Héjjas István

Vélemény és vita

Megújul-e a megújuló, avagy elérhető-e a zéró emisszió?

Megújulónak a gyakorlatban azt az energiát nevezik, amelyet a bioszférában működő energetikai folyamatokból vonnak ki, és amelyet a bio­szféra viszonylag rövid időn belül pótolni képes

Az ENSZ, az EU és az IPCC (Éghajlatváltozási Kormányközi Testület – a szerk.) hivatalos klímapropagandája szerint az éghajlat melegedésének megakadályozása érdekében a minimumra kell csökkenteni a szén-dioxid-kibocsátást, ezért a villanyáram termelésében egyre nagyobb arányban kell alkalmazni megújuló energiákat, amíg el nem érjük a soha el nem érhető zérus emisszió boldog állapotát.

Van-e, lehet-e reális esélye egy ilyen cél elérésének? És egyáltalán mi az, hogy megújuló energia? Maga az elnevezés is félrevezető. Az energiamegmaradás törvénye szerint a világban ugyanannyi energia van, mint az ősrobbanás pillanatában volt. Az energia nem újul meg, legfeljebb megváltozik a megjelenési formája, például kémiai energiából villamos energia lesz.

Megújulónak a gyakorlatban azt az energiát nevezik, amelyet a bioszférában működő energetikai folyamatokból vonnak ki, és amelyet a bio­szféra viszonylag rövid időn belül pótolni képes. Olyan ez, mint amikor valaki beleszúr egy tűt az ütőerébe, és az onnan kicsatolt energiá­val működteti az okostelefonját és a laptopját. Kérdés, mekkora energiakicsatolást képes elviselni a bolygó biológiai-ökológiai energiaáramlási rendszere.

Kezdjük a hazai villanyáramtermelés zöldítésével. Magyarország villamosenergia-felhasználása nagyjából a világ teljes áramfogyasztásának 0,18 százaléka. Egyelőre ne foglalkozzunk a fennmaradó 99,82 százalékkal, ez legyen a töb­biek gondja.
A leginkább preferált megújulók a napenergia és a szélenergia. Mivel a nap nem mindig süt, és a szél nem mindig fúj, az ilyen erőművek kapacitáskihasználtsága általában 15-16 százalék között mozog. Ha le akarnánk cserélni egy ezer megawattos hagyományos erőművet nap- vagy szélerőműre, kellene építeni az ezer megawattos hagyományos erőmű helyett legalább hat darab ezer megawattos zölderőművet, és tárolni kellene az energiát azokra a – gyakran előforduló – nehéz időkre, amikor nem süt a nap vagy nem fúj a szél, illetve akkor is, ha nagyon fúj, és le akarja tépni a szélerőművek lapátjait.

Vegyük először a napelemes megoldást. A részletesebb számítások azt mutatják, hogy a teljes hazai villanyáram-fogyasztás megtermeléséhez legalább 90-100 ezer hektár területet kellene napelemekkel beborítani. A napelemfelületek tisztításához és téli jégmentesítéséhez minden évben több millió köbméter jó minőségű, tiszta vizet és hatalmas mennyiségű mosószert kellene felhasználni.

A napelemek nem örök életűek. Az időjárás viszontagságainak kitett napelemek nagyjából 20 év alatt tönkremennek, és akkor lehet azon gondolkodni, hogy mit lehet kezdeni a hátramaradó több millió tonna veszélyes elektronikus hulladékkal. Ha pedig 20 évenként az egészet megújítjuk, felvethető, hogy mekkora környezetterheléssel jár ilyen mennyiségű napelem és a szükséges egyéb elektronikai alkatrészek legyártása, valamint az ezekhez szükséges nyersanyagok előteremtése, például a ritka földfémek kibányászása a világ távoli, „fejlődő” vidé­kein, ahol az embertelen körülmények között dolgozó bányászok átlagos élettartama alig haladja meg a 40 évet.

Vizsgáljuk meg a zöldek másik kedvencét, a szélerőműveket. Ezek általában hatalmas, 30-40 emelet magasságban elhelyezett tengelyen forgó háromlapátos szélturbinákkal termelik az áramot, amikor a szél megfelelő erősséggel fúj.
Magyarországon a szélsebesség éves átlagban 2-4 méter/sec (kb. 7-15 km/óra) között, a szélturbinák telepítésre leginkább alkalmas területeken pedig legalább az év harmadrészében 7-10 méter/sec (kb. 25-36 km/óra) között van.
Ahhoz, hogy egy szélturbina forogni kezdjen, vagyis hogy a hatalmas, csuklósautóbusz-méretű lapátok megmozduljanak, legalább 3-4 méter/sec (kb. 10-15 km/óra) sebességű szél szükséges. A maximális (névleges) teljesítmény eléréséhez pedig 10-14 méter/sec (kb. 36-50 km/óra) szélsebesség kell. Ennél nagyobb szélsebesség esetén a teljesítmény tovább nem növekszik, 20-25 méter/sec (kb. 70-90 km/óra) szélsebesség felett már a szélturbinát le kell állítani, és a turbinalapátokat lapjukkal szélirányba kell beállítani, még mielőtt a viharos szél megrongálja.

