívüli bonyolultságát. A tudomány és technika eredményeként működtetett erőművek, vegyi és más jellegű ipari, bánya, állattenyésztési vagy mezőgazdasági üzemek, közlekedési eszközök, kísérleti, robbantó és rakétakilövő telepek jelentős energia felhasználással, 17

Chimica | Acta Scientiarum Transylvanica, 21–22/3, 2013–2014.

kibocsátással, disszipációval és nyilván éghajlatváltozással hozhatók kapcsolatba. A globális éghajlatváltozásokat, az emberi hozzájárulástól függetlenül, a rendkívül sokféle és állandóan észlelhető vulkáni tevékenységek is többé-kevésbé befolyásolják. A vulkánok energiája, melynek legjelentősebb összetevője az Et termális energia a körülmények bonyolultsága miatt csak nagy körültekintéssel adható meg pontosan. A magmakamrában felszabaduló gázok dekompressziós energiája a vulkáni energiának jelentős forrását képezheti. A nagy robbanásos kitörések során a gázok (vízgőz, CO2 és SO2, valamint H2S, HCl, H2F2, H2, CO, X2, CH4) és vulkáni hamu keveréke 20–30 km magasságba, a sztratoszférába is feljuthat, ahol a kén-dioxid kénsavvá és kénes aeroszolokká alakul át. Számos nagyobb vulkáni kitörés során megfigyelték, hogy a légkör átlagos hőmérséklete átmenetileg lecsökken, Et nagyon nagy értéke dacára, főleg az aeroszolok nagy töménysége és a sztratoszféra hőmérséklet-inverziója miatt. Gyengébb vulkáni tevékenységek esetén az aeroszolok kisebb szerepet játszanak és a sztratoszféra sem sérül, a viszonylag kisebb Et a környezetet melegíti. A nagy mennyiségű vízgőz, a forró kőzetek és láva eddig figyelembe nem vett hőenergia forrást képviselnek. A kutatások kiderítették, hogy a vulkánkitörés valamint láva energiaszóró és hősugárzó jellegét a kémiai összetétel, hőmérséklet, illóanyag és energiatartalom illetve viszkozitás határozza meg. Az EMTEVÜZ működésének feltételrendszere nagyon hasonlít a vulkánkitörésekéhez, és a globális éghajlatváltozások, főleg GFM-ek pontosabb értelmezését teszik lehetővé. Az emberi eredetű vulkánszerű működések a természetes vulkánoknál két-három nagyságrenddel nagyobb számban átlagosan megszakítás nélkül termelik és fogyasszák az energiát. Az emberek és tenyésztett állatok milliárdjai felfoghatók mikro-vulkánszerű lényekként is. Mindezek az emberi tevékenységek GFM-hez vezetnek. A kísérleti atomrobbantások egy része a nagyobb vulkáni kitörésekhez hasonlítható ezért globális lehűlést váltottak ki [1]. A GFM számszerű értékelésének, mint alapvetően energetikai problémának, számtalan nehézsége adódik, elsősorban bonyolultsága, és más szakterületekkel való kapcsolata/érintkezése miatt. A továbbiakban a vulkanológia terén kiderített valamint, az emberi tevékenységekből eredeztethető éghajlat változások tanulságainak összehangolására történnek próbálkozások. A vulkanológia energetikai lehetőségei az EMTEVÜZ emberi sajátságaival vethetők össze, az EMTEVÜZ-ek közé tartoznak többek kö18

Muzsnay Cs.

zött az erőművek, vegyi és ellátó üzemek, közlekedési eszközök, robbanószerkezetek és bombák.

A Föld vulkánossága A vulkáni tevékenység Földünknek múltját erőteljesen, de jelenét és jövőjét is bizonyos mértékben befolyásolja. Jelenlegi ismereteink szerint Földünkön mintegy 700 aktiválódásra kész vulkán található. A pillanatnyilag működő illetve kitörésre kész vulkánok száma 20 körül van és évente 60 kitöréssel lehet számolni, első közelítésben hetente egy esetleg két tűzhányó kezd működni (vagy egy régi újraéled). A vulkánok zöme napok, hetek alatt beszüntetik működésüket (1. ábra). Kis részük hónapokig, esetleg évekig aktív [2]. A vulkáni működés (adott helyen általában) csak korlátozott időtartamú, mivel a földkéreg alatti helyi, viszonylag kis mennyiségű, magma tartalékból táplálkozik. Az utolsó két évezred jelentős, feltűnést keltő vulkánkitöréseiről a 2. ábra tudósít. Az adatok megbízhatósága változó és hiányosak is lehetnek [2, 3]. A múltra való visszavetítésük csak bizonytalanul tehető meg, mivel észlelésük és regisztrálásuk nagymértékben erősségüktől függött és a szerencsén is múlott. A jövőt illetően a megfigyelési módszerek, finomodásával több gyengébb/kisebb erejű kitörés észlelésére és működésének követésére

1. ábra: A vulkáni kitörések időtartama. Fig. 1. The duration of volcanic eruptions.

