Fizikai Szemle nyitólap

Tartalomjegyzék

Fizikai Szemle 2002/4. 105.o.

AZ ENERGIAELLÁTÁS NÉHÁNY TÁRSADALMI HATÁSA

Vajda György
OAB-OAH Tudományos Tanács elnöke

Az energiaellátás és a társadalom viszonyát nagyszámú hatás és kölcsönhatás jellemzi (1. táblázat). Ezek közül néhány az emberek életvitelét is közvetlenül érinti.

Egészségkárosítás

Mint minden emberi tevékenység, az energiaellátás is együtt jár az emberi életet, testi épséget, egészséget veszélyeztető hatásokkal. Ezek közül a legtöbb nyugtalanságot a környezeti ártalmak váltanak ki. A környezeti ártalmakat okozó hatások egyrészt közvetlenül veszélyeztethetik az emberi egészséget, másrészt ronthatják az emberi életkörülményeket, a bennünket körülvevő természeti környezet és épített környezet károsításával. A társadalom fokozott figyelme a fejlett országokban a múlt század közepén, nálunk 1-2 évtizeddel később fordult e kérdés felé, és a környezetvédő, illetve zöld mozgalmak is ekkoriban kezdtek az energetika veszélyeivel foglalkozni. A megnövekedett aktivitásnak komoly haszna volt, hogy felhívta a figyelmet valós veszélyekre és ártalmakra, és előmozdította az intézkedéseket korlátozásukra, illetve csökkentésükre. Ugyanakkor negatív szerepük is volt, amikor vélt, vagy jelentéktelen veszélyek ellen szálltak csatába, a társadalom számára káros döntéseket kényszerítve ki, például az atomenergiával kapcsolatban.

A társadalmi fellépés a legritkábban alapult tényleges vizsgálatokra és szakmailag megalapozott adatokra, többnyire csak érzelmek és indulatok ébresztette közhangulatra támaszkodott. Ez nem meglepő, mert a hiányolt információk nagyon ritkán álltak rendelkezésre (bőséges teret hagyva a hozzáértőnek avatott dilettáns “szakemberek"-nek). Nem véletlen, hogy például a csernobili katasztrófa áldozatainak számáról megjelent adatok néhány ezer és sok százezer közé estek.

1. táblázat

Társadalmi kölcsönhatások

anyagi károk

gazdaság versenyképessége

egészségkárosítás

közhangulat befolyásolása

életszínvonal

lakossági beleszólás

ellátásbiztonság

munkaerő foglalkoztatása

ellátás minősége

műszaki fejlődés

energiaszolgáltatás

településfejlesztés

fogyasztóvédelem

stb.

 

2. táblázat

Értékelési módszerek

vizsgálat tárgya

eredmény

példa

ártalmak valószínűsége

kockázati mutató

AGNES projekt

károk mértéke

külső költségek

externE projekt

hatások minősége

változatok rangsora

Vajda: Kockázat és biztonság, Akadémiai Kiadó, 1988

 

Sajnos a tudomány még adós a környezeti ártalmakhoz vezető hatásláncok sok részletének interdiszciplináris feltárásával. Az 1. ábra - az áttekinthetőség érdekében nem teljes körűen - érzékelteti, hogy egy létesítményből az emissziónak milyen sokféle lehetősége van. Minden kis nyíl többféle anyag különféle halmazállapotú kibocsátását jelenti, majd azok elkeverednek a környező befogadó közegekben, a légtérben, a vizekben, a talajban és később a táplálékláncban. A befogadókban a kibocsátott anyagok vándorútra kelnek, és közben módosulnak sokféle fizikai, kémiai, biológiai kölcsönhatás következtében. Ebben a befogadó közeg hatása is szerepet kap, a vízben a hidrobiológiai és áramlási viszonyok, a levegőben a légköri viszonyok (többek között savas eső, szmog, fotokémiai reakciók alakulnak ki). Így jutnak el a recipiensekhez: az emberekhez, a természet élőlényeihez, a technikai létesítményekhez. A hatások következménye ismét sok paraméter függvénye, az embereknél a következmények kimenetét befolyásolja az, életkor, az egészségi állapot, az életmód, a táplálkozás, a jövedelmi szint, a káros szenvedélyek, a védekezés jellege és sok más körülmény. Ha sikerül e bonyolult láncokat végigvezetni, jókora adathalmaz birtokába jutunk, amit nem könnyű a kiértékeléshez közös nevezőre hozni. De még ez sem elegendő, az eredményt érthető módon kell megjeleníteni a laikusok számára is, akik közé nem csak a lakosság nagy része tartozik, hanem a döntéshozók zöme is. A 2. táblázat erre három módszert mutat be.

