Fizikai Szemle nyitólap |
Tartalomjegyzék |
Fizikai Szemle 2001/4. 113.o.
Bárdossy György
az MTA rendes tagja
Geológus vagyok, és mint ilyen évtizedek óta tanulmányozom a Föld nyersanyag forrásainak alakulását, továbbá a földtörténeti múlt globális klímaváltozásait. E tapasztalataimra építve szeretném a Fizikai Szemle olvasóinak figyelmét néhány tényre és összefüggésre felhívni, továbbá véleményemet és néhány javaslatomat a tisztelt olvasókkal megosztani.
Kezdjük a globális klímaváltozásokkal. A Föld légkörének összetétele és klímája a földtörténet folyamán sokat változott. Klímajelző földtani képződmények, ősmaradványok, bizonyos stabil izotópok arányának mérése stb. alapján a klíma alakulását sok millió évre visszamenően meg lehetett ismerni, sőt a klímaváltozások okaira is meggyőző magyarázatokat sikerült adni [1]. A legfontosabb e tekintetben az, hogy az elmúlt körülbelül 500 millió év során óriási mennyiségű légköri oxigén megkötésére került sor részben tengeri mészvázas élőlények felhalmozódása, részben szárazföldi növények fotoszintézise révén. Így jött létre a mai oxigénben dús légkör. A lekötött szerves anyagból alakultak ki a mára megismert hatalmas kőolaj, földgáz és kőszéntelepek [2].
Ezeket a fosszilis energiahordozókat körülbelül 200 év óta az emberiség egyre gyorsuló ütemben égeti el, alárendelt mértékben pedig a vegyipar alapanyagaként hasznosítja. A világ jelenlegi primer energiaszerkezetét és igényeit a közelmúltban Vajda György [3-4] tekintette át. Emellett ugyancsak gyorsuló ütemben folyik a föld erdőségeinek irtása részben elégetés, részben ipari hasznosítás céljából. Ennek minden képzeletet felülmúló méreteiről néhány éve a brazíliai Amazonas-vidék geológiai beutazásakor személyesen is meggyőződhettem. Szinte gyermekinek tűnik számomra az a naivitás, amellyel nemcsak politikusok, de számos energetikai szakember is feltételezi, hogy ez a geológiai léptékben rendkívül gyors tevékenység büntetlenül történhet, nem jár klimatikus következményekkel. Sokan hirdették, nem is oly régen, hogy a földi klíma oly stabilis, olyannyira képes regenerálódni, hogy nyugodtan folytathatjuk az égetést, az erdőségek pusztítását, mert semmiféle következménnyel nem kell számolni. Sajnos a tények mást mutatnak:
a) A Meteorológiai Világszervezet (WMO) évente kiadott állásfoglalásai (“statements") szerint 1860 és 1999 között a teljes földfelszínre vonatkozóan 0,6 °C hőmérsékletnövekedés következett be (95%-os megbízhatósági szinten ±0,1 °C hibával) [5]. Történeti adatok, évgyűrűk, jégminták izotópvizsgálata stb. alapján 1000 és 1860 között enyhe ingadozásokkal körülbelül 0,1-0,3 °C-t csökkent a földfelszín hőmérséklete, 1600 és 1700 között egy kisebb minimummal. Az 1860 óta bekövetkezett, fokozatosan gyorsuló globális felmelegedés okául a szakemberek a légkör exponenciálisan növekedő széndioxid és metán tartalmát tekintik [6-7]. Ez a közismert “üvegházhatás". Statisztikai felmérések szerint jelenleg az energiahordozók elégetése évente 27 milliárd tonna CO2 gázt juttat a levegőbe. Haszpra László [8] szerint a légkör széndioxid tartalma napjainkra 365 ppm-re növekedett és a koncentráció növekedése évről-évre gyorsul. Marx György [9] becslése szerint a teljes kitermelhető kőszén, kőolaj és földgáz készlet elégetése körülbelül megháromszorozná a légkör mai CO2 tartalmát. Az egyre kiterjedtebb helyi megfigyelések szerint a felmelegedés hatására visszahúzódnak a magas hegységek gleccserei és csökken a pólusok jégtakarójának mérete. Az olvadás hatására emelkedik az óceánok szintje. Ezt is sokáig kétségbe vonták. A WMO 1999. évi jelentése szerint az elmúlt 100-150 év folyamán évente átlagosan 2,1 mm-rel emelkedett az óceánok szintje. Ha ez a folyamat ebben az ütemben folytatódik, 50-100 éven belül a tengerparti síkságok sűrűn lakott területei komoly veszélybe kerülnek. Még szerencse, hogy ez a folyamat viszonylag lassú, még nem késő közbelépni. (A médiában sokat emlegetett savas esőkért is az égetéskor a levegőbe került CO2 és SO2 gázok a felelősek.)
