Meddig mehet még ez így tovább?

Modern társadalmunk működésének egyik alappillére a folyamatos növekedés, ami mára már olyannyira megszokottá vált, hogy annak folytatását magától értetődőnek tekintjük. A növekedés a jövő ígéretét is magában hozza, ami okot ad arra, hogy a megtérülés reményében a jövőbeni fejlődésbe fektessünk. A növekedés tehát a hitelek, a pénzügyi szektor, így végső soron pedig a gazdaság működésének alapja. Persze számos közvetlen előnye is van az emberek számára, mint például az életminőség javulása, a csecsemőhalandóság csökkenése vagy a javuló közbiztonság, hogy csak néhányat említsünk.

Mivel ez a jelenség jó néhány generáció óta velünk van, a növekedés központi szerepet játszik abban, hogy kik vagyunk és mit csinálunk. Ezért nehezen tudunk elképzelni egy másfajta világot.

Mi történik akkor, ha eltűnik a növekedés a rendszerből? Általában megbukik a kormány, de ez a kisebbik baj. A nagyobb gond az, hogy az államok a gazdasági növekedésre támaszkodnak, hogy növeljék az adóbevételeket, ami megkönnyíti az államadósság menedzselését. Növekedés nélkül az államadósság kezelése nehezebbé válna, ami fizetésképtelenséghez vagy megszorító intézkedésekhez vezethetne, majd pénzügyi-gazdasági válságok törnének ki, végül jó eséllyel felborulna az egész piramisjáték és káosz lenne úrrá a világon. Legalábbis valahogy így tartja az általános bölcsesség, és ami azt illeti, senkinek sincs mersze kipróbálni, hogy tényleg ez történne-e. A kormányok, a vállalatok, a pénzügyi és más szervezetek mind arra a feltételezésre alapozzák döntéseiket, hogy a növekedés tovább fog folytatódni.

A gazdasági fejlődés egyik alapja az energiafelhasználás növekedése, a kettő, mondhatni, kéz a kézben jár. Az ipari forradalom kezdete óta az emberi civilizáció energiafogyasztásának mértékében nagyon látványos növekedést tapasztaltunk, amely az elmúlt száz évben évi átlag 2,3%-nak felelt meg. Évi 2,3% első pillantásra talán nem tűnik túlzottan soknak, valójában azonban azt jelenti, hogy százévente egy egész nagyságrenddel nő az energiafelhasználásunk. Ez pedig hosszabb távon komplikáltabbá teszi a dolgokat.

De vajon meddig mehet még ez így tovább?

E kérdés megválaszolása során abból érdemes kiindulnunk, hogy a Föld felszínét egyetlen év alatt elérő napenergia mennyisége két nagyságrenddel (azaz százszor) nagyobb, mint amennyi a fosszilis energiahordozók ismert készleteiben rejlik. És ugyebár az utóbbi, ha egyszer kimerült, akkor végleg vége van, míg az előbbi minden évben újra és újra rendelkezésre áll. Itt a Földön tehát a napenergia az energiaforrások királya, amelyhez képest minden más potenciális energiaforrás kerekítési hiba, így a mostani gondolatkísérletünk során elegendő lesz csak az egünket beragyogó égitestre koncentrálni.

Hol is tartunk most? Az Energy Institute adatai szerint 2023-ban kb. 180 ezer TWh primer energiát használtunk fel. Ennek a többsége fosszilis energia volt, melynek átalakítása rendkívül pazarló: egy szénerőműben elégetett szén energiájának csupán a fele, vagy annyi sem válik villamos energiává, a többi hőveszteség. Egy naperőműnél vagy mondjuk egy vízerőműnél viszont az általunk felhasznált energia és a hasznos energia között csak minimális a különbség. Ezt figyelembe véve jelenleg kevesebb mint évi 100 ezer TWh hasznos energiára van szükségünk, ami 12 TW folyamatos energiaigénynek felel meg.

Most hogy ezt tisztáztuk, nézzük meg, hogy miből gazdálkodhatunk.

A Földet 174 ezer TW napenergia éri el folyamatosan, amelynek 30%-a visszaverődik, marad tehát 120 ezer TW. Bolygónk felszínének 29%-át teszik ki a szárazföldek, ha ezeket teljes egészében befednénk 20%-os hatékonyságú napelemekkel, akkor átlagosan mintegy 7000 TW folyamatos teljesítmény állna rendelkezésünkre. 12 TW felhasználás, vs. 7000 TW potenciál. Ez hatalmas tartalék, nem igaz?

Mikor ütközünk ebbe a határba 2,3%-os növekedési ütem mellett? Emlékezzünk vissza, hogy százévente tízszeres a növekedés, tehát 200 év múlva a jelenlegi szint százszorosát használjuk el, és 280 év múlva elérjük a 7000 TW-t. 280 év hosszúnak tűnhet egy emberi időskálán, de valójában nem olyan hosszú idő egy civilizáció számára. És gondoljunk csak bele, milyen világot teremtettünk: minden négyzetméter földet (sziklát, gleccsert, stb.) fotovoltaikus panelek borítanak. Hol termesztünk élelmiszert?

Ahelyett, hogy ezen a kérdésen rágódnánk, inkább dobjuk sutba a fizika törvényeit, és tételezzük fel, hogy 280 év múlva már képesek leszünk 100%-os hatékonyságú napelemeket gyártani, így megötszörözzük az energiatermelésünket. Mennyit nyerünk ezzel? További 70 évet.

