Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

© Gács Iván (BME)1/54 Klíma és energia: tények, kételyek és kilátások Energia és környezet Gács Iván.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "© Gács Iván (BME)1/54 Klíma és energia: tények, kételyek és kilátások Energia és környezet Gács Iván."— Előadás másolata:

1

2 © Gács Iván (BME)1/54 Klíma és energia: tények, kételyek és kilátások Energia és környezet Gács Iván

3 © Gács Iván (BME)2/54 Globális felmelegedés pedig van! november. 13. De kétségeim is vannak 2

4 © Gács Iván (BME)3/54 „A probléma tudományos része a laikus nagyközönség és a politikusok számára ma valószínűleg sokkal világosabbnak tűnik, mint a témával foglalkozó … kutatók számára.” (Czelnai Rudolf akadémikus, meteorológus ) „A legsúlyosabb hiba, ha a tények megismerése előtt kezdünk el elméleteket gyártani. Biztos, hogy a tényeket kezdjük majd el hozzáigazítani az elmélethez, pedig éppen fordítva kellene eljárni.” (Sherlock Holmes mondja dr. Watsonnak) Mottó:

5 © Gács Iván (BME)4/54

6 © Gács Iván (BME)5/54 Hőmérséklet történet } oxigén tartalmú légkör kialakulása

7 © Gács Iván (BME)6/54 A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 1 millió évben Riss Würm Homo erectus H. erectus paleohungaricus (Vértesszőlős) H. presapiens

8 © Gács Iván (BME)7/54 A Föld átlaghőmérséklete az utolsó évben Würm jégkorszak H. presapiens H. Sapiens Neanderthalensis H. Sapiens Sapiens (cromagnoni ember)

9 © Gács Iván (BME)8/54 A Föld átlaghőmérséklete az utolsó évben időszámítás kezdete honfoglalás Róma alapítása Mükéné, Kréta Tassili hegység Mezopotámia Babilon Egyiptom Hettiták Mátyás király

10 © Gács Iván (BME)9/54 Mítosz vagy valóság: Közeli globális felmelegedés Közkeletű vélekedés Alapja az egyes részleteiben jól ismert mechanizmus: –növekvő energiafelhasználás, –növekvő széndioxid kibocsátás, –növekvő légköri széndioxid koncentráció, –üvegházhatás.

11 © Gács Iván (BME)10/54 Üvegházhatás  üvegházhatású gázok: rövidhullámú sugárzást átengedik hosszúhullámú sugárzást elnyelik  H 2 O, CO 2, N 2 O, O 3, CH 4, freonok (Földfelszín átlaghőmérséklete 288 K, gázburok nélkül kb K lenne)  jelenlegi hatás: kb K

12 © Gács Iván (BME)11/54 Átlagos hőáramok a légkörben H 2 O ≈ 30°C Összesen ≈ 33-35°C CO 2 ≈ 2-3°C egyéb gázok ≈ 1-1,5°C

13 © Gács Iván (BME)12/54 Üvegházhatás, veszélyek általános felmelegedés sarki jég, gleccserek olvadása tengerszint emelkedése meteorológiai zónák átrendeződése erős meteorológiai jelenségek (?)

14 © Gács Iván (BME)13/54 A legfontosabb üvegházhatású gázok * ppb=10 -6 ppm ** Gt/év Relatív hatás: egy molekula hányszor akkora hatást fejt ki, mint egy CO 2 molekula. Hozzájárulás: szerep a 2000-ig bekövetkezett üvegházhatás növekedésben. E gázok összes részesedése kb. 96%

15 © Gács Iván (BME)14/54 CO 2 és hőmérséklet kapcsolata 1. T növekedés megáll, CO 2 tovább nő 2. T csökkenni kezd, CO 2 nem 3. CO 2 csökkenni kezd ( évvel később) 4. a CO 2 csúcs kb évet késik

16 © Gács Iván (BME)15/54 A földi légkör CO 2 koncent- rációjának és hőmérsékletének változása Kétség: Ez a 35…40 év nem illik bele a trendbe

