Kék bolygó, zöld jövő - mennyit érnek a megújuló energiák?

Ketyeg a klimatikus óra, fogynak a kőolajtartalékok, miközben az emberiség energiaigénye növekszik. Merre van a kiút? Sokan a megújuló energiákra voksolnának, hiszen ezek gyakorlatilag kimeríthetetlenek, és a legtöbb formájuk nem jár széndioxid-kibocsátással. Kis utánaszámolással azonban sajnos kiderül, hogy - legalábbis a közeli jövőben - nem tudnak a kívánt mértékben hozzájárulni az emberiség energiaszükségleteinek kielégítéséhez. A Föld napjára a Science et Vie című tudományos-ismeretterjesztő lap írásai alapján készítettük áttekintésünket, az Energetikai Szakkollégium Egyesület segítségével.

Pedig a megújuló energiák karrierje szépen indult: a kinyert napenergia évente átlagosan 41, a szélenergia 28 százalékkal nőtt a legutóbbi 25 esztendőben. Mindezt a jövőre vetítve úgy tűnt, hogy az energiaigény nagy részét megújuló energiákkal lehet majd fedezni.

Energetikai feladvány

Az Al Gore-ral közösen Nobel-békedíjat kapott IPCC (az ENSZ Éghajlatváltozási Kormányközi Testülete, Intergovernmental Panel on Climate Change) szerint ahhoz, hogy kívül maradjunk a veszélyzónán - ami a 2 fokosnál nagyobb általános felmelegedés -, az atmoszférába kerülő üvegházgáz-koncentrációt maximum 450 ppm (milliomod rész) széndioxid-ekvivalens értéken kellene stabilizálni. A Nemzetközi Energiaügynökség (International Energy Agency, IEA) véleménye szerint e cél eléréséhez 2030-ra 23 gigatonna széndioxid-egyenérték alá kellene vinni a kibocsátást, ami 4-gyel kevesebb a mainál. Eközben a világ energiaigénye - az IEA becslése szerint - évi 1,8 százalékkal nő, aminek fő oka számos ország (pl. Kína, India, Brazília) sosem látott gazdasági fejlődése. Arra lenne tehát szükség, hogy több energiát termeljünk, és kevesebb szén-dioxidot bocsássunk ki, s mindezt egy generáción belül.

Szél- és napenergia: 1 ezrelék alatt

A becslések szerint mostantól 2030-ig minden évben 550 millió tonna olajegyenérték (Mtoe) kapacitású új energiatermelő berendezést kellene építeni. A klímatényezőt figyelembe véve elég lenne, ha e berendezések körülbelül 75 százaléka megújuló energiát használna. A gyakorlatban azonban ez szinte képtelenség.

Hogy ezt megértsük, vizsgáljuk meg a zöld energiákkal kapcsolatos valóságot - amely igen távol áll a róluk szóló elképzelésektől - egy francia tudóscsoport, a Global Chance eredményeire támaszkodva, akik csaknem 20 éve vesznek részt a fenntartható fejlődéssel kapcsolatos vitákban. Amikor zöld energiáról beszélünk, a legtöbben elsősorban a nap- és a szélenergiára gondolnak, noha ezek együtt 2004-ben a világ primer energiaigényének csupán 0,065 százalékát biztosították (napenergia: 0,039, szélenergia: 0,026), miközben a bioenergia 10,6 százalékot, a vízenergia pedig 2,3 százalékot. (Ugyanakkor a 2004-et megelőző évben a villamosenergia-termelésben a vízenergia részaránya 15,9 százalék volt, míg az összes többi megújulóé együttvéve csak 1,9 százalék). Elsősorban tehát ezekre kellene építeni; de vajon mennyi kiaknázatlan lehetőség rejlik még bennük?

Bioenergia

Abban mindenki egyetért, hogy 2030-ig a biomasszából termelt valóban megújuló energia mennyisége legfeljebb csak megduplázódhat. A biomassza-termelés haszna elsősorban a fejlett országokban mutatkozik meg, ezek közül is ott, ahol sok az erdő. Továbbá, a fa energiacélú tömeges előállítása konkurálna az ipari célú fáéval; a fa nehéz, szállítása pedig energiaigényes, így a fával való tüzelés főleg akkor hatékony, ha a felhasználás helye közel van a kitermeléséhez. Ezek fontos korlátozások, pláne ha tudjuk, hogy 2025-ben az emberiség kétharmada városokban, ezen belül sokan megapoliszokban fognak élni.

