Az energiatermelés világszerte és hazánkban is sok helyen károsítja a környezetet, a természetet. Ugyanakkor az életminőség javításának és a Föld lakossága növekedésének hatására egyre több energiára van szükség. Aggodalomra ad okot, hogy az energiatermeléssel járó szennyezés is katasztrófához vezethet már a 21. században. Ennek megítélésében azonban több bizonytalanság is van. Egyrészt a fejlődést nem ismerjük kellően, másrészt a várható hatásokat sem tudjuk pontosan kiszámítani. A közvélemény azonban joggal elvárja az energiaipar környezetkárosító hatásának mérséklését.
Természetesen az energia megmaradásának törvénye alapján nem lehet energiát termelni, legfeljebb átalakítani. Mégis energiatermelésnek nevezik a köznyelvben az elsődleges (primer) energiahordozók kitermelését, a bányászatát, továbbá a megfelelő másodlagos (szekunder) energiahordozókká való átalakításukat. Előbbire példa a szén, a kőolaj és a földgáz kitermelése, az utóbbira a villamos energia és a távhőtermelés.
Az üvegházhatással összefüggő globális éghajlatváltozás, annak veszélyei, okai, megelőzése, ebben a Föld országainak felelőssége, az intézkedések vállalása éles vitákat váltott ki, illetve vált ki. A fosszilis tüzelőanyagok felhasználásából származó szén-dioxid kibocsátás túlnyomó része, mintegy 97%-a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származik, és növekedése olyan rohamos, hogy amíg 1860-ban 100 millió tonna, 1958-ban 2,3 milliárd tonna, addig ma már 6 milliárd tonna az évi szén-dioxid kibocsátás. De nemcsak szén-dioxid emisszió van, hanem a légkörből többek között a növényvilág révén szén-dioxid elnyelés is, így az erdőtelepítés elősegíti a szén- dioxid nyelők kapacitásának növekedését.
Kérdés, hogy ha az elkövetkező évtizedekben a jelenlegi másfélszeresére, később kétszeresére növekszik az energiatermelés és döntő részesedése a hagyományos fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származna, akkor hova fog vezetni a szén-dioxid kibocsátás hatása. Szakemberek vitáiból eddig megnyugtató megoldást, prognózist még nem hallottam. Nemrég egy környezetvédelmi rendezvényen azt a választ kaptam, hogy nincsen megoldás, és a jelenlévő szakemberek közül senki sem cáfolta a választ. Ugyanakkor el kell ismernünk, az elmúlt három évtizedben teret nyert az a megközelítés, hogy a nagytérségű környezeti problémák feltárása, a szükséges teendők kidolgozása és eredményes végrehajtása csak hatékony nemzetközi összefogással valósítható meg. Nemzetközi erőfeszítések születtek a földi éghajlat különböző összetevőinek megfigyelését szolgáló eszközök, megfigyelőrendszerek fejlesztésére, az ezek által nyert adatok világméretű gyűjtésére, az éghajlat várható alakulásának becslésére. Az üvegházhatású gázoknak (szén-dioxid, metán, dinitrogén-oxid, fluorozott szénhidrogének, halonok, telítetlen freonok, illékony szerves vegyületek, hogy csak néhányat említsek) a légköri hőmérsékletet növelő és az óceánok, tengerek légkört hűtő hatásának együttes figyelembevételével alakíthatunk ki prognózist az éghajlatváltozásra.
A várható energiatermelés növekedését és ennek káros hatásait nem szeretném túlértékelni, mert pozitív tervek és lépések is vannak az energiagazdálkodásban. Nagy jelentősége van az energiatakarékosságnak mind a termelés, mind a felhasználás terén. A lakosság azonban sokszor anyagi okok miatt nem tudja rövid időn belül háztartási gépeit energiatakarékos berendezésekre cserélni, és ezért inkább fizeti a nagyobb energiaigénnyel működő készülékeinek használatából adódó viszonylag nagyobb energiaszámlát.
Jelentős eredményeket érhetünk el a környezetszennyezés csökkentése terén az energiatermelés hatásfokának növelésével. Például ha hazánkban kihasználják a távhő adta lehetőségeket a kapcsolt energiatermelésre, akkor a magyarországi erőművek jelenlegi 39%-os energiaátalakítási hatásfoka a jövőben 44% fölé növekedhet. Egyúttal jelentősen mérséklődhet az erőműrendszer károsanyag-kibocsátása, sőt a szén-dioxid emisszió is. A magyarországi erőművek jelenlegi, több mint 22 Mtonna éves szén-dioxid kibocsátása egy évtized alatt akár 20%-kal is csökkenhet, a nagyobb termelés ellenére is.
