Energia és fenntarthatóság – gyökeresen eltérő jövőképek
Bármit csinálunk, ahhoz szükség van energiára. A civilizációk fennmaradásához és prosperálásához tehát elengedhetetlen az energia. Pontosabban a nettó energia. Ugyanis az energiatermelés is energiába kerül, és egyáltalán nem mindegy, hogy a megtermelt energiának mekkora részét áldoztuk annak kinyerésére. Azt ugyanis már nem használhatjuk másra.
Az energetikában a megtermelt energia, valamint a termelésére fordított energia arányát energiamérlegnek is szokták nevezni (angolul ’Energy Return on Energy Invested’). Ez egy arányszám, ahol az első szám a kinyert energia, a második a befektetett energia (pl. 5:1). A két szám különbsége a nettó energia. Ez az, amit a civilizáció felhasználhat élelmiszer-termelésre, bányászatra, az infrastruktúra karbantartására, építkezésre, ipari termelésre, különböző intézmények működtetésére, oktatásra, kutatásra, stb. A civilizációk fennmaradása és prosperálása szempontjából tehát ez egy kulcsfontosságú mutató.
A modern társadalom igen pazarló módon bánik az energiával. A tudományos-technológiai fejlődés eredményeképp számtalan gépet használunk, amik mind energiát igényelnek. Minden újabb eszköz, amit elkezdünk széles körben használni, egy újabb energiazabáló. Manapság már nehezen tudnánk elképzelni az életet gépjárművek, mosógép, mikró, számítógép vagy mobiltelefon nélkül. Az újrahasznosítás, a tengerek műanyagtól való megtisztítása, vagy a tengervíz sótalanítása újabb energiaigényes gépeket és berendezéseket jelentenek. Persze a technológiai fejlődés egy kis része az energiahatékonyság növelésére irányul, ám minden gép esetén van egy elméleti határ, aminél tovább nem növelhető a hatásfok.
A modern civilizáció tehát rengeteg energiát elhasznál ’alapjáraton’. Az ezzel foglalkozó kutatások alapján az abszolút minimum EROEI, amellett a modern társadalom képes fennmaradni 7:1. Ebben benne van az energiahordozók finomítása és elosztása, az élelmiszer-termelés, illetve a közlekedés és áruszállítás. Tehát csupán arra elég, hogy megtermeljük a szükséges energiát és élelmiszert, és elosszuk. Ha emellett szeretnénk oktatást, közegészségügyet, esetleg művészeteket, akkor már 14:1-es energiamérlegre van szükségünk.
Más szóval, 15:1-es energiamérleg alatt nem működne megfelelően a modern társadalom, 7:1 alatt pedig teljesen széthullana. Ebben az esetben kénytelenek volnánk visszatérni az ipari forradalom előtti termelési és elosztási módszerekhez, amik 4:1-es energiamérleg mellett is működtek. Viszont felejtsük el gépeket és kütyüket, és készüljünk föl lélekben a jobbágyság vagy a rabszolgaság visszatérésére. Ez ugyanis az emberi-, és állati erő világa, kiegészítve pár szélmalommal és vízimalommal. Egy ilyen világban az emberiség többsége kénytelen volna visszatérni a mezőgazdálkodáshoz, és még így is jóval kevesebb élelmiszert tudnánk termelni.
A modern civilizáció kiterjedt infrastruktúrája miatt rengeteg energiát használ
Az olaj energiamérlege a múlt század elején 100:1 volt, ám a manapság kitermelt legjobb minőségű kőolaj energiamérlege 30:1 körül van, és folyamatosan csökken. Ez azért van, mert először a legkönnyebben megszerezhető és legjobb minőségű forrásokat használjuk föl, majd pedig kénytelenek vagyunk beérni a rosszabbal. (A palaolaj és az olajhomok energiamérlegét 4:1 és 7:1 közé szokták tenni, ami már most sem volna alkalmas a modern társadalom működtetésére). A szén energiamérlegét 40:1 és 60:1 közé szokták tenni, ami szintén csökkenő tendenciát mutat.[1]
Egyesek azzal érvelnek, hogy a klímaváltozást enyhítendő geomérnökségi projektek ürügyet szolgáltatnak a fosszilis tüzelőanyagok további bányászatára. Ám igen valószínű, hogy az emberiség mindenképp kibányászná és felhasználná az összes fosszilis tüzelőanyagot, amíg az energetikailag megéri. Az egyes gazdasági szereplők ugyanis bolondok lennének nem áruba bocsátani az aranytojást tojó tyúk tojásait. És még ha egyes országok karbonadót is vezetnének be a fosszilis tüzelőanyagok versenyképességének rontása érdekében, az olajmágnások egyszerűen a többi országban értékesítenék az olajat.