Mi a helyzet a bioüzemanyaggal, a biomassza-felhasználás e speciális esetével? A biomasszával az a gond, hogy a növényi fotoszintézis csak körülbelül 1 százalékos hatásfokkal alakítja át a napenergiát kémiai energiává, és a termesztés hamar eléri terjeszkedésének korlátait. Az első generációs bioüzemanyagok kizárólag élelmiszernövényeken (kukorica, búza, repce, répa, cukornád stb.) alapulnak. A fejlett országok azzal támogatják előállításukat, hogy többet fizetnek értük, mint amennyit ténylegesen érnek. Így viszont az élelmiszer-termények is drágulnak, akkor is, ha nincs energetikai felhasználásuk, hiszen a termőföld felhasználásáért folyik a harc. Ford Runge és Benjamin Senauer professzor (Minnesotai Egyetem) kimutatta: egy nagy amerikai személygépkocsi 80 liter etanollal való feltöltéséhez megközelítőleg 220 kg kukoricára van szükség; ez annyi kalóriát tartalmaz, amennyi egy embernek egy évre elég. Mexikóban 2006 végén zavargások törtek ki, amikor a kukoricaliszt ára megduplázódott: ott ez a termény a táplálkozás alapja, a szomszédos USA-ban viszont az etanol fő forrása. Runge és Senauer számításai szerint az alapélelmiszerek árának 1 százalékos növelése további 16 millió embert tesz alultáplálttá. Az ENSZ élelmezésjogi szakembere, Jean Ziegler 2007 októberében ezzel kapcsolatban egyenesen az emberiség elleni bűntettről beszélt.

Ígéretesebbek a második generációs üzemanyagok, amelyeket faanyagból (például faforgácsból, fűrészporból) vagy szalmából nyernének. A lignin, a hemicellulóz és a cellulóz, e nagyon ellenálló növényi molekulák jelenléte azonban igen komoly problémákat okoz. E hosszú szénláncokat elemi cukrokra kellene lebontani, amihez kevéssé energiaigényes módszerekre lenne szükség, pl. újfajta enzimek kifejlesztésével, ám ezek a módszerek még nem elérhetőek. Úgy tartják, hogy a második generációs üzemanyagok jelenléte csak 2015-20 között válik számottevővé. A Global Chance szerint 2030-ig az emberiség legfeljebb 95 Mtoe-t nyerhet évente a biomasszától és a bioüzemanyagtól összesen.

IPCC: lesz jelentés a megújuló energiaforrásokról is

Mint arról korábban részletesen beszámoltunk, az ENSZ Klímaváltozási Kormányközi Testülete (IPCC) elfogadta a klímaváltozás és a globális vízhelyzet viszonyát vizsgáló különjelentést. A testület a közelmúltban Budapesten ülésezett, és megállapodtak abban is, hogy a megújuló energiaforrásokról is készül egy különjelentés. Ebben sorra veszik az összes megújuló energiaforrás alkalmazási lehetőségeit az energiatakarékosság és - hatékonyság függvényében, tovább azt is megvizsgálják, hogy egyes típusaik használata milyen esetleges negatív következményekkel járhat.

A vízenergia telítve

Térjünk át a vízenergiára, a megújuló energiák második nehézsúlyú versenyzőjére. 2030-ra még a vízenergia-termelés megkettőződése is idealisztikusnak tűnik. Ennek oka, hogy az iparilag fejlett országokban az alkalmas helyek szinte már mind kiépültek, pedig csak a fejlett országokban volna pénz a beruházásokra. A fejlődő országokban nem olyan egyszerű megküzdeni a technikai nehézségekkel és tőkét találni e gyakran "fáraói méretű" munkákra, főleg, mivel az alkalmas helyszínek olykor igen messze esnek a felhasználás zónáitól. Az ilyen helyeken több száz kilométernyi magasfeszültségű vezetéket kellene elhelyezni, ami a karbantartás és az őrzés szempontjából egyaránt problematikus. A legtöbb szakértő így kétségesnek tartja, hogy a vízenergia-termelés 2030-ra 30 százaléknál többel lenne növelhető, amit a Global Chance körülbelül 15 Mtoe-ként ad meg.

Az előállított megújuló energia mennyisége szempontjából a világtermelésben a harmadik helyen a geotermikus energia (0,44 százalék) áll, ám ennek is megvannak a korlátai. Az általában vulkáni tevékenységhez kötött megfelelő helyszínekből kevés van; kivételt jelent Izland: itt az energia 70 százaléka geotermikus. A mélységi geotermikus energia esetében a hőt több ezer méter mélységben találjuk. Az ennek kinyeréséhez szükséges fúrások költségessége miatt a mélységi geotermikus energia termelésének gazdasági hozama egyelőre kétséges; a Global Chance ezt a vertikumot csak 2 Mtoe-kel díjazza.