Az előző rész: A nukleáris energia és egyéb energiaforrások jövője II. - a fosszilis forrásokban rejlő lehetőségek

E terület azért lényeges, mert az emelkedő energiaárak és földi környezetünk tönkremenetele egyre több ember számára szükségszerűséggé és kötelességünkké tette a fenntartható fejlődést, ami már politikai szervezetek révén is már kezd hátszelet kapni, és végső soron előbb vagy utóbb át kell állnunk megújuló forrásokra, akár a már most egyre drágább olajra gondolunk, akár az elvileg több tízezer évig kitartó tórium- és uránium-készletekre.

A megújuló források fejlesztésébe már kétségkívül sok energiát fektetnek, sok helyen a terjedésükhöz is megvan a politikai akarat is, emellett és gyakran felkapja az ember a fejét a hihetetlen mértékű fejlődésről szóló médiabeszámolókra. Mintha csak néhány év lenne kellene a megvalósítható megújuló gazdasághoz, de a gonosz ipar és lobbi megakadályozza a terjedését. Ezt a nagy szervezetekkel szemben amúgy is bizalmatlan és összeesküvés-elméleteket kedvelő publikumot könnyen tévhitekbe lehet ringatni az igazságról és a lehetőségekről.

Az egyik ilyen tévhit, hogy a megújuló energia olcsó. Ez valójában a típúsától és a földrajzi-időjárási körülményektől nagyon függ, jobban mint a technika legyártásának költségeitől.

A nagy vízerőművek már régóta gazdaságosak, de a potenciáljuk korlátozott, Nyugat-Európában gyakorlatilag már további kiaknázható potenciál nincs, a tájromboló hatásáról nem is beszélve. Elmaradottabb kontinenseken még vannak a helyi igényekhez képest komoly lehetőségek, de alapvetően nem ez fogja meghajtani a jövő társadalmait.

Viszont a világ legnagyobb erőműve, ami a kínai Három-hegyszoros vízerőművet is túl fogja szárnyalni, valószínűleg szintén egy vízerőmű lesz, aminek a teljesítménye 2-szer akkora lesz, mint a kínai elődjének: ez lesz a Grand Inga vízerőmű, amit a kínaiak és a dél-afrikaiak akarnak megépíteni a Kongói Demokratikus Köztársaságban, a Kongó folyó Inga szorosnál található folyásánál, ahol a világ második legbővízübb folyója egy 10-12-kilométeres szakaszon 120 métert esik. Így annyi áramot fognak vele termelni, mint a fél német áramtermelő szektor, illetve Fekete-Afrika áramtermelő kapacitásának 2-szerese. Mivel a helyiek és a környékbeli országok nem tudják majd megfizetni az áramot, a kínaiak megépítik az 1 millió voltos vezetékeket Dél-Afrikáig és Egyiptomig, illetve akár az európai árampiacon is extrém olcsón megjelenhetnek vele.

A Grand Inga látványterve:

Ezzel el is érkeztünk az egyik mostanában felkapott mítoszhoz, miszerint Kína (ahol megnézik a pénzt) a megújulókban vezető szerepet tölt be. Ezt úgy érik el, hogy a számok olyan módon manipulálva vannak egy kicsit, hogy a vízenergiát is beleveszik, amit a zöldszervezetek nem szeretnek, de a kínai megújuló számokat kb. meghússzorozza.

Az egyéb megújuló forrásoknál nagyon függ a helyszíntől és a technológiától, hogy tényleg versenyképes-e, viszont még nagy általánosságban még nem az. Terjedésükhöz egyelőre az szükséges, hogy kötelező átvételei rendszer keretében a szolgáltatóknak adott áron át kell venniük az így előállított áramot, amely rendszerek bevezetését az EU a meghatározott megújuló célokkal kényszeríti ki. Az, hogy ez a rendszer a mintapéldaként emlegetett németeknek mennyibe fáj, az alábbi ábrán bőven látszik: az áramuk már közel 2-szer annyiba kerül, mint Franciaországban, pedig a megújulók aránya még kevesebb, mint 25% az áramtermelésükben, és annak is az egy része a nagyon olcsó vízenergia. Itt egy kicsit árnyalja a képet, hogy a drágulás aránylag nagyobb részéért a fotovoltatikus program felelős, ami a német kormány ki is akar nyírni 2 év óta, csak ezt nem tudják, hogyan csinálják a befektetők megkárosítása nélkül. Ilyen áramár mellett Magyarországon a villanyszámla sok családnál a gázszámlához hasonlóan rettegés tárgyává válna, csak hát a németeknek egy kicsit vastagabb a pénztárcájuk ehhez a mutatványhoz. A dán áramár pedig, ami a legmagasabb mértékben megújuló elkötelezett, a francia 2,4-szerese.

