(kísérleti fúziós erőmű képe)
Elon Musk minden kétséget kizáróan a technokrata világ egyik legnagyobb alakja, a ténylegesen létező Vasember, aki számtalan innovációt hozott a világba, ötletei, döntései és tettei egész iparágakat rengetnek meg. Ha nem is minden úgy történt, ahogy arra a pop-kultúra emlékszik (ő talált ki mindent), elévülhetetlen szerepe volt a PayPal nevű, megbízható online fizetési rendszer és az elektromos Tesla autók megszületésében, a SpaceX-ben, ami a kereskedelmi űrhajózás egyik úttörője, zajlanak a Hyperloop, azaz a szupergyors metró első tesztjei, stb. Nem kérdéses, hogy nagyon mély megértése van a világ folyamatairól, és kellően tökös, hogy bármit megtegyen.
A legfrissebb hír róla, hogy a levegőből szén-dioxid kivonására alkalmas technológiák fejlesztésére ad 100 millió dollárt. Pontosabban ilyen témájú versenyt kezdeményezett, ami szuper!
Egy pillanatra elgondolkodtam rajta, hogy hogyan is lehetne a szén-dioxidot kivonni a levegőből. Nyilván ott vannak a növények, rá is kerestem arra, hogy melyik növény veszi ki a legtöbb oxigént a levegőből. Majd kicsit utánanézve és összevetve a növényeket a Musk által meghirdetett verseny feltételeivel, hát… a növényektől jóval hatékonyabb dolog kell. Egy átlagos fa 40 év alatt von ki 1 tonna szén-dioxidot a levegőből, ami igazából teljesen kézenfekvő, hiszen attól több szén-dioxidot nem tud kivonni, mint amennyi a fa teljes tömege (szén-dioxid kivonás = szén beépítése a saját szervezetébe), és egy fa nem csak szénből áll, kb. 50%-a szén. Persze vannak nagy meg kicsi fák, ez egy átlagos fa kb.
A versenyen a beugró napi 1 tonna szén-dioxid kivonása a levegőből. Rövid és durva becslésem eredménye, hogy ehhez kb 7300 20 év körüli fára lenne szükség. Tehát valami sokkal sokkal hatékonyabb kell.
Jelenleg is vannak rá technológiák, hogy szén-dioxiodot vonjunk ki a levegőből [1], hiszen ez már azért jónéhány éve foglalkoztatja az emberiséget, a probléma, hogy egyik módszer sem kellően hatékony. Hatékony = sok szén-dioxidot von ki, kevés energiabefektetéssel.
Ez eszembe juttatott egy korábbi gondolatkísérletet, ami a világot elárasztó szemét felszámolásáról szól. Ideális esetben, a szeméttől úgy szabadulhatnánk meg, ha lenne egy gépezet, amibe bedobjuk a szemetet, és ő kis csomagokban kiadna egy kocka szenet, egy zacskó oxigén, egy zacskó héliumot, egy darab vasat, mindent elemi összetevőire bontana, és a tiszta elemi anyagokat szépen dobozolva vagy csomagolva adná át az ipar használatára.
Egy ilyen gépbe csak lapátolni kellene a szemetet és termelné az értékes, tökéletesen ujrahasznosított ipari nyersanyagot.
Első blikkre utópisztikusnak tűnhet egy ilyen gép gondolata. Azonban a helyzet az, hogy ilyen gépek léteznek. Úgy hívják őket, hogy tömegspektrométerek [2]. Nagy vonalakban úgy működik, hogy a zárt, légmentes térbe berakott anyagot ionizálják, azaz atomjaira tördelik (melyek elektromos töltéssel is rendelkeznek), majd egy megfelelő elektromos és mágneses mezőben a töltött atomok szétválaszthatók, ugyanis más-más irányba haladnak a térben. Szó szerint “szétválogatódnak”. A probléma az, hogy a tömegspektrometria nem szemétfeldolgozási folyamat, hanem fizikai-kémiai-analitikai módszer arra, hogy megállapítsák, hogy egy gyüszünyi valami pontosan miből áll. A tömegspektrometria nagyon nem hatékony, óriási energiákat kell bevetni, hogy a gyüszünyi anyagban lévő kémiai kötések felszabaduljanak, és aztán az atomok fajtájuknak megfelelően szétválogatásra kerüljenek. De működik, szerte a világban használnak tömegspektrométereket, csak nagyon messze van a hatékonysága attól, hogy szemetet dobjunk bele és szén meg vasdarabokat vegyünk ki belőle. Túl sok energia kellene hozzá. És annak vagyunk szűkében.
Pontosan úgy, mint a szén-dioxid kivonó technológiák esetében. Azok sem hatékonyak, léteznek, csak túl sok energiát (pénzt) kell belerakni, hogy 1 tonna szén-dioxidot kivonjanak a levegőből.
