2022. április 22., 19:57

Széllelbélelt energiánk

Az orosz-ukrán háború kitörése számos politikai kérdés mellett gazdasági jellegű problémákkal is szembesítette az Európai Unió országait. A szakértők már huzamosabb ideje figyelmeztetnek arra, hogy a fosszilis energiaforrásoktól való függőség nemcsak környezetvédelmi, hanem biztonsági kockázatokkal is jár.

Széerőműpark
Illusztráció
Fotó: Wikipédia

Mint ismert, Európa jelentős mértékben függ az Oroszországban kitermelt kőolajtól és földgáztól, ami a jelenlegi konfliktusban komoly dilemma elé állítja az EU és az egyes tagországok vezetőit. Az egyik oldalon szeretnék gazdasági szankciókkal olyan helyzetbe kényszeríteni az agresszorként megbélyegzett Putyin elnököt, hogy önként belássa a háború folytatásának értelmetlenségét, másrészt lázasan keresik a megoldást az orosz nyersanyag- és energiafüggőség mielőbbi felszámolására. Azonban a legoptimistább forgatókönyvek szerint is ez csak 5–6 éven belül lenne megvalósítható, miközben óriási költségekkel járna mind az alternatív forrásokra való rákapcsolódás, mind pedig a megújuló energia hasznosításának kívánt mértékű bővítése. És akkor még nem beszéltünk arról, hogy a földgáz és a nyersolaj nemcsak energiát szolgáltat, hanem fontos vegyipari nyersanyag is, amelyre kiterjedt ipari rendszerek kötődnek és ezek átállításának kérdése egyelőre csak elméleti szinten fogalmazódott meg.

Fosszilis vagy megújuló?

A fosszilis és a megújuló energia forrása egyaránt a Földre érkező napsugárzás. De míg a fosszilis anyagok igen lassú folyamat eredményeként, az évmilliók során felhalmozódott szerves anyag szénülése során keletkeztek, a megújuló források – elméletileg – azonnal rendelkezésre állnak. Az emberiség évi energiaszükségletét a Nap egy órányi fénykibocsátása teljesen kielégítené, amennyiben ezt valóban hasznosítani tudnánk.

A napfényt közvetlenül a napelemek segítségével lehet villamos energiává átalakítani, ez az energiatermelés azonban nagyban függ a berendezések hatékonyságától. A gyakorlatban alkalmazott legkorszerűbb napelemek jelenleg a beeső napfény kb. 20-25 százalékát képesek villamosenergiává átalakítani. (Az elméletileg elérhető legnagyobb hatásfok 33,7 százalék.) Kísérleteznek ugyan ennél nagyobb hatékonyságú berendezésekkel is, de ezek működtetése jóval bonyolultabb.

Sajnos a napelemek előállításánál olyan kémiai elemeket és vegyületeket is fel kell használni, amelyek kitermelése nem a legolcsóbb, emellett nem éppen környezetkímélőek, ráadásul egy-egy napelem élettartama legfeljebb 25-35 év.
Szélerőművek

A napenergia hasznosításának egy másik, napjainkban jóval elterjedtebb módja a szélerőművek alkalmazása. Először a vízi közlekedésben látták hasznát a szélnek: az ókori Egyiptomban jelentek meg az első vitorláshajók. A szél mechanikus energiáját a szélmalmokban állítólag a perzsák hasznosították először valamikor a Kr. u. 7–9. században. Ezek a szerkezetek a 12. század vége felé jelentek meg Európában. Elsősorban gabonaőrlésre, mocsaras területek lecsapolására használták.

Tengeri szélerőművek
Tengeren épült szélerőműpark
Fotó:  Wikipédia
Villanyáram termelésére először a 19. század utolsó évtizedében próbálkoztak szélenergia segítségével. A múlt század húszas–harmincas éveiben az USA néhány államában lokális jelleggel szélenergián alapuló villamosáramot is termeltek, de az országot behálózó villanyvezeték-rendszer kiépítése ezeket a telepeket feleslegessé tette.

A szélenergia villanyáram termelésére való felhasználása csak a 20. század utolsó két évtizedében vált ismét időszerűvé és e téren komoly előrelépés történt az elmúlt 30 valahány évben. Elsősorban azok az országok váltak úttörőkké, ahol a szeles idő jóval gyakoribb, mint más államokban. Európában Hollandiát, Nagy-Britanniát, Németországot, Spanyolországot és Dániát kell említeni. Valamennyi tengerparttal rendelkezik, és mint tudjuk, ezeken a tájakon jóval gyakrabban „nyargal” a szél, mint a tengerektől távolabb fekvő térségekben.

A szél meghajtotta gépek maximális teljesítménye, amint azt Albert Betz (1885–1968) német fizikus már 1919-ben kiszámította 59,3 %. Ez elméletileg jóval nagyobb hatásfok, mint a napelemek esetében, de több tényezőtől is függ. Nem elhanyagolható adat, hogy ebből egy évre számítva mennyi hasznosítható. Ez a természeti adottságoktól, a légköri folyamatoktól, a szél erősségétől és a terepviszonyoktól függ. Közép-Európában ennek a koefficiensnek az értéke 0,1–0,3, míg a „szelesebb” vidékeken olykor meghaladja az 1–2 körüli értéket.