Reményt keltő, hogy a hazai környezetvédelmi előírások szigorításával (részben kapcsolatban az Európai Unióhoz történő csatlakozásunk jogharmonizációs munkálataival), a szennyező kibocsátások betartása esetén csökkeni fog az energiaszektorból kikerülő káros kibocsátás mennyisége. A közelmúltban, 2001. február 14-én megjelent 21/2001-es kormányrendelet a levegő védelmével kapcsolatos szabályozásról már ilyen szemléletű. Magyarországon 1973-tól kezdve az előírások bírságokkal igyekeztek kikényszeríteni az erőműveknél is a károsanyag-emisszió csökkentését, illetve bizonyos határértékeken belül tartását. A környezetpolitika azonban általában nem tette lehetővé a szennyező gyárak, üzemek leállítását. Fizették a vállalatok a bírságot, amely időközben növekedett, volt olyan szénerőmű, amely 300 millió forint bírságot fizetett egy évben, de tovább működhetett. Ez a bírságolási rendszer annyiban megszűnik, hogy például ha az erőmű 2004. december 31-ig nem tudja megoldani és betartani - elsősorban beruházási tőke hiánya miatt - a károsanyag-kibocsátások előírt határértékeit, az erőművet leállítják. A nagymérvű szennyezésre példa az az erőművünk, ahol nagy kéntartalmú hazai szén eltüzelésével állítottak elő villamos áramot, és mivel füstgáz-kéntelenítővel nem rendelkeznek, ezért előfordult, hogy több mint 10 ezer mg kén-dioxidot bocsátottak ki köbméterenként, amikor a megengedett érték 400 mg. Ezért egy átmeneti türelmi idő eltelte után előreláthatólag leállítják az erőművet. Kétségtelen, hogy egy füstgáz-kéntelenítő beruházása igen költséges. A Mátrai Erőmű Rt. 2000 őszén üzembe helyezett egy kéntelenítőt, amelynek beruházási költsége több mint 10 milliárd forint volt és működtetésével a villamos áram önköltsége is nőtt. A beruházás környezetvédelmi szempontból jelentős hazánkban, de ettől a beruházástól önmagában nem termelnek több áramot a cégnél.
A megelőzés és csökkentés lehetőségei
A környezet károsítása az energiaszektorban függ a felhasznált energiaforrásoktól, a tüzelés módjától, az erőművekben alkalmazott technológiáktól, a tisztító berendezések meglététől, hatásfokától és érinti nemcsak a levegő tisztaságának védelmét, hanem a víz-, a talaj-, a zaj- és a rezgésvédelmet, sőt a hulladékok elhelyezését is. Nagyon fontosak a szennyezők által okozott élettani hatások, az egészségkárosodás megelőzése, nem elhanyagolhatók a kockázatszámítások, a gazdasági hatások és eredményeinek értékelése sem.
A felsorolt témakörökből csak hárommal foglalkozom: az energiaforrások és technológiák megválasztása, a levegőszennyezés megelőzése és a levegő tisztítása, valamint a vízgazdálkodás és a talajvédelem kérdése.
Fűtőanyagok megválasztása, hagyományos és megújuló energiaforrások
A hagyományos fosszilis energiahordozók: az ásványi szenek, a kőolaj, a földgáz, bizonyos mértékben a tűzifa. A megújuló energiaforrások: a víz-, a szél-, a nap-, a geotermális energia, a biomassza (a biodízellel együtt), az árapály. Itt említem meg a hőszivattyút is, bár a szakemberek egy része ezt vitatja, mert szerintük a hőszivattyú nem előállítja, hanem csak kiszivattyúzza a meglévő energiát a természetből.
A hagyományos fosszilis energiahordozók közül a lignit, a barnaszén és a fekete kőszén változó kén- és hamutartalmú, a kőolajok is különböző kéntartalmúak, amelyeknek elégetése során kén-dioxid és kén-trioxid keletkezik. Ezért vagy kis kéntartalmú szenet égetünk el, vagy ha nagy kéntartalmút tüzelünk, nemegyszer a kéntartalom a 3-4%-ot is eléri (ekkor füstgáz-kéntelenítőt kell építeni). A kőolajból desztillációval előállított fűtőolaj, illetve nehézfűtőolaj kéntartalma a 2-3%-ot is elérheti, amelynek elégetése szintén megköveteli füstgáz-kéntelenítő beépítését. A földgáz, amelyet hazánkban elégetnek, gyakorlatilag kénmentes és a leginkább környezetbarát tüzelőanyag a többi fosszilis tüzelőanyaghoz viszonyítva. Ezért javulást hozhat, ha nehéz fűtőolaj helyett földgázbázisra állítjuk át az erőművet.
