2019. szeptember: jegyzet, fizika, biofizika, biológia, lézer, tudomány, kémia, egészségipar, portré, bioinformatika, egyetem, ipar 4.0, innováció, öntészet, fenntarthatóság, energiagazdálkodás, disszemináció, zöldkörnyezet, építés, környezetvédelem, ipari automatizálás, it, mesterséges intelligencia
2019. szeptember 4.

Szerző:
Paulik Katalin

A klímasemleges unió felé

Óriási hazai napelemes beruházásokról szólnak a hírek, valamint arról, hogy Pakson elkezdődött az új atomerőmű-beruházás. Egyebek között erről is kérdeztük Tóth Boldizsárt, a Megújuló Energia Szervezetek Szövetségének elnökét, aki szerint 2050-re a fosszilis tüzelőanyagokat teljes egészében ki lehetne váltani megújuló energiaforrások felhasználásával.


Hol tart Magyarország a megújuló energia felhasználá­sában?

– Sajnos egyelőre még nem állunk olyan jól a megújuló áramtermelésben, mint szeretnénk. Napjainkban hatalmas változások zajlanak a világban az energetika területén, teljesen átalakul a hagyományos erőművi és átviteli hálózati modell, és a hőenergia-rendszerek is más alapokra helyeződnek. Az e-mobilitás, azaz a gépjárművek működtetéséhez használt tiszta energia fokozatosan átveszi a hagyományos meghajtások szerepét. Az új technológiák döntő szerepet fognak játszani a klímavédelemben és az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésében.

A szélenergia-technológia igen nagy fejlődésen ment keresztül az elmúlt években. A napenergia-felhasználás 2008 után, a napelemek árának jelentős csökkenése folytán kezdett el fejlődni. Ugyanakkor a világ számos pontján fosszilis üzemanyaggal, például szénnel működő erőművek építését támogatják és finanszírozzák.
A jelenlegi trend alapján úgy tűnik, hogy a megújuló energiaforrások közül a napenergia-hasznosítás nyújthat leg­inkább valódi alternatívát a jövőben a fosszilis eredetű üzem­anyagok kiváltására. Egyetért ezzel?

– Mértékadó szakmai szervezetek, mint például a Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) hosszú távú előrejelzéseikben azt prognosztizálják, hogy a villamos energia előállításában a nap- és a szél­erőművek közel fele-fele arányban lesznek jelen a jövőben, míg a másfajta megújulók ennél jóval kisebb szerepet játszanak majd. A fejlődés iránya arra enged következtetni, hogy az Európai Unióban 2050-re az áramtermelést és a szükséges hőt is megújuló energiaforrásból származó árammal fogják előállítani. A legújabb uniós irányelvek szerint tehát a megújulók által előállított villamos áramnak körülbelül a felét prognosztizálhatjuk napenergiából, a többit pedig szélenergiából. Ezeknél a technológiáknál, valamint az energiatárolásban olyan szintű fejlődés tapasztalható, ami lehetővé teszi, hogy 100 százalékban megújuló alapon lehessen biztosítani az elektromosenergia-ellátást. Magyarországon egy 2016-os kormányrendelet alapján a napenergia-felhasználás került előtérbe. Jelenleg az ország összesen körülbelül 450 megawatt napenergiát termel, a szélenergia 2006-ban kiosztott kapacitásengedélye 330 megawatt, amiből nagyjából 325 megawatt működik. Azóta sajnos új szélerőművek építésére nem adtak ki engedélyt, azonban önmagában a napenergiára hagyatkozni nem lehet. A világtendenciák egyértelműen azt mutatják, hogy a szélenergia-technológia is nagyon nagy fejlődésen ment keresztül az elmúlt években. A napenergia-felhasználás 2008 után – a napelemek árának jelentős csökkenése folytán – kezdett el fejlődni. Kína napjainkra a legyártott napelemek mennyiségét tekintve piacvezetővé vált, és ma már a napenergia alkalmazásában is az első helyen áll. Érdekes ellentmondás ugyanakkor, hogy ezzel egy időben a világ számos pontján fosszilis üzemanyaggal, például szénnel működő erőművek építését támogatják és finanszírozzák. Ez azért is visszás, mert a szén-dioxid-kibocsátás következményei globálisak. Tehát a fosszilis technológiát lehet exportálni, de annak negatív következményeit mindenki kénytelen lesz viselni. Mellesleg jegyzem meg, hogy ezt a játékot többen is játsszák, például Nagy-Britannia is.

