(20 éves stratégia Magyarország jelent s arányú energetikai függetlenségének fenntartható biztosítására)
Absztrakt
Az el adás megállapítja, hogy a nem fosszilis eredet energiaforrásokkal, energiahordozókkal (biomassza, napenergia, szélenergia, vízenergia, talaj-k zeth , hulladékgazdálkodás és energiahatékonyság) energetikai igényeinket (f tés, használati melegvíz, h tés, elektromos energia el -állítás, közlekedés) csak összekapcsoltan, additív módon fogjuk tudni sikeresen kielégíteni.
Minden szakmai feltétel rendelkezésre áll a világon, s t még Magyarországon is ahhoz, hogy a jelenlegi energiafogyasztásunk 40–45%-át, a nukleáris alapú elektromos energiatermelésen túl, saját er b l, egy 20 éves program végrehajtásával megújuló energiaforrásokból biztosítani tudjuk.
Ennek megvalósítására els helyen felhasználhatók a teljes biomassza produkció melléktermékei, hulladékai és az energetikai célból termesztett növények. Mindezek jelenlegi szükségleteink 22–
25%-át is fedezhetnék.
Ezt egészítheti ki a napenergia, a szélenergia, a talaj-k zet h jének, a vízenergiának a fel-használása, valamint a hulladékgazdálkodás teljessé tétele. A kit zött célok eléréséhez ütemes fejlesztést, beruházásokat, intenzív oktatást kell végrehajtani. Az eredményeket energia hatékony termel i-fogyasztói rendszerekben kell realizálni.
Ez a program a kis és középvállalkozások számára nagyon széleskör fejl dési lehet séget, Magyarország számára pedig nagy ív vidékfejlesztési programot jelent. a nem-fosszilis energia-források felhasználása húzóágazatnak számít a mez gazdaság, a környezetvédelem, a település-fejlesztés, a foglalkoztatás, a társadalmi berendezkedés átalakítása terén.
Kulcsszavak:
Nem-fosszilis energiaforrások rendszere, felhasználásuk; additív integrált energetikai rendszerek;
energia hatékony termel i-fogyasztói rendszerek.
Bevezetés
Magyarország 1140 PJ éves (2006) energia fogyasztásának 83% (k olaj, földgáz, urán) importból származik (1. ábra). Az utóbbi négy évben a k olaj és a földgáz világpiaci ára 3–4-szeresére, az uráné 5-szörösére növekedett.
Ezzel szemben a nem-fosszilis és nem nukleáris források közül a napenergiának, a talaj- és k zeth nek, a szél- és a vízenergiának a „világpiaci ára” nulla forint és ez marad még jó pár százmillió évig. Az emberi élelmiszerellátáson és állati takarmányo-záson felül, a teljes biomassza mennyiségen belül hatalmas mennyiség mellékterméket állítunk el (szalma, szár, istállótrágya, szennyvíziszap stb.), amit szintén felhasználhat-nánk energetikai céllal. A hatalmas mennyiségben el állított m anyag nagy része pedig (jó esetben) lerakókba kerül.
1 Tanszékvezet egyetemi docens, PTE TTK Fizikai Intézet, DDKKK Innovációs Nonprofit Zrt.
1. ábra
Az összenergia felhasználás összetételének változása Magyarországon
Forrás: Energiaközpont Kht.
Ezen el adás bemutatja, hogy minden szakmai feltétel rendelkezésre áll a világon, s t még Magyarországon is ahhoz, hogy a jelenlegi energiafogyasztásunk 40–45%-át saját er b l, egy 16–20 éves program végrehajtásával megújuló er forrásokból biztosí-tani tudnánk. Ennek megvalósítására els helyen felhasználhatók a teljes biomassza produkció melléktermékei, hulladékai, és az energetikai célból termesztett növények.
Mindezek jelenlegi szükségleteink 22–25%-át is fedezhetnék.
Ezt egészítheti ki a napenergia, a szélenergia, a talaj-k zet h jének, a vízenergiának a felhasználása, valamint a hulladékgazdálkodás teljessé tétele. Mindezek megvalósítá-sához pedig energiahatékony termel i-fogyasztói rendszereket kell kialakítanunk. A kit zött célok eléréséhez ütemes fejlesztést, beruházásokat, intenzív oktatást kell meg-valósítani.
