A karbonsemlegesség és fenntarthatóság új ipari forradalma

Új eszközökre van szükség.

A világviszonylatban kimagasló eredményeket és termelési értékeket felmutató kínai feldolgozóipar, ezen belül meghatározó módon a vegyipar, az acélipar, a színesfém- és az építőanyagipar CO2 kibocsátása a legjelentősebb. Kína teljes kibocsátásának közel 40%-át ezen iparágak teszik ki.

A magas CO2 kibocsátású iparágakban ezért „kettős szén-dioxid” célkitűzés fogalmazódott meg, amely egyrészt szén-dioxid semleges, azaz radikálisan csökkenő mértékű kibocsátású ipari termelést, másrészt szén-dioxid semleges energia felhasználást jelent. A kettős szén-dioxid célkitűzés, és a fenntarthatóság elérésének egyetlen eszköze az ipari termelés teljes és árfogó reformja mind technológia, mind pedig az energia ellátás területén.

Ez az új ipari forradalom léptékét, fenntarthatóságra gyakorolt hatását tekintve jelentős mértékben túlmutat a napjainkban sokszor emlegetett Ipar 4.0-án. Az elkövetkezendő években egyértelműen egy merőben új szemléletű és új célkitűzéseket megfogalmazó Ipar 5.0-ról, annak az ipart és világgazdaság egészét átalakító folyamatáról beszélhetünk.

Új energiatárolási megoldások Forrás: Origo

Az Ipar 5.0 a fenntarthatóság, és a karbonsemleges ipari termelés forradalma.

Rövid történeti áttekintés az Ipar 1.0-4.0 közti időszakról, annak gazdaságra és társadalomra gyakorolt hatásáról:

Az ipari forradalmak egyik általános jellemzője, hogy a korábbitól gyökeresen eltérő, teljesen új gyártástechnológia jelenik meg, amely megváltoztatja az emberek munkafeltételeit, az életvitelt, és jelentős hatást gyakorol az ipari termelésre, ezen keresztül a gazdaság és társadalom egészére.

Ipar 1.0 – amely a 18. században kezdődött a gőzenergia ipari termelés célú igénybevételével. A gőzenergia hozzájárult a gyártási folyamat gépesítéséhez, a termelési kapacitások megsokszorozásához, új termelési és közlekedési rendszerek (gőzmozdony, gőzhajó) megalkotásához.

Ipar 2.0 – amely a 19. században vette kezdetés az elektromosság és a gyártósorokkal felgyorsított termelés felfedezésével. Az elektromos áram új gyártástechnológiai bevezetését tette lehetővé, a gyártósorok pedig a korábbi, egyenkénti szerelőállomáson végzett termelési folyamatot gyorsították fel, és alacsonyabb költség mellett tették a termelést hatékonyabbá.

Ipar 3.0 – a 20. század 70-es éveiben kezdődött az informatika gyártástechnológiákban való széleskörű elterjedésével. A programozható memóriájú vezérlők és számítógépek hozzájárultak a termelési folyamatok részleges, majd később teljes automatizálásához. Az Ipar 3.0 eljuttatta az ipari termelést arra a szintre, hogy akár emberi beavatkozás nélkül lehetőség nyíljon a termelési tevékenységre.

Ipar 4.0 – Az információs technológia fejlődésének 21. századi felgyorsulásával az iparban újabb hálózati jellegű technológiák jelentek meg, amelyek a 20. század robotizációs fejlődésére épültek. A gyártástechnológiák új típusú, az eddigieknél komplexebb, és interaktívabb hálózatba kapcsolódtak össze, amelynek alapjait a rohamosan fejlődő adatátvitel sebesség és a kommunikációs technológiák fejlődése adták.

Az Ipar 4.0-át ezért az információs és kommunikációs technológiák ipari forradalmának is szokták nevezni. Az internetes kapcsolatokon keresztül már nem csak az egyes automatizált, robotizált berendezések, hanem komplex termelési rendszerek kommunikálnak egymással, „kiberfizikai” technológiai rendszereket létrehozva. Az Ipar 4.0 a termelésben résztvevő gépek, berendezések, létesítmények, a folyamatmenedzsment valamennyi elemének kibernetikai kapcsolata, amelyek folyamatosan emberi beavatkozás nélkül képesek kommunikálni egymással. Ennek az ipari, technológiai forradalomnak a kifejezői: az „okos gyárak”, „okos termelés”, okos technológiák.

Ipar 5.0 – Amely forradalom indikátora maga a technológiai és emberi tereket magába foglaló globális környezet, és az azt működtető energiák.

Az ipari forradalmak 3.0-tól kezdődő folyamataiban az ipari termelés közvetlen és közvetett környezetének védelméért a környezetvédelmi szakág volt felelős, azonban a 21. század első évtizedére a környezetet érő károsanyag, kiemelten a szén-dioxid kibocsátás olyan léptékeket öltött, hogy alapvető termelési és energia rendszerelvű reformok bevezetését vette fel.

Ennek az új típusú reformnak a jellemzője a karbonsemleges technológiák és energiák „kettős szén-dioxid” forradalma.

Ez a forradalom már koránt sem a további termelési hatékonyság növeléséről, a gazdaságosságról, a takarékosságról szól, hanem a globális termelési – egyben életkörnyezet alapvető fenntarthatóságáról.

