Kategória: Kutatói Blog
Forrás: https://digitalistudastar.ajtk.hu/hu/kutatoi-blog/globalis-energiakuzdelem-ki-birja-tovabb-4-resz

Globális energiaküzdelem - ki bírja tovább? 4. rész

Az energiahordozó-készletek és -kapacitások határai I.


Szerző: Kálóczy Mihály,
Megjelenés: 2017.05
 Olvasási idő: 15 perc

Hogyan és mitől változnak az energiaigények? Milyen szerep juthat a jövőben a nukleáris energiának? Van-e és ha igen, mi a határa az egyes megújuló energiaforrások használatának? Milyen szempontok befolyásolják az egyes országok, hatalmak vezetőit az energiamixek kialakításában? Milyen gócpontok vannak és várhatóak a közeljövőben az energiaellátás szempontjából? Mivel szabályozza vagy ösztönzi az ENSZ és az Európai Unió az országokat a közös energiapolitikai célok elérésére?

Globális energiaküzdelem – ki bírja tovább? című cikksorozatunk többek között ezekre a kérdésekre keresi a választ, elsősorban az Európai Unió és a Föld egésze szempontjából.

Az egy adott térség energiapolitikájának megértéséhez vezető út első lépése az energiaellátási lehetőségek felmérése, ami a különböző források és potenciálok áttekintését jelenti. Ezután kell mérlegelni azt, hogy megéri-e kitermelni, technológiailag kiépíteni, vagyis alkalmazni azt az erőforrást, hiszen a megtérülés már a piaci és politikai viszonyok függvénye. Például hiába rendelkezik valaki óriási széntartalékokkal, nem fogja azt kitermelni, ha a piacon olcsón, megbízható partnertől tud földgázt vásárolni. Ugyanígy előfordulhat a példahelyzetben, hogy a politikai viszonyok megromlása miatt már nem tud gázt venni az előző forrástól, és megéri számára a szenet kitermelni, vagy egy harmadik megoldást keresni. A klímavédelmi szempontok továbbá új döntéshozatali helyzetet teremtettek, mert az üvegházhatású gázok kibocsátásával járó döntések társadalmi elfogadottságát már nem lehet figyelmen kívül hagyni. Az ilyen döntéshelyzetek miatt alapvető, hogy áttekintsük, bolygónk mely országai milyen energiaforrásokkal rendelkeznek.

Mint azt az első cikkben felvezettük, az emberiség igényeit ellátni képes energiafajták számtalan formában hozzáférhetőek bolygónkon. Ezt rögzíti az ISO 13600 szabvány, mely a következőt fogalmazza meg: „Az energiahordozó olyan anyag vagy jelenség, amellyel mechanikai munka vagy hő állítható elő, illetve amely révén vegyi vagy fizikai folyamatok hozhatók létre.”

Az energiahordozók három fő csoportja a fosszilis, a nukleáris és a megújuló energiaforrások. Ezek rendelkezésre állása erősen összefügg keletkezésük mikéntjével. Tehát forrásuk vagy keletkezésük szerint az alábbi csoportokat lehet elkülöníteni őket:

  • Fosszilis energiahordozók: Növényi és állati maradványokból keletkező, levegőtől elzárt bomlás során létrejött energiahordozók, amelyek évmilliók alatt alakultak ki. Szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotúak, nagy az energiasűrűségük, főként szén- és hidrogénatomokból álló vegyületek.
  • Nukleáris energiahordozók: A nukleáris fűtőanyagban (urán, tórium, plutónium) tárolt szabadenergia mennyisége milliószorosa a hasonló tömegű kémiai tüzelőanyagokban – például benzinben – tárolt szabadenergiának. Mivel a legfőbb nukleáris fűtőanyag, vagyis az elemi urán – ismereteink szerint – csak szupernóva-robbanáskor keletkezik (pontosabban keletkezett), ezért mennyisége szintén véges.
  • Megújuló vagy alternatív energiaforrások[1]: Emberi léptékkel mérve mindig megújulnak, hagyományos értelemben véve nem lehet készleteket megállapítani belőlük (jelenlegi ismereteink szerint).