Az Európai Bizottság Nemzeti Energia- és Klímaterv (NEKT) kidolgozását kérte 2016-ban a tagállamoktól, egységes módszertan alkalmazása mellett, egységes tartalommal.
Az idén májusban közzétett Nemzeti Energia- és Klímaterv tervezetben a magyar NEKT legfontosabb célkitűzései között szerepel az üvegházhatású gázok bruttó kibocsátásának minimum 52 százalékos csökkentése 2050-ig, megjegyezve, hogy a preferált érték 1990-hez képest 85 százalék, amennyiben ezt a gazdasági lehetőségek lehetővé teszik. Köztes célként a tervezet 2030-ig az üvegházhatású gázok kibocsá­tásá­nak legalább 40 százalékos csökkentését, valamint a meg­újuló energiaforrások primerenergia-fogyasztáson belüli 20 százalékos részarányának elérését tűzi ki célul. A dokumentum kitér arra, hogy az előrejelzések szerint a meglévő szakpolitikai intézkedések eredményeként 2030-ra a megújuló alapú villamosenergia-termelő egységek beépített teljesítőképessége meg fogja haladni a 4600 megawattot, amiből több mint 4000 megawattot a napelemek tesznek ki. A megújuló forrásból származó villamos energia mennyisége 2030-ban várhatóan meghaladja a 6500 gigawattórát, amelynek közel 70 százalékát napelemek biztosítják. A megújulóenergia-hasz­no­sítás részaránya a prognózis alapján 2030-ban a bruttó végső villamosenergia-fogyasztás 12,8 százalékát teszi ki.
Ahhoz, hogy valóban elnyerje a zöld státuszt, és ne a kí­naiak folyóit és levegőjét szennyezze a gyártás során, a napenergia-iparágat biztonságossá és fenntarthatóvá kellene tenni, amely környezetbarát a termék teljes életciklusa során, a kötelező újrahasznosítást is beleértve. Történt-e változás ebben az utóbbi években?

– Jelenleg még jogos a kritika. A sajtóban cikkek jelentek meg arról, hogy a napelemgyártás-technológia környezetszennyező. Csakhogy minden új technológia természetes velejárója, hogy először valamilyen irányban elindul a fejlődés, és a jelentkező problémákat utána oldják meg. Biztos vagyok abban, hogy nagyon nagy keresleti piac fog megjelenni például a lejárt élettartamú napelemek újrahasznosítása terén. Mi úgy látjuk, hogy egyirányú utcában haladunk, és mindannyiunknak tudomásul kell vennünk, hogy a hagyományos energiaipar nem mehet úgy tovább, mint korábban, hiszen a káros következményeivel naponta szembesülünk. Nagy kihívás előtt áll a nemzetközi és a hazai energiaipar, mert egy teljesen új technológia bevezetésének velejárói a problémák is, amelyeket csak fokozatosan lehet kiküszöbölni. A fejlődés óriási léptekkel halad előre ezen a területen. Jelenleg szilíciumalapú napelemeket használunk, de létezik például egy olyan alapanyag, amely már évek óta foglalkoztatja a kutatókat, mivel könnyen hozzáférhető és rendkívül nagy mennyiségben fordul elő a természetben, ez a perovszkit kristály. Több európai egyetemen is dolgoznak kutatók iparági partnerek bevonásával nagy hatékonyságú perovszkit-alapú napelemcella fejlesztésén. A kutatási eredményeik mára olyan szintre jutottak, hogy japán és amerikai egyetemek is elkezdtek foglalkozni a modul hatékonyságának javításán. Az eddigi eredmények kifejezetten biztatóak, információim szerint Magyarországon a Bay Zoltán Kutatóintézetben is folynak ezzel kapcsolatos kutatások.

Jelenleg szilíciumalapú napelemeket használunk, de könnyen hozzáférhető és rendkívül nagy mennyiségben fordul elő a természetben a perovszkit kristály. Több európai egyetemen is dolgoznak kutatók iparági partnerek bevonásával nagy hatékonyságú perovszkit-alapú napelemcella fejlesztésén.
Mi foglalkoztatja jelenleg leginkább a szakembereket ezen a területen?

