Az ipari forradalmak nagy horderejű átalakulásokat hoztak az emberiség életében. Többnyire igencsak előnyösöket, amit jól mutat, hogy az emberi faj létszáma drámai mértékben megnőtt. Csakhogy – sajnos – Isten minden teremtő, szép adománya mögött ott settenkedik a Sátán, többnyire nagyon is hatásos megnyilvánulásokkal. A népességnövekedés mértéke egyúttal magával hozta/hozza más, többnyire hátrányos jellemzők jelentős növekedését is. Az egyik – rendkívül fontos – növekedés a földi légkör hőmérsékletének emelkedése. Ma már tudjuk, hogy ez az érték az első ipari forradalom óta, és e forradalmak következményeként, megnőtt, becslések szerint századunk közepére elérheti a már veszélyesnek mondható 2,5 Celsius fokot. Ehhez járul a légkör elszennyeződése káros gázokkal.
A felismeréseket jelentős erőfeszítések kísérik, főleg a káros kibocsátások megfékezésére, sőt, akár teljes eliminálására is. Tudósok, innovátorok, meg persze nagymértékben vállalati-financiális buzgalmak erősítik az új megoldások hasznosítását. Ma még, e folyamatok korai fázisában aligha mondható ki, melyikből lesz általánosan elterjedt és valóban hasznos alkalmazás. Fontos kérdések sora bizonytalanítja el a gondolkodó embert. Vajon a jelenlegi politikai mozgalmak és főként az erőteljes üzleti törekvések által igencsak pártfogolt közlekedés-villamosítás lehet-e a legfontosabb megoldás? Avagy a mezőgazdasági-állattenyésztési reformok válnak azzá? (Megrögzött húsevőként nagyon reménykedem, hogy az én még hátralévő éveimben nem teszik kötelezővé a vegán étkezést…) Avagy a hatalmasra duzzadt emberiség egyre nagyobb mértékű villamosenergia-fogyasztását ellátni képes energetikai termelés a legfontosabb hajtóerő?
Mert az emberiség létszáma valóban drámai mértékben nőtt meg az elmúlt mintegy 300 év alatt, az első ipari forradalom győzelme óta. Elég néhány köztes (kerekített) adatra néznünk. 1710-ben mintegy 600 millió, 1800-ban is még csak valamivel kevesebb mint 1 milliárd ember élt a Földön. Másfél évszázad múlva, 1950-ben már több mint 2,5 milliárd, alig három évtizeddel később, 1980-ban immár közel 4,5 milliárd, 2000-re pedig meghaladta a 6 milliárdot. És a múlt évben elértük, mára pedig már meg is haladtuk a 8 milliárdos emberi létszámot. Szerencsére (mondhatjuk-e valóban meggyőzően, hogy szerencsére?) már elkezdett működni a nagy szervezetek önszabályozó képessége: immár a növekedésnek a növekménye (a matematikusok szerint a második derivált) csökken, sőt akár negatív is lehet. Például az egy szülőképes nőre érvényes átlagos növekedési ráta már igen erősen elmarad a 2,1 értéktől, ami éppen arra elég, hogy fennmaradjon a létező létszám. Jellemző példa erre a folyamatra az EU, benne, nagyon is erős mértékben, a mi hazánk is. Míg nálunk ez a jellemző mutató 1990-ben még „csak” 11 százalékkal volt kisebb a 2,1 minimális reprodukció értéknél, addig 2020-ban már 26 százalékkal. Hasonlók a folyamatok a fejlett világban, szinte mindenütt. Ez a ráta az USA-ban 1,64, Japánban 1,5, Kanadában 1,56, Kínában pedig, amely napjainkra már kétség nélkül a fejlett gazdaságú világ fontos része, 1,6. Nagyon is kedvezőtlen folyamatot jelent viszont, hogy Földünknek éppen a legszegényebb, gazdaságilag, technikailag és főleg társadalmilag leginkább elmaradott régióiban-országaiban ez az érték meghaladja, sőt, egyes helyeken igen jelentősen lépi túl a fenntartáshoz szükséges 2,1 értéket. Ebből a szempontból az első öt „helyezett” ország: Niger (7,06!), Uganda (6,69), Mali (6,44), Szomália (6,35), Burundi (6,16). És a következő öt afrikai ország is 6 körüli termékenységi rátával szerepel. Különösen negatív folyamat, hogy ezek már most is igencsak nagy létszámú országok, tehát a jelentős szaporodási arány következtében részvételük egyre nő a világ népességében. Némileg kiegyenlítő, bár nem örvendetes jelenség, hogy ezekben az országokban a lakosság várható élettartama lényegesen kisebb, mint a fejlettekben.
