„A korábban tízoldalas öltözködési szabályzatot két szóra csökkentettük: öltözködj megfelelően.” (Mary Barra, a General Motors vezérigazgatója)
A fenti idézet elgondolkodtató lehet az energiapolitika és -szabályozás, illetve környezetvédelem témájával foglalkozók számára is. Természetesen Barra nem csak az öltözködést alakította át, hanem hasonló gondolkodással az egész vállalatot, amely így megmenekült a csődtől. Sokszor ugyanis nem a felülről (általában elefántcsonttoronyból indított) merev szabályozással, szankciókkal, kőbevésett célkitűzésekkel, hanem a széles társadalmi és a szűkebb közösségek (például az üzleti szféra) érdekei közötti átfedések és harmónia lehetőségeire történő utalással, motiválással józan észre alapozva érünk el többet. Nem hiszem, hogy értelmes emberek ne látnák be, hogy a klímaváltozásnak igenis van az emberi tevékenységekre visszavezethető oka, még ha az nem is egyedüli ok. (Bolygónk történelme során többször volt jelentős, a mainál nagyságrendekkel nagyobb klímaváltozás, amikor sem mi, de még hozzánk genetikailag közel álló rokonaink sem jelentek meg a Földön.) Tehát fogadjuk el azt a tényt is, hogy nem csak rajtunk múlik, de ami rajtunk múlik, azon bizony nekünk kell segíteni, változtatni.
A jelenleg uralkodó konszenzus alapján ahhoz, hogy a kritikusnak tartott 1,5–2 fokos földfelszíni átlaghőmérséklet növekedés formájában jelentkező globális felmelegedés által okozott környezeti károkat még időben korlátozzuk, a károsanyag-kibocsátást 2050-ig nullára kell csökkenteni. Hogy ez elég lesz-e, nem tudjuk.
Alapvetések: mi az és mekkora a károsanyag-kibocsátás, illetve mennyire káros?
A különböző gazdasági tevékenységek a világon összességében évi nagyjából 51 milliárd tonna üvegházhatású gáz kibocsátásával járnak. Ez a szám úgynevezett széndioxid-egyenértékes mennyiséget jelöl, de nem csak a CO2 okolható az üvegházhatásért, hanem például a nitrogén-oxid és a metán is. Ezek a gázok nem egyformán felelősek a változásokért, utóbbi kettő lényegesen magasabb mértékben felel a felmelegedésért, mint a szén-dioxid, viszont nem maradnak olyan sokáig a légkörben. Ezért érdemes közös nevezőre hozva őket CO2-ekvivalensben gondolkodni. Ezt kellene a következő, nem egészen három évtizedben nullára csökkenteni.
Ennek illusztrálására a legjobb példa, hogy a hihetetlen gyorsasággal, elképesztő gazdasági és emberi pusztulást okozó koronavírus-járvány és a hatására gyakorlatilag hónapokra leálló gazdasági ágazatok, illetve mindezek eredményeként csökkenő károsanyag emisszió mindössze pár százalékkal csökkentette ezen gázok légkörbe jutását a tavalyi évben. Vajon milyen mértékű átalakulásnak kell végbemennie ahhoz, hogy ez a szám 100 százalék legyen. Elképzelni is nehéz.
Nagyjából a 18. század végéig a Föld karbonciklusa egyensúlyban volt, a növények nagyjából annyi szén-dioxidot vettek ki a légkörből, mint amennyi évente belekerült. Elődeink ugyanis évezredeken keresztül csak biomasszát (fát, faszenet és erdészeti, illetve mezőgazdasági növényi hulladékot) használtak energiaforrásként, és kevesen voltak. Azután megjelent, majd egyre inkább dominánssá vált a kőszén az ipari forradalom energiaigényére adott válaszként, a 20. századtól pedig elterjedt a kőolaj és a földgáz. Vagyis a ma a légkörben található üvegházhatású gázok emberi tevékenység eredményeként lényegében az elmúlt két évszázadban kerültek oda, és nagyjából egyötöd részük még 10 000 év múlva is ott lesz.
Ebből két dolog következik.
- Az egyik, hogy azért van szükség a zéró kibocsátást megcélozni, mert a légkörbe kerülő gázok jó ideig nem tűnnek el.
- A másik, hogy a ma a légkörben lévő gázok nagy részéért a fejlett gazdaságok a felelősek, és a ma már magasabb éves kibocsátással jellemezhető fejlődő gazdaságok csak viszonylag későn léptek be a ciklusba, így a felelősség kérdése sem egy könnyű téma.
