Közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés olyan megoldások alkalmazása során jön létre, amikor az energiatermelés nem jár CO2-kibocsátással (szén-dioxid-kibocsátással). Ilyen megoldás az energiahatékonyság növelése, valamint a tiszta vagy alacsony szén-dioxid-kibocsátású technológiák használata, úgymint a megújuló energiaforrás alapú és a nukleáris energiatermelés. A közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés tonnában kifejezett értéke azt mutatja, hogy ha hagyományos fosszilis tüzelőanyaggal működő erőművekkel állítottuk volna elő az energiát, akkor melléktermékként évente mennyi CO2-t bocsátottunk volna ki.

Nemzetközi viszonylatban 2018-ra több mint 63%-kal nőtt az energiafelhasználáshoz (energiaszektorhoz) kötődő szén-dioxid-kibocsátás az 1990-es adatokhoz képest.
Az Európai Unió egészére nézve az 1990-es bázisévhez viszonyítva 2018-ra 23,1%-kal csökkent az energiaszektorhoz kötődő szén-dioxid-kibocsátás.

A közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés jelentősége[szerkesztés]

Karbonlábnyom ikon

Az energiaszektor, azon belül is a villamosenergia-termelés a felhasznált fosszilis energiahordozók (pl. kőszén, kőolaj, földgáz) révén jelentős szerepet játszik a szén-dioxid-kibocsátásban.[1]  Ugyanakkor a villamosenergia-termelés és -felhasználás a gazdasági, technológiai és társadalmi fejlődés egyik legfontosabb ösztönzője, egyben az adott ország vagy régió fejlettségi szintjének mutatója is. Az egyre korszerűbbé váló közlekedés, a termelési-gyártási és hűtési-fűtési technológiák, valamint a szolgáltatások és eszközök miatt 2030-ig várhatóan tovább növekszik majd a globális áramigény.[2]

Ezért kulcsfontosságú, hogy minél nagyobb arányban megújuló energiaforrások felhasználásával és karbonsemleges, vagyis szén-dioxid-kibocsátás nélküli technológiával történjen a gazdasági és társadalmi szükségleteket fedező villamos energia megtermelése.[3][4]   

Megújuló energiaforrás alapú erőművek[szerkesztés]

A karbonkibocsátások elkerülése vagy kompenzációja történhet olyan megújuló energiaforrások (jellemzően szél-, víz-, napenergia és geotermikus energia) használatán alapuló erőművek telepítése révén, amelyek kiváltják a konvencionális (kőszén, kőolaj, földgáz) energiahordozók felhasználását és működésük nem jár károsanyag-kibocsátással, vagyis nulla a kizárólag az energiatermeléshez köthető szén-dioxid-kibocsátásuk.[5]  Ilyen megközelítésben szén-dioxid-kibocsátást csökkentő vagy kompenzáló fejlesztésként is értelmezhetők, vagyis az üzemelő erőmű által közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés valósul meg. Egy megfelelően tervezett és kivitelezett megújuló energiaforrást hasznosító erőmű villamosenergia-termelése karbonsemleges, ami támogatni képes a klímasemlegességi célkitűzéseket is.[6]

Fontos megjegyezni, hogy az energiatermeléshez szükséges eszközök előállítása, a szállítás és felhasználás, azaz az életciklus is CO2-kibocsátással jár. Mindez ugyan eltörpül az erőművek szén-dioxid-kibocsátás-csökkentő hatása mellett, azonban ezzel az emisszióval is számolni kell.

