Csodás áldás hordozói most, a COVID-19 járvány idején az infokommunikáció elektronikus eszközei és rendszerei. Vagyis: a számítógépek, a belőlük felépülő világháló, annak egyre bővülő szolgáltatásai, újabban már a felhő is, meg természetesen az okos eszközök, főleg a mobiltelefon. Hogyan viselnénk el nélkülük a folyamatos bezártságot, sok ember esetében a teljes magányt, az elszigeteltséget? És hogyan dolgoznánk meg tanulnánk otthonról? Ám nem feledkezhetünk meg a nem is csekély hátrányokról, sőt veszélyekről: a rendszereket érő támadásokról, behatolásokról, a felelőtlen, olykor rettenetes szövegekről, a politikai és üzleti manipulációkról és beavatkozásokról – és sajnos, a sor még folytatható.
Fontos kérdések, érdemes elgondolkodni rajtuk. Ám még fontosabb, hogy mindezekhez, a működésükhöz, éppúgy, mint életünk, mindennapjaink tevékenységeihez, jólétéhez villamos energia szükséges. Aminek létrehozása körül napjainkban igen nagy viták gyűrűznek. E probléma-tömeget mostanság talán némileg elfedik, hatásait, súlyát gyengítik a pandémia élet-halál gondjai, de ettől még nem enyhülnek.
Mi ez a világ-gond? A klímaveszély. Drámai intések szerint Földünk átlagos éghajlata az első ipari forradalom kezdete, tehát, mintegy kétszáz év óta körülbelül 1,6 Celsius fokkal emelkedett, mi több, az előrejelzések szerint századunk végéig 2 Celsius fokig is emelkedhet. Hacsak nem követ el mindent az emberiség, hogy ezt a veszélyt elkerülje, de legalább is határozottan csökkentse. A megoldás egyik fontos komponense, hogy a jelenleg igen tetemes mennyiségű káros anyagot (főleg szén-dioxidot, amellett szén-monoxidot, nitrogén-vegyületeket, mikrorészecskéket, porokat) kibocsátó eszközöket és rendszereket megújítja, átállítja. A legádázabb klímaveszélyek közé sorolják a közlekedést. A másik veszélyeztető csoportot pedig az energetikai ipar alkotja: épp azok az eszközök, amelyek a mindennapjainkhoz nélkülözhetetlen villamos áramot szolgáltatják.
Szabadságunk záloga: a közlekedés
Biztató, hogy nagy átalakulások láthatók és várhatók a közlekedés terén. Előfutárai már itt vannak közöttünk: az elektromos meghajtású közlekedési eszközök. Csakhogy világunkban nem létezik abszolút előnyös, jó dolog (abszolút rossz persze lehetséges). A megoldásokat hordozó nagy ígéreteknek is lehetnek előnyeik mellett hátrányaik, méghozzá nem csak műszakiak, hanem társadalmiak is.
A mai ember számára mindennapos, természetes lehetőség, hogy viszonylag rövid idő alatt juthat el nagy távolságra. Csakhogy éppen a közlekedés eszközeit működtető benzines és dízel hajtások kibocsátásai okoznak károsodásokat légkörünkben. De már köztünk vannak a nagy ígéretek! Tömegesen alkalmazzák az új megoldásokat, amelyek egyúttal napjaink és a jövő nagy, és főleg igen jövedelmező üzletét is hordozzák. A közlekedésben ma már a mindennapos alkalmazások között vizsgálhatjuk a villamos és – jóval kisebb részben – a hidrogénes (üzemanyag-cellás) hajtású autók hatásait. Egyelőre még a földi közlekedésben, de már nagy erővel kutatják-fejlesztik az új megoldásokat a repülésben meg a vizeken, főleg a tengeri hajóknál.
Ám igaz a meglehetősen lapos mondás: minden fény mögött ott rejtezik az árnyék. Már az is gondot jelent (bár inkább csak egyelőre), hogy a villamos hajtású autókkal csak viszonylag kis távolságra lehet eljutni. Ez a gond egyre halványul az erőteljes fejlesztések nyomán: szinte folyamatosan érnek el egyre nagyobb távolságot egyetlen töltéssel. Miként a villamos autók ma még meglehetősen borsos árai is szépen mennek majd lefelé, ahogy szaporodik az ilyen járművek száma. Az is biztató, hogy egyre több helyen vannak töltőállomások.