A másik dolog, ha annyira ellátható megújuló energiával Németország, akkor a német energiavállaltok miért további szénerőművek megnyitására készülnek az atomerőművek bezárására készülvén (amiről egészen jól kussol a német és a zöld média), ráadásul másfélszer akkora kapacitással, mint a bezárt atomerőműveké, és jelentős részt import feketeszénre?

Az alábbi képen a tervezett új szénerőművek láthatók. Így az atomerőművek bezárása (egyszerű nyelvet beszélve) zöld és környezetvédelmi szempontból egy jó pofon a szarnak.

Ha teljesen vadkapitalisták lennénk, akkor itt le is zárhatnánk a kérdést, hogy erre a gatyánk rámegy, és inkább fűtsünk további szén- és gázerőművekkel, zabáljunk olajat stb.

Viszont meg kell vizsgálni egy olyan állítást is, ami általánosságban véve igaz is, mégpedig, hogy csökken az áruk a technológiáknak. Ezt a kérdést egyéb problémákkal kontextusban érdemes megvizsgálni, és minden egyes fő technológián külön végig kell menni.

A megújulók területén mostanában a médiában és közbeszédben leggyakrabban előkerülő, és emellett valóban talán a legnagyobb potenciállal rendelkező terület a fotovoltatikus (napelemes) energia. A terület valóban látványos és töretlen fejlődést produkált az elmúlt évtizedekben, viszont az elmúlt 4-5 évben tapasztalt, a korábbi trendekből látványosan kilógó mértékű árcsökkenés, ami látszólag megfizethetővé tette a megújulókat, valójában a piaci túlkínálat eredménye. Ugyanis a banki források beszűkülésének következtében nem nőtt olyan mértékben a piac, mint amilyen mértékben nőtt a gyártási kapacitás, ami miatt a cégek hajlandók voltak egyre nagyobb veszteségeket vállalni a piaci részesedés megőrzéséért. Így 2011-ben a globális termelési kapacitás kevesebb mint fele volt kihasználva, és ezen verseny részeként az elmúlt években sorra bedőltek a legnagyobb amerikai és európai gyártók az állami támogatásokat kapó kínai versenyzőkkel szemben, akik a támogatások ellenére már szintúgy masszív veszteségeket jelentenek.

Az alábbi képen látszik, hogy a kötelező EU-s átvételi rendszer bevezetése (2001 után) eredetileg az igények növekedése miatt csökkentette az árcsökkenés mértékét, ami a válsággal viszont nagyon megnőtt:

Emellett a költségeknek csak egy részét teszi ki a napelem ára. Élethossz alatt a villamos szerelési és karbantartási költségek legalább olyan nagyságrendet alkotnak.

A kép MTI-s tanulmányból származik, mivel azóta panelek ára a töredékére csökkent, most már az egyéb költségek (karbantartás, felszerelés) jóval nagyobbak, amely költségkomponens alig csökken, mivel munkabérből áll leginkább.

Ez nem jelenti azt, hogy a PV technológia soha sem lesz elég olcsó, csak jelenleg a gyártóknak óriási veszteségeik vannak a dolgon (a nyugati gyártók veszteségei alapján), és az elmúlt évekből levonható következtetések irreálisak.

Az alábbi kép kicsit reálisabb megközelítést mutat, bár azt megjegyezném, hogy a világpiaci szénárak és uránárak az elmúlt években már lefelé korrigálódtak, így azt az áremelkedést kivetíteni elég merész dolog:

Emellett még ha az ára eléri majd a hálózati áram árát reálisan valamikor 2020-25 között, az nem jelenti azt, hogy meg vagyunk mentve. Ugyanis azt az áramot el kell juttatni a felhasználóhoz valahogy, ami azért gáz, mert nappal süt a nap, viszont éjjel vagyok otthon, így két lehetőség lesz: vagy betáplálok a hálózatba, vagy eltárolom, és felhasználom magamnak.

Ha hálózatba táplálok be, akkor szembesülnöm kell azzal a ténnyel, hogy a hálózati áram ára 3 komponensből áll: termelői ár, rendszerhasználati díj és adók. Mivel a termelői ár az áram árának kevesebb mint fele, így az én áramomra rámegy az áram árának több mint fele, így több mint 150% lesz végösszegben. A termelői ár elérési még további 15-20 év is lehet a hálózati áram árának elérésétől. Ha jól belegondolunk, az új német szénerőmű-építések azt jelentik, hogy a következő 30-40 évben számítanak is rájuk.

