Kétségbeesett a klímaváltozás miatt? Ez a 4 diagram a napenergia megállíthatatlan növekedéséről talán megváltoztatja a véleményét.

Tavaly a világ több új napenergia-kapacitást épített ki, mint minden más energiaforrás együttvéve.

A napenergia most sokkal gyorsabban növekszik, mint bármely más energetikai technológia a történelem során. Mennyire gyorsan? Elég gyorsan ahhoz, hogy 2050 előtt teljesen kiszorítsa a fosszilis tüzelőanyagokat a teljes világgazdaságból.

Az olcsó napenergia térnyerése és térhódítása a legjobb reményünk az éghajlatváltozás gyors mérséklésére.

A teljes napenergia-kapacitás tavaly lépte át először az 1 terawattot (1000 gigawatt). Az ágazat évente mintegy 20%-kal növekszik. Ha ez így folytatódik, 2031 körül elérjük a 6 terawattot. Ez kapacitásban kifejezve nagyobb lenne, mint a szén, a gáz, az atomenergia és a vízenergia együttes mennyisége.

Mint látható, az olcsó napenergia megelőzi az összes többi új építésű energiaforrást. Globális termelési kapacitásbővítés (2018-2022) IRENA, GWEC, WNA, GEM, CC BY

Egyre kevesebb új fosszilis tüzelőanyaggal működő erőművet építenek. Ahogy a globális erőműpark többi része elöregszik, a legtöbbjük az évszázad közepére nyugdíjba vonul.

Ausztrália megtalálja az utat

Meglepő lehet, ha megtudja, hogy Ausztrália a megújuló energiaforrások globális úttörője. A legtöbb napelem például ausztrál fejlesztésű PERC technológiát használ.

Az egy főre jutó napenergia- és szélenergia-termelés tekintetében az összes vezető ország Európában található – kivéve Ausztráliát. Ausztráliában az új energiatermelési kapacitások 99%-a nap- és szélerőmű, mert ezek olcsók.

A legmagasabb egy főre jutó nap- és szélenergia-termelés 2022-ben. Ember, CC BY

De az európai országokkal ellentétben Ausztráliában nem lehet megosztani az áramot az országhatárokon keresztül.

Ehelyett a gyorsan növekvő nap- és szélerőművekkel úgy kell megbirkóznunk, hogy államhatárokon átívelő megosztást alkalmazunk. Ez viszonylag egyszerűnek bizonyul. A nap- és szélerőművek részesedése a nemzeti villamosenergia-piac 31%-át érte el, miközben a hálózat továbbra is stabil.

Három államban vagy területen már most nagyon magas a megújuló energiaforrások részaránya. Az ACT annyi megújuló energiát épített ki vagy vásárolt, hogy a felhasználás 100%-át fedezni tudja. Tasmánia szintén 100%-ban megújuló energiát használ, köszönhetően a víz- és szélerőműveknek, és célja, hogy ezt megduplázza, hogy más államokba exportálhassa. Dél-Ausztrália pedig hamarosan a világ első olyan gigawattos hálózata lesz, amely megújuló energiaforrásokon alapul. Jelenleg energiájának mintegy 70%-át nap- és szélerőművekből szerzi be.

Ez Ausztrália elhelyezkedése miatt fontos. A világ lakosságának 80%-ához hasonlóan mi is alacsony vagy közepes szélességeken élünk, ahol még télen is bőségesen süt a nap. Ez azt jelenti, hogy az általunk kifejlesztett vagy kipróbált módszereket szinte mindenki más is könnyen átveheti.

Globális napenergia-termelő kapacitás, feltételezve az éves kiépítés folyamatos 20%-os növekedési ütemét. IRENA, GEM, CC BY

Hová fog vezetni minket a mindenütt jelenlévő napenergia korszaka?

A napenergia-kapacitás évtizedek óta évente 20%-kal növekszik (.PDF).

A fosszilis tüzelőanyagok kiiktatása a világgazdaságból egyszerű: mindent villamosítani kell a nap- és szélerőművekből származó tiszta villamos energiával. Ez magában foglalja a következőket:

• a hagyományos járműveket felváltó elektromos járművek
• elektromos hőszivattyúk a gázüzemű helyiség- és vízmelegítők helyettesítésére a lakásokban és a vállalkozásokban.
• a gyárakban a gázégőket felváltó elektromos kazánok
• a víz elektrolízise, amely zöld hidrogént állít elő a vegyipar számára, lehetővé téve az ammónia, a fémek, a műanyagok és a szintetikus repülőgép-üzemanyag tiszta előállítását.

Ahhoz, hogy otthonainkat, iparunkat és járműveinket villamos energiával üzemeltethessük, meg kell dupláznunk a villamosenergia-termelésünket (.PDF). Miért nem több? Mert a villamos energia általában sokkal hatékonyabb az energia előállításában. Például az autóba töltött benzin 85%-a hő formájában kárba vész.

A jelentős vegyiparral rendelkező országokban a villamosenergia-termelésnek akár meg is kellene háromszorozódnia.

