Klmapolitika fizikusi megkzeltsben Gyulai Jzsef elnk MTA Mszaki
Klímapolitika, fizikusi megközelítésben Gyulai József elnök MTA Műszaki Tudományok Osztálya 2010. november 8. Energiapoltiika
Operating Manual for Spaceship Earth - Buckminster Fuller (1969) Biosphere, Montreal, 1967 2010. november 8. Energiapoltiika
Operating Manual for Spaceship Earth - Buckminster Fuller (1969) • "One outstandingly important fact regarding Spaceship Earth, and that is that no instruction book came with it…" • …, hogy nem kaptunk hozzá Használati utasítást… 2010. november 8. Energiapoltiika
Vázlat • • Tudomány és túlélés: a ‘Spaceship Earth’ Az EU elvárása Mit várhatunk mi magunktól? Mi a magyar stratégia? A hatékonyság és hatásfok, • Példa az optimálás nehézségére: a bioenergia dilemmája • Az alakuló „Credo”-m • Hazai energiahelyzet – „Energiamix” • Erőmű kombinációk – fontos stratégia • Meggondolások 2010. november 8. Energiapoltiika
Az előadás peremfeltételei • Sok tanulmány született, legutóbb az MTA Stratégiai Bizottságáé, amelyhez volt közöm, bár a végső anyag elsősorban Büki professzor szellemi terméke. • Emiatt a mai javaslataim inkább olyanok, amelyek ott nem nyertek kellő hangsúlyt. • A mai tudománynak egyetlen missziója van, két súlypontja lehet – ez valahol megfelel az ön- és fajfenntartás ösztönének is: • megkeresni annak a módozatait, hogy élhet-e, ill. hogyan 6 -10 G ember a Földön • emellett az egyén élettartam-növelése domináns érdeklődésű – a biotudományok súlya, érdekessége, • amely eredmények hatással vannak az első súlypontra is 2010. november 8. Energiapoltiika
Globális keret: tudomány és túlélés • A ma tudományának tehát nem lehet magasztosabb missziója, mint hogy kutassa, megkeresse : élhet-e 6 -10 G ember a Földön – pláne úgy, hogy a tigrisek is megmaradnak… • Képes lesz-e a társadalom ezt az életforma receptet idejében magáévá tenni? • Én az „elviselhetővé” tételt a humanióráktól, ill. kiknek-kiknek a vallástól remélem … 2010. november 8. Energiapoltiika
Tézisszerűen: • A teljes rendszert, azaz a „túlszaporodott ember a természetben”-t kell vizsgálni, legalábbis úgy, hogy a lobbi-érdek lólába ne lógjon ki. • A Földet a „napmotor” hajtja ma is (a radioaktivitásos saját hő fontos, de kisebb mértékű), a nagy csoda, hogy a felszíni egyensúlyi hőmérséklet évszázmilliók óta a jég olvadáspontja körül mozog. • A footprint számításánál figyelembe kell venni a technikai haladást is – mindkét előjelűt 2010. november 8. Energiapoltiika
Tézisszerűen: • Amíg a Föld kincseinek az árát csak a kitermelés költségeitől kiindulva számoljuk és a Természet, főleg a Nap korábban beléjük fektetett munkáját figyelmen kívül hagyjuk, a mai telítésközeli helyzetben optimális megoldás kidolgozása lehetetlen, a „gazdaságossági szempontok” félre-, sőt zsákutcába vezetnek • Ez a mai „ecological footprint” számítás második hiányossága… 2010. november 8. Energiapoltiika
Az EU globális keretben gondolkodik • Létrejön-e a válság után egy új ipari forradalom • nem "csak" anyag- és energia-takarékos, • hanem „reciklizáló” • Biztosan működő modell, ha minden termelési, fogyasztási folyamatot zárt ciklusba tudnánk kapcsolni (Drozdy-Gyulai, 1980 táján) – lassan tudatosodik, hogy a „fenntarthatóság” fogalma efelé halad… Kritikus műszaki tudományok: • • energetika, -gazdálkodás anyagtudomány és számítástudomány, -technika (logisztika) infrastruktúra: víz, közlekedés, meteo, stb. 2010. november 8. Energiapoltiika
Elég-e ez? • A ‘Spaceship Earth’ mély értelmű: a kékesszürke Föld termikus egyensúlyban lebeg az Űrben. Ekkor az érkező és az űrbe kisugárzott hőmennyiség azonos (+ a radioaktivitásból származik néhány %-nyi geotermikus hő) • a Római Klub analízise a hetvenes évekből: ha az érkező napenergia 5 tízezredét (!) többletként felszabadítjuk – bármilyen tiszta módon – a földi átlaghőmérséklet kb. egy fokkal megemelkedik! • Ezt szokta a napenergia lobbi úgy mondani, hogy pár óra alatt megérkezik a Földre az emberiség teljes éves energiaszükségletét kitevő napenergia. • Az emberiség fejlett fele kb. ennyit szabadít fel a saját szállásterületén 2010. november 8. Energiapoltiika