Megawattokra számítva Kínában hasznosul a legnagyobb mértékben a szélenergia: több mint 220 ezer MW. Az Egyesült Államokban mintegy 100 ezer MW, Németországban több mint 60 ezer MW, Indiában 40 ezer MW, Spanyolországban 25 ezer MW energia a szélerőművek jelenlegi összkapacitása. Közép-Európában Ausztria van a legjobb helyzetben, hiszen ez az érték több mint 3100 MW. Csehország az utóbbi években lépte át a 330 MW-ot, Magyarország alig lemaradva 329 MW-al következik a sorban. Ennek azonban van egy komoly oka is: 2010 óta nem engedélyeznek újabb szélerőműparkokat létesíteni, noha az ország adottságai ezt lehetővé tennék. Talán a következő években megváltozik a hivatalos magyar álláspont.

Fontos szempont a megtermelt energia tárolása is. 2017 decemberében állították üzembe Dél-Ausztráliában a világ legnagyobb 100 MW-os akkumulátorát, amely egy szélerőműparkra csatlakoztatva sok háztartás energiaellátását elégíti ki.

A szélenergia a leginkább környezetbarát energiaforrások egyike, de azért vannak negatívumai is. A szélerőművek teljesítményét nagy mértékben a szélviszonyok határozzák meg. Szélcsendes időben a turbinák nem forognak. Másrészt a túl erős szél sem jó, ráadásul fennáll a mozgó alkatrészek sérülésének a veszélye is. A hatásfokot meglepő módon az is csökkenti, ha túl sok szélturbinát zsúfolnak össze kisebb területen. Az esztétikai szempontok sem elhanyagolhatók, hiszen sokan azért idegenkednek a szélturbináktól, mert elcsúfítják a tájat. Ezeket a berendezéseket igyekeznek a lakott helyektől minél távolabb létrehozni, mert túlságosan zajosak.

Nyugat-Európa természeti adottságai jóval kedvezőbbek a szélenergia hasznosítása szempontjából, ráadásul a tengereken is kihelyezhetők a szélerőművek. Ezen a téren főleg Dánia jeleskedik, ahol az egy lakosra jutó villamosenergia mintegy 50 százalékát éppen a szélerőművekből nyerik. Itt gyártják a legtöbb szélturbinát is a világon.

Szlovákia – tények és lehetőségek

Nemrégen elfogadtak egy törvénymódosítást, amely eltörölte a lokálisan (illetve saját célra) termelt villamos energia teljesítményének eddig érvényes 500 kW felső határát. Egyúttal kedvezőbb feltételekkel lehet ezentúl a fölösleges energiát elvezetni az országos rendszerbe.

A pozsonyi műegyetem tudományos munkatársa, Juraj Kubica szerint a szélenergia egyelőre „nem működik” Szlovákiában. Az utolsó nagyobb létesítmény a Szenicei járásban kialakított Korlátkői (Cerová) szélerőműpark volt, de ezt még a 2004-es EU-csatlakozás előtt helyezték üzembe. Új szélturbinák felállítását a rendkívül bonyolult jóváhagyási rendszer nehezíti. Azok a befektetők, akik erre vállalkoztak végül csak az előkészítési fázisig jutottak el, a tényleges beruházást már nem tudták elkezdeni.

Eddig egyetlen szlovákiai szélerőműpark
Korlátkői szélerőműpark
Fotó:  Obec Cerová

Sokan – köztük minisztériumi tisztviselők is – úgy látják, hogy Szlovákiában korlátozottak a szélenergia hasznosításának a lehetőségei. A kutató azonban ezt az érvelést elfogadhatatlannak tartja, mivel a széltérképek alapján mindez cáfolható volna. Sajnálatos módon azonban a részletesebb széltérképek nyilvánosan nem hozzáférhetőek. Természetesen nem lehet fejetlenül bármilyen, akár szélenergián alapuló erőművet építeni a nemzeti parkokban vagy kulturális szempontból fontos műemlékek mellett. A megoldás az volna, ha nem fékeznék bürokratikus módon az építkezéseket és közzé tennének valóban jó minőségű országos széltérképet. Így automatikusan kiszűrhetők lennének a szélerőműparkok kialakítására különböző okok miatt alkalmatlan területek, például a nemzeti parkok, a tájvédelmi körzetek, a katonai objektumok, a repülőterek, az autópályák körüli védett sávok stb. Még így is legalább tíz százaléknyi széljárta területen lehetne szélturbinákat felállítani – véli Juraj Kubica.

Megosztás
Címkék

Iratkozzon fel napi hírlevelünkre

A Facebook drasztikusan korlátozza híreink elérését. A hírlevelünkbe viszont nincs beleszólása, abból minden munkanapon értesülhet a nap 7 legfontosabb híréről.