Főoldal » Megéri-e?

Megéri-e?

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.

Érdekes kérdést kaptam a múlt héten. Érdemes-e átállni szél és geotermikus energiára? Megtérül-e? Ha igen, mikor? Környezeti szempontból mindenképpen megtérül, érdemes kiszámítani, hogy gazdaságilag is megéri-e… (Ebben a blogban konkrét számadatok nélkül írom le a gondolatmenetet.)

Először is: Milyen energiát termel a szél, és milyet termel a Föld belseje? A geotermikus energia nevében is benne van, hogy a Föld hőjét hasznosítja, ezért főleg hőenergia termelésére alkalmas. A szél viszont egy lapátkereket forgat, és ezt a forgási energiát leginkább elektromossággá lehet átalakítani.

Ezek a folyamatok ugyanolyanok, mint a hagyományos erőművekben, csak éppen az energiaforrás más.

Hogyan termelik a hőenergiát a hagyományos rendszerekben? Legtöbbször fosszilis tüzelőanyagot (régen szenet, ma már inkább földgázt) égetnek, amelyből szén-dioxid keletkezik. Az így felszabadult hőt akár közvetlenül is felhasználhatják egy helyiség felmelegítésére (mint pl. azok a falusiak, akik még fával vagy szénnel fűtenek), de más megoldás is van, főleg távfűtés esetén: a fosszilis tüzelőanyaggal vizet melegítenek, majd a meleg vizet szállítják csővezetéken, és ezzel melegítik fel a fűtendő helyiséget.

Mi ezzel a baj?

  1. A tüzelőanyagok elfogynak. A kőolaj és a földgáz néhány évtizedre, a szén néhány évszázadra elég.
  2. A kőolaj és a földgáz alapvetően szénből és hidrogénből áll. Égésük során szén-dioxid (rosszabb esetben szén-monoxid) és víz keletkezik. A kőszén égetéséből is szén-dioxid szabadul fel. Ha a szén, olaj vagy gáz nem elég tiszta, akkor a szennyező anyagok is elégnek, ezekből több káros gáz, pl. kén-dioxid, nitrogén-dioxid, nitrogén-monoxid keletkezhet. A szén-dioxid az üvegházhatás fő oka, a globális éghajlat-változás első számú felelőse. A kén-dioxid és a nitrogén-oxidok szomogot és savas esőt okozhatnak, a nitrogén-oxidok az üvegházhatást is fokozzák, bár kisebb mértékben, mint a szén-dioxid.

A geotermikus energia csak abban különbözik a fent vázolt folyamattól (égetés, vízmelegítés, fűtés), hogy a vizet nem égetéssel, hanem a Föld hőjével melegítjük fel, a Föld felszíne alá vezetett csövekben.

Miben jobb a geotermikus energia?

  1. A Föld hője folyamatosan rendelkezésünkre áll. Nem fogy el. Ráadásul itt, Magyarországon éppen elég van belőle. Európában Izland után Magyarországon állunk a legjobban, Izlandon és Magyarországon emelkedik a legjobban a hőmérséklet a Föld felszíne alatt. (Minél lejjebb hatolunk a feszín alatt, annál közelebb vagyunk a Föld középpontjához, amely nagy hőmérsékletű, olvadt állapotú fémeket tartalmaz, ezért lefelé haladva egyre melegebb van. A melegedés mértékét a geotermikus gradiens fejezi ki. Ennek az átlagértéke a Földön kb. 3 °C/100 m, nálunk kb. 5-7 °C/100 m.)
  2. A geotermikus energia nem égetésen alapul, nem keletkeznek égéstermékek, tehát nem kerül a légkörbe szén-dioxid, kén-dioxid, nitrogén-monoxid és -dioxid, ezért nem nőveli az üvegházhatást, nem okoz szmogot és savas esőt.

Ennyit a hőenergiáról. A másik fontos energiafajta az elektromos áram. Ezt a hagyományos erőművek ugyancsak fosszilis energiahordozók égetésével termelik. Az égés hőjével vizet forralnak, a keletkezett vízgőz meghajt egy turbinát, majd a turbina forgatja meg a generátort, ami elektromos árammá alakítja a turbina forgó mozgását, tehát elektromos energiát termel.

Mi ezzel a baj? Ugyanaz, mint a hőenergia esetében. A fosszilis energiahordozók kimerülnek, elfogynak, és szennyező égéstermkeket bocsátanak a légkörbe.

Ezzel szemben a szélerőmű a turbinával kezdődik. A szélkereket gyakran szélturbinának is hívják. Kimarad az égetés és a gőzfejlesztés, a szél hajtja meg a kereket, ami turbinaként működteti a generátort, és a generátor termeli az áramot.

Miért jobb a szélerőmű, mint a fosszilis energiahordozók égetése? Azért, mert nem égetésen alapul, így nem fogyaszt nyersanyagot és nem bocsát káros anyagokat a légkörbe.

