Sok internetes és nyomtatott lap foglalkozik mostanában a Renewable Iron Fuel (megújuló vas üzemanyag) technológiával. A Szép Szó április 27-i számában is megjelent erről Szentgyörgyi Zsuzsa cikke. Ilyen (reklám)szövegeket olvasok a neten: „A vas lehet a jövő CO2-mentes, biztonságos, raktározható, szállítható ipari üzemanyaga”. Ebben vannak részigazságok: a vas égésekor valóban nem keletkezik szén-dioxid, valóban sok energia szabadul fel, és a vas valóban biztonságosan tárolható. Nagy előnyként hangsúlyozzák ezek az írások azt is, hogy a vas gyakori eleme a földkéregnek, tehát nem járunk vele úgy, mint pl. az akkumulátorokhoz szükséges lítiummal, amelyből hamar „kifogyhatunk”. Járjuk körül a kérdéseket!
Valóban lehet energiaforrás az elemi vas?
Igen, lehet, hiszen az égése – mint általában az égések – energiafelszabadító (exoterm) reakció. Ebben az értelemben ugyanúgy hasznosul, mint a fa, a földgáz vagy a benzin (és a többi kőolaj-származék); a vas elégetésekor is hő szabadul fel, amit közvetlenül melegítésre is hasznosíthatunk, de úgy is, hogy a keletkező hővel pl. vizet forralunk, s a keletkező gőzzel valamit meghajtunk. Ezen az elven működtek a régi „gőzösök” mozdonyai, ahol dugattyús motort hajtott a gőz (majd kiment a levegőbe); s így működnek a hőerőművekben a korszerűbb turbinák is, ahol a gőz forgató erejével áramot termelnek.
Bonyolítja a helyzetet, hogy a vas csak úgy égethető el, ha nagyon finom porrá őrölték. Egy közönséges vasdarab nem gyújtható meg. A vaspor azonban – ha lángba szórják – szikrázva elég. A vaspor éghetőségét egyébként mindenki ismeri – anélkül, hogy tudná, hogy erről van szó –, aki látott már karácsonyi csillagszórót. A csillagszóró égő anyagában égést segítő adalékanyagok mellett parányi vas-szemcsék is vannak; azok produkálják a „csillagokat”. Amikor vasat köszörülnek, vagy flexszel vastárgyat vágnak, akkor is azt látjuk, hogy a kirepülő, izzó vasszemcsék szikrázva elégnek a levegőn. Elvileg bármely elemi fém – pl. az alumínium – pora is alkalmas ugyanígy energiatermelésre. Ráadásul abból még a vasnál is több van a földkéregben.
Sok energia szabadul-e fel a vas elégetésekor?
Viszonylag sok, de legyünk óvatosak az ezzel kapcsolatos adatok értelmezésével. Az az összehasonlítás, hogy a vas energiasűrűsége 11,3 kWh/dm3, a benziné pedig csak 8,76 kWh/dm3, a hozzá-nem-értők számára félrevezető is lehet, ugyanis 1 dm3 vas közel 8kg; míg 1 dm3 benzin kevesebb mint 1 kg. Ha tehát nem térfogathoz, hanem tömeghez viszonyítva adnánk meg az energiasűrűséget, akkor messze a benzin bizonyulna jobbnak.
Vasból tényleg sok van a Földön?
Igen. A különböző kémiai elemek előfordulását a földkéregben elég pontosan ismerjük. A földkéreg 4,8 százalék vasat tartalmaz, s ezzel egyértelműen a gyakori elemek közé tartozik. (Összehasonlításul: a lítium előfordulása mindössze 0,004 százalékos.) De ehhez hozzá kell tennünk, hogy elemi (fémes) vas gyakorlatilag nincs a földkéregben. (A meteoritok egy része tartalmaz ugyan elemi vasat, de ez nem ipari felhasználásra alkalmas mennyiség. És valószínűleg a Föld magjában is van elemi vas, ám ez csak elméleti föltételezés.) Tehát a 4,8 százalék mind vasvegyület. Nem elemi, fémes vas. Nem az a vas, aminek az elégetéséről szól ez a reklámozott technológia. Az a vaspor, amelyet egy ilyen „vaserőműbe” beleszórnak, csakis vasvegyületek (vasérc) redukálásával állítható elő. Azzal a kémiai folyamattal, amely a vasgyárak óriási kohóiban történik, ahol szén felhasználásával alakítják a vas-oxidot (Fe2O3) elemi vassá (Fe).
Valóban nem szennyezi a levegőt egy ilyen vaserőmű?
Szén-dioxiddal valóban nem. Az üvegházhatás fokozódásához tehát valóban nem járul hozzá. És az égéskor keletkező vas-oxidok sem mérgezőek. Viszont finom por formájában nyilván kikerülhetnek a levegőbe. S minthogy ma már a légkör porszennyezettsége az egyik legsúlyosabb egészségügyi probléma, ez nem elhanyagolható tényező.
Hogy állunk az energiával?
A vaserőműbe beszórt vaspor előállítása ott kezdődik, hogy vasércet kell bányászni. Ez sok energiát igényel. Az ércből vagy az említett vaskohókban vagy elektromos úton elemi fémes vasat kell készíteni, amely szintén energiafaló folyamat. A vasdarabokat finom porrá kell őrölni, mert másképp nem ég; nyilván ez is igényel energiát. Ez tehát eddig csupa energia-befektetés (elhasználás). Amikor elégetjük a vasport, kétségtelenül sok energia szabadul fel (2. pont!). A keletkező vas-oxidot azonban vissza kell alakítani elemi vassá, hogy újra használhassuk energiatermelésre. De hogyan?