19


adódhat lehetőség, tehát a számok enyhe növekedésével lehet számolni. A vulkán megjelenési helye nem véletlenszerű, hanem azt a földkéreg különleges szerkezete szabja meg, többsége földrajzilag jellegzetes vonalak mentén helyezkedik el, és öt vulkáni övezetet alkotnak: kelet-ázsiai-, amerikai-, eurázsiai-, atlanti- és kelet-afrikai [3, 4, 5]. A 20. század kutatásai kiderítették, hogy a földkéreg valójában egy lassú mozgásban lévő inhomogén és felaprózottsága révén instabil szerkezet. Wegener vizsgálatai képezték ezen a téren a kiindulópontot. A hét nagy (kéreg)lemezen kívül a földkéreg több kisebből is áll (L.1. táblázat), amelyek időben egymáshoz képest elmozdulnak a földköpenybeli konvekciós áramok miatt. A távolodó lemezek divergens szegélyei, az egymás alá bukó konvergens lemezszegélyek és az egymás mellett elcsúszó transzform vetős lemezszegélyek, képezik az aktív geológiai jelenségek (a földrengések, a hegységképződés, a vulkáni tevékenység, illetve az óceáni árkok kialakulása) alapját. A világ aktív vulkánjainak többsége lemezszegélyeknél helyezkedik el (3. ábra), példa erre a csendes-óceáni lemez tűzgyűrűje. Az átlagosan 100 km vastag és sűrűbb litoszféra hat nagy lemezének mindegyike egy-egy kontinenst hordoz, a hetedik egy hatalmas óceánt [4, 9]. A kéreglemezek

2. ábra: Jelentős vulkánkitörések az elmúlt 2000 évben [2, 4]. Fig. 2. Significant volcanic eruptions in the last 2000 years [2, 4].

20

Muzsnay Cs.

3. ábra: Az aktív vulkánok és a földrajzilag jellegzetes vonalak elhelyezkedése. Fig. 3. Localization of the active volcanoes and the geographically distinctive lines (Forrás: http://3.bp.blogspot.com) 1. táblázat: A Föld nagy és kisebb méretű lemezei. Table 1. The Earth’s large and small plates.

Nagy lemezek 1 Afrikai-lemez 2 Antarktiszi-lemez 3 Ausztrál–indiai-lemez 4 Dél-amerikai-lemez 5 Eurázsiai-lemez

Néhány kisebb lemez Arábiai-lemez Fülöp-szigeteki-lemez Hellén–török lemez Iráni-lemez Juan de Fuca-lemez (Oregontól nyugatra) 6 Észak-amerikai-lemez Karibi-lemez 7 Csendes-óceáni-lemez Kókusz-szigeteki-lemez Nazca-lemez Scotia-lemez 21


az óceáni litoszféra alatt elhelyezkedő asztenoszférán mozoghatnak. Az 1. táblázat a fő kéreglemezeket sorolja fel. 1973-ban Walker osztályozta a vulkáni kitöréseket és az ezek során kialakuló vulkáni formákat [6]. Walker (4. ábra) – féle vulkánkitörési típusok és vulkánformák közül megemlíthetők a következők: Hawaii-, Stromboli-, Pliniusi-, Vulcanoi-, Surtsey (Stromboli), Ultra-Surtsey- és Taal-típusú kitörések (4. ábra). Régen, több mint 6000 évvel ezelőtt, gyakoribbak voltak a szupervulkánok is, de 1816-ban is működött még a Tambora szupervulkán. Vulkáni kitöréseket lefolyásuk alapján első sorban „szelíd”, lávaöntőnek (effuzívnak) vagy heves robbanásosnak (explozívnak) tekintik. A vulkánok energiája, a körülmények bonyolultsága miatt, nehezen adható meg pontosan. A feladat több paraméter együttes felhasználásával oldható meg. Nagyon gyakran három különböző indexet/mennyiséget használnak a kitörések méretének jellemzésére (2. táblázat): 1) a vulkáni robbanási Index – (Volcanic Explosivity Index, VEI),

4. ábra: Walker-féle vulkánkitörési típusok [2, 18]. Fig.4. Walker’s types of volcanic eruptions [2, 18].

22

Muzsnay Cs.

2) a por-fátyol index – (Dust Veil Index, d.v.i.), mely a por és aeroszol kibocsátással kapcsolatos, 3) a jég-mag vulkáni index – (Ice-Core Volcanic Index, IVI). A vulkánok energiája több paraméterrel is csak nehezen adható meg pontosan. Néhány lehetőség bemutatása: 1) Újabban megpróbálják az atomrobbantások során felszabadult energiákhoz hasonlítani. Így: a) az 1883 aug. 27-én kitört Krakatau a Hirosimában robbantott atombomba erejének 4-5 szeresével volt egyenlő; b) a St. Helens tűzhányó 1980-as kitörésekor 24 megatonnányi termálenergia szabadult fel, ebből 7 Mt a robbanáskor, a többi hősugárzással távozott. 2) Mindezek megadhatók nemzetközileg elfogadott egységekben is. Így: a) az 1883-ban kitört Krakataura megadják a 1026 erg-et, mely 1019 J-vel 2. táblázat: Az utóbbi idők jelentős vulkánkitörései. Table 2. The considerable volcanic eruptions in recent times.

