Az ipari forradalom kezdetén
annyi elemi szén hevert
Nagy-Britannia alatt kőszén alakjában,
amennyi most Szaúd-Arábia alatt kőolaj formájában.
Ez a szén hajtotta az ipari forradalmat,
ez tette "Naggyá" Britanniát,
és ez vezetett Nagy-Britannia átmeneti világuralmához.
Aztán 1918-ban, a brit széntermelés elérte csúcsát,
és azóta is hanyatlik folyamatosan.
Nagy-Britannia időben áttért olajra és földgázra,
mely az Északi-tengerből származott, ám 2000-ben
az olaj- és gáztermelés az Északi-tengeren
is elérte csúcsát, és most hanyatlóban van az is.
Ezek az észrevételek, melyek véges voltát jelzik
a könnyen elérhető, helyi, megbízható fosszilis energiahordozóknak,
felvetik a kérdést: "És most?
Milyen lesz az élet a fosszilis energiahordozók után?
Nem kéne elgondolkodnunk azon,
hogy a fosszilis energiahordozókat is kiváltsuk valahogy?"
És persze más okból is felmerül a kérdés, és ez: a klímaváltozás.
És amikor a fosszilis energiahordozók utáni életről van szó,
vagy a klímaváltozás megelőzéséről, szerintem túl sok
az üres duma, a zöldmosás, a félrevezető hírverés --
fizikusként kötelességemnek érzem, hogy
eligazítsak másokat ebben a zűrzavarban,
hogy megértessem másokkal azt, ami tényleg számít,
hogy olyan elképzelésekre koncentráljanak, aminek értelme van.
Hadd szemléltessem ezt egy hevenyészett számítással,
afféle fizikusi szalvétajegyzettel.
Mi, fizikusok, szeretjük az ilyent:
Felteszünk egy kérdést, leírunk néhány számot,
és kihozunk egy választ.
Nem biztos, hogy pontos lesz, de az ember ezt mondja rá:
"Hmm."
Íme a kérdés: Mondjuk, hogy támadt egy
ötletünk: "Hát persze, kiválthatjuk a fosszilis energiahordozókat.
Bioüzemanyagot használunk. Probléma megoldva.
Közlekedés: nincs többé szükség kőolajra."
Nos, mi lenne, ha az utakat kiszolgáló bioüzemanyagot
az adott utat szegélyező gyepsávban termesztenénk?
Milyen széles gyepsáv lenne elég egy úthoz?
Rendben, nézzük a számokat!
Menjenek a kocsik 96 km per órával.
Mondjuk, hogy 12,7 kilométert tesznek meg egy liter benzinnel.
Ez az európai átlag új kocsikra.
Legyen az energiaültetvény termelékenysége
évi 1200 liter bioüzemanyag hektáranként.
Ez megfelel az európai ültetvényekének.
Mondjuk, hogy a kocsik 80 méter követési távolságot tartva
folyamatosan haladnak
ezen az úton.
Az út hossza nem érdekes, mert minél hosszabb
az út, annál hosszabb az energiaültetvény is.
Mit kezdjünk ezekkel a számokkal?
Nos, vesszük az első számot, és elosztjuk
a másik hárommal, ami kb. 8 kilométerre jön ki.
És ez a válasz.
Ilyen szélesnek kéne lennie az energiaültetvénynek
az adott feltételek mellett.
Talán erre önök is azt mondják, hogy: "Hmm.
Lehet, hogy nem is lesz ez olyan egyszerű."
És esetleg arra gondolnak, hogy talán valami probléma van
a területekkel. Ebben az előadásban
a földterületekről szeretnék beszélni, és megkérdezni:
van valami probléma a területekkel? És a válasz ez lesz:
igen, de attól függ, hogy melyik országban vagyunk.
Kezdjük tehát az Egyesült Királysággal,
ha már egyszer itt vagyunk.
Az Egyesült Királyság energiafogyasztását --
a teljest, nemcsak a közlekedését, hanem mindenestül --
szeretem villanykörtékkel kifejezni.
Olyan ez, mintha fejenként 125 db [40 wattos] villanykörtét égetnénk folyamatosan,
ugyanis 125 kilowattóra per fő per nap
az Egyesült Királyság energiafogyasztása.
Ebből 40 villanykörte a közlekedésre,
40 a fűtésre,
40 pedig villamosenergia előállítására megy el,
a maradék viszonylag kicsi
a három nagy falathoz képest.