A rendelkezésünkre álló összes „energiaforrás”, azok társadalmi hatása
Az el adás a következ kben rendszerbe foglalja az összes, Magyarországon eddig im-portból felhasznált fosszilis és nukleáris energiahordozót, a területünkön rendelkezésre álló nem-fosszilis energiaforrásokat, és utal az energiahatékonyság „energiatermel ” lehet ségére. A források megnevezésére olyan nevezéktant alkalmaz, amely jobban rávilágít azok el fordulásának, felhasználásának módjára (hangsúlyozva, hogy a „meg-újuló” kategóriát mindenre használni szakmailag is helytelen). Minden egyes kategóri-ában rövid értékelésre is sor kerül arról, hogy adott forrás mennyire monopolizálható,
vagy mennyire „demokratikus”, továbbá, mennyi Magyarországon azokból a hozzáfér-het mennyiség, vagy területileg mennyi használható fel bel lük.
Nem megújuló (nem megújítható) energiaforrások (az eddig használtak) kémiai, nukleáris reakciók eredményeként jönnek létre. Két csoportba sorolhatjuk azokat:
− fosszilis energiaforrások (szén, k olaj, földgáz),
− hasadó anyagok (urán).
Célszer a nem megújítható kategóriát bevezetni, mert ezek csak id legesek; „törté-netük félérték szélessége” 70 év (k olaj), 100 év (földgáz), 200 év (szén). Termelésük, elosztásuk centralizált, ezekre az egyes embernek alig van befolyása. Magyarország 2006-ban összesen 3000 milliárd forintért vásárolta meg ezeket.
„Kimeríthetetlen” energiaforrások megnevezést azért indokolt használni a Napra és a Földre, mert mindkett pár milliárd éve létezik és még ugyancsak pár milliárd évig hasonló mennyiségben állnak majd rendelkezésre. Ezek az id tartamok „végtelenek” az emberiség történelméhez képest.
A nap, a k zeth számunkra azért kimeríthetetlen, mert mennyiségük igényeinkhez képest „végtelen”, értékük évmilliárdokig alig változik; ezek a Földön mindenütt, min-denki számára rendelkezésre állnak.
A napsugárzásból ha hektáronként 5 m2-nyi felületr l gy jtenénk be Magyarorszá-gon a h t, az 70 PJ/év értéket jelentene. Ekkora összfelületre az átlag f t teljesítmény 5000 MW-nyi, ennyi felület rendszer üzembeállításának költsége jelenlegi áron 5000 milliárd forint körüli.
A Földünk k zeth jének, geotermikus energiájának kollektoros h szivattyúval tör-tén hasznosítása esetében, ha hektáronként csak 10 m2 kollektort fektetünk le, ez 30 PJ/év h energia kinyerést jelent. Ennek jelenlegi „felépítése” 2000 milliárd forintra becsülhet .
A Nap által generált. ún. megújíthatóenergiaforrások. A teljes biomassza (növény-zet, állatvilág, ezek ürüléke, mikroorganizmusok, ember, az szennyvízmennyisége) megújítható, „meg is újítjuk”. Erre lehet befolyásunk, ezzel okosan gazdálkodhatnánk, mindenki számára elérhet .
Ma már egybehangzó számítások eredményeként Magyarországon az energetikailag biztosítható, felhasználható anyagmennyiség energiatartalma: ~280 PJ/év; amelynek teljesítményszintje 30 000 MW körüli; ha 1 MW berendezés teljesítmény „el állításá-nál” 20 millió Ft költséggel számolunk, az összes beruházásának költsége 6000 milliárd forint.