Még egy fontos körülmény: • A Föld termikus egyensúlyát akkor zavarjuk meg legkevésbé, ha az energia érkezése és a végül hőt eredményező felhasználása (közel) egyidejű („real time”), • Amit nem „használunk fel” az jön és megy, a természet egyensúlyát tartja fenn – mintha nem lenne ember, de • az felelős a természet rendjéért, azaz az „emberi mellékág”-ba terelt energia aligha lépheti túl az 5/10000 et… • A fosszilis hordozók abból a napenergiából lettek, amely évszázmilliókkal ezelőtt, teljesen „más színű” (sok volt a CO 2), másként sugárzó Földre érkezett… • A kiút a direkt naphő felhasználása… 2010. november 8. Energiapoltiika
Még egy fontos eredmény: • Reményi Károly cikke (MT, július) arra hívja fel a figyelmet, hogy a makroegyensúly meglétéből még nem következik helyi egyensúly, azaz az űr és a felszín között nem feltétlenül monoton a hőmérsékleti függvény, így az időjárás is lokális. • Ennek modellezése bonyolult. Pláne, ha üvegház hatású gázok is szerephez jutnak. 2010. november 8. Energiapoltiika
Az energiafilozófia bifurkációi • • Hő- vagy elektromos, ill. kombinált Koncentrált, koncentrálható vagy diffúz energia Szénháztartást befolyásoló, ill. nem Mennyi az „időkésleltetése”? Erőmű-kombinációk Mindez lehet helyi vagy nagyhálózatos Mekkora költséggel érhető el a mai állapotból? Ezek miatt nehéz az optimálás, a lobbiérdek elkerülése 2010. november 8. Energiapoltiika
Termékfilozófia hibái • Változtatni kell a termékfilozófián: pl. a hibrid gépkocsik tervezői ne a sportautók gyorsulását igyekezzenek másolni! • Vagy: a szélerőművek a visszavásárlási kötelezettséget kihasználva, sok MW-os erőművek és nem a tanyák helyi ellátását célozzák… • Komoly gond az energia tárolása: – Hő – helyi hőtartály – Elektromos – H 2, akkummulátor? – kérdéses, alternatív tárolások igénye – Gravitációs erőművek • A 0 -kibocsátású gépkocsi: nincs elég lítium, meg ritka földfém!? Lendkerekes autó? 2010. november 8. Energiapoltiika
Hazai helyzet, I • A lemaradtak előnye, hogy az -belinél jóval kisebb EU • az abszolút fejenkénti fogyasztás, • a CO 2 emisszió, • sosem álltunk el a nukleáris energiától • de az energia-hatékonyság is, valamint • a „földgázolás” bekövetkezte – ez súlyos kényszerpálya – mind gazdaságilag, mind politikailag • A lignitvagyon felhasználása is korszerűtlen, de hasonlóan kényszerpálya 2010. november 8. Energiapoltiika
Hazai helyzet, II • Szabadulás a kényszerpályáról… 1. Nukleáris fejlesztés 2. Hőszigetelés!!! Intelligens ház 3. háztartási fűtést gáz-nap kombinációra (a gázzal inkább kereskedni, mint felhasználni!) 4. Geotermia szélesebb kihasználása 5. Naptelepek, hő vagy PV? 6. Vízvagyonnal, szállítással közös felhasználási stratégia 7. Biomassza felhasználás? 8. Erőműfajták helyi kombinációja! 2010. november 8. Energiapoltiika
Akár gyomirtást is direkt napenergiával A feleségem megkért, hogy irtsam ki a gyomokat a teraszunk kövei közül, hmm… 2010. november 8. Energiapoltiika
Mit várhat az EU – tőlünk is? • Az energiaválság bifurkációja • Tanulunk-e belőle és megkeressük-e azt a társadalmi egyensúlyt, ami valahol az 1950 -es évek táján létezett, amikor a „dobd el, végy újat” csak alacsonyabb szinten dominált? • Vagy a szakadék szélén állva „teszünk egy lépést előre”… • Alakuljon ki egységes, szintetikus vélemény az országban az energetikai prioritásokról • Magyarország szerepe jelentéktelen, csak az önvédelem, önérdek dominálhatja 2010. november 8. Energiapoltiika
Mit várhatunk mi magunktól? • A magyar elnökség nagy esély a lokális feszültségek leépítésében, • képviselnünk kell a régió speciális érdekeit is. • Harmonizáljuk az energiapolitikánkat a víz-, és közlekedés/szállítási politikával • legyen erős a hőszigetelt épület-programunk, • Alkossuk meg a kiskapuk nélküli törvényi hátterét annak, hogy az ezt figyelembe nem vevő tervek építési engedélyt se kaphassanak, • főleg ne kereskedelmi, ipari épületek! 2010. november 8. Energiapoltiika
