A grandiózus álom

A célok és kötelezettségvállalások gyakran vannak összhangban azzal a vággyal, hogy a jövőben egy bizonyos dátumig elérjék a nettó nulla CO2 kibocsátást. Egyszerűen fogalmazva, ez azt jelenti, hogy egyensúlyba kell hozni a szervezet működése és az ellátási lánc által okozott kapcsolódó kibocsátásokat, valamint a légkörből kivont kibocsátásokat.

A fosszilis üzemanyagok kiváltására szolgáló villamosítás következményeképp a McKinsey szerint a globális energiaigény megduplázódhat 2020 és 2050 között, és ehhez a megnövekedett villamosenergia igényhez még jelentős hálózatfejlesztés is szükséges.

Növekvő energiaigény

A meglévő megújuló energiaforrások , köztük a szél-, a napenergia, a biomassza, a geotermikus energiahasznosítás és az akkumulátor technológia sokat elértek, de az energiahálózat alapellátási terhelésének problémáját nem képesek megfelelően megoldani. A ma meglévő technológiák a legjobb esetben is csak a szén-dioxid-kibocsátás 50–60 százalékát semlegesíthetik.

Bill Gates a könyvében is kitér rá, hogy szerinte új „áttöréstechnológiák” szükségesek a nettó nulla kibocsátás eléréséhez.

Az akkumulátorokkal felszerelt elektromos járművekre való áttérés a Bloomberg becslése szerint 10–14-szeresére növeli a nikkel, alumínium, foszfor, vas és réz iránti keresletet 2030-ig. A merülő készletek fokozódó felhasználása tovább növeli a jelenlegi kőolaj és édesvíz-fogyasztást.

A nehezen füstteleníthető, jelentős hő- és gőzerőt igénylő cementet, a vegyi anyagokat és a fémeket előállító iparágakat ma a szénnel és a földgázzal működő erőművek szolgálják ki. A 2050-es nettó-nulla karboncélra ma alapvetően négy megoldás kínálkozik:

A „kibocsátási-pontos” szén-dioxid-megkötés a széntüzelésű erőművek számára

A szén-dioxid-megkötő-, hasznosító-, és tároló-megoldások (CCUS) piaca fejlődik. A széntüzelésű erőműveket nano-szűrő-rendszerekkel láthatják el, melyek a kibocsátott szén mintegy 90 százalékát semlegesítik. Ez, és a hasonló megoldások kritikus fontosságúak lesznek az elkövetkező 20 évben. A megkötött szenet más ipari folyamatokba lehet átcsatornázni, például a cementgyártásba. A már megkötött szén-dioxid-kibocsátás nagy problémája a tartós eltárolás, amire ma még nincs költséghatékony módszerünk.

A szén-dioxid üzlet is lehet, ha a fejlődő CCUS piac képes lesz befektetőket vonzani, hasonlóan a napenergia piac indulásakor tapasztalt, szubvenciók okozta tőkebeáramláshoz.

A szén-dioxid-megkötést ugyanakkor nem tanácsos a jelenleg folyó szénkitermelés fenntartására, és újabb széntüzelésű erőművek építésének indoklására használni (ahogy sajnos gyakran teszik). Említést érdemel még a közvetlen levegőszén-megkötés (DAC) is, mely bárhol történhet, de ma még drága, ezért valószínűleg nem játszik majd jelentős szerepet 2030 előtt.

Hidrogén

A hidrogén iránti érdeklődés növekszik, ám hátrányai miatt inkább számít tároló megoldásnak, mint energiaforrásnak, és drágább, mint az előállításához felhasznált nap-, vagy szélenergia. A gázt a légköri nyomás 700-szorosának megfelelő nyomáson kell kezelni, és le kell hűteni -253 Celsius fokra, nagyon könnyen szivárog és egyben nagyon gyúlékony is, ami nem túl szerencsés kombináció.

Elon Musk, a Tesla akkumulátoros elektromos autók gyártójának tömör és sommás kijelentése szerint, a hidrogén technológia: "Azt hiszem, hogy rendkívül buta." 

A hidrogén akkor jelent megújuló energiát, ha az előállítása során is megújuló energiát használnak fel és a folyamat költséges, nagy helyigénnyel. A Jade Cove kockázati tőkebefektető alap a hidrogént „A nagy olajvállalatok utolsó nagy átverésének”, dezinformációs kampánynak nevezte melynek célja, hogy a meglévő csővezeték-infrastruktúra, az LNG-terminálok és a földgáz értékesnek tűnjenek, a szénhidrogének korát követő időkben is.

Atommaghasadás

Az atomerőművek jelentős szerepet játszhatnak az energiaátmenetben, de nem túl népszerűek. Franciaország, villamos energiájának körülbelül 70 százalékát nyeri atomenergiából, de már ők is belekezdtek a leépítésbe.