b) Gyorsabbnak és veszélyesebbnek tűnik számomra a szélsőséges klimatikus események gyakoriságának növekedése. Soha nem tapasztalt erejű szélviharokról, trópusi ciklonokról, hurrikánokról és tornádókról számolnak be a híradások. Egyes helyeken egyetlen nap alatt 60-120 mm eső hullik pusztító földcsuszamlásokat és áradásokat okozva. Európa egyes nagy folyóin soha nem észlelt méretű árvizek vonulnak le. Elég a legutóbbi nagy tiszai árvizekre utalni. Szélsőséges hőhullámok, hideghullámok és szárazságok lépnek fel. Korábban ezt a hírközlés fejlődésével próbálták magyarázni. Mára a gyakoriság növekedése bizonyítottá vált [7]. Egyre valószínűbb, hogy ez a jelenség is a fosszilis és a mai energiahordozók meggyorsult elégetésével függ össze.
c) A meteorológia tudományának egyik új felismerése az, hogy a globális klíma meghatározó tényezője az óceán [10-11]. Elegendő itt az El Niňo jelenségre, a napi sajtóban is sokat emlegetett jelentőségének felismerésére utalni. Még ennél is sokkal fontosabb az az új felismerés, hogy az egész világóceánt egyetlen hatalmas áramlási rendszer - “szállító szalag" - hálózza be és mai klímánkat döntően ez határozza meg [12-13]. Számítógépes modellkísérletek szerint ez az áramlási rendszer igen érzékeny, labilis. Kis hőmérséklet- és sókoncentráció-változások hatására az áramlás iránya megváltozhat. Ha a sark-közeli régiókban megnő az édesvíz hozzáfolyása például az arktikus és a grönlandi hatalmas jégmezők fokozottabb olvadása következtében, az szükségszerűen felhígítja a Golf-áram vizének sókoncentrációját. Ennek következtében - egy bizonyos határértéken túllépve - a víz hiába hűl le, nem válik nehezebbé az alatta levő mélyvíznél és így nem tud lesüllyedni. Broecker, a kiváló amerikai oceanográfus és klimatológus szerint ennek lehetősége fennáll és a jövőben bekövetkezhet. Hatása pedig egész kontinensekre katasztrofális lenne, gyökeresen megváltozna egyes nagy területek klímája.
Ehhez csak azt szeretném hozzáfűzni, hogy jelenlegi paleoklimatológiai ismereteink szerint a földtörténet során a nagy meleg és hideg óceáni áramlatok iránya és útvonala többször is radikálisan megváltozott, tehát már ismételten volt erre példa. Valószínűsíthető, hogy akkor is a vízhőmérséklet és a sókoncentráció megváltozása volt az áramlatok átrendeződésének közvetlen főoka. Hosszabb távon viszont a kontinensvándorlás szabta meg azt, hogy az óceáni áramlatok merre haladhattak.