Tehát minden csak a villamos hajtások előnyéről szól? Ha a nagyhangú kijelentésekkel élő politikusokra hallgatunk, úgy tűnik, feltétlen az "igen" válasz. Buzgón hirdetik, hogy egy-két évtized (esetleg három) múltán útjainkról eltűnnek a belsőégésű motorok, csakis villamos és üzemanyagcellás autók fognak közlekedni. Nagy ígéret, nagy öröm. De vigyázat! Az elektromos autókban a motorokat akkumulátorok táplálják. Nem is egy, hanem általában négy darab. Ám az akkuk drága jószágok. Egyrészt az őket felépítő anyagok miatt, amelyeket ki kell bányászni, méghozzá sok esetben elmaradott diktatúrában vagy barátságtalan világhatalomban. Másfelől a napjainkban erőteljesen megugrott kereslet felveti azt a problémát, hogy meddig tartanak ki a készletek, és ha fogyóban lesznek, mivel lehet kiváltani őket (természetesen e probléma megoldására is folynak ígéretes kutatások-fejlesztések). Az akkuk élettartama is gondot okoz, mivel az autókban általában elég hamar kell lecserélni. Igaz, ekkor még jól használhatók, például napelemekkel fedett családi házakban energiatárolásra. Nagyon lényeges gond az is, hogy mind az akkumulátorok gyártási technológiái, mind a lebontási-szétszedési folyamataik erősen terhelik a környezetet.
Életünk alapja: a villamos energia
Nyilvánvaló, hogy a modern élet, civilizációnk meghatározó tényezője a villamos áram. Amire egyre nagyobb mértékben lesz szüksége az emberiségnek, hiszen sorra lépnek be új, villamos energiával táplálandó használati eszközök. Elég csak a már említett villamos autóra hivatkozni. Másrészt ne feledkezzünk meg okos elektronikus eszközeink tömegéről. Egyre több helyen léteznek és sűrűn terjedni fognak az „okos” háztartások, amelyekben az eszközöket, berendezéseket hálózatba kapcsolva számítógépek vezérlik majd (Internet of Things, IoT). Igazán nagymértékű és az esetek többségében folyamatos energiát igénylő eszközök (például robotok, robotrendszerek) mind nagyobb tömegben fognak dolgozni az iparban és az agrárgazdaságokban, meg a szolgáltatások jelentős részében is. Kétségtelen, hogy az infokommunikáció modern eszközei és hálózatai viszonylag kevés villamos energiát fogyasztanak. Ámbár ez sem teljesen igaz, mivel az irányító központok, szerverek viszont annyit fogyasztanak, hogy akár fűteni is lehet a kibocsátott hőjükkel. Sőt, a mi kis „házi” informatikai készülékeink, az asztali gépektől a telefonokig, okos órákig, egyéb kisebb-nagyobb (például orvostechnikai, védelmi, megfigyelő) eszközeinkig mind-mind, többnyire naponta akár többször is töltendő fogyasztók. És ugye: sok kicsi sokra megy.
Életbevágó kérdés tehát, hogyan, milyen módszerekkel, megoldásokkal állítjuk elő a – szó szerint – mindennapi életünket, jólétünket, civilizációnkat tápláló-éltető villamos energiát? Méghozzá úgy, hogy egyúttal ne terheljék Földünk klímáját?
Miből csináljunk villanyt?
Úgy tetszik, a jövő nagy megváltói lehetnek a megújuló energiával működő erőművek. Tömeges és állandó termelésre pedig főleg az atomerőművek. És persze, a jövő nagy ígérete, a fúziós erőmű. Ezek mind tisztának mondhatóak a légkört veszélyeztető kibocsátásokkal szemben.
A „zöld” válasz egyszerű: mi másból termeljünk villamos áramot, mint megújuló forrásokból, elsősorban szélből, napsugárzásból, vízből, és ahol lehet, ott földhőből, a tengermelléki országok meg használhatják a hullámzást, az árapályt. Ne feledkezzünk meg a biológiai anyagokról (például fa), meg a hulladékokról sem, mint üzemanyagokról. Ezek egy része, mondhatni ingyen van, másrészt nem bocsátanak ki káros anyagokat a légkörbe. Ám a fűtőanyagként használt biológiai anyagok nagy részére és főleg a hulladékokra ez már egyáltalán nem érvényes, mert igen jelentős mértékben származik elégetésükből káros gáz.