A lábnyomunk valójában nagyobb ennél, ha figyelembe vesszük
az importholmikban foglalt energiát is,
mely nálunk hasznosul, és ennek az energiának 90%-a még ma is
fosszilis energiahordozókból származik, mindössze 10% az,
ami más, zöldebb -- talán zöldebb -- forrásokból jön,
mint az atomenergia és a megújulók.
Szóval,
ez itt az Egyesült Királyság, ahol a népsűrűség
250 fő per négyzetkilométer,
és most lássunk más országokat is
ugyanebből a két szempontból.
A függőleges tengelyen azt mutatom,
hány villanykörte -- azaz mekkora -- az energiafogyasztás
fejenként, a miénk 125 villanykörte per fő,
ez a kis sötétkék pötty pedig a földterületet szemlélteti
az Egyesült Királyság esetében,
a népsűrűség a vízszintes tengelyen van,
a miénk 250 fő per négyzetkilométer.
Adjuk hozzá a többi sötétkék európai országot:
látjuk, egész nagy a változatosság.
Hangsúlyoznom kell: mindkét tengely
logaritmikus. Egyik szürke vonaltól
a másikig 10-szeres a változás.
Most jön Ázsia pirossal,
a Közép-Kelet és Észak-Afrika sötétzöld,
Fekete-Afrika világoskék,
a fekete Dél-Amerika,
a rózsaszín Közép-Amerika,
és aztán nedvzöldben itt van Észak-Amerika,
Ausztrália és Új-Zéland.
Láthatjuk a népsűrűség változatosságát
és az egy főre eső fogyasztásét is.
Az országok különböznek egymástól.
Balra fent van Kanada és Ausztrália hatalmas
földterületével, nagyon magas egy főre eső fogyasztásával --
200-300 villanykörte fejenként --
és nagyon alacsony népsűrűségével.
Jobbra fent, Bahreinnek ugyanakkora az energiafogyasztása
fejenként, mint Kanadának,
300 villanykörte per fő,
de a népsűrűsége 300-szor akkora,
1000 fő per négyzetkilométer.
Jobbra lent, Bangladesnek ugyanakkora a népsűrűsége,
mint Bahreinnek, de a fejenkénti fogyasztása 100-szor kisebb.
Balra lent, nos, ott semmi sincs.
De régen jó sokan voltak ott.
Itt egy újabb üzenet a diagramból.
Kis kék farkincákat tettem Szudán, Líbia,
Kína, India és Banglades után.
Ez mutatja 15 év fejlődését.
Hol voltak 15 éve, és hol vannak most?
Nos, az üzenet az, hogy a legtöbb ország jobbra
és fölfelé mozog,
jobbra fel -- a nagyobb népsűrűség
és a nagyobb egy főre eső fogyasztás irányában.
Tehát lehet, hogy egy kicsit előrébb vagyunk a jobb felső sarokban
-- eléggé szokatlan: az Egyesült Királyság egy csapatban
Németországgal, Japánnal, Dél-Koreával, Hollandiával
és egy csomó más, kissé fura országgal --,
de sok más ország tart felfelé
és jobbra, hogy csatlakozzon hozzánk,
tehát mi vagyunk a példa arra, ha úgy tetszik, milyen lesz a jövő
energiafogyasztása a többi országban.
És most teszek az ábrára néhány rózsaszínű vonalat is,
mely jobbra le mutat.
Ezek az egyforma teljesítményfogyasztás vonalai
egységnyi területre vonatkozóan, amit watt per négyzetméterben mérek.
Itt van például a középső vonal,
0,1 watt per négyzetméter, ekkora volt a teljesítményfogyasztás
per területegység Szaúd-Arábiában, Norvégiában, Mexikóban -- rózsaszínnel --
és Bangladesben 15 évvel ezelőtt,
de ma a világ népességének fele olyan országban él,
mely már a vonal fölött van.
Az Egyesült Királyság fogyasztása 1,25
watt per négyzetméter.
Ennyi Németországé is; Japán picit többet fogyaszt.
És most
lássuk, mért érdekes ez. Hogy mért érdekes?
Nos, a megújulókat ugyanabban az egységben mérjük,
mint az energiaforrások többi fajtáját,
és a megújulókkal kapcsolatosak a fő elképzelések arról,
hogyan mondhatnánk le a 90%-ot kitevő fosszilis energiahordozó használatáról.
Hát akkor nézzük a megújulókat.
Az energianövények hozama fél watt per négyzetméter
európai éghajlaton.
