Héjjas István

Vélemény és vita

Kutatások igazolják: az atom- és vízerőműveknek kell elsőbbséget élvezniük

Az ENSZ és az EU távlati célkitűzése szerint hosszabb távon a világ villanyáram-ellátását főleg naperőművekkel és szélerőművekkel kellene megtermelni

Az ilyen erőművek megépítéséhez azonban nagyon sok anyagot és energiát kell felhasználni, a beruházás óriási területet vesz igénybe, a működésük kiszámíthatatlan, kapacitáskihasználásuk alacsony és túl rövid az üzemképes élettartamuk. Kézenfekvő a kérdés, képes lehet-e egy ilyen erőmű az üzemképes élettartama alatt megtermelni legalább annyi energiát, amennyi energiát ahhoz kell felhasználni, hogy az erőmű megépüljön, illetve ha képes, mekkora lehet a ténylegesen hasznosítható energiahozadék.

Ezt a kérdést vizsgálták nemzetközileg elismert tudósok, és a kutatásaik eredményét még 2013. áprilisban tették közzé az Energy folyóiratban, de a publikációjuk azóta sem aratott túl nagy visszhangot. A szerzők szerint az erőművek hatékonyságára jellemző arányszám, az EROI (Energy Return on Investment), energiahozadék-index, amely megmutatja, hogy egy erőmű a teljes üzemképes élettartama során a befektetett energia hányszorosát szolgáltatja vissza hasznosítható villamos energiaként. Szerzők az energiahozadék kiszámításánál az összes befektetett energia összegével számoltak, tekintet nélkül arra, hogy milyen fajta energiáról van szó, az energia milyen forrásból származik, és milyen árfolyamon lehet hozzájutni.

Nem tettek különbséget a megtermelt villamos energia esetében aszerint, hogy azt milyen módon állítják elő. Megtévesztő az olyan elemzés, amelynél a „megújuló” módon előállított villamos energiát háromszoros értékkel veszik figyelembe, mert az állítólag értékesebb, mint az a villanyáram, amelyet hagyományos módszerrel termelnek. Az energiahozadék kiszámításánál a befektetett és visszanyert energia mennyiségét az erőmű teljes életciklusára vonatkoztatták, a beruházástól kezdve az erőmű leszereléséig bezárólag.

A befektetett energia két részből áll. Van egy fix összetevő, amely a beruházás, valamint az életciklus végén esedékes bontásenergia szükséglete, beleértve a beruházáshoz szükséges cement, vas stb. előállításához felhasznált energiát. Van egy időarányos összetevő is, amely az üzemanyag-fogyasztás, karbantartás, pótalkatrész-utánpótlás során felhasznált energiát jelenti, beleértve például hőerőmű esetén a szén kibányászásához és helyszínre szállításához szükséges energiát, vagy napelemes erőmű esetén a tönkrement napelemtáblák legyártásához és helyszínre szállításához szükséges energiát.

Az energiahozadék mellett azt is kiszámították, hogy mekkora egy erőmű esetén az energiaamortizációs időtartam, vagyis hogy az üzembe helyezést követően az erőmű mennyi idő alatt termeli meg a befektetett energiát, és azt is, hogy az erőmű az éves áramtermelését az év 365*24=8760 órájából hány óra alatt tudná megtermelni, ha folyamatosan névleges teljesítménnyel működne. Ez utóbbi adat tekinthető a kapacitáskihasználási mérőszámnak.

Vannak erőművek, amelyek esetében a csúcstermelés idején megtermelt energiát tárolni kell, és ehhez háttértároló kapacitást kell kiépíteni. Ehhez főleg a szivattyús tárolás alkalmas, a nem gazdaságos akkumulátoros vagy egyéb tárolási lehetőségeket a tanulmányban nem vizsgálták.

Az energiatárolási igény megnöveli a befektetett energia mennyiségét, hiszen a tárolóberendezést is meg kell építeni, működtetni kell, majd az élettartamának a végén le kell bontani, az ehhez szükséges energiabefektetést vissza kell majd kapni, ezért a tárolónak is van energiahozadék-indexe. Ezért amikor egy erőmű igénybe veszi, „kibéreli” egy tárolóberendezés kapacitásának egy részét, ellenszolgáltatásként, „bérleti díjként” energiát ad cserébe, és ezt is bele kell számítani a villamos erőműnél a befektetett energiába.

A szerzők az energiahozadékot és az energiaamortizációs időtartamot több erőműre kiszámították. Ugyanakkor hangsúlyozzák, hogy az energiahozadék csupán a befektetett és visszanyert energiával számol. Létezik azonban energiában ki nem fejezhető erőforrás-befektetés is. Amikor felépítünk, üzemeltetünk és végül lebontunk egy erőművet, hatalmas mennyiségű emberi fizikai és szellemi munkát is igénybe veszünk, beleértve a szakemberek kiképzését, ellátását, munkavédelmét, egészségvédelmét stb.

Pedig ezeket a humán erőforrásokat más célra is lehetne hasznosítani. Ha például Magyarország teljes áramfogyasztását napelemekkel szeretnénk megtermelni, legalább százezer hektár területet kellene napelemekkel borítani. Erről a hatalmas területről a beruházás megkezdése előtt el kellene távolítani az ott honos növényeket és állatokat, és a védett fajokat át kellene telepíteni más helyre. Az ilyen és ehhez hasonló járulékos ráfordítást azonban nagyon nehéz felbecsülni.

