Tavaly augusztus 14-én az Egyesült Államok keleti partjának nagy részén, valamint Kanada egyes tartományaiban egyik pillanatról a másikra megszűnt az áramszolgáltatás. A világ kereskedelmi központjának tartott New York sötétségbe borult, a város szívéből apokaliptikus képek érkeztek a hírügynökségek hálózatain: a megbénuló metróközlekedés miatt sok százezer ember gyalog vágott neki Manhattenből, hogy átkelve a hidakon hazajuthasson munkahelyéről.
Néhány héten belül hasonló, bár kisebb mértékű áramszünet következett be Európa több országában is. Augusztus 28-án London jelentős részében két transzformátorállomás meghibásodása következtében megszűnt az áramszolgáltatás, a metróforgalom leállása miatt pedig 250 ezer ember ragadt a peronokon és a szerelvényekben. Szeptember 23-án Dániában és Svédországban több mint négymillió háztartásban volt áramszünet, miután a hálózat hibája miatt két erőmű is leállt. Szeptember 28-án Olaszországban egy kidőlő fa okozta vezetékszakadás olyan láncreakciót indított be az elektromos hálózatban, amely majdnem az egész országot sötétségbe borította.
Ahogy az észak-amerikai áramszünet idején, az európai leállások után is felmerült annak a lehetősége, hogy kifinomult terv alapján végrehajtott terrortámadás bénította meg ennyire hatékonyan az áramszolgáltatást. Az áramszüneteket követő vizsgálatok azonban kiderítették, hogy nem erről van szó. A nemrég magánosított erőművek, szolgáltatók felelőtlensége és nem megfelelő együttműködése, valamint a hálózatok túlterheltsége okozta a masszív áramkimaradásokat.
A megalopoliszokat sújtó és a gazdaság számára sok milliárd dollár kárt jelentő áramszünetek több tényező nyugtalanító együttesére hívták fel a figyelmet: először is az energiafogyasztás folyamatos növekedése miatt az ellátóhálózatok egyre inkább túlterheltté válnak. (Gondoljunk csak a háztartások növekvő áramigényére: a légkondicionáló berendezésekre, a standby üzemmódban hagyott tévékre, DVD-lejátszókra, számítógépekre!) A meglódult fogyasztást egy olyan rendszernek kellene kiszolgálnia, amelynek irányítása a kilencvenes években lezajlott privatizáció miatt a központi, állami kontroll alól világszerte egymással versengő cégek kezébe került, amelynek működtetése hosszú távon nehezebben tervezhető.
Az említett áramkimaradások emellett még egy nyugtalanító tényre is figyelmeztetnek: a megnövekedett energiaszükséglet környezeti hatásaira. A nagy amerikai áramszünet második napján megdöbbentő adatokat mértek a légköri szennyeződés mértékét vizsgáló szakemberek. A megritkult forgalomnak és a veszteglő erőműveknek, gyáraknak betudhatóan a térségben a kén-dioxid légköri koncentrációja 90 százalékkal, az alacsony légköri ózon mennyisége pedig 50 százalékkal esett; mindeközben negyven kilométerrel nőtt meg a látótávolság.
Azaz nemcsak hogy kitartóan növekszik a fejlett társadalmak energiaigénye, hanem ezeket az igényeket továbbra is rendkívül környezetszennyező módon elégítik ki.
Ráadásul egyre bizonytalanabb forrásokból.
A „fejlett Nyugat” országai – nagyon kevés kivétellel – az energiafogyasztók és nem a -termelők táborához tartoznak. A Perzsa-öböl meghatározó olajtermelő államai viszont egyre mélyebb politikai válságba sodródnak, az olajban és földgázban szintén gazdag kaszpi térség és Belső-Ázsia a XIX. századi Balkánhoz hasonló hatalmi versengés színterévé vált, a feltörekvő Kína pedig egyre aktívabban van jelen olyan piacokon is, ahol eddig az Egyesült Államoknak és Európának nem kellett számolnia új vetélytárssal.
De mi köze az olajnak és a földgáznak erőműveinkhez, amikor nemcsak ezeket az energiahordozókat hasznosítják, hanem többnyire más (szén-, atom- vagy víz-) energiával működnek?
Nagyon is sok, hiszen a megújuló energiaforrások hatékonyabb felhasználása egyben az olajkorszak végét is jelentheti.