Vulkánok Lakagígar [Laki kráterek], Izland Ismeretlen (El Chichón?) Tambora, Sumbawa, Indonézia Cosiguina, Nicaragua Askja, Izland Krakatau, Indonézia Okataina [Tarawera], North Island, NZ Santa Maria, Guatemala Ksudach, Kamcsatka, Oroszország Novarupta [Katmai], Alaszka, AEÁ Agung, Bali, Indonézia Mt. St. Helens, Washington, AEÁ El Chichón, Chiapas, Mexikó Mt. Pinatubo, Luzon, Fülöp-szigetek

Év VEI d.v.i./Emax IVI 1783 4 2300 0.19 1809 0.20 1815 7 3000 0.50 1835 5 4000 0.11 1875 5 1000 0.01 1883 6 1000 0.12 1886 5 800 0.04 1902 6 600 0.05 1907 5 500 0.02 1912 6 500 0.15 1963 4 800 0.06 1980 5 500 0.00 1982 5 800 0.06 1991 6 1000 – 23


egyenértékű, mivel 100 erg = 10-7J; b) mivel 1 Mt = 4,18.1015 J, a St. Helens tűzhányó 1980-as kitörésekor 1017 J-nyi energia szabadult fel; c) Az Etna 1992-es utolsó nagyobb kitörése 12 GJ-nyi energiát képviselt. 3) A vulkáni energiának több összetevője van, közöttük a legjelentősebb az Et termális energia, melynek a láva adataira támaszkodó matematikai összefüggése: Et = ƍ·V(Tα + β)J, ahol T a láva hőmérséklete, illetve V annak térfogata, a ƍ, α és β sűrűséget, fajhőt és látens hőt, míg J a hő munka-egyenértékét jelöli. A sokféle energia összetevők között szerepel a szilárd anyag mozgási, és a láva helyzeti energiája. Számos kimondottan vulkáni tevékenységre jellemző energiafolyamat is felsorolható: - tektonikai mozgások, kőzetrombolások, - erupciók kiváltotta földrengések, - ezzel kapcsolatos tsunámik, légköri mozgások, hullámok, kollapszus (kaldera összeomlás), a magma-kamrában felszabaduló gázok dekompresszióját előidéző energiák. Ezen dekompressziós energia a vulkáni energiának jelentős – ha nem fő forrását képezheti. 4) A vulkáni energiák értékelésekor tekintettel kell lenni a vulkáni tevékenységet előidéző és kísérő folyamatok energiáira is. A vulkáni kitöré-

5. ábra: A vulkánkitörések napsugárzást csökkentő hatása: Agung (Bali Indonézia – 1963), Fuego (Guatemala – 1976), El Chichón (Ciapas, Mexikó – 1982), Pinatubo (Luzon, Fülöp szigetek – 1991) [1- Alan Robock]. Fig. 5. The solar radiation lowering effect of the volcano eruption: Agung (Bali, Indonesia – 1963), Fuego (Guatemala – 1976), El Chichón (Chiapas, Mexico – 1982), Pinatubo (Luzon, Philippines – 1992) [1- Alan Robock].

24

Muzsnay Cs.

sek energiája alapján, a Richter-féle földrengési magnitúdóhoz hasonlóan megadható az erupciós magnitúdó (EM) melynek értékeire a kitörés során kiszórt anyag mennyiségéből lehet következtetni tekintettel a megfelelő Et értékekre is. Mindezek alapján 10 intenzitás-osztályt – Tsuya intenzitást – alakítottak ki. Táblázatos összeállítás teszi lehetővé a különböző erősségű és energiájú kitörések sorrendjének kijelölését [8]. A Tsuya intenzitás értéke, de az EM is elsősorban a J-ban, vagy erg-ben kifejezett Et –től és a km3-ben megadott M-től (kiszórt anyagmennyiségtől) függ. Ezek maximális értékei: ~ 1027J, illetve 100 km3. A vulkáni kitörések során felszabaduló gázok egyeznek az erőművek kibocsátásaival. A gázok töménysége vulkánonként rendkívül változó. A legjelentősebb vulkáni gáztermékek a vízgőz (~ 80 %), a szén-dioxid (~ 10%) és kén-dioxid (~ 5 %). Más, kisebb mennyiségben előforduló gázok a kénhidrogén, hidrogén-klorid és hidrogén-fluorid, valamint a hidrogén, szén-monoxid, halogének, több szénatomot tartalmazó szerves összetevők és közöttük a rendkívül illékony metán-származékok (<1 %). A vulkánok között sokkal nagyobb arányban fordulnak elő azok, amelyek felmelegedést (jelenleg GF-t) okoznak s csak a 4-nél nagyobb VEI értékkel bírók okozhatnak esetleg lehűlést (5. ábra). A múlt század számos nagyobb kitörése során megfigyelték, hogy a kitörések után a Föld légkörének átlagos hőmérséklete lecsökkent. Ezen kitörések során a sztratoszférában – 20 km-nél nagyobb magasságban - kéntartalmú aeroszolok képződhetnek a feljutott vulkáni hamuból és gázokból, végső soron a kéndioxid kénsavvá oxidálódik és gyors kondenzációs folyamatok is lejátszódnak. Az albedó növekedéssel együtt a sztratoszféra hőmérséklete emelkedik, a troposzféráé pedig csökken. Az 5. ábrán követhető négy nagy erejű vulkánkitörés által a troposzférában előidézett regisztrált hőmérsékletcsökkenés. A troposzféra felsőbb rétegeiben cirrusz felhőképződéssel is számolni lehet, az emberi tevékenységekből eredő vegyi anyagok átalakulásai, a sztratoszférikus ózon bomlása és a kénes aeroszolok kicsapódása miatt. A vulkáni hamu visszakerül a Föld felszínére és termékenyíti a talajt. A légkörnek már említett felső rétegeiben keletkező savak egy része – sósav, kénsav, hidrogén-fluorid, é. i. t. – jól oldódik az esőcseppekben és savas eső formájában a növényzetre és a talajra hull (6. ábra) [4, 7]. A vulkáni kitörések során légkörbe kerülő nagy mennyiségű vízgőz és szén-dioxid fokozza az üvegházhatást. A felszínre kerülő magma kémiai és 25