Valamivel árnyaltabbak, kedvezőbbek ezek az adatok Földünk másik, ugyancsak túlnépesedett régiójában: Délkelet-Ázsiában. Bár India immár túllépte lakosságszámban az eddig vezető Kínát, és elérte az 1,4 milliárdos létszámot, ugyanakkor némileg biztató jelenség a jövőre nézve, hogy a termékenységi aránya épp a közelmúltban elhagyta a bűvös 2,1 értéket, 2,05-re csökkenve. Szomszédjának, Pakisztánnak a létszáma meghaladta már a 230 millió főt, és közben a termékenységi rátája is magas: 3,2 – míg az ugyancsak sűrűn lakott, mintegy 170 milliós Bangladesben már némileg, 2 körüli értékre csökkent az arány. Viszont a szintén igen sűrűn lakott, mintegy 275 millió fős Indonéziában még mindig 2,25 ez az érték. Biztató viszont, hogy e térség fejlett gazdaságú országaiban, köztük is elsősorban a már említett Kínában 1,6 ez az arány, míg. például: Dél-Koreában 1,23, Szingapúrban 1,1, Tajvanon 1,15, Thaiföldön 1,66, Vietnámban 1,9, Oroszországban pedig 1,4.
Az emberi népesség tehát várhatóan tovább nő. E század végéig minden bizonnyal így lesz, ámbár nagy valószínűséggel kisebb léptékben talán, mint napjainkban (és csökkenhet is erősen, ha őrült diktátorok kirobbantak egy nukleáris háborút). Mindenesetre a most előrelátható és remélhetőleg békés népességi folyamatban is rendkívül fontos, mi több, egyre jelentősebb szerepet kap az emberi társadalmak növekvő villamosenergia igénye, fogyasztása.
Ezt a fogyasztást erősen megnöveli – a klímavédők egyik aduja – a közlekedés tömeges villamos hajtásúvá alakítása. Ám ne feledjük, hogy már maguknak az elektromos járműveknek a fogyasztása is igen jelentős többletet fog jelenteni, de ennél több, legalább két nagyságrenddel nagyobb (vagyis, minimum százszoros) lesz a meghajtó eszközök (akkumulátorok) létrehozásának energiaigénye, az alkotóelemek kibányászásától, szállításától kezdve az új termékek gyártásán keresztül a leépült eszközök-hulladékok feldolgozásáig. A közlekedés másik ígéretes sztárja lehet az üzemanyagcellás, hidrogén üzemanyaggal működő járműhajtás. Egyelőre még sok a kérdőjel körülötte; nem elhanyagolható tényező, hogy e megoldásban is igen jelentős az előállítás energiaigénye. Kétségtelenül igen biztató, hogy erőteljesen folyik a fejlett országokban a hidrogénes hajtás széles körű kutatása-fejlesztése-bevezetése.
Kedvező jelenség – hála a tudományos kutatásoknak, az alkalmazó innovációnak, no meg a vállalkozások üzleti érdekeinek –, hogy számos más, már ma is ígéretes újdonság is itt topog a küszöbön. A villamosmérnökök nemzetközi szövetsége, az IEEE tudományos folyóirata számolt be minap egy érdekes, immár gyakorlati megvalósítással is büszkélkedő megoldásról. Ez pedig, némileg meglepő módon a bevezetőben említett három fontos anyag egyikének, a vasnak az energetikai alkalmazása. Tavaly nyáron működésbe is lépett a hollandiai Eindhoven jelentős sörgyártó üzemében egy nem is kicsi, 1 megawatt teljesítményű energiatermelő berendezés (ez a teljesítményérték két paksi reaktorunkénak felel meg). Az Iron+ nevű létesítmény érdekessége, hogy fűtőanyaga nagyon finomra őrölt vas. Több intézmény – vállalat és egyetem – közös fejlesztése ez az alkalmazás. Szülői közé tartozik az Eindhoveni Műszaki Egyetem és egy startup vállalkozás.