A közhiedelemmel ellentétben az olajkorszak lezárása elsősorban nem Amerika érdeke, hanem Európáé. Ahogyan arra az EU energia- és közlekedési főigazgatóságának egy idei tanulmánya rámutat: Washingtonnak katonai eszközei és politikai akarata is megvan arra, hogy azokban a térségekben, ahonnan olaj- és földgázbeszerzését biztosítja, saját érdekeinek megfelelő stabilitást biztosítson. Az amerikai energiapolitika ekképpen szerves egészet alkot a diplomáciával (és annak keményebb formájával), miközben az Európai Unió egyszerűen nem engedheti meg magának azt a luxust, hogy azokkal az országokkal, amelyektől efféle beszerzései függenek, konfliktushelyzetet teremtsen. (Az iraki kérdés eltérő megközelítése nagyon is érthető ebből a nézőpontból: az energiahordozók beszerzését tekintve „több lábon” álló Amerika sokkal inkább hajlandó és képes kockázatot vállalni a számára hosszú távú stabilitást jelentő politikai felállás kikényszerítése érdekében, mint az Európai Unió, amely e folyamatokra kevés ráhatással bír, ráadásul más olajtermelő régiókban is meglehetősen kicsi a diplomáciai mozgástere.)
Az Európai Unió függősége e tekintetben a következő években csak nőni fog. Méghozzá drámaian. Jelenleg az unió országai olajszükségletük 50 százalékát importálják. Ha minden marad a régiben, ez az arány 20–30 éven belül 70 százalékra emelkedik! Mindeközben az előrejelzések szerint a következő ötven évben a világ energiaszükséglete megkétszereződik, tehát az energiahordozókért folytatott küzdelem még intenzívebb lesz. (Elég, ha csak abba gondolunk bele, mi lesz, ha az 1,3 milliárd lakosú Kína is eléri a motorizáltságnak azt a fokát, amelyet Európa már elért.) Az említett tanulmány szerint épp e fokozódó küzdelem okán egyre nagyobb a valószínűsége annak, hogy a jelenlegi nyílt piacokat felváltja a „régiók és birodalmak” forgatókönyv, amelynek értelmében az energiatermelő országok nem üzleti, hanem egy-egy nagyhatalomhoz fűződő lojalitásuk alapján biztosítanak hozzáférést készleteikhez. Azaz nem az viszi el az olajat, aki többet ígér érte, hanem akinek érdekszférájába tartozik a kérdéses terület.
A fentiekből nyilvánvalóan következik, hogy az Európai Unió számára az új technológiák felkutatása nem csupán környezetvédelmi ügy, hanem egynesen létkérdés: amennyiben néhány évtizeden belül nem tudja átalakítani olajalapú közlekedését, ha nem tudja meghatározóvá tenni a megújuló energiafelhasználását (víz, szél, nap, biomassza), eleve lemondhat arról, hogy valaha is meghatározó szerepet játsszon a világpolitika színpadán, gazdasága pedig egészen bizonyosan alulmarad a globális versenyben.
A megoldás neve: hidrogén.
Egyre több fórumon hangzik el, hogy a XXI. század az olajfelhasználásra alapozó XX. század után a hidrogén évszázada lesz. A periódusos rendszer első helyén szerepelő anyag valóban ideális energiahordozónak látszik, hiszen jól ég, ráadásul égésterméke nem más, mint színtiszta víz, problémát jelent viszont az előállítása. A hidrogént ugyanis a víz – fosszilis energiahordozók elégetéséből nyert – elektromos árammal való bontásával termelik; a módszer ellenzői szerint tehát a hidrogén felhasználása a tüzelőanyag teljes életciklusát tekintve semmivel sem környezetbarátabb, mint a hagyományos technológiák.
Folytatás a 21. oldalról
A hidrogén így a szó szoros értelmében csupán energiahordozó: egyszer már megtermelt energiát lehet tárolni vele, és ezt az energiát aztán tetszőleges céllal felhasználni. Épp ezért a hidrogénalapú gazdaság aligha képzelhető el a megújuló energiaforrások felhasználása nélkül: a hidrogén lehet az a „közvetítő”, amely révén a nap, a szél, a víz és a föld energiáját még akár gépkocsijainkban is hasznosítani tudjuk, ekképp kiváltva az egyre bizonytalanabb forrásokból beszerezhető olajat és földgázt.