6. ábra: A vulkáni gázok útja – esetleg a sztratoszféráig, mint a legnagyobb magasságig [6]. Fig. 6. The volcanic gas route – perhaps to the stratosphere – as to the maximum height [6].

26

Muzsnay Cs.

fizikai tulajdonságai (+ külső tényezők) határozzák meg elsősorban a vulkánkitörés jellegét, így (1) az általános kémiai összetétel, (2) a SiO2- és alkália-tartalom, (3) az illóanyag-tartalom, (4) a hőmérséklet, amely a kémiai összetételtől függ, (5) a viszkozitás, amely a kémiai összetétellel, hőmérséklettel és az illóanyag-tartalommal is szoros kapcsolatban van [2].

Az EMTEVÜZEKRŐL Az EMTEVÜZ-ek működésének alaprendszere hasonlít a vulkánkitörésekéhez, és a globális lehűlések (kísérleti atomrobbantások), valamint a globális felmelegedések (GFM) pontosabb értelmezését teszik lehetővé. Az emberi tevékenységek kiváltotta vulkánszerű működések általában, békés célokra, robbanás-mentes, irányított, szabályozott körülmények között kerülnek lebonyolításra. A robbanóanyag vizsgálatok és felhasználások,

7. ábra: A fosszilis tüzelőanyagok elégetésekor keletkező energiák és gáztermékek. Fig. 7. The arising energies and gas products by combustion of fossil fuels.

27


melyek felölelik a robbanószerek, atomtöltetek és rakéta hajtóanyagok arzenálját a robbanásos vulkánszerű működések többé-kevésbé ellenőrzött csoportját képezik. A továbbiakban megvizsgálandó az EMTEVÜZ-ek gáz- és energia termelései. Tekintettel a sokféle működési alapelvű üzemre, differenciált tárgyalásokra van szükség. A vizsgálatok kiinduló pontját az erőművek képezik, melyek hatalmas jelentőséggel bírnak úgy gazdasági, mint szakmai szempontból. Az erőművek energiatermelése több szakaszra bontható, összetett folyamat. Négy szint feltétlenül kivehető, de alszintek is kialakulnak (7. ábra). Mindhárom tüzelőanyag ötféle energiát szabadít fel (hő, mechanikai, villamos, disszipálódó és sugárzási), melyeknek csak egyike és lehet a legjelentéktelenebbje a CO2 biztosította sugárzási energia. Tekintettel a disszipálódó energia egy részének hőszivattyúzás révén történő visszanyerhetőségét,

8. ábra: Az erőművekben felszabadított energiák és szóródásuk. A disszipálódott energia részleges visszanyerése. Fig. 8. Released energies in power plants and their dissipation. The partial recovery of the dissipated energy.

28

Muzsnay Cs.

csökkenthető a GFM üteme és a felhasznált fosszilis tüzelőanyagok mennyisége, mely a jövő tekintetében bíztató kilátásokat villant fel (8. ábra). A három alapvető tüzelőanyag valójában a franciaországi példán [9] is nagyon sokféle lehet, Európai energiatermelés és szolgáltatás tüzelő anyagtípusonkénti összefoglalója, megjeleníthető az Enipedia adatai alapján [10], sok esetben nem is jelölik meg a felhasznált tüzelő anyagtípust s ezért kevesebb erőmű szerepel a táblázatban. Az energiatermelés során keletkező gázok összetétele nagyon változatos és nemcsak a felhasznált tüzelőanyag fajtájától, de vegyi anyagok termelése esetén alkalmazott gyártási eljárásoktól is függ. A vulkánok eloszlása különbözik az emberi tevékenységek által kialakított EMTEVÜZEK rendszerétől, melyek első sorban az északi féltekét célozzák meg. Eddigi vizsgálataink eredményei alapján a GLF elsősorban az ember által folyamatosan előállított és felhasznált energia mennyiségétől, az erőművek és vegyi gyárak energia felhasználásától és vízgőz, illetve CO2 felszabadításától függ. Jelenleg 12 féle erőművel számolnak, ez képezi a statisztikai feldolgozások alapját [9], közülük 8 (7) vulkánszerű működéssel bír (zömében nem megújuló üzemanyaggal táplálják) és 4 (5) megújuló energiát termel. Ezeket viszonylag nagy erőműszám, de kisebb teljesítmény jellemez, ellentétben az előző, eddig még elterjedtebb nem megújuló energiájúakkal. A világ országait felsoroló táblázat az 1. mellékletben tanulmányozható. A 44 európai ország energiai adatai jól rendszerezettek és imponáló értékeket képviselnek [12]. Az energia nagyhatalmak óriási számú, különböző teljesítményű erőművel rendelkeznek. Tekintettel a sok kis üzem létezésére is sokszor első közelítésként elegendő a 300 legjelentősebb teljesítmény figyelembevétele. Ez jellemzi például az európai helyzetet is [11]. A világstatisztika egyelőre nem foglalkozik az erőművek világszintű összesítésével mivel az országok által közzétett adatok nem a legmegbízhatóbbak és hiányosak is lehetnek. Indiának például 3634 erőműve van, de csak 661-nél jelölik meg pontosan a felhasznált üzemanyagot, ezek a szigorúan nyilvántartott erőművek [11]. Mivel az összesített adatok és bizonyos csoportosításaik nagyon sok mindent elmondanak a világ energiaviszonyairól, a szerző fontosnak találta az összegezés elvégzését. A számítások az Excel program felhasználásával történtek. Az erőművek felsorolása mind a 199 országra nézve megtalálható. Az összegezést a „by country” összeállítások Output MWh oszlopában kell elvégezni, megkapva az adott országra 29