– Annak az új útvonalnak a kiépítése, amely a tiszta energiájú jövőbe vezet. Vasúti hasonlattal élve, az új pályára álláshoz a váltót át kell állítani. A legfontosabb a politikai döntés, ami uniós szinten tulajdonképpen már eldőlt, és itthon is elkezdődött a váltó átállí­tása, ugyanakkor megújuló energetikai szempontból közel sem elég mértékben és módon. A karbonsemleges pályára való teljes átállást az Európai Unió 2050-re célozza meg, ami azt jelenti, hogy 2050-ben már nulla szén-dioxid-kibocsátás engedhető meg. A legelső lépések között kellene lennie az épületek energia­hatékonyságá­nak a javítása: hazánkban 3-3,5 millió ház és lakás van, amelyek döntő részben rendkívül energiapazarlók, azonban megfelelő átalakítással az energiaigényüket a jelenleginek a felére, harmadára lehetne csökkenteni. Ehhez kormányzati intézkedésekre van szükség. A feladat akkora, hogy nem lehet egy lépéssel csak úgy eljutni a végére. A megújuló energiarendszerre történő átállás érdekében mi úgy látjuk, hogy először ki kell jelölni a rövid és középtávú célokat, majd minden fejlesztést és beruházást alá kell rendelni azok elérésének. Az európai országok többségében a 2050-re kitűzött célt veszik alapul.

A karbonsemlegesség elérésének egyik elsődleges feladata az épületek energiahatékonyságának javítása: hazánkban 3-3,5 millió ház és lakás van, amelyek többsége rendkívül energiapazarló, ám megfelelő átalakítással az energiaigényüket a jelenleginek a felére, harmadára lehetne csökkenteni.
Ehhez ki kell alakítani a megfelelő jogszabályi környezetet, valamint a műszaki és informatikai feltételeket, hiszen a jelenlegi sugaras hálózatot felváltja egy teljesen új alapokon működő energetikai rendszer…

– Az új, elosztott energetikai rendszerben egyidejűleg termelő és fogyasztó is mindenki. Ha tudjuk, hogy 2050-re mekkora energia­mennyiséget fogunk betáplálni – és vételezni – megújulókból, ak­kor ahhoz mérten kell az úgynevezett elosztott energiarendszerhez igazodó villamosenergia-hálózatot is kialakítani, ez szintén hatalmas feladat, amiről még nem sokat hallottunk. Németországban például két nagy kapacitású átviteli hálózatot építenek, amely a villamos energiát szállítja észak–déli irányban, erre kapcsolódnak rá a különböző regionális fogyasztók, és az ország egész területén működő szél-, illetve naperőművek áramtermelését szintén ebbe fogják betáplálni. Az európai energiaunió transz­nacionális energiahálózatok kiépítésén keresztül fog megvalósulni, így hosszú távon az EU polgárai egy egységes hálózat vételezői és beszállítói lesznek. Az európai energiaunió feladata lesz gondoskodni a biztonságos, megfizethető és éghajlatbarát energiaellátásról Európában.

Mi a helyzet itthon?

– Magyarországon egyelőre ettől még messze vagyunk. A meg­lévő villamosenergia-átviteli hálózatra úgy lehet bizonyos mennyiségű napenergiát termelni, hogy például egy kis méretű naperőmű – 500 kilowatt alatti teljesítményű – építését tervező cégnek a beruházási szándékát először be kell jelentenie az áramszolgáltatónak, amely ezt követően kiad egy szakvéleményt, hogy a tervezett erőmű csatlakozását helyileg hol és milyen feltételekkel fogadja. Ez alapján kell a csatlakozási tervet elkészíteni, majd elfogadtatni a szolgáltatóval, továbbá megszerezni az építési engedélyt a beruházáshoz. Ezek birtokában lehet beadni a pályázati kérelmet a Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatalhoz. Az engedélyezés folyamata nem egyszerű: a létesítésre vonatkozó szabályozások menet közben is változnak, ami minden tervező-fejlesztő rémálma. Rendeletek és szabályok állandó változtatása közben egy engedély megszerzése nagyon nehéz – ha nem lehetetlen.