Alább a hálózati áram árának lebontása az E-ON-tól. A rendszerhasználati díj akkor is az áram árának közel felét kitenné, ha nem lenne adó rajta.

Emellett még ha elérem a termelői áramárat, akkor is van egy nagyon nagy probléma: mivel eléggé északi ország vagyunk, ezért az év folyamán a napsugárzás mértéke erőteljesen változik, így ha pv-panelekkel akarjuk ellátni magunkat, akkor óriási, az év nagy részében kihasználatlan kapacitástöbbletet kell felhalmozni, vagy csak nyáron látjuk el vele magunkat, a téli félévben pedig tartalékkapacitások mennek.

Itt elérkeztünk a német megújulósítás másik trükkjéhez: ők nem megújulókból fognak extra kapacitásokat felhalmozni (nehogy megtudja az állampolgár a tényleges számlát), hanem gyorsan változtatható teljesítményű gázturbinás erőművekből építenek ki tartalékot, ami szintén nem olcsó, de még mindig megbízhatóbb, mint megújulókkal megcsinálni ezt.

Alább a német erőműpark alakulása, az összesített fosszilis kapacitás alig csökken, mert kell valami, ha nem süt a nap, vagy áll a szél:

Az előző kép és az első összevetése során egy komoly problémával szembesülünk. Mégpedig azzal, hogy látszólag a német megújulókapacitás a termelési kapacitás közel fele, de ennek ellenére az áram kevesebb, mint 25%-át adják. Itt jön be a képbe egy olyan tényező, amit kapacitásfaktornak hívnak.

A kapacitásfaktor azt jelzi, hogy a beépített kapacitás hány százaléka az effektív, rendelkezésre álló kapacitás. Ez pedig szél- és napenergia esetében elég gyatra. Míg a szénerőműveknél a karbantartások révén a kapacitás faktor 85-90% közötti, az atomerőműveknél 90% fölötti, addig ez a szélerőműveknél 25-50% közötti (helyszínfüggő az olcsóbb szárazföldi erőműveknél alacsonyabb, a tengerieknél magasabb), a napelemeknél pedig helyszíntől függően 10-20%.

Kapacitásfaktor energiaforrásonként:

Ugyanis a szélerőművek esetében lehet azt mondani, hogy 80-100 méteres magasságban már állandóan fúj a szél, de nem is a szél jelenléte a kérdés, hanem hogy milyen a sebesség változékonysága: mivel a szélből kinyerhető energia mennyisége a szélsebesség köbével arányos, így ha a sebesség 20%-ot csökken, akkor a bemeneti teljesítmény majdnem 50%-ot csökken. Mivel ilyen nagyságrendű szélsebesség változás egy órán belül is bekövetkezik, a szélerőművek a villamos rendszerirányítás idegeire mennek, és nem véletlen, hogy a legintenzívebben a MAVIR tiltakozik a további bővítésük ellen.

Egy tipikus éves szélsebességeloszlás napszakra lebontva:

Emellett az idő nagy részében a szél sebessége a szükséges 70%-a alatt van, így a szélerőművek legtöbbször minimális teljesítményen panganak. Ennek köszönhetően az idő nagyobb részében mennek helyettük a „tartalék” gázturbinák, így érthetővé válik, hogy a német atomerőmű-bezárásokban a Gazprom miért lát nagy bizniszt.

A fotovoltatikus erőművek pedig éjjel ugye alapból nem termelhetnek, a téli félévben gyenge a besugárzás, emellett a felhős idő is elég sokat levon a teljesítményükből. Így a fotovoltatikus egységek a gázturbinához kiegészítésként funkcionálnak (elég drágán).

Itt eljutunk a másik lehetőséghez: akkor a napelemmel tároljuk el az áramot magunknak. Ez akkumulátorokkal akár kivitelezhető is, viszont bele kell gondolni abba, hogy az akkumulátorok élettartama korlátozott, csak bizonyos számú kisütési-feltöltési ciklust bírnak ki, így az állandó cseréjükön 2-szer annyit veszít a felhasználó, mint a hálózati áram ára. Ezt tapasztaljuk a mobiltelefonjainkon is. Ezen a területen is persze van fejlődés, de valószínűleg ez is még 20 év múlva is jelentős probléma lesz, főleg hogy hogyan lehet gazdaságosan kivitelezni a téli időszakra és a felhős napokra az extra termelő/tároló kapacitást.

