ENERGETIKA ÉS KÖRNYEZET Reményi Károly 2012 október 18

A SCFI-ből leváltak a katasztrófa tudományok, néhány: - Napkoronakilökődés - Aszteroidák, meteoritok - Földrészek egyesülése (kb. 4 - milliárd év) - Tengerszint emelkedés, jégmezők elolvadása (összes jég 114m emelkedés) - A Golf áramlás leállása - A Föld pólusváltása - Az energiaforrások elfogyása (a realitásokon túl) - Klímaváltozás (a realitásokon túl)

Fosszilis és atomenergia a világon EJ Forrás: Brennstoff-Wärme-Kraft, 62. k. 6. sz p % 42% 38% 37% 31% 25% 30% 23% 26% 25% 26% 6% 7% 6%

Ábra. LNG gőz (nem ég) és meggyulladt LNG

Imagine: 20 Times the Volume of LNG that Incinerated One Square Mile of Clevelan Ábra. Cleveland-ot elborító LNG tűz

Egy szabványos tartályhajónak (125000m3) az energia-tartalma megfelel hét-tized megatonna TNT-nek vagy 55 Hiroshimai bombának, (Hirosima 13 kilótonna TNT, 54 TJ; Nagaszaki 21 kilótonna TNT, 88 TJ).

A magyar energiapolitika sarokpontjai 1. A hazai vízenergia hasznosítási lehetőségek korrekt bemutatása (Nagymaros kérdése) 2. A globális felmelegedéssel kapcsolatos magatartás 3. A természeti közvetlen energiaforrások (megújulók) szerepe és hatása (támogatás, beruházás stb.) 4. A nukleáris energia jövője, megoldások (a hozzáállás javuló) 5. Az energetikai fejlesztések finanszírozhatósága

A jég átlagos vastagsága megközelítőleg méter. Az antarktiszi jég térfogatát kb. 29 millió km³-re becsülik. Összehasonlításképpen Grönlandon csupán 2,6 millió km³ jég van,Grönlandon az Alpokban pedig az összes gleccser össztömege 290 km³.Alpokban terület ( 10 6 km ²) térfogat ( 10 6 km ³) tömeg ( tonna ) közepes vastagság (km) Antarktisz (belföldi jég + selfjég) 13,628,225,42,2 Grönland1,72,72,41,6 Arktikus szigetek0,350,2 0,6 Sarki területeken kívüli hegyvidéki és platógleccserek 0,230,04 0,25 Föld összesen15,931,128,02,1 Az Antarktiszi jégmező kiterjedése kb. 13,3 millió km², míg az Északi- sarkot, a környező szigetvilágot és kontinensperemeket együttvéve is csupán 2,1 millió km²-nyi jég borítja.Északi- sarkot A globális felmelegedés szokatlan mellékhatásának köszönhetően az utóbbi évtizedek során növekedett az Antarktisz körüli jégtakaró Az arktikus jégtakaró kiterjedése viszont negatív rekordot ért el 2007-ben.

Az időjárási űrszondák közvetlenül nem hőmérsékletet mérnek, hanem különböző hullámsávokban a sugárzást. Az eredményeket matematikailag kell hőmérsékletté konvertálni óta működik mikrohullámú szonda (MSUs) a National Oceanic and Atmospheric Administration National Oceanic and Atmospheric Administration poláris pályájú szatelitjén, mérve a légköri oxigén mikrohullámú sugárzásának változását, amellyeka légköri rétegek hőmérsékletének változásával is arányosak. Az infravörös sugárzás mérésével a tenger felület hőmérsékletének adatait 1967 óta gyűjtik.