Mit jelent ez? Talán számítottak is erre
az eredményre, tekintve azt, amit a energiaültetvényekről mondtam
az imént.
Nos, 1,25 wattot fogyasztunk négyzetméterenként.
Ez azt jelenti, hogy még ha beborítanánk is
az egész Egyesült Királyságot energianövényekkel,
akkor sem lenne elég a mai energiafogyasztáshoz.
A szélerő egy kicsit többet produkál,
2,5 watt per négyzetmétert, de ez csak kétszer annyi,
mint az 1,25 watt per négyzetméter,
ha tehát azt akarnánk, hogy a teljes
energiafogyasztást
szélfarmokkal fedezzük, akkor a fél ország szélfarm lenne.
Megjegyzem, az állításaimat adatok támasztják alá.
Nézzük most a napenergiát.
A tetőre szerelt nappanelek
kb. 20 watt per négyzetmétert produkálnak Angliában.
Ha igazán sokat akarunk kihozni belőlük,
akkor a hagyományos bajor módszert kell követni,
vagyis le a tetőről, és befedni a földeket is
nappanelekkel.
A szolárparkok, mivel a panelek közt helyet kell hagyni,
kisebb hozamúak. Ezek kb. 5 wattot
adnak négyzetméterenként a földeken.
És íme egy szolárpark Vermontban, melynek tényleges
hozama 4,2 watt per négyzetméter.
Ne feledjük, itt ahol vagyunk, 1,25 watt per négyzetméter kell:
szélfarmok 2,5 W, szolárparkok kb. 5.
Tehát akármelyik megújíthatót választjuk is,
az üzenet az, hogy mindegy milyen arányban keverjük őket,
ha ezekkel akarjuk kielégíteni az Egyesült Királyság fogyasztását,
akkor be kéne fedni
az ország kb. 20-25%-át
megújíthatókkal.
Én nem azt mondom, hogy ez rossz ötlet.
De figyelembe kell venni a számokat.
Egyáltalán nem vagyok megújulóellenes. Imádom a megújulókat.
De a számtant is szeretem. (Nevetés)
Ha a napenergiát sivatagokból nyerjük,
területegységenként nagyobb teljesítményt kapunk, mert
nincsenek felhők,
ezért az ilyen létesítmények elérik a 14 watt per négyzetmétert;
pl. ez itt 10 watt per négyzetmétert ad,
ez a spanyol pedig 5 watt per négyzetmétert.
Kissé nagyvonalúan számolva a napenergiával,
azt hiszem, teljesen reális a 20 watt
per négyzetméter. Ez igazán szép.
Persze Nagy-Britanniában nincsenek sivatagok.
Egyelőre. (Nevetés)
Összefoglalom az eddigieket.
A megújulók, fáj ezt mondanom, túlságosan szétszórtak.
Mindnek kicsi a teljesítmény per területegység értéke,
amit tényként kell elfogadnunk.
Ha tehát azt akarjuk, hogy a megújulóknak
lényeges szerepük legyen egy olyan országban, mint
az Egyesült Királyság, akkor a mai fogyasztás mellett
úgy kell elképzelni a megújulós létesítményeket,
hogy azok országméretűek -- nem egész országnyiak,
de egy részét jelentik az országnak, jelentékeny részét.
Vannak más olyan opciók is az energiatermelésre,
amelyek nem fosszilis alapúak.
Itt van például az atomenergia, ez pedig az Ordnance
Survey hivatalos térképe, itt látjuk a Sizewell B atomreaktort
egy kék négyzetkilométer belsejében.
Ez egy gigawatt egy négyzetkilométeren,
ami 1000 watt per négyzetméterre jön ki.
Tehát ez a speciális mérce az atomenergiát
kevésbé tolakodónak mutatja a megújulóknál.
Persze vannak más mércék is, és az atomenergiának
problémái vannak a népszerűséggel.
De ugyanez áll a megújulókra is.
Itt egy felvétel egy mozgalmas egyeztetési eseményről
egy Penicuik nevű kisvárosban Edinburgh mellett,
melyen penicuiki gyermekek örvendezve
égetik el egy szélkerék mását.
Az emberek tehát antimindenfélék, de muszáj
minden opciót szem előtt tartani.
Mit tehet egy olyan ország, mint a miénk az ellátási oldalon?
Azt mondanám, hogy ez a három opciónk van:
a saját megújulóink és -- tudva, hogy ezek csaknem
országméretűek -- más népek megújulói,
szóval visszamehetnénk, és nagyon udvariasan elbeszélgethetnénk azokkal,
akik a diagram bal felső részén vannak, mondván:
"Ööö... nem szeretnénk megújulókat a hátsó udvarunkban,
ööö... nem tarthatnánk ezeket inkább az önökében, kérem?"