vonatkozó össz-teljesítményeket és össz-erőműszámot (1. melléklet). Ezen táblázat utolsó oszlopában különböző rész-összegzések végezhetők el (pl. az európai adatokra vonatkozóan). Az erőművek összes száma: 74308-nak adódott, ebből: 1) az AEÁ-ban: 13886 található, 4,530,000 Gwh-val 2) Európában: 31136 működik, 4,987,899 Gwh-val 3) A világon Európa nélkül: 43 172 található 22,125,647 Gwh-val 4) Szigorúan nyilvántartott erőműszám (Európa kivételével): 31814 = 27,113,546 Gwh-val. Az EMTEVÜZ-ek száma illetve teljesítménye/fogyasztása állandóan nő. Pl. a gépjárművek száma jelenleg ~1,25 milliárd (1,05 Mrd. 2010, 1,11 Mrd. 2012) minden hatodik emberre jut egy gépkocsi. A vegyipar és a hozzátartozó cégek által termelt vegyi anyagok 70000 különböző terméket és jelentős energiacsere folyamatokat képviselnek [12]. Mindezen hatalmas energiafelhasználások, illetve termelések pontos kiértékelése szinte lehetetlen. A közelítő értékelésekre sort lehetne keríteni, de hosszadalmas és bonyolult eljárásai, jelenleg gyakorlatilag kivitelezhetetlennek tűnnek A statisztikai értékeléseket 12+5 terméktípusra/iparágra terjesztik ki (szervetlen vegyipar, szerves vegyipar, kerámiai anyagok, petrokémiai anyagok, agrokémiai anyagok – legalább 3 alágazattal - polimerek 2 alágazattal, elasztomerek, olajkémiai anyagok, robbanó anyagok, illatok, íz- és aroma- anyagok, ipari gázok). Ezen termékek felsorolása a „Vegyszertáblázatban” található (3. táblázat). A gyógyszergyártás nem kap ide besorolást, különálló ipart képvisel. Különleges figyelmet érdemel az egyidejűleg robbanóanyagként és ipari műtrágyaként használatos termék rendkívüli veszélyessége (pl. NH4NO3 felhasználás az Amerikai Egyesült Államokban) [13]. A továbbiakban csak két nagyon fontos termék – cement és papír – adatainak felvillantására kerül sor. A cementfogyasztás egy ország növekedésének és fejlődésének kiváló mutatója. A fejlődő országok, de különösen India és Kína cementből a világpiacon már megközelítőleg 90%-ban részesül. A 2008-as világválság más különleges helyzeteket is teremtett (Európa és az A.E.Á. a cement felhasználása csökkent). A Globális Cement Magazin elkészítette az első 75 globális cementgyártó rangsorolását a beépített termelési kapacitásuk, valamint a Global Cement Directory 2013-ra gyűjtött adatai alapján. 2013-ban 1174 cementgyár működött 2094,6 Mt/év termeléssel (az első tíz már eléri az 1146 Mt/év termelést. 1995-ben a világtermelés 1434 30

Muzsnay Cs.

Mt/év, az EU-ban 252 cementgyár működött (471 klinker kemencével) 172 millió tonna termeléssel (12%-a a világtermelésnek). A papírfogyasztás mértéke régebben az ország kulturális színvonaláról tudósított, ma már lakosságának higiéniai állapotát is jelzi. A papírgyártás energia felhasználása tetemes, de nagy energia mennyiség nyerhető vissza a technológiai folyamat előnyös megválasztásával és a fa egy részének tüzelőfaként való felhasználásával. A 2012-2013-as évek papírfogyasztásának statisztikai adataiból kitűnik Európa jelentős szerepe, de ez a termelést is magas szinten tartja. Sajnos Székelyföld vállalkozói elzárkóznak a papírgyártás meghonosításától [14]. Az EU papírtermelése a világ papírtermelésének kb. 25 %-át adja. Az EU legnagyobb termelőjének és fogyasztójának Németország számított, ezt követi Finnország, mely legjelentősebb EU-s exportőrének is számít. Nagy kivitelt valósított meg még Európában Svédország és Ausztria. Svédország ezen a téren már felzárkózott Finnország mellé. Ausztria szeretné olcsón felvásárolni Székelyföld faanyagát, anélkül, hogy az újratelepítésben méltó módon kivenné részét. A nyugat-európai cégek jelenleg már több mint 50 %-a exportorientált. Az EU-ban a versenyképesség igen jónak mondható, azonban lényeges különbségek mutatkoz3. táblázat: Vegyszer táblázat. Table. 3. List of chemicals.