A Nap által generált, ún. megújuló energiaforrások. A leveg és a folyók mozgása évente, évszakonként periodikusan ismétl dik, ezért indokolt ebben az esetben a meg-újuló szót használni. Hatalmas er k, nehezen, vagy alig tudjuk kézben tartani ket,
„megújulnak id r l-id re”, alkalmazkodhatunk hozzájuk. A két csoport a következ : Szél (a leveg mozgási energiája, nyomáskülönbség miatt): Ennek felhasználására Magyarországon (elektromos energiaellátó rendszer szervezése miatt) célszer egyel re nem nagyobb mint 500 MW beépített teljesítményértékkel számolni. Ez az éves kihasz-náltság miatt 3 PJ körüli elektromos energiát szolgáltat. Az 1 MW teljesítmény szél-er m telepítési költségét manapság 200 millió forintra becsülve, ezek telepítésének teljes összege 250 milliárd forint.
Folyók vize és tározós er m vek (a folyók vizének mozgási energiája, gravitáció mi-att): A vízenergia kihasználásánál els sorban a vízgazdálkodási (öntözés, hajózás, ár-vízvédelem) megvalósításában kellene gondolkodni, és ekkor az el állítható elektromos energia mint „melléktermék” jelenhet meg. Gyorsan indítható er m nek is „alkalmas” a vízer m , konkrétan tározós er m formájában. Ha 500 MW teljesítmény beépítésével számolunk, ez szintén 3 PJ/év elektromos energia mennyiséggel járulhat hozzá az or-szág elektromosenergia-ellátásához, ez a széler m vek által (nem mindig megfelel id pillanatban) el állított elektromos energiáját pufferelni tudja. Telepítési költségként 500 millió Ft/1 MW értékkel számolva ennek költsége 750 milliárd forint lehet.
Szerves hulladékok hasznosítása. A szerves hulladék mennyisége annyi, amennyi az összes „szerves” termelésünk, mert minden hulladék lesz (egyéni, kommunális, ipari).
Célszer lenne komplex hulladékgazdálkodást létrehoznunk. A szerves hulladék két csoportja:
− kommunális szerves hulladékok (háztartás, közintézmények),
− ipari szerves hulladékok (pl. gumiipar, m anyagipar).
Ma már szakmai körökben egybehangzó számítások eredményeként Magyarorszá-gon az energetikailag biztosítható, felhasználható szerves, f leg m anyag hulladék energiatartalma 00 PJ/év körüli. Alapvet szemléletbeli kérdés azonban, hogy az els d-legesen el állított m anyagokat „el ször” megfelel en szervezett szelektív gy jtéssel mindenképpen újrafelhasználni kell, és csak a „legvégs stádiumban” hasznosítsuk, akkor is szakszer en, energianyerésre. Mindezen program költségét 5 000–6 000 milli-árd forintra becsülik. A „végs stádiumban” kinyerhet h energia teljesítmény szintje 3 000 MW körüli.
Energia hatékony termel i és fogyasztói rendszerek (megajoule). Az Energiahaté-konyság, energiatakarékosság társadalmi és egyéni szinten összehangoltan valósítható meg. Tudatosan teljes befolyásunk lehet erre. Országosan, kutatás-fejlesztéssel, széles-kör oktatás politikával elérhet 1000 MW elektromos teljesítmény szint „takarékos-kodás”, ami éves szinten 18–20 PJ elektromos energia megtakarítást jelenthet. A fosszi-lis forrásokra ki nem fizetett összeg 800–1000 milliárd forint lehet évente. A megvaló-sítás f bb irányai, „feladatai”:
− nagyobb hatásfokú berendezések (innováció, oktatás, állam feladata),
− energiatudatos egyéni, kisközösségi életmód (egyén feladata)
Összegzés, következtetés
Az eddigiekben tárgyalt energiaforrások becsült éves „energiaszolgáltatása” 480–500 PJ körüli, a beruházásokkal, foglalkoztatással kapcsolatos költsége 19 000–20 000 milliárd forint. Ezeken a területeken újonnan foglalkoztatottak száma legalább 500 ezer f . Mindennek a kiépítése megtörténhet tíz év alatt is, de ha nyugodtabb „tempót tervezünk, húsz év alatt, évente ez csak 1000 milliárd forint „befektetést” jelent. Ezzel 24 PJ/év nem fosszilis energia el állítási „sebességgel” haladnánk el re. Nagyon elgondolkod-tató, hogy miért nem vállaljuk ezt már húsz éve. A mostani esztend kben valóban az utolsó pillanatban vagyunk ehhez, mivel mindez nem csak pénz kérdése. Ez széles kör oktatáspolitikát, beruházás politikát, alapvet gondolkodásmódbeli váltást igényel.