Mit várhatunk mi magunktól? • A magyar elnökség segíthet abban is, hogy a rossz energiamix-ünkön javítsunk, • Nem szabad, hogy azért „gázoljunk” tovább, mert itt mennek a vezetékek, itt vannak tárolók! • Tekintsük azt „csak” üzletnek, jól fizető tranzitforgalomnak • A energiaigény-növekmény tömegét sürgősen a nukleárisra kell terelni • A megújulókat diverzifikáltan, főleg helyi termelésre kell használni 2010. november 8. Energiapoltiika
A bioenergia dilemmája, I • A növényi életnek, azaz a fotoszintézisnek az evolúciós célja nem a villamosenergia-termelés, hanem új élő anyag létrehozása. • Ennek következtében a növények az energiatermelés számára „túlprocesszálják”, elrejtik a napenergiát cellulózba, keményítőbe, stb. – bár tárolhatóvá, szállíthatóvá teszik, • De általában gyenge hatásfokkal – a fotoszintézisé 3 -6% … 2010. november 8. Energiapoltiika
A bioenergia dilemmája, II • Az energianövény úgy fogandó fel, hogy az egy alacsony hatásfokú átalakító és olyan energiatároló, amelyből az energia visszanyerése (szállítás, elégetés vagy bioüzemanyaggá változtatás) is energiaigényes, ill. veszteséges. • A mérnöki energiamérlegben tehát a bioenergia folyamatait pl. a direkt naperőművel (hő- vagy PV) plusz annak a „naptalan” időkre való tárolásával kell összemérni! • PV naperőműben ma: 1 MW/3 ha csúcsidőben – ezt kell összemérni ezen a 3 ha-on termelhető, processzálható bioenergiával… 0. 13% vs 20 -30% 2010. november 8. Energiapoltiika
A bioenergia dilemmája, III • A biomassza helyi felhasználásban hasznos, de csak hulladékhasznosításnak tekinthető, • Ehhez hozzájönnek az etikai gondok (tarvágás – pelletgyártás), • Inkább szociális kérdés: a mezőgazdasági munka antropomorf – szemben, mondjuk, a naptükrök takarításával • Meggondolandó tehát, hogy – a rossz talajok felett inkább napkohókat hozzunk létre – és az éjszakai áramot vagy hőtárolókkal (só), vagy ugyanarra a turbinára dolgozó geotermikus, gravitációs, biomassza hőerőművel biztosítsuk! 2010. november 8. Energiapoltiika
Az alakuló „Credo”-m • A koncentrált nagyfogyasztásra optimáltan kellenek a nem-megújulók (főleg nukleáris alap-, és a modern, magas hatásfokú gázerőmű) • A lokális, pláne szétszórt fogyasztást, ~kiegészítést az ‘egyidejű’ (real time) megújulókra (geotermia, nap-, szél-, vízenergia, ) kellene terelni, de • lehet szerepe a bioüzemanyagnak is az energiabiztonság és a tárolhatóság miatt, annak tudatában azonban, hogy ennek összhatásfoka kifejezetten rossz • De, a felmelegedés elkerülésére nem szabad ezekkel sem (területarányosan) túllépni az érkező napenergia 5/10000 -ét!… • Ez az ún. „tiszta” forrásokra, akár a fúzióra is igaz lesz! 2010. november 8. Energiapoltiika
Meggondolások – hőenergia • Az EU-átlagfogyasztáshoz lassan közeledni, egyben javítani az energiamix-et: – Hőszigetelés, légállapotbiztosítás!! – A „földgázolás” megakadályozása: a felhasználás növekedési ütemét fékezni, ám kereskedjünk vele (tároljuk), de használjuk fel! – Napenergia helyi fűtésre, melegvízre – földgázzal, biomassza tüzeléssel kombinálni – Geotermia növekvő kihasználása – visszasajtolással, hőcserélővel! – Biomassza tüzelés – a napkollektorok párjául is; feltételezve, hogy a törvényességi kérdések betarthatók – a Mátra tarvágása! • Szomorú, hogy a G 8 -ak utolsó értekezletén a napenergia, pláne a PV fejlesztése nem került be a javaslatok közé… 2010. november 8. Energiapoltiika
Erőmű kombinációk – fontos stratégia • A vízerőmű hatásfokban nem optimális, de rendkívül flexibilis, fenntartása olcsó. • Emiatt célszerű lenne tudatosan kombinálni más, időszakosságuk miatt gondot okozó erőművekkel • pl. a nap-, szél- villamos erőművek időszakossága kezelhetőnek látszik, ha fölös áramukkal nem csak hidrogént, vagy hegyi tárolókba – ami ellen nagy a tiltakozás –, de a vízlépcsők alvizének visszaszivattyúzására használjuk. 2010. november 8. Energiapoltiika
Még egy meggondolás • Telepítsünk a vízlépcsők közelébe szél- és napenergia telepeket, hogy a fölös energiájukat az alvíznek a tárolóba való visszaemelésével hasznosítsuk! • Ez energetikailag ugyan nem optimális, de elfogadtatás szempontjából annak ítélem. • Ma ez legkézenfekvőbb Bősnél lenne: ott még a hazai széljárás is jó! Annak felhasználásával, pl. egy „magyar” szivattyút üzemeltetni, amit árammal fizethetne Szlovákia… 2010. november 8. Energiapoltiika
- Slides: 27