A megújuló energiahordozókból nyert villamos energia, legalább is egyelőre, kevés az egyre növekvő igények teljes mértékű kielégítésére, bár termelésük a nagy számban tervezett és épülő új beruházások nyomán kétségtelenül erőteljes ütemben bővül. Jelentős gondot hordoz viszont az a tény, hogy nem egyenletes és nem folyamatos a rendelkezésre állásuk, főleg a legnagyobb mértékben áramot szolgáltató szél- és naperőművek esetében. Hazánkban például meglehetősen szeszélyes a széljárás, nem úgy, mint a nagy síkságokon vagy a tengermellékeken, mint mondjuk, Dániában, Németországban, Kaliforniában (a sor folytatható). A napsütés is változó; Izrael vagy a mediterrán országok e tekintetben nálunk nagyobb előnyökkel rendelkeznek. Mindebből következik a mindenkori igényekhez folyamatosan alkalmazkodó ellátás problémája. Ha az aktuális igényeknél több áramot termelnek ezek az erőművek, azt tárolni kell, fordított esetben pedig gyors hozzáférést kell biztosítani az energiához. Ám sajnos, a villamos energia nem tárolható egyszerűen. Napjainkban erre többféle megoldás ismert, és egyre újabb, olykor eléggé bizarr ötletek is felmerülnek. A tömeges alkalmazásra mindenesetre a legmegfelelőbbek a hegyi tározók. Amiket például nálunk a zöld mozgalmak erősen elleneznek.
A villamosenergia-termelés szempontjából igen fontos megújuló forrás a víz (a világ villamos energiájának 16 százalékát adja). A tengerről itt most ne szóljunk, nekünk sajnos nincs. Ám folyóvizeink energiája jól hasznosítható lesz, ha eljő az új nemzedék, amely már nem szemellenzős politikai elgondolásokkal él, hanem mérésekkel, számításokkal, modellekkel alátámasztott műszaki, természeti és gazdasági szempontok szerint dönt. (Vízlépcsőkre nem csak energetikai, hanem öntözési és árvízvédelmi szempontokból is szükségünk lesz. Megalapozott szakmai vélemények szerint a Dunán legalább három vízlépcsőt kell építeni.)
A folyamatos, tömeges, állandó villamosenergia-termelést lényegében három erőmű-típus tudja biztosítani. Ezek közül a legelterjedtebb a szénerőmű volt. A klímaveszély szempontjából viszont ez lett a főbűnös, mivel a fűtőanyag elégetéséből jelentős mennyiségű káros gázok és mikrorészecskék szabadulnak fel. Még akkor is, ha a modernebb szénerőművekben, sőt még egyes régebbiekben is ezek mértéke jelentős mértékben csökkenthető különféle elmés szűrő és leválasztó egységekkel. Nem olcsón, sőt drágán, és nem túl tökéletesen. Ha leállítanák valamennyi szénerőművet a világban, kétségtelenül nagy előnyt jelentene a klímaszennyezés szempontjából. Előnye még, hogy a leállítással sok-sok ezernyi szénbányász élete, életbiztonsága is jobbra fordulna. Az is biztató, hogy így az egyébként sokrétűen hasznosítható szén megmaradhat a következő generációknak. Tehát a klímaveszély szempontjából előnyös, ha századunk közepéig sikerül felhagyni a szénerőművekkel. Egyre több helyen, sorra állítják is le őket, főleg a fejlett gazdaságú térségekben, így egyes nyugat-európai országokban. De a hatalmas népességű Kínában, Indiában még most is működnek, sőt épülnek újak. Mi több, még az USA-ban is! És eseteként erős társadalmi gondok is előkerülnek. Mi lesz a bezárt bányákban meg az őket kiszolgáló létesítményekben dolgozó, munkájukat elveszítők tömegével? Mire és hogyan képezhetők át? Mi lesz azon országok gazdaságával, amelyek nemzeti termékében jelentős részt hozott a szénkitermelés (Lengyelország, India)? Mi lesz a vasutakkal, amelyek szállítási kapacitásában nem kis részt jelentett a nagy tömegű szén szállítása?