17 © Gács Iván (BME)16/54 Légköri CO 2 koncentráció

18 © Gács Iván (BME)17/54 Mit tudunk – hogy tálaljuk? (klímapornó) 95% a valószínűsége, hogy a melegedés kevesebb 8 foknál és a legvalószínűbb érték? kb. 10 ével korábban: 3,4 fok ± 70% Azóta csak a bizonytalanság nőtt 1994 Napilap elsőoldalas cikke 2005-ben

19 © Gács Iván (BME)18/54 Budapest évi középhőmérséklete Csillebérci „Csillagda” mérési eredményei

20 © Gács Iván (BME)19/54 Széndioxid koncentráció növekedése – de mitől? Antropogén növekmény +5% Gt/év ppm +45%

21 © Gács Iván (BME)20/54 Esőerdők területének csökkenése (kb. 2005) 6% 4%

22 © Gács Iván (BME)21/54 Erdőterület változás  Afrika-8%  Kongó-4%  Szudán-14%  Ázsia-1%  Indonézia-12%  Európa+1%  Dél-Amerika-2%  Brazília-4%  Argentína-8%  Világ-2% Forrás: State of the World’s Forests 2005, FAO Forestry Department A trópusi esőerdők területe jelenleg évi ezer km 2 - rel csökken. Ha ez az ütem nem csökken, a jelenlegi kb. 18 millió ezer km 2 -nyi esőerdő 50 éven belül elfogy Facts about the rainforest,

23 © Gács Iván (BME)22/54 És ez?  Az ábra alapján a XX. sz. kibocsátása: 1000 Gt CO 2 = 270 Gt C, 2008-ig 1220 Gt CO 2 = 332 Gt C  NASA felmérés szerint az esőerdők tárolt karbontartalma 247 Gt (2010 körüli adat)  A XX. században az esőerdők minimum fele eltűnt, azaz legalább 247 Gt karbon tűnt el az erdőkből Ez közel ugyanannyi, mint a kibocsátás!! antropogén kibocsátás

24 © Gács Iván (BME)23/54 Ok okozati kapcsolat (mi okozza a évenkénti ciklusokat) Az okozat nem előzheti meg időben az okot. Ha a széndioxid az ok: –mi okozza a széndioxid koncentráció ciklikus változását? –hogyan hat a széndioxid koncentráció a hőmérsékletre? Ha a hőmérséklet az ok: –mi okozza a hőmérséklet ciklikus változását? –hogyan hat a hőmérséklet a széndioxid koncentrációjára? ??? üvegházhatás Broecker konvejor sör effektus (gázok oldhatósága)

25 © Gács Iván (BME)24/54 1. teória: a széndioxid az ok Az elmúlt 200 év gyors változásaira valószínűsíthető ez a kapcsolat, de: éves léptékben miért előzi meg a hőmérséklet változás a széndioxid koncentráció változását? mi okozta a széndioxid koncentráció ciklikus változását?

26 © Gács Iván (BME)25/54 2. teória: a hőmérséklet az ok A széndioxid koncentráció változását a oldhatóság hőmérsékletfüggése okozza. Kevesebb ellentmondás. Nem magyarázza az utolsó századokat. Az újabb jégkorszak bekövetkezése elkerülhetetlen! Az emberi tevékenység meggyorsíthatja a természetes folyamatokat.

27 © Gács Iván (BME)26/54 2. teória: a hőmérséklet az ok

28 © Gács Iván (BME)27/54 2. teória: a hőmérséklet az ok Broecker-conveyor: felszíni áramlás: Indiai Óceánról Afrikát megkerülve, Közép-Amerikát érintve Észak-atlanti (Golf-) áramlat, az Egyenlítő környékén erős párolgás, só koncentráció növekedés lesüllyedés: a sós víz a sarki jég olvadásának hatására kis sótartalmú környezetbe kerül, nehezebb, mint a környezete mélységi áramlás: Atlanti Óceán a süllyedés körzetében délre lejt, a víz az Antarktisz körüli gyűrűbe kerül, az Indiai és Csendes Óceánban jut a felszínre.