Valójában az egyszerűnek tűnő nulla kibocsátás értelmezése sem egyszerű, ugyanis nagy valószínűséggel nem lesz nulla a kibocsátás, hanem az egyenlege lesz annyi, hiszen egy részét a légkörbe kerülő gázoknak semlegesíteni, kivonni kell, amelyre már ma is ígéretes technológiák (carbon capture) jelennek meg. Mi több, nem csak az éves új kibocsátás, hanem a már korábban kibocsátott gázok egy részét is ki kell majd vonni a légkörből.
Mi történik, ha ez nem sikerül, miért olyan sok 1–2 fok változás a földfelszíni hőmérsékletben? Egyrészt nem csak az átlagos változás az aggasztó, hanem az átlag körüli szóródás mértéke, vagyis azoknak a területeknek a problémája, ahol a hőmérséklet emelkedése már ma is nagyobb, mint a kritikusnak tekintett 1,5–2 fok, másrészt a szélsőségesebb időjárás-változások és azok öngerjesztő hatása (növekvő számú és hatású természeti katasztrófák). De az átlagos változás mértéke sem kell, hogy nagy legyen ahhoz, hogy a hatása brutális legyen. Az előző jégkorszak során mindössze hat fokkal volt hidegebb, mint ma, és a dinoszauruszok korában ugyan csak négy fokkal volt melegebb, de még a sarkkörön túl is éltek aligátorok – írja Bill Gates How to avoid a climate disaster című könyvében.
Miért nehéz és miért nehezen gyorsítható a zéró kibocsátási cél elérése?
Az életünk szerves részévé váltak közvetlenül vagy közvetve a fosszilis energiahordozók. Nélkülük nem lenne megoldható 8 milliárd ember élelmezése. A minden nap használt eszközeink nem léteznének ebben a formában és ebben a mennyiségben nélkülük, mint ahogy nem működne a közlekedés és a szállítás sem. Nem tudnánk fűteni és hűteni, nem működne az iparunk. Egyre több energiát fogyasztunk egyre többen. A következő évtizedekben elérjük a 10 milliárd főt ezen a bolygón, és ezen belül az emberiségnek egyre nagyobb része jelentős mértékben jobb életminőséget, magasabb fogyasztási szintet fog élvezni, mint ma, ami magasabb energia- és alapanyag-felhasználással jár. Egyre többen élnek városokban, és az urbanizációs folyamat az egyik legnagyobb oka a növekvő károsanyag-kibocsátásnak. Bármennyire kegyetlenül hangzik, de ha mindent számba veszünk, hogy egy család mit tehet annak érdekében, hogy csökkentse az ökológiai lábnyomát, akkor magasan az első helyen van az, hogy egy gyerekkel kevesebbet vállaljon, mert ehhez képest a takarékosabb energia-felhasználás, a szelektív hulladékgyűjtés vagy a csökkentett vízhasználat és hasonlók összességében sem érnek fel.
Nos, akkor kedves, szemforgató polgártársaim, kinek, mely nemzeteknek, mely nép- és társadalmi csoportoknak mondjuk azt, hogy ugyan lenne lehetőségük,
- de ne lépjenek ki a szegénységből,
- ne vágyjanak magasabb életszínvonalra,
- ne növeljék fogyasztásukat,
- ne vállaljanak több gyereket,
- ne költözzenek a jobb élet érdekében a faluról a városba,
- ne használjanak internetet, mobiltelefont, autót, táplálóbb ételeket?
Ugye, nem könnyű! És bármennyire szeretnénk a fosszilis energiacégeket büntetni, nem ők a felelősök önmagukban a klímaproblémáért, és az, hogy csökkentjük a finanszírozásukat az elemi matematikával bizonyítható módon ceteris paribus drágítja az általuk (ki)termelt energiaforrások árát, és maximum ezen kereslet-kínálati logikán keresztül csökkenti a keresletüket. De a helyettesítési hatás miatt még ez sem garancia arra, hogy valóban csökken a károsanyag-kibocsátás. Például, ha a szegényebb országok vagy társadalmi csoportok nem tudják megfizetni az alacsonyabb károsanyag-kibocsátású energiaforrásokat (földgáz vagy olaj), akkor az olcsóbb, de mérgezőbb alternatívákhoz fordulnak (szén vagy a magyar divat, a szervetlen hulladékok háztartási égetése).
