Az energetika jelenleg és a jövőben is kb. 85 %-ban a fosszilis energiahordozók eltüzelésével biztosítja a szükségletek ellátását. A Föld légköre és a földfelület közötti kapcsolat az évmilliók során kölcsönhatásban lévő folyamatos változáson megy át. A szénmegkötés és -felszabadulás folyamata a természet része. A szárazföld és a tengerek éves szénforgalma átlagban 231 GtC/év, azaz 44×104 tC/s, ebbe kapcsolódik be az emberi tevékenység által keletkező kb. 6 GtC/év, ami 1,14×104 t/év értéket képvisel. A kapcsolat a teljes forgalom­ra van hatással. A jövő szempontjából elsősorban a légkörben maradt rész a fontos, és annak a globális hőmérsékletre való hatása.

Jelentősebb fosszilistüzelőanyag-felhasználás kb. százötven évvel ezelőtt kezdődött. A légkörre való globális hatást a fosszilistüzelőanyag-felhasz-nálás, annak szén-dioxid-termelő képessége, és a légkörben mért tényleges koncentráció ismeretében egyszerű globális számításokkal határozhatjuk meg. Hangsúlyozni kell, hogy globális értékeket a legkisebb hibával, a szükséges, de legkevesebb paraméterrel lehet meghatározni. Ez a lehetőség az említett paraméterekkel adva van (1. táblázat). Az adatok a jelenleg rendelkezésre álló, legmegbíz-hatóbb forrásokból származnak. Az elemzésekhez figyelemre méltó értékek adódtak, a viszonyokat az 1. ábra szemlélteti.

Megállapítható, hogy az iparosítás kezdeti szakaszában a fosszilis energiahordozó felhasználása nem gyakorolt hatást a természet szénforgalmára. A légkörben az ipar által okozott széntartalom-növekedést meghaladta a termé-szetes szén-dioxid-koncentráció növekedése. Ez arra is rámutat, hogy a természet szénforgalmában az ipari többlet a folyamatok (fizikai, kémiai, biológiai) szempontjából nem különálló rész. A globális felmelegedés szempontjából azonban a szén-dioxid-koncentráció növekedésének szerepét a termikus folyamatokra már lehet többletként kezelni. Ez fizikai számítás, amelyben a származás nem játszik jelentős szerepet. Az 1930-as évek környékén megállapítható, hogy az emberi tevékenységből származó szén-dioxid  hatással van a légkör koncentrációjára. Itt sem ismeretes azonban, hogy a többlet szén-dioxid-rész az ipari vagy a természetes szén-dioxidból származik.

A légkörben tárolt szén mennyiségének növekedése kisebb, mint amennyit az emberi hatás indokolna. Az ipar által létrehozott szén-dioxid-mennyiséget alapul véve a légkörben a növekedés kisebb, a különbséget a lekötés mértékének növekedéseként kezelhetjük. A természet rövid időn belül megkezdte az alkalmazkodást az új helyzethez, ami feltehetően a jövőben egyre erőteljesebben érvényesül.

A légkör globális felmelegedéséért a különböző kutatások és szervezetek jelentős mértékben az ipar által az energetikában felhasznált fosszilis tüzelőanyagokból származó szén-dioxidot okolják. Két alapvető folyamatot nem értékelnek jelentőségének megfelelően.

Az első az, hogy a fosszilis tüzelőanyagok széntartalma a légkörben volt, és csak egy kis része kerül vissza az eredeti állapotába. Ezek egy része reverzibilis folyamatokból áll. Nem csak évmilliók alatt volt jelentős változás a föld felszínén, hanem néhány ezer év alatt is, ami rövid időintervallumnak mondható. Tízezer évvel ezelőtt a Szahara helyén dús erdőség állt. Emberi beavatkozási hatással ebben az időszakban még nem lehet számolni. Ilyen időtávban a Föld felületén jó néhány nagy különbség is található.

A második tény a Föld termikus egyensúlyával, így a globális felmelegedéssel kapcsolatos. Az ún. üvegházhatás okozói az üvegházgázok, és elsősorban a fosszilis tüzelőanyagokból felszabadult szén-dioxid. A szén-dioxid  abszorpció- és emisszió tulajdonsága biztosítja, hogy a Nap sugárzásából a hőenergia egy részét a Föld légkörében visszatartja, és az átlag­hőmérséklet növekedését okozza. Tény, amennyire a mérések megbízhatóságát elfogadjuk, hogy az utóbbi 150-200 évben a légkör szén-dioxid -koncentrációja kb. 280 ppm értékről kb. 380 ppm-re növekedett, és az átlaghőmérséklet (?) kb. 0,5–0,7 ºC-kal magasabb lett. Azonban az irodalmi adatok alapján sem mondható a kapcsolat korrelációnak, de konvergenciának sem. Az átlagoláshoz kiválasztott szakaszoktól függően sokféle megállapítást lehet tenni. Hosszabb időszakaszokra is a szén-dioxid-koncentráció növekedése mellett lehet hőmérséklet-csökkenést megállapítani. A klímával kapcsolatos rendkívül széleskörű kutatás nagyon sok fontos ismeretet szolgáltat, de a globális hőmérséklet-változásra és annak a szén-dioxiddal való kapcsolatára nem adnak megfelelő tudományos magyarázatot. A növekedés mértékére adott értékek különösen hibásak. Közismert, hogy a szén-dioxid  emissziós és abszorpciós tényezője a koncentrációval (Beer-féle törvény <p×x> parciális nyomás szorozva a rétegvastagsággal) igen erősen telítődő görbével rendelkezik. (2. ábra)

Tehát külön fel kell figyelni arra, hogy az emissziós együttható erősen egy telítési érték felé halad. Ez azt jelenti, hogy a légkörbe kerülő szén-dioxid növekedésével egyre kisebb mértékben abszorbeál a sugárzásból, a felmelegedés növekedésének sebessége csökken.