Az első módszerre jó példa a Paksi Atomerőmű biztonságának vizsgálatára végzett AGNES projekt, aminek keretében PRA1 elemzéssel meghatározták a zónaolvadás kockázatát. Egyben csökkentésének legfontosabb lehetőségeire is felhívták a figyelmet, azok végrehajtásával a kockázatot az erőmű egy nagyságrenddel csökkentette. Elvileg további PRA számításokkal a kibocsátás mértéke, majd az egészségkárosodás kockázata is meghatározható, de ilyen rendkívül sok munkával és jelentős bizonytalansággal terhelt vizsgálatokat csupán néhány hatalmas erőforrással rendelkező ország végzett. Ezért a nemzetközi szakmai közösség megelégszik a zónaolvadás kockázatának meghatározásával; és az IAEA 2 is csak erre állapít meg irányelveket.

A lakosságnak azonban a kockázatok és valószínűségek idegen fogalmak, könnyebben barátkozik meg a külső költségekkel. Ezek eredetileg az árakban nem érvényesülő, és ezért a társadalmat terhelő költségeket jelentették. Szélesebben értelmezve minden okozott kár pénzben kifejezett mértékének használják. Ilyen felfogásban indított nagyvonalú kutatómunkát az Európai Unió a villamos energiaellátás változatait és jövőbeli lehetőségeit terhelő külső költségek meghatározására (ExternE program). Ebben az Unió országainak nagyszámú intézete vesz részt, hozzájárulva az emisszióktól a következményekig terjedő hatásláncok részleteinek a tisztázásához.


1. ábra. Emissziók

A hatások minősítésén alapuló eljárást példáz a hazai villamos energiaellátás négy változatának összehasonlítása. A 2. ábra a lakosság környezeti ártalmait mutatja, a 3. ábra pedig több tucat további követelmény figyelembe vételével rangsorolja a négy változatot. Gyengéje a módszernek, hogy a nem számszerűsíthető hatások minősítése szubjektív, de a tapasztalatokon alapuló itélőképesség figyelembe vételétől más eljárások sem mentesek.


2. ábra. A lakosság környezeti ártalmai


3. ábra. Villamosenergetikai vertikumok minősítése

 

Például a költség-haszon számításoknál meg kell becsülni, hogy az energetikai létesítmények több évtizedes élettartama során hogy fog alakulni az olajár, a kamatláb, a diszkonttényező, az infláció, a műszaki fejlődés stb. A Boole-algebrát alkalmazó PRA számításoknál is eldöntendő, mely eseményfákat kell figyelembe venni, milyen analógiákkal vagy modellekkel helyettesíthetők a hibafák hiányzó adatai, hogyan kell kezelni a közös okú (árvíz, tűzvész, földrengés) eseményeket.

Ha terhelik is bizonytalanságok a környezeti ártalmak megítélését, a vizsgálatok elősegítik a tisztánlátást, és a szükséges intézkedések meghatározását. Ez hozzájárult ahhoz, hogy az utóbbi 1-2 évtizedben nemcsak a fejlett világban, hanem nálunk is jelentősen csökkentek az energiaellátás okozta veszélyek, nemcsak a környezeti ártalmak, hanem más kockázatok (balesetek, munkahelyi ártalmak stb.) is, javítva az életminőséget.