Az olaj csökkenő energiamérlege miatt alkalmatlanná válik civilizációnk működtetésére
A vízenergia energiamérlegét nagyobbra szokták tenni, mint 40:1, ám földrajzilag erősen korlátozott, tehát nem jelent megoldást globálisan. A szélenergia energiamérlegét a termelés helyén 15:1 és 20:1 közé szokták tenni, ám kiszámíthatatlansága miatt tárolni kell, ami miatt a gyakorlatban a legjobb esetben is 4:1 az értéke (Megjegyzés: Ez az érték a szivattyús tározós erőművekre vonatkozik. Az akkumulátoros megoldás kevésbé hatékony, mert bár hatásfoka hasonló, gyakrabban kell lecserélni).[2][3] A koncentrált naperőművek a sivatagokban képesek elérni 19:1-es energiamérleget, tárolással viszont csupán 9:1-re jön ki ez az érték.[4] Vagyis erre sem igazán lehet modern civilizációt alapozni, és még ez is korlátozott földrajzilag. A napelemek energiamérlege pedig már a termelés helyén is kevesebb, mint amire a modern civilizációnak szüksége volna (kb. 8:1),[5] tárolással pedig még gyengébb.
Tehát az, hogy a jövőben modern iparosodott társadalomban fogunk élni, vagy kénytelenek leszünk visszatérni a feudalizmushoz, azon múlik, hogy találunk-e egy olyan energiaforrást, ami képes pótolni az eltűnő jó minőségű fosszilis tüzelőanyagokat. Erre jelenleg a legvalószínűbb versenyző a magaslati szélenergia, amit már több cég is tesztel (pl. KiteGen, SkySails). Nagy előnye, hogy a világ bármely pontján alkalmazható, és a becslések alapján soha nem látott energiamérleggel rendelkezik (300:1-nél is nagyobb).[6] A legígéretesebb módszer lényege, hogy a szélerőművek nehéz oszlopa és súlyos alapja helyett egy erős kötéllel juttatnak föl egy vitorlázó ernyőt, ami 200-800 m magasságban nyolcasokat leírva meghajt egy generátort a Földön. Ha ez beválik, minden energia-problémánk megoldódna. A másik ilyen versenyző természetesen a fúziós energia, ám erre legjobb esetben is évtizedeket kellene várni. Emellett szóba jöhet még a kisméretű, moduláris nukleáris energia, mint pl. a folyékony sóolvadékos tóriumreaktor, viszont még ez is a kutatás-fejlesztés stádiumában van.
A civilizációnk fennmaradása ugyanakkor nem csak azon múlik, hogy mennyi energia áll rendelkezésünkre. Túlélésünkhöz vízre és élelmiszerre is szükségünk van. A FAO szerint az emberi jóllét alapját ez a három tényező alkotja (A hármasnak külön neve is van, úgy hívják, hogy ’víz- élelmiszer- energia nexus’). Mindezek mellett szerves és szervetlen nyersanyagok is szükségesek, amikből például ruhákat, szerszámokat, épületeket és gépeket készíthetünk.
Ugyanakkor feltételezhetjük, hogy ha rendelkezésünkre áll elég nettó energia, akkor képesek leszünk hozzáférni a naprendszer nyersanyagaihoz (lásd: aszteroida-bányászat), az szerves anyagok előállítását pedig szükség esetén fóliasátrakban és bioreaktorokban is megoldhatjuk (lásd: szövettenyészet). Talán érdekességként meg tudnánk velük barátkozni, viszont ijesztően hangzik, ha teljesen át kellene térnünk ezekre. Ugyanakkor a városi emberek többsége már most sincs tisztában azzal, hogy hogyan kerül az étele az asztalra, vagy hogy valójában hogyan készül az a sok holmi, amit megvásárol. Az a generáció, amelyik már beleszületne egy ilyen világba, ezt venné normálisnak, csakúgy, mint a mai fiatalok a feldolgozott ételeket.
