A villamosítási verseny megnyerése

Semmi kétség, hogy 2100-ra a világ bőségesen rendelkezésre álló, olcsó karbonmentes energiával rendelkezik majd. Szenet már csak múzeumokban fogunk látni, a kőolaj és a földgáz használata óriási mértékben csökken. A technológiai folyamatok elkerülhetetlenül ezt eredményezik majd, még ha az állami politika nem segíti is ezt elő.

A potenciálisan katasztrofális hatású klímaváltozás megelőzéséhez azonban a karbonmentes világgazdaságot már az évszázad közepére ki kellene alakítani. Ez is megvalósítható, de csak megfelelő stratégiai víziók és erős politikai támogatás mellett.

A villamos energia fogja dominálni a jövő globális energiarendszerét. Jelenleg azonban a villamos energia csupán a végső energiakereslet 20 százalékát teszi ki, és a közvetlen fosszilisüzemanyag-felhasználás még mindig dominálja a közlekedést, az épületek fűtését és a nehézipart. A legtöbb gazdasági tevékenység energiaszükségletét lehet villamos energiával fedezni, és ezek közül sok jóval hatékonyabbá válik, amint villamosítják.

A belső égésű motorok jellemzően az általuk felhasznált energia 60-80 százalékát elpazarolt hővé alakítják át, és csupán 20-40 százalékát formálják át a járművek meghajtásához szükséges mozgási energiává.

Ezzel szemben a villanymotorok 90 százalék feletti hatékonysággal bírnak.

Továbbá a gyártásuk annyival egyszerűbb, hogy öt éven belül a gyártás közben keletkező költségmegtakarítás kiegyenlíti majd az akkumulátorok költségét, ami az elektromos járműveket olcsóbbá teszi a dízel- és a benzines autókhoz képest.

Hasonlóképpen elmondható, hogy az elektromos hőszivattyúk több mint 3 kilowattórát tudnak előállítani az épületek fűtésére csupán egy kilowattóra áram felhasználásával. Egyetlen gázbojler sem tud 0,9 kilowattóránál többet előállítani ugyanekkora mértékű energiabevitel mellett.

Bár az akkumulátorokkal hajtott villanymotorok növekvő szerepet fognak játszani a rövid távolságú repülésben és hajózásban, az akkumulátorok túl nehezek ahhoz, hogy már néhány évtizeden belül a nagy távolságú repülőjáratokhoz vagy interkontinentális hajózáshoz biztosítsák az energiát.

A hajómotorok azonban ammóniát is tudnak égetni kőolaj helyett, és az ammónia karbonmentes üzemanyag lehet, ha azt a víz elektrolízise révén előállított hidrogénből biztosítják megújuló energiaforrásokból származó áram használatával. Emellett szintetikus repülőgép-üzemanyagot is elő lehet állítani hidrogénből és a levegőből kivont szén-dioxidból. A hidrogén – üzemanyagként használva vagy fontos vegyi inputként – nagy szerepet fog játszani a nehézipar (úgymint acél- és vegyipar) dekarbonizálásában.

Még ha nem feltételezünk is alapvető technológiai újításokat, akkor is biztosan el tudjuk érni 2050-re, hogy a világgazdaságban a villamos energia fedezze a végső energiaszükségletek 65-70 százalékát, a hidrogén, az ammónia vagy a szintetikus üzemanyagok pedig a további 12-15 százalékot.

A bioenergiának és a fosszilis üzemanyagoknak a teljes energiafelhasználás csak mintegy 20 százalékát kellene fedezniük. A fosszilis üzemanyagok ennyire jelentősen visszafogott használata mellett alkalmazott szén-dioxid-leválasztás valódi karbonmentes gazdaságot tudna biztosítani.

Továbbá egy ilyen széles körű villamosítás hatalmas környezetvédelmi hasznot eredményezne azáltal, hogy felszámolnánk azt a lég- és zajszennyezést, valamint a nem kívánt vagy elpazarolt hőtermelést, amely a fosszilis üzemanyagok járművekben, gázbojlerekben és ipari folyamatokban történő elégetésével elkerülhetetlen.