A megújuló energiaforrásokra különös figyelmet fordít a ma embere. Hazánkban is alkalmaznak napenergiát, Inotán megépült egy szélerőmű, vízerőművekkel is rendelkezünk, igen csekély mértékben. Régóta hasznosítjuk a geotermális energiát. Az 1. ábra az Európai Unió 1995-ös áramtermelésének megoszlását és a 2020-ban várható arányokat mutatja, amiből kitűnik az EU érdeklődése a megújuló energiaforrások hasznosítása iránt. A vízenergia is megújuló energiaforrás, és amikor az EU az összes megújuló energiatermelés arányát számolja az összenergia-termelés mennyiségéből, ebben a legnagyobb a vízenergia részaránya.
Hazánkban a megújuló energia termelése pontosan nehezen számítható, mintegy 2-3%-ra tehető. Ezt az arányt kétszeresére kívánják növelni az elkövetkező években. Látnunk kell azonban: bár fontos, hogy a megújuló energiaforrásokból növekedjen az energiatermelés, a beruházási költségekre, valamint a termelt villamos áram egységárára oda kell figyelnünk (1. táblázat). Az előzetes tájékoztató adatok a 2000-2010 közötti időszakra vonatkoznak, 2000. évi bázison. A biomassza fokozottabb felhasználása hazánkban szintén támogatott program. A biomassza szénhidrogén alapanyagú növényi anyag, amely a Nap sugárzó energiáját és az atmoszféra CO2 tartalmát felhasználva épül fel, így a biomasszában is a napenergia van jelen, tárolt formában. Elégetésekor ugyan szén-dioxid szabadul fel, de mennyisége a keletkezéskor elnyelt mennyiséggel egyezik, így a környezet szén-dioxid tartalmát nem növeli.
Külön kell említeni a most induló biodízel-programot. Ismeretes, hogy a hagyományos dízelmotor átalakítás nélkül üzemeltethető növényolaj metilészterrel. Ökodízelnek is hívják, ami a hajtóanyag környezetbarát jellegére utal. A növényolajok közül nálunk a repceolajból előállított biodízel gyártása valószínű.
Nemzetközi kitekintésben a 2. ábrán bemutatom azt a túlzottan optimistának és meghökkentőnek tűnő diagramot, amelyet Joosten Connemann közölt Biodiesel in Europa című cikkében. Közlése, amely a folyékony energiahordozó összes felhasználását mutatja be az 1995-től 2050-ig terjedő időben, tartva a Föld kőolajkészleteinek kimerülésétől, azt prognosztizálja, hogy 2050-ben a mintegy 5 milliárd tonna/év összes folyékony energiahordozó 80%-a megújuló energiaforrásból fog származni.
Az energiatermelésre természetesen az atomerőműveket is választhatjuk és választottuk is. Ezzel olyan energiatermelést folytathatunk, ahol gyakorlatilag légszennyező anyag, sőt szén-dioxid sem jut az atmoszférába, az elfolyó víz hőterheléséből adódó esetleges káros hatások kiküszöbölése megoldott. Az erőmű kockázata megfelelő, biztonságos szabályozórendszerrel, és a nukleáris hulladékok biztonságos elhelyezése megoldható. A hely kijelölését azonban időben kell elvégezni.
A levegőszennyezés megelőzése és a levegő tisztítása
A hőerőművekből és a közlekedésből származó legfontosabb szennyezők az SOx, NOx és a porszennyezés. E téren hazánkban jelentős eredményeket értünk el elsősorban a kőolaj-feldolgozó iparnak köszönhetően. Lényegesen csökkent a motorhajtóanyagok kéntartalma, és ma már csak ólmozatlan benzint adnak el a töltőállomások. A közlekedésből származó jelentős NOx-szennyezés a katalizátoros gépkocsik számának, arányának növelésével kedvező értékeket ért el. Erőműveink jelentősen csökkentették a porszennyezést az elmúlt években. Sajnos az erőművi kén-dioxid kibocsátás terén nem dicsekedhetünk eredményekkel, kivéve a Mátrai Erőmű Rt.-t, amelynek füstgáz-kéntelenítője 2000 ősze óta működik. A füstgáztisztításra számos mechanikai és kémiai technológiai eljárás ismert világszerte. Ezek különböző hatásfokkal működnek és eltérő beruházási és üzemeltetési költségeket igényelnek. A kéntelenítő eljárások egy része csak a levegőbe jutó kén-dioxidot, kén-trioxidot csökkenti, míg a technológiák másik része nemcsak kéntelenít, hanem hasznosítja is a kenet gipszként, elemi kénként, sőt kénsavat és műtrágyákat előállító eljárások is ismertek a füstgáz kéntelenítése terén. Bármely technológiát választják, elengedhetetlen, hogy nemcsak a kéntelenítési hatásfokot, az eljárással elért emisszió értékét, hanem a beruházási és üzemeltetési költségeket, a melléktermékek keletkezését, hasznosíthatóságát, elhelyezését is vizsgálják.