A világ energiapolitikáját meghatározó politikusok és közgazdászok, de még a médiák is eddig e kihívásokra csak igen mérsékelten reagáltak. Jó példa erre a nevezetes Riói Klima-konferencia (1992) és a legutóbbi Hágai Konferencia, melyek csak látszat-eredményeket hoztak. Pedig a sürgős cselekvés egyre időszerűbb, ez alól hazánk sem vonhatja ki magát, bármennyire kicsinyek is vagyunk. Ehhez szeretnék néhány javaslattal hozzájárulni:
Fel szeretném hívni az atomenergiát ellenzők figyelmét arra, hogy az atomerőművek rendeltetésszerű működése kifejezetten környezetkímélő. Így például a Paksi Atomerőmű üzembe helyezése óta folyamatosan mért sugárzásterhelése a környezetre kevesebb, mint az ottani természetes radioaktív háttérsugárzás egy ezredrésze. A légkört pedig nem terheli üvegházhatású gázokkal! [14] Ennek ellenére mindmáig sokan tartanak az atomenergia alkalmazásától, amelynek okait a közelmúltban külön cikkben vizsgáltam [15]. Az indulati töltéssel teli érzelmi ellenérvékkel, helyesebben előítéletekkel itt nem kívánok foglalkozni, a három fő szakmai ellenérvet viszont célszerű röviden áttekinteni:
1. Az atomerőművek biztonságának kérdése. Itt elsősorban az 1986-ban bekövetkezett csernobili katasztrófára hivatkoznak. Azóta a katasztrófa okait egyértelműen felderítették. Világszerte megtették azokat a műszaki intézkedéseket, amelyek biztosítják a katasztrófák megelőzését. Ma felelősséggel állítható, hogy a működő atomerőművek túlnyomó többsége biztonságosan üzemel. A fennmaradók leszerelése, illetve korszerűsítése napirenden van. Így az atomerőművek biztonsági kockázata elfogadható szint alá csökkent (nulla kockázat természetesen nem létezik), csernobili méretű katasztrófa megismétlődésére nincs esély. Ennek ellenére sokakban megmaradt az atomenergiától való félelem és elutasítás érzése. Ebben sajnos nagy szerepe van a médiumoknak, amelyek Csernobil óta mindmáig - kevés kivételtől eltekintve - inkább a félelemérzés növelésére törekednek.
2. Nyersanyag-ellátottság. A napi sajtóban többször olvastam, hogy kifogyóban van az atomerőművek fűtőelemeinek készítéséhez szükséges uránérc. Mint geológus ezt egyértelműen cáfolni tudom. Az elmúlt évtizedek ez irányú földtani kutatásai eredményesek voltak. Földtani felmérések szerint világ jelenlegi ismert uránérc-készlete 18700 kt U3O8, az éves termelés pedig 1999-ben 308 kt volt. Legalább ugyanennyi a még fel nem tárt, potenciális uránérc-vagyon. A világ tóriumérc-készletei nagyságrendben megegyeznek az uránércével és ezeket eddig nem vonták termelésbe. Ez az ellenérv tehát elesik.
A világ elsődleges energiafelhasználása 1970 és 2020 között az International Energy Agency szerint. Jelmagyarázat: 1) kőolaj, 2) kőszén, 3) földgáz, 4) nukleáris energia, 5) megújuló energiaforrások (vízienergia, nap, szél, árapály). Forrás: Internet www.iea.org/weo/index.htm
3. A radioaktív hulladékok biztonságos elhelyezése. A kis és közepes aktivitású radioaktív hulladékok biztonságos elhelyezését a szakemberek világszerte megoldottnak tekintik. Ma számos országban működnek kis és közepes aktivitású hulladékokat befogadó tárolók, részben a felszínen, részben a felszín alatt kis mélységben. Egy franciaországi tárolót már be is zártak, mert megtelt. Mindezék a tárolók balesetmentesen, biztonságosan működnek. Nagyobb problémát jelent a nagy aktivitású hulladék (elsősorban fűtőelemek) elhelyezése, egyrészt nagyobb aktivitásuk, hőtermelésük és tízezer évet meghaladó felezési idejük miatt. Mára nemzetközi egyetértés alakult ki a tekintetben, hogy a nagy aktivitású hulladékokat több száz méter mélységben kell elhelyezni, e célra kialakított tárolókban. Sokáig kérdés volt a megfelelő földtani képződmények kiválasztása.