Az energiaszerkezet változása hosszú folyamat. Ennek megértéséhez elég visszagondolni a korábban leírtakra, hogyan és mennyi idő alatt jutottunk el a biomasszától a szénig, majd a kőolajig és végül a földgázig. Ötven–száz év telt el a megjelenésüktől a 20–30 százalékos, energiaszerkezeten belüli elterjedésükhöz egy adott területen. Afrika egyes részein még a biomassza-szén átmenet sem történt meg, Kínában a mai napig meghatározó a szén szerepe, de nem kell messzire menni, mert Lengyelországban és Németországban is, miközben utóbbi félelmetes gyorsasággal állítja le a még megújulókkal összevetve is legalacsonyabb károsanyag-kibocsátással járó nukleáris reaktorait.
Sokan azt gondolják, hogy a technológiai innovációhoz hasonló gyorsasággal, illetve azt kiaknázva lehet gyorsítani az energiaipari átmenetet. Sajnos nem. Itt nem működik a Moore-törvény, még akkor sem, ha például egyes komponensek fajlagos hatékonyságának javulása hasonló (például a napelemek vagy a lítium ion akkumulátorok árának és teljesítményének változása), mert lényegesen komplexebb, szigorúan szabályozottabb, nagy tőkeerőt és finanszírozást igénylő iparágról van szó, mint, mondjuk, a szoftveripar.
Emiatt a változás ellen ható tehetetlenségi erők is sokkal nagyobbak, és akkor az üzleti, gazdasági, politikai érdekek bonyolult rendszeréről még nem is beszéltünk. A TikTok két hét alatt érte el az első ötvenmillió felhasználóját. Ehhez az energiaiparnak évtizedekre volt szüksége a múltban, és az új megoldások elterjedése a jövőben sem lesz lényegesen gyorsabb. A napelemes technológia születése nagyjából 60–70 évvel ezelőttre tehető, ennek ellenére elterjedése a háztartások vagy ipari felhasználók energiafogyasztását tekintve elhanyagolható a mai napig, miközben hatásfoka (a nap nem mindig és nem egyenlő intenzitással süt mindenhol) a töredéke a 24 órában működő erőműveknek.
Mely emberi tevékenységek és milyen mértékben felelősek érte?
Az alábbi ábrán jól látható, hogy a gazdaság működéséhez szükséges energiatermelés adja az üvegházhatású gázok közel háromnegyedét, ami ezen belül az ipari (24 százalék), közlekedési (16 százalék) és az épületek (18 százalék), valamint egyéb (16 százalék) energia-felhasználásra oszlik. Az ipar ezen túl saját jogon is kibocsát (5 százalék) ilyen gázokat, amely leginkább a cement- és vegyipar között oszlik meg. További jelentős kibocsátás kötődik a mezőgazdasághoz (18 százalék), illetve a hulladékgazdálkodáshoz.
Üvegházhatású gázok kibocsátása szektorális bontásban (Forrás: https://ourworldindata.org/emissions-by-sector)
Egy másik nézetben úgy is feloszthatjuk a kibocsátást a szektorok között, hogy az ipar a legnagyobb környezetszennyező (30 százalék), ezt követi a mezőgazdaság (18 százalék), az épületek – vagyis ahol dolgozunk és lakunk – energiafogyasztása (18 százalék), valamint a közlekedés (16 százalék). A személygépjárművek mindössze a felét teszik ki ez utóbbinak, és a sokat kárhoztatott légi közlekedés pedig csak kevesebb mint két százalékkal járul hozzá a mérleghez. Ezért is vicces, hogy Greta Thunberg operaénekes édesanyja azért kényszerült derékba törni karrierjét, mert kislánya környezetvédelmi okokból megtiltotta számára a repülést, miközben lánya generációjának kedvenc időtöltése, az internethasználat ma már lényegesen nagyobb környezetszennyezéssel jár.
Az elektromos áram termelése és szállítása az összes üvegházhatású gáz emissziójának mintegy 27 százalékáért felel. Előállítása ma még nagyrészt fosszilis üzemanyagok felhasználásával erőművekben történik. A hagyományos energiaforrások közül a legtisztábbak a vízenergia és a nukleáris erőművek, a szél- és napenergia szerepe meglehetősen alacsony. Régiónként és országonként nagy mértékben eltérhet az elsődleges energiamix, amelyet elektromos áram előállítására használunk. Miközben Németország századunk legszomorúbb tréfájaként leállítja nukleáris reaktorait, a szomszédos Franciaországban az atomenergia adja az elektromos áramtermelés közel háromnegyedét, és súlya várhatóan növekszik.
