(A szerző az Erste Befektetési Zrt. olaj- és gázipari elemzője. A Zéróosztó a G7 elemzői szeglete.)

Az energiarendszerek átalakítása komoly kihívások elé állítja a világot. Erről szól ez a négy cikkből álló sorozat, mely foglalkozik az energiarendszerek átalakításának történelmi tapasztalataival, a megújuló és a nukleáris energia problémájával, illetve az új slágertémával, a hidrogénnel, mely az utóbbi időkben mint átfogó megoldás bukkant fel az energiaiparban. Előjáróban annyit, hogy az emberiség előtt álló feladat gigászi, és egyáltalán nem biztos, hogy megtaláljuk a Szent Grált, ami mindenre tökéletes megoldást nyújt.

Az energiaátmenet kérdésével sokat foglalkozott az egyik kedvenc tudósom. Vaclav Smil neve Magyarországon nem igazán ismert, de a cseh származású, kanadai fizikaprofesszor több mint 40 könyvet írt az energiarendszerekről és a globális energia felhasználásáról. A világ 100 legbefolyásosabb gondolkodója közé bekerült úriember egyik legismertebb rajongója és olvasója nem más, mint Bill Gates. A Microsoft volt vezetője és tulajdonosa szerint az energiáról többet tudott meg Vaclav Smil könyveit olvasva, mint bármilyen más művet lapozgatva.

Smil véleménye azért is nagyon érdekes, mert egy földhözragadt, mindent számításokkal és fizikai tényekkel alátámasztó, régi vágású tudósról van szó, akinek páratlanul átfogó tudása van az energetikai rendszerekről. Vaclav Smil háttere a kommunista Csehszlovákia (25 évesen emigrált az USA-ba), szemben Bill Gates-szel, aki a kapitalista Egyesült Államok szülötte. Az előbbi magát európai pesszimistának tekinti, míg az utóbbi inkább egy techno-optimista. Nekem mindenesetre az elolvasott tömegnyi irodalmon belül felüdülést jelentett Vaclav Smilt olvasni és hallgatni. Végre valaki, aki a fizikai mivoltából közelíti meg a kérdést, észérveket sorakoztatva fel, nem pedig érzelmek és vágyak által vezért módon. Smilt olvasva az ember érzése az, hogy végre valaki, aki hallgat a „józan paraszti” eszére.

Smil egy egész kötetet szentel az energiaátmenet témájának, részletesen leírva, hogy miként lépdelt feljebb az energiarendszerek létráján az emberiség egyre hatékonyabb rendszereket hozva létre. A szerző gyakran használja az EROEI fogalmát. Ez az angol betűszó az Energy Return on Energy Invested-et tömöríti, vagyis azt jelenti, hogy mennyi energiát lehet kinyerni egységnyi energia befektetésével. Smil elmélete szerint az emberiség jóléte, anyagi fogyasztása az elfogyasztott energia függvénye. Ezért az emberiség mindig arra törekedett, hogy egyre nagyobb EROEI-vel rendelkező megoldásokat találjon, vagyis egységnyi energiabevitellel egyre nagyobb hasznosítható teljesítményt nyerjen.

Javult az EROEI, ahogy fokozatosan áttértünk az állati erőre, majd a fára, szénre és a szénhidrogénekre mint energiahordozókra. Smil hangsúlyozza, hogy a felépített és folyamatosan használt rendszerek változással szembeni ellenállása masszív: az ipari forradalom kitörése óta az a tapasztalat, hogy legalább 50 év volt szükséges, hogy egy új energiamegoldás dominanciája érvényesüljön. A fatüzelés vezető szerepétől a fosszilis energiahordozók (előbb a szén, majd az olaj és a földgáz) térnyeréséig több mint 100 év telt el. A megújuló energia megjelenése és terjedése is hasonló trendet követ eddig.