A szénerőművek kiesésével nagyobb szerephez juthatnak az olaj- és gáztüzelésű erőművek. Kétségtelen előnyük, hogy viszonylag olcsó az építésük (pl. az atomerőművekhez viszonyítva) és az üzemeltetésük is kedvező költségű. Nem kell vasút az üzemanyag-ellátáshoz, de persze kellenek csővezetékek. Erősödő gond, hogy kifogyóban a kőolaj és a földgáz. Már a sarkvidékeket is bevonják és egyre szofisztikáltabb, így egyre drágább kitermelési módszereket kell alkalmazni. Ám napjainkban módosult ez a helyzet: a terjedő homok-, meg pala-gáz és -olaj kitermeléssel. Ezek azonban egyáltalán nem környezetbarátok. Kanada északi területei már teljesen elszennyeződtek, de az USA-ban is jelentős tiltakozó mozgalmak éledtek a földalatti vízrendszereket rongáló, tönkretevő, az agrárgazdaságokat is fenyegető kitermelések ellen. És végül: az olajról és gázról is elmondhatjuk, amit a szénről: ha túl sokat elégetünk belőlük, alig marad az utódainknak.
Hátra vannak az atomerőművek a tömeges és folyamatos villamosenergia-termelésre. Az atomerőmű „tiszta” a kibocsátások szempontjából, viszont a beruházásuk drága. Ugyanakkor ezt a gazdasági érvet gyengíti, hogy az új, fejlett reaktorok tervezett élettartama már hatvan év is lehet, sőt, további húsz évvel is megtoldható. Kell viszont víz a hűtésükhöz, vagy ha az nem áll rendelkezésre, jó drágán épülő hűtőtornyok. Gond, és az ellenzők főleg erre hivatkoznak: a sugárzó anyagok sorsa. Viszonylag egyszerű a kis- és közepes aktivitású hulladékokról (szerszámok, műszerek, alkatrészek) való gondoskodás. Jó példa a nálunk a Tolna megyei Bátaapátiban épített földalatti lerakó, amely nemzetközi elismerést is kapott. Ám valóban súlyos probléma a kiégett fűtőelemek tartós és főleg, biztonságos elhelyezése. Vannak biztató új eredmények, részben túl is a kutatási szakaszon. Ilyen a transzmutáció, ami a hosszú felezési idejű és nagy energiát kibocsátó anyagok szétrombolását jelenti, óriás lézerekkel vagy gyorsítóban. Az eredmény gyengébb aktivitású, sőt akár stabil anyagok létrejötte. A másik biztató lehetőség, hogy a ma hulladékot jelentő anyagok mintegy üzemanyagforrásként szolgálhatnak majd a negyedik generációs reaktorokban. (Hazánkban ismét politikai viaskodások áldozatává válhat egy gazdaságunkban hosszú ideig igen fontos szerepet játszó műszaki létesítmény: az új atomerőmű. Hasonlóan a botor módon elpusztított dunai vízlépcsőhöz.)
Végül szólni kell a talán nem is túl távoli jövő nagy lehetőségéről, a fúziós erőműről. Egyelőre még mindig inkább csak ígéret, mint valóság. Talán tíz év múlva üzemelni fog fúziós erőmű, bár eddig az ígéretek szinte mindig további évekkel tolódtak.
*
A tanulság egyszerű és rövid: tömeges, jól irányítható és fenntartható közlekedés és folytonos, megbízható villamosenergia-ellátás nélkül nincs civilizáció, sőt jól élhető élet sincs. A „hogyan, milyen módszerekkel?” kérdésre a válasz sokrétű, és folytonosan változhat a technika fejlődésével, életünk, környezetünk fennmaradásának nem is egyszerű biztosításával. De az kimondható: nincsenek örök érvényű megoldások, kirekesztő módszerek, csak mindenkori okos, jól módosítható tudományos-technikai és gazdasági lehetőségek. És hozzájuk kötődve nagyon is lényeges társadalmi hatások.