29 © Gács Iván (BME)28/54 Felszíni és mélységi áramlások az óceánok térségében

30 © Gács Iván (BME)29/54 Broecker-conveyor elmélet Ciklikusság: Arktisz jege a hőszállítás miatt olvad, majd elfogy, a lesüllyedés elmarad, a konvejor leáll, hőmérséklet átbillenés, sarkvidék lehűl, jég gyarapodás a sarkvidéken, beáll a dinamikus egyensúly (gyarapodás – olvadás), az olvadás hatására újraindul a lesüllyedés, megindul a vízkörzés, újabb hőmérséklet átbillenés, fogyásnak indul a jég,

31 © Gács Iván (BME)30/54 Üvegházhatás, bizonytalanságok  CO 2 és hőmérséklet kapcsolata igen valószínű, de nem egyértelmű,  negatív és pozitív visszacsatolások,  CO 2 nyelők szerepe, intenzitása,  egyéb üvegházhatású gázok,  aeroszolok és más szennyezők hatása,  energiafelhasználás és szerkezete.

32 © Gács Iván (BME)31/54

33 © Gács Iván (BME)32/54 Az energiafelhasználás hatása a klímára Ez ma már triviális Az energiafelhasználás felmelegíti a légkört Ez ma már triviálisnak tűnik Értjük-e múlt klímaváltozásait? Ha nem értjük, mennyire lehet megbízható a jövő folyamataira vonatkozó világképünk?

34 © Gács Iván (BME)33/54 Megújulók – nem megújulók aránya az elmúlt évezredekben

35 © Gács Iván (BME)34/54 Megújulók – nem megújulók aránya az ipari forradalom óta ipari forradalom = energetikai forradalom pl. olajtermelés: 1870: 1 Mt/év 1900: 20 Mt/év 2000: 3600 Mt/év

36 © Gács Iván (BME)35/54 Az emberiség összes energiahordozó felhasználása 19. sz. végéig EJ (50 év) EJ 48 EJ/év (20 év) EJ130 EJ/év (20 év) EJ300 EJ/év (10 év) EJ370 EJ/év összesen EJ 20. század: 16-szoros növekedés (25 → 400 EJ/év) Ez a 21. században nem ismételhető meg az ásványi energiahordozókkal !! Ez nem fenntartható fejlődési irány!!

37 © Gács Iván (BME)36/54 Mi a fenntartható fejlődés? fejlődésfenntartható  a lehetőségek bővülése,  életminőség javulása,  jólét növekedése. gazdasági és természeti korlátok :  korlátozott források,  korlátozott nyelők. „a fenntartható fejlődés olyan fejlődés, amely kielégíti a jelen szükségleteit, anélkül, hogy veszélyeztetné a jövő nemzedékek esélyét arra, hogy ők is kielégíthessék szükségleteiket”. (Közös Jövőnk jelentés, 1987)

38 © Gács Iván (BME)37/54 Fenntarthatóság természeti korlátai  Források végessége  fosszilis tüzelőanyagok fogynak, de  az árnövekedéssel egyre nagyobb a gazdaságosan kitermelhető készlet  Nyelők (befogadók) végessége  széndioxid légköri élettartama hosszú (15…100 év),  az energiafelhasználás >80%-a származik tüzelésből,  a nyelők kapacitása csökken,  a légkör széndioxid koncentrációja folyamatosan nő (jelenleg 45%-kal magasabb, mint a XIX. sz. előtt),

39 © Gács Iván (BME)38/54 Kibocsátás csökkentés – de hogyan EU 3 * % célkitűzése 2020-ra: –20% energiahatékonyság növelés (megtakarítás) –20% ÜHG kibocsátás csökkentés –20% megújuló részarány primerenergiában –10% megújuló részarány a motorhajtóanyagokban

40 © Gács Iván (BME)39/54 Mit ér 20% ÜHG kibocsátás csökkentés? Európa ÜHG kibocsátása az antropogén kibocsátás kb. 12%-a Ez az összkibocsátás (természetes + antropogén) 0,6%-a Ennek 20% csökkentése az összkibocsátás 0,12%-a Mások követik a példát? Versenyképesség!!