A víz- élelmiszer- energia-nexus
Az ökolábnyom-számítás alapján tudjuk, hogy a bolygót globális szinten már évtizedek óta túlterheljük. Vagyis már nem a természeti tőke kamataiból élünk, hanem magát a tőkét fogyasztjuk. Ennek a pusztításnak a megnyilvánulása az erdőirtás, a fajpusztulás, a halpopulációk és ökoszisztémák összeomlása, és az egyre súlyosbodó klímaváltozás. A természet jelenleg számos ’ökoszisztéma-szolgáltatást’ nyújt számunkra lényegében ingyen, amiket az ökoszisztémák összeomlása esetén gépekkel kellene pótolni. Ám ez rengeteg energiát és szervezést igényelne, valamint a gépek karbantartását és cseréjét. Bizonyos ökoszisztéma-szolgáltatásokat viszonylag egyszerű pótolni (pl. víztisztítás), másokhoz viszont komoly kutatás-fejlesztésre volna szükség (pl. beporzás), és vannak olyanok, amiket talán nem is tudnánk pótolni, ezért különösen fontos az azért felelős fajok megőrzése (pl. lebontás).
Az ökológiai túlterhelés állapotának megszüntetése (vagyis a fenntarthatóság elérése) alapvetően azon múlik, hogy képesek leszünk-e társadalmi szinten meghaladni és lecserélni néhány mítoszt. Régen, a tágasnak tűnő világban, ahol a gazdaság alapját és a katonaság erejét az emberi erő jelentette, előnyt jelentett „a több ember jobb” gondolata, ahogy a növekedésalapú gazdaságé is. Ezek a mítoszaink nagyon rég kialakultak, és ma már a közgondolkodás alapját képezik. Ám időközben megváltozott a világ. Megtelt emberekkel és dolgaikkal, a gazdaság és a katonaság erejét pedig már inkább a gépek és robotok adják (Például Európa 17 legjómódúbb országa közül 15-nek kisebb a népessége hazánkénál).
Viszont a népességnövekedés és a gazdasági növekedés garantálja az ökoszisztémák összeomlását. Amennyiben nem sikerül időben lecserélni ezeket a fenntarthatóságot szolgáló mítoszokra, kulcsfontosságú ökoszisztémák is összeomlanának, a fajpusztulás miatt pedig hosszú évezredekig, vagy akár évmilliókig nem is tudnának helyreállni.
A népesedéssel kapcsolatban számos tévhit él az emberek fejében, például az, hogy a párok világszerte jellemzően épp annyi, vagy kevesebb gyereket nemzenek, amennyit szeretnének. A valóságban azonban az, hogy világszerte több százmillió nő kisebb családot szeretne, de nem jut hozzá a fogamzásgátlás eszközeihez, és ez a szám egyelőre nő. A fogamzásgátlás emberi jogának, a szexuális nevelésnek, és a középiskolai képzésnek széles körű biztosítása emberséges, és bizonyítottan hatékony módja a születésszám csökkentésének.[7] Emellett a fogamzásgátlás emberi jogának biztosítása messze a leghatékonyabb segélyezési mód.[8]
A fenntarthatóság elérését szolgálná továbbá az „egy bolygó, egy gyermek” szlogen, amit a fenntarthatóság elérése után lecserélhetünk a „kettő elég” változatra, valamint a „nemnövekedés” és a „körkörös gazdaság” koncepciója, amik biztosítanák a fenntartható gazdasági forradalmat. Kívánatos volna tehát, ha az alternatív gazdaságot, valamint a népesedés-tudatosságot szorgalmazó mozgalmak elismernék a másik kezdeményezés fontosságát, és összefognának annak érdekében, hogy össztársadalmi szinten rendet tegyenek a fejekben. Mert csak így van esélyünk a fenntarthatóság elérésére és megőrzésére.