A hidrogénmeghajtás elvén működő gépkocsik – ha korlátozott számban is – már ma is futnak az utakon, a nagy autógyártók pedig egyre inkább maguk is elhiszik, hogy a jövő technológiáját fejlesztik, amikor nem kevés pénzt ölnek a már nem is annyira kísérleti járgányokba. Elméletileg tehát adott a technológia, csupán elkötelezettség és megfelelő mértékű befektetés kell ahhoz, hogy Európában a hidrogén felválthassa az olajat. A hidrogén gazdaságos előállításán kívül a szállítását kell könnyebbé tenni, illetve kiépíteni az autósokat kiszolgáló kúthálózatot – ami nem kis feladat, jóllehet a jelenleg üzemelő benzinkúthálózat sem egyik napról a másikra jött létre…
A feladat nagy, az eddig elvégzett munka – a tetszetős nyilatkozatok és irányszámok ellenére – kevés. A 25 EU-tagállam 2010-re vállalásokat tett, hogy energiatermelésében mekkora szerepet biztosít a megújuló energiának, ám immár majdnem bizonyos, hogy a legtöbb ország nem lesz képes teljesíteni ígéreteit. (A célkitűzés az, hogy 2010-re az áramfogyasztás 22 százalékát, a teljes energiafogyasztásnak pedig 12 százalékát megújuló forrásokból fedezzék.) Az Európai Bizottság pár hete kiadott értékelése szerint azonban eleddig csak négy tagállam – Németország, Spanyolország, Dánia és Finnország – hozta meg a szükséges intézkedéseket, a nagy többség a „jól halad” minősítést, míg Görögország és Portugália a „rengeteg még a tennivaló” besorolást kapta meg. A frissen csatlakozott tagállamok tovább rontják a képet: Magyarország például vállalásait és teljesítményét tekintve is sereghajtó az uniós államok között.
Június elején tartották meg Brüsszelben az Európai Bizottság évi szokásos környezetvédelmi rendezvényét: a zöld hét résztvevői ezúttal arra keresték a választ, miként teljesítheti az EU környezetvédelmi vállalásait úgy, hogy – a lisszaboni célkitűzések jegyében – 2010-re a világ legversenyképesebb gazdaságává váljon. A zöld hét előestéjén hozták nyilvánosságra Koppenhágában az Európai Környezetvédelmi Hivatal (EKH) jelentését, amelynek összegzése azonban több mint lesújtó.
A 31 országra, egész pontosan a 25 uniós tagállamra, a tagjelölt Bulgáriára, Romániára és Törökországra, valamint Izlandra, Liechtensteinra és Norvégiára kiterjedő vizsgálat példák (és mulasztások) hosszú sorával demonstrálja, miként vétkezik az ember a környezete ellen, és ennek milyen súlyos gazdasági hatásai vannak. Az EKH jelentése „piaci alapú ösztönzőket” sürget e viselkedési minták megváltoztatására, valamint az alternatív és megújuló energiaforrások minél szélesebb körű felhasználására. A hivatal egyben a közlekedés alapelveinek újbóli átgondolását látná szívesen (például az olaj szerepének fokozatos csökkentését), ám ez egyelőre nem túl népszerű gondolat a tagállamok körében.
A hidrogénmeghajtású gépkocsik fejlesztésén kívül is akadnak azonban biztató kezdeményezések Európában.
Norvégiában – amely ország nem uniótag, olajkészletei pedig több mint elegendőek saját szükségleteinek kielégítésére – például már olyan megoldással kísérleteznek, amelynek révén a tiszta áramforrást jelentő szélerőműveket kombinálnák hidrogénmotorral: a szélerőmű fel nem használt kapacitását vízbontásra használják, a keletkezett hidrogén révén aztán szélcsendben is képesek áramtermelésre. A módszerrel egyelőre tíz háztartás teljes energiaigényét fedezik. A norvég kormány a projekt sikerétől azt várja, hogy a part menti szigetekre ne kelljen drágán vezetékes áramot szállítani, és közben csökkenjen a tengerpart környezetterhelése is.
Kezdetnek nem rossz, ám mindez még nagyon kevés.
Az olajalapú gazdaság lebontásának ütemezése
2010 Hidrogénmeghajtású autók sorozatgyártása, a hidrogén szállítása közutakon hidrogéntöltő állomásokra, amelyek azonban még nem alkotnak egységes hálózatot a közutakon
2020 A hagyományos technológiájú személyautókkal teljesen versenyképes árú és teljesítményű hidrogénmeghajtású gépkocsik. A hidrogénkút-hálózat kialakítása, az addig egymástól elszigetelten működő hidrogéntöltő állomások hálózattá fejlesztése
2030 Kiterjedt hidrogén-vezetékhálózat
2040 Az üzemanyagcella (illetve a hidrogénmotor) széles körben elterjedt és uralkodó technológiává válik a közlekedésben
2050 Hidrogénmeghajtású repülőgép
Forrás: Európai Bizottság
A megtermelt hidrogén hasznosítására már létezik kipróbált technológia a járműiparban. Két példánkban a Toyota és a BMW egy-egy autóját mutatjuk be.