A megújuló energiaforrások az éves magyar villamosenergia-termelés kicsivel több mint egy tizedét teszik ki,[7] azonban a világ többi országához hasonlóan nálunk is egyre nagyobb teret hódít a Napból származó energia közvetlen áramtermelésre való hasznosítása. A fotovoltaikus napelemes technológia terjedésével exponenciálisan növekszik a napenergia részaránya a magyarországi áramtermelésre felhasznált megújulók és valamennyi energiahordozó között egyaránt.[7]

Nukleáris erőművek[szerkesztés]

A nukleáris erőművekkel termelt áram szintén közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentésként értelmezhető, ugyanis az atomenergia felhasználása során a reaktorban végbemenő nukleáris láncreakcióval, nem pedig energiahordozó elégetésével nyerik az áramtermeléshez szükséges hőenergiát. Az atomerőművek alkalmazásával folyamatosan (minden napszakban és az időjárástól függetlenül) és jelentős mennyiségben állítható elő tiszta villamos energia. Összességében „az atomenergia a fosszilis tüzelőanyagok alacsony szén-dioxid-kibocsátású alternatívájának számít”.[8]

Az erdők szén-dioxid-megkötő képessége[szerkesztés]

A légkörben lévő CO2 megkötésének leghatékonyabb és legtermészetesebb módja a zöld növények fotoszintézise során következik be, amikor a napfény energiáját felhasználva a bennük lévő klorofill segítségével átalakítják a vizet és a légkörből megkötött szén-dioxidot a saját növekedésükhöz szükséges energiát, tartaléktápanyagokat és vázanyagokat biztosító szénhidrátokká és oxigénné. A növények szén-dioxid-megkötésének intenzitása a növényzeti borítottságtól függ, így az erdők szén-dioxid-megkötése tekinthető a leghatékonyabbnak.[9]

Az erdők természetes szénelnyelők, ugyanakkor szén-körforgalmuk két legfontosabb szakasza a szén-dioxid megkötése fotoszintézissel, valamint felszabadulása légzéssel és lebomlással, vagyis általuk oxigéntermelés és szén-dioxid-kibocsátás egyaránt megvalósul. Míg nappal a légzés és a fotoszintézis is zajlik, éjszaka csak a sejtlégzéshez kapcsolódó gázcsere történik, mely során a növény szén-dioxidot lélegez ki, miközben a szerves anyagok (szénhidrátok) elégetéséből energiát nyer.[10] Folyamatos egyensúly áll fent a megkötés (növekedés) és a felszabadulás (légzés és lebomlás – pl. elhullajtott levelek, ágak) között. A mai erdők azonban eltávolodtak ettől a szénegyensúlytól a bennük és a környezetükben lezajló, jellemzően emberi behatásra történő jelentős változások következtében.[11] Az erdők természetes szén-körforgalmát jelentős mértékben befolyásolja az emberi tevékenység nyomán felgyorsult klímaváltozás, ami közvetlenül érintheti a fotoszintézist és a légzést is. A levegő hőmérsékletének növekedésével párhuzamosan növekszik a légzési folyamatok intenzitása, így egyre több vízgőz és szén-dioxid kerül a levegőbe, ráadásul a talajban lévő szerves anyagok lebomlási sebessége is felgyorsul, ami tovább növeli a levegőbe kerülő szén-dioxid mennyiségét.[11] A fák és növények képesek hozzászokni a levegő megnövekedett szén-dioxid-tartalmához – egy határig fokozódhat a szén-dioxid-megkötés –, azonban többlet szén-dioxid megkötésére nem képesek.

Az éghajlati övezettől, az erdőt alkotó fafajtáktól és azok korától, a talajtípustól és számos egyéb tényezőtől függően, 1 hektár erdő évente átlagosan 1-10 tonna szén-dioxidot képes megkötni.[12][13] Ez Európában hektáronként átlagosan 5 tonna szén-dioxidot jelent, hazánk erdői pedig évente mintegy 5-6 millió tonna/ha üvegházhatású gáz megkötésére képesek.[9][14]

A közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés számításának alapjai[szerkesztés]

A közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés számításakor a megbízható és összehasonlítható adatok érdekében nemzetközi egyezményeken alapuló módszertant, sztenderdeket és emissziós faktorokat (EF) kell követni.[15] Az EF egy olyan együttható, mely lehetővé teszi egy adott tevékenységi adat üvegházhatású gáz-emisszióra (ÜHG-emisszióra) való átváltását.[16][17] Ez az adott forrás átlagos kibocsátási mértéke a tevékenység vagy folyamat egységeihez viszonyítva. Az EF az emberi tevékenységhez kapcsolódó ÜHG-kibocsátás összege szén-dioxid-egyenértékben kifejezve, melyet a CO2-egyenérték/referenciaáram mértékegységben tudunk megadni.