Az életciklus-felmérés (life cycle assesment – LCA) alapján a megújulók beruházástól a lebontásig tartó élettartama alatt töredék annyi üvegházhatású gázért felelősek, mint a fosszilis energiahordozók, bár többért, mint az atomenergia esetében (atom: 9 g/kWh szél: 11 g/kWh, nap: 44 g/kWh, földgáz 450 g/kWh, szén: 1000 g/kWh). Ráadásul ezek a számok a ma legelterjedtebb nagyteljesítményű 5 MW-os szélturbinákra vonatkoznak, a szélmalmok méretének növekedésével a fajlagos kibocsátás jelentősen csökken. A GE Haliade X 14 MW-os turbinája esetén a becsült kibocsátás csak 6 g/kWh.
A szélmalmok építése, rendszerbe állítása még így is a beruházási szakaszban jelentős környezetszennyezéssel jár. Egy 5 MW-os szélmalom építéséhez 900 tonna acélra, 2500 tonna betonra és 45 tonna műanyagra van szükség. (Nem lebecsülendő méretekről beszélünk, ha növelni akarjuk a ma elterjedt szélturbinák kapacitását. Az Upwind project 20 MW-os turbinájának rotorja 252 méter átmérőjű lenne, az Airbus 380 szárnyszélességének háromszorosa. A jelenleg létező legnagyobb koncepcionális terv 50 MW-os turbináról szól, amelynek 300 méteres magassága megegyezne az Eiffel toronyéval, és lapátjai 200 méter hosszúak lennének.)
Hogy mire elég 5 MW? A Paksi Atomerőmű kapacitása 2000 MW, és ezzel nagyjából Magyarország elektromosáram-igényének felét tudja biztosítani, vagyis 400 darab 5 MW-os szélturbina tudná helyettesíteni, ha 24 órában termelne áramot, de sajnos a legoptimistább becslés szerint sem tudnánk 20–30 százaléknál magasabb kapacitás-kihasználtságot elérni. Ahhoz, hogy a világ 30 PWh áramigényének 2030-ban a negyedét szélturbinákkal állítsuk elő, 2,5 TW kapacitást kellene kiépíteni. Pusztán az ehhez szükséges acél előállításához 600 millió tonna szénnek megfelelő fosszilis energiahordozó kellene, és akkor még nem beszéltünk a betonról, műanyagról, kenőanyagokról, festékről, bevonatokról, valamint a rendszerhez kapcsolódást biztosító anyagigényről (például a vezetékekről). Vagyis a megújuláshoz is a még több fosszilis energiahordozón keresztül vezet egyelőre az út.
Ha teljes mértékben megújuló energiaforrásokra állnánk át az áramtermelésben, akkor is csak 27 százalékkal csökkentené a károsanyag-kibocsátást, bár az is nagyjából a kétszerese annak, amennyivel akkor csökkenne az emisszió 2030-ig, ha minden ország betartaná a Párizsi Egyezményben tett vállalását. Igen ám, de ma még fogalmunk sincs, hogyan tudnánk átállni teljes egészében megújulókra, azok rossz hatásfoka, lassú elterjedése, nem minden égövön és nem minden időszakban működő használata, plusz – az egyik legfőbb nehezítő tényezőként – az elektromos áram nagy mennyiségben történő tárolásának egyelőre még papíron is megoldatlan problémája miatt.
Tegyük fel, hogy valamikor valahogy sikerül ezekre a kérdésekre választ találni. De mi lesz az elektromosáram-felhasználáson túli ipari környezetszennyezéssel? Három nagy anyagcsoport előállítása a kulcskérdés: beton, acél és műanyag. Egy tonna beton előállítása jelenleg nagyjából egy tonna üvegházhatású gáz emissziójával jár, egy tonna acélé ennél is lényegesen több, közel két tonna kibocsátást okoz, és a műanyagokkal sem állunk jobban, hiszen előállítása szinte teljes egészében kőolajra és az azt felhasználó petrokémiai iparra épül, így például egy tonna etilén előállítása 1,3 tonna karbon kibocsátásával jár. Vagyis hiába nagyon kedvező az életciklus alapján számolt környezetterhelése a megújulóknak, a beruházási szakaszban, vagyis a következő évtizedekben az alappályához képest is valószínűleg nagyobb emisszió következik be.
A német beteg
Keresve sem találnánk rosszabb példát a zöld átmenet kezelésére, mint a német modell, az úgynevezett Energiewende, amely tavaly ünnepelte 20. születésnapját, de nem sok ok volt a pezsgőbontásra. Egy mondatban talán úgy lehetne összefoglalni, hogy kevés eredményt ért el az átmenet céljait tekintve, miközben meglehetősen drága volt.
