Az üvegházhatású gázok kibocsátásnak csökkentésében kulcsszerepe van annak, hogy mennyi és milyen forrásból származó elektromos áramot használunk. Az áramtermelés ugyanis jelentős mértékű üvegházhatású gázkibocsátással jár: az iparhoz és energiahordozókhoz kötődő szén-dioxid-kibocsátás 38 százalékát elektromos áram termeléséhez használjuk fel – hívja fel a figyelmet az Amundi alapkezelő tanulmánya.

Ahhoz, hogy elérhessük a 2050-re célul kitűzött nettó zéró üvegházhatású gázkibocsátást, a villamosenergia-termelésnek már 2040-re csakis alacsony kibocsátásúnak kellene lennie. Az áramtermelés dekarbonizációja azonban sajnálatos módon lassan halad.

A karbonsemlegességhez a szenet teljesen ki kellene vezetni a globális áramtermelési energiamixből, és a földgáztól is meg kellene szabadulni. Ez a jövőkép jelen pillanatban, az itthon javarészt gázfűtéssel melegen tartott szobákban ülve szinte elképzelhetetlennek tűnhet.

Lassú átmenet

Bár a 2010-es évek eleje óta a fenntarthatóság a fő hívószó, és intenzíven terjednek a megújuló energiaforrások is, az áramtermelés karbonintenzitása világszerte mindössze 5 százalékot csökkent 2010 és 2021 között, több mint 10 év alatt. Ezt megelőzően az ipari forradalomtól egészen 2007-ig nőtt az áramtermeléshez szükséges szénfelhasználás (néhány válságot leszámítva), majd a trendforduló 2007-ben következett be, innentől lassú csökkenést látunk.

A csúcsévben még 489 gramm szén-dioxid-kibocsátással járt egyetlen kilowattóra áram megtermelése, ehhez képest a 2021-es 442 gramm ugyan tizedével alacsonyabb, de ezzel a tempóval az évszázad végéig se fog sikerülni az elvárt szintre csökkenteni.

Ráadásul az eddigi csökkenés sem volt egyenletes: Észak-Amerikában és Európában negyedével csökkent az egységnyi kibocsátás, miközben az eddigi legalacsonyabb kibocsátó Latin-Amerikában még enyhe növekedés is volt. Nem túl hatékony módon tehát az egyik legalacsonyabb intenzitású Európában sikerült a legjelentősebb csökkenést elérni, pedig a különösen sok szenet fogyasztó Ázsiában lenne szükség gyorsan jelentős előrelépésre.

Növekvő áraméhség

A hatékonyság növelése azonban önmagában messze nem elegendő, mivel egyre több elektromos áramot termel az emberiség, így a károsanyag-kibocsátás is egyre növekszik.

Hiába a fejlett országok elkötelezettsége, ha Kínában és más fejlődő országokban továbbra is új szénerőművek épülnek. Még mindig nem látni, hogy mikor állhat a szénalapú áramtermelés csökkenő pályára, de a Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) szerint is több évre, ha nem évtizedre lehet ehhez szükség.

Az áramtermelés teljes szén-dioxid-kibocsátását nézve még mindig nem értünk el trendfordulót, nem sikerült a növekedést megállítani. Nem túl sok jóval kecsegtet a jövőre nézve, hogy az eddigi legnagyobb előrelépést nem is az új technológiák, hanem a koronavírus hozta el. 2020-ban leálltak a gyárak, a közlekedés, visszaesett a fogyasztás, és így az öt évvel korábbi szintre csökkent az elektromos áram előállítása során keletkező globális szén-dioxid-kibocsátás. A visszaesés azonban átmeneti volt, 2021-ben újabb rekordot ért el a szennyezés.

A fenti ábra azonban azt is jól megmutatja, hogy míg a megújulók és az atomenergia 2021-ben a teljes áramtermelés jelentős részét, 38 százalékát adták, a szén-dioxid-kibocsátás alig 3 százaléka jutott ezekre. Ebből az adódik, hogy ha az összes fosszilis energiaforrást ki lehetne váltani megújulókkal, akkor az áramtermelés szén-dioxid-kibocsátása a mostani töredékének, mindössze 8 százalékának felelne meg.

Csakhogy a számok mögött a trendek nem ilyen kedvezőek. A nem fosszilis energia fenti 38 százalékos aránya már 2000-ben is 36 százalék volt a már akkor is üzemelő atomerőművek miatt, vagyis a megújulók 20 év alatt mindösszesen 2 százalékponttal növelték a tiszta energia részarányát, bár kétségtelen, hogy eközben számos atomerőművi kapacitást vontak ki a termelésből. Ezen a ponton eljutottunk ahhoz a problémához, hogy a tiszta források – karbonkibocsátási szempontból a megújulók és az atomenergia – megítélése sem mindig egyértelmű.