További kellemetlenségekre lehet számítani nyári zivatarok idején, amikor tucatszámra csapnak bele villámok a turbinalapátokba, valamint őszi és téli időjárás idején, amikor az ónos eső miatt vastag jégréteg borítja a széllapátokat, vagy a hirtelen beálló fagy miatt jégcsapok lógnak rajtuk.

Nem kívánunk belemenni a rendszeresen felmerülő karbantartási-javítási munkák nehézségeibe, nézzük inkább a műszaki adatokat. Minden egyes szélturbinánál meghatározhatjuk a turbina hatáskeresztmetszetét, amely annak a körnek a területe, amelynek a kerületét a lapátok vége súrolja. Ha például a lapátok hossza 45 méter, a hatáskeresztmetszet 45 x 45 x π = kerekítve kb. 6400 négyzetméter. Egy szélturbinával elérhető áramtermelés jó közelítéssel arányos a hatáskeresztmetszettel.

Ki lehet számítani, hogy mekkora legyen a megépítendő szélerőművek turbináinak összes hatáskeresztmetszete, ha ilyen módon akarjuk megtermelni az ország villanyáram-szükségletét. Figyelembe véve a különféle turbinatípusok műszaki adatait, a szükséges teljes hatáskeresztmetszetre körülbelül 70-75 millió négyzetméter adódik. A hatása pedig a széljárásokra olyan lenne, mintha építenénk egy 350 kilométer hosszú, 200 méter magas szélfogó falat.

Érdemes megvizsgálni azt a kérdést is, lehet-e tárolni a villamos energiát legalább olyan mennyiségben, amely a naphiányos és szélcsendes időszakokban biztosítja az ország áramellátását legalább egyetlen hétre. A szükséges tárolókapacitás nagyságrendi megítéléséhez vegyük példaként azt – az egyébként abszurd – lehetőséget, hogy gépkocsi-akkumulátorokkal kívánjuk a problémát megoldani. Ma a világon a gépkocsik száma meghaladja az egymilliárdot. Ha kiszerelnénk az összes autóból az akkumulátort, azokat idehoznánk Magyarországra, és valahogyan megoldanánk az összekapcsolásukat, akkor ezzel a hatalmas akkuteleppel annyi villanyáramot lehetne tárolni, ami megfelel az ország kb. 4-5 napos áramfogyasztásának. Pedig országunk villamosenergia-felhasználása a világ áramfogyasztásának a 0,2 százalékát sem éri el. És akkor hogyan lenne megoldható a probléma globálisan, az egész világon?

Gyakori ellenvetés, hogy Németországban sikeresen megoldották a kérdést, hiszen több mint 50 paksi atomerőműnek megfelelő névleges teljesítményű zölderőmű-rendszert építettek ki. Nos, a német siker titka az, hogy amikor kevés az időjárástól függő hazai zöldenergia, olyankor importálják az áramot, vagyis a gazdasági és politikai erőfölényükre támaszkodva „megcsapolják” a szomszédos országok áramellátását, amikor meg sok, rásózzák a szomszédokra a fölösleget, csináljanak vele amit akarnak. Hogy ezzel a kiszámíthatatlanul szeszélyes, húzd meg, ereszd meg-módszerrel áramellátási problémákat okoznak a szomszédoknak? Kit érdekel? Az már legyen a szomszédok gondja.

(A szerző irányítástechnikai szakmérnök)

Szerkesztőségünk a témában várja a további véleményeket, észrevételeket a publicisztika@magyarhirlap.hu e-mail címen.
 

Kapcsolódó írásaink

Nagy Ervin

Nagy Ervin

Gyurcsány-képlet

ĀEddig minden úgy történt, ahogy azt a Demokratikus Koalíció elnöke megtervezte, ahogy a februári évértékelőjén, a márciusi tisztújító kongresszuson és az első koronavírus-hullám idején, a balatoni szőlőskertben sétálva megjósolta

Bogár László

Bogár László

Trianon: az egység lerombolása

ĀNem, nem, soha címmel, öt év kitartó munkájával elkészült Jelenczki István megrendítő filmje Trianonról