41 © Gács Iván (BME)40/54 20% megújuló részarány Önálló céllá vált A megújulók alkalmazása eszköz az ÜHG kibocsátás csökkentésére. Egy a sok közül. Hogy lett belőle önálló cél? Cél és eszköz összekeverése már sok galibát okozott a világtörténelemben!

42 © Gács Iván (BME)41/54 PBL Netherlands Environmental Assessment Agency Netherlands Environmental Assessment Agency Netherlands Environmental Assessment Agency

43 © Gács Iván (BME)42/54 WEC vélemény, október

44 © Gács Iván (BME)43/54 Egy hazai vélemény Kovács Pál államtitkár (NFM) a világ energiafelhasználási igénye 2050-ig nőni fog, az energiahordozó-struktúra azonban nem fog lényegesen változni A jelenlegi támogatási rendszer szociális válsághoz, energiaár-emelkedéshez fog vezetni, ami agyonvágja Európa versenyképességét portfolio.hu november 8.

45 © Gács Iván (BME)44/54 CO 2 kibocsátás jövője Emisszió = népesség * GDP * energia igényesség * karbon intenzitás [tC/év][fő][USD/fő/év][GJ/USD][tC/GJ] Karbon intenzitás csökkentése: rövid távú lehetőségek: ► szén helyett földgáz, ► nukleáris energia, ► vízenergia, ► napenergia ► geotermikus energia, ► biomassza alkalmazás (nem minden égetés jó!), ► szélenergia. korlátok: ► korlátozott készletek, ► földrajzi elhelyezkedés, ► ellenérzések. ► költségek !! Energiaigényesség csökkentése: végfelhasználási (ipari, fűtési, közlekedési stb.) technikák javítása, átalakítási veszteségek csökkentése (hatásfok javítás).

46 © Gács Iván (BME)45/54 Lehetséges hosszútávú kibontakozási irányok:  fosszilis tüzelőanyagok és a CO 2 eltüntetése,  fissziós erőművek, növelt biztonsággal, jobb anyaghasznosítással (FBR),  fúziós nukleáris energiatermelés,  napenergia  villamosenergia tárolással,  hidrogén tárolással,  környezeti hőmérsékletű szupravezetéssel,  űrbeli elhelyezéssel,  vagy bármi más, ma még nem ismert megoldás. Megoldás van, csak még nem ismerjük. (1914-ben ki tudta megmondani, mit hoz a XX. század?)

47 © Gács Iván (BME)46/54 Mit kell támogatni? Ami legalább annyi költséget takarít meg, mint a támogatás, de a haszon nem ott jelenik meg, ahol a költségek (külső költségek csökkentése, energiatakarékosság). Ami olyan hosszú távon térül meg, hogy az üzleti szféra nem pénzeli (hosszútávú kutatás- fejlesztés). Társadalmi célú támogatás (szociális háló, békefenntartás, kultúra).

48 © Gács Iván (BME)47/54 CO 2 csökkentés költsége: szélerőmű Beruházási támogatás: 300 eFt/kW 30%-a: 90 eFt/kW – Ft/év/kW (15%/év annuitással) – 6,75 Ft/kWh (2000 h/év kihasználással) – átvételi felár: 8 Ft/kWh (2004-es árszint) – összes támogatás: 14,75 Ft/kWh – kiváltott CO 2 : 0,57kg/kWh (gáztüzelés, 36% (!) hatásfok) – 26 eFt/t CO 2 (98 EUR/t) –kibocsátási jog: 5…10 (…20) EUR/t  1…2 (…4) Ft/kWh Ír tanulmány (2004): 138 EUR/t (figyelembe veszi a gyakori terhelésváltozás miatti hatásfokromlást a CCGT-knél)