Terméktípus ipari szervetlen

Példák ammónia, klór, nátrium-hidroxid, kénsav, salétromsav ipari szerves akrilonitril, fenol, etilénoxid, karbamid kerámia termékek tégla, fritt kőolaj származékok etilén, propilén, benzol, sztirol mezőgazdasági vegyszerek műtrágyák, rovarirtók, növényvédők polimerek polietilén, Bakelit, poliészter elasztomerek poli-izoprén, neoprén, poliuretán olajalapú vegyületek disznózsír, napraforgó olaj, sztearin robbanószerek nitroglicerin, ammónium-nitrát, nitrocellulóz illatszerek és íz anyagok benzil-benzoát, kumarin, vanilin ipari gázok nitrogén, oxigén, acetilén, nitrogén-oxid 31


nak e téren is Észak-és Dél-Európa között. A papírtermelés vezetését a világon Ázsia vette át (már 2010-ben), és Észak-Amerika a harmadik helyre csúszott vissza.

Következtetések 1. Emberi tevékenység által kialakított üzemek, EMTEVÜZ-ek közé sorolunk: erőműveket, vegyi és ellátó üzemeket, közlekedési eszközöket, emberi és állati szervezeteket, robbanószerkezeteket, bombákat, kiterjedt tűzeseteket és másokat. 2. A vulkánszerű EMTEVÜZ-ek elsősorban abban mutatnak hasonlóságot a vulkánokkal, hogy vegyi átalakulások működtetik és a felszabaduló illó anyagok/gázok többé-kevésbé mindkettőnél azonosak. 3. A vulkánok között viszonylag kevés nagyon nagy energia felszabadulás figyelhető meg, mely a földfelszín észlelhető lehűlésével jár. Az emberi tevékenységek közül a légköri atombomba robbantások okoznak lehűlést [2]. 4. Az erőművek energiatermelése több szakaszra bontható, összetett folyamat. Mindhárom fosszilis tüzelőanyag 6 féle energiát szabadít fel, melyeknek csak egyike és lehet a legjelentéktelenebbje a CO2 biztosította sugárzási energia. A disszipálódó energia egy részének hőszivattyúzás révén történő visszanyerhetőségével csökkenthető a GFM üteme és a felhasznált fosszilis tüzelőanyagok mennyisége. 5. Az emberi tevékenységek kiváltotta vulkánszerű működések általában, békés célokra, robbanás-mentes, irányított, szabályozott körülmények között kerülnek lebonyolításra. A robbanóanyag vizsgálatok és felhasználások, melyek felölelik a robbanószerek, atomtöltetek és rakéta hajtóanyagok arzenálját a robbanásos vulkánszerű működések többé-kevésbé szabályozott csoportját képezik. 6. A széleskörű felhasználásnak örvendő és óriási számú (74308) EMTEVÜZ-ek, az elenyésző számú (60) nem túl nagy teljesítményű vulkán mellett, nagyon nagymértékben járul hozzá a GLFM-hez. 7. Nagy a bizonytalanság az adatok valós/pontos értékelhetősége tekintetében. Számos erőműnek nem hozzák nyilvánosságra a működtetésére használt fűtőanyagot, más erőműveknek a helye, koordinátái hiányoznak a kimutatásokból. 32

Muzsnay Cs.

8. A statisztikai intézetek nem szívesen vállalkoznak világszintű kiértékelésekre.

Irodalomjegyzék 1. Muzsnay, Cs., Műsz. Szem/Techn. Rev., Is. Chem, V.56, 2011, p. 21–28. 2. Jankovics, M.É., MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport, SZTE ÁGK Vulcano Kutatócsoport Szeged, 2014.10.09. Ábrák, adatok forrása: Harangi Szabolcs: oktatási segédanyagok saját kutatási anyagok. (vulk6789–13). 3. Nemerkényi, A., Általános természetföldrajz. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2011, p. 28–56. 4. https://en.wikipedia.org/wiki/Volcano 5. http://emf-kryon.blogspot.ro/2015/04/a-vulkanok.html 6. Walker, G.P., Explosive volcanic eruptions—a new classification scheme. Geologische Rundschau, 62(2), 1973, 431–446. 7. Hartai, É., A változó Föld (III. Szerkezeti földtan és lemeztektonika) e-könyv, 2011. 8. Erdey Grúz, T., A Természettudományi Lexikon 7. Kiegészítő Kötete, Akadémiai Kiadó, Budapest, 1976. 9. http://enipedia.tudelft.nl/maps/PowerPlants.html 10. http://enipedia.tudelft.nl/wiki/europe/powerplants#European power generation and emissions summary by fuel type. 11. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_power_stations_in_India 12. https://en.wikipedia.org/wiki/Inorganic_chemistry, 13. http://www.reuters.com/article/interactive/idUSBRE94L19020130522?view=large 14. Muzsnay, Cs., A papírgyártás néhány Székelyföldi vonatkozásáról. Csíkszereda, Hargita megyei tanácsülés, 2013. 10. 28.