És ez egy komoly opció.
Egy módja annak, ahogy a világ kezelhetné ezt a kérdést.
Olyan országok, mint Ausztrália, Oroszország, Líbia és Kazahsztán
lehetnének a legjobb barátaink a megújulók tekintetében.
A harmadik opció pedig az atomenergia.
Ezek voltak a szolgáltatási oldal opciói.
Azon kívül, hogy a szolgáltatói oldalon nyomjuk a pedált,
mert ne feledjük, sok kell belőlük,
hiszen pillanatnyilag
az energia 90%-át a fosszilis energiahordozók adják.
A pedál nyomásán kívül más módja is szóba jöhet
a probléma megoldásának, nevezetesen, csökkenteni lehetne az igényt,
és ez jelentheti a népesség csökkentését --
nem tudom, hogy lehetne ezt megoldani --,
vagy az egy főre jutó fogyasztás csökkentését.
Beszéljünk hát arról a három eszközről,
mely segítségünkre lehet a fogyasztói oldalon.
Első a közlekedés. Íme a fizikai alapelvek, melyek megmondják,
hogyan csökkenthető a közlekedés energiafogyasztása.
Gyakran hallunk efféléket: "A technológia mindent megold.
Készíthetünk olyan járműveket, amelyek százszor
hatékonyabbak." És ez majdnem igaz. Mutatom is.
Az energiafogyasztás egy ilyen tipikus tank esetében
80 kilowattóra per 100 utaskilométer.
Ilyen egy átlagos európai kocsi.
80 kWh. Tudunk építeni valamit, ami százszor
jobb ennél -- a felsorolt fizikai alapelvek alkalmazásával?
Igen. Itt látjuk. Biciklinek hívják. 80-szor kevesebb energiát
fogyaszt, és bioüzemanyaggal megy: gabonaszelettel.
(Nevetés)
És vannak köztes opciók is, mert elképzelhető, hogy
a tankos hölgy azt mondaná: "Nem, nem,
ez életmódváltozás! Kérem, ne változtassák meg az életmódomat."
Nos, arra talán rá tudnánk venni őt, hogy vonatra váltson,
ami még mindig sokkal hatékonyabb az autónál,
ami azért mégis életmódváltozás,
vagy itt az ökoautó, balra fent.
Kényelmesen elfér benne egy tinédzser,
alacsonyabb, mint egy terelőkúp,
és majdnem olyan hatékony, mint egy bicikli,
feltéve, hogy nem mész többel 24 km/h-nál.
A köztes tartományban realisztikusabb opciók
is adódnak a közlekedési megoldásra: az elektromos járművek,
így az elektromos bicikli és a villanyautó a középmezőnyben,
ezek úgy 4-szer energiahatékonyabbak
a standard benzinhajtású tanknál.
A következő eszköz a fűtés.
Nagy-Britannia energiafogyasztásában a harmadik nagy rész a fűtés,
mely főleg a családi otthonok
és más épületek fűtésével és vízmelegítésével kapcsolatos.
Ez itt egy tipikus, ócska brit ház.
Ez az én házam, előtte áll a Ferrarim. (Nevetés)
Mit lehet ezzel kezdeni?
Nos, fel vannak írva a fizikai törvények,
amelyek megmondják mit -- hogy az energiafogyasztás
hogy függ azoktól a dolgoktól, amiken változtatni tudsz.
Változtatni tudod a hőmérséklet-különbséget
a kinti és a benti között, mert van ez a
figyelemreméltó technológia, a termosztát.
Fogod, és eltekered balra,
és a házad energiafogyasztása máris csökkenni fog.
Kipróbáltam: működik. Egyesek ezt életmódváltásnak hívják. (Nevetés)
Lehet fogadni szöszözőket is, hogy csökkentsék a hőszivárgást
az építményben -- szöszt a falakba, szöszt a tetőbe,
és egy új bejárati ajtót, stb.,
de az a szomorú igazság -- ezzel pénzt spórolunk --
nem ez a szomorú, ez jó. A szomorú igazság az, hogy
csak 25%-kal csökken az épület hőszivárgása,
ha megtesszük ezeket a hasznos változtatásokat.
Ha igazán közelíteni akarjuk a svéd
építési normákat, akkor egy ilyen ócska ház esetében, mint ez,
külső hőszigetelést kell tenni az épületre,
ahogy ennél a londoni tömbháznál is látjuk.