Igen, a Földünkön viszonylag nagy bőségben és sokfelé található, hagyományosan nagyon régóta bányászott és sokrétűen alkalmazott vas az üzemanyag. A bőségnek rendkívül jelentős a szerepe, mert a most felfutó akkumulátor sztárok legfontosabb összetevő anyagai, a lítium, a nikkel, a kobalt, a grafit nem ennyire bőségesek, ráadásul igencsak kedvezőtlen a lelőhely-eloszlásuk, és nem kevésbé negatív tényező a nagy távolságra való szállítási igényük is. Az is rendkívül fontos szempont, hogy a porrá őrölt vas, mint üzemanyag, nem bocsát ki a légkörre káros anyagokat sem. Ráadásul a vasnak további nagy előnye az energiasűrűség, ami a maga literenkénti 11,3 kilowattóra értékével jobb, mint a benziné. Tehát érdemes elégetve hőt termeltetni vele, majd e hőt hasznosítva turbinákat, azokkal pedig generátorokat hajtva, villamosenergiát állítani elő. A kibocsátás pedig, nos, ez egy jól ismert anyag: a vas-oxid, közkeletű nevén rozsda, amely megtisztítva újrahasznosítható.
A holland egyetem másik gyermeke a RIFT (Renewable Iron Fuel Techology – Megújuló Vas Üzemanyag Technológia) nevű ifjú vállalkozás szintén biztató eredményt mutat a bemutató eszközével, mivel a vassal táplált berendezéssel ötszáz otthont tudnak ellátni villamosenergiával. Mi több, az óceán másik oldalán, Kanadában is fejlesztenek egyetemi kutatók – még nem túl nagy teljesítményű, de működő – tíz kilowattos vasüzemű prototípust.
Ez tehát a seregnyi szépséges ígéret a vas energiatermelő képességéről. Ám alattomban a Sátán persze itt is megjelenik. Például a vas elég nehezen gyújtható be, sokkalta nehezebben, mint a fosszilis anyagok. Ráadásul az általa létrejött láng meglehetősen instabil és hajlamos a kialvásra. Persze, megkerülhetők ezek a gondok is. Például úgy, hogy kevéske földgázt kevernek a vasporhoz az indításkor. Ez a megoldás aztán hasznos lehet a kialvások gátlására is. Kellemetlen mellékjelenség lehet viszont, hogy finomra őrölt vaspor szökhet ki tároláskor és meglehetősen nehéz az újbóli összegyűjtése. Ám már erre is vannak „gyógyító” védelmi eljárások. Vigasztaló viszont, hogy a vasport megújulókból származó energiával is elő lehet állítani, amellett hosszasan tárolható és a szállításával sincsenek nehézségek.
A fentiekben megismert előnyök felsorolásakor nekem felvillant egy immár hét évtizednél is régibb emlékem, műegyetemi hallgató koromból. A villamosműveket tanító tudós professzorunk, Verebély László szavait próbálom idézni: „Nagy hiba, hogy a drága, értékes szenet meglehetősen gyenge hatásfokkal elégetjük, ahelyett, hogy utódainknak, az elkövetkező századokra megőriznénk, hogy ők a sokkalta hasznosabb kémiai eljárásokhoz, eszközökhöz hasznosítsák.” Nos, most mi, a klímavédelem valós vagy túlzott jelszavait, törekvéseit követve akarva-akaratlanul megőrizzük távoli leszármazottaink számára az értékes szenet, meg hozzá talán a kőolajat és földgázt is. Ámbár, ha a vas túlságosan is elterjedne energiahordozóként, esetleg rá is érvényessé válnának egykori professzorom rosszalló kijelentései. Hiszen a Sátán – az előnyös újdonságok mellett hordozott hátrányokkal – mindenütt ott rejtezik.