A hatékonyságot azonban két módon lehet növelni. Az egyik, amint Musk meghirdetett: érjük el, hogy ugyanolyan energiabefektetéssel (pénzzel), minél több szén-dioxidot vonjunk ki a levegőből. Ez egy teljesen fair megközelítés, és szuper lenne, ha valakik ezeket a technológiákat feltalálnák. De ha ezeket fel is találják, ha már tiszta a levegő, akkor nekiláthatunk a szemetet eltüntetni, amihez az kell, hogy hatékonyabban (kevesebb pénzből) tudjunk valamit kezdeni a szeméttel. Talán hasonló versenyek eredményeznek majd ilyen technológiákat is.
Van azonban egy másik lehetőség a hatékonyság növelésére: olcsóbbá kell tenni az energiát. Mind a szén-dioxid kivonásra, mind a szemét tökéletes újrahasznosítására van elméleti megoldás, csak nem hatékony, mert túl sok energiát (áramot = pénzt) kell belerakni. Ezek mind közel juthatnának a tényleges, skálázható, az emberiséget előrevivő megvalósításhoz, ha az energia szinte ingyen lenne.
Mitől várhatjuk az szinte ingyen energiát (=áramot)? Hát… nem a naperőművektől, és nem is a szélerőművektől, és egy kis fizikai vénával és utánaolvasással bárki beláthatja, hogy nem is valamely más, megújuló erőműből. A gond ezekkel a megújuló erőművekkel az, hogy vagy mechanikai energiát azaz mozgást alakítanak árammá (mondjuk a levegő vagy a víz mozgását), ami nagyon nagyon nem hatékony, vagy a napelemek esetén a fotovoltaikus effektust, azaz azt, hogy speciális anyagokban a napfény elektromos áramot gerjeszt. Előbbiek alkalmatlanságát jól jellemzi, hogy a szélmalmok kikoptak a divatból. Utóbbiak kapcsán az a fő gond, hogy a speciális anyag, amiben napfényből áram lesz, nos, az finoman szólva is veszélyes hulladékká válik, és ha a fél országot beborítanánk vele, az sem lenne elég, ha felhős az ég, nem beszélve arról, hogy hol nőne akkor a saláta a vegánoknak?
A megújuló energiaforrások idővel elegendőek lehetnek az emberiség vélt szükségleteinek kielégítésére, vélt szükséglet például a hűtő, a tv, a mosógép alkalmankénti bekapcsolása, meg persze a mobil feltöltése. Az emberiség valós energiaszükségletei azonban jelenlegi technológiai ismereteink szerint nagyságrendekkel nagyobbak, ha olyan céljaink vannak, mint a szén-dioxid kivonása az atmoszférából, vagy épp a szemét megfelelő újrafelhasználása.
A jelenleg ismert legnagyobb energiaforrás az atomokban, minden egyes atomban rejlő fizikai energia, az az energia vagy épp energiadeficit (!) ami összetartja, vagy egymástól külön tart két atommagot. Magyarul, az atomenergia.
Ha tényleg olyan célokat tűzünk ki, mint a szén-dioxid kivonása a légkörből, vagy mondjuk a globális szemét probléma, akkor csak az atomenergia felé fordulhatunk, hasadással (mint Paks2), vagy még inkább fúzióval, ami ugyanaz a folyamat, mint ami a Nap-ban játszódik le. Illusztrációként, a Nap elképzelhetetlen mennyiségű energiát termel, amelynek töredéke jut el a Föld bolygóra. Ennek töredéke mozgatja meg a levegőt, és ennek töredékét használja fel egy szélerőmű, illetve töredékét tudja felhasználni egy napelem. Gondoljuk csak el, mennyi energiát termelhetne egy pici Nap, ha megvalósulna a Föld felszínén! És ami a legfontosabb, szemben a klasszikus, hasadáson alapuló atomerőművekkel, a fúzió nem eredményez sugárzást!
A fúziós erőművek fejlesztése nagyon aktív kutatási terület, néhány fúziós reaktor nagyon kicsi, prototípus szinten már néha-néha működik. Kicsiben. Jelenleg még nem hatékonyak. A fejlesztésükhöz pénz kell. Nade! Ha a fúziós erőmű hatékonnyá válik, akkor minden más technológia, ami ma a túlságosan nagy energia (áram) felhasználás miatt nem hatékony, az rögtön mind hatékonnyá válik, ugyanis szinten ingyen lesz az áram.
Szóval a lényeg, hogy Elon most szerintem melléfogott. A fúziós erőművek megvalósítását kellene támogatni, és ha azok megvalósulnak, valószínűleg nagyon sok problémánk nagyon hamar megoldódik utána.
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_spectrometry