Egy karbonsemleges erőmű közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentése kiszámítható az emissziós faktorok és az adott karbonsemleges erőmű által termelt évi villamosenergia-mennyiség segítségével.[17][18][19] Ez alapján pedig meghatározható, hogy az adott erőműnek a közvetett CO2-kibocsátás-csökkentése hány darab fa karbonmegkötő képességével egyenlő mértékű, azaz hány darab fát kellene elültetni, ha ugyanezt a megtermelt évi villamosenergia-mennyiséget egy konvencionális erőmű termelné meg és ha az ebből fakadó kibocsátott szén-dioxid-mennyiséget kellene ellentételeznünk.

Emellett kiszámítható az is, hogy hány darab személygépjármű forgalomból való kivonásával ér fel egy karbonsemleges erőmű közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkenése.

Példák[szerkesztés]

Egy 10 MW névleges teljesítményű fotovoltaikus napelempark közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentése

Megjegyzés: A példák egyszerűsített számításon alapulnak, körülbelüli értékbecslésre szolgálnak. Fotovoltaikus rendszerek esetén csak a napelemek előállításánál és azok telepítése során történik szén-dioxid-kibocsátás.

  • Referencia alapkibocsátás (a termelő napelempark éves szén-dioxid “megtakarítása” az adott villamosenergia-hálózatban)

rBE = EG • EFgrid = 16 405 081 kWh/év • 0,32 kgCO2/kWh = 5 249 626 kgCO2/év

ahol

rBE (reference Baseline Emission) a referencia alapkibocsátás (kgCO2/év),

EG (electricity generation) a 10 MW-os napelempark által megtermelt évi villamosenergia-mennyiség (kWh/év),

EFgrid (emission factor) az adott villamosenergia-hálózatra jellemző emissziós faktor (kgCO2/kWh)[20].

  • Projekt kibocsátás (10 MW-os napelemparkkal járó CO2 emisszió)

PE = EG • EFsun = 16 405 081 kWh/év • 0,03 kgCO2/kWh = 492 152 kgCO2/év

ahol

PE (project emission) a projekt kibocsátás (kgCO2/év),

EG (electricity generation) a 10 MW-os napelempark által megtermelt évi villamosenergia-mennyiség (kWh/év),

EFsun (emission factor) a fotovoltaikus napelempark által használt energiaforrásra (napenergia) jellemző emissziós faktor (kgCO2/kWh)[21].

  • Közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés

iER = rBE ‑ PE = 5 249 626 kgCO2/év - 492 152 kgCO2/év = 4 757 474 kgCO2/év

ahol

iER (indirect Emission Reduction) a közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés (kgCO2/év),

rBE (reference Baseline Emission) referencia alapkibocsátás (kgCO2/év),

PE (Project Emission) a projekt-kibocsátás (kgCO2/év).

Tehát egy 10 MW névleges teljesítményű napelempark közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentése 4 462 182 kgCO2/év, azaz évente közel 4500 tonna szén-dioxid kibocsátásától óvja meg környezetünket.

Hány darab fa karbonmegkötő képességével egyenértékű egy 10 MW-os napelempark éves közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentése?

Megjegyzés: Ha 1 darab érett tölgyfa karbonmegkötő képessége (CCAtree): 68 kgCO2 [22][23] (50 éves, egészséges fa)

  • Etree = iER / CCAtree = 4 757 474 kgCO2/év / 68 kgCO2 = 69 963 db

ahol    

Etree (effect) a hatás mértéke (érett fák darabszáma),

iER (indirect Emission Reduction) a közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés (kgCO2/év),

CCAtree (Carbon Capture Ability of tree) egy érett fa karbonmegkötő képessége (kgCO2).