Alul egy tipikus akkumlátor ciklusainak száma látszik a kisütöttség mértékében: ennek köszönhető, hogy egy mai elektromos autónál az akkumlátoron kétszer akkora a veszteség, mint a benzinen megspórolt pénz:

Viszont akkor bele kell gondolnunk abba , hogy ha a napelem és a szélenergia még nem megfelelő, és a vízenergia nagy környezeti átalakítással jár korlátozott potenciál mellett, akkor más megújulókat is érdemes megvizsgálni.

A biomassza az egyik legfelkapottabb energiaforrás a nap- és szélenergia mellett., és látszólag nagy is a potenciálja: szinte mindenhol valami zöld nő ezen az éghajlati övben. Viszont abba bele kell gondolni, hogy az iparosítás után azért nőhetett ilyen gyorsan a népesség és az életszínvonal, mert kiváltotta a biomasszából élő állati vonóerőt, és annál sokkal nagyobb energiaforráshoz jutott az emberiség: a szénhez és később másikokhoz.

Így a bolygó átlagos energiafogyasztása jelenleg olyan, mintha egy átlagos embernek tucatnyi rabszolgája lenne, egy fejlett világban élőnek pedig akár száznál is több, akiket lényegében „etetni” kellene. Ez a bolygó élelmezési válsága miatt még a hatékonyság drasztikus növekedése esetén is szinte a science-fiction kategóriája.

A képen az látszik, hogy jelenleg egy átlagos amerikai életszínvonalához ennyi virtuális rabszolga tartozik emberi erőre átváltva. Őket etessük, miközben a bolygó területének közel fele már mezőgazdasági művelés alatt van (a maradék pedig nagyrészt tundra, sivatag, hegyvidék stb.)?

A számítások alapja jogos, mivel egy hordó olaj energiatartalma akkora, mint 3,8 ember éves élelmiszer-szükségletének, és mivel az emberiség évente 30 milliárd hordó olajat használ fel, ez csak az olaj révén 112 milliárd virtuális rabszolgát jelent. Még ha ötödére is sikerülne csökkenteni, ezt biomasszából? Akkor még nem számoltam a szén, a földgáz és az atomenergia által biztosított energiamennyiséget. Ezt csak az emberiség nagy részének kiirtása révén lehetne elérni az elérhetetlen mértékű hatékonyságnövekedés mellett. Ennek ellenére bizonyos területeken, ahol az energiaigényeket viszonylag racionálisan le lehet csökkenteni (fűtés), rendelkezik némi potenciállal, de nem lehet a világmegváltást várni tőle, a német áramtermelő kapacitást ábrázoló ábrán látszik is, hogy a németek már gyakorlatilag kihasználták a biomasszakapacitásukat. A biomassza komoly opcióvá válásához elengedhetetlen lenne a területegységre vetített több nagyságrendi hatékonyság növekedés.

Az egyéb források közül még leginkább a geotermikus energiát szokták felhozni, az árapály és a tengeri áramlatok mellett. Mindegyikben van némi potenciál, csak még a fejlesztések olyan stádiumában találhatók, hogy nem véletlenül biztosítják velük a bolygó energiafogyasztásának elhanyagolható részét. Tehát még egy szélerőműves vagy fotovoltatikus rendszernél is messzebb vannak, bár például Magyarországon a fűtés tekintetében van némi geotermikus potenciál.

Összességében megállapítható, hogy a megújulók területén töretlen a fejlődés, de elég erős korlátozásokkal és komoly árakkal bírnak még. Jelenleg még egy fosszilis erőművek által kiegyenlített megújulós rendszer is alkalmazott technológiától függően 2-3-szor többe kerül, mint egy hagyományos rendszer. 2030 környékére mind a tárolási, mind a termelési oldal technológiai fejlődésével lehetséges lesz nagyjából hasonlóan magasabb árakért egy teljesen megújuló rendszert létrehozni, és 2050 környékére már hasonló árban lehet majd talán egy megújulós rendszer, mint egy hagyományos.

A fő kérdés itt, hogy akarja-e az ország, hogy a megújulók fentebb vázolt költségeit és korlátait a magyar emberek érezzék meg a pénztárcájukon. Ez egyelőre még egy drága hobbi stádiumában álló dolog, és nem csak a fogyasztókra, hanem az iparra is súlyos hatással lehet: Németországban az emelkedő áramszámla miatt egyes iparágak már fontolgatják a kivonulást, és így még a megújulók által teremtett munkahelyek (amiket a hagyományos ipar ugyanúgy teremt, teszem hozzá) mérlege is erősen kétségbe kerül a fogyasztókra háruló költségek mellett.

(Kuruc.info - olvasónktól)