Az elektromos áram ára megduplázódott Németországban, 34 dollár cent/kwh volt 2019-ben, miközben Franciaországban (hála a magas atomenergia-aránynak) csak 22 cent, az USA-ban pedig 13 cent volt. Az elektromos áram termelésében a német kapacitás ezen időszakban 80 százalékkal nőtt (120 GW-ról 218 GW-ra), miközben a termelés csak hat százalékkal (577 TWh helyett 607 TWh).
Lényegében egy második kapacitás jött létre a megújulók területén, csak ez utóbbi 20 százalékos kihasználtság mellett működött, a napenergia ezen belül 10 százalékkal, ami Németország benapozottságát ismerve nem túl meglepő. A hagyományos rendszer kapacitása csak 85 százalékra csökkent, hiszen azt fenn kellett tartani szinte teljes egészében a megújulók lassú „megújulása” miatt, és azért, hogy az azok miatt előálló nagy kilengéseket kompenzálni lehessen. Utolsó csapásként a nukleáris reaktorok gyorsított leállása jött, miközben a szén és a még nála is környezetszennyezőbb lignit jó esetben 2030-ra kerül ki az energiaszerkezetből.
A német és amerikai elektromosáram-termelés energiaforrások szerinti bontásban (Forrás: https://spectrum.ieee.org/germanys-energiewende-20-years-later)
Energiaár-robbanás a közelmúltban – amiről senki sem írt
A Concordeblogon megjelent korábbi cikkemben a hagyományos energiacégek finanszírozásának csökkenéséről és következményeiről értekeztem röviden, ami alapvetően nem az energiaárak robbanásáról szólt. Az erre született egyes, az írásomat félreértő reakciók viszont leírták viszonylag részletesen, hogy különböző tényezők miként hatottak az energiaárak (Európában elsősorban a gáz és ennek folyományaként az elektromos áram) megugrására. Miközben a kőolaj évtizedek óta az egyik legfontosabb árutőzsdei termék, a földgáz és az elektromos áram, amelynek nincs világpiaci, hanem regionális ára, csak az utóbbi időben lett pénzügyi szempontból is keresett árutőzsdei termék, és forgalma egyre inkább eltávolodik ezen termékek valós kereskedelmi igényeitől, ugyanis ma már a nagy szereplők ezen a piacon nem csak az energiacégek, hanem a sokkal nagyobb tőkeerővel és még nagyobb likviditással bíró bankok, befektetési bankok, befektetési alapok, különösen a fedezeti alapok és az árupiaci kereskedő cégek. Csak hogy az irányt és az arányokat megértsük, nézzük a világ devizapiacait.
A világ devizaforgalma nagyjából egy hét alatt fedezné a világkereskedelemhez szükséges devizamennyiség adásvételét. Mi történik a fennmaradó 51 héten? Spekuláció és devizafedezeti műveletek. Ugyanez a jelenség kezd testet ölteni az eddig Csipkerózsika-álmukat alvó energiatermékek kereskedelmében. Ehhez adjunk hozzá egy rejtélyes terméket, a kvótát, amit az üvegházhatású gázok kibocsátóinak kell megvásárolniuk, hogy kompenzálják környezetszennyező tevékenységüket.
Nézzünk egy kisebb hedge fund csoportot, amely mondjuk, pár tízmilliárd dollárt kezel. Mivel a vásárlóereje konzervatívan 10-szerese a kezelt tőkéjének, pár százmilliárd dollárnak megfelelő tűzerővel rendelkezik. (Opciókon keresztül a piaci hatása ennek is sokszorosa lehet, az elhíresült Long Term Capital Management 1998-as szabályozott összeomlása előtt nagyjából 5 milliárd dolláros tőkével 1000 milliárd dollárra becsült opciós könyvet kezelt, ráadásul javarészt fedezetlenül eladott opciók révén.) Szabályozása meglehetősen laza, tehát ha az energiaárak növekedésére akar fogadni, márpedig higgyék el nekem, a többségük az elmúlt egy évben erre fogadott, akkor több tízmilliárd dollárt tud olaj, gáz, elektromos áram és CO2 kvóta long pozícióra fordítani. És meg is tették. A szén, földgáz, elektromos áram árának grafikonját vessék össze a mémrészvények, a kriptopénzek vagy éppen a Tesla részvényeinek grafikonjával, és rögtön megértik, mire gondolok.