Egy ilyen gazdaság kiépítéséhez mintegy 90 ezer terawattórányi éves globális áramellátás szükséges a jelenlegi 23 ezer terawattórányi szinttel szemben. Mindezt karbonmentes módon kell biztosítani, de ez a cél is egyértelműen megvalósítható.

A Nap minden egyes nap nyolcezerszer több energiát sugároz a Földre, mint amennyire amúgy az emberiség napi energiaigényének fedezésére szükség lenne.

Kilencvenezer terawattórányi napenergiából származó áramot tudnánk előállítani a szárazföldi területek kevesebb mint 1,5 százalékának felhasználásával (ez a mérték kevesebb mint 0,5 százalék lenne, ha a vízfelületeket is tudnánk használni). A napenergia költségei az elmúlt tíz évben 85 százalékkal csökkentek, és a világ sok helyén a napenergia már olcsóbb, mint a szén – az évszázad közepére pedig még kedvezőbb lesz az ára.

A szélenergia költségei is gyorsan csökkentek, és a nukleáris fúziós energia két évtizeden belül üzletileg életképes technológia lehet. Az akkumulátorok költségei több mint 80 százalékkal csökkentek 2010 óta, és valószínűleg ismét megfeleződnek 2030-ra, miközben egy nemrégiben készült jelentés azt mutatta ki, hogy az elektrolízis költsége nagy valószínűséggel hamarosan esésnek indul.

Sok más energiatárolási és energiakereslet-kezelési technológia is azt ígéri, hogy megválaszolja a megújuló energiarendszer fő kérdését: mit tegyünk, ha a nap nem süt, és a szél nem fúj.

Ezek a fejlemények elkerülhetetlenné teszik, hogy 2100-ra a világban bőségesen rendelkezésre álljon az olcsó és teljesen tiszta energia. Az azonban nem biztos, hogy meg fogjuk tudni akadályozni a katasztrofális hatású klímaváltozást. A fosszilis üzemanyagok használata még mindig emelkedik, és a globális felmelegedés az iparosodás előtti szinthez képest 2100-ra eléri a 3 Celsius-fokos mértéket – ha a helyzet nem változik –, tehát jóval túllépi a párizsi klímamegállapodásban meghatározott 2 Celsius-fok alatti mértéket.

Továbbá – bár a nap- és szélenergia költsége csökkent – a kapacitásokat három-négyszeresükre kell növelni ahhoz, hogy 2050-re évi 90 ezer terawattórányi tiszta áramot tudjunk termelni.

Az ilyen törekvések makrogazdasági költsége egyáltalán nem hatalmas: a karbonmentes gazdaság 2050-re való kiépítéséhez szükséges beruházások mértéke évente a globális GDP 1-1,5 százalékát tenné ki. Ezeknek a folyamatoknak a gyorsításához azonban hathatós állami intézkedésekre van szükség. Az erre irányuló politikának annak felismerésével kell kezdődnie, hogy a villamosítás és a hidrogén jelentős használata az egyetlen módja a karbonmentes gazdasági jólét elérésének.

A kormányzatoknak ambiciózus célokat kell kijelölniük a megújuló energia – valamint néhány esetben az atomenergia – kapacitásainak növelésére, miközben aukciókat alkalmaznak a magánszektor hozzájárulásának biztosítására a lehető legalacsonyabb költségek mellett.

A közúti szállításokra vonatkozó stratégiának azt kell célul kitűznie, hogy a belső égésű motorok teljes mértékben tűnjenek el az utakról legkésőbb 2050-re. Ehhez arra van szükség, hogy már jóval hamarabb betiltsák a belső égésű motorral szerelt új járművek forgalmazását.

Emellett a karbonárazásra is szükség van, hogy az ipar dekarbonizálása gazdaságos legyen. Végül a kormányoknak kezdeti szubvenciókkal kell támogatniuk az olyan új technológiákat, amelyek a szoláris fotovoltaikus technológia, a szélturbinák és az akkumulátorok költségeinek gyors csökkentését segítették elő.

Ilyen intézkedésekkel a világ elég gyorsan ki tudná építeni a karbonmentes gazdaságot ahhoz, hogy a klímaváltozás mértéke kezelhető szintre csökkenjen. A megfelelő intézkedések nélkül azonban a karbonmentes gazdaság túl későn jönne létre.

Copyright: Project Syndicate, 2020

www.project-syndicate.org