Az emberiség egyik sorskérdése: az energia Kiss Ádám Atomfizikai Tanszék december 11.
Az előadás célja: 1.megmutatni az energiafogyasz- tás szerepét a társadalom alaku- lásában, 2.bemutatni a jelenlegi rendsze- rek tarthatatlanságát és veszélyeit, 3.körvonalazni a jövő kihívásait
Az energia: a fizika vezette be. Energetika nem fizika, de a fizikához áll a legközelebb A tágabb értelemben vett energia- és tömegmegmaradás a mai fizika egyik legfontosabb bizonyított alaptörvénye.
Energia-egységek a fizikából: Alapegység: Joule; 1 J = 1N. 1m 1 kWh = 3.6 MJ; 1 Kal = 4.19 kJ Teljesítmény: Watt; 1 W = 1 J/1s Nagyságrendek: Mega (10 6 ), Giga (10 9 ), Tera (10 12 ), Peta (10 15 ), Exa (10 18 )
Információstárs. (USA, XXI. szd.) Az energiafogyasztás és a civilizáció Egység: MJ/fő/nap élelem (ember+ állatok) háztartás, kereske- delem ipar, mező- gazdaság szállítás, híradás x Vadásztár. (8000 B.C.) 8.41 Földművelő társ. (3000 B.C.) Középkor (XV.-XVI. szd.) Ipari társad. (Anglia, 1900)
Aki gazdagabb, az több energiát fogyasztott! 1970: mindenütt olcsó energia
Három évtizeddel később, 2002-ben Jelentős eltolódások az erőviszonyokban
Ugyanezen az adatokkal: US-hez képest A különböző kultúrák: kül. válaszok
Hatékonyság: döntő szempont Gyors változások elképzelhetetlenek
Az energiaigény folytonosan nőtt! Mindenki tudja: csökkenteni kell!
Nő a népesség → nő az energiafogy. Miért nő az energiafogyasztás?
Mai világpolitikai feszültségek forrása
Indiában is jelentős fejlődés indult!
A Föld országainak mai energia- fogyasztása ~ 471 exajoule/év (2004) (14.9 TW) 1 MJ ára ~ 2 c → 10 4 mrd $/év → 10 9 $/óra Ez a világ legnagyobb egycélú üzlete!
El. energia → nő a jelentősége A felett országoknál egyértelmű
GDP általában az el. energiával nő
EU fényei nem egyszerre gyúlnak ki
A fejlett régiók kirajzolódnak Pár órával később
Az éjszaka fényei: ürmontázs
Fosszilisból: 85.6% (néhány száza- lékra immár 70 éve!) 2. A jelenlegi helyzet
Energiatartalékok: főleg fosszilis számít (~85 %) Problémák: tudományos bizonytalanság technológiai hatások politikai bizonytalanság Ma azt hisszük: kettes-hármas faktoron belül jó becslések!
Olaj: 39.1% (fejlett világ: 42%)
Földgáz: 22.8%
Egy másik becslés: hasonló eredmény
Szén van, csak kibányászni, szállítani és elégetni nehezen tudjuk
Fosszilisok: hosszú távon nem számolhatunk velük Korlátos készletek Gazdasági és politikai függés Drámai hatásuk a környezetre Meg kell találni a kiváltásuk le- hetőségét! Kiindulás: a jövő elképzelése
3. A jövő kihívásai Milyen lesz az energetikai jövő? Hányan fogunk élni a Földön? Mennyi energiára lesz szükségünk? Mennyire tudunk takarékoskodni? Miből fogjuk az energiát előállítani? Milyen elosztásban kell felhasználni? Környezeti ártalmak? Klímaváltozás?
Cél: fenntartható energiaellátás Alapvető kihívások: népesség: 8-11 mrd. között 2100-ban jelentős fejlődés Ázsiában (In., Ch.), Szaharai övezettől délre; sok energia 2 mrd. ember bevonása az ellátásba kőolaj, földgáz korlátos környezetvédelem helyi szinten biztonságos globális környezet
Egy becslés: IAEA 2005
Lehetséges válaszok az energetika kihívásaira (ezek kombinációja): energiatakarékosság megújuló energiák felhasználása nukleáris energia alkalmazása Mindegyik út igen nehéz, a tudo- mány alkalmazására és mélyreható változásokra van szükség!
A takarékosság lehetőségei társadalmilag és gazdaságilag korlátosak A takarékosság elvi vázlata:
Energiatakarékosság: szinte mindenütt lehetséges! beruházás-igényes társadalmi fogadókészség Elemzések eredménye: a felhasználás lényegesen nem csökkenhet.
Energia megújuló forrásból: napenergia (közvetlen) napenergia közvetett: -szél, -víz, -biotömeg, -hullámenergia geotermikus energia ár-apály energia
Problémák elvi megvalósítás kérdései (technikai) gazdasági kérdések (beruházás- igényesség) társadalmi problémák: technológia-felvevő készség környezeti, társad., politikai feltételek Jellemző: alacsony energiasűrűség
Elemzések következtetése: → a következő évtizedekben az energiaszükséglet legfeljebb ~ 15%-át fedezhetik a megújulók → önmagukban NEM oldják meg az energiaproblémát → a velük kapcsolatos illúziók társadalmilag veszélyesek
A hasadásos atomenergia: ez az egyetlen bizonyított nagytechnológia Problémák üzemviteli biztonság baleseti veszélyesség atomfegyverek elterjedése atomhulladékok Társadalmi ellenállás jelentős! Megoldás: biztonságos reaktorok
Összefoglalás: az energetika a 21 szd. sorskérdése a tudomány jelöli ki a lehetséges utakat komoly kutatási, szervezési és beruházási feladatok vannak lesz-e megfelelő szervezeti keret? felismeri-e időben a társadalom? Rajtunk is sok múlik!