De ne álljunk meg a tengerpartoknál, fedjük be az óceánokat is a 100%-os hatékonyságú panelekkel. Ez újabb 55 évet jelent. Nagyjából tehát 400 éven belül kimerítjük a földi energiaforrásokat, és ehhez „csupán” a fizika törvényeit kellett áthágni.

Mielőtt a lakóhelyünkül szolgáló bolygóból egy óriási fekete diszkógömböt csinálnánk, valószínűleg eszünkbe fog jutni, hogy a Földet a Nap energiájának csak egy kis része éri el. Jobban járunk tehát, ha inkább egy Dyson-gömböt – pontosabban egy Dyson-rajt – építünk a Nap köré. A Dyson-raj nagyon leegyszerűsítve egy csillagot körülvevő műholdfelhő, amelynek az a feladata, hogy összegyűjtse a csillag energiáját. Egy ilyen megastruktúra létrehozása rengeteg nyersanyagot igényel, ezért sajnos szét kell szednünk a Merkúrt. Az ötlet persze valószínűleg ki fogja váltani a Greenpeace tiltakozását, ám ez nem tarthat minket vissza merész vállalkozásunk megvalósításától, és a Plútó után egy újabb bolygót veszít el a Naprendszer.

Ezen a ponton már jobb lesz, ha inkább csak nagyságrendekkel számolunk. Jelenleg 1,2×10¹³ W (azaz 12 TW) az energiafelhasználásunk, a Nap azonban 4X10²⁶ W-ot bocsát ki magából. Mint tudjuk, évi 2,3%-os növekedéssel évszázadonként egy nagyságrenddel nő a fogyasztásunk – a kamatos kamat hatalma, ugyebár. A két érték között 13 nagyságrend a különbség, ez 13 évszázad, plusz néhány évtized a négyes szorzó miatt.

A Dyson-raj megépítése tehát úgy 1350 évnyi folyamatos növekedést biztosítana számunkra, már ha félretesszük a fizika törvényeit, hogy 100%-ban hasznosíthassuk a Nap energiáját.

Közben talán az is eszünkbe jut, hogy a mi Napunk nem az egyetlen csillag a galaxisban. A Tejútrendszerben körülbelül 100 milliárd csillag található. Ez már tényleg rengeteg energia, nem igaz? Százmilliárd azonban „csak” 10¹¹, tizenegy nagyságrend pedig mindössze további 1100 évet jelent. Így körülbelül 2500 év múlva egy galaxisnyi energiát használnánk fel – és akkor nagyvonalúan figyelmen kívül hagyjuk azt a tényt, hogy a Tejútrendszer 100 ezer fényév átmérőjű, tehát még fénysebességgel is közel 100 ezer évbe telne eljutni innen a másik végébe, nemhogy 2500 éven belül becsomagoljuk az összes csillagot.

Kép: Tom Murphy – Do the Math blog

De térjünk vissza a Földre – mármint szó szerint. Onnan indultunk ki, hogy a szárazföldek napelemekkel történő lefedése 280 évnyi növekedést tenne lehetővé. Ez azonban irreális, hiszen aligha fogjuk az összes területünket feláldozni, így valójában ennél is kevesebb időről beszélünk, talán két vagy három emberöltőről.

Néhány olvasó számára hiányérzetet okozhat, hogy az előzőekben a Nap és a csillagok energiára összpontosítottunk. A közönséges tengervízben lévő deutérium bősége lehetővé tenné, hogy egy látszólag kimeríthetetlen energiaforrással rendelkezzünk, itt a Földön: a fúziós energiával. Nem megyünk bele ennek a részletes elemzésébe, mert nem szükséges. A fentebb bemutatott kíméletlen növekedés azt jelenti, hogy 1400 év múlva bármilyen energiaforrásnak, amelyet hasznosítunk, túl kell szárnyalnia a Napot. Tekintve, hogy a központi csillagunk adja a Naprendszer tömegének 99,8%-át, a fúziós energia ennél az időpontnál sokkal hamarabb bedobná a törölközőt.

Mi lehet a tanulsága a fenti eszmefuttatásnak?

Talán az, hogy a jelenlegi kereteink között nincs olyan, hogy végtelen energia. Sem a napenergia, sem a fúziós energia nem az, a nukleáris energiát pedig már ne is említsük, hiszen az még kerekítési hibának is igen sovány lenne egy több emberöltőn át tartó növekedési ciklus során.

Ebből pedig egyenesen következik, hogy a jelenlegi civilizációs paradigma belátható időn belül a végéhez fog érni. Méghozzá szerintem inkább évtizedeken, mint évszázadokon belül. Mert hiába volna elvileg még két-háromszáz évnyi növekedés a rendszerben, ha annak költségei nem lineárisan skálázódnak. Az alacsonyabban csüngő gyümölcsöket már leszedtük, így egyre feljebb és feljebb kell kapaszkodnunk a fán, ahol egyre szúrósabbak és törékenyebbek az ágak és minden egyes újabb gyümölcsért – azaz újabb százalékpontnyi növekedésért – egyre jobban kell nyújtózkodnunk.

Ezért hamarosan valami újat kell majd kitalálnunk. Nem lesz ugyanis más választásunk.

Címlapkép: Nasa

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.