Mindeközben tudjuk, hogy sorra adják át a naperőműveket az országban…

– Haladunk előre, csak még nincs kikövezve a megvalósításhoz vezető út. Meggyőződésem, hogy ezt a hatalmas feladatot egy megújulóenergia-törvény lenne képes kezelni, hogy könnyebb legyen a köz- és magánberuházások elindítása a tiszta energiára való átállás érdekében. A szakma természetesen örül a napener­giá­val kapcsolatos lehetőségeknek. Ugyanakkor hiányosnak lát­juk a szakmai kézben tarthatóságot. Szakmailag sem értjük pontosan, hogy mi teszi szükségessé a feltételek menet közbeni megvál­toztatását. Németországban például a 2000 óta létező meg­újuló­energia-törvény alapján minden év elején meghatározzák az adott évre szóló teljesítménykapacitást és a tarifát. Egy beruházó, ha épít egy maximum 750 kilowatt teljesítményű naperőművet, akkor a megújuló törvény alapján meghatározott tarifát kapja az engedély kiadását követő húsz évig, és egyértelmű a számára, hogy mit kell tennie a folyamat véghezviteléhez. Ha ennél nagyobb kapacitást szeretne létesíteni, azt tendereljárásban teheti meg. A világ az új energetikai rendszer irányába halad, és ezért a kitűzött célnak kell alárendelni a fejlesztéseket. Fontosnak tartom megemlíteni azt is, hogy a megújuló iparban méltatlanul kevés szó esik például a hidrogén üzemanyagként való felhasználásáról, ami szintén komoly lehetőséget rejt magában. Dániában például szélturbinával előállított villamos árammal bontják a vizet, a hidrogént pedig háztartásokban vagy buszok üzemanyagaként használják fel. Tiszta energiából állítanak elő tiszta energiát, nincs semmilyen károsanyag-kibocsátás.

Milyen feladatok elé állítja a szakembereket a megújulókból származó energia tárolása?

– Egy másik hatalmas feladat a megújuló energia, illetve a kiegyenlítő energia biztosítása, valamint tárolása. Közismert, hogy a megújuló forrásokból származó energiatermelés időjárásfüggő, ezért kell egyrészt kiegyenlítő energiát, másrészt tárolókapacitást biztosítani mellé. A technikailag jelenleg legmegfelelőbbnek számító lítiumion-akkumulátorok ára tíz év alatt az egyötödére esett vissza, és további 70-80 százalékos árcsökkenés várható 2030-ig. Az energiatároló létesítmények a Bloomberg legfrissebb előrejelzése szerint a világon exponenciálisan megsokszorozódnak a közeli jövőben: a 2018-ban üzembe helyezett 9 gigawatt/17 gigawattóráról 2040-re a tárolókapacitás 1095 gigawatt/2850 gigawattóra lesz. A helyhez kötött energiatárolásnak ez a 122-szeres növekedése a következő két évtizedben 662 milliárd dolláros beruházást igényel majd. Ugyanez a jelentés előre jelzi a lítiumion-akkumulátorok kilowattóra-költségeinek további 50 százalékos csökkentését 2030-ra, mivel a kereslet két különböző piacon növekszik: a helyhez kötött tárolók és az elektromos járművek területén. Alapvető változások zajlanak az energiarendszerben és a szállítás területén. A csökkenő szél-, napenergia- és akkumulátorköltségek alapján ez a két energiafajta teszi ki 2040-re a világ összes villamosenergia-felhasználásának közel 40 százalékát a jelenlegi 7 százalékkal szemben. Az elektromos személyszállító járművek 2040-ig a világ glo­bális személygépjármű-flottájának harmadát teszik majd ki a jelen­legi másfél százalékkal szemben.
A tárolásnál azonban nem csupán akkumulátorokban kell gondolkodnunk. Minden ilyen rendszerben van lehetőség felhasználói, területi vagy országos szinten a megújulókból származó energia tárolására. A tervezett, de meg nem épített prédikálószéki szivattyús energiatározót – úgy emlékszem – 400 megawattra tervezték, ami végül nem valósult meg, pedig segíthette volna és segítené a magyar villamosenergia-hálózatot például a terheléskiegyenlítésben és a szabályozásban. Szakmailag szerintem ma is indokolt lenne szivattyús energiatározók létesítése, és egyértelmű, hogy egy megújuló energiaforrás alapú rendszerben erre szükség is van.