A fosszilis energiahordozók közé tartoznak a szénfajták (antracit, fekete(kő)szén, barna(kő)szén, lignit, tőzeg), a kőolaj és a földgáz, továbbá az utóbbiak feldolgozás utáni termékei (pl. nyers benzin, petróleum (gazolin), könnyűbenzin, bitumen).

A készletek becslésekor azokat vesszük figyelembe, amelyeket megéri kitermelni – ennek megítélése helyzetfüggő, hiszen a piaci ár meghatározza, hogy mennyiért éri meg a kitermelés, emiatt pedig a számítási módszer és annak eredménye is változhat. A megtérülés tehát három fő szemponttól függ: a kitermelés költségétől, ami alapvetően technológiai kihívás; a piaci ártól, amely az igényektől függ; és az energiahordozó minőségétől (fűtőértékétől). Például az uránérckészletek mennyisége azért nőtt 25 %-kal az elmúlt tíz évben, mert már újabb lelőhelyeket nyitottak meg.

Az alábbi kimutatások során nem vesszük figyelembe az energiahordozókon belüli fajtákat, mivel fűtőértékük alapján történő megkülönböztetésük részletesebb felosztást igényelne. Ezektől most eltekintünk, hiszen felhasználásuk, kitermelésük megtérülése egyedi mérlegelést igényel.

Szén

Szén1.jpg

A világ szénkészletének megoszlása (2015)
Forrás: BP Energy Outlook 2016

világ szénkészletének több mint negyedével az Amerika Egyesült Államok rendelkezik, a háromnegyede összesen csak öt ország (az Egyesült Államok mellett Oroszország, Kína, Ausztrália és India) birtokában van. További jelentősebb készlettel rendelkezik Németország (4,5 %), Kazahsztán (3,8 %), Ukrajna (3,8 %), Dél-Afrika (3,4 %) és Indonézia (3,1 %). Természetesen ezen arányszámok gazdasági súlya a népességtől, fejlettségtől és területtől is függ.

A készletek megállapítása mellett fontos tényező a kitermelés (bányászat) és a fogyasztás, melyeknek jellemzői jelentős változásokon mentek át az elmúlt 25 évben.

Szén2_400p.jpg

Szén3_400p.jpg

A világ szénbányászatának (fent) és -felhasználásának (lent) százalékos megoszlása (2015)
Forrás: BP Energy Outlook 2016

A három diagram összehasonlításából több érdekességre is fény derül. Kína a világ szénfelhasználásának feléért felelős, ugyanakkor csak a készletek 12,8 %-ával rendelkezik, amiből – a növekvő világszintű szénkitermelést (lásd a cikksorozat első részét) is figyelembe véve – arra lehet következtetni, hogy a gyors kitermelés relatíve rövid ideig képes szénnel táplálni az erőműveket. A BP számításai szerint hazai forrásból csupán 31 évig. Az RPR[2] érték alapján a világ nagy térségei közül Észak-Amerika és Európa (Eurázsiával) tölti be a vezető szerepet a szén szempontjából: a régió még több mint 270 évig elegendő tartalékkal rendelkezik, hiszen a készleteket csak lassan használják fel. Ausztrália kitermelése eközben az elmúlt 10 évben megnövekedett, annak ellenére, hogy a felhasználás csökkent, ráadásul a kettő között érzékelhető különbség van, amit vagy elraktároz, vagy exportálhat.

Földgáz

Földgáz1_400p.jpg

A világ földgázkészletének megoszlása (2014)
Forrás: CIA World Factbook

földgázkészletek közel negyedével Oroszország rendelkezik, és az őt követő Iránnal és Katarral együtt a földgázkészletek 54%-át birtokolják. Ez a fő oka annak – ezt később még kifejtjük –, hogy Oroszország nagyon olcsón tudja árulni a földgázt a nemzetközi piacon.