Az energiarendszerek tehetetlensége. Forrás

A mostani energiaátmenettel kapcsolatban két fontos tényező van, ami különösen nehézzé teszi a változás menedzselését. Egyrészt a mostani átalakulás hajtóereje nem a hatékonyság, az EROEI további javítása, hanem az externális hatások, elsősorban a szén-dioxid-kibocsátás visszafogása, miközben a szükséges energiát is meg kell termelnünk. Az emberiség jóléti vágya miatt az energiaigény nőni fog. A kívánt energiát lehetőleg olyan technológiai megoldással kell megtermelnünk, ami az EROEI mértékét nem rontja drasztikusan, különben nagyon drága forrást találunk. Sőt, igazán az lenne a jó, ha javulna az EROEI, hiszen akkor két legyet üthetnénk egy csapásra: mind az energiatermelés hatékonysága javulna, mind a szén-dioxid vagy egyéb üvegház hatású gázok kibocsátása csökkenne.

Másrészt egyáltalán nincs 50 évünk arra, hogy az új technológiát dominánssá tegyük. Az EU-s célkitűzés 2050-et jelöli ki a nettó karbonsemlegesség elérésére, mivel a tudósok és a döntéshozók szerint sem halogatható, hogy elkerüljük a 2 Celsius-fokos globális átlaghőmérséklet-emelkedést, ami felett a klímaváltozás költségei robbannak. Ez azt jelenti, hogy a 2050-ben használt energia-előállítási technológia többségének nulla vagy közel nulla szén-dioxid-kibocsátással kell bírnia, és persze szükséges, hogy létezzen olyan megoldás is, amely ellentételezi a meglévő kibocsátást (ilyen például az erdősítés vagy a légköri szén-dioxid begyűjtése és raktározása).

A szerencsés hír az, hogy egyre több területen találunk megoldást, ami lehetővé teszi a szén-dioxid-kibocsátás drasztikus csökkentését vagy teljes elkerülését, még olyan makacsnak vélt területeken is, mint a cement-, műtrágya- vagy acélgyártás, amelyek együtt a globális szén-dioxid-kibocsátás 20 százalékát képviselik. Szintén vannak új technológiák, melyek lehetővé teszik a korábbi „bűneink”, a több évszázados szén-dioxid-kibocsátás visszanyerését. Érdemes ebből a szempontból megtekinteni a Nemzetközi Energiaügynökség legfrissebb elemzéseinek egyikét az energiaátalakítás technikai perspektíváiról.

A rossz hír viszont az, hogy ezek a megoldások szinte kivétel nélkül drágábbak, mint a fosszilis energiahordozók alkalmazása szabad szén-dioxid-eregetéssel vegyítve. A fosszilis energia felhasználásra készen nyújtja a hosszú idő alatt kumulált napenergiát, aminek olcsóságával nagyon nehéz versenyezni.

Vegyünk egy konkrét számszerű példát, a hidrogént. Jelenleg a világon megtermelt mintegy 70 millió tonna hidrogén – amit főleg műtrágyagyártáshoz és finomításhoz használnak – szinte 100 százalékát a földgáz bontásából nyerjük, ez az úgynevezett szürke hidrogén. Léteznek még technológiák, melyek elektromos áramot felhasználva a víz bontására épülnek. Ez a zöld hidrogén, aminek nagy előnye az előbbi megoldással szemben, hogy nem jár szén-dioxid-kibocsátással, ha az elektromos áram forrása is karbonmentes. Létezik még a kék hidrogén is, mely szintén földgáz bontásával készül, de a szén-dioxidot visszapréselik a föld alá, elsősorban volt földgáz- vagy olajkutakba, ez a szénleválasztás és -tárolás. Idei becslések szerint a zöld hidrogén költsége 2,5-6,8 dollár/kilogramm, a kék hidrogéné 1,4-2,4 dollár/kg, míg a szürke hidrogén költsége 1-1,8 dollár/kg. A költség nyilván függ az elektromos áram és a földgáz árától, illetve attól, hogy milyen lehetőség van a szén-dioxid visszasajtolására a kék hidrogén esetében.