A megújuló forrásokból származó energiatermelés időjárás­függő, ezért kiegyenlítő energiát és tárolókapacitást kell biztosítani mellé. Erre jelenleg a lítiumion-akkumulátorok, valamint a szivattyús energiatározók a legmegfelelőbbek.
2050-ben Magyarország energiamixében milyen arányokat képzel el? Gondolja, hogy teljes egészében át lehet állni a megújuló energiafajtákra?

– Technikai szinten teljes biztonsággal ki lehet jelenteni, hogy el­érhető a 100 százalékos megújuló energiahányad.

Az atomenergia szintén tiszta energiafajta, nincs károsanyag-kibocsátás. Harminc év múlva lesz a mixben?

– Ne feledjük Csernobilt, illetve Fukusimát, vagy azt, hogy a kiégett fűtőelemek több tízezer évre jelentenek veszélyt. Ezek tárolására a mai napig nincs megnyugtató válasz. Kijelenthetjük, hogy hosszú távon a fejlődés nem az atomenergia irányába halad. Az Európai Unióban 2018-ban az energetikai beruházások 95 százalékát a megújuló energiaforrások beruházásai tették ki. Határozott véleményem, hogy hazánknak is ebben az irányban kellene haladnia.

Az Európai Tanács júniusi ülésén nem született egyhangú megállapodás a 2050-re javasolt szén-dioxid-semlegesség eléréséről. Csehország, Lengyelország, Észtország és Magyarország a konkrét dátum kitűzésével nem értett egyet, mivel a klímasemleges unióra való áttérésnek úgy kell megvalósulnia, hogy az ne jelentsen irreális terheket a tagországoknak. Így a kormány- és államfői csúcstalálkozón elfogadott közös zárónyilatkozatba végül ez a mondat került: „A tagállamok túlnyomó többsége szerint a klímasemlegességet 2050-re meg kell valósítani.” Az ülést követően az MTI-nek eljuttatott közleményében a magyar kormány szerint: „A megújuló és atomenergia együttes használatával 2030-ra a hazai áramtermelés akár 90 százaléka is szén-dioxid-mentes lehet. A 2050-re kitűzött klímasemlegesség (szén-dioxid-semlegesség) azonban óriási kiadásokkal járna, és hatalmas terheket róna a magyar ipar számára. Az említett javaslatot felelősen addig nem lehet támogatni, amíg nem tudjuk, hogy az Európai Unió mekkora forrásokat tud rendelkezésre bocsátani az ipar modernizálására.”
Ugyanakkor azt is látjuk, hogy például Németországban külszíni fejtésű barnaszénbányákat nyitnak. Nem gondolja elhamarkodott lépésnek, hogy a Fukusima után bezárt atomerőművek termeléskiesésének pótlására megnövelték a sokkal környezetszennyezőbb szénerőművek teljesítményét?

– Az atomerőművek leállítása politikai döntés volt. Nyilván­valóan nem jó, hogy emiatt a komoly károsanyag-kibocsátással járó szenes erőművek kerültek előtérbe, mert szennyezik a környezetet. A németek az atomerőművek leállítására vonatkozó politikai döntés miatt nem tudnak egyelőre megválni fosszilis erőműveiktől, de 2018-ban energiatermelésük 40 százalékát már megújulókból állították elő. Azt is látni kell, hogy ez egy átmeneti állapot, és biztos vagyok abban, hogy tíz-tizenöt év múlva nem lesz működő szénerőmű Németországban, hiszen már el is fogadták az ezek bezárására vonatkozó programot.
Ha létrejön az európai energiaunió, annak minden ország, tehát Magyarország is része lesz. Az unió több térségében is hatalmas kapacitású átviteli hálózatok épülnek és létesülnek majd a jövőben. Adott esetben virtuális tárolóként is használhatjuk az uniós energiarendszert, és ebben nagyon fontos szerep jut majd az informatikai háttérnek is. Például az előállított nap- vagy szélenergiát éppen másik országban fogják felhasználni és fordítva. Ez egy hatalmas lehetőség, amihez azonban komoly feltételeknek kell teljesülniük, és ebből hazánknak is ki kell vennie a részét.•

 
Innotéka