Azaz 69 963 darab érett tölgyfát kellene telepíteni akkor, ha a példában szereplő napelempark által évente megtermelt villamos energiát egy konvencionális erőmű termelte volna meg, és ezt a mennyiségű kibocsátott szén-dioxidot kellene ellentételezni.

Hány darab személygépjármű közúti forgalomból való kivonásával ér fel egy 10 MW-os napelempark éves közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentése?

Megjegyzés: Ha 1 darab személyautó éves szén-dioxid-kibocsátása (CE): 2 108 kgCO2/év

CE = Személyautó kilométerenkénti szén-dioxid-kibocsátásának maximuma (2018-tól az EU-ban forgalomba helyezett személygépkocsikra vonatkozó riport[24][25][26] szerint: 0,124 kgCO2/km) • Személyautó éves, átlag futott kilométer (2019-es magyarországi adatok[27][28] szerint: 17 000 km

  • Ecar = iER / CE = 4 757 474 kgCO2/év / 2 108 kgCO2/év = 2 257 db

ahol    

Ecar (effect as car) a hatás mértéke (személyautók darabszáma),

iER (indirect Emission Reduction) a közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentés (kgCO2/év),

CE (Car Emission) egy személyautó kibocsátása (kgCO2/év).

Vagyis a példában szereplő napelempark éves közvetett szén-dioxid-kibocsátás-csökkentésének mértéke olyan hatással bír, mintha 2 257 db Magyarországon használatban lévő személygépjárművet 1 évre kivonnának a magyarországi közúti forgalomból.