A radioaktív sugárzás veszélyezteti az ökoszisztémákat és atomfegyverek gyártásának szolgálatába is állítható. A közelmúltbeli fukushimai erőmű-leolvadás megmutatta, hogy milyen nehéz egy komolyabb baleset következményeinek kezelése. Az USA kisméretű moduláris reaktor technológiájáról (SMR), az amerikai NuScale kapcsán már mi is beszámoltunk, ez sokkal biztonságosabbá és olcsóbbá teheti a nukleáris technológiát.

Öt év múlva kigyulladhat naprendszerünk második Napja, itt a Földön A fúziós generátorok a klasszikus “20 éven belül lehetséges” technológia, csakhogy ez a lehetőség 20 éve épp mindig ugyanolyan távol van tőlünk.A több évtizedes munka ellenére a jelentős tervezési kihívások eddig megakadályozták a működőképes kereskedelmi méretű modellek fejlesztését. De talán majd most.  

Fúziós energia

A Tokamak reaktorok magfúziója kifogyhatatlan, olcsó, tiszta és biztonságos villamos-energia alapellátást biztosíthat. A fúziós reaktorokban hidrogén izotópokat ütköztetnek egymásnak héliumot és hőt termelve, ami gyakorlatilag a csillagok belsejében lezajló reakció.

A tengervízből kinyert egy kilogramm fúziós üzemanyag 55 ezer hordó olajnak felel meg, amivel 10 ezer háztartást lehet egy éven keresztül fűteni.

A maghasadással ellentétben a fúzió során csak nyomokban keletkezik  radioaktív anyag, melyet ráadásul nem lehet fegyverek gyártására használni. A magfúzió, ma már a méretskála növelés fázisában van, épül az ITER reaktora, ami a 2030-as évek végére készül el. A piacok is jól reagálnak a "fúziós trendre", több mint 25 magánvállalat épít bemutató reaktorokat 2025-re, a kereskedelmi üzemek pedig 2030-ig várhatóak. 

A magfúzió fő kihívása valaha az volt, hogy a befektetők elegendő forrást biztosítsanak hozzá, de ezek az idők elmúltak, a méretskálájuk is tág határok között mozoghat, lehetnek kicsik, vagy akár hatalmasak is.

A fúzió állandó alapellátást biztosíthat, helyettesítve a szénerőműveket a nehézipar a nagyvárosok és az elektromos mobilitás számára.

A fúzió relatíve kisebb alapméretei miatt a tengeri szállítmányozásban vagy akár Mars rakéták számára is relevánssá teheti a technológiát. A közeljövőben talán a Nemzetközi Energiaügynökség (IEA), a Bloomberg és a többi előrejelzéssel foglalkozó szervezet is beemeli majd a magfúziót az éves energia előrejelzéseikbe, hitelesítve ezzel a technológiát a döntéshozók számára.

Indul a világ legnagyobb atomfúziós kísérletének üzemanyagtesztje, de csak egy dobásuk van Brit mérnökök annak az üzemanyag-mixnek a tesztjére készülnek, ami egy napon majd a világ legnagyobb nukleáris fúziós kísérletét táplálja.

Egy gyűrű mind felett

A gyűrű alakú Tokamak reaktorok fúziós energiája nem teszi feleslegessé a jövő energiamixében szereplő többi megújuló energiaforrást, de amennyiben működik, ez lesz a legfontosabb elem.

A fúzió lehet az a tényező, ami lehetővé teszi, a nettó nulla CO2 kibocsátást 2050-ig.

(Forrás: Forbes Kép: Unsplash, Freeimages, Flickr)

Ez is érdekelhet:

Európa energiamérlegében már nagyobb a megújulók aránya, mint a fosszilis energiaforrásoké Lassan véget ér egy egészségtelen, környezetkárosító, természetromboló korszak az energiaiparban. A megújuló energiatermelés legyőzte a fosszilis tüzelőanyagokat, legalábbis Európában.

Hamburgban hamarosan szél és a Nap termel majd 100MW-ot egy volt széntüzelésű erőműben A szóban forgó klímaegyensúly-borogató létesítmény a moorburgi széntüzelésű erőmű, a cél pedig az, hogy az átalakítás után, befejezve a légkör széndioxiddal történő dúsítását, szél- és napenergiából hidrogént állítson elő helyi felhasználásra.

Minden ötödik ember a légszennyezettség miatt halt meg 2018-ban Egy új tanulmány adatai szerint 2018-ban a a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó légszennyezés miatt halt meg minden ötödik ember a világon. Mindösszesen 8,7 millió ember vesztette életét ezzel összefüggésben.