1880 – – 09 NASA hőmérsékletváltozási térképek 1951 – 1980 átlagához viszonyítva

1960 – 69 NASA térkép 1951 – 1980 átlagához viszonyítva

2000 – 2009 NASA térkép 1951 – 1980 átlagához viszonyítva

Fotoszintézis CO 2 + 2H 2 O + fényenergia  / CH 2 O / + O 2 + H 2 O Ahol / CH 2 O / szénhidrát ( glükoz, hat C cukor ) A van Niels általános egyenlet : CO 2 + 2H 2 A + fényenergia  / CH 2 O / + 2A + H 2 O 6CO HyO + fényenergia  C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O a glükoz szintéziséhez szükséges szabad energia: kJ/mol. 6x8 darab vörös foton 7668 kJ Hatásfok= 38% 6x8 darab kék foton kJ Hatásfok= 19%

izotóp 5700 év felezési idővel bomlik le. A növények a szenet a légkörből veszik fel. A szén beépül a növényekbe, bennük nem termelődik több radioaktív szén. Az élő fában ugyanannyi az arány, mint a légkörben. Minél öregebb a minta, annál kevesebb radioaktív szenet tartalmaz. A friss minta és a lelet radioaktív széntartalmának (aktivitásának) arányából a lelet kora meghatározható. A módszer kb évre visszamenőleg használható.

6. 5. Ábra. A különböző mérőhelyek mérési eredményei

6. 6. Ábra. Az Északi-félteke CO 2 koncentráció változása 1812 – 1961 között, a történelmi mérések szerint, 138 éves-átlagnak az éves középértékei alapján, a Keeling-féle görbe, az Északi-félteke hőmérséklete (CRU 2006), a CO 2 koncentráció az Antarktisz jég-furarokból Neftel 1984 alapján

Ábra. A hőmérséklet arányok érzékelésére szolgáló ábra, a teljes üvegházhatás tartományban, és a legfelső tartományban való együttes ábrázolással.

6. 9 Ábra. Az O 2 koncentráció változása az évmilliók során

A Keeling cikk fluxus táblázata: Folyamat Az O2 fluxus és a CO2 fluxus aránya Fotoszintézis és a talajlégzés 1,05a CO2+ H2O ↔ CH2O + O2 Fosszilis tüzelőanyag égés 1,42b CHy + (1 + y/4) = y/2H2O + CO2 Az óceánok többletfelvétele 0 H2O + CO2 + CO3═  2HCO3─ Az óceáni fotoszintézis és légzés 2 – 8 c 106 CO2 + 16NO3─ + H2PO4─ + 17H+ ↔ C106H263O110N16 P + 138O2

6. 7. Ábra. Mauna Loa mérései

Ábra. A légköri oxigén – nitrogén arány és a szén-dioxid változása.

Ábra. A szezonális oxigén – nitrogén arány változása.

Antracit C 86%, H 3,7% 0,25 1,25 Lignit C 19,7% H 1,7% O 8,5% 0,26 1,0 Biológiai anyagok C6H12O6 + 6O2 =6H2O + 6CO2 (glükóz) C2H6O + 3O2 = 3H2O + 2CO2 (etanol) 3 1, CH4O + 1,5O2 = 2H2O + CO2 (metanol) 4 1,5 878 Kérges fa C 47% H 6% 0,77 1,4 Tüzelőanyagok Hidrogén és karbon Oxigén fluxus és Fejlesztett hő és a reakciók arány H/C szén-dioxid fluxus aránya MJ/mól arány O2/CO2

Fosszilis tüzelőanyag Fűtőérték Fajlagos oxigénigény MJ/kg O2mól/MJ Antracit C 86%, H 3,7% 35, Lignit C 19,7% H 1,7% O 8,5 8, Biológiai anyagok C6H12O6 (glükóz) 21, CH4O (metanol) 27, C2H6O (etanol) 32, Kérges fa C 47% H 6% O43% 18, (Nedvesség és hamumentes)

“Everything should be made as simple as possible, but no simpler.” ( Mindent olyan egyszerűen kell csinálni ahogyan lehetséges, de nem egyszerűbben ) Einstein

A Föld termikus egyensúlya A Föld energetikai egyensúlyát meghatározó paraméterek: -A Föld forró belsejéből a föld felszín felé áramló hőtől -A Napból érkező sugárzástól (napkitörések, föld pálya, stb.) -A föld felszín által visszavert sugárzás spektrumától (albedó, növényzet, vízfelület, stb.) -A Földről az űrbe visszatérő hosszúhullámú sugárzástól (jelentős az üvegház gázok szerepe) -A Földre érkező hősugárzásból a vegyileg megkötött részaránytól -A Földre érkező hősugárzásból a biológiailag megkötött részaránytól.