Az elkövetkezend 15–20 évben az fog minden más folyamatot meghatározni, hogy hogyan sikerül majd az átmenet a jelenlegi fosszilis korszakból a poszt-fosszilis kor-szakba. A feladatokhoz elvszer en kell nekifognunk, azaz fogalmazzunk meg alapelve-ket, stratégiát. Ezek feleljenek meg a természettudományos, gazdasági, társadalomtu-dományi, szakmai kritériumoknak, és az alapvet erkölcsi normáknak. Az alapelvek vonatkozzanak egyszerre a természetre, a gazdaságra és a társadalomra (Johannesburg, 2002)
A természetnek való megfelelés (természetvezéreltség) szempontjai:
− Az ökológiai lábnyom csökkentése az életkörülményeink biztonságos, fizikai fenntartása mellett (a számítás módszer egzakttá tétele);
− A közösségi és az egyéni energetikai „szükségleteink” kielégítésének újrafogal-mazása;
− Az emberi közösségekben értelmes önkorlátozás a fogyasztási cikkek el állításá-ban és vásárlásáállításá-ban;
− A szállítás „értelmes”, szükséges szinten tartása;
− A megel zés, prevenció, mint az élettevékenységeink vezérelve, és ennek terjesz-tése.
A gazdaságnak való megfelelés:
− Minden egyes termelés megfeleltetése a fenntarthatóság kritériumának. Csak ma-gas hatásfokú termel i és fogyasztói rendszerek kialakítására törekedjünk. Az in-nováció az ökológia és a fenntarthatóság szellemében történjen. Törekedjünk a nem megfelel hatásfokú rendszerek fokozatos leépítésére, átalakítására;
− Szolidaritás, igazságos közteherviselés (eredményes, hasznos termelés, „hatékony adórendszer, értelmes adófelhasználás, új erkölcsi normák konkrét megfogalma-zása);
− A hatásfokelemzés, mellett foglalkoztatás, képzés, elemzés a „támogatások”
odaítélése során.
A társadalomnak való megfelelés:
− Teljes rendszerben gondolkodás: (holisztikus szemlélet);
− Kooperáció a különböz szakterületek, gazdasági, közösségi szintek között;
− Klaszterek kialakítása;
− Minden ember számára (különösen a fiatalok számára) biztosítani a társadalom-ban a teljes, gyakorlatias tudás elsajátításának lehet ségét, a saját gyakorlatába történ beépítését.
Mindez új ágazatokhoz, tevékenységekhez, életformához vezethet Magyarországon az energia- és élelmiszer-termel , környezetgazdálkodó mez gazdaság-ipar, az újszer agroenergetikai tevékenységek, szervez dések, a decentralizált „urbanizáció”, a foglal-koztatás vezérelt innováció és gazdaság, az autonóm ellátás a mez gazdasági termel körzet és a városi települések között.
Magyarországon 15–20 év alatt (2023–2028-ra) elérhet a teljes regionális élelmi-szer ellátás, az összes energiafogyasztás legalább 48–50%-ának megtermelése, a kör-nyezetterhelés jelent s mérték csökkentése, nagyszámú, új, nagy hatásfokú, decentrali-zált energiatermel berendezés és gazdasági rendszer alkalmazása, kiépítése.
Magyarországon létrehozhatók és elterjeszthet k az új bio-üzemanyagok alkalmazá-sára fejlesztett mikroturbinás, vagy motoros rendszerek, az újszer üzemanyagokat alkalmazó járm vek, új típusú elektromos energiatermel berendezések (ORC, Stirling motor, Spilling motor), az energia cella, felkészülhetünk a hidrogén gazdaságra.