49 © Gács Iván (BME)48/54 CO 2 mentes-e a szélerőmű? Az ír tanulmány (2004) szerint: a gyakori terhelésváltozás miatti hatásfokromlást a hőerőműveknél (CCGT) a hatásfokromlás miatti többlet CO 2 kibocsátás elviheti akár a CO 2 megtakarítás közel felét !! emiatt a szélerőművi termelés értéke csak alig több mint fele: 0,7…2,5 Ft/kWh

50 © Gács Iván (BME)49/54 CO 2 mentes-e a biomassza tüzelésű erőmű? Termelés, begyűjtés, szállítás, előkészítés energiahordozó (gázolaj) igénye. Az ültetvényi területen akkor is lenne karbon- megkötés (fotoszintézis), ha nem lenne ültetvény. A természetes vegetációt ki kell irtani. Legrosszabb példa: bioalkohol több széndioxidot termel, mint a kiváltott üzemanyag (Biofuels: is the cure worse than the disease? OECD, 2007.)

51 © Gács Iván (BME)50/54 Hőerőművek Szén helyett földgáz (hazai prognózis) : fajlagos költség: Ft/t CO 2 (24 EUR/t) Atomerőmű: költségmegtakarítás! fajlagos költség (?): -11 eFt/t CO 2 Biomassza (fatüzelés, energiaültetvény) : sem a költség, sem a széndioxid megtakarítás nem ismert, nem egyértelmű.

52 © Gács Iván (BME)51/54 Széndioxid kivonás füstgázból erőművi többletköltség (CO 2 kivonás) 20…40 EUR/t szállítás 1…10 EUR/t (erősen távolságfüggő) elhelyezés 5…50 EUR/t Összesen: 30…100 EUR/t Felhasználás: olaj- és gázkitermelés segítése 10…50 EUR/t nyereség is lehet (?!)

53 © Gács Iván (BME)52/54 Kibocsátás csökkentési lehetőségek Versenyképes technológiák (nem kell támogatás) –Ha egy eljárás a jelenlegiekkel versenyképes: nincs többletköltség –Ha versenyelőnye van: negatív költség (pl. atom- és vízenergia) Határesetek (minimális ösztönzési igény lehet) –kapcsolt energiatermelés –energiaátalakítás hatásfok javítása –tüzelőanyag váltás (?) Nem áll meg a maga lábán (támogatás szükséges) –fejlesztési támogatást igényel (gazdaságossá válhat) –alkalmazási támogatást igényel (nem gazdaságos és nem is válik azzá)

54 © Gács Iván (BME)53/54 Ki nem bocsátás költsége Széndioxid kivonás és eltárolás (CCS) fejlesztés alatt áll, költségek bizonytalanok Összesen: 30…100 EUR/t olaj- és gázkitermelés segítése:10…40 EUR/t nyereség is lehet (?!) Szélenergia támogatása: 100…150 EUR/t (napenergiáé még nagyobb) Biomassza: támogatása nem számítható Kibocsátási jog (Európa): 5…30 EUR/t Atomerőmű nem igényel támogatást Vízerőmű nem mindig igényel támogatást (kisvízerőmű esetenként igen)

55 © Gács Iván (BME)54/54 Következtetések 1. A klímaváltozás az emberiségre leselkedő legnagyobb veszély – ha valódi veszély. 2. Ismereteink bizonytalanok, elsősorban a tudásszintet kell növelni (kutatás!). 3. A jelenlegi trend semmi esetre sem folytatható (fenntartható fejlődés, elővigyázatosság elve!). 4. Csökkenteni kell a fajlagos energiaigényességet és a fajlagos CO 2 kibocsátást, az alacsony karbon intenzitású energetikai technológiákat kell fejleszteni. 5. Azokat a megoldásokat kell támogatni, amelyek a fentiek hosszútávú megoldását hatékonyan szolgálják. 6. A nyelőkkel is foglalkozni kéne


Letölteni ppt "© Gács Iván (BME)1/54 Klíma és energia: tények, kételyek és kilátások Energia és környezet Gács Iván."

Hasonló előadás


Google Hirdetések