Befolyás az életszínvonalra

Bár a biztonságérzet, vagy a szolgáltatások minősége sem közömbös, a legnagyobb befolyást az életszínvonalra az energetika az energiaárakon keresztül gyakorolja. Az életviteltől függően a közepes jövedelmű magyar háztartások kiadásainak 15-20%-át teszi ki a közvetlen energiaköltség, ami nemzetközi összehasonlításban nagyon magas. Különösen kritikus ez a helyzet a legalsó jövedelmi decilisbe tartozóknál, akiknek az energiaszámlák kifizetése is nehézséget okoz. Ennél a rétegnél valamilyen szociális kompenzációval biztosítani kell a legelemibb életszükségletek kielégítéséhez az energiát. Mivel minden termék és szolgáltatás árában is megtestesül bizonyos energiaköltség, e közvetett energiafelhasználás legalább a háztartási kiadások harmadára növeli az energia súlyát.

A hazai üzemanyagárak nagyjából megfelelnek a nyugat-európai színvonalnak, a vezetékes energiaszolgáltatások (villany, gáz, távhő) díja azonban lényegesen elmarad attól. Ennek nagyrészt történelmi okai vannak, de a különbséget nagyon sokáig nem lehet fenntartani, különösen ha az EU tagjaivá válunk. Az egyesült európai energiarendszerben a piaci viszonyokat torzító alacsony áraink hibás döntésekre vezetnének mind belföldön, mind külföldön. Az is eltérést okoz, hogy a magyar kormányok a lakossági terhek csökkentése érdekében olyan alacsonyra nyomták le a vezetékes energiaárakat, hogy azok nem fedezik a költségeket. Egy piacgazdaságban azonban valakinek fedezni kell a költségeket, a villany esetében ez a költségvetésre, a földgáznál a szállító vállalatra (MOL Rt.) hárul. A módszer egyik esetben sem piackonform, az első megoldásnál az áramszámla helyett az adónkban fizetjük meg a veszteséget, a másodiknál a vállalat feléli a vagyonát (részvényei leértékelődnek a tőzsdén) és nem jut fedezet a gázhálózat karbantartására és fejlesztésére, ami veszélyezteti az ellátás jövőjét.

 


4. ábra. A világ primer energiafelhasználása

Manapság világjelenség a vezetékes energiapiacok liberalizálása, aminek célja, hogy a fogyasztók szabadon választhassák meg, kitől vásárolják az energiát, az ár pedig megegyezés tárgya. Az EU direktívája kötelezi a tagországokat, hogy 2004-ig - a háztartások kivételével teljes körűen liberalizálják a villamos energia és a földgáz piacaikat. Néhány tagország már a teljes árampiacot liberalizálta. Csatlakozásunk az egységes EU energiarendszerhez kényszerítő erő az árainkban rejlő feszültség feloldására, hogy elkerüljünk hátrányos következményeket. A magyar áram és földgázpiac fokozatos megnyitása 2003 elején kezdődik, és csatlakozásunkkor fejeződik be. Egy átmeneti időszakra fennmarad a háztartások közüzemi ellátása is, hatósági árakon. A liberalizált piac működésének jogi, gazdasági és műszaki feltételeit nagyon körültekintő és előrelátó módon kell szabályozni, e bonyolult rendszer életképessége érdekében. Így lehet elkerülni az olyan helyzet kialakulását, ami Kaliforniában a villamos energiaellátás sorozatos és katasztrofális összeomlását eredményezte.

Ellátásbiztonság

Az ellátásbiztonság leegyszerűsítve azt jelenti, hogy mindig mindenütt álljon rendelkezésre elegendő energia, a fogyasztók által kívánt mennyiségben és minőségben, a fogyasztó-berendezések megszabta összetételben. Mindannyian tapasztaltuk, mit jelent ennek a hiánya, amikor lakásunkban nem volt villany, vagy megszűnt a fűtés. A nagyobb léptékben, vagy hosszabb ideig érvényesülő energiahiánynak pedig katasztrofális következményei vannak.

