2010. november 8.Energiapoltiika Klímapolitika, fizikusi megközelítésben Gyulai József elnök MTA Műszaki Tudományok Osztálya.

Az előadások a következő témára: "2010. november 8.Energiapoltiika Klímapolitika, fizikusi megközelítésben Gyulai József elnök MTA Műszaki Tudományok Osztálya."— Előadás másolata:

1 2010. november 8.Energiapoltiika Klímapolitika, fizikusi megközelítésben Gyulai József elnök MTA Műszaki Tudományok Osztálya

2 2010. november 8.Energiapoltiika Operating Manual for Spaceship Earth - Buckminster Fuller (1969) Biosphere, Montreal, 1967

3 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…

4 2010. november 8.Energiapoltiika 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 Vázlat

5 2010. november 8.Energiapoltiika 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 Az előadás peremfeltételei

6 2010. november 8.Energiapoltiika 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 … Globális keret: tudomány és túlélés

7 2010. november 8.Energiapoltiika 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 Tézisszerűen:

8 2010. november 8.Energiapoltiika 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… Tézisszerűen:

9 2010. november 8.Energiapoltiika 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. Az EU globális keretben gondolkodik

10 2010. november 8.Energiapoltiika 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 Elég-e ez?

11 2010. november 8.Energiapoltiika 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… Még egy fontos körülmény:

12 2010. november 8.Energiapoltiika 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. Még egy fontos eredmény:

13 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

14 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?

15 2010. november 8.Energiapoltiika A lemaradtak előnye, hogy az EU-belinél jóval kisebb 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 Hazai helyzet, I

16 2010. november 8.Energiapoltiika 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! Hazai helyzet, II

17 2010. november 8.Energiapoltiika Akár gyomirtást is direkt napenergiával A feleségem megkért, hogy irtsam ki a gyomokat a teraszunk kövei közül, hmm…

18 2010. november 8.Energiapoltiika 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 Mit várhat az EU – tőlünk is?

19 2010. november 8.Energiapoltiika 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! Mit várhatunk mi magunktól?

20 2010. november 8.Energiapoltiika 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 tranzit- forgalomnak A energiaigény-növekmény tömegét sürgősen a nukleárisra kell terelni A megújulókat diverzifikáltan, főleg helyi termelésre kell használni Mit várhatunk mi magunktól?

21 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% …

22 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%

23 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!

24 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 energia- biztonság 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!

25 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 G8-ak utolsó értekezletén a napenergia, pláne a PV fejlesztése nem került be a javaslatok közé…

26 2010. november 8.Energiapoltiika 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. Erőmű kombinációk – fontos stratégia

27 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…