33

Chimica | Acta Scientiarum Transylvanica, 21–22/3, 2013–2014. 1. melléklet: Összesítő táblázat a világ 199 országának erőműveiről. Appendix 1. Cumulative list of 199 countries’ power plants Ssz.

Ország

Erőművek ... GWh TeljesítNr. of száma mény GWh ident. PP

1.

Afganisztán

68

2.

Albánia

138

3.

Algéria

90

4.

Andorra (Eu)

1

5.

Angola (Afr)

75

2,985

61

6.

Antarktisz

8

0,004

3

7.

Antigua-Barbuda 9 (KAMSz)

0,110

6

8.

Argentína

620

95,076

518

9.

Örményország

82

5,984

61

10.

Ausztrália

987

229,000

725

11.

Ausztria

932

62,174

847

12.

Azerbajdzsán

50

23,281

50

13.

Bahamák-(KAM)

36

2,054

32

14.

Bahrain

18

14,509

16

15.

Banglades

219

23,500

111

16.

Barbados

10

1,612

6

17.

Fehéroroszország

106

26,629

18.

Belgium

446

84,214

19.

Belize (DAm)

18

0,274

15

20.

Benin (Afr)

14

0,108

12

21.

Bermuda

5

0,682

4

22.

Bhután (Afr)

60

6,320

47

23.

Bolívia

106

4,858

55

24.

Bosznia és Hercegovina

209

25.

Botswana

14

1,181

5

26.

Brazília

1444

440,000

774

27.

Brunei

12

3,037

9

28.

Bulgária

271

34

0,804

56

34,184

85

6,746

138

0,052

62,174

1

932

106 446

11,976

40,594

!

209

271

Muzsnay Cs. Ssz.

Ország


29.

Burkina Faso (Afr)

50

0,578

39

30.

Burundi (Afr)

37

0,148

34

31.

Kambodzsa

75

0,175

36

32.

Kamerun (Afr)

39

4,161

16

33.

Kanada

1758

733,000

1265

34.

Kajmán szigetek (KAM)

5

0,426

4

35.

Közép-afrikai Köztársaság 25

0,162

19

36.

Csád

14

0,122

14

37.

Chile

274

51,800

152

38.

Kína

3766

3720,000

2388

39.

Kolumbia

250

49,600

174

40.

Comoros (Afr)

12

0,028

12

41.

Kongó köztársaság

19

0,442

9

42.

Kongó

99

7,378

89

43.

Costa Rica (KAm)

112

9,884

82

44.

Elefántcsontpart - Afr

14

4,747

13

45.

Horvátország

113

46.

Kuba

75

47.

Ciprus

26

4,911

26

48.

Csehország

347

78,721

347

49.

Dánia

931

61,563

50.

Dzsibuti

8

0,220

4

51.

Dominika (KAm)

10

0,096

6

52.

Dominikai köztársaság

117

14,000

81

53.

Kelet Timor

16

0,007

16

54.

Ecuador

238

13,876

164

55.

Egyiptom

146

101,434

103

56.

El Salvador

49

5,957

38

57.

Egyenlítői Guinea

11

0,049

7

58.

Eritrea

6

0,280

6

59.

Észtország

79

12,467

113 19,155

9,516

69

931

79

35

Chimica | Acta Scientiarum Transylvanica, 21–22/3, 2013–2014. Ssz.

Ország


60.

Etiópia

83

2,599

56

61.

Feröer Szigetek -Afr

11

0,299

11

62.

Fidzsi

45

0,955

38

63.

Finnország

480

99,513

480

64.

Franciaország

2480

561,475

2480

65.

Francia Polinézia

28

0,476

27

66.

Gabon

41

1,495,309

36

67.

Gambia

10

248,531

3

68.

Grúzia

130

7,069,276

63

69.

Németország

5981

70.

Ghána

45

71.

Görögország

429

72.

Grenada

73.

650,628

5981 6,474

16

3

0,241

3

Guatemala

110

8,102

70

74.

Bissau Guinea

4

0,071

3

75.

Guinea

28

0,882

21

76.

Guyana

33

0,883

23

77.

Haiti

22

0,746

18

78.

Honduras (KAm)

78

6,981

56

79.

Magyarország

163

48,903

80.

Izland

69

11,339

81.

India

3634

224,247

1871

82.

Indonézia

922

24,500

659

83.

Irán

276

117,170

201

84.

Irak

106

35,526

106

85.

Írország

297

86.

Man sziget

5

0,404

87.

Izrael

151

48,559

45

88.

Olaszország

3022

89.

Jamaica

45

6,507

28

90.

Japán

3730

228,518

3523

36

58,202

429

163 69

27,174

297

375,477

3022

Muzsnay Cs. Ssz.

Ország


91.

Jordánia

41

9,031

30

92.

Kazahsztán

96

64,454

64

93.

Kenya

110

5,975

59

94.

Kiribati (KAm)

4

0,014

4

95.

Kuvait

21

33,284

19

96.

Kirgizisztán

42

15,076

15

97.

Laosz

168

1,704

111

98.

Lettország

73

99.

Libanon

28

10,760

25

100.

Lesotho

10

0,351

8

101.

Libéria

8

0,323

2

102.

Libia

81

21,692

64

103.

Liechtenstein

12

58

12

104.