Magyarország ellátásbiztonsága sérülékeny, mivel szükségletünknek közel 70%-át importból fedezzük. Az elmúlt fél évszázadban szinte évtizedenként radikálisan módosítani kellett az energiapolitikánkat a világpolitika és világgazdaság váratlan fejleményei miatt. Feltehetően így lesz ez a jövőben is, amit csak kis mértékben fog enyhíteni EU tagságunk. Egyrészt az Unió sincs sokkal jobb helyzetben, a Bizottság jelentése szerint importfüggése a jelenlegi 50%-ról 1-2 évtizeden belül 70% fölé nő, főleg sok bizonytalansággal terhelt régiókból (Közel Kelet, FÁK, Észak Afrika). Másrészt általános elvárás, hogy a tagországok először saját viszonyaikat rendezzék, és annak alapján lehet együttműködést és kooperációt szervezni. Ezért az energetikai ellátásbiztonság a jövőben is kiemelt prioritása lesz gazdaságpolitikánknak.

 

3. táblázat

Néhány olajforrás önköltségének becsült aránya

olajforrás

relatív önköltség

Pezsa öböl, Észak-Afrika

1

Nigéria

3

Venezuela

6

Egyesült Államok

9

Alaszka, Északi tenger

12

olajpala, bitumenes homok

24

szén cseppfolyósítása

36

 

Ellátásbiztonságunk növelésére három eszközünk van:

Hazai energiaforrásaink nagyon szűkösek. Uránbányászatunk versenyképtelenné vált, és hasonló okból mélyműveléses szénbányászatunk is leépülőben van. Csekély szénhidrogén vagyonunk csupán a szükségletek kis hányadának fedezésére elég. Külfejtéssel kiaknázható lignit előfordulásainkból talán egy kisebb erőmű-építési program még fedezhető. Versenyképessé válásuk esetén a biomasszával és a napenergiával energiaszükségletünknek kis hányadát lehet csak ellátni.

A diverzifikáció mozgásterét geopolitikai helyzetünk, szállítási infrastruktúránk jellege és gazdasági szempontok korlátozzák. Az egyoldalú importfüggés oldására tett lépéseink csak parciális eredménnyel jártak. Az atomerőmű jelentős stabilizáló hatását az biztosítja, hogy a fűtőelemek kiégetése 3-4 évig tart, és további évekre elegendő friss üzemanyag is tárolható az erőműben. Ez is az erőmű élettartam hosszabbítása mellett szól.

Helyzetünk a külvilág fejleményeinek éber követésére késztet, hogy időben tudjunk reagálni az új fejleményekre. A 4. ábra bemutatja, hogyan alakult a világ energiaszükséglete a 20. században, és egy prognózist tartalmaz, fele akkora növekedési ütemet feltételezve, a 21. századra. A 100 évre kumulált szükséglet iszonyatosan nagy érték, több billió (1012) tonna olajegyenértéknek felel meg. Ezt ásványi tüzelőanyagokkal akkor lehetne fedezni, ha a feltételezett és nem konvencionális előfordulásokat is kiaknázzuk. Erre azonban földtani, műszaki, politikai, gazdasági és környezetvédelmi okokból nem fog ténylegesen sor kerülni. Erős árfelhajtó hatása lesz annak, hogy a legelőnyösebb tüzelőanyag előfordulások kiapadása miatt drágább források kitermelésére kell áttérni. Az önköltségek alakulását példázza a 3. táblázat kőolajra. Ugyancsak fékezőerő lesz a környezetszennyezés, különösen az üvegházhatás miatt. Mindez javítani fogja a megújuló energiák versenyképességét, de sajnos azok önmagukban nem tudnák fedezni a 21. század szükségletét. Összesített reális lehetőségük már jelenleg is elmarad a világ szükségletétől, a 100 év múlva várható igény pedig annak sokszorosára várható. A lehetőségek egybe-

 


5. ábra. A potenciálok összehasonlítása

vetése (5. ábra) azt sugallja, hogy minél messzebb tekintünk az időben, annál kevésbé kerülhető el az atomenergia hasznosítása. Természetesen nem a 235U-ra és termikus reaktorokra alapuló jelenlegi technikával, mert azzal a műrevaló uránvagyon potenciálja az olajvagyon energiaértékének harmadát sem éri el. A nagy lehetőséget a tenyésztés nyitja meg szaporítóreaktorokkal, a 238U-ból és a 232Th-ból előállított hasadóanyagokkal.