Vízgazdálkodás, talajvédelem
Az erőművek működtetésénél lényeges szempont a nagy mennyiségű vízzel való gazdálkodás. A vízkezelés fontos technológiai művelet az erőműveknél. Nagy gondot kell fordítani a vízminőség kérdéseire és ügyelni kell, hogy az elhasznált víz hőtartalma ne legyen káros a befogadó víz élővilágára.
Környezetszennyezési és -védelmi szempontból nem elhanyagolható kérdés a salakpernye kezelése és elhelyezése. Fontos, hogy a hígzagyos technológiát a sűrűzagyos technológia váltsa fel, amely nemcsak jelentős vízmegtakarítással jár, hanem a talajvédelmet is szolgálja a zagyelhelyezés terén. A sűrűzagyos technológia előnye, hogy kisebb helyen elfér, a vízáteresztő képesség a talaj felé kisebb lesz, ezáltal a talajvízszennyezés fenyegetettség csökken, a salakpernye-kezeléshez kevesebb víz kell.
Összefoglalva megállapítható, hogy az energiatermelésből származó szennyezés és környezetvédelem témakörben kialakult helyzet ellentmondásos, mert lehet ugyan ellenezni a fosszilis tüzelőanyagok elégetését, a nukleáris energia termelését, a vízenergia-hasznosítást, illetve ezek fejlesztését, de ezek helyettesítésük más forrásokból rövid távon és teljesen nem megoldható. Ez nem jelenti azt, hogy ne törekedjünk a megújuló energiaforrásokból származó energiamennyiség arányának növelésére. Örvendetes viszont, hogy az emberiség, köztük az energiaipar szakemberei mára már felismerték, hogy a természet megóvásáért többet kell tenni. Az egyes régiók, országok álláspontja, érdekei ma még eltérőek, de reméljük, hogy a jövő iránti felelősségük tudatában megtalálják a megoldást.
IRODALOM:
1. Civin V., Kaszánné T.É., Szabó J., Galli M., Zsuga E.: Környezetközpontú irányítási rendszer bevezetése az MVM-Rt.-ben. A Magyar Villamos Művek Közleményei 37, 4. sz., 41. o. (2000)
2. Conneman J.: Biodiesel in Europa Der alternative Kraftstoff, FAME. Az Union Zur Förderung von Oel-und Protein-pflanzen E.V. (UFOP) 10. évére megjelent jubileumi kiadvány, 24. o. (2000)
3. Faragó T. (szerk): Az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése: Kiotói jegyzőkönyv az ENSZ éghajlatváltozási keretegyezményéhez és a hazai feladatok. Fenntartható Fejlődés Bizottság Budapest, 1998.
4. Homola V.: Felépült az ország első szélerőműve. Mérnök Újság 8, 2. sz., 7. o. (2001)
5. Imre L.: A fotovillamos energetikai ipar növekedése. Magyar Energetika 8, 1. sz., 19. o. (2000)
6. Marx Gy.: Energia holnap. Elektrotechnika, 91, 11. sz., 443. o. (1998)
7. Regősné Knoska J.: Füstgáz kéntelenítési folyamatok összehasonlítása. OMIKK Környezetvédelem 2001, 5-6. sz., 22. o.
8. Stróbl A.: A kilencvenes évek erőműépítési terveiről. Magyar Energetika 8, 1. sz., 23. o. (2000)
9. Stróbl A.: A megújuló energiaforrások szerepe a nyugat-európai villamosenergia-termelésben. Előadás a MTESZ Megújuló Energiaforrások elnöki bizottság 2000. júliusi ülésén
10. Stróbl Alajos: Az energiatermelés dinamikája és a globális változások. OMIKK, Budapest 2001.
11. Ürge-Vorsatz D., Szlávik J., Pálvölgyi T., Füle M: Fenntartható energiagazdálkodás és környezetvédelem. Az energiahatékonyság javításnak és az üvegházhatású gázok kibocsátás-csökkentésének gazdasági feltételei Magyarországon. BME, Budapest, 2000.
12. Vajda Gy.: Energetika és fenntartható fejlődés. Természet Világa. Természettudományi Közlöny, 132, 8. sz., 340. o. (2001)
A jelen számunkat a huszonöt éves Paksi Atomerőmű Rt. támogatta.