Ha tehát egyszerre vizsgáljuk, hogy a jövőben mennyi nettó energia áll rendelkezésünkre, illetve milyen mértékben hagyjuk összeomlani az ökoszisztémákat, négy gyökeresen eltérő jövőkép tárul elénk, amikre az elkövetkező évtizedek során számíthatunk:
1) Ha lesz elég energiánk, de az ökoszisztémák összeomlanak, az a cyberpunk-művekből jól ismert megapolisz/halott bolygó kombináció (pl. Szárnyas Fejvadász, Dredd Bíró, Avatar, Soylent Green, Neurománc, stb.);
2) Ha nem találunk megfelelő energiaforrást, és az ökoszisztémák is összeomlanak a népesség-, vagy gazdasági növekedés (esetleg atomháború) miatt, az a poszt-apokaliptikus művekből ismert jövőkép (pl. Mad Max, The Road);
3) Ha lenne elég energiánk, és az ökoszisztémák zömét is sikerül megmenteni, az az utopisztikus sci-fi jövőkép (pl. Demolition Man, Star Trek (bár megjegyzendő, hogy utóbbi egy atomháború után építették újjá az emberi civilizációt, idegenek segítségével));
4) Ha nem találunk megfelelő energiaforrást, de sikerül megmenteni az ökoszisztémákat (talán éppen emiatt), az egyfajta neofeudális jövőkép (pl. World made by Hand, Into the Badlands (bár utóbbi történetben használnak gépjárműveket, csak a szűk társadalmi elit)).
Mint láthattuk, a jelenlegi megújuló energia technológiákra nem lehet modern civilizációt alapozni, legföljebb földrajzilag korlátolt módon (értsd: vízerőművek közelében). Az energetikai kutatásra és az energiaforrások gazdaságosság tételére nem sok ráhatása van az egyénnek, így ez a dimenzió meglehetősen esetleges. A legtöbb talán, amit az egyén tehet, az a föntebb említett technológiákba való beruházás, már ha van miből. Ezek a technológiák a karbonkreditek létrehozása szempontjából is fontosak.
Ugyanakkor az elavult mítoszok új, fenntartható gondolatokra való lecserélése csupán hatékony, empatikus kommunikációt igényel. Ez történhet személyesen, közösségi szinten, online, hagyományos médiában, vagy akár aktivizmus keretein belül is. Az erre vállalkozókat a remény, optimizmus, törődés, felelősségtudat, valamint a természet szeretete jellemzi.
Írta: Kántor Sztella Nóra
Szerkesztette: Rampasek, László A.
Források:
[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421513003856
[2] https://www.mvmpartner.hu/hu-HU/Szolgaltatasok/Villamos-energia/Erdekessegek/Azenergiatarolasalkalmazasilehetosegeiavillamosenergia-rendszerteljesspektruman
[3] https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2013/ee/c3ee41973h
[4] https://energytransition.org/2014/09/renewables-ko-by-eroi/
[5] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421516307066
[6] http://euanmearns.com/the-eroei-of-high-altitude-wind-power/
[7] https://jfsdigital.org/why-do-society-and-academia-ignore-the-scientists-warning-to-humanity-on-population/
[8] https://www.copenhagenconsensus.com/post-2015-consensus/economist
A “fenntartható” szó exponenciális sebességgel szaporodik, hamarosan már minden mondatban szerepelni fog, akár többször is. Viszont…
Vörös riasztás: A bolygó veszélyben ! A jelentésből kiderül, hogy 2023 volt az eddigi legmelegebb…
Az éghajlatváltozás a világgazdaság iparosodásának nem szándékolt következménye. Az emberi tevékenység nagy mennyiségű CO2-t és…
A túlnépesedés még mindig óriási probléma: interjú Jane O'Sullivannal. Februárban interjút készítettem Chris Bystroff biokémikussal,…
Tizedik egymást követő havi melegrekord riasztja és zavarba hozza az éghajlatkutatókat. Ha az anomália augusztusig…
Ebben az energikus előadásban, a Nobel-díjjal kitüntetett Al Gore a klímaválság megoldásának útjában álló két…