A légköri szén-dioxid-koncentráció növekedésé-nek hőenergia-visszatartó hatása exponenciálisan csökken. A nagy felmelegedést prognosztizáló kutatások eredményei bizonyosan nem helytállóak.

Az egyértelmű eredményekért a Föld termikus egyensúlyát alapul vevő, egyszerű (néha indokolatlanul primitívnek nevezett) egyenletet kell használni. Egy kazánhatásfok értékét is lehet a veszteségekből és lehet közvetlenül (pontosabban és egyszerűbben) a kimenő és bemenő energia hányadosaként számítani. Ugyancsak egyszerűnek (primitívnek) nevezhető lenne az energiaegyenlet (E=hn), de nem szükséges az indoklás a megjegyzés tarthatatlanságáért. (Irodalmi példa: Petőfi korában „döcögő, primitív” rímeket emlegettek, ezzel áll szemben verseinek csodálatos szépsége).

A Föld energetikai egyensúlyának a hőcsere mellett vele közel egyenértékű számos összetevője van. A modellek eredményei közötti nagy eltérés alapján arra a következtetésre lehet jutni, hogy a bonyolult modellekben a sok közelítés az összekapcsolásukat nem teszi lehetővé.

Nem lehet korrelációról beszélni a légköri szén-dioxid-tartalom és a globális hőmérséklet között. Hosszabb időszakokra is lehet példát találni ennek ellenkezőjére. Ilyen például az 1940 és 1970 évek közötti időszak (3. ábra). Ugyancsak problémás egyértelműen magyarázni a 15–18. század folyamán, az ipari forradalom előtti globális és a Kelet- Európában tapasztalt lehűlést, amely kb. 1,5 ºC tartományban mozgott. (4. ábra)

4. ábra • Éghajlat-ingadozások Kelet-Európában

az elmúlt ezer évben (Forrás: Varga-Haszonits Z. Agro 20, 2003.31.9. – Zágoni M.)

A 19. század vége óta megfigyelt átlagos hőmérséklet-emelkedést valós tényként fogadhatjuk el. Ez a következtetés természetesen nem okvetlenül jelenti azt, hogy a melegedés valóban az üvegházhatású gázok növekedése miatt következett be.

A szén-dioxid  kb. 0,4%-kal nő évente, amely többlet többféle forrásból kerül a levegőbe. Sajátfrekvenciája 2×10¹³ 1/s. Ezek a források a következők: a földi vulkáni tevékenység, a biomassza levegőn való bomlása, a kőzetek mállása és az emberiség hozzájárulása a növekedéshez – a fosszilis tüzelőanyagok (kőszén, kőolaj, földgáz) – elégetése. Az üvegház-melegedés 66%-át, a felhőtől eltekintve ennek a gáznak tulajdonítják. A szén-dioxidot azonban a fotoszintetizáló szervezetek elnyelik, jelentősek a tengerek és az ásványok vegyi folyamatai is.

Az üvegházhatású gázok szerepének mértéke a klímaváltozásban széles körben vitatott, mind a tudományban, mind a társadalomban, de rendkívül költséges téma. A viták eredményeként született Kiotói egyezmény, a szén-dioxid és az egyéb GH-gázok szén-dioxid egyenértékre számolt mennyiségének korlátozását tűzte ki célul. A több mint tízéves tapasztalat után megállapítható az egyezmény teljes csődje. Az EU-teljesítést is csak az új tizenkét tagállam csatlakozásával lehetett menteni, de ezt is csak az ezekben összeomlott nagyipar segítette. A fejlett EU–15 nem teljesítette vállalását, a vállalt 8%-os csökkentés helyett mindössze 2%-ot, azaz kettő százalékot teljesített.

A szén-dioxid kitüntetett szerepét a fizika-kémia törvényeivel elég jó számíthatóságának köszönheti, mert az egyéb tényezők hatásának számítása még inkább bizonytalan. A kiváló hazai – hegyhátsáli és K-pusztai – mérések igen nagy pontossággal illeszkednek a nemzetközi adatokhoz, és nagyban hozzásegítik a hazai kutatást a vélemények kialakításához és igazolásához.
 

Kulcsszavak: fosszilis tüzelőanyagok, szén-dioxid, globális felmelegedés
 

IRODALOM

World Energy Council (2008): 2007 Survey of Energy Resources. World Energy Council, London  WEBCÍM >

WMO–UNEP (2007): Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC) Fourth Essessment Report, 2007. World Meteorological Organisation–United Nations Environment Program

Ónodi Tibor (2003): Kételyek az üvegházhatás mértékében. Kőolaj és Földgáz. október