Abszolút fekete T F Hőmérs. Abszolút tükör T T Hőmérs. T F >T T Indulás Tökéletesen hőszigetelt rendszer. T F hirtelen megnő. Mi történik? Mi lesz a termodinamika 0-ik főtétele szerint? Reményi dilemma A két test esetén különböznek a hőmérsékletek, az abszorpciós- és emissziós tényezők. Az egyéb geometriai és fizikai jellemzők megegyeznek.

A globális mértékű, a szén-dioxid szerepének elméleti számításaihoz, mérésekkel is alátámaszthatóan használható adatok a következők: A légkör határán a napsugárzás (Napállandó) A légkör tömege és összetétele A CO2 abszorpciós tényezője A gázon áthaladó sugárzás-gyengülés egyenlete.

6.20. Ábra. A szén-dioxid emisszió-képességének változása a koncentráció és a légköri nyomás függvényében (Reményi 2012)

The compiled proxy records generally show that atmospheric CO2 levels during the late Miocene (~12- 5 myrs ago) were near pre-industrial values. This modeling effort indicated that global temperatures myrs ago may have been as much as 4.5°C warmer than modern. La Riviere, et al (2012): Late Mioccene Decoupling of Oceanic Warmth and Atmospheric Carbon Dioxide Forcing. Nature, Published 06 June 2012

ábra. Arrhenius által számolt adatok és a valóság

Ábra. A rövid-távú oszcillációk szemléltetése ( UAH MSU: UAH University of Alabama in Huntsville - MSU Micowave Sounding Units, 2011)

Kiragadva talán a legfontosabb sávot, az alsó troposzférát megállapítható, hogy szignifikáns változási jelleg nem igazolható. Inkább váltakozva 2 éves, majd 4 éves melegedési és hülési szakaszok figyelhetők meg, ami a Föld igen jó termikus egyensúlyi állapotára utal.

Lehetőségek a Földnek a globális felmelegedéstől való megmentésére ? BBC Exclusiv Sokmillió üveg korongot feljuttatni a súlytalansági határig, hogy visszatükrözze a napsugarakat (naperny ő ) 2. Sok ezer hajó t a tengerekre, amelyek vizet porlasztanának, mesterségesen felhőt képezve 3. A vulkánok mintájára a sztratoszférába ként (kénszulfát aeroszolt ?) juttatva leárnyékolni a Földet (Paul J. Crutzen, az ózon pajzzsal kapcsolatban Nobel díjat kapott tudós, 1997-ben Teller Ede is támogatta az ötletet ). 4. A zöld algák szaporítása a tengerekben nitrogén vegyületekkel a CO 2 lekötésére (fotoszintézis) 5. Mű fák készítése a CO 2 -nek a leveg ő b ő l való leválasztására és tárolókban történ ő elhelyezésre. (miért jobb, mint a nagy koncentrációjú forrásnál VALÓ leválasztás ?)

Magyarország 2012 januárjában halasztást kért a kvóták bevezetésére, de az sem teszi elkerülhetővé hogy a villamosenergia-ár, 2013-ban emelkedjen a CO2 költségek villamosenergia-árba való beépítése után. Költségvetési szempontból jelentős, mintegy 100 milliárd forintos nagyságrendű hatása lehet 2020-ig számolva a kvótakereskedelmi rendszer változásának.

China is building two large power stations every week " Mr Ashton told, UK „We need to convince China that they don't have to make a choice between prosperity and protecting the climate”.

1.Energiaforrások (szén, olaj, gáz, egyéb) pár év-századra rendelkezésre állnak 2. Ha a növekedési ütem 1,5%-os, akkor az energiaigény 10 év múlva 1,16  20 év múlva 1,35  50 év múlva 2,1  100 év múlva 4,43-szoros lesz 3. A jelenlegi 1milliárd gépjármű plusz 1 milliárddal szaporodik re 4. A megújulók drágák, és az élelmiszerárakat is növelik (bioenergia) 5. A megújulók el kell viseljék a támogatás csökkenését, önmagában gazdaságosak kell legyenek 6. A társadalmat korrektül kell tájékoztatni az alternatívák közötti választáskor (energia-árak) KÖVETKEZTETÉSEK