Földgáz2_400p.jpg

Földgáz3_400p.jpg

A világ földgázkitermelésének (fent) és -fogyasztásának (lent) százalékos megoszlása (2015)
Forrás: CIA World Factbook

A nemzetközi földgáz-kereskedelemben érdekesség, hogy a rendelkezésre álló készletektől függetlenül az exportálás csak bizonyos országokra jellemző. Az Egyesült Államok (a 2015-ös évre nézve) alig fogyasztott kevesebbet (reálértékben), mint amennyit kitermelt. Japán és Kína jelentős felhasználók, amit csak a nemzetközi piac tesz lehetővé. Ezzel szemben Norvégia az említésre méltó készleteit nem használja energiatermelésre. Oroszország pedig 2015-ben a kitermelt mennyiség 68,3 %-át használta csak fel, a többit elsősorban a nemzetközi piacokon értékesítette. A világ összes földgázkészlete a BP számításai szerint még több mint 52 évig elegendő. A tartalékok szempontjából kiemelkedik Türkmenisztán (241 év), Irán (177 év), Katar (135 év) és Venezuela (173 év), amelyeket további közel-keleti országok követnek. A jelenlegi kitermelési ütem mellett az exportőr Oroszország 56,3 évig rendelkezik még földgáztartalékokkal.

Olaj

A nyersolajlelőhelyek legkönnyebben hozzáférhető része a közel-keleti térségben és Dél-Amerikában található.

Olaj1_400p.jpg

Olaj2_400p.jpg

A világ globális nyersolajkészletének összetétele az OPEC (fent) és a BP (lent) szerint (2015). A BP figyelembe vette a kanadai másodlagos olajkészleteket, míg az OPEC csak a hagyományos forrásokat.
Forrás: OPEC Annual Statistical Bulletin 2016, BP Statistical Review of World Energy, June 2016

A kitermelés üteme világszinten – az első cikkben szereplő ábrán látható – lassan, de fokozatosan nő. Amint a könnyen hozzáférhető olaj kitermelése csökken, az olaj drágul, emiatt megéri kitermelni a nehezen hozzáférhetőbb mennyiségeket. Az olajkészletek – az R/P arány alapján, a BP kimutatása szerint – még több mint 50 évig elegendőek.

Olaj3_400p.jpg

Szén1.jpg

A világ olajkitermelésének (fent) és -igényének megoszlása (lent) (2015)
Forrás: OPEC Annual Statistical Bulletin 2016

Nukleáris energiaforrások – Urán

Az elsődleges nukleáris fűtőanyag az uránium. Tekintet nélkül az izotópjára, a bolygó észszerűen kitermelhető készletei az alábbiak szerint oszlanak meg az országok között.

Urán1_400p.jpg

A világ észszerűen kitermelhető uránérckészleteinek megoszlása (2015)
Forrás: World Nuclear Association

Ez az ábra nem tartalmazza az ún. másodlagos nukleáris forrásokat: újrahasznosított uránium és plutónium (használt fűtőanyagokból), az újradúsított uránmaradék, korábbi katonai célú urán és plutónium, polgári célú készletek. Használatuk csak megfelelő erőműtípusban lehetséges.

Urán2_400p.jpg

A világ uránigényének megoszlása (2016)
Forrás: World Nuclear Association

A francia energiaellátásban zajló változásoknak – amivel egy következő cikkünkben külön foglalkozunk – egyik mozgatórugója jól látszik a fenti ábrán: az ország évtizedekig nukleáris energiát használt, ám ezt importból fedezte. Az ország a világ legnagyobb uránfelhasználói közé tartozik.

Az uránbányászat kulcsfontosságú az erőművek ellátásához, viszont – ahogy a cikksorozat második részében írtuk – a kitermelés 70 %-áért csupán három ország, Kazahsztán (39 %), Kanada (22 %) és Ausztrália (9 %) felel, őket követi Nigéria, Oroszország és Namíbia. Az ismert készletek – erről is szó volt a második cikkben – még kb. 90 évig elegendőek, igaz, csak a hagyományos reaktorok figyelembe vételével.

 

[1] Ellabban, Omar; Abu-Rub, Haitham; Blaabjerg, Frede (2014). "Renewable energy resources: Current status, future prospects and their enabling technology". Renewable and Sustainable Energy Reviews. 39: 748–764 [749].

[2] Másnéven R/P (reserves-to-production ratio), azaz arány, ami évben kifejezve mutatja, hogy az adott erőforrás várhatóan meddig áll még rendelkezésre.

 

A nyitókép forrása: Shutterstock