Az „Iron Fuel” honlapok, írások laza eleganciával válaszolják meg ezt a kérdést. Félrevezető állítás, hogy „megtisztítva újrahasznosítható”, hiszen nem tisztítani kell, hanem kémiailag átalakítani. Az már jobb, hogy „Az égéstermék – a rozsda – megújuló energia segítségével visszaalakítható vassá”. Bár megjegyzem: az tulajdonképpen csúsztatás, hogy ahelyett, hogy „energia befektetésével alakítható vissza”, a megújuló energiákra utal. (A pontosság kedvéért az is idekívánkozik, hogy a vas égésekor keletkező vas-oxid nem rozsda. A rozsda a vas nedves levegőn való oxidálódásakor képződik. De a vonatkozó angol nyelvű honlapok is a „rust” szót használják.)
Korrekt választ is találtam a neten: „elektromos árammal, vagy hidrogénnel visszaalakítható vassá”. A lényeg az, hogy a vaspor elégetésekor keletkező vas-oxid visszaalakításához mindenképpen energia kell. És a természet törvényei értelmében mindig több energia kell a visszaalakításhoz, mint amennyit az elégetéskor hasznosítottunk.
Mitől „megújuló” a vaserőmű technológia?
A körfolyamat a következő (ha a vaserőművet áramtermelésre használják):
a) A vaspor – akárhogyan állították is elő – potenciális energiaforrás; sok energiát tárol magában, amely égetéssel felszabadítható.
b) Az elégetéskor hasznosítható hőenergiát kapunk. Például vizet tudunk vele forralni, melynek gőze forgatja a turbina lapátjait – vagyis mozgási energiává alakul –, amit a generátor árammá – elektromos energiává – alakít.
c) Elektromos energiával – egy kémiai reakció révén – visszaalakítjuk a keletkezett vas-oxidot elemi vassá, majd azt – föltehetően szintén árammal működő géppel – porrá őröljük.
d) Az így kapott vaspor – akárhogyan állítottuk is elő – potenciális energiaforrás, őrzi magában az áram formájában belefektetett energiát, amely... – és kezdődik a kör elölről.
Azt azonban ne felejtsük el, hogy ami energiát el kell használunk a vas-oxid visszaalakításához és a vasdarabok porrá őrléséhez (3. pont!), az nagyjából kétszer annyi, mint amennyit a vaspor elégetésekor hasznosítani tudunk. A vas semmiképpen sem nevezhető „megújuló energiaforrásnak” (Renewable). Ez a megnevezés itt egyértelműen „greenwashing” (zöldre festés), önmagát hamisan környezetbarátnak mutatás. A megújuló energiaforrások mind planetáris jellegűek: a Föld belső hője (geotermikus energia) és a Hold okozta ár-apály mozgások (gravitációs energia) mellett a legismertebb a Napból érkező sugárzások energiája. (A szél- és víz-energia, valamint a biomassza szekunder napenergia!) Abszolút értelemben nem is létezik megújuló energiaforrás, hiszen a Nap saját energiatartalma is folyamatosan csökken a kisugárzásai révén. Csak emberi léptékben tekinthetjük olybá, mintha „örökké” tartana. Mert más méret- és idődimenzióban létezünk, mint a planéták. A „Vas Üzemanyag” technológiának minden „munkavégző” szakasza után kell legyen egy tetemes energiabefektetést igénylő „helyreállítási” szakasza. Vagyis semmi köze a megújuló energiákhoz!
* * *
Kétségtelenül előnye a vasnak, mint üzemanyagnak, hogy nagy az energiasűrűsége, vagyis könnyen tárolható anyagból sok energia szabadítható fel. De csak ennyi! Kikerülhetetlen hátránya viszont, hogy olyan körfolyamat, amely többszörös energiaátalakulást tartalmaz, márpedig minden energiaátalakulás veszteséggel jár. Energetikailag hatékonyabb lenne, ha a vas-oxid vasporrá való visszaalakításához szükséges energiát inkább közvetlenül arra a célra használnánk fel, amelynek érdekében a vasport elégetjük. És ráadásul akkor nem kellene újabb vasbányákat nyitnunk. Az a gyanúm tehát, hogy ennek az egész Renewable Iron Fuel programnak nem a fenntarthatósághoz való közeledés, nem a Föld védelme a célja. Valami más célja van.
(Érdekes és fontos Victor András részletes fejtegetése a „vas-energiával” kapcsolatban. Erről is szóló írásom mindössze egy lehetőséget mutatott be, semmi esetre sem általános érvényű alkalmazást. Ez esetben is alapvetően érvényes, hogy az új lehetőségek hasznosságát, környezeti hatásait mindenképpen rendszerben, teljes folyamatokban kell vizsgálni mert így kiderül, hogy minden ígéretesnek tetsző alkalmazásnak ára van. Ez az, amit a „sötétzöldek” többnyire nem vesznek figyelembe. Erről a kérdésről korábban magam is részletesen írtam a Népszavában, a lítiumion-akkumulátorokkal kapcsolatban. Szentgyörgyi Zsuzsa)