De van egy hátránya is: a szél változó erősséggel fúj. Egyszer jobban, egyszer kevésbé, egyszer szélcsend van, egyszer orkán… Ebből az következik, hogy változó mennyiségű elektromosságot termel, tehát ha egyenletesen (vagy változó mennyiségben, de nem a széljárás ritmusa szerint) akarjuk felhasználni a szélerőművel termelt áramot, akkor tárolni kell az energiát. Ez nem nehéz, de a legelterjedtebb akkumulátoros megoldás nem túlzottan környezetbarát (az akkumulátor, mint minden elektronikai eszköz veszélyes hulladéknak minősül). A szél- és napenergia tárolásának kérdésköréről érdemes elolvasni  megjegyzéseket ez után a bejegyzés után: https://www.felsofokon.hu/meszaros-andras-blogja/2011/07/07/a-nepesedes-kornyezeti-hatasai és érdemes megnézni ezt a cikket is: https://www.felsofokon.hu/meszaros-andras-blogja/2011/08/03/napenergia (A napenergiáról írtam, de talán más energiafajták tárolására is alkalmas a módszer.)

Mit kell figyelembe venni ahhoz, hogy megéri-e szélerőművet telepíteni vagy geotermikus energiát használni?

Környezetvédelmi szempontból a szennyezéseket, hulladékokat vizsgáljuk a megtermelt energiához viszonyítva.

  • Mennyi környezetszennyezéssel jár egy hagyományos, fosszilis tüzelésű erőmű felépítése, működése és leszerelése a teljes életciklus alatt (a nyersanyagoktól a hulladékig)?
  • Mennyi energiát termel a teljes életciklus alatt egy ilyen erőmű?
  • Ha ezeket elosztjuk egymással, akkor megkapjuk az 1 kWh-ra vagy 1 J energiára jutó fajlagos szennyezést. (Az elektromos energia hagyományos mértékegysége a kWh, a hivatalos SI mértékegysége a J. Átváltás: 1 kWh = 3600 kJ.)
  • Ugyanígy megnézzük a szélerőmű gyártásának, felépítésének, működésének, karbantartásának, lebomlásának környezeti hatásait is a teljes életciklus alatt (a nyersanyagoktól a hulladékokig), és megnézük, hogy mennyi szennyezés keletkezik 1 J energia megtermelése esetén.

(Mindkét esetben a teljes életciklust vizsgáljuk, és megnézzük a felhasznált nyersanyagok mennyiségét, a felhasznált energia mennyiségét, a kibocsátott szennyező anyagok és a keletkező hulladékok mennyiségét, és ezt viszonyítjuk a megtermelt energiához. Mindig az 1 J energiára jutó nyersanyag- és energia-felhasználást, hulladékot, szennyezést kell összehasonlítani egymással.)

Geotermikus energia esetén is hasonló a helyzet, ebben az esetben is a teljes életciklust vizsgáljuk, és ugyanúgy az 1 J hőenergiára jutó szennyezéseket kell összehasonlítani a fosszilis erőmű 1 J hőenergiára eső szennyezésével.

Ha 1 J elektromos energiát tisztábban termel meg a szélerőmű, mint a fosszilis tüzelőanyaggal működő erőmű, akkor környezeti szempontból érdemes szélenergiát használni. Ha 1 J hőenergiát tisztábban termelhetünk meg a geotermikus energiával, mint a fosszilis tüzelőanyagok elégetésével, akkor környezeti szempontból érdemes a Föld hőjét felhasználni. (Kimutatható, hogy a fosszilis energiahordozók felhasználása minden más energiahordozónál szennyezőbb.)

Gazdasági szempontból 2 fontos tényező van.

Az egyik az egységnyi energiára jutó összköltség (szintén a teljes életciklus alatt), amit ugyanúgy számíthatunk, mint a fajlagos szennyezést, csak pl. a gyártási hulladék helyett gyártási költséget, az üzemelés során keletkező szennyezések helyett üzemeltetési költséget, az erőmű megszüntetése után feldolgozandó hulladékmennyiség helyett ennek a hulladék-feldolgozásnak a költségét vesszük figyelembe. Ha a szélerőmű vagy geotermikus energia költsége kevesebb, mint a fosszilis erőműből származó energia költsége, akkor a költségek szempontjából érdemes az alternatív energiát választani. (A geotermikus energia és a szélerőmű üzemeltetési költsége kicsi, és kevesebb hulladék is keletkezik belőle, ezért valószínűleg az összköltség is kisebb.)

A másik fontos gazdasági szempont a megtérülési idő. Itt egy kis hátrányból indul a szélerőmű és a geotermikus energia, mert a fosszilis erőművet nem a felhasználónak kell telepítenie. A fosszilis erőműnek csak a működési költségeit kell megfizetni. De a szélerőmű és a geotermikus fűtési rendszer működési költségei kisebbek, ezért előbb-utóbb megtérül a beruházás, az összköltség (telepítési és működési költség) egy idő után már kisebb lesz, mint a fosszilis erőmű működési költsége. (Persze ebben az esetben is 1 J energiára kell kiszámítani a költségeket.) A megtérülési időt úgy lehet kiszámítani, hogy a szélerőmű vagy a geotermikus rendszer telepítési költségét elosztjuk a működési költségek különbségével. Ha a megtérülési idő kisebb, mint a szélerőmű vagy a geotermikus rendszer élettartama, akkor megéri a megújuló energiát választani.

Általában mindhárom feltétel teljesül: az alternatív energiaforrások kevésbé szennyezők, kevésbé költségesek, és megtérülnek a működési idejükön belül, ezért érdemes áttérni a fosszilis energiahordozókról a megújuló energiaforrásokra. További előny, hogy a megújuló energia nem fogy el, mint a fosszilis energiahordozók. Tehát a megújuló energia használata gazdasági és környezeti szempontból is megéri.

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.