Az utóbbi években a Föld több pontján találtak olyan érctelepeket, amelyek nagy mennyiségben tartalmaztak radioaktív elemeket, urániumot, tóriumot stb. Kiderült hogy ezek több száz millió éven át környezetüktől elszigetelve maradtak. Más szóval nem szennyezték környezetüket. Gabonban még egy olyan földtani képződményre is bukkantak, amelyben bizonyítottan természetes maghasadási láncreakció zajlott le és megtalálták a hasadási termékeket is. Még ez a lelőhely is megőrizte természetes elszigeteltségét. Ezért a nagy aktivitású radioaktív hulladékokat olyan földtani képződményekben célszerű elhelyezni, melyek tulajdonságai e természetes példáknak megfelelnek. Ilyen képződményeket számos országban találtak, hazánkban is. Ez a felső perm korú “Bodai Aleurolit Formáció" a Mecsek hegység délnyugati részén. Ez a nagy aktivitás hulladékok elhelyezésének tudományos alapja és egyben biztosítéka is. 1999 őszén az Egyesült Államokban, New Mexico államban levő Carlsbad közelében átadták a világ első nagy aktivitású hulladékokat befogadó mélységi tárolóját, ahova jelenleg elsősorban katonai eredetű hulladékokat szállítanak.
Egyesek kifogásolják, hogy túl hosszú ideig - körülbelül tízezer évig - kell a nagy aktivitású hulladékokat elzártan tárolni. Ezzel kapcsolatos az a hír, hogy több országban - elsősorban az Egyesült Államokban - intenzív kutatások folynak a kiégett fűtőelemek radioizotópjainak gyorsítók segítségével történő lebontására. Transzmutációnak nevezik ezt az eljárást. Amerikai szakemberek szóbeli közlése szerint ez a módszer laboratóriumi és félüzemi szinten már működik, de még nagyon költséges. Sikeres üzemi kifejlesztése esetén a tárolási idő néhány száz évre csökkenne.
Az elmondottak alapján két alternatívánk van: vagy sürgősen lecsökkentjük az üvegházhatást előállító energiahordozók használatát és a megújuló környezetbarát energiaforrások elterjesztéséig - átmeneti megoldásként - az atomenergiát használjuk a biztonság garantálása mellett.
A másik alternatíva az, hogy elvetjük az atomenergiát, de ekkor a fosszilis energiahordozók elégetését csak igen lassan lehet csökkenteni. Hogy közben a klímánkkal mi lesz, azzal nem törődünk. Én az első alternatívát tartom az emberiség számára elfogadhatónak. Sajnos az előrejelzések mást mutatnak: az International Energy Agency legfrissebb (2001) felmérése szerint 2020-ig továbbra is gyorsuló ütemben fog növekedni a világ kőolaj-, földgáz- és kőszéntermelése. Az atomenergia, valamint a megújuló környezetbarát energiaforrások felhasználása pedig az eddigi alacsony szinten fog stagnálni. Ennek következtében tovább nő az emberiség CO2 kibocsátása - annak minden káros következményével együtt.
Ebben a helyzetben parancsoló szükségességgel kell feltenni a kérdést minden felelősen gondolkozó szakembernek: vakok maradhatunk-e továbbra is a kialakult helyzettel, annak várható következményeivel szemben? Tudom, hogy az én szavam sokak számára nem szól kellő tekintéllyel. Ezért befejezésül hadd idézzem a Nobel-díjas Oláh György professzort, akinek ez a mondata a Magyar Tudományban
[16] jelent meg: "Tetszik, vagy nem, hosszú távon nincs más alternatívánk, mint egyre inkább a tiszta atomenergia forrásra támaszkodni, ugyanakkor meg kell oldanunk és minden bizonnyal meg is fogjuk oldani a biztonsági problémákat, köztük a radioaktív hulladék eltávolításának és tárolásának problémáit."
Irodalom