Litvánia

49

13,001

49

105.

Luxemburg

121

3303

121

106.

Makedónia

94

6,347

94

107.

Madagaszkár

151

1,297

131

108.

Malawi

16

1,673

16

109.

Malajzia

367

94,700

221

110.

Maldív szigetek

214

0,165

198

111.

Mali

38

0,556

26

112.

Málta

11

2,266

5

113.

Marshall szigetek

13

0,018

13

114.

Mauritánia

29

0,304

27

115.

Mauritius

36

2,471

301

116.

Mayotte

2

0,017

1

117.

Mexikó

396

220,000

295

118.

Mikronézia

21

0,020

20

119.

Moldva

19

3,246

19

120.

Monaco

2

83

2

121.

Mongólia

54

5,118

73

3,766

34

37


Ország


122.

Montenegró

35

123.

Marokkó

72

19,604

52

124.

Mozambik

40

13,252

27

125.

Myanmar

109

7,198

64

126.

Namíbia

26

1,631

5

127.

Nauru

1

0,035

1

128.

Nepál

254

2,524

150

129.

Hollandia

1240

130.

Új Kaledónia

20

1,814

17

131.

Új Zéland

291

43,300

212

132.

Nicaragua

85

4,166

46

133.

Niger

13

0,243

12

134.

Nigéria

183

23,632

118

135.

Észak-Korea

58

22,533

51

136.

Norvégia

1015

137.

Omán

116

13,615

98

138.

Pakisztán

484

90,183

182

139.

Palau

2

0,009

2

140.

Palesztina

4

0,162

1

141.

Panama

163

5,905

105

142.

Pápua Új Guinea

83

5,348

69

143.

Paraguay

11

1,436

10

144.

Peru

614

31,428

494

145.

Fülöp szigetek

723

61,200

403

146.

Lengyelország

686

163,077

147.

Portugália

703

47,158

148.

Katar

29

149.

Románia

610

62,941

150.

Oroszország

786

895,742

151.

Ruanda

55

0,116

22

152.

Szamoa

13

0,097

11

38

3,325

35

99,568

1240

140,783

1015

686 703 15,298

19 610 786

Muzsnay Cs. Ssz.

Ország


153.

Sao Tome és Principe

10

0,023

7

154.

Szaúd-Arábia

269

177,000

217

155.

Szenegál

59

2,452

54

156.

Szerbia

133

157.

Seychelle szigetek

3

0,217

2

158.

Sierra Leone

24

0,287

18

159.

Szingapúr

64

33,476

45

160.

Szlovákia

131

30,822

161.

Szlovénia

140

14,313

162.

Salamon szigetek Austral

22

0,066

18

163.

Szomália

9

0,318

9

164.

Dél-Afrika

179

218,192

123

165.

Dél-Korea

513

393,000

325

166.

Spanyolország

2803

167.

Srí-Lanka

197

8,162

124

168.

Szt. Lúcia

3

0,377

3

169.

Szt. Vincent és Grenadine

9

0,129

8

170.

Szudán

56

4,931

45

171.

Suriname

21

1,572

19

172.

Szváziföld

15

0,528

12

173.

Svédország

1331

155,870

1331

174.

Svájc

917

55,660

917

175.

Szíria

59

29,653

50

176.

Tajvan

257

219,000

206

177.

Tádzsikisztán

52

17,573

35

178.

Tanzánia

102

2,004

74

179.

Tájföld

319

126,000

204

180.

Togo

10

0,198

7

181.

Tonga

9

0,032

4

182.

Trinidad és Tobago

14

6,084

7

183.

Tunézia

42

12,041

32

43,724

133

131 140

297,915

2803

39


Ország


184,

Törökország

1243

157,006

1243

185.

Türkmenisztán

16

10,893

12

186.

Tuvalu

9

1,763

9

187.

Uganda

54

2,081

25

188.

Ukrajna

165

189.

Egyesült Arab Emirátusok

105

190.

Egyesült Királyság

2308

191.

Egyesült Államok

13886

4530,000

10660

192.

Uruguay

31

9,811

15

193.

Üzbegisztán

59

48,646

43

194.

Vanuatu

8

0,048

5

195.

Venezuela

111

103,140

75

196.

Vietnam

353

61,859

93

197.

Jemen

42

4,489

33

198.

Zambia

40

8,882

29

199.

Zimbabwe

25

8,648

17

172,264

165 62,202

75

384,353

2308

About the formal and essential correspondence between climate changes induced by volcanos, power stations chemical plants, or nuclear bomb explosions Summary The human activities linked to operations of factories and plants in basic system are very similar to the volcanic eruptions and permit a more accurate understanding of the global cooling (nuclear test), and global warming (GW). The plants can be divided into several stages of energy production, which are complex processes. All three of fossil fuels releases six types of energy, of which only one, and may be the most insignificant, provided by CO2 radiative energy. A huge number EMTEVÜZ-s (74308) are enjoying widespread consumption being a major contributor to the GW, in contrast to the very few (60) and relatively low power volcanoes. The partially recoverability of the dissipating energy through heat pumping reduces the rate of GW and the amount of fossil fuels used. 40

Tűzhányók, erőművek és vegyi üzemek, illetve atombomba robbantások által kiváltott éghajlatváltozások közötti formai és lényegi egyezésekről

Recommend Documents