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Global energy transformation: A roadmap to 2050 (PDF) (angol nyelven), IRENA (2019. április). ISBN 978-92-9260-121-8. Hozzáférés ideje: 2021. január 23. 
  2. World Energy Outlook 2020 - Outlook for electricity (angol nyelven). IEA, 2020. október. (Hozzáférés: 2021. február 10.)
  3. Major András. „Drasztikus intézkedések nélkül nehéz lesz elkerülni a klímakatasztrófát”, 2020. október 18. (Hozzáférés ideje: 2020. november 4.) 
  4. Adaptation challenges and opportunitiesfor the European energy system - Building a climate‑resilient low‑carbon energy system – EEA Report No 1/2019 (PDF) (angol nyelven), European Environment Agency. ISSN 1977‑8449 [2019]. Hozzáférés ideje: 2021. február 18. 
  5. Dobos Emese. „Ha nem fúj a szél és nem süt a nap: mi mindenből nyerhetünk még megújuló energiát?”, HVG, 2020. június 30. (Hozzáférés ideje: 2020. július 15.) 
  6. Mit jelent a karbonsemlegesség, és hogyan érhető el 2050-ig?”, Európai Parlament, 2019. december 17. (Hozzáférés ideje: 2020. szeptember 7.) 
  7. a b A MAGYAR VILLAMOSENERGIA-RENDSZER 2019. ÉVI ADATAI (PDF), MEKH, p. 52-54. o. [2020. december 29.]. Hozzáférés ideje: 2021. január 8. 
  8. Ismertetők az Európai Unióról - Nukleáris energia. Európai Parlament. (Hozzáférés: 2021. február 7.)
  9. a b szerk.: Dr. Kaiser Tamás: Jó állam jelentés 2018 (PDF), Nordex Nonprofit Kft. – Dialóg Campus Kiadó. ISSN 2498-7476 (2018) 
  10. „Ördög Vince", „Molnár Zoltán". Növényélettan [archivált változat]. Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Pannon Egyetem (2011). Hozzáférés ideje: 2021. január 25. [archiválás ideje: 2020. november 27.] 
  11. a b Dr. Somogyi Zoltán: A hazai erdők szénlekötése. Erdő nélkül?. (Hozzáférés: 2021. január 15.)
  12. Agroforestry Carbon Sequestration Rates (angol nyelven). The Green Earth Appeal. [2021. február 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2021. február 10.)
  13. Eucalypt open-forests management guide - Farming carbon (angol nyelven). The State of Queensland. (Hozzáférés: 2021. január 6.)
  14. MTI. „Növelték az erdőtelepítéshez igényelhető jövedelempótló támogatásokat”, 2019. augusztus 29. (Hozzáférés ideje: 2021. január 15.) 
  15. A BIZOTTSÁG KÖZLEMÉNYE - A nem pénzügyi jelentéstételre vonatkozó iránymutatás: Az éghajlattal kapcsolatos információk jelentésére vonatkozó kiegészítés (2019/C 209/01). Az Európai Unió Hivatalos Lapja C 209/1. Európai Unió Kiadóhivatala, 2019. június 20. (Hozzáférés: 2021. január 5.)
  16. Mi az emissziós faktor?. Clim’Foot Project. (Hozzáférés: 2020. december 11.)
  17. a b Basic Information of Air Emissions Factors and Quantification (angol nyelven). United States Environmental Protection Agency. (Hozzáférés: 2020. december 14.)
  18. Guidelines for estimating greenhouse gas emissions of Asian Development Bank projects (PDF) (angol nyelven), Asian Development Bank (2017). Hozzáférés ideje: 2020. december 10. 
  19. Greenhouse Gas Emissions Accounting for ADB Energy Project Economic Analysis: Guidance Note (PDF) (angol nyelven), Asian Development Bank (2019. december) 
  20. EIB Project Carbon Footprint Methodologies – Methodologies for the Assessment of Project GHG Emissions and Emission Variations, Version 11.1 (PDF) (angol nyelven), European Investment Bank, p. 32-34. o. [2020. július]. ISBN 978-92-861-4715-9. Hozzáférés ideje: 2021. március 25. 
  21. Koffi, Brigitte; Cerutti, Alessandro; Duerr, Marlene; Iancu, Andreea; Kona, Albana; Janssens-Maenhout, Greet: CoM Default Emission Factors for the Member States of the European Union - Version 2017. European Commission, Joint Research Centre, 2017. (Hozzáférés: 2021. február 13.)
  22. Radó Dezső: A fák környezeti haszna. (Hozzáférés: 2021. január 18.)
  23. A fák”, Európai Környezeti Információs és Megfigyelő Hálózat - Magyarország, 2018. május 10. (Hozzáférés ideje: 2021. január 8.) 
  24. Gerry, McGovern: The hidden pollution cost of online meetings (angol nyelven), 2020. március 8. (Hozzáférés: 2021. március 2.)
  25. Average CO2 emissions from newly registered motor vehicles in Europe (angol nyelven). European Environment Agency, 2020. augusztus 13. (Hozzáférés: 2020. december 15.)
  26. CO2 emissions from new cars increased in 2018”, Recycling Magazine, 2019. június 24. (Hozzáférés ideje: 2020. december 8.) 
  27. Herczeg Márk. „A Medián felmérése szerint 14 éves egy átlagos magyar autó”, 2018. szeptember 19. (Hozzáférés ideje: 2020. november 18.) 
  28. Soha ennyi autó nem volt a magyar utakon, de ilyen öreg se”, 2018. szeptember 19. (Hozzáférés ideje: 2020. november 18.) 

További információk[szerkesztés]

Az ENSZ Éghajlat-változási Keretegyezménye részére továbbítandó nemzeti elszámolási beadványok (2015)

CDP (Carbon Disclosure Project), a vállalati fenntarthatóságot ösztönző és értékelő nemzetközi nonprofit szervezet

1 kWh villamos energia megtermelésével járó szén-dioxid-kibocsátás - MNNSZ példa

Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA): Globális szén-dioxid-kibocsátás adatbázis (2019)