2. fejezet - Erőforrásaink, készleteink, fenntartható fejlődés, a megújuló energiaforrásokban rejlő potenciál becslése

Tartalom

2.1. Napenergia
2.2. Szélenergia
2.3. Vízi energia, óceánok
2.4. Geotermikus energia
2.5. Biomassza

A megújuló energiaforrások bőségesen rendelkezésre állnak a Földön, és mindenki számára lehetőséget kínálnak a tiszta és fenntartható energiák felhasználására. Ezek alkalmazásának széleskörű elterjedése adhatja a megoldást a fosszilis tüzelőanyagok kiváltására, amely jelenleg a globális energiafelhasználás csaknem 80%-át teszi ki (2.1. ábra). A megújuló energiaforrások közé soroljuk a napenergiát, a szélenergiát, a tágabb értelemben vett vízi energiát (idesorolva a szárazföldi folyóvizek, illetve az óceáni árapály felhasználásából nyerhető energiát), a geotermikus energiát és a biomasszából nyerhető energiát. A Föld különböző régióiban más és más megújuló energiaforrás hasznosításához kedvezőek az adottságok. Például a felhőmentes, nagy besugárzású területeken – a sivatagokban – a napenergia hasznosítás dominálhat. A mérsékeltövi óceáni tengerpartok mentén a szélenergia, a kőzetlemezek határánál a geotermikus energia felhasználása lehet célszerű. A hegyvidéki nagyesésű folyók, illetve az óceánparti öblök nagy amplitúdójú árapály ciklusa a vízi energia hasznosításának kedvez. A szárazföldi szubtrópusi területeken a bő csapadék hatására jól fejlődő vegetáció a biomassza felhasználását segíti elő.

A globális energiafelhasználás megoszlása energiaforrásonként

2.1. ábra: A globális energiafelhasználás megoszlása energiaforrásonként (REN21, 2013 nyomán) - animáció

A megújuló energiaforrások potenciálisan felhasználható mennyisége közel hússzor annyi, mint az emberiség jelenlegi teljes energiaigénye. Ugyanakkor a ténylegesen felhasznált energiának mindösszesen csak 18%-a származik megújuló energiaforrásokból. Ezen belül a hagyományos biomassza (tűzifa) felhasználás 13%-ot tesz ki, melyet szűkebb értelemben nem tekinthetünk tökéletes megújuló energiaforrásnak. Leszámítva a tűzifa részarányát, a megújuló energiaforrások felhasználásának részletes jelenlegi megoszlását illusztrálja a 2.2. ábra.

A megújuló energiaforrások felhasználásának globális megoszlása

2.2. ábra: A megújuló energiaforrások felhasználásának globális megoszlása (REN21, 2013 nyomán)

Az utóbbi néhány évre (2004-től) követhetjük nyomon a megújuló energiaforrások gyors ütemű növekedését a 2.3. ábrán (ezen a grafikonon a vízenergia nincs feltüntetve). Jól látható, hogy a bemutatott hét év alatt csaknem négyszeresére nőttek a megújuló energiaforrást hasznosító erőmű kapacitások, ami elsősorban a szélenergia hasznosítás bővülésének köszönhető.

A megújuló energiaforrást hasznosító villamosenergia-termelő kapacitások alakulása 2004 és 2011 között

2.3. ábra: A megújuló energiaforrást hasznosító villamosenergia-termelő kapacitások alakulása a 2004–2011 időszakban (REN21, 2013 nyomán)

Egyes becslések szerint a fotovoltaikus napelemekkel tízszer annyi energiát tudnánk előállítani, mint amennyit a Földön jelenleg használunk. Más becslések szerint a megújuló energiaforrások által potenciálisan szolgáltatott energia akár 15-ször is több lehet, mint a jelenlegi nukleáris és fosszilis éves összenergiatermelés együttesen.

2.1. Napenergia

A megújuló energiaforrások közül a napenergia áll a legnagyobb bőséggel rendelkezésre. A felszínre érkező energia mintegy tízezerszer nagyobb, mint az emberiség által felhasznált energia mennyisége. Igaz ugyan, hogy az egyes országok nem részesülnek egyenlő arányban ebből a hatalmas energiaforrásból, mégis csaknem minden országban van lehetőség a napenergia hasznosítására. Jelen tudásunk szerint a jövőben várható globális éghajlatváltozás a Föld egyetlen régiójában sem fogja jelentős mértékben csökkenteni a beérkező napsugárzás mennyiségét. A 2.4. ábra a Föld napenergia felhasználásának területi eloszlását mutatja be. Összehasonlítva a többi megújuló energiaforrással – érthető módon – a sugárzási energia területi eloszlása a legegyenletesebb, olajekvivalens egységekben megadott értéke kontinensenként 10 és 50 Mt között mozog.

A napenergia felhasználásának földrészenkénti megoszlása

2.4. ábra: A napenergia felhasználásának földrészenkénti megoszlása (olajekvivalens Mt egységben) (WRSC nyomán)

A földfelszínre érkező sugárzási energia becslése az óceán feletti területeken nehézkes, hiszen mind a mérőállomások hiánya, mind a felhőzet által kiszűrt hányad pontos meghatározása még az elméleti becslést is megakadályozza. A kontinentális területekre érkező sugárzási energia éves összegeiből számított napi értékek területi eloszlását mutatja a 2.5. ábra. A trópusi övben ez a mennyiség meghaladja a 6 kWh/m2/nap értéket. A pólusok környékén viszont az éves átlagban vett felszínre jutó napsugárzás a hosszú besugárzásmentes időszak miatt ennek még a felét, a 3 kWh/m2/nap értéket sem éri el.

A napenergia átlagos napi értékeinek földrajzi eloszlása 1983 és 2005 között

2.5. ábra: A napenergia átlagos napi értékeinek földrajzi eloszlása, 1983–2005 (Forrás: NASA)

Az európai kontinensre részletesebben mutatja be a globálsugárzás éves értékeit a 2.6. ábra. Jól látható a zonális struktúra: Magyarországtól északra 1050 kWh/m2/év a beérkező sugárzás értéke. A Földközi-tenger térségében viszont 1600 kWh/m2/év fölötti az átlagos globálsugárzás.

Az évi globálsugárzás értékének eloszlása Európában

2.6. ábra: Az évi globálsugárzás értékének eloszlása Európában (Adatok: Meteonorm 4.0)