A fő kérdés véleményem szerint, hogy mennyire engedheti meg a világ magának, hogy csökkentse a jólétet egy tisztább Földért cserébe,

miközben a meglévő technológiát nem futtatja ki, vagyis idő előtt bezárja a fosszilis spektrumot bányákkal, infrastruktúrával, üzemekkel együtt; kivéve ha ezeket az új energetikai felállásban is fel lehet valamennyire használni. Ráadásul az egész feladatot globálisan kellene kezelni, hiszen ha csak a fejlett és gazdag világ vesz ebben részt, az masszív versenyhátrányt jelent számára. Hol van vajon az optimum a jólét és a globális felmelegedés ábráján? Mivel nem tudjuk pontosan megismerni az egyes lépések hozadékát (a globális felmelegedésnél nem ismert a pontos költség/haszon ábra, hiszen nem tudhatjuk pontosan, hogy 1 Celsius-fok globális hőemelkedés hol mennyi kárt okoz), a döntések sokszor érzelmi síkokra vezetnek. Ez pedig nem szokott jó kimeneteleket hozni.

Az egyik terület, ahol komoly áttörést sikerült elérni költségekben az elmúlt években, az a megújuló – szélre, illetve napelemekre épülő – áramtermelés. Csakhogy a termelés közvetlen költsége nem mindig fedi le a teljes rendelkezésre állás miatti ráfordításokat. A szél- és a napenergia árban versenyképessé vált a fosszilis energiahordozókkal szemben, legalábbis az IRENA becslése szerint 2019-ben a megújuló, közmű méretű (utility scale) beruházások 56 százaléka volt versenyképesebb a világban, mint a legolcsóbb szenes erőmű.

A megújuló forrásból származó áram feszültségben és kapacitásban erősen ingadozik, függően az időjárástól. Általában a teljes áramigény 25-30 százalékát lehet beépíteni egy rendszerbe anélkül, hogy tárolást vagy gyorsan szabályozható háttérerőművet alkalmaznánk. A mi eszközeinket és igényeinket – nagyon kevés kivétellel – úgy hoztuk létre, hogy a nap 24 óráján keresztül biztosítható a stabil feszültség. Tehát teljes mértékben megújulóra épülő hálózat csak akkor épülhet ki – a mostani igényeknek megfelelve -, ha a megújuló termelés legalább 80-100 százalékának megfelelő tárolókapacitást építünk ki. Ez lehet akkumulátoros megoldás, szivattyús energiatároló, hidrogénalapú tároló vagy gyorsan szabályozható gázturbina, bár az utóbbi nem felel meg a karbonsemlegességnek, ha a gáz forrása nem biogáz.

Szerintem a tárolással megnövelt költség az, ami reálisan szembeállítható mondjuk a teljesen rugalmas gázturbinák költségével, ahol nincs szükség tárolásra, mivel ez gyorsan és az igényeknek megfelelően szabályozható. A megújuló energia alapú áramtermelés nem olcsóbb, mint a fosszilis, főleg, ha a teljes energiatermelést dekarbonizálni szeretnénk. A kérdést egyébként még bonyolítja, hogy mekkora nagyságú elektromos hálózatot kell kiépíteni, mivel egy megfelelő tárolási és megújuló energiatermelő lehetőség mellett a hálózatépítés egy része elhagyható lenne.

Az számomra viszont szinte biztos, hogy 

az energiaátmenet, ha teljes sebességre kapcsolunk, nem fog feltétlenül anyagilag jobb létet teremteni, mint a fosszilis korszak.

Természetesen lesz egy hatalmas előnye: élhető marad a Föld, elkerüljük a globális felmelegedés okozta anyagi károkat, és tisztább lesz a környezetünk. De ezek a mostani megoldások nem nyújtják a fosszilis anyagok olcsóságát és egyszerűségét. Ezért a bevezetés akár politikai ellenállásba is torkolhat. A tapasztalatom az, hogy az emberek szívesen áldoznak arra, hogy zöldebb legyen a környezet, de van egy pont, ahol a költségek már fájnak. Az mindenképpen nehéz politikai és gazdasági kérdés, hogy merre van az optimum a jólét és a környezetvédelem között.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkGlobális felmelegedés: miért nincs valódi megoldás?Olyan feladatokra pazaroljuk el anyagi forrásainkat, melyek messze nem fenyegetnek olyan erővel, hogy megérdemelnék a figyelmet.

G7 támogató leszek! Egyszeri támogatás / Előfizetés

Tech energiafelhasználás energiatermelés fosszilis energiahordozó klímacélok klímaváltozás megújuló energia Olvasson tovább a kategóriában