Nehéz váltani

Hiába vannak ma már hatékony és zöld alternatívák az áramtermelésre, ezeket nem lehet egyik napról a másikra bevezetni.

Mivel a különböző erőművek jellemző élettartama 30-50 év, a már működő erőművek leállítása nemcsak gazdaságilag, de akár környezetileg is problémás lehet. Ráadásul nem lehet ezeket egyik napról a másikra leállítani, egyszerűen nincsen ilyen óriási kapacitás a megújulók felépítésére sem.

Ahhoz, hogy 2050-re a nettó zéró kibocsátást elérje a világ, fel kellene pörgetni a beruházásokat. A Bloomberg NEF szakértői szerint évi 7 ezer milliárd dollár befektetésre lesz mindehhez szükség, aminek negyedét az áramtermelésre kellene fordítani.

Az ötösfogat

A legnagyobb európai vagyonkezelő, az Amundi szakértői megvizsgálták a fő alternatív energiaforrások értékláncát, ahol fel kell gyorsítani a folyamatokat a klímacélok eléréséhez.

Ezek közül csak a biomassza fejlesztésében megfelelő az előrehaladás. A szél- és napenergia, valamint a hidrogén energetikai hasznosítása jó irányba halad, de a kelleténél lassabban.

A legnagyobb elmaradásban pedig a nukleáris energia hasznosítása és a szén-dioxid leválasztása és tárolása (CCS) van.

Az alábbiakban azt foglaljuk röviden össze, hogy a fenti technológiák kapcsán hogy állunk most, mik az előnyeik, és milyen fő nehézségeket kell leküzdeni.

Nukleáris energia

A legnagyobb viták talán a nukleáris energiát kísérik. Az elérhető modellszámítások szerint a 2050-re kitűzött, az ipari forradalom előtti időkhöz képest legfeljebb 1,5 Celsius-fokos átlaghőmérséklet-emelkedés eléréséhez szükség van a nukleáris energiahordozók nagyobb arányú használatára.

A piacgazdaságokban azonban az a fő kihívás, hogy egyszerűen nem éri meg manapság atomerőműveket építeni. Így csak nagyon kevés országban van tervben egyáltalán atomerőmű építése, és ezek nem is tudják feltétlenül kiváltani az elöregedő, ezért leállítandó atomerőműveket.

Egy atomerőmű megépítése rendkívül hosszú folyamat. A tervezéssel és engedélyeztetéssel együtt 10-15 évre lehet szükség, az építkezés önmaga legalább hét évet vesz igénybe. Így, ha holnap döntenének a világban atomerőművek nagy arányú építéséről, azoknak már nagyon kis szerepe lenne a 2050-es céldátumig kitűzött célok elérésben, egyszerűen gyorsabb megoldásra van szükség.

Emellett az is probléma, hogy igazán jó és biztos megoldás nincsen az akár több százezer évig is sugárzó hulladékok kezelésére, aminek költsége a következő generációkra hárul. A másik nehézség, hogy az atomerőműveknek nagyon jelentős a vízigénye a hűtéshez – 10-12-szer magasabb, mint a szén- és gáztüzelésűeké. Mindehhez hozzájön, hogy a klímaváltozás miatt a folyók egyre melegebbé válnak, vízhozamuk egyre nehezebben kiszámítható.

Megkötni és tárolni

Az áramtermelés gyors zöldítésének több gazdaságossági akadálya is van. Elsőként vegyük azt az esetet, hogy a még működő, számos esetben modern és hatékony szén- vagy gáztüzelésű erőművek leállítása óriási veszteségeket okozna, a gazdaság egészének kihívást jelentene. Ennek fő oka, hogy nincs kapacitás a fosszilis energiahordozóra épülő erőművek megújulókkal való gyors kiváltására a gazdaság zavartalan működéséhez szükséges nagyságrendben.

Továbbá, amíg a technológia nem adott a megújulók fogyasztástól eltérő termelésének hosszabb-rövidebb ideig történő tárolására, a földgázalapú, gyorsan, a fogyasztási igényeknek megfelelően ki- és bekapcsolóható termelésnek fontos szerep jut az áramhálózatok szabályozásában is.

Az IEA számításai szerint a szén-dioxid leválasztását és tárolását lehetővé tevő CCS technológiával lehet a 2035-ig célul kitűzött kibocsátáscsökkentés 8 százalékát biztosítani. Ha ezt a technológiát nem sikerül gyorsan elterjeszteni, akkor – különösen a következő évtizedben – nehezen lehet tartani a tervezett kibocsátáscsökkentést.

Nap- és szélenergia

A megújuló energiaforrások közül a nap- és szélenergia termeléséhez szükséges berendezések előállítási és működtetési költsége rendkívül gyorsan csökkent, és ma már alacsonyabb a fosszilis energiahordozókénál. A telepítések is exponenciálisan növekednek, mégsem lehet ezen a területen sem hátradőlni.