A javasolt tevékenységek nem csak kedvez feltételek mellett biztosítanak tüzel -anyagokat és üzem-anyagokat, hanem a következ jelent s ökológiai, társadalmi ered-ménnyel is járnak:
− a f t anyagok, üzemanyagok, saját tevékenységgel történ el állítása import fosszilis energiahordozók kiváltását eredményezi,
− az alacsony költség energiahordozók felhasználása, megnövelheti a mez gazda-sági élelmiszer termények feldolgozásának esélyét (piacképesebb termék el állí-tás),
− mindezek jelent s számú új munkahelyet biztosíthatnak azok számára, akik a bo-nyolultabb felkészültséget igényl munkahelyekr l kiszorultak,
− a mez gazdaságban meglev melléktermékek és hulladékok felhasználása jelen-t sen hozzájárul a környezejelen-tjelen-terhelés (pl. szállíjelen-tás) csökkenjelen-téséhez,
− ezek a tevékenységek széles körben biztosítják a modern vidékfejlesztés feltét-eleit, a kulturált, természet közeli, egészség meg rz (nem városi szerkezet ) életforma kialakítását.
− megváltozik ezáltal a mez gazdaságban él k gondolkodása is, mernek vállal-kozni, mert látják munkájuk közvetlen eredményét. Új tevékenységeket tanulnak meg.
− családi szint gazdaságok számára a földgáz, szén, gázolaj kiváltására szervezhe-t k olyan vállalkozások, amelyek sajászervezhe-t célra el szervezhe-tudják állíszervezhe-tani a szükséges szervezhe- tüze-l anyagokat és üzemanyagokat. Az importátüze-lt termékek árnövekedését „kike-rülni”, a mez gazdaságban dolgozók, a természethez közel él k számára látszik egyszer bbnek, az agrártermékek egy részének új módszerekkel történ energeti-kai felhasználásával.
Irodalom
Áman M. – Német B. 2008: „A gáztüzelés kiváltására irányuló fejlesztés terményszárítók terén Magyarországon”. – Agrárium. 6–7. pp. 28–29. (http://www.szaktudas.hu/uploads/text/68/
agrarium2008jun-jul.pdf ).
Gábriel R. – Német B. – Sánta I. – Szarkándi L. – Ulbert, J. – Víg A. 2007: Agroenergetikai Parkok és finomítóközpont, Regionális termel i, feldolgozói, fogyasztói hálózat. – Gazdasági Tükörkép Magazin. 5. (http://www.gtm.hu/cikk.php?cikk_id=761).
Lukács Gy. – Német B. 2008: Akik okosan játszanak a biot zzel. – Gazdasági Tükörkép Maga-zin. 1. 26. o. (http://www.gtm.hu/cikk.php?cikk_id= 929).
Német B. – Sánta I. – Borhidi A. 2007: Agroenergetikai Rendszerek. – Agrárium. 3. pp. 32.
(http://www.szaktudas.hu/uploads/text/68/agrarium2007mar.pdf).
Német B. – Borhidi A. – Csete S. – Sánta I. 2008: Lágyszárú biomassza termelés, feldolgozás, felhasználás integrált rendszerei. RENEXPO 2008. Közép- és Kelet-Európa, Nemzetközi Ki-állítás és Kongresszus, 3. Biomassza szekció. Budapest, 2008. április 24.
Német B. – Gábriel R. – Sánta I. – Ulbert J. – Szarkándi L. 2006: A mez gazdaság-ipar jöv beli egysége. – Gazdasági Tükörkép Magazin. 1. pp. 16–17. (http://www.gtm.hu/cikk.php?cikk_
id=258 ).
Német B. – Sánta I. 2008: Átmenet a posztfosszilis korszakba. – Gazdasági Tükörkép Magazin. 4.
pp. 45.
Német B. 2007: Régiók, ha összefognak. – Régióstart. 12. 13. o. (http://www.regiostart.hu).
Sánta I. – Német B. – Nagy Á.: Komplex biomassza hasznosítás. – Gazdasági Tükörkép Magazin.
10. pp. 18. (2007) (http://www.gtm.hu/lapszam.php?lapszam_id=65).
Koncz Gábor1
SZILÁRD BIOMASSZA ENERGETIKAI CÉLÚ HASZNOSÍTÁSA