A Toyota üzemanyagcellához használja a hidrogént, amellyel elektromos áramot termelnek, és ez az áram hajtja meg a gépkocsit mozgató villanymotort. Ez a típus már a kereskedelmi forgalomban is kapható sok más autógyártó hasonló autójával egyetemben, jóllehet árban és az üzemanyag-ellátottságot tekintve egyelőre még nem versenyképes a technológia a hagyományos autókéval.
A BMW tesztautója ettől eltérő filozófiát követ. Itt a hidrogént belső égésű motor meghajtására használják, és jóllehet van a gépkocsiban hidrogénüzemanyag-cella, ez csupán az akkumulátor szerepét látja el az autóban. Hasonló elven készülő hidrogénautóval több gyártó is előrehaladott kísérletet folytat szériában még nem gyártott, de teljesen üzemképes modellekkel. A BMW alábbi modellje kereskedelmi forgalomban még nem kapható.
Az üzemanyag előállítása és felhasználása
A hidrogén valójában nem energiaforrás, csupán energiatároló, hiszen az elképzelések szerint más forrásból származó energiát lehetne általa átadni. Egyelőre igazán gazdaságosan fosszilis üzemanyagból, például földgázból lehet előállítani, ám a távlati tervekben az szerepel, hogy a víz szolgáljon a hidrogéntermelés alapanyagául.
Ezáltal teljesen tiszta technológiához jutnánk, hiszen ha a vizet elektrolízis útján összetevőire bontjuk, oxigén és hidrogén a végtermék (az elektrolízishez van szükség energiára, ezért mondják, hogy jelenleg a vízbontás környezetszennyeződéssel jár, hiszen ha nem környezetbarát technológiát használunk, több olajat, földgázt égethetünk el, mint ha ezeket az üzemanyagokat közvetlenül használjuk fűtésre, illetve gépkocsiban).
A hidrogént ezt követően speciális tartályokban tárolják. A szállítás és a tárolás módján egyelőre még finomítani kell, hogy a hidrogéntöltő állomásokra, illetve más felhasználási területekre biztonságosan jusson el a gáz.
A hidrogént aztán kétféleképpen használhatjuk fel: vagy egyszerűen elégetjük, és így nyerünk energiát, vagy pedig üzemanyagcellákban hasznosítjuk, ahol az elektrolízissel ellentétes folyamat lejátszódása közben egyesül a hidrogén ismét az oxigénnel, amely folyamat során elektromos áram keletkezik. Mindkét folyamat végterméke tiszta víz.
Toyota FCHV 1
Energiavezérlő egység
A hibrid autó „agya”, amely szabályozza az üzemanyagcella teljesítményét, valamint hogy mikor tölt, illetve segít be az akkumulátor a motornak
Üzemanyagcella
A Toyota által fejlesztett, hidrogénnel működő erőforrás teljesítménye 90 kW
Akkumulátor
A fékezéskor visszatáplált energiát 21 kW teljesítményű akkumulátor tárolja, amely gyorsításkor segít az üzemanyagcellának a motor meghajtásában
Hidrogéntartály
Az üzemanyagcellák működ-tetéséhez szükséges hidrogént 35 MPa nyomáson tárolják ezekben a tartályokban. Az üzemanyag 300 kilométer megtételére elegendő
Villanymotor
A 80 kW teljesítményű motor az üzemanyagcella és az akkumulátor energiájával 155 km/h sebességgel képes repíteni a járművet. Fékezéskor a motor generátorként működik, és energiát táplál vissza az akkumulátorba.
Forrás: Toyota
BMW 745 h
Hidrogéntartály
A belső égésű motor üzemanyagát tároló tartály –253 oC-on tartja a folyékony hidrogént. Ebben a formában több üzemanyag tárolható kisebb helyen, ám a mérnököknek még meg kell oldaniuk, hogy az alacsony hőmérsékletet a tartály akkor is képes legyen tartani, ha a kocsit huzamosabb ideig nem használják. Az autó hidrogén üzemanyaggal 300 kilométert, dízelüzemmódban 600 kilométert képes megtenni. A kettős üzemanyag-ellátás miatt kitűnően alkalmazható addig is, amíg a hidrogénkút-hálózat még nem épül ki teljes körűen
A 12 hengeres speciális motor hidrogénnel és dízellel egyaránt üzemel. Teljesítménye 150 kW, 9,6 másodperc alatt gyorsítja fel az autót 100 km/h sebességre, a gépkocsi végsebessége 226 km/h
Üzemanyagcella
A BMW autójában nem a motort, hanem az elektronikát hajtja meg a hidrogénüzemanyag-cella, csakúgy, ahogy a hagyományos gépkocsikban az akkumulátor
Forrás: BMW
Az összeállítást készítették: Erdősi Csaba, Ruff Orsolya, Szentesi-Zöldi László, Tóth Szabolcs Töhötöm