Magyarországon is megtapasztalhattuk, hogy a napelemek telepítése messze nem csak arról szól, hogy a megvásárolt napelemet rá kell kötni a hálózatra. Mára a fejlett világban mindenhol kihívás a villamosenergia-hálózatok kapacitása és rugalmassága.

Ahhoz, hogy az üzletileg is kiváló befektetésnek számító szél- és napenergia-termelés még nagyobb arányt érhessen el a teljes áramfelhasználásban, meg kell oldani a hosszabb-rövidebb ideig tartó tárolást. Ebben egyre nagyobb szerepe van az akkumulátoroknak, de további tározós vízerőművekre, a hálózatok összekötésére és intelligensebb, rugalmasabb hálózatokra is szükség van.

Ugyan már ma is használunk okosmérőket, digitálisak a mosógépeink és elektromosak az autóink, de csakis akkor lehetne nagyságrenddel több megújuló energiaforrást a fejlett gazdaságok áramhálózatára kapcsolni, ha sikerülne olyan okoshálózatokat létrehozni, ahol a hűtő vagy a mosógép akkor kapcsolna be, amikor fölös kapacitás, több áram van a rendszerben, azaz nagyobb a termelés. Az elektromos autók töltésénél sincs mindig szükség maximális teljesítményre, sőt, arra is vannak számítások, hogy az autók nem kihasznált kapacitásaiból szükség esetén visszatápláljanak áramot a rendszerbe, hozzájárulva ezzel a betáplálási és felhasználási igények kiegyenlítéséhez. Ha a hálózat tudná ezt kezelni, akkor olcsóbban és kisebb környezetterheléssel tudnánk a villamosenergiát előállítani.

Biomassza

A biomassza energetikai hasznosítása alatt alapvetően fa és más mezőgazdasági (mellék)termék égetését értjük. Mivel az égetés során is kerülhet szennyező anyag a levegőbe, igen összetett elemzés szükséges annak megítéléséhez, hogy ez mennyiben csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást.

A tudományos elemzések egyre inkább azt mutatják, hogy a fa felhasználása energetikai célra nem túl előnyös. Ennek egyik fő oka az időtényező: egy ma kivágott és elégetett fa helyére ültetett másik fa csak évtizedek múlva fogja a légkörbe juttatott szén-dioxidot kivonni.

Az erdőgazdálkodásban az is fontos szempont, hogy egy energetikai erdő^*Olyan erdő, amit azért telepítenek, hogy energiatermelésre – égetésre – használják. biodiverzitása messze elmarad egy természetes erdőétől, ezért csakis új telepítéseket lenne szabad erre a célra használni – ezek felnövéséhez azonban ugyancsak sok évtizedre van szükség.

A biogáz összegyűjtése és hasznosítása a mezőgazdasági melléktermékeknél lehet előnyös: különösen a szén-dioxidnál akár százszor nagyobb felmelegedési potenciálú metán hasznosítása jár sok előnnyel. Az állattartásban keletkező metán összegyűjtése és energetikai hasznosítása így igen hatékony eszköze a globális felmelegedés elleni küzdelemnek.

Hidrogén

A hidrogén mint energiatároló eszköz kapcsán a legnagyobb kihívás, hogy megújuló energiaforrásból még csak nagyon kis mennyiségben állítható elő.

A 2021-es adatok szerint az összes elállított hidrogén mindössze 0,04 százalékát tudták elektromos árammal, tulajdonképpen vízbontással termelni. A Nemzetközi Energiaügynökség adatai azt nem tartalmazzák, hogy ennek mekkora része származott megújuló energiából, de az biztosan látható, hogy még évtizedekig nem lehet azzal számolni, hogy jelentős mértékű zöld hidrogéntermelés elérhető lesz. A hidrogént 62 százalékban földgázból, 19 százalékban szénből állítják elő, 18 százalékban pedig melléktermékként keletkezik. Ha elkezd növekedni a hidrogén iránti piaci igény, akkor még nehezebb lesz arányaiban sokkal több zöld forrásból származót termelni, hiszen ennek emelkedésével együtt a kereslet is növekszik.

A hidrogént szakemberek szerint érdemes olyan szektorokban használni majd, ahol nincsen más hatékony alternatíva – az egyik ilyen lehet a közúti hosszú távú áruszállítás.

Mix lesz a megoldás

Az alacsony kibocsátású energiahordozókra történő átállást érdemes tehát a gazdaság egészében egy rendszerként kezelni, és összességében a leghatékonyabb megoldást megtalálni. Az idő szorítása miatt pedig annak is kitüntetett szerep jut, hogy minél előbb meg tudjuk valósítani a zöld áramtermelést lehetővé tevő beruházásokat.

A cikk megjelenését az Amundi Asset Management támogatta.

G7 támogató leszek! Egyszeri támogatás / Előfizetés

Támogatói tartalom Világ Olvasson tovább a kategóriában