Ha ezek a tendenciák folytatódnak, akkor az évszázad közepére egy teljesen más – és jobb – energiavilágban fogunk élni.

Számos fejlődő ország – köztük olyan népességóriások, mint Indonézia, India, Kína és Nigéria – az egy főre jutó energiafogyasztás tekintetében utolérheti Európát vagy Ausztráliát. Mivel a villamosenergia-fogyasztás erősen korrelál a jóléttel, az olcsó villamos energiához való hozzáférés sok ország számára jelentős áldás lesz.

De lehetséges ez?

2050-re a Föld lakossága körülbelül 10 milliárd fő lesz. Ahhoz, hogy mindenki elegendő villamos energiával rendelkezzen a jó élethez, évente körülbelül 200 milliárd megawattórára lesz szükségünk (ami évi 200 000 terawattórának felel meg).

Tegyük fel, hogy a szén-dioxid-mentesítésben a napenergia végzi a nehezét, a feladat kétharmadát teljesíti, a fennmaradó egyharmadot pedig a szél, a víz és minden más együttvéve. Lehetséges ez?

Igen. Ha tartósan fennmarad, a napenergia évi 20%-os növekedési üteme könnyen elég gyors ahhoz, hogy 2050-re elérje a 80 terawatt beépített kapacitást – ami elegendő évi 130 000 terawattóra előállításához és (a szél segítségével) egy jómódú világ teljes szén-dioxid-mentesítéséhez.

Ezzel a globális villamosenergia-fogyasztás elérné az évi 20 megawattórát fejenként, ami kétszerese Ausztrália jelenlegi fejenkénti fogyasztásának.

Az üvegházhatást okozó kibocsátások nagy részének megszüntetése mellett megszabadulnánk az autók kipufogógázaitól, a füstcsövektől, a városi szmogtól, a szénbányáktól, a hamutelepektől, az olajkiömléstől, az olajjal kapcsolatos háborúktól és a gázfrakkolástól is.

A fő rövid távú szűk keresztmetszetet valószínűleg az jelenti majd, hogy elég távvezetéket kell építeni – és biztosítani kell, hogy legyen elég mérnök és szerelő.

A jelenlegi egy főre jutó villamosenergia-fogyasztás 2022-ben. Our World in Data, CC BY

Megvan a hely és a nyersanyagok

Hosszú távon gyakorlatilag nincs akadálya a napenergia széles körű elterjedésének.

A Nap még több milliárd évig fog sütni. A napelemekhez szükséges nyersanyagok bőségesen rendelkezésre állnak – a homokból nyert szilícium és az olyan közönséges fémek, mint az acél. Nem tartalmaznak mérgező fémeket vagy olyan kritikus anyagokat, mint a kobalt, és nagymértékben újrahasznosíthatók. Az energiatárolás már megoldott probléma.

A legtöbb ország sokkal több nap- és szélerőforrással rendelkezik, mint amennyi az energia-önellátáshoz szükséges. Ez pedig növeli ellenálló képességüket a háborúkkal, járványokkal és a változó éghajlattal szemben.

Az olyan sűrűn lakott, szabad földterülettel nem rendelkező régiók, mint Japán (.PDF), Európa és az Egyesült Államok északkeleti része hatalmas tengeri szélerőforrásokkal rendelkeznek, míg Indonézia (.PDF) és Nyugat-Afrika hatalmas tengeri napenergiaforrásokkal rendelkezik – képzeljük el a nyugodt trópusi tengereken úszó naperőműveket.

Rengeteg helyünk van. Nyolcvan terawattnyi napenergia fejenként 8 kilowattot jelent. Ez egy tipikus ausztrál tetőtéri napelemes rendszer mérete, amelyet általában egy család, nem pedig egy személy használ.

A napelemek szükséges területe kilowattonként körülbelül öt négyzetméter (8 kilowatthoz összesen 40 négyzetméter). A panelek egy része a házak tetején lesz. Mások a talajra szerelt napelemes pályán lesznek elhelyezve, és a mezőgazdaság mellett működnek majd. Egyes növények és fűfélék szeretik a panelek által nyújtott részleges árnyékot. Más lehetőségek közé tartozik a tavakon és tengereken (.PDF) való lebegtetés.

A mi energiaigényes ausztráliai életünkhöz személyenként talán 15 kilowattnyi nap- és szélerőműre lesz szükségünk, amelyek 30 évig megbízhatóan működnek, majd szétszerelhetők és újrahasznosíthatók.

Az 1950-es években az atomenergia szószólói egy olyan jövőről beszéltek, amikor az energia túl olcsó lesz ahhoz, hogy mérni lehessen. Ez nem történt meg az atomenergiával. A napenergia azonban olcsó, korlátlan energiát kínál, amely örökké rendelkezésre áll, minimális erőforrás-, környezeti és társadalmi korlátozásokkal.

Forrás: The Conversation | Andrew Blakers – Mérnök professzor, Ausztrál Nemzeti Egyetem