Az atomenergia térhódításának feltétele egyrészt az atomerőművek gazdasági versenyképessége, másrészt a nukleáris energetika társadalmi elfogadtatása. A versenyképességhez lényegesen csökkenteni kell a fajlagos beruházási költségeket, amire sok lehetőség van (tipizálás, a számítógépek széleskörű alkalmazása, passzív rendszerek stb.). Ez különösen kritikus kérdés a liberalizáció miatt is, mivel az erőműépítésben a magántőke válik dominánssá, amely a gyorsan megtérülő, olcsó beruházásokat preferálja.

A tapasztalatok szerint a tervezett életidejüket letöltött atomerőművek üzemeltetését - a biztonság sérelme nélkül - évtizedékkel meg lehet hosszabbítani. Ez alatt más erőműveknél sokkal olcsóbban tudnak villamos energiát termelni, miután az eredeti beruházás terheit már leírták. Az Egyesült Államokban néhány atomerőmű már engedélyt kapott üzemének 20 éves prolongálására, és az élettartam-hosszabbításra törekszenek a működő 103 blokk legtöbbjénél. Az USA-ban - a jó üzlet reményében megindult az öreg atomerőművek felvásárlása, továbbá újak létesítését is tervezik, amit támogat a kormány, sőt a közvélemény is. Mintha ott reneszánsza kezdődne az atomenergetikának.

4. táblázat

Atomenergia-ellenesség okai

félelem tárgya

korlátozás mai lehetősége

távlati megoldás

súlyos baleset

10-6-10-7/év kockázat

inherens biztonság

radioaktív hulladékok

geológiai elhelyezés

transzmutáció

fegyverkezés megkönnyítése

nemzetközi megállapodás

hasadóanyagok megkötése

 

Európában nem ilyen rózsás a helyzet, sok ország ellenzi az atomenergia hasznosítását, egyesekben még a kitűnően működő atomerőművek időelőtti leszerelését is előirányozták. Ezeket az állásfoglalásokat nem szakszerű elemzések támasztják alá, hanem a közhangulat. Az ellenérzés legfőbb okai: félelem egy újabb nagy erőművi katasztrófától, nem korlátozható a radioaktív hulladékok veszélyessége, az atomerőművek elősegítik az atomfegyverek elterjedését (4. táblázat). A táblázat középső oszlopa a jelenleg rendelkezésre álló megoldásokat mutatja. Bár ezek is kellő biztonságot nyújtanak, a szakmai műhelyekben formálódnak az utolsó oszlopban szereplő támadhatatlan megoldások - az inherens biztonság, a transzmutáció és a kötött szerkezetű fűtőelem.

A 21. század energiaszükségletének fedezése nem csak az energiaforrások oldaláról jelent súlyos terhet a társadalomnak, hanem a kísérőjelenségek miatt is. Jelenleg az üvegházhatás okoz gondot, de nem kizárt, hogy idővel bolygónk termikus egyensúlyának felbomlása, vagy a nehézfémek szétszóródása válik neuralgikus problémává. Az energiatakarékosság sok gondot enyhít, de a takarékosság és a hatásfokjavítás szokásos módszerein túl radikálisan új megközelítésre is szükség van. Olyan lehetőségekre, mint a mezőgazdaság energiaigényes kemizálása helyett génmanipulációval növelni a termelékenységet és a rezisztenciát, vagy egyes fémek in situ kinyerése baktériumokkal, felváltva az energiafaló bányászati és kohászati eljárásokat. Jóformán minden tudományág segítségére szükség van ahhoz, hogy hatékonyan és biztonságosan ki lehessen elégíteni a világ energiaszükségletét.

___________________________

1 Probabilistic Risk Assesment, valószínűségi kockázat elemzés
2 International Atomic Energy Agency, NAÜ