A tanulmány szerint a fejlett országok érvényes adottságok alapján az összes társadalmi befektetés egy villamos erőmű esetén csak akkor térülhet meg, ha az energiahozadék legalább 7:1 vagy ennél nagyobb. Ez azt jelenti, hogy 7:1-nél alacsonyabb energiahozadék esetén össztársadalmi szinten több társadalmi erőforrást kell befektetni, mint amennyit visszakapunk, emiatt a társadalom nem gazdagodik, hanem szegényedik.

Lássuk ezután a tanulmány fontosabb megállapításait egyes erőművekre olyan sorrendben, ahogyan a tanulmányban szerepel.

Gázturbinás erőmű esetén ha természetes földgázzal működik, az erőmű üzemképes várható élettartama 35 év, átlagos kapacitáskihasználtsága körülbelül 7500 üzemóra/év, energiahozadéka körülbelül 28:1, energiaamortizációs időtartama körülbelül 15 hónap.

Ha gabonából termelt biogázzal működtetik, akkor ugyanennek az erőműnek az energiahozadéka mindössze körülbelül 3,5:1, és ez alatta van a megkívánt küszöbértéknek. A különbség oka, hogy a szántás, vetés, műtrágyázás, növényvédelem, betakarítás nagyon energiaigényes.

Napelemes erőműveknél beszámították az energiatárolási követelményt is, ezzel a korrekcióval különféle napelemes erőműveknél az energiahozadék 1,5:1 és 2,3:1 között mozogva messze alatta marad a minimális 7:1-es értéknek.

Megvizsgálták egy naptoronyerőmű lehetőségét is, amit a Szahara sivatagba telepítenének, nagyon kedvező napsütési adottságok mellett. Átmeneti tárolásra itt is szükség van, ennek beszámításával az energiahozadék-index 8,2:1 és 9,6:1 között mozog, ami jónak mondható, csak az a kérdés, hogyan lehet ott szivattyús tárolót építeni, és hogyan lehet eljuttatni az áramot oda, ahol használják.

Szélturbinás erőműnél a szerzők egy tengerpart közelében elhelyezett németországi szélturbinatípust vizsgáltak. Ennek várható élettartama 20 év, kapacitáskihasználtsága körülbelül 2000 üzemóra/év. Ha nem kellene energiát tárolni, az energiahozadék akár 16:1 lehetne, tárolókapacitás használata esetén azonban csak 4:1, és ez alatta marad a minimális 7:1-es értéknek.

Egyetlen vízerőművet vizsgáltak, amely Új-Zélandon, a Waitaki folyón működik, és mintegy feleakkora méretű, mint a Nagymarosnál félig megépült és lebontott erőmű lehetett volna. Ennek várhatóélettartama körülbelül száz év, az energiahozadéka körülbelül 50:1, de ha külön tároló is szükséges, akkor csak körülbelül 35:1. Ez utóbbi esetben az energiaamortizációs időtartam körülbelül 34 hónap.

Megvizsgálták hagyományos szénfűtésű hőerőművek adatait is. Ezek várható üzemképes élettartama körülbelül 50 év, kapacitáskihasználtságuk körülbelül 7500 üzemóra/év, energiahozadékuk 30:1 körül van, az energiaamortizációs időtartam körülbelül 40 hónap.

Végül megvizsgáltak egy atomerőműtípust is. Ennél a várható üzemképes élettartama körülbelül 60 év, a kapacitáskihasználtság körülbelül 8000 üzemóra/év, az energiahozadék körülbelül 75:1 és az energiaamortizációs időtartam körülbelül 10 hónap.

Az energiaamortizációs időtartam nem azonos a pénzügyileg realizálható megtérülési idővel. A tőkebefektetés megtérülési ideje függ az energiában ki nem fejezhető humánmunkaerő-ráfordítástól, az energia és energia hordozók árától, a kamatlábtól, az adók, illetékek és járulékok mértékétől és számos egyéb tényezőtől. Az energiahozadék és az energiaamortizációs időtartam ezektől független, mivel csupán fizikai mennyiségektől függ, az energiahozadék 7:1 küszöbértéke pedig azt fejezi ki, hogy össztársadalmi szinten visszakapunk-e annyi erőforrást, amennyit befektettünk.

Az elemzés alapján nyilvánvaló, hogy ha el szeretnénk kerülni a globális klímakatasztrófát, az egyetlen megoldás az, hogy egyre több atomerőművet és – ahol erre lehetőség van – egyre több vízerőművet építünk. Ezt azonban éppen azok akarják megakadályozni, akik a sok szén-dioxid miatt az emberi civilizáció közeledő pusztulását vizionálják. Vajon miért? Talán tisztában vannak azzal, hogy nincs itt semmiféle klímakatasztrófa, és nem is lesz? Lehet, hogy a valódi cél nem a szén-dioxid-emisszió csökkentése, hanem sokkal inkább az emberek megfélemlítése? Az igazságot talán éppen a tinédzser korú Greta Thunberg mondta ki: „Azt akarom, hogy a felnőttek pánikoljanak.”

(A szerző irányítástechnikai szakmérnök)  

Kapcsolódó írásaink

Csizmadia László

Csizmadia László

Söprés!

ĀA polgárság tudatában általában ritkán, leginkább ösztönösen éled erővé a népfelség szerepe