A hő hatékonyabban közvetíthető hőszivattyúval,
mely egy kevés elektromos energia segtségével
hőt képes mozgatni a hidegebb kertből a ház belsejébe.
A harmadik fajta igényoldali opció, amelyről beszélni szeretnék --
az energiafelhasználás csökkentésének harmadik módja --,
a mérőórák leolvasása.
Sokat beszélnek mostanában az okos mérőkről,
de magunk is megtehetjük, amit azok.
Használják a szemüket és az eszüket, olvassák le a mérőt,
és ha csak egy kicsit is hasonlítunk egymásra, akkor megváltozik az életük.
Itt egy grafikon, amit készítettem.
Épp egy könyvet írtam a fenntartható energiáról,
és egy barátom megkérdezte tőlem: "Na, és mennyi energiát használsz
otthon?" Zavarba jöttem. Fogalmam sem volt róla.
Úgyhogy elkezdtem leolvasni a mérőt minden héten;
a régi leolvasások ott láthatók
a grafikon tetején, a 2007-esek pedig
zölddel látszanak alul, akkor volt az, amikor
hetente olvastam le a mérőt, és megváltozott az életem,
mert elkezdtem kísérletezni, hogy lássam,
mi az, ami számít, és a gázfogyasztásom
lezuhant, mert elkezdtem szórakozni
a termosztáttal és a fűtőrendszer időzítésével,
és a gázszámlám fele sem maradt a réginek.
Ugyanez volt az áramfogyasztással,
amikor kikapcsoltam a DVD lejátszókat, a sztereókat
és a számítógép-perifériákat, amelyek folyton mentek,
és csak akkor kapcsoltam vissza őket, amikor szükség volt rájuk,
amitől egyharmadával csökkent a villanyszámlám is.
Tehát kell egy értelmes terv. Felvázoltam önöknek
hat fontos eszközt. Átfogó intézkedésre van szükség, mert
az energia 90%-át fosszilis hordozókból nyerjük.
Ezért komolyan be kell vetnünk a legtöbb eszközt, ha nem mindet.
Az eszközök többsége kevéssé népszerű,
és ha úgy döntünk, hogy nem élünk valamelyikkel,
jusson eszünkbe, hogy akkor
jobban be kell vetnünk a többit.
Elkötelezett híve vagyok a felnőtthöz méltó beszélgetésnek,
mely számokon és tényeken alapul, és azzal zárnám,
hogy bemutatom ezt a térképet, mely azt szemlélteti,
milyen területi és egyéb követelmények biztosítják, hogy
fejenként 16 villanykörtényit
a négy nagy lehetséges forrásból fedezzünk.
Ha tehát akarjuk azt a 16 villanykörtét, akkor ne feledjük, hogy
a mai teljes energiafogyasztásunk 125 villanykörtényi.
Ha azt a 16-ot szélerőből akarjuk, akkor ez a térkép mutatja a megoldást
az Egyesült Királyságra. Kell hozzá 160 szélfarm,
mindegyik 100 négyzetkilométeres,
ami 20-szoros növekedést jelent
a mai szélenergiához képest.
Atomenergia: ha 16 villanykörtét akarunk fejenként, akkor
2 gigawatt kell mindegyik rózsaszín pöttynél a térképen.
Ez 4-szeres növekedés
az atomenergia mai szintjéhez képest.
Biomassza: ha 16 villanykörte per főt akarunk, akkor
nagyjából 3 és félszer akkora terület kell, mint Wales,
vagy a saját országunkban, vagy másokéban,
talán Írországban, talán másutt. (Nevetés)
És a negyedik ellátásoldali opció a napenergia
más népek sivatagjaiból.
Ha 16 villanykörtényit akarunk,
akkor ezekről a hatszögekről beszélünk itt
a jobb alsó részen.
A hatszögek összterülete
két Nagy-Londonnyi, valaki más Szaharájában,
és távvezeték is kell Spanyolországon
és Franciaországon át, hogy elhozza az áramot a Szaharából Surreyig.
Kell egy értelmes terv.
Hagyjuk abba a kiabálást, és kezdjünk el beszélgetni,
és ha képesek leszünk a felnőttbeszédre,
készítsünk egy értelmes tervet, és fogjunk hozzá az építkezéshez,
talán ez a szénszegény forradalom
még jó is lehet. Köszönöm, hogy meghallgattak.
(Taps)