Az ipari forradalmak ismérvei a merőben új technológiák fejlesztése, megjelenése, ipari-, termelési célú bevezetése. Ez történik napjainkban is, amikor transzformatív, alacsony szén-dioxid-kibocsátású technológiák fejlesztése és bevezetése indult el, amely kihat a karbonsemleges ipari termeléssel összefüggő folyamatok innovációjára, az Ipar 3.0-4.0 folyamatok újratervezésére, ezzel összefüggésben a teljes ipari, gazdasági és társadalmi fejlődést befolyásoló vezető szerep átvételére.

Ennek az Ipar 5.0 folyamatnak az egyik lényeges szegmense az elektromos energia előállítás, az energia felhasználás, az energia tárolás és energia hordozás innovációja.

Az energiatárolás az elektromos energia hordozójaként hatékonyan stabilizálni képes az elektromos hálózatra kapcsolt ipari - új energiatermelés okozta volatilitást, elősegíti az energiaellátás és terhelés egyensúlyát a villamosenergia-rendszer működésében.

Az energiatárolás javítja az ellátási biztonságot, a gazdaságosságot, mindazon érték fenntarthatóságát, amely az Ipar 3.0 és 4.0 alapjaira épülve jött létre.

Az energiatechnológia az intelligens hálózat kiépítésében és a megújuló energiatermelés megvalósításában is kulcsfontosságúvá vált. Ahogy a szén-dioxid-semlegesség globális gazdasági és társadalmi konszenzussá vált, úgy az „új energia aránya” a teljes energiarendszerben rohamosan növekszik, amely az energiatárolási technológia területén is robbanásszerű növekedést idéz elő.

Világszerte, így Kínában is egymás után indultak el a nagyszabású új energiatárolási projektek. Az legújabb ipari forradalom korszakában az energiatárolási technológiák versengenek egymással, mint például az „áramlási akkumulátorok”, „nátrium-ion akkumulátorok”, „lítium-ion akkumulátorok”, a „tömörített levegőenergia-tárolás”, az „ólom-szén akkumulátorok”, a „hőtárolási technológiák”.

Az elmúlt években radikálisan megnövekedett azon vállalatok száma, amelyek csatlakoztak az energiatároló iparhoz, új és innovatív alap és alkalmazott kutatásokkal hozzájárulnak az ipar új típusú átalakulásához.

Az energiatárolás szerepe és státusza az Ipar 5.0-ban

Az energiatárolási technológia hatékony technológia a szél, a nap és a geothermia által jellemezhető új energiarendszerek ingadozásának és időszakosságának probléma megoldására.

A jövő energiarendszere egy diverzifikált energiarendszer lesz, amely fő eleme a megújuló energia, és a különféle energia ellátási formák. A szélenergia és a fotovoltaikus energiatermelés ingadozása, annak időszakos jellege mutat rá az új energiaellátó rendszerek bevezetésének szükségességére.

Az egyes nemzetek, ország közösségek, illetve kontinensek vezetékes elektromos hálózati rendszerei nem képesek menedzselni a radikálisan megnövekedő és szélsőséges amplitúdókkal változó elektromos áramigényt.

A karbonsemlegességet érintő célkitűzések, vagy a korábbiakban említett „kettős szén-dioxid” reform törekvései abba az irányba mutatnak, hogy a vezetékes elektromos hálózati ellátással egyenértékűvé válnak az energiatároló rendszerek alkalmazása.

Ez a kettős energiabiztonság járulhat hozzá ahhoz, hogy az ipari termelés hozzáférjen a megújuló energiához, és ennek megfelelően megkezdődhessen az alacsony, vagy zéró szén-dioxid kibocsátású ipari technológia átalakítás, és a zöldenergiára épülő ipari energia ellátás.

Kínában szakpolitikai szinten a Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság („NDRC”), valamint a Nemzeti Energiaügyi Hatóság indította el az energiatárolás fejlesztésének átfogó tervezését és kiépítését. Ma már a szakpolitika részét képezi az un. energiatárolási politika, amely egyik iratanyaga a 2021 júliusában kiadott „Útmutató vélemények az új energiatárolások fejlesztésének felgyorsításáról”, az „Megújuló energia útmutató”, az „Iránymutató vélemények és közlemény a szélenergiák fejlesztéséről, az építéssel kapcsolatos ügyekről”, valamint a „Fotovoltaikus energiatermelés 2021. április 19-én kiadott közleménye”.

Ezen energia szakpolitikai irányelvek tartalmazzák az energiatárolás kínai piaci pozícióját, üzleti modelljét és nemzetgazdasági értékét.

Fontos Magyarországon és az EU-ban is figyelembe vennünk azt a kínai célkitűzést, amely 2025-re az előirányzott energiatárolási kapacitást mértékét 30 millió kW-ban jelöli meg.

Az energiatárolás sürgető és időszerű feladatain túl fontos azt a kínai folyamatot is figyelembe vennünk, hogy a Kínai Országos Energiahivatal már 2021 decemberében hivatalosan kihirdette a "Villamos hálózatra kapcsolt üzemeltetés igazgatási szabályzatát", valamint a "Villamos segédszolgáltatásokra vonatkozó közigazgatási rendelkezéseket", amelyek egyértelműen meghatározták az új energiatárolókat, a virtuális erőműveket és a terhelés-aggregátorokat, mint új entitásokat.

A cikksorozatunk felkívánja hívni a figyelmet arra, hogy rohamos lépéseket kell tennünk az ipar, a gazdaság, és a társadalmunk egészének energiabiztonságának megteremtése érdekében. Ez vonatkozik az energetikára, az ipari technológiák fejlesztésére, az innovációra, az építészetre és urbanisztikára, összefoglalóan a hazai gazdaság és társadalom egészére egyaránt.

Szerző:

Fórizs Zoltán